JP3701345B2

JP3701345B2 - Differential device

Info

Publication number: JP3701345B2
Application number: JP14742395A
Authority: JP
Inventors: 賢司平石
Original assignee: 栃木富士産業株式会社
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JPH08338509A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭６１−５１６９６号公報に図９、１０のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。
【０００３】
このデファレンシャル装置２０１は、デフケ−ス２０３、同軸配置された出力側のサイドギヤ２０５、２０７、これらの径方向外側に配置された複数組のピニオンギヤ２０９、２１１などを備えている。ピニオンギヤ２０９、２１１はデフケ−ス２０３の収納孔２１３、２１５にそれぞれ摺動回転自在に収納されている。各ピニオンギヤ２０９、２１１はサイドギヤ２０５、２０７の間で互いに噛み合いながらサイドギヤ２０７、２０５と各別に噛み合うことによりサイドギヤ２０７、２０５を連結している。
【０００４】
エンジンの駆動力はデフケ−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。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２０９、２１１と収納孔２１３、２１５との間やサイドギヤ２０５、２０７とデフケ−ス２０３との間で摩擦抵抗が生じる。これらの摩擦抵抗によってデファレンシャル装置２０１は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】
このように構成されたデファレンシャル装置２０１では、軽量化のためにデフケ−ス２０３外周の各収納孔２１３、２１５以外の箇所に肉抜きを施して凹部２１７を形成し、その結果各収納孔２１３、２１５の箇所に凸部２１９、２２１が形成されている。デファレンシャル装置２０１では、これらの凹部２１７と凸部２１９、２２１とを連結する部分が急峻であり、段差部２２３が形成されている。
【０００６】
ところが、トルク伝達時には駆動トルクや、ピニオンギヤ２０９、２１１の噛み合い反力や、サイドギヤ２０５、２０７から受ける噛み合い反力と互いの間の噛み合い反力との方向差によってピニオンギヤ２０９、２１１を倒そうとする転倒力などがデフケ−ス２０３に掛かり、これらの力による応力が段差部２２３に集中し、割れや破損などが発生する恐れがある。従って、このようなことを防止するにはデフケ−ス２０３全体をある程度肉厚にする必要があるから、軽量化が不充分であった。
【０００７】
又、上記のように各ギヤとデフケ−ス２０３との摺動部などで摩擦抵抗を発生させて差動制限機能を得るように構成されたデファレンシャル装置２０１では、各摺動部、特に収納孔２１３、２１５に大きな力が掛かるから、これらの箇所が潤滑不足になると、摩擦抵抗が変動して差動制限機能が不安定になると共に、焼き付きや異常摩耗などが生じてデファレンシャル装置２０１の耐久性が低下する。従って、デフケ−ス２０３の内部はオイルを供給して充分に潤滑することが不可欠である。
【０００８】
そこで、この発明は、デフケ−スの収納孔でピニオンギヤの歯先を支承するように構成されたデファレンシャル装置であって、デフケ−スの応力集中を防止し、収納孔に充分なオイルが供給され安定した差動制限機能が得られるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【０００９】
【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、オイル溜りを有するハウジングの内部に配置され、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケ−スと、デフケ−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−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、各収納孔によってデフケ−スの外周に形成された凸部と各収納孔以外の箇所を肉抜きして形成した凹部との間を段差部が形成されないように連結するスロ−プ部とを備え、前記一対のピニオンギヤが、第１と第２のギヤ部を小径の軸部で連結した長いピニオンギヤと、軸部を持たない短いピニオンギヤとからなり、スロ−プ部が、長いピニオンギヤと短いピニオンギヤの各収納孔によって形成された凸部とこれらの凸部に近接して形成された肉抜きの凹部との間に形成され、前記長いピニオンギヤを外部に露出させる開口がデフケ−スに設けられ、デフケ−スの回転によってスロ−プ部がこの開口にオイルを導くことを特徴とする。
【００１０】
請求項２のデファレンシャル装置は、前記開口の一部に、スロープ部と連なる傾斜部が設けられた請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１３】
【作用】
各請求項のデファレンシャル装置では、トルクの伝達中、各ピニオンギヤの歯先がサイドギヤとの噛み合い反力により収納孔の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。又、各ギヤがヘリカルギヤで構成された場合は、噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤの端面と収納孔の端面との間や、サイドギヤとデフケ−ス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機能が得られる。
【００１４】
ここで、各請求項のデファレンシャル装置は、各収納孔によってデフケ−スの外周に形成された凸部と肉抜きによって形成された凹部との間をスロ−プ部で連結したから、従来例と異なって、デフケ−ス外周の凸部と凹部との間には段差部が形成されない。従って、デフケ−スにはトルク伝達時の応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。
【００１５】
また、第１と第２のギヤ部を小径の軸部で連結した長いピニオンギヤと、軸部を持たない短いピニオンギヤとで一対のピニオンギヤを構成し、長いピニオンギヤと短いピニオンギヤの各収納孔によって形成された凸部と、これらの凸部に近接して形成された肉抜きの凹部との間にスロ−プ部を形成したものであり、デフケ−ス外周の凸部と凹部との間に段差部が形成されないから、デフケ−スには応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。
【００１６】
又、このように長短のピニオンギヤを用いる場合は、隣り合ったピニオンギヤ組の間だけでなく、互いに噛み合ったピニオンギヤの間にも凸部と凹部とが形成されるから、スロ−プ部はこれらの一方又は両方に設けられ、応力集中を防止する。
【００１７】
また、長いピニオンギヤを外部に露出させる開口をデフケ−スに設け、デフケ−スが回転すると、スロ−プ部によってこの開口にオイルが導かれるように構成したものであり、デフケ−ス外周の凸部と凹部との間に段差部が形成されず、応力集中による割れや破損などが防止される。
【００１８】
更に、このように開口から導入されるオイルによってデフケ−スの内部、特に収納孔の潤滑性が向上するから、焼き付きや異常摩耗などが防止されて耐久性が向上すると共に、摩擦抵抗の変動が防止されて安定した差動制限機能が得られる。
【００１９】
請求項２のデファレンシャル装置は、開口の一部にスロープ部と連なる傾斜部を設けたものであり、デフケースに応力集中せず、割れや破損などが防止される。
【００２０】
更に、開口の一部又は全部をスロ−プ部側に傾斜させたことによって開口へのオイル導入効率が高まり、焼き付きや異常摩耗などの防止効果及び耐久性の向上効果と、差動制限機能の安定化効果とが更に向上する。
【００２１】
【実施例】
図１ないし３により本発明の第１実施例を説明する。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。
【００２２】
図１のように、デファレンシャル装置１のデフケ−ス３はケ−シング本体５とカバ−７とをボルト９で固定して構成されている。デフケ−ス３にはリングギヤが固定されている。このリングギヤは駆動力伝達系の駆動ギヤと噛み合っており、こうしてデフケ−ス３はトランスミッションとこの駆動力伝達系とを介してエンジンの駆動力により回転駆動される。
【００２３】
デファレンシャル装置１はデフキャリヤ（ハウジング）の内部に配置されており、デフケ−ス３は左右のボス部１１、１３で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。
【００２４】
デフケ−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１５、１７（出力側サイドギヤ）が配置されている。
【００２５】
各サイドギヤ１５、１７の中空のボス部１９、２１はデフケ−ス３の支承部２３、２５によって回転自在に支承されている。ボス部１９、２１の内側に形成された大径部２７、２９には、これらの内周に跨がってスラストブロック３１が配置され、サイドギヤ１５、１７の各自由端を支承しセンタ−リングしている。
【００２６】
左右の車輪側出力軸はそれぞれデフケ−ス３のボス部１１、１３を貫通し、サイドギヤ１５、１７のボス部１９、２１にスプライン連結されている。サイドギヤ１５、１７とデフケ−ス３との間にはそれぞれスラストワッシャ３３が配置されており、サイドギヤ１５、１７の間（スラストブロック３１の外周側）にはスラストワッシャ３５が配置されている。
【００２７】
図１のようにデフケ−ス３には長短の収納孔３７、３９が形成されており、これらは周方向に４組形成されている。各収納孔３７、３９にはそれぞれヘリカルギヤで構成された長短のピニオンギヤ４１、４３が摺動回転自在に収納されている。
【００２８】
長いピニオンギヤ４１は、第１と第２のギヤ部４５、４７とこれらを連結する小径の軸部４９とからなり、第１ギヤ部４５は右のサイドギヤ１７と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ４３は、互いの間に軸部を持たない第１と第２のギヤ部５１、５３からなり、第１ギヤ部５１は左のサイドギヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部５３はピニオンギヤ４１の第２ギヤ部４７と噛み合っている。
【００２９】
デフケ−ス３を回転させるエンジン１の駆動力は、ピニオンギヤ４３、４１からサイドギヤ１５、１７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４１、４３の自転によってエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３０】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ４１、４３の歯先はサイドギヤ１７、１５との噛み合い反力により収納孔３７、３９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４１、４３と収納孔３７、３９の各端面の間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ３３を介してサイドギヤ１５、１７とデフケ−ス３との間で、又スラストワッシャ３５を介してサイドギヤ１５、１７の間で摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００３１】
図１のように、デフケ−ス３の側面部には開口５５、５７、５９が設けられており、ボス部１１、１３の内周には螺旋状のオイル溝６１、６３が形成されている。図１に示すように、開口５９は収納孔３７と連通しており、図１、２に示すように、開口５９からは長いピニオンギヤ４１が外部に露出している。
【００３２】
又、図１、２に示すように、デフケ−ス３の外周には収納孔３７、３９によって凸部６５、６７が形成されており、収納孔３９による凸部６７の右方には肉抜きが施されて凹部６９が形成されている。図２、３に示すように、凸部６５の右端側とこの凹部６９との間には曲面状のスロ−プ部７１が形成され、段差部を形成せずにこれらを連結している。
【００３３】
このように、従来例と異なって、デフケ−ス３の凸部６５と凹部６９は段差部を形成せず滑らかな形状で連結されているから、駆動トルクや、ピニオンギヤ４１、４３の噛み合い反力や、サイドギヤ１５、１７から受ける噛み合い反力と互いの間の噛み合い反力との方向差によってピニオンギヤ４１、４３に生じる転倒力などがデフケ−ス３に掛かるトルク伝達時にも、凸部６５と凹部６９との間で応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。従って、応力集中による割れや破損などを防止するためにデフケ−ス３を肉厚にする必要がないから、上記の肉抜きと相まって充分な軽量化が行える。
【００３４】
デファレンシャル装置１が静止しているときは、開口５５、５７、５９とオイル溝６１、６３のうちデフキャリヤのオイル溜りに浸漬されているものを介してオイルがデフケ−ス３の内部に流入し、収納孔３７、３９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。
【００３５】
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デフキャリヤの内壁で跳ね返ったオイルが、開口５５、５７、５９やオイル溝６１、６３などからデフケ−ス３に流入して内部を潤滑する。
【００３６】
又、デファレンシャル装置１が図２の矢印７３の方向に回転すると、その回転によってオイル溜りのオイルが、図２の矢印７５と図３の矢印７７のように、スロ−プ部７１の面に沿って案内され、開口５９から収納孔３７を介してデフケ−ス３の内部に供給され、デフケ−ス３の内部、特に収納孔３７とピオンギヤ４１との間を潤滑する。
【００３７】
このように、デファレンシャル装置１は収納孔３７、３９や各ギヤの噛み合い部などの各潤滑部が充分に潤滑されるから、各部の摩擦抵抗の変動が防止され、トルク感応型の差動制限機能が安定すると共に、各摺動部やギヤの噛み合い部での焼き付きや異常摩耗などが防止され、耐久性が大きく向上する。
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００３８】
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の安定したトルク感応型差動制限機能によって、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向上すると共に、デファレンシャル装置１の大きな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。
【００３９】
又、車両が前進走行するとき、デファレンシャル装置１が図２の矢印７３の方向に回転するように構成すれば、大きな駆動トルクが掛かる前進走行時にオイル流入量が増加し潤滑性が向上するから、差動制限機能の安定化効果や耐久性の向上効果が特に大きくなる。
【００４０】
次に、図４により本発明の第２実施例を説明する。なお、図４及び第２実施例の説明において、第１実施例の部材等と同機能の部材等には同符号を与えて引用すると共に、重複を避けるためにこれら同機能部材の説明は省く。
【００４１】
本発明において、スロ−プ部の形状は第１実施例のような曲面状に限らない。この実施例はスロ−プ部を他の形状にした例である。
【００４２】
図４に示すように、肉抜きによる凹部６９の右端側と収納孔３７の凸部６５との間にはテ−パ状のスロ−プ部７９が形成され、段差部を形成せずにこれらを連結している。又、開口５９の一部にはこのスロ−プ部７９の方向にスロ−プ部７９と同一勾配の傾斜部８１が形成されている。
【００４３】
このように、凸部６５と凹部６９との間に段差部が形成されないから、駆動トルクや、ピニオンギヤ４１、４３の噛み合い反力及び転倒力などがデフケ−ス３に掛かるトルク伝達時にも、デフケ−ス３に応力集中が発生せず、割れや破損などが防止されると共に、応力集中による割れや破損などを防止するためにデフケ−ス３を肉厚にする必要がないから、上記の肉抜きと相まって充分な軽量化を行うことが可能になる。
【００４４】
又、実施例のデファレンシャル装置が図４の矢印８３の方向に回転すると、この回転によってオイル溜りのオイルが、矢印８５のように、スロ−プ部７９の面に沿って案内され、開口５９から収納孔３７を介してデフケ−ス３の内部に供給され、デフケ−ス３の内部、特に収納孔３７とピオンギヤ４１との間を潤滑する。
このとき、傾斜部８１を形成したことによって開口５９へのオイル導入効果が高まる。
【００４５】
こうして、デファレンシャル装置は収納孔３７、３９や各ギヤの噛み合い部などの各潤滑部が充分に潤滑され、各部の摩擦抵抗の変動が防止され、トルク感応型の差動制限機能が安定すると共に、各摺動部やギヤの噛み合い部での焼き付きや異常摩耗などが防止され、耐久性が大きく向上する。
こうして、第２実施例のデファレンシャル装置が構成されている。
【００４６】
このデファレンシャル装置を搭載した車両は、その安定したトルク感応型差動制限機能によって、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向上すると共に、デファレンシャル装置の大きな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。
【００４７】
又、車両が前進走行するとき、デファレンシャル装置が図４の矢印８３の方向に回転するように構成すれば、大きな駆動トルクが掛かる前進走行時にオイル流入量が増加して潤滑性が向上し、差動制限機能の安定化効果や耐久性の向上効果が特に大きくなる。
【００４８】
次に、図５ないし図８により本発明の参考例を説明する。なお、これらの図面及び第３実施例の説明において、第１実施例の部材等と同機能の部材等には同符号を与えて引用すると共に、重複を避けるためにこれら同機能部材の説明は省く。なお、図６、８は左右の方向を図１、２と反対方向にしてある。
【００４９】
この実施例は、長いピニオンギヤをデフケ−スの外部に露出させない例であり、隣り合ったピニオンギヤ組の間だけでなく、互いに噛み合ったピニオンギヤ組の間にもスロ−プ部を設けた例である。
【００５０】
図５、６のように、長いピニオンギヤ４１の収納孔３７による凸部６５と、短いピニオンギヤ４３の収納孔３９による凸部６７との間にはテ−パ状のスロ−プ部８７が形成され、段差部を形成せずにこれらを連結している。又、図７、８のように、隣り合ったピニオンギヤ組の間では、凸部６５と凸部６７との間にテ−パ状のスロ−プ部８９が形成されている。
【００５１】
このように、互いに噛み合ったピニオンギヤ組の間だけでなく、隣り合ったピニオンギヤ組の間にもスロ−プ部が設けられ、凸部６５と凸部６７との間に段差部が形成されないから、駆動トルクや、ピニオンギヤ４１、４３の噛み合い反力及び転倒力などがデフケ−ス３に掛かるトルク伝達時にも、凸部６５と凹部６９との間及び凸部６７と凹部６９との間で応力集中が発生せず、割れや破損などが防止されると共に、応力集中による割れや破損などを防止するためにデフケ−ス３を肉厚にする必要がないから、上記の肉抜きと相まって充分な軽量化を行うことが可能になる。
【００５２】
なお、本発明において、長いピニオンギヤをデフケ−スの外部に露出させる開口にオイルを導くスロ−プ部をデフケ−スに回転方向の両側に形成してもよい。こうすれば、車両の前進時と後進時の両方でこの開口からのオイル流入量が増加し、潤滑性を常に高めることができる。
【００５３】
又、長いピニオンギヤが露出する開口へのオイル導入量を増加させる傾斜部は、開口の全面に形成してもよい。上記のように、開口の周方向両側にスロ−プ部を形成する場合は、一側と他側に各スロ−プ部側に傾斜した傾斜部を設ければ、車両の前進時と後進時の両方で開口からのオイル導入量が増加して潤滑性が更に高まる。
【００５５】
等長のピニオンギヤには、サイドギヤの間で互いに噛み合うものと、サイドギヤの軸方向両側で互いに噛み合うものとがあり、本発明によれば、いずれの場合もデフケ−スの外周に形成された凸部と凹部とがスロ−プ部で連結され、応力集中による割れや破損などが防止される。
【００５７】
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−ギヤで構成してもよい。
【００５８】
本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やリヤデフ（後輪側の車軸デフ）やセンタ−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。
【００５９】
【発明の効果】
各請求項のデファレンシャル装置は、収納孔以外の箇所を肉抜きして形成された凹部と各収納孔によって形成された凸部との間をスロ−プ部で連結し、段差部を形成しないから、従来例と異なって、デフケ−スにはトルク伝達時の応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。
【００６０】
また、長いピニオンギヤと短いピニオンギヤとで一対のピニオンギヤを構成し、各ピニオンギヤの収納孔によって形成された凸部とこれらの凸部に近接して形成された肉抜きの凹部との間にスロ−プ部を形成したものであり、デフケ−スにはトルク伝達時の応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。
【００６１】
更に、このように長短のピニオンギヤを用いる場合は、隣り合ったピニオンギヤ組の間だけでなく、互いに噛み合ったピニオンギヤの間でも凸部と凹部とが形成されるから、スロ−プ部はこれらの一方又は両方に設けられ、応力集中を防止する。
【００６２】
また、長いピニオンギヤを外部に露出させる開口をデフケ−スに設け、デフケ−スが回転すると、スロ−プ部に沿ってオイルがこの開口に導かれるように構成したものであり、デフケ−スにはトルク伝達時の応力集中が発生せず、割れや破損などが防止される。
【００６３】
更に、開口から導入されたオイルによってデフケ−スの内部、特に収納孔の潤滑性が向上するから、焼き付きや異常摩耗などが防止されて耐久性が向上すると共に、摩擦抵抗の変動が防止され安定した差動制限機能が得られる。
【００６４】
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、開口の一部に、前記スロープ部側に傾斜してスロープ部と連なる傾斜部が設けられたので、開口へのオイル導入効率が高まり、焼き付きや異常摩耗などの防止効果及び耐久性の向上効果と、差動制限機能の安定化効果とが更に向上する。
【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実施例の要部を示すケ−シング本体の側面図である。
【図３】第１実施例の要部を示す斜視図である。
【図４】第２実施例の要部を示すケ−シング本体の側面図である。
【図５】参考例の要部を示すケ−シング本体の正面図である。
【図６】周方向に展開した図５のＡ矢視図である。
【図７】参考例の要部を示すケ−シング本体の正面図である。
【図８】周方向に展開した図７のＢ矢視図である。
【図９】従来例の断面図である。
【図１０】図９の従来例を右方から見た端面図である。
【符号の説明】
１デファレンシャル装置
３デフケ−ス
１５、１７出力側サイドギヤ
３７、３９収納孔
４１長いピニオンギヤ
４３短いピニオンギヤ
４５、５１第１ギヤ部
４７、５３第２ギヤ部
４９軸部
５９開口
６５、６７凸部
６９凹部（肉抜き）
７１、７９、８７、８９スロ−プ部
８１開口の傾斜部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a differential device used in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Publication No. 61-51696 discloses a differential device 201 as shown in FIGS.
[0003]
The differential device 201 includes a differential case 203, output side gears 205 and 207 arranged coaxially, and a plurality of sets of pinion gears 209 and 211 arranged on the outer side in the radial direction. The pinion gears 209 and 211 are housed in the housing holes 213 and 215 of the differential case 203 so as to be slidable and rotatable. The pinion gears 209 and 211 are connected to the side gears 207 and 205 by meshing with the side gears 207 and 205 separately while meshing with each other between the side gears 205 and 207.
[0004]
The driving force of the engine rotates the differential case 203 and is transmitted from the pinion gears 209 and 211 to the wheel side through the side gears 207 and 205. 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. Also, frictional resistance is generated between the pinion gears 209 and 211 and the storage holes 213 and 215 and between the side gears 205 and 207 and the differential case 203 by the meshing thrust force of the helical gear. Due to these frictional resistances, the differential device 201 obtains a torque-sensitive differential limiting function.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the differential device 201 configured as described above, in order to reduce the weight, a portion other than the respective storage holes 213 and 215 on the outer periphery of the differential case 203 is cut out to form the recesses 217, and as a result, the respective storage holes 213, Convex portions 219 and 221 are formed at the location 215. In the differential device 201, a portion connecting the concave portion 217 and the convex portions 219 and 221 is steep, and a step portion 223 is formed.
[0006]
However, at the time of torque transmission, the pinion gears 209 and 211 are to be brought down by the direction difference between the driving torque, the meshing reaction force of the pinion gears 209 and 211, and the meshing reaction force received from the side gears 205 and 207 and the meshing reaction force between each other. A fall force or the like is applied to the differential case 203, stress due to these forces concentrates on the step portion 223, and there is a possibility that cracking or breakage may occur. Accordingly, in order to prevent such a situation, it is necessary to make the entire differential case 203 thick to some extent, so that the weight reduction is insufficient.
[0007]
Further, in the differential device 201 configured to obtain a differential limiting function by generating frictional resistance at the sliding portions of the gears and the differential case 203 as described above, the sliding portions, particularly the storage holes, are provided. Since a large force is applied to 213 and 215, if these portions are insufficiently lubricated, the frictional resistance fluctuates and the differential limiting function becomes unstable, and seizure and abnormal wear occur, resulting in the durability of the differential device 201. Decreases. Therefore, it is essential that the inside of the differential case 203 is sufficiently lubricated by supplying oil.
[0008]
Therefore, the present invention is a differential device configured to support the tooth tip of the pinion gear by the accommodation hole of the differential case, and prevents stress concentration of the differential case, and sufficient oil is supplied to the accommodation hole. It is an object of the present invention to provide a differential device that can obtain a stable differential limiting function.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
A differential apparatus according to claim 1 is disposed inside a housing having an oil sump, and a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, and a pair of output side gears that are rotatably supported within the differential case. And at least a pair of pinion gears having a first gear portion and a second gear portion meshing with each other, and a pinion gear formed in a differential case so as to be slidably rotatable. A slot that connects between the storage hole to be formed and a convex portion formed on the outer periphery of the differential case by each storage hole and a concave portion formed by removing a portion other than each storage hole so that no stepped portion is formed. and a flop unit, short the pair of pinion gear, a long pinion gear and the first and second gear portions are connected by the small diameter of the shaft portion, without the shaft Pini And a slope portion is formed between the convex portions formed by the respective storage holes of the long pinion gear and the short pinion gear and the hollow portions formed in the vicinity of these convex portions, An opening for exposing the long pinion gear to the outside is provided in the differential case, and the slope portion guides oil to the opening by the rotation of the differential case.
[0010]
The differential apparatus according to claim 2 is the differential apparatus according to claim 1, wherein an inclined portion connected to the slope portion is provided in a part of the opening.
[0013]
[Action]
In the differential device of each claim, during transmission of torque, the tooth tip of each pinion gear is pressed against the wall surface of the storage hole by the meshing reaction force with the side gear, and frictional resistance is generated. In addition, when each gear is constituted by a helical gear, frictional resistance is generated between the end face of each pinion gear and the end face of the storage hole or between the side gear and the differential case by the meshing thrust force. A torque-sensitive differential limiting function is obtained by the resistance.
[0014]
Here, the differential device according to each claim connects the convex portion formed on the outer periphery of the differential case and the concave portion formed by the lightening by each storage hole with a slope portion. In contrast, no stepped portion is formed between the convex portion and the concave portion on the outer periphery of the differential case. Therefore, stress concentration at the time of torque transmission does not occur in the differential case, and cracks and breakage are prevented.
[0015]
A pair of pinion gears is composed of a long pinion gear in which the first and second gear portions are connected by a small-diameter shaft portion and a short pinion gear not having the shaft portion, and is formed by the storage holes of the long pinion gear and the short pinion gear. A slope portion is formed between the convex portions and the hollow concave portions formed close to these convex portions, and a step portion is formed between the convex portion and the concave portion on the outer periphery of the differential case. Therefore, stress concentration does not occur in the differential case, and cracks and breakage are prevented.
[0016]
In addition, when using long and short pinion gears in this way, convex portions and concave portions are formed not only between adjacent pinion gear sets but also between pinion gears engaged with each other. Provided on one or both to prevent stress concentration.
[0017]
In addition, an opening that exposes the long pinion gear to the outside is provided in the differential case, and when the differential case rotates, oil is guided to the opening by the slope portion. A step portion is not formed between the portion and the concave portion, and cracking or breakage due to stress concentration is prevented.
[0018]
Furthermore, since the oil introduced from the opening improves the lubricity of the inside of the differential case, particularly the housing hole, seizure and abnormal wear are prevented, durability is improved, and frictional resistance is fluctuated. Prevented and stable differential limiting function is obtained.
[0019]
The differential apparatus according to claim 2 is provided with an inclined portion that is continuous with the slope portion at a part of the opening, so that stress is not concentrated on the differential case, and cracking or breakage is prevented.
[0020]
Furthermore, by inclining part or all of the opening to the slope part side, the oil introduction efficiency into the opening is enhanced, the effect of preventing seizure and abnormal wear, the effect of improving durability, and the differential limiting function. The stabilization effect is further improved.
[0021]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a differential apparatus 1 of this embodiment. The left and right directions are the left and right directions in FIGS. 1 and 2, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0022]
As shown in FIG. 1, the differential case 3 of the differential device 1 is configured by fixing a casing body 5 and a cover 7 with bolts 9. A ring gear is fixed to the differential case 3. The ring gear meshes with the driving gear of the driving force transmission system, and the differential case 3 is rotationally driven by the driving force of the engine through the transmission and the driving force transmission system.
[0023]
The differential device 1 is disposed inside a differential carrier (housing), and the differential case 3 is supported by the differential carrier via bearings at left and right boss portions 11 and 13. 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.
[0024]
Inside the differential case 3, left and right side gears 15 and 17 (output side gears) each formed of a helical gear are arranged.
[0025]
The hollow boss portions 19 and 21 of the side gears 15 and 17 are rotatably supported by the support portions 23 and 25 of the differential case 3. Thrust blocks 31 are arranged on the large-diameter portions 27 and 29 formed inside the boss portions 19 and 21 so as to straddle the inner peripheries thereof, and the free ends of the side gears 15 and 17 are supported to be centered. are doing.
[0026]
The left and right wheel side output shafts pass through the boss portions 11 and 13 of the differential case 3 and are splined to the boss portions 19 and 21 of the side gears 15 and 17. A thrust washer 33 is disposed between the side gears 15 and 17 and the differential case 3, and a thrust washer 35 is disposed between the side gears 15 and 17 (outside of the thrust block 31).
[0027]
As shown in FIG. 1, long and short storage holes 37 and 39 are formed in the differential case 3, and four sets of these are formed in the circumferential direction. Long and short pinion gears 41 and 43 each formed of a helical gear are accommodated in the respective housing holes 37 and 39 so as to be slidably rotatable.
[0028]
The long pinion gear 41 includes first and second gear portions 45 and 47 and a small-diameter shaft portion 49 that connects them, and the first gear portion 45 meshes with the right side gear 17. The short pinion gear 43 includes first and second gear portions 51 and 53 that do not have a shaft portion therebetween. The first gear portion 51 meshes with the left side gear 15 and the second gear portion 53 is a pinion gear. 41 is engaged with the second gear portion 47 of the motor 41.
[0029]
The driving force of the engine 1 that rotates the differential case 3 is distributed from the pinion gears 43 and 41 to the left and right output shafts via the side gears 15 and 17. Further, for example, when a driving resistance difference occurs between the output shafts during rough road traveling, the driving force of the engine 1 is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of the pinion gears 41 and 43.
[0030]
During torque transmission, the tooth tips of the pinion gears 41 and 43 are pressed against the wall surfaces of the storage holes 37 and 39 by the meshing reaction force with the side gears 17 and 15 to generate frictional resistance. Further, frictional resistance is generated between the end surfaces of the pinion gears 41 and 43 and the storage holes 37 and 39 by the meshing thrust force of the helical gear, and between the side gears 15 and 17 and the differential case 3 via the thrust washer 33. In addition, a frictional resistance is generated between the side gears 15 and 17 via the thrust washer 35. These frictional resistances provide a torque sensitive differential limiting function.
[0031]
As shown in FIG. 1, openings 55, 57, 59 are provided in the side surface portion of the differential case 3, and spiral oil grooves 61, 63 are formed in the inner periphery of the boss portions 11, 13. . As shown in FIG. 1, the opening 59 communicates with the storage hole 37. As shown in FIGS. 1 and 2, the long pinion gear 41 is exposed to the outside from the opening 59.
[0032]
As shown in FIGS. 1 and 2, convex portions 65 and 67 are formed on the outer periphery of the differential case 3 by the accommodating holes 37 and 39, and the right side of the convex portion 67 by the accommodating hole 39 is thinned. Is applied to form a recess 69. As shown in FIGS. 2 and 3, a curved slope portion 71 is formed between the right end side of the convex portion 65 and the concave portion 69, and these are connected without forming a step portion.
[0033]
Thus, unlike the conventional example, the convex portion 65 and the concave portion 69 of the differential case 3 are connected in a smooth shape without forming a stepped portion, so that the driving torque and the meshing reaction force of the pinion gears 41 and 43 are combined. The convex portion 65 and the concave portion are also transmitted during torque transmission when the overturning force generated on the pinion gears 41 and 43 is applied to the differential case 3 due to the difference in direction between the meshing reaction force received from the side gears 15 and 17 and the meshing reaction force between them. Stress concentration does not occur with 69, and cracking and breakage are prevented. Accordingly, since it is not necessary to make the differential case 3 thick in order to prevent cracking or breakage due to stress concentration, a sufficient weight reduction can be achieved in combination with the above-described thinning.
[0034]
When the differential device 1 is stationary, the oil flows into the differential case 3 through the openings 55, 57, 59 and the oil grooves 61, 63 that are immersed in the oil reservoir of the differential carrier, The oil is supplied to the housing holes 37 and 39 and the meshing portions of the gears, and these are lubricated.
[0035]
When the differential device 1 rotates, the oil splashed up from the oil reservoir and bounced off the inner wall of the differential carrier flows into the differential case 3 from the openings 55, 57, 59, the oil grooves 61, 63, etc., and lubricates the inside.
[0036]
Further, when the differential device 1 rotates in the direction of the arrow 73 in FIG. 2, the oil in the oil reservoir is moved along the surface of the slope portion 71 as indicated by the arrow 75 in FIG. 2 and the arrow 77 in FIG. And is supplied from the opening 59 to the inside of the differential case 3 through the storage hole 37, and lubricates the inside of the differential case 3, particularly between the storage hole 37 and the pion gear 41.
[0037]
In this way, the differential device 1 is sufficiently lubricated with the lubricating portions such as the housing holes 37 and 39 and the meshing portions of the gears, so that fluctuation of the frictional resistance of each portion is prevented, and a torque-sensitive differential limiting function. Is stabilized, and seizure and abnormal wear at each sliding portion and gear meshing portion are prevented, and durability is greatly improved.
Thus, the differential apparatus 1 is configured.
[0038]
A vehicle equipped with the differential device 1 improves the behavior of the vehicle body when a large torque is applied, such as at the time of start or acceleration, due to the stable torque-sensitive differential limiting function of the differential device 1, and the differential device 1. Excellent maneuverability and stability over a long period of time due to its great durability.
[0039]
Further, if the differential device 1 is configured to rotate in the direction of the arrow 73 in FIG. 2 when the vehicle travels forward, the amount of oil inflow increases during forward travel when a large driving torque is applied, and lubricity improves. The effect of stabilizing the differential limiting function and the effect of improving the durability are particularly great.
[0040]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of FIG. 4 and the second embodiment, members having the same functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and description of these members having the same functions is omitted to avoid duplication. .
[0041]
In the present invention, the shape of the slope portion is not limited to the curved shape as in the first embodiment. This embodiment is an example in which the slope portion has another shape.
[0042]
As shown in FIG. 4, a taper-shaped slope portion 79 is formed between the right end side of the concave portion 69 and the convex portion 65 of the storage hole 37 by the thinning, and these step portions are not formed. Are connected. In addition, an inclined portion 81 having the same gradient as the slope portion 79 is formed in a part of the opening 59 in the direction of the slope portion 79.
[0043]
As described above, since the stepped portion is not formed between the convex portion 65 and the concave portion 69, the driving torque, the meshing reaction force of the pinion gears 41 and 43, the overturning force, and the like are transmitted even when torque is applied to the differential case 3. -Since stress concentration does not occur in the case 3 and cracks and breakage are prevented, it is not necessary to make the differential case 3 thick in order to prevent cracks and breakage due to stress concentration. Combined with the removal, it is possible to reduce the weight sufficiently.
[0044]
Further, when the differential device of the embodiment rotates in the direction of the arrow 83 in FIG. 4, the oil in the oil reservoir is guided along the surface of the slope portion 79 as indicated by the arrow 85 by this rotation, and from the opening 59. The oil is supplied to the inside of the differential case 3 through the storage hole 37 and lubricates the inside of the differential case 3, particularly between the storage hole 37 and the pion gear 41.
At this time, the effect of introducing oil into the opening 59 is enhanced by forming the inclined portion 81.
[0045]
Thus, in the differential device, each lubrication part such as the accommodation holes 37, 39 and the meshing part of each gear is sufficiently lubricated, the fluctuation of the frictional resistance of each part is prevented, and the torque sensitive differential limiting function is stabilized. Seizure and abnormal wear at each sliding portion and gear meshing portion are prevented, and durability is greatly improved.
Thus, the differential apparatus of the second embodiment is configured.
[0046]
Vehicles equipped with this differential device have a stable torque-sensitive differential limiting function that improves the behavior of the vehicle body when a large torque is applied, such as when starting or accelerating, and the durability of the differential device is great. Provides excellent maneuverability and stability over a long period of time.
[0047]
Further, if the differential device is configured to rotate in the direction of the arrow 83 in FIG. 4 when the vehicle travels forward, the amount of oil inflow increases during forward travel when a large driving torque is applied, and the lubricity improves. The effect of stabilizing the dynamic limiting function and the effect of improving the durability are particularly large.
[0048]
Next, a reference example of the present invention will be described with reference to FIGS. In these drawings and the description of the third embodiment, members having the same functions as those of the first embodiment are given the same reference numerals, and the description of these members having the same functions is omitted in order to avoid duplication. Omit. 6 and 8, the left and right directions are opposite to those in FIGS.
[0049]
This embodiment is an example in which a long pinion gear is not exposed to the outside of the differential case, and is an example in which a slope portion is provided not only between adjacent pinion gear sets but also between pinion gear sets engaged with each other. .
[0050]
As shown in FIGS. 5 and 6, a taper-shaped slope portion 87 is formed between the convex portion 65 formed by the storage hole 37 of the long pinion gear 41 and the convex portion 67 formed by the storage hole 39 of the short pinion gear 43. These are connected without forming a stepped portion. Further, as shown in FIGS. 7 and 8, a taper-shaped slope portion 89 is formed between the convex portion 65 and the convex portion 67 between the adjacent pinion gear sets.
[0051]
Thus, not only between the pinion gear sets meshing with each other, but also between the adjacent pinion gear sets, a slope portion is provided, and no stepped portion is formed between the convex portion 65 and the convex portion 67. Stress concentration is also caused between the convex portion 65 and the concave portion 69 and between the convex portion 67 and the concave portion 69 even when torque is applied to the differential case 3 by the driving torque, the meshing reaction force of the pinion gears 41 and 43, and the overturning force. Does not occur, prevents cracking and breakage, and it is not necessary to make the differential case 3 thick to prevent cracking or breakage due to stress concentration. Can be performed.
[0052]
In the present invention, slope portions for guiding the oil to the opening that exposes the long pinion gear to the outside of the differential case may be formed on both sides of the differential case in the rotational direction. In this way, the amount of oil inflow from this opening increases both when the vehicle is moving forward and when the vehicle is moving backward, and the lubricity can always be improved.
[0053]
Further, an inclined portion that increases the amount of oil introduced into the opening through which the long pinion gear is exposed may be formed on the entire surface of the opening. As described above, when the slope part is formed on both sides in the circumferential direction of the opening, if the slope part inclined to each slope part side is provided on one side and the other side, when the vehicle moves forward and backward In both cases, the amount of oil introduced from the opening is increased and the lubricity is further improved.
[0055]
Equal length pinion gears include those that mesh with each other between the side gears and those that mesh with each other on both sides in the axial direction of the side gears. According to the present invention, in any case, the convex portions formed on the outer periphery of the differential case And the concave portion are connected by a slope portion to prevent cracking or breakage due to stress concentration.
[0057]
In the present invention, the pinion gear and the side gear may be constituted by a spur gear instead of the helical gear.
[0058]
The differential device of the present invention can be used for any of front differentials (front wheel axle differentials), rear differentials (rear wheel axle differentials), and center differentials (differential devices that distribute engine driving force to the front and rear wheels). Is also used.
[0059]
【The invention's effect】
In the differential device of each claim, the concave portion formed by hollowing out the portion other than the storage hole and the convex portion formed by each storage hole are connected by the slope portion, and the step portion is not formed. Unlike the conventional example, the differential case does not cause stress concentration at the time of torque transmission, and cracks and breakage are prevented.
[0060]
In addition, a pair of pinion gears is constituted by a long pinion gear and a short pinion gear, and a slope is formed between a convex portion formed by a storage hole of each pinion gear and a hollow concave portion formed in the vicinity of these convex portions. In the differential case, stress concentration during torque transmission does not occur in the differential case, and cracking and breakage are prevented.
[0061]
Further, when using long and short pinion gears in this way, a convex portion and a concave portion are formed not only between adjacent pinion gear sets but also between pinion gears engaged with each other. Or it is provided in both, and stress concentration is prevented.
[0062]
Also, an opening that exposes the long pinion gear to the outside is provided in the differential case, and when the differential case rotates, oil is guided to the opening along the slope portion. Does not cause stress concentration during torque transmission and prevents cracking and breakage.
[0063]
In addition, the oil introduced from the opening improves the lubricity of the inside of the differential case, especially the storage hole, so that seizure and abnormal wear are prevented and durability is improved, and fluctuation of frictional resistance is prevented and stable. The differential limiting function is obtained.
[0064]
The differential device according to claim 2 is the differential device according to claim 1, wherein an inclined portion that is inclined toward the slope portion side and is connected to the slope portion is provided in a part of the opening, so that the efficiency of oil introduction into the opening is increased. Further, the effect of preventing seizure and abnormal wear, the effect of improving the durability, and the effect of stabilizing the differential limiting function are further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a casing body showing a main part of the first embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the first embodiment.
FIG. 4 is a side view of a casing body showing a main part of a second embodiment.
FIG. 5 is a front view of a casing body showing a main part of a reference example.
6 is a view as seen from an arrow A in FIG. 5 developed in the circumferential direction.
FIG. 7 is a front view of a casing body showing a main part of a reference example.
8 is a view taken in the direction of arrow B in FIG. 7 developed in the circumferential direction.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional example.
10 is an end view of the conventional example of FIG. 9 viewed from the right side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Differential apparatus 3 Differential case 15, 17 Output side gear 37, 39 Storage hole 41 Long pinion gear 43 Short pinion gear 45, 51 1st gear part 47, 53 2nd gear part 49 Shaft part 59 Opening 65, 67 Convex part 69 Concave part (Without meat)
71, 79, 87, 89 Slope part 81 Inclined part of opening

Claims

A differential case that is arranged inside a housing having an oil sump and 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 radially outer sides of these side gears And at least a pair of pinion gears each having a first gear portion and a second gear portion meshing with each other separately, a housing hole formed in a differential case for slidingly and rotatably housing each pinion gear, and each housing hole the differential casing - scan outer periphery and formed convex portion a portion other than the housing hole of the coupling so that the stepped portion is not formed between a recess formed by lightening Ro - a flop portion, the pair The pinion gear is composed of a long pinion gear in which the first and second gear portions are connected by a small-diameter shaft portion and a short pinion gear having no shaft portion, and the slope portion is An opening for exposing the long pinion gear to the outside is formed between the convex portions formed by the respective receiving holes of the large pinion gear and the short pinion gear and the hollow portions formed in the vicinity of the convex portions. A differential device characterized in that a slope portion guides oil to the opening by rotation of a differential case.

The differential device according to claim 1, wherein an inclined portion connected to the slope portion is provided in a part of the opening.