(57)【要約】【課題】デフケースにおけるピニオンギアとの当接面に局部面圧が生じないようにする。【解決手段】デフケース２と、デフケース２内に装着されたピニオンシャフト５と、ピニオンシャフト５で回転可能に軸支され、当接面６ａが球面状に形成されたピニオンギア６と、ピニオンギア６に噛み合うサイドギア７と、を備えた差動装置１において、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向の長さＬ１の中心点Ｃ１と、ピニオンギア６とサイドギア７の歯部６２、７２の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２における中心点Ｃ２とを、軸Ｙの軸方向において一致させた。【選択図】図２
2011174578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デフケースと、
同デフケース内に装着されたシャフトと、
同シャフトに回転可能に軸支され、自身の外側面が球面状に形成されたピニオンギアと、
同ピニオンギアに噛み合うサイドギアと、を備えた差動装置において、
前記ピニオンギアの前記シャフトで支持された部分の前記軸方向の長さの中心点と、
前記ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とを、前記軸方向において一致させたことを特徴とする差動装置におけるデフケースの面圧緩和構造。
【請求項２】
前記ピニオンギアは、前記シャフトで支持された部分が、前記外側面とは反対側に延在されていることを特徴とする請求項１に記載の差動装置におけるデフケースの面圧緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動装置におけるデフケースの面圧緩和構造。
【背景技術】
【０００２】
図３の（ａ）は、従来例にかかる差動装置１００のピニオンギア１０４とサイドギア１０５との噛合部を拡大して示す図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のピニオンギア１０４を、デフケース１０２側から見た図である。
【０００３】
車両用の差動装置１００では、デフケース１０２にファイナルギア１０１を介して回転トルクが入力されて、デフケース１０２が回転軸Ｘ周りに回転すると、デフケース１０２と一体に回転するピニオンシャフト１０３から、ピニオンシャフト１０３で支持されたピニオンギア１０４にトルクが伝達され、さらに、このピニオンギア１０４に伝達されたトルクは、ピニオンギア１０４が噛合するサイドギア１０５に伝達される。
そして、このサイドギア１０５に伝達されたトルクにより、サイドギア１０５と、サイドギア１０５に連結されたアスクルシャフト１０６とが、回転軸Ｘ周りに回転する。
【０００４】
例えば車両が前進走行している場合、図３の（ｂ）に示すように、デフケース１０２は、ファイナルギア１０１から伝達される回転トルクを受けて回転軸Ｘ周りに反時計回り方向に回転し、ピニオンギア１０４は、ピニオンシャフト１０３との接合面から伝達されるトルクを受けて回転軸Ｘ周りに公転し、サイドギア１０５は、ピニオンギア１０４との噛合面から伝達されるトルクを受けて回転軸Ｘ周りに反時計回り方向に自転する。
【０００５】
ここで、ピニオンギア１０４がピニオンシャフト１０３との接合面からトルクを伝達される際に受ける力（押圧力）は、デフケース１０２の回転方向に作用し、ピニオンギア１０４がサイドギア１０５にトルクを伝達する際にサイドギア１０５との噛合面から受ける力（反力）は、デフケース１０２の回転方向とは反対の方向に作用する。
【０００６】
図３の（ａ）に示すように、ピニオンギア１０４がピニオンシャフト１０３との接合面から受ける押圧力は、ピニオンシャフト１０３とピニオンギア１０４との接合長Ｌ１の全長に亘って同じであり、この押圧力の大きさと向きを、ピニオンシャフト１０３の軸（軸心）Ｙを基準に表すと、図３の（ｂ）、（ｃ）に示すように、接合長Ｌ１の中心点Ｃ１を通るベクトルＦ１で表すことができる。
なお、図３の（ａ）では、ベクトルＦ１は、紙面の奥側に向けて延びている。
【０００７】
また、ピニオンギア１０４がサイドギア１０５との噛合面から受ける力（反力）は、図３の（ａ）に示すように、ピニオンギア１０４とサイドギア１０５の噛合面の長さＬ２の全長に亘って同じであるが、この反力の大きさと向きを、軸（軸心）Ｙを基準に表すと、図３の（ｂ）、（ｃ）に示すように、噛合面の長さＬ２の中心点Ｃ２を通るベクトルＦ２で表すことができる。
なお、図３の（ａ）では、ベクトルＦ２は、紙面の手前側に向けて延びている。
【０００８】
従来例にかかる差動装置１００の場合、図３の（ａ）に示すように、ピニオンギア１０４とサイドギア１０５は、それぞれ歯面が軸Ｙに対して傾斜した歯車（ベベルギア）であり、歯面がピニオンシャフト１０３の軸Ｙに対して所定角度傾斜θしている。
そのため、ピニオンシャフト１０３とピニオンギア１０４との接合長Ｌ１の中心点Ｃ１と、ピニオンギア１０４とサイドギア１０５の噛合面の長さＬ２の中心点Ｃ２とが、ピニオンシャフト１０３の軸Ｙの軸方向においてオフセットしており、中心点Ｃ２の方がデフケース１０２の中心側にΔＬだけズレている。
【０００９】
かかる場合、図３の（ｂ）に示すように、デフケース１０２の回転方向に作用する押圧力Ｆ１の方が、ピニオンギア１０４の公転軸である回転軸Ｘから見て、反力Ｆ２よりも外側に作用しているので、ピニオンシャフト１０３からピニオンギア１０４が受ける押圧力（伝達されるトルク）が、ピニオンギア１０４の公転方向に対してモーメントとして働いて、ピニオンギア１０４が軸Ｙに対して傾いてしまう。
例えば、前進走行の場合には、ピニオンギア１０４は、図３の（ｂ）において符号Ｂで囲った部分をデフケース１０２の内周面１０２ａに押しつける方向に傾いてしまう。
【００１０】
この状態で、左右のアスクルシャフト１０６、１０６の差動回転が生じて、ピニオンギア１０４が軸Ｙ周りに回転すると、回転によるスラスト力で、ピニオンギア１０４の当接面１０４ａが、デフケース１０２の曲面状の内周面１０２ａに押し当てられるが、ピニオンギア１０４が軸Ｙに対して傾いていると、図中符号Ｂで囲んだ部分が、デフケース１０２の内周面１０２ａに強く押し当てられて、この部分が受ける面圧が高くなってしまう。
すなわち、デフケース１０２がピニオンギア１０４の当接面１０４ａから受ける面圧の分布が軸Ｙ周りの周方向で不均一となる状態、いわゆる局部面圧が生じてしまう。
【００１１】
この状態でピニオンギア１０４が回転を続けると、焼き付き、かじり、異常摩耗などが発生するおそれがある。
【００１２】
特許文献１には、ピニオンギアが軸Ｙに対して傾くことを阻止して局部面圧を防止するために、ピニオンギアにおいてデフケース側に延出する延出部を設けると共に、デフケースの内側にピニオンギアの延出部を囲む壁部を設けて、この壁部と延出部とでピニオンギアの傾きを防止するようにしたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−１１５１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、特許文献１の場合には、デフケースに加工を施す必要があり製作コストが高くなってしまう。
【００１５】
そこで、より簡単な構成で、デフケースにおけるピニオンギアとの当接面に、局部面圧が生じないようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、デフケースと、同デフケース内に装着されたシャフトと、同シャフトに回転可能に軸支され、自身の外側面が球面状に形成されたピニオンギアと、同ピニオンギアに噛み合うサイドギアと、を備えた差動装置において、ピニオンギアの前記シャフトで支持された部分の前記軸方向の長さの中心点と、ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とを、軸方向において一致させた構成の差動装置における面圧緩和構造とした。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ピニオンギアのピニオンシャフトで支持された部分の軸方向の長さの中心点と、ピニオンギアとサイドギアの噛み合い歯面の長手方向の長さの中心点とが、ピニオンシャフトの軸方向で一致しているので、ピニオンギアがピニオンシャフトから受ける押圧力と、ピニオンギアがサイドギアとの噛み合い歯面から受ける反力とが相殺されて、ピニオンギアを傾けようとする力が生じない。
よって、ピニオンギアの外周面は、均等な力でデフケースに押し当てられることになり、デフケースにおけるピニオンギアとの当接面に、局部面圧が生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態にかかる差動装置の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】従来例にかかる差動装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、実施の形態にかかる差動装置１の断面図である。
図２の（ａ）は、図１の差動装置における一方のピニオンギア６の部分を拡大して示す図であって、延出部６ｂが、図中点線で示す従来のピニオンギアの端部の位置よりも、軸Ｙの軸方向に長さＬ３だけ延出して形成されていることを説明する図である。図２の（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のピニオンギア６をデフケース２側から見た平面図である。
【００２０】
図１に示すように、変速機ケース（図示せず）の下部に設けられたデフハウジング３では、差動装置１のデフケース２が、ベアリング４を介して回転可能に支持されている。
デフケース２の外周にはファイナルギア８が固定されており、このファイナルギア８に回転が入力されると、ファイナルギア８とデフケース２とが、回転軸Ｘ周りに一体に回転する。
【００２１】
デフケース２は、ピニオンシャフト５と、ピニオンギア６と、サイドギア７とを、内部に収納する中空状に形成されており、このデフケース２には、ベアリング４が外周に圧入される円筒状の軸部２２が、左右方向（回転軸Ｘ方向）に延出して設けられている。
左右の軸部２２には、それぞれアスクルシャフト９が軸方向から挿入されており、アスクルシャフト９は、軸部２２で回転可能に支持されている。
【００２２】
デフケース２内において、アスクルシャフト９の先端部９ａは、サイドギア７の貫通孔７１にスプライン嵌合しており、サイドギア７とアスクルシャフト９とが、回転軸Ｘ周りに一体回転可能に連結されている。
【００２３】
デフケース２には、回転軸Ｘに直交する方向に貫通した軸孔２ａ、２ａが、デフケース２の内部空間Ｓを挟んで対称となる位置に設けられている。
軸孔２ａ、２ａは、それぞれ回転軸Ｘに直交する軸Ｙ上に位置しており、ピニオンシャフト５の一端５ａ側および他端５ｂ側が挿入されている。
ピニオンシャフト５の一端５ａ側および他端５ｂ側は、図示しないピンでデフケース２に固定されており、ピニオンシャフト５は、軸Ｙ周りの自転が禁止されている。
ピニオンシャフト５は、デフケース２内において、サイドギア７、７の間に位置しており、軸Ｙに沿って配置されている。
【００２４】
デフケース２内においてピニオンシャフト５には、ピニオンギア６が外挿して回転可能に支持されている。
ピニオンギア６は、軸Ｙの軸方向に間隔を空けて２つ設けられており、ピニオンギア６、６は、互いの歯部６２を対向させた状態で配置されている。また、ピニオンシャフト５においてピニオンギア６は、当該ピニオンギア６の軸心を、ピニオンシャフト５の軸心と一致させて設けられている。
【００２５】
デフケース２内において、回転軸Ｘの軸方向におけるピニオンギア６の両側には、サイドギア７が位置している。
サイドギア７は、互いの歯部７２を対向させた状態で、回転軸Ｘの軸方向に間隔を空けて２つ設けられており、ピニオンギア６とサイドギア７とは、互いの歯部６２、７２を噛合させた状態で組み付けられている。
【００２６】
ここで、実施の形態では、デフケース２は、略球形状を有しており、その内部空間Ｓが限られている。そのため、図２の（ａ）に示すように、外周の歯面が軸Ｙに対して所定角θ傾斜した歯車（ベベルギア）が、ピニオンギア６、サイドギア７として使用されている。
【００２７】
図２に示すように、ピニオンギア６の中央部には、ピニオンシャフト５が貫通する貫通孔６１が設けられており、貫通孔６１の内周面は全周に亘ってピニオンシャフト５に接合支持されている。この貫通孔６１の内周面とピニオンシャフト５の外周面５ｃとが接している部分が、ピニオンギア６とピニオンシャフト５との接合部（ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分）となっている。
ピニオンギア６の外周には、軸Ｙの軸方向から見て貫通孔６１を囲むように歯部６２が設けられている。
【００２８】
ピニオンギア６の回転軸Ｘから離れる方向に位置するデフケース２との対向面には、デフケース２の当接部２１に当接する当接面６ａが設けられている。
当接面６ａは、デフケース２側に突出した略球面形状を有しており、軸Ｙ側が外周側よりもデフケース２側に突出している。
【００２９】
実施の形態では、ピニオンギア６が軸Ｙ周りに自転する際や、デフケース２が回転軸Ｘ周りに回転する際に作用するスラスト力で、ピニオンギア６がデフケース２側に移動するようになっている。
【００３０】
そのため、ピニオンギア６の当接面６ａとデフケース２の当接部２１との間には、ワッシャ１０が位置しており、このワッシャ１０が、ピニオンギア６のスラスト力を受けるようになっている。
ワッシャ１０は、ピニオンシャフト５に外挿して設けられており、ピニオンギア６の当接面６ａの形状に合わせて、球面状を有している。
【００３１】
デフケース２の当接部２１は、軸Ｙの軸方向に沿ってデフケース２の内周面２ｂよりもピニオンギア６側に僅かに突出している。当接部２１のピニオンギア６との対向面である内周面２１ａは、ピニオンギア６から離れる方向に窪んだ球面形状となっており、ピニオンギア６の当接面６ａと整合する形状となっている。
【００３２】
ピニオンギア６の内径側（歯部６２よりも軸Ｙ側）には、回転軸Ｘ側（当接面６ａから離れる方向）に延出した延出部６ｂが設けられており、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向の長さＬ１を確保している。
ここで、延出部６ｂの軸Ｙの軸方向における延出長さＬ３は、延出部６ｂが、歯部６２の内径側の下面６２ａよりも回転軸Ｘ側に位置する長さであって、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向の長さＬ１の、軸Ｙ方向における中心点Ｃ１と、ピニオンギア６とサイドギア７の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２の中心点Ｃ２とが、軸Ｙの軸方向で一致する長さとされている。
【００３３】
実施の形態のピニオンギア６の内径側は、延出部６ｂの分だけ、従来のピニオンギア１０４（図３の（ａ）参照）の内径側よりも、当接面６ａから離れる方向に長くなっている。
なお、図２の（ａ）、（ｂ）においては、延出部６ｂの特定を容易にするために、ピニオンギア６とは異なるハッチングを延出部６ｂに付しているが、ピニオンギア６と延出部６ｂとは一体に形成されている。
【００３４】
図２の（ａ）の場合には、中心点Ｃ２は、中心点Ｃ１を通り、軸Ｙに直交する線分ＩＭ１上に位置しており、中心点Ｃ１と中心点Ｃ２とが、軸Ｙの軸方向で一致している。
デフケース２が回転軸Ｘ周りに回転する際に、ピニオンギア６がピニオンシャフト５から受ける押圧力Ｆ１と、サイドギア７から受ける反力Ｆ２とを相殺して、ピニオンギア６を軸Ｙに対して傾けようとする回転モーメントの発生を防止するためである。
【００３５】
次に、本発明の作用を、車両の前進走行時の場合を例に挙げて説明する。
図１に示すように、図示しない自動変速機の変速機構部から回転トルクがファイナルギア８に入力されると、デフケース２は、回転軸Ｘ周りに図中矢印で示す方向に回転する。
そうすると、デフケース２と一体に回転するピニオンシャフト５から、ピニオンギア６にトルクが伝達されて、ピニオンギア６は回転軸Ｘ周りに公転する。
さらに、このピニオンギア６に伝達されたトルクは、ピニオンギア６が噛合するサイドギア７に伝達されて、サイドギア７は、アスクルシャフト９と共に回転軸Ｘ周りに自転する。
【００３６】
ここで、ピニオンギア６がピニオンシャフト５との接合部からトルクを伝達される際に受ける力（押圧力）の大きさと向きは、軸Ｙを基準に表すと、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向長さＬ１の中心点Ｃ１を通るベクトルＦ１で表すことができる（図２の（ｂ）、（ｃ）参照）。
なお、図２の（ａ）では、ベクトルＦ１は、紙面の奥側に向けて延びている。
【００３７】
また、ピニオンギア６がサイドギア７にトルクを伝達する際に、サイドギア７との噛合面から受ける力（反力）の大きさと向きは、軸Ｙを基準に表すと、ピニオンギア６とサイドギア７の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２の中心点Ｃ２を通るベクトルＦ２で表すことができる（図２の（ｂ）、（ｃ）参照）。
なお、図２の（ａ）では、ベクトルＦ２は、紙面の手前側に向けて延びている。
【００３８】
実施の形態では、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向長さＬ１の中心点Ｃ１と、ピニオンギア６とサイドギア７の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２の中心点Ｃ２とが、軸Ｙの軸方向で一致するように、延出部６ｂの延出長さＬ３（ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向長さＬ１）が設定されている（図２の（ａ）参照）。
【００３９】
そのため、図２の（ｂ）に示すように、押圧力Ｆ１と反力Ｆ２は、軸Ｙの長手方向における同じ位置から互いに反対方向に延びるベクトルＦ１、Ｆ２で表すことができ、押圧力Ｆ１と反力Ｆ２はそれぞれ同じ大きさであるので、ピニオンギア６が受ける押圧力Ｆ１と反力Ｆ２とが相殺されることになり、ピニオンギア６を軸Ｙに対して傾けようとするモーメントが発生しない。
【００４０】
この状態で、左右のアスクルシャフト９、９の差動回転が生じて、ピニオンギア６が軸Ｙ周りに自転する際や、デフケース２の回転軸Ｘ周りに回転する際に作用するスラスト力で、ピニオンギア６の当接面６ａがデフケース２の当接部２１に押し当てられても、ピニオンギア６が軸Ｙに対して傾かないので、デフケース２の当接部２１がピニオンギア６の当接面６ａから受ける面圧の分布が軸Ｙ周りの周方向で不均一となる状態、すなわち局部面圧となることが好適に防止される。
【００４１】
ここで、実施の形態におけるピニオンシャフト５が、発明におけるシャフトに相当し、実施の形態における当接面６ａが、発明における外側面に相当する。
【００４２】
以上の通り、実施の形態では、内周面が球面状であるデフケース２と、デフケース２内に装着されたピニオンシャフト５と、ピニオンシャフト５で回転可能に軸支され、当接面６ａが球面状に形成されたピニオンギア６と、デフケース２内でピニオンギア６に噛み合うサイドギア７と、を備え、ピニオンシャフト５と互いの軸心を一致させて組み付けられたピニオンギア６が、ピニオンシャフト５の軸方向で、デフケース２の当接部２１との対向面である当接面６ａを、当接部２１の内周面２１ａに摺動可能に接合させた差動装置１において、ピニオンギア６を軸Ｙの軸方向に延在させて延出部６ｂを形成し、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向の長さＬ１の中心点Ｃ１と、ピニオンギア６とサイドギア７の歯部６２、７２の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２における中心点Ｃ２とを、軸Ｙの軸方向において一致させた構成とした。
このように構成すると、ピニオンギア６がピニオンシャフト５から受ける押圧力Ｆ１の入力位置と、ピニオンギア６がサイドギア７との噛み合い歯面から受ける反力Ｆ２の入力位置とが、軸Ｙの軸方向で一致しており、押圧力Ｆ１と反力Ｆ２とが相殺される位置関係にあるので、ピニオンギア６を傾けようとする力が生じない。
よって、ピニオンギア６の当接面６ａが、デフケース２の当接部２１の内周面２１ａに、軸Ｙ周りの全周に亘って略均等な力で押しつけられるので、デフケース２における当接部２１の内周面２１ａに作用する局部面圧を緩和、または局部面を生じないようにすることができる。
これにより、アスクルシャフト９の差動回転によりピニオンギア６が軸Ｙ周りに回転し、ピニオンギア６の当接面６ａが、回転によるスラスト力でデフケース２の当接部２１に向けて押しつられた際に、局部面圧に起因する当接部２１の焼き付き、かじり、そして異常摩耗などを、好適に防止できるようになる。
また、デフケース２側の球面状の受け部である当接部２１が受けるフリクションが軽減されると共に、デフケースの摩耗劣化を抑えることができる。
【００４３】
さらにピニオンギア６では、歯部６２の形成されていない内径側のピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分である内径側が、軸Ｙ周りの全周に亘って、軸Ｙの軸方向でデフケース２の当接部２１とは反対側に延在されている構成とした。
これにより、デフケース２の大きさが、ピニオンシャフト５の軸方向（軸Ｙの方向）に拡大することを好適に防止できる。
【００４４】
特に、延出部６ｂは、ピニオンギア６と一体に形成されているので、延出部６ｂを設けるために製作コストが増大することがない。
【００４５】
前記した実施の形態では、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分の軸方向の長さＬ１の中心点Ｃ１と、ピニオンギア６とサイドギア７の歯部６２、７２の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２における中心点Ｃ２とを、軸Ｙの軸方向において一致させるために、ピニオンギア６のピニオンシャフト５で支持された部分である内径側を、デフケース２の当接部２１とは反対側に延在させて延出部６ｂを形成した場合を例に挙げて説明をした。
本発明は、この態様に限定されるものではなく、例えば図３の（ａ）においてピニオンギア１０４とサイドギア１０５の歯部の噛み合い歯面の長手方向の長さを延ばして、ピニオンギア１０４とサイドギア１０５の歯部の噛み合い歯面の長手方向の長さＬ２における中心点Ｃ２が、中心点Ｃ１と一致するようにしても良い。
このように、前記実施の形態のように中心点Ｃ１の位置を、軸Ｙの軸方向で中心点Ｃ２側に移動させる場合だけではなく、中心点Ｃ２の位置を中心点Ｃ１側に移動させることで、中心点Ｃ１と中心点Ｃ２の位置を軸Ｙの軸方向において一致させることによっても、前記した実施の形態の場合と同様の作用、効果が奏されることになる。
【符号の説明】
【００４６】
１      差動装置
２      デフケース
２１    当接部
２１ａ  内周面
２２    軸部
３      デフハウジング
４      ベアリング
５      ピニオンシャフト
６      ピニオンギア
６ａ    当接面
６１    貫通孔
６２    歯部
７      サイドギア
７１    貫通孔
７２    歯部
８      ファイナルギア
９      アスクルシャフト
１０    ワッシャ
Ｃ１    中心点
Ｃ２    中心点
Ｆ１    押圧力
Ｆ２    反力
Ｓ      内部空間
Ｘ      回転軸
【図１】
2011174578.tif 000003
【図２】
2011174578.tif 000004
【図３】
2011174578.tif 000005