JPH06249301A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 デファレンシャル装置のギヤのクラックを防
止する。 【構成】 この発明のデファレンシャル装置７は、エン
ジンに回転駆動されるデフケース２１と、各車輪側のヘ
リカルサイドギヤ３１，３３と、デフケース２１の収納
孔３９，４１に摺動回転自在に収納され前記サイドギヤ
と各別に噛合ってこれらを連結するヘリカルピニオンギ
ヤ４３，４５とを備え、互いに噛み合うヘリカルピニオ
ンギヤ４３，４５の組合せと、互いに噛み合う該ヘリカ
ルピニオンギヤの一方４５とヘリカルサイドギヤの一方
３１の組合せとの各組合せにおいて、歯幅方向の端面が
相手ギヤの歯幅方向の中間部と噛み合う側のギヤ４３，
３１の該端面の歯当り部を歯幅方向内側になるよう形成
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、デファレンシャル装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭４９−１０４３２８号公報に図１
２のようなデファレンシャル装置２０１が記載されてい
る。これは、車輪側に連結された一対のヘリカルサイド
ギヤ２０３，２０５と、デフケース２０７の収納孔２０
９，２１１に摺動回転自在に収納された一対のヘリカル
ピニオンギヤ２１３，２１５とを備えており、ピニオン
ギヤ２１３，２１５は互いに噛合うと共に、サイドギヤ
２０３，２０５と各別に噛合っている。又、各サイドギ
ヤの歯幅方向端面２１６，２１８はそれぞれピニオンギ
ヤ２１３，２１５の歯幅方向中間部で噛み合うように位
置し、一対のピニオンギヤ２１３，２１５の歯幅方向端
面２２０，２２２は互いのピニオンギヤ２１５，２１３
の歯幅方向中間部で噛み合うように位置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般にギヤの歯は破損
を避けるために歯幅方向の端部で噛合いが起らないよう
に歯厚を歯幅方向内側で大きく端部で小さく成形されて
いる。従って、互いに噛合うギヤの歯幅が等しければ、
図１３の矢印２１７のように歯当りは中央部で生じ端部
では生じない。しかし、従来例のように各サイドギヤ２
０３, ２０５及び各ピニオンギヤ２１３，２１５のそれ
ぞれの歯幅方向端面が噛合う相手側ギヤの歯幅方向中間
部に位置している場合は図１４の矢印２１９のように歯
当りが端部まで延長される。ヘリカルギヤの噛合いは各
ギヤの回転に伴って歯幅方向の一側から他側へ移動する
から歯当り部に応力が集中し、歯当りが端部で行われた
ときに図１５、図１６のように端部にクラック２２１，
２２３が発生する。

【０００４】上記のように端部での歯当りを防止するた
めに歯厚を小さくするクラウニングでは歯厚方向の削り
落し寸法は通常１０μｍ程度とされており、ギヤが両端
の軸で支持されている場合にだけ有効である。ところ
が、上記のピニオンギヤ２１３，２１５は収納孔２０
９，２１１内での径方向の動きが７０〜８０μｍと大き
いからクラウニングではギヤ端部での歯当りとクラック
発生とを防止できない。

【０００５】そこで、この発明は、ギヤのクラックを防
止し耐久性を高めたデファレンシャル装置の提供を目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のデファレンシ
ャル装置は、エンジンにより回転駆動されるデフケース
と、車輪側に連結された一対のヘリカルサイドギヤと、
デフケースに設けられた収納孔に摺動回転自在に収納さ
れ、互いに噛合うと共にヘリカルサイドギヤと各別に噛
合った一対のヘリカルピニオンギヤとを備え、歯幅方向
の端面が前記ヘリカルピニオンギヤの歯幅方向の中間部
で噛み合うように位置した前記ヘリカルサイドギヤにお
いて及び又は一対のヘリカルピニオンギヤのうち歯幅方
向の端面が一方のヘリカルピニオンギヤの歯幅方向の中
間部で噛み合うように位置した他方のヘリカルピニオン
ギヤにおいてその前記端面より歯幅方向内側に歯当り部
を形成したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】ヘリカルピニオンギヤの歯幅方向中間部に噛み
合うように位置したヘリカルサイドギヤの歯の端部及び
又はヘリカルピニオンギヤの歯の端部に、例えば面取
り、アール加工（丸く形成する）、段差加工などを施し
て歯当り部をギヤの端面より歯幅方向の内側に移動させ
た。従って、従来は歯幅方向の一側からだけで支えられ
ていた歯当りの端部が両側から支えられるようになって
荷重が分散すると共に、面取りやアール加工で端部への
応力集中が緩和されて、クラックの発生が防止され、装
置全体の耐久性が向上する。

【０００８】

【実施例】図１ないし図５により一実施例の説明をす
る。図１はこの実施例を示し、図５はこの実施例を用い
た車両の動力系を示す。左右の方向はこの車両と図１、
図２、図４での左右の方向である。

【０００９】図５のように、この動力系は、エンジン
１、トランスミッション３、プロペラシャフト５、リヤ
デフ７（後輪側に配置された図１のデファレンシャル装
置）、後車軸９，１１、左右の後輪１３，１５、左右の
前輪１７，１９などから構成されている。

【００１０】リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリ
ヤ２３内に回転自在に配置されており、デフケース２１
にはリングギヤ２５が固定されている。リングギヤ２５
はドライブピニオンギヤ２７と噛合っており、ドライブ
ピニオンギヤ２７はプロペラシャフト５側に連結された
ドライブピニオンシャフト２９と一体に形成されてい
る。こうして、エンジン１の駆動力はトランスミッショ
ン３とプロペラシャフト５とを介してデフケース２１を
回転駆動する。

【００１１】図１のように、デフケース２１の内部には
左右のヘリカルサイドギヤ３１，３３が同軸配置されて
おり、デフケース２１との間に形成された軸支部３５，
３７によりデフケース２１に支承されている。これらの
サイドギヤ３１，３３はそれぞれ左右の後車軸９，１１
にスプライン連結されている。

【００１２】デフケース２１には収納孔３９，４１が設
けられており、収納孔３９には長いヘリカルピニオンギ
ヤ４３（他方のピニオンギヤ）が、又収納孔４１には短
いヘリカルピニオンギヤ４５（一方のピニオンギヤ）
が、一対複数組それぞれ摺動回転自在に収納されてい
る。

【００１３】長いピニオンギヤ４３は左右のギヤ部４
７，４９とこれらを連結する小径の軸部５１とからな
り、左のギヤ部４７は短いピニオンギヤ４５の左の端部
５３と噛合い、右のギヤ部４９は右のサイドギヤ３３と
噛合っている。又、短いピニオンギヤ４５の右のギヤ部
５５は左のサイドギヤ３１と噛合っている。ピニオンギ
ヤ４５の左右のギヤ部５３，５５は一体であり、左のサ
イドギヤ３１の左端部３２はピニオンギヤ４５の左右の
ギヤ５３，５５の中間部５４で噛み合っており、ピニオ
ンギヤ４３のギヤ部４７の右端部４８はピニオンギヤ４
５の左右のギヤ部５３，５５の中間部５４で噛み合うよ
うに位置している。

【００１４】デフケース２１を回転させるエンジン１の
駆動力は各ピニオンギヤ４３，４５からサイドギヤ３
１，３３を介して左右の後輪１３，１５に分配される。
又、後輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジン１の駆動力
は各ピニオンギヤ４３，４５の自転により左右各側に差
動分配される。

【００１５】トルクの伝達中、ピニオンギヤ４３，４５
はサイドギヤ３１，３３との噛合い反力により収納孔３
９，４１の壁面に押し付けられて摩擦トルクが生じる。
又、各ギヤをヘリカルギヤにしたことによる噛合いスラ
スト力により各ギヤ間あるいはギヤとデフケース２１間
で摩擦トルクが生じる。これらの摩擦トルクにより差動
が制限される。

【００１６】図２は、左のサイドギヤ３１の歯５７を概
略的に示しており、各歯５７の端部には面取り５９，６
１，６３が施されている。面取り５９，６１は車両前進
時の歯当り側に施されている。又、面取り６３は車両後
進時の歯当り側に設けられている。図３のように、これ
らの面取りは歯底から歯末に向って広くなっている。

【００１７】図４は、ピニオンギヤ４３を示しており、
左のギヤ部４７の右端部４８には面取り６４が施されて
いる。面取り６４は図５の車両前進時の歯当り側に施さ
れている。又、面取り６４は図２のサイドギヤの面取り
と同様に歯底から歯末に向って広くなっている。

【００１８】このような面取り５９，６１，６３を施し
た箇所では応力の集中が緩和されると共に、従来は端部
が歯幅方向の一側からだけで支えられていたものが、矢
印６５，６７で示すように両側から支えられるようにな
って荷重が分散する。従って、ピニオンギヤ４５の歯幅
方向中間部に噛み合うように位置するサイドギヤ３１の
端部でクラック発生が防止されることにより、リヤデフ
７の耐久性が向上する。差動耐久試験の結果左右旋回時
に差動制限力が働いて内輪側となった車輪に大トルクが
伝達された場合、例えば本実施例図５の車両が左旋回状
態（あるいは右後車輪１５がスリップした状態）でリヤ
デフ７のサイドギヤ３１に大トルクがかかった場合にお
いてもサイドギヤ３１の端部では応力が分散され、クラ
ックの発生が見られず、耐久性が著しく向上した。又、
ピニオンギヤにおいても同等の耐久性が得られた。

【００１９】図６は、他のサイドギヤ６９の例である。
各歯７１には４箇所の端部全部に面取り７３が施されて
いるから、車両の前後進共に噛合いの始点と終点の両方
でクラックの発生が防止される。

【００２０】面取りは歯底まで行わずに、図７の歯７５
のように歯末からピッチ円付近までの面取り７７でもよ
い。又、面取りは図３、図７のようにテーパ状ではな
く、図８の歯７９のように歯底から歯末までの平行な面
取り８１であってもよい。図９の歯８３は平行な面取り
８５を歯末からピッチ円付近まで施した例である。図１
０は歯８７の端部にアール加工部８９を設けたものであ
る。

【００２１】以上、いずれも歯当り部を歯幅方向内側に
移動してクラックの発生を防止する。

【００２２】図１１は歯９１に歯底から歯末までテーパ
状に面取り部を設けて歯当り部を歯幅方向内側に移動さ
せた例であり、歯厚の小さい歯部９３は噛合いに参加し
ない。この場合は、段差やアール加工と異って歯当り部
を内側へ大きく移動させることができるから噛合いに参
加する歯部９５の歯当り端９７が歯部９３，９５により
歯幅方向の両側から支えられることにより荷重の分散効
果が大きい。なお、図７ないし図１１の実施例の面取り
はサイドギヤ３１及び又はピニオンギヤ４３のギヤ部４
７に形成することができる。

【００２３】

【発明の効果】この発明のデファレンシャル装置は、デ
フケースの収納孔に摺動回転自在に収納されたヘリカル
ピニオンギヤで車輪側のヘリカルサイドギヤを連結する
と共に、互いに噛み合うヘリカルピニオンギヤ同士の組
合せと、互いに噛み合う該ヘリカルピニオンギヤの一方
とヘリカルサイドギヤの一方との組合せとの各組合せに
おいて、歯幅方向の端面が相手ギヤの歯幅方向の中間部
と噛み合う側のギヤの該端面の歯当り部を歯幅方向内側
になるよう形成した。従って、歯当り端での応力集中が
緩和されると共に、支持方向が従来の歯幅方向一側から
両側になったことによる荷重の分散効果により、歯当り
端でのクラックが防止され、耐久性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図である。

【図２】この実施例でテーパー状の面取りをしたヘリカ
ルサイドギヤの部分拡大図である。

【図３】図２のヘリカルサイドギヤの部分的な斜視図で
ある。

【図４】この実施例でテーパー状の面取りをしたヘリカ
ルピニオンギヤの部分拡大図である。

【図５】図１の実施例を用いた車両の動力系を示すスケ
ルトン機構図である。

【図６】テーパー状の面取りをした他のヘリカルサイド
ギヤを示す部分拡大図である。

【図７】テーパー状の面取りをした他のギヤ歯の斜視図
である。

【図８】平行な面取りをしたギヤ歯の斜視図である。

【図９】平行な面取りをした他のギヤ歯の斜視図であ
る。

【図１０】アール加工をしたギヤ歯の部分的な斜視図で
ある。

【図１１】歯底から歯末までテーパー状に面取りをした
ギヤ歯の斜視図である。

【図１２】従来例の断面図である。

【図１３】ギヤの歯当りを示す斜視図である。

【図１４】従来のギヤの歯当りを示す斜視図である。

【図１５】クラックの入ったギヤ歯の斜視図である。

【図１６】クラックの入ったヘリカルサイドギヤを示す
斜視図である。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） ３１，３３，６９ ヘリカルサイドギヤ ３９，４１ 収納孔 ４３，４５ ヘリカルピニオンギヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 修平 栃木県栃木市大宮町2388番地 栃木富士産 業株式会社内 (72)発明者 平石 賢司 栃木県栃木市大宮町2388番地 栃木富士産 業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンにより回転駆動されるデフケー
   スと、車輪側に連結された一対のヘリカルサイドギヤ
   と、デフケースに設けられた収納孔に摺動回転自在に収
   納され、互いに噛合うと共にヘリカルサイドギヤと各別
   に噛合った一対のヘリカルピニオンギヤとを備え、歯幅
   方向の端面が前記ヘリカルピニオンギヤの歯幅方向の中
   間部で噛み合うように位置した前記ヘリカルサイドギヤ
   において及び又は一対のヘリカルピニオンギヤのうち歯
   幅方向の端面が一方のヘリカルピニオンギヤの歯幅方向
   の中間部で噛み合うように位置した他方のヘリカルピニ
   オンギヤにおいてその前記端面より歯幅方向内側に歯当
   り部を形成したことを特徴とするデファレンシャル装
   置。