(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献2では、デフケース内において、円筒部材のピン孔と、ピニオンシャフトのピン孔とを位置合わせしたうえで、ピンを打ち込む必要があるため、組立作業性が非常に悪い。
【0008】
そこで、本発明は、潤滑油で好適に潤滑しつつ組立作業性が良好である小型の差動装置及び差動装置の組立方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、第1軸線を中心として回転するデフケースと、前記デフケース内で前記第1軸線と直交する第2軸線方向に延びると共に、両端側の軸部と前記軸部よりも回転中心側の小径の小径部とを有し、前記軸部及び前記小径部の間に段差面が形成されたピニオンシャフトと、前記デフケース内に配置され、前記各軸部が挿通される挿通孔を有し、前記各軸部を中心として回転する一対のピニオンギヤと、前記デフケース内に配置され、前記第1軸線を中心として回転すると共に、前記一対のピニオンギヤと噛合する一対のサイドギヤと、前記一対のピニオンギヤの間において前記ピニオンシャフトに外嵌すると共に、前記軸部及び前記ピニオンギヤの摺接部に潤滑油を案内する筒状部材と、を備え、前記筒状部材の外径は、前記挿通孔の内径よりも大きく、前記筒状部材は、径方向内向きに突出し第2軸線方向において前記段差面に係止する突出部と、第2軸線方向に延びるスリットと、を備え、前記スリットの幅が大きくなると、前記筒状部材が拡径
し、前記突出部には、第2軸線方向に延びると共に、前記筒状部材内から前記摺接部に向かう油の出口となる油出口が形成されていることを特徴とする差動装置である。
【0010】
このような構成によれば、筒状部材が軸部及びピニオンギヤの摺接部に油を案内するので、摺接部を良好に潤滑できる。
【0011】
また、第2軸線方向において、筒状部材の突出部がピニオンシャフトの段差面に係止しているので、筒状部材及びピニオンシャフトは一体である。そして、筒状部材の外径は、挿通孔の内径よりも大きいので、ピニオンシャフトが第2軸線方向に移動しようとしても、筒状部材がピニオンギヤに引っ掛かり、ピニオンシャフトが抜け出ることはない。
【0012】
また、スリットの幅が大きくなると筒状部材が拡径する構成であるので、ピンを使用せずに、筒状部材を容易にピニオンシャフトに取り付けることができ、組立作業性が良好となる。さらに、ピニオンシャフト及びデフケースをピンで固定しないので、ピニオンシャフト及びデフケースにピンの挿通孔が不要であり、ピニオンシャフト及びデフケースを小型化できる。
また、このような構成によれば、筒状部材内の油が、突出部の油出口を通って摺接部に向かうことができる。
【0013】
また、差動装置において、前記突出部は、前記筒状部材の各端側に配置されていることが好ましい。
【0014】
このような構成によれば、突出部は筒状部材の各端側に配置されているので、つまり、筒状部材の両端側に突出部がそれぞれ形成されているので、第2軸線方向において、ピニオンシャフト及び筒状部材の係止位置が幅広となる。これにより、第2軸線方向において、筒状部材がピニオンシャフトにさらに良好に係止される。
【0015】
また、差動装置において、前記突出部は、全周に亘って形成されていることが好ましい。
【0016】
このような構成によれば、突出部は全周に亘って形成されているので、全周方向において、突出部が段差面に係止する。これにより、第2軸線方向において、筒状部材とピニオンシャフトとがさらにずれ難くなる。
【0019】
また、差動装置において、前記筒状部材の第2軸線方向の中央には、外部から前記筒状部材内に向かう油の入口となる油入口が形成されていることが好ましい。
【0020】
このような構成によれば、外部の油が、油入口を通って、筒状部材内に浸入できる。
【0021】
また、差動装置において、前記筒状部材は、鋼板を曲げ加工することで形成されていることが好ましい。
【0022】
また、差動装置において、前記筒状部材は、樹脂製であることが好ましい。
【0023】
また、差動装置の組立方法であって、前記デフケース内において、前記スリットに工具を差し込み、前記筒状部材を拡径させる工程と、前記ピニオンシャフトを前記筒状部材に挿通する工程と、前記工具を取り外し、前記突出部を前記段差面に係止させる工程と、を含むことを特徴とする差動装置の組立方法である。
【0024】
このような構成によれば、スリットに工具を差し込み筒状部材を拡径させた状態で、ピニオンシャフトを筒状部材に挿通した後、工具を取り外し突出部を段差面に係止させることにより、筒状部材をピニオンシャフトに外嵌させることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、潤滑油で好適に潤滑しつつ組立作業性が良好である小型の差動装置及び差動装置の組立方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明の一実施形態について
図1〜
図8を参照して説明する。なお、ここでは、本発明に係る差動装置1(デフ装置)が、FFベースの四輪駆動車に搭載された終減速装置100に組み込まれた構成を例示する。
【0028】
≪終減速装置の構成≫
終減速装置100は、ドライブピニオンシャフト111の第3軸線O3周りの回転運動を、減速かつ90°偏向しつつ、第1軸線O1周りの回転運動に変換し、左右の後輪に伝達する装置である。終減速装置100は、ドライブピニオンシャフト111と、リングギヤ121と、差動装置1と、2つの軸受61と、ケース130と、を備えている。
なお、第3軸線O3は前後方向に延びる軸線であり、第1軸線O1は左右方向(車幅方向)に延びる軸線である。また、後記する第2軸線O2は、第1軸線O1と直交する方向に延びピニオンシャフト20の中心を通る軸線であり、デフケース10と共に第1軸線O1を中心として回転する軸線である。
【0029】
<ドライブピニオンシャフト>
ドライブピニオンシャフト111は、前後方向に延びる動力伝達軸であって、テーパローラベアリング(図示しない)を介してケース130に回転自在に支持されており、第3軸線O3周りに回転するようになっている。ドライブピニオンシャフト111の前端は、粘性継手(図示しない)を介して、推進軸(図示しない)の後端に連結されており、推進軸からの動力がドライブピニオンシャフト111に入力されるようになっている。
【0030】
ドライブピニオンシャフト111の後端には、円錐台状のドライブピニオンギヤ112が形成されている。ドライブピニオンギヤ112は、例えば、ハイポイドギヤで構成されている。そして、ドライブピニオンギヤ112は、リングギヤ121と噛合しており、ドライブピニオンシャフト111の動力が、減速しつつ90°偏向して、リングギヤ121に入力されるようになっている。すなわち、ドライブピニオンギヤ112及びリングギヤ121は、ドライブピニオンシャフト111の回転速度を、車速に対応した回転速度に減速させる終減速機構を構成している。
【0031】
<リングギヤ>
リングギヤ121は、デフケース本体11に外嵌し、第1軸線O1を中心として回転するリング状の部材である。リングギヤ121は、ボルト122によって、フランジ部13に締結されている。
【0032】
≪差動装置の構成≫
差動装置1は、例えば、車両がカーブを走行した場合、左後輪と右後輪とを差動回転させる装置である。差動装置1は、デフケース10と、デフケース10に差し込まれたピニオンシャフト20と、一対のピニオンギヤ30と、一対のサイドギヤ40と、カラー50(筒状部材)と、を備えている。
【0033】
<デフケース>
デフケース10は、左右方向に延びる円筒状を呈しており、第1軸線O1を中心として回転する回転体である。デフケース10は、デフケース本体11と、左右のボス部12、12と、フランジ部13と、を備えている。
【0034】
<デフケース−デフケース本体>
デフケース本体11は、球形殻状を呈しており、その内部に、ピニオンシャフト20、ピニオンギヤ30、サイドギヤ40及びカラー50を収容している。デフケース本体11において、第1軸線O1と直交する第2軸線O2方向(
図1では前後方向)には、デフケース本体11を貫通する貫通孔14、14が形成されている。
【0035】
ここで、第2軸線O2方向は、球形殻状を呈するデフケース本体11の一直径方向である。貫通孔14、14には、ピニオンシャフト20の後記する端部21a、21aが差し込まれている。これにより、デフケース本体11(デフケース10)及びピニオンシャフト20は、第1軸線O1を中心として、一体で回転するようになっている。
【0036】
なお、デフケース本体11とピニオンシャフト20の端部21aとは、特許文献1のように、ピンで相互に結合されていない。すなわち、デフケース本体11及びピニオンシャフト20の端部21aには、ピンが挿通する挿通孔が形成されていない。このように、ピンを挿通させるための挿通孔が不要であるので、デフケース本体11の殻壁部を薄くしたり、ピニオンシャフト20を短くしたりできる。すなわち、デフケース本体11、ピニオンシャフト20を小型化できる。
【0037】
デフケース本体11の内壁面のうち貫通孔14の周りには、ピニオンギヤ30の突曲面状の外面31に摺接する凹曲面15が形成されている。
【0038】
<デフケース−ボス部>
左右のボス部12は、デフケース本体11の左右から車幅方向外側に延び、円筒状を呈している。各ボス部12は、軸受61を介して、ケース130に回転自在に支持されている。各ボス部12内には、左後輪又は右後輪と連結したドライブシャフト(図示しない)が挿通されている。
【0039】
各ボス部12の内周面には、螺旋溝16が形成されている。螺旋溝16は、デフケース10が車両の前進方向に対応する正方向で回転した場合に、各ボス部12の内周面に付着する潤滑油を車幅方向内側のカラー50に向かって案内する溝である。
【0040】
<デフケース−フランジ部>
フランジ部13は、デフケース本体11の外周面の左側部分から径方向外側に延出したリング状の部分である。
【0041】
<ピニオンシャフト>
ピニオンシャフト20は、
図4に示すように、細長の丸棒状の部材であって、デフケース10内において第2軸線O2方向に延びている。ピニオンシャフト20は、大径である両端側の軸部21、21と、軸部21、21の間の小径部22と、を備えている。すなわち、小径部22は、第2軸線O2方向において、軸部21よりもデフケース10の回転中心側(第1軸線O1側)に配置され、軸部21よりも小径である。つまり、軸部21の外径D21は小径部22の外径D22よりも大きい(D21>D22)。
【0042】
<ピニオンシャフト−軸部>
軸部21は、ピニオンギヤ30の後記する挿通孔32に挿通され、ピニオンギヤ30の回転中心となる軸部である。すなわち、軸部21の外周面は挿通孔32の内周面と摺接することになる。
【0043】
第2軸線O2方向において、各軸部21の外側の端部21aは、ピニオンギヤ30から突出し、前記した貫通孔14に差し込まれている。
【0044】
<ピニオンシャフト−小径部>
小径部22は、第2軸線O2方向において、軸部21、21の間において、軸部21に対して段違いの小径で形成された部分である。そして、軸部21と小径部22との間には、第2軸線O2方向視においてリング状の段差面23が形成されている。段差面23には、後記する折り曲げ部52が当接している。
【0045】
<ピニオンギヤ>
一対のピニオンギヤ30は、デフケース本体11内に配置され、各軸部21が挿通される挿通孔32を有し、各軸部21を中心として回転するギヤである。第2軸線O2方向において、各ピニオンギヤ30の外面31は、凸曲面を呈しており、前記したデフケース本体11の凹曲面15に摺接している。
【0046】
挿通孔32の回転中心側(第1軸線O1側)には、回転中心側に近づくにつれて拡径するテーパ面33が形成されている。これにより、潤滑油がピニオンギヤ30と軸部21との間に良好に浸入し、潤滑されるようになっている。
【0047】
<サイドギヤ>
一対のサイドギヤ40は、デフケース本体11内において一対のピニオンギヤ30の両側に配置され、第1軸線O1を中心として回転すると共に、一対のピニオンギヤに噛合するギヤである。
【0048】
各サイドギヤ40の第1軸線O1上には、スプライン孔41が形成されている。スプライン孔41は、左後輪又は右後輪から延びるドライブシャフトのスプライン軸とスプライン結合している。そして、車両がカーブを走行すると、2つのサイドギヤ40が差動回転するようになっている。
【0049】
<カラー>
カラー50は、一対のピニオンギヤ30の間において、小径部22に外嵌すると共に、ピニオンギヤ30及び軸部21の間に潤滑油を案内する円筒状の部材である(
図5、
図6参照)。カラー50は、例えば、鋼板を曲げ加工(プレス加工)することで形成された部材であり、後記する胴体部51は所定形状に復元しようとする復元力(ばね力)を有している。ただし、カラー50は、その他に例えば、樹脂製で形成された構成でもよい。この構成においても、カラー50は同様に復元力(ばね力)を有している。
【0050】
カラー50は、円筒状の胴体部51と、胴体部51の各端から径方向内向きに突出する折り曲げ部52、52と、胴体部51及び折り曲げ部52、52に跨って第2軸線O2方向に延びるスリット53と、を備えている。すなわち、カラー50は、第2軸線O2方向視において、C字形を呈している。
【0051】
このように、スリット53が第2軸線O2方向においてカラー50の全体に延びているので、スリット53に適当な工具(例えばマイナスドライバ)を差し込み、スリット53の幅W53を大きくすると、カラー50が拡径し、折り曲げ部52の内径D52が大きくなるように構成されている。折り曲げ部52の内径D52が軸部21の外径D21よりも大きくなると(D52>D21)、折り曲げ部52が段差面23に当接せず、カラー50内においてピニオンシャフト20が第2軸線O2方向において移動自在となる。
【0052】
<カラー−胴体部>
胴体部51は、第2軸線O2方向に延びる円筒状を呈している。
胴体部51の内径D51iは小径部22の外径D22よりも大きく(D51i>D22)、胴体部51及び小径部22の間には円筒状の隙間54が形成されている(
図3参照)。隙間54は、潤滑油の通路(又は一時的な貯溜室)として機能している。そして、カラー50が第1軸線O1を中心として回転すると、胴体部51内の潤滑油に第2軸線O2方向外向きの遠心力が作用し、潤滑油が後記する切欠52aを通って、カラー50外に流出し、軸部21及びピニオンギヤ30の摺接部に案内されるようになっている(
図3、矢印A1参照)。
【0053】
胴体部51の外径D51oは、ピニオンギヤ30の挿通孔32の内径D32(
図3、
図7参照)よりも大きい(D51o>D32)。したがって、胴体部51(カラー50)が、ピニオンギヤ30を通り抜けることはない。ここで、後記するように、折り曲げ部52が段差面23に当接し、カラー50及びピニオンシャフト20は第2軸線O2方向において一体であるので、ピニオンシャフト20が第2軸線O2方向に移動せず、デフケース10から脱落することはない。
【0054】
胴体部51において、第2軸線O2方向の中央であって左側及び右側には、第1軸線O1方向(左右方向)において、外部からカラー50内に向かう潤滑油の入口である油入口55、55が形成されている(
図3参照)。油入口55、55は、
図2に示すように、第1軸線O1及び第2軸線O2を通る断面において、第1軸線O1及び第2軸線O2の交点O4を中心として点対称で形成されている。
【0055】
油入口55は、第1軸線O1の片側における胴体部51の一部が切り欠かれることで形成された矩形状の孔である(
図6参照)。第1軸線O1を中心として第1軸線O1の反対側には、胴体部51の一部が拡径し、胴体部51の外側の潤滑油を胴体部51内に案内する矩形状の案内片56が形成されている(
図3、
図5、
図6、矢印A2参照)。
【0056】
<カラー−折り曲げ部>
折り曲げ部52は、カラー50の両端側に配置され、カラー50の基材(ベース)である金属製の円筒体の各端部が径方向内向きに折り曲げることで形成され、径方向内向きに突出する部分であって、全周に亘って形成されている。詳細には、折り曲げ部52は、3つの切欠52a(油出口)及びスリット53によって、4つの折り曲げ片52bに分割されている(
図5、
図6参照)。3つの切欠52a(油出口)及びスリット53は周方向において等間隔(90°間隔)で配置されており、各折り曲げ片52bは1/4円弧状を呈している。
【0057】
各折り曲げ片52bは、径方向において、胴体部51の縮径方向の復元力(ばね力)により小径部22の外周面に圧接している。すなわち、4つの折り曲げ片52bは、径方向内向きのばね力によって小径部22を把持している。つまり、カラー50を取り外した状態における折り曲げ部52の内径D52は、小径部22の外径D22以下に設定されている(D52≦D22)。
【0058】
これにより、4つの折り曲げ片52b(カラー50)は小径部22(ピニオンシャフト20)に対して相対回転しないようになっている。したがって、カラー50の回転中に油入口55がずれることはない。
【0059】
各折り曲げ片52bは、第2軸線O2方向において、段差面23に当接し係止している。すなわち、第2軸線O2方向において、カラー50は、2つの軸部21、21で挟持された構成となっている。これにより、第2軸線O2方向において、カラー50及びピニオンシャフト20は一体となっている。
【0060】
3つの切欠52a及びスリット53の両端部は、カラー50内から軸部21及び挿通孔32の摺接部に向かう潤滑油の出口となる油出口を構成している。
【0061】
<軸受等>
軸受61は、ボス部12に外嵌すると共に、ケース130に内嵌しており、ケース130に対してデフケース10を回転自在に支持する部材である。軸受61は、本実施形態では、テーパローラベアリングで構成されている。軸受61の車幅方向外側にはオイルシール62が設けられている。オイルシール62は前記したドライブシャフトとケース130との間の隙間をシールする部材である。
【0062】
ケース130は、その内部に、ドライブピニオンシャフト111、リングギヤ121、差動装置1等を収容する殻状の容器である。また、ケース130内には、差動装置1等を潤滑する潤滑油が封入され、ケース130の底部には油溜りが形成されている。そして、デフケース10が回転すると、リングギヤ121等によって潤滑油が掻き上げられ、差動装置1等が潤滑されるようになっている。
【0063】
ケース130は、第1軸線O1を通る鉛直面(分割面)で前後に分割されており、前側の第1ケース131(キャリア)と、後側の第2ケース32(カバー)と、を備えている。第1ケース131と第2ケース32とはボルト(図示しない)によって相互に締結されている。第1ケース131にはケース130内に潤滑油を注入するための注入孔131aが形成されている。注入孔131aは、プラグ133によって塞がれている。
【0064】
≪差動装置の組立方法≫
ここで、差動装置1の組立方法について、
図7〜
図8を主に参照して説明する。
差動装置1の組立方法は、デフケース10内において、スリット53に工具を差し込み、カラー50を拡径させる第1工程と、ピニオンシャフト20をカラー50に挿通する第2工程と、工具を取り外し、折り曲げ部52部を段差面23に係止させる第4工程と、を含んでいる。
【0065】
<第1工程>
デフケース10内に、2つのピニオンギヤ30、2つのサイドギヤ40を適所に配置する。カラー50をデフケース10内で第2軸線O2方向において2つのピニオンギヤ30の間に配置する(
図7参照)。そして、工具(例えば、マイナスドライバ)をスリット53に差し込み、スリット53の幅W53を大きくし、カラー50を拡径する(
図8、矢印A3参照)。具体的には、折り曲げ部52の内径D52が軸部21の外径D21よりも大きい状態とする(D52>D21)。
【0066】
<第2工程>
ピニオンシャフト20を、貫通孔14からデフケース10内に挿入し、ピニオンギヤ30、カラー50、ピニオンギヤ30、貫通孔14に挿通する(
図8、矢印A4参照)。
【0067】
<第3工程>
工具をスリット53から抜きとる。そうすると、カラー50の縮径方向の復元力(ばね力)により、カラー50が縮径し、スリット53の幅W53、折り曲げ部52の内径D52が小さくなる。
【0068】
これにより、折り曲げ部52を構成する4つの折り曲げ片52bは小径部22の外周面に圧接し、カラー50はピニオンシャフト20に外嵌する。すなわち、カラー50はピニオンシャフト20に対して周方向において位置決めされる。したがって、カラー50はピニオンシャフト20に対して相対回転しない。
【0069】
また、各折り曲げ片52bは、第2軸線O2方向において段差面23に当接し係止する。すなわち、カラー50は、第2軸線O2方向において、2つの軸部21で挟まれた状態となる。これにより、第2軸線O2方向において、ピニオンシャフト20及びカラー50は一体化した構成となる。
【0070】
≪差動装置の作用効果≫
差動装置1によれば次の作用効果を得る。
潤滑油が、外部から、油入口55、胴体部51内、切欠52aを通って、軸部21及びピニオンギヤ30の摺接部に供給される。これにより、摺接部を良好に潤滑できる。
【0071】
第2軸線O2方向において、折り曲げ部52が段差面23に係止し、胴体部51の外径D51oは、挿通孔32の内径D32よりも大きいので(D51o>D32)、カラー50がピニオンギヤ30に引っ掛かり、ピニオンシャフト20が抜け出ることはない。
【0072】
スリット53の幅W53が大きくなるとカラー50が拡径する構成であるので、ピンを使用せずに、カラー50を容易にピニオンシャフト20に取り付けることができ、組立作業性が良好となる。
また、ピニオンシャフト20及びデフケース10をピンで固定しないので、ピニオンシャフト20及びデフケース10においてピンの挿通孔が不要であり、ピニオンシャフト20及びデフケース10を小型化できる。
【0073】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
【0074】
前記した実施形態では、第2軸線O2方向において、小径部22は2つの軸部21の間で全体に延びる構成を例示したが、その他に例えば、2つの軸部21の回転中心側に溝がそれぞれ形成され、2つの軸部21の回転中心側に前記溝である小径部がそれぞれ形成された構成でもよい。
【0075】
前記した実施形態では、折り曲げ部52に形成された切欠52aが油出口である構成を例示したが、その他に例えば、貫通孔が油出口である構成でもよい。
【0076】
前記した実施形態では、突出部である折り曲げ部52は、第2軸線O2方向において、胴体部51の両端に形成された構成を例示したが、その他に例えば、突出部が胴体部51の両端よりも回転中心側に配置された構成でもよい。