JP2005048903A - ディファレンシャルギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 ディファレンシャルギヤに用いられるストレートベベルギヤの耐久性を高める。
【解決手段】 ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の歯先の延長線が、ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の軸線Ｌ１，Ｌ２の交点Ｏを通るように設定することで、ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の噛合開始時および噛合終了時における同時噛合線の長さｉを、従来のストレートベベルギヤの大径端部の近傍の限定された領域から、大径端部から小径端部までの全領域に広げることができ、噛合荷重が大径端部の近傍のみに集中するのを防止してディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の耐久性を高めることができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ストレートベベルギヤよりなるディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤを噛み合わせたディファレンシャルギヤに関する。

一般に従来のストレートベベルギヤは、大きなトルクを伝達するために歯幅が大きい大径端部の近傍で相手側のストレートベベルギヤと歯当たりするように調整されるが、歯元の隅肉曲線の曲率半径が小径端部から大径端部まで同一になっているため、大径端部の歯元に大きな荷重が集中して破損し易いという問題があった。そこで下記特許文献１に記載されたストレートベベルギヤは、歯元の隅肉曲線の曲率半径を小径端部から大径端部に向けて漸次増大させることで、つまり大径端部の歯元の肉厚を小径端部の歯元の肉厚に比べて積極的に増大させることで、従来破損し易かった大径端部の強度を増加させている。
特開２００２−２９５６４２号公報

しかしながら上記従来のものは、噛合開始時および噛合終了時における接触幅（同時噛合線の長さ）が大径端部側の一部に限定されるため、大径端部に依然として大きな荷重が集中して破損し易いという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ディファレンシャルギヤに用いられるストレートベベルギヤの耐久性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ストレートベベルギヤよりなるディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤを噛み合わせたディファレンシャルギヤにおいて、ディファレンシャルピニオンの歯先の延長線およびディファレンシャルサイドギヤの歯先の延長線が、ディファレンシャルピニオンの軸線とディファレンシャルサイドギヤの軸線との交点を通ることを特徴とするディファレンシャルギヤが提案される。

請求項１の構成によれば、ディファレンシャルピニオンの歯先の延長線およびディファレンシャルサイドギヤの歯先の延長線が、ディファレンシャルピニオンの軸線とディファレンシャルサイドギヤの軸線との交点を通るので、ディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤの噛合開始時および噛合終了時における同時噛合線の長さを、従来の大径端部の近傍の限定された領域から、大径端部から小径端部までの全領域に広げることができ、噛合荷重が大径端部の近傍のみに集中するのを防止してディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤの耐久性を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

囲１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１は車両のディファレンシャルギヤの断面図、図２はディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤの噛合部の拡大図、図３は図２の３部拡大図、図４は図２の４部拡大囲、図５はディファレンシャルピニオンの歯形を示す図、図６はディファレンシャルサイドギヤの歯形を示す図である。

図１は、フロントエンジン・フロントドライブ車両のディファレンシャルギヤＤを示すもので、ミッションケース１１に一対のローラベアリング１２，１２を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース１３の外周にボルト１４…で固定されたファイナルドリブンギヤ１５が、カウンタシャフト１６に一体に形成されたファイナルドライブギヤ１７に噛合して駆動される。ディファレンシャルケース１３にはピニオンシャフト１８がピン１９で固定されており、このピニオンシャフト１８に回転自在に支持された一対のディファレンシャルピニオン２０，２０が、ディファレンシャルケース１３を回転自在に貫通する左右の車軸２１，２１の軸端にスプライン結合された一対のディファレンシャルサイドギヤ２２，２２に噛合する。

表１は比較例および実施例のストレートベベルギヤの諸元を比較するもので、比較例の諸元に対して異なっている実施例の諸元に※印が付してある。

先ず、実施例のディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の歯形には球面インボリュート歯形が採用されており、それに対して比較例のディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の歯形にはグリーソン社のレバーサイクル歯形に代表される円弧歯形が採用されている。

また実施例の歯先角θａ，θｆは比較例に比べて小さくなっており、図３に示すように、実施例の歯先角θａ，θｆの延長線（歯先を通る線）はディファレンシャルピニオン２０の軸線Ｌ１およびディファレンシャルサイドギヤ２２の軸線Ｌ２が交差する中心点Ｏにおいて交差している。それに対して、歯先角θａ，θｆが大きい比較例では、図４に示すように、その歯先角θａ，θｆの延長線は前記中心点Ｏの手前の点Ｏ′で交差している。

図３において中心点Ｏを中心とする放射状の同時噛合線は、ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２が同時に噛み合う線を示すもので、それらの同時噛合線はディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２が回転すると順次移動する。同時噛合線は、歯先Ｒと歯面との交点から、ディファレンシャルピニオン２０の軸線Ｌ１およびディファレンシャルサイドギヤ２２の軸線Ｌ２が交差する中心点Ｏに向けて延びている。図３の実施例では、歯先角θａ，θｆの延長線が中心点Ｏを指向しているため、同じく中心点Ｏを通る同時噛合線と歯先角θａ，θｆの延長線とが重なり合い、ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の噛合開始時および噛合終了時においても、小径端部から大径端部に至る充分な同時噛合線の長さｉを確保することができ、特に噛合開始時および噛合終了時に歯面に局所的な大荷重が作用するのを防止して耐久性を高めることができる。

それに対して、図４に示す比較例では、歯先角θａ，θｆの延長線が中心点Ｏの手前の点Ｏ′を指向しているため、特に噛合開始時および噛合終了時における同時噛合線が大径端部側の一部に限られてしまい、同時噛合線の長さｉが実施例のものに比べて短くなることで、噛合開始時および噛合終了時に大径端部の近傍の歯面に局所的な大荷重が作用して耐久性を低下させる原因となってしまう。

実施例のディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の歯形の特徴である「歯先角θａ，θｆの延長線が中心点Ｏを指向している」という要件は、歯先の丈（ピッチ円から歯先までの距離）をモジュール（ピッチ円の直径／歯数）で除算した値を小径端部側から大径端部側まで一定値とすることで実現される。

また実施例の歯形は比較例の歯形に比べて小径端部側の歯丈が増加したことで噛合い率が増加しており（表１参照）、これにより噛合部の接触面庄を低下させて耐久性を更に向上させることができる。

また図５および囲６から明らかなように、ディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の実施例の歯形（球面インボリュート歯形）は、比較例の歯形（円弧歯形）に比べて歯先および歯元の厚さが共に厚くなっており、１ピッチにおける歯車の噛合でバックラッシュが一定となり、スムーズなトルク伝達を可能にすることができる。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のディファレンシャルピニオン２０およびディファレンシャルサイドギヤ２２の歯形は表１に記載されたものに限定されず、請求項１に記載された要件を満たすものが全て含まれる。

車両のディファレンシャルギヤの断面図 ディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤの噛合部の拡大図 図２の３部拡大図 図２の４部拡大図 ディファレンシャルピニオンの歯形を示す図 ディファレンシャルサイドギヤの歯形を示す図

符号の説明

２０ ディファレンシャルピニオン
２２ ディファレンシャルサイドギヤ
Ｌ１ ディファレンシャルピニオンの軸線
Ｌ２ ディファレンシャルサイドギヤの軸線
Ｏ 中心点（交点）

Claims (1)

1. ストレートベベルギヤよりなるディファレンシャルピニオン（２０）およびディファレンシャルサイドギヤ（２２）を噛み合わせたディファレンシャルギヤにおいて、
   ディファレンシャルピニオン（２０）の歯先の延長線およびディファレンシャルサイドギヤ（２２）の歯先の延長線が、ディファレンシャルピニオン（２０）の軸線（Ｌ１）とディファレンシャルサイドギヤ（２２）の軸線（Ｌ２）との交点を通ることを特徴とするディファレンシャルギヤ。
   

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