JP2015124875A - 差動装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デフケースの作業窓がフランジの第１軸受ボス側の側面に食い込んで凹部を形成する場合でも，リングギヤの溶接歪みを無くし，もしくは少なくしながらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を能率よく溶接し得る差動装置の製造方法を提供する。【解決手段】フランジ１５にリングギヤ１７のハブ１７ｃを第１軸受ボス４側から圧入した後，これらフランジ１５及びリングギヤ１７の圧入嵌合部を，周方向に並ぶ複数の分割領域２４，２５に等分して，これら分割領域２４，２５を同時に溶接する。【選択図】図１

Description

本発明は，デフ機構を収容するデフケースの一側部及び他側部に，同一軸線上に並ぶ第１及び第２軸受ボスを一体に形成し，また同デフケースの中心から前記第２軸受ボス側にオフセットした中間部に環状のフランジを一体に形成し，さらに同デフケースの，前記軸線と直交する一直径線上で対向する周壁に，前記デフ機構を挿入するための作業窓を設け，前記フランジの外周面にリングギヤを圧入して，これらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を前記第２軸受ボス側で溶接した差動装置，特にその製造方法に関する。

かゝる差動装置は，下記特許文献１に開示されるように，既に知られている。

ＷＯ２０１３−１８２２３号公報

上記特許文献１に開示されるものでは，デフケースのフランジの肉厚が全周均一であり，またフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部の溶接が左右両側部で行われている。こうした構造は，リングギヤの溶接歪みを少なくする上で有効であるものゝ，溶接工程が多くなって製作コストの低減が困難となる。またデフケースの内面加工を容易にしたり，デフ機構のデフケースへの挿入を容易にすべく，作業窓を大きく形成した場合には，その作業窓がフランジの第１軸受ボス側の側面に食い込んで凹部を形成することがあり，そのような凹部は，フランジの両側部でのリングギヤとの全周溶接を妨げることになり，リングギヤの溶接歪みを招く原因となる。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，作業窓がフランジの第１軸受ボス側の側面に食い込んで凹部を形成する場合でも，リングギヤの溶接歪みを無くし，もしくは少なくしながらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を能率よく溶接し得るようにした前記差動装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，デフ機構を収容するデフケースの一側部及び他側部に，同一軸線上に並ぶ第１及び第２軸受ボスを一体に形成し，また同デフケースの中心から前記第２軸受ボス側にオフセットした中間部に環状のフランジを一体に形成し，さらに同デフケースの，前記軸線と直交する一直径線上で対向する周壁に，前記デフ機構を挿入するための作業窓を設け，これら作業窓が前記フランジに食い込むことで，前記フランジの，前記第１軸受ボス側の側面に凹部が形成され，前記フランジの外周面にリングギヤを圧入嵌合して，これらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を溶接した差動装置の製造方法であって，前記フランジに前記リングギヤのハブを前記第１軸受ボス側から圧入する工程と，これらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を，周方向に並ぶ複数の分割領域に等分して，これら分割領域を同時に溶接する工程とを含むことを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記フランジへの前記ハブの圧入深さを一定に規制するために，前記ハブの内周面に突設したストッパ壁を前記フランジに当接させることを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第２の特徴に加えて，前記フランジ及び前記ストッパ壁間には前記凹部を残存させ，前記溶接時に発生するガスをこの凹部を通して排出することを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，フランジに前記リングギヤのハブを前記第１軸受ボス側から圧入嵌合した後，これらフランジ及びリングギヤの圧入嵌合部を，周方向に並ぶ複数の分割領域に等分して，これら分割領域を同時に溶接することにより，フランジ及びハブの圧入嵌合部の溶接を，フランジ及びハブの一側面側のみで行いながら，フランジ及びハブの圧入嵌合部の結合強度を高めることができ，また溶接作業の能率を上げて製作コストの低減を図ることができる。しかもフランジ及びリングギヤの溶接による熱歪みを無くし，もしくは著しく少なくすることができる。またその溶接するフランジ及びハブの一側面側は，作業窓と反対側であるので，溶接時に発生するスパッタが作業窓からデフケース内に侵入することもない。

本発明の第２の特徴によれば，リングギヤのハブの内周面に突設したストッパ壁をフランジに当接させるという，極めて簡単な手法により，フランジへのハブの圧入深さを一定に規制することができる。

本発明の第３の特徴によれば，フランジの凹部を利用して，溶接時に発生するガスを外部に排出することができ，溶接を良好に行うことができる。

本発明の差動装置及びそれを収容するミッションケースの一部の縦断平面図。 上記差動装置のデフケースの平面図。 図２の３−３線断面図。 図３の４矢視図で，フランジ及びリングギヤの溶接要領を示す。

本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。

図１において，車両のミッションケース１内に差動装置Ｄが収容される。この差動装置Ｄは，デフケース２と，このデフケース２内に収容されるデフ機構３とよりなっている。デフケース２の右側部及び左側部には，同一軸線Ｘ上に並ぶ第１軸受ボス４及び第２軸受ボス５が一体に形成され，これら第１及び第２軸受ボス４，５は，軸受６，６′を介してミッションケース１に支持されると共に，右及び左車軸７，８を支持する。

デフ機構３は，前記軸線Ｘと直交するようにしてデフケース２に保持されるピニオン軸９と，このピニオン軸９に支持される一対のピニオンギヤ１０と，前記車軸７，８の内端にスプライン結合してピニオンギヤ１０と噛合する一対のサイドギヤ１１とより構成され，各ギヤの背面は，デフケース２の球状内面で回転自在に支承される。

ピニオン軸９は，デフケース２の外周部の一対の支孔１２により保持される。デフケース２の外周部には，一方の支孔１２と直交してその外周部を左右方向に貫通するピン孔１３が設けられており，このピン孔１３に圧入嵌合される抜け止めピン１４がピニオン軸９を貫通することで，ピニオン軸９の支孔１２からの抜け止めが果たされる。

またデフケース２には，その中心Ｃから第２軸受ボス５側にオフセットした中間部に環状のフランジ１５が一体に形成され，このフランジ１５に，変速装置の出力ギヤ１６と噛合するリングギヤ１７が取り付けられる。

図２〜図４に示すように，さらにデフケース２の，前記軸線Ｘと直交する一直径線上で対向する周壁には，デフケース２の球状内面を加工すること，並びに前記デフ機構３のデフケース２への挿入を容易にすることのための一対の作業窓１８が設けられる。これら作業窓１８は，フランジ１５に食い込むように大きく形成され，これよりフランジ１５の第１軸受ボス４側の側面に凹部１９が形成される。これに伴ないフランジ１５は，前記凹部１９が存在する一対の薄肉部１５ｂと，前記凹部１９が存在しない一対の厚肉部１５ａとを有することになる。

図１及び図３に示すように，リングギヤ１７は，外周にヘリカル状の歯群を有するリム１７ａと，このリム１７ａの内周面から突出する板状のスポーク１７ｂと，このスポーク１７ｂの内周端部の，第２軸受ボス５側の側面より突出する環状のハブ１７ｃとよりなっており，スポーク１７ｂには，ハブ１７ｃの内周面側に突出する環状のストッパ壁２２が一体に形成される。そしてハブ１７ｃは，前記フランジ１５に第１軸受ボス４側から圧入嵌合される。その際，ストッパ壁２２がフランジ１５の側面に当接することで，その圧入深さが規制される。

上記リングギヤ１７において，スポーク１７ｂの回転中心面Ｐ２は，前記フランジ１５の回転中心面Ｐ１よりも第１軸受ボス４側に配置される。こうすることにより，リングギヤ１７をデフケース２の中心Ｃに極力近づけて，リングギヤ１７からデフケース２へのトルク伝達を良好にすることができる。またリングギヤ１７に働くスラスト荷重及びラジアル荷重を，第１軸受ボス４をミッションケース１に支持させる軸受６と，第２軸受ボス５をミッションケース１に支持させる軸受６′とでバランス良く分担することができる。

またミッションケース１内において，リングギヤ１７と噛合すべき出力ギヤ１６の左右方向位置は，変速装置の仕様に応じて変更される場合がある。本実施形態によれば，スポーク１７ｂの回転中心面Ｐをデフケース２の中心Ｃに極力近づけているので，左右何れかの方向に出力ギヤ１６の位置が変更される場合には，スポーク１７ｂの位置を変更せずに，リム１７ａのみを出力ギヤ１６に合わせて左右何れかの方向に延長すればよく，出力ギヤ１６の仕様変更に柔軟に対応可能である。

図４において，フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部には，その全周にわたり第２軸受ボス５側からレーザによる溶接２３が施される。

その溶接の際，前記ピン孔１３を予め前記厚肉部１５ａの中央部に設けておき，そのピン孔１３の中心を通るフランジ１５の直径線Ｙにより，フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部を第１及び第２分割領域２４，２５に等分する。そして，一対のレーザトーチ２６，２６′を，これらが第１及び第２分割領域２４，２５の２つの分割点をそれぞれ狙うようにセットして，レーザトーチ２６，２６′又はデフケース２をフランジ１５の中心軸周りに一定の方向へ回転しながら，第１及び第２分割領域２４，２５にレーザを照射することにより溶接２３を施す。こうして，隣合う第１及び第２分割領域２４，２５の溶接開始点２７と溶接終了点２８とを，各厚肉部１５ａの中央部で一致させる。

またその際，前記薄肉部１５ｂに溶接２３を施すときには，レーザ出力を，厚肉部１５ａの溶接時よりも低下させるか，あるいは溶接速度を厚肉部１５ａの溶接時よりも速めるかして，薄肉部１５ｂの溶接深さＨ２（図３参照）を，厚肉部１５ａの溶接深さＨ１（図１参照）よりも浅くする。又は薄肉部１５ｂでは溶接を行わない。

次に，この実施形態の作用について説明する。

リングギヤ１７において，リム１７ａには，ハブ１７ｃの内周面側に突出する環状のストッパ壁２２を一体に形成し，ハブ１７ｃをデフケース２のフランジ１５に第１軸受ボス４側から圧入嵌合したとき，このストッパ壁２２がフランジ１５の側面に当接することで，圧入深さを規制し，フランジ１５とリングギヤ１７のハブ１７ｃとの圧入嵌合部に第２軸受ボス５側からレーザによる溶接２３を施すので，フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部の溶接を，フランジ１５及びハブ１７ｃの一側面側のみで行いながら，フランジ１５及びハブ１７ｃの結合強度を高めることができ，また溶接作業の能率を上げて製作コストの低減を図ることができる。しかも，溶接するフランジ１５及びハブ１７ｃの一側面側は，前記作業窓１８と反対側であるので，溶接時に発生するスパッタが作業窓１８からデフケース２内に侵入する心配もない。

また上記圧入嵌合部に溶接２３を施すに当たり，フランジ１５の厚肉部１５ａとリングギヤ１７とを所定の溶接深さＨ１をもって溶接し，フランジ１５の薄肉部１５ｂとリングギヤ１７とは，前記所定の溶接深さＨ１より浅い溶接深さＨ２をもって溶接するか，もしくは全く溶接しないので，前記薄肉部１５ｂでの貫通溶接を回避して，スパッタのデフケース２内への侵入を防ぐことができる。

またフランジ１５及びリングギヤ１７の圧入嵌合部の溶接開始点２７及び溶接終了点２８を厚肉部１５ａで一致させたので，溶接開始点２７及び溶接終了点２８の一致により，その一致点において溶接深さが深くなっても，貫通溶接を回避することができる。

さらに前記フランジ１５及びリングギヤ１７の圧入嵌合部を，周方向に並ぶ複数の分割領域２４，２５に等分し，複数の分割領域２４，２５に同時に溶接２３を施したので，溶接の各部位における冷却スピードの違いを極力抑えて溶接によるリングギヤ１７の熱歪みの偏りを無くし，もしくは著しく少なくすることができ，これによりリングギヤ１７の傾きを防ぐことができる。しかも各分割領域２４，２５の溶接開始点２７と，それに隣接する分割領域２４，２５の溶接終了点２８とを厚肉部１５ａで一致させたので，複数の二度打ち箇所によるフランジ１５及びリングギヤ１７の強度低下の影響を抑制することができ，且つ各一致点において貫通溶接を回避することができる。

また前記デフ機構３のピニオン軸９の抜け止めピン１４が嵌挿されるピン孔１３を，これが前記厚肉部１５ａに対応する前記デフケース２の外周部を貫通するように設け，このピン孔１３を基準にして前記溶接開始点２７を設定したので，溶接開始点２７は勿論，溶接終了点２８も，必然的に厚肉部１５ａに設定されることになり，溶接開始点２７の設定のための特別な目印を設けずとも，溶接を適正に行うことができる。

またフランジ１５及びストッパ壁２２間には前記凹部１９を残存しており，この凹部１９は，前記圧入嵌合部の溶接時に発生するガスを外部に排出することを促すことに寄与する。

尚，一致する溶接開始点２７及び溶接終了点２８と薄肉部１５ｂとの間隔θは，フランジ１５の中心軸線周りで４５°以上に設定することが望ましい。即ち，厚肉部１５ａよりも薄肉部１５ｂでのレーザ出力を低下させる場合，溶接開始点２７から薄肉部１５ｂまでの間に充分な間隔θを空けることにより，レーザ出力の開始直後よりも一層出力が安定した状態で，その出力を低下させることができる。その結果，レーザ出力の管理が容易となる。また溶接開始点２７及び溶接終了点２８が一致することによる溶接入熱の増加によって生じる薄肉部１５ｂの熱歪みを抑制することができる。また溶接開始点２７と溶接終了点２８との一致点を薄肉部１５ｂから周方向に離れた位置に設定することで，フランジ１５及びリングギヤ１７の強度低下を抑制することができる。

出力ギヤ１６及びリングギヤ１７間でのトルク伝達中，ヘリカルギヤよりなるリングギヤ１７には，左右方向のスラスト荷重が作用し，その右向きのスラスト荷重は，溶接２３部分を介してフランジ１５に支持され，左向きのスラスト荷重は，ストッパ壁２２を介してフランジ１５に支持されるので，溶接２３部分の荷重負担を軽減することができる。

本発明は，上記実施形態に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，上記実施形態では，圧入嵌合部を２つの分割領域に等分したが，３つ以上の分割領域に等分することもできる。

Ｄ・・・・差動装置
Ｘ・・・・軸線
２・・・・デフケース
３・・・・デフ機構
４・・・・第１軸受ボス
５・・・・第２軸受ボス
１５・・・・フランジ
１７・・・・リンクギヤ
１７ｃ・・・ハブ
１８・・・・作業窓
１９・・・・凹部
２２・・・・ストッパ壁
２３・・・・溶接
２４，２５・・・分割領域

Claims (3)

1. デフ機構（３）を収容するデフケース（２）の一側部及び他側部に，同一軸線（Ｘ）上に並ぶ第１及び第２軸受ボス（４，５）を一体に形成し，また同デフケース（２）の中心（Ｃ）から前記第２軸受ボス（５）側にオフセットした中間部に環状のフランジ（１５）を一体に形成し，さらに同デフケース（２）の，前記軸線（Ｘ）と直交する一直径線上で対向する周壁に，前記デフ機構（３）を挿入するための作業窓（１８）を設け，これら作業窓（１８）が前記フランジ（１５）に食い込むことで，前記フランジ（１５）の，前記第１軸受ボス（４）側の側面に凹部（１９）が形成され，前記フランジ（１５）の外周面にリングギヤ（１７）を圧入して，これらフランジ（１５）及びリングギヤ（１７）の圧入嵌合部を溶接した差動装置の製造方法であって，
   前記フランジ（１５）に前記リングギヤ（１７）のハブ（１７ｃ）を前記第１軸受ボス（４）側から圧入する工程と，これらフランジ（１５）及びリングギヤ（１７）の圧入嵌合部を，周方向に並ぶ複数の分割領域（２４，２５）に等分して，これら分割領域（２４，２５）を同時に溶接する工程とを含むことを特徴とする差動装置の製造方法。
2. 請求項１に記載の差動装置の製造方法において，
   前記フランジ（１５）への前記ハブ（１７ｃ）の圧入深さを一定に規制するために，前記ハブ（１７ｃ）の内周面に突設したストッパ壁（２２）を前記フランジ（１５）に当接させることを特徴とする差動装置の製造方法。
3. 請求項２に記載の差動装置の製造方法において，
   前記フランジ（１５）及び前記ストッパ壁（２２）間には前記凹部（１９）を残存させ，前記溶接時に発生するガスをこの凹部（１９）を通して排出することを特徴とする差動装置の製造方法。

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