JP2011085232A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイド・ギヤと摺動する摩擦部材の係合部に入力されるトルクを小さくする。
【解決手段】デフ・キャリヤに回転自在に支持されるデフ・ケース３と、デフ・ケース３内に支持されて該デフ・ケース３と一体回転するピニオン・シャフト５と、ピニオン・シャフト５周りに回転自在に支持されたピニオン・ギヤ７と、デフ・ケース３内に相対回転自在に支持されピニオン・ギヤ７に噛み合う一対のサイド・ギヤ９，１１と、一対のサイド・ギヤ９，１１の少なくとも一方とデフ・ケース３との間に介設されサイド・ギヤ９（１１）を回転摺動させて差動制限力を発生させる周回状のワッシャ１３（１５）とを備え、ワッシャ１３（１５）を、デフ・ケース３及びサイド・ギヤ９（１１）間からデフ・ケース３及びピニオン・ギヤ７間にかけて延設し、ワッシャ１３（１５）に、ピニオン・ギヤ７の背面側でピニオン・シャフト５に係合する回り止め用の凹部４９を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。

従来のデファレンシャル装置としては、例えば特許文献１のように、デフ・ケースとサイド・ギヤとの間に差動制限用の摩擦部材であるテーパー・リングを介設したものがある。

テーパー・リングは、内周部側に係合部としての凸部が設けられており、凸部がデフ・ケース側の凹部に係合することで回り止め支持されている。このテーパー・リングは、サイド・ギヤを回転摺動させて摩擦力を発生させるようになっている。

しかしながら、上記構造では、前記回転摺動によって凸部に入力されるトルクが大きく、テーパー・リングが変形・破損をしないように肉厚を厚くしてデフ・ケースに対して強固に係合させる必要があった。この結果、テーパー・リング自体の大きさ及びこのテーパー・リングの係合部のスペースがかさみ、装置を大型化させていた。

特開２００３−２５４４０８公報

解決しようとする問題点は、係合部に入力されるトルクが大きく、摩擦部材の肉厚を厚く形成しなければならない点である。

本発明は、摩擦部材の係合部に入力されるトルクを小さくするため、静止側に回転自在に支持されるデフ・ケースと、前記デフ・ケース内に支持されて該デフ・ケースと一体回転するピニオン・シャフトと、前記ピニオン・シャフト周りに回転自在に支持されたピニオン・ギヤと、前記デフ・ケース内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤに噛み合う一対のサイド・ギヤと、前記一対のサイド・ギヤの少なくとも一方と前記デフ・ケースと間に介設され前記サイド・ギヤを回転摺動させて摩擦力を発生させる周回状の摩擦部材とを備え、前記摩擦部材を、前記デフ・ケース及びサイド・ギヤ間から前記デフ・ケース及びピニオン・ギヤ間にかけて延設し、前記摩擦部材に、前記ピニオン・ギヤの背面側で前記ピニオン・シャフトに係合する回り止め用の係合部を設けたことを最も主な特徴とする。

本発明のデファレンシャル装置では、摩擦部材の係合部を外周部側に配置することができ、摩擦部材の係合部に入力されるトルクを小さくすることができる。

デファレンシャル装置を示す断面図である（実施例１）。 図１のデファレンシャル装置に用いられるワッシャを示す斜視図である（実施例１）。

摩擦部材の係合部に入力されるトルクを小さくするという目的を、ピニオン・ギヤの背面側でピニオン・シャフトに係合する係合部によって実現した。

図１は本発明の実施例１に係るデファレンシャル装置を示す断面図であり、図２は図１のデファレンシャル装置に用いられるワッシャを示す斜視図である。なお、図１では、上半分と下半分とで９０°異なった断面を示している。
［デファレンシャル装置の構成］
本実施例のデファレンシャル装置１は、例えばフロント・デファレンシャル装置、センター・デファレンシャル装置、或いはリヤ・デファレンシャル装置等として構成することができる。

デファレンシャル装置１は、図１のように、デフ・ケース３と、ピニオン・シャフト５と、ピニオン・ギヤ７と、一対のサイド・ギヤ９，１１と、摩擦部材としてのワッシャ１３，１５とを備えている。

デフ・ケース３は、例えば静止側としての図示しないデフ・キャリヤ内に収容されている。デフ・ケース３は、ケース本体１７に、ケース・カバー１９が図示しないボルトによって締結固定されている。ボルトは、ケース本体１７外周のフランジ部２１及びケース・カバー１９外周のフランジ部２３間を締結しており、図示しない駆動入力用のリング・ギヤも共締めしている。

前記デフ・ケース３の回転軸心方向の両端は、ボス部２５，２７を備え、ボス部２５，２７が図示しないベアリングを介してデフ・キャリヤに回転自在に支持されている。前記デフ・ケース３の内周面２９は、後述する摩擦部材の背面が接する面において所定の曲率を持った凹球面状に形成されている。このデフ・ケース３内には、ピニオン・シャフト５が一体回転自在に支持されている。

前記ピニオン・シャフト５は、デフ・ケース３内に回転軸心に交差して配置されている。ピニオン・シャフト５の端部は、デフ・ケース３に形成された支持孔部３１内に嵌合支持されると共にスプリング・ピン３３によって抜け止め及び回り止めがなされている。

前記ピニオン・ギヤ７は、ベベル・ギヤからなり、ピニオン・シャフト５周りに回転自在に支持されている。ピニオン・ギヤ７の背面側には、凸背面部３５が設けられている。凸背面部３５は、デフ・ケース３の内周面２９と略同一の曲率を有した凸球面状に形成されている。

前記サイド・ギヤ９，１１は、ベベル・ギヤからなり、ピニオン・ギヤ７と直交噛み合いしている。サイド・ギヤ９，１１は、デフ・ケース３内に前記回転軸心周りに回転自在に配置され、ピニオン・ギヤ７の回転によって相対回転が許容されるようになっている。サイド・ギヤ９，１１間には、これら一対のサイド・ギヤ９，１１を同時にワッシャ１３，１５それぞれに対して押圧するために、付勢部材としてのコイル・スプリング３７が介設されている。

サイド・ギヤ９，１１の内周側は、スプライン部３９，４１を備え、例えば車軸の端部がスプライン係合するようになっている。サイド・ギヤ９，１１の外周側には、周回状の凸背面部４３，４５が設けられている。

凸背面部４３，４５は、ピニオン・ギヤ７の凸背面部３５の曲率と略同一の曲率を有した同心の凸球面状に形成されている。この凸背面部４３，４５は、サイド・ギヤ９，１１及びピニオン・ギヤ７の噛合部４７の外周側に延設されており、ピニオン・ギヤ７の凸背面部３５に周方向で隣接配置されている。

なお、ピニオン・ギヤ７の凸背面部３５の曲率、サイド・ギヤ９，１１の凸背面部の４３，４５の曲率、又はこれらの凸背面部３５，４３，４５と当接するワッシャ１３，１５の曲率は、入力するギヤ反力等を考慮して、それぞれ異ならせる設定をすることもできる。

図２は、図１のデファレンシャル装置に用いられるワッシャを示す斜視図である。

本実施例では、図１及び図２のように、左右一対のワッシャ１３，１５がデフ・ケース３とサイド・ギヤ９，１１との各間に設けられている。ただし、何れか一方のワッシャのみを設けることも可能である。前記ワッシャ１３，１５は、左右対象に構成されているため、一方のワッシャ１３についてのみ説明し、他方のワッシャ１５については同符号を付して詳細な説明を省略する。

ワッシャ１３は、周回状に形成されてデフ・ケース３の内周面２９に嵌合している。このワッシャ１３は、デフ・ケース３の内周面２９の曲率に応じ、回転軸心方向の一側から他側にわたって球状に湾曲している。

ワッシャ１３の一側は、デフ・ケース３及びサイド・ギヤ９間に配置され、同他側は、デフ・ケース３及びピニオン・ギヤ７間に配置されている。従って、ワッシャ１３は、デフ・ケース３及びサイド・ギヤ９間からデフ・ケース３及びピニオン・ギヤ７間にかけて延設されている。

前記ワッシャ１３は、一側から他側に向かって前記回転軸心に対する径が漸次大きくなっている。従って、ワッシャ１３の他側は、ワッシャ１３の外周部側となっている。このワッシャ１３の他側には、ピニオン・ギヤ７の背面側縁部に、係合部としての凹部４９が設けられている。凹部４９は、ピニオン・シャフト５外周に前記回転軸心方向で嵌合し、ワッシャ１３の回り止めを行っている。

ワッシャ１３の他側には、ピニオン・ギヤ７の背面側から周方向にずれた位置に肉抜き部５１が設けられている。肉抜き部５１は、ワッシャ１３の軽量化を図ることができると共に、ワッシャ１３内部への潤滑油の流通口として機能する。

前記ワッシャ１３の内周面５３は、ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９の凸背面部３５，４３の曲率と同一曲率の凹曲面状に形成されている。内周面５３は、その一部としてピニオン・ギヤ摺動面５５及びサイド・ギヤ摺動面５３を備えている。ピニオン・ギヤ摺動面５５及びサイド・ギヤ摺動面５３は、ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９の凸背面部３５，４３を回転摺動させるようになっている。なお、サイド・ギヤ９の凸背面部４３は、コイル・スプリング３７の付勢力により、サイド・ギヤ摺動面５７に付勢されて常時所定の摩擦力を生じさせてイニシャル・トルクを付与している。
［デファレンシャル装置の作用］
本実施例のデファレンシャル装置１では、リング・ギヤからデフ・ケース３にトルク入力が行われると、ピニオン・シャフト５を介してピニオン・ギヤ７へトルク伝達が行われる。ピニオン・ギヤ７は、デフ・ケース３と共に一体に回転し、両サイド・ギヤ９，１１へトルク伝達する。このため、両サイド・ギヤ９，１１は、デフ・ケース３と共に一体に回転し、車軸を介して車輪側へトルク伝達することができる。

左右の車輪が差動回転しているときは、該差動回転が車軸を介してサイド・ギヤ９，１１へ伝達されて、サイド・ギヤ９，１１間が差動回転する。このとき、サイド・ギヤ９，１１間は、ピニオン・ギヤ７が自転することで、相対回転が許容される。

従って、デファレンシャル装置１は、サイド・ギヤ９，１１間の相対回転を許容しながら、デフ・ケース３からサイド・ギヤ９，１１側へトルク伝達を行うことができる。

サイド・ギヤ９，１１の差動回転時には、ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１に噛み合い反力が入力される。

ピニオン・ギヤ７は、噛み合い反力によって凸背面部３５がワッシャ１３，１５のピニオン・ギヤ摺動面５５，５５に押し付けられる。このため、ピニオン・ギヤ７の凸背面部３５は、ワッシャ１３，１５のピニオン・ギヤ摺動面５５，５５に回転摺動する。この結果、デファレンシャル装置１では、ピニオン・ギヤ７の焼き付きを防止することができると共にこの摺動摩擦力によって差動制限力を得ることができる。

一方、サイド・ギヤ９，１１も、噛み合い反力によって軸方向移動し、凸背面部４３，４５がワッシャ１３，１５のサイド・ギヤ摺動面５７，５７に押し付けられる。このため、デファレンシャル装置１では、サイド・ギヤ９，１１の凸背面部４３，４５をワッシャ１３，１５のサイド・ギヤ摺動面５７，５７に回転摺動させて、この摺動摩擦力による差動制限力を得ることができる。

このとき、ワッシャ１３，１５には、サイド・ギヤ９，１１の回転摺動によって周方向に回転しようとするトルクが入力される。このトルクは、摺動部分よりも外周側であるワッシャ１３，１５の外周部側に配置された凹部４９，４９を介してピニオン・シャフト５で受けられる。このため、ワッシャ１３，１５では、凹部４９，４９に入力されるトルクを小さくすることができ、ワッシャ１３，１５の肉厚を厚く形成する必要がなく、係合部としての凹部４９に係るスペースを削減することができ、デファレンシャル装置１の大型化を抑制することができる。このような構成であっても、ワッシャ１３，１５においては、トルク入力による変形・損傷を防止することができる。
［実施例の効果］
本実施例のデファレンシャル装置１では、デフ・キャリヤに回転自在に支持されるデフ・ケース３と、デフ・ケース３内に支持されて該デフ・ケース３と一体回転するピニオン・シャフト５と、ピニオン・シャフト５周りに回転自在に支持されたピニオン・ギヤ７と、デフ・ケース３内に相対回転自在に支持されピニオン・ギヤ７に噛み合う一対のサイド・ギヤ９，１１と、サイド・ギヤ９，１１の少なくとも一方とデフ・ケース３との間に介設されサイド・ギヤ９，１１を回転摺動させて摩擦力を発生させる周回状のワッシャ１３（１５）とを備え、ワッシャ１３（１５）を、デフ・ケース３及びサイド・ギヤ９（１１）間からデフ・ケース３及びピニオン・ギヤ７間にかけて延設し、ワッシャ１３（１５）に、ピニオン・ギヤ７の背面側でピニオン・シャフト５に係合する回り止め用の凹部４９を設けた。

従って、デファレンシャル装置１では、ワッシャ１３（１５）の外周部側に凹部４９を配置することができ、サイド・ギヤ９（１１）の回転摺動によって凹部４９に入力されるトルクを小さくすることができる。

本実施例では、サイド・ギヤ９，１１とデフ・ケース３との各間にワッシャ１３，１５を設けたため、サイド・ギヤ９，１１にそれぞれ摩擦力を発生させることができる。

前記ワッシャ１３，１５は、デフ・ケース３及びピニオン・ギヤ７間に延設されているため、ピニオン・ギヤ７の焼き付き防止用のワッシャとしても同時に機能する。この結果、本実施例では、部品点数を削減してコスト低減や組み付け作業性の向上を図ることができる。

ワッシャ１３，１５の凹部４９，４９は、ピニオン・シャフト５外周に回転軸心方向で嵌合するため、構造の簡素化を図りながら容易且つ確実に係合を行わせることができ、デファレンシャル装置１の大型化を抑制することができる。

本実施例のデファレンシャル装置１では、ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１が、同一曲率の凸球面状の凸背面部３５，４３，４５を備え、ワッシャ１３，１５が、凸背面部３５，４３，４５と同一曲率の凹球面状に形成されて凸背面部３５，４３，４５を回転摺動させる内周面５５，５５を備えている。

このため、本実施例では、ワッシャ１３，１５及びピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１の加工を容易に行わせることができながら、摩擦力を確実に発生させることができる。

前記ワッシャ１３，１５は、球状に湾曲形成されているため、より加工を容易に行わせることができる。
［その他］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各種の変更が可能である。

上記実施例では、係合部を凹部４９によって構成していたが、例えばワッシャから突設された一対の凸部によって構成することも可能である。また、係合部は、ピニオン・シャフトに凹部を設け、この凹部に係合する凸部とすることも可能である。

ワッシャ１３，１５の内周面５５，５５は、ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１の凸背面部３５，４３，４５と同一曲率を有していたが、異なる曲率とすることも可能である。

ピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１の凸背面部３５，４３，４５は、同一曲率を有していたが、異なる曲率とすることも可能である。この場合、ワッシャは、一側から他側にわたって球状に湾曲したものに代えて、例えば、一側及び他側間で段付き形状としたものを用いても良い。

また、ワッシャ１３，１５の内周面５５，５５及びピニオン・ギヤ７及びサイド・ギヤ９，１１の凸背面部３５，４３，４５は、曲面状に形成していたが、例えばテーパ面状に形成しても良い。

１ デファレンシャル装置
３ デフ・ケース
５ ピニオン・シャフト
７ ピニオン・ギヤ
９，１１ サイド・ギヤ
１３，１５ ワッシャ
３５ 凸背面部（ピニオン・ギヤ）
４３，４５ 凸背面部（サイド・ギヤ）
４９ 凹部（係合部）
５３ 内周面（ワッシャ）

Claims (4)

1. 静止側に回転自在に支持されるデフ・ケースと、
   前記デフ・ケース内に支持されて該デフ・ケースと一体回転するピニオン・シャフトと、
   前記ピニオン・シャフト周りに回転自在に支持されたピニオン・ギヤと、
   前記デフ・ケース内に相対回転自在に支持され前記ピニオン・ギヤに噛み合う一対のサイド・ギヤと、
   前記一対のサイド・ギヤの少なくとも一方と前記デフ・ケースと間に介設され前記サイド・ギヤを回転摺動させて差動制限力を発生させる周回状の摩擦部材とを備え、
   前記摩擦部材を、前記デフ・ケース及びサイド・ギヤ間から前記デフ・ケース及びピニオン・ギヤ間にかけて延設し、
   前記摩擦部材に、前記ピニオン・ギヤの背面側で前記ピニオン・シャフトに係合する回り止め用の係合部を設けた、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記係合部は、前記ピニオン・シャフト外周に前記デフ・ケースの回転軸心方向で嵌合する凹部である、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
   前記ピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤは、同一曲率の凸球面状の背面部を備え、
   前記摩擦部材は、前記背面部と同一曲率の凹球面状に形成されて前記背面部を回転摺動させる内周面を備えた、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、
   前記摩擦部材は、球状に湾曲形成された、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。

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