(57)【要約】車両用差動装置１は、１対のサイドギヤ９とこれらサイドギヤ９に噛み合う３つのピニオン１０を備えた差動ギヤ機構２と、差動ギヤ機構２を収容する一体構造のギヤケース３であって、駆動軸８の軸心周りに周方向３等分位置に位置する３つのピニオン１０を夫々枢支する３つの枢支壁部１４と、これら枢支壁部１４の間に形成された３つの開口窓２０，２１，２２を有するギヤケース３とを備え、各枢支壁部１４の内面にピニオン１０を受けるピニオン座面２７が形成され、各ピニオン座面２７にピニオン１０が直接接触するように、差動ギヤ機構２が組み込まれている。ピニオン座面２７の表面には、高周波焼入れ、研磨加工、ショット加工、溶射被膜形成加工が施されている。
2004036088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンからの回転駆動力を駆動軸を介して駆動輪に伝達する車両用差動装置において、
１対のサイドギヤとこれらサイドギヤに噛み合う３つのピニオンを備えた差動ギヤ機構と、
前記差動ギヤ機構を収容する一体構造のギヤケースであって、前記駆動軸の軸心周りに周方向３等分位置に位置する３つのピニオンを夫々枢支する３つの枢支壁部と、これら枢支壁部の間に形成された３つの開口窓を有するギヤケースとを備え、
前記各枢支壁部の内面にピニオンを受けるピニオン座面が形成され、
前記各ピニオン座面にピニオンが直接接触するように、差動ギヤ機構が組み込まれたことを特徴とする車両用差動装置。
【請求項２】
前記ピニオン座面は、高周波焼入れ処理により高い硬度に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項の車両用差動装置。
【請求項３】
前記ピニオン座面は、研磨加工により平滑な表面に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項の車両用差動装置。
【請求項４】
前記ピニオン座面は、ショット加工により形成した多数の微細な油溜を有することを特徴とする請求の範囲第１項の車両用差動装置。
【請求項５】
前記ピニオン座面は、高い硬度の溶射被膜を有することを特徴とする請求の範囲第１項の車両用差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、車両用差動装置に関し、特にピニオンスラストワッシャを省略し、ピニオンがピニオン座面に直接接触するギヤケースを有する車両用差動装置に関する。
【背景技術】  車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力を駆動軸を介して駆動輪に伝達する装置であって、旋回走行時などの内外の駆動輪の差動を許容する機能を有する。
図７，図８に示すように、以前、本願出願人が出願した３ピニオン形式の車両用差動装置４０は、左右１対のサイドギヤ４１とこれらサイドギヤ４１に噛み合う３つのピニオン４２などを含む差動ギヤ機構４３と、この差動ギヤ機構４３を収容するギヤケース４４と、ギヤケース４４を収容するデフケース４５などを有する。
ギヤケース４４の内面には、サイドギヤ４１を受けるための左右１対のサイドギヤ座面４６と、ピニオン４２を受けるための駆動軸４７の軸心の周りに周方向３等分位置に３つのピニオン座面４８が形成されている。
車両用差動装置４０にエンジンからの回転駆動力が伝達されると、ギヤケース４４とピニオン４２が駆動軸４７の軸心の周りを回転し、その回転に伴い、サイドギヤ４１はサイドギヤ座面４６と駆動軸４７の軸心の周りを回転する。更に、車両が旋回している際には、各ピニオン４２はピニオン座面４７で自転する。
それゆえ、焼付けを防止するために、サイドギヤ４１とピニオン４２は夫々の座面４６，４８は直接接触させて装着されるのではなく、サイドギヤ４１とサイドギヤ座面４６の間にはサイドギヤスラストワッシャー４９が装着され、ピニオン４２とピニオン座面４８との間にはピニオンスラストワッシャー５０が装着されている。
しかし、ピニオンスラストワッシャー５０を装着することは、部品点数の増加により製造コストが増大し、差動ギヤ機構４３をギヤケース４４に組み込む組立て工程の複雑化による組立て作業時間も増大する。
本発明の目的は、ピニオンスラストワッシャーを省略可能なピニオン座面を有するギヤケースを備えた車両用差動装置を提供することである。
【発明の開示】
本発明の車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力を駆動軸を介して駆動輪に伝達する車両用差動装置において、１対のサイドギヤとこれらサイドギヤに噛み合う３つのピニオンを備えた差動ギヤ機構と、前記差動ギヤ機構を収容する一体構造のギヤケースであって、前記駆動軸の軸心周りに周方向３等分位置に位置する３つのピニオンを夫々枢支する３つの枢支壁部と、これら枢支壁部の間に形成された３つの開口窓を有するギヤケースとを備え、前記各枢支壁部の内面にピニオンを受けるピニオン座面が形成され、前記各ピニオン座面にピニオンが直接接触するように、差動ギヤ機構が組み込まれたことを特徴とするものである。
この車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力がギヤケースに伝達されると、駆動軸の軸心を回転中心としてギヤケースが回転し、そのギヤケースの回転と共に、ピニオンが駆動軸の軸心の周りを回転するが、車両が旋回している際には、ギヤケースの枢支壁部の内面に形成された部分球面状のピニオン座面に受けられたピニオンが自転する。
この車両用差動装置においては、３つのピニオンを備えているため、ピニオンの負荷を低減でき、耐久性を高めることができ、エンジンの高出力化に対応できる。
この車両用差動装置においては、３つのピニオンをギヤケースの各ピニオン座面に直接接触するように組み込むことで、ピニオンスラストワッシャーを省略している。ピニオンスラストワッシャーを省略することで、車両用差動装置の部品点数を減少させて製造コストを低減し、差動ギヤ装置のギヤケースへの組み込みを簡易化して組立て時間の短縮をも実現している。
ギヤケースを一体構造に形成することで組立て作業の簡易化と剛性の向上を実現しているが、更に、各枢支壁部に対して駆動軸の軸心を挟んで対向する位置に開口窓が形成されているので、枢支壁部の内面に形成された部分球面状のピニオン座面を平滑に且つ高精度に機械加工することが可能になっている。
ここでピニオン座面の好ましい形態について説明する。
（ａ）前記ピニオン座面は、高周波焼入れ処理により高い硬度に形成されている。
（ｂ）前記ピニオン座面は、研磨加工により平滑な表面に形成されている。
（ｃ）前記ピニオン座面は、ショット加工により形成した多数の微細な油溜を有する。
（ｄ）前記ピニオン座面は、高い硬度の溶射被膜を有する。
【図面の簡単な説明】  図１は実施形態に係る車両用差動装置の断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３はギヤケースの斜視図であり、図４は図３の矢印ＩＶから見たギヤケースの側面図であり、図５は図３の矢印Ｖから見たギヤケースの底面図であり、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線断面図であり、図７は従来の車両用差動装置の断面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本実施形態は、前輪駆動型の車両のエンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝達する車両用差動装置に本発明を適用した場合の一例である。尚、図１における上下左右を上下左右とする。
図１、図２に示すように、この車両用差動装置１は、差動ギヤ機構２と、この差動ギヤ機構２を収容する一体構造のギヤケース３と、このギヤケース３のフランジ部４に複数のボルト５で固定されたリングギヤ６と、オイルと共にギヤケース３などを収容するデフケース７などを有する。
差動ギヤ機構２は、左右１対の駆動軸８の端部に夫々相対回転不能に連結されるサイドギヤ９と、これらサイドギヤ９に噛合する３つのピニオン１０と、これら３つのピニオン１０を夫々枢支する３つのピニオン軸１１と、３つのピニオン軸１１の内端部を支持する軸支持部材１２と、ギヤケース３とサイドギヤ９との間に装着されたスラストワッシャ１３とを備えている。
各ピニオン１０には、軸孔１０ａが形成され、３つのピニオン１０は軸孔１０ａに挿入されたピニオン軸１１の軸心間の位相角が１２０度をなすように配設されてピニオン軸１１に対して回転自在に支持されている。各ピニオン軸１１の端部とギヤケース３の枢支壁部１４とに亙ってスプリングピン１５が装着され、各ピニオン軸１１が脱落しないように拘束されている。
軸支持部材１２は、短い円筒体からなり、この軸支持部材１２には３つの支持穴１６が周方向３等分位置に形成され、これら支持穴１６に３つのピニオン軸１１の内端部を貫通させて支持している。前記リングギヤ６はフランジ部４とは別体に形成され、このリングギヤ６が複数のボルト５でフランジ部４に固定され、エンジンの回転駆動力がこのリングギヤ６に入力される。
ギヤケース３は、差動ギヤ機構２を収容するためのものであり、一体構造に形成されている。ギヤケース３は、フランジ部４と、フランジ部４の右側に連なり駆動軸８の軸心周りに周方向３等分位置に位置する３つのピニオン１０を夫々枢支する３つの枢支壁部１４と、これら３つの枢支壁部１４の間に形成された３つの開口窓２０，２１，２２と、左右の駆動軸８を支持する駆動軸支持部２３，２４と、フランジ部４と左側の駆動軸支持部２３とを連結する連結壁部２５と、枢支壁部１４と右側の駆動軸支持部２４とを連結する連結壁部２６とを有する。
図６に示すように、３つの枢支壁部１４の内面には、ピニオン１０を直接接触させて受けるピニオン座面２７が夫々形成され、枢支壁部１４には、ピニオン軸１１を支持するための支持穴２８が形成され、枢支壁部１４の外周部には、スプリングピン１５が嵌入されるピン穴２９が形成されている。ピニオン座面２７は、ピニオン１０の背面に対応させて部分球面状に形成され、このピニオン座面２７には、ピニオン１０の背面にオイルを循環させるためのオイル溝２７ａが形成されている。ピニオンスラストワッシャーを省略するために、ピニオン座面１０の表面には、ギヤケース３の製造工程の仕上げ工程において、高周波焼入れ処理が施され、表面の数１０μｍ〜数ｍｍが硬化され、その後研磨加工が施されている。
３つの開口窓２０，２１，２２は、３つの枢支壁部１４に駆動軸８の軸心を挟んで対向する位置に夫々形成されている。図３〜５に示すように、これらの開口窓２０，２１，２２は、３つのピニオン１０をギヤケース３内に組み込む為の第１開口窓２０，２１と、２つのサイドギヤ９を順々にギヤケース３内に組み込む為の第２開口窓２２とからなる。
連結壁部２５，２６の内面には、サイドギヤ９を受けるためのサイドギヤ座面３０が形成されている。各サイドギヤ９とサイドギヤ座面３０の間には、スラストワッシャ１３が装着されている。サイドギヤ座面３０には、サイドギヤ９の背面にオイルを循環させるためのオイル溝３０ａが形成されている。
図１に示すように、デフケース７は、リングギヤ６の付近において左右に分割可能な２つのデフケース分割体を複数のボルトにて固定した構造のものである。
デフケース７は、差動ギヤ機構２を収容したギヤケース３とリングギヤ６の外周側を囲繞して潤滑用のオイルを収容するためのものである。デフケース７の左端部のリング部３５ａと、駆動軸支持部２３との間にベアリング３６ａが装着され、リング部３５ａと駆動軸８との間にはオイルシール３７ａが装着されている。デフケース７の右端部にはリング部３５ｂと、駆動軸支持部２４との間にベアリング３６ｂが装着され、リング部３５ｂと駆動軸８との間にはオイルシール３７ｂが装着されている。
次に、以上説明した車両用差動装置１の作用と効果について説明する。
車両用差動装置１は、車両のエンジンからの回転駆動力がリングギヤ６に入力されると、その回転駆動力によりギヤケース３が駆動軸８の軸心の周りを回転し、ギヤケース３にピニオン軸１１により枢支されているピニオン１０が駆動軸の軸心の周りを回転し、ピニオン１０と噛合しているサイドギヤ９が回転し、サイドギヤ１０と連結されている駆動軸８が回転し、最終的に駆動軸８に連結されている駆動輪に回転駆動力が伝達される。更に、車両が旋回している際には、ピニオン１０がピニオン軸１１の軸心の周りを回転することで、左右の駆動輪の差動を許容する。
この車両用差動装置１は、ピニオン座面２７の表面が高周波焼入れにより硬化されているので、ピニオン１０をピニオン座面２７に直接接触するように装着しても、ピニオン１０がピニオン軸１１を軸心として回転した際に、ピニオン座面２７が破損することがない。それゆえ、従来、ピニオン１０とピニオン座面２７との間に必要であったピニオンスラストワッシャーを省略することができるので、部品点数の減少によって製造コストを低減し、差動ギヤ装置のギヤケースへの組み込みを簡易化することで組立て時間の短縮をも実現している。
開口窓２０，２１，２２が、駆動軸８の軸心に対して枢支壁部１４に対向する位置に形成されているので、高周波焼入れをする際に高周波コイルを容易にピニオン座面２７に接近させることができ、ピニオン座面２７の表面を容易に硬化させることができる。
この車両用差動装置１の差動ギヤ機構２は、３つのピニオン１０を有するため、ピニオン１０の負荷を低減でき、ピニオン１０とサイドギヤ９の耐久性を高めることができるうえ、エンジンからリングギヤ６に入力される回転駆動力が大きくなっても対応できる。３つのピニオン軸１１の内端部を支持する軸支持部材１２を設けたので、３つのピニオン軸１１の内端部を確実に支持することができる。
前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。
（ａ）ピニオン座面２７を、スチレン砥石などで研磨加工して平滑な表面にすることで、ピニオン座面２７とピニオン１０との摩擦を減少させて、ピニオン１０をピニオン座面２７に直接接触させることを可能に構成してもよい。
この変更形態においても、ギヤケース３は枢支壁部１４の駆動軸８の軸心に対して対向する位置に開口窓２０，２１，２２が形成されているので、スチレン砥石をピニオン座面２７に容易に接近させて研磨加工することができ、スチレン砥石をピニオン座面２７の部分球面と同じ形状にしても、開口窓２０，２１，２２が大きく形成されているので、ギヤケース３の内部に挿入可能で、研磨加工にかかる作業時間を短縮することができる。
（ｂ）ピニオン座面２７にショット加工を施して、ピニオン１０をピニオン座面２７に直接接触させてもよい。即ち、ショット加工によりピニオン座面２７に多数の微細な鱗状の凹凸が形成されると、その凹凸がオイル溝２７ａなどからのオイルが溜められるオイル溜（油溜）となり、ピニオン座面２７とピニオン１０との摩擦が低減されるので、ピニオン１０をピニオン座面２７に直接接触させることが可能になる。
（ｃ）ピニオン座面２７に高い硬度の溶射被膜を形成することで、ピニオン座面２７が磨耗を防ぎ、ピニオン１０をピニオン座面２７に直接接触させることを可能に構成してもよい。
（ｄ）実施の形態及び変更の形態（ａ）〜（ｃ）は、夫々単独で構成しなければならないものではない。例えば、ピニオン座面２７の表面を高周波焼入れにより硬化させた後、ピニオン座面２７の表面に研磨加工を施したり、ピニオン座面２７の表面に溶射皮膜を形成してもよい。
（ｅ）前記実施の形態の車両用差動装置は、前輸駆動車の車両用差動装置を例として説明したが、後輪駆動車の車両用差動装置にも本発明を適用可能である。尚、後輪駆動車の車両用差動装置のリングギヤは平歯車ではなく、ハス歯歯車とする。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施の形態に種々の変更を付加して実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図１】
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【図２】
2004036088.tif 000004
【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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【図８】
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【国際調査報告】
2004036088.tif 000011
2004036088.tif 000012
2004036088.tif 000013
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