(57)【要約】【課題】  簡単かつ低コストな構成でありながら、外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動トルクを伝達することができるディファレンシャル装置を提供する。【解決手段】  本発明は、ドライブギヤ２００と、ドライブギヤ２００により回転駆動されるリングギヤ３００と、リングギヤ３００と一体的に回転するデフケース１０１と、デフケース１０１と一体的に回転するピニオンシャフト１１１と、ピニオンシャフト１１１に回転自在に支持されるピニオンギヤ１１５と、ピニオンギヤ１１５に同時に噛合して回転を出力する一対のサイドギヤ１１６、１１７と、を備えたディファレンシャル装置１００であって、ピニオンギヤ１１５には球面形状の背面１１５Ａが備えられると共に、この背面１１５Ａの球面形状の半径より外側に向けて延在してピニオンギヤ１１５の歯部に接続するように形成される逃げ部１１５Ｂが備えられることを特徴とする。【選択図】図２
2012207739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの回転を入力するドライブギヤと、ドライブギヤにより回転駆動されるリングギヤと、リングギヤと一体的に回転するデフケースと、デフケースと一体的に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、ピニオンギヤに同時に噛合して回転を出力する一対のサイドギヤと、を備えたディファレンシャル装置であって、
前記ピニオンギヤには球面形状の背面が備えられると共に、このピニオンギヤの背面の球面形状の半径より外側に向けて延在してピニオンギヤの歯部に接続するように形成される逃げ部が備えられることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
前記逃げ部は、ピニオンギヤの球面形状の背面から連続しピニオンギヤの回転中心に対して略直交する方向に延在する部分を含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャル装置。
【請求項３】
前記逃げ部は、ピニオンギヤの球面形状の背面を加工する際の逃げであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のディ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、車両等の駆動系に用いられるディファレンシャル装置（差動装置）の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内燃機関などの車両の駆動源からの出力を左右の駆動輪へ伝達する際に、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与え、例えば旋回時などにおける内外輪の回転速度差を吸収し、スムーズな走行を可能にするための装置（機構）として、ディファレンシャル装置（機構）が知られている。
【０００３】
このディファレンシャル装置は、図４に示すように、デフケース１に取り付けられたリングギヤにドライブギヤ（プロペラシャフト等からの駆動が伝達されるギヤ）が噛合している。このドライブギヤの回転駆動により、リングギヤがＸ軸廻りに回転駆動されると、一体のデフケース１もＸ軸廻りに回転駆動されることになる。
【０００４】
デフケース１の内部にはデフケース１と一体回転するピニオンシャフト１１が設けられていると共に、このピニオンシャフト１１の両端付近にはピニオンギヤ１５が回転自在に支持されている。
【０００５】
そして、一対のピニオンギヤ１５には、対面配置される一対のサイドギヤ１７、１９が噛合され、サイドギヤ１７には左駆動輪に回転力を伝える左側ドライブシャフト（図示せず）が取り付けられると共に、サイドギヤ１９には右駆動輪に回転力を伝える右側ドライブシャフト（図示せず）が取り付けられるようになっている。
【０００６】
このような構成を備えたディファレンシャル装置によれば、左右の駆動輪間で負荷に相違がない場合（回転速度が同じ場合）には、リングギヤ延いてはデフケース１がＸ軸廻りに回転されると、ピニオンシャフト１１が一体回転されるが、両サイドギヤ１７、１９の回転負荷が同一であるため、両サイドギヤ１７、１９に噛合するピニオンギヤ１５は自転することなく公転することになる。すなわち、この公転によって、両サイドギヤ１７、１９を同一速度で回転駆動して左右の駆動輪を均等に回転駆動する。
【０００７】
一方で、左右の駆動輪間で負荷に相違がある場合（回転速度が異なる場合）には、リングギヤ延いてはデフケース１がＸ軸廻りに回転されると、ピニオンシャフト１１が一体回転されるが、両サイドギヤ１７、１９の回転負荷が異なるため、両サイドギヤ１７、１９に噛合するピニオンギヤ１５は回転負荷に応じて自転しながら公転することになる。従って、このピニオンギヤ１５の自転を伴う公転により両サイドギヤ１７、１９を負荷に応じた回転速度差で回転駆動し、左右の駆動輪を異なる回転速度で回転駆動する。これにより、円滑な旋回が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３４０９９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ディファレンシャル装置においては、図４に示されるように、ピニオンギヤ１５の背面Ａは球面形状に加工されていると共に、このピニオンギヤ１５の球面形状の背面Ａの切削加工やラッピング加工のための工具等と、ピニオンギヤ１５の歯部と、の干渉等を避けるために、ピニオンギヤ１５の歯部には背面Ａの球面形状の半径より内側に退避するような逃げＢが形成されている。
【００１０】
このため、ディファレンシャル装置において、大きな駆動トルクを伝達することが要求された場合、サイドギヤ１７、１９の歯幅及びピニオンギヤ１５の歯幅を拡張して強度アップを図ることが必要になるが、この場合、逃げＢを考慮してピニオンギヤ１５の球面形状の背面Ａも同時に拡径する必要があるため、デフケース１のサイズの拡大、更にはこれを収容するデフキャリアケースの拡大及びこれらを支えるマウント関係の強化も必要となるため、各部の大幅なサイズアップ及び重量増を招くことになる。
【００１１】
なお、逃げＢを設けない場合には、大きな応力が作用するピニオンギヤ１５の歯部そのものに、或いはパーカライジング、窒化処理、ショットピーニングなどの表面処理層に損傷等を与えるおそれがある。
【００１２】
このため、従来においては、ディファレンシャル装置の外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、サイドギヤ１７、１９の歯幅及びピニオンギヤ１５の歯幅を拡張して強度アップを図ることは難しいものであった。
【００１３】
このようなことから、ディファレンシャル装置の外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動力を伝達できるようにすることが、材料の削減、軽量化、省燃費、延いては低コスト化などの観点から望まれている。
【００１４】
本発明は、かかる実情に鑑みなされたものであって、簡単かつ低コストな構成でありながら、外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動トルクを伝達することができるディファレンシャル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このため、本発明は、
外部からの回転を入力するドライブギヤと、ドライブギヤにより回転駆動されるリングギヤと、リングギヤと一体的に回転するデフケースと、デフケースと一体的に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオンギヤと、ピニオンギヤに同時に噛合して回転を出力する一対のサイドギヤと、を備えたディファレンシャル装置であって、
前記ピニオンギヤには球面形状の背面が備えられると共に、このピニオンギヤの背面の球面形状の半径より外側に向けて延在してピニオンギヤの歯部に接続するように形成される逃げ部が備えられることを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記逃げ部は、ピニオンギヤの球面形状の背面から連続しピニオンギヤの回転中心に対して略直交する方向に延在する部分を含んで構成されることを特徴とすることができる。
【００１７】
本発明において、前記逃げ部は、ピニオンギヤの球面形状の背面を加工する際の逃げであることを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、外形的なサイズを大きくすることなく、より大きな駆動トルクを伝達することができるディファレンシャル装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態に係るディファレンシャル装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図２】同上実施の形態に係るディファレンシャル装置に用いられるピニオンギヤの構成例を示す断面図である。
【図３】同上実施の形態に係るディファレンシャル装置に用いられるピニオンギヤの球面形状の背面と歯部との接続部（逃げ部）を拡大して示す拡大図である。
【図４】従来のディファレンシャル装置の一構成例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、添付の図面では２ピニオンタイプのディファレンシャル装置を例示しているが、本発明は４ピニオンタイプのディファレンシャル装置にも適用可能である。
すなわち、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。
【００２１】
本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００は、図１に示すように、プロペラシャフト等からの駆動が伝達されるドライブギヤ２００に、リングギヤ３００が噛合されている。
【００２２】
このリングギヤ３００は、デフケース１０１に一体的に取り付けられており、ドライブギヤ２００の回転駆動により、リングギヤ３００がＸ軸廻りに回転駆動されることで、一体のデフケース１０１もＸ軸廻りに回転駆動されるようになっている。
【００２３】
デフケース１０１の内部には、デフケース１０１と一体回転するピニオンシャフト１１１が設けられていると共に、このピニオンシャフト１１１にはピニオンギヤ１１５が回転自在に支持されている。
【００２４】
そして、このピニオンギヤ１１５には、サイドギヤ１１６、１１７が噛合され、サイドギヤ１１６には左駆動輪に回転力を伝える左側ドライブシャフト（図示せず）が取り付けられると共に、サイドギヤ１１７には右駆動輪に回転力を伝える右側ドライブシャフト（図示せず）が取り付けられるようになっている。
【００２５】
このような構成を備えた本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００によれば、従来同様、左右の駆動輪間で負荷に相違がない場合（回転速度が同じ場合）には、プロペラシャフト等を介してドライブギヤ２００が回転起動されてリングギヤ３００延いてはデフケース１０１がＸ軸廻りに回転されると、ピニオンシャフト１１１がＸ軸廻りに一体回転されるが、両サイドギヤ１１６、１１７の回転負荷が同一であるため、両サイドギヤ１１６、１１７に噛合するピニオンギヤ１１５は自転することなく公転することになる。
【００２６】
すなわち、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、この公転によって、両サイドギヤ１１６、１１７を同一速度で回転駆動して左右の駆動輪を均等に回転駆動することができるようになっている。
【００２７】
一方で、左右の駆動輪間で負荷に相違がある場合（回転速度が異なる場合）には、リングギヤ３００延いてはデフケース１０１がＸ軸廻りに回転されると、ピニオンシャフト１１１がＸ軸廻りに一体回転されるが、両サイドギヤ１１６、１１７の回転負荷が異なるため両サイドギヤ１１６、１１７に回転速度差が生じ、両サイドギヤ１１６、１１７に噛合するピニオンギヤ１１５は、その回転負荷に応じて自転しながら公転することになる。
【００２８】
すなわち、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、このピニオンギヤ１１５の自転を伴う公転により両サイドギヤ１１６、１１７を負荷に応じた回転速度差で回転駆動して、左右の駆動輪を異なる回転速度で回転駆動することができるようになっている。なお、これにより、例えば、車両などにおいて内外輪の回転速度差が吸収されて、円滑な旋回が可能となる。
【００２９】
ところで、このような構成を備えたディファレンシャル装置１００において、ディファレンシャル装置の外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動力を伝達できるようにすることが望まれるが、本実施の形態では、以下のようにしてその要求を達成している。
【００３０】
すなわち、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、デフケース１０１の外形的なサイズはそのままに維持して、ピニオンギヤ１１５の歯幅Ｙを外側（図１参照）に拡張するように構成した。
【００３１】
ここで、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００においても、図４に示した従来のディファレンシャル装置（機構）と同様、ピニオンシャフト１１１の端部付近に回転自在に軸支されるピニオンギヤ１１５に駆動時に生じる軸方向力は、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａを、この背面１１５Ａに対面するデフケース１０１の内側面（例えばスラストワッシャなど）に押し付けることにより支持される構成となっている。
【００３２】
このため、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａは、対面するデフケース１０１の内側面との間で円滑に滑り接触可能なように、切削加工或いはラッピング加工などにより所定精度（例えば、表面粗さ６．３ｚ：十点平均粗さ）に仕上げられている。
【００３３】
また、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００においても、図１や図２に示すように、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａは球面形状に加工されている。
【００３４】
なお、従来のディファレンシャル装置１００では、図１に示したように、ピニオンギヤ１５の球面形状の背面Ａの切削加工やラッピング加工のための工具等との干渉等を避けるために、ピニオンギヤ１５の歯の外形部は、背面Ａの球面形状の半径より内側に退避するような逃げＢが形成されている。
【００３５】
しかし、このようなピニオンギヤ１５の背面Ａの球面形状の半径より内側に退避するような逃げＢを設けた場合には、例えば駆動トルクの増大要求に対応するために、ピニオンギヤ１５の歯幅を外側に拡張して強度アップを図りたい場合、逃げＢを考慮して球面形状の背面Ａも同時に外側に拡径する必要があるため、デフケースのサイズの拡大、更にはこれを収容するデフキャリアケースの拡大も必要になるため、大幅なサイズアップ及び重量増を招くことになっていた。
【００３６】
なお、逃げＢを設けない場合には、大きな応力が作用するピニオンギヤ１５の歯部そのものに、或いはパーカライジング、窒化処理、ショットピーニングなどの表面処理層に損傷等を与えるおそれがある。
【００３７】
このため、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、図１や図２に示したように、ピニオンギヤ１１５の球面形状の背面１１５Ａはそのままの径を維持しつつ、ピニオンギヤ１１５の歯幅Ｙのみを外側（ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側）に拡張するようにした。
【００３８】
そして、ピニオンギヤ１１５の球面形状の背面１１５Ａの切削加工やラッピング加工のための工具等と、ピニオンギヤ１１５の歯部と、の干渉等を避けるために、本実施の形態では、従来のようにピニオンギヤ１５の背面Ａの球面形状の半径より内側に退避するような逃げＢ（図４参照）に変えて、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側に向けて横方向（水平方向：ピニオンシャフト１１１の中心（ピニオンギヤ１１５の回転中心）に対して略直交する方向）に延びてピニオンギヤ１１５の歯部と接続される逃げ部１１５Ｂを形成するようにした。
【００３９】
このように、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、ピニオンギヤ１１５の球面形状の背面１１５Ａはそのままの径を維持しつつ、ピニオンギヤ１１５の歯幅Ｙのみを外側（ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側）に拡張する構成を採用したので、ディファレンシャル装置の外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、サイドギヤ１１６、１１７の歯幅及びピニオンギヤ１１５の歯幅を拡張して強度アップを図ることができる。なお、ピニオンギヤ１１５の歯幅Ｙのみを外側（ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側）に拡張する場合、必要に応じて、デフケース１０１の対応部位を削るなどの処理がなされる。
【００４０】
また、本実施の形態に係るディファレンシャル装置１００では、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側に向けて横方向（略水平方向：ピニオンシャフト１１１の中心（ピニオンギヤ１１５の回転中心）に対して略直交する方向）に延びてピニオンギヤ１１５の歯部と接続される逃げ部１１５Ｂを形成するようにしたので、ピニオンギヤ１１５の球面形状の背面１１５Ａの切削加工やラッピング加工のための工具等と、ピニオンギヤ１１５の歯部と、の干渉等を避けることができる。
【００４１】
従って、本実施の形態によれば、ピニオンギヤの歯幅を拡張して強度アップを図ることができると同時に、ピニオンギヤの背面の球面形状加工を良好に行うことができるため、ピニオンギヤへの損傷等を抑制して耐久性を高く維持しながら、ディファレンシャル装置の外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動力を伝達することが可能となる。
【００４２】
すなわち、本実施の形態によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動トルクを伝達することができるディファレンシャル装置を提供することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、逃げ部１１５Ｂについて、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側に向けて横方向（略水平方向：ピニオンシャフト１１１の中心（ピニオンギヤ１１５の回転中心）に対して略直交する方向）に延びてピニオンギヤ１１５の歯部に接続する構成として説明したが、これに限定されるものではなく、略水平でなくても、ピニオンギヤ１１５の背面１１５Ａの球面形状の半径より外側に向けて延在する構成であれば採用することができるものである。
【００４４】
以上で説明した一実施の形態は、本発明を説明するための例示に過ぎず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、簡単かつ低コストな構成でありながら、外形的なサイズの拡大や重量増を招くことなく、より大きな駆動トルクを伝達することができるディファレンシャル装置を提供することができ、車両等の駆動システムにおいて有益であり、産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００４６】
１００    ディファレンシャル装置
１０１    デフケース
１１１    ピニオンシャフト
１１５    ピニオンギヤ
１１５Ａ  球面形状の背面
１１５Ｂ  逃げ部
１１６    サイドギヤ
１１７    サイドギヤ
２００    ドライブギヤ
３００    リングギヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2012207739.tif 000006