(57)【要約】【課題】ピニオンシャフトとピニオンギヤとの潤滑性能を向上させることが可能な差動装置を提供する。【解決手段】差動装置は、ピニオンギヤ２０と、ピニオンシャフト１０とを備える。ピニオンシャフト１０の外周側面は曲率を有する曲面部１９と、曲面部１９に連なり曲率を有しない平面部１４とを含む。平面部１４と曲面部１９との交差領域において曲面部を表わす曲線が変曲点９１を有し、その変曲点９１を通過して平面部１４に垂直な直線１６が変曲点９１の一方端および他方端側で曲面部１９と交差するように曲面部１９に凹部１３および凸部１２が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドギヤに噛み合うピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトとを備え、
前記ピニオンシャフトの外周側面は、曲率を有する円柱面部と、その円柱面部に連なり曲率を有しない平面部とを含み、
前記ピニオンシャフトの前記円柱面部と前記平面部との交差領域近傍において前記ピニオンシャフトの長手方向と直交する断面上で前記円柱面部を表わす曲線が変曲点を有し、その変曲点を通過して前記平面部に垂直な直線が前記変曲点の一方端および他方端側で前記円柱面部と交差するように前記円柱面部に凹凸が設けられている、差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、差動装置に関し、より特定的には、ピニオンギヤを有する差動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、差動装置は、たとえば実開平５−９６５９２号公報（特許文献１）、特開２００７−２４１２１号公報（特許文献２）、特開２００６−３４２９２８号公報（特許文献３）、特開２００１−１５３２１３号公報（特許文献４）および特開２００４−３６０８０７号公報（特許文献５）に開示されている。
【特許文献１】実開平５−９６５９２号公報
【特許文献２】特開２００７−２４１２１号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２９２８号公報
【特許文献４】特開２００１−１５３２１３号公報
【特許文献５】特開２００４−３６０８０７号公報  特許文献１では、ピニオンシャフトのジャーナル部に複数のディンプルを設けた構造が開示されている。
【０００３】
特許文献２では、ピニオン支持部の外周表面に面取り部とシボ部を設けた構造が開示されている。
【０００４】
特許文献３では、ピニオンシャフトの外周表面に複数の面取り部を連続して設ける構造が開示されている。
【０００５】
特許文献４では、ピニオンシャフトに平行面と面取り部を形成し、オイルを引込んだ構造が開示されている。
【０００６】
特許文献５では、ピニオンシャフトの摺動部にオイルキャッチポケットを設ける構造が開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の技術では、差動装置においてピニオンギヤとピニオンシャフトとの接触面の潤滑を十分にすることができないという問題があった。
【０００８】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、差動装置のピニオンシャフトとピニオンギヤとの接触面の潤滑を十分に行なうことが可能な構造の差動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に従った差動装置は、サイドギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを自転可能に支持するピニオンシャフトとを備える。ピニオンシャフトの外周側面は、曲率を有する曲面部と、曲面部に連なり曲率を有しない平面部とを含む。ピニオンシャフトの曲面部と平面部との交差領域近傍においてピニオンシャフトの長手方向と直交する断面上で曲面部を表わす曲線が変曲点を有し、その変曲点を通過して平面部に対して垂直な直線が変曲点の一方側および他方側で曲面部と交差するように曲面部に凹凸が設けられている。
【００１０】
このように構成された差動装置では、曲面部を表わす曲線が変曲点を有し、その変曲点を通過して平面に垂直となる直線が変曲点が一方側および他方側で曲面部と交差するため、曲面部に設けられた凹凸は互いに大きなものとなり、凹部が凸部に覆われて凹部に潤滑油が溜まりやすくなる。そのため、ピニオンシャフトとピニオンギヤとの潤滑を十分に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また各実施の形態を組合せることも可能である。
【００１２】
図１は、この発明の実施の形態に従ったピニオンシャフトを有する差動装置の断面図である。図１を参照して、差動装置１は、リングギヤ９０と、リングギヤ９０に固定されたデフケース８０と、デフケース８０内に収納される１対のサイドギヤ４０，５０と、サイドギヤ４０，５０に噛み合う１対のピニオンギヤ２０，３０と自転可能かつ公転可能に保持するピニオンシャフト１０とを備える。ピニオンシャフト１０はデフケース８０に保持されている。サイドギヤ４０，５０にはドライブシャフト６０，７０が取付けられている。ピニオンギヤ２０，３０はピニオンシャフト１０と当接しており、ピニオンシャフト１０上で摺動する。差動装置１はオイルで潤滑されており、ピニオンシャフト１０およびピニオンギヤ２０，３０の接触界面はオイルで潤滑されている。ピニオンギヤ２０の数に関しては、特に限定されるものではなく２つ以上のピニオンギヤが設けられていればよい。
【００１３】
この発明に従った差動装置１は、たとえば車両に用いられ、車両の右側の車輪と左側の車輪との回転差を許容する装置として用いることができる。また、車両の前輪軸および後輪軸の回転差を許容するための装置として用いられてもよい。
【００１４】
差動装置１に差動制限機構が組込まれていてもよい。差動制限機構として、差動を完全に止める機構であってもよく、差動の一部を制限する機構であってもよい。
【００１５】
図２は、図１中の矢印ＩＩで示す方向から見たピニオンギヤおよびピニオンシャフトの平面図である。図２を参照してピニオンギヤ２０はピニオンシャフト１０に嵌まり合っている。ピニオンシャフト１０は、曲率を有しない平面部１４と、曲率を有する曲面部１９とを有する。平面部１４が直線形状であるのに対し、曲面部１９は円弧形状である。円弧形状の曲面部１９は、ピニオンギヤ２０の内周面とほぼ同一の曲率を有し、ピニオンギヤ２０と面接触する。これに対し、平面部１４とピニオンギヤ２０との間には隙間が設けられて、平面部１４はピニオンギヤ２０の内周面と接触していない。
【００１６】
図３は、図２中のＩＩＩで囲んだピニオンシャフトおよびピニオンギヤの部分を拡大して示す断面図である。図３を参照して、ピニオンギヤ２０はたとえば矢印Ｒで示す方向に回転する。ピニオンシャフト１０には油溜まり１１が設けられており、油溜まり１１は、凹部１３および凸部１２により構成される。凸部１２は平面部１４側に設けられている。これに対し、凹部１３は曲面部１９側に設けられている。凸部１２はピニオンギヤ２０と接触せず、凸部１２とピニオンギヤ２０との間には隙間がある。したがって、ピニオンギヤ２０が矢印Ｒで示す方向に回転すると、ピニオンギヤ２０と凸部１２との間の隙間からオイルがオイル溜まり１１へ流れ込む。オイル溜まり１１で流れ込んだオイルはピニオンギヤ２０の曲面部１９とピニオンギヤ２０の内周面２１との界面を潤滑するとともに、オイルの一部はオイル溜まり１１に溜まる。これにより、オイル溜まり１１でのオイルの保持を確実なものとし、ピニオンギヤ２０とピニオンシャフト１０との間の潤滑を確実に行なうことができる。
【００１７】
なお、図３においてピニオンギヤ２０が矢印Ｒで示す方向に回転する場合には、ピニオンシャフト１０には矢印Ｆで示す方向に荷重が加わる。これにより、ピニオンシャフト１０の曲面部１９とピニオンギヤ２０の内周面２１との摺動抵抗が大きくなる。
【００１８】
図４は、図２中の矢印ＩＶで示す方向から見たピニオンシャフトの平面図である。ピニオンシャフト１０は長手方向に延びており、２面幅部としての平面部１４が中央に位置している。平面部１４と曲面部１９との境界近傍に凸部１２およびオイル溜まり１１が設けられている。凸部１２は返し形状となっており、オイル溜まり１１に溜まったオイルが外部へ流出するのを防ぐことが可能な形状となっている。
【００１９】
図５は、凹部と凸部との位置関係を詳細に説明するために示すピニオンシャフトの断面図である。図５を参照して、平面部１４に対して垂直な直線１６が、外周面である曲面部を構成する曲線の変曲点９１と交わっている。変曲点９１は曲面部を構成する曲線の傾きの傾向が変化する点であり、曲線の変位を２回微分した値が０となる点である。この変曲点９１を通る直線１６は、変曲点９１の両側の２点で曲面部の曲線と交差し、交点９２，９３を形成する。この直線１６の変曲点９１と交点９２との間に返し形状の凸部１２が設けられ、変曲点９１と交点９３との間に凹部１３が設けられている。凸部１２は直線１６よりも右側に突き出している。このような突き出し形状とすることで、凹部１３にオイルが溜まりやすくなる。
【００２０】
図６は、ピニオンシャフトの外周面におけるオイルの流れを説明するために示すピニオンシャフトおよびピニオンギヤの断面図である。図６を参照して、本発明に従ったオイル溜まり１１は、ピニオンシャフト１０の長手方向に延びるように形成されている。ピニオンギヤ２０が矢印Ｒで示す方向に回転すると、ピニオンギヤ２０の内周面２１近傍のオイルが矢印１００で示す方向に流れ、このオイルが凸部１２と内周面２１との間の隙間を通ってオイル溜まり１１に入る。凸部１２は返し形状であるため、一旦オイル溜まり１１に入ったオイルが平面部１４側へ戻らず、矢印１０１で示す方向に流れてオイル溜まり１１内を循環する。これにより、オイル溜まり１１および凹部１３において確実にオイルを保持することができる。
【００２１】
図７は、比較例に従った差動装置におけるピニオンギヤとピニオンシャフトとの接触部でのオイルの流れを示す図である。図７を参照して、オイル溜まりおよび凸部がない場合に、内周面２１と曲面部１９との摺動面に入ることができないオイルは平面部１４の中央に流れてしまう。これにより、内周面２１と曲面部１９との間でのオイルの確保が困難となり、摺動抵抗が増大する。
【００２２】
図８は、この発明に従ったピニオンシャフトを引抜き加工で製造する方法を説明するための図である。図９は、図８中の矢印ＩＸで示す方向から見たピニオンシャフトの正面図である。図８を参照して、ピニオンシャフト１０は、ダイス１８０を用いた引抜き加工により製造される。ダイス１８０を用いた引抜き加工を行なう場合には、ダイス１８０とピニオンシャフト１０との界面に液体潤滑油を介在させ、ダイス１８０を用いてピニオンシャフト１０を引抜く。このとき、ダイス１８０の内周面には図６で示す凹部１３および凸部１２に対応した形状の凹凸を設けておき、引抜き加工によりダイス１８０を用いてピニオンシャフト１０の外周を成形すると同時に凹凸を形成することができる。引抜き条件は、冷間であってもよく温間であってもよい。図９で示すように、ピニオンシャフト１０の四隅にオイル溜まり１１が設けられており、オイル溜まり１１はピニオンシャフト１０の長手方向に延びるように形成されている。
【００２３】
この発明に従った差動装置１は、サイドギヤ４０，５０に噛み合うピニオンギヤ２０，３０と、ピニオンギヤ２０，３０を回転可能に支持するピニオンシャフト１０とを備える。ピニオンシャフト１０の外周面には曲率を有する曲面部１９と、曲面部１９に連なり曲率を有しない平面部１４とを含む。ピニオンシャフト１０の曲面部１９と平面部１４との交差領域近傍において、ピニオンシャフト１０の長手方向と直交する断面上で曲面部１９を表わす曲線が変曲点９１を有し、その変曲点９１を通過して平面部１４と垂直な直線１６が変曲点９１の一方側および他方側で曲面部１９と交差するように曲面部１９に凹凸としての凹部１３および凸部１２が設けられている。
【００２４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態に従ったピニオンシャフトを有する差動装置の断面図である。
【図２】図１中の矢印ＩＩで示す方向から見たピニオンギヤおよびピニオンシャフトの平面図である。
【図３】図２中のＩＩＩで囲んだピニオンシャフトおよびピニオンギヤの部分を拡大して示す断面図である。
【図４】図２中の矢印ＩＶで示す方向から見たピニオンシャフトの平面図である。
【図５】凹部と凸部との位置関係を詳細に説明するために示すピニオンシャフトの断面図である。
【図６】ピニオンシャフトの外周面におけるオイルの流れを説明するために示すピニオンシャフトおよびピニオンギヤの断面図である。
【図７】比較例に従った差動装置におけるピニオンギヤとピニオンシャフトとの接触部でのオイルの流れを示す図である。
【図８】この発明に従ったピニオンシャフトを引抜き加工で製造する方法を説明するための図である。
【図９】図８中の矢印ＩＸで示す方向から見たピニオンシャフトの正面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  差動装置、１０  ピニオンシャフト、１２  凸部、１３  凹部、１４  平面部、１６  直線、１９  曲面部、２０，３０  ピニオンギヤ、２１  内周面、４０，５０  サイドギヤ、６０，７０  ドライブシャフト、８０  デフケース、９０  リングギヤ、９１  変曲点、９２，９３  交点、１８０  ダイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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