(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に複数の歯（１２）を有し、該歯（１２）の両歯面（１３ａ，１３ａ）が各々一端小径端面（１４）から他端大径端面（１５）に向かって膨らみを有するクラウニング形状をなすとともに、前記歯（１２）の基準ピッチ円すいの母線（Ｐ）が軸心（Ｘ）に対して傾斜するかさ歯車において、前記クラウニングの最も膨らむ頂点（ｔ）により歯たけ方向に構成されるクラウニング頂線（Ｔ）が、基準ピッチ円すいの母線（Ｐ）の垂直線に対して傾斜することを特徴とするかさ歯車。
【請求項２】
前記クラウニングの頂点（ｔ）は、歯先（１６）付近で歯たけの長い大径端面（１５）側に、歯元（１７）付近で歯たけの短い小径端面（１４）側に位置するように、クラウニング頂線（Ｔ）が傾斜することを特徴とするかさ歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の動力を伝達する差動装置等に使用されるかさ歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等の車両には、図８に示す如く、駆動軸からの動力を左右の車軸１６１，１７１を介して両車輪（図示せず）に配分する差動装置１２１が配設されていた。この差動装置１２１は、トランスミッション１１０のミッションケース１２２に回動自在に支持されるデフケース１４１と、デフケース１４１内部に軸心が直交するように配設されるかさ歯車１１１、つまり一対のサイドギア１１１ａ，１１１ａ及び一対のピニオンギア１１１ｂ，１１１ｂとを備える。ここでピニオンギア１１１ｂ，１１１ｂはデフケース１４１内部に位置決めされたピニオンシャフト１５７に装着され、またサイドギア１１１ａ，１１１ａは、デフケース１４１の回転軸と軸心が一致するように配設された左右の車軸１６１，１７１の外周スプライン１６２，１７２に装着される。
【０００３】
上記差動装置１２１の使用状態を説明すると、エンジン（図示せず）の駆動力は駆動シャフト１３１に伝達され、更にその駆動力はデフケース１４１に一体に組付けられたリングギア１４３に入力され、デフケース１４１は回転軸を中心に回転する。そして駆動力は、ピニオンギア１１１ｂ，１１１ｂ及びサイドギア１１１ａ，１１１ａを介して両車軸１６１，１７１の回転差を調整しつつバランス良く回転させるようになっている。
【０００４】
ここで上記駆動力を伝達するかさ歯車１１１の構造をサイドギア１１１ａを例に図９及び図１０に基づいて説明する。サイドギア１１１ａの外周に形成される複数の歯１１２は、基準ピッチ円すいの母線Ｐが軸心Ｘに対し傾斜し、基準ピッチ円すいの大径側に位置する歯１１２の大径端面１１５の歯たけは長く、基準ピッチ円すいの小径側に位置する歯１１２の小径端面１１４の歯たけは短く設定されている。この歯１１２の両歯面１１３ａ，１１３ａは、各々一端小径端面１１４から他端大径端面１１５に向かって中央部分が膨らみを有するクラウニング形状をなしている。尚、若干形状は異なるがピニオンギア１１１ｂも同様の構造を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記かさ歯車１１１（サイドギア１１１ａ及びピニオンギア１１１ｂ）は、差動装置１２１として組付いた状態で互いの歯１１２，１１２が噛み合い、駆動力を伝達する。噛み合いは一つの歯１１２に対し歯元１１７から歯先１１６又は歯先１１６から歯元１１７にかけて順次当接するが、歯面１１３ａにはクラウニングが形成されているため、歯面１１３ａが最も膨らむ頂点ｔに沿って歯たけ方向に順次当接する。このクラウニングは、図１０に示す如く、歯先１１６（図１０の（ア））歯元１１７（図１０の（ウ））及びその歯先１１６と歯元１１７の中間部（図１０の（イ））全てにおいて、小径端面１１４と大径端面１１５の中央部分が膨らみ、その頂点ｔにより歯たけ方向に構成されるクラウニング頂線Ｔは基準ピッチ円すいの母線Ｐに対し略垂直に形成されている。そのため、歯１１２はクラウニング頂線Ｔに沿って噛み合うので、噛み合いの荷重がクラウニング頂線Ｔ上の歯元１１７ａに集中し、この歯元１１７ａ付近にクラック（割れ）が発生して、かさ歯車１１１の耐久性が低下するということがある。
【０００６】
従って本発明は上述の如き課題を解決し、クラックの発生を抑制し、耐久性に優れたかさ歯車を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の如き構成である。
【０００８】
１  外周に複数の歯を有し、歯の両歯面が各々一端小径端面から他端大径端面に向かって膨らみを有するクラウニング形状をなすとともに、歯の基準ピッチ円すいの母線が軸心に対して傾斜するかさ歯車において、クラウニングの最も膨らむ頂点により歯たけ方向に構成されるクラウニング頂線が、基準ピッチ円すいの母線の垂直線に対して傾斜する。
【０００９】
２  クラウニングの頂点は、歯先付近で歯たけの長い大径端面側に、歯元付近で歯たけの短い小径端面側に位置するように、クラウニング頂線が傾斜する。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１乃至図７に基づいて説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施例によるかさ歯車１１であるサイドギア１１ａ及びピニオンギア１１ｂを組付けた差動装置２１周辺の状態を表し、差動装置２１はボールベアリング５５，５６を介してミッションケース２２内部に回転可能に支承される。
【００１２】
差動装置２１は、半殻状で中心が開口するケース開口４５を有するケース半体４２と、円盤状で中心にケース開口４５と同径のリング開口４６、外周側面にかさ歯状のリング歯４４を有するリングギア４３とがボルト８１により一体に組付けられ、デフケース４１を構成する。このデフケース４１のケース開口４５及びリング開口４６から対向する方向に各々車軸７１，６１が突出し、デフケース４１内部に位置する車軸７１，６１のスプライン７２，６２にはサイドギア１１ａ，１１ａが装着される。両車軸７１，６１間には軸心に直交するようにピニオンシャフト５７が位置決めされ、サイドギア１１ａの歯１２に歯合するようにピニオンギア１１ｂがピニオンシャフト５７に装着される。またデフケース４１を構成するリングギア４３のリング歯４４には、車軸６１，７１の軸心に直交するように位置決めされる駆動シャフト３１の駆動歯３２が噛合する。この駆動シャフト３１は、ボールベアリング３３及びニードルベアリング３４を介してミッションケース２２内部に回転可能に支承される。
【００１３】
上記差動装置２１の使用状態を説明すると、エンジン（図示せず）の駆動力は駆動シャフト３１に伝達され、更にその駆動力はデフケース４１に一体に組付けられたリングギア４３に入力され、デフケース４１は回転軸を中心に回転する。そして駆動力は、ピニオンギア１１ｂ，１１ｂ及びサイドギア１１ａ，１１ａを介して両車軸６１，７１の回転差を調整しつつバランス良く回転させるようになっている。
【００１４】
ここで上記駆動力を伝達するかさ歯車１１の構造をサイドギア１１ａを例に図２及び図３に基づいて説明する。サイドギア１１ａは軸心Ｘに平行に形成される貫通孔１８を有し、その内周に車軸６１，７１の外周スプライン６２，７２に係合する内周スプライン１９が形成される。また、外周に形成される複数の歯１２は、基準ピッチ円すいの母線Ｐが軸心Ｘに対し傾斜し、基準ピッチ円すいの大径側に位置する歯１２の大径端面１５の歯たけは長く、基準ピッチ円すいの小径側に位置する歯１２の小径端面１４の歯たけは短く設定されている。この歯１２の両歯面１３ａ，１３ａは、各々一端小径端面１４と他端大径端面１５との間が膨らみを有するクラウニング形状をなしている。そして歯面１３ａが最も膨らむ頂点ｔは、歯先１６（図３の（ア））付近では歯たけの短い小径端面１４側に、歯元１７（図３の（ウ））付近では歯たけの長い大径端面１５側に、歯先１６と歯元１７の中間部（図３の（イ））では小径端面１４と大径端面１５との中央部に位置し、その頂点ｔにより歯たけの方向に構成されるクラウニング頂線Ｔは基準ピッチ円すいの母線Ｐに対して傾斜するように形成される。
【００１５】
尚、ピニオンギア１１ｂもサイドギア１１ａと同様に、基準ピッチ円すいの母線Ｐに対して傾斜するクラウニング頂線Ｔが形成される。
【００１６】
続いて図４に基づいて、上記サイドギア１１ａとピニオンギア１１ｂの噛み合いの状態を、サイドギア１１ａを中心に説明する。
【００１７】
まず噛み合いの初期段階でサイドギア１１ａの歯先１６がピニオンギア１１ｂの歯元１７に当接するが、サイドギア１１ａの歯先１６ではクラウニングの頂点ｔが小径端面１４側に位置しているため、この状態でサイドギア１１ａの歯先１６の小径端面１４側がピニオンギア１１ｂに当接する。このとき歯１２にかかる噛み合いの荷重はクラウニングの頂点ｔから歯底２０方向に垂直に延ばした小径端面１４側の歯元１７ａにかかる。続いて噛み合いが若干進むと、当接部分が歯元１７側に移動するとともにクラウニングの頂点ｔも若干大径端面１５側に移動し、噛み合いの荷重を受ける歯元１７ｂの位置も小径端面１４側へ若干移動する。この後は同様に噛み合いが進むにつれ、荷重を受ける位置は歯元１７ｃ、歯元１７ｅと移動し、最終的に噛み合う歯元１７付近では荷重を受ける位置は最も小径端面１４側の歯元１７ｅ付近となる。
【００１８】
つまり上記実施例のかさ歯車１１は、クラウニングの最も膨らむ頂点ｔにより歯たけ方向に構成されるクラウニング頂線Ｔが、基準ピッチ円すいの母線Ｐの垂直線に対して傾斜するため、噛み合いの当接部分をクラウニング頂線Ｔに沿って歯筋方向に移動できるので、噛み合いの荷重の影響を最も受ける歯元１７にかかる噛み合いの荷重を歯筋方向に分散できる。
【００１９】
次に他のかさ歯車１１の実施例について、サイドギア１１ａを例に図５乃至図７に基づいて説明する。
【００２０】
このサイドギア１１ａの基本構造は上記実施例と同等である。その差異として上記実施例のサイドギア１１ａでは、クラウニングの頂点ｔが歯先１６付近で歯たけの短い小径端面１４側に、歯元１７付近で歯たけの長い大径端面１５側に位置するように、クラウニング頂線Ｔを傾斜させたが、この他の実施例のサイドギア１１ａでは、クラウニングの頂点ｔが歯先１６付近で歯たけの長い大径端面１５側に、歯元１７付近で歯たけの短い小径端面１４側に位置するように、クラウニング頂線Ｔを傾斜させている。
【００２１】
ここで歯元１７にかかる噛み合いの荷重は歯元１７から離れる歯先１６の方が大きなモーメントが発生するため、同じ荷重が歯先１６及び歯元１７にかかる場合、歯元１７にかかる噛み合いの荷重は歯先１６に荷重がかかる方が歯元１７に同等の荷重がかかるときより大きい。そのため、図７に示すこの他の実施例のように歯先１６付近のクラウニングの頂点ｔを歯形が大きく強度の高い大径端面１５側に位置させることにより、歯元１７にかかる噛み合い荷重の大きさに合わせて荷重を歯筋方向にバランス良く分散できる。
【００２２】
尚、上記実施例ではサイドギア１１ａ及びピニオンギア１１ｂの噛み合う両かさ歯車１１にクラウニング頂線Ｔを形成したが、サイドギア１１ａ又はピニオンギア１１ｂの片方のみにクラウニング頂線Ｔを形成しても良い。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外周に複数の歯を有し、歯の両歯面が各々一端小径端面から他端大径端面に向かって膨らみを有するクラウニング形状をなすとともに、歯の基準ピッチ円すいの母線が軸心に対して傾斜するかさ歯車において、クラウニングの最も膨らむ頂点により歯たけ方向に構成されるクラウニング頂線が、基準ピッチ円すいの母線の垂直線に対して傾斜するため、噛み合いの当接部分をクラウニング頂線に沿って歯筋方向に移動できるので、噛み合いの荷重の影響を最も受ける歯元にかかる噛み合いの荷重を歯筋方向に分散でき、よってクラックの発生を抑制し、耐久性を向上させることができる。
【００２４】
また、クラウニングの頂点は、歯先付近で歯たけの長い大径端面側に、歯元付近で歯たけの短い小径端面側に位置するように、クラウニング頂線が傾斜するため、歯先付近のクラウニングの頂点を歯形が大きく強度の高い大径端面側に位置させることにより、歯元にかかる噛み合い荷重の大きさに合わせて荷重を歯筋方向にバランス良く分散でき、更に耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例によるかさ歯車を使用した差動装置周辺を表す部分断面平面図である。
【図２】本発明の実施例によるかさ歯車を表す部分断面平面図である。
【図３】本発明の実施例によるかさ歯車の歯の断面を表し、（ア）は歯先、（イ）は歯先と歯元の中間部、（ウ）は歯元の断面図である。
【図４】本発明の実施例によるかさ歯車の噛み合い状態を説明する図１のＡ部拡大図である。
【図５】本発明の他の実施例によるかさ歯車を表す部分断面平面図である。
【図６】本発明の他の実施例によるかさ歯車の歯の断面を表し、（ア）は歯先、（イ）は歯先と歯元の中間部、（ウ）は歯元の断面図である。
【図７】本発明の他の実施例によるかさ歯車の噛み合い状態を説明する図１のＡ部拡大図である。
【図８】従来のかさ歯車を使用した差動装置周辺を表す部分断面平面図である。
【図９】従来のかさ歯車を表す部分断面平面図である。
【図１０】従来のかさ歯車の歯の断面を表し、（ア）は歯先、（イ）は歯先と歯元の中間部、（ウ）は歯元の断面図である。
【符号の説明】
１２    歯
１３ａ  歯面
１４    小径端面
１５    大径端面
１６    歯先
１７    歯元
Ｐ    基準ピッチ円すいの母線
ｔ    頂点
Ｔ    クラウニング頂線
Ｘ    （かさ歯車の）軸心
【図１】
0003698410.tif 000002
【図２】
0003698410.tif 000003
【図３】
0003698410.tif 000004
【図４】
0003698410.tif 000005
【図５】
0003698410.tif 000006
【図６】
0003698410.tif 000007
【図７】
0003698410.tif 000008
【図８】
0003698410.tif 000009
【図９】
0003698410.tif 000010
【図１０】
0003698410.tif 000011