JP2010151271A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デファレンシャル装置において、デフケースに溶接したリングギヤの溶接後の変形を防止し、強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上すること。
【解決手段】 デファレンシャル装置１において、リングギヤ２０の背面２３をデフケース１０のフランジ部１２の正面１３に当てて溶接してなり、リングギヤ２０の外周２４のうち、該リングギヤ２０の少なくとも背面２３寄りの外周に、該リングギヤ２０の中心軸を含む断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤ２０の中心軸からの半径を該リングギヤ２０の背面２３から離れるに従い拡径する曲面部２５を備えるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明はデファレンシャル装置に関する。

デファレンシャル装置は、デフキャリアにドライブピニオンギヤとデフケースのそれぞれを枢支し、デフケースの外周に取付けてあるリングギヤをドライブピニオンギヤに噛合いさせている。尚、デフケース内には、左右のドライブシャフト（車軸）につながる左右一対のサイドギヤと、このサイドギヤと噛合う前後一対のデフピニオンとが設けられている。

従来のデファレンシャル装置では、特許文献１に記載の如く、デフケースの外周の一端側にフランジ部を設け、リングギヤの内周をデフケースの外周に嵌挿し、リングギヤの歯面に対する背面をデフケースのフランジ部の正面に当ててボルト締結している。
特開平8-135756

本出願人は、デファレンシャル装置の軽量小型化を図るため、デフケースとリングギヤのボルト締結を溶接に変更することを考えた。ところが、リングギヤを従来の形状のまま、デフケースに溶接する場合には、リングギヤの歯面が溶接の熱影響（溶接部の冷却収縮を含む）により歪み変形し、ドライブピニオンギヤの歯面との歯当りが変化し、リングギヤの強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性が低下する。

本発明の課題は、デファレンシャル装置において、デフケースに溶接したリングギヤの溶接後の変形を防止し、強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上することにある。

請求項１の発明は、デフケースの外周の一端側にフランジ部を設け、リングギヤの内周をデフケースの外周に嵌挿し、リングギヤの歯面に対する背面をデフケースのフランジ部の正面に取付けてなるデファレンシャル装置において、リングギヤの背面をデフケースのフランジ部の正面に当てて溶接してなり、リングギヤの外周のうち、該リングギヤの少なくとも背面寄りの外周に、該リングギヤの中心軸を含む断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤの中心軸からの半径を該リングギヤの背面から離れるに従い拡径する曲面部を備えるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記リングギヤの中心軸を含む断面視で、該リングギヤの背面の半径方向幅を該リングギヤの歯幅より小さくしてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記リングギヤの内周のうち、該リングギヤの少なくとも歯面寄りの内周に、デフケースの外周に嵌挿されて係合する係合部を備えるようにしたものである。

（請求項１）
(a)リングギヤの外周のうち、該リングギヤの少なくとも背面寄りの外周に、該リングギヤの中心軸を含む断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤの中心軸からの半径を該リングギヤの背面から離れるに従い拡径する曲面部を備えるようにし、結果としてリングギヤの背面のデフケースに溶接される溶接部と、リングギヤの歯面の間に剛性脆弱部を設けた。従って、リングギヤの背面の溶接部で生ずる熱歪み応力が剛性脆弱部で分散緩和され、リングギヤの歯面の側に及ぶことを抑制する。これにより、デフケースとリングギヤを溶接してデファレンシャル装置の軽量小型化を図りながら、リングギヤの歯面が溶接の熱影響により歪み変形することが防止され、ドライブピニオンギヤの歯面との歯当りが変化することがないから、リングギヤの強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上できる。

（請求項２）
(b)リングギヤの中心軸を含む断面視で、該リングギヤの背面の半径方向幅を該リングギヤの歯幅より小さくしてなることにより、リングギヤの背面のデフケースに溶接される溶接部と、リングギヤの歯面の間に剛性脆弱部を安定的に設けることができる。

（請求項３）
(c)リングギヤの内周のうち、該リングギヤの少なくとも歯面寄りの内周に、デフケースの外周に嵌挿されて係合する係合部を備える。従って、リングギヤの背面の溶接部で生ずる熱歪み応力起因のモーメントがリングギヤの歯面の側に及ぶことがあっても、リングギヤの歯面寄りの内周の係合部が上記モーメントの腕の長さの大なる位置でデフケースの外周に係合し、上記モーメントによるリングギヤの倒れを有効に抑制する。これにより、リングギヤが溶接の熱影響により倒れ変形することが防止され、リングギヤの歯面とドライブピニオンギヤの歯面との歯当りが変化することがないから、リングギヤの強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上できる。

図１はデファレンシャル装置を示す断面図、図２は図１の正面図、図３は図１の背面図、図４はデフケースへのリングギヤの取付構造を示す断面図、図５はデフケースへのリングギヤの取付構造の変形例を示す断面図である。

図1〜図３に示すデファレンシャル装置１は、デフキャリア（不図示）にドライブピニオンギヤ（不図示）とデフケース１０のそれぞれを枢支し、デフケース１０の外周に取付けてあるリングギヤ２０（ハイポイドギヤ）を、ドライブピニオンギヤ（不図示）に噛合いさせている。

尚、デフケース１０内には、左右の車軸につながる左右一対のサイドギヤ３１、３２と、このサイドギヤ３１、３２と噛合う前後一対のデフピニオン４１、４２とが設けられている。サイドギヤ３１、３２はデフケース１０に枢支され、デフピニオン４１、４２はデフケース１０のピニオンシャフト孔１０Ａに嵌挿されたピニオンシャフト４３に枢支されている。

しかるに、デフケース１０へのリングギヤ２０の取付構造は図４に示す如くになされる。デフケース１０の外周１１の左右一方たる一端側にフランジ部１２を設け、リングギヤ２０の内周２１をデフケース１０の外周１１に嵌挿し、リングギヤ２０の歯面２２に対する背面２３をデフケース１０のフランジ１２の正面１３に軸方向で位置決めして取付ける。

このとき、リングギヤ２０の背面２３をデフケース１０のフランジ部１２の正面１３に当てて溶接する。具体的には、デフケース１０のフランジ部１２の外径はリングギヤ２０の背面２３の最大外径より小径とされており、リングギヤ２０の背面２３の内周側半部をデフケース１０のフランジ部１２の正面１３に当て、リングギヤ２０の背面２３の外周側半部とフランジ部１２の外径部との対向端面を溶接部１４として溶接する。

更に、リングギヤ２０の外周２４のうち、該リングギヤ２０の少なくとも背面寄りの外周２４、本実施例では該リングギヤ２０の背面２３に続く外周２４の一部（但し、該リングギヤ２０の背面２３に続く外周２４の全部に渡っても可）に、該リングギヤ２０の中心軸を含む図４の断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤ２０の中心軸からの半径ｒ1を該リングギヤ２０の背面２３から離れるに従い拡径する曲面部２５を備える。凹み状曲面部２５はリングギヤ２０の溶接部１４と歯面２２の間に剛性脆弱部を形成する。本実施例において、凹み状曲面部２５は曲率半径Ｒの円弧状をなし、曲面部２５のリングギヤ２０の中心軸からの半径ｒ1は、背面２３側のｒ1、歯面２２側のｒ2をｒ1＜ｒ2とする。

そして、リングギヤ２０の中心軸を含む図４の断面視で、該リングギヤ２０の背面２３の半径方向（リングギヤ２０の中心軸からの半径ｒ1に沿う方向）幅ａを、該リングギヤ２０の歯幅ｂより小さくしている（ａ＜ｂ）。

図４に示した構造によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)リングギヤ２０の外周２４のうち、該リングギヤ２０の少なくとも背面２３寄りの外周２４に、該リングギヤ２０の中心軸を含む断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤ２０の中心軸からの半径ｒ1を該リングギヤ２０の背面２３から離れるに従い拡径する曲面部２５を外周２４の一部に備えるようにし、結果としてリングギヤ２０の背面２３のデフケース１０に溶接される溶接部１４と、リングギヤ２０の歯面２２の間に剛性脆弱部を設けた。従って、リングギヤ２０の背面２３の溶接部１４で生ずる熱歪み応力が剛性脆弱部で分散緩和され、リングギヤ２０の歯面２２の側に及ぶことを抑制する。これにより、デフケース１０とリングギヤ２０を溶接してデファレンシャル装置１の軽量小型化を図りながら、リングギヤ２０の歯面２２が溶接の熱影響により歪み変形することが防止され、ドライブピニオンギヤの歯面との歯当りが変化することがないから、リングギヤ２０の強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上できる。

(b)リングギヤ２０の中心軸を含む断面視で、該リングギヤ２０の背面２３の半径方向幅ａを該リングギヤ２０の歯幅ｂより小さくしてなることにより、リングギヤ２０の背面２３のデフケース１０に溶接される溶接部１４と、リングギヤ２０の歯面２２の間に剛性脆弱部を安定的に設けることができる。

デフケース１０へのリングギヤ２０の取付構造は、図４に示した構造に加え、更に図５に示す係合部２６を付加することもできる。即ち、リングギヤ２０の内周２１のうち、該リングギヤ２０の少なくとも歯面２２寄りの内周２１（但し、該リングギヤ２０の内周２１の全部に渡っても可）に、デフケース１０の外周１１に嵌挿されて係合する係合部２６を設ける。本実施例の係合部２６は、歯面２２寄りの係合部２６Ａと、背面２３寄りの係合部２６Ｂとからなり、係合部２６Ａと係合部２６Ｂの間の内周２１をデフケース１０の外周１１から浮かした凹部２７とし、この凹部２７もリングギヤ２０の溶接部１４と歯面２２の間に剛性脆弱部を形成するものになる。

図５に示した構造によれば、図４に示した構造による前述(a)、(b)の作用効果に加え、以下の作用効果も奏する。

リングギヤ２０の内周２１のうち、該リングギヤ２０の少なくとも歯面２２寄りの内周２１に、デフケース１０の外周１１に嵌挿されて係合する係合部２６Ａを備える。従って、リングギヤ２０の背面２３の溶接部１４で生ずる熱歪み応力起因のモーメントがリングギヤ２０の歯面２２の側に及ぶことがあっても、リングギヤ２０の歯面２２寄りの内周２１の係合部２６Ａが上記モーメントの腕の長さの大なる位置でデフケース１０の外周１１に係合し、上記モーメントによるリングギヤ２０の倒れを有効に抑制する。これにより、リングギヤ２０が溶接の熱影響により倒れ変形することが防止され、リングギヤ２０の歯面２２とドライブピニオンギヤの歯面との歯当りが変化することがないから、リングギヤ２０の強度、ＮＶ（音振）性能、静粛性を向上できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１はデファレンシャル装置を示す断面図である。 図２は図１の正面図である。 図３は図１の背面図である。 図４はデフケースへのリングギヤの取付構造を示す断面図である。 図５はデフケースへのリングギヤの取付構造の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１ デファレンシャル装置
１０ デフケース
１１ 外周
１２ フランジ部
１３ 正面
１４ 溶接部
２０ リングギヤ
２１ 内周
２２ 歯面
２３ 背面
２４ 外周
２５ 曲面部
２６、２６Ａ、２６Ｂ 係合部
２７ 凹部

Claims (3)

1. デフケースの外周の一端側にフランジ部を設け、リングギヤの内周をデフケースの外周に嵌挿し、リングギヤの歯面に対する背面をデフケースのフランジ部の正面に取付けてなるデファレンシャル装置において、
   リングギヤの背面をデフケースのフランジ部の正面に当てて溶接してなり、
   リングギヤの外周のうち、該リングギヤの少なくとも背面寄りの外周に、該リングギヤの中心軸を含む断面視で、外界に対して凹み状をなし、該リングギヤの中心軸からの半径を該リングギヤの背面から離れるに従い拡径する曲面部を備えることを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 前記リングギヤの中心軸を含む断面視で、該リングギヤの背面の半径方向幅を該リングギヤの歯幅より小さくしてなる請求項１に記載のデファレンシャル装置。
3. 前記リングギヤの内周のうち、該リングギヤの少なくとも歯面寄りの内周に、デフケースの外周に嵌挿されて係合する係合部を備える請求項１又は２に記載のデファレンシャル装置。

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