JPH01320352A - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、回転差を吸収リ−るディファレンシＰル装
置に関し、特にデフケースの回転軸線に泊って軸が異通
ずる構成のディフルンシャル装置に関するものである。

従来の技術 この種のディファレンシセル装置の一例が例えば特願昭
６２−２４５３１１号に記載されており、これを図示づ
れば、第３図および第４図の通りである。これらの図に
示づディファレンシャル装置は、フルタイム四輪駆動車
における前後輪の差動を行なうセンタディファレンシセ
ルとして使用されるものであって、デフケース１は円筒
軸２の先端部に一体に形成された開口構造の中空部材で
あり、このデフケース１は、二分割構造のリングギヤマ
ウントケース３の内部に同心状にかつ回転自在に配置さ
れている。リングギヤマウントケース３は、軸受４によ
ってトランスファケース５に回転自在に支持されるとと
もに、リングギヤ６が取付けられている。またデフケー
ス１の内部には、回転中心をデフケース１の軸心に一致
させた一対のサイドギヤ７が互いに対向して配置されて
おり、一方のサイドギヤ（第４図の右側のサイドギヤ）
７はリングギヤマウントース３にスプライン嵌合され、
また他方のサイドギヤ７は、前記円筒軸２の内部に同心
状に挿入した円筒軸部８の外周面にスプライン嵌合され
ている。この円筒軸部８は、図示しないフロントディフ
ァレンシャルのデフケースと一体となっており、したが
って曲記一方のサイドギヤ７から後輪側に動力を伝達し
、かつ他方のサイドギヤ７から前輪側に動力を伝達する
ようになっている。これらのサイドギヤ７には等間隔に
配置した四個のピニオンギヤ９が噛合しており、各ピニ
オンギヤ９は、一端部（仮に先端部とする。）が前記一
方のサイドギヤ７の内径とほぼ同径の位置より回転中心
側に突出しない長さのピニオン軸１０にそれぞれ回転自
在に嵌合して保持されている。その各ピニオン軸１０は
、デフケース１にその外周側から挿入して嵌合させたも
のであり、その後端部はデフケース１の外周に嵌合させ
たストッパリング１１に係合して抜は止めされており、
かつそのストッパリング１１はスナップリング１２によ
って抜は止めされている。さらに各ピニオン軸１０の先
端部は、後端側の部分より小径であって、その先端部に
は、精度確保のために研削加工を施されており、それに
伴い基端部に第５図に示すように研削逃げ溝Ｇが形成さ
れ、その部分が他の部分より更に小径になっており、そ
してその研削加工を施した先端部が、前記各サイドギヤ
７の間に配置したホルダ１３に嵌合している。このホル
ダ１３は、中心部に貫通孔を形成したリング状もしくは
枠状をなすものであって、ピニオン軸１０の先端部を小
径に形成することに伴う段差部がホルダ１３の外周面に
係合することにより、ピニオン軸１０の内周側への抜は
止めが行なわれている。そして前輪駆動軸１４が、前記
円筒軸部８およびホルダ１３ならびにサイドギヤ７を、
これらの軸心に泊って貫通している。なお、第３図中、
符号１５および１６は、スラストワッシセをそれぞれ示
す。

したがってデフケース１にその円筒軸２から駆動力が与
えられると、ピニオンギヤ９がデフケース１の回転軸心
の回りをデフケース１と一体となって公転し、それに伴
って各サイドギヤ７に駆動力が分配される。一方のサイ
ドギヤ７はリングギヤマウントケース３にスプライン嵌
合しているから、リングギヤ６を介して後輪側に駆動力
を伝達し、また他方のサイドギヤ７はセンタディファレ
ンシャルのデフケースと一体の円筒軸部８にスプライン
嵌合しているので、前輪側に駆動力を伝達し、前後輪に
回転数差が生じれば、いずれかのサイドギヤ７の回転が
速くなると同時に他のサイドギヤ７の回転が増速される
ので、前後輪の回転数差が吸収される。

発明が解決しようとする課題 ところで上記のピニオン軸１０は、ピニオンギヤ９をデ
フケース１に対して保持し、かつデフケース１とピニオ
ンギヤ９との間でトルクの伝達を行なうものであるが、
組付は性からの要請や、ピニオンギヤ９とサイドギヤ７
との噛み合い誤差を吸収するクリアランスを設けること
が好ましいことなどのために、ピニオン軸１０はデフケ
ース１に対して′ｆＬ嵌する（例えはスキマバメとする
）のが一般的である。また！ｉｔＩ記ホルタ１３は、中
にピーオン軸１０の内周側への扱は止め行なうものであ
るから、ピニオン軸１０とホルダ１３との嵌合部分も、
上記の理由と同様な理由でＭ嵌する（例えばスキマバメ
とする）のが一般的である。そしてピニオン軸１０とデ
フケース１６およびホルダ１３との各嵌合部分にＪハブ
るクリアランスは、軸の外径ヤ嵌合長ざに応じた寸法と
するのが一般的であり、したがって上記のディファレン
シャル装閘においても、ホルダ１３に対するピニオン軸
１０の嵌合部分でのクリアランスを小さく設定している
。

しかるにデフケース１とピニオン軸１０との間でトルク
の伝達が生じた場合、デフケース１とピニオン軸１０と
の間の力の作用点と、ピニオン軸１０とピニオンギヤ９
との間の力の作用点とは、デフケース１の回転中心から
の距離が異なるために、ピニオン軸１０には回転モーメ
ントが生じる。

その関係を第６図に示してあり、デフケース１かピニオ
ン軸１０を押ず荷Ｉｔ、　Ｆ　ｃとピニオンギヤ９がピ
ニオン軸１０を押すｖ１ΦＦｐとが、互いに反対方向に
、かつピニオン軸１０の軸線方向（デフケース１の半径
方向）で異なる位置に作用する。

その結果、ピニオン軸１０に回転モーメントが作用する
ことになり、それに伴い、ピニオン軸１０はデフケース
１およびホルダ１３に対して所謂ルーズに嵌合している
ために、傾ぎが生じる。

その場合、前述したように、従来一般には、ピニオン軸
１０の先端部とホルダ１３との嵌合部分のクリアランス
を小さく設定しているから、ピニオン軸１０の傾きによ
ってその先端部が第６図に示すＸ点およびＹ点の二点で
ホルダ１３の嵌合孔に接触し、その各点で互いに反対方
向の荷ＩＦｈ１゜Ｆｈ２が作用することになる。これは
、あたかもピニオン軸１０の先端部をホルダ１３に差し
込んでこじっている状態と同様であり、そのためピニオ
ン軸１０の先端部に大きな曲げモーメントが作用し、特
にその基端部には研削逃げ溝Ｇが形成されて局部的に小
径となっているから、その研削逃げ溝Ｇの部分に応力が
栗申し、強度的に不利となって耐久性が低トするなどの
おそれがあった。

このｌｌ明は上記の事情を背景としてなされたもので、
不要な応力集中を防止して耐久性を向上させることので
さるディファレンシセル装置を提供することを目的とす
るものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、ピニオン軸
に傾きが′生じた場合に、それに伴う回転モーメントを
ピニオン軸とデフケースとの嵌合部分で受けるよう構成
したことを特徴とするものであり、より具体的には、こ
の光明は、回転中心をデフケースの回転軸心に一致させ
た一対のサイドギヤがデフケースの内部に互いに対向し
て配置されるとともに、これらのサイドギヤに噛合する
ピニオンギヤが、前記デフケースの回転軸心に対して直
交する方向に向けかつ一端部をデフケースに嵌合させて
取付けたピニオン軸に回転自在に嵌合され、さらにその
ピニオン軸の他端部が前記各サイドギヤの間に前記デフ
ケースの回転軸心を中心に回転するよう配置したホルダ
に嵌合されたディファレンシセル装置において、前記ピ
ニオン軸の前記デフケースに対する嵌合長さとこれらご
ニオン軸およびデフケースの嵌合部分の隙間との比率が
、ピニオン軸の前記ホルダに対する嵌合長さとこれらピ
ニオン軸およびホルダの嵌合部分の隙間との比率以下に
なるよう構成したことをｖｆ徴とするものである。

作　　　　　用 この光明のディフルンシセル８１においてもデフケース
とピニオンギヤとの間のトルクの伝達はピニオン軸を介
して行なわれ、またピニオン軸とデフケースとの間、お
よびピニオン軸とホルダとの間にクリアランスが存在し
ているために、トルクの伝達に伴ってピニオン軸が傾く
。その場合、この発明のディファレンシヤルａｌｌでは
、ピニオン軸とデフケースとの嵌合部分での嵌合長さと
嵌合クリアランスとの比率が、ピニオン軸とホルダとの
嵌合部分にｄｉＧプる嵌合長さと嵌合クリアランスとの
比率以下となっているから、ピニオン軸の傾きによって
そのデフケースとの嵌合部分の二点で接触が生じ、ピニ
オン軸とデフケースとの間で荷重が作用し、すなわちト
ルク伝達に伴う荷重が支えられる。これに対してピニオ
ン軸とホルダとの間では、その嵌合部分での許容傾斜角
度が大きいために、たとえピニオン軸とホルダとが二点
で接触しても曲げモーメントが生じる程度には至らず、
したがってピニオン軸の先端部に研削逃げ溝などの部分
的な小径部分があっても応力集中が生じることはない。

実　　施　　例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

この発明のディファレンシャル装置を構成する部材およ
びその配置は、第３図および第４図に示す従来のディフ
ルンシｐ）Ｌ／装置とほぼ同様であって、ピニオン軸と
デフケースおよびホルダとの相対関係に従来のｆイフル
ンシＶル装置とは顕著な相違があり、したがって以下の
実施例の説明では、従来のディフアレンシャルＳ＆［と
異なる点を中心に説明し、従来のディファレンシャル装
置と同一もしくは類似する部分には、第３図および第４
図に付した符号と同じ符号を第１図および第２図に付し
て説明を省略する。

第１図はこの発明の一実施例の要部ダ′なりちピニオン
軸１０のデフケース１およびホルダ１３に対する嵌合状
態を拡大しかつ誇張して示す断面図であって、ピニオン
軸１の後端部はデフケース１の外周壁に嵌合し、かつス
トップリング１１によって外周側への抜（プ止めが図ら
れており、その嵌合長さはストップリング１１の板厚を
除いてＩＣに設定されている。またこの部分のピニオン
軸１０の外径をｄｃとし、かつデフケース１に形成した
嵌合孔の内径を［）Ｃとすると、これらの内外径には、
Δｄｃ　　（＝Ｄｃ　−ｄｃ　＞の寸法差すなわち嵌合
クリアランスが設定されている。他方、ピニオン軸１０
の先端部は後端部より小径となるよう研削加工によって
形成されており、その先端部がホルダ１３に嵌合し、イ
の嵌合長さが！１１に設定きれている。またこの部分の
ピニオン軸１０の外径をｄｈとし、かつデフケース１に
形成した嵌合孔の内径を（）ｈとすると、これらの内外
径には、Δｄｈ　　（＝Ｄｈ　−ｄｈ　）の寸法差すな
わち嵌合クリアランスが設定されている。

そして上記の各寸法ｄｃ、ｄｈ、Ｄｃ、Ｄｈ。

ｌｃ、ｌｈは、 （Δｄｃ、・ｌｃ）≦（Δｄｈ　／Ｎｈ　）となるよう
設定きれている。すなわちピニオン軸１０とデフケース
１との嵌合部分での両者の嵌合長ぎ２Ｃとその部分の嵌
合クリアランスΔｄｃとの比率（Δｄｃ　／Ｐｃ　）が
、ピニオン軸１０とホルダ１３との嵌合部分での嵌合長
さ２ｈと嵌合クリアランスΔｄｈとの比率（Δｄｈ／ｉ
’ｈ）以下となるよう設定されている。

この発明によるディファレンシャル装置においても、デ
フケース１とピニオンギヤ９との間でのトルクの伝達は
ピニオン軸１０を介して行なわれ、例えばエンジン（図
示せず）からの駆動力を前後輪に伝達する場合、デフケ
ース１からピニオン軸１０を介してピニオンギヤ９に駆
動力が伝達され、その場合、前述したように、ピニオン
軸１０に対するデフケース１からの作用点とピニオンギ
ヤ９からの換向の作用点がズしており、かつ各作用力が
異なるために、ピニオン軸１０に傾きが生じる。

その状態を第２図に模式的に示しである。すなわちピニ
オン軸１０のデフケース１およびホルダ１３に対する各
嵌合部分での嵌合長ξと嵌合クリアランスとの比率は、
各々の嵌合部分でのピニオン軸１０の許容傾斜角度を規
定することになるが、デフケース１側での嵌合長さと嵌
合クリアランスとの比率が、ホルダ１３側での嵌合長さ
と嵌合クリアランスとの比率より小さく設定され、デフ
ケース１側での許容傾斜角度が小さくなっているために
、駆動力の伝達に伴ってピニオン軸１０が傾斜すると、
先ずピニオン軸１０の後端部の二点がデフケース１にお
ける嵌合孔の内面に接触し、ピニオン軸１０の傾斜を規
制する方向の荷重を受ける。第２図ではそのｖ１重を、
Ｆｃ、Ｆｃ２の各符号で示しである。

他方、このような傾斜が生じた状態では、ピニオン軸１
０の先端部が照荷重の状態に対して移動するが、ホルダ
１３は固定していないためにピニオン軸１ｏの先端部と
共に移動する。そしてこのようなピニオン軸１０の傾斜
状態に対して、ホルダ１３側での許容傾斜角度が大きい
か等しいから、ピニオン軸１０の研削加工を施した先端
部は、ホルダ１３に６ける嵌合孔に一点のみで接触した
状態になるか、もしくは二点で接触するものの荷重を受
けない状態に゛なる。すなわちピニオン軸１０の傾斜に
伴う曲げモーメントがピニオン軸１０の先端部に生じず
、したがってたとえ研削逃げ溝Ｇを形成してあってもそ
の部分に応力集中が生じたり、それに伴って耐久性が低
下したりすることがない。また、ピニオン軸１０の後端
部のうち嵌合境界位置（第２図に符号Ｓで示す部分）に
は曲げや剪断荷重がかかるが、この部分は外径が大きい
うえに、段差や切欠きなどのない平滑面となっているの
で、強度上不利になることはない。

なお、上記の実施例では、ピニオン軸１０のデフケース
１に対する嵌合長さを、ストップリング１１の板厚を除
いた長さとしたが、ピニオン軸１０は上記の実施例で示
した方向とは反対の方向に傾斜することもあるので、こ
の発明では、ストップリング１１の板厚を除かない長さ
をピニオン軸１０のデフケース１に対する嵌合長さとし
てもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明のディファレン
シャル装置によれば、ピニオン軸のうちホルダに嵌合す
る強度の弱い先端部に曲げ荷重が特には作用しないので
、ピニオン軸の耐久性、ひいてはディファレンシャル装
置の全体としての耐久性を向上させることができる。ま
た同時に、ピニオン軸の先端部を嵌合させるホルダにも
特には荷重が作用しないことになるので、ホルダの強度
容量を低減することが可能になり、それに伴ってホルダ
に安価な材料を使用すること可能になるために、ディフ
ァレンシャル装置の低焦化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの光明の一実施例の要部を示す拡大断面図、
第２図はそのピニオン軸が傾斜した状態を示す模式図、
第３図は軸を貫通させることのできるディフ戸レンジ↑
・ルに置の一般的な構成を示す分解斜視図、第４図はそ
の断面図、第５図はそのごニオン軸の先端部を示す部分
断面図、第６図は従来のディファレンシャル装置のピー
オン軸が傾斜した状態を承り模式図である。 １・・・デフケース、　７・・・サイドギヤ、　９・・
・ピニオンギヤ、　１０・・・ピニオン軸、　１３・・
・ホルダ、　Ｄｃ・・・デフケースにおける嵌合孔の内
径、ｄｃ・・・ピニオン軸の後端部の外径、　Ｄｈ・・
・ホルダにおける嵌合孔の内径、　ｄｈ・・・ピニオン
軸の先端部の外径、　２Ｃ・・・ごニオン軸のデフケー
スに対する嵌合長さ、　ｌｈ・・・ピニオン軸のホルダ
に対する嵌合長さ。 ロ　　　　　　　　　　　°Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転中心をデフケースの回転軸心に一致させた一対のサ
   イドギヤがデフケースの内部に互いに対向して配置され
   るとともに、これらのサイドギヤに噛合するピニオンギ
   ヤが、前記デフケースの回転軸心に対して直交する方向
   に向けかつ一端部をデフケースに嵌合させて取付けたピ
   ニオン軸に回転自在に嵌合され、さらにそのピニオン軸
   の他端部が前記各サイドギヤの間に前記デフケースの回
   転軸心を中心に回転するよう配置したホルダに嵌合され
   たディフアレンシャル装置において、前記ピニオン軸の
   前記デフケースに対する嵌合長さとこれらピニオン軸お
   よびデフケースの嵌合部分の隙間との比率が、ピニオン
   軸の前記ホルダに対する嵌合長さとこれらピニオン軸お
   よびホルダの嵌合部分の隙間との比率以下であることを
   特徴とするディフアレンシャル装置。