JP2010091046A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない部品点数と作業工程数で組み付けを可能にし、リングギアの噛み合い反力に対する溶接部の強度と耐久性を高める。
【解決手段】エンジンの駆動力を受けるリングギア３と、ケース本体５とカバー７とからなるデフケース９と、デフケース９の回転を一対の車輪側に配分する差動機構１１とを備えたデファレンシャル装置１であって、リングギア３が、ケース本体５とカバー７の少なくとも一方に溶接されており、この溶接部１５は、リングギア３が相手側ギアから受ける噛み合い反力の範囲Ｒの内側に位置している。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。

特許文献１に「車両用デファレンシャル装置」記載されている。

このデファレンシャル装置は、ケース本体とカバーとからなるデフケースと、デフケースに収容された差動ギア機構と、エンジンの駆動力によって回転するリングギアとを備えており、リングギアをケース本体とカバーとにそれぞれ溶接することによって、ケース本体とカバーとを固定するボルト及びリングギアをカバーに固定するボルトをそれぞれ廃止し、部品点数を低減させている。
特開昭５１−６６６２９号公報

しかし、上記の従来例では、リングギアとケース本体との溶接箇所が、リングギアが相手側ギアから受ける噛み合い反力範囲の外側にあり、溶接箇所は引張・圧縮応力には強いが、モーメントを受けると亀裂が入る恐れがある。

また、リングギアとケース本体との溶接箇所とリングギアとカバーとの溶接箇所は互いに異なった径の円周上にあって、これらの溶接を１工程で完了させることができず、それだけ作業の段取りが複雑になって時間が掛かり、溶接及び組み付けのコストが高い。

そこで、この発明は、少ない部品点数と作業工程数で組み付けが可能であり、リングギアの噛み合い反力に対する溶接部の強度と耐久性が高いデファレンシャル装置の提供を目的としている。

請求項１のデファレンシャル装置は、相手側ギアとの噛み合いによってエンジンの駆動力を受けるリングギアと、ケース本体とカバーとからなるデフケースと、前記デフケースの回転を一対の車輪側に配分する差動機構とを備えたデファレンシャル装置であって、前記リングギアが、前記ケース本体と前記カバーの少なくとも一方に溶接されており、前記の溶接箇所が、前記リングギアが相手側ギアから受ける噛み合い反力範囲の内側に位置していることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記リングギアが、前記ケース本体に溶接されると共に、前記カバーにボルトで固定されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記リングギアが、前記ケース本体と前記カバーとにそれぞれ溶接されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載されたデファレンシャル装置であって、前記リングギアが、同一円周上の溶接箇所で、前記ケース本体と前記カバーとにそれぞれ溶接されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４に記載されたデファレンシャル装置であって、同一円周上の溶接箇所が、前記ケース本体と前記カバーに周方向交互に設けられたフランジ部と、前記リングギアとの間に設けられていることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載されたデファレンシャル装置であって、前記リングギアと前記ケース本体及び前記カバーとの各溶接部面積の比である前記各フランジ部の円周方向長さの比が、前記ケース本体と前記カバーに必要な強度の比に基づいて設定されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５または請求項６に記載されたデファレンシャル装置であって、前記カバーには、前記差動機構の一側出力を車輪側に伝達する出力軸を支持するボス部が設けられており、前記ボス部と前記フランジ部との間に厚肉の補強部を設けたことを特徴とする。

請求項１のデファレンシャル装置は、リングギアをケース本体とカバーの少なくとも一方に溶接すると共に、この溶接をリングギアが相手側ギアから受ける噛み合い反力範囲の内側で行っているから、従来例と異なって、溶接箇所にモーメントが働くことがなくなり、クラックなどの発生が防止され、溶接箇所及びデファレンシャル装置の耐久性が大きく向上している。

また、従来はボルト止めしていた箇所を溶接したので、ボルトの本数とボルト止めの作業工程とコストが低減される。

請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

また、リングギアをケース本体に溶接しカバーにボルト止めするこの構成では、ケース本体のフランジ部をなくすことができるから、それだけ軽量化され、低コスト化される。

請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

また、リングギアをケース本体とカバーの両方に溶接したこの構成では、ボルト本数とコストの低減効果がさらに向上する。

また、リングギアをケース本体とカバーに溶接するこの構成では、ケース本体とカバーには互いにボルト止めするためのフランジ部が不要であるから、それだけ軽量化され、低コスト化される。

請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３の構成と同等の効果が得られる。

また、ケース本体とカバーの各溶接箇所を同一円周上に設けたから、リングギアとケース本体及びカバーの溶接を１工程で終了させることが可能になり、作業コストが大幅に低減される。

請求項５のデファレンシャル装置は、ケース本体とカバーのそれぞれにフランジ部を周方向交互に形成することによって各溶接箇所を同一円周上に設け、請求項４の構成と同等の効果を得ている。

また、各フランジ部を交互に設けたことによって各フランジ部の間に隙間が形成されるから、この隙間が溶接時のガス抜きになり、溶接品質が安定する。

請求項６のデファレンシャル装置は、請求項５の構成と同等の効果が得られる。

また、各フランジ部の円周方向長さの比（溶接部の深さを同一とした場合は各溶接部面積の比）は各溶接箇所の強度の比である。一方、リングギアからケース本体とカバーに配分される駆動力は異なっており、負担する荷重や左右の車軸から入力する衝撃の大きさも異なっており、このようにケース本体とカバーは必要な強度が異なっている。

そこで、この構成は、各フランジ部の円周方向長さの比をケース本体とカバーに必要な強度の比に基づいて設定したことにより、ケース本体及びカバーの各溶接箇所に扱う駆動力と荷重と衝撃などに対して充分な強度を与えている。

さらに、溶接箇所の強度を必要充分な値に設定することによって、溶接箇所の長さ（面積）を必要以上に大きくすることが回避され、作業コストを低く保つことができる。

請求項７のデファレンシャル装置は、請求項５または請求項６の構成と同等の効果が得られる。

また、カバーはフランジ部だけでリングギアに連結（溶接）されているが、フランジ部とボス部との間に厚肉の補強部を設けたことにより、フランジ部を設けたことによるカバー（フランジ部周辺）の強度低下が回避され、正常な機能が保全される。

＜第１実施例＞
図１によってリヤデフ１（デファレンシャル装置）の説明をする。なお、左右の方向はリヤデフ１を用いた車両及び図１での左右の方向である。

［リヤデフ１の特徴］
リヤデフ１は、ドライブピニオンギア（相手側ギア）との噛み合いによってエンジンの駆動力を受けるリングギア３と、ケース本体５とカバー７とからなるデフケース９と、デフケース９の回転を左右の後輪（一対の車輪）側に配分するベベルギア式の差動機構１１とを備え、リングギア３が、ケース本体５に溶接されるていると共に、カバー７にボルト１３で固定されており、前記の溶接部１５（溶接箇所）は、リングギア３が相手側ギアから受ける噛み合い反力の範囲Ｒ（噛み合い反力が通過する範囲Ｒ）の内側に位置している。

［リヤデフ１の構成］
上記のように、デフケース９のケース本体５とカバー７は、直接連結されるのではなく、溶接部１５とリングギア３とボルト１３とを介して互いに連結されている。

また、リングギア３はセンターリング部１７でケース本体５にセンターリングされており、溶接部１５とセンターリング１７との間には環状溝１９がリングギア３とケース本体５とに亘って設けられ、溶接時の変形を防止している。

リヤデフ１は、上記リングギア３とデフケース９と差動機構１１に加えて、左右一対のプレッシャーリング２１，２１とカム機構２３，２３と多板クラッチ２５，２５と皿バネ２７，２７などから構成されている。

差動機構１１は、ピニオンシャフト２９上で支承されたピニオンギア３１と、ピニオンギア３１と噛み合うと共に左右の後輪側車軸（出力軸）にスプライン連結された出力側サイドギア３３，３５とからなり、各プレッシャーリング２１はケース本体５に設けられたラグ溝３７に係合し、各カム機構２３は各プレッシャーリング２１とピニオンシャフト２９の先端部分との間に設けられ、各多板クラッチ２１のアウタープレートは前記のラグ溝３７に係合し、インナープレートは各サイドギア３３，３５のボス部３９，４１に設けられたラグ溝４３に係合し、左皿バネ２７はカバー７と多板クラッチ２５との間に、右皿バネ２７はケース本体５の底部壁４５と多板クラッチ２５との間にそれぞれ配置されている。

また、ケース本体５の溶接部１５の左方には延設部４７が周方向の複数箇所に設けられ、左のラグ溝３７はこの延設部４７に形成され、延設部４７と延設部４７との間にはオイル溜りになる空間４９が形成され、カバー７には延設部４７の先端部が侵入する環状の凹部５１が設けられ、ケース本体５とカバー７は延設部４７とカバー７間のセンターリング部５３によってセンターリングされている。

リングギア３を介してデフケース９を回転させるエンジンの駆動力は、各プレッシャーリング２１から各カム機構２３を介してピニオンシャフト２９に伝達され、ピニオンギヤ３１からサイドギヤ３３，３５に配分されて左右の後輪に伝達され、発進時、加速時、悪路走行中などで後輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力はピニオンギヤ３１の自転によって左右の後輪に差動配分される。

また、各皿ばね１３は各多板クラッチ２５を押圧しイニシャルトルク（一定の差動制限力）を与えており、各カム機構２３は各プレッシャーリング２１からピニオンシャフト２９に伝達されるトルクを受けて生じるカムスラスト力により各多板クラッチ１１を押圧してトルク感応式の差動制限力を発生させ、さらに、ピニオンギヤ３１との噛み合いによって生じるサイドギヤ３３，３５の噛み合いスラスト力が各プレッシャーリング２１を介して各多板クラッチ１１を押圧し、差動制限力を強化する。

また、リヤデフ１はオイル溜りを有するデフキャリヤに収容されており、このオイルは開口５５，５７，５９からデフケース９に流入して差動機構１１や多板クラッチ２５などを潤滑すると共に、空間４９に留まって多板クラッチ２５の潤滑効果を促進する。

［リヤデフ１の効果］
リヤデフ１は、リングギア３をケース本体５に溶接し、この溶接をリングギア３がドライブピニオンギアから受ける噛み合い反力が通過する範囲Ｒの内側で行っているから、この溶接部１５にモーメントが働くことがなくなり、クラックなどの発生が防止され、溶接部１５及びリヤデフ１の耐久性が大きく向上している。

また、従来はボルト止めしていた箇所（リングギア３とケース本体５）を溶接したので、その分のボルト本数とボルト止めの作業工程とコストが低減されている。

また、リングギア３をケース本体５に溶接しカバー７にボルト止めするリヤデフ１では、ケース本体５のフランジ部をなくすことができるから、それだけ軽量化され、低コスト化されている。

＜第２実施例＞
図２と図３によってリヤデフ１０１（デファレンシャル装置）の説明をする。以下、リヤデフ１（第１実施例）と同一の機能部及び機能部材には同一の符号を付して説明し、重複する説明文は省略するが、必要に応じて第１実施例の説明文と図１とを参照するものとする。

［リヤデフ１０１の特徴］
リヤデフ１０１は、ドライブピニオンギア（相手側ギア）との噛み合いによってエンジンの駆動力を受けるリングギア３と、ケース本体５とカバー７とからなるデフケース９と、デフケース９の回転を左右の後輪（一対の車輪）側に配分するベベルギア式の差動機構１１とを備え、リングギア３が、ケース本体５とカバー７とにそれぞれ溶接されており、これらの溶接部１０３，１０５（溶接箇所）は、リングギア３が相手側ギアから受ける噛み合い反力の範囲Ｒ（噛み合い反力が通過する範囲Ｒ）の内側に位置している。

また、溶接部１０３，１０５は、ケース本体５とカバー７に周方向交互にそれぞれ設けられた各３箇所のフランジ部１０７，１０９とリングギア３との接触面において、同一円周上に設けられている。

また、フランジ部１０７，１０９の円周方向長さの比は、（溶接部の深さを同一とした場合は各溶接部面積の比）は溶接部１０３，１０５の強度の比であり、この円周方向長さの比は、リングギア３からケース本体５とカバー７に配分される駆動力の割合や、荷重の負担割合や、車軸からボス部１１１，１１３を介して入力する衝撃の割合などのように、ケース本体５とカバー７でそれぞれ異なった要求強度の比に基づいて設定されている。

また、図３のように、カバー７のフランジ部１０９とボス部１１３との間には、これらを連結する厚肉の補強部１１５が設けられている。

また、溶接部１０３、１０５の内径側において、ケース本体５は筒状の部分６の端部をカバー７側に向けて軸方向に直線的に開放された形状を有している。その筒状の内周にはラグ溝３７が形成され、多板クラッチ２１のアウタープレートが係合している。カバー７は、筒状の部分６の端面と対向しており、それらの対向部分より内径側の軸方向に向けた空間には、ケース本体５のラグ溝および多板クラッチ２１が配置可能に、十分な収容空間容積が確保されている。そして、ラグ溝３７に対する多板クラッチ２１の組付けをスムーズに行うことができる。

カバー７は筒状の部分の端面より外径側に延設され、筒状の部分６の端面と端部外周を覆うように回折し、リングギヤ３との溶接部を形成している。また、カバー７における回折した部分の内周面８と、ケース本体５における筒状の部分６の外周面との間でお互いのセンタリング１０が行われており、筒状の部分６の内周側の多板クラッチ２１の収容空間には影響を与えることがない。

［リヤデフ１０１の構成］
上記のように、デフケース９のケース本体５とカバー７は、直接連結されるのではなく、溶接部１０３，１０５とリングギア３とを介して互いに連結されている。また、フランジ部１０７，１０９を交互に設けたことによってフランジ部１０７，１０９の間には、溶接時のガス抜きになる隙間１１７が形成されている。

［リヤデフ１０１の効果］
リヤデフ１０１は、リングギア３をケース本体５とカバー７にそれぞれ溶接し、これらの溶接をリングギア３とドライブピニオンギアとの噛み合い反力が通過する範囲Ｒ内で行っているから、各溶接部１０３，１０５にモーメントが働くことがなくなり、クラックなどの発生が防止され、溶接部１０３，１０５及びリヤデフ１０１の耐久性が大きく向上している。

また、リングギア３とケース本体５とカバー７の固定にボルトを用いないから、その分のボルト本数とボルト止めの作業工程とコストが低減されている。

また、リングギア３をケース本体５とカバー７に溶接するリヤデフ１０１では、ケース本体５とカバー７には互いにボルト止めするためのフランジ部が不要であり、それだけ軽量化され、低コスト化されている。

また、リングギア３とケース本体５及びカバー７の溶接部１０３，１０５を同の一円周上に設けたことによってこれらの溶接が１工程で完了するから、作業コストが大幅に低減されている。

また、ケース本体５とカバー７のフランジ部１０７，１０９を周方向交互に形成したことによって、同一円周上に溶接部１０３，１０５を設けることが可能になった。

また、フランジ部１０７，１０９の間に形成された隙間１１７が溶接時のガス抜きになり、溶接品質をさらに安定させている。

また、フランジ部１０７，１０９の円周方向長さの比を、配分駆動力や負担荷重や入力衝撃の大きさなどの差によるケース本体５とカバー７に必要な強度の比に基づいて設定したので、ケース本体５とカバー７（溶接部１０３，１０５）はそれぞれが扱う駆動力や荷重や衝撃などに対して充分な強度が得られる。

さらに、溶接部１０３，１０５の強度を必要充分な値に設定することによって、溶接部１０３，１０５の長さ（面積）を必要以上に大きくすることが回避され、作業コストを低く保つことができる。

また、カバー７はフランジ部１０９だけでリングギア３に連結（溶接）されているが、フランジ部１０９とボス部１１３との間にこれらを連結する厚肉の補強部１１５を設けたことにより、フランジ部１０９周辺の強度低下が回避され、正常な機能が保全されている。

第１実施例のリヤデフ１を示す断面図である。 第２実施例のリヤデフ１０１を示す断面図である。 図２のＡ矢視図である。

符号の説明

１ リヤデフ（デファレンシャル装置）
３ リングギア
５ ケース本体
７ カバー
９ デフケース
１１ 差動機構
１３ ボルト
１５ 溶接部
１０１ リヤデフ（デファレンシャル装置）
１０３，１０５ 溶接部
１０７，１０９ フランジ部
１１３ ボス部
１１５ 補強部
１１７ 隙間
Ｒ 噛み合い反力の範囲

Claims (7)

1. 相手側ギアとの噛み合いによってエンジンの駆動力を受けるリングギアと、ケース本体とカバーとからなるデフケースと、前記デフケースの回転を一対の車輪側に配分する差動機構とを備えたデファレンシャル装置であって、
   前記リングギアが、前記ケース本体と前記カバーの少なくとも一方に溶接されており、前記の溶接箇所が、前記リングギアが相手側ギアから受ける噛み合い反力範囲の内側に位置していることを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記リングギアが、前記ケース本体に溶接されると共に、前記カバーにボルトで固定されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記リングギアが、前記ケース本体と前記カバーとにそれぞれ溶接されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項３に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記リングギアが、同一円周上の溶接箇所で、前記ケース本体と前記カバーとにそれぞれ溶接されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
5. 請求項４に記載されたデファレンシャル装置であって、
   同一円周上の溶接箇所が、前記ケース本体と前記カバーに周方向交互に設けられたフランジ部と、前記リングギアとの間に設けられていることを特徴とするデファレンシャル装置。
6. 請求項５に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記リングギアと前記ケース本体及び前記カバーとの各溶接部面積の比である前記各フランジ部の円周方向長さの比が、前記ケース本体と前記カバーに必要な強度の比に基づいて設定されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
7. 請求項５または請求項６に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記カバーには、前記差動機構の一側出力を車輪側に伝達する出力軸を支持するボス部が設けられており、
   前記ボス部と前記フランジ部との間に厚肉の補強部を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。

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