(57)【要約】【課題】ファイナルギアとデフケースとの固定に際して、特別な機械が不要なプレス嵌合としながら、強固な圧入固定を達成すること。【解決手段】エンジン１の動力を駆動輪に分配可能な差動ギア機構Ｇを有するディファレンシャルギア装置Ａであって、エンジン１からの動力が入力されるファイナルギア７０と、ファイナルギア７０に入力された動力を、差動ギア機構Ｇを介して駆動輪６へ出力するデフケース７１と、を備える。ファイナルギア７０は、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入内面７０ａを有する。デフケース７１は、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入外面７１ａを有する。ファイナルギア７０とデフケース７１との固定を、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとの圧入嵌合によるテーパー圧入固定とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行用駆動源の動力を駆動輪に分配可能な差動ギア機構を有するディファレンシャルギア装置であって、
前記走行用駆動源からの動力が入力されるファイナルギアと、
前記ファイナルギアに入力された動力を、前記差動ギア機構を介して前記駆動輪へ出力するデフケースと、を備え、
前記ファイナルギアは、出力回転軸に対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入内面を有し、
前記デフケースは、出力回転軸に対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入外面を有し、
前記ファイナルギアと前記デフケースとの固定を、前記テーパー圧入内面と前記テーパー圧入外面との圧入嵌合によるテーパー圧入固定とする
ことを特徴とするディファレンシャルギア装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたディファレンシャルギア装置において、
前記ファイナルギアは、終減速機構に有するギアとの噛み合いにより軸方向のスラスト力が発生するはすば歯車であり、
前記テーパー圧入内面と前記テーパー圧入外面とのテーパー形状は、前進走行時の噛み合い回転による前記スラスト力の作用方向をテーパー圧入面の開き方向とする形状に設定する
ことを特徴とするディファレンシャルギア装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載されたディファレンシャルギア装置において、
前記ファイナルギアは、前記デフケースの外周面の一部を覆うよう形成された延設拡張部を有し、
前記テーパー圧入内面は、前記延設拡張部の内周面に有し、
前記テーパー圧入外面は、前記デフケースのケース本体部の外周面のうち、前記テーパー圧入内面に符合する領域に有する
ことを特徴とするディファレンシャルギア装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたディファレンシャルギア装置において、
前記差動ギア機構のピニオンギアを支持するピニオンシャフトは、前記ファイナルギアに有する前記延設拡張部に開けられた第１ピニオンシャフト穴と、前記デフケースに有する前記ケース本体部に開けられた第２ピニオンシャフト穴と、を貫通させて配する
ことを特徴とするディファレンシャルギア装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたディファレンシャルギア装置において、
前記ピニオンシャフトは、前記ファイナルギアに対し一体に連結固定する
ことを特徴とするディファレンシャルギア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行用駆動源の動力を駆動輪に分配可能な差動ギア機構を有し、ファイナルギアとデフケースとを固定するディファレンシャルギア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファイナルギアとデフケースとの固定に際しては、ボルトによる固定ではなく、ファイナルギアの内径方向フランジ部とデフケースの外径方向フランジ部とを圧入することにより固定する差動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２４８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来装置にあっては、ファイナルギアの圧入面と、デフケースの圧入面とは、共に出力回転軸と平行に形成され、ファイナルギアとデフケースとをストレート圧入により固定している。このため、ファイナルギアとデフケースとの固定に際して、圧入固定のための特別な機械を用い、圧入代により受ける高い径差抵抗を上回る大きな圧入力を、圧入開始からの全ストローク領域にて加え続けるプレス嵌合を行う必要がある、という問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ファイナルギアとデフケースとの固定に際して、特別な機械が不要なプレス嵌合としながら、強固な圧入固定を達成できるディファレンシャルギア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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、走行用駆動源の動力を駆動輪に分配可能な差動ギア機構を有するディファレンシャルギア装置であって、走行用駆動源からの動力が入力されるファイナルギアと、ファイナルギアに入力された動力を、差動ギア機構を介して駆動輪へ出力するデフケースと、を備える。
ファイナルギアは、出力回転軸に対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入内面を有する。
デフケースは、出力回転軸に対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入外面を有する。
ファイナルギアとデフケースとの固定を、テーパー圧入内面とテーパー圧入外面との圧入嵌合によるテーパー圧入固定とする。
【発明の効果】
【０００７】
即ち、本発明者等は、材質が相違することで一体成型できないファイナルギアとデフケースとの固定に際し、一般的なボルト固定に代わる固定手法を模索したとき、様々な点でテーパー圧入が優れていることを知見した。
この点に着目し、ファイナルギアとデフケースとの固定を、テーパー圧入内面とテーパー圧入外面との圧入嵌合によるテーパー圧入固定とした。これにより、ファイナルギアをデフケースに固定するとき、テーパー圧入内面とテーパー圧入外面とが接触するまでの嵌合ストローク領域では圧入力を全く加える必要が無く、作業者により組み付けられる。そして、テーパー圧入内面とテーパー圧入外面とが接触嵌合状態になると、一般的なプレス機を用いたプレス嵌合により、要求される固定力を得る圧入力を加えるだけで良い。さらに、テーパー圧入による圧入面積は、同じ出力回転軸方向幅で対比したとき、ストレート圧入による圧入面積に比べて拡大する。このため、テーパー圧入による固定強度が、ストレート圧入による固定強度に比べて強固になる。
この結果、ファイナルギアとデフケースとの固定に際して、特別な機械が不要なプレス嵌合としながら、強固な圧入固定を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１のディファレンシャルギア装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系構成を示す全体構成図である。
【図２】実施例１のディファレンシャルギア装置の全体構成を示す断面図である。
【図３】実施例１のディファレンシャルギア装置におけるファイナルギアの構成を示す斜視図である。
【図４】実施例１のディファレンシャルギア装置におけるデフケースの構成を示す斜視図である。
【図５】実施例１において前進走行時に終減速機構のリダクションギアとファイナルギアとの噛み合いで生じるスラスト力の発生作用を示す説明図である。
【図６】実施例１においてファイナルギアとデフケースのテーパー圧入内面とテーパー圧入外面とが接触するまでの嵌合ストローク領域での組み付け作業手順を示す組み付け作用説明図である。
【図７】比較例のディファレンシャルギア装置と実施例１のディファレンシャルギア装置とのファイナルギアの径方向寸法の対比を示す対比説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明によるディファレンシャルギア装置を実現する最良の実施形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、構成を説明する。
実施例１におけるディファレンシャルギア装置は、ベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系のうち左右の駆動輪へ動力を分配する位置に配して適用される。以下、実施例１の構成を、「エンジン車の駆動系構成」、「ディファレンシャルギア装置の全体構成」、「ファイナルギアとデフケースの詳細構成」に分けて説明する。
【００１１】
［エンジン車の駆動系構成］
図１は、実施例１のディファレンシャルギア装置が適用されたベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系構成を示す。以下、図１に基づいて、エンジン車の駆動系構成を説明する。
【００１２】
エンジン車の駆動系は、図１に示すように、エンジン１（走行用駆動源）と、トルクコンバータ２と、前後進切替機構３と、バリエータ４と、終減速機構５と、駆動輪６，６と、を備えている。なお、ベルト式無段変速機は、トルクコンバータ２と前後進切替機構３とバリエータ４と終減速機構５とを、トランスミッションケースに収めた変速機ユニットとして構成される。
【００１３】
トルクコンバータ２は、エンジン１からの入力トルクを増大する機能を有する発進要素である。このトルクコンバータ２には、トルク増大機能を必要としないときに締結するロックアップクラッチ２０が内蔵される。ロックアップクラッチ２０は、クラッチ解放状態のとき、エンジン出力軸１１とトルクコンバータ出力軸２１との間のトルク伝達がトルクコンバータ２の流体を介して行われる。クラッチ完全締結状態のとき、エンジン出力軸１１とトルクコンバータ出力軸２１とを直結する。トルクコンバータ２は、ポンプインペラ２３と、タービンランナ２４と、ステータ２６と、を構成要素とする。ポンプインペラ２３は、エンジン出力軸１１にコンバータハウジング２２を介して連結される。タービンランナ２４は、トルクコンバータ出力軸２１に連結される。ステータ２６は、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４との間に配され、ケースにワンウェイクラッチ２５を介して設けられる。
【００１４】
前後進切替機構３は、バリエータ４への入力回転方向を前進走行時の正転方向と後退走行時の逆転方向で切り替える機構である。この前後進切替機構３は、ダブルピニオン式遊星歯車３０と、前進クラッチ３１と、後退ブレーキ３２と、を有する。ここで、前進クラッチ３１は、Ｄレンジ等の前進走行レンジ選択時に締結される。後退ブレーキ３２は、Ｒレンジ等の後退走行レンジ選択時に締結される。なお、Ｎレンジの選択時には、前進クラッチ３１と後退ブレーキ３２はいずれも解放される。
【００１５】
バリエータ４は、ベルト接触径の変化により変速比（＝バリエータ入力回転速度とバリエータ出力回転速度の比）を無段階に変化させるベルト式無段変速機構である。このバリエータ４は、プライマリプーリ４２と、セカンダリプーリ４３と、プーリベルト４４と、を有する。
【００１６】
プライマリプーリ４２は、バリエータ入力軸４０の同軸上に配された一対の固定プーリ４２ａとスライドプーリ４２ｂにより構成される。ここで、バリエータ入力軸４０は、ダブルピニオン式遊星歯車３０のキャリアに連結され、エンジン出力軸１１及びトルクコンバータ出力軸２１と同軸位置に配される。なお、スライドプーリ４２ｂは、変速時、プライマリ圧室４５に導かれるプライマリ圧によりスライド動作する。
【００１７】
セカンダリプーリ４３は、バリエータ出力軸４１の同軸上に配された一対の固定プーリ４３ａとスライドプーリ４３ｂにより構成される。ここで、バリエータ出力軸４１は、終減速機構５に連結され、バリエータ入力軸４０から所定間隔離した平行配置により設けられる。なお、スライドプーリ４３ｂは、変速時、セカンダリ圧室４６に導かれるセカンダリ圧によりスライド動作する。
【００１８】
プーリベルト４４は、プライマリプーリ４２のＶ字形状をなすシーブ面と、セカンダリプーリ４３のＶ字形状をなすシーブ面に掛け渡されている。このプーリベルト４４は、２組の積層リングと、２組の積層リングに沿って挟み込みにより環状に積層して取り付けられた多数のエレメントと、によって構成されている。２組の積層リングは、環状リングを内から外へ多数重ね合わせて構成される。各エレメントは、打ち抜き板材により形成される。なお、プーリベルト４４としては、プーリ進行方向に多数配列したチェーンエレメントを、プーリ軸方向に貫通するピンにより結合したチェーンタイプのベルトであっても良い。
【００１９】
終減速機構５は、バリエータ出力軸４１からの回転速度を減速する減速機能と差動機能を与え、バリエータ４から出力される動力を増大して左右の駆動輪６，６に分配する機構である。この終減速機構５は、減速ギア機構として、バリエータ出力軸４１に設けられたアウトプットギア５２と、アイドラ軸５０に設けられたアイドラギア５３及びリダクションギア５４と、を有する。そして、旋回走行時等において左右の駆動輪６，６の差動回転を許容する差動機能を発揮する装置として、リダクションギア５４と左右のドライブシャフト５１，５１との間に介装されたディファレンシャルギア装置Ａを有する。なお、ディファレンシャルギア装置Ａは、リダクションギア５４と噛み合うファイナルギア７０と、ファイナルギア７０がテーパー圧入により固定されるデフケース７１と、を備える。
【００２０】
［ディファレンシャルギア装置の全体構成］
図２は、実施例１のディファレンシャルギア装置Ａの全体構成を示す。以下、図２に基づいて、ディファレンシャルギア装置Ａの全体構成を説明する。
【００２１】
ディファレンシャルギア装置Ａは、図２に示すように、ファイナルギア７０と、デフケース７１と、ピニオンシャフト７２と、第１ピニオンギア７３と、第２ピニオンギア７４と、第１サイドギア７５と、第２サイドギア７６と、を有する。ここで、ファイナルギア７０、デフケース７１、ピニオンシャフト７２は、エンジン１の動力を左右の駆動輪６，６に分配可能な差動ギア機構Ｇへの入力部材である。差動ギア機構Ｇは、デフケース７１の内部空間に噛み合い状態で配された第１ピニオンギア７３、第２ピニオンギア７４、第１サイドギア７５、第２サイドギア７６により構成される。
【００２２】
ファイナルギア７０は、熱処理による高強度素材によって構成され、終減速機構５に有するリダクションギア５４と噛み合う。このファイナルギア７０には、エンジン１からの動力が、トルクコンバータ２、前後進切替機構３、バリエータ４及び終減速機構５を経過して入力される。ファイナルギア７０は、デフケース７１のケース外周面に対してテーパー圧入により固定される（テーパー圧入固定部Ｂ）。リダクションギア５４とファイナルギア７０は、互いに噛み合う歯がギア回転軸に対して平行ではなく、斜めについている「はすば歯車」としている。そして、ファイナルギア７０（大径歯車）は、リダクションギア５４を小径歯車として噛み合う減速ギア対を構成している。
【００２３】
デフケース７１は、鋳物素材によって構成され、ケース外周面にファイナルギア７０がテーパー圧入により固定される。このデフケース７１は、ファイナルギア７０に入力された動力を、ピニオンシャフト７２を介して差動ギア機構Ｇへ伝達する。このデフケース７１は、ケース本体部７１ｂと、円筒ボス部７１ｃ，７１ｃと、を有して構成される。ケース本体部７１ｂは、ケース外周面にファイナルギア７０をテーパー圧入固定し、ケース内部空間に差動ギア機構Ｇを収納する。円筒ボス部７１ｃ，７１ｃは、ケース本体部７１ｂの両端から突出し、図外のユニットケースに対してベアリングを介して回転可能に両端支持される。よって、デフケース７１に対してファイナルギア７０や駆動輪６，６から回転駆動力が入力されると、デフケース７１は、出力回転軸OLを回転中心軸として回転駆動する。
【００２４】
ピニオンシャフト７２は、出力回転軸OLの垂直方向にファイナルギア７０及びデフケース７１を貫通して配される。ピニオンシャフト７２には、差動ギア機構Ｇの構成要素である第１ピニオンギア７３と第２ピニオンギア７４が回転可能に支持される。このピニオンシャフト７２は、割りピン構造のシャフト固定ピン７７によりファイナルギア７０に連結固定される。
【００２５】
第１ピニオンギア７３は、ピニオンシャフト７２の一端部（図２の上端部）に回転可能に支持される。第１ピニオンギア７３は、図２の左側で第１サイドギア７５と噛み合い、図２の右側で第２サイドギア７６と噛み合う。
【００２６】
第２ピニオンギア７４は、ピニオンシャフト７２の他端部（図２の下端部）に回転可能に支持される。第２ピニオンギア７４は、図２の左側で第１サイドギア７５と噛み合い、図２の右側で第２サイドギア７６と噛み合う。
【００２７】
第１サイドギア７５は、第１ピニオンギア７３及び第２ピニオンギア７４に対して図２の左側から噛み合う。第１サイドギア７５には、ドライブシャフト５１（図１の左側）の端部がスプライン嵌合により固定されている。
【００２８】
第２サイドギア７６は、第１ピニオンギア７３及び第２ピニオンギア７４に対して図２の右側から噛み合う。第２サイドギア７６には、ドライブシャフト５１（図１の右側）の端部がスプライン嵌合により固定されている。
【００２９】
［ファイナルギアとデフケースの詳細構成］
図３は、ディファレンシャルギア装置Ａのファイナルギア７０を示す。図４は、ディファレンシャルギア装置Ａのデフケース７１を示す。図５は、前進走行時にギア噛み合いで生じるスラスト力の発生作用を示す。以下、図２〜図５に基づいて、ファイナルギア７０とデフケース７１の詳細構成を説明する。
【００３０】
まず、ファイナルギア７０とデフケース７１とのテーパー圧入による固定構造について説明する。
ファイナルギア７０は、図３に示すように、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入内面７０ａを有する。デフケース７１は、図４に示すように、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入外面７１ａを有する。そして、ファイナルギア７０のデフケース７１への固定を、図２に示すように、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとの圧入嵌合によるテーパー圧入固定としている。
【００３１】
ここで、ファイナルギア７０のテーパー圧入内面７０ａは、内径が図２の左側から右側に向かって徐々に大きくなって開いていく円錐形状の筒内面によるテーパー形状である。デフケース７１のテーパー圧入外面７１ａは、外径が図２の左側から右側に向かって徐々に拡大してゆく円錐形状の筒外面によるテーパー形状である。なお、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａの傾斜角度は、例えば、1/20程度のテーパー比になる角度に設定している。
【００３２】
ファイナルギア７０は、終減速機構５に有するリダクションギア５４との噛み合いにより軸方向のスラスト力が発生する「はすば歯車」としている。テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとのテーパー形状は、図２に示すように、前進走行時の噛み合い回転によるスラスト力の作用方向をテーパー圧入面の開き方向とする形状に設定されている。
【００３３】
ここで、「はすば歯車」の噛み合いで発生するスラスト力について説明する。例えば、図５に示すように、リダクションギア５４を右捩れ歯による駆動歯車とし、ファイナルギア７０を左捩れ歯による被動歯車とし、矢印Ｃ方向をファイナルギア７０の前進側回転方向とする。このとき、前進走行時の噛み合い回転によりファイナルギア７０に作用する出力回転軸方向のスラスト力が、白抜き矢印によるFx1になる。このスラスト力Fx1は、前進走行時の噛み合い回転によりリダクションギア５４に作用する出力回転軸方向のスラスト力である塗り潰し矢印によるFx2の反力である。よって、図２に示すように、スラスト力Fx1が作用する方向をテーパー圧入面の開き方向とするテーパー形状にすると、前進走行時、ファイナルギア７０からのスラスト力Fx1によりテーパー圧入固定力を増大させることになる。なお、図５のFt1は、前進走行時の噛み合い回転によりファイナルギア７０に作用する出力回転軸直交方向のギア伝達力であり、Ft2は、前進走行時の噛み合い回転によりリダクションギア５４に作用する出力回転軸直交方向のギア伝達力である。
【００３４】
ファイナルギア７０は、図２及び図３に示すように、ギア部７０ｂと、ギアフランジ部７０ｃと、延設拡張部７０ｄと、を有して構成される。ギア部７０ｂは、外周面にリダクションギア５４との噛み合い歯面が形成される。ギアフランジ部７０ｃは、ギア部５０ｂから内径方向に延設される。延設拡張部７０ｄは、ギアフランジ部７０ｃから軸方向に延設され、デフケース７１のケース本体部７１ｂの外周面の一部を覆うよう形成される。テーパー圧入内面７０ａは、図３に示すように、延設拡張部７０ｄの内周面に有する。一方、テーパー圧入外面７１ａは、図４に示すように、デフケース７１のケース本体部７１ｂの外周面のうち、テーパー圧入内面７０ａに符合する領域に有する。
【００３５】
ここで、延設拡張部７０ｄは、少なくともギア部７０ｂの幅を超える軸方向領域まで延設される。具体的には、図３に示すように、ピニオンシャフト７２が貫通する一対の領域は、ピニオンシャフト７２の位置を超える軸方向領域まで突出して延設された凸部としている。一方、デフケース７１の開口部７１ｄ，７１ｄと対応する一対の領域は、突出部分からなだらかな局面により湾曲させた凹部としている。ここで、デフケース７１の開口部７１ｄ，７１ｄは、図４に示すように、主にギア潤滑油の流通を確保するように広い開口面積にて一対設けられている。
【００３６】
次に、ファイナルギア７０とデフケース７１との外れ防止構造について説明する。
ファイナルギア７０の延設拡張部７０ｄには、図３に示すように、出力回転軸直交方向に開けられた第１ピニオンシャフト穴７０ｅ，７０ｅを有する。デフケース７１のケース本体部７１ｂには、図４に示すように、出力回転軸直交方向に開けられた第２ピニオンシャフト穴７１ｅ，７１ｅを有する。そして、第１ピニオンギア７３と第２ピニオンギア７４を支持するピニオンシャフト７２は、図２に示すように、第１ピニオンシャフト穴７０ｅ，７０ｅと、第２ピニオンシャフト穴７１ｅ，７１ｅとを貫通させて配している。
【００３７】
ファイナルギア７０の延設拡張部７０ｄは、図２及び図３に示すように、出力回転軸方向に開けられた第１シャフト固定ピン穴７０ｆを有する。ピニオンシャフト７２の一端部は、出力回転軸方向に開けられた第２シャフト固定ピン穴７２ａを有する。そして、シャフト固定ピン７７を、第１シャフト固定ピン穴７０ｆと第２シャフト固定ピン穴７２ａを貫通して差し込むことで、ファイナルギア７０とピニオンシャフト７２とを一体に連結固定している。
【００３８】
次に、作用を説明する。
実施例１の作用を、「ファイナルギアとデフケースとのテーパー圧入固定作用」、「ディファレンシャル装置の他の特徴作用」に分けて説明する。
【００３９】
［ファイナルギアとデフケースとのテーパー圧入固定作用］
ファイナルギアとデフケースとは材質が違う(ファイナルギアのほうが剛性を強くしてある)。材質が違うため、一体成型できない。例えば、リダクションギアは、軸とギアとが同じ材質のために一体成型できる。ファイナルギアとデフケースとは材質が違うため、ボルト等により固定が必要である。ファイナルギアとデフケースとの固定を、ボルト固定としたものを「比較例１」とし、ストレート圧入固定としたものを「比較例２」とする。
【００４０】
比較例１（ボルト固定）の場合、
(a) 部品点数が増大する。
(b) 組み付け工数が多くなる。
(c) 装置の径方向寸法が長くなる。
という問題がある。
【００４１】
(a)については、ファイナルギアとデフケース以外に、例えば、８個のボルトを用意しておく必要がある。その結果、部品点数が増大する。(b)については、ファイナルギアとデフケースとのボルト固定の作業の際、８箇所のボルト締結作業を必要とする。その結果、組み付け工数が多くなる。
【００４２】
(c)については、ディファレンシャルギア装置のうち、径方向寸法が最も長い部品はファイナルギアである。ボルト固定の場合、ボルト固定スペースを確保するため、ファイナルギアが内径方向にフランジを設け、デフケースから外径方向にフランジを設け、両フランジのオーバラップする部分を貫通するボルト穴を設ける構成となる。その結果、外径を大きくしたファイナルギアが必要になり、装置の径方向寸法が長くなる（図７の比較例１を参照）。
【００４３】
比較例２（ストレート圧入固定）の場合、
(d) プレス嵌合に特別な機械を必要とする。
(e) 圧入面積による固定強度が低くなる。
(f) ギア噛み合いによるスラスト力作用時に圧入力の増大を望めない。
という問題がある。
【００４４】
(d)については、ファイナルギアとデフケースとのストレート圧入固定に際して、圧入代により受ける高い径差抵抗を上回って押し込めるだけの大きな圧入力を、圧入嵌合ストロークの開始から終了まで加え続けるプレス嵌合を行う必要がある。この結果、一般のプレス機ではプレス嵌合できず、特別な機械を必要とする。
【００４５】
(e)については、圧入固定の場合、圧入面積が広いほど固定強度が高くなる。これに対し、ストレート圧入固定の場合、軸方向圧入幅による圧入面積が最大面積となって制限されてしまう。この結果、圧入面積による固定強度が低くなる。
【００４６】
(f)については、圧入面が互いに平行な面となるため、ギア噛み合いによりファイナルギアにスラスト力が作用すると、スラスト力がストレート圧入面に沿って加わるだけで、圧入力を高める力とはならない。この結果、ギア噛み合いによるスラスト力作用時に圧入力の増大を望めない。
【００４７】
これに対し、本発明者等は、材質が相違することで一体成型できないファイナルギア７０とデフケース７１との固定に際し、一般的なボルト固定に代わる固定手法を模索したとき、様々な点でテーパー圧入が優れていることを知見した。この点に着目し、実施例１では、ファイナルギア７０とデフケース７１との固定を、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとの圧入嵌合によるテーパー圧入固定とした。
【００４８】
これにより、ファイナルギア７０をデフケース７１にテーパー圧入固定するとき、図６に示すように、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７０ｂとが接触するまでの嵌合ストローク領域では圧入力を全く加える必要が無い。このため、作業者による手作業により、ファイナルギア７０を、図６の矢印Ｄに示すように、デフケース７１に向かって差し込むと、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとが接触嵌合した状態でファイナルギア７０とデフケース７１とを組み付けることができる（組み付け手順）。
【００４９】
そして、ファイナルギア７０とデフケース７１とを組み付けた後、一般的なプレス機を用いたプレス嵌合により、要求される固定力を得る圧入力を加える（圧入手順）。このように、組み付け手順と、圧入手順とを経過することで、ファイナルギア７０とデフケース７１とのテーパー圧入固定が完了する。
【００５０】
実施例１（テーパー圧入固定）と比較例１（ボルト固定）を対比する。
実施例１では、ファイナルギア７０とデフケース７１との固定を、ボルトを用いる必要が無いテーパー圧入固定とした。従って、部品点数が削減されるし、また、組み付け工数も削減されるというように、ボルト固定による比較例１の問題(a),(b)を解消できる。
【００５１】
実施例１のテーパー圧入固定の場合、比較例１のようにボルト固定スペースを確保する必要が無くなる。このため、図７に示すように、デフケースのサイズを同じとしたとき、比較例１のファイナルギア外径寸法L1よりも実施例１のファイナルギア外径寸法L2（＜L1）を小さくすることが可能になる。従って、装置の径方向寸法が長くなるという比較例１の問題(c)を解消できる。そして、ファイナルギア７０のファイナルギア外径寸法L2（＜L1）を小さくすることが可能であることにより、例えば、ディファレンシャルギア装置Ａのコンパクト化を目指すとき、テーパー圧入固定がコンパクト化を助ける。
【００５２】
実施例１（テーパー圧入固定）と比較例２（ストレート圧入固定）を対比する。
実施例１では、上記のように、ファイナルギア７０とデフケース７１の嵌合作業による組み付け手順と、一般的なプレス機を用いたプレス嵌合による圧入手順と、を経過することでテーパー圧入固定が完了する。従って、プレス嵌合に特別な機械を必要とするというストレート圧入固定による比較例２の問題(d)を解消できる。
【００５３】
実施例１でのテーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとのテーパー圧入による圧入面積は、同じ出力回転軸方向幅で対比したとき、ストレート圧入による圧入面積に比べて拡大する。このため、テーパー圧入による固定強度が、ストレート圧入による固定強度に比べて強固になる。このため、圧入面積による固定強度が低くなるというストレート圧入固定による比較例２の問題(e)を解消できる。
【００５４】
実施例１でのテーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａによるテーパー圧入面は、傾斜面となる。このため、ギア噛み合いによりファイナルギア７０にスラスト力が作用し、スラスト力がテーパー圧入面を押し付けるようにテーパー形状を設定しておくと、テーパー圧入面の圧入力（＝固定力）が高められる。このため、ギア噛み合いによるスラスト力作用時に圧入力の増大を望めないというストレート圧入固定による比較例２の問題(f)を解消できる。
【００５５】
［ディファレンシャル装置の他の特徴作用］
実施例１では、ファイナルギア７０は、終減速機構５に有するリダクションギア５４との噛み合いにより軸方向のスラスト力Fx1が発生するはすば歯車である。テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとのテーパー形状は、前進走行時の噛み合い回転によるスラスト力Fx1の作用方向をテーパー圧入面の開き方向とする形状に設定する。
即ち、車両の場合、前進走行と後退走行の走行頻度を比べると、前進走行の走行頻度が高い。そして、前進走行時の噛み合い回転によるスラスト力Fx1の作用方向をテーパー圧入面の開き方向とするテーパー形状に設定することで、前進走行時において、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとの圧入力（＝固定力）が増大する。このとき、圧入力（＝固定力）の増大代は、ファイナルギア７０への入力が大きく、ファイナルギア７０からのスラスト力Fx1が大きくなるほど大きくなる。つまり、前進走行時、テーパー圧入固定部Ｂにおける固定強度は、プレス嵌合による初期設定の固定強度よりさらに強固なものになる。従って、ファイナルギア７０への入力の大きさにかかわらず、ファイナルギア７０がデフケース７１からずれたり分離したりするのを防止することができる。
【００５６】
実施例１では、ファイナルギア７０は、デフケース７１の外周面の一部を覆うよう形成された延設拡張部７０ｄを有する。テーパー圧入内面７０ａは、延設拡張部７０ｄの内周面に有する。テーパー圧入外面７１ａは、デフケース７１のケース本体部７１ｂの外周面のうち、テーパー圧入内面７０ａに符合する領域に有する。
即ち、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａと圧入嵌合していると、デフケース７１の外周面の一部が、ファイナルギア７０の延設拡張部７０ｄにより覆われている一体化状態になる。従って、ファイナルギア７０の延設拡張部７０ｄが、デフケース７１の外周面を補強する補強部材としての機能を発揮し、デフケース７１の耐久強度を向上させることができる。
【００５７】
実施例１では、差動ギア機構Ｇの第１ピニオンギア７３及び第２ピニオンギア７４を支持するピニオンシャフト７２は、ファイナルギア７０に有する延設拡張部７０ｄに開けられた第１ピニオンシャフト穴７０ｅ，７０ｅと、デフケース７１に有するケース本体部７１ｂに開けられた第２ピニオンシャフト穴７１ｅ，７１ｅと、を貫通させて配する。
例えば、衝撃力等の入力に対してファイナルギア７０がデフケース７１から外れるのを防止する構造として、新たに固定ピン等を追加すると部品点数が増大する。これに対し、装置に既存のピニオンシャフト７２を活用し、ファイナルギア７０とデフケース７１との外れ防止対策とすることで、部品点数を増大させることなく、ファイナルギア７０がデフケース７１から外れるのを防止することができる。
【００５８】
実施例１では、ピニオンシャフト７２は、ファイナルギア７０に対し一体に連結固定する。
例えば、ピニオンシャフトの固定として、従来から知られている手法にしたがえば、デフケースに対し一体に固定することになる。しかし、この場合、エンジンから駆動輪へ動力が伝達されるとき、ファイナルギア→デフケース→シャフト固定ピン→ピニオンシャフトを経過する伝達経路になり、伝達動力に打ち勝つデフケースの強度が要求される。これに対し、ピニオンシャフト７２を、ファイナルギア７０に対し一体に固定すると、エンジン１から駆動輪６，６へ動力が伝達されるとき、ファイナルギア７０→シャフト固定ピン７７→ピニオンシャフト７２を経過する伝達経路になり、デフケース７１の強度要求が低くなる。従って、デフケース７１の耐久信頼性を確保しつつ、デフケース７１の軽量化を達成することができる。
【００５９】
次に、効果を説明する。
実施例１におけるディファレンシャルギア装置Ａにあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００６０】
(1) 走行用駆動源（エンジン１）の動力を駆動輪に分配可能な差動ギア機構Ｇを有するディファレンシャルギア装置Ａであって、
走行用駆動源（エンジン１）からの動力が入力されるファイナルギア７０と、ファイナルギア７０に入力された動力を、差動ギア機構Ｇを介して駆動輪６へ出力するデフケース７１と、を備える。
ファイナルギア７０は、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入内面７０ａを有する。
デフケース７１は、出力回転軸OLに対して所定の傾斜角度を持つテーパー形状によるテーパー圧入外面７１ａを有する。
ファイナルギア７０とデフケース７１との固定を、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとの圧入嵌合によるテーパー圧入固定とする。
このため、ファイナルギア７０とデフケース７１との固定に際して、特別な機械が不要なプレス嵌合としながら、強固な圧入固定を達成することができる。
【００６１】
(2) ファイナルギア７０は、終減速機構５に有するギア（リダクションギア５４）との噛み合いにより軸方向のスラスト力Fx1が発生するはすば歯車である。
テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａとのテーパー形状は、前進走行時の噛み合い回転によるスラスト力Fx1の作用方向をテーパー圧入面の開き方向とする形状に設定する。
このため、(1)の効果に加え、ファイナルギア７０への入力の大きさにかかわらず、ファイナルギア７０がデフケース７１からずれたり分離したりするのを防止することができる。
【００６２】
(3) ファイナルギア７０は、デフケース７１の外周面の一部を覆うよう形成された延設拡張部７０ｄを有する。
テーパー圧入内面７０ａは、延設拡張部７０ｄの内周面に有する。
テーパー圧入外面７１ａは、デフケース７１のケース本体部７１ｂの外周面のうち、テーパー圧入内面７０ａに符合する領域に有する。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、ファイナルギア７０の延設拡張部７０ｄが、デフケース７１の外周面を補強する補強部材としての機能を発揮し、デフケース７１の耐久強度を向上させることができる。
【００６３】
(4) 差動ギア機構Ｇのピニオンギア（第１ピニオンギア７３、第２ピニオンギア７４）を支持するピニオンシャフト７２は、ファイナルギア７０に有する延設拡張部７０ｄに開けられた第１ピニオンシャフト穴７０ｅ，７０ｅと、デフケース７１に有するケース本体部７１ｂに開けられた第２ピニオンシャフト穴７１ｅ，７１ｅと、を貫通させて配する。
このため、(3)の効果に加え、部品点数を増大させることなく、ファイナルギア７０がデフケース７１から外れるのを防止することができる。
【００６４】
(5) ピニオンシャフト７２は、ファイナルギア７０に対し一体に連結固定する。
このため、(4)の効果に加え、デフケース７１の耐久信頼性を確保しつつ、デフケース７１の軽量化を達成することができる。
【００６５】
以上、本発明のディファレンシャルギア装置を実施例１に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６６】
実施例１では、テーパー圧入内面７０ａとテーパー圧入外面７１ａの傾斜角度として、例えば、1/20程度のテーパー比になる角度に設定している例を示した。しかし、テーパー圧入内面とテーパー圧入外面の傾斜角度としては、1/20のテーパー比になる角度以外の適宜の角度に設定しても良く、特に、テーパー形状の傾斜角度は問わない。
【００６７】
実施例１では、ファイナルギア７０として、ギア部７０ｂと、ギアフランジ部７０ｃと、延設拡張部７０ｄとを有して構成され、延設拡張部７０ｄの内周面にテーパー圧入内面７０ａを有する例を示した。しかし、ファイナルギアとしては、ギア部と、ギアフランジ部とを有して構成され、ギアフランジ部の内周面にテーパー圧入内面を有するような例であっても良い。
【００６８】
実施例１では、デフケース７１として、ケース本体部７１ｂと、円筒ボス部７１ｃ，７１ｃと、開口部７１ｄ，７１ｄとを有して構成され、ケース本体部７１ｂの外周面の一部にテーパー圧入外面７１ａを有する例を示した。しかし、デフケースとしては、ケース本体部と、フランジ部とを有して構成され、フランジ部の外周面にテーパー圧入外面を有するような例であっても良い。
【００６９】
実施例１では、ファイナルギア７０とデフケース７１との外れ防止機構として、ピニオンシャフト７２を活用した例を示した。しかし、ファイナルギアとデフケースとの外れ防止機構としては、ピニオンシャフトとは別に、外れ防止ピンや外れ防止ボルト等を設けるような例としても良い。
【００７０】
実施例１では、差動ギア機構Ｇとして、デフケース７１の内部空間に噛み合い状態で配された第１ピニオンギア７３、第２ピニオンギア７４、第１サイドギア７５、第２サイドギア７６により構成される例を示した。しかし、差動ギア機構としては、ピニオンギアの数を増やしたり、ギア噛み合い角度を異ならせたりする等の他の種類のギア機構により構成される例としても良い。
【００７１】
実施例１では、本発明のディファレンシャルギア装置を、ベルト式無段変速機を搭載したエンジン車の駆動系に適用する例を示した。しかし、本発明のディファレンシャルギア装置は、手動変速機や複数の変速段を有する自動変速機等を搭載した車両に適用することができる。さらに、車両としても、エンジン車に限らず、ハイブリッド車や電気自動車等に対しても適用できる。
【符号の説明】
【００７２】
１  エンジン（走行用駆動源）
６  駆動輪
Ａ  ディファレンシャルギア装置
７０  ファイナルギア
７０ａ  テーパー圧入内面
７０ｂ  ギア部
７０ｃ  ギアフランジ部
７０ｄ  延設拡張部
７１  デフケース
７１ａ  テーパー圧入外面
７１ｂ  ケース本体部
７１ｃ  円筒ボス部
７１ｄ  開口部
７２  ピニオンシャフト
７３  第１ピニオンギア（差動ギア機構Ｇ）
７４  第２ピニオンギア（差動ギア機構Ｇ）
７５  第１サイドギア（差動ギア機構Ｇ）
７６  第２サイドギア（差動ギア機構Ｇ）
７７  シャフト固定ピン
OL  出力回転軸
【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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