JP2004332834A - 動力伝達部品及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ねじりトルクに対する強度を一層大きくできる動力伝達部品及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】車両の不等トルク配分用センターディファレンシャル装置の遊星歯車機構のための動力伝達部品はキャリア２を含んで構成され、第１部分となっているキャリア本体２Ａは、第２部分となっているベース部材に、連結部となっているキャリア２のアーム部２Ｂで連結される。アーム部２Ｂの形状は、アーム部２Ｂの円周方向中央部Ｂから円周方向両側へ延びるにしたがい内径側へ移行して回転中心部Ａに近づく湾曲形状である。このため、アーム部２Ｂの極断面係数は大きく、前後輪への不等配分トルクのため動力伝達部品が受ける大きなねじりトルクに対し、アーム部２Ｂは大きな強度を備える。
【選択図】 図２
【解決手段】車両の不等トルク配分用センターディファレンシャル装置の遊星歯車機構のための動力伝達部品はキャリア２を含んで構成され、第１部分となっているキャリア本体２Ａは、第２部分となっているベース部材に、連結部となっているキャリア２のアーム部２Ｂで連結される。アーム部２Ｂの形状は、アーム部２Ｂの円周方向中央部Ｂから円周方向両側へ延びるにしたがい内径側へ移行して回転中心部Ａに近づく湾曲形状である。このため、アーム部２Ｂの極断面係数は大きく、前後輪への不等配分トルクのため動力伝達部品が受ける大きなねじりトルクに対し、アーム部２Ｂは大きな強度を備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力を伝達するために動力伝達経路中に配置される部品に係り、例えば、四輪駆動車両の前後輪トルク不等配分用センターディファレンシャル装置に適用できるものである。
【０００２】
【背景技術】
四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置は、下記の特許文献１に示されている。
【０００３】
図９は、このような不等トルク配分用センターディファレンシャル装置が用いられている動力伝達経路を示す。エンジン７１で生じた動力は、トルクコンバーター７２を経て変速機構７３の変速出力軸７４から出力され、この変速出力軸７４からの動力は、センターディファレンシャル装置７５を介して前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７とに出力される。センターディファレンシャル装置７５は、複合遊星歯車機構７８と差動制限用摩擦クラッチ７９との組み合わせからなる。
【０００４】
複合遊星歯車機構７８は、前輪側出力軸７６の歯車８０と噛合する歯車８１がキャリア本体８２Ａに取り付けられたキャリア８２と、このキャリア８２の軸方向への長さを有するアーム部８２Ｂの先端が結合され、かつ上記クラッチ７９のドラム部材７９Ａと結合一体化されているベース部材８３と、キャリア本体８２Ａとベース部材８３とに架設されたピニオン軸８４と、このピニオン軸８４に回転自在に嵌合され、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂを有するピニオン８５とで構成されている。第１ピニオン部８５Ａは変速出力軸７４の太陽歯車８６と噛合し、第２ピニオン部８５Ｂは後輪側出力軸７７の太陽歯車８７と噛合する。
【０００５】
変速出力軸７４からの動力が複合遊星歯車機構７８に入力すると、この動力は、変速出力軸７４を中心とするキャリア８２の回転とピニオン８５の公転や自転とによって前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７とに伝達される。また、前輪と後輪にスリップ等による大きな回転数差が生じたときなどには、これを検出したセンサからの信号が入力する制御装置で制御される油圧装置により、クラッチ７９の図示しないピストンが軸方向に移動し、クラッチ７９の摩擦力により、前後輪の大きな回転数差の発生が防止等される。
【０００６】
また、変速出力軸７４から複合遊星歯車機構７８を経てなされる前輪と後輪へのトルクの配分は、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂと太陽歯車８６と太陽歯車８７とについての歯数の関係から、等配分されず、例えば、前輪が４５％、後輪が５５％に不等配分される。
【０００７】
図１０は、図９におけるキャリア８２とベース部材８３とドラム部材７９Ａの部分の具体的構造を示す側断面図であり、図１１は、図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図である。変速出力軸７４を中心に回転自在となっているキャリア本体８２Ａには、図１１から分かるように、キャリア本体８２Ａの回転中心部を中心とする円周方向に等間隔で３個のアーム部８２Ｂが設けられ、それぞれのアーム部８２Ｂの先端は、図１０で示すように、後輪側出力軸７７を中心に回転自在となっているベース部材８３に溶接で接合され、このベース部材８３はクラッチ７９のドラム部材７９Ａと結合されている。
【０００８】
そして、キャリア本体８２Ａとベース部材８３とにピニオン軸８４を挿入する孔８８，８９が形成され、ピニオン軸８４にピニオン８５が回転自在に配置される。
【０００９】
前述したように変速出力軸７４から伝達されるトルクが複合遊星歯車機構７８で前後輪へ不等配分されるとき、前輪側へのトルク出力位置と後輪側へのトルク出力位置とが軸方向にずれていることから、ベース部材８３を含めたキャリア８２が、すなわち、複合遊星歯車機構７８のための動力伝達部品が、不等トルクの差に応じたねじりトルクを受けることになる。
【００１０】
また、例えば、車両停止時に、ブレーキペダルの踏み込みで前後輪がロックされた状態にて、アクセルペダルの急激な踏み込みでトルクコンバータ７２による増幅トルク（ストールトルク）が生じたときにも、ベース部材８３を含めたキャリア８２には、この増幅トルクに基づくねじりトルクが作用することになる。
【００１１】
このようなねじりトルクは、上記動力伝達部品の第１部分であるキャリア本体８２Ａと、このキャリア本体８２Ａから軸方向に離れ、上記動力伝達部品の第２部分であるベース部材８３とを連結するための連結部となっているアーム部８２Ｂの強度で支持される。
【００１２】
従来において、それぞれのアーム部８２Ｂは、図１１で示されているように、円周方向に延びる板状となっているとともに、キャリア本体８２Ａやベース部材８３の回転中心部を中心とする円弧状となっていた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平３−６１１２２（第１図、第２図、第３図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、エンジン出力の向上や車両走行性能の改善が図られている。このため、ベース部材を含めたキャリアのねじりトルクに対する強度、言い換えると、動力伝達部品のねじりトルクに対する強度を一層大きくし、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路中でも用いることができるようになる動力伝達部品が求められている。
【００１５】
本発明の目的は、ねじりトルクに対する強度を一層大きくできるようになる動力伝達部品及びその製造方法を提供するところにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る動力伝達部品は、軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品において、前記連結部の形状が、前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状となっていることを特徴とするものである。
【００１７】
この動力伝達部品によると、第１部分と第２部分を連結する連結部の形状は、円周方向へ延びるにしたがい第１部分、第２部分の回転中心部からの距離が変化する形状になっているため、第１部分、第２部分の回転中心部を中心とする円弧状となっていた従来よりも、ねじりトルクに対して有効に働く極断面係数が大きくなる。これにより、ねじりトルクに対する連結部の強度を従来よりも大きくでき、大きなねじりトルクを受けることができるようになる。
【００１８】
第１部分と第２部分を連結する連結部の形状を、円周方向へ延びるにしたがい第１部分、第２部分の回転中心部からの距離が変化する形状とすることは、各種の形態によって実現できる。以下はそのうちの４つの形態です。
【００１９】
第１番目の形態は、連結部を板状とするとともに、この連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲した湾曲形状とすることである。この形態において、湾曲形状は、内径側が窪んだ形状でもよく、外径側が窪んだ形状でもよい。
【００２０】
第２番目の形態は、連結部の外径側の面を前記回転中心部を中心とする円弧面にするとともに、内径側の面を円周方向に延びるにしたがい内径側へ移行する面とすることである。
【００２１】
第３番目の形態は、連結部の内径側の面を前記回転中心部を中心とする円弧面にするとともに、外径側の面を円周方向に延びるにしたがい外径側へ移行する面とすることである。
【００２２】
第４番目の形態は、連結部の外径側の面を円周方向に延びるにしたがい外径方向へ移行する面にするとともに、内径側の面を円周方向に延びるにしたがい内径側へ移行する面とすることである。
【００２３】
本発明に係る動力伝達部品は、板金のプレス成形品、鋳造品、鍛造品、燒結金属製品等の任意な製品として製造することができる。そして、連結部を第１番目の形態とする場合には、動力伝達部品を板金のプレス成形品とすることが好ましい。
【００２４】
また、動力伝達部品は、第１部分と第２部分と連結部とが一体形成された１つの部材として製造してもよく、あるいは、第１部分と第２部分と連結部とのうちの１つ又は２つが一体形成された部材と、残りが形成された１つ又は２つの部材とを結合することにより、動力伝達部品を製造してもよい。
【００２５】
これらのうち、動力伝達部品の一部を板金のプレス成形品とする場合には、第１部分と連結部とを板金のプレス成形品として一体形成されたものとし、第２部分をこのプレス成形品とは別の成形品で形成し、この別の成形品に連結部の先端を結合することにより、動力伝達部品を製造できる。
【００２６】
本発明に係る動力伝達部品は、車両、船舶、航空機等の任意な運搬手段や作業機械、工作機械等における動力伝達経路を構成するために適用できる。
【００２７】
本発明に係る動力伝達部品を、車両の走行動力を伝達するための動力伝達経路中に配置される部品とする場合には、第１部分と連結部を、車両の走行動力を伝達する動力伝達経路中に配置される遊星歯車機構のためのキャリアを形成する部分とすることができる。
【００２８】
この場合において、遊星歯車機構は、四輪駆動車両のセンターディファレンシャル装置を構成するものでもよく、前輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよく、後輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよい。また、遊星歯車機構は、前輪駆動車両の前輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよく、後輪駆動車両の後輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよい。さらに、遊星歯車機構は、オートマチックトランスミッションのための遊星歯車機構でもよい。
【００２９】
本発明に係る動力伝達部品の製造方法は、軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品を製造するための方法であって、板金の打ち抜き加工により、前記第１部分となるべき部分とこの部分の外側の外側部分とを有し、かつ前記連結部となるべき部分も有している打ち抜き品を得るための第１工程と、この打ち抜き品の前記第１部分となるべき部分に対し、前記外側部分と、前記連結部となるべき部分とを折り曲げ、前記連結部となるべき部分のこの折り曲げによってこの連結部となるべき部分を前記連結部とするとともに、この連結部を前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成するための第２工程と、前記外側部分を切除するための第３工程と、前記連結部の先端を、予め製造されていて前記第２部分を有している第２部分用部材に結合するための第４工程と、を含んでいることを特徴とするものである。
【００３０】
この動力伝達部品の製造方法によると、第１部分と連結部とを板金の打ち抜き加工や折り曲げ加工、絞り加工等のプレス加工によって容易に形成でき、したがって低コストで大量生産できる。また、この打ち抜き加工や折り曲げ加工等の一連のプレス成形作業を行うときに、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成するための作業を、このプレス成形作業の一部として同時に行える。
【００３１】
また、この動力伝達部品の製造方法によると、第１部分となるべき部分に対し、連結部となるべき部分を折り曲げる際、第１部分の外側に設けた外側部分も折り曲げ、後工程においてこの外側部分を切除するため、第１部分と連結部との接続箇所の付近に、動力伝達時に集中応力が生じやすい凹部等が形成されず、これにより、伝達できるトルクを大きくできる。
【００３２】
なお、この動力伝達部品の製造方法において、動力伝達部品がピニオンを備える遊星歯車機構のための部品である場合には、第３工程で外側部分を切除する作業を、第１部分となるべき部分と接続されている外側部分の基礎部を残して行う作業とし、第４工程の作業を行う前にこの基礎部をプレス加工し、このプレス加工によって第１部分にピニオンと正確に対面するピニオン座面を形成するようにしてもよい。
【００３３】
また、この動力伝達部品の製造方法において、前記第２工程にて、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成する作業は、この連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲しているとともに内径側が窪んだ湾曲形状に形成する作業でもよく、外径側が窪んだ形状に形成する作業でもよい。
【００３４】
しかし、第２工程にて、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成する作業を、連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲しているとともに内径側が窪んだ湾曲形状に形成する作業とした場合には、第１部分となるべき部分に対し、前記外側部分と、連結部となるべき部分とを折り曲げ、連結部となるべき部分のこの折り曲げによってこの部分を連結部とする作業を行う際に、連結部となるべき部分を内径方向へ湾曲変形させるという、プレス成形加工の上で好ましい形態により、連結部を上記形状に容易かつ確実に形成できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る動力伝達部品１の側断面図であり、図２は、図１のＳ２−Ｓ２線断面図である。この動力伝達部品１は、図１０及び図１１で説明した従来例の動力伝達部品と同じく、図９で示した四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置７５を構成するものである。
【００３６】
動力伝達部品１は、キャリア２とベース部材３とドラム４部材とを含んで形成されている。キャリア２とベース部材３は、図９のセンターディファレンシャル装置７５の複合遊星歯車機構７８のための部材であり、ドラム部材４は、差動制限用摩擦クラッチ７９のための部材である。
【００３７】
キャリア２は板金のプレス成形品であり、ベース部材３及びドラム部材４も板金のプレス成形品であるが、これらのベース部材３及びドラム部材４は、鋳造品や鍛造品等でもよい。
【００３８】
図１で示されているとおり、キャリア２は、キャリア本体２Ａと、キャリア本体２Ａの外周部から軸方向に延びるアーム部２Ｂとからなり、このアーム部２Ｂは、図２で示されているように、キャリア本体２Ａの回転中心部Ａを中心とする円周方向に等間隔で複数個、本実施形態では４個設けられている。キャリア本体２Ａには、図９で示した変速出力軸７４が挿通される孔５が開口し、回転中心部Ａが含まれているこの孔５の外周側に、図１で示されているピニオン軸８４が挿入される孔６が形成されている。孔６は、図２で示すように、２個のアーム部２Ｂの中間部のそれぞれに合計４個あり、図１で示されているピニオン８５がキャリア２に合計４個配置されるようになっている。
【００３９】
キャリア２は板金のプレス成形によって製造されているため、それぞれのアーム部２Ｂは板状となっている。また、図２から分かるように、それぞれのアーム部２Ｂはキャリア本体２Ａの内径側に湾曲した湾曲形状となっているが、円弧状となっているこの湾曲形状の中心部はキャリア本体２Ａの回転中心部Ａではなく、それぞれのアーム部２Ｂは、アーム部２Ｂの円周方向中央部Ｂから円周方向両側へ延びるにしたがい次第に内径側へ移行して回転中心部Ａに近づく形状となっている。言い換えると、内径側が窪んだ円弧形状となっているそれぞれのアーム部２Ｂの円弧中心部Ｃは、キャリア本体２Ａの回転中心部Ａよりも外径側の位置にある。
【００４０】
以上のように、アーム部２Ｂの形状を回転中心部Ａの半径方向に湾曲した形状にするとともに、円周方向に延びるにしたがいキャリア本体２Ａの回転中心部Ａからの距離が変化する形状にすると、その距離が変化しない形状になっている場合と比べ、回転中心部Ａについての極断面係数が大きくなる。
【００４１】
図３には、以上説明したキャリア２の全体形状の斜視図が示されている。
【００４２】
図１で示されているとおり、前記ベース部材３の中心部には、図９で示した後輪側出力軸７７が挿通される孔７が形成され、この孔７の外周側に、ピニオン軸８４が挿入される孔８が円周方向に等間隔で４個形成されている。また、２個の孔８の中間部よりも少し外径側の位置には、円周方向に円弧状となった長孔９が形成され、この長孔９も円周方向に等間隔で４個設けられている。
【００４３】
キャリア本体２Ａの孔６とベース部材３の孔８とに、ピニオン８５が外周に回転自在に嵌合されたピニオン軸８４の両端部を挿入し、この後、ベース部材３の長孔９にそれぞれのアーム部２Ｂの先端を挿入し、これらの先端とベース部材３とを溶接することにより、キャリア２とベース部材３は結合一体化される。
【００４４】
このようにキャリア２とベース部材３を結合した後、前記ドラム部材４をベース部材３に溶接で結合してもよく、キャリア２に結合される前のベース部材３にドラム部材４を結合してもよい。
【００４５】
以上のように構成された動力伝達部品１を、図９の動力伝達経路中にセンターディファレンシャル装置７５のための部品として組み込む。変速出力軸７４からの動力がセンターディファレンシャル装置７５に入力し、さらに、この動力が前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７に不等配分トルクとして伝達されると、前述したように、動力伝達部品１は、円周方向へのねじりトルクを受けることになる。また、トルクコンバータ７２による増幅トルクが生じたときにも、動力伝達部品１は、この増幅トルクに基づくねじりトルクを受ける。
【００４６】
これらのねじりトルクは、動力伝達部品１の第１部分であるキャリア２のキャリア本体２Ａと、動力伝達部品１の第２部分であるベース部材３とを連結する連結部となっているアーム部２Ｂに作用するが、前述したように、アーム部２Ｂの極断面係数は大きくなっている。この極断面係数はねじりトルクに対抗できるキャリア２の形状上の特性を表し、極断面係数が大きくなっていることにより、本実施形態に係る動力伝達部品１は、従来よりもねじりトルクに対する大きな強度を備え、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路に配置できることになる。
【００４７】
また、この動力伝達部品１のキャリア２は、板厚の大きな板金を材料とすることによってアーム部２Ｂの極断面係数を大きくしているのではないため、キャリア２は従来と比較して重量がそれ程重くならず、軽量化されたキャリア２となるため、燃費の向上のために車両に求められる車体重量の軽量化に貢献できる。
【００４８】
また、アーム部２Ｂは、円周方向の長さを長くして極断面係数を大きくしたものではないため、２個のアーム部２Ｂの間に、ピニオン８５を配置できるスペースを確保できる。
【００４９】
また、それぞれのアーム部２Ｂは、内径側が窪んだ湾曲形状となっているため、外径側が窪んだ湾曲形状となっている場合と比べ、キャリア２の直径方向の寸法を小さくでき、キャリア２をコンパクト化することができて、動力伝達経路中の限られたスペースにキャリア２を有効に配置できる。
【００５０】
次に、キャリア２を板金のプレス成形で製造する作業を説明する。図４〜図７は、その製造作業をその順序にしたがって示した図であり、これらの図のうち、折り曲げ後を示している図５〜図７は、折り曲げ前を示している図４におけるＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【００５１】
まず、図４に示す打ち抜き品２０を板金の打ち抜き加工によって生産する。この打ち抜き品２０は、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と、この部分２１の外側の外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とからなる。外側部分２２は、４個のアーム部２Ｂとなるべき部分２３の間にこれらの部分２３と接続されて合計４個ある。次に、キャリア本体２Ａとなる部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを折り曲げる加工、言い換えると、キャリア本体２Ａとなる部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを絞る加工を行うことにより、図５で示した折り曲げ品２５を生産し、アーム部２Ｂとなるべき部分２３をアーム部２Ｂとする。
【００５２】
この折り曲げ品２５を生産する際、アーム部２Ｂとなるべき部分２３を、内径側に湾曲した形状であって、前記回転中心部Ａよりも外径側にある中心部Ｃを中心とする円弧形状に湾曲形成する。この加工作業は、折り曲げ品２５の内外に配置されるプレス型の形状による絞り加工によって行える。
【００５３】
この後、図６で示すように、外側部分２２を切除する作業を行う。この作業は、外側部分２２を、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と外側部分２２との接続部２６（図４を参照）から切除するのではなく、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と接続されている外側部分２２の基礎部２２Ａ（図５を参照）を残して行う。これにより、図６で示した加工品３０を生産する。このように、基礎部２２Ａを残して外側部分２２を切除する作業は、折り曲げ品２５の内部にカム駆動式の打ち抜き型を配置し、この打ち抜き型による打ち抜き加工によって行える。
【００５４】
次いで、加工品３０のキャリア本体２Ａとなるべき部分２１を、外側部分２２の基礎部２２Ａを含めてプレス加工し、このプレス加工によって図７の加工品３５を生産する。この加工品３５では、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１がキャリア本体２Ａとなっているとともに、基礎部２２Ａがプレス加工されることにより、このキャリア本体２Ａに前記ピニオン８５と対面するピニオン座面２７（図２及び図３も参照）が正確に形成される。
【００５５】
次いで、キャリア本体２Ａに前記孔５，６等を形成するための打ち抜き加工やその他の加工等の所定の作業を行う。なお、この所定の作業は、板金を打ち抜き加工して図４の打ち抜き品２０を得る前の作業として実施してもよく、図４〜図７の加工を行うときに同時に実施してもよい。
【００５６】
以上の作業工程によってキャリア２が得られ、このキャリア２のアーム部２Ｂの先端を、動力伝達部品１の第２部分用部材である図１で示されたベース部材３に前述したように溶接で結合する。
【００５７】
以上のキャリア製造方法によると、キャリア２を板金のプレス成形より安価に大量に生産できるとともに、円周方向に延びるにしたがい前記回転中心部Ａからの距離が次第に変化する湾曲形状のアーム部２Ｂを形成する作業を、打ち抜き加工や折り曲げ加工等からなる一連のプレス成形作業における一部の作業として同時に行えるため、その作業コストを安価にできる。
【００５８】
また、アーム部２Ｂは内径側が窪んだ湾曲形状となっているため、この湾曲形状を得る加工作業は、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを折り曲げる作業を行う際に、アーム部２Ｂとなるべき部分を内径方向へ湾曲変形させるという、プレス成形加工の上で好ましい形態により実施でき、上記の所定形状となったアーム部２Ｂを容易かつ確実に形成できる。
【００５９】
特に、このキャリア製造方法では、打ち抜き品２０を生産する際に、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１の外側の部分２２が含まれた打ち抜き品２０を生産し、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１に対し、アーム部２Ｂとなるべき部分２３を折り曲げる際には、外側部分２２も折り曲げており、この外側部分２２は後作業工程において切除している。一般的には、図１１で示したアーム部８２Ｂをキャリア本体８２Ａに対して折り曲げる際に、この折り曲げを容易にするためにアーム部８２Ｂとキャリア本体８２Ａとの接続箇所の付近に凹部９０を形成することになるが、この本実施形態に係るキャリア製造方法によると、動力伝達時に応力集中が生じやすいこのような凹部９０が設けられていないキャリア２を生産でき、この点でも、本実施形態に係る動力伝達部品１は、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路中で使用できるものとなる。
【００６０】
また、このキャリア製造方法では、外側部分２２を切除する作業を行う際、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と外側部分２２との接続部２６から外側部分２２を切除するのではなく、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と接続されている外側部分２２の基礎部２２Ａを残して外側部分２２の切除を行い、後作業工程においてこの基礎部２２Ａをプレス加工するため、キャリア本体２Ａに、ピニオン８５と正確な間隔で対面する平坦面となったピニオン座面２７を形成できる。
【００６１】
以上説明した動力伝達部品１のキャリア２は、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂとを有するピニオン８５が用いられる複合遊星歯車機構７８のためのキャリアであったが、図８で示した別実施形態に係る動力伝達部品のキャリア５２は、単純遊星歯車機構４８のためのキャリアとなっている。
【００６２】
図８で示されているキャリア入力式の単純遊星歯車機構４８によるセンターディファレンシャル装置は、前輪側出力軸５０の太陽歯車５１と、この太陽歯車５１に噛合するピニオン５３と、ピニオン５３に噛合し、後輪側出力軸５４に接続されているリング歯車５５と、ピニオン５３が回転自在に嵌合されているピニオン軸５６の一方の端部をキャリア本体５２Ａで支持しているキャリア５２と、キャリア５２のアーム部５２Ｂの先端が結合され、ピニオン軸５６の他方の端部を支持している回転部材５７とで構成され、回転部材５７は後輪側出力軸５４に回転自在に支持されている。動力はキャリア５２から単純遊星歯車機構４８に入力し、この動力は、リング歯車５５から後輪側出力軸５４に伝達されるとともに、太陽歯車５１を介して前輪側出力軸５０に伝達される。
【００６３】
この実施形態において、キャリア本体５２Ａが動力伝達部品の第１部分に、回転部材５７が動力伝達部品の第２部分に、キャリア５２のアーム部５２Ｂがこれらの第１部分と第２部分を連結する連結部にそれぞれなっている。
【００６４】
前後輪への動力伝達時において、ピニオン５３とリング歯車５５の噛合位置と、トルク入力位置であるキャリア本体５２Ａの配置位置との軸方向のオフセット量にしたがったねじりトルクが、キャリア５２と回転部材５７で構成される動力伝達部品に作用する。このねじりトルクが大きくても、アーム部５２Ｂの形状を、アーム部５２Ｂが円周方向に延びるにしたがいキャリア５２及び回転部材５６の回転中心部からの距離が変化する形状、例えば、図２で示したアーム部２Ｂと同じ形状にすることにより、大きなねじりトルクに対抗できる強度をアーム部５２Ｂが備えることになる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、動力伝達部品のねじりトルクに対する強度を一層大きくできるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動力伝達部品を示す側断面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線断面図である。
【図３】キャリアの全体を示す斜視図である。
【図４】板金のプレス成形品であるキャリアを製造する作業のうちの最初の作業である板金の打ち抜き加工で得られた打ち抜き品を示す平面図である。
【図５】図４の打ち抜き品を折り曲げ加工して得られた折り曲げ品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図６】図５の折り曲げ品の一部を切除して得られた加工品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図７】図６の加工品をプレスして得られた加工品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図８】動力伝達部品が単純遊星歯車機構のための部品となっている実施形態を示すスケルトン図である。
【図９】四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置が配置されている動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図１０】従来例を示す図であって、図９における動力伝達部品を構成するキャリアとベース部材とドラム部材の部分の具体的構造を示す側断面図である。
【図１１】図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達部品
２，５２ キャリア
２Ａ，５２Ａ 動力伝達部品の第１部分であるキャリア本体
２Ｂ，５２Ｂ 連結部であるアーム部
３ 動力伝達部品の第２部分であるベース部材
４ ドラム部材
２０ 打ち抜き品
２１ キャリア本体となるべき部分
２２ 外側部分
２２Ａ 基礎部
２３ アーム部となるべき部分
２５ 折り曲げ品
２７ ピニオン座面
４８ 単純遊星歯車機構
５３，８５ ピニオン
５７ 動力伝達部品の第２部分である回転部材
７５ 四輪駆動車両の不等トルク配分用センターディファレンシャル装置
７８ 複合遊星歯車機構
７９ 差動制限用摩擦クラッチ
Ａ 回転中心部
Ｃ 円弧形状となっているアーム部の円弧中心部
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力を伝達するために動力伝達経路中に配置される部品に係り、例えば、四輪駆動車両の前後輪トルク不等配分用センターディファレンシャル装置に適用できるものである。
【０００２】
【背景技術】
四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置は、下記の特許文献１に示されている。
【０００３】
図９は、このような不等トルク配分用センターディファレンシャル装置が用いられている動力伝達経路を示す。エンジン７１で生じた動力は、トルクコンバーター７２を経て変速機構７３の変速出力軸７４から出力され、この変速出力軸７４からの動力は、センターディファレンシャル装置７５を介して前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７とに出力される。センターディファレンシャル装置７５は、複合遊星歯車機構７８と差動制限用摩擦クラッチ７９との組み合わせからなる。
【０００４】
複合遊星歯車機構７８は、前輪側出力軸７６の歯車８０と噛合する歯車８１がキャリア本体８２Ａに取り付けられたキャリア８２と、このキャリア８２の軸方向への長さを有するアーム部８２Ｂの先端が結合され、かつ上記クラッチ７９のドラム部材７９Ａと結合一体化されているベース部材８３と、キャリア本体８２Ａとベース部材８３とに架設されたピニオン軸８４と、このピニオン軸８４に回転自在に嵌合され、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂを有するピニオン８５とで構成されている。第１ピニオン部８５Ａは変速出力軸７４の太陽歯車８６と噛合し、第２ピニオン部８５Ｂは後輪側出力軸７７の太陽歯車８７と噛合する。
【０００５】
変速出力軸７４からの動力が複合遊星歯車機構７８に入力すると、この動力は、変速出力軸７４を中心とするキャリア８２の回転とピニオン８５の公転や自転とによって前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７とに伝達される。また、前輪と後輪にスリップ等による大きな回転数差が生じたときなどには、これを検出したセンサからの信号が入力する制御装置で制御される油圧装置により、クラッチ７９の図示しないピストンが軸方向に移動し、クラッチ７９の摩擦力により、前後輪の大きな回転数差の発生が防止等される。
【０００６】
また、変速出力軸７４から複合遊星歯車機構７８を経てなされる前輪と後輪へのトルクの配分は、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂと太陽歯車８６と太陽歯車８７とについての歯数の関係から、等配分されず、例えば、前輪が４５％、後輪が５５％に不等配分される。
【０００７】
図１０は、図９におけるキャリア８２とベース部材８３とドラム部材７９Ａの部分の具体的構造を示す側断面図であり、図１１は、図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図である。変速出力軸７４を中心に回転自在となっているキャリア本体８２Ａには、図１１から分かるように、キャリア本体８２Ａの回転中心部を中心とする円周方向に等間隔で３個のアーム部８２Ｂが設けられ、それぞれのアーム部８２Ｂの先端は、図１０で示すように、後輪側出力軸７７を中心に回転自在となっているベース部材８３に溶接で接合され、このベース部材８３はクラッチ７９のドラム部材７９Ａと結合されている。
【０００８】
そして、キャリア本体８２Ａとベース部材８３とにピニオン軸８４を挿入する孔８８，８９が形成され、ピニオン軸８４にピニオン８５が回転自在に配置される。
【０００９】
前述したように変速出力軸７４から伝達されるトルクが複合遊星歯車機構７８で前後輪へ不等配分されるとき、前輪側へのトルク出力位置と後輪側へのトルク出力位置とが軸方向にずれていることから、ベース部材８３を含めたキャリア８２が、すなわち、複合遊星歯車機構７８のための動力伝達部品が、不等トルクの差に応じたねじりトルクを受けることになる。
【００１０】
また、例えば、車両停止時に、ブレーキペダルの踏み込みで前後輪がロックされた状態にて、アクセルペダルの急激な踏み込みでトルクコンバータ７２による増幅トルク（ストールトルク）が生じたときにも、ベース部材８３を含めたキャリア８２には、この増幅トルクに基づくねじりトルクが作用することになる。
【００１１】
このようなねじりトルクは、上記動力伝達部品の第１部分であるキャリア本体８２Ａと、このキャリア本体８２Ａから軸方向に離れ、上記動力伝達部品の第２部分であるベース部材８３とを連結するための連結部となっているアーム部８２Ｂの強度で支持される。
【００１２】
従来において、それぞれのアーム部８２Ｂは、図１１で示されているように、円周方向に延びる板状となっているとともに、キャリア本体８２Ａやベース部材８３の回転中心部を中心とする円弧状となっていた。
【００１３】
【特許文献１】
特開平３−６１１２２（第１図、第２図、第３図）
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、エンジン出力の向上や車両走行性能の改善が図られている。このため、ベース部材を含めたキャリアのねじりトルクに対する強度、言い換えると、動力伝達部品のねじりトルクに対する強度を一層大きくし、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路中でも用いることができるようになる動力伝達部品が求められている。
【００１５】
本発明の目的は、ねじりトルクに対する強度を一層大きくできるようになる動力伝達部品及びその製造方法を提供するところにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る動力伝達部品は、軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品において、前記連結部の形状が、前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状となっていることを特徴とするものである。
【００１７】
この動力伝達部品によると、第１部分と第２部分を連結する連結部の形状は、円周方向へ延びるにしたがい第１部分、第２部分の回転中心部からの距離が変化する形状になっているため、第１部分、第２部分の回転中心部を中心とする円弧状となっていた従来よりも、ねじりトルクに対して有効に働く極断面係数が大きくなる。これにより、ねじりトルクに対する連結部の強度を従来よりも大きくでき、大きなねじりトルクを受けることができるようになる。
【００１８】
第１部分と第２部分を連結する連結部の形状を、円周方向へ延びるにしたがい第１部分、第２部分の回転中心部からの距離が変化する形状とすることは、各種の形態によって実現できる。以下はそのうちの４つの形態です。
【００１９】
第１番目の形態は、連結部を板状とするとともに、この連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲した湾曲形状とすることである。この形態において、湾曲形状は、内径側が窪んだ形状でもよく、外径側が窪んだ形状でもよい。
【００２０】
第２番目の形態は、連結部の外径側の面を前記回転中心部を中心とする円弧面にするとともに、内径側の面を円周方向に延びるにしたがい内径側へ移行する面とすることである。
【００２１】
第３番目の形態は、連結部の内径側の面を前記回転中心部を中心とする円弧面にするとともに、外径側の面を円周方向に延びるにしたがい外径側へ移行する面とすることである。
【００２２】
第４番目の形態は、連結部の外径側の面を円周方向に延びるにしたがい外径方向へ移行する面にするとともに、内径側の面を円周方向に延びるにしたがい内径側へ移行する面とすることである。
【００２３】
本発明に係る動力伝達部品は、板金のプレス成形品、鋳造品、鍛造品、燒結金属製品等の任意な製品として製造することができる。そして、連結部を第１番目の形態とする場合には、動力伝達部品を板金のプレス成形品とすることが好ましい。
【００２４】
また、動力伝達部品は、第１部分と第２部分と連結部とが一体形成された１つの部材として製造してもよく、あるいは、第１部分と第２部分と連結部とのうちの１つ又は２つが一体形成された部材と、残りが形成された１つ又は２つの部材とを結合することにより、動力伝達部品を製造してもよい。
【００２５】
これらのうち、動力伝達部品の一部を板金のプレス成形品とする場合には、第１部分と連結部とを板金のプレス成形品として一体形成されたものとし、第２部分をこのプレス成形品とは別の成形品で形成し、この別の成形品に連結部の先端を結合することにより、動力伝達部品を製造できる。
【００２６】
本発明に係る動力伝達部品は、車両、船舶、航空機等の任意な運搬手段や作業機械、工作機械等における動力伝達経路を構成するために適用できる。
【００２７】
本発明に係る動力伝達部品を、車両の走行動力を伝達するための動力伝達経路中に配置される部品とする場合には、第１部分と連結部を、車両の走行動力を伝達する動力伝達経路中に配置される遊星歯車機構のためのキャリアを形成する部分とすることができる。
【００２８】
この場合において、遊星歯車機構は、四輪駆動車両のセンターディファレンシャル装置を構成するものでもよく、前輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよく、後輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよい。また、遊星歯車機構は、前輪駆動車両の前輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよく、後輪駆動車両の後輪ディファレンシャル装置を構成するものでもよい。さらに、遊星歯車機構は、オートマチックトランスミッションのための遊星歯車機構でもよい。
【００２９】
本発明に係る動力伝達部品の製造方法は、軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品を製造するための方法であって、板金の打ち抜き加工により、前記第１部分となるべき部分とこの部分の外側の外側部分とを有し、かつ前記連結部となるべき部分も有している打ち抜き品を得るための第１工程と、この打ち抜き品の前記第１部分となるべき部分に対し、前記外側部分と、前記連結部となるべき部分とを折り曲げ、前記連結部となるべき部分のこの折り曲げによってこの連結部となるべき部分を前記連結部とするとともに、この連結部を前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成するための第２工程と、前記外側部分を切除するための第３工程と、前記連結部の先端を、予め製造されていて前記第２部分を有している第２部分用部材に結合するための第４工程と、を含んでいることを特徴とするものである。
【００３０】
この動力伝達部品の製造方法によると、第１部分と連結部とを板金の打ち抜き加工や折り曲げ加工、絞り加工等のプレス加工によって容易に形成でき、したがって低コストで大量生産できる。また、この打ち抜き加工や折り曲げ加工等の一連のプレス成形作業を行うときに、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成するための作業を、このプレス成形作業の一部として同時に行える。
【００３１】
また、この動力伝達部品の製造方法によると、第１部分となるべき部分に対し、連結部となるべき部分を折り曲げる際、第１部分の外側に設けた外側部分も折り曲げ、後工程においてこの外側部分を切除するため、第１部分と連結部との接続箇所の付近に、動力伝達時に集中応力が生じやすい凹部等が形成されず、これにより、伝達できるトルクを大きくできる。
【００３２】
なお、この動力伝達部品の製造方法において、動力伝達部品がピニオンを備える遊星歯車機構のための部品である場合には、第３工程で外側部分を切除する作業を、第１部分となるべき部分と接続されている外側部分の基礎部を残して行う作業とし、第４工程の作業を行う前にこの基礎部をプレス加工し、このプレス加工によって第１部分にピニオンと正確に対面するピニオン座面を形成するようにしてもよい。
【００３３】
また、この動力伝達部品の製造方法において、前記第２工程にて、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成する作業は、この連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲しているとともに内径側が窪んだ湾曲形状に形成する作業でもよく、外径側が窪んだ形状に形成する作業でもよい。
【００３４】
しかし、第２工程にて、連結部を円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成する作業を、連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲しているとともに内径側が窪んだ湾曲形状に形成する作業とした場合には、第１部分となるべき部分に対し、前記外側部分と、連結部となるべき部分とを折り曲げ、連結部となるべき部分のこの折り曲げによってこの部分を連結部とする作業を行う際に、連結部となるべき部分を内径方向へ湾曲変形させるという、プレス成形加工の上で好ましい形態により、連結部を上記形状に容易かつ確実に形成できる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る動力伝達部品１の側断面図であり、図２は、図１のＳ２−Ｓ２線断面図である。この動力伝達部品１は、図１０及び図１１で説明した従来例の動力伝達部品と同じく、図９で示した四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置７５を構成するものである。
【００３６】
動力伝達部品１は、キャリア２とベース部材３とドラム４部材とを含んで形成されている。キャリア２とベース部材３は、図９のセンターディファレンシャル装置７５の複合遊星歯車機構７８のための部材であり、ドラム部材４は、差動制限用摩擦クラッチ７９のための部材である。
【００３７】
キャリア２は板金のプレス成形品であり、ベース部材３及びドラム部材４も板金のプレス成形品であるが、これらのベース部材３及びドラム部材４は、鋳造品や鍛造品等でもよい。
【００３８】
図１で示されているとおり、キャリア２は、キャリア本体２Ａと、キャリア本体２Ａの外周部から軸方向に延びるアーム部２Ｂとからなり、このアーム部２Ｂは、図２で示されているように、キャリア本体２Ａの回転中心部Ａを中心とする円周方向に等間隔で複数個、本実施形態では４個設けられている。キャリア本体２Ａには、図９で示した変速出力軸７４が挿通される孔５が開口し、回転中心部Ａが含まれているこの孔５の外周側に、図１で示されているピニオン軸８４が挿入される孔６が形成されている。孔６は、図２で示すように、２個のアーム部２Ｂの中間部のそれぞれに合計４個あり、図１で示されているピニオン８５がキャリア２に合計４個配置されるようになっている。
【００３９】
キャリア２は板金のプレス成形によって製造されているため、それぞれのアーム部２Ｂは板状となっている。また、図２から分かるように、それぞれのアーム部２Ｂはキャリア本体２Ａの内径側に湾曲した湾曲形状となっているが、円弧状となっているこの湾曲形状の中心部はキャリア本体２Ａの回転中心部Ａではなく、それぞれのアーム部２Ｂは、アーム部２Ｂの円周方向中央部Ｂから円周方向両側へ延びるにしたがい次第に内径側へ移行して回転中心部Ａに近づく形状となっている。言い換えると、内径側が窪んだ円弧形状となっているそれぞれのアーム部２Ｂの円弧中心部Ｃは、キャリア本体２Ａの回転中心部Ａよりも外径側の位置にある。
【００４０】
以上のように、アーム部２Ｂの形状を回転中心部Ａの半径方向に湾曲した形状にするとともに、円周方向に延びるにしたがいキャリア本体２Ａの回転中心部Ａからの距離が変化する形状にすると、その距離が変化しない形状になっている場合と比べ、回転中心部Ａについての極断面係数が大きくなる。
【００４１】
図３には、以上説明したキャリア２の全体形状の斜視図が示されている。
【００４２】
図１で示されているとおり、前記ベース部材３の中心部には、図９で示した後輪側出力軸７７が挿通される孔７が形成され、この孔７の外周側に、ピニオン軸８４が挿入される孔８が円周方向に等間隔で４個形成されている。また、２個の孔８の中間部よりも少し外径側の位置には、円周方向に円弧状となった長孔９が形成され、この長孔９も円周方向に等間隔で４個設けられている。
【００４３】
キャリア本体２Ａの孔６とベース部材３の孔８とに、ピニオン８５が外周に回転自在に嵌合されたピニオン軸８４の両端部を挿入し、この後、ベース部材３の長孔９にそれぞれのアーム部２Ｂの先端を挿入し、これらの先端とベース部材３とを溶接することにより、キャリア２とベース部材３は結合一体化される。
【００４４】
このようにキャリア２とベース部材３を結合した後、前記ドラム部材４をベース部材３に溶接で結合してもよく、キャリア２に結合される前のベース部材３にドラム部材４を結合してもよい。
【００４５】
以上のように構成された動力伝達部品１を、図９の動力伝達経路中にセンターディファレンシャル装置７５のための部品として組み込む。変速出力軸７４からの動力がセンターディファレンシャル装置７５に入力し、さらに、この動力が前輪側出力軸７６と後輪側出力軸７７に不等配分トルクとして伝達されると、前述したように、動力伝達部品１は、円周方向へのねじりトルクを受けることになる。また、トルクコンバータ７２による増幅トルクが生じたときにも、動力伝達部品１は、この増幅トルクに基づくねじりトルクを受ける。
【００４６】
これらのねじりトルクは、動力伝達部品１の第１部分であるキャリア２のキャリア本体２Ａと、動力伝達部品１の第２部分であるベース部材３とを連結する連結部となっているアーム部２Ｂに作用するが、前述したように、アーム部２Ｂの極断面係数は大きくなっている。この極断面係数はねじりトルクに対抗できるキャリア２の形状上の特性を表し、極断面係数が大きくなっていることにより、本実施形態に係る動力伝達部品１は、従来よりもねじりトルクに対する大きな強度を備え、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路に配置できることになる。
【００４７】
また、この動力伝達部品１のキャリア２は、板厚の大きな板金を材料とすることによってアーム部２Ｂの極断面係数を大きくしているのではないため、キャリア２は従来と比較して重量がそれ程重くならず、軽量化されたキャリア２となるため、燃費の向上のために車両に求められる車体重量の軽量化に貢献できる。
【００４８】
また、アーム部２Ｂは、円周方向の長さを長くして極断面係数を大きくしたものではないため、２個のアーム部２Ｂの間に、ピニオン８５を配置できるスペースを確保できる。
【００４９】
また、それぞれのアーム部２Ｂは、内径側が窪んだ湾曲形状となっているため、外径側が窪んだ湾曲形状となっている場合と比べ、キャリア２の直径方向の寸法を小さくでき、キャリア２をコンパクト化することができて、動力伝達経路中の限られたスペースにキャリア２を有効に配置できる。
【００５０】
次に、キャリア２を板金のプレス成形で製造する作業を説明する。図４〜図７は、その製造作業をその順序にしたがって示した図であり、これらの図のうち、折り曲げ後を示している図５〜図７は、折り曲げ前を示している図４におけるＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【００５１】
まず、図４に示す打ち抜き品２０を板金の打ち抜き加工によって生産する。この打ち抜き品２０は、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と、この部分２１の外側の外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とからなる。外側部分２２は、４個のアーム部２Ｂとなるべき部分２３の間にこれらの部分２３と接続されて合計４個ある。次に、キャリア本体２Ａとなる部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを折り曲げる加工、言い換えると、キャリア本体２Ａとなる部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを絞る加工を行うことにより、図５で示した折り曲げ品２５を生産し、アーム部２Ｂとなるべき部分２３をアーム部２Ｂとする。
【００５２】
この折り曲げ品２５を生産する際、アーム部２Ｂとなるべき部分２３を、内径側に湾曲した形状であって、前記回転中心部Ａよりも外径側にある中心部Ｃを中心とする円弧形状に湾曲形成する。この加工作業は、折り曲げ品２５の内外に配置されるプレス型の形状による絞り加工によって行える。
【００５３】
この後、図６で示すように、外側部分２２を切除する作業を行う。この作業は、外側部分２２を、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と外側部分２２との接続部２６（図４を参照）から切除するのではなく、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と接続されている外側部分２２の基礎部２２Ａ（図５を参照）を残して行う。これにより、図６で示した加工品３０を生産する。このように、基礎部２２Ａを残して外側部分２２を切除する作業は、折り曲げ品２５の内部にカム駆動式の打ち抜き型を配置し、この打ち抜き型による打ち抜き加工によって行える。
【００５４】
次いで、加工品３０のキャリア本体２Ａとなるべき部分２１を、外側部分２２の基礎部２２Ａを含めてプレス加工し、このプレス加工によって図７の加工品３５を生産する。この加工品３５では、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１がキャリア本体２Ａとなっているとともに、基礎部２２Ａがプレス加工されることにより、このキャリア本体２Ａに前記ピニオン８５と対面するピニオン座面２７（図２及び図３も参照）が正確に形成される。
【００５５】
次いで、キャリア本体２Ａに前記孔５，６等を形成するための打ち抜き加工やその他の加工等の所定の作業を行う。なお、この所定の作業は、板金を打ち抜き加工して図４の打ち抜き品２０を得る前の作業として実施してもよく、図４〜図７の加工を行うときに同時に実施してもよい。
【００５６】
以上の作業工程によってキャリア２が得られ、このキャリア２のアーム部２Ｂの先端を、動力伝達部品１の第２部分用部材である図１で示されたベース部材３に前述したように溶接で結合する。
【００５７】
以上のキャリア製造方法によると、キャリア２を板金のプレス成形より安価に大量に生産できるとともに、円周方向に延びるにしたがい前記回転中心部Ａからの距離が次第に変化する湾曲形状のアーム部２Ｂを形成する作業を、打ち抜き加工や折り曲げ加工等からなる一連のプレス成形作業における一部の作業として同時に行えるため、その作業コストを安価にできる。
【００５８】
また、アーム部２Ｂは内径側が窪んだ湾曲形状となっているため、この湾曲形状を得る加工作業は、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１に対し、外側部分２２と、アーム部２Ｂとなるべき部分２３とを折り曲げる作業を行う際に、アーム部２Ｂとなるべき部分を内径方向へ湾曲変形させるという、プレス成形加工の上で好ましい形態により実施でき、上記の所定形状となったアーム部２Ｂを容易かつ確実に形成できる。
【００５９】
特に、このキャリア製造方法では、打ち抜き品２０を生産する際に、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１の外側の部分２２が含まれた打ち抜き品２０を生産し、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１に対し、アーム部２Ｂとなるべき部分２３を折り曲げる際には、外側部分２２も折り曲げており、この外側部分２２は後作業工程において切除している。一般的には、図１１で示したアーム部８２Ｂをキャリア本体８２Ａに対して折り曲げる際に、この折り曲げを容易にするためにアーム部８２Ｂとキャリア本体８２Ａとの接続箇所の付近に凹部９０を形成することになるが、この本実施形態に係るキャリア製造方法によると、動力伝達時に応力集中が生じやすいこのような凹部９０が設けられていないキャリア２を生産でき、この点でも、本実施形態に係る動力伝達部品１は、大きなねじりトルクが生ずる動力伝達経路中で使用できるものとなる。
【００６０】
また、このキャリア製造方法では、外側部分２２を切除する作業を行う際、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と外側部分２２との接続部２６から外側部分２２を切除するのではなく、キャリア本体２Ａとなるべき部分２１と接続されている外側部分２２の基礎部２２Ａを残して外側部分２２の切除を行い、後作業工程においてこの基礎部２２Ａをプレス加工するため、キャリア本体２Ａに、ピニオン８５と正確な間隔で対面する平坦面となったピニオン座面２７を形成できる。
【００６１】
以上説明した動力伝達部品１のキャリア２は、第１ピニオン部８５Ａと第２ピニオン部８５Ｂとを有するピニオン８５が用いられる複合遊星歯車機構７８のためのキャリアであったが、図８で示した別実施形態に係る動力伝達部品のキャリア５２は、単純遊星歯車機構４８のためのキャリアとなっている。
【００６２】
図８で示されているキャリア入力式の単純遊星歯車機構４８によるセンターディファレンシャル装置は、前輪側出力軸５０の太陽歯車５１と、この太陽歯車５１に噛合するピニオン５３と、ピニオン５３に噛合し、後輪側出力軸５４に接続されているリング歯車５５と、ピニオン５３が回転自在に嵌合されているピニオン軸５６の一方の端部をキャリア本体５２Ａで支持しているキャリア５２と、キャリア５２のアーム部５２Ｂの先端が結合され、ピニオン軸５６の他方の端部を支持している回転部材５７とで構成され、回転部材５７は後輪側出力軸５４に回転自在に支持されている。動力はキャリア５２から単純遊星歯車機構４８に入力し、この動力は、リング歯車５５から後輪側出力軸５４に伝達されるとともに、太陽歯車５１を介して前輪側出力軸５０に伝達される。
【００６３】
この実施形態において、キャリア本体５２Ａが動力伝達部品の第１部分に、回転部材５７が動力伝達部品の第２部分に、キャリア５２のアーム部５２Ｂがこれらの第１部分と第２部分を連結する連結部にそれぞれなっている。
【００６４】
前後輪への動力伝達時において、ピニオン５３とリング歯車５５の噛合位置と、トルク入力位置であるキャリア本体５２Ａの配置位置との軸方向のオフセット量にしたがったねじりトルクが、キャリア５２と回転部材５７で構成される動力伝達部品に作用する。このねじりトルクが大きくても、アーム部５２Ｂの形状を、アーム部５２Ｂが円周方向に延びるにしたがいキャリア５２及び回転部材５６の回転中心部からの距離が変化する形状、例えば、図２で示したアーム部２Ｂと同じ形状にすることにより、大きなねじりトルクに対抗できる強度をアーム部５２Ｂが備えることになる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によると、動力伝達部品のねじりトルクに対する強度を一層大きくできるという効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る動力伝達部品を示す側断面図である。
【図２】図１のＳ２−Ｓ２線断面図である。
【図３】キャリアの全体を示す斜視図である。
【図４】板金のプレス成形品であるキャリアを製造する作業のうちの最初の作業である板金の打ち抜き加工で得られた打ち抜き品を示す平面図である。
【図５】図４の打ち抜き品を折り曲げ加工して得られた折り曲げ品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図６】図５の折り曲げ品の一部を切除して得られた加工品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図７】図６の加工品をプレスして得られた加工品を示す図４のＤ−Ｄ線に沿った側断面図である。
【図８】動力伝達部品が単純遊星歯車機構のための部品となっている実施形態を示すスケルトン図である。
【図９】四輪駆動車両の前後輪にトルクを不等配分するためのセンターディファレンシャル装置が配置されている動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図１０】従来例を示す図であって、図９における動力伝達部品を構成するキャリアとベース部材とドラム部材の部分の具体的構造を示す側断面図である。
【図１１】図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達部品
２，５２ キャリア
２Ａ，５２Ａ 動力伝達部品の第１部分であるキャリア本体
２Ｂ，５２Ｂ 連結部であるアーム部
３ 動力伝達部品の第２部分であるベース部材
４ ドラム部材
２０ 打ち抜き品
２１ キャリア本体となるべき部分
２２ 外側部分
２２Ａ 基礎部
２３ アーム部となるべき部分
２５ 折り曲げ品
２７ ピニオン座面
４８ 単純遊星歯車機構
５３，８５ ピニオン
５７ 動力伝達部品の第２部分である回転部材
７５ 四輪駆動車両の不等トルク配分用センターディファレンシャル装置
７８ 複合遊星歯車機構
７９ 差動制限用摩擦クラッチ
Ａ 回転中心部
Ｃ 円弧形状となっているアーム部の円弧中心部
Claims (9)
- 軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品において、前記連結部の形状が、前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状となっていることを特徴とする動力伝達部品。
- 請求項１に記載の動力伝達部品において、前記連結部は板状であって、この連結部は、前記回転中心部の半径方向に湾曲した湾曲形状となっていることを特徴とする動力伝達部品。
- 請求項２に記載の動力伝達部品において、前記湾曲形状は、内径側が窪んだ形状であることを特徴とする動力伝達部品
- 請求項１〜３のいずれかに記載の動力伝達部品において、前記第１部分と前記連結部は板金のプレス成形品として一体形成されたものとなっており、前記第２部分はこのプレス成形品とは別の成形品で形成され、この別の成形品に前記連結部の先端が結合されていることを特徴とする動力伝達部品。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝達部品において、前記第１部分と前記連結部は、車両の走行動力を伝達する動力伝達経路中に配置される遊星歯車機構のためのキャリアを形成する部分となっていることを特徴とする動力伝達部品。
- 請求項５に記載の動力伝達部品において、前記遊星歯車機構は、四輪駆動車両におけるセンターディファレンシャル装置を構成するものであることを特徴とする動力伝達部品。
- 軸方向に離れかつ回転する第１部分及び第２部分と、これらの第１部分と第２部分の回転中心部を中心とする円周方向に複数個設けられ、前記第１部分と前記第２部分を連結する連結部とを有し、かつ動力伝達経路中に配置されてねじりトルクを受ける動力伝達部品を製造するための方法であって、
板金の打ち抜き加工により、前記第１部分となるべき部分とこの部分の外側の外側部分とを有し、かつ前記連結部となるべき部分も有している打ち抜き品を得るための第１工程と、
この打ち抜き品の前記第１部分となるべき部分に対し、前記外側部分と、前記連結部となるべき部分とを折り曲げ、前記連結部となるべき部分のこの折り曲げによってこの連結部となるべき部分を前記連結部とするとともに、この連結部を、前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成するための第２工程と、
前記外側部分を切除するための第３工程と、
前記連結部の先端を、予め製造されていて前記第２部分を有している第２部分用部材に結合するための第４工程と、
を含んでいることを特徴とする動力伝達部品の製造方法。 - 請求項７に記載の動力伝達部品の製造方法において、前記動力伝達部品は、ピニオンを備える遊星歯車機構のための部品であり、前記第３工程で前記外側部分を切除する作業は、前記第１部分となるべき部分と接続されている前記外側部分の基礎部を残して行われ、前記第４工程の作業を行う前にこの基礎部をプレス加工し、このプレス加工によって前記第１部分に前記ピニオンと対面するピニオン座面を形成することを特徴する動力伝達部品の製造方法。
- 請求項７又は８に記載の動力伝達部品の製造方法において、前記第２工程にて、前記連結部を前記円周方向へ延びるにしたがい前記回転中心部からの距離が変化する形状に形成する作業は、この連結部を、前記回転中心部の半径方向に湾曲しているとともに内径側が窪んだ湾曲形状に形成する作業であることを特徴とする動力伝達部品の製造方法。
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