JP5120113B2 - 車両用差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用差動装置に関し、特にドライブ側から回転駆動力を受けるピニオンギヤ、及びピニオンギヤにギヤ軸を直交させて噛合するサイドギヤを備えた車両用差動装置に関する。

従来の車両用差動装置として、エンジントルクを受けて回転するデフケースと、このデフケースの回転軸線に沿って互いに並列する１対のサイドギヤと、これら１対のサイドギヤに噛合する１対のピニオンギヤと、これら１対のピニオンギヤを支持するピニオンギヤシャフトとを備えたものがある（例えば特許文献１）。

デフケースには、１対のサイドギヤ及び１対のピニオンギヤを収容する収容空間が設けられている。また、デフケースには、収容空間に連通して１対のピニオンギヤの軸線と直交する方向に開口する１対の車軸挿通孔が設けられている。

１対のサイドギヤは、ボス部及びギヤ部を有する無底筒状の傘歯車からなり、デフケースの回転軸線に沿って移動可能に配置され、かつボス部をそれぞれ車軸挿通孔内に臨ませてデフケース内に回転自在に支持されている。１対のサイドギヤ内には、左右の車軸がそれぞれ車軸挿通孔を挿通してスプライン嵌合されている。

１対のピニオンギヤは、無底筒状の傘歯車からなり、ピニオンギヤシャフトの両端部にそれぞれ回転自在に支持されている。１対のピニオンギヤの軸心部には、ピニオンギヤシャフトを挿通させるシャフト挿通孔が設けられている。

ピニオンギヤシャフトは、１対のサイドギヤ間に介在してデフケースの収容空間に配置され、ピンによって抜け止めされている。

以上の構成により、車両のエンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤを介してデフケースに入力されると、デフケースがその回転軸線の回りに回転される。次に、デフケースが回転されると、この回転力がピニオンギヤシャフトを介して１対のピニオンギヤに伝達され、さらに１対のピニオンギヤから１対のサイドギヤに伝達される。この場合、１対のサイドギヤにはそれぞれ車軸がスプライン嵌合によって連結されているため、エンジン側からのトルクが車両の運転状況に応じて分配され、ドライブピニオン，リングギヤ，デフケース，ピニオンギヤシャフト，１対のピニオンギヤ及び１対のサイドギヤを介して左右の車軸に伝達される。

この場合、１対のピニオンギヤが回転すると、ピニオンギヤシャフトの両端部の支持面で摺動するため、これら各支持面と各ピニオンギヤとの間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によって１対のサイドギヤの差動回転が制限される。

また、１対のピニオンギヤの回転によって１対のサイドギヤとの噛み合い面でスラスト力が発生し、これらスラスト力により１対のサイドギヤが互いに離間する方向に移動して各車軸挿通孔の内側開口周縁に圧接するため、１対のサイドギヤと１対の車軸挿通孔の内側開口周縁との間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によっても１対のサイドギヤの差動回転が制限される。

ところで、この種の車両用差動装置において、十分に大きな差動制限トルクを得るためには、ピニオンギヤがその軸線をピニオンギヤシャフトの軸線に平行にした状態で摩擦摺動することが重要であるため、シャフト挿通孔の内周面とピニオンギヤシャフトの支持面との間におけるクリアランスがピニオンギヤシャフトの軸線に沿って均一な寸法に設定されている。

これにより、デフケースの回転時にピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合いによって発生するピニオンギヤに対するピニオンギヤシャフトからの反力がその軸線と直交する方向に沿って作用し、この状態を維持しながらシャフト挿通孔の内周面がピニオンギヤシャフトの支持面を摩擦摺動する。
特開２０００−２９７８５６号公報

しかし、ピニオンギヤとピニオンギヤシャフトとの間のクリアランスがピニオンギヤシャフトの軸線に沿って均一な寸法に設定された従来の車両用差動装置によると、デフケースの回転時にピニオンギヤがサイドギヤとの噛み合いによって発生する反力をピニオンギヤシャフトから受け、その軸線と直交する方向に移動するため、ピニオンギヤのサイドギヤに対する歯当たりが変動していた。すなわち、ピニオンギヤのギヤ軸の延長線がサイドギヤの回転軸と交差せず、ピニオンギヤの回転軸がピニオンギヤシャフトの中心軸に直交する方向にずれるため、ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合いが理論的な噛合位置からずれて行われ、歯面の圧力上昇によって歯面強度が低下するばかりか、安定した差動制限トルクが得られないという問題があった。

従って、本発明の目的は、歯面の圧力上昇による歯面強度の低下発生を抑制することができるとともに、安定した差動制限トルクを得ることができる車両用差動装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、１対のサイドギヤと、前記１対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、軸心部にシャフト挿通孔が設けられた少なくとも１対のピニオンギヤと、前記少なくとも１対のピニオンギヤ及び前記１対のサイドギヤを回転自在に収容する収容空間を有し、前記１対のピニオンギヤをそのギヤ外周面による摺動によって回転自在に支持する少なくとも一部が円弧面からなる第１ピニオンギヤ支持部を有するデフケースと、前記デフケースに前記シャフト挿通孔を挿通して支持され、前記シャフト挿通孔の内周面による摺動によって前記少なくとも１対のピニオンギヤを回転自在に支持する第２ピニオンギヤ支持部を前記第１ピニオンギヤ支持部よりも前記デフケースの回転軸線に近い位置に有するピニオンギヤシャフトとを備え、前記少なくとも１対のピニオンギヤは、そのピニオンギヤ軸と前記第１ピニオンギヤ支持部の前記円弧面の中心軸とが一致した場合における前記ギヤ外周面と前記第１ピニオンギヤ支持部との間のクリアランスを寸法Ｃ_１とするとともに、前記ピニオンギヤ軸と前記ピニオンギヤシャフトの中心軸とが一致した場合における前記シャフト挿通孔の内周面と前記第２ピニオンギヤ支持部との間のクリアランスを寸法Ｃ_２とすると、前記寸法Ｃ_１が前記寸法Ｃ_２よりも大きい寸法に設定されていることを特徴とする車両用差動装置を提供する。

本発明によると、歯面の圧力上昇による歯面強度の低下発生を抑制することができるとともに、安定した差動制限トルクを得ることができる。

[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置のピニオンギヤとその支持面との間のクリアランスについて説明するために示すグラフである。図４は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置においてピニオンギヤの軸線とピニオンギヤシャフトの軸線とが一致した状態を模式化して示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置においてピニオンギヤの軸線がピニオンギヤシャフトの軸線に対して傾斜した状態を模式化して示す断面図である。

（車両用差動装置の全体構成）
図１及び図２において、符号１で示す車両用差動装置は、エンジントルクを受けて回転するデフケース２と、このデフケース２の回転軸線Ｏと直交する軸線上に位置するピニオンギヤシャフト５０と、このピニオンギヤシャフト５０上で互いに並列する１対のピニオンギヤ３，４と、これら１対のピニオンギヤ３，４にギヤ軸を直交させて噛合する１対のサイドギヤ５Ｌ，５Ｒと、これら１対のサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの背面側に位置する１対のスラストワッシャ６Ｌ，６Ｒとから大略構成されている。

（デフケース２の構成）
デフケース２は、図１及び図２に示すように、ピニオンギヤ３，４及びサイドギヤ５Ｌ，５Ｒ・スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒを収容する収容空間２Ａを内部に有し、全体が１ピースの部材によって形成されている。

デフケース２には、図１及び図２に示すように、回転軸線Ｏに沿って開口する車軸挿通孔９Ｌ，９Ｒ、これら車軸挿通孔９Ｌ，９Ｒの軸線と直交する方向に軸線をもつギヤ・シャフト支持部１０，１１、及びこれらギヤ・シャフト支持部１０，１１のうち一方のギヤ・シャフト支持部１０の軸線回りに等間隔（１８０°）をもって並列するピン取付孔２ｂ，２ｂが設けられている。また、デフケース２には、図１に示すように、回転軸線Ｏに関して対称な領域であって、ギヤ・シャフト支持部１０，１１から回転軸線Ｏの回りに等間隔をもって離間する部位に位置するサイドギヤ通過孔１２Ｌ，１２Ｒが設けられている。デフケース２の左方車軸側には、図１及び図２に示すように、回転軸線Ｏと直交する平面内で円周方向に沿う円環状のリングギヤ取付用フランジ１３が一体に設けられている。

車軸挿通孔９Ｌ，９Ｒは、図２に示すように、回転軸線Ｏに沿う方向に開口する貫通孔によって形成されている。車軸挿通孔９Ｌには左側の車軸（図示せず）が、また車軸挿通孔９Ｒには右側の車軸（図示せず）がそれぞれ挿通されている。車軸挿通孔９Ｌ，９Ｒの内側開口周縁には、スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒを受ける球面からなるスラストワッシャ受部９Ｌａ，９Ｒａが設けられている。

ギヤ・シャフト支持部１０，１１は、図２に示すように、デフケース２の内外に回転軸線Ｏと直交する軸線をもって開口し、かつ内側開口部の内径が外側開口部の内径よりも大きい段状の貫通孔（円形孔）によって形成されている。ギヤ・シャフト支持部１０，１１の内側開口サイズは、ピニオンギヤ３，４の外径と略同一の内径（サイドギヤ５Ｌ，５Ｒの外径より小さい内径）に設定されている。

ギヤ・シャフト支持部１０，１１の内側開口部の内面は、ピニオンギヤシャフト５０の軸線方向においてピニオンギヤ３，４とサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合い中心点（ピニオンギヤ３，４からサイドギヤ５Ｌ，５Ｒへのトルク伝達時に両ギヤの歯面が接触する領域における荷重中心）よりもデフケース２の回転軸線Ｏから遠い位置に配置され、ピニオンギヤ３，４のギヤ鍔部３Ｂ，４Ｂ（後述）の外周面による摺動面積を実質的に変化させない摺動によってピニオンギヤ３，４を回転自在に支持する第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａで形成されている。第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａは円筒状（円周面）であるが、デフケース２とピニオンギヤ３，４とのトルク伝達時にピニオンギヤ３，４が確実に支持されるよう、少なくとも一部が円弧面で形成されていればよい。

ギヤ・シャフト支持部１０，１１の外側開口部の内面は、第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａよりもデフケース２の回転軸線Ｏから遠い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト５０の両端部を軸線回りに回転不能に、かつ軸線方向に移動不能に支持するピニオンギヤシャフト支持面１０Ｂ，１１Ｂで形成されている。

ギヤ・シャフト支持部１０，１１の段状面には、図２に示すように、所定の曲率をもつ球面で形成されたピニオンギヤ受部１０Ｃ，１１Ｃが設けられている。

ピン取付孔２ｂ，２ｂは、図２に示すように、ギヤ・シャフト支持部１０の内周面に回転軸線Ｏに沿って開口されている。ピン取付孔２ｂ，２ｂには、ピニオンギヤシャフト５０のピン挿通孔５０Ｄを挿通するピン５２の両端部が固定されている。これにより、ピニオンギヤシャフト５０がデフケース２にピン５２を介して支持されている。このため、ピニオンギヤシャフト５０がその軸線回りに回り止めされ、かつ軸線方向に抜け止めされている。

サイドギヤ通過孔１２Ｌ，１２Ｒは、図１に示すように、平面非円形状の開口部を有する貫通孔によって形成されている。そして、その開口サイズは、ピニオンギヤ３，４及びサイドギヤ５Ｌ，５Ｒをデフケース２内に挿入し得るようなサイズに設定されている。

（ピニオンギヤシャフト５０の構成）
ピニオンギヤシャフト５０は、図２に示すように、ピニオンギヤ３，４のシャフト挿通孔３Ｄ，４Ｄ（後述）の内周面による摺動によってピニオンギヤ３，４を回転自在に支持する第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂを有し、ピニオンギヤ３，４（シャフト挿通孔３Ｄ，４Ｄ）を挿通してデフケース２（ギヤ・シャフト支持部１０，１１）のピニオンギヤシャフト支持面１０Ｂ，１１Ｂに支持されている。この場合、ピニオンギヤシャフト５０は、その外周面がピニオンギヤシャフト支持面１０Ｂ，１１Ｂとの間に実質的に空隙が存在せず、デフケース２に対して移動不能に固定される。そして、後に詳述する図３に示すように、第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂの摩擦摺動等に起因する温度上昇による常温時（２０°）と比較した場合の熱膨張量に対応する径方向寸法Ｄ_２が、シャフト挿通孔３Ｄ，４Ｄの第２摺動面３０Ａ，４０Ａとピニオンギヤシャフト５０の第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂとの間の常温におけるクリアランスを寸法Ｃ_２（図４に示す）とすると、この寸法Ｃ_２よりも小さい寸法に設定されている。なお、寸法Ｃ_２は、ピニオンギヤ３のギヤ軸とピニオンギヤシャフト５０の中心軸とが一致した場合におけるクリアランス寸法である。

ピニオンギヤシャフト５０としては、ピニオンギヤ３，４の良好な支持特性を維持するために、デフケース２に最大の駆動トルクが作用した場合でも第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂと第２摺動面３０Ａ，４０Ａとの間のクリアランスが寸法Ｃ_２＝０とならないような剛性をもつものであることが望ましい。

第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂは、それぞれが互いに第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａとピニオンギヤシャフト５０の軸線に沿って並列し、かつギヤ・シャフト支持部１０，１１から所定の間隔をもって離間する位置に配置されている。第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５１Ｂの少なくとも一部は、ピニオンギヤシャフト５０の軸線方向においてピニオンギヤ３，４とサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合い中心点よりもデフケース２の回転軸線Ｏに近い位置に配置されている。

（ピニオンギヤ３，４の構成）
ピニオンギヤ３，４は、略同一の構成であるため、例えばピニオンギヤ３のみについて説明する。なお、ピニオンギヤ４については、各部位の符号をピニオンギヤ３の各部位の符号に対応して付し（例えば、ピニオンギヤ４のギヤ胴部にはピニオンギヤ３のギヤ胴部３Ａに対応して４Ａを、またピニオンギヤ４のギヤ鍔部にはピニオンギヤ３のギヤ鍔部３Ｂに対応して４Ｂをそれぞれ付す。）、その説明は省略する。

ピニオンギヤ３は、図２に示すように、中心軸線をギヤ軸線Ｃとするギヤ胴部３Ａ、このギヤ胴部３Ａの外側に突出する第１被支持部としてのギヤ鍔部３Ｂ、及びこれらギヤ胴部３Ａ，ギヤ鍔部３Ｂのサイドギヤ側に位置するギヤ部３Ｃ（サイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合い部）を有する無底筒状の傘歯車からなり、ギヤ・シャフト支持面１０の第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ及びピニオンギヤシャフト５０の第２ピニオンギヤ支持面５０Ａに回転自在に支持されている。ギヤ鍔部３Ｂの外周面は円筒状（円筒面）に形成されており、第１ピニオンギヤ支持面１０Ａと摩擦摺動する第１摺動面３０Ｂとして構成されている。そして、図３に示すように、ギヤ鍔部３Ｂの摩擦摺動等に起因する温度上昇による常温時と比較した場合の熱膨張量に対応する径方向寸法Ｄ_１が、第１摺動面３０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａとの間の常温におけるクリアランスを寸法Ｃ_１（図４に示す）とすると、この寸法Ｃ_１よりも小さい寸法に設定されている。なお、寸法Ｃ_１は、ピニオンギヤ３のギヤ軸と前記第１ピニオンギヤ支持面１０Ａの円弧面の中心軸とが一致した場合におけるクリアランス寸法である。

ここで、図３は、デフケース２の回転軸線Ｏとピニオンギヤシャフト５０の軸線Ｓとが交わる点を交点（円錐の頂点）ａ（図４に示す）とし、この交点ａと第１摺動面３０Ｂの荷重中心点及び第２摺動面３０Ａの荷重中心点との距離を横軸とし、第１摺動面３０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａとの間及び第２摺動面３０Ａと第２ピニオンギヤ支持面５０Ａとの間におけるクリアランスを縦軸として、これらの関係を模式的に示した図である。前述のように、クリアランス寸法Ｃ_１，Ｃ_２は、熱膨張量に対応する径方向寸法Ｄ_１，Ｄ_２よりも大きくしなければならないが、大きくしすぎるとガタが大きくなり、第１摺動面３０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ及び第２摺動面３０Ａと第２ピニオンギヤ支持面５０Ａとの良好な接触が得られない。よって、クリアランス寸法Ｃ_１，Ｃ_２は、図３の領域Ａの範囲で設定することが望ましい。

ギヤ胴部３Ａは、図２に示すように、その軸心部（中心軸線を含む部位）にピニオンギヤシャフト５０を挿通させるシャフト挿通孔３Ｄを有し、全体が略円環状の第１ギヤ胴部３０ａ及び略截頭円錐形状の第２ギヤ胴部３１ａからなる円筒体によって形成されている。

シャフト挿通孔３Ｄは、図２に示すように、各内径が互いに異なる大小２つの内面を有する丸孔によって形成されている。シャフト挿通孔３Ｄの内面のうち内径の小さい内面は、内径の大きい他の内面よりもデフケース２の回転軸線Ｏに近い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト５０の第２ピニオンギヤ支持面５０Ａを摺動する第２被支持部としての第２摺動面３０Ａで形成されている。そして、図４に示すように、デフケース２の回転軸線Ｏとピニオンギヤシャフト５０の軸線Ｓが交わる点を交点（円錐の頂点）ａとするとともに、この交点ａと第２摺動面３０Ａの荷重中心点とを結ぶ仮想線（円錐の母線）Ｖ_２の長さをＬ_２とすると、この寸法Ｌ_２に比例して寸法Ｃ_２が設定されている。図４において、符号Ｒはピニオンギヤ３の移動方向を示す。

一方、シャフト挿通孔３Ｄの内面のうち内径の大きい内面は、第２摺動面３０Ａと比べてデフケース２の回転軸線Ｏから遠い位置に配置され、ピニオンギヤシャフト５０の外周面を摺動しない非摺動面３１Ａで形成されている。シャフト挿通孔３Ｄのギヤ背面側開口部は、ギヤ軸線方向中間部からギヤ背面側に向かって漸次広がるラッパ状の開口部によって形成されている。非摺動面３１Ａは、ピニオンギヤシャフト５０の外周面を摺動せず、第２摺動面３０Ａにそれぞれ連接するテーパ面３１ａ、及びこのテーパ面３１ａとギヤ鍔部３Ｂのギヤ背面側端面とに連接するなだらかな曲面３２ａで形成されている。

ここで、「ギヤ背面」とは、ピニオンギヤ３のギヤ軸線方向両端面のうちデフケース２の回転軸線Ｏから遠い位置に配置される端面のことをいう。

第１ギヤ胴部３０ａはギヤ胴部３Ａのギヤ背面側に、また第２ギヤ胴部３１ａはギヤ胴部３Ａのギヤ先端面側（ギヤ胴部３Ａの軸線方向においてギヤ背面側とは反対の側）にそれぞれ配置されている。第１ギヤ胴部３０ａの外周面にはギヤ鍔部３Ｂが、また第２ギヤ胴部３１ａの外周面にはギヤ部３Ｃの歯元がそれぞれ配置されている。

ギヤ鍔部３Ｂは、図２に示すように、第１ギヤ胴部３０ａの外周面に全周にわたって一体に設けられ、全体がギヤ軸線方向に沿って外径を均一な寸法とする円環体によって形成されている。そして、ギヤ胴部３Ａと共にピニオンギヤ３における断面略Ｔ字状のギヤ基部（ピニオンギヤ３において、ギヤ部３Ｃを除く部位）として機能するように構成されている。

ギヤ鍔部３Ｂの外周面は、ギヤ・シャフト支持面１０の第１ピニオンギヤ支持面１０Ａを摺動する第１被支持部としての第１摺動面３０Ｂで形成されている。そして、図４に示すように、交点ａと第１摺動面３０Ｂの荷重中心点とを結ぶ仮想線（円錐の母線）Ｖ_１の長さを寸法Ｌ_１とすると、この寸法Ｌ_１に比例して寸法Ｃ_１が設定されている。すなわち、Ｌ_１とＬ_２の比は、Ｃ_１とＣ_２の比に等しい。

ギヤ鍔部３Ｂの背面は、図２に示すように、ギヤ・シャフト支持部１０のピニオンギヤ受部１０Ｃに適合し、かつピニオンギヤ受部１０Ｃを摺動する第３被支持部としての第３摺動面３１Ｂで形成されている。

ギヤ部３Ｃは、図２に示すように、デフケース２に対する被支持部としての摺動部を含まず、ギヤ鍔部３Ｂよりもデフケース２の回転軸線Ｏに近い位置に配置されている。ギヤ部３Ｃのギヤ背面側端縁は、その一部がギヤ鍔部３Ｂのギヤ先端側端面に一体に設けられている。

（サイドギヤ５Ｌ，５Ｒの構成）
サイドギヤ５Ｌ，５Ｒは、図１及び図２に示すように、各外径が互いに異なるボス部５Ｌａ，５Ｒａ及びギヤ部５Ｌｂ，５Ｒｂを有する略環状の歯車（ピニオンギヤ３，４の外径より大きい外径を有し、単一の歯先円錐角をもつ傘歯車）からなり、デフケース２の収容空間２Ａに回転自在に支持され、ピニオンギヤ３，４に噛合するように構成されている。

サイドギヤ５Ｌ，５Ｒの背面には、スラストワッシャ受部９Ｌａ，９Ｒａにスラストワッシャ６Ｌ，６Ｒを介して適合する球面からなる摺動部５Ｌｃ，５Ｒｃが設けられている。サイドギヤ５Ｌ，５Ｒ内には、それぞれ左右の車軸（図示せず）が車軸挿通孔９Ｌ，９Ｒに挿通してスプライン嵌合されている。

（スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒの構成）
スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒは、図２に示すように、サイドギヤ５Ｌ，５Ｒとピニオンギヤ３，４との噛み合いを調整する環状のワッシャからなり、サイドギヤ５Ｌ，５Ｒの摺動部５Ｌｃ，５Ｒｃとスラストワッシャ受部９Ｌａ，９Ｒａとの間に介装されている。そして、左右の車軸をそれぞれ挿通させてサイドギヤ５Ｌ，５Ｒのスラスト力を受けるように構成されている。スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒには、ワッシャ内周部からワッシャ外周部に潤滑油を導入する潤滑油導入路（図示せず）が設けられている。

〔車両用差動装置１の動作〕
車両のエンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤを介してデフケース２に入力されると、デフケース２が回転軸線Ｏの回りに回転する。デフケース２が回転すると、この回転力がピニオンギヤシャフト５０を介してピニオンギヤ３，４に伝達され、さらにピニオンギヤ３，４からサイドギヤ５Ｌ，５Ｒに伝達される。この場合、左右のサイドギヤ５Ｌ，５Ｒにはそれぞれ車軸（図示せず）がスプライン嵌合されているため、エンジン側からのトルクがドライブピニオン及びリングギヤ・デフケース２・ピニオンギヤシャフト５０・ピニオンギヤ３，４・サイドギヤ５Ｌ，５Ｒを介して左右の車軸に伝達される。

ここで、車両が直進状態であり、左右各車輪と路面との間でスリップが発生しない場合には、エンジン側からのトルクがデフケース２に伝達されると、ピニオンギヤ３，４がサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの中心軸回りを自転することなく公転し、ピニオンギヤ３，４及びサイドギヤ５Ｌ，５Ｒがデフケース２及びピニオンギヤシャフト５０と共に一体に回転するため、エンジン側からのトルクが左右各車軸に等分に伝達され、左右各車輪が等しい回転数で回転する。

一方、例えば右側の車輪がぬかるみに落ち込んで路面との間でスリップが発生した場合には、ピニオンギヤ３，４がサイドギヤ５Ｌ，５Ｒと噛合しながら自転するため、エンジン側からのトルクが左右の車軸（車輪）間で差動分配され、左側の車輪がデフケース２の回転速度より低い速度で回転し、右側の車輪がデフケース２の回転速度より高い速度で回転する。

本実施の形態においては、デフケース２にトルクが作用した状態でピニオンギヤ３，４が自転すると、第１摺動面３０Ｂ，４０Ｂが第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａで摺動し、第２摺動面３０Ａ，４０Ａがピニオンギヤシャフト５０の第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂで摺動するため、第１摺動面３０Ｂ，４０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａとの間及び第２摺動面３０Ａ，４０Ａと第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂとの間に摩擦抵抗を発生する。これら摩擦抵抗によってサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの差動回転が制限され、左右各車輪と路面との間で発生するスリップが抑えられる。

この際、図４に示すように、第１摺動面３０Ｂ，４０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａとの間のクリアランスの寸法Ｃ_１が交点ａと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａの荷重中心点とを結ぶ仮想線Ｖ_１の長さＬ_１に、また第２摺動面３０Ａ，４０Ａと第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂとのクリアランスの寸法Ｃ_２が交点ａと第２ピニオンギヤ支持面３０Ａ，４０Ａの荷重中心点とを結ぶ仮想線Ｖ_２の長さＬ_２にそれぞれ比例して設定されているため、サイドギヤ５Ｌ，５Ｒ（図２に示す）とピニオンギヤ３，４（ピニオンギヤ３のみ図示）との噛合によってサイドギヤ５Ｌ，５Ｒからピニオンギヤ３，４に荷重が作用すると、図５に示すようにピニオンギヤ３，４（ピニオンギヤ３のみ図示）がサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの軸線回りに回転する方向Ｒに傾動する。これに伴い、第１摺動面３０Ｂ，４０Ｂの荷重中心点と第２摺動面３０Ａ，４０Ａの荷重中心点とはそれぞれ所定の位置に、すなわち第１摺動面３０Ｂ，４０Ｂと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａとの間のクリアランスの寸法Ｃ´_１が交点ａと第１ピニオンギヤ支持面１０Ａ，１１Ａの荷重中心点とを結ぶ仮想線Ｖ´_１の長さＬ´_１に、また第２摺動面３０Ａ，４０Ａと第２ピニオンギヤ支持面５０Ａ，５０Ｂとのクリアランスの寸法Ｃ´_２が交点ａと第２ピニオンギヤ支持面３０Ａ，４０Ａの荷重中心点とを結ぶ仮想線Ｖ´_２の長さＬ´_２にそれぞれ比例して設定された位置に移動する。これにより、ピニオンギヤ３，４のサイドギヤ５Ｌ，５Ｒに対する歯当たりが変動せず、ピニオンギヤ３，４とサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合いが理論的な噛合位置で行われる。

また、本実施の形態においては、ピニオンギヤ３，４の回転によってサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合い面で各々のギヤの回転軸方向のスラスト力が発生する。このスラスト力によりサイドギヤ５Ｌ，５Ｒが互いに離間する方向に移動してスラストワッシャ６Ｌ，６Ｒをスラストワッシャ受部９Ｌａ，９Ｒａに圧接するため、スラストワッシャ６Ｌ，６Ｒとサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの間に摩擦抵抗を発生し、これら摩擦抵抗によってもサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの差動回転が制限される。さらに、ピニオンギヤ３，４に発生するスラスト力によりピニオンギヤ３，４の第３摺動面３１Ｂ，４１Ｂがデフケース２のピニオンギヤ受部１０Ｃ，１１Ｃに圧接するため、ピニオンギヤ３，４の自転に対する摩擦抵抗が発生し、これによってもサイドギヤ５Ｌ，５Ｒの差動回転が制限される。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ピニオンギヤ３，４とサイドギヤ５Ｌ，５Ｒとの噛み合いが理論的な噛合位置で行われるため、歯面の圧力上昇による歯面強度の低下発生を抑制することができるとともに、安定した差動制限トルクを得ることができる。

（２）ピニオンギヤ３，４におけるシャフト挿通孔３Ｄ，４Ｄのギヤ背面側開口部がなだらかな曲面３２ａ，４２ａを有するラッパ状の開口部によって形成されているため、ピニオンギヤ３，４の剛性が均一化され、比較的高い歯面強度を得ることができる。

以上、本発明の車両用差動装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、ピニオンギヤ３，４が２個（１対）デフケース２内に配置されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、３個以上のピニオンギヤをデフケース内に配置してもよい。

（２）本実施の形態では、デフケース２が１ピースの部材によって形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、複数のケースエレメントからなるデフケースであっても勿論よい。

本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す斜視図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す断面図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置のピニオンギヤとその支持面との間のクリアランスについて説明するために示すグラフ。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置においてピニオンギヤの軸線とピニオンギヤシャフトの軸線とが一致した状態を模式化して示す断面図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置においてピニオンギヤの軸線がピニオンギヤシャフトの軸線に対して傾斜した状態を模式化して示す断面図。

符号の説明

１…車両用差動装置
２…デフケース、２Ａ…空間部、２ｂ…ピン取付孔
３，４…ピニオンギヤ、３Ａ，４Ａ…ギヤ胴部、３０ａ，４０ａ…第１ギヤ胴部、３１ａ，４１ａ…第２ギヤ胴部、３０Ａ，４０Ａ…第２摺動面、３１Ａ，４１Ａ…非摺動面、３１ａ，４１ａ…テーパ面、３２ａ，４２ａ…曲面、３Ｂ，４Ｂ…ギヤ鍔部、３０Ｂ，４０Ｂ…第１摺動面、３１Ｂ，４１Ｂ…第３摺動面、３Ｃ，４Ｃ…ギヤ部、３Ｄ，４Ｄ…シャフト挿通孔
５Ｌ，５Ｒ…サイドギヤ、５Ｌａ，５Ｒａ…ボス部、５Ｌｂ，５Ｒｂ…ギヤ部、５Ｌｃ，５Ｒｃ…摺動部
６Ｌ，６Ｒ…スラストワッシャ
９Ｌ，９Ｒ…車軸挿通孔、９Ｌａ，９Ｒａ…スラストワッシャ受部
５０…ピニオンギヤシャフト、５０Ａ，５０Ｂ…第２ピニオンギヤ支持面、５０Ｄ…ピン挿通孔
１０，１１…ギヤ・シャフト支持部、１０Ａ，１１Ａ…第１ピニオンギヤ支持面、１０Ｂ，１１Ｂ…ピニオンギヤシャフト支持面、１０Ｃ，１１Ｃ…ピニオンギヤ受部
１２Ｌ，１２Ｒ…サイドギヤ通過孔
１３…リングギヤ取付用フランジ
ａ…交点
Ｃ…ギヤ軸線
Ｓ…ピニオンギヤシャフトの軸線
Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ´₁，Ｃ´₂…クリアランスの寸法
Ｖ_１，Ｖ_１，Ｖ´₁，Ｖ´₂…仮想線
Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ´₁，Ｌ´₂…仮想線の長さ
Ｏ…回転軸線
Ｌ…荷重
Ｆ１，Ｆ２…反力

Claims (5)

1. １対のサイドギヤと、
   前記１対のサイドギヤにギヤ軸を直交させて噛合し、軸心部にシャフト挿通孔が設けられた少なくとも１対のピニオンギヤと、
   前記少なくとも１対のピニオンギヤ及び前記１対のサイドギヤを回転自在に収容する収容空間を有し、前記１対のピニオンギヤをそのギヤ外周面による摺動によって回転自在に支持する少なくとも一部が円弧面からなる第１ピニオンギヤ支持部を有するデフケースと、
   前記デフケースに前記シャフト挿通孔を挿通して支持され、前記シャフト挿通孔の内周面による摺動によって前記少なくとも１対のピニオンギヤを回転自在に支持する第２ピニオンギヤ支持部を前記第１ピニオンギヤ支持部よりも前記デフケースの回転軸線に近い位置に有するピニオンギヤシャフトとを備え、
   前記少なくとも１対のピニオンギヤは、そのピニオンギヤ軸と前記第１ピニオンギヤ支持部の前記円弧面の中心軸とが一致した場合における前記ギヤ外周面と前記第１ピニオンギヤ支持部との間のクリアランスを寸法Ｃ_１とするとともに、前記ピニオンギヤ軸と前記ピニオンギヤシャフトの中心軸とが一致した場合における前記シャフト挿通孔の内周面と前記第２ピニオンギヤ支持部との間のクリアランスを寸法Ｃ_２とすると、前記寸法Ｃ_１が前記寸法Ｃ_２よりも大きい寸法に設定されている
   ことを特徴とする車両用差動装置。
2. 前記デフケースは、前記ピニオンギヤシャフトの軸線方向において前記第１ピニオンギヤ支持部が前記少なくとも１対のピニオンギヤと前記１対のサイドギヤとの噛み合い中心点よりも前記回転軸線から遠い位置に配置され、
   前記ピニオンギヤシャフトは、その軸線方向において前記第２ピニオンギヤ支持部の少なくとも一部が前記少なくとも1対のピニオンギヤと前記１対のサイドギヤとの噛み合い中心点よりも前記回転軸線に近い位置に配置されている請求項１に記載の車両用差動装置。
3. 前記少なくとも１対のピニオンギヤは、前記第１ピニオンギヤ支持部に対応する第１被支持部、及び前記第２ピニオンギヤ支持部に対応する第２被支持部を有し、前記デフケースの回転軸線と前記ピニオンギヤシャフトの軸線とが交わる点を交点ａとするとともに、前記交点ａと前記第１被支持部とを結ぶ仮想線の長さを寸法Ｌ_１とし、かつ前記交点ａと前記第２被支持部とを結ぶ仮想線の長さを寸法Ｌ_２とすると、前記寸法Ｃ_２が前記寸法Ｌ_１に、また前記寸法Ｃ_１が前記寸法Ｌ_１にそれぞれ比例して設定されている請求項１に記載の車両用差動装置。
4. 前記少なくとも１対のピニオンギヤは、前記第１被支持部と前記第２被支持部とが前記ピニオンギヤシャフトの軸線方向において所定の間隔をもって配置されている請求項３に記載の車両用差動装置。
5. 前記少なくとも１対のピニオンギヤは、前記ギヤ外周面の焼き付きによる熱膨張量に対応する径方向寸法が寸法Ｃ_１よりも小さい寸法に設定され、
   前記ピニオンギヤシャフトは、前記第２ピニオンギヤ支持部の焼き付きによる熱膨張量に対応する径方向寸法が寸法Ｃ_２よりも小さい寸法に設定されている請求項１に記載の車両用差動装置。

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