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公開番号2025023626
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-17
出願番号2023127943
出願日2023-08-04
発明の名称差動ギヤ機構およびその設計方法
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人アイテック国際特許事務所
主分類F16H 48/08 20060101AFI20250207BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】サイドギヤおよびピニオンギヤの強度を良好に確保しつつ、当該差動ギヤ機構をコンパクト化する。
【解決手段】本開示の差動ギヤ機構では、サイドギヤの各サイドギヤ歯の基準圧力角およびピニオンギヤの各ピニオンギヤ歯の基準圧力角が、歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に当該中間部から外端側に向かうにつれて大きくなり、サイドギヤのピッチ円錐上における歯厚が、基準サイドギヤに比べて、歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて小さくなると共に当該中間部から外端側に向かうにつれて大きくなり、かつピニオンギヤのピッチ円錐上における歯厚が、基準ピニオンギヤに比べて、歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に当該中間部から外端側に向かうにつれて小さくなる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
それぞれ複数のサイドギヤ歯を有するかさ歯車である一対のサイドギヤと、それぞれ複数のピニオンギヤ歯を有するかさ歯車であって前記一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含む差動ギヤ機構において、
前記サイドギヤの歯底の外端部は、前記サイドギヤの歯底円錐よりも前記サイドギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、
前記サイドギヤ歯の歯先の内端部は、前記サイドギヤの前記歯先円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、
前記ピニオンギヤの歯底の内端部は、前記ピニオンギヤの歯底円錐よりも前記ピニオンギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、
前記ピニオンギヤ歯の歯先の外端部は、前記ピニオンギヤの前記歯先円錐よりも前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、
前記サイドギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角および前記ピニオンギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角は、歯すじ方向における前記サイドギヤ歯の前記歯先の前記内端部と前記ピニオンギヤ歯の前記歯先の前記外端部との間に含まれる歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなり、
前記サイドギヤのピッチ円錐上における歯厚が、サイドギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記差動ギヤ機構の中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準サイドギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて小さくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなり、かつ前記ピニオンギヤのピッチ円錐上における歯厚が、ピニオンギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準ピニオンギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて小さくなる差動ギヤ機構。
続きを表示（約 3,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の差動ギヤ機構において、
前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記サイドギヤおよび前記ピニオンギヤの前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第１領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第２領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記外端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第３領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第４領域との少なくとも１つで、前記サイドギヤ歯の歯面における圧力角が、前記基準圧力角が前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準サイドギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記サイドギヤの前記歯底円錐側または前記歯先円錐側に向かうにつれて小さくなり、かつ、前記ピニオンギヤ歯の歯面における圧力角が、前記基準圧力角が前記中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準ピニオンギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側または前記歯底円錐側に向かうにつれて小さくなる差動ギヤ機構。
【請求項３】
請求項１に記載の差動ギヤ機構において、
前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記サイドギヤおよび前記ピニオンギヤの前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第１領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第２領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記外端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第３領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第４領域との少なくとも１つで、前記サイドギヤ歯の歯面における圧力角が、前記基準圧力角が前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準サイドギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記サイドギヤの前記歯底円錐側または前記歯先円錐側に向かうにつれて大きくなり、かつ、前記ピニオンギヤ歯の歯面における圧力角が、前記基準圧力角が前記中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準ピニオンギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側または前記歯底円錐側に向かうにつれて大きくなる差動ギヤ機構。
【請求項４】
それぞれ複数のサイドギヤ歯を有するかさ歯車である一対のサイドギヤと、それぞれ複数のピニオンギヤ歯を有するかさ歯車であって前記一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含み、前記サイドギヤの歯底の外端部が、前記サイドギヤの歯底円錐よりも前記サイドギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記サイドギヤ歯の歯先の内端部が、前記サイドギヤの前記歯先円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤの歯底の内端部が、前記ピニオンギヤの歯底円錐よりも前記ピニオンギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤ歯の歯先の外端部が、前記ピニオンギヤの前記歯先円錐よりも前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜している差動ギヤ機構の設計方法であって、
前記サイドギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角および前記ピニオンギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角を、歯すじ方向における前記サイドギヤ歯の前記歯先の前記内端部と前記ピニオンギヤ歯の前記歯先の前記外端部との間に含まれる歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくすると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくし、
前記サイドギヤのピッチ円錐上における歯厚を、サイドギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記差動ギヤ機構の中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準サイドギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて小さくすると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくし、かつ前記ピニオンギヤのピッチ円錐上における歯厚を、ピニオンギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準ピニオンギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくすると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて小さくする差動ギヤ機構の設計方法。
【請求項５】
請求項４に記載の差動ギヤ機構の設計方法において、
前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記サイドギヤおよび前記ピニオンギヤの前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第１領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第２領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記外端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第３領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第４領域との少なくとも１つで、前記サイドギヤ歯の歯面における圧力角を、前記基準圧力角が前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準サイドギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記サイドギヤの前記歯底円錐側または前記歯先円錐側に向かうにつれて小さくし、かつ、前記ピニオンギヤ歯の歯面における圧力角を、前記基準圧力角が前記中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準ピニオンギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側または前記歯底円錐側に向かうにつれて小さくする差動ギヤ機構の設計方法。
【請求項６】
請求項４に記載の差動ギヤ機構の設計方法において、
前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記サイドギヤおよび前記ピニオンギヤの前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第１領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第２領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記外端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯先円錐および前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側の第３領域と、前記歯すじ方向における前記中間部よりも前記内端側、かつ前記ピッチ円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐および前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側の第４領域との少なくとも１つで、前記サイドギヤ歯の歯面における圧力角を、前記基準圧力角が前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準サイドギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記サイドギヤの前記歯底円錐側または前記歯先円錐側に向かうにつれて大きくし、かつ、前記ピニオンギヤ歯の歯面における圧力角を、前記基準圧力角が前記中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなっている第２の基準ピニオンギヤに比べて、前記ピッチ円錐から前記ピニオンギヤの前記歯先円錐側または前記歯底円錐側に向かうにつれて大きくする差動ギヤ機構の設計方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、一対のサイドギヤと、当該一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含む差動ギヤ機構およびその設計方法に関する。
続きを表示（約 3,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ケースに固定されたピニオンシャフトにより回転自在に支持されるストレートベベルギヤであるピニオンギヤと、一対のサイドギヤとを噛み合わせたディファレンシャルギヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このディファレンシャルギヤでは、ピニオンギヤの内端部（ディファレンシャルギヤの中心側の端部）の肉厚を確保するために、当該ピニオンギヤの歯底の内端部が、ピニオンギヤの歯底円錐よりも歯先円錐側に位置するように傾斜させられている。また、サイドギヤのギヤ歯の歯先の内端部は、当該サイドギヤの歯先円錐よりも歯底円錐側に位置するように傾斜させられており、ピニオンギヤの歯底の内端部に沿って延在する
【０００３】
また、従来、ケースに固定されたピニオンシャフトと、当該ピニオンシャフトにより回転自在に支持されるかさ歯車であるピニオンギヤと、各々がピニオンギヤと噛み合うかさ歯車である一対のサイドギヤとを含む差動機構が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この差動機構では、サイドギヤの強度低下を抑制しつつ当該差動機構の軸長を短縮化するために、各サイドギヤの歯底の外端部（外周側の端部）が、当該サイドギヤの歯底円錐よりも歯先円錐側に位置するように傾斜させられている。また、ピニオンギヤのピニオンギヤ歯の歯先の外端部は、当該ピニオンギヤの歯先円錐よりも歯底円錐側に位置するように傾斜させられており、サイドギヤの歯底の外端部に沿って延在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－０４８９０３号公報
特開２０１４－１８５６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載されたように、ピニオンギヤの歯底の内端部を当該ピニオンギヤの歯底円錐よりも歯先円錐側に位置するように傾斜させた場合、ピニオンギヤの内端部（ディファレンシャルギヤの中心側の端部）でピニオンギヤ歯の歯元の歯厚が小さくなってしまい、当該ピニオンギヤの強度が低下してしまう。このため、何らかの対策を施さなければ、ピニオンギヤの強度を確保しつつ、当該ピニオンギヤを小径化してディファレンシャルギヤをコンパクト化することが困難になる。また、特許文献２に記載されたように、サイドギヤの歯底の外端部を当該サイドギヤの歯底円錐よりも歯先円錐側に位置するように傾斜させた場合、サイドギヤ（差動機構）の外端部でギヤ歯の歯元の歯厚が小さくなってしまい、当該サイドギヤの強度が低下してしまう。このため、何らかの対策を施さなければ、サイドギヤの強度を確保しつつ、当該サイドギヤの軸方向における差動機構の軸長を短縮化することが困難になる。
【０００６】
そこで、本開示は、一対のサイドギヤと、当該一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含む差動ギヤ機構において、当該サイドギヤおよびピニオンギヤの強度を良好に確保しつつ、当該差動ギヤ機構をコンパクト化することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の差動ギヤ機構は、それぞれ複数のサイドギヤ歯を有するかさ歯車である一対のサイドギヤと、それぞれ複数のピニオンギヤ歯を有するかさ歯車であって前記一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含む差動ギヤ機構において、前記サイドギヤの歯底の外端部が、前記サイドギヤの歯底円錐よりも前記サイドギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記サイドギヤ歯の歯先の内端部が、前記サイドギヤの前記歯先円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤの歯底の内端部が、前記ピニオンギヤの歯底円錐よりも前記ピニオンギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤ歯の歯先の外端部が、前記ピニオンギヤの前記歯先円錐よりも前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、前記サイドギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角および前記ピニオンギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角が、歯すじ方向における前記サイドギヤ歯の前記歯先の前記内端部と前記ピニオンギヤ歯の前記歯先の前記外端部との間に含まれる歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくなり、前記サイドギヤのピッチ円錐上における歯厚が、サイドギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記差動ギヤ機構の中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準サイドギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて小さくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくなり、かつ前記ピニオンギヤのピッチ円錐上における歯厚が、ピニオンギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準ピニオンギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくなると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて小さくなるものである。
【０００８】
また、本開示の差動ギヤ機構の設計方法は、それぞれ複数のサイドギヤ歯を有するかさ歯車である一対のサイドギヤと、それぞれ複数のピニオンギヤ歯を有するかさ歯車であって前記一対のサイドギヤに噛合する複数のピニオンギヤとを含み、前記サイドギヤの歯底の外端部が、前記サイドギヤの歯底円錐よりも前記サイドギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記サイドギヤ歯の歯先の内端部が、前記サイドギヤの前記歯先円錐よりも前記サイドギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤの歯底の内端部が、前記ピニオンギヤの歯底円錐よりも前記ピニオンギヤの歯先円錐側に位置するように傾斜し、前記ピニオンギヤ歯の歯先の外端部が、前記ピニオンギヤの前記歯先円錐よりも前記ピニオンギヤの前記歯底円錐側に位置するように傾斜している差動ギヤ機構の設計方法であって、前記サイドギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角および前記ピニオンギヤ歯のピッチ点を通る半径線と歯形の接線とのなす角度である基準圧力角を、歯すじ方向における前記サイドギヤ歯の前記歯先の前記内端部と前記ピニオンギヤ歯の前記歯先の前記外端部との間に含まれる歯すじの中間部から内端側に向かうにつれて大きくすると共に前記中間部から外端側に向かうにつれて大きくし、前記サイドギヤのピッチ円錐上における歯厚を、サイドギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記差動ギヤ機構の中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準サイドギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて小さくすると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて大きくし、かつ前記ピニオンギヤのピッチ円錐上における歯厚を、ピニオンギヤ歯の歯面とピッチ円錐との交線が前記中心を通る直線であり、かつ前記基準圧力角が前記歯すじ方向において一定である基準ピニオンギヤに比べて、前記中間部から前記内端側に向かうにつれて大きくすると共に前記中間部から前記外端側に向かうにつれて小さくするものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示の差動ギヤ機構を示す概略構成図である。
本開示の差動ギヤ機構を示す部分断面図である。
本開示の差動ギヤ機構のサイドギヤおよびピニオンギヤにおける円錐距離と基準圧力角との関係を示す図表である。
本開示の差動ギヤ機構のサイドギヤにおける円錐距離とピッチ円錐上における歯厚との関係を示す図表である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤにおける円錐距離とピッチ円錐上における歯厚との関係を示す図表である。
本開示の差動ギヤ機構のサイドギヤにおける円錐距離と歯元の歯厚との関係を示す図表である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤにおける円錐距離と歯元の歯厚との関係を示す図表である。
本開示の差動ギヤ機構の要部を示す拡大図である。
本開示の差動ギヤ機構の要部を示す拡大図である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤで発生し得る歯先尖りを例示する説明図である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤで発生し得る歯元の切り下げを例示する説明図である。
本開示の差動ギヤ機構におけるサイドギヤおよびピニオンギヤのかみ合い状態を示す概略構成図である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤにおける圧力角の調整手順を説明するための図表である。
本開示の差動ギヤ機構のサイドギヤおよびピニオンギヤにおける圧力角調整量を例示する図表である。
本開示の差動ギヤ機構のサイドギヤおよびピニオンギヤにおける圧力角調整量を例示する図表である。
本開示の差動ギヤ機構のピニオンギヤにおける圧力角の調整手順を説明するための図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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