(57)【要約】      （修正有）【課題】フェースギアにおいて、エッジ状部分の形成を防止し、耐久性を向上することができるフェースギアと、これを用いたデファレンシャル装置の提供を目的とする。【解決手段】一対の出力側サイドギヤ１，３にフェースギヤ１，３を用いたデファレンシャル装置において、このフェースギヤ１，３の回転中心から径方向外側に掛けての歯丈Ｈを連続的に低くすることにより、歯末頂面７に回転方向幅Ｗの増大部１０５を設けたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心から径方向外側に掛けて歯丈を連続的に低くすることにより、歯末頂面に回転方向幅の増大部を設けたことを特徴とするフェースギア。
【請求項２】
請求項１記載のフェースギアであって、
前記増大部は、回転中心から径方向外側に掛けて前記回転方向幅が一定幅の部分を有することを特徴とするフェースギア。
【請求項３】
請求項１又は２記載のフェースギアであって、
前記増大部を、曲面にしたことを特徴とするフェースギア。
【請求項４】
請求項１記載のフェースギアであって、
前記増大部は、フェースギアのピッチ線から径方向外側に掛けて形成されていることを特徴とするフェースギア。
【請求項５】
原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースと共に公転するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合って前記駆動力を車輪側に伝達する一対の出力側サイドギアとを有し、
前記一対の出力側サイドギアが、請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたフェースギアであることを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェースギア及びこれを用いたデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に面歯車伝動装置が記載されている。
【０００３】
面歯車（フェースギア）には、相手側ギアであるピニオンギアを軸方向に正確に位置決めする必要がない上に、例えば、ベベルギア（傘歯車）を用いた装置と較べて、装置を軸方向にコンパクトにできるなどの利点がある。
【０００４】
フェースギアの場合、ピニオンギアと等速回転する部分以外ではピニオンギアとの間で回転速度差による摩擦が生じ、これを軽減するために各歯の圧力角αを歯幅方向に亘って変える必要があり、上記文献には、フェースギアの径方向最内側部分で圧力角αを最小（α＝０°）にし、径方向最外側部分で最大（α＝４０°）にした例が記載されている。
【０００５】
しかし、このように圧力角αを歯幅方向で変えると、フェースギアの歯丈を、径方向最内側部分または径方向最外側部分での最低歯丈に合わせる必要が生じ、歯丈を歯幅方向で一定に形成する場合は、フェースギアの歯丈が低くなって各歯の有効部分が小さくなり、伝達可能な動力（動力伝達容量）が小さくなる。
【０００６】
上記文献は、歯幅方向で歯丈を一定にせずに、径方向最外側部分から径方向の中間部分にかけて歯丈を高くすることにより動力伝達容量を大きくすること提案している。
【特許文献１】特開昭６２−１５１６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、圧力角αを大きくするとその部分で各歯の先端（歯末）の回転方向幅が狭くなってエッジ状になり、フェースギアを形成する際に歯のエッジ状部分で応力が集中して耐久性が低下し、また、フェースギアを硬化熱処理する際にはエッジ状部分に割れが生じる恐れがある。
【０００８】
そこで、この発明は、フェースギアのエッジ状部分の形成を防止し、フェースギアの耐久性を向上することができるフェースギアとこれを用いたデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１のフェースギアは、回転中心から径方向外側に掛けて歯丈を連続的に低くすることにより、歯末頂面に回転方向幅の増大部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１記載のフェースギアであって、前記増大部は、回転中心から径方向外側に掛けて前記回転方向幅が一定幅の部分を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のフェースギアであって、前記増大部を、曲面にしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１記載のフェースギアであって、前記増大部は、フェースギアのピッチ線から径方向外側に掛けて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースと共に公転するピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合って前記駆動力を車輪側に伝達する一対の出力側サイドギアとを有し、前記一対の出力側サイドギアが、請求項１乃至４のいずれか１項に記載されたフェースギアであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１のフェースギアは、回転中心から径方向外側に掛けて歯丈を連続的に低くすることにより、歯末頂面に回転方向幅の増大部を形成している。
【００１５】
フェースギアの歯丈を回転中心から径方向外側に向かって低くしていけば、歯厚の厚い部分がトップランドになり、回転方向幅の増大部を形成することができ、歯末にエッジ状部分が形成されることを防止できる。
【００１６】
従って、フェースギアを形成する際はエッジ状部分への応力集中が防止されてフェースギアの耐久性を向上することができると共に、エッジ状部分が形成されないから硬化熱処理に際して割れが生じることがなくなる。
【００１７】
請求項２のフェースギアは、増大部が回転中心から径方向外側に掛けて回転方向幅が一定幅の部分を有するので、トップランドの回転方向幅が狭くなることがなく、歯末にエッジ状部分が形成されることを防止できる。
【００１８】
請求項３のフェースギアは、増大部を曲面で構成したことにより、相手側ギアとの間で局部的な強い歯当たりが防止され、異音や振動や異常摩耗が防止される。  請求項４のフェースギアは、増大部がフェースギアのピッチ線から径方向外側に掛けて形成されているので、歯丈を低くする範囲が狭く、噛み合い効率を高く保つことができる。
【００１９】
請求項５のデファレンシャル装置は、上記の理由によって必要な動力伝達容量が得られる上に、上記のように低コストのフェースギアをサイドギアに用いたことによって低コストに構成することができる上に、ギアでの異音や振動や異常摩耗が防止され、耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜一実施例＞
図１と図２によってサイドギア１，３（フェースギア）及びこれらを用いたデファレンシャル装置５（本発明の一実施例）の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はデファレンシャル装置１が用いられた４輪駆動車及び図１での左右の方向である。
【００２１】
［サイドギア１，３とデファレンシャル装置５の特徴］
サイドギア１，３（フェースギア）は、回転中心から径方向外側に掛けて歯丈Ｈを連続的に低くすることにより、トップランド７（歯末頂面）に歯幅Ｗ（回転方向幅）の増大部１０５を設けたことを特徴とする。
【００２２】
デファレンシャル装置５は、エンジン（原動機）の駆動力を受けて回転するデフケース９と、デフケース９と共に公転するピニオンギア１１と、ピニオンギア１１と噛み合って前記駆動力を車輪側に伝達する一対の出力側サイドギア１，３とを有することを特徴とする。
【００２３】
［デファレンシャル装置５の構成］
デファレンシャル装置５はオイル溜りが設けられたデフキャリヤに収容されており、上記のサイドギア１，３とデフケース９とピニオンギア１１と、ピニオンシャフト１３などから構成されている。
【００２４】
デフケース９は、カバー１５とケーシング本体１７とをボルト１９で固定して形成され、各ボス部２１，２３をベアリングによってデフキャリヤに支持され、各フランジ部２５，２７にボルト止めされたリングギアから入力するエンジンの駆動力によって回転駆動される。
【００２５】
サイドギア１，３は各ボス部２９，３１をカバー１５とケーシング本体１７の各支持部３３，３５で支持され、各スプライン部３７，３９に連結されたドライブシャフトを介して車輪側に連結されており、サイドギア１，３とカバー１５及びケーシング本体１７との間にはサイドギア１，３の噛み合い反力を受けるワッシャ４０が配置されている。このワッシャ４０には、回転軸心側から径方向外側に向かうように放射状のオイル溝４２が形成されている。また、ピニオンギア１１は平歯車であり、ピニオンシャフト１３に支持されてサイドギア１，３と噛み合っている。ケーシング本体１７には各ピニオンギア１１の遠心力を受ける球面部４１が形成されており、ピニオンシャフト１３はケーシング本体１７の貫通孔４３を貫通して組み付けられ、ピン４５で抜け止めされている。
【００２６】
また、ケーシング本体１７には、上記球面部４１にピニオンギア１１の回転軸心側から径方向外側（図１ではデフケース９の回転軸線方向）に向かう放射状のオイル溝４７，４９と、各オイル溝４７，４９と連通しサイドギア１，３とピニオンギア１１との噛み合い部と対向するオイル溜り５１，５３が設けられ、カバー１５とケーシング本体１７には各オイル溜り５１，５３と連通する径方向のオイル溝５５，５７が設けられ、オイル溝５５，５７は各ボス部２１，２３の内周に開口している。また、各ボス部２１，２３には、内周に螺旋状のオイル溝５９，６１と、オイル溝５９，６１と外部とを連通するオイル流路６３，６５が設けられ、ピニオンシャフト１３と各ピニオンギア１１との間にはオイル溝６７が設けられている。
【００２７】
デフキャリヤのオイルはデフケース９の回転に伴う螺旋状オイル溝５９，６１のポンプ作用によって内部に吸引され、その圧力によってドライブシャフトとボス部２１，２３の内周及びサイドギア１，３のスプライン部３７，３９との間を通り、更に、遠心力を受けてサイドギア１，３とピニオンギア１１との噛み合い部及びピニオンシャフト１３とピニオンギア１１間のオイル溝６７を通ってこれらを潤滑した後、ギア１，３とギア１１の噛み合いによる圧力を受け、球面部４１のオイル溝４７，４９とオイル溜り５１，５３とオイル溝５５，５７を介してワッシャ４０，４０を潤滑し、オイル溝５５，５７からボス部２１，２３の内周に戻り、このような循環を繰り返して各潤滑部の潤滑・冷却を行い、特にサイドギア１，３とピニオンギア１１との噛み合い部を充分に潤滑する。
【００２８】
図２のように、デフケース９を回転させるエンジンの駆動力はピニオンシャフト１３とピニオンギア１１からサイドギア１，３とドライブシャフトとを介して左右の車輪に伝達される。この伝達は、噛み合い線（ピッチ線）１０３上でピニオンギア１１とサイドギア１，３とが噛み合うことにより行われる。このサイドギア１，３のトップランド７は、歯幅Ｗを一定にして径方向外側に掛けて歯丈Ｈが連続的に低くなっている。なお、実施例のように歯幅Ｗは必ずしも一定歯幅Ｗにしなくとも良く、ピッチ線側で所定幅Ｗ１として径方向外側に向かって歯丈を低くし連続的、又は段階的に狭くなる歯幅Ｗ２，Ｗ３としても良く、この場合のＷ１，Ｗ２，Ｗ３の所定幅の関係は外径側にいくに従って、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３となる。この場合にも、本願の効果を共することができる。
【００２９】
図３のように、サイドギア１，３はトップランドの回転中心側の部分１０１は歯型計算による基準歯型の歯丈とする歯丈Ｈにし、噛み合い線１０３を起点にして径方向外側に掛けて歯丈Ｈを連続的に低くし、増大部１０５を設けている。この増大部１０５は、回転中心から径方向外側に掛けて歯幅Ｗが一定幅となっている。また、図３（ｂ）に示すサイドギア１，３では、増大部１０５の傾斜面を直線的に形成しており、図３（ｃ）に示すサイドギア１，３では、増大部１０５の傾斜面を曲面にしている。なお、図３において、破線１０７は歯丈Ｈを低くしない従来のフェースギアの形状を示している。サイドギア１，３は、このように歯幅Ｗの増大部１０５を設けたことによって、エッジ状部分の形成を防止しながら、上記のようなエンジンの駆動力を伝達するに必要な動力伝達容量を得ている。
【００３０】
なお、サイドギア１，３は、必要に応じて歯丈Ｈを低くする起点をトップランド７の径方向最内側部１０９に設定し、トップランド７の全体に亘り径方向外側に掛けて歯丈Ｈを低くしてもよい。また、トップランド７の幅である歯幅Ｗは、例えば、硬化熱処理の硬化層深さとの関係を考慮し、また、鍛造加工する場合にはワーク材の塑性流動性、鍛造型の型寿命を考慮することになるが、０＜Ｗ＜１×ｍ（ｍ：モジュール）の範囲で設定されることが望ましい。
【００３１】
［サイドギア１，３及びデファレンシャル装置５の効果］
サイドギア１，３は次のような効果が得られる。
【００３２】
歯幅Ｗが狭くなる径方向外側に掛けて歯丈Ｈを連続的に低くしトップランド７に増大部１０５を設けたことにより、歯末にエッジ状部分が形成されることを防止したので、エッジ状部分による応力集中が防止されてフェースギアの耐久性が向上する。また、歯型形成の一手段として、鍛造型を用いる場合には鍛造型の歯底形状がエッジ状にならずに済むので鍛造型の寿命が長くなると共に、フェースギアの歯末頂面にエッジ状部分が形成されないからフェースギアの硬化熱処理に際してサイドギア１，３に割れが生じることがなくなり、歩留まりが大きく改善され、それだけ製造コストが低減される。
【００３３】
また、増大部１０５を曲面で構成することにより、ピニオンギア１１との間で強い歯当たりが防止され、異音や振動や異常摩耗が防止される。
【００３４】
また、本発明はエッジ状部分の形成を防止する範囲で歯丈Ｈを低くするものであって、サイドギア１，３の有効歯車（許容荷重）は損なわれず、ピニオンギア１１との噛み合い効率に影響を与えない。さらに、サイドギア１，３は径方向の噛み合い線１０３を起点にして歯丈Ｈを低くしており、歯丈Ｈを低くする範囲が狭いから、噛み合い効率がそれだけ高く保たれる。
【００３５】
デファレンシャル装置５は、上記の理由により、必要な動力伝達容量が得られ、低コストなサイドギア１，３を用いたことによってそれだけ低コストに構成できる上に、ギア１，３，１１での異音や振動や異常摩耗が防止され、耐久性が向上する。
【００３６】
また、フェースギアの特質により、ピニオンギア１１をサイドギア１，３に対して軸方向に正確に位置決めする必要がなく、それだけ組付けが容易でコストを低減できる上に、デファレンシャル装置５の軸方向にコンパクトになって車載性が向上する。
【００３７】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明のフェースギアは、デファレンシャル装置以外にも、ギア伝動機構を用いる動力断続装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】一実施例のサイドギア（フェースギア）及びこれを用いたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図２】一実施例のサイドギア、ピニオンギア及びピニオンシャフトを示す斜視図である。
【図３】（ａ）一実施例のサイドギアのトップランドを示す正面図である。（ｂ）一実施例のサイドギアのトップランドを示す側面図である。（ｃ）他実施例のサイドギアのトップランドを示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，３  サイドギア（フェースギア）
５  デファレンシャル装置
７  トップランド（歯末頂面）
９  デフケース
１１  ピニオンギア
１３  ピニオンシャフト
１０５  増大部
Ｈ  歯丈
Ｗ  歯幅（回転方向幅）
【図１】
2008095724.tif 000003
【図２】
2008095724.tif 000004
【図３】
2008095724.tif 000005