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JP7760966B2 - 差動ギヤ装置 - Google Patents
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JP7760966B2 - 差動ギヤ装置 - Google Patents

差動ギヤ装置

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JP7760966B2 JP2022104866A JP2022104866A JP7760966B2 JP 7760966 B2 JP7760966 B2 JP 7760966B2 JP 2022104866 A JP2022104866 A JP 2022104866A JP 2022104866 A JP2022104866 A JP 2022104866A JP 7760966 B2 JP7760966 B2 JP 7760966B2
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Description

本発明は、差動ケースを備えた差動ギヤ装置に関する。
差動ケースを備えた差動ギヤ装置が知られている。特許文献1には、第1ケース部材及び第2ケース部材を有する差動ケースが記載されている。この差動ギヤ装置では、外周ギヤ部材と第2ケース部材との間に第1ケース部材の被挟持部が挟まれて、それらがボルトにより締結されている。
特開2016-121810号公報
ここで、特許文献1に記載の差動ギヤ装置では、軸方向の一方側から第2ケース部材、第1ケース部材、外周ギヤ部材の順に配置されていると共に、第2ケース部材と第1ケース部材との径方向の嵌合部と第1ケース部材と外周ギヤ部材との径方向の嵌合部とが軸方向に並んで配置されているため、軸方向における差動ギヤ装置の小型化が困難という課題があった。
そこで、軸方向における小型化が可能な差動ギヤ装置の実現が望まれる。
本開示に係る差動ギヤ装置は、互いに噛合う複数の差動ギヤを有する差動ギヤ機構と、前記差動ギヤ機構を収容すると共に予め定められた回転軸心回りに回転する差動ケースと、前記差動ケースと一体的に回転する外周ギヤ部材と、を備えた差動ギヤ装置であって、前記回転軸心に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸心に直交する方向を径方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側として、前記差動ケースは、第1ケース部材と第2ケース部材とを備え、前記第1ケース部材は、前記外周ギヤ部材と前記第2ケース部材との前記軸方向の間に挟まれる被挟持部と、前記第2ケース部材が前記径方向に嵌合する第1被嵌合部と、前記外周ギヤ部材が前記径方向に嵌合する第2被嵌合部と、を備え、前記第2ケース部材は、前記被挟持部に対して前記軸方向第1側から接する第1挟持部と、前記第1被嵌合部に対して前記径方向の内側に嵌合する第1嵌合部と、を備え、前記外周ギヤ部材は、前記被挟持部に対して前記軸方向第2側から接する第2挟持部と、前記第2被嵌合部に対して前記径方向の外側に嵌合する第2嵌合部と、を備え、前記被挟持部と前記第1挟持部と前記第2挟持部とが、締結部材により一体的に締結固定され、前記第1被嵌合部及び前記第1嵌合部は、前記被挟持部、前記第2被嵌合部、及び、前記第2嵌合部よりも前記径方向の内側にあって前記径方向に沿う径方向視で前記被挟持部と重複するように配置されている。
本構成によれば、第1被嵌合部及び第1嵌合部が径方向視で被挟持部と重複するように配置されているため、第1被嵌合部及び第1嵌合部を被挟持部と軸方向にずらして配置した場合に比べて、軸方向における差動ケースの小型化、延いては差動ギヤ装置の小型化を図り易い。
本開示に係る技術のさらなる特徴と利点は、図面を参照して記述する以下の例示的かつ非限定的な実施形態の説明によってより明確になるであろう。
第1の実施形態に係る差動ギヤ装置の断面図。 第1の実施形態に係る被挟持部周辺の拡大図。 第2の実施形態に係る差動ギヤ装置の断面図。 第2の実施形態に係る被挟持部周辺の拡大図。 比較例の差動ギヤ装置の断面図。
〔第1の実施形態〕
以下では、第1の実施形態に係る差動ギヤ装置10について、図面を参照して説明する。図1は、差動ギヤ装置10の断面図である。差動ギヤ装置10は、例えば図示しない車両用駆動源及び左右一対の駆動輪の間に介挿されている。差動ギヤ装置10は、互いに噛合う複数の差動ギヤ21、22を有する差動ギヤ機構20と、差動ギヤ機構20を収容すると共に予め定められた回転軸心回りに回転する差動ケース12と、差動ケース12と一体的に回転する外周ギヤ部材60と、を備えている。また、差動ケース12は、第1ケース部材30と第2ケース部材40とを備えている。本実施形態では、複数の差動ギヤは、一対の第1ベベルギヤ21及び一対の第2ベベルギヤ22である。ここで、回転軸心X1に沿う方向を軸方向Lとし、回転軸心X1に直交する方向を径方向Rとする。また、軸方向Lの一方側を軸方向第1側L1とし、軸方向Lの他方側を軸方向第2側L2とする。
図2は第1ケース部材30の被挟持部31周辺の拡大図である。第1ケース部材30は、外周ギヤ部材60と第2ケース部材40との軸方向Lの間に挟まれる被挟持部31と、第2ケース部材40が径方向Rに嵌合する第1被嵌合部33と、外周ギヤ部材60が径方向Rに嵌合する第2被嵌合部34と、を備えている。本実施形態では、第1被嵌合部33は、径方向Rの内側を向く第1嵌合内周面33nを備えている。また、第2被嵌合部34は、径方向Rの外側を向く第2嵌合外周面34gを備えている。第2嵌合外周面34gは、第1嵌合内周面33nよりも径方向Rの外側に配置されている。
第2ケース部材40は、被挟持部31に対して軸方向第1側L1から接する第1挟持部41と、第1被嵌合部33に対して径方向Rの内側に嵌合する第1嵌合部43と、を備えている。本実施形態では、第1挟持部41は、軸方向第2側L2を向く第1接合面41bを備え、第1接合面41bが被挟持部31の軸方向第1側L1の面に接する。また、本実施形態では、第1嵌合部43は、径方向Rの外側を向く第1嵌合外周面43gを備えている。第1嵌合外周面43gは、被挟持部31の第1嵌合内周面33nと嵌合する。
外周ギヤ部材60は、被挟持部31に対して軸方向第2側L2から接する第2挟持部61と、第2被嵌合部34に対して径方向Rの外側に嵌合する第2嵌合部64と、を備えている。本実施形態では、第2挟持部61は、軸方向第1側L1を向く第2接合面61aを備え、第2接合面61aが被挟持部31の軸方向第2側L2の面に接する。また、本実施形態では、第2嵌合部64は、径方向Rの内側を向く第2嵌合内周面64nを備えている。第2嵌合内周面64nは、被挟持部31の第2嵌合外周面34gと嵌合する。
被挟持部31と第1挟持部41と第2挟持部61とは、締結部材70により一体的に締結固定される。これにより、第1ケース部材30と外周ギヤ部材60と第2ケース部材40とが接合される。本実施形態では、被挟持部31と第1挟持部41と第2挟持部61とが、軸方向Lに沿う軸方向視で互いに重複するように配置されている。ここで、複数の要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が当該複数の要素の全てに交わる領域が存在することを指す。また、本実施形態では、締結部材70は、頭付きのボルトである。
図1に示すように、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43は、被挟持部31、第2被嵌合部34、及び、第2嵌合部64よりも径方向Rの内側にあって径方向Rに沿う径方向視で被挟持部31と重複するように配置されている。このようにすれば、図5に示す比較例のような第1被嵌合部33及び第1嵌合部43を被挟持部31と軸方向Lにずらして配置した場合に比べて、軸方向Lにおける差動ケース12の小型化、延いては差動ギヤ装置10の小型化を図り易い。なお、図5に示す比較例は、本開示に関わる技術の実施例ではないが、本開示に関わる技術の実施例(図1)との比較を容易にするために、図1と同様の符号を図5に付している。
本実施形態では、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64は、被挟持部31に対して軸方向第2側L2に配置されている。そして、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64は、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43よりも径方向Rの外側に配置されている。このようにすれば、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64を適切に配置することができ、軸方向Lにおける差動ケース12及び差動ギヤ装置10の小型化をより図り易い。また、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43が、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64と径方向Rに沿う径方向視で重複するように配置されても良い。例えば、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43における軸方向第2側L2の一部が、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64における軸方向第1側L1の一部と、径方向視で重複するように配置された構成とすることができる。
本実施形態では、外周ギヤ部材60は、第2挟持部61及び第2嵌合部64よりも径方向Rの外側において、前記第2挟持部61よりも軸方向第1側L1に突出するように形成された外周ギヤ歯66を備えている。また、本実施形態では、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43は、径方向視で外周ギヤ歯66と重複するように配置されている。このようにすれば、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43を外周ギヤ歯66と軸方向Lにずらして配置した場合に比べて、軸方向Lにおける差動ギヤ装置10の小型化を図り易い。なお、図示の例では、外周ギヤ歯66は斜歯である。
本実施形態では、差動ギヤ機構20は、回転軸心X1回りに差動ケース12に対して回転自在に支持された一対の第1ベベルギヤ21と、径方向Rに沿うギヤ支持軸23によって回転自在に支持され、一対の第1ベベルギヤ21に噛み合う複数の第2ベベルギヤ22と、を備えている。本実施形態では、一対の第1ベベルギヤ21は、ギヤ支持軸23に対して軸方向Lの両側に分かれて配置されている。また、第2ベベルギヤ22は、一対設けられて径方向Rに沿って互いに間隔を空けて対向した状態でギヤ支持軸23の軸心X2に対して回転可能に支持されている。
本実施形態では、ギヤ支持軸23は、第2ケース部材40に支持されている。また、ギヤ支持軸23は、径方向視で外周ギヤ歯66と重複するように配置されている。このようにすれば、軸方向Lにおいて差動ギヤ機構20の軸方向中央位置と外周ギヤ歯66の軸方向中央位置とを近づけやすい。従って、軸方向Lにおける差動ギヤ装置10の小型化を図り易い。図示の例では、ギヤ支持軸23は、差動ケース12と一体的に回転するように第2ケース部材40に支持されている。また、ギヤ支持軸23は、差動ケース12に径方向Rに沿って形成された一対の貫通孔である軸挿通孔44に挿通されている。ギヤ支持軸23と外周ギヤ歯66との径方向視の重複は一部の重複でも良く、ギヤ支持軸23の全部が重複していても良い。図示の例では、ギヤ支持軸23の軸心X2が径方向視で外周ギヤ歯66と重複するように配置されている。
本実施形態では、第2ケース部材40に対するギヤ支持軸23の径方向Rの移動を規制するために、軸方向Lに沿って第2ケース部材40と前記ギヤ支持軸23との双方に挿通される規制部材51を、差動ギヤ装置10が備えている。また、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43は、径方向視で規制部材51と重複するように配置されている。このようにすれば、第2ケース部材40にギヤ支持軸23とその移動を規制するための規制部材51とが取り付けられる場合において、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43が径方向視で規制部材51と重複するように配置されているため、図5に示す比較例のような第1被嵌合部33及び第1嵌合部43を規制部材51と軸方向Lにずらして配置した場合に比べて、軸方向Lにおける差動ギヤ装置10の小型化を図り易い。
図2に示す例では、規制部材51は軸方向Lに沿って延在する棒状の抜け止めピンである。また、図2に示す例では、規制部材51は、第2ケース部材40に設けられた規制孔52に軸方向第2側L2から挿入され、第1ケース部材30の軸方向第1側L1を向く面により抜け止めされている。
本実施形態では、締結部材70としてのボルトの頭部71は、第2ケース部材40の第1挟持部41に対して軸方向第1側L1に配置されている。ボルトの頭部71は、径方向視で外周ギヤ歯66と重複するように配置されている。このようにすれば、ボルトの頭部71が外周ギヤ歯66に対して軸方向第2側L2に突出することを回避できるため、軸方向Lにおける差動ギヤ装置10の更なる小型化を図り易い。ボルトの頭部71と外周ギヤ歯66との径方向視の重複は一部の重複でも良く、ボルトの頭部71の全部が重複していても良い。
図2に示す例では、第1挟持部41におけるボルト(締結部材70)が挿通する挿通部41mは通し孔である。また、被挟持部31における締結部材70であるボルト(締結部材70)が挿通する挿通部31mは通し孔である。また、第2挟持部61におけるボルト(締結部材70)が挿通する挿通部61mはめねじ孔である。
図2に示す例では、ボルトの頭部71は、径方向視でギヤ支持軸23と重複するように配置されている。このボルトの頭部71とギヤ支持軸23との径方向視の重複は一部の重複でも良く、ボルトの頭部71の全部が重複していても良い。また、第2ケース部材40の第1挟持部41は、径方向視でギヤ支持軸23より軸方向第2側L2側に配置されていることが望ましい。すなわち、第1挟持部41は、径方向視でギヤ支持軸23と重複しないように配置されていることが望ましい。
本実施形態では、差動ギヤ機構20は、一対の出力軸80と連結されて外周ギヤ部材60の回転を一対の出力軸80に分配するよう構成されている。本実施形態では、外周ギヤ部材60が差動ギヤ機構20の入力要素であり、一対の出力軸80が差動ギヤ機構20の出力要素である。一対の出力軸80は、それぞれ図示しない駆動輪と連結されている。
また、本実施形態では、一対の出力軸80は、差動ギヤ機構20から軸方向Lの両側にそれぞれ延出するように、差動ギヤ機構20に連結されている。本実施形態では、一対の第1ベベルギヤ21がそれぞれ一対の出力軸80に連結されている。図示の例では、一対の第1ベベルギヤ21が軸方向Lに延在する筒状部21hを有し、筒状部21hの内周面にスプライン21sが形成されている。この第1ベベルギヤ21のスプライン21sに対応し、一対の出力軸80の外周面にも、それぞれスプライン80sが形成されている。これらのスプライン同士が係合することにより、一対の第1ベベルギヤ21と一対の出力軸80とがそれぞれ一体的に回転する。
また、本実施形態では、第1ケース部材30は、出力軸80が軸方向Lに挿通する第1貫通孔30mを備えている。また、第2ケース部材40は、出力軸80が軸方向Lに挿通する第2貫通孔40mを備えている。図示の例では、第1貫通孔30mと第2貫通孔40mは、同軸に配置されている。また、図示の例では、一対の第1ベベルギヤ21の筒状部21hが出力軸80とともに、それぞれ第1貫通孔30mと第2貫通孔40mを挿通している。第1貫通孔30mの内周面及び第2貫通孔40mの内周面には、差動ケース12の内部に潤滑油を導くための螺旋溝81が形成されている。
また、本実施形態では、第1ケース部材30と第2ケース部材40との少なくとも一方が筒状の部材であり、第1ケース部材30と第2ケース部材40とが締結部材70により締結固定されることで、差動ケース12の内部に差動ギヤ機構20が収容されている。
また、本実施形態では、第1ケース部材30は、第1貫通孔30mを囲むように形成された第1筒状部36を備えている。また、第2ケース部材40は、第2貫通孔40mを囲むように形成された第2筒状部46を備えている。また、第1筒状部36は差動ケース軸受82aを介し、第2筒状部46は差動ケース軸受82bを介して、非回転部材であるハウジング83に回転軸心X1回りに回転可能に支持されている。これにより、第1ケース部材30、第2ケース部材40、及び、外周ギヤ部材60がハウジング83に回転軸心X1回りに回転可能に支持されている。すなわち、第1ケース部材30は、差動ケース軸受82aに支持される被支持部として機能する第1筒状部36を備え、第2ケース部材40は、差動ケース軸受82bに支持される被支持部として機能する第2筒状部46を備えている。このように、差動ケース12は、軸方向Lに離間して配置された一対の差動ケース軸受82a、82bを介して非回転部材に支持されている。
本実施形態では、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64は、差動ケース軸受82aよりも軸方向第1側L1であって径方向視で差動ケース軸受82aと重複しないように配置されている。更に、本実施形態では、外周ギヤ歯66(図示の例では、外周ギヤ部材60の全体)が、差動ケース軸受82aよりも軸方向第1側L1であって径方向視で差動ケース軸受82aと重複しないように配置されている。
〔第2の実施形態〕
以下では、第2の実施形態に係る差動ギヤ装置10について図面を参照して説明する。本実施形態では、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64の配置が上記第1の実施形態のものとは異なっている。以下では、上記第1の実施形態との相違点を中心として説明する。なお、特に説明しない点については、上記第1の実施形態と同様とする。図3は、差動ギヤ装置10の断面図である。図4は第1ケース部材30の被挟持部31周辺の拡大図である。本実施形態では、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64が径方向Rに沿う径方向視で被挟持部31と重複するように配置されている。このようにすれば、第2被嵌合部34及び第2嵌合部64を適切に配置することができ、軸方向Lにおける差動ケース12及び差動ギヤ装置10の小型化をより図り易い。また、外周ギヤ歯66の剛性を高くし易い。
〔その他の実施形態〕
次に差動ギヤ装置10のその他の実施形態について説明する。
(1)上記の実施形態では、差動ギヤ機構20は第1ベベルギヤ21及び第2ベベルギヤ22を有する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、差動ギヤ機構20が遊星歯車機構である構成としても良い。この場合、遊星歯車機構を構成するギヤが「差動ギヤ」に相当する。
(2)上記の実施形態では、差動ケース12は、第1ケース部材30と第2ケース部材40との2つに分割されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1ケース部材30又は第2ケース部材40が更に分割されて、差動ケース12が3つ以上に分割されている構成であっても良い。
(3)上記の実施形態では、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43は、径方向視で外周ギヤ歯66と重複するように配置されている構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1被嵌合部33及び第1嵌合部43が外周ギヤ歯66より軸方向第2側L2に配置される構成としても良い。
(4)上記の実施形態では、第2ベベルギヤ22が回転自在に支持するギヤ支持軸23と、ギヤ支持軸23の径方向Rの移動を規制する規制部材51と、を備える構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、ギヤ支持軸23及び規制部材51を備えない構成であっても良い。
(5)また、上記の実施形態では、締結部材70が頭付きのボルトである構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、締結部材70として、ナット、全ねじボルト、両ねじボルト等が用いられる構成であっても良い。
(6)なお、上述した実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
10:差動ギヤ装置、12:差動ケース、20:差動ギヤ機構、21:第1ベベルギヤ(差動ギヤ)、22:第2ベベルギヤ(差動ギヤ)23:ギヤ支持軸、30:第1ケース部材、31:被挟持部、33:第1被嵌合部、34:第2被嵌合部、40:第2ケース部材、41:第1挟持部、43:第1嵌合部、51:規制部材、60:外周ギヤ部材、61:第2挟持部、64:第2嵌合部、66:外周ギヤ歯、70:締結部材、71:頭部

Claims (7)

  1. 互いに噛合う複数の差動ギヤを有する差動ギヤ機構と、
    前記差動ギヤ機構を収容すると共に予め定められた回転軸心回りに回転する差動ケースと、
    前記差動ケースと一体的に回転する外周ギヤ部材と、
    を備えた差動ギヤ装置であって、
    前記回転軸心に沿う方向を軸方向とし、前記回転軸心に直交する方向を径方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側として、
    前記差動ケースは、第1ケース部材と第2ケース部材とを備え、
    前記第1ケース部材は、前記外周ギヤ部材と前記第2ケース部材との前記軸方向の間に挟まれる被挟持部と、前記第2ケース部材が前記径方向に当接して嵌合する第1被嵌合部と、前記外周ギヤ部材が前記径方向に当接して嵌合する第2被嵌合部と、を備え、
    前記第2ケース部材は、前記被挟持部に対して前記軸方向第1側から接する第1挟持部と、前記第1被嵌合部に対して前記径方向の内側に当接して嵌合する第1嵌合部と、を備え、
    前記外周ギヤ部材は、前記被挟持部に対して前記軸方向第2側から接する第2挟持部と、前記第2被嵌合部に対して前記径方向の外側に当接して嵌合する第2嵌合部と、を備え、
    前記被挟持部と前記第1挟持部と前記第2挟持部とが、締結部材により一体的に締結固定され、
    前記第1被嵌合部及び前記第1嵌合部は、前記被挟持部、前記第2被嵌合部、及び、前記第2嵌合部よりも前記径方向の内側にあって前記径方向に沿う径方向視で前記被挟持部と重複するように配置され
    前記差動ギヤ機構は、前記回転軸心回りに前記差動ケースに対して回転自在に支持された一対の第1ベベルギヤと、前記径方向に沿うギヤ支持軸によって回転自在に支持され、一対の前記第1ベベルギヤに噛み合う複数の第2ベベルギヤと、を備え、
    前記ギヤ支持軸は、前記第2ケース部材に支持され、
    前記第2ケース部材に対する前記ギヤ支持軸の前記径方向の移動を規制するために、前記軸方向に沿って前記第2ケース部材と前記ギヤ支持軸との双方に挿通される規制部材を更に備え、
    前記規制部材が挿通される前記第2ケース部材の規制孔は、前記軸方向第1側が底部であって、前記軸方向第2側が開口であり、
    前記被挟持部と前記第1被嵌合部と前記第1嵌合部とが、前記径方向視で前記規制部材と重複するように配置されている、差動ギヤ装置。
  2. 前記外周ギヤ部材は、前記第2挟持部及び前記第2嵌合部よりも前記径方向の外側において、前記第2挟持部の前記軸方向第2側の端よりも前記軸方向第1側にのみ突出するように形成された外周ギヤ歯を備え、
    前記第1被嵌合部及び前記第1嵌合部は、前記径方向視で前記外周ギヤ歯と重複するように配置されている、請求項1に記載の差動ギヤ装置。
  3. 前記ギヤ支持軸は、前記径方向視で前記外周ギヤ歯と重複するように配置されている、請求項2に記載の差動ギヤ装置。
  4. 前記規制部材は、前記第1ケース部材の前記軸方向第1側を向く面により抜け止めされている、請求項3に記載の差動ギヤ装置。
  5. 前記締結部材としてのボルトの頭部が、前記第2ケース部材の前記第1挟持部に対して前記軸方向第1側に配置されており、
    前記頭部は、前記径方向視で前記外周ギヤ歯と重複するように配置されている、請求項2から4のいずれか一項に記載の差動ギヤ装置。
  6. 前記第1ケース部材と前記第2ケース部材とは、前記第1被嵌合部よりも前記径方向の内側において互いに接していない部分を有している、請求項1から4のいずれか一項に記載の差動ギヤ装置。
  7. 前記差動ケースは、差動ケース軸受により非回転部材に対して前記回転軸心回りに回転可能に支持され、
    前記第1ケース部材は、前記第2挟持部から前記径方向の内側に向かって延在し、且つ、前記差動ケース軸受に隣接する部分を有している、請求項1から4のいずれか一項に記載の差動ギヤ装置。
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