(57)【要約】【課題】ワッシャとケースとの相対回転を抑制してそれらの耐久性の低下を抑制することのできる差動装置を提供する。【解決手段】ケース２とピニオンギヤ１０とピニオンギヤ１０に噛み合う一対のサイドギヤ１４とピニオンギヤ１０とケース２との間に設けられたワッシャ１２とを備えた差動装置１において、ワッシャ１２におけるケース２側の面１８は、所定の軸線と平行な母線を頂部とすると共に、頂部を挟んだ両側が円弧状に湾曲した、ケース２側に突出した凸曲面１８を成し、凸曲面１８に対応する、ケース２におけるワッシャ１２側の面１７は、凸曲面１８に嵌まり合う半円筒状の凹曲面１７を成している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクを受けて回転するように構成されたケースと、前記ケースの回転に伴って公転しかつ自転可能に前記ケースに設けられたピニオンギヤと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うと共に前記ケースに回転可能に保持された一対のサイドギヤと、前記ピニオンギヤと前記ケースとの間に設けられたワッシャとを備えた差動装置において、
前記ワッシャにおける前記ケース側の面は、所定の軸線と平行な母線を頂部とすると共に、前記頂部を挟んだ両側が円弧状に湾曲した、前記ケース側に突出した凸曲面を成し、
前記凸曲面に対応する、前記ケースにおける前記ワッシャ側の面は、前記凸曲面に嵌まり合う半円筒状の凹曲面を成している
ことを特徴とする差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、差動作用を生じることによって左右の駆動輪の回転数差を吸収する差動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の差動装置の一例が特許文献１に記載されている。その装置は、デフケースに固定されたピニオンシャフトに自転可能に取り付けられたピニオンギヤと、そのピニオンギヤにそれぞれ噛み合う一対のサイドギヤとを備え、それらの噛み合いに基づくスラスト方向の分力によって、デフケースの内面にピニオンギヤや各サイドギヤを押し付けてそれらの回転を抑制して前記一対のサイドギヤ同士の間の差動を制限するように構成されている。具体的には、ピニオンギヤの背面は、デフケース側に突出した球面状に形成され、デフケースの内面における前記背面に対応する内面は、凸曲面である前記背面が嵌まり合う凹曲面となっている。また、それらの間には、ピニオンギヤの背面とデフケースの内面との摺接を円滑に行うために、前記背面と、前記背面に嵌まり合うデフケースの内面とのそれぞれに嵌まり合うように形成されたピニオンワッシャが設けられている。
【０００３】
なお、特許文献２には、デファレンシャルケースとピニオンギヤとの間に配置されたピニオンワッシャの回転を抑制するように構成された装置が記載されている。すなわち、ピニオンワッシャにおけるデファレンシャルケース側の接触面に、放射状に延びる複数の突部が設けられている。特許文献２に記載された構成によれば、ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合いに基づくスラスト方向の分力によってピニオンギヤがデファレンシャルケースに強く押し付けられた場合には、上述した突部によってピニオンワッシャとデファレンシャルケースの内面との間の摩擦力を増大させることができ、これによりピニオンワッシャとデファレンシャルケースとの相対回転を抑制してデファレンシャルケースの摩耗を抑制することができる、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４６９５２号公報
【特許文献２】特開２０１８−５４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された構成では、前記ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合いに基づくスラスト方向の分力によって、デフケースの内面にピニオンワッシャを介してピニオンギヤが強く押し付けられるから、ピニオンギヤの回転に伴ってピニオンワッシャが回転して当該ピニオンワッシャとデフケースとの相対回転が生じる可能性がある。その結果、それらの間の摩擦熱によってデフケースとピニオンワッシャとが焼き付いたり、ピニオンワッシャやデフケースの内面が摩耗したりしてピニオンワッシャやデフケースの耐久性が低下する可能性がある。なお、特許文献２に記載された構成においても、ピニオンワッシャは特には回り止めされない。そのため、上述したようにピニオンワッシャとデフケースとが相対回転することによるそれらの耐久性の低下は特許文献２に記載された構成においても同様に生じる可能性がある。
【０００６】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、ワッシャとケースとの相対回転を抑制してそれらの耐久性の低下を抑制することのできる差動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は、トルクを受けて回転するように構成されたケースと、前記ケースの回転に伴って公転しかつ自転可能に前記ケースに設けられたピニオンギヤと、前記ピニオンギヤにそれぞれ噛み合うと共に前記ケースに回転可能に保持された一対のサイドギヤと、前記ピニオンギヤと前記ケースとの間に設けられたワッシャとを備えた差動装置において、前記ワッシャにおける前記ケース側の面は、所定の軸線と平行な母線を頂部とすると共に、前記頂部を挟んだ両側が円弧状に湾曲した、前記ケース側に突出した凸曲面を成し、前記凸曲面に対応する、前記ケースにおける前記ワッシャ側の面は、前記凸曲面に嵌まり合う半円筒状の凹曲面を成していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ワッシャにおけるケース側の面は、所定の軸線と平行な母線を頂部とし、その頂部を挟んだ両側が円弧状に湾曲した、ケース側に突出した凸曲面を成しており、いわゆるアーチ状を成している。このワッシャにおけるケース側の面に対応する、ケースにおけるワッシャ側の面は、上述した凸曲面である、ワッシャにおけるケース側の面に嵌まり合う凹曲面を成している。つまり、ピニオンギヤの円周方向には、ワッシャの少なくとも一部とケースの少なくとも一部とが互いに並んで、あるいは、重なり合うように構成されている。そのため、ピニオンギヤの回転に伴って、ワッシャを回転させるトルクが当該ワッシャに作用した場合には、ワッシャとケースの内面とにおける、ピニオンギヤの円周方向で互いに並んだ部分や面同士が互いに押し付けられて係合し、ワッシャとケースとの相対回転を回避もしくは抑制することができる。これにより、ワッシャとケースとが互いに擦れ合ってそれらが摩耗したり、それらの間の摩擦熱によってケースの内面にワッシャが焼き付いたりするなどのことを抑制することができ、ワッシャやケースの耐久性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施形態に係る差動装置に相当するデファレンシャルギヤの一例を分解して示す斜視図である。
【図２】図１に示すデファレンシャルケースの断面図である。
【図３】ピニオンワッシャの斜視図であり、（ａ）は収容部の底面に接触する、ピニオンワッシャにおけるケース側接触面を示す斜視図であり、（ｂ）はピニオンギヤの背面に接触する、ピニオンワッシャにおけるピニオンギヤ側接触面を示す斜視図である。
【図４】収容部にピニオンワッシャが収容されている状態を模式的に示す断面図であって、（ａ）は、収容部の底面にピニオンワッシャの厚肉部が接触している状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、収容部の底面にピニオンワッシャの薄肉部が接触している状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
この発明の実施形態を、図を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、この発明を具体化した場合の一例に過ぎず、この発明を限定するものではない。
【００１１】
図１は、この発明の実施形態に係る差動装置に相当するデファレンシャルギヤの一例を分解して示す斜視図であり、図２は、図１に示すデファレンシャルケースの断面図である。そのデファレンシャルギヤ１はトルクが作用することによって回転するように構成されたデファレンシャルケース（以下、単にケースと記す。）２を備え、そのケース２の回転中心軸線（以下、単に軸線と記す。）方向で一方の端部にフランジ部３が形成されている。そのフランジ部３にボルトやリベットなどの締結部材によってリングギヤ（それぞれ図示せず）が取り付けられる。フランジ部３には、当該フランジ部３の円周方向に一定の間隔で前記締結部材が挿入される複数の締結孔４が形成されている。そして、駆動力源で発生させたトルクがフランジ部３に取り付けられたリングギヤを介してケース２に伝達される。
【００１２】
ケース２の内部には、当該ケース２と一体となって回転するように、また、ケース２の軸線に対して直交するように、ピニオンシャフト５が固定されている。そのピニオンシャフト５を固定するための構造について説明すると、図１に示すように、ピニオンシャフト５の軸線方向で一方の端部にピニオンシャフト５の厚さ方向に貫通するピン挿入孔６が形成されている。また、図２に示すように、ケース２には、ケース２の板厚方向に貫通していてピニオンシャフト５が挿入される一対の貫通孔７が形成されている。さらに、ケース２の内部における前記ピン挿入孔６に対応する位置に、ケース２側のピン挿入孔８が形成されている。そして、上述した貫通孔７にピニオンシャフト５を挿入し、かつ、各ピン挿入孔６，８にピン９を挿入することによってケース２の内部にピニオンシャフト５が固定される。
【００１３】
ケース２の内部であって、ピニオンシャフト５の両端部側には、一例として、かさ歯車によって構成されたピニオンギヤ１０がそれらの歯を互いに向かい合わせた状態で、ピニオンシャフト５に対して自転可能にそれぞれ取り付けられている。それらのピニオンギヤ１０におけるケース２側の面つまり背面１１は、ピニオンギヤ１０の組み付けを容易にするために、ここに示す例では、球面加工が行われていわゆる半球面状の凸曲面となっている。その背面１１とケース２の内面との間には、それらの接触や摩耗を抑制するピニオンギヤ１０用のワッシャ（以下、単にワッシャと記す。）１２が設けられている。ワッシャ１２は一例として合成樹脂材料によって形成することができる。なお、上述したピニオンギヤ１０用のワッシャ１２が、この発明の実施形態におけるワッシャに相当している。
【００１４】
また、ケース２の内面のうち、ワッシャ１２に対応する位置に、図２に示すように、ワッシャ１２を収容する収容部１３がケース２の板厚方向に窪んで形成されている。収容部１３は、ワッシャ１２の外形に倣って形成されており、したがって、ワッシャ１２は、前記板厚方向に移動自在に収容部１３に収容される。
【００１５】
上記の各ピニオンギヤ１０は２つのサイドギヤ１４にそれぞれ噛み合っている。それらのサイドギヤ１４は、ここに示す例では、ピニオンギヤ１０と同様にかさ歯車によって構成されており、それらの歯を、ピニオンシャフト５を挟んで互いに向かい合わせて配置されている。また、各サイドギヤ１４はケース２の軸線と同軸上に配置されると共にケース２の内部に回転可能に保持されている。さらに、各サイドギヤ１４とケース２の内面との間には、図１に示すように、それらの接触や摩耗を抑制するサイドギヤ１４用のワッシャ１５が設けられている。そして、サイドギヤ１４のそれぞれに、ドライブシャフトを介して左右の駆動輪（それぞれ図示せず）が動力伝達可能にそれぞれ連結されている。また、ケース２には各ドライブシャフトが通される貫通孔１６がそれぞれ形成されている。
【００１６】
ここで、ピニオンギヤ１０用のワッシャ１２の形状と収容部１３の形状とについて具体的に説明する。図３は、ワッシャ１２の斜視図であり、（ａ）は収容部１３の底面１７に接触する、ワッシャ１２におけるケース２側の接触面（以下、ケース側接触面と記す。）１８を示す斜視図であり、（ｂ）はピニオンギヤ１０の背面１１に接触する、ワッシャ１２におけるピニオンギヤ１０側の接触面（以下、ピニオンギヤ側接触面と記す。）１９を示す斜視図である。なお、図３の（ａ）には、IーI線、IIーII線、IIIーIII線、IVーIV線に沿う矢視断面図を付記してある。図３に示すワッシャ１２はほぼ環状に形成されていて、その中央部にピニオンシャフト５が通されるようになっている。ワッシャ１２のケース側接触面１８は、図３の（ａ）に示すように、所定の軸線に平行な母線（それぞれ図示せず）を頂部とし、その頂部を挟んだ両側が円弧状に湾曲した、ケース２側に突出したアーチ状の凸曲面を成している。つまり、ケース側接触面１８のうち、第１接触面１８ａは、図３の（ａ）に示すように、第２接触面１８ｂよりもワッシャ１２の板厚方向でケース２側に突出した曲面となっており、第２接触面１８ｂは、前記第１接触面１８ａよりもピニオンギヤ１０側に後退した曲面となっている。更に言い換えれば、ケース側接触面１８は、円周方向に滑らかに連続する波状に形成されていて、第１接触面１８ａと第２接触面１８ｂとが滑らかに連続している。
【００１７】
一方、ワッシャ１２のピニオンギヤ側接触面１９は、図３の（ｂ）に示すように、前記背面１１の形状に倣って前記板厚方向に窪んだ半球面状の凹曲面となっていて、背面１１に嵌まり合う。そのため、ピニオンギヤ１０が回転した場合には、ワッシャ１２のピニオンギヤ側接触面１９は背面１１に対して滑りながら接触する。また、ワッシャ１２は上記のように構成されていることにより、板厚の厚い厚肉部２０と当該厚肉部２０よりも板厚の薄い薄肉部２１とを有している。ここに示す例では、それらの厚肉部２０と薄肉部２１とがワッシャ１２の円周方向に交互に２つずつ形成されている。具体的には、それらの厚肉部２０と薄肉部２１とがワッシャ１２の円周方向に９０度ずつ、ずれて形成されている。上述したケース側接触面１８のうち、厚肉部２０に対応する部分が上述した第１接触面１８ａとなっており、薄肉部２１に対応する部分が上述した第２接触面１８ｂとなっている。
【００１８】
上述した収容部１３の底面１７は、ワッシャ１２のケース側接触面１８と嵌まり合う凹曲面を成している。すなわち、底面１７の断面形状は、アーチ状に湾曲したケース側接触面１８に嵌まり合う、いわゆる半円筒状になっている。図４は、収容部１３にワッシャ１２が収容されている状態を模式的に示す断面図であって、（ａ）は、収容部１３の底面１７にワッシャ１２の厚肉部２０が接触している状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、収容部１３の底面１７にワッシャ１２の薄肉部２１が接触している状態を模式的に示す断面図である。図４の（ａ）に示すように、収容部１３の底面１７における厚肉部２０に対応する部分は、ケース２の板厚方向に測った長さあるいは深さが深くなっている。この部分が、底面１７のうち、厚肉部２０の第１接触面１８ａに接触する第１底面１７ａとなっている。
【００１９】
収容部１３の底面１７における薄肉部２１に対応する部分は、図４の（ｂ）に示すように、ケース２の板厚方向に測った長さあるいは深さが、前記第１底面１７ａよりも浅くなっている。この部分が、底面１７のうち、薄肉部２１の第２接触面１８ｂに接触する第２底面１７ｂとなっている。また、第１底面１７ａと第２底面１７ｂとは滑らかに連続して形成されている。
【００２０】
このように、ピニオンギヤ１０の円周方向には、底面１７とケース側接触面１８との少なくとも一部同士が互いに重なり合うように形成されている。そのため、後述するように、ワッシャ１２を回転させるトルクがワッシャ１２に作用した場合には、ワッシャ１２とケース２とは、円周方向において、互いに対向する面同士が互いに押し付けられて係合する。なお、上述したケース側接触面１８がこの発明の実施形態における「ワッシャにおけるケース側の面」に相当し、底面１７がこの発明の実施形態における「ワッシャにおけるケース側の面に対応する、ケースにおけるワッシャ側の面」に相当している。
【００２１】
次いで、上述した構成のデファレンシャルギヤ１の作用について説明する。ケース２にトルクが作用してケース２が回転すると、それに伴ってピニオンシャフト５が回転し、各ピニオンギヤ１０はケース２の軸線を中心にして公転する。各サイドギヤ１４に作用するトルクが等しい場合には、ピニオンギヤ１０は回転しない。これに対して上述した各サイドギヤ１４に作用するトルクに差がある場合には、前記トルクの差に起因してピニオンギヤ１０が自転する。
【００２２】
また、ピニオンギヤ１０とサイドギヤ１４との噛み合いに基づくスラスト方向の分力によって、ワッシャ１２を介してケース２にピニオンギヤ１０が押し付けられる。ワッシャ１２におけるピニオンギヤ側接触面１９は、半球面状のピニオンギヤ１０の背面１１の形状に倣って形成されていて互いに噛み合う部分がない。そのため、ワッシャ１２とピニオンギヤ１０とは、互いに滑りながら接触する。
【００２３】
さらに、ワッシャ１２におけるケース側接触面１８と収容部１３の底面１７とは、上述したように、円周方向には噛み合うように形成されている。そのため、ピニオンギヤ１０の回転に伴ってワッシャ１２を回転させるトルクがワッシャ１２に作用してワッシャ１２が回転した場合には、厚肉部２０の第１接触面１８ａと収容部１３の第１底面１７ａとのうち、円周方向に互いに対向する面同士が互いに押し付けられて係合する。これと同様に、薄肉部２１の第２接触面１８ｂと第２底面１７ｂとのうち、円周方向に互いに対向する面同士が互いに押し付けられて係合する。その結果、ワッシャ１２とケース２との相対回転が抑制され、もしくは、阻止される。
【００２４】
したがって、上記構成のデファレンシャルギヤ１では、ワッシャ１２とケース２とが相対回転することによって互いに擦れ合ってそれらが摩耗したり、それらの間の摩擦熱によってケース２の内面つまり収容部１３の底面１７にワッシャ１２が焼き付いたりするなどの事態を抑制することができる。その結果、ワッシャ１２やケース２の耐久性の低下を抑制することができる。また、収容部１３の底面１７を、半球面状の背面１１に嵌まり合う半球面状の凹曲面にすることがなく、上述したように、ほぼ円筒状にすることができる。つまり、底面１７に対して球面加工を行う場合と比較して、底面１７の形状を簡素化できるため、全体としてケース２の加工工数や加工コストを低減することができ、また製造しやすくなる。さらに、上述した構成では、ワッシャ１２におけるケース側接触面１８と収容部１３の底面１７とを円周方向において互いに係合させることによってそれらの相対回転を阻止するように構成されている。そのため、例えば、ピニオンシャフト５にワッシャ１２を噛み合わせてそれらの相対回転を阻止する構成と比較して、ピニオンシャフト５に対して特には加工を行うことがないので、この点でも加工コストを低減することができる。上述したワッシャ１２は合成樹脂材料によって形成できるから、金属材料によって形成する場合と比較して、材料コストを低減できると共に、様々な形状に成形しやすく、この点でも、装置の全体として製造しやすくなる。そして、上記構成のデファレンシャルギヤ１では、各部材の形状を特には、大きく変更することがないので、組み付け性を特には低下させることがない。
【００２５】
なお、この発明は上述した各実施形態に限定されないのであって、この発明の実施形態におけるピニオンギヤ１０の背面１１の形状は、凸曲面に替えて、平坦であってもよく、要は、組み付け性を特には変更しない形状であればよい。
【符号の説明】
【００２６】
１…デファレンシャルギヤ（差動装置）、  ２…デファレンシャルケース（ケース）、  １０…ピニオンギヤ、  １２…ピニオンワッシャ（ワッシャ）、  １４…サイドギヤ、  １８…ワッシャのケース側接触面（ワッシャにおけるケース側の面）、  １７…収容部の底面（ワッシャにおけるケース側の面に対応する、ケースにおけるワッシャ側の面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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