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1. WO2004036088 - ENGRENAGE DIFFERENTIEL POUR VEHICULE

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[ JA ]
明 細書

車両用差動装置

技術分野

本発明は、車両用差動装置に関し、特にピニオンスラストヮッシャを省略し、 ピニオンがピ-オン座面に直接接触するギヤケースを有する車両用差動装置に関 する。

背景技術

車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力を駆動軸を介して駆動輪 に伝達する装置であって、旋回走行時などの内外の駆動輪の差動を許容する機能 を有する。

図 7,図 8に示すように、以前、本願出願人が出願した 3ピニオン形式の車両 用差動装置 4 0は、左右 1対のサイドギヤ 4 1とこれらサイドギヤ 4 1に嚙み合 う 3つのピ-オン 4 2などを含む差動ギヤ機構 4 3と、この差動ギヤ機構 4 3を 収容するギヤケース 4 4と、ギヤケース 4 4を収容するデフケース 4 5などを有 する。

ギヤケース 4 4の内面には、サイドギヤ 4 1を受けるための左右 1対のサイド ギヤ座面 4 6と、ピニオン 4 2を受けるための駆動軸 4 7の軸心の周りに周方向 3等分位置に 3つのピニオン座面 4 8が形成されている。

車両用差動装置 4 0にエンジンからの回転駆動力が伝達されると、ギヤケース 4 4とピニオン 4 2が駆動軸 4 7の軸心の周りを回転し、その回転に伴い、サイ ドギヤ 4 1はサイドギヤ座面 4 6と駆動軸 4 7の軸心の周りを回転する。更に、 車両が旋回している際には、各ピ-オン 4 2はピニオン座面 4 7で自転する。 それゆえ、焼付けを防止するために、サイドギヤ 4 1とピ-オン 4 2は夫々の 座面 4 6 , 4 8は直接接触させて装着されるのではなく、サイドギヤ 4 1とサイ ドギヤ座面 4 6の間にはサイドギャスラストワッシャー 4 9が装着され、ピニォ ン 4 2とピニオン座面 4 8との間にはピニオンスラストワッシャー 5 0が装着さ れている。

しかし、ピニオンスラストワッシャー 5 0を装着することは、部品点数の増加 により製造コストが増大し、差動ギヤ機構 4 3をギヤケース 4 4に組み込む組立 て工程の複雑化による組立て作業時間も増大する。

本発明の目的は、ピ-オンスラストヮッシヤーを省略可能なピニオン座面を有 するギヤケースを備えた車両用差動装置を提供することである。

発明の開示

本発明の車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力を駆動軸を介し て駆動輪に伝達する車両用差動装置において、 1対のサイドギヤとこれらサイド ギヤに嚙み合う 3つのピニオンを備えた差動ギヤ機構と、前記差動ギヤ機構を収 容する一体構造のギヤケースであって、前記駆動軸の軸心周りに周方向 3等分位 置に位置する 3つのピニオンを夫々枢支する 3つの枢支壁部と、これら枢支壁部 の間に形成された 3つの開口窓を有するギヤケースとを備え、前記各枢支壁部の 内面にピニオンを受けるピニオン座面が形成され、前記各ピニオン座面にピニォ ンが直接接触するように、差動ギヤ機構が組み込まれたことを特徴とするもので ある。

この車両用差動装置は、車両のエンジンからの回転駆動力がギヤケースに伝達 されると、駆動軸の軸心を回転中心としてギヤケースが回転し、そのギヤケース の回転と共に、ピニオンが駆動軸の軸心の周りを回転するが、車両が旋回してい る際には、ギヤケースの枢支壁部の内面に形成された部分球面状のピニオン座面 に受けられたピニオンが自転する。

この車両用差動装置においては、 3つのピニオンを備えているため、ピニオン の負荷を低減でき、耐久性を高めることができ、エンジンの高出力化に対応でき る。

この車両用差動装置においては、 3つのピニオンをギヤケースの各ピニオン座 面に直接接触するように組み込むことで、ピニオンスラストワッシャーを省略し ている。ピニオンスラストワッシャーを省略することで、車両用差動装置の部品 点数を減少させて製造コストを低減し、差動ギヤ装置のギヤケースへの組み込み を簡易化して組立て時間の短縮をも実現している。

ギヤケースを一体構造に形成することで組立て作業の簡易化と剛性の向上を実 現しているが、更に、各枢支壁部に対して駆動軸の軸心を挟んで対向する位置に 開口窓が形成されているので、枢支壁部の内面に形成された部分球面状のピニォ ン座面を平滑に且つ高精度に機械加工することが可能になっている。

ここでピニオン座面の好ましい形態について説明する。

( a ) 前記ピニオン座面は、高周波焼入れ処理により高い硬度に形成されてい る。

( b ) 前記ピニオン座面は、研磨加工により平滑な表面に形成されている。

( c ) 前記ピニオン座面は、ショット加工により形成した多数の微細な油溜を 有する。

( d ) 前記ピニオン座面は、高い硬度の溶射被膜を有する。

図面の簡単な説明

図 1は実施形態に係る車両用差動装置の断面図であり、図 2は図 1の II一 II線 断面図であり、図 3はギヤケースの斜視図であり、図 4は図 3の矢印 IVから見た ギヤケースの側面図であり、図 5は図 3の矢印 Vから見たギヤケースの底面図で あり、図 6は図 4の VI— VI線断面図であり、図 7は従来の車両用差動装置の断 面図であり、図 8は図 7の VIII— VIII線断面図である。

発明を実施するための最良の形態

本実施形態は、前輪駆動型の車両のェンジンからの回転駆動力を駆動車軸に伝 達する車両用差動装置に本発明を適用した場合の一例である。尚、図 1における 上下左右を上下左右とする。

図 1、図 2に示すように、この車両用差動装置 1は、差動ギヤ機構 2と、この 差動ギヤ機構 2を収容する一体構造のギヤケース 3と、このギヤケース 3のフラ ンジ部 4に複数のボルト 5で固定されたリングギヤ 6と、オイルと共にギヤケー ス 3などを収容するデフケース 7などを有する。

差動ギヤ機構 2は、左右 1対の駆動軸 8の端部に夫々相対回転不能に連結され るサイドギヤ 9と、これらサイドギヤ 9に嚙合する 3つのピニオン 1 0と、これ ら 3つのピニオン 1 0を夫々枢支する 3つのピニオン軸 1 1と、 3つのピニオン 軸 1 1の内端部を支持する軸支持部材 1 2と、ギヤケース 3とサイドギヤ 9との 間に装着されたスラストヮッシャ 1 3とを備えている。

各ピニオン 1 0には、軸孔 1 0 aが形成され、 3つのピ-オン 1 0は軸孔 1 0 aに挿入されたピニオン軸 1 1の軸心間の位相角が 1 2 0度をなすように配設さ れてピ二オン軸 1 1に対して回転自在に支持されている。各ピニオン軸 1 1の端 部とギヤケース 3の枢支壁部 1 4とに亙ってスプリングピン 1 5が装着され、各 ピニオン軸 1 1が脱落しないように拘束されている。

軸支持部材 1 2は、短い円筒体からなり、この軸支持部材 1 2には 3つの支持 穴 1 6が周方向 3等分位置に形成され、これら支持穴 1 6に 3つのピニオン軸 1 1の内端部を貫通させて支持している。前記リングギヤ 6はフランジ部 4とは別 体に形成され、このリングギヤ 6が複数のボルト 5でフランジ部 4に固定され、 ェンジンの回転駆動力がこのリングギヤ 6に入力される。

ギヤケース 3は、差動ギヤ機構 2を収容するためのものであり、一体構造に形 成されている。ギヤケース 3は、フランジ部 4と、フランジ部 4の右側に連なり 駆動軸 8の軸心周りに周方向 3等分位置に位置する 3つのピニオン 1 0を夫々枢 支する 3つの枢支壁部 1 4と、これら 3つの枢支壁部 1 4の間に形成された 3つ の開口窓 2 0, 2 1, 2 2と、左右の駆動軸 8を支持する駆動軸支持部 2 3, 2 4と、フランジ部 4と左側の駆動軸支持部 2 3とを連結する連結壁部 2 5と、枢 支壁部 1 4と右側の駆動軸支持部 2 4とを連結する連結壁部 2 6とを有する。 図 6に示すように、 3つの枢支壁部 1 4の内面には、ピニオン 1 0を直接接触 させて受けるピニオン座面 2 7が夫々形成され、枢支壁部 1 4には、ピニオン軸 1 1を支持するための支持穴 2 8が形成され、枢支壁部 1 4の外周部には、スプ リングピン 1 5が嵌入されるピン穴 2 9が形成されている。ピニオン座面 2 7は、 ピニオン 1 0の背面に対応させて部分球面状に形成され、このピニオン座面 2 7 には、ピニオン 1 0の背面にオイルを循環させるためのオイル溝 2 7 aが形成さ れている。ピニオンスラストワッシャーを省略するために、ピニオン座面 1 0の 表面には、ギヤケース 3の製造工程の仕上げ工程において、高周波焼入れ処理が 施され、表面の数 1 0 μ πι〜数 mmが硬化され、その後研磨加工が施されている。

3つの開口窓 2 0 , 2 1 , 2 2は、 3つの枢支壁部 1 4に駆動軸 8の軸心を挟 んで対向する位置に夫々形成されている。図 3〜 5に示すように、これらの開口 窓 2 0 , 2 1, 2 2は、 3つのピニオン 1 0をギヤケース 3内に,祖み込む為の第 1開口窓 2 0, 2 1と、 2つのサイドギヤ 9を順々にギヤケース 3内に組み込む 為の第 2開口窓 2 2とからなる。

連結壁部 2 5, 2 6の内面には、サイドギヤ 9を受けるためのサイドギヤ座面 3 0が形成されている。各サイドギヤ 9とサイドギヤ座面 3 0の間には、スラス トヮッシャ 1 3が装着されている。サイドギヤ座面 3 0には、サイドギヤ 9の背 面にオイルを循環させるためのオイル溝 3 0 aが形成されている。

図 1に示すように、デフケース 7は、リングギヤ 6の付近において左右に分割 可能な 2つのデフケース分割体を複数のボルトにて固定した構造のものである。 デフケース 7は、差動ギヤ機構 2を収容したギヤケース 3とリングギヤ 6の外 周側を囲繞して潤滑用のオイルを収容するためのものである。デフケース 7の左 端部のリング部 3 5 aと、駆動軸支持部 2 3との間にベアリング 3 6 aが装着さ れ、リング部 3 5 aと駆動軸 8との間にはオイルシール 3 7 aが装着されている。 デフケース Ίの右端部にはリング部 3 5 bと、駆動軸支持部 2 4との間にベアリ ング 3 6 bが装着され、リング部 3 5 bと駆動軸 8との間にはオイルシール 3 7 bが装着されている。

次に、以上説明した車両用差動装置 1の作用と効果について説明する。

車両用差動装置 1は、車両のエンジンからの回転駆動力がリングギヤ 6に入力 されると、その回転駆動力によりギヤケース 3が駆動軸 8の軸心の周りを回転し、 ギヤケース 3にピニオン軸 1 1により枢支されているピニオン 1 0が駆動軸の軸 心の周りを回転し、ピニオン 1 0と嚙合しているサイドギヤ 9が回転し、サイド ギヤ 1 0と連結されている駆動軸 8が回転し、最終的に駆動軸 8に連結されてい る駆動輪に回転駆動力が伝達される。更に、車両が旋回している際には、ピニォ ン 1 0がピ-オン軸 1 1の軸心の周りを回転することで、左右の駆動輪の差動を 許容する。

この車両用差動装置 1は、ピユオン座面 2 7の表面が高周波焼入れにより硬化 されているので、ピニオン 1 0をピ-オン座面 2 7に直接接触するように装着し ても、ピニオン 1 0がピ-オン軸 1 1を軸心として回転した際に、ピ-オン座面 2 7が破損することがない。それゆえ、従来、ピ-オン 1 0とピニオン座面 2 7 との間に必要であったピニオンスラストヮッシャ一を省略することができるので、 部品点数の減少によって製造コストを低減し、差動ギヤ装置のギヤケースへの組 み込みを簡易化することで組立て時間の短縮をも実現している。

開口窓 2 0 , 2 1 , 2 2が、駆動軸 8の軸心に対して枢支壁部 1 4に対向する 位置に形成されているので、高周波焼入れをする際に高周波コイルを容易にピニ オン座面 2 7に接近させることができ、ピニオン座面 2 7の表面を容易に硬化さ せることができる。

この車両用差動装置 1の差動ギヤ機構 2は、 3つのピニオン 1 0を有するため、 ピニオン 1 0の負荷を低減でき、ピニオン 1 0とサイドギヤ 9の耐久性を高める ことができるうえ、エンジンからリングギヤ 6に入力される回転駆動力が大きく なっても対応できる。 3つのピニオン軸 1 1の内端部を支持する軸支持部材 1 2 を設けたので、 3つのピニオン軸 1 1の内端部を確実に支持することができる。 前記実施形態を部分的に変更する例について説明する。

( a ) ピニオン座面 2 7を、スチレン砥石などで研磨加工して平滑な表面にす ることで、ピニオン座面 2 7とピ-オン 1 0との摩擦を減少させて、ピニオン 1 0をピニオン座面 2 7に直接接触させることを可能に構成してもよレ、。

この変更形態においても、ギヤケース 3は枢支壁部 1 4の駆動軸 8の軸心に対 して対向する位置に開口窓 2 0 , 2 1 , 2 2が形成されているので、スチレン砥 石をピニオン座面 2 7に容易に接近させて研磨加工することができ、スチレン砥 石をピ-オン座面 2 7の部分球面と同じ形状にしても、開口窓 2 0 , 2 1 , 2 2 が大きく形成されているので、ギヤケース 3の内部に挿入可能で、研磨加工にか かる作業時間を短縮することができる。

( b ) ピニオン座面 2 7にショット加工を施して、ピニオン 1 0をピニオン座 面 2 7に直接接触させてもよレ、。即ち、ショット加工によりピニオン座面 2 7に 多数の微細な鱗状の凹凸が形成されると、その凹凸がオイル溝 2 7 aなどからの オイルが溜められるオイル溜(油溜)となり、ピ-オン座面 2 7とピニオン 1 0 との摩擦が低減されるので、ピニオン 1 0をピ-オン座面 2 7に直接接触させる ことが可能になる。

( c ) ピニオン座面 2 7に高い硬度の溶射被膜を形成することで、ピニオン座 面 2 7が磨耗を防ぎ、ピニオン 1 0をピニオン座面 2 7に直接接触させることを 可能に構成してもよい。

( d ) 実施の形態及び変更の形態(a ) 〜(c ) は、夫々単独で構成しなけれ ばならないものではない。例えば、ピニオン座面 2 7の表面を高周波焼入れによ り硬化させた後、ピニオン座面 2 7の表面に研磨加工を施したり、ピ-オン座面 2 7の表面に溶射皮膜を形成してもよい。

( e ) 前記実施の形態の車両用差動装置は、前輪駆動車の車両用差動装置を例 として説明したが、後輪駆動車の車両用差動装置にも本発明を適用可能である。 尚、後輪駆動車の車両用差動装置のリングギヤは平歯車ではなく、ハス歯歯車と する。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、当業者であれ ば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施の形態に種々の変更を付加して 実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。