KR101846691B1 - 차량용 디퍼렌셜 장치 - Google Patents

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다카시 기텐
노리히로 미조구치
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

차량용 디퍼렌셜 장치는 1 쌍의 사이드 기어, 피니언 기어, 디퍼렌셜 케이스, 및 원환 형상의 링 기어를 구비한다. 상기 피니언 기어는 상기 사이드 기어와 맞물린다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 상기 사이드 기어 및 상기 피니언 기어를 수용하는 둘레벽을 갖는다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 상기 둘레벽의 일부에 상기 디퍼렌셜 케이스의 내외를 관통하는 개구를 갖는다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 하나의 회전 축선 둘레로 회전하도록 구성되어 있다. 상기 링 기어는 상기 디퍼렌셜 케이스의 둘레벽의 외측에 장착되어 상기 링 기어의 중심 축선과 상기 회전 축선이 일치한다. 상기 링 기어는 상기 링 기어의 내주 가장자리부에 돌출부를 갖는다. 상기 돌출부는 상기 개구가 관통하는 방향에서 봤을 때, 상기 개구의 일부를 덮는다. 상기 돌출부는 상기 링 기어의 내주 가장자리부의 돌출부를 갖지 않는 부분과 비교하여 상기 개구의 상기 회전 축선의 직경 방향 내측으로 돌출된다.

Description

차량용 디퍼렌셜 장치{VEHICLE DIFFERENTIAL}
본 발명은 개구를 갖는 디퍼렌셜 케이스 (이하, 데프 케이스라고 약기) 를 구비한 차량용 디퍼렌셜 장치에 관한 것으로, 특히, 데프 케이스로부터 발생하는 기어 노이즈를 억제하는 기술에 관한 것이다.
차량용 디퍼렌셜 장치의 일종으로, 1 쌍의 사이드 기어 및 그것과 맞물리는 피니언 기어를 수용하는 둘레벽과 상기 링 기어를 고정시키기 위해 상기 둘레벽으로부터 외주측으로 돌출되어 형성된 환상의 링 기어 장착부와 상기 둘레벽의 일부에 내외를 관통하여 형성된 개구를 갖고, 하나의 회전 축선 둘레로 회전되는 데프 케이스와, 상기 둘레벽의 외측에 장착되고, 상기 회전 축선을 중심으로 하는 원환상의 링 기어를 갖는 것이 알려져 있다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2011-106504호의 차량용 디퍼렌셜 장치가 그것이다. 일본 공개특허공보 2011-106504호의 차량용 디퍼렌셜 장치에서는, 원환상의 상기 링 기어 장착부의 장착면에 고정된 원환상의 링 기어에 입력된 동력이, 상기 1 쌍의 사이드 기어의 회전차를 허용하면서 이들 1 쌍의 사이드 기어에 각각 연결된 좌우 1 쌍의 구동륜에 전달된다.
일본 공개특허공보 2011-106504호
그런데, 일본 공개특허공보 2011-106504호와 같은 차량용 디퍼렌셜 장치에서는, 데프 케이스의 둘레벽의 일부가 개구되어 있어, 상기 둘레벽 중 상기 개구 주변은 응력이 가해지기 쉽고, 상기 링 기어 중 상기 개구 주변에 장착되는 상기 링 기어의 치면 (齒面) 에도 응력이 가해지기 쉽다. 그 때문에, 링 기어에 고(高)토크가 입력되면, 데프 케이스와 링 기어의 조립체에 있어서 상기 링 기어 중 상기 개구 주변에 장착되는 상기 링 기어의 치면은, 링 기어의 다른 부위보다 변형되기 쉬워, 링 기어와 링 기어에 토크를 입력시키는 드라이브 기어 사이에서 국부적으로 맞물림 면적이 변화할 우려가 있고, 이와 같은 맞물림 면적의 변화에 의해 기어 노이즈가 증대될 가능성이 있다.
본 발명은, 링 기어의 드라이브 기어와의 맞물림 면적이 변화함으로써 발생하는 기어 노이즈를 억제하는 차량용 디퍼렌셜 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 관련된 차량용 디퍼렌셜 장치는 1 쌍의 사이드 기어, 피니언 기어, 디퍼렌셜 케이스, 및 원환 형상의 링 기어를 구비한다. 상기 피니언 기어는 상기 사이드 기어와 맞물린다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 상기 사이드 기어 및 상기 피니언 기어를 수용하는 둘레벽을 갖는다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 상기 둘레벽의 일부에 상기 디퍼렌셜 케이스의 내외를 관통하는 개구를 갖는다. 상기 디퍼렌셜 케이스는 하나의 회전 축선 둘레로 회전하도록 구성되어 있다. 상기 링 기어는 상기 디퍼렌셜 케이스의 둘레벽의 외측에 장착되어 상기 링 기어의 중심 축선과 상기 회전 축선이 일치한다. 상기 링 기어는 상기 링 기어의 내주 가장자리부에 돌출부를 갖는다. 상기 돌출부는 상기 개구가 관통하는 방향에서 봤을 때, 상기 개구의 일부를 덮는다. 상기 돌출부는 상기 링 기어의 내주 가장자리부의 돌출부를 갖지 않는 부분과 비교하여 상기 개구의 상기 회전 축선의 직경 방향 내측으로 돌출된다.
상기 양태에 관련된 본 발명의 차량용 디퍼렌셜 장치에 의하면, 돌출부를 갖는 링 기어와 데프 케이스의 조립체에 있어서, 링 기어 중 상기 개구의 상기 회전 축선 둘레의 각도 범위 내의 상기 회전 축선의 직경 방향의 폭 치수를 늘림으로써 강성이 높아지는 점에서, 링 기어의 드라이브 기어와의 맞물림 면적이 변화함에 따른 기어 노이즈가 억제된다. 또, 링 기어의 돌출부는, 데프 케이스의 개구측으로 돌출된 것이기 때문에, 데프 케이스 및 링 기어의 조립체가 커지는 경우는 없다. 이 때문에, 링 기어와 데프 케이스의 조립체의 강성이 높아짐과 함께 디퍼렌셜 장치 전체의 소형화가 달성된다.
상기 양태에 관련된 차량용 디퍼렌셜 장치에 있어서, 상기 링 기어의 상기 회전 축선의 직경 방향의 상기 돌출부에서의 치폭은, 상기 돌출부 이외의 부분의 치폭보다 커도 된다. 이 양태에 의하면, 링 기어와 드라이브 피니언의 맞물림 위치가 링 기어에 있어서의 상기 돌출부의 측으로 어긋난 경우에서도, 상기 드라이브 피니언은 상기 링 기어의 상기 돌출부의 치폭 (齒幅) 이 확대된 맞물림 톱니와 맞물리는 것보다, 링 기어와 드라이브 피니언의 맞물림 면적의 저하가 억제되어, 기어 노이즈의 발생이 저감된다. 또, 드라이브 피니언과의 맞물림 면적의 저하에 의한 링 기어의 맞물림 톱니에 대한 단위 면적당 입력이 커지는 것이 억제되는 점에서, 링 기어의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징들, 장점들 및 기술적 그리고 산업적 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 이하 설명되고, 동일한 도면부호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 차량용 디퍼렌셜 장치의 회전 축선을 포함하는 단면 (斷面) 을 나타내는 사시도이다.
도 2 는 도 1 의 차량용 디퍼렌셜 장치의 회전 축선을 포함하여, 피니언 핀의 중심선과 수직인 단면의 일부를 나타내는 사시도이다.
도 3 은 도 1 의 차량용 디퍼렌셜 장치의 회전 축선 방향에서 본 정면도이다.
도 4 는 도 1 의 차량용 디퍼렌셜 장치의 사시도이다.
도 5 는 도 1 의 링 기어를 회전 축선 방향에서 본 정면도이다.
도 6 은 도 5 의 링 기어의 Ⅵ-Ⅵ 에서 본 단면도이다.
도 7 은 도 5 의 링 기어의 Ⅶ-Ⅶ 에서 본 단면도이다.
도 8 은 도 5 의 링 기어를 회전 축선 방향에 수직인 평면에 투영했을 때의 투영을 나타내는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 다른 실시예의 차량용 디퍼렌셜 장치의 링 기어를 회전 축선 방향에 수직인 평면에 투영했을 때의 투영을 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 다른 실시예의 차량용 디퍼렌셜 장치의 링 기어를 회전 축선 방향에 수직인 평면에 투영했을 때의 투영을 나타내는 도면이다.
도 11 은 본 발명의 다른 실시예의 차량용 디퍼렌셜 장치의 링 기어를 회전 축선 방향에 수직인 평면에 투영했을 때의 투영을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 차량용 디퍼렌셜 장치의 일 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 은, 본 발명의 일 실시예의 차량용 디퍼렌셜 장치 (10) (이하, 「디퍼렌셜 장치 (10)」라고 한다.) 의 데프 케이스 (26) 의 회전 축선 (C1) 및 피니언 핀 (30) 의 중심선을 통과하는 단면을 나타내는 사시도이다. 도 2 는, 디퍼렌셜 장치 (10) 의 데프 케이스 (26) 의 회전 축선 (C1) 을 통과하고, 피니언 핀 (30) 의 중심선에 수직인 단면의 일부를 나타내는 사시도이다. 도 3 은, 디퍼렌셜 장치 (10) 의 회전 축선 (C1) 방향에서 본 도면임과 함께, 링 기어 (28) 와 맞물리는 드라이브 피니언 (13) 및 드라이브 피니언 샤프트 (12) 의 단면을 아울러 나타내는 도면이다. 도 4 는, 디퍼렌셜 장치 (10) 의 사시도이다. 또한, 링 기어 (28) 에 형성된 맞물림 톱니 (16) (도 6 및 도 7 에 나타낸다.) 는, 예를 들어 하이포이드 기어인데, 도 1 내지 도 4 에서는 생략되어 있다. 또, 도 1 및 도 2 에서는, 사이드 기어 (18) 와 동력 전달할 수 있게 연결되는 차축은 도시되어 있지 않다. 디퍼렌셜 장치 (10) 는, 회전 축선 (C1) 상에 있어서 서로 대향하는 1 쌍의 사이드 기어 (18), 및 회전 축선 (C1) 을 사이에 두고 서로 대향하고 또한 상기 1 쌍의 사이드 기어 (18) 에 각각 맞물리는 1 쌍의 피니언 기어 (20) 를 각각 회전할 수 있게 지지한 상태에서 수용하는 원통상의 둘레벽 (22) 과 둘레벽 (22) 의 외주면으로부터 외주측으로 회전 축선 (C1) 에 직교하는 방향으로 일체로 돌출되어 형성되고, 링 기어 장착부로서 기능하는 원환 형상의 플랜지부 (24) 를 갖고, 하나의 회전 축선 (C1) 둘레로 회전되는 데프 케이스 (26) 와, 그 플랜지부 (24) 의 일면인 원환 형상의 장착면 (27) 에 고정된 원환 형상의 링 기어 (28) 를 구비하고 있다. 즉, 링 기어 (28) 는, 그 중심 축선이 데프 케이스 (26) 의 회전 축선 (C1) 과 일치하도록 둘레벽 (22) 의 외측에 장착되어 있다. 데프 케이스 (26) 의 내부에 있어서 1 쌍의 피니언 기어 (20) 를 회전할 수 있게 지지하는 피니언 핀 (30) 의 양 단부가, 그 길이 방향이 링 기어 (28) 의 회전 축선 (C1) 과 직교하도록 둘레벽 (22) 의 회전 축선 (C1) 방향의 중앙에 고정되어 있다. 또, 데프 케이스 (26) 는, 둘레벽 (22) 으로부터 회전 축선 (C1) 방향으로 서로 이격되는 방향으로 돌출되어 형성된 원통상의 1 쌍의 보스부 (32) 를 구비하고 있다. 이들 보스부 (32) 에 도시되지 않은 1 쌍의 차축의 일단부가 각각 삽입되고, 데프 케이스 (26) 내에서 1 쌍의 피니언 기어 (20) 를 사이에 두는 1 쌍의 사이드 기어 (18) 의 각각과 스플라인 끼워맞춤에 의해 동력을 전달할 수 있게 연결되어 있다. 플랜지부 (24) 는, 데프 케이스 (26) 의 둘레벽 (22) 의 회전 축선 (C1) 방향에 있어서의 피니언 핀 (30) 과 보스부 (32) 사이의 외주면에서부터 외주측으로 돌출되어 형성되어 있으며, 링 기어 (28) 는, 플랜지부 (24) 의 피니언 핀 (30) 측의 환상의 장착면 (27) 에 면 접촉한 상태에서 둘레 방향에 등간격으로 배치된 복수 개 (예를 들어, 16 개) 의 볼트 (34) 에 의해 플랜지부 (24) 에 고정되어 있다.
도 2 내지 도 4 에 있어서 나타내는 바와 같이, 데프 케이스 (26) 에는, 둘레벽 (22) 의 측면의 일부에 데프 케이스 (26) 의 내외를 관통하여 형성된 1 쌍의 개구 (36) 가 형성되어 있다. 이 1 쌍의 개구 (36) 는, 피니언 핀 (30) 을 사이에 두고 원통상의 둘레벽 (22) 의 측면을 국소적으로 절결하도록 형성되어 있다.
도 3 에 있어서 나타내는 바와 같이, 디퍼렌셜 장치 (10) 는, 예를 들어 차량의 구동원으로부터의 동력을 1 쌍의 구동륜에 전달하는 동력 전달 경로에 형성되고, 프로펠라 샤프트에 연결된 드라이브 피니언 샤프트 (12) 및 그 일단에 형성된 드라이브 피니언 (13) 을 구비하고 있다. 드라이브 피니언 샤프트 (12) 는, 제 1 베어링 (14) 및 제 2 베어링 (15) 을 개재하여 도시되지 않은 하우징에 회전 축선 (C2) 둘레로 회전할 수 있게 지지되어 있다. 드라이브 피니언 샤프트 (12) 의 회전 축선 (C2) 은, 링 기어 (28) 의 회전 축선 (C1) 과 직각이지만 교차하지 않는 입체 교차의 관계에 있으며, 드라이브 피니언 (13) 과 그것에 맞물리는 링 기어 (28) 는, 하이포이드 기어쌍이다. 디퍼렌셜 장치 (10) 는, 드라이브 피니언 (13) 으로부터 링 기어 (28) 에 입력된 동력을 1 쌍의 사이드 기어 (18) 의 회전차를 허용하면서 이들 1 쌍의 사이드 기어 (18) 에 각각 연결된 좌우 1 쌍의 차축에 전달한다.
도 5 는 링 기어 (28) 를 회전 축선 (C1) 방향에서 본 도면이고, 도 6 은 도 5 의 Ⅵ-Ⅵ 에서 본 단면도이며, 도 7 은 도 5 의 Ⅶ-Ⅶ 에서 본 단면도이다. 원환상의 링 기어 (28) 는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 회전 축선 (C1) 방향에서 봤을 때, 플랜지부 (24) 의 장착면 (27) 과 맞닿는 측과는 반대측의 내주 가장자리부 (38) 와 외주 가장자리부 (40) 사이의 원추면 상에 치폭 (a) 의 맞물림 톱니 (16) 를 복수 갖고, 그 맞물림 톱니 (16) 가 링 기어 (28) 보다 소직경인 드라이브 피니언 (13) 의 맞물림 톱니와 맞물려 있다. 링 기어 (28) 의 플랜지부 (24) 와의 맞닿음면에는, 볼트 (34) 와 나사 결합하는 암나사가 형성된 원기둥상 구멍 (42) 이 둘레 방향에 복수 형성되어 있다. 또한, 도 5 에 있어서, 링 기어 (28) 의 원추면 상에 형성된 맞물림 톱니 (16) 는 생략되어 있다. 또, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 는, 볼트가 아니라 용접됨으로써 조립되어도 된다.
그런데, 데프 케이스 (26) 는, 둘레벽 (22) 에 1 쌍의 개구 (36) 를 가지고 있기 때문에, 둘레벽 (22) 중 개구 (36) 주변은 응력이 가해지기 쉽고, 링 기어 (28) 중 개구 (36) 주변의 치면에도 응력이 가해지기 쉽다. 그 때문에, 링 기어 (28) 에 고부하가 입력되면, 플랜지부 (24) 에 고정된 링 기어 (28) 중 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분, 즉 개구 (36) 부근에 형성된 맞물림 톱니 (16) 에서 가장 휨이 커져, 링 기어 (28) 와 드라이브 피니언 (13) 의 맞물림 면적이 국소적으로 변화할 가능성이 있었다. 그 때문에, 디퍼렌셜 장치 (10) 에는, 장치 자체의 소형화와, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 의 조립체에 있어서 링 기어 (28) 의 드라이브 피니언 (13) 의 맞물림 면적이 변화함으로써 발생하는 기어 노이즈의 억제를 양립시킬 것이 요망되고 있었다.
도 6 에도 나타내는 바와 같이, 링 기어 (28) 의 내주 가장자리부 (38) 중 직경 방향에 있어서 개구 (36) 에 대향하는 부분, 즉 둘레벽 (22) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분은, 둘레벽 (22) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 내주 가장자리부 (38) 에 비해, 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출된 내주측 돌출부 (44) 를 가지고 있다. 내주측 돌출부 (44) 는, 개구 (36) 가 둘레벽 (22) 을 관통하는 방향에서 봤을 때, 개구 (36) 의 일부를 덮도록 구성되어 있으며, 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외로서 개구 (36) 의 일부를 덮지 않는 내주 가장자리부 (38) 에 비해 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출되어 형성되어 있다. 상기 링 기어 (28) 의 내주 가장자리부 (38) 중 둘레벽 (22) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분은, 링 기어 (28) 의 회전 축선 (C1) 에 수직이고, 또한 피니언 핀 (30) 의 중심선에 수직인 방향에서 봤을 때, 링 기어 (28) 의 둘레벽 (22) 의 개구 (36) 와 겹치는 부분을 포함하고 있다. 이 1 쌍의 내주측 돌출부 (44) 의 내주측 단면 (端面) (46) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 데프 케이스 (26) 의 1 쌍의 개구 (36) 의 각각에 소정의 간격 (d) 을 가지고 형성되어 있다. 또, 링 기어 (28) 의 둘레벽 (22) 에 형성된 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 내주측 돌출부 (44) 가 형성된 부분의 원추면 상에는, 링 기어 (28) 의 둘레벽 (22) 에 형성된 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 부분의 원추면 상과 동일한 맞물림 톱니 (16) 가 형성되어 있고, 그 회전 축선 (C1) 의 직경 방향의 치폭이 치폭 (a) 에서 최대 치폭 (b) 으로 확대되어 있다.
도 8 은, 링 기어 (28) 를 그 회전 축선 (C1) 과 수직인 면에 투영시켰을 때의 투영을 예시하는 도면으로서, 내주측 돌출부 (44) 의 내주측 단면 (46) 의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 내주측 돌출부 (44) 는, 그 내주측 단면 (46) 의 투영인 직선 (B1) 이, 링 기어 (28) 의 둘레벽 (22) 에 형성된 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 부분의 원추면 상에 형성된 치폭 (a) 의 맞물림 톱니 (16) 의 내주 가장자리의 투영인 원 (A) 과 교차하는 점 X 및 점 Y 와 원 (A) 의 중심 즉 회전 축선 (C1) 을 나타내는 점 O 를 각각 연결하는 2 직선이 이루는 각 D 가 10 도 이상이 되고, 또한 직선 (B1) 상의 점 O 와의 거리가 가장 작은 점 E 가, 바람직하게는 원 (A) 의 반경의 97 ％ 의 반경을 가지고 또한 원 (A) 과 동심의 파선으로 나타낸 원 (F) 의 내측이 되도록, 내주 가장자리부 (38) 중 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분이 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출되어 형성된다. 점 E 는, 점 O 를 통과하는 직선 XY 에 직교하는 선과 직선 (B1) 의 교점이다. 이와 같이 형성된 내주측 돌출부 (44) 에 의해, 링 기어 (28) 중 데프 케이스 (26) 의 둘레벽 (22) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 직경 방향의 폭 치수가 늘어나는 점에서, 링 기어 (28) 와 데프 케이스 (26) 의 조립체의 강성을 충분히 높게 할 수 있다. 또한, 내주측 돌출부 (44) 의 내주측 단면 (46) 의 투영의 직선 (B1) 은, 점 O 에 대해 대칭 위치에 1 쌍 생기는 바, 도 8 에서는, 이들 중 1 개가 생략되어 있다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 링 기어 (28) 의 내주 가장자리부 (38) 중, 개구 (36) 가 관통하는 방향에서 봤을 때 개구 (36) 의 일부를 덮도록 구성되고, 개구 (36) 의 일부를 덮지 않는 내주 가장자리부 (38) 에 비해 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출된 내주측 돌출부 (44) 를 갖는다. 그와 같은 내주측 돌출부 (44) 를 갖는 링 기어 (28) 와 데프 케이스 (26) 의 조립체에 있어서, 링 기어 (28) 중 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내에서 개구 (36) 의 일부를 덮는 내주측 돌출부 (44) 에 의해 회전 축선 (C1) 의 직경 방향의 폭 치수가 늘어나 강성이 높아지는 점에서, 링 기어 (28) 의 드라이브 피니언 (13) 과의 맞물림 면적이 변화함에 따른 기어 노이즈가 억제된다. 또, 링 기어 (28) 의 내주측 돌출부 (44) 는, 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 측으로 돌출된 것이기 때문에, 데프 케이스 (26) 및 링 기어 (28) 의 조립체가 커지는 경우는 없다. 이 때문에, 링 기어 (28) 와 데프 케이스 (26) 의 조립체의 강성이 높아짐과 함께 디퍼렌셜 장치 (10) 전체의 소형화가 달성된다.
또, 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 링 기어 (28) 의 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 내주측 돌출부 (44) 가 형성된 부분의 원추면 상의 맞물림 톱니 (16) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향의 치폭 (b) 은, 링 기어 (28) 의 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 부분의 원추면 상에 형성된 맞물림 톱니 (16) 의 치폭 (a) 보다 확대되어 있다. 이 때문에, 링 기어 (28) 와 드라이브 피니언 (13) 의 맞물림 위치가 내주측 돌출부 (44) 측으로 어긋난 경우에서도, 드라이브 피니언 (13) 은 링 기어 (28) 의 내주측 돌출부 (44) 의 치폭 (b) 으로 확대된 맞물림 톱니 (16) 와 맞물리는 점에서, 링 기어 (28) 와 드라이브 피니언 (13) 의 맞물림 면적의 저하가 억제되어, 기어 노이즈의 발생이 저감된다. 또, 링 기어 (28) 의 드라이브 피니언 (13) 과의 맞물림 면적의 저하에 의한 맞물림 톱니 (16) 에 대한 단위 면적당 입력이 커지는 것이 억제되는 점에서, 링 기어 (28) 의 내구성을 향상시킬 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서, 상기 실시예와 기능에 있어서 실질적으로 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (48) 는, 링 기어 (50) 의 내주측 돌출부 (52) 의 형상이 전술한 링 기어 (28) 에 대해서 상이한 것 이외에는, 전술한 실시예 1 의 디퍼렌셜 장치 (10) 와 공통된다. 이하, 그 상이한 점에 대하여 도 9 를 사용하여 설명한다. 도 9 는, 링 기어 (50) 를 그 회전 축선 (C1) 과 수직인 면에 투영시켰을 때에 생기는 투영을 나타내는 도면으로서, 도 8 에 상당하는 도면이다. 내주측 돌출부 (52) 는, 그 원추면 상에 형성된 치폭 (b) 의 맞물림 톱니 (16) 의 내주 가장자리의 투영인 꺾은선 (B2) 의 원 (A) 과 교차하는 점 X 및 점 Y 와 점 O 의 사이를 각각 연결하는 2 직선이 이루는 각 D 가 10 도 이상, 또한 꺾은선 (B2) 상의 점 O 와의 거리가 가장 작은 점 E 가 원 (F) 의 내측이 되도록, 내주 가장자리부 (38) 중 데프 케이스 (26) 의 1 쌍의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분이 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출되어 형성되어 있다. 본 실시예의 점 E 는, 점 O 를 통과하는 직선 XY 에 직교하는 선과 꺾은선 (B2) 의 교점이다. 꺾은선 (B2) 은, 그 점 O 를 통과하는 직선 XY 에 직교하는 선에 대해 대칭 형상이다. 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (48) 에 의하면, 전술한 실시예 1 과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 10 은, 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (54) 의 링 기어 (56) 를, 그 회전 축선 (C1) 과 수직인 면에 투영시켰을 때에 생기는 투영으로서, 도 8 에 상당하는 도면이다. 링 기어 (56) 의 내주측 돌출부 (58) 는, 그 원추면 상에 형성된 치폭 (b) 의 맞물림 톱니 (16) 의 내주 가장자리의 투영인 매끄러운 원호 (B3) 의 원 (A) 과 교차하는 점 X 및 점 Y 와 점 O 의 사이를 각각 연결하는 2 직선이 이루는 각 D 가 10 도 이상, 또한 원호 (B3) 상의 점 O 와의 거리가 가장 작은 점 E 가 원 (F) 의 내측이 되도록, 내주 가장자리부 (38) 중 데프 케이스 (26) 의 1 쌍의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분이 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출되어 형성되어 있다. 본 실시예의 점 E 는, 점 O 를 통과하는 직선 XY 에 직교하는 선과 원호 (B3) 의 교점이다. 원호 (B3) 는, 그 점 O 를 통과하는 직선 XY 에 직교하는 선에 대해 대칭 형상이다. 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (54) 에 의하면, 전술한 실시예 1 과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 11 은, 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (60) 의 링 기어 (62) 를, 그 회전 축선 (C1) 과 수직인 면에 투영시켰을 때에 생기는 투영으로서, 도 8 에 상당하는 도면이다. 링 기어 (62) 의 내주측 돌출부 (64) 는, 그 원추면 상에 형성된 치폭 (b) 의 맞물림 톱니 (16) 의 내주 가장자리의 투영인 곡선 (B4) 의 원 (A) 과 교차하는 점 X 및 점 Y 와 점 O 를 연결하는 2 직선이 이루는 각 D 가 10 도 이상, 또한 곡선 (B4) 상의 점 O 와의 거리가 가장 작은 점 E 가 원 (F) 의 내측이 되도록, 내주 가장자리부 (38) 중 데프 케이스 (26) 의 1 쌍의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 부분이 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출되어 형성되어 있다. 본 실시예의 디퍼렌셜 장치 (60) 에 의하면, 전술한 실시예 1 과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이상, 본 발명을 표 및 도면을 참조하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 또 다른 양태에서도 실시할 수 있으며, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경을 가할 수 있는 것이다.
예를 들어, 전술한 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 데프 케이스 (26) 의 둘레벽 (22) 에 피니언 핀 (30) 을 사이에 두고 1 쌍의 개구 (36) 를 구비하는 것이었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 1 개의 개구, 혹은 3 개 이상의 개구 (36) 가 둘레벽 (22) 에 형성되고, 링 기어 (28) 의 내주 가장자리부 (38) 중 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 개구 (36) 주변 부분이, 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 내주 가장자리부 (38) 에 비해 상기 1 개 혹은 3 개 이상의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 의 직경 방향 내측으로 돌출됨으로써 형성된 내주측 돌출부 (44) 가 형성되어, 링 기어 (28) 와 데프 케이스 (26) 의 조립체의 강성이 높아지도록 구성되어도 된다.
또, 전술한 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 링 기어 (28) 의 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 내의 내주측 돌출부 (44) 가 형성된 부분의 원추면 상의 맞물림 톱니 (16) 의 치폭 (b) 은, 링 기어 (28) 의 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 부분의 원추면 상의 맞물림 톱니 (16) 의 치폭 (a) 보다 확대되어 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 내주측 돌출부 (44) 가 형성된 부분의 원추면 상에 형성되는 맞물림 톱니 (16) 가, 링 기어 (28) 의 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 의 회전 축선 (C1) 둘레의 각도 범위 외의 부분의 원추면 상의 맞물림 톱니 (16) 와 동일한 치폭 (a) 에서 최대 치폭 (b) 으로 확대되지 않고, 내주측 돌출부 (44) 에 완전한 맞물림 톱니 (16) 가 형성되지 않고 불완전한 형상의 맞물림 톱니 (16) 가 형성되거나, 혹은 맞물림 톱니가 전혀 형성되지 않게 해도 된다. 내주측 돌출부 (44) 에 맞물림 톱니 (16) 가 형성되지 않아도, 링 기어 (28) 와 데프 케이스 (26) 의 조립체의 강성은 향상된다.
또, 전술한 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 와 그것에 대향하는 링 기어 (28) 의 내주측 돌출부 (44) 의 내주측 단면 (46) 사이에, 소정의 간격 (d) 을 갖도록 구성되어 있었지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 의 볼트 (34) 에 의한 조립시에 데프 케이스 (26) 에 대해 링 기어 (28) 가 거의 상대 회전 불가능할 정도로, 데프 케이스 (26) 의 개구 (36) 와 내주측 돌출부 (44) 의 내주측 단면 (46) 의 간격 (d) 이 좁혀져도 된다. 이와 같이 하면, 데프 케이스 (26) 에 대해 링 기어 (28) 가 둘레 방향으로 위치가 결정되어, 조립할 때에 링 기어 (28) 가 데프 케이스 (26) 에 대해 회전하는 것이 억제되기 때문에, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 의 볼트 (34) 에 의한 조립이 용이해진다.
또, 전술한 실시예의 디퍼렌셜 장치 (10) 에 의하면, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 는, 볼트 (34) 에 의해 조립되어 있었지만, 용접에 의해 조립되어도 된다. 이와 같이 하면, 데프 케이스 (26) 에 대해 링 기어 (28) 가 볼트에 의해 위치 결정되지 않기 때문에, 데프 케이스 (26) 와 링 기어 (28) 의 조립이 용이해진다.
또, 전술한 실시예에서는, 내주측 돌출부 (44), 내주측 돌출부 (52), 내주측 돌출부 (58) 및 내주측 돌출부 (64) 는, 치폭 (a) 의 맞물림 톱니 (16) 의 내주 가장자리의 투영인 원 (A) 의 97 ％ 직경의 원 (F) 보다 내측까지 돌출되는 것이었지만, 반드시 원 (F) 의 내측까지 돌출되는 것은 아니어도 되며, 돌출량에 따른 강성 향상 효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 서술한 것은 어디까지나 일 실시형태이며, 그 밖에 하나하나 예시는 하지 않지만, 본 발명은, 그 주지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자의 지식에 기초하여 여러 가지 변경, 개량을 가한 양태로 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 차량용 디퍼렌셜 장치로서,
    1 쌍의 사이드 기어 ;
    상기 사이드 기어와 맞물리는 피니언 기어 ;
    상기 사이드 기어 및 상기 피니언 기어를 수용하는 둘레벽을 갖는 디퍼렌셜 케이스 ; 및
    원환 형상의 링 기어를 구비하고,
    상기 디퍼렌셜 케이스는 상기 둘레벽의 일부에 상기 디퍼렌셜 케이스의 내외를 관통하는 개구를 갖고, 하나의 회전 축선 둘레로 회전하도록 구성되어 있고,
    상기 링 기어는 상기 디퍼렌셜 케이스의 둘레벽의 외측에 장착되어 상기 링 기어의 중심 축선과 상기 회전 축선이 일치하고, 상기 링 기어의 내주 가장자리부에 돌출부를 갖으며,
    상기 돌출부는 상기 개구가 관통하는 방향에서 봤을 때, 상기 개구의 일부를 덮고, 상기 링 기어의 내주 가장자리부의 돌출부를 갖지 않는 부분과 비교하여 상기 개구의 상기 회전 축선의 직경 방향 내측으로 돌출되고,
    상기 링 기어의 상기 회전 축선의 직경 방향의 상기 돌출부에서의 치폭은, 상기 돌출부 이외의 부분의 치폭보다 큰, 차량용 디퍼렌셜 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 의 내부 가장자리부는 직선형 표면인, 차량용 디퍼렌셜 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 의 내부 가장자리부는 2 개의 직선형 표면으로 규정되는, 차량용 디퍼렌셜 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부 의 내부 가장자리부는 곡선형 표면인, 차량용 디퍼렌셜 장치.
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