(57)【要約】【課題】ピニオンワッシャのケース側接触面の回動を抑制し、デファレンシャルケースの摩耗を抑制する。【解決手段】本明細書によって開示されるデファレンシャル装置１０は、車両に搭載されるデファレンシャル装置１０であって、内接面を有するデファレンシャルケース２０と、内接面と交差する配置でデファレンシャルケース２０に固定された丸棒状のピニオンシャフト４０と、ピニオンシャフト４０と交差する外接面を有し、外接面が内接面に対して同軸をなす位置に配されたピニオンギア５１、５２と、デファレンシャルケース２０の内接面に接触するケース側接触面６３、およびピニオンギア５１、５２の外接面に接触するギア側接触面６４を有し、ケース側接触面６３と内接面の接触面積がギア側接触面６４と外接面の接触面積よりも大きいピニオンワッシャ６１とを備えた構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されるデファレンシャル装置であって、
内接面を有するデファレンシャルケースと、
前記内接面と交差する配置で前記デファレンシャルケースに固定された丸棒状のピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトと交差する外接面を有し、前記外接面が前記内接面に対して同軸をなす位置に配されたピニオンギアと、
前記デファレンシャルケースの前記内接面に接触するケース側接触面、および前記ピニオンギアの前記外接面に接触するギア側接触面を有し、前記ケース側接触面と前記内接面の接触面積が前記ギア側接触面と前記外接面の接触面積よりも大きいピニオンワッシャとを備えたデファレンシャル装置。
【請求項２】
前記ピニオンワッシャは、前記ピニオンシャフトを挿通させるワッシャ側挿通孔を有し、前記ワッシャ側挿通孔を中心として円環状をなすワッシャ本体部と、前記ワッシャ本体部の外周縁から径方向外側に張り出すとともに前記ワッシャ本体部よりも薄いワッシャ周縁部とを備えて構成され、
前記ケース側接触面は、前記ワッシャ本体部の外面と前記ワッシャ周縁部の外面との双方によって構成され、前記ギア側接触面は、前記ワッシャ本体部の内面によって構成される請求項１に記載のデファレンシャル装置。
【請求項３】
前記ワッシャ周縁部の外面は、前記ワッシャ本体部の外面よりも表面粗さが大きい請求項２に記載のデファレンシャル装置。
【請求項４】
前記ギア側接触面には、複数の凹部が設けられている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書によって開示される技術は、デファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されるデファレンシャル装置として、例えば特開２００５−２４０３４号公報（下記特許文献１）に記載のものが知られている。デファレンシャル装置は、デファレンシャルケース内にデファレンシャルギアを収容したものであり、デファレンシャルギアは、左右一対のサイドギアと、両サイドギア間に配設された複数の差動ピニオンとを備えて構成されている。差動ピニオンは、デファレンシャルケースに設けたピニオンシャフトに対して回転自在に装着してある。また、デファレンシャルケースと差動ピニオンの間には、球面状のピニオンワッシャが介装してある。これにより、差動ピニオンとデファレンシャルケースが接触する事態を抑制でき、差動ピニオンの回動によってデファレンシャルケースが摩耗する事態を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４０３４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、上記のデファレンシャル装置では、ピニオンシャフトが丸棒状をなし、ピニオンシャフトに装着されるピニオンワッシャの挿通孔が円形状をなしているため、差動ピニオンの回動に伴ってピニオンワッシャが回動可能とされている。これでは、ピニオンワッシャがデファレンシャルケースに対して摺動した場合に、デファレンシャルケースがピニオンワッシャによって摩耗する事態が懸念される。
【０００５】
この対策として、ピニオンワッシャの挿通孔を非円形状とし、この挿通孔に挿通されるピニオンシャフトの断面形状を挿通孔の形状に倣う非円形状とすることで、ピニオンシャフトに対してピニオンワッシャを回り止めする固定構造が考えられる。その場合、ピニオンシャフトは、差動ピニオンの回動軸を構成する部材でもあるから、差動ピニオンとの摩擦を低減するためには外周面を研磨する必要があるものの、ピニオンシャフトの断面形状を非円形状にしてしまうと、特殊な研磨作業が必要になり、生産性が悪化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書によって開示されるデファレンシャル装置は、車両に搭載されるデファレンシャル装置であって、内接面を有するデファレンシャルケースと、前記内接面と交差する配置で前記デファレンシャルケースに固定された丸棒状のピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトと交差する外接面を有し、前記外接面が前記内接面に対して同軸をなす位置に配されたピニオンギアと、前記デファレンシャルケースの前記内接面に接触するケース側接触面、および前記ピニオンギアの前記外接面に接触するギア側接触面を有し、前記ケース側接触面と前記内接面の接触面積が前記ギア側接触面と前記外接面の接触面積よりも大きいピニオンワッシャとを備えた構成とした。
【０００７】
通常、デファレンシャル装置が回転する遠心力や、ピニオンギアに噛み合っているサイドギアにより、ピニオンワッシャは、デファレンシャルケース側に加圧されている。その場合、ピニオンワッシャからデファレンシャルケース側にかかる圧力によって、ケース側接触面とデファレンシャルケースの内接面との間、およびギア側接触面とピニオンギアの外接面との間に摩擦抵抗が発生する。このとき、ケース側接触面と内接面の接触面積がギア側接触面と外接面の接触面積よりも大きいため、ギア側接触面側に比較してケース側接触面側の摩擦抵抗を大きくすることができる。
【０００８】
したがって、ピニオンギアが回動した際に、ピニオンワッシャのケース側接触面の回動を抑制し、デファレンシャルケースが摩耗する事態を抑制することができる。また、ピニオンシャフトが丸棒状とされているため、外周面の研磨作業を容易に行うことができ、生産性の向上が見込める。
【０００９】
本明細書によって開示されるデファレンシャル装置は、以下の構成としてもよい。
前記ピニオンワッシャは、前記ピニオンシャフトを挿通させるワッシャ側挿通孔を有し、前記ワッシャ側挿通孔を中心として円環状をなすワッシャ本体部と、前記ワッシャ本体部の外周縁から径方向外側に張り出すとともに前記ワッシャ本体部よりも薄いワッシャ周縁部とを備えて構成され、前記ケース側接触面は、前記ワッシャ本体部の外面と前記ワッシャ周縁部の外面との双方によって構成され、前記ギア側接触面は、前記ワッシャ本体部の内面によって構成される。
このようにすると、ワッシャ周縁部を設けることによって、デファレンシャルケースの内接面との接触面積をピニオンギアの外接面との接触面積よりも大きくすることができる。
【００１０】
前記ワッシャ周縁部の外面は、前記ワッシャ本体部の外面よりも表面粗さが大きい構成としてもよい。
このような構成によると、ケース側接触面とデファレンシャルケースの内接面との間に発生する摩擦抵抗をより大きくすることができる。
【００１１】
前記ギア側接触面には、複数の凹部が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、凹部にオイルを貯留させた状態にすることで、ピニオンギアとピニオンワッシャの界面にオイルを供給しつつ油膜を形成できるため、ギア側接触面側の摩擦抵抗をさらに小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本明細書によって開示されるデファレンシャル装置によれば、ピニオンワッシャのケース側接触面の回動を抑制し、デファレンシャルケースの摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１におけるデファレンシャル装置の内部構造を示した断面図
【図２】ピニオンワッシャのケース側接触面を示した図
【図３】ピニオンワッシャのギア側接触面を示した図
【図４】図３における凹部の位置で切断した断面図
【図５】実施形態２におけるデファレンシャル装置の内部構造を示した断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜実施形態１＞
実施形態１を図１から図４の図面を参照しながら説明する。本実施形態のデファレンシャル装置１０は、自動車などの車両に搭載されるもので、図１に示すように、デファレンシャルケース２０と、リングギア１１と、ピニオンシャフト４０と、一対のピニオンギア５１、５２と、一対のサイドギア１３、１４と、一対のピニオンワッシャ６１、６１とを備えている。デファレンシャルケース２０は、例えば鋳造などによって成形され、収容空間Ｓ１を有する略箱状をなしている。より詳しくは、デファレンシャルケース２０は、図１の紙面貫通方向（ピニオンシャフト４０の軸方向及びドライブシャフト１５、１６の軸方向の双方と直交する方向）の両側が開口された略箱状をなしている。収容空間Ｓ１には、ピニオンシャフト４０、一対のサイドギア１３、１４及び一対のピニオンギア５１、５２が収容されている。
【００１５】
一対のピニオンギア５１、５２は、それぞれピニオンシャフト４０に対して回動可能に取り付けられている。つまり、ピニオンシャフト４０は、ピニオンギア５１、５２の回動軸を構成するものとされる。一対のサイドギア１３、１４は、それぞれ車両の左右方向（図１の左右方向）に間隔を空けて対向配置されている。サイドギア１３、１４にはドライブシャフト１５、１６がそれぞれスプライン嵌合などによって連結されている。また、ドライブシャフト１５、１６は、それぞれデファレンシャルケース２０に形成された一対の貫通孔２０Ａ、２０Ａに挿通されている。
【００１６】
ピニオンシャフト４０は、車両の左右方向（図１の左右方向）と直交する方向に延びており、一対のピニオンギア５１、５２は、ピニオンシャフト４０の長手方向（図１の上下方向）に間隔を空けて対向配置されている。一対のサイドギア１３、１４は、ピニオンギア５１及びピニオンギア５２に対してそれぞれ噛み合っている。一方、デファレンシャルケース２０のフランジ部２０Ｃには、リングギア１１が取り付けられている。リングギア１１にはドライブピニオン１２が噛み合う構成となっている。
【００１７】
車両に搭載されたエンジンの回転がドライブピニオン１２を介してリングギア１１に伝達されることで、リングギア１１が回動する。これにより、デファレンシャルケース２０が左右方向に延びる回転軸を中心として回動し、ドライブシャフト１５、１６がそれぞれ回動する構成となっている。また、車両がカーブを曲がる際には、左右のドライブシャフト１５、１６に作用する負荷の差に起因して一対のピニオンギア５１、５２が回動することで、ドライブシャフト１５、１６の回転数に差が生じる構成となっている。
【００１８】
ピニオンシャフト４０は丸棒状とされ、図２の二点鎖線に示すように、ピニオンシャフト４０の断面形状は真円形状とされている。図１に戻って、デファレンシャルケース２０の収容空間Ｓ１を構成する内壁のうち対向する一対の壁部２１、２２には、一対のピニオンワッシャ６１、６１を収容する一対のワッシャ収容部２１Ａ、２２Ａが凹設されている。各ワッシャ収容部２１Ａ、２２Ａの奥面は、それぞれ内接面２１Ｂ、２２Ｂとされている。一対の内接面２１Ｂ、２２Ｂは、ピニオンワッシャ６１、６１の外面（次述するケース側接触面６３）に面接触可能な曲面形状とされている。
【００１９】
一対のピニオンワッシャ６１、６１は同一形状の板状部材であって、図２に示すように、ワッシャ側挿通孔６２を有する円環状をなしている。また、図１に示すように、ピニオンワッシャ６１は、ワッシャ側挿通孔６２の軸線を中心とした曲面形状をなし、軸方向外側の面であるケース側接触面６３と、軸方向内側の面であるギア側接触面６４とを有している。ピニオンワッシャ６１には、ケース側接触面６３とギア側接触面６４の間を貫通する形態でワッシャ側挿通孔６２が設けられている。
【００２０】
デファレンシャルケース２０の一方の内接面２１Ｂには、ピニオンシャフト４０の一端部が挿通される一方のケース側挿通孔２３が設けられている。一方、デファレンシャルケース２０の他方の内接面２２Ｂには、ピニオンシャフト４０の他端部が挿通される他方のケース側挿通孔２４が設けられている。各ケース側挿通孔２３、２４は、いずれもデファレンシャルケース２０の内外を貫通する形態とされている。
【００２１】
ピニオンシャフト４０の一端部（例えば図１の上側の端部）には、ピニオンシャフト４０の径方向に貫通する形態で貫通孔４１が設けられている。一方、デファレンシャルケース２０において貫通孔４１と対応する箇所には、一方のケース側挿通孔２３と直交する形で貫通孔２０Ｂが設けられている。貫通孔４１及び貫通孔２０Ｂには、固定ピン４２が挿通されている。これにより、ピニオンシャフト４０がデファレンシャルケース２０に対して回転不能に固定されている。
【００２２】
一対のピニオンギア５１、５２のうちピニオンワッシャ６１のケース側接触面６３と接触する側の面は、一対の外接面５１Ｂ、５２Ｂとされている。一対のピニオンギア５１、５２は、それぞれピニオンシャフト４０に対して外挿されている。ピニオンギア５１の外接面５１Ｂとデファレンシャルケース２０の一方の内接面２１Ｂとの間にはピニオンワッシャ６１が介在され、ピニオンギア５２の外接面５２Ｂとデファレンシャルケース２０の他方の内接面２１Ｂとの間にもピニオンワッシャ６１が介在されている。
【００２３】
デファレンシャルケース２０の一方のケース側挿通孔２３とピニオンワッシャ６１のワッシャ側挿通孔６２とピニオンギア５１の貫通孔５１Ａとは同軸に並んで配置されている。同様に、デファレンシャルケース２０の他方のケース側挿通孔２４とピニオンワッシャ６１のワッシャ側挿通孔６２とピニオンギア５２の貫通孔５２Ａとは同軸に並んで配置されている。
【００２４】
ピニオンワッシャ６１の硬度は、例えば、デファレンシャルケース２０の硬度よりも高いものとされる。デファレンシャルケース２０は、例えば、鋳物材とされ、ピニオンシャフト４０は、例えば、合金材とされる。また、ピニオンワッシャ６１は、例えば鋼板とされる。なお、デファレンシャルケース２０、ピニオンシャフト４０、ピニオンワッシャ６１の材質は上述したものに限定されず適宜変更可能である。
【００２５】
さて、ピニオンギア５１は、ピニオンワッシャ６１に対して摺動可能となっており、ピニオンギア５２も、ピニオンワッシャ６１に対して摺動可能となっている。また、ピニオンギア５１の外接面５１Ｂとピニオンワッシャ６１のギア側接触面６４との間、及びピニオンギア５２の外接面５２Ｂとピニオンワッシャ６１のギア側接触面６４との間には、それぞれオイル（潤滑剤）が供給される構成となっている。なお、各ギア側接触面６４、６４の面積は、各ピニオンギア５１、５２の外接面５１Ｂ、５２Ｂの面積とほぼ同じとされている。
【００２６】
しかしながら、ケース側接触面６３と内接面２１Ｂ、２２Ｂの間に生じる摩擦抵抗がギア側接触面６４と外接面５１Ｂ、５２Ｂの間に生じる摩擦抵抗よりも大きいために、各ピニオンワッシャ６１はデファレンシャルケース２０に対して摺動しない、もしくは摺動しにくいものとされている。したがって、ピニオンワッシャ６１の摺動によるデファレンシャルケース２０の摩耗を抑制することができる。
【００２７】
通常、デファレンシャル装置１０が回転する遠心力や、ピニオンギア５１、５２に噛み合っているサイドギア１３、１４により、ピニオンワッシャ６１は、デファレンシャルケース２０側に加圧されている。その場合、ピニオンワッシャ６１からデファレンシャルケース２０側にかかる圧力によって、ケース側接触面６３とデファレンシャルケース２０の内接面２１Ｂ、２２Ｂとの間、およびギア側接触面６４とピニオンギア５１、５２の外接面５１Ｂ、５２Ｂとの間に摩擦抵抗が発生する。このとき、ケース側接触面６３と内接面２１Ｂ、２２Ｂの接触面積がギア側接触面６４と外接面５１Ｂ、５２Ｂの接触面積よりも大きいため、ギア側接触面６４側に比較してケース側接触面６３側の摩擦抵抗を大きくすることができる。
【００２８】
より詳細に説明すると、ピニオンワッシャ６１は、ワッシャ側挿通孔６２を中心として円環状をなすワッシャ本体部６５と、ワッシャ本体部６５の外周縁から径方向外側に張り出すとともにワッシャ本体部よりも薄いワッシャ周縁部６６とを備えて構成されている。ワッシャ周縁部６６の板厚は、ワッシャ本体部６５の板厚の半分程度とされ、ワッシャ周縁部６６の外面とワッシャ本体部６５の外面とは面一をなして連続している。つまり、ケース側接触面６３は、ワッシャ本体部６５の外面とワッシャ周縁部６６の外面との双方によって構成されているのに対して、ギア側接触面６４は、ワッシャ本体部６５の内面のみによって構成されている。したがって、ケース側接触面６３の表面積とワッシャ周縁部６６の外面の表面積との差は、ギア側接触面６４の表面積にほぼ等しいものとされている。このため、ケース側接触面６３とデファレンシャルケース２０の内接面２１Ｂとの間で発生する摩擦抵抗は、ギア側接触面６４とピニオンギア５１の外接面５１Ｂとの間で発生する摩擦抵抗よりも大きくなる。
【００２９】
また、本実施形態では、図２に示すように、ワッシャ周縁部６６の外面に、ワッシャ本体部６５の外面よりも表面粗さが大きい回動防止部６７が設けられている。回動防止部６７は、デファレンシャルケース２０の内接面２１Ｂに食い込むように作用することでピニオンワッシャ６１の回動を防止するように機能する。
【００３０】
さらに、本実施形態では、図３に示すように、ギア側接触面６４に、複数の凹部６８が設けられている。図４に示すように、複数の凹部６８には、オイル６９が貯留されるようになっており、ギア側接触面６４に常時油膜が形成された状態となる。したがって、ギア側接触面６４とピニオンギア５１の外接面５１Ｂとの間に発生する摩擦抵抗が小さくなり、ピニオンギア５１が回動してもピニオンワッシャ６１が連れ回りしないようになっている。これにより、デファレンシャルケース２０の摩耗を抑制することができる。
【００３１】
以上のように本実施形態では、ピニオンギア５１、５２が回動した際に、ピニオンワッシャ６１のケース側接触面６３の回動を抑制し、デファレンシャルケース２０が摩耗する事態を抑制することができる。また、ピニオンシャフト４０が丸棒状とされているため、外周面の研磨作業を容易に行うことができ、生産性の向上が見込める。
【００３２】
ピニオンワッシャ６１は、ピニオンシャフト４０を挿通させるワッシャ側挿通孔６２を有し、ワッシャ側挿通孔６２を中心として円環状をなすワッシャ本体部６５と、ワッシャ本体部６５の外周縁から径方向外側に張り出すとともにワッシャ本体部６５よりも薄いワッシャ周縁部６６とを備えて構成され、ケース側接触面６３は、ワッシャ本体部６５の外面とワッシャ周縁部６６の外面との双方によって構成され、ギア側接触面６４は、ワッシャ本体部６５の内面によって構成される。
このようにすると、ワッシャ周縁部６６を設けることによって、デファレンシャルケース２０の内接面２１Ｂ、２２Ｂとの接触面積をピニオンギア５１、５２の外接面５１Ｂ、５２Ｂとの接触面積よりも大きくすることができる。
【００３３】
ワッシャ周縁部６６の外面は、ワッシャ本体部６５の外面よりも表面粗さが大きい構成としてもよい。
このような構成によると、ケース側接触面６３とデファレンシャルケース２０の内接面２１Ｂ、２２Ｂとの間に発生する摩擦抵抗をより大きくすることができる。
【００３４】
ギア側接触面には、複数の凹部６８が設けられている構成としてもよい。
このような構成によると、凹部６８にオイルを貯留させた状態にすることで、ピニオンギア５１、５２とピニオンワッシャ６１の界面にオイル６９を供給しつつ油膜を形成できるため、ギア側接触面６４側の摩擦抵抗をさらに小さくすることができる。
【００３５】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２を図５の図面を参照しながら説明する。本実施形態のデファレンシャル装置１７は、実施形態１におけるピニオンワッシャ６１の形状を変更したものである。実施形態１のピニオンワッシャ６１と対応する構成については、その説明を省略するものとし、符号の１０の桁の数字を６から７に変更した符号を用いるものとする。
【００３６】
本実施形態のピニオンワッシャ７１は、実施形態１と同様に、ワッシャ本体部７５とワッシャ周縁部７６とを備えて構成され、ワッシャ本体部７５の内面がギア側接触面７４とされている。一方、ワッシャ本体部７５の外面とワッシャ周縁部７６の外面とによってケース側接触面７３が構成されている。
【００３７】
ギア側接触面７４の面積は、ピニオンギア５１、５２の外接面５１Ｂ、５２Ｂの面積よりも小さい。外接面５１Ｂ、５２Ｂの外周縁は、ワッシャ周縁部７６の外周縁とほぼ揃う位置とされ、ワッシャ本体部７５の外周縁よりも径方向外側の位置とされている。また、ピニオンワッシャ７１の形状変更に伴って、ワッシャ収容部２５Ａ、２６Ａは、実施形態１のワッシャ収容部２１Ａ、２２Ａよりも小さいものとされている。各ワッシャ収容部２５Ａ、２６Ａは、デファレンシャルケース２０の各壁部２５、２６に設けられている。
【００３８】
本実施形態によると、ケース側接触面７３、７３と内接面２５Ｂ、２６Ｂの接触面積がギア側接触面７４、７４と外接面５１Ｂ、５２Ｂの接触面積よりも大きいため、ピニオンギア５１、５２が回動した際に、ピニオンワッシャ７１のケース側接触面７３の回動を抑制し、デファレンシャルケース２０が摩耗する事態を抑制することができる。
【００３９】
＜他の実施形態＞
本明細書によって開示される技術は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような種々の態様も含まれる。
（１）実施形態１ではワッシャ周縁部６６の外面に回動防止部６７が設けられたものを例示しているものの、ワッシャ本体部６５の外面に回動防止部を設けてもよい。
【００４０】
（２）実施形態１ではワッシャ周縁部６６を設けることによってケース側接触面６３の面積がギア側接触面６４の面積よりも大きくなるようにしているものの、ギア側接触面６４の中心側（ワッシャ側挿通孔６２の孔縁部）に薄肉部を設けるようにしてもよい。
【００４１】
（３）実施形態１ではギア側接触面６４に複数の凹部６８を設けているものの、凹部６８の代わりに筋状のオイル溝を複数設けてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０、１７…デファレンシャル装置
２０…デファレンシャルケース
２１Ｂ、２５Ｂ…一方の内接面
２２Ｂ、２６Ｂ…他方の内接面
４０…ピニオンシャフト
５１…ピニオンギア
５１Ｂ…外接面
５２…ピニオンギア
５２Ｂ…外接面
６１…ピニオンワッシャ
６２…ワッシャ側挿通孔
６３…ケース側接触面
６４…ギア側接触面
６５…ワッシャ本体部
６６…ワッシャ周縁部
６８…凹部
７１…ピニオンワッシャ
７２…ワッシャ側挿通孔
７３…ケース側接触面
７４…ギア側接触面
７５…ワッシャ本体部
７６…ワッシャ周縁部
【図１】
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【図２】
2018066406.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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