JP2011038546A - Differential device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential device which can mesh pinion having one kind of pitch angle with respect to a pair of side gears with a different number of teeth and can reduce cost through the reduction of kinds of components. <P>SOLUTION: In a differential device 1 comprising a differential case 3 in which a drive torque is inputted to allow rotation, a pinion 5 which is rotatably supported in the differential case 3 and revolves by the rotation of the differential case 3, and a differential mechanism 11 which is formed of a pair of side gears 7, 9 relatively rotatable by meshing with the pinion 5, pitch lines 13, 15 between the pinion 5 and a pair of side gears 7, 9 are meshed with each other in a mesh face width 17 between the pinion 5 and a pair of side gears 7, 9 so as to cross each other. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両に適用されるデファレンシャル装置に関する。   The present invention relates to a differential device applied to a vehicle.

従来、ピニオンと噛み合う一対のサイドギヤを有するデファレンシャル装置としては、駆動トルクが入力され回転可能なデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共にデフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤとからなる差動機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, as a differential device having a pair of side gears that mesh with a pinion, a differential case that can be rotated by inputting drive torque, a pinion that is supported by the differential case and can rotate, and revolves by rotation of the differential case, meshes with the pinion. And a differential mechanism comprising a pair of side gears that can rotate relative to each other are known (see, for example, Patent Document 1).

このデファレンシャル装置では、一対のサイドギヤの歯数を１１としたときにピニオンの歯数を８とし、一対のサイドギヤの歯数を１０としたときにピニオンの歯数を７とし、一対のサイドギヤの歯数を９としたときにピニオンの歯数を７としている。これは、ギヤ強度を高めつつ、ギヤ寸法を縮小できる最適条件として、一対のサイドギヤの歯数とピニオンの歯数との和を１９よりも少なく設定することとしており、各ギヤの歯数はこの最適条件を満たすように設定されている。   In this differential device, the number of teeth of the pinion is 8 when the number of teeth of the pair of side gears is 11, the number of teeth of the pinion is 7 when the number of teeth of the pair of side gears is 10, and the teeth of the pair of side gears When the number is 9, the number of teeth of the pinion is 7. This is to set the sum of the number of teeth of the pair of side gears and the number of teeth of the pinion to be less than 19 as the optimum condition for reducing the gear size while increasing the gear strength. It is set to satisfy the optimal condition.

特開２００２−３６４７２８号公報JP 2002-364728 A

しかしながら、上記特許文献１のデファレンシャル装置のように、歯数の異なる一対のサイドギヤに対しては、それぞれ歯数は同じでも歯数比の異なる、すなわちピッチ角の異なるピニオンでなければ、一対のサイドギヤとピニオンとを噛み合わせることができなかった。このため、歯数の異なる一対のサイドギヤ毎に、ピッチ角の異なるピニオンを製造しなければならず、ギヤの部品種類が多くなり、製造コストが高コスト化していた。   However, as in the differential device of Patent Document 1 above, for a pair of side gears having different numbers of teeth, the pair of side gears has the same number of teeth but a different number ratio, that is, unless the pinion has a different pitch angle. And pinion could not be meshed. For this reason, a pinion having a different pitch angle must be manufactured for each pair of side gears having different numbers of teeth, resulting in an increase in the number of types of gear parts and an increase in manufacturing cost.

そこで、この発明は、歯数の異なる一対のサイドギヤに対して一種のピッチ角をもったピニオンを噛み合わせることができ、部品種類を削減して低コスト化することができるデファレンシャル装置の提供を目的としている。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential device that can mesh a pinion having a kind of pitch angle with a pair of side gears having different numbers of teeth and reduce the number of parts to reduce the cost. It is said.

請求項１記載の発明は、駆動トルクが入力され回転可能なデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤとからなる差動機構を備えたデファレンシャル装置であって、前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとの噛み合い歯幅内で前記ピニオンと前記一対のサイドギヤの各々とのピッチ線が交差するように噛み合わされていることを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a differential case that can be rotated by inputting drive torque, a pinion that is supported by the differential case and can rotate, and a pair that can rotate relative to the pinion and can rotate relative to the pinion. A differential device comprising a differential mechanism comprising a plurality of side gears, wherein the pinion and the pair of side gears mesh with each other so that the pitch lines of the pinion and the pair of side gears intersect each other within a meshing tooth width of the pinion and the pair of side gears. It is characterized by being.

請求項２記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記ピニオン及び前記一対のサイドギヤの歯面には、クラウニング加工が施されていることを特徴とする。   A second aspect of the present invention is the differential apparatus according to the first aspect, characterized in that crowning is applied to the tooth surfaces of the pinion and the pair of side gears.

請求項１のデファレンシャル装置は、ピニオンと一対のサイドギヤとの噛み合い歯幅内で前記ピニオンと前記一対のサイドギヤの各々とのピッチ線が交差するように噛み合わされている。このため、歯数の異なる一対のサイドギヤに対して歯数の等しい１種類のピニオンを噛み合わせることができ、一対のサイドギヤの歯数に合わせたピニオンからなるギヤ組を複数種類製造する必要がない。   The differential device according to claim 1 is meshed so that the pitch lines of the pinion and each of the pair of side gears intersect within the meshing tooth width of the pinion and the pair of side gears. Therefore, one type of pinion having the same number of teeth can be meshed with a pair of side gears having different numbers of teeth, and there is no need to manufacture a plurality of types of gear sets composed of pinions that match the number of teeth of the pair of side gears. .

従って、歯数の異なる一対のサイドギヤに対して一種のピッチ角をもったピニオンを噛み合わせることができ、部品種類を削減して低コスト化することができる。   Therefore, a pinion having a kind of pitch angle can be meshed with a pair of side gears having different numbers of teeth, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

請求項２のデファレンシャル装置は、ピニオン及び一対のサイドギヤの歯面には、クラウニング加工が施されているので、ギヤの噛み合いをスムーズに行うことができ、動力伝達効率を向上させることができると共に、異音の発生を防止することができる。   In the differential device according to claim 2, since the toothing surfaces of the pinion and the pair of side gears are subjected to crowning processing, the gears can smoothly mesh with each other, and the power transmission efficiency can be improved. Generation of abnormal noise can be prevented.

本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。It is sectional drawing of the differential apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のピニオンと一に選択されるサイドギヤとからなるギヤ組の断面図である。It is sectional drawing of the gear set which consists of the pinion of the differential apparatus which concerns on embodiment of this invention, and the side gear selected as one. 本発明の実施の形態に係るピニオンと他に選択されるサイドギヤとを組付けたときの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view when the pinion which concerns on embodiment of this invention and the side gear selected elsewhere are assembled | attached. 本発明の実施の形態に係るピニオンと一に選択されるサイドギヤとを組付けたときの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view when the pinion which concerns on embodiment of this invention and the side gear selected as one are assembled | attached.

図１〜図４を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置について説明する。   A differential apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、駆動トルクが入力され回転可能なデフケース３と、このデフケース３に支承されて自転可能であると共にデフケース３の回転によって公転するピニオン５と、このピニオン５と噛み合って相対回転可能な一に選択されたピッチ角が設定された歯数をもつ一対のサイドギヤ７，９とからなる差動機構１１を備えている。   A differential device 1 according to the present embodiment includes a differential case 3 that can be rotated by inputting a drive torque, a pinion 5 that is supported by the differential case 3 and can be rotated, and revolves when the differential case 3 rotates. A differential mechanism 11 including a pair of side gears 7 and 9 having a set number of teeth with a selected pitch angle that can mesh and rotate relative to each other is provided.

そして、ピニオン５と一対のサイドギヤ７，９との噛み合い歯幅１７内でこれらギヤ組の噛み合いピッチ線が交差するように組付けられて噛み合わされている。   The gears are assembled and meshed so that the meshing pitch lines of these gear groups intersect within the meshing tooth width 17 of the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9.

また、ピニオン５及び一対のサイドギヤ７，９の歯面には、クラウニング加工が施されている。   The tooth surfaces of the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9 are crowned.

図１〜図４に示すように、デフケース３は、軸方向両側に形成されたボス部１９，２１でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリア（不図示）に回転可能に支持されている。また、デフケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部２３が形成され、、リングギヤが駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース３を回転駆動させる。このデフケース３には、差動機構１１が収容され、デフケース３に伝達された駆動力が差動機構１１に伝達される。   As shown in FIGS. 1 to 4, the differential case 3 is rotatably supported by a carrier (not shown) via bearings (not shown) at boss portions 19 and 21 formed on both sides in the axial direction. Further, the differential case 3 is formed with a flange portion 23 to which a ring gear (not shown) is fixed. The ring gear meshes with a power transmission gear (not shown) that transmits a driving force, and the driving force is transmitted to the differential case 3. Drive to rotate. The differential case 3 accommodates the differential mechanism 11, and the driving force transmitted to the differential case 3 is transmitted to the differential mechanism 11.

差動機構１１は、デフケース３を含め、ピニオンシャフト２５と、ピニオン５と、一対のサイドギヤ７，９とを備えている。ピニオンシャフト２５は、端部をデフケース３の支持孔２７に係合してピン２９で抜け止めされ、デフケース３と一体に回転駆動される。   The differential mechanism 11 includes a differential case 3, and includes a pinion shaft 25, a pinion 5, and a pair of side gears 7 and 9. The pinion shaft 25 engages with the support hole 27 of the differential case 3 at the end and is prevented from coming off by the pin 29 and is rotationally driven integrally with the differential case 3.

ピニオン５は、ピニオンシャフト２５に支承されてデフケース３の回転によって公転する。また、ピニオン５は、一対のサイドギヤ７，９に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ７，９に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト２５に自転可能に支持されている。また、ピニオン５の背面側とデフケース３との間にはピニオン５の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ３１が配置されている。このピニオン５は、一対のサイドギヤ７，９と噛み合いベベルギヤ式のギヤ組３３を構成している。   The pinion 5 is supported by the pinion shaft 25 and revolves by the rotation of the differential case 3. The pinion 5 transmits a driving force to the pair of side gears 7 and 9 and is rotatably supported by the pinion shaft 25 so as to be driven to rotate when a differential rotation occurs between the pair of side gears 7 and 9 engaged with each other. ing. A spherical washer 31 is disposed between the back side of the pinion 5 and the differential case 3 to receive radial movement that occurs when the pinion 5 revolves. The pinion 5 meshes with the pair of side gears 7 and 9 to form a bevel gear type gear set 33.

一対のサイドギヤ７，９は、ボス部３５，３７でデフケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン５と噛み合っている。また、一対のサイドギヤ７，９とピニオン５との歯面には、噛み合いをスムーズに行うためにクラウニング加工が施されている。また、サイドギヤ７，９の背面側とデフケース３との間には、ピニオン５との噛み合い反力によるサイドギヤ７，９の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３９，４１が配置されている。この一対のサイドギヤ７，９の内周側に形成されたスプライン形状の連結部４３，４５には、車両の左右輪にそれぞれ連結された駆動軸（不図示）が一体回転可能に連結され、左右輪側に駆動力を伝達する。   The pair of side gears 7, 9 are supported by the boss portions 35, 37 so as to be rotatable relative to the differential case 3, and mesh with the pinion 5. In addition, the tooth surfaces of the pair of side gears 7 and 9 and the pinion 5 are subjected to a crowning process for smooth meshing. In addition, thrust washers 39 and 41 are disposed between the rear sides of the side gears 7 and 9 and the differential case 3 to receive the movement of the side gears 7 and 9 in the axial direction due to the meshing reaction force with the pinion 5. Drive shafts (not shown) connected to the left and right wheels of the vehicle are connected to the spline-shaped connecting portions 43 and 45 formed on the inner peripheral side of the pair of side gears 7 and 9 so as to be integrally rotatable. Transmits driving force to the wheel side.

このようなピニオン５と一対のサイドギヤ７，９とは、ピニオン５の噛み合いピッチ線１３と、サイドギヤ７，９の噛み合いピッチ線１５とがギヤ組の噛み合い歯幅１７内で交差するように噛み合わされている。図４におけるそれぞれの噛み合いピッチ線１３，１５は、例えば、ピッチ角θｐが設定されたピニオンの歯数を９、一に選択されたピッチ角θｓ１が設定されたサイドギヤの歯数を１３としたときのピニオン５とサイドギヤ７，９のそれぞれの噛み合いピッチ線である。また、図３における噛み合いピッチ線１６は、例えば、ピッチ角θｐが設定されたピニオンの歯数を９、他に選択されたピッチ角θｓ２が設定されたサイドギヤの歯数を１４としたときのピニオン５とサイドギヤ７’，９’との噛み合いピッチ線である。   The pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9 are meshed so that the meshing pitch line 13 of the pinion 5 and the meshing pitch line 15 of the side gears 7 and 9 intersect within the meshing tooth width 17 of the gear set. ing. The meshing pitch lines 13 and 15 in FIG. 4 are, for example, when the number of teeth of the pinion with the pitch angle θp set is 9 and the number of teeth of the side gear with the selected pitch angle θs1 set to 13. The meshing pitch lines of the pinion 5 and the side gears 7 and 9. Further, the meshing pitch line 16 in FIG. 3 is, for example, a pinion when the number of teeth of the pinion with the pitch angle θp set to 9 and the number of teeth of the side gear with the other selected pitch angle θs2 set to 14. 5 is a meshing pitch line between the side gears 7 ′ and 9 ′.

図３に示すように、ピニオン５と他に選択されたピッチ角θｓ２が設定された歯数をもつ一対のサイドギヤ７’，９’（片側のサイドギヤのみを図示する）を組付けた場合には、噛み合いピッチ線１３，１６がピニオン５とサイドギヤ９’との噛み合い歯幅１７内で交差しておらず、回転軸心線が交差する中心点で交差している。これは、ピニオン５とサイドギヤ９’との歯数によって所定の噛み合いピッチ角θｐ，θｓ２が決定されるためである。つまり、一に選択された図２，図４のピッチ角θｐが設定されたピニオン５を用いて他に選択されたピッチ角θｓ２が設定された歯数をもつサイドギヤ７’，９’を組み合わせて噛み合わせ、ギヤ組を形成することができる。   As shown in FIG. 3, when a pair of side gears 7 'and 9' (only one side gear is shown) having a set number of teeth with a pinion 5 and a selected pitch angle θs2 are assembled. The meshing pitch lines 13 and 16 do not intersect within the meshing tooth width 17 between the pinion 5 and the side gear 9 ', but intersect at the center point where the rotational axis lines intersect. This is because the predetermined meshing pitch angles θp and θs2 are determined by the number of teeth of the pinion 5 and the side gear 9 '. That is, by using the pinion 5 in which the pitch angle θp is set in FIG. 2 and FIG. 4 selected in one, the side gears 7 ′ and 9 ′ having the number of teeth set in the other selected pitch angle θs2 are combined. The gears can be formed by meshing.

図２，図４のギヤ組においては、図３に対して、ピニオン５及び一対のサイドギヤ７，９を、噛み合いピッチ線１３，１５が噛み合い歯幅１７内で交差するようにサイドギヤ７，９の軸方向位置を設定する。このように噛み合いピッチ線１３，１５の交差位置を中心点ではなく、噛み合い歯幅１７内に位置させることにより、同一のピニオン５を歯数の異なるサイドギヤに同じように組付けることができる。このため、例えば、一対のサイドギヤの周方向にピニオンが４つ配置される４ピニオン型の装置や２つ配置される２ピニオン型の装置、もしくは３つ配置される３ピニオン型の装置など、歯数の異なるサイドギヤを用いた様々な形態の装置に同一のピッチ角をもったピニオン５を適用することができる。   2 and 4, the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9 are compared with those in FIG. 3 in such a manner that the meshing pitch lines 13 and 15 intersect within the meshing tooth width 17. Set the axial position. Thus, the same pinion 5 can be similarly assembled to the side gears having different numbers of teeth by positioning the intersecting position of the meshing pitch lines 13 and 15 not within the center point but within the meshing tooth width 17. Therefore, for example, teeth such as a 4-pinion type device in which four pinions are arranged in the circumferential direction of a pair of side gears, a 2-pinion type device in which two pinions are arranged, or a 3-pinion type device in which three pinions are arranged The pinion 5 having the same pitch angle can be applied to various types of apparatuses using different side gears.

このようなデファレンシャル装置１では、ピニオン５と一対のサイドギヤ７，９とがピニオン５と奇数の歯数を有する一対のサイドギヤとの噛み合いピッチ線１３と、ピニオン５と偶数の歯数を有する一対のサイドギヤとの噛み合いピッチ線１５とが、ピニオン５と一対のサイドギヤ７，９との噛み合い歯幅１７内で交差するように噛み合わされているギヤ組として有効であり、特にサイドギヤ７，９が一の選択された歯数に対して１つ多い場合、或いは１つ少ない場合としての他に選択されたサイドギヤ７’，９’との間の互換性を保つ構成として有用である。このため、歯数の異なる一対のサイドギヤに対して歯数の等しい同一のピッチ角をもった１種類のピニオン５を噛み合わせることができ、一対のサイドギヤの歯数に合わせたピニオンからなるギヤ組を複数種類製造する必要がない。   In such a differential device 1, the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9 are engaged with the pinion 5 and a pair of side gears having an odd number of teeth, and the pair of pinions 5 and the pair of side gears having an even number of teeth. This is effective as a gear set in which the meshing pitch line 15 with the side gear intersects within the meshing tooth width 17 between the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9. This is useful as a configuration that maintains compatibility with the selected side gears 7 ′ and 9 ′ in addition to the case where the number of teeth is one more or one less than the selected number of teeth. For this reason, one type of pinion 5 having the same pitch angle with the same number of teeth can be meshed with a pair of side gears having different numbers of teeth, and a gear set comprising a pinion according to the number of teeth of the pair of side gears. There is no need to manufacture multiple types.

従って、歯数の異なる一対のサイドギヤに対して一種のピッチ角をもったピニオン５を噛み合わせることができ、部品種類を削減して低コスト化することができる。   Therefore, the pinion 5 having a kind of pitch angle can be meshed with a pair of side gears having different numbers of teeth, and the number of parts can be reduced and the cost can be reduced.

また、ピニオン５及び一対のサイドギヤ７，９の歯面には、クラウニング加工が施されているので、ギヤの噛み合いをスムーズに行うことができ、動力伝達効率を向上させることができると共に、異音の発生を防止することができる。   In addition, since the tooth surfaces of the pinion 5 and the pair of side gears 7 and 9 are subjected to crowning, the gears can be meshed smoothly, power transmission efficiency can be improved, Can be prevented.

なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置では、ギヤ組の歯数を９×１３と９×１４としているが、これに限らず、他に例えば１０×１６と１０×１５のギヤ組の歯数の関係をもつものなどサイドギヤの歯数が異なり、ピニオンのピッチ角を固定したものであれば、ギヤ組の歯数はどのような組合せであってもよい。   In the differential device according to the embodiment of the present invention, the number of teeth of the gear set is 9 × 13 and 9 × 14. However, the number of teeth is not limited to this. For example, the gear sets of 10 × 16 and 10 × 15 are used. As long as the number of teeth of the side gear is different and the pinion pitch angle is fixed, such as those having a relationship of the number of teeth, the number of teeth of the gear set may be any combination.

１…デファレンシャル装置
３…デフケース
５…ピニオン
７，９…サイドギヤ
１１…差動機構
１３，１５…噛み合いピッチ線
１７…噛み合い歯幅 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Differential apparatus 3 ... Differential case 5 ... Pinion 7, 9 ... Side gear 11 ... Differential mechanism 13, 15 ... Meshing pitch line 17 ... Meshing tooth width

Claims (2)

駆動トルクが入力され回転可能なデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤとからなる差動機構を備えたデファレンシャル装置であって、
前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとの噛み合い歯幅内で前記ピニオンと前記一対のサイドギヤの各々とのピッチ線が交差するように噛み合わされていることを特徴とするデファレンシャル装置。 A differential mechanism comprising a differential case that can be rotated by input of drive torque, a pinion that is supported by the differential case and can rotate, and revolves by rotation of the differential case, and a pair of side gears that mesh with the pinion and can rotate relative to each other. A differential device comprising:
The differential device, wherein the pinion and the pair of side gears are meshed so that the pitch lines of the pinion and the pair of side gears intersect each other within a meshing tooth width of the pair of side gears. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
前記ピニオン及び前記一対のサイドギヤの歯面には、クラウニング加工が施されていることを特徴とするデファレンシャル装置。 The differential device according to claim 1,
A differential device, wherein tooth surfaces of the pinion and the pair of side gears are subjected to crowning.
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