JP3611897B2

JP3611897B2 - Differential device

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Publication number: JP3611897B2
Application number: JP9655295A
Authority: JP
Inventors: 泰彦石川; 作雄栗原; 一茂中根
Original assignee: 栃木富士産業株式会社
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 2005-01-19
Anticipated expiration: 2020-01-19
Also published as: JPH08291853A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平５−２８０５９６号公報に図８のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。図９，１０，１１はこのデファレンシャル装置２０１のギヤ組を示している。なお、図１１は左右の方向が図８，１０と反対に描かれている。
【０００３】
このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３と、同軸配置された出力側のヘリカルサイドギヤ２０５，２０７と、図９のように、各サイドギヤ２０５，２０７の径方向外側に周方向配置された長短のヘリカルピニオンギヤ２０９，２１１などを備えている。図１０のように、ピニオンギヤ２０９，２１１はそれぞれデフケース２０３の収納孔２１３，２１５に摺動回転自在に収納されており、各収納孔２１３，２１５とピニオンギヤ２０９，２１１の外径の間には適度の隙間が形成されている。図１１のように、各ピニオンギヤ２０９，２１１は、それぞれの第１ギヤ部２１７，２１９がサイドギヤ２０７，２０５と各別に噛み合い、第２ギヤ部２２１，２２３が互いに噛み合うことによってサイドギヤ２０７，２０５を連結している。
【０００４】
エンジンの駆動力はデフケース２０３を回転させ、ピニオンギヤ２０９，２１１からサイドギヤ２０７，２０５を介して車輪側に伝達される。トルクを伝達している間、ピニオンギヤ２０９，２１１はサイドギヤ２０７，２０５との噛み合い反力により歯先を各収納孔２１３，２１５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じると共に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、サイドギヤ２０５，２０７の間で、あるいはピニオンギヤ２０９，２１１やサイドギヤ２０５，２０７とデフケース２０３との間で摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によりトルク感応型の差動制限機能を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図９，１１の矢印２２５は、例えば車両が前進走行するときのデフケース２０３の回転方向である。デフケース２０３がこの方向に回転すると、各サイドギヤ２０７，２０５にはピニオンギヤ２０９，２１１を介して矢印２２７，２２９の方向のトルクが掛かると共に、各ピニオンギヤ２０９，２１１の第１ギヤ部２１７，２１９にはそれぞれ反力Ｆ４，Ｆ３が掛かる。更に、各ピニオンギヤ２０９，２１１は、これらの反力Ｆ４，Ｆ３を受けて生じるトルクによってそれぞれの第２ギヤ部２２１，２２３で反力Ｆ２，Ｆ１を受ける。
【０００６】
しかし、各反力Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の矢印が示すように、デフケース２０３の回転方向２２５に対してピニオンギヤ２０９より後行回転するピニオンギヤ２１１に掛かる反力Ｆ１，Ｆ３がほぼ同方向であるのに対して、ピニオンギヤ２１１より先行回転するピニオンギヤ２０９に掛かる反力Ｆ２，Ｆ４は互いに反対向きになる。従って、ピニオンギヤ２０９は収納孔２１３との隙間だけ傾斜することになる。そして、ピニオンギヤ２０９の歯すじ２３１が図１１のように右下がりの方向の場合は、ピニオンギヤ２０９は反力Ｆ２，Ｆ４によって歯すじ２３１の歯すじ角が大きくなる方向に傾斜する。
【０００７】
ここで、デフケース２０３に駆動トルクが入力し矢印２２５の方向に回転した場合、ピニオンギヤ２１１はデフケースの収納孔より直接駆動トルクを受けて略同方向の反力が生じるため高反力側のピニオンギヤと呼び、ピニオンギヤ２０９はピニオンギヤ２１１よりデフケースの回転方向に対して先行して公転する側に配置されているため、ピニオンギヤ２０９の第２のギヤ部２２１へはピニオンギヤ２１１の第２ギヤ部２２３から駆動トルクを受け、反対方向の反力が生じるため低反力側のピニオンギヤと呼ぶことにする。
【０００８】
このような、ピニオンギヤ２０９の傾斜によって、図１０のように、ピニオンギヤ２０９には矢印２３３の箇所に、ピニオンギヤ２１１には矢印２３５の箇所に強い当たりが生じ、これらの箇所にピッチング（荷重を受けて金属の表面から薄片が剥脱する現象）が発生し、耐久性が低下する。従って、これらを防止するためにピニオンギヤ２０９，２１１の強度を高める必要があり、それだけ製作が困難になり、高価になる。
【０００９】
また、デフケース２０３が矢印２２５と反対方向に回転する後進走行時は、ピニオンギヤ２０９が第１ギヤ部２１７および第２ギヤ部２２１でデフケースの収納孔より直接駆動トルクを受けるため、ピニオンギヤ２０９に略同方向の反力が生じて高反力側となる。このため、先行して公転する短いピニオンギヤ２１１が倒れ、短いピニオンギヤ２１１の局部当たりが生じてピッチングが発生し耐久性が低下することになる。
【００１０】
そこで、この発明は、デフケースの収納孔で支承されたピニオンギヤを介して出力側のサイドギヤを連結するように構成されたデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの傾斜による各ギヤの片当たりと片当たりによるピッチングとを低コストで防止したデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、デフケースの内部に回転自在に支承された一対の出力側サイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に周方向配置され、サイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔とを備え、トルク伝達時に第１と第２の各ギヤ部に受ける噛み合い反力によって生じる傾斜の角度だけこの傾斜と反対方向にピニオンギヤの歯すじ角が補正されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤのうちデフケースの回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正が施された請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１３】
請求項３のデファレンシャル装置は、歯すじの補正角を、収納孔によるピニオンギヤの支持点間隔とピニオンギヤと収納孔との径方向間隔とから決定した請求項１又は２のデファレンシャル装置である。
【００１４】
請求項４のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤが、第２ギヤ部をそれぞれ一個有する請求項１，２又は３のデファレンシャル装置である。
【００１５】
請求項５のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤのうち少なくとも一方のピニオンギヤが第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に中間軸部を持ち、この中間軸部のいずれか一方側のギヤ部に歯すじ角補正が施された請求項１，２又は３のデファレンシャル装置である。
【００１６】
請求項６のデファレンシャル装置は、一対のピニオンギヤが、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に中間軸部を持った長いピニオンギヤと、中間軸部を持たない短いピニオンギヤとからなり、これらの第２ギヤ部がサイドギヤの軸方向外側で互いに噛み合った請求項１，２又は３のデファレンシャル装置である。
【００１７】
請求項７のデファレンシャル装置は、各ギヤがヘリカルギヤで構成されると共に、長いピニオンギヤが短いピニオンギヤに対してデフケースの回転方向に先行配置され、各サイドギヤが、デフケースの回転時にそれぞれ軸方向外側向きの噛み合いスラスト力を受ける方向のねじれ角を有すると共に、長いピニオンギヤのねじれ角を傾斜分だけ小さく補正した請求項６のデファレンシャル装置である。
【００１８】
請求項８のデファレンシャル装置は、各ギヤがヘリカルギヤで構成されると共に、長いピニオンギヤが短いピニオンギヤに対してデフケースの回転方向に先行配置され、各サイドギヤが、デフケースの回転時にそれぞれ軸方向内側向きの噛み合いスラスト力を受ける方向のねじれ角を有すると共に、長いピニオンギヤのねじれ角を傾斜分だけ大きく補正した請求項６のデファレンシャル装置である。
【００１９】
請求項９のデファレンシャル装置は、各ギヤがヘリカルギヤで構成されると共に、短いピニオンギヤが長いピニオンギヤに対してデフケースの回転方向に先行配置され、各サイドギヤが、デフケースの回転時にそれぞれ軸方向外側向きの噛み合いスラスト力を受ける方向のねじれ角を有すると共に、短いピニオンギヤのねじれ角を傾斜分だけ大きく補正した請求項６のデファレンシャル装置である。
【００２０】
請求項１０のデファレンシャル装置は、各ギヤがヘリカルギヤで構成されると共に、短いピニオンギヤが長いピニオンギヤに対してデフケースの回転方向に先行配置され、各サイドギヤが、デフケースの回転時にそれぞれ軸方向内側向きの噛み合いスラスト力を受ける方向のねじれ角を有すると共に、短いピニオンギヤのねじれ角を傾斜分だけ小さく補正した請求項６のデファレンシャル装置である。
【００２１】
【作用】
各請求項のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースの収納孔に摺動回転自在に収納された少なくとも一対のピニオンギヤを介して一対の出力側サイドギヤを連結するように構成されたデファレンシャル装置において、トルク伝達時に第１と第２の各ギヤ部に受ける噛み合い反力によって生じる傾斜角だけ、ピニオンギヤの歯すじ角を、この傾斜と反対方向に補正した。
【００２２】
このように、ピニオンギヤの歯すじには、トルク伝達時の傾斜を相殺する歯すじ角補正が予め施されているから、各ギヤの噛み合いはピニオンギヤが傾斜した状態で正常になる。こうして、ピニオンギヤの傾斜による各ギヤの片当たりと片当たりによるピッチングとを防止し、耐久性を向上することができるから、従来例と異なって、各ギヤの強度を特に高くする必要がなく、それだけ低コストに構成できる。
【００２３】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤのうち低反力側のピニオンギヤすなわちデフケースの回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正を施したものである。
【００２４】
上記の説明のように、デフケースの回転方向に先行配置されトルク伝達時に噛み合い反力を受けて傾斜するピニオンギヤにだけ歯すじ角補正を施すことにより、ピニオンギヤの強度を特に大きくせずに、低コストで、各ギヤの片当たりと片当たりによるピッチングとを効果的に防止することができる。
【００２５】
更に、大きな駆動トルクが掛かる前進走行時の回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正を施せば、実質的に充分ギヤの片当たりとピッチングを防止でき実質的に充分な耐久性の向上効果を得ることができる。
【００２６】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１又は２のデファレンシャル装置において、歯すじの補正角を、収納孔によるピニオンギヤの支持点間隔（ピニオンギヤの長さ）とピニオンギヤと収納孔との径方向間隔（隙間）とから決定したものである。
【００２７】
ピニオンギヤの傾斜角は収納孔との径方向間隔で決まると共に、ピニオンギヤの支持点間隔が大きい程傾斜させようとするトルクも大きく、又傾斜した時にピッチングが発生する箇所はこれらの支持点間隔と径方向間隔とで変わるから、これらの要因に基づいて歯すじの補正角を決めることによって、ギヤの片当たりとピッチングとを効果的に防止し、低コストに構成することができる。
【００２８】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１，２又は３のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤが第２ギヤ部をそれぞれ一個有するものであり、請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１，２，３，４又は５のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤが、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に中間軸部を持った長いピニオンギヤと、中間軸部を持たない短いピニオンギヤとからなり、これらの第２ギヤ部をサイドギヤの軸方向外側で互いに噛み合わせたものである。
【００２９】
これらは、各ピニオンギヤがそれぞれ１個づつの第１ギヤ部と第２ギヤ部とを有するものであり、各ギヤ部に掛かる反力によって傾斜トルクを受けるが、請求項１，２，３，４又は５のデファレンシャル装置と同様に、歯すじ角の補正によって、低コストで、ピニオンギヤの傾斜による片当たりと片当たりによるピッチングとを防止できる。
【００３０】
又、請求項６のデファレンシャル装置において、支持点間隔が広い長いピニオンギヤは傾斜トルクが大きく、短いピニオンギヤは収納孔との径方向間隔による傾斜角が大きく、更にこれらの条件によってピッチングの発生箇所が変化する。しかし、例えば請求項３の歯すじ角補正によれば、低コストで、ピニオンギヤの傾斜に伴う片当たりとピッチングとを効果的に防止できる。
【００３１】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１，２又は３のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤのうち少なくとも一方のピニオンギヤの中間軸部のいずれか一方側ギヤ部に歯すじ角補正を施したものであり、各ギヤの噛み合い反力による片当たりが強いギヤ部側の歯すじ角を補正するだけで、効果的にピッチングや片当たりを防止することができる。又、ギヤが傾いた場合において、ピニオンギヤと収納孔との摺動面をより多く確保することができる。
【００３２】
請求項７，８，９，１０の各デファレンシャル装置は、請求項６のデファレンシャル装置において、各ギヤをヘリカルギヤで構成すると共に、デフケースの回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正を施したものである。
【００３３】
請求項７のデファレンシャル装置は、先行配置された長いピニオンギヤが、ねじれ角が大きくなる方向に傾斜するから、このねじれ角を予め傾斜分だけ小さく補正した。
【００３４】
請求項８のデファレンシャル装置は、先行配置された長いピニオンギヤが、ねじれ角が小さくなる方向に傾斜するから、このねじれ角を予め傾斜分だけ大きく補正した。
【００３５】
請求項９のデファレンシャル装置は、先行配置された短いピニオンギヤが、ねじれ角が小さくなる方向に傾斜するから、このねじれ角を予め傾斜分だけ大きく補正した。
【００３６】
請求項１０のデファレンシャル装置は、先行配置された短いピニオンギヤが、ねじれ角が大きくなる方向に傾斜するから、このねじれ角を予め傾斜分だけ小さく補正した。
【００３７】
こうして、請求項７，８，９，１０の各デファレンシャル装置共に、請求項６のデファレンシャル装置と同様に、ピニオンギヤの歯すじ角補正によって、低コストで、ピニオンギヤの傾斜に伴う片当たりとピッチングとを防止することができる。
【００３８】
【実施例】
図１，２により本発明の第１実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４，７の特徴を備えている。図１はこの実施例のデファレンシャル装置１を示している。なお、左右の方向は図１，２での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００３９】
図１のように、デファレンシャル装置１のデフケース３はケーシング本体５にカバー７をボルト９で固定し、抜け止めプレート１１をボルトで固定して構成されている。デファレンシャル装置１はデフキャリヤの内部に配置されており、デフケース３の左右のボス部１３，１５はベアリングを介してデフキャリヤに支承されている。デフキャリヤにはオイル溜りが設けられており、デファレンシャル装置１は、静止状態では下部がこのオイル溜りに浸されており、回転するとオイル溜りからオイルを撥ね上げる。
【００４０】
デフケース３の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された左右のサイドギヤ１７，１９（出力側サイドギヤ）が配置されている。
【００４１】
各サイドギヤ１７，１９はそれぞれの中空のボス部２１，２３を介してデフケース３の軸支部２５，２７に回転自在に支承されている。左右の車輪側出力軸はそれぞれデフケース３のボス部１３，１５を貫通し、サイドギヤ１７，１９のボス部２１，２３にスプライン連結されている。サイドギヤ１７，１９とデフケース３との間にはそれぞれワッシャ２９，３１が配置され、サイドギヤ１７，１９の間にはワッシャ３３が配置されている。
【００４２】
デフケース３には長短の収納孔３５，３７が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔３５，３７にはそれぞれヘリカルギヤで構成された長短一対のピニオンギヤ３９，４１が摺動回転自在に収納されている。
【００４３】
図２のように、長いピニオンギヤ３９は、第１と第２のギヤ部４３，４５とこれらを連結する小径の中間軸部４７とからなり、第１ギヤ部４３は左のサイドギヤ１７と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ４１は、第１と第２のギヤ部４９，５１からなり、第１ギヤ部４９は右のサイドギヤ１９と噛み合い、第２ギヤ部５１はピニオンギヤ３９の第２ギヤ部４５と噛み合っている。このように、各サイドギヤ１７，１９はピニオンギヤ３９，４１との噛み合いによって径方向外側から支持されている。
【００４４】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンギヤ３９，４１からサイドギヤ１７，１９を介して左右の出力軸側に分配される。又、例えば悪路走行中に、出力軸間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ３９，４１の自転によってエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【００４５】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ３９，４１の歯先はサイドギヤ１７，１９との噛み合い反力により収納孔３５，３７の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、ピニオンギヤ３９の左端はスラストワッシャ２９を介してカバー７に押し付けられ、右端は抜け止めプレート１１に押し付けられる。又、ピニオンギヤ４１の左端はケーシング本体５に押し付けられ、右端は抜け止めプレート１１に押し付けられる。更に、サイドギヤ１７はスラストワッシャ２９を介してカバー７に押し付けられ、サイドギヤ１９はスラストワッシャ３１を介してケーシング本体５に押し付けられる。又、各サイドギヤ１７，１９はスラストワッシャ３３を介して互いに押圧しあう。こうして、各摺動部で摩擦抵抗が発生し、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力が得られる。
【００４６】
デフケース３には開口５３，５５が設けられており、ボス部１３，１５の内周には螺旋状のオイル溝５７，５７が形成されている。デファレンシャル装置１が回転するとオイル溜りから撥ね上げられたオイルが、又静止時にはオイル溜りのオイルが、開口５３，５５とオイル溝５７，５７とからデフケース３に流出入し、収納孔３５，３７や各ギヤの噛み合い部などに供給され、これらを潤滑する。
【００４７】
図２は、車両が前進走行しているときのデフケース３の回転方向５９と、この回転方向５９に対するピニオンギヤ３９，４１の配列と、サイドギヤ１７，１９とピニオンギヤ３９，４１の歯すじ６１，６３，６５，６７の方向などを示している。
【００４８】
このように、短いピニオンギヤ４１が高反力側のピニオンギヤで長いピニオンギヤ３９が低反力側のピニオンギヤである。長いピニオンギヤ３９は短いピニオンギヤ４１に対してデフケース３の回転方向５９に先行配置されている。又、サイドギヤ１７，１９は、各歯すじ６１，６３の方向性によって、ピニオンギヤ３９，４１との噛み合いによりそれぞれ軸方向外側向きの噛み合いスラスト力６９，７１を受ける。又、サイドギヤ１７，１９の歯すじ６１，６３の方向とピニオンギヤ４１の歯すじ６７の方向により、長いピニオンギヤ３９の第１、第２ギヤ部４３，４５の歯すじ６５の方向は右下がりになる。
【００４９】
先行配置された長いピニオンギヤ３９は第１と第２のギヤ部４３，４５に受ける噛み合い反力Ｆ４，Ｆ２によって各歯すじ６５の歯すじ角が大きくなる方向に傾斜する。そこで、ピニオンギヤ３９の歯すじ６５は、破線で描いた従来の歯すじ７３（ピニオンギヤ４１の歯すじ６３と反対方向で、歯すじ角は同じ）よりこの傾斜分だけ歯すじ角が小さくなるように補正して歯切りが行われている。
【００５０】
ここで、
ピニオンギヤ３９の傾斜角：△ｌ
収納孔３５の内径：Ｄｃ
ピニオンギヤ３９の外径：Ｄｌ
ピニオンギヤ３９の長さ：Ｌｌ
ピニオンギヤ３９の中間軸部４７の長さ：Ｌｌ´
とすると、傾斜角：△ｌは
【数１】
△ｌ＝ｓｉｎ−１（（Ｄｃ−Ｄｌ）／（Ｌｌ−Ｌｌ´））
で表される。
【００５１】
ここで一例としてピニオンギヤ３９の傾斜角△ｌを実際の値として示す。ピニオンギヤ３９の支持点間隔Ｌｌ−Ｌｌ’＝３９ｍｍ、ピニオンギヤ３９外径Ｄｌと収納孔３５の内径Ｄｃとの径方向間隔Ｄｃ−Ｄｌ＝０．１ｍｍとすると△ｌ＝ｓｉｎ^−１（０．１／３８）＝０．１５（ｄｅｇ）。よって加工公差を前後０．０５ｄｅｇ見込んで０．１０≦△ｌ（ｄｅｇ）≦０．２０となる。
【００５２】
このように、ピニオンギヤ３９の傾斜角△ｌは収納孔３５との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｌ）で決まると共に、ピニオンギヤ３９の支持点間隔（Ｌｌ−Ｌｌ´）が大きい程傾斜させようとするトルクが大きい。又、傾斜した時にピッチングが発生する箇所はこれらの径方向間隔と支持点間隔とで変化する。従って、歯すじ６５の補正角はこれらの要因に基づいて上記傾斜角△ｌの値に加工公差分の範囲を考慮して決定されている。
【００５３】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、長いピニオンギヤ３９では傾斜分が相殺され、傾斜した状態でサイドギヤ１７及びピニオンギヤ４１との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置の短いピニオンギヤ４１には傾斜が生じない。
【００５４】
こうして、各ギヤの全ての噛み合い部で片当たりや片当たりによるピッチングが防止され耐久性が向上する。又、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。又、大きな傾斜トルクを受ける長いピニオンギヤ３９に歯すじ角補正を行ったことによって、顕著なピッチング防止効果が得られる。
【００５５】
更に、ピニオンギヤ３９の各ギヤ部４３，４５は同じ歯すじ６５を持っているから、これらを同時に歯切り加工することができると共に、各歯すじ６５の歯すじ角補正はこの歯切り時に行われるものであって、歯切り加工されたものに対して補正加工を施すものではないから、コストの上昇を伴わない。
【００５６】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されており、デファレンシャル装置１は上記のようなピッチング防止効果によって優れた耐久性を備えており、デファレンシャル装置１を搭載した車両は、デファレンシャル装置１のトルク感応型差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定すると共に、デファレンシャル装置１の優れた耐久性によって長期にわたり優れた操縦性と安定性とが得られる。
【００５７】
次に、図３により本発明の第２実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４，５，６，７の特徴を備えている。なお、左右の方向は図３での左右の方向である。又、図３と以下の説明のなかで第１実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００５８】
図３はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられた一対のピニオンギヤ組７５を示している。このギヤ組７５は長短のピニオンギヤ７７，４１とサイドギヤ１７，１９とから構成されている。前進走行時デフケースの回転方向５９に対して先行して回転する低反力側の長いピニオンギヤ７７は、第１と第２のギヤ部７９，８１とこれらを連結する小径の中間軸部８３とからなり、第１ギヤ部７９は左のサイドギヤ１７と噛み合い、第２ギヤ部８１はピニオンギヤ４１の第２ギヤ部５１と噛み合っている。又、このピニオンギヤ７７はデフケース３の収納孔３５に摺動回転自在に収納されている。
【００５９】
ピニオンギヤ７７の第１ギヤ部７９と第２ギヤ部８１には、それぞれ右下がりの歯すじ７３，８５が形成されている。又、第１実施例と同様に、車両が前進走行する時デフケース３は回転方向５９の方向に回転する。このように、長いピニオンギヤ７７は回転方向５９に対して短いピニオンギヤ４１より先行配置されている。
【００６０】
従って、ピニオンギヤ７７は、車両の前進走行時に、噛み合い反力Ｆ４，Ｆ２を受けて各歯すじ７３，８５の歯すじ角が大きくなる方向に傾斜する。そこで、ピニオンギヤ７７の第２ギヤ部（一方側のギヤ部）８１の歯すじ８５は、補正しない歯すじ７３よりこの傾斜分だけ歯すじ角が小さくなるように補正して歯切りが行われている。
【００６１】
又、この歯すじ８５の補正角は、上記のピニオンギヤ３９と同様に、収納孔３５との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｌ）及びピニオンギヤ７７の支持点間隔（Ｌｌ−Ｌｌ´）などに基づいて決定されている。
【００６２】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、長いピニオンギヤ７７では第２ギヤ部８１で傾斜分が相殺され、傾斜した状態でピニオンギヤ４１との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置の短いピニオンギヤ４１には傾斜が生じない。
【００６３】
こうして、ギヤ部８１，５１の噛み合い部で片当たりが大きいので、このギヤ部８１の歯すじ角を補正するだけで効果的にピッチングや片方当たりを防止することができる。又、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。
【００６４】
なお、各ギヤ部７９，８１の歯すじ７３，８５は異なった歯すじ角を持っているから別々に歯切りが行われる。しかし、ギヤ部８１については最初から歯すじ角補正して歯切りされ、歯すじ角補正のために新しく補正加工するわけではないから、コストの上昇を伴わない。
【００６５】
次に、図４により本発明の第３実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４の特徴を備えている。なお、左右の方向は図４での左右の方向である。又、図４と以下の説明のなかで第１，２実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００６６】
図４はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられたギヤ組８７を示している。このギヤ組８７は等長のピニオンギヤ８９，９１とサイドギヤ１７，１９とから構成されている。
【００６７】
図４のように、各ピニオンギヤ８９，９１は、それぞれ第１と第２のギヤ部９３，９５，９７，９９から構成されている。車両が前進走行時にデフケースの回転方向１０１に対して先行して公転する低反力側のピニオンギヤ８９の第１ギヤ部９３は左のサイドギヤ１７と噛み合い、ピニオンギヤ９１の第１ギヤ部９７は右のサイドギヤ１９と噛み合い、各第２ギヤ部９５，９９は互いに噛み合っている。
【００６８】
これらのピニオンギヤ８９，９１は、周方向に複数組形成されたデフケースの収納孔に摺動回転自在に収納されている。
【００６９】
デフケースを回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンギヤ８９，９１からサイドギヤ１７，１９を介して左右の出力軸側に分配され、悪路などで出力軸間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ８９，９１の自転によって左右各側に差動分配される。
【００７０】
トルクの伝達中、噛み合い反力によって各ピニオンギヤ８９，９１と収納孔との間で、又ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、各ギヤとデフケースとの間で摩擦抵抗が発生し、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力が得られる。
【００７１】
図４は、車両が前進走行しているときのデフケースの回転方向１０１と、この回転方向１０１に対するピニオンギヤ８９，９１の配列と、サイドギヤ１７，１９とピニオンギヤ８９，９１の歯すじ６１，６３，１０３，１０５の方向などを示している。
【００７２】
このように、ピニオンギヤ８９はデフケースの回転方向１０１に対してピニオンギヤ９１より先行配置されている。又、ピニオンギヤ８９の歯すじ１０３の方向は右下がりになる。
【００７３】
従って、デフケースの回転方向１０１に対して先行配置されたピニオンギヤ８９は第１と第２のギヤ部９３，９５に受ける噛み合い反力Ｆ４，Ｆ２によって歯すじ１０３の歯すじ角が大きくなる方向に傾斜するから、歯すじ１０３は、破線で描いた従来の歯すじ１０７（ピニオンギヤ９１の歯すじ１０５と反対方向で、歯すじ角は同じ）よりこの傾斜分だけ歯すじ角が小さくなるように補正して歯切りが行われている。
【００７４】
ここで、
ピニオンギヤ８９の傾斜角：△ｓ
収納孔の内径：Ｄｃ
ピニオンギヤ８９の外径：Ｄｓ
ピニオンギヤ８９の長さ：Ｌｓ
とすると、傾斜角：△ｓは
△ｓ＝ｓｉｎ−１（（Ｄｃ−Ｄｓ）／Ｌｓ）
で表される。
【００７５】
このように、ピニオンギヤ８９の傾斜角△ｓは収納孔との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｓ）で決まると共に、ピニオンギヤ８９の長さＬｓが大きい程傾斜させようとするトルクが大きい。又、傾斜した時にピッチングが発生する箇所はこれらの径方向間隔と長さとで変化する。従って、歯すじ１０３の補正角はこれらに基づいて決定されている。
【００７６】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、ピニオンギヤ８９では傾斜分が相殺され、傾斜した状態でサイドギヤ１７及びピニオンギヤ９１との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置のピニオンギヤ９１には傾斜が生じない。
【００７７】
こうして、各ギヤの全ての噛み合い部で片当たりや片当たりによるピッチングが防止される。又、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。更に、ピニオンギヤ８９は最初から歯すじ角を補正して歯切りされており、歯すじ角補正のための加工を別途行うわけではないから、コストの上昇を伴わない。
【００７８】
次に、図５により本発明の第４実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４，６，８の特徴を備えている。なお、左右の方向は図５での左右の方向である。又、図５と以下の説明のなかで第１，２実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００７９】
図５はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられたギヤ組１０９を示している。このギヤ組１０９は長短のピニオンギヤ１１１，１１３とサイドギヤ１１５，１１７とから構成されている。
【００８０】
図５のように、長いピニオンギヤ１１１は、第１と第２のギヤ部１１９，１２１とこれらを連結する小径の中間軸部１２３とからなり、第１ギヤ部１１９は左のサイドギヤ１１５と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ１１３は、第１と第２のギヤ部１２５，１２７からなり、第１ギヤ部１２５は右のサイドギヤ１１７と噛み合い、第２ギヤ部１２７はピニオンギヤ１１１の第２ギヤ部１２１と噛み合っている。
【００８１】
これらのピニオンギヤ１１１，１１３は、周方向に複数組形成されたデフケース３の収納孔３５，３７に摺動回転自在に収納されている。
【００８２】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンギヤ１１１，１１３からサイドギヤ１１５，１１７を介して左右の出力軸側に分配され、出力軸間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ１１１，１１３の自転によって左右各側に差動分配される。
【００８３】
トルクの伝達中、噛み合い反力によって各ピニオンギヤ１１１，１１３と収納孔３５，３７との間で、又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって、各ギヤとデフケース３との間などで摩擦抵抗が発生し、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力が得られる。
【００８４】
図５は、車両が前進走行しているときのデフケース３の回転方向５９と、この回転方向５９に対するピニオンギヤ１１１，１１３の配列と、サイドギヤ１１５，１１７とピニオンギヤ１１１，１１３の歯すじ１２９，１３１，１３３，１３５の方向などを示している。このように、長いピニオンギヤ１１１はデフケース３の回転方向５９に対して短いピニオンギヤ１１３より先行配置されている。又、サイドギヤ１１５，１１７は、各歯すじ１２９，１３１の方向性によって、ピニオンギヤ１１１，１１３との噛み合いによりそれぞれ軸方向内側方向の噛み合いスラスト力１３７，１３９を受ける。又、長いピニオンギヤ１１１の歯すじ１３１の方向は右上がりになる。
【００８５】
従って、先行配置されたピニオンギヤ１１１は第１と第２のギヤ部１１９，１２１に受ける噛み合い反力Ｆ４，Ｆ２によって歯すじ１３３の歯すじ角が小さくなる方向に傾斜するから、歯すじ１３３は、この傾斜分だけ歯すじ角が大きくなるように補正して歯切りが行われている。
【００８６】
歯すじ１３３の補正角は、収納孔３５との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｌ）及びピニオンギヤ１１１の支持点間隔（Ｌｌ−Ｌｌ´）などに基づいて決定されている。
【００８７】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、長いピニオンギヤ１１１では傾斜分が相殺され、傾斜した状態でサイドギヤ１２９及びピニオンギヤ１１３との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置の短いピニオンギヤ１１３が受ける噛み合い反力Ｆ３，Ｆ１は同じ方向であるから傾斜は生じない。
【００８８】
こうして、各ギヤの全ての噛み合い部で片当たりや片当たりによるピッチングが防止されると共に、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。又、大きな傾斜トルクを受ける長いピニオンギヤ１１１で歯すじ角補正を行ったことによって、顕著なピッチング防止効果が得られる。
【００８９】
又、同じ歯すじ１３３を持ったピニオンギヤ１１１の各ギヤ部１１９，１２１は同時に歯切り加工をすることができると共に、各ギヤ部１１９，１２１は最初から歯すじ角補正して歯切りされ、歯すじ角補正のために別途補正加工するわけではないから、コストの上昇を伴わない。
【００９０】
次に、図６により本発明の第５実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４，６，９の特徴を備えている。なお、左右の方向は図６での左右の方向である。又、図６と以下の説明のなかで第１，２実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００９１】
図６はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられたギヤ組１４１を示している。このギヤ組１４１は長短のピニオンギヤ１４３，１４５とサイドギヤ１７，１９とから構成されており、各ピニオンギヤ１４３，１４５はデフケース３の収納孔３５，３７に摺動回転自在に収納されている。
【００９２】
長いピニオンギヤ１４３は、第１と第２のギヤ部１４７，１４９とこれらを連結する小径の中間軸部１５１とからなり、第１ギヤ部１４７は左のサイドギヤ１７と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ１４５は、第１と第２のギヤ部１５３，１５５からなり、第１ギヤ部１５３は右のサイドギヤ１９と噛み合い、第２ギヤ部１５５はピニオンギヤ１４３の第２ギヤ部１４９と噛み合っている。
【００９３】
図６は、車両が前進走行するときのデフケース３の回転方向５９と、この回転方向５９に対するピニオンギヤ１４３，１４５の配列と、サイドギヤ１７，１９とピニオンギヤ１４３，１４５の歯すじ６１，６３，１５７，１５９の方向などを示しており、このように、ピニオンギヤ１４５はピニオンギヤ１４３に対して回転方向５９に先行配置されている。
【００９４】
従って、先行配置された短いピニオンギヤ１４５は第１と第２のギヤ部１５３，１５５に受ける噛み合い反力Ｆ３，Ｆ２によって歯すじ１５９の歯すじ角が小さくなる方向に傾斜するから、歯すじ１５９はこの傾斜分だけ歯すじ角が大きくなるように補正して歯切りが行われている。この補正角は収納孔３７との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｓ）及びピニオンギヤ１４５の長さＬｓなどに基づいて決定されている。
【００９５】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、短いピニオンギヤ１４５では傾斜分が相殺され、傾斜した状態でサイドギヤ１９及びピニオンギヤ１４３との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置の長いピニオンギヤ１４３が受ける噛み合い反力Ｆ４，Ｆ１は同じ方向であるから傾斜は生じない。
【００９６】
こうして、各ギヤの全ての噛み合い部で片当たりや片当たりによるピッチングが防止されると共に、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。又、ピニオンギヤ１４５は最初から歯すじ角を補正して歯切りされており、歯すじ角補正のための加工を別途行うわけではないから、コストの上昇を伴わない。
【００９７】
次に、図７により本発明の第６実施例を説明する。この実施例は請求項１，２，３，４，６，１０の特徴を備えている。なお、左右の方向は図７での左右の方向である。又、図７と以下の説明のなかで図５の第４実施例の部材と同機能の部材は同一の符号を与えて引用し、これら同機能部材の説明は省いている。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００９８】
図７はこの実施例のデファレンシャル装置に用いられたギヤ組１６１を示している。このギヤ組１６１は長短のピニオンギヤ１６３，１６５とサイドギヤ１１５，１１７とから構成されており、各ピニオンギヤ１６３，１６５はデフケース３の収納孔３５，３７に摺動回転自在に収納されている。
【００９９】
長いピニオンギヤ１６３は、第１と第２のギヤ部１６７，１６９とこれらを連結する小径の中間軸部１７１とからなり、第１ギヤ部１６７は左のサイドギヤ１１５と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ１６５は、第１と第２のギヤ部１７３，１７５からなり、第１ギヤ部１７３は右のサイドギヤ１１７と噛み合い、第２ギヤ部１７５はピニオンギヤ１６３の第２ギヤ部１６９と噛み合っている。
【０１００】
図７は、車両が前進走行しているときのデフケース３の回転方向５９と、この回転方向５９に対するピニオンギヤ１６３，１６５の配列と、サイドギヤ１１５，１１７とピニオンギヤ１６３，１６５の歯すじ１２９，１３１，１７７，１７９の方向などを示しており、このように、ピニオンギヤ１６５はピニオンギヤ１６３に対して回転方向５９に先行配置されている。
【０１０１】
従って、先行配置された短いピニオンギヤ１６５は第１と第２のギヤ部１７３，１７５に受ける噛み合い反力Ｆ３，Ｆ２によって歯すじ１７９の歯すじ角が大きくなる方向に傾斜するから、歯すじ１７９はこの傾斜分だけ歯すじ角が小さくなるように補正して歯切りが行われている。この補正角は収納孔３７との径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｓ）及びピニオンギヤ１６５の長さＬｓなどに基づいて決定されている。
【０１０２】
このような歯すじ角補正を行った結果、車両が前進走行する時、短いピニオンギヤ１６５では傾斜分が相殺され、傾斜した状態でサイドギヤ１１７及びピニオンギヤ１６３との正常な噛み合いが行われる。又、後行配置の長いピニオンギヤ１６３が受ける噛み合い反力Ｆ４，Ｆ１は同じ方向であるから傾斜は生じない。
【０１０３】
こうして、各ギヤの全ての噛み合い部で片当たりや片当たりによるピッチングが防止され耐久性が向上すると共に、従来例と異なって、ピッチング防止のために各ギヤの強度を高める必要がないから、それだけ低コストに構成できる。又、ピニオンギヤ１６５は最初から歯すじ角を補正して歯切りされており、歯すじ角補正のための加工を別途行うわけではないから、コストの上昇を伴わない。
【０１０４】
車両用のデファレンシャル装置に適用した本発明の歯すじ角補正は上述した第１ないし第４実施例の歯すじ補正角がデフケースに設けた収納孔の内径Ｄｃとピニオンギヤの外径Ｄｓとの径方向間隔（Ｄｃ−Ｄｓ）及びピニオンギヤの長さＬｓに基づいて決定される場合、これらの値に基づいて得られた補正角の値を基準とし、又は含めてピッチング防止効果が得られる角度分だけ補正角に幅をもたせて設定しても良い。
【０１０５】
なお、本発明でピニオンギヤに施される歯すじ角補正の補正角は、歯当たりの改善が目的の微小なものであり、ヘリカルギヤ構成の場合は噛み合いスラスト力に影響を与えるものではなく、スパーギヤ構成の場合は噛み合いスラスト力を発生させるものではない。
【０１０６】
又、本発明において、ピニオンギヤとサイドギヤはヘリカルギヤでなくスパーギヤで構成してもよい。この場合、歯すじ角補正はピニオンギヤが傾斜したときに歯すじが軸方向になるように行えばよい。
【０１０７】
又、この発明のデファレンシャル装置はリヤデフ（後輪側の車軸デフ）や、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）や、センターデフ（前輪と後輪とにエンジンの駆動力を分配するデファレンシャル装置）のいずれにも用いられる。
【０１０８】
【発明の効果】
各請求項のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースの収納孔に摺動回転自在に収納された少なくとも一対のピニオンギヤで一対の出力側サイドギヤを連結するように構成されたデファレンシャル装置において、トルク伝達時に第１と第２の各ギヤ部に受ける噛み合い反力によって生じる傾斜角を相殺するために、ピニオンギヤの歯すじ角をこの傾斜と反対方向に補正しながら歯切りした。
【０１０９】
このような、歯すじ角補正によって各ギヤの噛み合いはピニオンギヤが傾斜した状態で正常になり、各ギヤの片当たりと片当たりによるピッチングとが防止され、各構成部材の形状を大型化することなく耐久性が向上できるから、従来例と異なって、各ギヤの強度を特に高くする必要がなく、それだけ低コストに構成できる。
【０１１０】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤのうち低反力側のピニオンギヤすなわちデフケースの回転方向に先行配置され傾斜トルクを受けるピニオンギヤにだけ歯すじ角補正を施すことにより、低コストで、効果的に各ギヤの片当たりと片当たりによるピッチングとを防止した。
【０１１１】
又、大きな駆動トルクが掛かる前進走行時の回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正を施せば、ギヤの片当たりとピッチング防止効果がそれだけ顕著に得られる。
【０１１２】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１又は２のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤの傾斜角と傾斜トルクあるいはピッチングの発生箇所などに大きく影響するピニオンギヤの支持点間隔（ピニオンギヤの長さ）やピニオンギヤと収納孔との径方向間隔などに基づいて歯すじの補正角を決定することにより、低コストで、ギヤの片当たりとピッチングとを効果的に防止している。
【０１１３】
請求項４，６のデファレンシャル装置は、それぞれ請求項１，２又は３のデファレンシャル装置において、一対のピニオンギヤが第２ギヤ部をそれぞれ一個有するものであり（請求項４）、一対のピニオンギヤが、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に中間軸部を持った長いピニオンギヤと、中間軸部を持たない短いピニオンギヤとからなり、これらの第２ギヤ部がサイドギヤの軸方向の外側で互いに噛み合ったものであり（請求項６）、請求項１，２又は３のデファレンシャル装置と同様に、歯すじ角の補正によって、低コストで、ピニオンギヤの傾斜による片当たりと片当たりによるピッチングとを防止している。
【０１１４】
又、請求項６のデファレンシャル装置において、支持点間隔が広い長いピニオンギヤは傾斜トルクが大きく、短いピニオンギヤは収納孔との径方向間隔による傾斜角が大きく、更にこれらの条件によってピッチングの発生箇所が変化するが、例えば請求項３の歯すじ角補正によれば、低コストで、ピニオンギヤの傾斜に伴う片当たりとピッチングとが効果的に防止される。
【０１１５】
請求項５のデファレンシャル装置は、中間軸部を持つピニオンギヤの一方側に歯すじ角補正を施しているので、一方側のギヤ部に歯すじ角補正を施すだけで効果的にピッチングや片当たりを防止することができる。
【０１１６】
請求項７，８，９，１０の各デファレンシャル装置は、請求項６のデファレンシャル装置において、各ギヤをヘリカルギヤで構成すると共に、デフケースの回転方向に先行配置されたピニオンギヤに歯すじ角補正を施したものであり、
請求項７では、先行配置された長いピニオンギヤがねじれ角が大きくなる方向に傾斜するからこのねじれ角を予め傾斜分だけ小さく補正し、請求項８では、先行配置された長いピニオンギヤがねじれ角が小さくなる方向に傾斜するからこのねじれ角を予め傾斜分だけ大きく補正し、請求項９では、先行配置された短いピニオンギヤがねじれ角が小さくなる方向に傾斜するからこのねじれ角を予め傾斜分だけ大きく補正し、請求項１０では、先行配置された短いピニオンギヤがねじれ角が大きくなる方向に傾斜するからこのねじれ角を予め傾斜分だけ小さく補正した。
【０１１７】
こうして、請求項７，８，９，１０の各デファレンシャル装置は、請求項６のデファレンシャル装置と同様に、長短のピニオンギヤ共に歯すじ角補正により、低コストで、ピニオンギヤの傾斜に伴う片当たりとピッチングとを防止している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】第１実施例に用いられたギヤ組の説明図である。
【図３】本発明の第２実施例に用いられたギヤ組の説明図である。
【図４】本発明の第３実施例に用いられたギヤ組の説明図である。
【図５】本発明の第４実施例に用いられたギヤ組の側面図である。
【図６】本発明の第５実施例に用いられたギヤ組の側面図である。
【図７】本発明の第６実施例に用いられたギヤ組の側面図である。
【図８】従来例の断面図である。
【図９】ピニオンギヤが受ける噛み合い反力の方向を示す断面図である。
【図１０】従来例に用いられたピニオンギヤ組を示す側面図である。
【図１１】図９の噛み合い反力によってピニオンギヤに生じる傾斜方向と歯すじ角の変化とを示す斜視図である。
【符号の説明】
１デファレンシャル装置
３デフケース
１７，１９，１１５，１１７出力側サイドギヤ
３５，３７収納孔
３９，７７，１１１長いピニオンギヤ（先行配置されたピニオンギヤ）
４１，９１，１１３短いピニオンギヤ（後行配置されたピニオンギヤ）
４３，４９，７９，９３，９７，１１９，１２５，１４７，１５３，１６７，１７３第１ギヤ部
４５，５１，８１，９５，９９，１２１，１２７，１４９，１５５，１６９，１７５第２ギヤ部
４７，８３，１２３，１５１，１７１中間軸部
５９，１０１デフケースの回転方向
６１，６３，１２９，１３１サイドギヤの歯すじ
６５，８５，１０３，１３３，１５９，１７９歯すじ角を補正したピニオンギヤの歯すじ
７５，８７，１０９，１４１，１６１ギヤ組（デファレンシャル装置）
８９，１４５，１６５短いピニオンギヤ（先行配置されたピニオンギヤ）
１４３，１６３長いピニオンギヤ（後行配置されたピニオンギヤ）
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４噛み合い反力[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vehicle differential apparatus.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-280596 discloses a differential apparatus 201 as shown in FIG. 9, 10, and 11 show the gear set of the differential device 201. FIG. Note that FIG. 11 is drawn with the left and right directions opposite to those in FIGS.
[0003]
The differential device 201 includes a differential case 203, output-side helical side gears 205 and 207 that are coaxially arranged, and long and short helical pinion gears 209 that are circumferentially arranged radially outward of the side gears 205 and 207 as shown in FIG. , 211 and the like. As shown in FIG. 10, the pinion gears 209 and 211 are respectively housed in the housing holes 213 and 215 of the differential case 203 so as to be slidable and rotatable, and there is an appropriate distance between the housing holes 213 and 215 and the outer diameters of the pinion gears 209 and 211. The gap is formed. As shown in FIG. 11, the pinion gears 209 and 211 are connected to the side gears 207 and 205 when the first gear portions 217 and 219 mesh with the side gears 207 and 205 and the second gear portions 221 and 223 mesh with each other. doing.
[0004]
The driving force of the engine is transmitted to the wheel side from the pinion gears 209 and 211 via the side gears 207 and 205 by rotating the differential case 203. While the torque is being transmitted, the pinion gears 209 and 211 are pressed against the wall surfaces of the storage holes 213 and 215 by the meshing reaction force with the side gears 207 and 205 to generate frictional resistance, and the meshing thrust force of the helical gear A frictional resistance is generated between the side gears 205 and 207 or between the pinion gears 209 and 211 and the side gears 205 and 207 and the differential case 203, and a torque-sensitive differential limiting function is obtained by the frictional resistance.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The arrows 225 in FIGS. 9 and 11 indicate the rotation direction of the differential case 203 when the vehicle travels forward, for example. When the differential case 203 rotates in this direction, torque is applied to the side gears 207 and 205 in the directions of arrows 227 and 229 via the pinion gears 209 and 211, and the first gear portions 217 and 219 of the pinion gears 209 and 211 are applied to the side gears 207 and 205. Reaction forces F4 and F3 are applied, respectively. Further, the pinion gears 209 and 211 receive the reaction forces F2 and F1 at the respective second gear portions 221 and 223 by the torque generated by receiving these reaction forces F4 and F3.
[0006]
However, as indicated by the arrows of the reaction forces F1, F2, F3, and F4, the reaction forces F1 and F3 applied to the pinion gear 211 that rotates backward from the pinion gear 209 with respect to the rotation direction 225 of the differential case 203 are substantially in the same direction. On the other hand, reaction forces F2 and F4 applied to the pinion gear 209 rotating in advance of the pinion gear 211 are opposite to each other. Therefore, the pinion gear 209 is inclined only by a gap with the accommodation hole 213. When the tooth line 231 of the pinion gear 209 is in the downward-rightward direction as shown in FIG. 11, the pinion gear 209 is inclined in the direction in which the tooth line angle of the tooth line 231 is increased by the reaction forces F2 and F4.
[0007]
Here, when the driving torque is input to the differential case 203 and rotates in the direction of the arrow 225, the pinion gear 211 receives a driving torque directly from the housing hole of the differential case and generates a reaction force in substantially the same direction. The pinion gear 209 is arranged on the side that revolves ahead of the rotation direction of the differential case with respect to the rotation direction of the differential case, so that the drive torque from the second gear portion 223 of the pinion gear 211 is transferred to the second gear portion 221 of the pinion gear 209. Therefore, the reaction force in the opposite direction is generated, so that it is called a low reaction force side pinion gear.
[0008]
Due to the inclination of the pinion gear 209, as shown in FIG. 10, the pinion gear 209 has a strong hit at the location indicated by the arrow 233 and the pinion gear 211 at the location indicated by the arrow 235. The phenomenon that the flakes peel off from the surface of the metal) occurs, and the durability is lowered. Therefore, in order to prevent these, it is necessary to increase the strength of the pinion gears 209 and 211, which makes the manufacture difficult and expensive.
[0009]
When the differential case 203 rotates backward in the direction opposite to the arrow 225, the pinion gear 209 receives the drive torque directly from the differential case storage hole at the first gear portion 217 and the second gear portion 221, so that the pinion gear 209 is substantially the same as the pinion gear 209. A reaction force in the direction is generated to become the high reaction force side. For this reason, the short pinion gear 211 which revolves in advance falls down, the local contact of the short pinion gear 211 arises, pitching generate | occur | produces, and durability falls.
[0010]
Therefore, the present invention provides a differential device configured to connect the output side gear via a pinion gear supported by a storage hole of a differential case. An object is to provide a differential device that can be prevented at low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The differential device according to claim 1 is provided with a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a pair of output side gears rotatably supported inside the differential case, and a circumferentially disposed radially outer side of these side gears. And at least a pair of pinion gears having a first gear portion that meshes with each other and a second gear portion that meshes with each other, and a housing hole that is formed in the differential case and accommodates the pinion gears so as to be slidably rotatable. The tooth angle of the pinion gear is corrected in the direction opposite to the inclination by the inclination angle generated by the meshing reaction force received by each of the two gear portions.
[0012]
The differential apparatus according to claim 2 is the differential apparatus according to claim 1, wherein a toothpick angle correction is applied to a pinion gear arranged in advance in the rotation direction of the differential case among the pair of pinion gears.
[0013]
The differential apparatus according to claim 3 is the differential apparatus according to claim 1 or 2, wherein the correction angle of the tooth trace is determined from a support point interval of the pinion gear by the storage hole and a radial interval between the pinion gear and the storage hole.
[0014]
The differential apparatus according to claim 4 is the differential apparatus according to claim 1, wherein the pair of pinion gears has one second gear portion.
[0015]
In the differential device according to claim 5, at least one pinion gear of the pair of pinion gears has an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and the gear portion on one side of the intermediate shaft portion 4. The differential apparatus according to claim 1, wherein the tooth angle is corrected.
[0016]
In the differential device according to claim 6, the pair of pinion gears includes a long pinion gear having an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and a short pinion gear having no intermediate shaft portion. 4. The differential device according to claim 1, wherein the second gear portion meshes with each other on the outer side in the axial direction of the side gear.
[0017]
In the differential device according to claim 7, each gear is constituted by a helical gear, the long pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the short pinion gear, and each side gear meshes outward in the axial direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the differential device has a torsion angle in a direction to receive a thrust force, and the torsion angle of a long pinion gear is corrected to be smaller by an amount of inclination.
[0018]
In the differential device according to claim 8, each gear is constituted by a helical gear, and a long pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the short pinion gear, and each side gear is meshed inward in the axial direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the differential device has a torsion angle in a direction to receive a thrust force, and the torsion angle of a long pinion gear is largely corrected by an inclination.
[0019]
The differential device according to claim 9 is configured such that each gear is a helical gear, and a short pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the long pinion gear, and each side gear is engaged with each other outward in the axial direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the differential device has a torsion angle in a direction to receive a thrust force, and the torsion angle of a short pinion gear is largely corrected by an inclination.
[0020]
In the differential device according to claim 10, each gear is constituted by a helical gear, and a short pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the long pinion gear, and each side gear meshes inward in the axial direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the differential device has a torsion angle in a direction to receive a thrust force and corrects the torsion angle of a short pinion gear by a small amount corresponding to an inclination.
[0021]
[Action]
The differential device of each claim is configured to connect a pair of output side gears via at least a pair of pinion gears slidably and rotatably housed in a housing hole of a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine. In the differential device, the streak angle of the pinion gear is corrected in a direction opposite to the inclination by the inclination angle generated by the meshing reaction force received by the first and second gear portions during torque transmission.
[0022]
As described above, since the tooth trace of the pinion gear is preliminarily subjected to the correction of the tooth steep angle that cancels the inclination at the time of torque transmission, the engagement of each gear becomes normal when the pinion gear is tilted. In this way, it is possible to prevent the per-gearing of each gear due to the inclination of the pinion gear and the pitching due to the per-meal and improve the durability. Therefore, unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear, and only that. Can be configured at low cost.
[0023]
A differential apparatus according to a second aspect is the differential apparatus according to the first aspect, wherein the pinion gear on the low reaction force side of the pair of pinion gears, that is, the pinion gear arranged in advance in the rotational direction of the differential case is subjected to the correction of the tooth angle.
[0024]
As described above, by correcting the streak angle only for the pinion gear that is arranged in advance in the rotational direction of the differential case and that is inclined by receiving the meshing reaction force during torque transmission, the strength of the pinion gear is not particularly increased, and the cost is reduced. Thus, it is possible to effectively prevent the per-gearing of each gear and the pitching due to the per-sidening.
[0025]
Furthermore, if the toothpick angle correction is applied to the pinion gear arranged in advance in the rotational direction during forward travel where a large driving torque is applied, the gear contact and pitching can be substantially prevented and the durability can be substantially improved. An effect can be obtained.
[0026]
A differential device according to a third aspect is the differential device according to the first or second aspect, wherein the correction angle of the tooth streak is determined based on an interval between the support points of the pinion gear by the accommodation hole (length of the pinion gear) and a radial interval between the pinion gear and the accommodation hole ( It is determined from the (clearance).
[0027]
The inclination angle of the pinion gear is determined by the radial distance from the receiving hole, and the torque that tends to be inclined increases as the support point distance of the pinion gear increases. Since it varies depending on the direction interval, by determining the correction angle of the tooth trace based on these factors, it is possible to effectively prevent the contact of the gears and the pitching and to reduce the cost.
[0028]
A differential apparatus according to a fourth aspect is the differential apparatus according to the first, second, or third aspect, wherein the pair of pinion gears has one second gear portion, and the differential apparatus according to the sixth aspect includes the first, second, and third differential gears. In the differential device of 3, 4 or 5, the pair of pinion gears includes a long pinion gear having an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and a short pinion gear having no intermediate shaft portion, These second gear portions are meshed with each other on the outer side in the axial direction of the side gear.
[0029]
Each of the pinion gears has a first gear portion and a second gear portion, each of which receives a tilting torque due to a reaction force applied to each gear portion. Alternatively, as in the differential device 5, the correction of the tooth streak angle can prevent the pinion due to the inclination of the pinion gear and the pitching due to the pinion at a low cost.
[0030]
Further, in the differential device according to claim 6, a long pinion gear having a wide support point interval has a large inclination torque, and a short pinion gear has a large inclination angle due to a radial interval with respect to the receiving hole, and further, the occurrence point of pitching varies depending on these conditions. To do. However, according to the toothpick angle correction of claim 3, for example, it is possible to effectively prevent contact and pitching associated with the inclination of the pinion gear at low cost.
[0031]
A differential device according to a fifth aspect is the differential device according to the first, second, or third aspect, wherein a tooth angle correction is performed on one of the intermediate shaft portions of at least one pinion gear of the pair of pinion gears. In addition, it is possible to effectively prevent pitching and one-side contact only by correcting the gear streak angle on the gear part side where the one-side contact is strong due to the meshing reaction force of each gear. Further, when the gear is inclined, more sliding surfaces between the pinion gear and the storage hole can be secured.
[0032]
The differential devices according to claims 7, 8, 9 and 10 are the differential devices according to claim 6, wherein each gear is constituted by a helical gear, and a pinion gear arranged in advance in the rotational direction of the differential case is subjected to a correction of the streak angle. Is.
[0033]
In the differential device according to the seventh aspect, the long pinion gear arranged in advance is inclined in a direction in which the torsion angle is increased, so that the torsion angle is corrected in advance by an amount corresponding to the inclination.
[0034]
In the differential device according to the eighth aspect, the long pinion gear arranged in advance is inclined in a direction in which the torsion angle is reduced, so that the torsion angle is corrected by an amount corresponding to the inclination in advance.
[0035]
In the differential device according to the ninth aspect, since the short pinion gear arranged in advance is inclined in a direction in which the torsion angle is decreased, the torsion angle is corrected to be increased by an amount corresponding to the inclination in advance.
[0036]
In the differential device according to the tenth aspect, since the short pinion gear arranged in advance is inclined in a direction in which the torsion angle is increased, the torsion angle is corrected in advance by an amount corresponding to the inclination.
[0037]
Thus, in each of the differential devices of claims 7, 8, 9, and 10, similarly to the differential device of claim 6, by the correction of the streak angle of the pinion gear, it is possible to reduce the contact and pitching associated with the inclination of the pinion gear at a low cost. Can be prevented.
[0038]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3, 4 and 7. FIG. 1 shows a differential apparatus 1 of this embodiment. In addition, the left-right direction is the left-right direction in FIGS.
[0039]
As shown in FIG. 1, the differential case 3 of the differential device 1 is configured by fixing a cover 7 to a casing body 5 with bolts 9 and fixing a retaining plate 11 with bolts. The differential device 1 is disposed inside the differential carrier, and the left and right boss portions 13 and 15 of the differential case 3 are supported by the differential carrier via bearings. The differential carrier is provided with an oil reservoir, and the differential device 1 has its lower part immersed in the oil reservoir in a stationary state, and repels oil from the oil reservoir when it rotates.
[0040]
In the differential case 3, left and right side gears 17 and 19 (output side gears) each formed of a helical gear are arranged.
[0041]
The side gears 17 and 19 are rotatably supported on the shaft support portions 25 and 27 of the differential case 3 via the hollow boss portions 21 and 23, respectively. The left and right wheel side output shafts pass through the boss portions 13 and 15 of the differential case 3 and are splined to the boss portions 21 and 23 of the side gears 17 and 19. Washers 29 and 31 are disposed between the side gears 17 and 19 and the differential case 3, respectively, and washers 33 are disposed between the side gears 17 and 19.
[0042]
The differential case 3 is formed with a plurality of long and short storage holes 35 and 37 in the circumferential direction. A pair of long and short pinion gears 39 and 41 each formed of a helical gear are housed in these housing holes 35 and 37 so as to be slidable and rotatable.
[0043]
As shown in FIG. 2, the long pinion gear 39 includes first and second gear portions 43 and 45 and a small-diameter intermediate shaft portion 47 that connects them, and the first gear portion 43 meshes with the left side gear 17. Yes. The short pinion gear 41 includes first and second gear portions 49, 51. The first gear portion 49 meshes with the right side gear 19, and the second gear portion 51 meshes with the second gear portion 45 of the pinion gear 39. ing. Thus, the side gears 17 and 19 are supported from the radially outer side by meshing with the pinion gears 39 and 41.
[0044]
The driving force of the engine that rotates the differential case 3 is distributed from the pinion gears 39 and 41 to the left and right output shafts via the side gears 17 and 19. Further, for example, when a driving resistance difference occurs between the output shafts during rough road traveling, the driving force of the engine is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of the pinion gears 39 and 41.
[0045]
During torque transmission, the tooth tips of the pinion gears 39 and 41 are pressed against the wall surfaces of the storage holes 35 and 37 by the meshing reaction force with the side gears 17 and 19 to generate frictional resistance. Further, the left end of the pinion gear 39 is pressed against the cover 7 via the thrust washer 29 and the right end is pressed against the retaining plate 11 by the meshing thrust force of the helical gear. Further, the left end of the pinion gear 41 is pressed against the casing body 5, and the right end is pressed against the retaining plate 11. Further, the side gear 17 is pressed against the cover 7 via the thrust washer 29, and the side gear 19 is pressed against the casing body 5 via the thrust washer 31. The side gears 17 and 19 are pressed against each other via a thrust washer 33. Thus, frictional resistance is generated at each sliding portion, and a torque-sensitive differential limiting force is obtained by these frictional resistances.
[0046]
Openings 53 and 55 are provided in the differential case 3, and spiral oil grooves 57 and 57 are formed on the inner periphery of the boss portions 13 and 15. When the differential device 1 rotates, the oil repelled from the oil reservoir, and when stationary, the oil in the oil reservoir flows into and out of the differential case 3 through the openings 53 and 55 and the oil grooves 57 and 57. It is supplied to the meshing part of each gear and lubricates them.
[0047]
FIG. 2 shows the rotational direction 59 of the differential case 3 when the vehicle is traveling forward, the arrangement of the pinion gears 39 and 41 with respect to the rotational direction 59, and the tooth lines 61 and 63 of the side gears 17 and 19 and the pinion gears 39 and 41. The directions of 65 and 67 are shown.
[0048]
Thus, the short pinion gear 41 is the high reaction force side pinion gear and the long pinion gear 39 is the low reaction force side pinion gear. The long pinion gear 39 is arranged ahead of the short pinion gear 41 in the rotation direction 59 of the differential case 3. The side gears 17 and 19 receive meshing thrust forces 69 and 71 that are axially outward, respectively, due to meshing with the pinion gears 39 and 41 due to the directionality of the tooth lines 61 and 63. Further, depending on the direction of the teeth 61 and 63 of the side gears 17 and 19 and the direction of the teeth 67 of the pinion gear 41, the direction of the teeth 65 of the first and second gear portions 43 and 45 of the long pinion gear 39 is lowered to the right. .
[0049]
The long pinion gear 39 arranged in advance is inclined in the direction in which the streak angle of each tooth streak 65 is increased by the meshing reaction forces F4 and F2 received by the first and second gear portions 43 and 45. Therefore, the tooth streak 65 of the pinion gear 39 has a tooth streak angle smaller than the conventional tooth streak 73 drawn by a broken line (in the opposite direction to the tooth streak 63 of the pinion gear 41 and has the same streak angle). Correction is performed.
[0050]
here,
Inclination angle of pinion gear 39: Δl
Inner diameter of storage hole 35: Dc
Outer diameter of pinion gear 39: Dl
Pinion gear 39 length: Ll
Length of the intermediate shaft portion 47 of the pinion gear 39: Ll ′
Then, the inclination angle: △ l is
[Expression 1]
Δl = sin−1 ((Dc−Dl) / (Ll−Ll ′))
It is represented by
[0051]
As an example, the inclination angle Δl of the pinion gear 39 is shown as an actual value. Δl = sin when the support point interval Ll−Ll ′ = 39 mm of the pinion gear 39 and the radial interval Dc−Dl = 0.1 mm between the outer diameter Dl of the pinion gear 39 and the inner diameter Dc of the storage hole 35 ^-1 (0.1 / 38) = 0.15 (deg). Therefore, 0.10 ≦ Δl (deg) ≦ 0.20 is assumed with a processing tolerance of 0.05 deg.
[0052]
Thus, the inclination angle Δl of the pinion gear 39 is determined by the radial interval (Dc−Dl) with respect to the storage hole 35, and the torque to be inclined as the support point interval (Ll−Ll ′) of the pinion gear 39 increases. Is big. Also, the location where pitching occurs when tilted varies depending on the radial interval and the support point interval. Accordingly, the correction angle of the tooth trace 65 is determined based on these factors in consideration of the range of the machining tolerance in the value of the inclination angle Δl.
[0053]
As a result of the correction of the tooth streak angle, when the vehicle travels forward, the inclination of the long pinion gear 39 is canceled out, and normal engagement with the side gear 17 and the pinion gear 41 is performed in the inclined state. Further, the pinion gear 41 having a short rear arrangement is not inclined.
[0054]
In this way, per-meshing and pitching due to per-meshing are prevented at all meshing portions of each gear, and durability is improved. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear in order to prevent pitching, so that the cost can be reduced accordingly. Further, by performing the tooth angle correction on the long pinion gear 39 that receives a large inclination torque, a remarkable pitching prevention effect can be obtained.
[0055]
Further, since the gear portions 43 and 45 of the pinion gear 39 have the same tooth line 65, they can be simultaneously cut, and the tooth angle of each tooth line 65 is corrected at the time of this tooth cutting. However, since the correction processing is not performed on the gear that has been subjected to gear cutting, there is no increase in cost.
[0056]
Thus, the differential device 1 is configured, and the differential device 1 has excellent durability due to the above-described pitching prevention effect. A vehicle equipped with the differential device 1 is a torque-sensitive differential of the differential device 1. The limiting force stabilizes the behavior of the vehicle body when a large torque is applied, such as when starting or accelerating, and excellent maneuverability and stability over a long period of time due to the excellent durability of the differential device 1.
[0057]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7. The left and right directions are the left and right directions in FIG. Also, in FIG. 3 and the following description, members having the same functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions of these members having the same functions are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0058]
FIG. 3 shows a pair of pinion gear sets 75 used in the differential device of this embodiment. The gear set 75 includes long and short pinion gears 77 and 41 and side gears 17 and 19. A long pinion gear 77 on the low reaction force side that rotates in advance with respect to the rotation direction 59 of the differential case during forward travel is composed of first and second gear portions 79 and 81 and a small-diameter intermediate shaft portion 83 that connects them. Thus, the first gear portion 79 meshes with the left side gear 17, and the second gear portion 81 meshes with the second gear portion 51 of the pinion gear 41. The pinion gear 77 is housed in the housing hole 35 of the differential case 3 so as to slide and rotate.
[0059]
The first gear portion 79 and the second gear portion 81 of the pinion gear 77 are formed with downwardly-sloping tooth lines 73 and 85, respectively. Similarly to the first embodiment, the differential case 3 rotates in the direction of the rotation 59 when the vehicle travels forward. In this way, the long pinion gear 77 is arranged ahead of the short pinion gear 41 in the rotational direction 59.
[0060]
Therefore, when the vehicle travels forward, the pinion gear 77 receives the meshing reaction forces F4 and F2 and inclines in the direction in which the tooth streak angles of the tooth streaks 73 and 85 are increased. Accordingly, the tooth streak 85 of the second gear portion (one gear portion) 81 of the pinion gear 77 is corrected to have a tooth streak angle that is smaller than the tooth streak 73 that is not corrected by this inclination, and gear cutting is performed. Yes.
[0061]
Further, the correction angle of the tooth streak 85 is determined based on the radial interval (Dc−Dl) with respect to the storage hole 35 and the support point interval (Ll−Ll ′) of the pinion gear 77 and the like, similar to the pinion gear 39 described above. Has been.
[0062]
As a result of such correction of the streak angle, when the vehicle travels forward, the inclination of the long pinion gear 77 is canceled out by the second gear portion 81, and normal engagement with the pinion gear 41 is performed in the inclined state. Further, the pinion gear 41 having a short rear arrangement is not inclined.
[0063]
Thus, since the one-side contact is large at the meshing portions of the gear portions 81 and 51, it is possible to effectively prevent pitching and one-side contact only by correcting the tooth streak angle of the gear portion 81. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear in order to prevent pitching, so that the cost can be reduced accordingly.
[0064]
In addition, since the tooth traces 73 and 85 of each gear part 79 and 81 have different tooth trace angles, gear cutting is performed separately. However, the gear portion 81 is gear cut by correcting the tooth streak angle from the beginning, and is not newly corrected for correcting the streak angle, so there is no cost increase.
[0065]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3 and 4. The left and right directions are the left and right directions in FIG. In FIG. 4 and the following description, members having the same functions as those of the first and second embodiments are given the same reference numerals, and descriptions of these members having the same functions are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0066]
FIG. 4 shows a gear set 87 used in the differential device of this embodiment. The gear set 87 is composed of equal-length pinion gears 89 and 91 and side gears 17 and 19.
[0067]
As shown in FIG. 4, the pinion gears 89 and 91 are configured by first and second gear portions 93, 95, 97, and 99, respectively. The first gear portion 93 of the low reaction force side pinion gear 89 that revolves ahead of the rotation direction 101 of the differential case when the vehicle travels forward meshes with the left side gear 17, and the first gear portion 97 of the pinion gear 91 moves to the right The second gear portions 95 and 99 mesh with each other, and mesh with the side gear 19.
[0068]
These pinion gears 89 and 91 are housed in a housing hole of a differential case formed in a plurality in the circumferential direction so as to slide and rotate.
[0069]
The driving force of the engine that rotates the differential case is distributed from the pinion gears 89 and 91 to the left and right output shafts via the side gears 17 and 19, and if a drive resistance difference occurs between the output shafts due to a rough road or the like, the pinion gears 89 and 91 Is distributed differentially to the left and right sides.
[0070]
During torque transmission, frictional resistance is generated between the pinion gears 89 and 91 and the receiving hole due to the meshing reaction force, and between the gears and the differential case due to the meshing thrust force of the helical gear. A sensitive differential limiting force is obtained.
[0071]
FIG. 4 shows the rotation direction 101 of the differential case when the vehicle is traveling forward, the arrangement of the pinion gears 89 and 91 with respect to the rotation direction 101, and the tooth lines 61, 63 and 103 of the side gears 17 and 19 and the pinion gears 89 and 91. , 105 and the like.
[0072]
In this manner, the pinion gear 89 is arranged in advance of the pinion gear 91 with respect to the rotation direction 101 of the differential case. Further, the direction of the tooth line 103 of the pinion gear 89 is lowered to the right.
[0073]
Accordingly, the pinion gear 89 arranged in advance with respect to the rotation direction 101 of the differential case is inclined in a direction in which the streak angle of the streak 103 is increased by the meshing reaction forces F4 and F2 received by the first and second gear portions 93 and 95. Therefore, the tooth trace 103 is corrected so that the tooth trace angle becomes smaller by this inclination than the conventional tooth trace 107 drawn in a broken line (the same direction as the tooth trace 105 of the pinion gear 91 and the same tooth trace angle). The teeth are cut.
[0074]
here,
Inclination angle of pinion gear 89: Δs
Inner diameter of storage hole: Dc
Outer diameter of pinion gear 89: Ds
Pinion gear 89 length: Ls
Then, the inclination angle: Δs is
Δs = sin−1 ((Dc−Ds) / Ls)
It is represented by
[0075]
Thus, the inclination angle Δs of the pinion gear 89 is determined by the radial distance (Dc−Ds) from the accommodation hole, and the torque to be inclined increases as the length Ls of the pinion gear 89 increases. Also, the location where pitching occurs when tilted varies with the radial spacing and length. Therefore, the correction angle of the tooth trace 103 is determined based on these.
[0076]
As a result of the correction of the tooth streak angle, when the vehicle travels forward, the inclination is offset in the pinion gear 89, and normal engagement with the side gear 17 and the pinion gear 91 is performed in the inclined state. Further, no inclination occurs in the pinion gear 91 arranged downstream.
[0077]
In this way, it is possible to prevent piece contact or pitching due to piece contact at all the meshing portions of each gear. Further, unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear in order to prevent pitching, so that the cost can be reduced accordingly. Further, the pinion gear 89 is cut by correcting the tooth streak angle from the beginning, and processing for correcting the streak angle is not separately performed, so that the cost is not increased.
[0078]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3, 4, 6 and 8. The left and right directions are the left and right directions in FIG. Further, in FIG. 5 and the following description, members having the same functions as those of the first and second embodiments are referred to by the same reference numerals, and descriptions of these members having the same functions are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0079]
FIG. 5 shows a gear set 109 used in the differential device of this embodiment. The gear set 109 includes long and short pinion gears 111 and 113 and side gears 115 and 117.
[0080]
As shown in FIG. 5, the long pinion gear 111 includes first and second gear portions 119 and 121 and a small-diameter intermediate shaft portion 123 that connects them, and the first gear portion 119 meshes with the left side gear 115. Yes. The short pinion gear 113 includes first and second gear portions 125 and 127, the first gear portion 125 meshes with the right side gear 117, and the second gear portion 127 meshes with the second gear portion 121 of the pinion gear 111. ing.
[0081]
These pinion gears 111 and 113 are housed in the housing holes 35 and 37 of the differential case 3 formed in a plurality in the circumferential direction so as to be slidable and rotatable.
[0082]
The driving force of the engine that rotates the differential case 3 is distributed from the pinion gears 111 and 113 to the left and right output shafts via the side gears 115 and 117. When a drive resistance difference occurs between the output shafts, the rotation of the pinion gears 111 and 113 causes rotation. Differentially distributed to left and right sides.
[0083]
During torque transmission, frictional resistance is generated between the pinion gears 111 and 113 and the receiving holes 35 and 37 by the meshing reaction force, and between the gears and the differential case 3 by the meshing thrust force of the helical gear, These frictional resistances provide a torque-sensitive differential limiting force.
[0084]
FIG. 5 shows the rotational direction 59 of the differential case 3 when the vehicle is traveling forward, the arrangement of the pinion gears 111 and 113 with respect to the rotational direction 59, and the tooth lines 129, 131 of the side gears 115, 117 and the pinion gears 111, 113, The direction of 133,135 is shown. As described above, the long pinion gear 111 is arranged ahead of the short pinion gear 113 with respect to the rotation direction 59 of the differential case 3. Further, the side gears 115 and 117 receive meshing thrust forces 137 and 139 in the axially inward direction by meshing with the pinion gears 111 and 113 depending on the directionality of the tooth lines 129 and 131, respectively. Further, the direction of the tooth trace 131 of the long pinion gear 111 goes up to the right.
[0085]
Accordingly, the pinion gear 111 disposed in advance is inclined in a direction in which the tooth streak angle of the tooth streaks 133 is reduced by the meshing reaction forces F4 and F2 received by the first and second gear portions 119 and 121. The tooth cutting is performed with correction so that the streak angle is increased by this inclination.
[0086]
The correction angle of the tooth trace 133 is determined based on the radial distance (Dc−Dl) from the accommodation hole 35 and the support point distance (Ll−Ll ′) of the pinion gear 111.
[0087]
As a result of the correction of the tooth streak angle, when the vehicle travels forward, the inclination of the long pinion gear 111 is canceled out, and normal engagement with the side gear 129 and the pinion gear 113 is performed in the inclined state. Further, since the meshing reaction forces F3 and F1 received by the shortly arranged pinion gear 113 are in the same direction, no inclination occurs.
[0088]
In this way, each meshing portion of each gear is prevented from being hit by one piece or from one piece, and unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear in order to prevent pitching. it can. Further, by performing the correction of the streak angle with the long pinion gear 111 that receives a large inclination torque, a remarkable pitching prevention effect can be obtained.
[0089]
In addition, the gear portions 119 and 121 of the pinion gear 111 having the same tooth trace 133 can be simultaneously geared, and the gear portions 119 and 121 are geared by correcting the tooth angle from the beginning. Since correction processing is not separately performed for streak angle correction, there is no increase in cost.
[0090]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3, 4, 6 and 9. The left and right directions are the left and right directions in FIG. In FIG. 6 and the following description, members having the same functions as those of the first and second embodiments are given the same reference numerals, and descriptions of these members having the same functions are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0091]
FIG. 6 shows a gear set 141 used in the differential device of this embodiment. The gear set 141 includes long and short pinion gears 143 and 145 and side gears 17 and 19, and the pinion gears 143 and 145 are housed in the housing holes 35 and 37 of the differential case 3 so as to be slidable and rotatable.
[0092]
The long pinion gear 143 includes first and second gear portions 147 and 149 and a small-diameter intermediate shaft portion 151 that connects the first and second gear portions 147 and 149, and the first gear portion 147 meshes with the left side gear 17. The short pinion gear 145 includes first and second gear portions 153 and 155, the first gear portion 153 meshes with the right side gear 19, and the second gear portion 155 meshes with the second gear portion 149 of the pinion gear 143. ing.
[0093]
6 shows the rotation direction 59 of the differential case 3 when the vehicle travels forward, the arrangement of the pinion gears 143 and 145 with respect to the rotation direction 59, and the teeth 61, 63, 157 of the side gears 17 and 19 and the pinion gears 143 and 145, The direction of 159 is shown. Thus, the pinion gear 145 is arranged in advance in the rotational direction 59 with respect to the pinion gear 143.
[0094]
Accordingly, the short pinion gear 145 arranged in advance is inclined in the direction in which the tooth streak angle of the tooth streak 159 is reduced by the meshing reaction forces F3 and F2 received by the first and second gear portions 153 and 155. The tooth cutting is performed with correction so that the streak angle is increased by this inclination. This correction angle is determined based on the radial distance (Dc−Ds) from the storage hole 37 and the length Ls of the pinion gear 145.
[0095]
As a result of such correction of the tooth streak angle, when the vehicle travels forward, the short pinion gear 145 cancels out the inclination, and normal engagement with the side gear 19 and the pinion gear 143 is performed in the inclined state. In addition, since the meshing reaction forces F4 and F1 received by the pinion gear 143 having a long rear arrangement are in the same direction, no inclination occurs.
[0096]
In this way, each meshing portion of each gear is prevented from being pitched by one piece or from one piece, and unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear to prevent pitching, so that the cost is reduced accordingly. it can. Further, the pinion gear 145 is cut by correcting the tooth streak angle from the beginning, and the processing for correcting the streak angle is not separately performed, so that the cost is not increased.
[0097]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment has the features of claims 1, 2, 3, 4, 6 and 10. The left and right directions are the left and right directions in FIG. In FIG. 7 and the following description, members having the same functions as those of the fourth embodiment of FIG. 5 are given the same reference numerals, and descriptions of these members having the same functions are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0098]
FIG. 7 shows a gear set 161 used in the differential device of this embodiment. The gear set 161 includes long and short pinion gears 163 and 165 and side gears 115 and 117, and the pinion gears 163 and 165 are housed in the housing holes 35 and 37 of the differential case 3 so as to be slidable and rotatable.
[0099]
The long pinion gear 163 includes first and second gear portions 167 and 169 and a small-diameter intermediate shaft portion 171 that connects them, and the first gear portion 167 meshes with the left side gear 115. The short pinion gear 165 includes first and second gear portions 173 and 175, the first gear portion 173 meshes with the right side gear 117, and the second gear portion 175 meshes with the second gear portion 169 of the pinion gear 163. ing.
[0100]
FIG. 7 shows the rotational direction 59 of the differential case 3 when the vehicle is traveling forward, the arrangement of the pinion gears 163 and 165 with respect to the rotational direction 59, and the tooth lines 129 and 131 of the side gears 115 and 117 and the pinion gears 163 and 165. The directions of 177 and 179 are shown, and thus the pinion gear 165 is arranged in advance in the rotational direction 59 with respect to the pinion gear 163.
[0101]
Accordingly, the short pinion gear 165 disposed in advance is inclined in the direction in which the tooth streak angle of the tooth streak 179 is increased by the meshing reaction forces F3 and F2 received by the first and second gear portions 173 and 175. Gear cutting is performed with correction so that the tooth streak angle is reduced by this inclination. This correction angle is determined based on the radial distance (Dc−Ds) from the storage hole 37 and the length Ls of the pinion gear 165.
[0102]
As a result of such correction of the streak angle, when the vehicle travels forward, the short pinion gear 165 cancels out the inclination, and normal engagement with the side gear 117 and the pinion gear 163 is performed in the inclined state. In addition, since the meshing reaction forces F4 and F1 received by the pinion gear 163 having a long rear arrangement are in the same direction, no inclination occurs.
[0103]
In this way, all the meshing portions of each gear are prevented from being pitched by one piece or from one piece, thereby improving durability, and unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear to prevent pitching. Can be configured at low cost. Further, the pinion gear 165 is cut by correcting the tooth streak angle from the beginning, and processing for correcting the streak angle is not separately performed, so that the cost is not increased.
[0104]
The streak angle correction of the present invention applied to a vehicle differential device is the radial direction of the inner diameter Dc of the storage hole provided in the differential case and the outer diameter Ds of the pinion gear in the first to fourth embodiments described above. When it is determined based on the distance (Dc−Ds) and the length Ls of the pinion gear, the correction angle value obtained based on these values is used as a reference, or corrected by an angle that provides a pitching prevention effect. The width may be set at the corner.
[0105]
It should be noted that the correction angle for the correction of the streak angle applied to the pinion gear in the present invention is a minute one intended to improve the tooth contact, and in the case of the helical gear configuration, it does not affect the meshing thrust force, but the spur gear configuration In this case, the meshing thrust force is not generated.
[0106]
In the present invention, the pinion gear and the side gear may be constituted by a spur gear instead of a helical gear. In this case, the tooth trace angle correction may be performed so that the tooth trace is in the axial direction when the pinion gear is inclined.
[0107]
The differential device of the present invention includes a rear differential (rear wheel side axle differential), a front differential (front wheel side axle differential), and a center differential (differential device that distributes engine driving force to the front and rear wheels). Used for both.
[0108]
【The invention's effect】
The differential device of each claim is configured to connect a pair of output side gears with at least a pair of pinion gears slidably and rotatably housed in a housing hole of a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine. In order to cancel out the inclination angle caused by the meshing reaction force received by the first and second gear portions during torque transmission, gears were cut while correcting the streak angle of the pinion gear in the direction opposite to this inclination.
[0109]
By such correction of the streak angle, the meshing of each gear becomes normal when the pinion gear is tilted, and it is possible to prevent each gear from hitting and pitching due to each hitting without increasing the size of each component. Since the durability can be improved, unlike the conventional example, it is not necessary to increase the strength of each gear and the cost can be reduced accordingly.
[0110]
The differential device according to claim 2 is the differential device according to claim 1, wherein only the pinion gear on the low reaction force side of the pair of pinion gears, that is, the pinion gear arranged in advance in the rotational direction of the differential case and receiving the inclination torque is subjected to the correction of the streak angle. By this, it was possible to effectively prevent the per-gearing of each gear and the pitching due to the per-gearing at low cost.
[0111]
Further, if the toothpick angle correction is applied to the pinion gear arranged in advance in the rotational direction during forward travel where a large driving torque is applied, the effect of preventing gear contact and pitching can be obtained remarkably.
[0112]
The differential device according to claim 3 is the differential device according to claim 1 or 2, wherein the pinion gear support point interval (the length of the pinion gear) and the pinion gear are greatly affected by the inclination angle and inclination torque of the pinion gear or the location where the pitching is generated. By determining the correction angle of the tooth streaks based on the radial distance from the hole and the like, it is possible to effectively prevent gear contact and pitching at a low cost.
[0113]
A differential device according to claims 4 and 6 is the differential device according to claim 1, 2 or 3, wherein the pair of pinion gears has one second gear portion (claim 4), and the pair of pinion gears It consists of a long pinion gear having an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and a short pinion gear having no intermediate shaft portion, and these second gear portions mesh with each other outside in the axial direction of the side gear. (Claim 6) Similar to the differential device of Claims 1, 2, or 3, the correction of the tooth angle prevents the pinion by the pinion gear and the pitching due to the pinion gear at low cost. ing.
[0114]
Further, in the differential device according to claim 6, a long pinion gear with a wide support point interval has a large inclination torque, and a short pinion gear has a large inclination angle due to a radial interval with respect to the storage hole, and further, the occurrence point of pitching varies depending on these conditions. However, for example, according to the toothpick angle correction according to the third aspect of the present invention, it is possible to effectively prevent the contact and pitching associated with the inclination of the pinion gear at low cost.
[0115]
In the differential device according to the fifth aspect of the present invention, since the tooth angle is corrected on one side of the pinion gear having the intermediate shaft portion, it is possible to effectively prevent pitching and per-side contact only by correcting the tooth angle on the one gear portion. Can be prevented.
[0116]
The differential devices according to claims 7, 8, 9 and 10 are the differential device according to claim 6, wherein each gear is constituted by a helical gear, and the pinion gear arranged in advance in the rotation direction of the differential case is subjected to correction of the streak angle. Is,
In the seventh aspect, since the long pinion gear arranged in advance is inclined in the direction in which the torsion angle increases, the torsion angle is corrected in advance by a small amount corresponding to the inclination, and in the eighth aspect, the long pinion gear arranged in advance has a small torsion angle. In this case, the torsion angle is corrected by a large amount corresponding to the inclination. In the ninth aspect, the short pinion gear arranged in advance is inclined in a direction in which the torsion angle decreases. In the tenth aspect of the present invention, since the short pinion gear arranged in advance is inclined in the direction in which the torsion angle is increased, the torsion angle is corrected in advance by an amount corresponding to the inclination.
[0117]
Thus, each of the differential devices according to claims 7, 8, 9, and 10 can reduce the cost and the contact with the pinion gear according to the inclination of the pinion gear by correcting the streak angle for both the long and short pinion gears as in the differential device of the sixth aspect. And prevent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a gear set used in the first embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a gear set used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a gear set used in a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view of a gear set used in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of a gear set used in a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of a gear set used in a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a conventional example.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the direction of the meshing reaction force received by the pinion gear.
FIG. 10 is a side view showing a pinion gear set used in a conventional example.
11 is a perspective view showing an inclination direction and a change in the streak angle generated in the pinion gear by the meshing reaction force of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
1 Differential device
3 Differential case
17, 19, 115, 117 Output side gear
35, 37 storage hole
39, 77, 111 Long pinion gear (Pinion gear arranged in advance)
41, 91, 113 Short pinion gear (Pinion gear arranged behind)
43, 49, 79, 93, 97, 119, 125, 147, 153, 167, 173 First gear portion
45, 51, 81, 95, 99, 121, 127, 149, 155, 169, 175 Second gear portion
47, 83, 123, 151, 171 Intermediate shaft
59,101 Differential case rotation direction
61, 63, 129, 131 Side gear teeth
65, 85, 103, 133, 159, 179 Pinion gear teeth with corrected tooth angle
75, 87, 109, 141, 161 Gear set (differential device)
89,145,165 Short pinion gear (Pinion gear arranged in advance)
143,163 Long pinion gears (Pinion gears arranged behind)
F1, F2, F3, F4 meshing reaction force

Claims

A differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a pair of output side gears that are rotatably supported inside the differential case, and a first gear portion that is circumferentially disposed radially outward of these side gears and meshes with the side gears separately. And at least a pair of pinion gears having a second gear portion that meshes with each other, and a housing hole that is formed in the differential case and accommodates each pinion gear so as to be slidably rotatable, and is engaged with each of the first and second gear portions during torque transmission. A differential device in which the streak angle of the pinion gear is corrected in the direction opposite to the inclination by the inclination angle caused by the reaction force.

The differential device according to claim 1, wherein a toothpick angle correction is applied to a pinion gear arranged in advance in the rotation direction of the differential case among the pair of pinion gears.

The differential device according to claim 1, wherein the correction angle of the tooth trace is determined from a support point interval of the pinion gear by the storage hole and a radial interval between the pinion gear and the storage hole.

The differential device according to claim 1, wherein the pair of pinion gears has one second gear portion.

At least one pinion gear of the pair of pinion gears has an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and the tooth angle correction is applied to the gear portion on one side of the intermediate shaft portion. The differential apparatus according to claim 1, 2 or 3.

The pair of pinion gears includes a long pinion gear having an intermediate shaft portion between the first gear portion and the second gear portion, and a short pinion gear having no intermediate shaft portion, and these second gear portions are shafts of side gears. 6. A differential device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, which is meshed with each other on the outside in the direction.

Each gear is composed of a helical gear, and a long pinion gear is arranged ahead of the short pinion gear in the rotation direction of the differential case, and each side gear receives a meshing thrust force in the axially outward direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the twist angle of the long pinion gear is corrected to be smaller by the inclination.

Each gear is composed of a helical gear, and a long pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the short pinion gear, and each side gear receives a meshing thrust force inward in the axial direction when the differential case rotates. The differential apparatus according to claim 6, wherein the torsion angle of the long pinion gear is greatly corrected by the inclination.

Each gear is composed of a helical gear, and a short pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the long pinion gear, and each side gear receives a meshing thrust force in the axially outward direction when the differential case rotates. The differential apparatus according to claim 6, wherein the torsion angle of the short pinion gear is corrected by a large amount corresponding to the inclination.

Each gear is composed of a helical gear, and a short pinion gear is arranged in advance in the rotation direction of the differential case with respect to the long pinion gear, and each side gear receives a meshing thrust force inward in the axial direction when the differential case rotates. The differential device according to claim 6, wherein the twist angle of the short pinion gear is corrected to be smaller by the inclination.