WO2020184707A1 - 差動装置 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
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- F16H48/38—Constructional details
- F16H48/40—Constructional details characterised by features of the rotating cases
Definitions
- a differential device particularly a differential case that can rotate around a predetermined axis, a pair of side gears that are rotatably housed around the predetermined axis in the differential case, and a pair of side gears that are housed in the differential case and mesh with each other.
- a pair of pinion gears, a pinion shaft that extends in a direction orthogonal to the predetermined axis and rotatably fits and supports the pinion gear, and a ring gear that is concentrically fixed to the differential case are provided, and the differential case is provided at both ends of the pinion shaft.
- the present invention relates to a differential device having a pair of pinion shaft supports for receiving a driving force from the differential case, and a work window for allowing the pinion gear and the side gear to be inserted into the differential case.
- Patent Document 1 a device in which at least a part of the pinion shaft overlaps the ring gear when viewed in a projection plane orthogonal to the pinion shaft at a regular mounting position is conventionally known as shown in, for example, Patent Document 1. There is.
- the pinion shaft is tilted with respect to the regular mounting position of the pinion shaft through a shaft insertion hole formed through the differential case as the pinion shaft support portion, and is used as a pinion gear in the differential case. By inserting it, mutual interference between the pinion shaft and the ring gear can be avoided during the insertion.
- the shaft insertion hole (through hole) constituting one of the pinion shaft support portions is specially enlarged so that the pinion shaft can be inserted into the pinion gear in the differential case in the above-mentioned inclined posture. Therefore, there are problems such as an increase in restrictions on the shape and layout of the pinion shaft support portion and the ring gear, and a decrease in design freedom.
- the present invention has been proposed in view of the above, and an object of the present invention is to provide a differential device capable of solving the above problems of a conventional device with a simple structure.
- the present invention has a differential case that is rotatable around a predetermined axis, a pair of side gears that are rotatably housed around the predetermined axis in the differential case, and the differential case that is housed in the differential case.
- a pair of pinion gears that mesh with a pair of side gears, a pinion shaft that extends in a direction orthogonal to the predetermined axis and rotatably fits and supports the pinion gears, and a ring gear that is concentrically fixed to the differential case are provided.
- a pair of pinion shaft support portions that support both ends of the pinion shaft so that the diff case can receive a driving force from the diff case, and a work window that allows the pinion gear and the side gear to be inserted into the diff case.
- the differential case is the pair of pinion shaft support portions. It has a shaft insertion hole that is separated from the pinion shaft and allows the pinion shaft to pass through, and the shaft insertion hole allows the pinion shaft to pass through the shaft insertion hole from outside the differential case and is different from the regular mounting position.
- the differential case is a pinion shaft that has been inserted into the pinion gear up to the insertion end position.
- the first feature is that it has a shaft moving groove that can accept both ends and allows each movement of the both ends from the receiving position to the pair of pinion shaft support portions.
- the differential case integrally has a cylindrical boss into which a shaft member that rotates in conjunction with each of the pair of side gears can be fitted, and the central hole of the cylindrical boss is
- the pinion shaft is formed in a size that allows it to pass through, and is also used as the shaft insertion hole.
- the shaft moving groove inserts the pinion shaft around a specific axis orthogonal to the predetermined axis and the axis of the pinion shaft from the insertion end position.
- At least a groove portion provided in the differential case so as to correspond to the movement locus of the both ends when rotated to the mounting position is included, and the groove portion is the both ends of the pinion shaft at the regular mounting position.
- each portion has a specific groove portion that supports the portion, and the specific groove portion constitutes the pair of pinion shaft support portions.
- the inner surface of the differential case is formed in a spherical shape centered on the intersection of the predetermined axis and the specific axis, and the groove portion is centered on the specific axis.
- the fourth feature is that it extends in the same annular shape.
- the back surface of at least one of the side gear or the pinion gear is located on the outer side of the differential case with respect to the inner surface of the differential case supporting the back surface.
- the inner surface of the differential case has an overhanging portion, and the side gear and the pinion gear that are in mesh with each other in the differential case rotate together with the pinion shaft that rotates from the insertion end position to the regular mounting position.
- a fifth feature is that it has a gear relief groove that can avoid interference with the overhanging portion when moving.
- a cylindrical overhanging boss portion serving as the overhanging portion is projected on the back surface of the side gear, and the gear relief groove is formed on the pinion shaft of the side gear.
- the sixth feature is that it is formed in a shape that can be engaged with the overhanging boss portion so as to restrict the rotation around it.
- the present invention has a seventh feature that the work window is formed in a size that allows the pinion shaft to pass through and also serves as the shaft insertion hole.
- the pinion shaft can be inserted into the pinion gear from outside the differential case to a predetermined insertion end position without interfering with the ring gear through the shaft insertion hole separated from the pinion shaft support portion of the differential case. .. Then, the pinion shaft that has reached the insertion end position can be moved to the regular mounting position by being guided by the shaft moving groove of the differential case at both ends of the pinion shaft, so that the pinion shaft does not interfere with the ring gear or the differential case. It can be easily and accurately assembled to the regular mounting position.
- the differential case integrally has a cylindrical boss into which a shaft member that rotates in conjunction with each of the pair of side gears can be inserted, and the central hole of the cylindrical boss allows the pinion shaft to pass through. Since it is formed in a large size and is also used as a shaft insertion hole, it is not necessary to specially provide a dedicated shaft insertion hole in the differential case, which can contribute to the simplification of the structure of the differential case.
- the shaft movement groove moves both ends when the pinion shaft is rotated from the insertion end position to the regular mounting position around a specific axis orthogonal to the predetermined axis and the axis of the pinion shaft.
- a groove portion provided in the differential case so as to correspond to the locus is included, and the groove portion has a specific groove portion that supports both ends of the pinion shaft at the regular mounting position, and the specific groove portion is a pair of pinions. Since the shaft support portion is formed, both inner surfaces of the specific groove portion also serve as torque transmission surfaces from the differential case to the pinion shaft, and torque transmission is ensured with a simple structure.
- both inner surfaces of the shaft moving groove transmit torque in the rotational direction substantially orthogonal to this to the end of the pinion shaft, the pinion shaft that receives the transmitted torque is less likely to receive the moving force in the direction along the shaft moving groove. This is an advantageous structure for preventing the pinion shaft from shifting from the proper mounting position.
- the groove portion since the groove portion extends in the same annular shape centered on the specific axis, the groove portion can be turned, and this is turned at the same time as the spherical inner surface of the differential case. The processing efficiency can be improved.
- the inner surface of the differential case is such that when the side gear and the pinion gear rotate together with the pinion shaft that rotates from the insertion end position to the regular mounting position in the differential case, the tension on the back surface of the side gear or the pinion gear Since it has a gear relief groove that can avoid interference with the protrusion, even if the overhang is projected on the back of the side gear or pinion gear, the pinion shaft can be installed together with the gear set in which the pinion gear and side gear are engaged in the differential case. It can be rotated from the insertion end position to the regular mounting position without any trouble.
- the gear relief groove is formed in a shape that can be engaged with the overhanging boss portion on the back surface of the side gear so as to restrict the rotation of the side gear around the pinion shaft.
- the pinion shaft can rotate together with the pinion shaft to the proper mounting position without rotating around the pinion shaft. Since the side gear meshes with the pinion gear into which the pinion shaft is inserted, if the pinion shaft is in the proper mounting position, the rotation of the side gear with respect to the differential case in the direction along the gear relief groove is restricted by the pinion gear and the pinion shaft. Will be done.
- the side gear can always be oriented in the correct direction (that is, on a predetermined axis) in the differential case, further improving the assembly workability of the differential device. ..
- the work window is formed in a size that allows the pinion shaft to pass through and also serves as a shaft insertion hole, it is not necessary to specially provide a dedicated shaft insertion hole in the differential case, and the differential case is correspondingly large. It can contribute to the structural simplification of.
- FIG. 1 is an overall vertical sectional view showing a differential device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
- FIG. 3 shows a single differential case before assembling the differential gear mechanism
- FIG. 3A is a vertical sectional view (corresponding to FIG. 1)
- FIG. 3B is a line bb of FIG. 3A. It is a cross-sectional view.
- FIG. 4 is an assembly process diagram for explaining the first half process of the procedure for assembling the differential gear mechanism into the differential case.
- FIG. 5 is an assembly process diagram for explaining the latter half of the procedure for assembling the differential gear mechanism into the differential case.
- FIG. 6 is an explanatory view showing the relationship structure between the differential gear mechanism and the inner surface (groove) of the differential case based on the cross-sectional view of FIG. 3 (b).
- the portion above the boundary line Z is the pinion shaft, the pinion gear, and the differential case.
- the relationship with the inner surface (the pinion gear is the normal mounting position) is shown, and the part below the boundary line Z shows the relationship between the side gear and the inner surface of the differential case (the position where the side gear is 90 degrees off the regular mounting position). is there.
- (First Embodiment) 7A and 7B show a main part of the differential device according to the second embodiment, FIG. 7A is a diagram corresponding to FIG. 6, FIG.
- FIG. 7B is a sectional view taken along line bb of FIG. 7A.
- FIG. 7 (c) is a cross-sectional view taken along line cc of FIG. 7 (a).
- (Second Embodiment) 8A and 8B show a main part of the differential device according to the third embodiment, FIG. 8A is a diagram corresponding to FIG. 7A, FIG. 8B is a diagram corresponding to FIG. 7B, and FIG. (C) is a diagram corresponding to FIG. 7 (c).
- (Third Embodiment) 9 shows a main part of the differential device according to the fourth embodiment, FIG. 9 (a) is a corresponding diagram of FIG. 5 (c), and FIG. 9 (b) is a line bb of FIG.
- FIG. 9 (a) A cross-sectional view, FIG. 9 (c) is a sectional view taken along line cc of FIG. 9 (a), and FIG. 9 (d) is a sectional view taken along line dd of FIG. 9 (a).
- FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 3B showing a main part of the differential device according to the fifth embodiment.
- FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 showing a main part of the differential device according to the sixth embodiment.
- FIG. 12 simply shows the machining process of the differential device according to the seventh embodiment, and FIG. 12 (a) shows a differential case before grooving the shaft moving groove, and FIG.
- FIG. 12 (b) corresponds to FIG.
- FIG. 12B is a diagram corresponding to FIG. 12A showing a differential case after grooving.
- FIG. 13 shows a main part of the differential device according to the eighth embodiment
- FIG. 13 (a) is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 13 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 13 (a).
- FIG. 13C is a perspective view of a main part of the pinion shaft.
- FIG. 14 shows a main part of the differential device according to the ninth embodiment
- FIG. 14 (a) is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 14 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 14 (a).
- FIG. 14 shows a main part of the differential device according to the ninth embodiment
- FIG. 14 (a) is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 14 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 14 (a).
- FIG. 14C is a perspective view of a main part of the pinion shaft.
- 9th embodiment 15A and 15B show a main part of the differential device according to the tenth embodiment
- FIG. 15A is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 15B is a sectional view taken along line bb of FIG. 15A
- 15 (c) is a sectional view taken along line cc of FIG. 15 (a)
- FIG. 15 (c') shows a state in which the phase of the pinion shaft is 90 degrees out of phase with that of FIG. 15 (c).
- FIG. 15 (d) is a perspective view of a main part of a pinion shaft.
- FIG. 16A and 16B show a main part of the differential device according to the eleventh embodiment
- FIG. 16A is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 16B is a sectional view taken along line bb of FIG. 16A
- 16 (c) is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 16 (a).
- FIG. 17 is a correspondence diagram of FIG. 3A showing a differential case of the differential device according to the twelfth embodiment.
- FIG. 18 is an assembly process diagram for explaining the first half process of the procedure for assembling the differential gear mechanism into the differential case in the twelfth embodiment. (12th Embodiment)
- FIG. 16A is a diagram corresponding to FIG. 10
- FIG. 16B is a sectional view taken along line bb of FIG. 16A
- 16 (c) is a cross-sectional view taken along the line cc of FIG. 16 (a).
- FIG. 17 is a correspondence diagram of FIG. 3A showing a
- FIG. 19 is an assembly process diagram for explaining the latter half of the procedure for assembling the differential gear mechanism into the differential case according to the twelfth embodiment.
- (12th Embodiment) 20A and 20B show a main part of the differential device according to the thirteenth embodiment, FIG. 20A is a corresponding diagram of FIG. 1, and FIG. 20B is a sectional view taken along line bb of FIG. 20A. is there.
- (13th Embodiment) 21 (a) is a corresponding diagram of FIG. 3 (a) showing the differential case and the sub-assembly in the thirteenth embodiment in a separated state, and FIG. 21 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 20 (a).
- FIG. 21 (a) is a corresponding diagram of FIG. 3 (a) showing the differential case and the sub-assembly in the thirteenth embodiment in a separated state
- FIG. 21 (b) is a sectional view taken along line bb of FIG. 20 (a
- FIG. 22 is an assembly process diagram for explaining a procedure for assembling the differential gear mechanism into the differential case according to the thirteenth embodiment.
- FIG. 23 shows a main part of the differential device according to the 14th embodiment
- FIG. 23 (a) is a diagram corresponding to FIG. 20 (a)
- FIG. 23 (b) is a diagram corresponding to FIG. 20 (b).
- FIG. 24 (a) is a diagram corresponding to FIG. 21 (a) showing the differential case and the sub-assembly case of the 14th embodiment as individual units
- FIG. 24 (b) is a diagram corresponding to FIG. 21 (b)
- FIG. 24 (c) is a diagram.
- FIG. 24 (a) and 24 (d) are sectional views taken along line cc, and FIG. 24 (d) is a sectional view taken along line dd of FIG. 24 (b).
- FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 24D, showing a main part of the differential device according to the fifteenth embodiment.
- FIGS. 1 to 6 The first embodiment is shown in FIGS. 1 to 6.
- a differential device 10 for distributing and transmitting power from a power source (for example, an in-vehicle engine) (not shown) to the left and right axles 11 and 12 is housed in a vehicle, for example, a transmission case MC of an automobile. ..
- the differential device 10 includes an integrated differential case 8 and a differential gear mechanism 20 built in the differential case 8.
- the differential case 8 has a hollow case body 8c that is formed in a substantially spherical shape and houses the differential gear mechanism 20 inside, and is integrally connected to the right side portion and the left side portion of the case body 8c and is arranged on the first axis X1.
- the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 are provided with an annular flange portion 8f integrally formed on the outer peripheral portion of the case body 8c in the outward direction in the radial direction.
- the first axis X1 corresponds to the predetermined axis of the present invention and passes through the center O of the case body 8c.
- the inner surface 8i of the case body 8c is formed in a spherical shape whose center coincides with the center O of the case body 8c.
- the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 are rotatably supported by the mission case MC around the first axis X1 via the bearings 13 and 14 on the outer peripheral side of the bosses 8b1 and 8b2.
- the left and right axles (drive shafts) 11 and 12 are rotatably fitted to the inner peripheral surfaces of the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2, respectively, and the spiral grooves 15 and 16 for drawing in lubricating oil ( (See FIG. 4) is provided.
- the spiral grooves 15 and 16 can exert a screw pumping action of feeding the lubricating oil in the transmission case MC into the differential case 8 as the bearing bosses 8b1 and 8b2 rotate relative to the axles 11 and 12.
- the flange portion 8f is offset from the center O of the case body 8c on one side (in the embodiment, the side of the first bearing boss 8b1) in the direction along the first axis X1.
- a ring gear 9 serving as a torque input portion of the differential case 8 is concentrically fixed to the flange portion 8f.
- the ring gear 9 includes a cylindrical rim 9a having a helical gear-shaped tooth portion 9ag on the outer periphery, and ring plate-shaped spokes 9b that integrally project inward in the radial direction from the inner peripheral surface of the rim 9a.
- the inner peripheral end of the spoke 9b is concentrically fitted to the outer peripheral end of the flange portion 8f, and the fitting portion is fixed by welding (for example, laser welding, electron beam welding, etc.).
- welding for example, laser welding, electron beam welding, etc.
- various fixing means other than welding for example, bolt coupling, caulking, etc.
- the tooth portion 9ag of the ring gear 9 meshes with the drive gear 31 which is the output portion of the transmission connected to the engine, whereby the rotational driving force is input to the differential case 8 from the drive gear 31 via the ring gear 9.
- the tooth portion 9ag is displayed in cross section along the tooth muscle in order to simplify the display.
- the differential gear mechanism 20 is arranged on a second axis X2 orthogonal to the first axis X1 at the center O of the case body 8c, and is fixed and supported on the case body 8c by a straight rod-shaped pinion shaft 21 and the pinion shaft 21. It includes a pair of pinion gears 22 and 22 that are rotatably supported, and left and right side gears 23 and 23 that mesh with each pinion gear 22 and can rotate around the first axis X1.
- the pinion gear 22 and the side gear 23 are composed of bevel gears in this embodiment.
- Both end faces of the pinion shaft 21 may be formed by a spherical surface having substantially the same curvature as the inner surface 8i of the case body 8c as shown in the illustrated example, or a plane orthogonal to the second axis X2 (not shown). ) May be formed. Alternatively, a chamfer may be formed on the outer peripheral portion of the plane.
- the differential case 8 has first and second pinion shaft support portions 81 and 82, which will be described later, at one end and the other end of the case body 8c in the direction along the second axis X2, respectively. Then, the first and second pinion shaft support portions 81 and 82 rotate the first and second end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 at the regular mounting positions 21S (see FIGS. 1 and 2) from the differential case 8. Connect and support so that it can receive driving force (that is, torque can be transmitted).
- the left and right side gears 23 and 23 function as output gears of the differential gear mechanism 20, and the outer peripheral portions of the inner end portions of the left and right axles 11 and 12 are spline-fitted on the inner peripheral surfaces of the side gears 23 and 23, respectively.
- the axles 11 and 12 are examples of shaft members that are fitted into bearing bosses 8b1 and 8b2 as cylindrical bosses and rotate in conjunction with side gears 23 and 23.
- the rotational driving force transmitted from the drive gear 31 to the differential case 8 via the ring gear 9 is distributed and transmitted to the left and right axles 11 and 12 via the differential gear mechanism 20 while allowing differential rotation. Since the power distribution function of the differential gear mechanism 20 is well known in the past, further description thereof will be omitted.
- the flange portion 8f to which the ring gear 9 is fixed is offset on one side in the axial direction with respect to the center O of the case body 8c as described above, but the rim 9a of the ring gear 9 is the flange portion in the direction opposite to the offset direction.
- the pinion shaft 21 is arranged so that at least a part of the pinion shaft 21 overlaps with the ring gear 9 when viewed from the projection plane orthogonal to the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S. Therefore, as will be described later, it is difficult to insert and remove the pinion shaft 21 from the differential case 8 on the second axis X2 because the ring gear 9 becomes an obstacle.
- the differential case 8 has a shaft insertion hole that is separated from the first and second pinion shaft support portions 81 and 82 and allows the pinion shaft 21 to pass through during assembly, and the present embodiment serves as this shaft insertion hole. Then, the central holes 8bh of the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 are also used. That is, the center hole 8bh causes the pinion shaft 21 to interfere with the ring gear 9 from the outside of the differential case 8 to a predetermined insertion end position 21E (see FIG. 5C) having a phase different from that of the regular mounting position 21S. It is in a position that allows it to be inserted into the pinion gear 22 in the differential case 8.
- the spherical inner surface 8i of the differential case 8 can accept the first and second end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 inserted at the insertion end position 21E, and the first and second ends 21a and 21b from the acceptance position can be received.
- Shaft movement grooves 41 are formed to allow movement of the first and second end portions 21a and 21b up to the pinion shaft support portions 81 and 82.
- the shaft moving groove 41 rotates the pinion shaft 21 around the third axis X3 from the insertion end position 21E (position in FIG. 5C) to the regular mounting position 21S (position in FIG. 5D). It is composed of first and second groove portions 41a and 41b recessed in the inner surface 8i of the differential case 8 so as to correspond to the movement loci of the first and second end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 at the time.
- Both inner side surfaces of the first and second groove portions 41a and 41b are formed by a plane parallel to the virtual plane Y including the first and second axis lines X1 and X2, respectively, as shown in FIG. 3B. Will be done. Then, during the rotation of the pinion shaft 21, the first and second end portions 21a and 21b are received and guided by the first and second groove portions 41a and 41b, respectively, and the first and second groove portions 41a, It is movable along 41b.
- the shaft moving groove 41 is composed of a shallow annular groove extending in the same annular shape centered on the third axis X3, and the first end portion 21a of the annular groove, particularly sandwiching the first axis X1.
- the substantially half-circumferential portion on the side becomes the first groove portion 41a, and the substantially half-circumferential portion on the second end portion 21b side becomes the second groove portion 41b.
- first and second groove portions 41a and 41b include the circumferential central groove portions 41as and 41bs that engage and support the first and second end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S, respectively. Including each.
- the circumferential central groove portions 41as and 41bs are examples of specific groove portions.
- the case It is fixed to the case main body 8c by a bolt 35 screwed into the second end 21b through the through hole 46 of the peripheral wall of the main body 8c.
- the bolt 35 is an example of a shaft fixing member that prevents at least one end 21b of the pinion shaft 21 from rotating with respect to the case body 8c and fixes it.
- the shaft fixing member is not limited to one bolt 35, and may be a plurality of bolts, or various shaft fixing members other than the bolt (for example, press-fitting, caulking, or caulking into the through hole 46 of the case body 8c).
- a locking member such as a locking pin, which is fixed by adhesion or fixed by a retaining ring such as a circlip) can be used.
- the pinion shaft 21 can be reliably prevented from rotating around the third axis X3 with respect to the differential case 8, so that the pinion shaft 21 can be fixed to the differential case 8. Further, the circumferential central groove portions 41as and 41bs of the first and second groove portions 41a and 41b in the shaft insertion groove 41 engage the first and second end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 at both inner side walls thereof. By sandwiching the pinion shaft 21, torque is reliably transmitted between the differential case 8 and the pinion shaft 21, whereby the pinion shaft 21 can rotate integrally around the first axis X1 in the differential case 8.
- the central groove portion 41as in the circumferential direction of the first groove portion 41a in the shaft insertion groove 41 constitutes the first pinion shaft support portion 81. Further, the central groove portion 41bs in the circumferential direction of the second groove portion 41b cooperates with the bolt 35 to form the second pinion shaft support portion 82.
- a short cylindrical overhanging boss portion 23b as an overhanging portion that projects outward in the radial direction of the differential case 8 from the inner surface 8i of the differential case 8 that supports it so as to be rotatable and slidable.
- the inner surface 8i of the differential case 8 has a gear relief groove 42 corresponding to the overhanging boss portion 23b.
- the side gear 23 and the pinion gear 22 that are in mesh with each other in the differential case 8 rotate together with the pinion shaft 21 that rotates around the third axis X3 from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S. At that time, it is formed in an annular groove shape that can avoid interference with the overhanging boss portion 23b.
- interference with the overhanging boss portion 23b means mechanical engagement with the overhanging boss portion 23b that hinders the rotation of the side gear 23 around the third axis X3.
- the gear relief groove 42 is composed of a shallow annular groove extending in the same annular shape centered on the third axis X3, and is particularly the first of the annular grooves.
- the substantially half-circumferential portion on the first end portion 21a side with respect to the one axis X1 becomes the first groove portion 42a, and the substantially half-circumferential portion on the second end portion 21b side becomes the second groove portion 42b.
- the gear relief groove 42 of the present embodiment extends parallel to the shaft moving groove 41 and is formed to have a wider groove width than that.
- the bottom surfaces of the gear relief grooves 42 located on both sides of the shaft moving groove 41 are formed in a spherical shape, and the back surface 22f of the pinion gear 22 is rotatably and slidably supported via the pinion gear washer 32.
- the gear relief groove 42 is formed in a shape that can be engaged with the overhanging boss portion 23b so as to restrict the rotation of the side gear 23 around the pinion shaft 21 in the differential case 8.
- the groove width of the gear relief groove 42 in the direction along the third axis X3 is set to be substantially the same as the outer diameter of the overhanging boss portion 23b, and both inner side surfaces of the gear relief groove 42 are the first and second axis lines. It is formed on a plane parallel to the virtual plane Y including X1 and X2.
- the case body 8c of the differential case 8 has a work window 8w that allows the pinion gear 22 and the side gear 23 to be inserted into the differential case 8.
- the work window 8w is formed in a shape and position that allows each pair of side gears 23 and pinion gears 22 to be incorporated into a gear set state inside the case body 8c before assembling the pinion shaft 21 through the work window 8w. ..
- the entire differential case 8 is integrally molded (for example, cast molding) with a metal material (for example, aluminum, aluminum alloy, iron alloy, etc.), and after the integral molding, each part of the differential case 8 is appropriately machined.
- a metal material for example, aluminum, aluminum alloy, iron alloy, etc.
- the hub 9b of the ring gear 9 in the state before grinding the tooth portion 9ag is welded and fixed to the flange portion 8f of the case body 8c of the differential case 8, and then the tooth portion 9ag is ground to the rim 9a of the ring gear 9. Will be done.
- the ring gear 9 including the tooth portion 9ag can be fixed to the differential case 8 accurately and concentrically, and then the coupling of the differential case 8 and the ring gear 9 is washed. By the cleaning, foreign substances such as shavings adhering to the combined body by grinding the tooth portion 9ag are removed.
- the gears 22 and 23 of the differential gear mechanism 20 are first assembled in the differential case 8, and then the pinion shaft 21 is assembled.
- each pair of side gears 23, pinion gear washers 32, and pinion gears 22 are inserted into the case body 8c of the differential case 8 through the work window 8w, and the case body 8c. Put it inside.
- both side gears 23 are first incorporated into the case body 8c so that their overhanging boss portions 23b engage with the gear escape groove 40, and then both side gears 23 are placed between the opposite surfaces of the side gears 23.
- the pinion gear washer 32 is incorporated into the gear relief groove 40, and then each pinion gear 22 is incorporated into the case body 8c while changing its posture as appropriate, so that the pinion gear 22 and the side gear 23 are meshed with each other in the case body 8c. Assemble. Then, by appropriately rotating this gear set around the third axis X3, the center hole of the pinion gear 22 is placed at the set position shown in FIG. 4 (b) in which the center hole 8b of the bearing bosses 8b1 and 8b2 is directed.
- the pinion shaft 21 outside the differential case 8 is inserted into the pinion gear 22 inside the differential case 8 through the center hole 8b of the second bearing boss 8b2, and the insertion is inserted.
- the finished position is the insertion end position 21E of the present invention.
- the pinion shaft 21 since the pinion shaft 21 is inserted in the insertion posture along the first axis X1, there is no possibility of interference with the ring gear 9 during the insertion.
- the pinion shaft 21 may be inserted into the differential case 8 through the first bearing boss 8b1.
- the bolt 35 is screwed into the end portion 21b of the pinion shaft 21 through the through hole 46 of the case body 8c. 21 is fixed and thus the assembly work of the differential device 10 is completed.
- the left and right side gears 23 are aligned on the same axis as the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 by engaging the overhanging boss portions 23b and the gear relief groove 42. Be retained.
- first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 of the differential case 8 are rotatably supported by the transmission case MC via the bearings 13 and 14, and the inner ends of the left and right axles 11 and 12 are supported by the first and second bearings 13 and 14.
- the shaft insertion holes separated from the first and second pinion shaft support portions 81 and 82 of the differential case 8 That is, the pinion shaft 21 can be inserted into the pinion gear 22 from the outside of the differential case 8 to a predetermined insertion end position 21E without interfering with the ring gear 9 through the center hole 8b) of the bearing bosses 8b1 and 8b2.
- the pinion shaft 21 that has reached the insertion end position 21E moves both end portions 21a and 21b to the regular mounting position 21S by being guided by the shaft moving groove 41 on the inner surface 8i of the differential case 8 (more specifically). Since it can rotate around the third axis X3), the pinion shaft 21 can be easily and accurately assembled to the regular mounting position 21S without interfering with the ring gear 9 or the inner surface 8i of the differential case 8.
- the holes of the differential case 8 (specific groove portions 41as, 41bs of the shaft moving groove 41 in the embodiment) serving as the pinion shaft support portions 81 and 82 are prevented from interfering with the ring gear 9 in the process of assembling the pinion shaft 21. Therefore, it is not necessary to make it specially large or to make a through hole, and the rigidity and strength of the differential case 8 are sufficiently ensured. In connection with this, restrictions on the shape and layout of the pinion shaft support portions 81 and 82 and the ring gear 9 are reduced, and the degree of freedom in design is increased accordingly.
- the pinion shaft support portions 81 and 82 of the present embodiment have a bottomed groove shape recessed in the inner surface 8i of the differential case 8 and are not a through hole opened in the outer surface of the differential case 8, the pinion shaft 21 Even if the shaft breaks, it is possible to avoid the situation where the shaft is released to the outside of the differential case 8.
- the pinion shaft 21 when the pinion shaft 21 is inserted into the differential case 8, not only can it be inserted into the pinion gear 22 of the gear set in the differential case 8 at the same time, but also the pinion shaft 21 can be inserted together with the gear set to the regular mounting position 21S in the inserted state. It can be rotated within 8. That is, since the gear set including the side gear 23 and the pinion gear 22 can be pre-assembled in the differential case 8 before the pinion shaft 21, there is no concern that the pinion shaft 21 will be an obstacle in the pre-assembly process, and the assembly workability is improved. It's very good.
- the cylindrical boss of the differential case 8 particularly the center hole 8b of the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 is also used as the shaft insertion hole, a dedicated shaft insertion hole is specially provided in the differential case 8. It is no longer necessary, and the structure of the differential case 8 can be simplified accordingly.
- the shaft moving groove 41 of the present embodiment moves the first and second end portions 21a and 21b when the pinion shaft 21 is rotated from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S around the third axis X3.
- the first and second groove portions 41a and 41b recessed in the inner surface 8i of the differential case 8 so as to correspond to the locus are included, and the groove portions 41a and 41b are both end portions 21a of the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S. , 21b, respectively, have specific groove portions (circumferential central groove portions 41as, 41bs) that engage and support, and the specific groove portions 41as, 41bs constitute pinion shaft support portions 81, 82.
- both inner side surfaces of the shaft moving groove 41 (specifically, the central groove portions 41as and 41bs in the circumferential direction) also serve as torque transmission surfaces from the differential case 8 to the pinion shaft 21 side, and torque is transmitted with a simple structure. Is surely done.
- the shaft moving groove 41 is formed to have the same width over the entire circumference thereof, the central groove portions 41as and 41bs in the circumferential direction serving as the pinion shaft support portions 81 and 82 and the first and second grooves connected to both sides thereof are formed. There is no step at the boundary between the portions 41a and 41b, there is no possibility that the ends 21a and 21b of the pinion shaft 21 are caught or the operation resistance is received during the assembly process, and the assembly workability is good.
- both inner surfaces of the shaft moving groove 41 transmit torque in the rotational direction substantially orthogonal to the torque to the ends 21a and 21b of the pinion shaft 21, the pinion shaft 21 receiving the transmitted torque transmits the shaft moving groove. It becomes difficult to receive the moving force in the direction along the 41, and the structure is advantageous in preventing the pinion shaft 21 from shifting from the regular mounting position 21S. Therefore, when the pinion shaft 21 is in the regular mounting position 21S, the pinion shaft 21 deviates from the regular mounting position 21S by simply stopping the rotation of at least one end 21b of the pinion shaft 21 with a fixing means such as a bolt 35. Since this can be easily prevented and the load load on the fixing means is small, the structure can be simplified.
- first and second groove portions 41a and 41b of the shaft moving groove 41 extend in the same annular shape centered on the third axis X3.
- these groove portions 41a and 41b can be turned by a turning device such as a lathe, and if this is turned at the same time as the spherical inner surface 8i of the differential case 8, the machining efficiency can be improved as a whole.
- the shaft moving groove 41 is composed of only an annular groove extending around the third axis X3 orthogonal to the first and second axis X1 and X2, the groove configuration is simple and can contribute to cost reduction. Not only that, the pinion shaft 21 that is slidably guided by the shaft moving groove 41 can be moved from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S in the shortest distance.
- the pinion shaft 21 is inserted together with the gear set including the pinion gear 22 and the side gear 23 in the differential case 8 at the end position.
- the outer end of the overhanging boss portion 23b is received by the gear escape groove 42 on the inner surface 8i of the differential case 8, so that the overhanging boss portion The 23b does not interfere with the smooth rotation of the side gear 23 around the third axis X3.
- the gear relief groove 42 regulates the rotation of the side gear 23 around the pinion shaft 21 when the pinion shaft 21 rotates around the third axis X3 from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S. , It is formed in a shape that can be engaged with the overhanging boss portion 23b. As a result, when the side gear 23 is incorporated in the differential case 8 and the overhanging boss portion 23b and the gear relief groove 42 are engaged with each other, the side gear 23 is regular together with the pinion shaft 21 without rotating around the pinion shaft 21. It becomes possible to rotate up to the mounting position 21S of.
- the side gear 23 can always be oriented in the correct direction (that is, on the first axis X1) in the differential case 8 and thus in the bearing bosses 8b1 and 8b2.
- the inner ends of the axles 11 and 12 to be fitted can be smoothly inserted (spline fitting) into the left and right side gears 23 without any trouble.
- the gear relief groove 42 is formed in a groove wider than the shaft moving groove 41 as a groove separate from the shaft moving groove 41, the side gear is formed regardless of the width size of the overhanging boss portion 23b of the side gear 23.
- the movement of the 23 in the embodiment, rotation around the third axis X3) becomes possible, and the degree of freedom in designing the side gear 23 is increased.
- the gear relief groove 42 of the embodiment supports the back surface 22f of the pinion gear 22 with its wide bottom surface, the support area of the pinion gear 22 can be increased and the support of the gear 22 can be stabilized accordingly. That is, if the back surface 22f of the pinion gear 22 is supported on the inner surface 8i of the differential case 8 so as to straddle the gear relief groove 42, the back surface 22f hangs on the opening edge of the gear relief groove 42 and stress is concentrated on each other. It is necessary to strengthen the strength of the back surface 22f or the gear relief groove 42, and it is also necessary to increase the rigidity of the washer when the pinion gear washer is brought into contact with the back surface 22f. Is solved by supporting the back surface 22f of the pinion gear 22 on the bottom surface of the gear relief groove 4.
- the gear relief groove 42 extends in the same annular shape centered on the third axis X3.
- the gear relief groove 42 can also be turned by a turning device such as a lathe, like the shaft moving groove 41 described above, and if this is turned at the same time as the spherical inner surface 8i of the differential case 8, the machining efficiency can be improved as a whole. Can be done.
- the back surfaces 22f and 23f of the pinion gear 22 and the side gear 23 are directly supported on the inner surface 8i of the differential case 8 so as to be rotatable and slidable.
- the pinion gear 22 and the side gear 23 are supported.
- the back surfaces 22f and 23f of the above are rotatably and slidably supported on the inner surface 8i (more specifically, the bottom surface of the gear relief groove 42) of the differential case 8 via the pinion gear washer 32 and the side gear washer 33, respectively.
- a pair of cut surfaces 33c extending in parallel with the virtual plane Y when viewed from the center O of the differential case 8 are chamfered, and both cut surfaces 33c are gear escapes.
- the cut surface 33c for preventing rotation is formed only on the outer peripheral portion of the side gear washer 33, but in the third embodiment, the outer peripheral portion of the pinion gear washer 32 is also formed on both inner surfaces of the gear relief groove 42.
- the pair of cut surfaces 32c to be engaged are chamfered. Therefore, both cut surfaces 32c engage with both inner surfaces of the gear relief groove 42 (in other words, the oval pinion gear washer 32 fits into the gear relief groove 42 at the cut surface 32c), so that the pinion gear washer It is possible to prevent the rotation of 32.
- the outer diameter of the pinion shaft 21 is set to be smaller than the groove width of the shaft moving groove 41, and the pinion shaft 21 is not in direct contact with the differential case 8 to receive the transmission torque. That is, the rotational driving force around the first axis X1 input to the differential case 8 is transmitted to the pinion shaft 21 via the pinion gear washer 32 fitted in the gear relief groove 42.
- the pinion shaft 21 when the pinion shaft 21 is brought into direct contact with the differential case 8, in order to reduce the load load on the differential case 8 by increasing the contact area and reducing the contact surface pressure, the pinion shaft 21 is lengthened. It is conceivable to increase the contact area in the radial direction of the differential case 8 or increase the diameter of the pinion shaft 21 to increase the contact area in the circumferential direction. However, in the former case, the length of the pinion shaft 21 increases the diameter of the differential case 8 in the radial direction, and in the latter case, the diameter of the pinion shaft 21 increases to increase the diameter of the pinion gear 22. is there.
- the pinion shaft 21 is brought into contact with the differential case 8 via a pinion gear washer 32 having a larger degree of freedom in setting the outer diameter than the pinion shaft 21. Therefore, by using the large-diameter pinion gear washer 32, it is possible to expand the substantially contact area of the differential case 8 with respect to the pinion shaft 21 while avoiding the above inconvenience, thereby reducing the surface pressure of the differential case 8. Therefore, the load load on the differential case 8 can be reduced.
- a cylindrical overhang boss is provided on the back surface 23f of the side gear 23 for the purpose of preventing the side gear 23 from rotating around the pinion shaft 21 when the gear set is incorporated in the differential case 8.
- the portion 23b is projected, in the fourth embodiment, for the same purpose, a pair of arc-shaped engaging convex portions 23b'in which the shaft moving groove 41 can be fitted are provided on the back surface of the side gear 23. It is arranged on one side and the other side of the side gear 23 with the rotation axis of the side gear 23 interposed therebetween.
- Each bearing boss has an annular recess 44 in the differential case 8 that allows rotation while avoiding interference with the inner surface 8i of the differential case 8 when the side gear 23 rotates around the first axis X1 while the side gear 23 is in the regular mounting position. It is provided so as to concentrically surround the inner opening ends of the central holes 8bh of 8b1 and 8b2.
- the annular recess 44 is formed in a size that allows the arc-shaped engaging convex portion 23b'to be fitted with almost no backlash, and has an arc shape when the side gear 23 rotates around the first axis X1. It is possible to prevent the engaging protrusion 23b'from interfering with the inner surface 8i of the differential case 8.
- the inner diameter of the annular recess 44 is set to be smaller than the outer diameter of the back surface 22f of the pinion gear 22, and it is possible to prevent the back surface 22f from being fitted into the annular recess 44.
- the pinion shaft 21 is rotated around the third axis X3 to the regular mounting position 21S, and in the rotation process, the arc-shaped engaging convex portion 23b'is in the shaft moving groove 41 along its longitudinal direction. It is slidable. Then, when the pinion shaft 21 reaches the regular mounting position S21 together with the side gear 23, the arc-shaped engaging convex portion 23b'can be relatively rotated around the first axis X1 with almost no backlash in the annular recess 44. In the fitted state (that is, the normal mounting position), the side gear 23 is restricted from rotating around the pinion shaft 21 without being restricted from rotating.
- the shaft moving groove 41 receives the end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 and rotates around the third axis X3 of the pinion shaft 21 as in the first to third embodiments.
- it also has the function of a gear relief groove that slidably receives the arc-shaped engaging convex portion 23b'in the rotation process of the pinion shaft 21.
- the shaft moving groove 41 also functions as a gear relief groove, so that the inner surface 8i of the differential case 8 is provided with a dedicated gear relief groove 42 separate from the shaft moving groove 41 as in the first to third embodiments.
- the arc-shaped engaging convex portion 23b' is not limited to the arc-shaped shape as shown in the illustrated example, and has a shape that allows it to slide in the shaft moving groove 41 and fits in the annular recess 44 with almost no play. If so, various shapes can be selected, and for example, a pair of pin-shaped convex portions may be used.
- the shaft moving groove 41 is machined (specifically, turned) with the same width over the entire circumference, but in the fifth embodiment, the shaft moving groove 41 has the same width. While only the specific groove portions (that is, the circumferential central groove portions 41as, 41bs of the first and second groove portions 41a, 41b) to be the pinion shaft support portions 81, 82 are machined, for example, machined, the shaft moving groove 41 The other groove portions 41a and 41b are formed in a groove wider than the specific groove portion, and the inner surface of the groove is an as-cast surface that is not machined after casting.
- both inner side surfaces of the shaft moving groove 41 near the boundary are cast and formed so as to be an inclined surface whose groove width gradually decreases as it approaches the pinion shaft support portions 81, 82 (that is, the circumferential central groove portions 41as, 41bs). Due to the inclined surface, the ends 21a and 21b of the pinion shaft 21 sliding in the shaft moving groove 41 are less likely to be caught.
- the groove portions 41a and 41b to be the as-cast surface are from the specific groove portions (that is, the circumferential central groove portions 41as and 41bs) to be the pinion shaft support portions 81 and 82.
- the pinion shaft support portions 81 and 82 that is, the central groove portions 41as and 41bs in the circumferential direction
- the amount of cutting is reduced and the cost is reduced. It is planned.
- the shaft moving groove 41 and the gear relief groove 42 whose inner surfaces are parallel to the virtual plane Y are each machined (specifically, turning) with the same width over the entire circumference.
- both inner side surfaces of the shaft moving groove 41 and the gear relief groove 42 are machined into an inclined surface that gradually becomes wider as it approaches the groove opening end from the groove bottom surface. ..
- both inner side surfaces of the shaft moving groove 41 and the gear relief groove 42 are inclined as described above.
- each component is only given the same reference code as the corresponding component of the second embodiment, and the structure is more than that. The description is omitted. Thus, even in the sixth embodiment, basically the same action and effect as in the second embodiment can be achieved.
- the shaft moving groove 41 is turned over the entire circumference, but in the seventh embodiment, only the shaft moving groove 41 of the spherical inner surface 8i of the differential case 8 is grooved. Cutting with the special tool T'. For example, as shown in FIG. 12 (a), the inner surface 8i of the differential case 8 is first turned including the wide gear relief groove 42, and then the narrow shaft as shown in FIG. 12 (b). Only the moving groove 41 is cut with the grooving tool T'.
- each component is only given the same reference code as the corresponding component of the second embodiment, and the structure is more than that. The description is omitted. Thus, even in the seventh embodiment, basically the same action and effect as in the second embodiment can be achieved.
- the grooving dedicated tool T' can perform grooving with a high degree of freedom in grooving, even if the groove width of the shaft moving groove 41 to be machined is narrow, or both inside the shaft moving groove 41. Even if the side surface is perpendicular to the bottom surface of the groove, the shaft moving groove 41 can be machined without difficulty, and the degree of freedom in selecting the groove shape is increased.
- both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 have a uniform and equal diameter columnar shape (hence, line contact with both inner side surfaces of the shaft moving groove 41) as in the intermediate portion.
- a pair of cut surfaces 21c parallel to each other across the shaft axis are chamfered on the outer peripheral surfaces of both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21, and both cut surfaces 21c are formed.
- the mutual spacing and the groove width of the shaft moving groove 41 are set to be substantially the same over the entire area of the shaft moving groove 41.
- both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 are slidably fitted to the shaft moving groove 41 on the cut surface 21c, and the shaft moving groove 41 It is in surface contact with both inner surfaces.
- the area of the contact surface serving as the torque transmission surface between both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S and the shaft moving groove 41 is increased, and the contact surface pressure is reduced. Therefore, the supporting strength of the differential case 8 with respect to the pinion shaft 21 is increased. Moreover, the two-chamfering process ensures that the pinion shaft 21 is prevented from rotating.
- a pair of cut surfaces 21c parallel to each other across the shaft axis are chamfered on the outer peripheral surfaces of both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21, but in the ninth embodiment, the pinion shaft 21 is chamfered.
- wide grooves 21m are formed on the end faces of both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 so as to be sandwiched between the pair of cut surfaces 21c and extend in parallel with the cut surfaces 21c.
- the depth of the groove 21m is set to be substantially the same as the height of the cut surface 21c.
- the shaft moving groove 41 On the other hand, on the bottom surface of the shaft moving groove 41, a wide protrusion 41 m that fits into the wide groove 21 m described above is formed. That is, the shaft moving groove 41 is divided into a pair of small shaft moving grooves 411 and 412 that are parallel to each other with the wide protrusion 41m in between. Therefore, in the ninth embodiment, the torque transmission surface from the differential case 8 to the pinion shaft 21 side can be secured wider than in the eighth embodiment in both the forward rotation and the reverse rotation of the differential case 8, and the contact is increased accordingly. The area is widened to reduce the surface pressure on the contact surface.
- a pair of cut surfaces 21c are chamfered on the outer peripheral surfaces of both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21, and the groove width of the shaft moving groove 41 covers the entire groove of both cut surfaces 21c.
- both ends 21a and 21b of the pinion shaft 21 are chamfered in the same manner as in the eighth embodiment, while the pinion of the shaft moving groove 41 is formed.
- Both inner side surfaces of the specific groove portions (the above-mentioned circumferential central groove portions 41as and 41bs) to be the shaft support portions 81 and 82 are formed in an arc shape.
- the concave portion 41r is formed on an arcuate surface that can fit and hold the arcuate outer peripheral surface 21r sandwiched between the cut surfaces 21c of the pinion shaft 21 so as to be relatively rotatable.
- the moment of inertia of area in the direction perpendicular to the arcuate outer peripheral surface 21r is larger than the moment of inertia of area in the direction perpendicular to the cut surface 21c.
- both ends 21a and 21b of the pinion shaft 21 have a cylindrical surface shape and the outer diameter thereof and the width of the shaft moving groove 41 are substantially the same, the transmission torque is transmitted on the cylindrical surface of the pinion shaft 21 having a large moment of inertia of area.
- the contact area is reduced and the contact surface pressure is increased.
- the arcuate outer peripheral surface 21r and the concave portion 41r come into surface contact with each other to reduce the surface pressure, which is further advantageous in increasing the supporting strength of the differential case 8 with respect to the pinion shaft 21. ..
- one bolt 35 for holding the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S is offset from the central axis of the pinion shaft 21 and screwed into the pinion shaft 21.
- each component is only given the same reference code as the corresponding component of the eighth embodiment, and the structure is more than that. The description is omitted. Thus, even in the tenth embodiment, basically the same action and effect as in the eighth embodiment can be achieved.
- both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 have a uniform and equal diameter columnar shape (hence, line contact with both inner side surfaces of the shaft moving groove 41) as in the intermediate portion.
- a pair of cut surfaces 21f parallel to the outer peripheral surfaces of both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 with the shaft axis line interposed therebetween are widely chamfered in the shaft axis direction. ..
- a flat lubricating oil passage extending in the longitudinal direction of the pinion shaft 21 is secured between the cut surface 21f and the inner peripheral surface of the pinion gear 22, and the lubricating oil can be efficiently supplied to the lubricated portion of the pinion gear 22. It can be carried out.
- the cut surface 21f is arranged at a position where it engages with both inner surfaces of the shaft moving groove 41 and does not face each other, but the pinion shaft 21 rotates and faces both inner surfaces of the shaft moving groove 41. If the cut surface 21f comes to the desired position, it becomes difficult to accurately bring the pinion shaft 21 into contact with both inner side surfaces of the shaft moving groove 41 without play. Therefore, in the eleventh embodiment, one bolt 35 for holding the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S is offset with respect to the central axis of the pinion shaft 21 as in the tenth embodiment. By screwing it into 21, the pinion shaft 21 is prevented from rotating in a delusional manner.
- each component is only given the same reference code as the corresponding component of the second embodiment, and the structure is more than that. The description is omitted. Thus, even in the eleventh embodiment, basically the same action and effect as in the second embodiment can be achieved.
- the center holes 8bh of the first and second bearing bosses 8b1 and 8b2 are used as the shaft insertion holes, and the shaft moving groove 41 recessed in the inner surface 8i of the differential case 8 extends around the third axis X3.
- Shown shows a pinion shaft 21 that is composed of only annular groove portions (that is, first and second groove portions 41a and 41b) and is moved from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S in the shortest distance. It was.
- the work window 8w is used as the shaft insertion hole, and the shaft moving groove 41 extends around the third axis X3 in an annular groove portion (that is, the first and second groove portions 41a, 41b) and the pinion shaft connection groove 41j that guides both end portions 21a, 21b of the pinion shaft 21 inserted into the pinion gear 22 in the differential case 8 to the first and second groove portions 41a, 41b through the work window 8w.
- the shaft moving groove 41 extends around the third axis X3 in an annular groove portion (that is, the first and second groove portions 41a, 41b) and the pinion shaft connection groove 41j that guides both end portions 21a, 21b of the pinion shaft 21 inserted into the pinion gear 22 in the differential case 8 to the first and second groove portions 41a, 41b through the work window 8w.
- It is configured in a groove shape with a bend in the middle.
- the pinion shaft connection groove 41j extends in an annular shape around the fourth axis X4 that obliquely intersects the first axis X1 at the center O of the differential case 8 when viewed from the projection plane (see FIG. 17) orthogonal to the third axis X3. Therefore, it directly communicates with the intermediate portions of the first and second groove portions 41a and 41b of the shaft moving groove 41. Further, the intermediate portion of the pinion shaft connecting groove 41j is interrupted by the work window 8w.
- connection groove 42j is recessed in the inner surface 8i of the differential case 8.
- the pinion gear connecting groove 42j extends parallel to the pinion shaft connecting groove 41j and is formed wider and shallower than the connecting groove 42j.
- the pinion gear connecting groove 42j extends in an annular shape around the fourth axis X4 and directly communicates with the intermediate portions of the first and second groove portions 42a and 42b of the gear relief groove 42. .. Further, the intermediate portion of the pinion gear connecting groove 42j is interrupted by the work window 8w.
- each pair of side gears 23 and pinion gears 22 are sequentially loaded into the differential case 8 through the work window 8w and housed in the case body 8c.
- both side gears 23 position the side gear axis on the fourth axis X4 while engaging the overhanging boss portion 23b with the gear relief groove 42, and one pinion gear 22 is the same.
- the center hole is placed at the set position shown in FIG. 18B so as to face the work window 8w.
- the pinion shaft 21 outside the differential case 8 is inserted into the pinion gear 22 inside the differential case 8 through the work window 8w as shown in FIG. 18 (b), and the positions where the insertion is completed are the two points shown in FIG. 18 (b). It is the insertion end position 21E indicated by the chain line.
- the pinion shaft 21 is inserted into the differential case 8 in an inclined insertion posture on the side of the ring gear 9, there is no possibility of interference with the ring gear 9 during insertion.
- both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 slide the pinion shaft connecting groove 41j. , And reach the first and second groove portions 41a and 41b of the shaft moving groove 41 as shown in FIG. 19C, respectively.
- the back surface 22f of the pinion gear 22 slides and passes through the pinion gear connecting groove 42j and moves into the gear escape groove 42, so that the gear set can be reasonably rotated around the fourth axis X4. Can be done.
- the gear set is rotated around the third axis X3 to move the pinion shaft 21 to the regular mounting position 21S, where the pinion shaft 21 is fixed to the differential case 8 by the bolt 35.
- the overhanging boss portion 23b is slidably received by the gear relief groove 42 in the rotation process of this gear set, it does not hinder the rotation of the side gear 23 around the third axis X3.
- the movement path for rotating the pinion shaft 21 from the insertion end position 21E to the regular mounting position 21S by bending the shaft moving groove 41 in the middle is larger than that of the previous embodiment.
- the work window 8w is formed in a size that allows the pinion shaft 21 to pass through, and can also be used as a shaft insertion hole.
- a gear set including a side gear 23 and a pinion gear 22 is directly incorporated into the differential case 8 in advance, and then the pinion shaft 21 is inserted into the pinion gear 22 of the gear set.
- a gear set including a side gear 23 and a pinion gear 22 is set together in a sub-case U that can be attached to and detached from the case body 8c of the differential case 8, so that the gear set can be assembled to the case body 8c at once. ing.
- the case body 8c is formed through a cylindrical hole-shaped coupling hole 8ch with the third axis X3 as the central axis, and the sub-case U can be inserted and removed from the direction of the third axis X3 with respect to the coupling hole 8ch. It is formed in a cylindrical shape so that it can be fitted into a cylinder.
- the sub-case U also has the function of a so-called integrated washer in which a pinion gear washer and a side gear washer are integrated.
- the inner surface Ui of the sub-case U is formed in a spherical shape, and the inner surface Ui of the pinion gear 22 and the side gear 23
- the back surfaces 22f and 23f are supported so as to be rotatable and slidable. Further, both ends of the sub case U in the direction along the third axis X3 are open, and the side gear 23 and the pinion gear 22 can be sequentially charged into the sub case U through the openings.
- a pair of shaft fitting holes Uh1 for inserting and removing the pinion shaft 21 are formed on the second axis X2, and the overhanging boss portion 23b on the back surface 22f of the side gear 23 is rotatable.
- a pair of boss fitting holes Uh2 to be fitted to the first axis X1 are formed. Then, the axles 11 and 12 as shaft members are fitted and inserted into both boss fitting holes Uh2 so as to be removable.
- both ends of the coupling hole 8ch of the case body 8c in the direction along the third axis X3 are opened in a circular shape, and the openings function as the work window 8w of the present invention. That is, the sub-case U (thus, the side gear 23 and the pinion gear 22 set in the sub-case U) can be installed in the coupling hole 8ch of the case body 8c. Further, on the inner peripheral surface of the coupling hole 8ch, a shaft moving groove 41 capable of receiving both end portions 21a and 21b when the pinion shaft 21 rotates around the third axis X3 is circular around the third axis X3. It is recessed in a ring shape. Thus, also in the thirteenth embodiment, the function of the shaft moving groove 41 is the same as that in the previous embodiment.
- a gear set including a side gear 23 and a pinion gear 22 is incorporated in the sub case U, and the sub assembly SA is preassembled in advance.
- a pair of side gears 23 are first set in the sub-case U so that the overhanging boss portion 23b is fitted into the boss fitting hole Uh1, and then the pinion gear 22 is engaged with the side gear 23 while being sub-assembled. Set in case U.
- the sub-assembly SA is moved to the rear assembly space 100 between the case body 8c of the differential case 8 and the overhanging portion of the ring gear 9 as shown in FIG. 22 (a), and from there, in FIG. 22 (b). As shown, it is moved in the direction along the third axis X3 and fitted into the coupling hole 8ch of the case body 8c. In this case, it is desirable that both pinion gears 22 in the sub case U are set in advance so that their axes are parallel to the first axis X1.
- the pinion shaft 21 is inserted into the differential case 8 through the center hole 8b of one bearing boss 8b2 of the differential case 8 and inserted into the pinion gear 22 of the gear set.
- the position where the insertion is completed is the insertion end position 21E shown in FIG. 22C, and from this position, both end portions 21a and 21b of the pinion shaft 21 can be received in the shaft moving groove 41.
- the gear set in the sub case U is also rotated integrally with this, whereby the pinion shaft 21 moves the shaft.
- the groove 41 is slidably guided to reach the regular mounting position 21S on the second axis 2, and the side gear 23 reaches the regular mounting position on the first axis X1.
- the sub case U and the pinion shaft 21 are fixed to the case body 8c as shown in FIG.
- the fixing means is not limited to the bolt 35, and for example, a locking pin that is fitted into the through hole 46 and locked to the pinion shaft 21 is fixed to the case body 8c by press fitting, caulking, welding, or the like. May be good.
- the sub case U is fixed to the case body 8c together with the pinion shaft 21 by a common fixing means (bolt 35), but the sub case U and the pinion shaft 21 are fixed to the case body by separate fixing means. It may be fixed individually to 8c.
- a gear set including a side gear 23 and a pinion gear 22 is pre-assembled in the sub case U, the sub case U is incorporated in the differential case 8, and then the pinion shaft 21 is mounted on the ring gear 9. It can be inserted into the differential case 8 from a position where it does not interfere with the pinion gear 22 and inserted into the pre-assembled pinion gear 22, and after the insertion, the pinion shaft 21 can be rotated to the regular mounting position 21S and fixed to the differential case 8. That is, as in the previous embodiment, the pinion shaft 21 can be inserted into the differential case 8 without interfering with the ring gear 9 fixed to the differential case 8.
- a gear set consisting of a side gear 23 and a pinion gear 22 can be handled as a sub-assembly SA in the sub-case U, and the gear set can be assembled to the differential case 8 at once to improve assembly workability. It is good.
- the sub-case U that functions as an integrated washer can accurately turn the area that functions as a side gear washer and the area that functions as a pinion gear washer on the spherical inner surface Ui with a lathe, so that the side gear can be turned at once. There is no variation in machining accuracy compared to the case where washers and pinion gear washers are provided individually. Then, the backlash adjustment between the side gear 23 and the pinion gear 22 can be easily performed at the stage of the sub-assembly SA before the main assembly is performed on the case body 8c.
- the rotational torque input to the differential case 8 is not only transmitted to the pinion shaft 21 through the shaft moving groove 41 of the case body 8c, but also through the sub-case U fitted in the case body 8c. Since it is transmitted to 21, the load load on the case body 8c due to torque transmission is reduced, and the case body 8c can be made thinner and lighter.
- each component is only given the same reference code as the corresponding component of the first embodiment, and the structure is more than that. The description is omitted. Thus, even in the thirteenth embodiment, basically the same action and effect as in the first embodiment can be achieved.
- the 14th embodiment corresponds to a modified example of the 13th embodiment. That is, in the 14th embodiment as well as the 13th embodiment, a gear set including the side gear 23 and the pinion gear 22 is collectively set in the sub-case U'that can be attached to and detached from the case body 8c of the differential case 8, and this is set as the case body. It can be assembled to 8c at once.
- the sub-case U' is formed of a tubular body in which not only the inner peripheral surface but also the outer peripheral surface is formed in a spherical shape, and correspondingly, the coupling hole 8ch of the differential case 8 is formed.
- the inner peripheral surface is also formed in a spherical shape.
- the assembly procedure of the 14th embodiment is basically the same as that of the 13th embodiment, but in the process of assembling the sub-assembly SA'to the case body 8c corresponding to FIG. 22 (a) of the 13th embodiment.
- the side gear 23 of the sub-assembly SA' is oriented so that the side gear axis line faces the third axis X3.
- the sub-assembly SA'of the above orientation can be fitted into the coupling hole 8ch of the case body 8c in the direction of the third axis X3.
- a work window 8w having a shape (specified in FIG. 24D) that substantially matches the outer shape of the subassembly SA'on the projection plane orthogonal to the third axis X3 is formed.
- the first end of the work window 8w in the longitudinal direction has the third axis X3 as the central axis so that both outer ends of the corresponding spherical surfaces of the subcase U'can pass in the direction of the third axis X3.
- the arc portion 23a formed on the cylindrical surface 51 and protruding outward from the opening of the sub case U'of the side gear 23 is allowed to pass in the third axis X3 direction in the middle of the long side portion of the work window 8w.
- the third axis X3 is used as the central axis, and is formed on the second cylindrical surface 52 having a diameter smaller than that of the first cylindrical surface 51.
- the pinion shaft 21 can be immediately inserted into the pinion gear 22 in the sub-assembly SA, and after the insertion, the sub-case U was able to move the entire gear set to the proper mounting position by simply rotating the pinion shaft 21 around the third axis X3 by 90 degrees.
- the sub-assembly SA' is fitted in the direction of the third axis X3 through the working window 8w through the coupling hole 8ch of the case body 8c in the assembled posture shown in FIGS. 24 (c) and 24 (d). Then, by rotating the pinion shaft X3 by 90 degrees around the third axis X3, the pinion shaft 21 can be inserted into the pinion gear 22 through the center hole 8b of one bearing boss 8b2 of the differential case 8 for the first time.
- the sub-assembly SA' is rotated 90 degrees around the third axis X3 together with the pinion shaft 21 so that the pinion shaft 21 (hence, the pinion gear 22) becomes the regular mounting position 21S on the second axis X2.
- the pinion shaft 21 is fixed to the differential case 8 (specifically, the case body 8c) with the bolt 35.
- each component of the 14th embodiment is only referred to by the corresponding component of the 13th embodiment. Further structural explanation will be omitted. Thus, even in the 14th embodiment, basically the same action and effect as in the 13th embodiment can be achieved.
- the fifteenth embodiment corresponds to a modified example of the fourteenth embodiment. That is, in the fifteenth embodiment, as in the fourteenth embodiment, the sub-assembly SA'has a shape corresponding to the projection surface of the sub-assembly SA'on one side wall of the case body 8c so that the sub-assembly SA'can be inserted into the case body 8c.
- the work window 8w is formed, and the orientation of the work window 8w is 90 degrees out of phase with respect to the work window 8w of the 14th embodiment around the third axis X3 (more specifically, the work window 8w).
- the long axis of the window is set to overlap with the first axis X1 in front view).
- the assembly procedure of the fifteenth embodiment is basically the same as that of the fourteenth embodiment, but in particular, the sub-assembly SA'is fitted into the case body 8c through the work window 8w in the assembled posture shown in FIG.
- This state is different from the 14th embodiment only in that the pinion shaft 21 can be immediately inserted into the pinion gear 22 of the gear set through the center hole 8bh of one bearing boss 8b2 of the differential case 8.
- the assembly procedure after inserting the pinion shaft 21 is the same as that of the 14th embodiment.
- each component of the fifteenth embodiment is only referred to by the corresponding component of the fourteenth embodiment. Further structural explanation will be omitted. Thus, even in the fifteenth embodiment, basically the same action and effect as in the fourteenth embodiment can be achieved.
- the differential device 10 is implemented in a differential device for a vehicle, for example, an automobile, but in the present invention, the differential device 10 is implemented in various mechanical devices other than the vehicle. You may.
- a dedicated shaft insertion hole may be formed in the differential case 8 at a distance from the pinion shaft support portions 81 and 82.
- the insertion end position 21E of the pinion shaft 21 makes the pinion shaft 21 at the regular mounting position 21S a predetermined angle and angle around the third axis X3 orthogonal to the first and second axis X1 and X2. It is shown that the pinion shaft 21 is set to the displaced position and is rotated from the insertion end position 21E toward the regular mounting position 21S by the shortest rotation path, but the rotation path of the pinion shaft 21 is ,
- the embodiment is not limited to the above.
- the pinion shaft 21 at the insertion end position 21E may be rotated around an axis different from the third axis X3 to rotate toward the regular mounting position 21S.
- the shaft moving groove may be used.
- the 41 may be formed so as to extend along another virtual plane that includes, for example, the second axis X2 and is slightly inclined with respect to the virtual plane Y.
- the back surfaces of the side gears 23 and the pinion gears 22 are directly brought into contact with the inner surface 8i of the differential case 8 so as to be rotatable and slidable.
- Side gear washers and / and pinion gear washers may be interposed between the back surface of the side gear 23 and / and the pinion gear 22 and the inner surface 8i of the differential case 8.
- the tooth portion 9ag of the ring gear 9 is shown as a helical gear, but the ring gear of the present invention is not limited to the embodiment, and may be, for example, a bevel gear, a hypoid gear, a spur gear, or the like.
Landscapes
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Abstract
ピニオンシャフトの少なくとも一部が、正規の取付位置にあるピニオンシャフトと直交する投影面で見てリングギヤと重なる差動装置において、デフケース(8)がピニオンシャフト支持部(81,82)から離間し且つピニオンシャフト(21)が通過可能なシャフト挿入孔(8bh)を有し、シャフト挿入孔はピニオンシャフトをデフケース外から所定の挿入終了位置(21E)までリングギヤ(9)と干渉せずにデフケース内のピニオンギヤ(22)に挿入するのを許容する位置に在り、デフケース内面は挿入終了位置(21E)まで挿入したピニオンシャフトの両端部を受入れ可能で且つその受入れ位置からピニオンシャフト支持部までの両端部の移動を許容するシャフト移動溝(41)を有する。これでピニオンシャフト支持部となるデフケースの孔を、ピニオンシャフトの組付け時にリングギヤとの干渉回避のために拡大する必要がなく、リングギヤ等の形状の制約を減らす。
Description
本発明は、差動装置、特に所定軸線回りに回転可能なデフケースと、デフケース内に前記所定軸線回りに回転可能に収容される一対のサイドギヤと、デフケース内に収容されて一対のサイドギヤに噛合する一対のピニオンギヤと、前記所定軸線と直交する方向に延びてピニオンギヤを回転自在に嵌合、支持するピニオンシャフトと、デフケースに同心状に固定されるリングギヤとを備え、デフケースが、ピニオンシャフトの両端部をデフケースからの駆動力を受け得るよう支持する一対のピニオンシャフト支持部と、ピニオンギヤ及びサイドギヤのデフケース内への装入を許容する作業窓とを有してなる差動装置に関する。
上記差動装置において、ピニオンシャフトの少なくとも一部が、正規の取付位置にあるピニオンシャフトと直交する投影面で見てリングギヤと重なるものは、例えば特許文献1に示されるように従来より知られている。
上記差動装置では、デフケースに固定のリングギヤの歯部をデフケースの回転中心(所定軸線)と同心上に精度よく機械加工した後で、洗浄したデフケース内に差動ギヤ機構を組み付ける手順を取る場合があり、この場合に、ピニオンシャフトを正規の取付位置の延長線上からデフケース内に挿入しようとすると、リングギヤが邪魔となってしまう。
そこで特許文献1の差動装置では、上記ピニオンシャフト支持部としてデフケースに貫通形成されるシャフト挿入孔を通して、ピニオンシャフトを、それの正規の取付位置に対し傾かせた傾斜姿勢でデフケース内のピニオンギヤに挿入することにより、挿入途中でピニオンシャフトとリングギヤとの相互干渉を回避できるようにしている。
ところが特許文献1の装置では、ピニオンシャフトを上記傾斜姿勢でデフケース内のピニオンギヤに挿入可能とすべく、一方のピニオンシャフト支持部を構成するシャフト挿入孔(貫通孔)を特別に拡大しており、そのため、ピニオンシャフト支持部やリングギヤの形状およびレイアウトに関し制約が増え、設計自由度が低下する等の問題がある。
本発明は、上記に鑑み提案されたものであり、簡単な構造で従来装置の上記問題を解決可能とした差動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、所定軸線回りに回転可能なデフケースと、前記デフケース内に前記所定軸線回りに回転可能に収容される一対のサイドギヤと、前記デフケース内に収容されて前記一対のサイドギヤに噛合する一対のピニオンギヤと、前記所定軸線と直交する方向に延びて前記ピニオンギヤを回転自在に嵌合、支持するピニオンシャフトと、前記デフケースに同心状に固定されるリングギヤとを備え、前記デフケースが、前記ピニオンシャフトの両端部を前記デフケースからの駆動力を受け得るよう支持する一対のピニオンシャフト支持部と、前記ピニオンギヤ及び前記サイドギヤの前記デフケース内への装入を許容する作業窓とを有し、前記ピニオンシャフトの少なくとも一部が、正規の取付位置にある該ピニオンシャフトと直交する投影面で見て前記リングギヤと重なる差動装置において、前記デフケースは、前記一対のピニオンシャフト支持部から離間していて前記ピニオンシャフトが通過可能なシャフト挿入孔を有しており、前記シャフト挿入孔は、該シャフト挿入孔を通して前記ピニオンシャフトを前記デフケースの外から前記正規の取付位置とは異なる所定の挿入終了位置まで、前記リングギヤと干渉せずに前記デフケース内の前記ピニオンギヤに挿入するのを許容する位置に在り、前記デフケースは、前記ピニオンギヤに対し前記挿入終了位置まで挿入された前記ピニオンシャフトの前記両端部を受入れ可能であり且つその受入れ位置から前記一対のピニオンシャフト支持部までの、該両端部の各移動を許容するシャフト移動溝を有することを第1の特徴とする。
また本発明は、第1の特徴に加えて、前記デフケースは、前記一対のサイドギヤにそれぞれ連動回転する軸部材を嵌挿可能な円筒状ボスを一体に有し、前記円筒状ボスの中心孔は、前記ピニオンシャフトが通過可能な大きさに形成されていて、前記シャフト挿入孔に兼用されることを第2の特徴とする。
また本発明は、第1又は第2の特徴に加えて、前記シャフト移動溝は、前記所定軸線及び前記ピニオンシャフトの軸線と直交する特定軸線回りに前記ピニオンシャフトを前記挿入終了位置から前記正規の取付位置まで回動させたときの前記両端部の移動軌跡にそれぞれ対応するように前記デフケースに設けた溝部分を少なくとも含み、前記溝部分は、前記正規の取付位置にある前記ピニオンシャフトの前記両端部をそれぞれ支持する特定溝部分を有していて、該特定溝部分が前記一対のピニオンシャフト支持部を構成することを第3の特徴とする。
また本発明は、第3の特徴に加えて、前記デフケースの内面は、前記所定軸線及び前記特定軸線の交点を中心とした球面状に形成され、前記溝部分は、前記特定軸線を中心とした同一円環状に延びることを第4の特徴とする。
また本発明は、第1~第4の何れかの特徴に加えて、前記サイドギヤ又は前記ピニオンギヤのうちの少なくとも一方の背面は、該背面を支持する前記デフケースの内面よりもデフケースの外方側に張出す張出部を有し、前記デフケースの内面は、該デフケース内で互いに噛合状態にある前記サイドギヤ及び前記ピニオンギヤが、前記挿入終了位置から前記正規の取付位置まで回動する前記ピニオンシャフトと共に回動する際に該張出部との干渉を回避可能なギヤ逃げ溝を有することを第5の特徴とする。
また本発明は、第5の特徴に加えて、前記サイドギヤの背面には、前記張出部となる円筒状の張出ボス部が突設され、前記ギヤ逃げ溝は、前記サイドギヤの前記ピニオンシャフト回りの回動を規制するように前記張出ボス部と係合可能な形状に形成されることを第6の特徴とする。
また本発明は、第1の特徴に加えて、前記作業窓は、前記ピニオンシャフトが通過可能な大きさに形成されていて、前記シャフト挿入孔を兼ねることを第7の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、デフケースのピニオンシャフト支持部から離間したシャフト挿入孔を通して、ピニオンシャフトをデフケース外から所定の挿入終了位置までリングギヤと干渉せずにピニオンギヤに挿入することができる。そして、挿入終了位置に達したピニオンシャフトは、これの両端部をデフケースのシャフト移動溝に案内されて正規の取付位置へと移動可能であるため、ピニオンシャフトを、リングギヤやデフケースと干渉することなく正規の取付位置に容易且つ的確に組付けることができる。これにより、ピニオンシャフト支持部となるデフケースの孔を、ピニオンシャフトの組付け過程でのリングギヤとの干渉回避のために特別に拡大する必要はなくなり、ピニオンシャフト支持部やリングギヤの形状及びレイアウトの制約が少なくなり、設計自由度が高くなる。
また第2の特徴によれば、デフケースが、一対のサイドギヤにそれぞれ連動回転する軸部材を嵌挿可能な円筒状ボスを一体に有し、その円筒状ボスの中心孔が、ピニオンシャフトが通過可能な大きさに形成されていて、シャフト挿入孔に兼用されるので、デフケースに専用のシャフト挿入孔を特設する必要はなくなり、それだけデフケースの構造簡素化に寄与することができる。
また第3の特徴によれば、シャフト移動溝は、所定軸線及びピニオンシャフトの軸線と直交する特定軸線回りにピニオンシャフトを挿入終了位置から正規の取付位置まで回動させたときの両端部の移動軌跡に対応するようにデフケースに設けた溝部分を含み、その溝部分は、正規の取付位置にあるピニオンシャフトの両端部を各々支持する特定溝部分を有し、その特定溝部分が一対のピニオンシャフト支持部を構成するので、特定溝部分の両内側面が、デフケースからピニオンシャフトへのトルク伝達面を兼ねることとなり、簡単な構造でトルク伝達が確実になされる。しかもシャフト移動溝の両内側面が、これと略直交する回転方向のトルクをピニオンシャフト端部に伝達するため、その伝達トルクを受けたピニオンシャフトがシャフト移動溝に沿う方向の移動力を受けにくくなり、ピニオンシャフトが正規の取付位置からずれ動くのを防止する上で有利な構造となる。
また第4の特徴によれば、上記溝部分は、特定軸線を中心とした同一円環状に延びるので、溝部分を旋削可能となり、これを、デフケースの球面状をなす内面と同時に旋削加工することで加工効率を高めることができる。
また第5の特徴によれば、デフケースの内面は、デフケース内でサイドギヤ及びピニオンギヤが、挿入終了位置から正規の取付位置まで回動するピニオンシャフトと共に回動する際に、サイドギヤ又はピニオンギヤの背面の張出部との干渉を回避可能なギヤ逃げ溝を有するので、サイドギヤ又はピニオンギヤの背面に張出部が突設される場合でも、デフケース内でピニオンギヤ及びサイドギヤを噛合させたギヤセットと一緒にピニオンシャフトを挿入終了位置から正規の取付位置まで支障なく回動させることができる。
また第6の特徴によれば、ギヤ逃げ溝は、サイドギヤのピニオンシャフト回りの回動を規制するようにサイドギヤ背面の張出ボス部と係合可能な形状に形成されるので、サイドギヤは、これがデフケース内に組み入れられて張出ボス部とギヤ逃げ溝とが係合状態になると、ピニオンシャフト回りに妄りに回動することなくピニオンシャフトと共に正規の取付位置まで回動可能となる。そして、サイドギヤは、ピニオンシャフトが挿入されたピニオンギヤと噛合っているので、ピニオンシャフトが正規の取付位置にあれば、デフケースに対するサイドギヤのギヤ逃げ溝に沿う方向の回動がピニオンギヤ及びピニオンシャフトにより規制される。これにより、ピニオンシャフトが正規の取付位置に達して固定されたときに、サイドギヤもデフケース内で常に正しい向きに(即ち所定軸線上に)配向可能となり、差動装置の組立作業性が更に向上する。
また第7の特徴によれば、作業窓が、ピニオンシャフトが通過可能な大きさに形成されていて、シャフト挿入孔を兼ねるので、デフケースに専用のシャフト挿入孔を特設する必要はなくなり、それだけデフケースの構造簡素化に寄与することができる。
X1・・・・・所定軸線としての第1軸線
X2・・・・・ピニオンシャフトの軸線としての第2軸線
X3・・・・・特定軸線としての第3軸線
8・・・・・・デフケース
8b1,8b2・・円筒状ボスとしての軸受ボス
8bh・・・・シャフト挿入孔としての、軸受ボスの中心孔
8i・・・・・デフケースの内面
8f・・・・・フランジ部
8w・・・・・シャフト挿入孔としての作業窓
9・・・・・・リングギヤ
10・・・・・差動装置
21・・・・・ピニオンシャフト
21a,21b・・ピニオンシャフトの端部としての第1,第2端部
21E・・・・ピニオンシャフトの所定の挿入終了位置
21S・・・・ピニオンシャフトの正規の取付位置
22・・・・・ピニオンギヤ
23・・・・・サイドギヤ
23b・・・・張出部としての張出ボス部
41・・・・・シャフト移動溝
41a,41b・・シャフト移動溝の溝部分としての第1,第2溝部分
41as,41bs・・特定溝部分としての周方向中央溝部分
42・・・・・ギヤ逃げ溝
81,82・・ピニオンシャフト支持部
X2・・・・・ピニオンシャフトの軸線としての第2軸線
X3・・・・・特定軸線としての第3軸線
8・・・・・・デフケース
8b1,8b2・・円筒状ボスとしての軸受ボス
8bh・・・・シャフト挿入孔としての、軸受ボスの中心孔
8i・・・・・デフケースの内面
8f・・・・・フランジ部
8w・・・・・シャフト挿入孔としての作業窓
9・・・・・・リングギヤ
10・・・・・差動装置
21・・・・・ピニオンシャフト
21a,21b・・ピニオンシャフトの端部としての第1,第2端部
21E・・・・ピニオンシャフトの所定の挿入終了位置
21S・・・・ピニオンシャフトの正規の取付位置
22・・・・・ピニオンギヤ
23・・・・・サイドギヤ
23b・・・・張出部としての張出ボス部
41・・・・・シャフト移動溝
41a,41b・・シャフト移動溝の溝部分としての第1,第2溝部分
41as,41bs・・特定溝部分としての周方向中央溝部分
42・・・・・ギヤ逃げ溝
81,82・・ピニオンシャフト支持部
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
図1~図6には第1実施形態が示される。図1において、車両、例えば自動車のミッションケースMC内には、図示しない動力源(例えば車載のエンジン)からの動力を左右の車軸11,12に分配して伝達する差動装置10が収容される。差動装置10は、一体型のデフケース8と、デフケース8に内蔵されるデフギヤ機構20とを備える。
デフケース8は、概略球体状に形成されて内部にデフギヤ機構20を収納した中空のケース本体8cと、ケース本体8cの右側部及び左側部に一体に連設されて第1軸線X1上に並ぶ第1,第2軸受ボス8b1,8b2と、ケース本体8cの外周部に径方向外向きに一体に形成される環状のフランジ部8fとを備える。
第1軸線X1は、本発明の所定軸線に相当するものであって、ケース本体8cの中心Oを通る。ケース本体8cの内面8iは、ケース本体8cの中心Oと中心が一致する球面状に形成される。また第1,第2軸受ボス8b1,8b2は、それらボス8b1,8b2の外周側において軸受13,14を介してミッションケースMCに第1軸線X1回りに回転自在に支持される。
また第1,第2軸受ボス8b1,8b2の内周面には、左右の車軸(ドライブ軸)11,12がそれぞれ回転自在に嵌合されると共に、潤滑油引込み用の螺旋溝15,16(図4参照)が設けられる。螺旋溝15,16は、各軸受ボス8b1,8b2と各車軸11,12との相対回転に伴いミッションケースMC内の潤滑油をデフケース8内に送り込むねじポンプ作用を発揮可能である。
また、フランジ部8fは、ケース本体8cの中心Oに対し、第1軸線X1に沿う方向で一方側(実施形態では第1軸受ボス8b1の側)にオフセット配置される。そして、このフランジ部8fには、デフケース8のトルク入力部となるリングギヤ9が同心状に固定される。
リングギヤ9は、ヘリカルギヤ状の歯部9agを外周に有する円筒状のリム9aと、このリム9aの内周面から径方向内方に一体に突出するリング板状のスポーク9bとを備えている。スポーク9bは、それの内周端部がフランジ部8fの外周端部に同心嵌合されており、その嵌合部が溶接(例えばレーザ溶接、電子ビーム溶接等)により固定される。尚、フランジ部8fとリングギヤ9との結合手段は、溶接以外の種々の固着手段(例えばボルト結合、カシメ等)を実施可能である。
リングギヤ9の歯部9agは、エンジンに連なる変速装置の出力部となる駆動ギヤ31と噛合しており、これにより、デフケース8には駆動ギヤ31からリングギヤ9を経て回転駆動力が入力される。尚、図1において、歯部9agは、表示を簡略化するために、歯筋に沿う断面表示とした。
デフギヤ機構20は、ケース本体8cの中心Oで第1軸線X1と直交する第2軸線X2上に配置されてケース本体8cに固定、支持される直線棒状のピニオンシャフト21と、このピニオンシャフト21に回転自在に支持される一対のピニオンギヤ22,22と、各ピニオンギヤ22と噛合すると共に第1軸線X1回りに回転可能な左右のサイドギヤ23,23とを備える。ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23は、本実施形態ではベベルギヤで構成される。
尚、ピニオンシャフト21の両端面は、図示例のようにケース本体8cの内面8iと略同一の曲率の球面で形成してもよいし、或いは、第2軸線X2と直交する平面(図示せず)で形成してもよい。或いはまた上記平面の外周部に面取りを形成してもよい。
デフケース8は、第2軸線X2に沿う方向でケース本体8cの一端部及び他端部に、後述する第1,第2ピニオンシャフト支持部81,82をそれぞれ有する。そして、第1,第2ピニオンシャフト支持部81,82は、正規の取付位置21S(図1,2参照)にあるピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bをデフケース8からの回転駆動力を受け得るように(即ちトルク伝達可能に)連結、支持する。
左右のサイドギヤ23,23は、デフギヤ機構20の出力ギヤとして機能するものであり、それらサイドギヤ23,23の内周面には、左右の車軸11,12の内端部外周がそれぞれスプライン嵌合される。車軸11,12は、円筒状ボスとしての軸受ボス8b1,8b2に嵌挿されてサイドギヤ23,23に連動回転する軸部材の一例である。
而して、駆動ギヤ31からリングギヤ9を経てデフケース8に伝達された回転駆動力は、デフギヤ機構20を介して左右の車軸11,12に対し差動回転を許容されつつ分配伝達されるが、このデフギヤ機構20の動力分配機能は従来周知であるので、これ以上の説明を省略する。
ところでリングギヤ9が固定されるフランジ部8fは、前述のようにケース本体8cの中心Oに対し軸方向一方側にオフセット配置されるが、そのオフセット方向と反対方向にリングギヤ9のリム9aがフランジ部8fから少なからず(即ちピニオンシャフト21に対応する位置まで)オーバハングしている。そのため、正規の取付位置21Sにあるピニオンシャフト21と直交する投影面で見て、ピニオンシャフト21は、リングギヤ9と少なくとも一部がオーバラップする配置となる。従って、後述するように、ピニオンシャフト21をデフケース8に対し第2軸線X2上で抜差することは、リングギヤ9が障害となるため、困難である。
そこで本発明では、リングギヤ9に邪魔されずにピニオンシャフト21をデフケース8内の正規の取付位置21Sに組み込めるように、デフケース8に特別な構造が付加されている。次に、その構造の具体例を説明する。
デフケース8は、前記した第1,第2ピニオンシャフト支持部81,82から離間していてピニオンシャフト21が組付け時に通過可能なシャフト挿入孔を有しており、このシャフト挿入孔として本実施形態では、第1,第2軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bhが兼用される。即ち、中心孔8bhは、これを通してピニオンシャフト21をデフケース8の外から、正規の取付位置21Sとは位相の異なる所定の挿入終了位置21E(図5(c)参照)まで、リングギヤ9と干渉せずにデフケース8内のピニオンギヤ22に挿入するのを許容する位置に在る。
而して、ピニオンシャフト21を中心孔8bhを通してデフケース8内に挿入する際に、リングギヤ9との干渉を容易に回避可能となる。しかも中心孔8bhの内径は、ピニオンシャフト21の外径よりも十分大きいので、中心孔8bhにピニオンシャフト21を無理なく通過させることができる。
またデフケース8の球面状の内面8iには、上記挿入終了位置21Eに挿入されたピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bを受入れ可能であり且つその受入れ位置から第1,第2ピニオンシャフト支持部81,82までの、第1,第2端部21a,21bの各移動を許容するシャフト移動溝41が形成される。
即ち、シャフト移動溝41は、第3軸線X3回りにピニオンシャフト21を挿入終了位置21E(図5(c)の位置)から正規の取付位置21S(図5(d)の位置)まで回動させたときのピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bの移動軌跡にそれぞれ対応するようにデフケース8の内面8iに凹設した第1,第2溝部分41a,41bで構成される。
第1,第2溝部分41a,41bの両内側面は、図3(b)にも明示されるように、第1,第2軸線X1,X2を含む仮想平面Yと平行な平面で各々構成される。そして、そのピニオンシャフト21の上記回動の間、第1,第2端部21a,21bがそれぞれ第1,第2溝部分41a,41bに受容、案内されて第1,第2溝部分41a,41bに沿って移動可能である。
シャフト移動溝41は、本実施形態では第3軸線X3を中心とした同一円環状に延びる浅い環状溝で構成されており、この環状溝の、特に第1軸線X1を挟んで第1端部21a側の略半周部分が第1溝部分41aとなり、また第2端部21b側の略半周部分が第2溝部分41bとなる。
また第1,第2溝部分41a,41bは、正規の取付位置21Sにあるピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bをそれぞれ係合、支持する周方向中央溝部分41as,41bsを各々含む。この周方向中央溝部分41as,41bsは、特定溝部分の一例である。
そして、ピニオンシャフト21は、これが正規の取付位置21Sにあるとき(従って第1,第2端部21a,21bがそれぞれ周方向中央溝部分41as,41bsに係合しているとき)に、例えばケース本体8c周壁の貫通孔46を通して第2端部21bに螺挿されるボルト35によりケース本体8cに固定される。而してボルト35は、ピニオンシャフト21の少なくとも一端部21bをケース本体8cに対し回り止め、固定するシャフト固定部材の一例である。
尚、シャフト固定部材は、1個のボルト35に限定されず、複数のボルトであってもよく、或いはボルト以外の種々のシャフト固定部材(例えば、ケース本体8cの貫通孔46に圧入、カシメ又は接着により固定され或いはサークリップ等の止め輪により固定された係止ピン等の係止部材)を使用可能である。
上記したボルト35は、これが1個だけでもピニオンシャフト21をデフケース8に対し第3軸線X3回りに確実に回り止めできるため、ピニオンシャフト21がデフケース8に固定可能となる。またシャフト挿入溝41における第1,第2溝部分41a,41bの周方向中央溝部分41as,41bsは、これらの両内側壁でピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bを係合、挟持することで、デフケース8とピニオンシャフト21間のトルク伝達が確実に行われ、これにより、デフケース8にピニオンシャフト21が第1軸線X1回りに一体的に回転可能である。
而して、シャフト挿入溝41における第1溝部分41aの特に周方向中央溝部分41asが前記第1ピニオンシャフト支持部81を構成する。また第2溝部分41bの特に周方向中央溝部分41bsが、ボルト35と協働して前記第2ピニオンシャフト支持部82を構成する。
ところでサイドギヤ23の背面23fには、これを回転摺動可能に支持するデフケース8の内面8iよりもデフケース8の径方向外方側に張出す張出部としての短円筒状の張出ボス部23bが一体に突設される。そして、デフケース8の内面8iは、張出ボス部23bに対応してギヤ逃げ溝42を有する。
このギヤ逃げ溝42は、デフケース8内で互いに噛合状態にあるサイドギヤ23及びピニオンギヤ22が、挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで第3軸線X3回りに回動するピニオンシャフト21と共に回動する際に、張出ボス部23bとの干渉を回避可能な環状溝状に形成される。ここで「張出ボス部23bとの干渉」とは、サイドギヤ23の第3軸線X3回りの回動を阻害するような、張出ボス部23bとの機械的係合を意味する。
而して、ギヤ逃げ溝42は、本実施形態ではシャフト移動溝41と同様、第3軸線X3を中心とした同一円環状に延びる浅い環状溝で構成されており、この環状溝の、特に第1軸線X1を挟んで第1端部21a側の略半周部分が第1溝部分42aとなり、また第2端部21b側の略半周部分が第2溝部分42bとなる。
本実施形態のギヤ逃げ溝42は、シャフト移動溝41と平行に延び且つそれよりも溝幅が広く形成される。そして、シャフト移動溝41の両側に位置するギヤ逃げ溝42の底面は、球面状に形成されており、そこにピニオンギヤ22の背面22fがピニオンギヤワッシャ32を介して回転摺動可能に支持される。
またギヤ逃げ溝42は、デフケース8内でサイドギヤ23のピニオンシャフト21回りの回動を規制するように張出ボス部23bと係合可能な形状に形成される。ギヤ逃げ溝42の、第3軸線X3に沿う方向の溝幅は、張出ボス部23bの外径と略同一に設定され、またギヤ逃げ溝42の両内側面は、第1,第2軸線X1,X2を含む仮想平面Yと平行な平面に形成される。
そして、サイドギヤ23が第3軸線X3回りに回動する際に、張出ボス部23bがギヤ逃げ溝42に摺動可能に係合されることで、サイドギヤ23のピニオンシャフト21回りの回動が阻止される。これにより、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sに到達したときもサイドギヤ23は、第1,第2軸受ボス8b1,8b2と同軸に並ぶ正しい向きに在り、この位置から妄りにずれ動く虞れはない。
更にデフケース8のケース本体8cは、ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23のデフケース8内への装入を許容する作業窓8wを有する。この作業窓8wは、ピニオンシャフト21を組み付ける前のケース本体8cの内部に、作業窓8wを通して各一対のサイドギヤ23及びピニオンギヤ22を組み込んでギヤセット状態とすることを許容する形状・位置に形成される。
次に第1実施形態の作用を説明する。
デフケース8は、その全体が金属材料(例えばアルミ、アルミ合金、鉄系合金等)で一体成形(例えば鋳造成形)され、その一体成形後に適宜、デフケース8の各部に対し機械加工が施される。
次いで、デフケース8のケース本体8cのフランジ部8fに、歯部9agを研削する前の状態のリングギヤ9のハブ9bが溶接固定され、しかる後にリングギヤ9のリム9aに対し歯部9agの研削加工が行われる。これにより、歯部9agを含むリングギヤ9をデフケース8に精度よく同心状に固定可能となり、その後で、デフケース8及びリングギヤ9の結合体を洗浄する。その洗浄により、前記結合体に歯部9agの研削で付着した削り滓等の異物が除去される。
しかる後に、以下に説明する手順(図4,図5を参照)により、デフケース8内にデフギヤ機構20の各ギヤ22,23を先組みし、次いでピニオンシャフト21を組み付けるようにする。
即ち、先ず、図4(a)→(b)に示すように、デフケース8のケース本体8c内に作業窓8wを通して各一対のサイドギヤ23、ピニオンギヤワッシャ32及びピニオンギヤ22を装入してケース本体8c内に収める。この場合、例えば、先に両サイドギヤ23を、それらの張出ボス部23bがギヤ逃げ溝40に係合するようにしてケース本体8c内に組み入れ、次いで両サイドギヤ23の相対向面間で、両ピニオンギヤワッシャ32をギヤ逃げ溝40内に組み入れ、しかる後に、ケース本体8c内に各ピニオンギヤ22を適宜、姿勢変化させつつ組み入れて、ケース本体8c内でピニオンギヤ22とサイドギヤ23相互が噛合したギヤセット状態に組立てる。そして、このギヤセットを第3軸線X3回りに適宜回動させることで、ピニオンギヤ22の中心孔が軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bhを指向する図4(b)のセット位置に置く。
しかる後、図4(b)→図5(c)に示すように、デフケース8外のピニオンシャフト21を第2軸受ボス8b2の中心孔8bhを通してデフケース8内のピニオンギヤ22に挿入し、その挿入を終えた位置が本発明の挿入終了位置21Eとなる。この場合、ピニオンシャフト21は、第1軸線X1上に沿う挿入姿勢で挿入されるため、挿入途中でリングギヤ9と干渉する虞れはない。尚、ピニオンシャフト21は、第1軸受ボス8b1を通してデフケース8内に挿入してもよい。
次いで、挿入終了位置21Eにあるピニオンシャフト21を第3軸線X3回りに回動させると、ピニオンシャフト21の第1,第2端部21a,21bが、シャフト挿入孔41の第1,第2溝部分41a,41bに受容されて同溝部分41a,41bに沿って回動する。かくして、ピニオンシャフト21を、図5(d)に示すように正規の取付位置21Sまで回動させるが、その回動過程でピニオンシャフト21の回動は、シャフト移動溝41により摺動案内される。また、そのとき張出ボス部23bは、ギヤ逃げ溝42に摺動可能に受容されるため、サイドギヤ23の第3軸線X3回りの回動の障害とはならない。
そして、図5(d)に示すようにピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sに達すると、ボルト35をケース本体8cの貫通孔46を通してピニオンシャフト21の端部21bに螺挿することで同シャフト21が固定され、かくして、差動装置10の組立作業が終了する。その組立終了状態で、左右のサイドギヤ23は、これらの張出ボス部23bとギヤ逃げ溝42との係合により、第1,第2軸受ボス8b1,8b2と同一軸線上に並ぶ正しい配向状態に保持される。
そして、デフケース8の第1,第2軸受ボス8b1,8b2を軸受13,14を介してミッションケースMCに回転自在に支持させ、更に左右の車軸11,12の内端部を第1,第2軸受ボス8b1,8b2に嵌挿させ且つ左右のサイドギヤ23,23の内周にスプライン嵌合させることで、差動装置10の自動車への組付けが終了する。
以上説明した第1実施形態によれば、デフケース8内にサイドギヤ23及びピニオンギヤ22を先に組み入れた状態で、デフケース8の第1,第2ピニオンシャフト支持部81,82から離間したシャフト挿入孔(即ち軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bh)を通してピニオンシャフト21を、デフケース8外から所定の挿入終了位置21Eまでリングギヤ9と干渉せずにピニオンギヤ22に挿入することができる。
そして、挿入終了位置21Eに達したピニオンシャフト21は、これの両端部21a,21bをデフケース8の内面8iのシャフト移動溝41に案内されて正規の取付位置21Sへと移動(より具体的には第3軸線X3回りに回動)可能であるため、ピニオンシャフト21を、リングギヤ9やデフケース8の内面8iと干渉することなく正規の取付位置21Sに容易且つ的確に組付け可能となる。
これにより、ピニオンシャフト支持部81,82となるデフケース8の孔(実施形態ではシャフト移動溝41の特定溝部分41as,41bs)を、ピニオンシャフト21の組付け過程でのリングギヤ9との干渉回避のために特別に大きくしたり貫通孔にする必要はなくなり、デフケース8の剛性強度が十分に確保される。それに関連して、ピニオンシャフト支持部81,82やリングギヤ9の形状及びレイアウトの制約も少なくなり、それだけ設計自由度が高くなる。
その上、本実施形態のピニオンシャフト支持部81,82は、デフケース8の内面8iに凹設した有底の溝状であって、デフケース8の外面に開口した貫通孔ではないため、ピニオンシャフト21が万一破断した場合でもデフケース8外に放出される事態は回避可能である。
またピニオンシャフト21をデフケース8内に差し込んだときにデフケース8内のギヤセットのピニオンギヤ22に同時に挿入可能であるばかりか、その挿入状態のままギヤセットと一緒にピニオンシャフト21を正規の取付位置21Sまでデフケース8内で回動させることができる。即ち、デフケース8内には、ピニオンシャフト21よりも先にサイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを先組み可能なため、その先組み過程でピニオンシャフト21が邪魔になる心配はなく、組立作業性が頗る良好である。
また、本実施形態では、デフケース8の円筒状ボス、特に第1,第2軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bhがシャフト挿入孔に兼用されるため、デフケース8に専用のシャフト挿入孔を特設する必要はなくなり、それだけデフケース8の構造簡素化が図られる。
また本実施形態のシャフト移動溝41は、第3軸線X3回りにピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで回動させたときの第1,第2端部21a,21bの移動軌跡に対応するようにデフケース8の内面8iに凹設した第1,第2溝部分41a,41bを含み、その溝部分41a,41bは、正規の取付位置21Sにあるピニオンシャフト21の両端部21a,21bを各々係合、支持する特定溝部分(周方向中央溝部分41as,41bs)を有し、その特定溝部分41as,41bsがピニオンシャフト支持部81,82を構成する。
これにより、シャフト移動溝41(具体的には周方向中央溝部分41as,41bs)の両内側面が、デフケース8からピニオンシャフト21側へのトルク伝達面を兼ねることとなり、簡単な構造でトルク伝達が確実になされる。またシャフト移動溝41は、その全周に亘って同幅に形成されるため、ピニオンシャフト支持部81,82となる周方向中央溝部分41as,41bsと、その両側に連なる第1,第2溝部分41a,41bとの間の境界に段差が無く、組立過程でピニオンシャフト21の端部21a,21bが引っ掛かったり操作抵抗を受けたりする虞れはなく、組立作業性が良好である。
しかも、このシャフト移動溝41の両内側面が、これと略直交する回転方向のトルクをピニオンシャフト21の端部21a,21bに伝達するため、その伝達トルクを受けたピニオンシャフト21がシャフト移動溝41に沿う方向の移動力を受けにくくなり、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sからずれ動くのを防止する上で有利な構造となる。従って、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sにあるときに、ピニオンシャフト21の少なくとも一端部21bをボルト35等の固定手段で単に回り止めするだけで、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sより逸脱するのを容易に防止でき、しかもその固定手段は、荷重負担が小さいことから、構造簡素化が図られる。
更にシャフト移動溝41の第1,第2溝部分41a,41bは、第3軸線X3を中心とした同一円環状に延びている。これにより、これら溝部分41a,41bを旋盤等の旋削装置で旋削可能となり、これをデフケース8の球状内面8iと同時に旋削加工すれば全体として加工効率を高めることができる。
その上、シャフト移動溝41は、第1,第2軸線X1,X2と直交する第3軸線X3回りに延びる円環状の溝のみで構成されるため、溝構成が簡単でコスト節減に寄与し得るばかりか、このシャフト移動溝41に摺動案内されるピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで最短距離で移動させることができる。
また本実施形態のサイドギヤ23の背面23fには円筒状の張出ボス部23bが突設されているが、デフケース8内でピニオンギヤ22及びサイドギヤ23よりなるギヤセットと一緒にピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで第3軸線X3回りに回動させる際に、張出ボス部23bの外端部がデフケース8の内面8iのギヤ逃げ溝42に受容されるため、張出ボス部23bがサイドギヤ23の第3軸線X3回りのスムーズな回動を妨害することはない。
その上、ギヤ逃げ溝42は、ピニオンシャフト21が挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで第3軸線X3回りに回動するときにサイドギヤ23のピニオンシャフト21回りの回動を規制するように、張出ボス部23bと係合可能な形状に形成される。これにより、サイドギヤ23は、これがデフケース8内に組み入れられて張出ボス部23bとギヤ逃げ溝42とが係合状態になると、ピニオンシャフト21回りに妄りに回動することなくピニオンシャフト21と共に正規の取付位置21Sまで回動可能となる。尚、サイドギヤ23はそれぞれピニオンギヤ22と噛合っており、ピニオンギヤ22にはピニオンシャフト21が挿入されているので、正規の取付位置21Sに達したピニオンシャフト21がデフケース8にボルト35で固定された状態では、デフケース8に対するサイドギヤ23の第3軸線X3回りの回動が、サイドギヤ23とデフケース8間に介在するピニオンギヤ22及びピニオンシャフト21により規制される。
従って、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sに達したときに、サイドギヤ23もデフケース8内で常に正しい向きに(即ち第1軸線X1上に)配向可能となるため、軸受ボス8b1,8b2内に嵌挿させる車軸11,12の内端部を左右のサイドギヤ23に支障なくスムーズに挿入(スプライン嵌合)させることができる。
またギヤ逃げ溝42は、シャフト移動溝41とは別の溝として、シャフト移動溝41よりも広幅の溝に形成されているため、サイドギヤ23の張出ボス部23bの幅のサイズに関係なくサイドギヤ23の移動(実施形態では第3軸線X3回りの回動)が可能となり、サイドギヤ23の設計自由度が高くなる。
しかも実施形態のギヤ逃げ溝42は、これの幅広の底面でピニオンギヤ22の背面22fを支持するので、それだけピニオンギヤ22の支持面積を増やし同ギヤ22の支持を安定させることができる。即ち、ピニオンギヤ22の背面22fを、仮にギヤ逃げ溝42を跨ぐようにしてデフケース8の内面8iに支持させた場合には、その背面22fがギヤ逃げ溝42の開口縁部に掛かって互いに応力集中が生じ易くなるため、背面22f又はギヤ逃げ溝42の強度を強化する必要があり、また背面22fにピニオンギヤワッシャを当接させる場合にはワッシャの剛性も高くする必要があるが、このような不都合は、ギヤ逃げ溝4の底面でピニオンギヤ22の背面22fを支持させることで解消される。
更にギヤ逃げ溝42は、第3軸線X3を中心とした同一円環状に延びている。これにより、ギヤ逃げ溝42もまた、前記したシャフト移動溝41と同様、旋盤等の旋削装置で旋削可能となり、これをデフケース8の球状内面8iと同時に旋削加工すれば全体として加工効率を高めることができる。
次に図7を参照して、第2実施形態について説明する。第1実施形態では、ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23の各背面22f,23fをデフケース8の内面8iに直接、回転摺動可能に支持したものを示したが、第2実施形態では、ピニオンギヤ22及びサイドギヤ23の各背面22f,23fをピニオンギヤワッシャ32及びサイドギヤワッシャ33をそれぞれ介してデフケース8の内面8i(より具体的にはギヤ逃げ溝42の底面)に回転摺動可能に支持させている。
そして、特にサイドギヤワッシャ33の外周部には、デフケース8の中心Oから見て前記仮想平面Yと各々平行に延びる一対のカット面33cが二面取り加工されており、その両カット面33cがギヤ逃げ溝42の両内側面にそれぞれ係合(換言すれば、小判形のサイドギヤワッシャ33がカット面33cでギヤ逃げ溝42に嵌合)することで、サイドギヤワッシャ33の自転を防止できるばかりか、サイドギヤ23の張出ボス部23bをサイドギヤワッシャ33を介してギヤ逃げ溝42の両内側面に係合させてサイドギヤ23のピニオンシャフト21回りの回動を防止することができる。
第2実施形態の他の構造は、第1実施形態と同様であるので、各構成要素には、第1実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第2実施形態でも、第1実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図8を参照して、第3実施形態について説明する。第2実施形態では、サイドギヤワッシャ33の外周部にのみ自転防止用のカット面33cを形成したが、第3実施形態では、ピニオンギヤワッシャ32の外周部にも、ギヤ逃げ溝42の両内側面に係合する一対のカット面32cが二面取り加工されている。従って、その両カット面32cがギヤ逃げ溝42の両内側面にそれぞれ係合(換言すれば、小判形のピニオンギヤワッシャ32がカット面32cでギヤ逃げ溝42に嵌合)することで、ピニオンギヤワッシャ32の自転を防止できるようになっている。
更に第3実施形態では、ピニオンシャフト21の外径がシャフト移動溝41の溝幅よりも小さく設定されており、ピニオンシャフト21がデフケース8と直接当接して伝達トルクを受ける構造ではない。即ち、デフケース8に入力された第1軸線X1回りの回転駆動力は、ギヤ逃げ溝42に嵌合するピニオンギヤワッシャ32を介してピニオンシャフト21に伝達される。
そして、第3実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第3実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
ところでピニオンシャフト21をデフケース8に直接当接させる場合に、その当接面積を増大させて接触面圧を低減することでデフケース8の荷重負担を軽減するためには、ピニオンシャフト21を長くして当接面積をデフケース8の径方向に拡大するか、或いはピニオンシャフト21を大径化して当接面積を周方向に拡大することが考えられる。しかし前者の場合には、ピニオンシャフト21を長くすることでデフケース8が径方向に大型化し、また後者の場合には、ピニオンシャフト21を大径化することでピニオンギヤ22も大径化する不都合がある。
これに対して、第3実施形態では、ピニオンシャフト21に比べ外径の設定自由度が大きいピニオンギヤワッシャ32を介して、ピニオンシャフト21をデフケース8に当接させている。そのため、大径のピニオンギヤワッシャ32を用いることで、上記不都合を回避しつつデフケース8のピニオンシャフト21に対する実質的な接触面積を拡大することができ、これにより、デフケース8の面圧低減が図られてデフケース8の荷重負担が軽減可能となる。
次に図9を参照して、第4実施形態について説明する。第1~第3実施形態では、サイドギヤ23の背面23fに、デフケース8内へのギヤセット組込み状態でサイドギヤ23がピニオンシャフト21回りに回動するのを防止する目的のために円筒状の張出ボス部23bが突設されるものを示したが、第4実施形態では、同様の目的のために、シャフト移動溝41を嵌合可能な一対の円弧状係合凸部23b′がサイドギヤ23の背面23fに、サイドギヤ23の回転軸線を挟んで一方側と他方側に配設される。
デフケース8には、サイドギヤ23が正規の取付位置にある状態で第1軸線X1回りに自転する時、デフケース8の内面8iとの干渉を回避して自転を許容する環状凹部44が、各軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bhの内方開口端を同心状に囲繞するよう設けられる。而して、環状凹部44は、円弧状係合凸部23b′をガタのほぼ無い状態で嵌合可能なサイズに形成されていて、サイドギヤ23の第1軸線X1回りの自転の際に円弧状係合凸部23b′がデフケース8の内面8iと干渉するのを回避可能である。また環状凹部44の内径は、ピニオンギヤ22の背面22fの外径よりも小さく設定されていて、その背面22fが環状凹部44に嵌まり込むのを防止可能である。
この第4実施形態では、デフケース8内に、ピニオンシャフト21よりも先にギヤセットを組込む際に、図9に示すように、サイドギヤ23の背面23fの一対の円弧状係合凸部23b′をシャフト移動溝41内に嵌合させるようにして両サイドギヤ23を先組みし、次いでデフケース8内にピニオンギヤ22を組み入れるようにする。その後、ピニオンシャフト21をデフケース8外から一方の軸受ボス8b2の中心孔8bhを通してピニオンギヤ22に挿入することで図9に示すセット状態となる。
しかる後に、ピニオンシャフト21を第3軸線X3回りに正規の取付位置21Sまで回動させるが、その回動過程で円弧状係合凸部23b′はシャフト移動溝41内をその長手方向に沿って摺動可能である。そして、ピニオンシャフト21が、サイドギヤ23と共に正規の取付位置S21に達したとき、円弧状係合凸部23b′は環状凹部44にガタがほぼ無い状態で第1軸線X1回りに相対回動可能に嵌合した状態となり、その状態(即ち正規の取付位置)でサイドギヤ23は、自転を制限されることなく、ピニオンシャフト21回りの回動が規制される。
而して、第4実施形態では、シャフト移動溝41が、第1~第3実施形態と同様、ピニオンシャフト21の端部21a,21bを受容してピニオンシャフト21の第3軸線X3回りの回動を許容する本来的機能を発揮することに加えて、そのピニオンシャフト21の回動過程で円弧状係合凸部23b′を摺動可能に受容するギヤ逃げ溝の機能も兼備する。このようにシャフト移動溝41がギヤ逃げ溝の機能も兼ねることで、デフケース8の内面8iには、第1~第3実施形態のようなシャフト移動溝41とは別個の専用ギヤ逃げ溝42を併設して二段溝とする必要はなくなる。これにより、デフケース8のケース本体8cの肉厚が二段溝のために薄くなることが抑制され、即ち、デフケース8の肉厚確保を図る上で有利となる。
尚、円弧状係合凸部23b′は、図示例のような円弧状に限定されず、シャフト移動溝41内を摺動可能で、且つ環状凹部44にガタがほぼ無い状態で嵌合する形状であれば種々の形状を選定可能であり、例えば一対のピン状の凸部であっても良い。
そして、第4実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第4実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図10を参照して、第5実施形態について説明する。第1~第4実施形態では、シャフト移動溝41を全周に亘り同幅で機械加工(具体的には旋削加工)するものを示したが、第5実施形態では、シャフト移動溝41の、ピニオンシャフト支持部81,82となる特定溝部分(即ち第1,第2溝部分41a,41bの周方向中央溝部分41as,41bs)だけを機械加工、例えば切削加工する一方で、シャフト移動溝41のその他の溝部分41a,41bは、上記特定溝部分よりも幅広の溝に形成され、その溝内面は鋳造後に機械加工しない鋳放し面とされる。そして、その境界付近におけるシャフト移動溝41の両内側面は、溝幅がピニオンシャフト支持部81,82(即ち周方向中央溝部分41as,41bs)に近づくにつれて漸減する傾斜面となるよう鋳造形成され、その傾斜面により、シャフト移動溝41内を摺動するピニオンシャフト21の端部21a,21bの引っ掛かりが生じにくくなっている。
そして、第5実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第5実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
更に第5実施形態では、シャフト移動溝41のうち、鋳放し面となる溝部分41a,41bは、ピニオンシャフト支持部81,82となる特定溝部分(即ち周方向中央溝部分41as,41bs)よりも多少幅広に鋳造成形されるため、鋳放し面の寸法公差が大きくても特段の問題は生じない。またシャフト移動溝41のうち高い寸法精度が要求されるピニオンシャフト支持部81,82(即ち周方向中央溝部分41as,41bs)だけが機械加工されるため、切削加工量を減らして、コスト節減が図られる。
次に図11を参照して、第6実施形態について説明する。第1~第4実施形態では、両内側面が前記仮想平面Yと平行なシャフト移動溝41及びギヤ逃げ溝42を各々、全周に亘り同幅で機械加工(具体的には旋削加工)するものを示したが、第6実施形態では、シャフト移動溝41及びギヤ逃げ溝42の各々の両内側面が、溝底面から溝開口端に近づくにつれて徐々に幅広となる傾斜面に機械加工される。
即ち、被加工物であるデフケース8を第3軸線X3回りに回転させて内面8iを旋削加工する際に、被加工面が第3軸線X3と直交する平面であると、旋削工具Tの刃部を第3軸線X3と直交する方向に送りづらく、加工上の制約が増える不利点があるが、第6実施形態では、シャフト移動溝41及びギヤ逃げ溝42の両内側面を上記のような傾斜面としたことにより、旋削工具Tの刃部の送りに関する上記不利点が解消される。
そして、第6実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第6実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図12を参照して、第7実施形態について説明する。第1~第6実施形態ではシャフト移動溝41を全周に亘り旋削加工するものを示したが、第7実施形態では、デフケース8の球面状の内面8iのうちシャフト移動溝41だけは溝加工専用工具T′で切削加工する。例えば、図12(a)に示すようにデフケース8の内面8iを、幅広のギヤ逃げ溝42をも含めて先に旋削加工しておき、次いで図12(b)に示すように幅狭のシャフト移動溝41だけを溝加工専用工具T′で切削加工する。
そして、第7実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第7実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
更に第7実施形態では、溝加工専用工具T′が高い加工自由度を以て溝加工可能であるため、加工対象となるシャフト移動溝41の溝幅が狭くても、或いはシャフト移動溝41の両内側面が溝底面に対し垂直であっても、シャフト移動溝41を無理なく加工可能となり、溝形状の選定自由度が高くなる。
次に図13を参照して、第8実施形態について説明する。第1~第7実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bが中間部と同様、一様等径の円柱状(従ってシャフト移動溝41の両内側面に対し線接触状態)であるものを示したが、第8実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bの外周面に、シャフト軸線を挟んで平行する一対のカット面21cが二面取り加工されており、その両カット面21cの相互間隔とシャフト移動溝41の溝幅が、シャフト移動溝41の全域に亘り略同一に設定される。従って、ピニオンシャフト21をデフケース8内にセットした状態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bは、カット面21cでシャフト移動溝41に摺動可能に嵌合していて、シャフト移動溝41の両内側面と面接触状態にある。
このため、正規の取付位置21Sにあるピニオンシャフト21の両端部21a,21bとシャフト移動溝41との間での、トルク伝達面となる接触面の面積が増えて、接触面圧の低減が図られるため、デフケース8のピニオンシャフト21に対する支持強度が高くなる。しかも二面取り加工により、ピニオンシャフト21の自転が確実に阻止される。
そして、第8実施形態の他の構造は、第2実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第8実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図14を参照して、第9実施形態について説明する。第8実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bの外周面に、シャフト軸線を挟んで平行する一対のカット面21cが二面取り加工されるものを示したが、第9実施形態では、第8実施形態をベースとして、更にピニオンシャフト21の両端部21a,21bの端面に、一対のカット面21cに挟まれてカット面21cと平行に延びる幅広溝21mが形成される。この溝21mの深さは、カット面21cの高さと略同じに設定される。
一方、シャフト移動溝41の底面には、上記した幅広溝21mに嵌合する幅広突起41mが形成される。即ち、シャフト移動溝41は、幅広突起41mを挟んで平行する一対の小シャフト移動溝411,412に分割構成される。従って、第9実施形態では、デフケース8の正転時及び逆転時の何れの場合でも、デフケース8からピニオンシャフト21側へのトルク伝達面が第8実施形態と比べて広く確保可能となり、それだけ接触面積が広くなって接触面での面圧低減が図られる。
そして、第9実施形態の他の構造は、第8実施形態と同様であるので、各構成要素には、第8実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第9実施形態でも、第8実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図15を参照して、第10実施形態について説明する。第8実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bの外周面に一対のカット面21cが二面取り加工されており、シャフト移動溝41の溝幅が溝全域に亘って両カット面21cの相互間隔と略同一に設定されるが、第10実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bに第8実施形態と同様の二面取り加工がなされる一方で、シャフト移動溝41の、ピニオンシャフト支持部81,82となる特定溝部分(前述の周方向中央溝部分41as,41bs)の両内側面は円弧状に凹曲形成される。その凹曲部41rは、ピニオンシャフト21のカット面21cに挟まれた円弧状外周面21rを相対回転可能に嵌合、保持できる円弧面に形成される。ここで、両端部21a,21bの断面形状から明らかなように、円弧状外周面21rに垂直な方向の断面二次モーメントは、カット面21cに垂直な方向の断面二次モーメントより大きくなる。
従って、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sまでシャフト移動溝41を回動してきたときに、ピニオンシャフト21を90度自転させることにより、シャフト端部21a,21の円弧状外周面21rがシャフト移動溝41の両内側面の上記凹曲部41rに嵌合するようになり、その嵌合により、ピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sに保持される。このようにピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sにあるときに、それの両端部21a,21bは、特に円弧状外周面21rがトルク伝達面となり、その両端部21a,21bの断面二次モーメントの大きい部分でトルクを受けるので、応力が低く抑えられ、シャフトの曲げ剛性アップが図られる。
尚、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bを円筒面状として、その外径とシャフト移動溝41の幅を略同一にした場合でも、断面二次モーメントが大きいピニオンシャフト21の円筒面で伝達トルクを受けられるが、その場合は、シャフト移動溝41の両内側面に両端部21a,21bの円筒面が線接触するため、接触面積が減って接触面圧が大きくなってしまう。これに対し、第10実施形態では、円弧状外周面21rと凹曲部41rが面接触して面圧低減が図られるので、デフケース8のピニオンシャフト21に対する支持強度を高める上で更に有利である。
また第10実施形態では、ピニオンシャフト21を正規の取付位置21Sに保持するための1個のボルト35が、ピニオンシャフト21の中心軸線に対しオフセット配置されてピニオンシャフト21に螺挿される。これにより、ボルト35が1個だけでもピニオンシャフト21が正規の取付位置21Sで妄りに自転する虞れはなくなり、ピニオンシャフト21は正規の取付位置21Sに確実に回り止め固定される。
そして、第10実施形態の他の構造は、第8実施形態と同様であるので、各構成要素には、第8実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第10実施形態でも、第8実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図16を参照して、第11実施形態について説明する。第1~第7実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bが中間部と同様、一様等径の円柱状(従ってシャフト移動溝41の両内側面に対し線接触状態)であるものを示したが、第11実施形態では、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bの外周面に、シャフト軸線を挟んで平行する一対のカット面21fが、シャフト軸線方向に広範囲に二面取り加工される。これにより、カット面21fとピニオンギヤ22の内周面との間には、ピニオンシャフト21の長手方向に延びる扁平な潤滑油通路が確保され、ピニオンギヤ22の被潤滑部への潤滑油供給を効率よく行うことができる。
この第11実施形態においてカット面21fは、シャフト移動溝41の両内側面に係合、対面しない位置に配置されるが、仮にピニオンシャフト21が自転してシャフト移動溝41の両内側面に対面した位置にカット面21fが来てしまうと、ピニオンシャフト21をシャフト移動溝41の両内側面にガタなく的確に当接させることが難しくなる。そこで第11実施形態では、ピニオンシャフト21を正規の取付位置21Sに保持するための1個のボルト35を、第10実施形態と同様に、ピニオンシャフト21の中心軸線に対しオフセット配置してピニオンシャフト21に螺挿することで、ピニオンシャフト21が妄りに自転しないようにしている。
そして、第11実施形態の他の構造は、第1実施形態と同様であるので、各構成要素には、第2実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第11実施形態でも、第2実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図17~図19を参照して、第12実施形態について説明する。先の実施形態では、シャフト挿入孔として第1,第2軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bhを用い、且つデフケース8の内面8iに凹設されるシャフト移動溝41を第3軸線X3回りに延びる円環状の溝部分(即ち第1,第2溝部分41a,41b)のみで構成して、ピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで最短距離で移動させるようにしたものを示した。これに対して第12実施形態では、シャフト挿入孔として作業窓8wを用い、且つシャフト移動溝41が、第3軸線X3回りに延びる円環状の溝部分(即ち第1,第2溝部分41a,41b)と、作業窓8wを通してデフケース8内のピニオンギヤ22に挿入されたピニオンシャフト21の両端部21a,21bを第1,第2溝部分41a,41bに誘導案内するピニオンシャフト用接続溝41jとで、途中が屈曲した溝状に構成される。
ピニオンシャフト用接続溝41jは、第3軸線X3と直交する投影面(図17参照)で見てデフケース8の中心Oで第1軸線X1と斜交する第4軸線X4回りに円環状に延びていて、シャフト移動溝41の第1,第2溝部分41a,41bの各々の途中部分と直接連通している。またピニオンシャフト用接続溝41jの中間部は、作業窓8wにより途切れている。
また第12実施形態では、作業窓8wを通して挿入されたピニオンシャフト21と共にピニオンギヤ22が第4軸線X4回りに回動する過程でピニオンギヤ22の背面22fを逃げながらギヤ逃げ溝42に誘導案内するピニオンギヤ用接続溝42jがデフケース8の内面8iに凹設される。このピニオンギヤ用接続溝42jは、ピニオンシャフト用接続溝41jと平行に延び且つそれよりも広幅で浅く形成される。
而して、ピニオンギヤ用接続溝42jは、第4軸線X4回りに円環状に延びており、ギヤ逃げ溝42の第1,第2溝部分42a,42bの各々の途中部分と直接連通している。またピニオンギヤ用接続溝42jの中間部は、作業窓8wにより途切れている。
第12実施形態の差動装置10の組立に際しては、第1実施形態の図4(a)(b)の手順と同様の要領で、先ず、図18(a)→(b)に示すようにデフケース8内に作業窓8wを通して各一対のサイドギヤ23及びピニオンギヤ22を順次装入してケース本体8c内に収める。この場合、ケース本体8c内でギヤセットは、両サイドギヤ23が張出ボス部23bをギヤ逃げ溝42に係合させつつサイドギヤ軸線を第4軸線X4上に位置させ、且つ一方のピニオンギヤ22がそれの中心孔を作業窓8w内に臨ませるような図18(b)のセット位置に置く。
しかる後、デフケース8外のピニオンシャフト21を、図18(b)に示すように作業窓8wを通してデフケース8内のピニオンギヤ22に挿入し、その挿入を終えた位置が図18(b)の二点鎖線で示す挿入終了位置21Eとなる。この場合、ピニオンシャフト21は、リングギヤ9側方での傾斜挿入姿勢でデフケース8内に挿入されるため、挿入途中でリングギヤ9と干渉する虞れはない。
次いで、ピニオンシャフト21を、ギヤセットと一緒に挿入終了位置21Eから第4軸線X4回りに所定角度を回動させることにより、ピニオンシャフト21の両端部21a,21bはピニオンシャフト用接続溝41jを摺動、通過して、図19(c)に示すようにシャフト移動溝41の第1,第2溝部分41a,41bにそれぞれ到達する。またその回動過程で、ピニオンギヤ22の背面22fがピニオンギヤ用接続溝42j内を摺動、通過してギヤ逃げ溝42内に移動するので、ギヤセットを第4軸線X4回りに無理なく回動させることができる。
次いで、図19(d)に示すように、ギヤセットを第3軸線X3回りに回動させてピニオンシャフト21を正規の取付位置21Sまで移動させ、そこでボルト35によりピニオンシャフト21がデフケース8に固定される。尚、このギヤセットの回動過程で張出ボス部23bは、ギヤ逃げ溝42に摺動可能に受容されるため、サイドギヤ23の第3軸線X3回りの回動の障害とはならない。
かくして、第12実施形態によれば、シャフト移動溝41が途中屈曲することで、ピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sまで回動させるための移動経路が先の実施形態よりも複雑化するものの、作業窓8wがピニオンシャフト21の通過可能な大きさに形成されていて、シャフト挿入孔に兼用可能となる。これにより、先の実施形態と同様、デフケース8に専用のシャフト挿入孔を特設する必要はなくなり、それだけデフケース8の構造簡素化が図られる。
次に図20~図22を参照して、第13実施形態について説明する。先の実施形態では、デフギヤ機構20をデフケース8に組み付けるに当たり、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットをデフケース8に予め直接組み入れてからピニオンシャフト21をギヤセットのピニオンギヤ22に挿入するものを示したが、第13実施形態では、デフケース8のケース本体8cに着脱可能なサブケースUに、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを一纏めにセットしておき、これをケース本体8cに一挙に組付けできるようにしている。
ケース本体8cには、第3軸線X3を中心軸線とした円筒孔状の結合孔8chが貫通形成されており、サブケースUは、これが結合孔8chに対し第3軸線X3の方向から抜差可能に嵌合できるよう円筒状に形成される。
サブケースUは、ピニオンギヤワッシャ及びサイドギヤワッシャを一体化した所謂一体型ワッシャの機能を兼備するものであり、サブケースUの内面Uiは球面状に形成され、その内面Uiでピニオンギヤ22及びサイドギヤ23の各背面22f,23fをそれぞれ回転摺動可能に支持する。またサブケースUの、第3軸線X3に沿う方向の両端は開口しており、その開口部を通してサブケースU内にサイドギヤ23及びピニオンギヤ22が順次に装入可能である。
更にサブケースUには、ピニオンシャフト21を抜差可能に嵌挿させる一対のシャフト嵌合孔Uh1が第2軸線X2上に形成され、またサイドギヤ23の背面22fの張出ボス部23bを回転自在に嵌合させる一対のボス嵌合孔Uh2が第1軸線X1上に形成される。そして、両ボス嵌合孔Uh2には、軸部材としての車軸11,12が抜差可能に嵌挿される。
またケース本体8cの結合孔8chの、第3軸線X3に沿う方向の両端は、円形に開口しており、その開口部が本発明の作業窓8wとして機能する。即ち、ケース本体8cの結合孔8chにサブケースU(従ってサブケースU内にセットされたサイドギヤ23及びピニオンギヤ22)が装入可能である。また結合孔8chの内周面には、ピニオンシャフト21が第3軸線X3回りに回動する際にそれの両端部21a,21bを受容可能なシャフト移動溝41が、第3軸線X3回りに円環状に凹設される。而して、第13実施形態においても、シャフト移動溝41の機能は先の実施形態と同様である。
第13実施形態の差動装置10の組立に際しては、先ず、サブケースU内に、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを組込んでサブアッセンブリSAを予め先組みする。この先組み過程では、例えば一対のサイドギヤ23を、張出ボス部23bをボス嵌合孔Uh1に嵌合させるようにして先にサブケースUにセットし、次いでピニオンギヤ22をサイドギヤ23と噛合させつつサブケースUにセットする。
更にそのサブアッセンブリSAを、図22(a)に示す如くデフケース8のケース本体8cとリングギヤ9の張出部との間の後組み用スペース100に移動させ、そこから、図22(b)に示す如く第3軸線X3に沿う方向に移動させてケース本体8cの結合孔8ch内に嵌挿する。この場合、サブケースU内の両ピニオンギヤ22は、これらの軸線が第1軸線X1と平行するよう予めセットしておくことが望ましい。
次いで、デフケース8の一方の軸受ボス8b2の中心孔8bhを通してピニオンシャフト21をデフケース8内に差込んでギヤセットのピニオンギヤ22に挿入する。その挿入を終えた位置が、図22(c)に示す挿入終了位置21Eとなり、この位置からピニオンシャフト21の両端部21a,21bがシャフト移動溝41内に受入れ可能となる。しかる後、サブケースUをケース本体8cに対し第3軸線X3回りに90度回動させると、これと一体的にサブケースU内のギヤセットも回動し、これにより、ピニオンシャフト21がシャフト移動溝41に摺動案内されて第2軸線2上の正規の取付位置21Sに到達し、またサイドギヤ23が第1軸線X1上の正規の取付位置に到達する。
そこでボルト35を、ケース本体8cの貫通孔46を通してピニオンシャフト21の端部21bに螺挿すれば、図20に示すようにケース本体8cにサブケースU及びピニオンシャフト21が固定される。尚、その固定手段は、ボルト35に限定されず、例えば、貫通孔46に嵌挿されてピニオンシャフト21に係止される係止ピンを圧入、カシメ、溶接等でケース本体8cに固定してもよい。尚また、本実施形態では、共通の固定手段(ボルト35)でサブケースUをピニオンシャフト21と共にケース本体8cに固定しているが、サブケースU及びピニオンシャフト21を別々の固定手段でケース本体8cに個別に固定してもよい。
かくして、第13実施形態によれば、サブケースU内にサイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを先組みしておき、そのサブケースUをデフケース8内に組み込んだ後、ピニオンシャフト21を、リングギヤ9と干渉しない位置からデフケース8内に差し込んで先組みのピニオンギヤ22に挿入でき、その挿入後にピニオンシャフト21を正規の取付位置21Sまで回動させてデフケース8に固定可能である。即ち、先の実施形態と同様、デフケース8に固定のリングギヤ9と干渉することなくピニオンシャフト21のデフケース8内への挿入が可能となる。
しかもサブケースU内にサイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを先組みして一纏めにしたものを、サブアッセンブリSAとして取り扱い可能であり、これをデフケース8に一挙に組み付けることができて組立作業性が良好である。また一体型ワッシャとして機能するサブケースUは、それの球面状をなす内面Uiの、サイドギヤワッシャとして機能する領域と、ピニオンギヤワッシャとして機能する領域とを旋盤で精度よく一挙に旋削加工できるため、サイドギヤワッシャ及びピニオンギヤワッシャを個別に設ける場合と比べ加工精度のバラツキが無くなる。そして、ケース本体8cに本組みする前のサブアッセンブリSAの段階で、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22相互のバックラッシュ調整を容易に行うことができる。
その上、デフケース8に入力された回転トルクが、ケース本体8cのシャフト移動溝41を経てピニオンシャフト21に伝達されるだけでなく、ケース本体8cに嵌装されるサブケースUを経てもピニオンシャフト21に伝達されるため、トルク伝達に伴うケース本体8cの荷重負担が軽減され、ケース本体8cの薄肉軽量化が達成可能となる。
そして、第13実施形態の他の構造は、第1実施形態と同様であるので、各構成要素には、第1実施形態の対応する構成要素と同じ参照符号を付すにとどめ、それ以上の構造説明は省略する。而して、第13実施形態でも、第1実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図23,図24を参照して、第14実施形態について説明する。第14実施形態は、第13実施形態の変形例に相当する。即ち、第14実施形態も第13実施形態と同様、デフケース8のケース本体8cに着脱可能なサブケースU′に、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22よりなるギヤセットを一纏めにセットしておき、これをケース本体8cに一挙に組付けできるようにしている。但し、第14実施形態では、サブケースU′が、内周面のみならず外周面も球面状に形成された筒状体で構成されており、これに対応してデフケース8の結合孔8chの内周面も球面状に形成される。
第14実施形態の組立手順は、第13実施形態と基本的に同様であるが、第13実施形態の図22(a)に対応した、サブアッセンブリSA′のケース本体8cへの組付け過程では、図24(c)(d)に示すようにサブアッセンブリSA′のサイドギヤ23を、サイドギヤ軸線が第3軸線X3の方向を向くように配向される。そして、ケース本体8cの結合孔8chに対し上記配向のサブアッセンブリSA′が第3軸線X3の方向に嵌挿できるように、ケース本体8cの一側壁(図24(c)で右側壁)にはサブアッセンブリSA′の、第3軸線X3と直交する投影面での外形と略合致する形状(図24(d)に明示)の作業窓8wが形成される。
即ち、作業窓8wの長手方向両端縁部は、サブケースU′の対応する球面状の両外端部が第3軸線X3方向に通過できるように、第3軸線X3を中心軸線とする第1円筒面51に形成され、また同作業窓8wの長辺部中間は、サイドギヤ23の、サブケースU′の開口より外側に食み出した円弧部分23aが第3軸線X3方向に通過できるように、第3軸線X3を中心軸線とし且つ第1円筒面51よりも小径の第2円筒面52に形成される。
ところで第13実施形態では、サブアッセンブリSAを作業窓8wを通してケース本体8cに嵌装した後、直ちにピニオンシャフト21をサブアッセンブリSA内のピニオンギヤ22に挿入可能であり、その挿入後は、サブケースUをピニオンシャフト21と共に第3軸線X3回りに単に90度回動させるだけで、ギヤセットの全てを正規の取付位置に移動させることができた。
これに対し、第14実施形態では、サブアッセンブリSA′を、図24(c)(d)に示す組込み姿勢でケース本体8cの結合孔8chに作業窓8wを通して第3軸線X3の方向に嵌装し、且つその後で第3軸線X3回りに90度回動させることで、初めてデフケース8の一方の軸受ボス8b2の中心孔8bhを通してピニオンシャフト21がピニオンギヤ22に挿入可能となる。その挿入後、サブアッセンブリSA′をピニオンシャフト21と共に第3軸線X3回りに90度、反転回動させることでピニオンシャフト21(従ってピニオンギヤ22)が第2軸線X2上の正規の取付位置21Sとなり、その位置を保持すべくピニオンシャフト21をボルト35でデフケース8(具体的にはケース本体8c)に固定する。
次いでサブケースU′をピニオンシャフト21回りに90度、回動させると、サイドギヤ23が第1軸線X1上の正規の取付位置に置かれ、組立作業が終了する。
第14実施形態のその他の構成は、第13実施形態と基本的に同様であるので、第14実施形態の各構成要素には、第13実施形態の対応する構成要素の参照を付すに止め、それ以上の構造説明は省略する。而して、第14実施形態でも、第13実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
次に図25を参照して、第15実施形態について説明する。第15実施形態は、第14実施形態の変形例に相当する。即ち、第15実施形態では、第14実施形態と同様、サブアッセンブリSA′がケース本体8c内に嵌挿できるようにケース本体8cの一側壁に、サブアッセンブリSA′の投影面に対応した形状の作業窓8wが形成されるが、この作業窓8wの向きが、第14実施形態の作業窓8wに対し第3軸線X3回りに90度位相をずらした向き(より具体的には作業窓8wの正面視で窓の長軸が第1軸線X1と重なる向き)に設定される。
而して、第15実施形態の組立手順は、第14実施形態と基本的に同じであるが、特にサブアッセンブリSA′を、図25に示す組込み姿勢でケース本体8cに作業窓8wを通して嵌装した状態で、直ぐにデフケース8の一方の軸受ボス8b2の中心孔8bhを通してピニオンシャフト21をギヤセットのピニオンギヤ22に挿入可能となる点のみが第14実施形態と異なる。そして、そのピニオンシャフト21の挿入後の組立手順は、第14実施形態と同様である。
第15実施形態のその他の構成は、第14実施形態と基本的に同様であるので、第15実施形態の各構成要素には、第14実施形態の対応する構成要素の参照を付すに止め、それ以上の構造説明は省略する。而して、第15実施形態でも、第14実施形態と基本的に同様の作用効果を達成可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、差動装置10を車両用、例えば自動車用の差動装置に実施したものを示したが、本発明では、差動装置10を車両以外の種々の機械装置に実施してもよい。
また前記実施形態では、ピニオンシャフト21をリングギヤ9と干渉しないでデフケース8内に挿入可能なシャフト挿入孔として、軸受ボス8b1,8b2の中心孔8bh、或いは作業窓8wを兼用した実施形態を示したが、本発明では、デフケース8に、ピニオンシャフト支持部81,82から離間して専用のシャフト挿入孔を形成してもよい。
また前記実施形態では、ピニオンシャフト21の挿入終了位置21Eが、正規の取付位置21Sにあるピニオンシャフト21を、第1,第2軸線X1,X2と直交する第3軸線X3回りに所定角度、角変位させた位置に設定されていて、ピニオンシャフト21を挿入終了位置21Eから正規の取付位置21Sに向かって最短の回動経路で回動させるものを示したが、ピニオンシャフト21の回動経路は、前記実施形態に限定されない。例えば、挿入終了位置21Eにあるピニオンシャフト21を、第3軸線X3とは異なる軸線回りに回動させて正規の取付位置21Sに向かって回動させるようにしてもよく、この場合、シャフト移動溝41を、例えば第2軸線X2を含み且つ仮想平面Yに対し多少傾斜した別の仮想平面に沿って延びるよう形成してもよい。
また前記実施形態のうち第4,第12実施形態では、サイドギヤ23及びピニオンギヤ22の各背面をデフケース8の内面8iに直接、回転摺動可能に当接させるものを示したが、これら実施形態において、サイドギヤ23又は/及びピニオンギヤ22の背面とデフケース8の内面8iとの間に、サイドギヤワッシャ又は/及びピニオンギヤワッシャを介装してもよい。
また前記実施形態では、リングギヤ9の歯部9agをヘリカルギヤ状としたものを示したが、本発明のリングギヤは、実施形態に限定されず、例えばベベルギヤ、ハイポイドギヤ、スパーギヤ等でもよい。
Claims (7)
- 所定軸線(X1)回りに回転可能なデフケース(8)と、前記デフケース(8)内に前記所定軸線(X1)回りに回転可能に収容される一対のサイドギヤ(23)と、前記デフケース(8)内に収容されて前記一対のサイドギヤ(23)に噛合する一対のピニオンギヤ(22)と、前記所定軸線(X1)と直交する方向に延びて前記ピニオンギヤ(22)を回転自在に嵌合、支持するピニオンシャフト(21)と、前記デフケース(8)に同心状に固定されるリングギヤ(9)とを備え、
前記デフケース(8)が、前記ピニオンシャフト(21)の両端部(21a,21b)を前記デフケース(8)からの駆動力を受け得るよう支持する一対のピニオンシャフト支持部(81,82)と、前記ピニオンギヤ(22)及び前記サイドギヤ(23)の前記デフケース(8)内への装入を許容する作業窓(8w)とを有し、
前記ピニオンシャフト(21)の少なくとも一部が、正規の取付位置(21S)にある該ピニオンシャフト(21)と直交する投影面で見て前記リングギヤ(9)と重なる差動装置において、
前記デフケース(8)は、前記一対のピニオンシャフト支持部(81,82)から離間していて前記ピニオンシャフト(21)が通過可能なシャフト挿入孔(8bh,8w)を有しており、
前記シャフト挿入孔(8bh,8w)は、該シャフト挿入孔を通して前記ピニオンシャフト(21)を前記デフケース(8)の外から前記正規の取付位置(21S)とは異なる所定の挿入終了位置(21E)まで、前記リングギヤ(9)と干渉せずに前記デフケース(8)内の前記ピニオンギヤ(22)に挿入するのを許容する位置に在り、
前記デフケース(8)は、前記ピニオンギヤ(22)に対し前記挿入終了位置(21E)まで挿入された前記ピニオンシャフト(21)の前記両端部(21a,21b)を受入れ可能であり且つその受入れ位置から前記一対のピニオンシャフト支持部(81,82)までの、該両端部(21a,21b)の各移動を許容するシャフト移動溝(41)を有することを特徴とする差動装置。 - 前記デフケース(8)は、前記一対のサイドギヤ(23)にそれぞれ連動回転する軸部材(11,12)を嵌挿可能な円筒状ボス(8b1,8b2)を一体に有し、
前記円筒状ボス(8b1,8b2)の中心孔(8bh)は、前記ピニオンシャフト(21)が通過可能な大きさに形成されていて、前記シャフト挿入孔に兼用されることを特徴とする、請求項1に記載の差動装置。 - 前記シャフト移動溝(41)は、前記所定軸線(X1)及び前記ピニオンシャフト(21)の軸線(X2)と直交する特定軸線(X3)回りに前記ピニオンシャフト(21)を前記挿入終了位置(21E)から前記正規の取付位置(21S)まで回動させたときの前記両端部(21a,21b)の移動軌跡にそれぞれ対応するように前記デフケース(8)に設けた溝部分(41a,41b)を少なくとも含み、
前記溝部分(41a,41b)は、前記正規の取付位置(21S)にある前記ピニオンシャフト(21)の前記両端部(21a,21b)をそれぞれ支持する特定溝部分(41as,41bs)を有していて、該特定溝部分(41as,41bs)が前記一対のピニオンシャフト支持部(81,82)を構成することを特徴とする、請求項1又は2に記載の差動装置。 - 前記デフケース(8)の内面(8i)は、前記所定軸線(X1)及び前記特定軸線(X3)の交点を中心とした球面状に形成され、
前記溝部分(41a,41b)は、前記特定軸線(X3)を中心とした同一円環状に延びることを特徴とする、請求項3に記載の差動装置。 - 前記サイドギヤ(23)又は前記ピニオンギヤ(22)のうちの少なくとも一方の背面は、該背面を支持する前記デフケース(8)の内面(8i)よりもデフケース(8)の外方側に張出す張出部(23b)を有し、
前記デフケース(8)の内面(8i)は、該デフケース(8)内で互いに噛合状態にある前記サイドギヤ(23)及び前記ピニオンギヤ(22)が、前記挿入終了位置(21E)から前記正規の取付位置(21S)まで回動する前記ピニオンシャフト(21)と共に回動する際に該張出部(23b)との干渉を回避可能なギヤ逃げ溝(42)を有することを特徴とする、請求項1~4の何れか1項に記載の差動装置。 - 前記サイドギヤ(23)の背面には、前記張出部となる円筒状の張出ボス部(23b)が突設され、
前記ギヤ逃げ溝(42)は、前記サイドギヤ(23)の前記ピニオンシャフト(21)回りの回動を規制するように前記張出ボス部(23b)と係合可能な形状に形成されることを特徴とする、請求項5に記載の差動装置。 - 前記作業窓(8w)は、前記ピニオンシャフト(21)が通過可能な大きさに形成されていて、前記シャフト挿入孔を兼ねることを特徴とする、請求項1に記載の差動装置。
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