JP2011158045A - ディファレンシャルギアケース - Google Patents

Abstract

【課題】従来のデフケースを後加工したとき、その加工精度に改善の余地がある。
【解決手段】本発明は、ディファレンシャルギアG_dの収納ハウジング1aの外周面に、回転軸周りを周回する環状のフランジ1fが設けられていると共に、フランジ1fを境にした大占有領域1R₁に、ハウジング1aの内側に形成された収納空間Cに通じる開口部Aが形成されているデフケース1である。ケース1は、ハウジング1aのうち、開口部Aが形成された開口側領域1R₁に、当該ケース1を固定するための固定部位Rが設けられている。固定部位Rは、回転軸線O₁を含む平面と平行であって、当該回転軸O₁周りに間隔を空けて配置された２つの平面からなる側面f₁を備え、開口部Aを形作る縁部1bのうち、フランジ1fと対向する側の外側縁部1b₁に一体に設けられている。また固定部位Rは、縁部1bと共に同一の平面を構成する上端面f₂を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両等の動力伝達系にて動力分配を行うディファレンシャルギアを収納し、自らも動力伝達部材の一部として機能するディファレンシャルギアケースに関するものである。

従来のディファレンシャルギアケース（以下、「デフケース」）としては、例えば、ディファレンシャルギアの収納ハウジングの外周面に、この収納ハウジングの回転軸周りを周回する環状のフランジを設けると共に、このフランジを境にした収納ハウジングの外周面における一方の領域に、この収納ハウジングの回転軸を中心に放射状に伸びる複数の補強リブを設けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−２７４９２８号公報

一方、こうしたデフケースは、収納ハウジングを構成する領域のうちの、フランジを境に補強リブとは反対側の領域に、デフケース内の収納空間に通じる開口部を形成しておくことで、この開口部を通してディファレンシャルギアを組み付けたり、デフケースの内側を加工することが行われている。このため、上述の補強リブは、デフケースの強度を向上させるためだけでなく、デフケースを加工する際の固定部位としても用いられている。

しかしながら、こうしたデフケースにあっては、ディファレンシャルギアを組み付けるときには、精度の高い組み付けが求められ、また、デフケースの内側を切削加工等の後加工するときには、精度の高い加工が求められるところ、従来のデフケースでは依然として改善の余地があることを認識するに至った。

これは即ち、デフケースを金型成形する場合、開口部側の領域を１つの割型（主型）で形作る一方、この開口部側の領域とフランジを挟んで反対側にある、リブ側の領域を他の割型（上型）で形作り、これら２つの割型をデフケースの回転軸方向に沿って、互いにフランジ側で合わせてキャビティ（成形空間）を形成すると共に、この成形空間に中子を挿入することで、デフケース全体を一体に成形するところ、
上型と主型とが、その合わせ面にて、デフケースの回転軸回りにズレを生じることがあるため、デフケースを補強リブで固定したとき、当該デフケースの回転軸周りでの開口部の位置が、設計上の回転軸周りでの位置と、金型成形後の実際の回転軸周りでの位置との間で、ズレを生じていることに起因することを認識するに至った。

本発明は、ディファレンシャルギアの収納ハウジングの外周面に、当該収納ハウジングの回転軸周りを周回する環状のフランジが設けられていると共に、当該フランジを境にした前記収納ハウジングにおける一方の領域に、当該収納ハウジングの内側に形成された収納空間に通じる開口部が形成されているディファレンシャルギアケースであって、
収納ハウジングのうち、開口部が形成された領域に、ディファレンシャルギアケースを固定するための固定部位を設けたことを特徴とするものである。

前記固定部位は、収納ハウジングの回転軸を含む平面と平行であって、当該回転軸周りに間隔を空けて配置された２つの平面を備えるものとすることができる。

また、前記固定部位は、開口部を形作る縁部の近傍域のうち、フランジと対向する側の外側縁部の外側近傍域に設けたものとすることができる。

更に、前記固定部位は、開口部を形作る縁部と共に同一の平面を構成するものとすることができる。

本発明は、ディファレンシャルギアケースを、当該ケースの回転軸に沿って２つの金型を合わせることで、当該合わせ面に形作られるフランジを挟んで、開口部が形成される領域と、これとフランジを挟んで反対側に位置する領域とをそれぞれ成形する場合、これら領域との間で、当該ケースの回転軸周りでのズレが生じることに起因して、ディファレンシャルギアを組み付け難く、当該ケース内側の加工し難いことがあることに着目し、
収納ハウジングのうち、開口部が形成された領域に、ディファレンシャルギアケースを固定するための固定部位を設け、開口部側そのものを位置決めすることで、回転軸線周りに生じる位置ズレの影響を解消する。即ち、本発明によれば、開口部の位置は、ディファレンシャルケースを固定したとおりの位置に固定されるため、例えば、ディファレンシャルギアを高い精度で容易に組み付けることができ、また、ディファレンシャルギアケースの内側を加工するときや、フランジに対してファイナルドライブリングギアを固定するためのボルト孔を形成するときも、当該ケースに生じる振動等の影響が抑えられるため、ディファレンシャルギアケースの仕上げ加工等を高い精度で容易に行うことができる。

従って、本発明によれば、ディファレンシャルギアを高い精度で容易に組み付けることができ、しかも、開口部の内側を高い精度で容易に加工することができる。

加えて、本発明によれば、ディファレンシャルギアケースを固定する際、従来のように、開口部が存在しない領域に設けた補強リブで固定する必要がないため、例えば、強度の問題が解消されたことで、当該補強リブを省略できる場合には、かかる補強リブを省略することで、ディファレンシャルギアケースの軽量化及び小型化を実現することができる。特に、ディファレンシャルギアケースの小型化は、省スペースが図れることで、動力伝達系でのレイアウト上有効である。

本発明の第１の形態である、ディファレンシャルギアケースを後加工した後の状態を示す縦断面図である。 同形態である、後加工する前のディファレンシャルギアケースを概略的に示す斜視図である。 図２のディファレンシャルギアケースを後加工するに際し、当該ケースを工作機械に固定した状態を、その回転軸方向から概略的に示す平面図である。 本発明の第２の形態である、ディファレンシャルギアケースを後加工する前の状態を概略的に示す斜視図である。 (a)〜(e)はそれぞれ、工作機械を用いてディファレンシャルギアケースのフランジに対する穴あけ加工を行う際の各工程を時系列的に示す模式図である。 従来のディファレンシャルギアケースを後加工する前の状態を示す縦断面図である。 同ケースの後加工前の状態を概略的に示す斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明である、ディファレンシャルギアケース（以下、「デフケース」）を詳細に説明する。

デフケース１は、その内側に、ディファレンシャルギアＧ_dの収納空間Ｃが形成された収納ハウジング１ａを有し、この収納ハウジング１ａの外周面には、当該収納ハウジング１ａの回転軸線（以下、「軸線」）Ｏ₁周りを周回する環状のフランジ１ｆが一体に設けられている。このフランジ１ｆには、複数のボルトＢを介してファイナルドライブリングギアＧ_fが固定されている。このため、フランジ１ｆには、複数のボルト孔（ねじ孔）ｈ₁が形成されている。

一方、収納空間Ｃは、軸線Ｏ₁に沿って左右それぞれに延在する貫通孔ｈ₂，ｈ₃を通して外界に通じる。貫通孔ｈ₂，ｈ₃にはそれぞれ、ディファレンシャルギアＧ_dに繋がる車軸Ｓ₁，Ｓ₂（図１の二点鎖線で示す）がその軸線Ｏ₁周りを回転可能に貫通する。

また、ディファレンシャルギアＧ_dは、デフピンＰ₁によって、デフケース１と共に軸線Ｏ₁周りを回転するように連結されている。なお、図１に示すＰ₂は、デフケース１に形成した貫通孔ｈ₄を通り、デフピンＰ₁を固定するためのピン部材である。

これにより、デフケース１は、自ら軸線Ｏ₁周りに回転することで、動力伝達部材の一部として機能すると共に、その内側に収納されたディファレンシャルギアＧ_dは、車両に搭載された自動変速機構（図示省略）からの出力を、左右に配した車軸Ｓ₁，Ｓ₂を介して左右輪（図示省略）それぞれに分配する。

ところで、デフケース１には、収納ハウジング１ａに、図２に示すように、軸線Ｏ₁に沿った領域のうち、フランジ１ｆを境にした一方の領域（本形態では、左車軸Ｓ₁側の領域）１Ｒ₁に、収納空間Ｃに通じる２つの開口部Ａが形成されている。この一方の領域（以下、「開口側領域」）１Ｒ₁は、図１に示すように、フランジ１ｆを挟んで反対側に位置する他方の領域（以下、「閉塞側領域」）１Ｒ₂よりも占有面積が大きく、２つの開口部Ａは、軸線Ｏ₁を挟んで対向する位置に設けられている。

開口部Ａは、図２に示すように、デフケース１を後加工する前から予め形成されている。本形態において、デフケース１は、例えば、可動型と固定型との合わせ面の間に形作られたキャビティ内に中子を配置し、溶融材料を充填することで成形される。

また、図２に示すように、開口部Ａを形作る縁部１ｂのうち、フランジ１ｆと対向する側の外側縁部１ｂ₁には、デフケース１を固定するための固定部位Ｒが一体に設けられている。固定部位Ｒは、軸線Ｏ₁を含む平面と平行であって、この軸線Ｏ₁周りに間隔を空けて配置された平面からなる２つの側面ｆ₁を備える。

更に、２つの側面ｆ₁の相互間は、図２に示すように、外側縁部１ｂ₁と共に同一の平面からなる上端面ｆ₂を構成する。即ち、固定部位Ｒは、図３に示すように、２つの側面ｆ₁と、これに繋がる上端面ｆ₂で構成された矩形状の断面形状を有する。これに対し、固定部材３３は、図２に示すように、その内側面３３ｆ₁，３３ｆ₂がそれぞれ、固定部位Ｒに形成した側面ｆ₁及び上端面ｆ₂に接触することで、図３に示すように、固定部位Ｒ全体を嵌合保持する。

これにより、デフケース１は、図３に示すように、そのフランジ１ｆが工作機械３０内に設けた固定盤３１に対して４つのクランプ装置３２で押え込まれることで、工作機械３０内に固定される一方、その固定部位Ｒに対して固定部材３３が嵌合することによって、軸線Ｏ₁周りに位置決めされる。

ところで、本形態において、デフケース１に形成される開口部Ａは、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付け、又は、当該ケース１の内側を加工する際に用いられるが、デフケース１を金型成形する場合、開口側領域１Ｒ₁を１つの割型（主型）で形作る一方、閉塞側領域１Ｒ₂を他の割型（上型）で形作り、これら２つの割型をデフケース１の回転軸Ｏ₁方向に沿って、互いにフランジ１ｆで合わせてキャビティ（成形空間）を形成すると共に、この成形空間に中子を挿入することで、デフケース１全体を一体に成形する。

このため、上型と主型とが、その合わせ面にて、デフケース１の回転軸Ｏ₁回りにズレ（図２の角度θ₁とθ₂との差分）を生じることがあると、閉塞側領域（従来、補強リブ１０ｒが存在していた側）１Ｒ₂で固定したとき、開口部Ａの位置も、上記差分に応じたズレを生じるため、ディファレンシャルギアＧ_dを組み付け難くなったり、当該デフケース１内側を加工し難くなることがあった。

そこで、本形態では、上述のとおり、開口部Ａが形成された開口側領域１Ｒ₁に、デフケース１を固定するための固定部位Ｒを設け、開口部Ａ側そのものを位置決めすることで、回転軸線Ｏ₁周りに生じる閉塞側領域１Ｒ₂に対する閉塞側領域１Ｒ₁の位置ズレの影響を解消する。即ち、本形態によれば、開口部Ａの位置は、デフケース１を固定したとおりの位置に固定されるため、例えば、ディファレンシャルギアＧ_dを組み付ける際には、当該組み付けを高い精度で実現することができ、また、開口部Ａを通してデフケース１の内側を加工するときや、フランジ１ｆに対してボルト孔ｈ₁を形成するときに、当該ケース１に生じる振動等の影響が抑えられるため、デフケース１の仕上げ加工を高い精度で行うことができる。

従って、本形態のデフケース１によれば、ディファレンシャルギアＧ_dを高い精度で容易に組み付けることができ、しかも、開口部Ａの内側を高い精度で容易に加工することができる。なお、上型と主型との間にズレが生じるパターンとしては、これらを型合わせする際に生じるパターンと、鉄などの溶融材料を流し込んで成形した後の型抜きの際に生じるパターンとが考えられる。

加えて、本形態によれば、デフケース１を固定する際に、図６及び図７に示す従来のデフケース１０のように、収納ハウジング１ａに設けた補強リブ１０ｒ（図６参照）で固定する必要がない。このため、例えば、強度の問題が解消されたことで、当該補強リブ１０ｒを省略できる場合には、かかる補強リブ１０ｒを省略することで、デフケース１の軽量化及び小型化を図ることができる。特に、補強リブ１０ｒの省略に伴うデフケース１の小型化は、省スペースが図れることで、自動変速機等における動力伝達系でのレイアウト上有効である。

また、本形態の如く、固定部位Ｒを、軸線Ｏ₁を含む平面と平行であって、当該軸線Ｏ₁周りに間隔を空けて配置された２つの平面からなる側面ｆ₁を備えるものとすれば、収納ハウジング１ａ内での固定部位Ｒの配置を変更したり、また、上端面ｆ₂の形状として任意のものを選択しても、固定部材３３を用いることで、収納ハウジング１ａの軸線Ｏ₁周りの様々方向から固定することができる。即ち、かかる構成によれば、デフケース１の固定位置に自由度を持たせることで、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付け精度及び加工精度を高めつつ、装置等の設備に対する汎用性の高いデフケースを提供することができる。

また、収納ハウジング１ａに形成された開口部Ａを形作る縁部１ｂの近傍域のうち、フランジ１ｆと対向する側の外側縁部１ｂ₁の外側近傍域は、動力伝達中において、応力が集中し易い領域であることから、本形態の如く、固定部位Ｒを、開口部Ａを形作る縁部１ｂの近傍域のうち、フランジと対向する側の外側縁部１ｂ₁と一体になるように設ければ、応力が集中し易い領域の肉厚を増加させることで、収納ハウジング１ａを補強できることから、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付け精度及び加工精度を高めつつ、耐久性の向上したデフケース１を提供することができる。

更に、デフケース１を金型成形する場合、開口部Ａを形作る縁部１ｂのうち、開口部Ａ内側の角部を形作る稜線部分（内側稜線部分）１ｂ_eには、バリ等を生じ易いことから、本形態の如く、固定部位Ｒを、開口部Ａを形作る外側縁部１ｂ₁と共に同一の平面を構成するものとすれば、固定部位Ｒの上端面ｆ₂における内側稜線部分１ｂ_eに干渉しない部分で保持固定することができる。加えて、最も応力集中に対して補強すべき領域の肉厚を増加させることで、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付け精度及び加工精度を高めつつ、更に耐久性の向上したデフケース１を提供することができる。

ところで、本発明に従えば、上述のとおり、固定部位Ｒとしては、軸線Ｏ₁を含む平面と平行であって、当該軸線Ｏ₁周りに間隔を空けて配置された平面からなる、２つの側面ｆ₁及び上端面ｆ₂を備えるものとすることができる。このため、本発明に従う固定部位Ｒは、少なくとも、開口部Ａを形作る縁部１ｂの近傍域のうち、フランジ１ｆと対向する側の外側縁部１ｂ₁の近傍域に設ければよい。

即ち、本発明に従えば、図４に示すような形態を取ることも可能である。このため、本形態では、同図に示すように、本発明に係る、固定部位Ｒを、開口部Ａを形作る縁部１ｂの近傍域のうち、フランジ１ｆと対向する側の外側縁部１ｂ₁の外側近傍域ｎに２つの隆起部Ｒ₁を設けることで構成している。

本形態の場合、固定部材３３には、図４に示すような形状のものを採用する。この場合、固定部材３３は、その内側面３３ｆ₁〜３３ｆ₃がそれぞれ、隆起部Ｒ₁に形成した側面ｆ₁及び上端面ｆ₂並びに外側縁部１ｂ₁に接触することで、２つの隆起部Ｒ₁全体を嵌合保持する。これにより、本形態のデフケース１も、２つの隆起部Ｒ₁からなる固定部位Ｒに対して固定部材３３が嵌合することによって、軸線Ｏ₁周りに位置決めされる。

なお、本発明に従えば、固定部材３３は、上述のとおり、少なくとも、２つの側面ｆ₁を嵌合保持すればよい。このため、各形態ではそれぞれ、少なくとも、固定部材３３の内側面３３ｆ₁が軸線Ｏ₁に対して直交する向きから２つの側面ｆ₁と接触することで、固定部位Ｒを嵌合保持しているが、軸線Ｏ₁に対して直交する向きから嵌合保持するかどうかは任意の事項であり、固定部材３３の内側面３３ｆ₁が軸線Ｏ₁に沿った向きから２つの側面ｆ₁と接触することで、固定部位Ｒを嵌合保持することも可能である。また、上述のとおり、固定部位Ｒの上端面ｆ₂や外側縁部１ｂ₁に、固定部材３３の内側面３３ｆ₂や内側面３３ｆ₃を接触させるかどうかは任意である。

また、本発明に係る、固定部位Ｒを設けたデフケース１によれば、その穴あけ加工に際し、以下の方法を採用することできる。

図５(a)〜(e)はそれぞれ、工作機械３０を用いてフランジ１ｆに対する穴あけ加工を行う際の各工程を時系列的に示す模式図である。

フランジ１ｆに穴あけ加工を行うに際しては先ず、第１の工程として、図５(a)に示すように、工作機械３０内にデフケース１を配置する。

次いで、第２の工程では、図５(b)に示すように、工作機械３０に備わるセンタリングシャフト３４ａ，３４ｂを用いて芯出しを行う。芯出しは、例えば、センタリングシャフト３４ａ，３４ｂをそれぞれ、デフケース１の貫通孔ｈ₂，ｈ₃に回転可能に挿入することで行う。これにより、デフケース１は、軸線Ｏ₁の周りを回転可能に、当該軸線Ｏ₁方向に位置決めされる。

第３の工程では、図５(c)に示すように、固定部材３３を用いてデフケース１が軸線Ｏ₁周りを回転しないように固定する。固定部材３３は、上述のとおり、固定部位Ｒを嵌合保持することでデフケース１を固定する。これにより、デフケース１は、軸線Ｏ₁（回転軸）周りに位置決めされる。

即ち、デフケース１は、第１〜第３の工程を経ることによって、工作機械３０内の、ＸＹＺ軸方向に位置決めされる。

第４の工程では、更に、図５(d)に示すように、クランプ装置３２を用いてデフケース１を更に強固に固定する。クランプ装置３２は、上述のとおり、フランジ１ｆを固定盤３１に対して押さえ込むことで、デフケース１を工作機械３０に対してガタツキを生じることなく固定する。これにより、穴あけ加工の際に生じるデフケース１のガタツキを防止する。

第５の工程では、図５(e)に示すように、ドリル等の工具を用いてフランジ１ｆに対して穴あけ加工を行う。この穴あけ加工によって、フランジ１ｆには、複数のボルト孔ｈ₁が形成される。なお、ボルト孔ｈ₁には、必要に応じてタップ等の工具を用いることでねじ加工を行うことができる。

また、本発明に従えば、第５の工程として、穴あけ加工と併せて工作機械３０内にて、例えば、デフケース１の表面加工等を目的として、切削加工を行うことも可能である。本形態では、フランジ１ｆに対して切削加工を行うことで、図３の二点鎖線で示すように、当該フランジ１ｆに対してボルト孔を縁取るような外観形状を形作ることができる。

また、デフケース１にディファレンシャルギアＧ_dを組み付ける場合も、上述したのと同様の効果を奏する。即ち、デフケース１にディファレンシャルギアＧ_dを組み付ける際に、開口側領域１Ｒ₁に設けた固定部位Ｒを用いれば、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付けを高い精度で実現することができる。

なお、図６，７はそれぞれ、従来のデフケース１０を後加工した後の状態と、後加工する前の状態とを示す。従来のデフケース１０は、図６に示すように、フランジ１ｆを境に開口部Ａと対向する閉塞側領域１Ｒ₂に、軸線Ｏ₁周りに複数の補強リブ１０ｒが予め設けられており、これら補強リブ１０ｒを固定部位として用いることで、デフケース１０を軸線Ｏ周りに位置決めしている。

即ち、上述したところのデフケース１０は、フランジ１ｆを境にして分けられた開口側領域１Ｒ₁及び閉塞側領域１Ｒ₂のうち、収納ハウジング１ａ全体に占める割合の小さい小占有領域１Ｒ₂で固定される。

従って、デフケース１０を安定して固定できない場合、ディファレンシャルギアＧ_dの組み付けに際し、精度の高い組み付けを実現できないことがある。また、デフケース１０に対して切削加工等の後加工を行うときも、その際に生じる振動等の影響を直接受けることになるため、その加工精度に改善の余地があり、また、補強リブ１０ｒを固定部位として用いることから、軽量化及び小型化の点でも改善の余地があることが明らかである。

上述したところは、本発明の好適な形態を示したものであるが、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。例えば、本形態では、２つの固定部位Ｒのうちの一方のみで固定しているが、本発明に従えば、両方で固定することができる。また、固定部位Ｒは少なくとも１箇所に設けることができる。また、本発明に従えば、上述の各形態に採用された構成要素はそれぞれ、用途等に応じて適宜組み合わせることができる。

本発明は、車両用に限定されることなく、ディファレンシャルギアを用いる動力伝達系であれば、様々な動力伝達系の構成部材として適用することができる。

１ デフケース（本発明）
１ａ 収納ハウジング
１ｂ 開口部を形作る縁部
１ｂ₁ 開口部を形作る縁部の外側縁部
１ｂ_e 開口部内側の角部を形作る稜線部分
１ｆ フランジ
１Ｒ₁ 開口側領域
１Ｒ₂ 閉塞側領域
３０ 工作機械
３１ 固定盤
３２ クランプ装置
３３ 固定部材
３３ｆ₁ 〜３３ｆ₃ 固定部材内側面
３４ａ，３４ｂ センタリングシャフト
Ａ 開口部
Ｂ ボルト
Ｃ 充填空間
ｆ₁ 固定部位側面
ｆ₂ 固定部位側面
Ｇ_d ディファレンシャルギア
Ｇ_f ファイナルドライブリングギア
ｈ₁ ボルト孔（ねじ孔）
ｈ₂, ｈ₃ 車軸貫通孔
ｈ₄ ピン孔
Ｏ₁ 車軸線（回転軸線）
ｎ 開口部を形作る縁部の外側近傍域
Ｐ₁ デフピン
Ｐ₂ ピン部材
Ｒ 固定部位
Ｒ₁ 隆起部
Ｓ₁，Ｓ₂ 車軸
１０ デフケース（従来）
１０ｒ 補強リブ

Claims (4)

1. ディファレンシャルギアの収納ハウジングの外周面に、当該収納ハウジングの回転軸周りを周回する環状のフランジが設けられていると共に、当該フランジを境にした前記収納ハウジングにおける一方の領域に、当該収納ハウジングの内側に形成された収納空間に通じる開口部が形成されているディファレンシャルギアケースであって、
   収納ハウジングのうち、開口部が形成された領域に、ディファレンシャルギアケースを固定するための固定部位を設けたことを特徴とするディファレンシャルギアケース。
2. 請求項１において、前記固定部位は、収納ハウジングの回転軸を含む平面と平行であって、当該回転軸周りに間隔を空けて配置された２つの平面を備えるものであることを特徴とするディファレンシャルギアケース。
3. 請求項２において、前記固定部位は、少なくとも、開口部を形作る縁部の近傍域のうち、フランジと対向する側の外側縁部の外側近傍域に設けられていることを特徴とするディファレンシャルギアケース。
4. 請求項３において、前記固定部位は、開口部を形作る縁部と共に同一の平面を構成するものであることを特徴とするディファレンシャルギアケース。

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