JPH09303533A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピニオンシャフトとピニオンギアとの間に異
常な回転差が生じない様抑えることによって、両者の摺
接面での焼き付きを防止出来るデファレンシャル装置を
提供する。 【解決手段】 入力用リングギア１１を有するデフケー
ス１と、このデフケース内に枢支されたピニオンギア１
２，１３と、出力軸２，３に取付けられピニオンギアと
噛合する一対のサイドギア１６，１７とを備え、特に、
ピニオンギア１２，１３を枢支するピニオンシャフトを
両ピニオンギア間で２つの短ピニオンシャフト１４，１
５に分割し、かつ分割された両短ピニオンシャフト１
４，１５をデフケース本体７およびピニオンギア１２，
１３に対し相対的に回転可能にそれぞれ配設し、これに
より、ピニオンギアの回転時に短ピニオンシャフトが連
れ回りするようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車等の動力伝
達系内に配備されるデファレンシャル装置、即ち、入力
側からの回転力を差動機構で受け、この回転力を差動機
構が分岐すると共に回転差を許容した上で各出力軸側に
伝達するように成したデファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の動力伝達系内には、入力側か
らの回転力を左右輪あるいは前後輪に分岐すると共に車
体旋回時に発生する内外輪あるいは前後輪の回転差を吸
収するためにデファレンシャル装置を装備する。例え
ば、図５に示すように、このデファレンシャル装置は入
力側からの回転力を入力用リングギア１００を有するデ
フケース１０１で受ける。このデフケース内にはピニオ
ンシャフト１０２を介しピニオンギア１０３が枢支され
る。このピニオンギアには一対のサイドギア１０４，１
０５が噛合し、ピニオンギアの自転により、一対のサイ
ドギアと一体的に回転する各出力軸１０６，１０７は相
対回転を許容された上で回転を分岐して伝達することが
できる。

【０００３】ここで、デフケース内のピニオンギア１０
３は、これに噛合する一対のサイドギア１０４，１０５
側の各出力軸１０６，１０７より等しい回転負荷を受け
ていると公転するのみであるが、一対のサイドギア１０
４，１０５側より異なる回転負荷を受けると、ピニオン
シャフト１０２中心に自転し、一対のサイドギア１０
４，１０５側の回転差を許容しつつ出力軸１０６，１０
７側に回転を分岐して伝達する。このようにピニオンギ
ア１０３はピニオンシャフト１０２中心に回転し、しか
も、デフケース１０１に背面を摺接している。このた
め、ピニオンギア１０３とピニオンシャフト１０２及び
デフケース１０１との各摺接面にはデフケース１０１内
に適量収容されているオイルがはね掛け供給され、これ
により各摺接面の潤滑及び冷却が行われている。

【０００４】ところで、図５に示したピニオンシャフト
１０２はデフケース１０１に形成された貫通穴１０８に
挿入され、その一端はロックピン１０９でデフケース１
０１に離脱不可に固定されている。なお、特開平７−９
１５１９号公報にも同様に、ピニオンシャフトの一端が
デフケースに嵌挿され、その一端がピンによりデフケー
スに固定された構造が開示される。

【０００５】更に、特開平２−９２７３４号公報には、
ピニオンシャフトの内側端に膨出形成されたスラストブ
ロックを用い、差動制限機構であるクラッチディスクの
駆動時に左右サイドギア間に働くスラスト力をこのスラ
ストブロックで受け、左右サイドギア間のスラスト力の
片寄りによるデフケース上のリングギアの変位を抑え、
歯当たりの狂いを防止するという技術が開示される。こ
こでのスラストブロックは左右サイドギアに挟持され、
回転を規制されている。即ち、上記した従来例のいずれ
の技術においても、ピニオンギアを支持するシャフトは
非回転に保持される様になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車両の片輪
が低μ路、即ち、雪路上や砂路上と対向した場合、デフ
ァレンシャル装置の左右サイドギアには大きく異なる回
転負荷が作用し、この際左右輪の異常な回転差を吸収す
べくピニオンギアはデフケースと共に公転し、しかも、
急速で自転することとなる。この場合、デフケースに固
定されたピニオンシャフトに対しピニオンギアが高速回
転するため、両者の摺接面間に焼き付きが生じる可能性
がある。一旦焼き付きが生じると、左右サイドギアより
の回転力はピニオンシャフトを介しロックピン１０９に
働き、ロックピン１０９を破断する。しかも、この状態
に陥るとデフケース１０１と共に回転しているピニオン
シャフトは遠心力を受けることよりデフケースの貫通穴
１０８より抜け出すことがある。

【０００７】このように、ピニオンシャフトに対しピニ
オンギアが高速回転して摺接面間に焼き付きが生じるこ
とを防止するため、例えば、ピニオンシャフトのピニオ
ンギアとの対向面を表面処理し、あるいはピニオンシャ
フトの材質を低摩擦材として製作することも行われてい
る。しかし、これら摩擦抵抗を低減させる対策だけでは
十分の解決策とは成って無く、特に、潤滑油の油量が不
足するとこの焼き付きの発生の比率がより高まることに
なる。この発明の目的は、ピニオンシャフトとピニオン
ギアとの間に異常な回転差が生じない様抑えることによ
って、両者の摺接面での焼き付きを防止出来るデファレ
ンシャル装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、入力用リングギアを有するデフケース
と、該デフケース内に枢支された一対のピニオンギア
と、出力軸に取付けられ上記一対のピニオンギアと噛合
する一対のサイドギアとを備えたデファレンシャル装置
であって、上記一対のピニオンギアを枢支するピニオン
シャフトを両ピニオンギア間で２つの短ピニオンシャフ
トに分割し、かつ上記両短ピニオンシャフトを上記デフ
ケースおよびピニオンギアに対し相対的に回転可能とし
たことを特徴とする。

【０００９】請求項２の発明は、請求項１に記載のデフ
ァレンシャル装置において、上記デフケースに、上記短
ピニオンシャフトのデフケース外方への脱落を防止する
ストッパが設けられたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１に記載のデフ
ァレンシャル装置において、上記短ピニオンシャフトの
側面に、該短ピニオンシャフトのデフケース外方への脱
落を防止する突部が形成されたことを特徴とする。

【００１１】請求項４の発明は、請求項１に記載のデフ
ァレンシャル装置において、上記両短ピニオンシャフト
の互いの対向部分外周に共通の中空スリーブが回転可能
に被嵌されたことを特徴とする。

【００１２】請求項５の発明は、請求項１乃至請求項３
に記載のデファレンシャル装置において、上記両短ピニ
オンシャフトの対向部分外周にそれぞれ中空スリーブを
回転可能に被嵌させ、かつ両中空スリーブの外周を前記
サイドギアの対向面間に摺動自在に配設したことを特徴
とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１には本発明の適用されたデフ
ァレンシャル装置を示した。このデファレンシャル装置
は、図示しない車両の動力伝達系内に配備され、入力側
からの回転力をデフケース１で受け、車体旋回時に発生
する内外輪の回転差を許容しつつ分岐した回転力を左右
出力軸２，３を介し図示しない左右駆動輪に伝達する。

【００１４】このデファレンシャル装置は車体側に支持
されたハウジング４を備え、その内部に潤滑用のオイル
を所定量収容している。ハウジング４はその内部にデフ
ケース１を収容すると共にそのデフケース１の左右筒状
枢支部５をテーパローラベアリング６を介し枢支してい
る。デフケース１は容器状を成したケース本体７とその
外周壁の一部より突出する環状フランジ８とを備える。
環状フランジ８にはリングギア１１がボルトにより固定
されており、このリングギア１１には図示しないペラシ
ャフトに連結される入力軸９上のピニオンギア１０が噛
合している。このため、テーパローラベアリング６に支
持されるデフケース１は入力軸９の回転を受けて回転中
心線Ｌ回りに回転する。

【００１５】ケース本体７の内部には一対のピニオンギ
ア１２，１３が各短ピニオンシャフト１４，１５を介し
枢支され、各ピニオンギア１２，１３には回転中心線Ｌ
の廻りに回転する一対のサイドギア１６，１７が噛合さ
れる。これらサイドギア１６，１７には出力軸２，３が
一体的に結合される。出力軸２，３は左右筒状枢支部５
に相対回転可能に嵌挿され、同出力軸の各外端側は図示
しない駆動輪に連結されている。

【００１６】各ピニオンギア１２，１３は回転自在に各
短ピニオンシャフト１４，１５に支持される。これら短
ピニオンシャフト１４，１５は回転中心線Ｌと直交する
方向に配設され、しかもこれら短ピニオンシャフト１
４，１５は互いに同一のピン中心線Ｌ１上に配置され
る。両短ピニオンシャフト１４，１５の互いに対向する
内側端部は互いに相対回転可能な僅かの隙間を保ち、互
いに相手側の方向へのずれを規制される。

【００１７】ここで、一方の短ピニオンシャフト１５は
ケース本体７の凹穴１８に回転自在に嵌挿され、この凹
穴１８の底部により遠心力を受ける短ピニオンシャフト
１５の飛び出しを防止している。他方の短ピニオンシャ
フト１４はケース本体７の貫通穴１９に回転自在に嵌挿
される。しかも、ケース本体７には貫通穴１９を覆うス
トッパ蓋２０が複数のボルト２１で締付固定される。こ
のストッパ蓋２０は遠心力を受ける短ピニオンシャフト
１４の貫通穴１９からの飛び出しを防止している。な
お、図２に示すように、リングギア１１の内周部の一部
にはストッパ蓋２０及び複数のボルト２１との干渉を避
けるための凹部２４が形成される。

【００１８】ここで短ピニオンシャフト１４，１５の互
いの対向部分の外周面には共通の中空スリーブ２２が回
転可能に被嵌される。この中空スリーブ２２は各短ピニ
オンシャフト１４，１５の互いの対向部分を相対回転可
能に連結しており、各短ピニオンシャフト１４，１５の
ピン中心線Ｌ１からのずれを規制するようにしている。
なお、中空スリーブ２２の長さＡは一対のピニオンギア
１２，１３間の間隔に近似した長さを有し、これにより
中空スリーブ２２のピン中心線Ｌ１方向へのずれを規制
している。

【００１９】なお、短ピニオンシャフト１５はその組立
て時において、中空スリーブ２２を外嵌した上で先端が
ピニオンギア１３及び凹穴１８の底部に嵌挿され、その
上で短ピニオンシャフト１４が貫通穴１９及びピニオン
ギア１２を経て短ピニオンシャフト１５の先端に当接さ
れると共に中空スリーブ２２に嵌挿される。このような
構成のデファレンシャル装置が図示しない車両の走行と
共に駆動したとする。

【００２０】通常走行時において、入力軸９側からの回
転力はデフケース１に減速して加わり、ケース本体７内
の一対のピニオンギア１２，１３は直進時には公転のみ
行い、車体旋回時には内外輪の回転差を吸収するため公
転すると共にピン中心線Ｌ１回りに自転する。この際、
一対のピニオンギア１２，１３は短ピニオンシャフト１
４，１５回りに互いに逆回転し、回転差を吸収する。一
方、車両の片輪が低μ路に対向した場合、左右サイドギ
ア１６，１７には大きく異なる回転負荷が作用する。こ
の場合ピニオンギア１２，１３は公転すると共に急速で
自転し、短ピニオンシャフト１４，１５を連れ回りさ
せ、一対のピニオンシャフト１４，１５も凹穴１８、貫
通穴１９、中空スリーブ２２に対して相対的に回転す
る。

【００２１】このように片輪が低μ路に対向し、左右輪
の間に大きく回転差が生じて一対のピニオンギア１２，
１３が高速で自転したとしても、一対の短ピニオンシャ
フト１４，１５が連れ回りする。このため、これらピニ
オンギアが高速回転しても、短ピニオンシャフトとの相
対回転は比較的小さく保持され、従って、該ピニオンギ
アと短ピニオンシャフトとの焼き付きが発生することを
確実に防止出来る。なお、デファレンシャル装置が駆動
されている間、両短ピニオンシャフト１４，１５はデフ
ケース１の回転に伴って遠心力を受け、互いに離反する
ので両シャフトの接触による摩耗は殆ど生ずることがな
い。短ピニオンシャフト１４，１５の僅かの接触摩耗を
も防止する必要がある場合は、中空スリーブ２２の内側
中央に符号２３で示す突起を設け、これにより両シャフ
ト１４，１５の間隔を維持するようにしても良い。ま
た、中空スリーブ２２はこの駆動状態において両短ピニ
オンシャフト１４，１５の軸心を同一線上に維持するこ
とによって、両シャフトの芯ずれを防止し、円滑な回転
を保証する。この中空スリーブ２２は図３に示す例によ
ってもほぼ同様の作用を実現できる。

【００２２】図３において、ケース本体７内の一対のピ
ニオンギア１２，１３は一対の短ピニオンシャフト１
４，１５に枢支され、両短ピニオンシャフト１４，１５
の互いの対向部分の外周面には同一形状の中空スリーブ
２２ａ、２２ｂがそれぞれ回転自在に被嵌される。この
場合、各中空スリーブ２２ａ，２２ｂは同一の長さＢを
有し、長さ（２×Ｂ）は一対のピニオンギア１２，１３
間の間隔に近似した長さとなるよう設定され、これによ
り中空スリーブ２２ａ，２２ｂのピン中心線Ｌ１方向の
変位を規制している。しかも、一対の同一形状の中空ス
リーブ２２ａ、２２ｂはその外径Ｃがサイドギア１６，
１７の間隔に近似した値に設定され、中空スリーブ２２
ａ、ｂがその外周をサイドギア１６，１７の対向面間に
摺動自在に配設される。このため、両短ピニオンシャフ
ト１４，１５の互いの対向部分はピン中心線Ｌ１よりの
ずれを中空スリーブ２２ａ，２２ｂを介してサイドギア
１６，１７により規制され、従って両シャフト１４，１
５の芯ずれが防止される。

【００２３】図１のデファレンシャル装置では、ケース
本体７より一対の短ピニオンシャフト１４，１５が飛び
出すことを防止すべく、ストッパ蓋２０で貫通穴１９の
開口部を閉鎖し、有底の凹穴１８を用いていた。これに
代えて、図１のデファレンシャル装置の変形例として、
図４に示すようなストッパ付きの短ピニオンシャフト１
４ｂ，１５ｂを用いても良い。この場合、ケース本体７
内の一対のピニオンギア１２，１３は一対の短ピニオン
シャフト１４ｂ，１５ｂに枢支される。

【００２４】ここでの各短ピニオンシャフト１４ｂ，１
５ｂは各ピニオンギア１２，１３に回転自在に嵌挿さ
れ、その先端部がケース本体７の貫通穴１９にそれぞれ
回転自在に嵌挿される。しかも、各短ピニオンシャフト
１４ｂ，１５ｂは互いの対向部分であるケース本体７の
内部側の側面に突部１４１，１５１がそれぞれ形成され
る。これら突部１４１，１５１は各ピニオンギア１２，
１３の内側側面に摺動自在に係止され、これにより、短
ピニオンシャフト１４ｂ，１５ｂのデフケース外方への
脱落を防止している。上記短ピニオンシャフト１４ｂ，
１５ｂの互いに近接する方向への移動は適当な手段によ
り、例えば両シャフト間にスペーサやスプリング等を介
在させることによって実現でき、あるいはシャフト１４
ｂ，１５ｂとピニオンギア又はデフケースとの間に軸方
向の相対移動をさせないための凹凸を設けるようにして
も実現できる。

【００２５】上述のところにおいて、各デファレンシャ
ル装置は入力側からの回転力を左右輪に伝達するものと
して説明したが、これに代えて前後輪に回転を分岐する
センタデフに本発明を適用しても良く、この場合も同様
の作用効果が得られる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、一対のピニオンギアを２つの短ピニオンシャフトで
それぞれ枢支し、しかも両短ピニオンシャフトをデフケ
ースおよびピニオンギアに対し相対的に回転可能とし
た。このため、車両の左右輪に大きく回転差が生じて各
ピニオンギアが高速回転したとしても、各短ピニオンシ
ャフトが連れ回りし、各ピニオンギアと各短ピニオンシ
ャフトとの間の相対回転は比較的小さく保持され、各短
ピニオンシャフトとピニオンギアとの間の相対回転を小
さくすることができ、従ってこの間で焼き付きが発生す
ることを確実に防止出来、装置の耐久性を確保出来る。

【００２７】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
のデファレンシャル装置において、デフケースに、スト
ッパが設けられた。このため、特に、ストッパが確実に
短ピニオンシャフトのデフケース外方への脱落を防止で
きる。

【００２８】請求項３の発明によれば、請求項１に記載
のデファレンシャル装置において、短ピニオンシャフト
の側面に突部が形成された。このため、特に、突部が確
実に短ピニオンシャフトのデフケース外方への脱落を防
止できる。

【００２９】請求項４の発明によれば、請求項１に記載
のデファレンシャル装置において、両短ピニオンシャフ
トの互いの対向部分外周に共通の中空スリーブが回転可
能に被嵌された。このため、両短ピニオンシャフトの回
転軸芯ずれを防止でき、該両シャフト及びピニオンギア
の円滑な回転を保証できる。

【００３０】請求項５の発明によれば、請求項１乃至請
求項３に記載のデファレンシャル装置において、両短ピ
ニオンシャフトの対向部分外周にそれぞれ中空スリーブ
を回転可能に被嵌させ、かつ両中空スリーブの外周をサ
イドギアの対向面間に摺動自在に配設した。このため、
両短ピニオンシャフトの回転軸芯ずれを中空スリーブを
介して両サイドギアで規制でき、両シャフト及びピニオ
ンギアの円滑な回転を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用されたデファレンシャル装置の要
部切欠断面図である。

【図２】図１のデファレンシャル装置のデフケースの縦
断面図である。

【図３】図１のデファレンシャル装置の変形例で用いる
デフケースの拡大断面図である。

【図４】図１のデファレンシャル装置の他の変形例で用
いるデフケースの拡大断面図である。

【図５】従来装置の要部断面図である。

【符号の説明】

１ デフケース ２，３ 出力軸 ４ ハウジング ７ ケース本体 ９ 入力軸 １１ リングギア １２，１３ ピニオンギア １４，１５ 短ピニオンシャフト １４ｂ，１５ｂ 短ピニオンシャフト １４１，１５１ 突部 １６，１７ サイドギア １８ 凹穴 １９ 貫通穴 ２２ 中空スリーブ ２２ａ、２２ｂ 中空スリーブ Ｌ 回転中心線 Ｌ１ ピン中心線

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力用リングギアを有するデフケースと、
   該デフケース内に枢支された一対のピニオンギアと、出
   力軸に取付けられ上記一対のピニオンギアと噛合する一
   対のサイドギアとを備えたデファレンシャル装置であっ
   て、上記一対のピニオンギアを枢支するピニオンシャフ
   トを両ピニオンギア間で２つの短ピニオンシャフトに分
   割し、かつ上記両短ピニオンシャフトを上記デフケース
   およびピニオンギアに対し相対的に回転可能としたこと
   を特徴とするデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のデファレンシャル装置に
   おいて、 上記デフケースに、上記短ピニオンシャフトのデフケー
   ス外方への脱落を防止するストッパが設けられたことを
   特徴とするデファレンシャル装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のデファレンシャル装置に
   おいて、 上記短ピニオンシャフトの側面に、該短ピニオンシャフ
   トのデフケース外方への脱落を防止する突部が形成され
   たことを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載のデファレンシャル装置に
   おいて、 上記両短ピニオンシャフトの互いの対向部分外周に共通
   の中空スリーブが回転可能に被嵌されたことを特徴とす
   るデファレンシャル装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３に記載のデファレン
   シャル装置において、 上記両短ピニオンシャフトの対向部分外周にそれぞれ中
   空スリーブを回転可能に被嵌させ、かつ両中空スリーブ
   の外周を前記サイドギアの対向面間に摺動自在に配設し
   たことを特徴とするデファレンシャル装置。