JP2011012759A - デファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デフケースの鍛造を簡易化することができると共に、デフケースを小型化することができるデファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法を提供する。
【解決手段】デフケース３と、入力ギヤ５と、ピニオン７と、サイドギヤ９，１１と、デフケース３とピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とからなる差動機構１３とを備えたデファレンシャル装置１において、デフケース３に、一対のボス部１５，１７と、ピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とを収容する収容部１９とを設け、入力ギヤ５を、ボス部１５の外周に固定部２１を介してデフケース３と一体回転可能に設け、収容部１９の内部に、矩形状の空間部２３を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用されるデファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法に関する。

従来、リングギヤなどの駆動力を入力させる入力ギヤが一体回転可能に設けられたデフケースを有するデファレンシャル装置としては、デフケースの円周上に円盤状の取り付け面を設け、この取り付け面にボルトなどの固定手段によってリングギヤがデフケースと一体回転可能に固定されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなデファレンシャル装置では、リングギヤがドライブピニオンなどの動力伝達ギヤと噛み合い、リングギヤからデフケースに駆動力が入力され、デフケースに収容された収容部材から駆動力が出力される。

特開平１０−１４１４７５号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、デフケースにリングギヤを取り付けるための取り付け面を設けているので、デフケースの外形が複雑化し、デフケースを鍛造させる際に、１回の鍛造でデフケースの外形を成形させることが困難であった。また、デフケースに取り付け面のようなフランジ部を設けているので、デフケース自体が大型化していた。

そこで、この発明は、デフケースの鍛造を簡易化することができると共に、デフケースを小型化することができるデファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法の提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、回転可能に配置されたデフケースと、このデフケースと一体回転可能に設けられ前記デフケースに駆動力を入力する入力ギヤと、前記デフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤと、前記デフケースと前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとからなる差動機構とを備えたデファレンシャル装置であって、前記デフケースには、軸方向両側に円筒状に形成された一対のボス部と、この一対のボス部が設けられ前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとを収容する収容部とが設けられ、前記入力ギヤは、前記一対のボス部のうち一方のボス部の外周に固定部を介して前記デフケースと一体回転可能に設けられ、前記収容部の内部には、矩形状の空間部が設けられていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記空間部の軸方向投影面の幅は、前記ピニオンの径方向幅と略同等に設定されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、前記入力ギヤと前記一方のボス部との間には、前記入力ギヤを径方向に支持する径方向支持部が設けられ、前記入力ギヤと前記収容部との間には、前記入力ギヤを軸方向に位置決めする軸方向当接部が設けられていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、前記固定部は、前記入力ギヤと前記一方のボス部との間に設けられた溶接部であることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法であって、前記デフケースの素材を金型によって鍛造し、前記デフケースの外形を成形させる第１工程と、この第１工程の後、前記収容部が位置する部分を金型によって前記素材を外部に押し出し、前記収容部に前記空間部を成形させる第２工程とを有することを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のデフケースの製造方法であって、前記第２工程の後、前記収容部に孔及び前記空間部に前記一対のサイドギヤの支持部を成形させる第３工程と、この第３工程の後、前記デフケースの外形を仕上げ加工させる第４工程とを有することを特徴とする。

請求項１のデファレンシャル装置は、入力ギヤが一対のボス部のうち一方のボス部の外周に固定部を介してデフケースと一体回転可能に設けられているので、デフケースの外周に入力ギヤを取り付けるための取付部を形成させるなどデフケースの外形を複雑化させる必要がなく、デフケースの外周側が外側に張り出すことがない。このため、デフケースの外形の形状を簡易化させることができ、デフケースの鍛造を簡易化することができると共に、デフケースを小型化することができる。また、収容部の内部に矩形状の空間部が設けられているので、空間部の金型による成形が容易となり、収容部に複雑な加工を施す必要がない。

従って、デフケースの鍛造を簡易化することができると共に、デフケースを小型化することができる。

請求項２のデファレンシャル装置は、空間部の軸方向投影面の幅がピニオンの径方向幅と略同等に設定されているので、ピニオンを確実に収容部に保持しつつ、収容部に無駄な肉部を設ける必要がなく、デフケースを小型化することができる。

請求項３のデファレンシャル装置は、入力ギヤと一方のボス部との間に入力ギヤを径方向に支持する径方向支持部が設けられ、入力ギヤと収容部との間に入力ギヤを軸方向に位置決めする軸方向当接部が設けられているので、入力ギヤの径方向及び軸方向の位置を確実に保持することができ、入力ギヤからデフケースに入力される駆動力の伝達を安定化させることができる。

請求項４のデファレンシャル装置は、固定部が入力ギヤと一方のボス部との間に設けられた溶接部であるので、入力ギヤとデフケースとを一体回転可能に固定させる際に部材を追加する必要がなく、部品点数を削減することができる。

請求項５のデフケースの製造方法は、デフケースの外形が簡易な形状であるので、第１工程においてデフケースの外形を１回の鍛造で成形することができる。また、収容部の空間部が矩形状であるので、第２工程において収容部が位置する部分を金型によって素材を外部に押し出して容易に空間部を成形することができる。

従って、デフケースの鍛造を簡易化することができると共に、デフケースを小型化することができる。

請求項６のデフケースの製造方法は、第１，第２工程の後に、デフケースの仕上げとして第３，第４工程を行えばよいので、デフケースの製造の工程を大幅に削減することができる。

本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の側面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のデフケースの断面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のデフケースの側面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のデフケースの製造過程での上面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のデフケースの正面図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のデフケースの他例を示す側面図である。

図１〜図７を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置について説明する。

本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、回転可能に配置されたデフケース３と、このデフケース３と一体回転可能に設けられデフケース３に駆動力を入力する入力ギヤとしてのリングギヤ５と、デフケース３に支承されて自転可能であると共にデフケース３の回転によって公転するピニオン７と、このピニオン７と噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤ９，１１と、デフケース３とピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とからなる差動機構１３とを備えている。また、デフケース３には、軸方向両側に円筒状に形成された一対のボス部１５，１７と、この一対のボス部１５，１７が設けられピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とを収容する収容部１９とが設けられている。

そして、リングギヤ５は、ボス部１５の外周に固定部２１を介してデフケース３と一体回転可能に設けられ、収容部１９の内部には、矩形状の空間部２３が設けられている。

また、空間部２３の軸方向投影面の幅は、ピニオン７の径方向幅と略同等に設定されている。

さらに、リングギヤ５とボス部１５との間には、リングギヤ５を径方向に支持する径方向支持部２５が設けられ、リングギヤ５と収容部１９との間には、リングギヤ５を軸方向に位置決めする軸方向当接部２７が設けられている。

また、固定部２１は、リングギヤ５とボス部１５との間に設けられた溶接部２９である。

さらに、デフケース３の製造方法は、デフケース３の素材を金型（不図示）によって鍛造し、デフケース３の外形を成形させる第１工程と、この第１工程の後、収容部１９が位置する部分を金型３１によって素材を外部に押し出し、収容部１９に空間部２３を成形させる第２工程とを有する。

また、第２工程の後、収容部１９に孔３３及び空間部２３に一対のサイドギヤ９，１１の支持部３５，３７を成形させる第３工程と、この第３工程の後、デフケース３の外形を仕上げ加工させる第４工程とを有する。

図１〜図６に示すように、デフケース３は、一対のボス部１５，１７と、収容部１９とを備えている。一対のボス部１５，１７は、収容部１９の軸方向両側にそれぞれ収容部１９と連続する一部材で円筒状に軸方向に延設され、それぞれベアリング（不図示）を介してキャリア（不図示）に回転可能に支持されている。収容部１９は、外形が直方体状に成形され、内部に矩形状の空間部２３が成形されている。この収容部１９の空間部２３には、ピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１などが収容されている。また、空間部２３の軸方向投影面の幅は、ピニオン７の径方向幅と略同等に設定されており、収容部１９が部材を保持するために必要な肉部を残して他の無駄な肉部が除かれ、デフケース３の軽量化がなされている。このデフケース３の一対のボス部１５，１７のうちボス部１５の外周には、リングギヤ５がデフケース３と一体回転可能に固定されている。

リングギヤ５は、環状に形成され、内径側とボス部１５の外周側との間に設けられた固定部２１としての溶接部２９を介してデフケース３と一体回転可能に固定されている。なお、溶接部２９は、周方向に連続して設けてもよいし、周方向に複数設けてもよい。また、リングギヤ５とボス部１５との径方向間には、リングギヤ５を径方向に支持する径方向支持部２５が設けられ、リングギヤ５がデフケース３に対して径方向に支持、すなわちセンタリングされている。また、リングギヤ５と収容部１９との軸方向間には、リングギヤ５を軸方向に位置決めする軸方向当接部２７が設けられ、リングギヤ５が収容部１９の軸方向端面と突き当たることにより、リングギヤ５がデフケース３に対して軸方向に位置決めされている。このリングギヤ５は、駆動力を伝達するドライブピニオンなどの動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース３を回転駆動させる。

このようなデフケース３の収容部１９の内部に設けられた空間部２３には、差動機構１３が収容され、リングギヤ５から入力された駆動力がデフケース３を介して差動機構１３に伝達される。

差動機構１３は、デフケース３を含め、ピニオンシャフト３９と、ピニオン７と、一対のサイドギヤ９，１１とを備えている。ピニオンシャフト３９は、端部を収容部１９の孔３３に係合してピン４１で抜け止めされ、デフケース３と一体に回転駆動される。

ピニオン７は、ピニオンシャフト３９に支承されてデフケース３の回転によって公転する。また、ピニオン７は、一対のサイドギヤ９，１１に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ９，１１に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト３９に自転可能に支持されている。また、ピニオン７の背面側は、収容部１９の形状に合わせて平面状に形成されており、ピニオン７の背面側と収容部１９との間にはピニオン７の公転時に発生する径方向への移動を受けるワッシャ（不図示）が配置されている。このピニオン７は、一対のサイドギヤ９，１１と噛み合いベベルギヤ式のギヤ組を構成している。

一対のサイドギヤ９，１１は、ボス部４３，４５で収容部１９の支持部３５，３７に相対回転可能に支持され、ピニオン７と噛み合っている。また、サイドギヤ９，１１の背面側と収容部１９との間には、ピニオン７との噛み合い反力によるサイドギヤ９，１１の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ４７，４９が配置されている。この一対のサイドギヤ９，１１の内周側に形成されたスプライン形状の連結部５１，５３には、車両の左右輪にそれぞれ連結された駆動軸（不図示）が一体回転可能に連結され、左右輪側に駆動力を伝達する。

ここで、このように構成されたデファレンシャル装置１におけるデフケース３の製造方法について説明する。

まず、デフ軸心（デフケース３の軸心）の上下（図５中矢印で示す方向）でデフケース３の素材としてのビレットを上下金型（不図示）により押圧鍛造し、外形及び開口肉部の初期形状を成形させる。（第１工程）
次に、第１工程で成形された素材を収容部１９が位置する開口肉部の部分を金型３１によって素材を外部に押し出し、収容部１９に空間部２３を成形させる。（第２工程）
次に、第２工程で成形された収容部１９に対して、一対のボス部１５，１７の孔５５，５７及びピニオンシャフト３９の孔３３と、一対のサイドギヤ９，１１の支持部３５，３７とを旋盤により切削加工させる。（第３工程）
最後に、ピニオンシャフト３９の孔３３にピン４１を固定する穴５９の形成やデフケース３の外形などの仕上げ加工を旋盤及び中ぐり機により行う。（第４工程）
なお、デフケース３の外形は、直方体状に限らず、例えば、図７に示すように曲面であってもよい。この場合には、デフケース３の素材が円柱状であったときに、収容部１９の両側面が平面状となるように鍛造させればよく、鍛造の際に用いる金型の形状を簡易化することができる。

このようなデファレンシャル装置１では、リングギヤ５がボス部１５の外周に固定部２１を介してデフケース３と一体回転可能に設けられているので、デフケース３の外周にリングギヤ５を取り付けるための取付部を形成させるなどデフケース３の外形を複雑化させる必要がなく、デフケース３の外周側が外側に張り出すことがない。このため、デフケース３の外形の形状を簡易化させることができ、デフケース３の鍛造を簡易化することができると共に、デフケース３を小型化することができる。また、収容部１９の内部に矩形状の空間部２３が設けられているので、空間部２３の金型３１による成形が容易となり、収容部１９に複雑な加工を施す必要がない。

従って、デフケース３の鍛造を簡易化することができると共に、デフケース３を小型化することができる。

また、空間部２３の軸方向投影面の幅がピニオン７の径方向幅と略同等に設定されているので、ピニオン７を確実に収容部１９に保持しつつ、収容部１９に無駄な肉部を設ける必要がなく、デフケース３を小型化することができる。

さらに、リングギヤ５とボス部１５との間にリングギヤ５を径方向に支持する径方向支持部２５が設けられ、リングギヤ５と収容部１９との間にリングギヤ５を軸方向に位置決めする軸方向当接部２７が設けられているので、リングギヤ５の径方向及び軸方向の位置を確実に保持することができ、リングギヤ５からデフケース３に入力される駆動力の伝達を安定化させることができる。

また、固定部２１がリングギヤ５とボス部１５との間に設けられた溶接部２９であるので、リングギヤ５とデフケース３とを一体回転可能に固定させる際に部材を追加する必要がなく、部品点数を削減することができる。

さらに、デフケース３の製造方法においては、デフケース３の外形が簡易な形状であるので、第１工程においてデフケース３の外形を１回の鍛造で成形することができる。また、収容部１９の空間部２３が矩形状であるので、第２工程において収容部１９が位置する部分を金型３１によって素材を外部に押し出して容易に空間部２３を成形することができる。

また、第１，第２工程の後に、デフケース３の仕上げとして第３，第４工程を行えばよいので、デフケース３の製造の工程を大幅に削減することができる。

なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置では、空間部の軸方向投影面の幅がピニオンの径方向幅と略同等に設定されているが、収容部の外形の軸方向投影面の幅をピニオンの径方向幅と略同等に設定するなど、ピニオンを収容部に確実に保持できる構成であれば収容部の外形の軸方向投影面の幅を最小限に設定してもよい。

１…デファレンシャル装置
３…デフケース
５…リングギヤ（入力ギヤ）
７…ピニオン
９，１１…サイドギヤ
１３…差動機構
１５，１７…ボス部
１９…収容部
２１…固定部
２３…空間部
２５…径方向支持部
２７…軸方向当接部
２９…溶接部
３１…金型
３３…孔
３５，３７…支持部

Claims (6)

1. 回転可能に配置されたデフケースと、このデフケースと一体回転可能に設けられ前記デフケースに駆動力を入力する入力ギヤと、前記デフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対のサイドギヤと、前記デフケースと前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとからなる差動機構とを備えたデファレンシャル装置であって、
   前記デフケースには、軸方向両側に円筒状に形成された一対のボス部と、この一対のボス部が設けられ前記ピニオンと前記一対のサイドギヤとを収容する収容部とが設けられ、
   前記入力ギヤは、前記一対のボス部のうち一方のボス部の外周に固定部を介して前記デフケースと一体回転可能に設けられ、前記収容部の内部には、矩形状の空間部が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。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記空間部の軸方向投影面の幅は、前記ピニオンの径方向幅と略同等に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。
3. 請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
   前記入力ギヤと前記一方のボス部との間には、前記入力ギヤを径方向に支持する径方向支持部が設けられ、前記入力ギヤと前記収容部との間には、前記入力ギヤを軸方向に位置決めする軸方向当接部が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。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、
   前記固定部は、前記入力ギヤと前記一方のボス部との間に設けられた溶接部であることを特徴とするデファレンシャル装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置におけるデフケースの製造方法であって、
   前記デフケースの素材を金型によって鍛造し、前記デフケースの外形を成形させる第１工程と、この第１工程の後、前記収容部が位置する部分を金型によって前記素材を外部に押し出し、前記収容部に前記空間部を成形させる第２工程とを有することを特徴とするデフケースの製造方法。
6. 請求項５記載のデフケースの製造方法であって、
   前記第２工程の後、前記収容部に孔及び前記空間部に前記一対のサイドギヤの支持部を成形させる第３工程と、この第３工程の後、前記デフケースの外形を仕上げ加工させる第４工程とを有することを特徴とするデフケースの製造方法。

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