JP3641503B2 - Differential device - Google Patents
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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】
実開平6−43401号公報に図6のようなデファレンシャル装置201が記載されている。このデファレンシャル装置201は、デフケース203と、長短のヘリカルピニオンギヤ205,207と、出力側のヘリカルサイドギヤ209,211とを備えており、各ヘリカルピニオンギヤ205,207はデフケース203の収納孔213,215に摺動回転自在に収納されている。デフケース203を回転させるエンジンの駆動力はヘリカルピニオンギヤ205,207からサイドギヤ209,211を介して車輪側に伝達される。
【0003】
トルクを伝達している間、各ヘリカルピニオンギヤ205,207はヘリカルサイドギヤ209,211との噛み合い反力により各歯先を収納孔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、ヘリカルサイドギヤ209,211の間、あるいは各ヘリカルピニオンギヤ205,207やヘリカルサイドギヤ209,211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差動制限力を得ている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
デファレンシャル装置は、デフケース内部のオイルを油流れの悪い低温にし、差動回転数と入力トルクとを所定の値にした状態で、車両の左右旋回に相当する差動回転を数サイクル与えた後、分解して摺動部の焼けやカジリなどを調査する耐焼き付き試験が行われる。その結果、短いヘリカルピニオンギヤについて軸方向の中央部だけ磨耗したものと、両端部だけ磨耗したものとが発見された。
【0005】
この原因は次のように解析される。
【0006】
図7はデファレンシャル装置201の横断面図であり、短いヘリカルピニオンギヤ207は前進時デファレンシャル装置201のデフケース203の回転方向200に対して後行して公転するように配置されている。短いヘリカルピニオンギヤ207とヘリカルサイドギヤ211との噛み合い部と、短いヘリカルピニオンギヤ207と長いヘリカルピニオンギヤ205との噛み合い部とを示し、図8は図7のY方向から見た短いヘリカルピニオンギヤ207の側面部と歯すじ219などを示している。又、図9はヘリカルピニオンギヤ207の端面を示し、同図の左半部は図8のA方向端面であり、右半部は図8のB方向端面である。図8,9のEA,EBはデフケース203の回転による力F(図7)を受ける部位(デフケース203との接触部位)の軸方向端部を示し、Nは軸方向の中央部を示している。
【0007】
図7のように、車両が前方(矢印217の方向)へ走行すると、ヘリカルピニオンギヤ207はデフケース203の回転により収納孔215の壁面から力Fを受けてヘリカルサイドギヤ211とヘリカルピニオンギヤ205とを押圧し、これらから反力f1,f2を受ける。図8のように、これらの反力f1,f2は作用点の軸方向位置が異なるからヘリカルピニオンギヤ207には中点Nを中心とする力221,221が働き、そのモーメントにより端部EA,EBが図9の矢印223,225の方向に作用する。こうして、ヘリカルピニオンギヤ207は、図8の破線227のように、歯すじ219のねじれ角θが小さくなる方向に倒れ、ヘリカルピニオンギヤ207の歯先と収納孔215の壁面との間に図10のように隙間xが生じるが、デフケース203への駆動トルクは収納孔の壁面からピニオンギヤ207の全長にわたって入力され、ピニオンギヤ207は各噛み合い部で高反力を受け収納孔215の壁面に当接する。
【0008】
ここで、図11の例によってこの隙間xを計算する。
【0009】
この例で、ヘリカルピニオンギヤ207の面取り部を除いた歯幅をLmm、ねじれ角をθ°とすると、
端部EAから端部EBまでの周方向長さは、
L×tanθであり、
各端部EA,EBから中点Nまでの周方向長さは、その1/2となる。
【0010】
更に、各端部EA,EBと中心Oとが作る角度をαとすると、
【数1】
α=((L×tanθ)/2)/(θ×π)×360 (1)式
となる。
【0011】
次に、ヘリカルピニオンギヤ207の倒れによる各端部EA,EBの変移量をδmmとし、ヘリカルピニオンギヤ207と収納孔215の壁面との間にできる隙間をxとすると、
x=sinα°×δmm (2)式
となる。
【0012】
この隙間xmmは図10のように、歯すじ219の各端部EA,EBでの隙間であり、各端部EA,EBから中点Nに近づく程(1)式のαが小さくなり、(2)式において隙間xが狭くなり、中点Nの隙間xは0になる。従って、車両が前進走行するときはヘリカルピニオンギヤ207の歯先は中点N付近が収納孔215の壁面と当接又は摺接すると、磨耗が進行することになる。つまり、駆動トルクがデフケース203に入力したとき収納孔215の壁面の軸方向長さで受けるピニオンギヤ207の接触縁が上述した倒れによるねじれ角の減少によって短くなるので中点N付近のみが収納孔215の壁面と当接又は摺接し、ピニオンギヤ207の全歯幅で均等な接触が得られなくなり入力トルクが大きいほど磨耗が進行することになる。
【0013】
又、車両が後進走行するときは、図7,8の反力f1,f2が反対向きに働き、図8の力229,229によってヘリカルピニオンギヤ207が前進走行時と反対方向に倒れてねじれ角θが大きくなるから、隙間xは中点N付近で広くなり、各端部EA,EBで0になる。従って、収納孔215の壁面と強く当たる端部EA,EB付近で磨耗が進行する。
【0014】
図11は、歯すじ231の方向がヘリカルピニオンギヤ207と反対向きに形成された短いヘリカルピニオンギヤ233を示している。なお、短いヘリカルピニオンギヤ233も上述したピニオンギヤ207と同様にデファレンシャル装置201のデフケース203の回転方向200に対して後行して公転するように配置されている。この場合、歯すじ231は車両が前進走行するときは反力f1,f2による力235,235を受けて、破線237のように歯すじ231のねじれ角θが大きくなる方向に倒れ、車両が後進走行するときは反対向きの力239,239を受けてねじれ角θが小さくなる方向に倒れる。従って、図12に示すように、前進走行時は上の例での車両の後進走行時と同様に、隙間xは中点N付近で広くなり、収納孔の壁面に対して、ピニオンギヤ233の全歯幅で均等な接触が得られなくなり、収納孔215の壁面と強く当たる端部EA,EB付近が磨耗し、後進走行時は上の例での前進走行時と同様に、中点N付近が磨耗する。
【0015】
このように、ヘリカルギヤの磨耗は歯すじの方向と車両の走行方向とによって異なった部位で生じる。
【0016】
そこで、この発明は、ヘリカルギヤで構成され、ギヤの偏磨耗や焼き付きを大幅に低減したデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【0017】
【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、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、第1と第2のギヤ部を有し第1ギヤ部が一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと、第1と第2のギヤ部を有し、第1ギヤ部が他方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤとからなり、各第2ギヤ部が互いに噛み合ったピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカル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、車両の走行時にヘリカルピニオンギヤにおいて収納孔と接触する歯すじのねじれ角が第1と第2のギヤ部が受ける反力によって小さくなる場合、このヘリカルピニオンギヤの軸方向中央部に向けてピニオンギヤの歯丈が両端部の歯丈より連続して低くなるように形成したことを特徴とする。
【0018】
請求項2のデファレンシャル装置は、車両の前進走行時にデフケースの回転方向に対してピニオンギヤ組のうち後行して公転するピニオンギヤの軸方向中央部に向けてピニオンギヤの歯丈が両端部の歯丈より連続して低くなるように形成した請求項1のデファレンシャル装置である。
【0019】
請求項3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、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、第1と第2のギヤ部とを有し、第1ギヤ部が一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと、第1と第2のギヤ部を有し、第1ギヤ部が他方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤとからなり、各第2ギヤ部が互いに噛み合ったピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカル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、車両の走行時にヘリカルピニオンギヤにおいて収納孔と接触する歯すじのねじれ角が第1と第2のギヤ部が受ける反力によって大きくなる場合、このヘリカルピニオンギヤの軸方向中央部に向けてピニオンギヤの歯丈が両端部の歯丈より連続して高くなるように形成したことを特徴とする。
【0020】
請求項4のデファレンシャル装置は、車両の前進走行時にデフケースの回転方向に対してピニオンギヤ組のうち後行して公転するピニオンギヤの軸方向中央部に向けてピニオンギヤの歯丈が両端部の歯丈より連続して高くなるように形成した請求項3のデファレンシャル装置である。
【0021】
【作用】
請求項1のデファレンシャル装置では、車両の走行時に第1と第2のギヤ部に受ける反力によって、収納孔と接触する歯すじのねじれ角が小さくなる方向にヘリカルピニオンギヤが倒れるから、中央部で過度の当たりが生じることを防止するために、ヘリカルピニオンギヤの中央部の歯丈を両端部の歯丈より連続して低く成形することによって、全歯幅で歯先と収納孔とを均一に接触させている。従って、ヘリカルピニオンギヤの全歯幅にわたって偏磨耗や焼き付きなどが生じない。
【0022】
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、車両の前進走行時にデフケースの回転方向に対してピニオンギヤ組のうち後行して公転するピニオンギヤの軸方向中央部の歯丈を両端部の歯丈より連続して低く形成したヘリカルピニオンギヤの歯先が収納孔と均一に接触するようにしたものであり、後進走行時より大きなトルクが掛かる前進走行時に偏磨耗や焼き付きなどを効果的に防止することができる。
【0023】
請求項3のデファレンシャル装置では、車両の走行時に第1と第2のギヤ部に受ける反力によって、収納孔と接触する歯すじのねじれ角が大きくなる方向にヘリカルピニオンギヤが倒れるから、両端部で過度の当たりが生じることを防止するために、ヘリカルピニオンギヤの両端部の歯丈を中央部の歯丈より連続して低く成形することによって、全歯幅で歯先と収納孔とを均一に接触させている。従って、ヘリカルピニオンギヤの全歯幅にわたって偏磨耗や焼き付きなどが生じない。
【0024】
請求項4のデファレンシャル装置は、請求項3のデファレンシャル装置において、車両の前進走行時にデフケースの回転方向に対してピニオンギヤ組のうち後行して公転するピニオンギヤの軸方向中央部の歯丈を両端部の歯丈より連続して高く形成したヘリカルピニオンギヤの歯先が収納孔と均一に接触するようにしたものであり、後進走行時より大きなトルクが掛かる前進走行時に偏磨耗や焼き付きなどを効果的に防止することができる。
【0025】
【実施例】
図1,2,3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の特徴を備えている。図1は実施例の縦断面を示し、図2はそのギヤ組を示している。左右の方向は図1での左右の方向である。なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【0026】
図1のように、エンジンの駆動力により回転駆動されるデファレンシャル装置7のデフケース21はケーシング本体31とカバー33とをボルト35で固定して構成されている。デフケース21の内部には左右のヘリカルサイドギヤ37,39(一対の出力側ヘリカルサイドギヤ)が配置されている。
【0027】
各サイドギヤ37,39の中空のボス部41,43はデフケース21の支承部45,47によって回転自在に支承されている。ボス部41,43の内側に形成された大径部49,51には、これらの内周に跨がってスラストブロック53が配置され、サイドギヤ37,39の各自由端を支承しセンターリングしている。
【0028】
図示外の左右の後車軸は、それぞれデフケース21のボス部55,57を貫通してサイドギヤ37,39のボス部41,43にスプライン連結されており、スラストブロック53を介して互いに付き当てられている。サイドギヤ37,39とデフケース21との間にはスラストワッシャ59がそれぞれ配置され、サイドギヤ37,39の間(スラストブロック53の外周側)にはスラストワッシャ61が配置されている。
【0029】
デフケース21には長短の収納孔63,65が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔63,65にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ67,69が摺動回転自在に収納されている。
【0030】
長いピニオンギヤ67は、第1と第2のギヤ部71,73とこれらを連結する小径の軸部75とからなり、第1ギヤ部71は右のサイドギヤ39と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ69は、第1と第2のギヤ部77,79からなり、第1ギヤ部77は左のサイドギヤ37と噛み合い、第2ギヤ部79はピニオンギヤ67の第2ギヤ部73と噛み合っている。
【0031】
図1のように、デフケース21には開口81,83,85が設けられており、ボス部55,57の内周には螺旋状のオイル溝87,87が形成されている。リヤデフ7が回転すると、オイル溜りから撥ね上げられたオイルがこれらの開口81,83,85とオイル溝87,87とからデフケース21に流出入し、各ギヤの噛み合い部や、各摺動部を潤滑する。
【0032】
デフケース21を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ67,69からサイドギヤ37,39を介して左右の後輪13,15に分配される。又、悪路での片輪空転などによって、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ67,69の自転によりエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【0033】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ67,69の歯先はサイドギヤ37,39との噛み合い反力により収納孔63,65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各ピニオンギヤ67,69の端面とデフケース21との間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ59を介してサイドギヤ37,39とデフケース21との間で、又スラストワッシャ61を介してサイドギヤ37,39の間で摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【0034】
ピニオンギヤ67,69の各ギヤ部71,73,77,79の歯すじは図2に示すような方向に形成されている。又、矢印89は車両が前進走行するときのデフケース21の回転方向を示し、そのときデフケース21の回転方向89に対して後行して公転する短いピニオンギヤ69は収納孔65の壁面からの力F(図7の力Fと同じ)によってピニオンギヤ67の第2ギヤ部73と左のサイドギヤ37とに押し付けられる。
【0035】
これは、先に図7から図10で説明したように、車両の前進走行時に歯すじのねじれ角θが小さくなる方向にピニオンギヤ69が倒れて、中央部が収納孔65と強く当たる状態であるから、図3のように、ピニオンギヤ69の中央部の歯丈hNを両端部の歯丈hEA,hEBより連続して低く成形してある。歯丈hNと歯丈hEA,hEBの差は本実施例において略ピニオンギヤ69と収納孔63との支承隙間分の寸法に相当し、0.03mmとして設定してある。よってこの差寸法はデファレンシャル装置7のピニオンギヤ69やデフケース21の収納孔65の寸法により変化するが歯先面研摩によって容易に設定することができる。従って、ピニオンギヤ69は後進時より大きい力が掛かる前進走行時に歯先と収納孔65とが全歯幅にわたって均一に接触するようになり、偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【0036】
こうして、デファレンシャル装置7が構成されている。
【0037】
デファレンシャル装置7を車両に適用した場合、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、トルク感応型差動制限機能によって安定し操縦性が向上する。
【0038】
上記のように、デファレンシャル装置7は、大きい力が掛かる車両の前進走行時に、収納孔65と強く当たる短いヘリカルピニオンギヤ69の中央部の歯丈を両端部の歯丈より低くしたから、全歯幅で歯先と収納孔65とが均一に接触し、偏磨耗や焼き付きなどが生じない。
【0039】
次に、図4,5により第2実施例を説明する。この実施例は請求項3,4の特徴を備えている。図4はこの実施例に用いられたギヤ部を示している。なお、この実施例において図1の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【0040】
図4のように、このギヤ部は一対の出力側ヘリカルサイドギヤ91,93と、複数組の長短のヘリカルピニオンギヤ95,97とからなっている。サイドギヤ91,93はデフケース21に回転自在に支承されている。
【0041】
長いピニオンギヤ95は、第1と第2のギヤ部99,101とこれらを連結する小径の軸部103とからなり、第1ギヤ部99はサイドギヤ93と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ97は、第1と第2のギヤ部105,107からなり、第1ギヤ部105はサイドギヤ91と噛み合い、第2ギヤ部107はピニオンギヤ95の第2ギヤ部101と噛み合っている。
【0042】
ピニオンギヤ95,97の各ギヤ部99,101,105,107の歯すじは図4に示すような方向に形成されている。又、矢印109は車両が前進走行するときのデフケース21の回転方向を示し、そのときデフケース21の回転方向109に対して後行して公転する短いピニオンギヤ97は収納孔65の壁面からの力F(図7の力Fと同じ)によってピニオンギヤ95の第2ギヤ部101とサイドギヤ91とに押し付けられる。
【0043】
これは、先に図11,12で説明したように、車両の前進走行時に歯すじのねじれ角θが大きくなる方向にピニオンギヤ97が倒れて、両端部が収納孔65と強く当たる状態であるから、図5のように、ピニオンギヤ97の両端部の歯丈hEA,hEBは中央部の歯丈hNより連続して低く成形してある。歯丈hNと歯丈hEA,hEBの差は本実施例において略ピニオンギヤ69と収納孔63との支承隙間分の寸法に相当し、0.03mmとして設定してある。よってこの差寸法はデファレンシャル装置7のピニオンギヤ69やデフケース21の収納孔65の寸法により変化するが歯先面研摩によって容易に設定することができる。従って、ピニオンギヤ97は後進走行時より大きい力が掛かる前進走行時に全歯幅で歯先と収納孔65とが均一に接触するようになり、偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【0044】
なお、上述した第1と第2の実施例においては、図2,図4に示すように短いヘリカルピニオンギヤ69,97において、これらのピニオンギヤ96,97の回転軸と平行になる線100をピニオンギヤ69,97の歯先に面して仮に引いた場合短い収納孔65との接点Pが存在するが、この接点Pはピニオンギヤ69,97の自転により軸方向に移動する。この接点Pが軸方向一端側に片寄った場合第1と第2のギヤ部77,79にかかる反力によってピニオンギヤ69,97自体の倒れが大きくなるので収納孔65との当たりが強くなる。つまりこのようにピニオンギヤ69,97の歯先と収納孔65との接点(ピニオンギヤの長さとピニオンギヤのねじれ角による関係から生じる接点)の数の大小や片寄りにかかわらず、本案はピニオンギヤ69,97の全歯幅にわたって歯先と収納孔65とを均一に接触させることができる。
【0045】
以上、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(前輪と後輪とに駆動力を分配するデファレンシャル装置)に用いられる。
【0046】
【発明の効果】
請求項1のデファレンシャル装置では、車両の走行時に第1と第2のギヤ部に受ける反力によって収納孔と接触する歯すじのねじれ角が小さくなる方向にヘリカルピニオンギヤが倒れるから、中央部で過度の当たりが生じることを防止するために、このヘリカルピニオンギヤの中央部の歯丈を両端部の歯丈より連続して低く成形し、全歯幅にわたって歯先と収納孔とを均一に接触させ、偏磨耗や焼き付きなどを防止している。
【0047】
請求項3のデファレンシャル装置では、車両の走行時に第1と第2のギヤ部に受ける反力によって収納孔と接触する歯すじのねじれ角が大きくなる方向にヘリカルピニオンギヤが倒れるから、両端部で過度の当たりが生じることを防止するために、ヘリカルピニオンギヤの両端部の歯丈を中央部の歯丈より連続して低く成形し、全歯幅にわたって歯先と収納孔とを均一に接触させ、偏磨耗や焼き付きなどを防止している。
【0048】
請求項2と請求項4の構成は、それぞれ請求項1と請求項3のデファレンシャル装置において、車両の前進走行時にデフケースの回転方向に対してピニオンギヤ組のうち後行して公転するヘリカルピニオンギヤの歯先が収納孔と均一に接触するようにしたものであり、後進走行時より大きなトルクが掛かる前進走行時に偏磨耗や焼き付きなどを効果的に防止することができる。
【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部の斜視図である。
【図3】第1実施例に用いられた短いヘリカルピニオンギヤの断面図である。
【図4】本発明の第2実施例に用いられたギヤ部の斜視図である。
【図5】第2実施例に用いられた短いヘリカルピニオンギヤの断面図である。
【図6】従来例の断面図である。
【図7】図6の従来例の横断面図である。
【図8】ヘリカルピニオンギヤの倒れを説明するための側面図である。
【図9】ヘリカルピニオンギヤの倒れを説明するための端面図である。
【図10】収納孔とヘリカルピニオンギヤ各部での隙間量の差を示す断面図である。
【図11】図8とねじれ角方向が異なるヘリカルピニオンギヤの倒れを説明するための側面図である。
【図12】図11の例における収納孔とヘリカルピニオンギヤ各部での隙間量の差を示す断面図である。
【符号の説明】
7 デファレンシャル装置
21 デフケース
37,39,91,93 出力側ヘリカルサイドギヤ
63,65 収納孔
67,95 長いヘリカルピニオンギヤ(ヘリカルピニオンギヤ)
69,97 短いヘリカルピニオンギヤ(ヘリカルピニオンギヤ)
71,77,99,105 第1ギヤ部
73,79,101,107 第2ギヤ部
hN 中央部の歯丈
hEA,hEB 端部の歯丈[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vehicle differential apparatus.
[0002]
[Prior art]
A
[0003]
While transmitting torque, each of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The differential device, after setting the oil inside the differential case to a low temperature where the oil flow is poor and giving the differential rotation speed and the input torque to a predetermined value, after giving the differential rotation corresponding to the left and right turn of the vehicle several cycles, An anti-seizure test is conducted to disassemble and inspect the sliding parts for burns and galling. As a result, it was discovered that the short helical pinion gear was worn only at the center in the axial direction and was worn only at both ends.
[0005]
This cause is analyzed as follows.
[0006]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
[0007]
As shown in FIG. 7, when the vehicle travels forward (in the direction of the arrow 217), the
[0008]
Here, the gap x is calculated according to the example of FIG.
[0009]
In this example, if the tooth width excluding the chamfered portion of the
The circumferential length from the end EA to the end EB is:
L × tan θ,
The length in the circumferential direction from each end EA, EB to the middle point N is ½ thereof.
[0010]
Furthermore, if the angle formed by each end EA, EB and the center O is α,
[Expression 1]
α = ((L × tan θ) / 2) / (θ × π) × 360 (1)
[0011]
Next, assuming that the displacement of each end EA, EB due to the falling of the
x = sin α ° × δ mm (2)
[0012]
As shown in FIG. 10, this gap xmm is a gap at each end EA, EB of the
[0013]
When the vehicle travels backward, the reaction forces f1 and f2 in FIGS. 7 and 8 work in opposite directions, and the
[0014]
FIG. 11 shows a short
[0015]
As described above, the wear of the helical gear occurs at different portions depending on the direction of the tooth trace and the traveling direction of the vehicle.
[0016]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential device that is composed of a helical gear and that significantly reduces uneven wear and seizure of the gear.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The differential device according to
[0018]
The differential device according to claim 2 is configured such that the tooth height of the pinion gear is greater than the tooth height at both ends toward the axially central portion of the pinion gear that revolves backward and revolves in the rotation direction of the differential case when the vehicle travels forward. 2. The differential apparatus according to
[0019]
The differential device according to claim 3 includes a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a pair of output side helical side gears, and a first and second gear portion, and the first gear portion is one of the helical side gears. A pinion gear set having first and second gear portions, the first gear portion meshing with the other helical side gear, and each second gear portion meshing with each other, The first and second gear portions receive a twisting angle of a tooth line that contacts the storage hole in the helical pinion gear when the vehicle is running. If it increased by the force, tooth height of the pinion gear toward the axial center portion of the helical pinion gear than a tooth height of the end portions Characterized by being formed so as to be higher continue to.
[0020]
The differential apparatus according to claim 4 is configured such that the tooth height of the pinion gear is greater than the tooth height at both ends toward the axially central portion of the pinion gear that revolves backward and revolves with respect to the rotation direction of the differential case when the vehicle travels forward. 4. The differential apparatus according to claim 3, wherein the differential apparatus is formed so as to be continuously high .
[0021]
[Action]
In the differential device according to the first aspect, the helical pinion gear falls down in the direction in which the torsion angle of the tooth line contacting the storage hole is reduced by the reaction force received by the first and second gear portions when the vehicle is traveling. In order to prevent excessive contact, the tooth height of the central part of the helical pinion gear is formed continuously lower than the tooth height of both ends, so that the tooth tip and the storage hole are evenly contacted at the full tooth width. I am letting. Therefore, uneven wear or seizure does not occur over the entire tooth width of the helical pinion gear.
[0022]
The differential device according to claim 2 is the differential device according to
[0023]
In the differential device according to the third aspect, the helical pinion gear falls in the direction in which the torsion angle of the tooth line contacting the storage hole is increased by the reaction force received by the first and second gear portions during traveling of the vehicle. To prevent excessive contact, the tooth height at both ends of the helical pinion gear is formed continuously lower than the tooth height at the center, so that the tooth tip and the storage hole are evenly contacted at the full tooth width. I am letting. Therefore, uneven wear or seizure does not occur over the entire tooth width of the helical pinion gear.
[0024]
A differential apparatus according to a fourth aspect is the differential apparatus according to the third aspect, wherein the tooth height at the axially central portion of the pinion gear that revolves backward in the pinion gear set with respect to the rotational direction of the differential case when the vehicle is traveling forward is provided at both ends. The tooth tip of the helical pinion gear, which is continuously higher than the tooth height of the gear, is designed to be in uniform contact with the storage hole, effectively preventing uneven wear and seizure during forward travel where a larger torque is applied than during reverse travel. Can be prevented.
[0025]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment has the features of
[0026]
As shown in FIG. 1, the
[0027]
The
[0028]
The left and right rear axles (not shown) pass through the
[0029]
A plurality of long and short storage holes 63 and 65 are formed in the
[0030]
The
[0031]
As shown in FIG. 1,
[0032]
The driving force of the engine that rotates the
[0033]
During the transmission of torque, the tooth tips of the pinion gears 67 and 69 are pressed against the wall surfaces of the storage holes 63 and 65 by the meshing reaction force with the side gears 37 and 39 to generate frictional resistance. In addition, frictional resistance is generated between the end faces of the pinion gears 67 and 69 and the
[0034]
The tooth lines of the
[0035]
As described above with reference to FIGS. 7 to 10, this is a state in which the
[0036]
Thus, the differential device 7 is configured.
[0037]
When the differential device 7 is applied to a vehicle, the behavior of the vehicle body when a large torque is applied, such as when starting or accelerating, is stabilized by the torque-sensitive differential limiting function and the maneuverability is improved.
[0038]
As described above, since the differential device 7 has the tooth height at the center portion of the short
[0039]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment has the features of claims 3 and 4. FIG. 4 shows the gear portion used in this embodiment. In this embodiment, members having the same functions as those in FIG. 1 are referred to by the same reference numerals, and description of these members having the same functions is omitted.
[0040]
As shown in FIG. 4, the gear portion includes a pair of output side helical side gears 91 and 93 and a plurality of sets of long and short helical pinion gears 95 and 97. The side gears 91 and 93 are rotatably supported on the
[0041]
The
[0042]
The tooth lines of the
[0043]
As described above with reference to FIGS. 11 and 12, this is because the
[0044]
In the first and second embodiments described above, in the short helical pinion gears 69 and 97 as shown in FIGS. 2 and 4, a
[0045]
As described above, the differential device of the present invention is used for a rear differential (rear wheel side axle differential), a front differential (front wheel side axle differential), and a center differential (a differential device that distributes driving force to the front wheels and the rear wheels).
[0046]
【The invention's effect】
In the differential device according to
[0047]
In the differential device according to claim 3, the helical pinion gear falls in a direction in which the torsion angle of the tooth line contacting the storage hole is increased by the reaction force received by the first and second gear portions during traveling of the vehicle. In order to prevent hitting, the tooth height at both ends of the helical pinion gear is formed to be continuously lower than the tooth height at the center, and the tooth tips and the storage holes are uniformly contacted over the entire tooth width. It prevents wear and seizure.
[0048]
According to a second aspect and a fourth aspect of the present invention, in the differential device according to the first and third aspects, the helical pinion gear teeth that revolve backward in the pinion gear set with respect to the rotation direction of the differential case when the vehicle travels forward. The tip is in uniform contact with the storage hole, and uneven wear and seizure can be effectively prevented during forward travel in which a larger torque is applied than during reverse travel.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a gear portion used in the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a short helical pinion gear used in the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of a gear portion used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a short helical pinion gear used in the second embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional example.
7 is a cross-sectional view of the conventional example of FIG.
FIG. 8 is a side view for explaining the falling of the helical pinion gear.
FIG. 9 is an end view for explaining the fall of the helical pinion gear.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a difference in gap amount between each portion of the storage hole and the helical pinion gear.
11 is a side view for explaining the tilting of the helical pinion gear having a twist angle direction different from that of FIG. 8. FIG.
12 is a cross-sectional view showing a difference in gap amount between each portion of the storage hole and the helical pinion gear in the example of FIG.
[Explanation of symbols]
7
69,97 Short helical pinion gear (helical pinion gear)
71, 77, 99, 105
Claims (4)
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