(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出力側サイドギヤと、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ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部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、第１ギヤ部と第２ギヤ部とに受ける噛み合い反力によって回転中心軸から傾斜するピニオンギヤに収納孔との接触面積を増大させる面取り部を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
一対のピニオンギヤのうち、車両の前進時にデフケースが回転する方向に先行配置されたピニオンギヤに面取り部を設けた請求項１のデファレンシャル装置。
【請求項３】
面取り部が、ピニオンギヤの端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部である請求項１又は２のデファレンシャル装置。
【請求項４】
ピニオンギヤの端部側に、端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部を形成し、ピニオンギヤの軸方向内側の歯先部を円筒状にした請求項１、２又は３のデファレンシャル装置。
【請求項５】
回転中心軸から傾斜したときに収納孔の端面との接触面積を増大させる円錐状の面取り部をピニオンギヤの端面に形成した請求項１、２、３又は４のデファレンシャル装置。
【請求項６】
一対のピニオンギヤが、小径の軸部を介して第１と第２のギヤ部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なる請求項１、２、３、４又は５の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】
実開平６−４３４０１公報に図１０のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。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、２１１はデフケース２０３の収納孔２１３、２１５にそれぞれ摺動回転自在に収納されている。
【０００３】
長いピニオンギヤ２０９は第１と第２のギヤ部２１７、２１９とこれらを連結する小径の軸部２２１から構成され、短いピニオンギヤ２１１は連続して形成された第１と第２のギヤ部２２３、２２５から構成されている。ピニオンギヤ２０９、２１１は、第１ギヤ部２１７、２２３がそれぞれサイドギヤ２０７、２０５と各別に噛み合い、第２ギヤ部２１９、２２５が互いに噛み合うことによりサイドギヤ２０７、２０５を連結している。
【０００４】
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。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２０７、２０５との噛み合い反力により歯先を各収納孔２１３、２１５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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１１、１２、１３の矢印２２７は車両が前進走行するときのデフケース２０３の回転方向を示し、一対のピニオンギヤ２０９、２１１のうち長いピニオンギヤ２０９は短いピニオンギヤ２１１よりこの回転方向に先行して公転するように配置されている。
【０００６】
図１１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２１７とピニオンギヤ２１１の第１ギヤ部２２３にはそれぞれの収納孔２１３、２１５から破線の矢印のような回転トルク２２９、２３１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２３３、２３５が各収納孔２１３、２１５を介してデフケース２０３に与えられる。
【０００７】
このとき、図１２、１３に示すように、各ピニオンギヤ２１１、２０９の第２ギヤ部２２５、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１３に示すように、各第１ギヤ部２１７、２２３では、サイドギヤ２０７、２０５との噛み合いによる略同方向の噛み合い反力Ｆ３、Ｆ４が生じる。
【０００８】
図１３のように、デフケース２０３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では噛み合い反力Ｆ１、Ｆ３が略同方向側で発生する転倒トルクが小さいのに対して、先行して公転する長いピニオンギヤ２０９では噛み合い反力Ｆ２、Ｆ４が反対方向になって発生する転倒トルクが後行して公転するピニオンギヤ２１１に対して大きい。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１１に実線と２点鎖線とでそれぞれ描いたように、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。
【０００９】
図１４のように、この倒れによって、矢印２３７、２３９、２４１のように、長いピニオンギヤ２０９と収納孔２１３とが点接触を起こし、この部分の面圧が過大になり、ピニオンギヤ２０９と収納孔２１３とが部分的に磨耗してデファレンシャル装置２０１の耐久性を低下させる。
【００１０】
又、デフケース２０３が反対方向に回転する後進走行時などは、短いピニオンギヤ２１１で倒れによる点接触が生じ、耐久性を低下させる。
【００１１】
そこで、この発明は、デフケースの収納孔でピニオンギヤの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、ピニオンギヤの倒れによる部分的な磨耗を防止し、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。
【００１２】
【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出力側サイドギヤと、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ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部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、第１ギヤ部と第２ギヤ部とに受ける噛み合い反力によって回転中心軸から傾斜するピニオンギヤに収納孔との接触面積を増大させる面取り部を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤのうち、車両の前進時にデフケースが回転する方向に先行配置されたピニオンギヤに面取り部を設けた請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１４】
請求項３のデファレンシャル装置は、面取り部が、ピニオンギヤの端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部であることを特徴とする請求項１又は２のデファレンシャル装置である。
【００１５】
請求項４のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤの端部側に、端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部を形成し、ピニオンギヤの軸方向内側の歯先部を円筒状にした請求項１、２又は３のデファレンシャル装置である。
【００１６】
請求項５のデファレンシャル装置は、回転中心軸から傾斜したときに収納孔の端面との接触面積を増大させる円錐状の面取り部をピニオンギヤの端面に形成した請求項１、２、３又は４のデファレンシャル装置である。
【００１７】
請求項６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のギヤ部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なる請求項１、２、３、４又は５のデファレンシャル装置である。
【００１８】
【作用】
各請求項のデファレンシャル装置は、トルクの伝達中、第１ギヤ部と第２ギヤ部とに受ける噛み合い反力によって回転中心軸から傾斜する（倒れが生じる）ピニオンギヤに、収納孔との接触面積を増大させる面取り部を設けた。
【００１９】
従って、従来例と異なり、ピニオンギヤの歯先と収納孔との間でピニオンギヤの倒れによる点接触及び面圧の上昇による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００２０】
請求項２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、一対のピニオンギヤのうち、車両の前進時にデフケースが回転する方向に先行配置されたピニオンギヤに面取り部を設けたものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、ピニオンギヤの倒れによるデファレンシャル装置の耐久性低下が生じない。
【００２１】
これに加えて、大きな駆動トルクが掛かる車両の前進走行時に倒れが生じるピニオンギヤに面取り部を設けたから、それだけ大きな耐久性の向上効果を得ると共に、前進走行時に倒れが生じないピニオンギヤに面取り部を設けないから、コスト上昇の抑制効果も併せて得られる。
【００２２】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１又は２のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端部に向かってテーパー状又は曲面状に歯丈を低くして面取り部を形成したものであり、請求項１、２のデファレンシャル装置と同様にピニオンギヤの倒れによるデファレンシャル装置の耐久性低下が生じない。
【００２３】
例えば、テーパー状の面取り部は加工し易く、それだけ低コストにできる。
【００２４】
又、デフケースの剛性がやや低い場合や、噛み合いによってサイドギヤが僅かに径方向に移動するような場合はピニオンギヤの倒れ角が変化するが、面取り部の曲率を調整することにより、倒れ角の変化に対応してピニオンギヤの歯先と収納孔との点接触を効果的に防止し、デファレンシャル装置の耐久性を大きく向上させることができる。
【００２５】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１、２又は３のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端部側に、端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部を形成し、ピニオンギヤの軸方向内側の歯先部を円筒状にしたものであり、請求項１、２のデファレンシャル装置と同様に、ピニオンギヤの倒れによるデファレンシャル装置の耐久性低下が生じない。
【００２６】
又、面取り部をピニオンギヤの端部側にだけ設け、軸方向内側の歯先部を円筒状にしたから、例えば車両の前進走行時に倒れが生じるピニオンギヤに面取り部を設けると、前進走行時はこの面取り部によりピニオンギヤと収納孔との点接触が防止されると共に、トルクの方向が前進走行時と反対向きになる車両の後進走行時、コースト時（エンジンを止めて前進で坂道を下りる場合）、エンジンブレーキ作動時などでは、このピニオンギヤは倒れないが、このときピニオンギヤは円筒状の歯先部で収納孔と接触し点接触が防止される。こうして、ピニオンギヤは前進時と後進時の両方で歯先と収納孔との点接触による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性を向上させる。
【００２７】
面取り部と円筒状の歯先部との割合は、車両の前進走行時と後進走行時での伝達トルクの割合などに応じて任意に変えてよい。
【００２８】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１、２、３又は４のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端面に、ピニオンギヤが回転中心軸から傾斜したときに収納孔の端面との接触面積を増大させる円錐状の面取り部を形成したものであり、このように面取り部を形成し接触面積を増大させたことにより、ピニオンギヤの端面と収納孔の端面との間で生じるスラスト面圧が下がり、部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上する。
【００２９】
又、端面に面取り部を設けたことによってピニオンギヤと収納孔の各端面での摺動が安定するから、ヘリカルギヤ構成の場合は、噛み合いスラストによるトルク感応型の差動制限機能が安定する。
【００３０】
請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１、２、３、４又は５のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤを、小径の軸部を介して第１と第２のギヤ部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で構成したものである。
【００３１】
第１と第２のギヤ部の間に軸部を設けた長いピニオンギヤは、それだけ噛み合い反力の作用点間距離が長く、大きな転倒トルクを受ける。又、短いピニオンギヤは収納孔との隙間が長いピニオンギヤと同じである場合、全長が短いだけ倒れ角が大きくなり、それだけ点接触部の面圧が高くなり易い。しかし、本発明のデファレンシャル装置では、いずれの場合でも倒れに伴うピニオンギヤと収納孔との部分的な磨耗が防止され、耐久性が大幅に向上する。
【００３２】
【実施例】
図１、２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。
【００３３】
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は左右のボス部１１、１３で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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
デフケース３を回転させるエンジン１の駆動力は、ピニオンギヤ４３、４１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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、６３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、６３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。
【００４２】
長いピニオンギヤ４１は、車両が前進走行するときのデフケース３の回転方向に対して、短いピニオンギヤ４３より先に公転する方向に先行配置されている。このとき、前述のように、先行配置されたピニオンギヤ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。
【００４３】
そこで、ピニオンギヤ４１外周の各ギヤ部４５、４７には全歯先にわたって、図１、２に示すように、それぞれ端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状の面取り部６５、６７が形成されている。更に、各ギヤ部４５、４７の端面には円錐状の面取り部６９、７１が形成されている。
【００４４】
図２は車両の前進走行時に転倒トルクを受けて倒れたピニオンギヤ４１を示している。このように、各面取り部６５、６７、６９、７１を設けたことにより、ピニオンギヤ４１に倒れが生じたときのピニオンギヤ４１と収納孔３７との接触面積が増加する。
【００４５】
従って、矢印７２が示す箇所で、ピニオンギヤ４１の歯先と収納孔３７との点接触による面圧の上昇が防止され、矢印７３、７４が示す箇所で、ピニオンギヤ４１の端面と収納孔３７との点接触によるスラスト面圧の上昇が防止され、これらの部分で磨耗が防止され、デファレンシャル装置１の耐久性が大きく向上する。
【００４６】
又、面取り部６９、７１を設けたことによって、ピニオンギヤ４１の端面と収納孔３７の端面の摺動が安定するから、ヘリカルギヤの噛み合いスラストによるトルク感応型の差動制限機能が安定する。
【００４７】
又、大きな駆動トルクが掛かる車両の前進走行時に倒れが生じるピニオンギヤ４１に面取り部６５、６７、６９、７１を設けたことによって特に大きい耐久性向上効果が得られると共に、倒れが生じないピニオンギヤ４３には面取り部を設けないから、それだけ低コストに構成できる。
【００４８】
更に、噛み合い反力の作用点間距離が長くそれだけ転倒トルクが大きくなる長いピニオンギヤ４１において、面取り部６５、６７、６９、７１による耐久性の向上効果は特に大きい。
【００４９】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００５０】
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の安定したトルク感応型差動制限機能によって、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向上すると共に、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。
【００５１】
次に、図３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。
【００５２】
図３はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた長いピニオンギヤ７５を示している。このピニオンギヤ７５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７５は第１と第２のギヤ部７７、７９とこれらを連結する小径の軸部８１とからなり、第１ギヤ部７７はサイドギヤ１７と噛み合い、第２ギヤ部７９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。
【００５３】
長いピニオンギヤ７９は車両の前進走行時にデフケース３が回転する方向に、短いピニオンギヤ４３より先行配置されており、前進走行時は各ギヤ部７７、７９が受ける噛み合い反力によって倒れが生じる。
【００５４】
図３に示したように、ピニオンギヤ７５の第１と第２のギヤ部７７、７９には軸方向中心から端部に向かってテーパー状に歯丈を低くした面取り部８３、８５が設けられており、軸方向中心から内側の歯先部８７、８９は円筒状になっている。
【００５５】
このように、ピニオンギヤ７５の各ギヤ部７７、７９の端部側に面取り部８３、８５を設けたことにより、前進走行時はこれらの面取り部８３、８５によって、ピニオンギヤ７５と収納孔３７との点接触が防止される。
【００５６】
又、車両の後進走行時、コースト時（エンジンブレーキ作動時）などは、トルクの方向が前進走行時と反対向きになり、ピニオンギヤ７５に倒れは生じないが、このときピニオンギヤ７５は円筒状の歯先部８７、８９で収納孔３７と接触するから、点接触が防止される。
【００５７】
こうして、ピニオンギヤ７５は、前進時と後進時の両方で収納孔３７との点接触による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００５８】
これに加えて、テーパー状の面取り部８３、８５は加工し易く、それだけ低コストにできる。
【００５９】
又、車両の前進走行時に大きな転倒トルクを受けると共に、噛み合い反力の作用点間距離が長くそれだけ転倒トルクが大きくなる長いピニオンギヤ７５にだけ面取り部８３、８５を設け、短いピニオンギヤ４３の面取りを省くことにより、耐久性の向上効果とコスト上昇の抑制効果とを併せて得ている。
【００６０】
次に、図４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、４、６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。
【００６１】
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長いピニオンギヤ９１を示している。このピニオンギヤ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ている。ピニオンギヤ９１は第１と第２のギヤ部９３、９５とこれらを連結する小径の軸部９７とからなり、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４３の第２ギヤ部５３と噛み合っている。
【００６２】
長いピニオンギヤ９１は車両の前進走行時にデフケース３が回転する方向に、短いピニオンギヤ４３より先行配置されており、前進走行時は各ギヤ部９３、９５が受ける噛み合い反力によって倒れが生じる。
【００６３】
図４に示したように、ピニオンギヤ９１の第１と第２のギヤ部９３、９５には軸方向中心から端部に向かって半径Ｒの球面状に歯丈を低くした面取り部９９、１０１（曲面状の面取り部）が設けられている。又、軸方向中心から内側の歯先部１０３、１０５は円筒状になっている。
【００６４】
このように、ピニオンギヤ９１の各ギヤ部９３、９５の端部側に面取り部９９、１０１を設けたことにより、前進走行時はこれらの面取り部９９、１０１によって、ピニオンギヤ９１と収納孔３７との点接触が防止される。
【００６５】
又、ピニオンギヤ９１に倒れが生じない車両の後進走行時、コースト時（エンジンブレーキ作動時）などでは、円筒状の歯先部１０３、１０５が収納孔３７と接触して点接触が防止される。
【００６６】
こうして、ピニオンギヤ９１は、前進時と後進時の両方で収納孔３７との点接触による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００６７】
更に、デフケース３の剛性がやや低い場合や、噛み合いによってサイドギヤ１５、１７が僅かに径方向に移動するような場合はピニオンギヤ９１の倒れ角が変化するが、面取り部９９、１０１を球面状にしたことにより、その半径Ｒ（曲率）を調節すれば、このような倒れ角の変化に対応することが可能であり、倒れ角の変化に対応して収納孔３７との点接触を効果的に防止し、デファレンシャル装置の耐久性を向上させることができる。
【００６８】
又、上記の各実施例と同様に、大きな転倒トルクを受ける長いピニオンギヤ９１にだけ面取り部９９、１０１を設け、短いピニオンギヤ４３の面取りを省くことにより、耐久性の向上効果とコスト上昇の抑制効果とを併せて得ている。
【００６９】
次に、図５により本発明の第４実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、５、６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。
【００７０】
図５はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた短いピニオンギヤ１０７を示している。このピニオンギヤ１０７はデフケース３の収納孔３９に摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ１０７は第１と第２のギヤ部１０９、１１１からなり、第１ギヤ部１０９はサイドギヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部１１１は長いピニオンギヤ４１の第２ギヤ部４７と噛み合っている。
【００７１】
このピニオンギヤ１０７は車両の前進走行時にデフケース３が回転する方向に、長いピニオンギヤ４１より先行配置されており、前進走行時は各ギヤ部１０９、１１１が受ける噛み合い反力によって倒れが生じる。
【００７２】
図５に示したように、ピニオンギヤ１０７の第１と第２のギヤ部１０９、１１１には、全歯先にわたって、それぞれ端部に向かって歯丈が低くなるようにテーパー状の面取り部１１３、１１５が形成されている。更に、ピニオンギヤ１０７の各ギヤ部１０９、１１１の端面には円錐状の面取り部１１７、１１９が形成されている。
【００７３】
このように、各面取り部１１３、１１５、１１７、１１９を設けたことにより、ピニオンギヤ１０７が倒れたときの収納孔３９との接触面積が増加するから、点接触による面圧の上昇と面圧の上昇による部分磨耗とが防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００７４】
又、面取り部１１７、１１９を設けたことによって、ピニオンギヤ１０７と収納孔３９の端面での摺動が安定するから、ヘリカルギヤの噛み合いスラストによるトルク感応型の差動制限機能が安定する。
【００７５】
これに加えて、テーパー状の面取り部１１３、１１５、１１７、１１９は加工し易く、それだけ低コストにできる。
【００７６】
又、上記の各実施例と同様に、車両の前進走行時に大きな転倒トルクを受けると共に、短いことにより倒れ角が大きくなる短いピニオンギヤ１０７だけに面取り部１１３、１１５、１１７、１１９を設け、長いピニオンギヤ４１の面取りを省くことにより、耐久性の向上効果とコスト上昇の抑制効果とを併せて得ている。
【００７７】
次に、図６により本発明の第５実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、４、６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。
【００７８】
図６はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた短いピニオンギヤ１２１を示している。このピニオンギヤ１２１はデフケース３の収納孔３９に摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ１２１は第１と第２のギヤ部１２３、１２５からなり、第１ギヤ部１２３はサイドギヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部１２５は長いピニオンギヤ４１の第２ギヤ部４７と噛み合っている。
【００７９】
このピニオンギヤ１２１は車両の前進走行時にデフケース３が回転する方向に、長いピニオンギヤ４１より先行配置されており、前進走行時は各ギヤ部１２３、１２５が受ける噛み合い反力によって倒れが生じる。
【００８０】
図６に示したように、ピニオンギヤ１２１の第１と第２のギヤ部１２３、１２５には軸方向中心から端部に向かってテーパー状に歯丈を低くした面取り部１２７、１２９が設けられている。又、軸方向中心から内側の歯先部１３１、１３３は円筒状になっている。
【００８１】
このように、ピニオンギヤ１２１の各ギヤ部１２３、１２５の端部側に面取り部１２７、１２９を設けたことにより、前進走行時はこれらの面取り部１２７、１２９によって、ピニオンギヤ１２１と収納孔３９との点接触が防止される。
【００８２】
又、車両の後進走行時、コースト時（エンジンブレーキ作動時）などは、トルクの方向が前進走行時と反対向きになってピニオンギヤ１２１に倒れは生じないが、このときピニオンギヤ１２１は円筒状の歯先部１３１、１３３で収納孔３９と接触し、点接触が防止される。
【００８３】
こうして、ピニオンギヤ１２１は、前進時と後進時の両方で収納孔３９との点接触による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００８４】
又、テーパー状の面取り部１２７、１２９は加工し易く、それだけ低コストにできる。
【００８５】
又、第４実施例と同様に、車両の前進走行時に大きな転倒トルクを受けると共に、倒れ角が大きくなる短いピニオンギヤ１２１にだけ面取り部１２７、１２９を設け、長いピニオンギヤ４１の面取りを省くことにより、耐久性の向上効果とコスト上昇の抑制効果とを併せて得ている。
【００８６】
次に、図７により本発明の第６実施例を説明する。この実施例は請求項１、２、３、４、６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。
【００８７】
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短いピニオンギヤ１３５を示している。このピニオンギヤ１３５はデフケース３の収納孔３９に摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ１３５は第１と第２のギヤ部１３７、１３９からなり、第１ギヤ部１３７はサイドギヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部１３９は長いピニオンギヤ４１の第２ギヤ部４７と噛み合っている。
【００８８】
このピニオンギヤ１３５は車両の前進走行時にデフケース３が回転する方向に、長いピニオンギヤ４１より先行配置されており、前進走行時は各ギヤ部１３７、１３９が受ける噛み合い反力によって倒れが生じる。
【００８９】
図７に示したように、ピニオンギヤ１３５の各ギヤ部１３７、１３９には軸方向中心から端部に向かって半径Ｒの球面状に歯丈を低くした面取り部１４１、１４３（曲面状の面取り部）が設けられている。又、軸方向中心から内側は円筒状の歯先部１４５、１４７になっている。
【００９０】
このように、ピニオンギヤ１３５の各ギヤ部１３７、１３９の端部側に面取り部１４１、１４３を設けたことにより、前進走行時はこれらの面取り部１４１、１４３によって、ピニオンギヤ１３５と収納孔３９との点接触が防止される。
【００９１】
又、ピニオンギヤ１３５が倒れない車両の後進走行時、コースト時（エンジンブレーキ作動時）などでは、円筒状の歯先部１４５、１４７が収納孔３９と接触して点接触が防止される。
【００９２】
こうして、ピニオンギヤ１３５は、前進時と後進時の両方で収納孔３９との点接触による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００９３】
更に、デフケース３の剛性がやや低い場合や、噛み合いによってサイドギヤ１５、１７が僅かに径方向に移動するような場合はピニオンギヤ１３５の倒れ角が変化するが、面取り部１４１、１４３を球面状にしたことにより、その半径Ｒ（曲率）を調節すれば、このような倒れ角の変化に対応することが可能であり、倒れ角の変化に対応して収納孔３９との点接触を効果的に防止し、デファレンシャル装置の耐久性を向上させることができる。
【００９４】
又、第５実施例と同様に、車両の前進走行時に大きな転倒トルクを受け、倒れ角が大きくなる短いピニオンギヤ１３５にだけ面取り部１４１、１４３を設け、長いピニオンギヤ４１の面取りを省くことにより、耐久性の向上効果とコスト上昇の抑制効果とを併せて得ている。
【００９５】
なお、上記実施例の各デファレンシャル装置は、いずれも長短のピニオンギヤを用いて構成した例であるが、本発明のデファレンシャル装置はこのような構成に限らない。
【００９６】
図８、９はそれぞれ他の構成例を示すものである。
【００９７】
図８に示すデファレンシャル装置１４９は、それぞれ第１と第２のギヤ部１５１、１５３、１５５、１５７をもった等長の短いピニオンギヤ１５９、１６１と、サイドギヤ１６３、１６５とで構成されており、各ピニオンギヤ１５９、１６１の第１ギヤ部１５１、１５３はサイドギヤ１６３、１６５と各別に噛み合い、第２ギヤ部１５５、１５７はサイドギヤ１６３、１６５の軸方向内側で互いに噛み合っている。
【００９８】
又、図９に示すデファレンシャル装置１６７は、それぞれ第１のギヤ部１６９、１７１と第２のギヤ部１７３、１７５、１７７、１７９と小径の軸部１８１、１８３とをもった等長の長いピニオンギヤ１８５、１８７と、サイドギヤ１８９、１９１とで構成されており、各ピニオンギヤ１８５、１８７の第１ギヤ部１６９、１７１はサイドギヤ１８９、１９１と各別に噛み合い、各第２ギヤ部１７３、１７５、１７７、１７９はサイドギヤ１８９、１９１の軸方向外側で互いに噛み合っている。
【００９９】
これらのデファレンシャル装置１４９、１６７の場合も、それぞれピニオンギヤ１５９、１６１、１８５、１８７の一方又は両方に、倒れが生じたときに収納孔との接触面積を増加させる面取り部を形成することにより、前者では、図５、６、７の各実施例と同様に、倒れ角が大きく面圧が高くなり易い短いピニオンギヤ１５９、１６１を用いたデファレンシャル装置の耐久性を大きく向上させることができ、後者では、図１、２、３、４の各実施例と同様に、大きな転倒トルクを受ける長いピニオンギヤ１８５、１８７を用いたデファレンシャル装置の耐久性を大きく向上させることができる。
【０１００】
なお、本発明において、収納孔との接触面積を増加させる面取り部を、一対のピニオンギヤの一方だけでなく両方に形成し、車両の前進時と後進時とに対応させてもよい。
【０１０１】
又、請求項３の構成において面取り部と円筒状の歯先部との割合は、例えば車両の前進走行時と後進走行時の伝達トルクの大きさに応じて任意に変えてよい。
【０１０２】
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。
【０１０３】
本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やリヤデフ（後輪側の車軸デフ）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。
【０１０４】
【発明の効果】
各請求項のデファレンシャル装置は、トルクの伝達中、第１ギヤ部と第２ギヤ部とに受ける噛み合い反力によって倒れが生じるピニオンギヤに、収納孔との接触面積を増大させる面取り部を設けたから、従来例と異なって、ピニオンギヤの歯先と収納孔との間で点接触及び面圧の上昇による部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【０１０５】
請求項２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、大きな駆動トルクが掛かる車両の前進時に倒れが生じるピニオンギヤに面取り部を設けたことにより、特に大きな耐久性の向上効果を得ると共に、前進走行時に倒れが生じないピニオンギヤに面取り部を設けないから低コストである。
【０１０６】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１又は２のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部を形成したことにより、請求項１、２のデファレンシャル装置と同様にピニオンギヤの倒れによるデファレンシャル装置の耐久性低下が生じない。例えば、テーパー状の面取り部は加工し易く、それだけ低コストにできる。又、デフケースの剛性がやや低い場合や、サイドギヤが僅かに径方向に移動するような場合に生じるピニオンギヤの倒れ角変化に、面取り部の曲率を調節することによって対応可能であり、収納孔との点接触を効果的に防止し、デファレンシャル装置の耐久性を大幅に向上させることができる。
【０１０７】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１、２又は３のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端部側に端部に向かって歯丈が低くなるテーパー状又は曲面状の面取り部を形成し、軸方向内側の歯先部を円筒状にしたことにより、請求項１、２又は３のデファレンシャル装置と同様に、ピニオンギヤの倒れによるデファレンシャル装置の耐久性低下が生じない。例えば車両の前進走行時に倒れが生じるピニオンギヤに面取り部を設ければ、前進走行時はこの面取り部によって、又車両の後進走行時などは円筒状の歯先部によって、前進時と後進時の両方で収納孔との点接触が防止されるから、デファレンシャル装置の耐久性が大幅に向上する。
【０１０８】
面取り部と円筒状の歯先部との割合は、例えば車両の前進走行時と後進走行時での伝達トルクの割合に応じて任意に変えることができる。
【０１０９】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１、２、３又は４のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの端面に、ピニオンギヤが倒れたときに収納孔の端面との接触面積を増大させる円錐状の面取り部を形成したことにより、ピニオンギヤのスラスト面圧が下がり、部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上すると共に、端面に面取り部を設けたことによってピニオンギヤと収納孔の各端面での摺動が安定するから、ヘリカルギヤ構成の場合は、噛み合いスラストによるトルク感応型の差動制限機能が安定する。
【０１１０】
請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１、２、３、４又は５のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤを長短のピニオンギヤで構成したものであり、噛み合い反力の作用点間距離が長く、それだけ大きな転倒トルクを受ける長いピニオンギヤと、全長が短いだけ倒れ角が大きく、それだけ点接触部の面圧が高くなり易い短いピニオンギヤのいずれに面取り部を形成しても、ピニオンギヤと収納孔との部分的な磨耗が防止され、デファレンシャル装置の耐久性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【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】本発明の第２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４】本発明の第３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５】本発明の第４実施例に用いられた短いピニオンギヤの側面図である。
【図６】本発明の第５実施例に用いられた短いピニオンギヤの側面図である。
【図７】本発明の第６実施例に用いられた短いピニオンギヤの側面図である。
【図８】各実施例と異なった構成のデファレンシャル装置の例を示す図面である。
【図９】各実施例と異なった構成のデファレンシャル装置の他の例を示す図面である。
【図１０】従来例の断面図である。
【図１１】従来例に用いられたギヤ組の斜視図であり、ピニオンギヤの転倒状態を示す。
【図１２】従来例に用いられたピニオンギヤが受ける噛み合い反力の方向を示す断面図である。
【図１３】従来例に用いられた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１４】従来のピニオンギヤの倒れによって生じる点接触箇所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、７５、９１  長いピニオンギヤ
４５、７７、９３  長いピニオンギヤの第１ギヤ部
４７、７９、９５  長いピニオンギヤの第２ギヤ部
４９、８１、９７  小径の軸部
６５、６７、８３、８５、１１３、１１５、１２７、１２９  テーパー状の面取り部
６９、７１、１１７、１１９  円錐状の面取り部（ピニオンギヤ端面）
８７、８９、１０３、１０５、１３１、１３３、１４５、１４７  円筒状の歯先
９９、１０１、１４１、１４３  曲面状の面取り部
１０７、１２１、１３５  短いピニオンギヤ
１０９、１２３、１３７  短いピニオンギヤの第１ギヤ部
１１１、１２５、１３９  短いピニオンギヤの第２ギヤ部
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  噛み合い反力
【図１】
0003594696.tif 000002
【図２】
0003594696.tif 000003
【図３】
0003594696.tif 000004
【図４】
0003594696.tif 000005
【図５】
0003594696.tif 000006
【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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【図１４】
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