(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対のサイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に配置され、サイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部および互いに噛み合う第２ギヤ部とを有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔とを備え、少なくともいずれか一方のピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部のいずれか一方または両方のギヤを軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状とした事を特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
前記ピニオンギヤはヘリカルギヤとして形成され、ギヤ部に形成されたテーパ形状は、回転方向左右の歯面角度が異なる角度で形成されている事を特徴とする請求項１記載のデファレンシャル装置。
【請求項３】
前記ギヤ部がテーパ形状として形成されたピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部は小径の軸部を介して分割され、第１ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度および第１ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度が等しく形成されている事を特徴とする請求項１または２記載のデファレンシャル装置。
【請求項４】
前記テーパ形状は直線形状として形成されている事を特徴とする請求項１または２または３記載のデファレンシャル装置。
【請求項５】
前記テーパ形状は連続する曲線形状として形成されている事を特徴とする請求項１または２または３記載のデファレンシャル装置。
【請求項６】
デファレンシャル装置は車両用に用いられ、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤは車両が前進走行する際の回転方向に対し、一対のピニオンギヤのうち先行回転側に配置された事を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載されたデファレンシャル装置。
【請求項７】
一対のピニオンギヤが、小径の軸部を介して第１と第２のギヤが連結された長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとから成る請求項１から６のいずれかに記載されたデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２８０５９６公報に図８のようなデファレンシャル装置２０１が記載されており、図９はこのデファレンシャル装置２０１のギヤ組を示している。このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３、同軸配置された出力側のヘリカルサイドギヤ２０５、２０７、これらの径方向外側に配置された長短のヘリカルピニオンギヤ２０９、２１１などを備えている。ピニオンギヤ２０９はデフケース２０３の収納孔２１３に摺動回転自在に収納され、ピニオンギヤ２１１は他の収納孔に摺動回転自在に収納されている。各ピニオンギヤ２０９、２１１は、それぞれの第１ギヤ部２１５、２１７がサイドギヤ２０５、２０７と各別に噛み合い、第２ギヤ部２１９、２２１が互いに噛うことによりサイドギヤ２０５、２０７を連結している。長いピニオンギヤ２０９は第１と第２のギヤ部２１５、２１９を連結する小径の軸部２２３を持っている。エンジンの駆動力はデフケース２０３を回転させ、ピニオンギヤ２０９、２１１からサイドギヤ２０５、２０７を介して車輪側に伝達される。
【０００３】
トルクを伝達している間、ピニオンギヤ２０９、２１１はサイドギヤ２０５、２０７との噛み合い反力により歯先を各収納孔の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じると共に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、サイドギヤ２０５、２０７の間で、あるいはピニオンギヤ２０９、２１１やサイドギヤ２０５、２０７とデフケース２０３との間で摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によりトルク感応型の差動制限機能を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図９、１０、１１の矢印２２５は車両が前進走行するときのデフケース２０３の回転方向である。一対のピニオンギヤ２０９、２１１のうち長いピニオンギヤ２０９はデフケース２０３の回転方向に対して先行して公転するように配置されている。図９のように、デフケース２０３がこの方向に回転するとピニオンギヤ２０９の第１ギヤ部２１５とピニオンギヤ２１１の第１ギヤ部２１７にはそれぞれの収納孔から破線の矢印のような回転トルク２２７、２２９が掛かると共に、実線の矢印のようにその反力の負荷トルク２３１、２３３が各収納孔を介してデフケース２０３に与えられる。
【０００５】
このとき、図１０、１１に示すように、各ピニオンギヤ２１１、２０９の第２ギヤ部２２１、２１９では、互いの噛み合いによる反対方向の噛み合い反力Ｆ１、Ｆ２が生じ、図１１に示すように、各第１ギヤ部２１７、２１５では、サイドギヤ２０７、２０５との噛み合いによる同方向の噛み合い反力Ｆ３、Ｆ４が生じる。
【０００６】
このように、デフケースの回転方向に対し後行して公転する短いピニオンギヤ２１１では反力Ｆ１、Ｆ３が略同方向側であるのに対して、先行して公転する長いピニオンギヤ２０９では反力Ｆ２、Ｆ４が反対方向になって転倒トルクが生じるときがある。長いピニオンギヤ２０９および短いピニオンギヤ２１１は、歯先でデフケース２０３の収納孔に回転自在に収納されており、収納孔とピニオンギヤ２０９、２１１の歯先との間には僅かの隙間を有しているため、こうして生じた転倒トルクを受けて長いピニオンギヤ２０９には回転中心軸に対する倒れが生じ、図９に示すように、無負荷時の位置から負荷を受けたときの位置まで端部が移動する。
【０００７】
ここで、デフケース２０３に駆動トルクが入力し矢印２２５の方向に回転した場合、ピニオンギヤ２１１はデフケースの収納孔より直接駆動トルクを受けて略同方向の反力が生じるため高反力側のピニオンギヤと呼び、ピニオンギヤ２０９はピニオンギヤ２１１よりデフケースの回転方向に対して先行して公転する側に配置されているため、ピニオンギヤ２０９の第２のギヤ部２１９へはピニオンギヤ２１１の第２ギヤ部２２１から駆動トルクを受け、反対方向の反力が生じるため低反力側のピニオンギヤと呼ぶことにする。
【０００８】
図１２のように、長いピニオンギヤ２０９が倒れると、第１ギヤ部２１５はサイドギヤ２０５と、また、第２ギヤ部２１９は短いピニオンギヤ２１１の第２ギヤ部とそれぞれが矢印２３５、２３７で示す部分で局部当たりを起こす。この局部当たりによって、図１３に示すように、各歯面の各歯当たり部２３９、２４１にピッチング（歯面が荷重を受けて歯面の表面が薄片となって剥離する現象）が生じ、ピニオンギヤ２０９、２１１およびサイドギヤ２０５等の耐久性が低下し、最終的にはデファレンシャル装置２０１自体の耐久性が低下することになる。また、デフケース２０３が矢印２２５と反対方向に回転する後進走行時は、ピニオンギヤ２０９が第１ギヤ部２１９および第２ギヤ部２１５でデフケースの収納孔より直接駆動トルクを受けるため、ピニオンギヤ２０９に略同方向の反力が生じて高反力側となる。このため、先行して公転する短いピニオンギヤ２１１が倒れ、短いピニオンギヤ２１１の局部当たりが生じてピッチングが発生し耐久性が低下することになる。
【０００９】
ピニオンギヤの倒れ角は、収納孔との隙間が適正値に保たれている間は小さいが、経時変化によって隙間が広がるに従って倒れ角が大きくなり、やがてはピッチングによって耐久性を低下させることになる。
【００１０】
そこで、この発明は、デフケースの収納孔でピニオンギヤ歯先を支承するように構成されたデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの片当たりを防止し、耐久性を向上させるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対のサイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に配置され、サイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部および互いに噛み合う第２ギヤ部とを有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔とを備え、少なくともいずれか一方のピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部のいずれか一方または両方のギヤを軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状とした事を特徴とする。
【００１２】
請求項２のデファレンシャル装置は、前記ピニオンギヤはヘリカルギヤとして形成され、ギヤ部に形成されたテーパ形状は、回転方向左右の歯面角度が異なる角度で形成されている事を特徴とする請求項１記載のデファレンシャル装置である。
【００１３】
請求項３のデファレンシャル装置は、前記ギヤ部がテーパ形状として形成されたピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部は小径の軸部を介して分割され、第１ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度および第１ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度が等しく形成されている事を特徴とする請求項１または２記載のデファレンシャル装置である。
【００１４】
請求項４のデファレンシャル装置は、前記テーパ形状は直線形状として形成されている事を特徴とする請求項１または２または３記載のデファレンシャル装置である。
【００１５】
請求項５のデファレンシャル装置は、前記テーパ形状は連続する曲線形状として形成されている事を特徴とする請求項１または２または３記載のデファレンシャル装置である。
【００１６】
請求項６のデファレンシャル装置は車両用に用いられ、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤは車両が前進走行する際の回転方向に対し、一対のピニオンギヤのうち先行回転側に配置された事を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載されたデファレンシャル装置である。
【００１７】
請求項７のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤが、小径の軸部を介して第１と第２のギヤが連結された長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとから成る請求項１から６のいずれかに記載されたデファレンシャル装置である。
【００１８】
【作用】
請求項１のデファレンシャル装置は、少なくともいずれか一方のピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部のいずれか一方または両方のギヤを軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状として形成した。
【００１９】
トルクの伝達中、ピニオンギヤの歯先はサイドギヤとの噛み合い反力により収納孔の壁面に押し付けられることにより摩擦抵抗が生じ、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００２０】
この時、ピニオンギヤに第１ギヤ部と第２ギヤ部で生じる噛み合い反力が反対方向の反力として発生しピニオンギヤに倒れが生じても、ギヤが軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状に形成されていることにより、ギヤの歯面での歯当たり面積が増大して、各歯面での各歯当たり部でギヤの倒れによる局部当たりが発生しない。このため、局部当たりによるピッチングが防止でき耐久性の向上が図れる。
【００２１】
また、テーパ形状のギヤを一対のピニオンギヤの何れか一方のピニオンギヤに施すだけでも良く、一方のみとした時には加工が容易となり、コストの上昇が抑えられる。
【００２２】
請求項２記載のデファレンシャル装置は、請求項１に加え、ピニオンギヤはヘリカルギヤとして形成され、ギヤ部に形成されたテーパ形状は、回転方向左右の歯面角度が異なる角度で形成されているため、ピニオンギヤとサイドギヤの噛み合いによるスラストを利用できるため、差動制限機能がより一層強力となる。
【００２３】
請求項３記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２に加えて、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部は小径の軸部を介して分割され、第１ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度および第１ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度が略等しく形成されているため、テーパ形状のギヤを一対のピニオンギヤのいずれか一方のピニオンギヤに施したすだけの場合であっても、デフケースの回転方向に係わり無くギヤの歯面での歯当たり面積が増大して、各歯面での各歯当たり部でギヤの倒れによる局部当たりが発生せず、局部当たりによるピッチングが防止でき耐久性の向上が図れる。
【００２４】
請求項４記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２または３に加え、テーパ形状は直線形状として形成されているため、ピニオンギヤに倒れが生じた際の歯面での歯当たり面積が一層増大できより一層の耐久性向上が図れる。
【００２５】
請求項５記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２または３に加え、テーパ形状は連続する曲線形状として形成されている事により、駆動トルクが小さくピニオンギヤの倒れが生じない状態から、ピニオンギヤに倒れが生じた状態までギヤの歯面での歯当たり面積が均等になり、ピニオンギヤで生じる噛み合い反力が変化しないため、常時等しい差動制限機能が得られる。
【００２６】
請求項６記載のデファレンシャル装置は、請求項１から５のいずれかに加え、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤは車両が前進走行する際の回転方向に対し、一対のピニオンギヤのうち先行回転側に配置した事により、実質的に充分な耐久性の向上効果を得ることができる。
【００２７】
請求項７記載のデファレンシャル装置は、請求項１から６のいずれかに加え、一対のピニオンギヤが、小径の軸部を介して第１と第２のギヤが連結された長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとから構成されているため、デファレンシャル装置の小型化が図れる。
【００２８】
【実施例】
図１、２、３により本発明の第１実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、５、６、７の特徴を備えている。図１はこの実施例のデファレンシャル装置１を示している。なお、左右の方向は図１、２、３での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００２９】
図１のように、デファレンシャル装置１のデフケース３はケーシング本体５とカバー７とをボルト９で固定して構成されている。デファレンシャル装置１はデフキャリヤの内部に配置されており、デフケース３の左右のボス部１１、１３はベアリングを介してデフキャリヤに支承されている。デフキャリヤにはオイル溜りが設けられており、デファレンシャル装置１は、静止状態では下部がこのオイル溜りに浸されており、回転するとオイル溜りからオイルを撥ね上げる。
【００３０】
デフケース３の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された左右のサイドギヤ１５、１７（出力側サイドギヤ）が配置されている。
【００３１】
各サイドギヤ１５、１７の中空のボス部１９、２１はデフケース３の支承部２３、２５によって回転自在に支承されている。ボス部１９、２１の内側に形成された大径部２７、２９には、これらの内周に跨がってスラストブロック３１が配置され、サイドギヤ１５、１７の各自由端を支承しセンターリングしている。
【００３２】
左右の車輪側出力軸はそれぞれデフケース３のボス部１１、１３を貫通し、サイドギヤ１５、１７のボス部１９、２１にスプライン連結されている。サイドギヤ１５、１７とデフケース３との間にはそれぞれスラストワッシャ３３が配置されており、サイドギヤ１５、１７の間（スラストブロック３３の外周側）にはスラストワッシャ３５が配置されている。
【００３３】
デフケース３には長短の収納孔３７、３９が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔３７、３９にはそれぞれヘリカルギヤで構成された長短のピニオンギヤ４１、４３が摺動回転自在に収納されている。
【００３４】
長いピニオンギヤ４１は、第１と第２のギヤ部４５、４７とこれらを連結する小径の軸部４９とからなり、第１ギヤ部４５は右のサイドギヤ１７と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ４３は、互いの間に軸部を持たない第１と第２のギヤ部５１、５３からなり、第１ギヤ部５１は左のサイドギヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部５３はピニオンギヤ４１の第２ギヤ部４７と噛み合っている。
【００３５】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンギヤ４１、４３からサイドギヤ１５、１７を介して左右の出力軸側に分配される。又、例えば悪路走行中に、出力軸間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ４１、４３の自転によってエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３６】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ４１、４３の歯先はサイドギヤ１７、１５との噛み合い反力により収納孔３７、３９の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ４１、４３の端面とデフケース３との間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ３３を介してサイドギヤ１５、１７とデフケース３との間で、又スラストワッシャ３５を介してサイドギヤ１５、１７の間で摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００３７】
デフケース３には開口５５、５７、５９が設けられており、ボス部１１、１３の内周には螺旋状のオイル溝６１、６１が形成されている。デファレンシャル装置１の回転時はオイル溜りから撥ね上げられたオイルが、又静止時にはオイル溜りのオイルが、開口５５、５７、５９とオイル溝６１、６１とからデフケース３に流出入し、収納孔３７、３９や各ギヤの噛み合い部などに供給され、これらを潤滑する。
【００３８】
車両が前進走行するとき、デフケース３は短いピニオンギヤ４３から長いピニオンギヤ４１の方向に回転する。つまり短いピニオンギヤ４３が高反力側のピニオンギヤで長いピニオンギヤ４１が低反力側のピニオンギヤであり、デフケース３の回転方向に対してピニオンギヤ４１は先行して公転する。このとき、前述のように、ピニオンギヤ４１には、第１ギヤ部４５が右のサイドギヤ１７から受ける噛み合い反力と、第２ギヤ部４７がピニオンギヤ４３の第２ギヤ部５３から受ける噛み合い反力とによって転倒トルクが掛かり、倒れが生じる。
【００３９】
そこで、長いピニオンギヤ４１の第１と第２のギヤ部４５、４７には、図２に示すように、軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状とされている。
【００４０】
ここで、
Ｌ１：ピニオンギヤ４１の総歯幅
Ｌ２：総歯幅Ｌ１の８０％（Ｂ部とＢ′部との間隔）
ｔ  ：テーパ量（Ｂ部とＢ′部でのテーパの傾斜量）
ｕ  ：Ａ部（総歯幅Ｌ１の中心）でのピッチ径に沿った歯厚
ｕ′：Ｃ部とＣ′部（各ギヤ部４５、４７の歯幅中心付近）でのピッチ径に沿った歯厚
である。
【００４１】
テーパ量を設定する際には、テーパ量を総歯幅Ｌ１の８０％の位置であるＢ部とＢ′部でのテーパ量を設定する。この時、実際にはＣ部とＣ′部での歯厚ｕ′が歯厚ｕより厚くなりテーパ状のギヤになるから、このｕ′が所定値になるように架空転位係数を設定する。又、テーパ形状によって形成される歯筋面は曲面になるからＣ部とＣ′部で接線角度が補正角度になるように、テーパ量を設定する。更に、このテーパ量はピニオンギヤ４１と収納孔３７との隙間量を勘案して決定される。
【００４２】
このようなテーパを施したことにより、図２のように、ピニオンギヤ４１の第１ギヤ部４５と第２ギヤ部４７は、破線で描いた従来のねじれ角形状に対して、太い実線で描いたような凹型のねじれ角形状に成形される。その結果、図３に示すように、第１ギヤ部４５と第２ギヤ部４７の各歯当たり部６３、６５は、それぞれサイドギヤ１７とピニオンギヤ４３の第２ギヤ部５３と全面で接触しており、図１０に示す従来例の現象と異なって、片当たりとピッチングが防止され、耐久性が大幅に向上する。
【００４３】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００４４】
デファレンシャル装置１を搭載した車両は、デファレンシャル装置１のトルク感応型差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定すると共に、デファレンシャル装置１の大きな耐久性によって長期にわたり優れた操縦性と安定性とが得られる。
【００４５】
次に、図４乃至６により本発明の第２実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、４、６、７の特徴を備えている。なお、以下の説明のなかで第１実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００４６】
図４はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた前進走行時にデフケース３の回転方向に対して先行して公転する低反力側の長いピニオンギヤ６７を展開した図面で示している。このピニオンギヤ６７はデフケース３の収納孔３７に摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ６７は第１と第２のギヤ部６９、７１とこれらを連結する小径の軸部７３とからなり、第１ギヤ部６９はサイドギヤ１７と噛み合い、第２ギヤ部７１は短いピニオンギヤ４３の第２ギヤ部５３と噛み合っている。
【００４７】
デフケース３は車両の前進走行時に短いピニオンギヤ４３から長いピニオンギヤ６７の方向に回転し、長いピニオンギヤ６７は第１と第２のギヤ部６９、７１の噛み合い反力による転倒トルクを受けて回転中心軸に対する倒れが生じる。
【００４８】
そこで、ピニオンギヤ６７の第１ギヤ部６９および第２ギヤ部７１は、軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状とされており、このテーパ形状は図５に破線で示した通常の歯先と比較して各歯面は傾斜角θ１、θ２の傾斜を有した直線形状とされている。又、図５は第１ギヤ部６９のみを記載したが、第２ギヤ部７１は第１ギヤ部６９を１８０度回転した形状とされ、第１ギヤ部６９での一方の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部７１での他方側の歯面での傾斜角度が、又第１ギヤ部６９での他方の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部７１での一方側の歯面での傾斜角度が等しく形成されている。
【００４９】
このようなテーパ形状は、図６に示すように、各ギヤ部の歯幅Ｌ１の８０％の歯面Ｌ２となるＢとＢ′部間のテーパ量ｔを指定するとともに、歯の厚みは歯幅中心付近Ｃでのピッチ径に沿った歯厚ｕ′を指定することにより設定される。
【００５０】
その結果、第１実施例と比較すると、第１実施例は各ギヤ部４５、４７の端部からへこみ方向での曲面で歯面が形成されているため、端部が中央部に比較して相手ギヤに若干強く当たるが、本実施例にあっては図３に示した歯当たり部６３全面で均等に接触できるため、より一層片当たりによるピッチングが防止でき、デファレンシャル装置の耐久性を向上できる。
【００５１】
図７により本発明の第３実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、５、６、７の特徴を備えている。なお、説明の中で第１実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。
【００５２】
図７はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた前進走行時にデフケース３の回転方向に対して先行して公転する低反力側の長いピニオンギヤ９１を展開した図面で表している。ピニオンギヤ９１はデフケース３の収納孔３７に摺動回転自在に収納され、ピニオンギヤ９１は軸部で分割され、ピニオンギヤ９１の第１ギヤ部９３はサイドギヤ１７と噛み合い、第２ギヤ部９５は短いピニオンギヤの第２ギヤ部５３と噛み合っている。
【００５３】
そこで、ピニオンギヤ６７の第１ギヤ部６９および第２ギヤ部７１は、軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状とされており、このテーパ形状は軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなる連続した曲線形状とされている。なお、この曲線形状は第１実施例と異なり、各ギヤ部での端部から突出方向で形成されている。又、第１ギヤ部９３と第２ギヤ部９５は第１ギヤ部９３を１８０度回転した形状とされ、第１ギヤ部９３での一方の歯面の傾斜形状と第２ギヤ部９５での他方側の歯面での傾斜形状が、又第１ギヤ部９３での他方の歯面の傾斜形状と第２ギヤ部９５での一方側の歯面での傾斜形状が略等しく形成されている。
【００５４】
このようなテーパ形成は、各ギヤ部の歯幅Ｌ１の８０％の歯面Ｌ２となるＢとＢ′部間のテーパ量ｔを指定するとともに、歯の厚みは歯幅中心付近Ｃでのピッチ径に沿った歯厚ｕ′を指定することにより設定される。
【００５５】
その結果、第１実施例と第２実施例を比較すると、第１実施例と第２実施例は各ギヤ部４５、４７、６９、７１の端部で極度にピニオンギヤ４１、６７が傾いた時には各ギヤ部の端部が相手ギヤに強く当たることが考えられるが、本実施例にあっては各ギヤ部９３、９５の端部が相手ギヤから逃げる形状とされているため、端部でのピッチングが防止でき、デファレンシャル装置の耐久性を向上できる。
【００５６】
なお、第１実施例から第３実施例の構成では、テーパ形状を第１ギヤ部４５、６９、９３と第２ギヤ部４７、７１、９５の両方に形成したものを説明したが、テーパ形状を施すギヤを何れか一方のギヤ部のみとしても良い。
【００５７】
なお、上記の実施例はいずれも長短のピニオンギヤを用いた例であるが、本発明のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤはこのような構成に限らず、例えば、サイドギヤの間に設けられた空間で互いに噛み合う等長の短いピニオンギヤで一対のピニオンギヤを構成してもよく、又、サイドギヤの軸方向両側で互いに噛み合う等長の長いピニオンギヤで構成してもよい。
【００５８】
又、上記実施例はいずれも長いピニオンギヤにクラウニングを施した例であるが、クラウニングは短いピニオンギヤに施してもよい。前記のように、短いピニオンギヤは倒れ角が大きくなりピッチングが強く起こり易いが、このような場合でも本発明のクラウニングによれば歯当たりが改善されてピッチングの発生が抑えられ、耐久性が大幅に向上する。
【００５９】
なお、本発明において、ピニオンギヤとサイドギヤはヘリカルギヤでなくスパーギヤで構成してもよい。
【００６０】
又、この発明のデファレンシャル装置はリヤデフ（後輪側の車軸デフ）や、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）や、センターデフ（前輪と後輪とにエンジンの駆動力を分配するデファレンシャル装置）のいずれにも用いられる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、少なくともいずれか一方のピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部のいずれか一方または両方のギヤを軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状として形成したから、従来例と異なって、ピニオンギヤに第１ギヤ部と第２ギヤ部で生じる噛み合い反力が反対方向の反力として発生しピニオンギヤに倒れが生じても、ギヤが軸端部から他方のギヤ部に向けてしだいに歯先が小さくなるテーパ形状に形成されていることにより、ギヤの歯面での歯当たり面積が増大して、各歯面での各歯当たり部でギヤの倒れによる局部当たりが発生しない。このため、局部当たりによるピッチングが防止でき耐久性の向上が図れる。
【００６２】
また、テーパ形状のギヤを一対のピニオンギヤの何れか一方のピニオンギヤに施すだけでも良く、一方のみとした時には加工が容易となり、コストの上昇が抑えられる。
【００６３】
請求項２記載のデファレンシャル装置は、請求項１のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤはヘリカルギヤとして形成され、ギヤ部に形成されたテーパ形状は、回転方向左右の歯面角度が異なる角度で形成されているため、請求項１に加えて、ピニオンギヤとサイドギヤの噛み合いによるスラストを利用できるため、差動制限機能がより一層強力となる。
【００６４】
請求項３記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２のデファレンシャル装置において、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤの第１ギヤ部と第２ギヤ部は小径の軸部を介して分割され、第１ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度および第１ギヤ部の他方側の歯面の傾斜角度と第２ギヤ部の一方側の歯面の傾斜角度が略等しく形成されているため、請求項１または２に加えて、テーパ形状のギヤを一対のピニオンギヤの何れか一方のピニオンギヤに施したすだけの場合であっても、デフケースの回転方向に係わり無くギヤの歯面での歯当たり面積が増大して、各歯面での各歯当たり部でギヤの倒れによる局部当たりが発生せず、局部当たりによるピッチングが防止でき耐久性の向上が図れる。
【００６５】
請求項４記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２または３のデファレンシャル装置において、テーパ形状は直線形状として形成されているため、請求項１または２または３に加え、ピニオンギヤに倒れが生じた際の歯面での歯当たり面積が一層増大できより一層の耐久性向上が図れる。
【００６６】
請求項５記載のデファレンシャル装置は、請求項１または２または３のデファレンシャル装置において、テーパ形状は連続する曲線形状として形成されている事により、請求項１または２または３に加え、駆動トルクが小さくピニオンギヤの倒れが生じない状態から、ピニオンギヤに倒れが生じた状態までギヤの歯面での歯当たり面積が均等になり、ピニオンギヤで生じる噛み合い反力が変化しないため、常時等しい差動制限機能が得られる。
【００６７】
請求項６記載のデファレンシャル装置は、請求項１から５のデファレンシャル装置において、ギヤがテーパ形状として形成されたピニオンギヤは車両が前進走行する際の回転方向に対し、一対のピニオンギヤのうち先行回転側に配置した事により、請求項１から５のいずれかに加え、実質的に充分な耐久性の向上効果を得ることができる。
【００６８】
請求項７記載のデファレンシャル装置は、請求項１から６のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤが、小径の軸部を介して第１と第２のギヤが連結された長いピニオンギヤと、第１と第２のギヤ部が連続して形成された短いピニオンギヤとから構成されているため、請求項１から６のいずれかに加え、デファレンシャル装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すデファレンシャル装置の断面図である。
【図２】第１実施例に用いられた長いピニオンギヤの側面図である。
【図３】第１実施例においてギヤ部での歯面の歯当たり状況を示す図面である。
【図４】本発明の第２実施例に用いられた長いピニオンギヤを展開して示した図面である。
【図５】第２実施例のギヤを拡大して示した図面である。
【図６】第２実施例のギヤの説明図である。
【図７】本発明の第３実施例に用いられた長いピニオンギヤのギヤの説明図である。
【図８】従来例の断面図である。
【図９】ピニオンギヤの転倒状態を示すギヤ組の斜視図である。
【図１０】ピニオンギヤ間の噛み合い反力の方向を示す断面図である。
【図１１】長短のピニオンギヤに生じる噛み合い反力の方向を示す斜視図である。
【図１２】倒れによって従来のピニオンギヤに生じる片当たり箇所を示す側面図である。
【図１３】図１１での片当たりにより従来のピニオンギヤの歯当たり部に生じたピッチングを示す側面図である。
【符号の説明】
１  デファレンシャル装置
３  デフケース
１５、１７  出力側サイドギヤ
３７、３９  収納孔
４１、６７  長いピニオンギヤ
４３  短いピニオンギヤ
４５、５１、６９  第１ギヤ部
４７、５３、７１  第２ギヤ部
４９、７３  小径の軸部
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  噛み合い反力
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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