JP2008045644A - ディファレンシャル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 固定ピンによるピニオンシャフトとデフケースの固定方法を廃止し、ピニオンシャフトとデフケースを直接かしめることで、部品点数及び切削の加工工程を削減して、コストの削減をはかり、更にディファレンシャル装置の小型化、軽量化をはかることを目的とする。
【解決手段】 略円柱形状のピニオンシャフト3,4と、ピニオンシャフト3,4に回転自在に軸支されるピニオンギヤ6a,6cと、ピニオンシャフト3,4を装着するピニオンシャフト装着部13,14を有するデフケース2と、を備えるディファレンシャル装置において、ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bとデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14とをかしめ固着することにより、ピニオンシャフト3,4をデフケース2に対して抜け落ち不能に固定する。
【選択図】図1
【解決手段】 略円柱形状のピニオンシャフト3,4と、ピニオンシャフト3,4に回転自在に軸支されるピニオンギヤ6a,6cと、ピニオンシャフト3,4を装着するピニオンシャフト装着部13,14を有するデフケース2と、を備えるディファレンシャル装置において、ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bとデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14とをかしめ固着することにより、ピニオンシャフト3,4をデフケース2に対して抜け落ち不能に固定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、略円柱形状のピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に軸支されるピニオンギヤと、ピニオンシャフトを装着するデフケースと、を備えるディファレンシャル装置に関する。
従来、ピニオンシャフトをデフケースに固定する方法として、ピニオンシャフトとデフケースの双方に固定ピン挿入穴を切削により形成し、ピニオンシャフトをデフケースに挿入後、ピニオンシャフトとデフケースの固定ピン挿入穴に固定ピンを挿入し、更にデフケース表面の固定ピン挿入穴外周部と固定ピンの端部とをかしめ固着することで、ピニオンシャフトがデフケースに対して抜け落ち不能に固定する技術が知られている。
特開2004−82148号
しかし、固定ピンをピニオンシャフトとデフケースの双方に設けられた固定ピン挿入穴に挿入し、デフケース表面の固定ピン挿入穴外周部と固定ピンとをかしめて、ピニオンシャフトをデフケースに対して抜け落ち不能に固定する方法では、固定ピンが必要であり、構成部品が増加することによりコストが増加するという問題があった。また、ピニオンシャフトとデフケースの双方に固定ピンを挿入する固定ピン挿入穴は切削により加工しなければならず、加工時間が増加することにより加工コストの増加につながるという問題があった。
その上、ピニオンシャフトに固定ピン挿入孔を設けると、固定ピン挿入孔周辺の強度確保のため、ピニオンシャフトの固定ピン挿入孔周辺に所定の肉厚が必要となり、ピニオンシャフトの端部を長くする必要が生じる。同様にデフケースに固定ピン挿入孔を設けると、固定ピン挿入孔周辺の強度確保のため、デフケースの固定ピン挿入孔周辺に所定の肉厚が必要となり、デフケースの肉厚を大きくする必要が生じる。そのため、このように、ピニオンシャフトを長くし、デフケースの肉厚を大きくすることによりディファレンシャル装置が大型化、重量化するという問題もあった。
そこで、本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、固定ピンによるピニオンシャフトとデフケースの固定方法を廃止することにより、部品点数及び切削の加工工程を削減して、コストの削減をはかると共に、小型化、軽量化をはかったディファレンシャル装置を提供することを目的とする。
本発明のディファレンシャル装置は、略円柱形状のピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に軸支されるピニオンギヤと、ピニオンシャフトを装着するピニオンシャフト装着部を有するデフケースと、を備えるディファレンシャル装置において、ピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部とをかしめ固着することにより、ピニオンシャフトをデフケースに対して抜け落ち不能に固定することを第1の特徴とする。
本発明のディファレンシャル装置は、上記第1の特徴に加えて、ピニオンシャフトの端部にピニオンシャフト凸部又はピニオンシャフト凹部を形成し、デフケースのピニオンシャフト装着部をかしめ固着することを第2の特徴とする。
本発明のディファレンシャル装置は、上記第1の特徴に加えて、デフケースのピニオンシャフト装着部にデフケース凸部又はデフケース凹部を形成し、ピニオンシャフトの端部をかしめ固着することを第3の特徴とする。
本発明のディファレンシャル装置は、上記第1乃至3の特徴に加えて、デフケース及び/又はピニオンシャフトは、鋼により形成されることを第4の特徴とする。
本発明のディファレンシャル装置は、上記第2乃至4の特徴に加えて、ピニオンシャフト凸部、ピニオンシャフト凹部及び/又はデフケース凸部、デフケース凹部は、鍛造により形成されることを第5の特徴とする。
本発明の第1の特徴のディファレンシャル装置によれば、ピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部とをかしめ固着して、ピニオンシャフトをデフケースに対して抜け落ち不能に固定することにより、固定ピンが不要となり、部品点数を削減してコストを削減することができる。また、ピニオンシャフトとデフケースの双方に設けられていた固定ピン挿入穴の切削加工を廃止することにより、加工時間を削減してコストを削減することができる。その上、固定ピン挿入孔をピニオンシャフト及びデフケースに設けないことにより、ピニオンシャフトの長さを短く、デフケースの肉厚を小さく設計することが可能となり、小型化、軽量化をはかったディファレンシャル装置を提供することができる。
本発明の第2の特徴のディファレンシャル装置によれば、ピニオンシャフトの端部にピニオンシャフト凸部又はピニオンシャフト凹部を形成し、デフケースのピニオンシャフト装着部をかしめ固着するため、かしめ固着を容易に行うことができる。
本発明の第3の特徴のディファレンシャル装置によれば、デフケースのピニオンシャフト装着部にデフケース凸部又はデフケース凹部を形成し、ピニオンシャフトの端部をかしめ固着するため、かしめ固着を容易に行うことができる。
本発明の第4の特徴のディファレンシャル装置によれば、デフケース及び/又はピニオンシャフトは鋼により形成されるため、ピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部とをかしめ、デフケースとピニオンシャフトを塑性変形させた場合に、かしめ部分が割れてしまうことを防止することができる。
本発明の第5の特徴のディファレンシャル装置によれば、ピニオンシャフト凸部、ピニオンシャフト凹部及び/又はデフケース凸部、デフケース凹部は、鍛造により形成されるため、切削で加工する場合より、加工時間が削減され、ディファレンシャル装置の加工コストを削減することができる。
図1は、本発明の実施例によるディファレンシャル装置の断面正面図であり、図2は、図1のA−A断面図である。図3は、ピニオンシャフトの端部にピニオンシャフト凹部を成形する前のピニオンシャフト、及び鍛造装置の断面正面図である。図4は、ピニオンシャフトの端部にピニオンシャフト凹部を成形した時のピニオンシャフト、及び鍛造装置の断面正面図である。図5は、ピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着前のディファレンシャル装置、及びかしめ装置の断面正面図であり、図6は図5のA−A断面図である。図7は、図6のディファレンシャル装置の要部平面図である。図8は、ピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着時のディファレンシャル装置、及びかしめ装置の断面側面図である。図9は、図8のディファレンシャル装置の要部平面図である。図10は、本発明の第2の実施例によるピニオンシャフトを表し、(ア)はピニオンシャフトの正面図、(イ)はピニオンシャフトの平面図である。図11は、第3の実施例によるピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着前のディファレンシャル装置、及びかしめ装置の断面側面図である。図12は、第3の実施例によるピニオンシャフトの端部とデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着時のディファレンシャル装置、及びかしめ装置の断面側面図である。図13の(ア)は、本発明の第3の実施例によるデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着前の要部平面図であり、図13の(イ)は、本発明の第3の実施例によるデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着後の要部平面図である。図14の(ア)は、本発明の第4の実施例によるデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着前の要部平面図であり、図14の(イ)は、本発明の第4の実施例によるデフケースのピニオンシャフト装着部のかしめ固着後の要部平面図である。
図1、図2を基にディファレンシャル装置1を説明する。ディファレンシャル装置1は、車軸方向に形成される第一ボス部81及び第二ボス部82を備え、第一デフケース2a、及び第二デフケース2bとからなるデフケース2を有する。このデフケース2は、図示しないデフキャリア内に回転自在に支持され、炭素Cの混合割合が0.04〜2.1%の鋼からなり、鍛造により形成される。
デフケース2内には、デフケース2と一体に回転する短ピニオンシャフト3,4及び長ピニオンシャフト5と、これらのピニオンシャフト3,4,5をデフケース2内に挿入するデフケース孔10a,10b,10c,10dとピニオンギヤ孔7a,7b,7c,7dにピニオンシャフト3,4,5を挿入することによって、回転自在に軸支されるピニオンギヤ6a,6b,6c,6dと、ピニオンギヤ6a,6b,6c,6dと噛合する第一サイドギヤ17及び第二サイドギヤ18と、を備える。このピニオンシャフト3,4,5は、炭素Cの混合割合が0.04〜2.1%の鋼からなり、鍛造により形成される。
次にディファレンシャル装置1に対するピニオンシャフト3,4,5の組み付け状態について説明する。ピニオンシャフト3,4,5は、略円柱形状である。2本の短ピニオンシャフト3,4は、長ピニオンシャフト5の約半分の長さで、短ピニオンシャフト3,4の一端には縮径部3a,4aを有し、他端の端部3b,4bには、ピニオンシャフト凹部3c,4cを有する。
長ピニオンシャフト5は、軸方向中央に短ピニオンシャフト3,4の縮径部3a,4aを挿入可能なピニオンシャフト孔11を有する。ディファレンシャル装置1に組み付けられた長ピニオンシャフト5は、デフケース孔10b,10dを挿入することで、両端が対角に形成されたデフケース孔10bとデフケース孔10dに嵌挿されている。短ピニオンシャフト3の縮径部3a及び短ピニオンシャフト4の縮径部4aは、ピニオンシャフト孔11の両側に嵌挿され、短ピニオンシャフト3の端部3b及び短ピニオンシャフト3の端部4bは、デフケース孔10a及びデフケース孔10cに各々嵌挿されている。ディファレンシャル装置1に組み付けられたピニオンシャフト3,4,5は、十字状のピニオンシャフト組立体19を形成している。
また、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bは、図7に示すようにデフケース2の表面のデフケース孔10a,10cの外周に形成されたピニオンシャフト装着部13,14をかしめ固着できるように、ピニオンシャフト凹部3c,4cを有している。
この短ピニオンシャフト3,4のピニオンシャフト凹部3c,4cには、ピニオンシャフト凹部3c,4cに対向するデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14が塑性変形している。
続いて短ピニオンシャフト3,4の凹部3c,4cを鍛造により形成する鍛造装置について図3及び図4を基に説明する。鍛造装置はダイホルダ62内に短ピニオンシャフト3,4を保持する成形ダイ61と、ダイホルダ62内に挿入され、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bを押圧するパンチ凸部60aを有するパンチ60と、を備えている。
次に短ピニオンシャフト3,4の凹部3c,4cの鍛造成形方法について説明する。図3に示すように短ピニオンシャフト3,4の縮径部3a,4a側は、鍛造装置の成形ダイ61内に保持されている。この状態で、図4に示すようにパンチ60がダイホルダ62内に挿入と、パンチ60に形成されたパンチ凸部60aが、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bを押圧する。これにより、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにピニオンシャフト凹部3c,4cが鍛造形成される。
続いて図1及び図2を基にディファレンシャル装置1の組み付け方法について説明する。最初に第一デフケース2aに第一サイドギヤ17を第一サイドギヤ17の歯形がデフケース中央Yを向くようにデフケース2の回転軸X上に載置する。次に4個のピニオンギヤ6a,6b,6c,6dを第一サイドギヤ17の上に各ピニオンギヤ6a,6b,6c,6dの歯形がデフケース2の回転軸Xを向き、デフケース回転軸Xを中心に互いに90°の間隔をおいて載置する。この時、対角に設けられた2個のピニオンギヤ6a,6cのピニオンギヤ孔7a,7cと第一デフケース2aの対角に設けられた2個のデフケース孔10a,10cとが同一直線上になるようにする。また、他の対角に設けられた2個のピニオンギヤ6b,6dのピニオンギヤ孔7b,7dと第一デフケース2aの対角に設けられた2個のデフケース孔10b,10dについても同一直線上になるようにする。
そして、長ピニオンシャフト5をデフケース孔10bからピニオンギヤ6bに形成されたピニオンギヤ孔7bを貫通してデフケース2の回転軸Xまで挿入し、その後、このピニオンギヤ6bの対角上に位置するピニオンギヤ6dのピニオンギヤ孔7d、デフケース孔10dを貫通して、第一デフケース2aと2個のピニオンギヤ6b,6dを同一直線状に位置決めする。
続いて短ピニオンシャフト3を縮径部3a側からデフケース孔10a、ピニオンギヤ6aに形成されたピニオンギヤ孔7aを貫通して、長ピニオンシャフト5のピニオンシャフト孔11内まで挿入して嵌合させる。
次に短ピニオンシャフト4を短ピニオンシャフト3とは対称的に縮径部4a側からデフケース孔10c、ピニオンギヤ6cに形成されたピニオンギヤ孔7cを貫通して、長ピニオンシャフト5のピニオンシャフト孔11内まで挿入して嵌合して、十字状のピニオンシャフト組立体19を形成する。この時、一方の短ピニオンシャフト3の縮径部3a先端と、他方の短ピニオンシャフト4の縮径部4a先端が対向して配置されている。
続いて第二サイドギヤ18を4個のピニオンギヤ6a,6b,6c,6dの上に歯形がピニオンギヤ6a,6b,6c,6d側を向くように載置し、第二デフケース2bを第二サイドギヤ16bの上に載置して、第一デフケース2aと第二デフケース2bを図示しないボルトによって固定する。
次にかしめ装置20について図5及び図6を基に説明する。かしめ装置20は、中央にディファレンシャル装置1を載置する支持台21と、支持台21を軸支する支柱25、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14を短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにかしめる上かしめパンチ22及び下かしめパンチ23と、を備える。上かしめパンチ22及び下かしめパンチ23は、ピニオンシャフト装着部13,14を塑性変形させるため、先端にかしめパンチ凹部22a,23aを有する。支柱25の周りにはバネ30を備え、バネ30の弾性力により、支持台21を支柱25の中間部に位置させている。
続いて、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bと、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14のかしめ方法について、図5乃至図9を基に説明する。まず、図5及び図6に示す如く、ボルトにより固定されたディファレンシャル装置1をかしめ装置20の支持台21に載置し、支持台21の上方に設けられた上かしめパンチ22を下降させる。支持台21は、支持台21の支柱25の周りに設けられたバネ30の復元力により、支柱25の中間部に位置しているが、上方かしめパンチ22の先端が、ディファレンシャル装置1のピニオンシャフト装着部13に当接すると、支持台21に載置されているディファレンシャル装置1及び支持台21は、バネ30を収縮させながら下降する。
そして、ディファレンシャル装置1のピニオンシャフト装着部14が下かしめパンチ23に当接すると、図7乃至図9に示すように上かしめパンチ22及び下かしめパンチ23のかしめパンチ凹部22a,23aが、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14を押圧することにより、ピニオンシャフト装着部13,14は、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bのピニオンシャフト凹部3c,4c内に塑性変形する。かしめ加工が終了すると、上かしめパンチ22が上昇し、支持台21に載置されているディファレンシャル装置1及び支持台21は、バネ30の復元力によって支柱25の中間部に移動し、ディファレンシャル装置1の組み付けが完了する。
以上のようなディファレンシャル装置1によれば、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bとデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14とをかしめ固着して、短ピニオンシャフト3,4をデフケース2に対して抜け落ち不能に固定することにより、固定ピンが不要となり、部品点数を削減してコストを削減することができる。また、短ピニオンシャフト3,4とデフケース2の双方に設けられていた固定ピン挿入穴の切削加工を廃止することにより、加工時間を削減してコストを削減することができる。その上、固定ピン挿入孔を短ピニオンシャフト3,4及びデフケース2に設けないことにより、短ピニオンシャフト3,4の長さを短く、デフケース2の肉厚を小さく設計することが可能となり、小型化、軽量化をはかったディファレンシャル装置1を提供することができる。
また、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにピニオンシャフト凹部3c,4cを形成し、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14をかしめ固着するため、かしめ固着を容易に行うことができる。
また、従来のデフケースやピニオンシャフトは、炭素を含む割合が2.1〜6.7%のかたくてもろい鋳物により形成していたため、デフケースやピニオンシャフトを塑性変形させると割れが発生していたが、本実施例では、デフケース2及び/又は短ピニオンシャフト3,4は、鋼により形成されるため、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bとデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14とをかしめ、デフケース2や短ピニオンシャフト3,4を塑性変形させた場合に、デフケース2及び/又は短ピニオンシャフト3,4のかしめ部分が割れてしまうことを防止することができる。ピニオンシャフト凹部3c,4cは、鍛造により形成されるため、切削で加工する場合より、加工時間が削減され、ディファレンシャル装置1の加工コストを削減することができる。
尚、本実施例では、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにピニオンシャフト凹部3c,4cを鍛造により形成しているが、図10に示すように短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにピニオンシャフト凸部3d,4dを鍛造により形成し、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14をかしめ固着してもよい。また、図11及び図13の(ア)に示すように、上かしめパンチ22,23の先端にかしめパンチ凸部22b,23bと、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bにかしめパンチ案内凹部3e,4eと、デフケース2のピニオンシャフト装着部13,14にデフケース凹部41,42と、を鍛造により形成し、図12及び図13の(イ)に示すように、かしめパンチ凸部22b,23bを短ピニオンシャフト3,4のかしめパンチ案内凹部3e,4eに挿入拡張することにより、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bをデフケース2のデフケース凹部41,42内に塑性変形させて、かしめ固着してもよい。更に図14の(ア)に示すようにデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14に鍛造によりデフケース凸部43,44及びデフケース凹部41,42を鍛造により形成し、図14の(イ)に示すように短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bをデフケース2のデフケース凹部41,42内に塑性変形させて、かしめ固着してもよい。
本実施例では、ピニオンシャフト3,4,5を2本の短ピニオンシャフト3,4と1本の長ピニオンシャフト5より構成しているが、全てのピニオンシャフトを短ピニオンシャフトとしてデフケース中央Yで嵌合させる等、異なる構成としてもよい。また、本実施例では、短ピニオンシャフト3,4の端部3b,4bをデフケース2のピニオンシャフト装着部13,14にかしめ固着しているが、デフケース2に他のピニオンシャフトの端部をデフケース2のピニオンシャフト装着部とかしめ固着してもよい。
1 ディファレンシャル装置
2 デフケース
3,4,5 ピニオンシャフト
3b,4b ピニオンシャフトの端部
3c,4c ピニオンシャフト凹部
6a,6b,6c,6d ピニオンギヤ
13,14 ピニオンシャフト装着部
41 デフケース凹部
2 デフケース
3,4,5 ピニオンシャフト
3b,4b ピニオンシャフトの端部
3c,4c ピニオンシャフト凹部
6a,6b,6c,6d ピニオンギヤ
13,14 ピニオンシャフト装着部
41 デフケース凹部
Claims (5)
- 略円柱形状のピニオンシャフト(3,4)と、
該ピニオンシャフト(3,4)に回転自在に軸支されるピニオンギヤ(6a,6c)と、
前記ピニオンシャフト(3,4)を装着するピニオンシャフト装着部(13,14)を有するデフケース(2)と、を備えるディファレンシャル装置において、
前記ピニオンシャフト(3,4)の端部(3b,4b)と前記デフケース(2)のピニオンシャフト装着部(13,14)とをかしめ固着することにより、ピニオンシャフト(3,4)をデフケース(2)に対して抜け落ち不能に固定することを特徴とするディファレンシャル装置。 - 前記ピニオンシャフト(3,4)の端部(3b,4b)にピニオンシャフト凸部(3d,4d)又はピニオンシャフト凹部(3c,4c)を形成し、前記デフケース(2)のピニオンシャフト装着部(13,14)をかしめ固着することを特徴とする請求項1記載のディファレンシャル装置。
- 前記デフケース(2)のピニオンシャフト装着部(13,14)にデフケース凸部(43,44)又はデフケース凹部(41,42)を形成し、前記ピニオンシャフト(3,4)の端部(3b,4b)をかしめ固着することを特徴とする請求項1記載のディファレンシャル装置。
- 前記デフケース(2)及び/又は前記ピニオンシャフト(3,4)は、鋼により形成されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のディファレンシャル装置。
- 前記ピニオンシャフト凸部(3d,4d)、前記ピニオンシャフト凹部(3c,4c)及び/又は前記デフケース凸部(43,44)、前記デフケース凹部(41,42)は、鍛造により形成されることを特徴とする請求項2乃至4の何れかに記載のディファレンシャル装置。
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