JP2005048903A - ディファレンシャルギヤ - Google Patents
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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
【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。
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。
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)
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)
- 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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---|---|---|---|---|
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