(57)【要約】【課題】ギアの背面又はその背面が接触する差動ケース内壁部の座面に設けられた摺動時の潤滑確保のための凹部又は溝につき、面の仕上げ加工時には加工バリが生じ難く、且つ使用時には潤滑油の保持性及び供給性が良好である差動装置を提供する。【解決手段】差動装置は、差動ケースと、差動ケース内壁部の球面状座面１５に接触状態で支持されるピニオンギアとを備える。ピニオンギアの球面状背面には、複数条の溝が設けられている。他方、ピニオンギアの球面状背面に接触する球面状座面１５には、複数の凹部１６が設けられている。各凹部１６は、円錐面状の内周面１７を持ったすり鉢形状をなしている。凹部１６の中心線Ｑに対する円錐面状内周面１７の傾斜角度θ１は、４５°以上６０°以下に設定されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動ケース及びその内部に組み込まれるギアを備え、差動ケース内壁部の座面にギアの背面を接触させた状態で差動ケース内にギアを回動可能に支持する差動装置において、
前記ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方には、円錐面状の内周面を有する略すり鉢形状の凹部が設けられており、その凹部の中心線（Ｑ）に対する前記円錐面状内周面の傾斜角度（θ１）が４５°以上６０°以下に設定されていることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
差動ケース及びその内部に組み込まれるギアを備え、差動ケース内壁部の座面にギアの背面を接触させた状態で差動ケース内にギアを回動可能に支持する差動装置において、
前記ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方には、左右二つの傾斜した溝形成面を有する略Ｖ字断面形状の溝が設けられており、その溝を左右に二分割する中心面（Ｐ）に対する前記各溝形成面の傾斜角度（θ２）が４５°以上６０°以下に設定されていることを特徴とする差動装置。
【請求項３】
前記ギアは球面状の背面を持ったピニオンギアであり、そのピニオンギアの球面状背面が接触する差動ケースの座面も球面状をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動系などの動力伝達機構に使用される差動装置（ディフェレンシャルギア）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の駆動系には、左右の駆動輪あるいは前後の駆動車軸の回転数差を吸収して円滑な転がり走行を実現するための差動装置が設けられている。一般に差動装置は、ギア収納室が内部に区画された差動ケース、並びに、その差動ケースのギア収納室内に組み込まれる一対のピニオンギア及び一対のサイドギアを具備する。ピニオンギアは、例えば球面状の背面を持った傘歯車として構成される。他方、差動ケースのギア収納室には、ピニオンギアの球面状背面に対応する球面状の内壁面が形成される。現在製品化されている大多数の差動装置では、差動ケースのギア収納室の球面状内壁面とピニオンギアの球面状背面との間に球面薄板状のピニオンギアワッシャーを介在させた状態で、差動ケースの球面状内壁面に対しピニオンギアを摺動可能に支持している。球面薄板状のピニオンギアワッシャーは、外部から供給される潤滑オイルを巻き込んで、差動ケースの球面状内壁面とピニオンギアの球面状背面との間の摺動性及び潤滑性を確保する働きをする（ピニオンギアワッシャーの例としては例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ただし、ピニオンギアワッシャーを必要とすることで部品点数が多くなるという欠点がある。また、多数の部品の組み付け作業性を配慮すると、差動ケース自体の小型化が難しいという問題が生ずる。かかる事情を考慮して、ワッシャー類を必要としない設計が提案されている。例えば特許文献２の差動制限装置では、ピニオンギアワッシャーを省く代わりに、ピニオンギアの球面状背面に螺旋状の油溝（３Ａ，４Ａ）を刻設し、この油溝を循環する潤滑油により部材間の焼き付きを防止している。
【０００４】
しかしながら、ピニオンギアの球面状背面にあっては、油溝の形成後において当該背面の球面精度を確保するために球面仕上げ加工を施す必要が生じる。その際、油溝の形成状況によっては、溝の開口縁に加工バリ（具体的には「返りバリ」）が生じるという問題がある。溝の開口縁に加工バリが残ったままだと、差動ケースの球面状内壁面とピニオンギアの球面状背面との円滑な摺動が妨げられるので、加工バリを除去するために更に追加加工が必要になるというジレンマがある。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８４５６１号公報（デフピニオンギアワッシャ２０）
【特許文献２】特開平９−４９５５７号公報（第０００８段落、第００１９段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ギアの背面又はその背面が接触する差動ケース内壁部の座面に設けられた摺動時の潤滑確保のための凹部又は溝につき、面の仕上げ加工時には加工バリが生じ難く、且つ、使用時には潤滑油の保持性及び供給性が良好である差動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、差動ケース及びその内部に組み込まれるギアを備え、差動ケース内壁部の座面にギアの背面を接触させた状態で差動ケース内にギアを回動可能に支持する差動装置において、前記ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方には、円錐面状の内周面を有する略すり鉢形状の凹部が設けられており、その凹部の中心線（Ｑ）に対する前記円錐面状内周面の傾斜角度（θ１）が４５°以上６０°以下に設定されていることを特徴とする差動装置である。
【０００８】
なお、請求項１中の「略すり鉢形状」とは、底が一点に収束するようなすり鉢形状のほかに、所定面積の底面を持ったすり鉢形状（即ち円錐台を上下逆にしたような凹形状）をも含む意味である。
【０００９】
請求項２の発明は、差動ケース及びその内部に組み込まれるギアを備え、差動ケース内壁部の座面にギアの背面を接触させた状態で差動ケース内にギアを回動可能に支持する差動装置において、前記ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方には、左右二つの傾斜した溝形成面を有する略Ｖ字断面形状の溝が設けられており、その溝を左右に二分割する中心面（Ｐ）に対する前記各溝形成面の傾斜角度（θ２）が４５°以上６０°以下に設定されていることを特徴とする差動装置である。
【００１０】
なお、請求項２中の「略Ｖ字断面形状」とは、底が鋭角的なＶ字断面形状のほかに、所定長の底辺を持ったＶ字断面形状（即ち台形を上下逆にしたような断面形状）をも含む意味である。
【００１１】
請求項１又は２に記載の差動装置において、前記ギアは球面状の背面を持ったピニオンギアであり、そのピニオンギアの球面状背面が接触する差動ケースの座面も球面状をなしていること（請求項３）は好ましい。
【００１２】
［作用］
本発明では、ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方に設けられた略すり鉢形状の凹部（又は略Ｖ字断面形状の溝）において、略すり鉢形状の凹部を構成する円錐面状内周面の傾斜角度θ１（又は略Ｖ字断面形状の溝を構成する溝形成面の傾斜角度θ２）を４５°以上６０°以下に設定している。このため、ギア背面又は座面の仕上げ加工時において凹部（又は溝）の開口縁で加工バリが発生する事態を抑制することと、凹部（又は溝）が潤滑油を保持し供給する機能とを両立させることができる。すなわち、傾斜角度θ１（又はθ２）が４５°未満になると、凹部（又は溝）の開口縁において加工バリが生じ易くなる。他方、傾斜角度θ１（又はθ２）が６０°を超えると、凹部（又は溝）の深さが非常に浅くなり、その内部に潤滑油を保持する機能や潤滑油を供給する機能が損なわれる。なお、前記ギアが球面状の背面を持ったピニオンギアであり、そのピニオンギアの球面状背面が接触する差動ケースの座面も球面状をなす場合には特に、本発明の有用性は高い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、差動ケース及びその内部に組み込まれるギアを備え、差動ケース内壁部の座面にギアの背面を接触させた状態で差動ケース内にギアを回動可能に支持すると共に、ギアの背面及びその背面が接触する差動ケースの座面のうちの少なくとも一方に、摺動時の潤滑確保のための凹部又は溝を備えた差動装置において、その凹部又は溝につき、ギア背面又は座面の仕上げ加工時には加工バリを生じ難くする一方で、使用時には潤滑油の保持性及び供給性を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を自動車の駆動系に装備される差動装置に具体化した一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１（Ａ）に示すように、自動車用の差動装置は少なくとも、差動ケース１、一対のピニオンギア２及び一対のサイドギア３を備える。この差動装置は、デフキャリア（図示略）内に回転軸線Ｃを中心として回転可能に支持されるものである。
【００１５】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、差動ケース１は、その内部に複数のギア類（２，３）を組み込むためのギア収納室１０を区画するケース体として構成されている。差動ケース１の外周部には、回転軸線Ｃを取り囲むようにフランジ部１１が設けられている。このフランジ部１１には、エンジンの駆動力を当該差動ケース１に伝達するための傘歯状のリングギア１２（仮想線で示す）がボルト等の締結具によって固定される。
【００１６】
差動ケース１のギア収納室１０の左右の内壁部にはそれぞれ、左右一対のサイドギア３を回転軸線Ｃ回りで回転可能に支持するための台座部（１３，１４）が形成されている。この台座部は、少なくとも平面状の座面１３及び円筒状の座面１４から構成されている。他方、差動ケース１のギア収納室１０の上下の内壁部にはそれぞれ、上下一対のピニオンギア２を回転可能に支持するための球面状の座面１５が形成されている。各座面１５の球面形状は、その座面１５に接触するピニオンギア２の背面２３の球面形状に対応しており、ピニオンギア２の球面状背面２３が差動ケース内壁の球面状座面１５に接触（着座）することにより、各ピニオンギア２が差動ケース１内で位置決めされる。
【００１７】
図２（Ａ）は、差動ケース１のギア収納室１０の中心から各球面状座面１５を見た状態を示す（図１（Ｂ）の「視方向」矢印参照）。  図２（Ａ）に示すように、球面状座面１５には、複数の凹部１６が形成されている。図２（Ｂ）及び（Ｃ）は、個々の凹部１６の正面及びＡ−Ａ線断面（径方向断面）を示す。これらの図面に示すように、球面状座面１５の凹部１６は、すり鉢形状（つまり逆円錐形状）をなしており、そのすり鉢形状の凹部１６は、円錐面状の内周面１７を有している。そして、この円錐面状の内周面１７は、凹部１６の中心線Ｑ（この中心線Ｑは球面状座面１５の球の半径方向に延びる）に対して所定の傾斜角度θ１で傾斜している。この傾斜角度θ１は４５°〜６０°に設定される。
【００１８】
なお、図１（Ｂ）に示すように、差動ケース１には、ギア収納室１０のほかに、シャフトを垂直方向に通すためのシャフト孔１８と、ピンを水平方向に通すためのピン孔１９とが形成されている。
【００１９】
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ピニオンギア２は、その中心を貫通する中心孔２１を有する傘歯車として構成されている。ピニオンギア２は、同じく傘歯車として構成されたサイドギア３の歯と噛合可能な複数の歯２２を備えている。ピニオンギア２の背面２３は、前記差動ケース１の座面１５の球面形状に対応する球面状に形成されている。そして、各ピニオンギア２の球面状背面２３には、複数条の溝２４（本例では４条）がギアの半径方向に沿って直線的に延びるように刻設されている。特に図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、ピニオンギア背面２３の溝２４はほぼＶ字状の横断面形状をなし、左右二つの傾斜した溝形成面２４ａ，２４ｂを有している。そして、これらの傾斜した溝形成面２４ａ，２４ｂは、その溝２４を左右に二分割する中心面Ｐに対して所定の傾斜角度θ２で傾斜している。この傾斜角度θ２は４５°〜６０°に設定される。
【００２０】
図１（Ａ）に示すように、差動ケース１の左右の台座部（１３，１４）に対して左右一対のサイドギア３を当接させると共に、差動ケース１の上下の球面状座面１５に対して上下一対のピニオンギア２を当接させ、且つ、隣り合うサイドギア３とピニオンギア２とを互い噛合させる。そして、上下のピニオンギア２の中心孔２１及び差動ケース１のシャフト孔１８を貫通するように一本のピニオンギアシャフト４を垂直に通すと共に、該ピニオンギアシャフト４の上端部を水平に貫通するように一本の固定ピン５を差動ケースのピン孔１９内に装着する。このようにして、差動ケース１内にピニオンギア２及びサイドギア３が組み込まれた差動装置を組み立てている。なお、各サイドギア３はその中心を貫通する中心孔３１を有しており、その中心孔３１の内周部には、車輪のアクスル軸とスプライン嵌合させるための複数のスプラインキー（図示略）が形成されている。
【００２１】
かかる差動装置は、リングギア１２を介して伝達されるエンジンの駆動力に基づき、デフキャリア（図示略）内において回転軸線Ｃを中心として回転する。その際、デフキャリア内に貯留されている潤滑油が回転する差動ケース１によって掻き回されて飛散し、差動装置の各部に供給される。その際、差動ケース１の各台座部（１３，１４）とそれに接触するサイドギア３の背面との間や、差動ケース１の各球面状座面１５とそれに接触するピニオンギア２の球面状背面２３との間にも、飛散した潤滑油が供給される。
【００２２】
差動ケース１の球面状座面１５とピニオンギア２の球面状背面２３との間に供給された潤滑油は、球面状座面１５側の凹部１６やピニオンギア背面２３の溝２４に一時的に蓄えられる。特にピニオンギア背面２３の半径方向に延びる各溝２４は、ピニオンギア２の外周部から中心孔２１に向かって又はその逆の向きに潤滑油を導くので、差動ケース１の球面状座面１５とピニオンギア２の球面状背面２３とが接する領域にも、潤滑油の供給・排出による油の循環が生じ得る。従って、差動ケース１とピニオンギア２との間の焼付きや異常摩耗を防止しつつ、両者の円滑な相対摺動（相対回動）が確保される。
【００２３】
本実施形態では、差動ケース１の球面状座面１５に設けられた各凹部１６の内周面１７の傾斜角度θ１は、凹部の中心線Ｑに対して４５°以上となるように設定されている。このため、例えば球面状座面１５の球面精度を確保するための球面仕上げ加工（例えば研磨加工）を行った場合でも、既設の凹部１６の開口縁において「返りバリ」が発生し難く、凹部１６の存在が球面仕上げの阻害又は障害原因となることがない。従って本実施形態によれば、摺動時の潤滑確保のための凹部１６を備えた球面状座面１５の球面精度を向上させることができる。
【００２４】
同様に、ピニオンギア２の球面状背面２３に設けられた溝２４の各溝形成面２４ａ，２４ｂの傾斜角度θ２は、溝の中心面Ｐに対して４５°以上となるように設定されている。このため、例えば球面状背面２３の球面精度を確保するための球面仕上げ加工（例えば研磨加工）を行った場合でも、既設の溝２４の開口縁において「返りバリ」が発生し難く、溝２４の存在が球面仕上げの阻害又は障害原因となることがない。従って本実施形態によれば、摺動時の潤滑確保のための溝２４を備えたピニオンギア２の球面状背面２３の球面精度を向上させることができる。
【００２５】
他方、凹部１６の内周面１７の傾斜角度θ１及び溝２４の各溝形成面２４ａ，２４ｂの傾斜角度θ２ともに、凹部の中心線Ｑ又は溝の中心面Ｐに対して６０°以下となるように設定されている。このため、凹部１６及び溝２４の深さは油保持等のために最低限必要な程度確保されており、凹部１６及び溝２４が潤滑油を保持する機能や、潤滑油を凹部１６又は溝２４内からその周辺に供給する機能が損なわれることはない。即ち、本実施形態の傾斜角度θ１及びθ２の設定によれば、凹部１６及び溝２４における加工バリの発生抑制と、凹部１６及び溝２４における潤滑油の保持供給機能とを両立させることができる。
【００２６】
［変更例］上記実施形態では、差動ケース１の球面状座面１５に複数の凹部１６を形成し、ピニオンギア２の背面２３に複数の溝２４を形成したが、球面状座面１５の側に溝を形成し、ピニオンギア背面２３の側に凹部を形成してもよい。また、球面状座面１５及びピニオンギア背面２３の双方に凹部（１６）を形成してもよいし、球面状座面１５及びピニオンギア背面２３の双方に溝（２４）を形成してもよい。あるいは、球面状座面１５及びピニオンギア背面２３のうちの一方にのみ、凹部（１６）又は溝（２４）を形成してもよい。
【００２７】
［変更例］上記実施形態では、ピニオンギア背面２３の溝２４を直線的に延びるものとしたが、図４に示すように、溝２４は曲線的に（例えば螺旋状に）延びるものであってもよい。
【００２８】
［変更例］上記実施形態では、差動ケース１の球面状座面１５の凹部１６をすり鉢形状としたが、図５（Ａ）に示すように、円錐面状の内周面１７と水平な円形底面２０とから構成される逆円錐台形状の凹部１６’としてもよく、とにかく凹部の中心線Ｑに対する円錐面状の内周面１７の傾斜角度θ１が４５°〜６０°の範囲にあればよい。同様に、上記実施形態では、ピニオンギア２の背面２３の溝２４を横断面Ｖ字形状としたが、図５（Ｂ）に示すように、左右二つの傾斜した溝形成面２４ａ，２４ｂと水平な溝底面２５とから構成される横断面が逆台形状の溝２４’としてもよく、とにかく溝の中心面Ｐに対する各溝形成面２４ａ，２４ｂの傾斜角度θ２が４５°〜６０°の範囲にあればよい。
【００２９】
［変更例］サイドギア３についても前記ピニオンギア２と同様に構成してもよい。すなわち、差動ケース１の台座部（１３，１４）を構成する平面状の座面１３又は円筒状の座面１４及びその座面に接触するサイドギア３の背面のうちの少なくとも一方に、前記と同様の凹部１６，１６’又は溝２４，２４’を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）は差動装置の縦断面図、（Ｂ）は差動ケースの縦断面図。
【図２】（Ａ）はピニオンギアが着座する差動ケースの球面状座面の概略正面図、（Ｂ）は球面状座面の凹部の拡大正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線での断面図。
【図３】（Ａ）はピニオンギアの径方向断面図、（Ｂ）はピニオンギアの背面図、（Ｃ）はピニオンギア背面の溝の拡大横断面図。
【図４】ピニオンギア背面の溝の変更例を示す図３（Ｂ）相当の背面図。
【図５】（Ａ）は変更例を示す図２（Ｃ）相当の断面図、（Ｂ）は変更例を示す図３（Ｃ）相当の断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１…差動ケース、２…ピニオンギア、３…サイドギア、１０…ギア収納室、１３…平面状の座面、１４…円筒状の座面、１５…球面状の座面、１６，１６’…凹部、１７…円錐面状の内周面、２３…ピニオンギアの背面、２４，２４’…溝、２４ａ，２４ｂ…溝形成面、Ｃ…回転軸線、Ｐ…溝の中心面、Ｑ…凹部の中心線。
【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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