(57)【要約】【課題】  インナー軸受を小型化してアウター軸受と共通化することができ、以って部品管理の容易化、製造容易、低コスト化などを可能とするディファレンシャル装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るディファレンシャル装置は、インナー軸受１００３と、アウター軸受１００４と、を含んで構成され、前記アウター軸受１００４が、ドライブピニオンギヤ１００１にドライブトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されると共に、前記インナー軸受１００３が、ドライブピニオンギヤ１００１にコーストトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されたことを特徴とする。【選択図】図１
2016089917.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ピニオンギヤと、ドライブピニオン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スパイダと、スパイダに回転自在に支持されるデフピニオンギヤと、デフ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、をデフキャリアケース内に備えたディファレンシャル装置であって、
前記ドライブピニオンギヤの軸部のデフキャリアケース内側寄りを回転自在に支持するインナー軸受と、
前記ドライブピニオンギヤの軸部のデフキャリアケース外側寄りを回転自在に支持するアウター軸受と、
を含んで構成され、
前記アウター軸受が、ドライブピニオンギヤにドライブトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されると共に、
前記インナー軸受が、ドライブピニオンギヤにコーストトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されたことを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
前記アウター軸受の外輪部材の外側への移動をスナップリングにより規制することで、
当該アウター軸受の外輪部材、前記アウター軸受の転動体、前記アウター軸受の内輪部材を介して、隣接するインナー軸受の内輪部材、前記インナー軸受の転動体、前記インナー軸受の外輪部材に対して予圧を付与す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】
前記スナップリングの厚さの調整により、予圧の大きさを調整す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。
【請求項４】
前記インナー軸受と前記アウター軸受を同一サイズとしたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つ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１０１に取り付けられたリングギヤ３００にドライブピニオンギヤ１（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。このドライブピニオンギヤ１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と、一体のデフケース１０１もＸ軸廻りに回転駆動されることになる。
【０００４】
デフケース１０１の内部にはデフケース１０１と一体回転するスパイダ１１１が設けられていると共に、このスパイダ１１１の両端付近にはデフピニオンギヤ１１５が回転自在に支持されている。
【０００５】
そして、二対のピニオンギヤ１１５には、対面配置される一対のサイドギヤ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アクスルシャフト（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アクスルシャフト（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３００延いてはデフケース１０１がＸ軸廻りに回転されると、スパイダ１１１が一体回転されるが、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に噛合するデフピニオンギヤ１１５は自転することなく公転することになる。すなわち、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。
【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３００延いてはデフケース１０１がＸ軸廻りに回転されると、スパイダ１１１が一体回転されるが、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に噛合するデフピニオンギヤ１１５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、このデフピニオンギヤ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、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、円滑な旋回等が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平７−２６６６６号公報
【特許文献２】特開平８−２６８０９７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、図４、特許文献１や特許文献２に記載されているようなディファレンシャル装置においては、ドライブピニオンギヤには大きなドライブトルク（駆動トルク）が作用するなどの観点から、剛性の高い支持構造が採用されており、例えば、図５に示すように、ドライブピニオンギヤ大端側端面２に当接するようにインナー軸受３が配置され、このインナー軸受３の外側にアウター軸受４が配置されている。
【００１０】
なお、ドライブピニオンギヤ１にはハイポイドギヤが採用され、インナー軸受３にはドライブトルク（駆動トルク）入力時にスラスト荷重（軸方向荷重）が作用し、アウター軸受４にはコーストトルク発生時（惰性走行時などリングギヤ３００側からの逆入力時）にスラスト荷重（軸方向荷重）が作用するような構成となっている。
【００１１】
また、ギヤ噛み合い点５からインナー軸受３の作用点までの距離ａが比較的短いため、噛み合い反力をインナー軸受３が負担する際の荷重が大きくなるため（同じ噛み合い反力でも距離ａが短いとインナー軸受３が受け持つ荷重が大きくなる）、インナー軸受３を大型化（大容量化）する必要があると共に、ドライブピニオンギヤ大端側隅Ｒ部６の強度確保（Ｒは大きいほど強度は高い）の観点からインナー軸受３を大型化（大容量化）する必要がある、といった実情がある。
【００１２】
このため、インナー軸受３が高コスト化すると共に、インナー軸受３に対して負荷の小さいアウター軸受４のサイズを小さくなるなど、部品種類の増加や取り扱いの煩雑化などを招くといった実情があった。
【００１３】
また、ドライブピニオンギヤの軸部分を、インナー軸受３及びアウター軸受４  のサイズに合わせて異なる太さの径に形成する必要があるなど、加工も複雑化し低コスト化を阻害する要因となっていた。
【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、インナー軸受を小型化してアウター軸受と共通化することができ、以って部品管理の容易化、製造容易、低コスト化などを可能とす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、本発明に係るディファレンシャル装置は、
外部からの回転を入力するドライブピニオンギヤと、ドライブピニオン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スパイダと、スパイダに回転自在に支持されるデフピニオンギヤと、デフ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、をデフキャリアケース内に備えたディファレンシャル装置であって、
前記ドライブピニオンギヤの軸部のデフキャリアケース内側寄りを回転自在に支持するインナー軸受と、
前記ドライブピニオンギヤの軸部のデフキャリアケース外側寄りを回転自在に支持するアウター軸受と、
を含んで構成され、
前記アウター軸受が、ドライブピニオンギヤにドライブトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されると共に、
前記インナー軸受が、ドライブピニオンギヤにコーストトルクが作用したときに発生するスラスト荷重を受け持つように構成されたことを特徴とする。
【００１６】
本発明において、前記アウター軸受の外輪部材の外側への移動をスナップリングにより規制することで、
当該アウター軸受の外輪部材、前記アウター軸受の転動体、前記アウター軸受の内輪部材を介して、隣接するインナー軸受の内輪部材、前記インナー軸受の転動体、前記インナー軸受の外輪部材に対して予圧を付与することを特徴とすることができる。
【００１７】
本発明において、前記スナップリングの厚さの調整により、予圧の大きさを調整することを特徴とすることができる。
【００１８】
本発明において、前記インナー軸受と前記アウター軸受を同一サイズとしたことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、簡単かつ低コストな構成でありながら、インナー軸受を小型化してアウター軸受と共通化することができ、以って部品管理の容易化、製造容易、低コスト化などを可能とす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】
【００２０】
【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ドライブピニオンギヤの支持部分を拡大して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スナップリングの一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スナップリングの厚さ変更による予圧の調整を説明するための拡大図である。
【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。
【図５】従来のディファレンシャル装置のドライブピニオンギヤの支持部分を拡大して示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、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。
【００２２】
本実施の形態に係るディファレンシャル装置は、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ピニオンギヤ１００１に、リングギヤ３００が噛合されている。なお、基本的な構成は、図４で説明したディファレンシャル装置と同様であり、同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００２３】
このドライブピニオンギヤ１００１は、軸部１００１Ａと、軸部１００１Ａの先端に形成されているギヤ部１００１Ｂと、を含んで構成されている。
【００２４】
なお、ギヤ部１００１Ｂのギヤ形状はハイポイド形状を有しており、ドライブトルクが作用するときには、ドライブピニオンギヤ１００１をデフベアリングケージ１０００の外側（図１の上方）に押し上げる方向にスラスト（アキシャル）荷重（軸方向荷重）が作用し、コーストトルクが作用するとき（惰性走行時などリングギヤ３００側からの逆入力時）には当接する歯面が反対側となることから、ドライブピニオンギヤ１００１をデフベアリングケージ１０００の内側（図１の下方）に押し下げる方向にスラスト（アキシャル）荷重（軸方向荷重）（反力）が作用するように構成されている。
【００２５】
ドライブピニオンギヤ１００１の軸部１００１Ａの外周の（ギヤ部１００１Ｂ）大端側端面１００２側に、インナー軸受１００３が配設されている。
すなわち、インナー軸受１００３は、ドライブピニオンギヤ１００１の軸部１００１Ａのデフベアリングケージ１０００内側寄りを回転自在に支持するように構成されている。
【００２６】
インナー軸受１００３は、所謂円すいころ軸受を採用することができ、軸部１００１Ａの外周に嵌挿される環状の内輪部材（インナーレース）１００３Ａと、内輪部材１００３Ａとの間で転動体（ころ）１００３Ｃを転動させる環状の外輪部材（アウターレース）１００３Ｂと、を含んで構成されている。
【００２７】
なお、インナー軸受１００３の接触角αは、デフベアリングケージ１０００の外側（ドライブピニオンギヤ１００１の後端側：図１の上方）に向かって鋭角となるように配置されている。
【００２８】
すなわち、インナー軸受１００３の転動体１００３Ｃは、転動体１００３Ｃの回転中心軸に直交しドライブピニオンギヤ１００１の中心軸に向かって延在する線が、デフベアリングケージ１０００の外側（ドライブピニオンギヤ１００１の後端側：図１の上方）に向かって凸となるように傾斜されて設置されている。
【００２９】
本実施の形態では、インナー軸受１００３の外輪部材１００３Ｂのギヤ部１００１Ｂ側端面がデフベアリングケージ１０００に当接され、外輪部材１００３Ｂの図１の下方への軸方向移動が規制されている。
【００３０】
そして、本実施の形態では、インナー軸受１００３の外側（図１の上方）において、軸部１００１Ａの外周にアウター軸受１００４が嵌挿保持されている。
すなわち、アウター軸受１００４は、ドライブピニオンギヤ１００１の軸部１００１Ａのデフベアリングケージ１０００外側寄りを回転自在に支持するように構成されている。
【００３１】
アウター軸受１００４は、所謂円すいころ軸受を採用することができ、軸部１００１Ａの外周に嵌挿される環状の内輪部材（インナーレース）１００４Ａと、内輪部材１００４Ａとの間で転動体（ころ）１００４Ｃを転動させる環状の外輪部材（アウターレース）１００４Ｂと、を含んで構成されている。
【００３２】
なお、アウター軸受１００４の接触角βは、デフベアリングケージ１０００の内側（ドライブピニオンギヤ１００１の先端側：図１の下方）に向かって鋭角となるように配置されている。
【００３３】
すなわち、アウター軸受１００４の転動体１００４Ｃは、転動体１００４Ｃの回転中心軸に直交しドライブピニオンギヤ１００１の中心軸に向かって延在する線が、デフベアリングケージ１０００の内側（ドライブピニオンギヤ１００１の先端側：図１の下方）に向かって凸となるように傾斜されて設置されている。
【００３４】
そして、本実施の形態では、アウター軸受１００４の外輪部材１００４Ｂの外側（図１の上方）の端面がスナップリング１００７（図２参照）を介してデフベアリングケージ１０００に固定され、外輪部材１００４Ｂの図１の上方への軸方向移動が規制されている。
【００３５】
従って、図３に示すように、デフベアリングケージ１０００に刻設された溝１００７１にスナップリング１００７をアウター軸受１００４の外輪部材１００４Ｂを内側（図１の下方）へ押し下げながら挿入し（予圧（プリロード）を与えつつ挿入し）、アウター軸受１００４の外輪部材１００４Ｂを外側（図１の上方）への軸方向移動を規制しつつデフベアリングケージ１０００に固定すると、アウター軸受１００４の外輪部材１００４Ｂ、転動体１００４Ｃ、内輪部材１００４Ａへと予圧が付与され、内輪部材１００４Ａと当接しているインナー軸受１００３の内輪部材１００３Ａ、転動体１００３Ｃ、外輪部材１００３Ｂ、デフベアリングケージ１０００へと予圧（プリロード）が付与されて取り付けられた状態とすることができる。
【００３６】
なお、予圧（プリロード）を高めるに応じて、軸受各部の遊びが抑制され、回転ブレ、騒音等を改善することができる一方で、高め過ぎると回転抵抗が大きくなるなどの問題があるため、適切な値に管理されることが望ましい。
【００３７】
本実施の形態では、ドライブピニオンギヤ１００１は、ドライブピニオンナット８によって、カップリングフランジ９、内輪部材１００３Ａ、内輪部材１００４Ａ、スペーサをドライブピニオンギヤ１００１の大端側に対して締め付けることで、軸方向への遊動を規制された状態で取り付けられるようになっている。
但し、スペーサを省略して、ドライブピニオンギヤ１００１の軸部１００１Ａに鍔部などの段差を所定に図１上方に向けて延在させることで代替することができる。
【００３８】
このような本実施の形態に係る構成によれば、プロペラシャフト等からドライブトルク（駆動トルク）がドライブピニオンギヤ１００１に作用するときには、ドライブピニオンギヤ１００１をデフベアリングケージ１０００の外側（図１の上方）に押し上げる方向にスラスト荷重が作用するが、このときのスラスト荷重は、アウター軸受１００４が受け持つことになる。なお、図５の従来装置においては、前記スラスト荷重は、インナー軸受３が受け持っている。
【００３９】
この一方、本実施の形態では、コーストトルクが作用するとき（惰性走行時などリングギヤ３００側からの逆入力時）には、ドライブピニオンギヤ１００１をデフベアリングケージ１０００の内側（図１の下方）に押し下げる方向にスラスト荷重が作用するが、このときのスラスト荷重は、インナー軸受１００３が受け持つことになる。なお、図５の従来装置においては、前記スラスト荷重は、アウター軸受４が受け持っている。
【００４０】
このため、本実施の形態では、ギヤ噛み合い点５から、アウター軸受１００４の作用点Ｂまでの距離ｂは、図５の従来の距離ａより長くとることができるため、ドライブトルク発生時の噛み合い反力をアウター軸受１００４が負担する際の荷重を小さくできるため（同じ噛み合い反力でも距離ｂが長いとアウター軸受１００４が受け持つ荷重を小さくできる）、比較的大きなドライブトルクを受け持つ側の軸受（アウター軸受１００４）を小型化（小容量化）することができる。
【００４１】
なお、上述したように、図５に示した従来装置では、インナー軸受３側でドライブトルクを受け持っており、距離ａを長くとることができず、インナー軸受の小型化（小容量化）は難しかったが、本実施の形態によれば、上述したように、距離ｂを長くとることができるため、インナー軸受の小型化（小容量化）に貢献することができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、インナー軸受１００３がコーストトルク発生時のスラスト荷重を受け持つため、インナー軸受１００３の容量については小さく維持することができる。
【００４３】
更に、本実施の形態においては、図５に示した従来装置のようにインナー軸受３が大きなドライブトルクを受けることがないため、ドライブピニオンギヤ大端側隅Ｒ部１００６を小さくすることができると共に、ドライブピニオンギヤ大端側隅Ｒ部１００６の応力による軸受内径を大きく確保しなければないといった要請がないため、かかる観点からもインナー軸受１００３の小型化（小容量化）に貢献することができる。
【００４４】
従って、本実施の形態によれば、インナー軸受１００３と、アウター軸受１００４と、を同容量（同一サイズ）で、かつ、小型化（小容量化）することができるため、小型化（小容量化や部品共通化による低コスト化に貢献することができる。
【００４５】
また、本実施の形態によれば、インナー軸受１００３と、アウター軸受１００４と、を同容量（同一サイズ）とすることができるため、内輪部材の内径も同一とすることが可能となるため、ドライブピニオンギヤ１００１の軸部１００１Ａを段差のない同一径とすることができるため、加工を容易化することができるため低コスト化に貢献可能である。
【００４６】
なお、インナー軸受１００３を小型化（小容量化）すると、ドライブピニオンギヤ大端側隅Ｒ部１００６の応力上昇が懸念されるが、本実施の形態においては、軸部１００１Ａとの間に比較的大きな寸法Ｄの段差を設けることで、このような応力上昇を抑制することができる構成となっている。
【００４７】
また、本実施の形態では、図３に示すように、スナップリング１００７の軸方向厚さｔを変更することで、前述した予圧（プリロード）の大きさを変更可能であり、図４、５の従来装置のように、ドライブピニオンナット８によるカップリングフランジ９の締め付け度合いによって予圧（プリロード）を調整する構成に比べて、きめ細かな調整が可能であると共に、調整が容易かつ正確であり、更に長期に亘って精度良く予圧（プリロード）を維持・管理することなどが可能である。
【００４８】
また、本実施の形態では、予圧（プリロード）の付与はスナップリング１００７の厚み調整により行い、カップリングフランジ９のドライブピニオンギヤ１００１への締付トルクはドライブピニオンナット８の締付度合いの調整により行う構成としたので、それぞれの管理を容易かつ正確に行うことができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ドライブトルクを受け持つ軸受をアウター軸受１００４とし、コーストトルクを受け持つ軸受をインナー軸受１００３とするように構成したので、ドライブトルク発生時にアウター軸受１００４が負担するスラスト荷重を小さくすることができるので、インナー軸受１００３と、アウター軸受１００４と、を同容量（同サイズ）で、かつ、小型化（小容量化）することができるため、小型化（小容量化や部品共通化による低コスト化に貢献することができる。
【００５０】
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、インナー軸受を小型化してアウター軸受と共通化することができ、以って部品管理の容易化、製造容易、低コスト化などを可能とするディファレンシャル装置を提供することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、インナー軸受１００３とアウター軸受１００４を同一サイズとする場合について説明したが、これに限らず、異なるサイズとすることも可能である。
【００５２】
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。
【符号の説明】
【００５３】
１０００    デフベアリングケージ
１００１    ドライブピニオンギヤ
１００３    インナー軸受
１００３Ａ  内輪部材（インナーレース）
１００３Ｂ  外輪部材（アウターレース）
１００３Ｃ  転動体（ころ）
１００４    アウター軸受
１００４Ａ  内輪部材（インナーレース）
１００４Ｂ  外輪部材（アウターレース）
１００４Ｃ  転動体（ころ）
１００７    スナップリング
１００７１  溝（スナップリング収容溝）            
【図１】
2016089917.tif 000003
【図２】
2016089917.tif 000004
【図３】
2016089917.tif 000005
【図４】
2016089917.tif 000006
【図５】
2016089917.tif 000007