JP2017125580A - ディファレンシャルギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】変速機の完成検査等のためにデフケースに対して試験装置を相対回転不能に容易に且つ確実に連結できるようにする。【解決手段】デフケース３２に設けられたボス部４４Ｒの先端部に正多角形の係合頭部６２が設けられているため、その係合頭部６２を介して試験装置７０の連結軸７２を相対回転不能に容易に且つ確実に連結できる。これにより、一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌに連結軸を連結する場合に比較して、トルク付与装置８４や回転速度センサ８６等の検査治具を半減でき、試験装置７０を簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。また、挿通孔４２Ｒの内周面に連結軸を押圧して固定する場合に比較して、連結軸７２がスリップしたり挿通孔４２Ｒを疵付けたりする恐れがないとともに、連結軸７２を軸線Ｓ方向から相対的に接近させるだけで係合頭部６２に相対回転不能に連結することが可能で、連結のための構造や装置を簡単で且つ安価に構成できる。【選択図】図３

Description

本発明はディファレンシャルギヤに係り、特に、デフケースを試験装置に相対回転不能に容易に連結できる連結部構造に関するものである。

同一の軸線上に配設された一対のサイドギヤをそれぞれその軸線まわりに回転可能に保持しているデフケースが、その軸線まわりに回転駆動されることにより、ピニオンギヤを介してその一対のサイドギヤに対して差動回転可能に回転を伝達するディファレンシャルギヤが知られている。特許文献１には、このようなディファレンシャルギヤに対して動力伝達する変速機の完成検査（出荷検査）のために、上記一対のサイドギヤに対してそれぞれ相対回転不能に連結される一対の連結軸を備えている試験装置が記載されている。特許文献２には、サイドギヤに対応してデフケースに設けられた一対のボス部の何れか一方の挿通孔内に連結軸を挿入し、流体圧によって拡径させることにより、その連結軸をデフケースに相対回転不能に連結する試験装置が記載されている。

特開平４−３６４４３８号公報 特開２０１４−１２６４７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の試験装置では、一対の連結軸に対してそれぞれトルク付与装置や回転速度センサ等を設けて試験を行なう必要があるため、試験装置が大掛かりになって高価になるという問題があった。これに対し、特許文献２ではデフケースの一方のボス部に連結するため、トルク付与装置や回転速度センサ等の検査治具が半減し、試験装置を簡単且つ安価でコンパクトに構成できるが、流体圧によって連結軸を挿通孔の内周面に密着させて固定しているため、トルクが大きくなるとスリップしたり挿通孔を疵付けたりする可能性があるなど、未だ改善の余地があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、変速機の完成検査等のためにデフケースに対して試験装置を相対回転不能に容易に且つ確実に連結できるようにすることにある。

かかる目的を達成するために、第１発明は、同一の軸線上に配設された一対のサイドギヤをそれぞれその軸線まわりに回転可能に保持しているデフケースが、その軸線まわりに回転駆動されることにより、ピニオンギヤを介してその一対のサイドギヤに対して差動回転可能に回転を伝達するディファレンシャルギヤにおいて、(a) 前記デフケースには、前記軸線方向において前記一対のサイドギヤの外側に位置する部分に、それぞれ出力軸を挿通させるための挿通孔を有する一対のボス部が設けられており、(b) その一対のボス部の何れか一方の外周面には、トルク伝達可能なように少なくとも一つの平坦部が設けられていることを特徴とする。

トルク伝達可能な平坦部は、上記軸線と平行、或いはその軸線に対して傾斜している平坦部など、その軸線と平行な方向の成分を有する平坦部で、言い換えれば軸線に対して直角な平面に対して交差する平坦部である。また、軸線は、サイドギヤの軸線、或いはそのサイドギヤを回転可能に支持している支持軸線のことであるが、サイドギヤがデフケースに組み付けられた状態では、そのデフケースの回転軸線やボス部の軸線と一致するため、それ等を区別することなく軸線と表現している。

第２発明は、第１発明のディファレンシャルギヤにおいて、前記平坦部は、前記軸線と平行に設けられているとともに、その軸線を中心とする対称位置に互いに平行に少なくとも一対設けられていることを特徴とする。

第３発明は、第１発明または第２発明のディファレンシャルギヤにおいて、(a) 前記ボス部の前記挿通孔には、前記出力軸を回転可能に支持する摺接部が設けられており、(b) 前記軸線方向における前記平坦部の外側端縁および前記摺接部の外側端縁が一致していることを特徴とする。

このようなディファレンシャルギヤにおいては、デフケースに設けられた一対のボス部の何れか一方の外周面には、トルク伝達可能なように少なくとも一つの平坦部が設けられているため、その平坦部を介して試験装置の連結軸等を相対回転不能に容易に且つ確実に連結できるようになる。これにより、特許文献１に記載の技術に比較して、トルク付与装置や回転速度センサ等の検査治具を半減でき、試験装置を簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。また、特許文献２に記載の技術に比較して、連結軸がスリップしたり挿通孔を疵付けたりする恐れがないとともに、連結軸を軸線方向から相対的に接近させるだけでデフケースに相対回転不能に連結することが可能で、連結のための構造や装置を簡単で且つ安価に構成できる。

また、例えばボス部の円筒外周面の一部を研削加工等で除去することにより平坦部を設けることができるため、大幅な設計変更が必ずしも必要なく、従来品に対して容易に適用できるとともに、除去によってボス部の肉厚が薄くなるためデフケースの軽量化を図ることができる。

第２発明では、軸線と平行な平坦部が、軸線を中心とする対称位置に互いに平行に少なくとも一対設けられており、軸線まわりの複数箇所でトルク伝達できるため、試験装置の連結軸等を一層確実に相対回転不能に連結することができるとともに、平坦部の長さ寸法を短くしてボス部にコンパクトに設けることができる。

第３発明では、ボス部の挿通孔に設けられた摺接部および平坦部の軸線方向における外側端縁が互いに一致しているため、それ等の摺接部および平坦部の機能が確実に得られる長さ寸法を確保しつつ、軸線方向において両者がラップして設けられることにより、ボス部の長さ寸法を必要最小限に維持してデフケースを軽量で且つコンパクトに構成できる。

本発明が適用されたディファレンシャルギヤの一例の要部を示す断面図である。 図１のディファレンシャルギヤの第１デフケースを単独で示した斜視図である。 図１のディファレンシャルギヤのデフケースの一方のボス部に試験装置の連結軸が連結された状態を示す断面図である。 図１のディファレンシャルギヤを備えている車両用トランスアクスルを含む車両用駆動装置を説明する概略構成図である。

本発明のディファレンシャルギヤは、例えばディファレンシャルギヤに対して動力を伝達する変速機と共に共通のケース内に収容されている横置き或いは縦置きの車両用トランスアクスルのディファレンシャルギヤに好適に適用されるが、車両用或いは車両用以外のその他のディファレンシャルギヤに適用することも可能である。一対のサイドギヤに対して動力伝達するピニオンギヤは、一つでも良いが、複数設けることが望ましい。それ等のピニオンギヤおよびサイドギヤは傘歯車にて構成される。デフケースには、入力用の歯車として傘歯車やハイポイドギヤ、或いは円筒歯車などのリングギヤが設けられる。

ボス部は、例えば円筒外周面を有して構成され、その円筒外周面の一部が研削加工や切削加工などで除去されることにより平坦部が設けられるが、円筒外周面の一部が外周側へ突出するように平坦部を設けることも可能である。この平坦部は、例えば軸線（ボス部の軸線）と直角な断面が正三角形や正方形、正六角形等の正多角形を成すように、軸線まわりに３つ以上設けることが望ましい。第２発明では、軸線を中心とする対称位置に互いに平行に少なくとも一対の平坦部が設けられるが、第１発明の実施に際しては、単一の平坦部を設けるだけでも良いし、互いに非平行な複数の平坦部を設けたり、軸線に対して傾斜した平坦部を設けたりすることも可能である。軸線に対して傾斜させる場合、連結軸との連結を容易にする上で、ボス部の先端側へ向かうに従って軸線に接近するように傾斜させることが望ましい。第２発明では、一対の平坦部を設けるだけでも良いが、例えば軸線と直角な断面が正方形或いは正六角形を成すように４つ（２対）或いは６つ（３対）の平坦部を設けることが望ましい。八角形以上の偶数角の正多角形を成すように、８つ以上の偶数個の平坦部を設けることも可能である。

第３発明では、摺接部および平坦部の軸線方向における外側端縁（ボス部の先端側の端縁）が互いに一致しているが、必ずしも完全に一致している必要はなく、数ｍｍ程度（例えば３ｍｍ以下）のずれがあっても差し支えない。第１発明の実施に際しては、軸線方向において摺接部および平坦部の少なくとも一部が互いにラップするように設けることが望ましいが、例えば摺接部よりも軸線方向の外側に平坦部が設けられても良いなど、種々の態様が可能である。上記摺接部および平坦部は、例えば何れも軸線方向において前記ボス部の外側端縁（先端縁）に達するように設けられるが、その外側端縁に達しないように設けても良い。

ディファレンシャルギヤ、および該ディファレンシャルギヤに対して動力を伝達する変速機が共通のケース内に収容されている車両用トランスアクスルの試験装置に関しては、例えば(a) 前記車両用トランスアクスルを一定の姿勢で保持するワーク保持装置と、(b) 前記車両用トランスアクスルが前記ワーク保持装置に保持された状態において前記デフケースの前記軸線と同心に配設され、該デフケースの前記一方のボス部に対して相対的に接近離間可能な連結軸と、を有し、且つ、(c) 該連結軸には、前記一方のボス部の外周側に嵌合される嵌合穴が設けられているとともに、該嵌合穴には、前記平坦部にトルク伝達可能に係合させられる平坦な係合部が設けられているものが、好適に用いられる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、本発明が適用されたディファレンシャルギヤ１０の要部を示す断面図である。このディファレンシャルギヤ１０は、例えば図４に示す車両用駆動装置１２の車両用トランスアクスル１４に配設されているものである。車両用駆動装置１２は、走行用駆動力源として用いられる内燃機関等のエンジン１６と、車両用トランスアクスル１４と、一対のドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌと、一対の駆動輪２０Ｒ、２０Ｌとを備えている。車両用トランスアクスル１４は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型車両等の横置き型で、エンジン１６の回転を有段または無段階で変速してディファレンシャルギヤ１０に伝達する変速機２２を備えている。変速機２２は、遊星歯車式等の有段変速機、ベルト式等の機械式無段変速機、或いは複数のモータジェネレータおよび遊星歯車装置等の差動機構を有する電気式無段変速機などであり、ディファレンシャルギヤ１０と共に共通のトランスアクスルケース２４内に収容されている。トランスアクスルケース２４は、必要に応じて複数の部材に分割して構成される。

ディファレンシャルギヤ１０は、同一の軸線Ｓ（図１参照）上に配設された一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌをそれぞれその軸線Ｓまわりに回転可能に保持しているデフケース３２が、その軸線Ｓまわりに回転駆動されることにより、複数のピニオンギヤ３６を介して一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌに対して差動回転可能に回転を伝達するもので、軸線Ｓが車両の幅方向と略平行で且つ略水平になる姿勢でトランスアクスルケース２４内に配設されている。デフケース３２は、図１に示されるように有底円筒形状の第１デフケース３２Ｒと、その第１デフケース３２Ｒの開口側を閉塞するようにボルト等により一体的に固設される第２デフケース３２Ｌとを備えており、有底円筒形状の第１デフケース３２Ｒの内部にピニオンシャフト３８を介してピニオンギヤ３６が回転可能に支持されている。このデフケース３２には、入力歯車として円筒歯車のリングギヤ４０が一体的に固定されており、そのリングギヤ４０を介して変速機２２の出力回転が伝達されることにより、軸線Ｓまわりに回転駆動される。

第１デフケース３２Ｒおよび第２デフケース３２Ｌには、軸線Ｓ方向（軸線Ｓと平行な方向で、図１、図４における左右方向）において一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌの外側に位置する部分に、それぞれ前記ドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌを挿通させるための挿通孔４２Ｒ、４２Ｌを有する一対のボス部４４Ｒ、４４Ｌが、軸線Ｓと同心に設けられている。ボス部４４Ｒ、４４Ｌの軸線はデフケース３２の回転軸線と同じで、且つ、サイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌが組み付けられた状態では軸線Ｓと一致するため、それ等を区別することなく軸線Ｓと表現する。挿通孔４２Ｒ、４２Ｌの内周面には、その長手方向すなわち軸線Ｓ方向の略全長に亘って螺旋状に２条の油溝が設けられており、ドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌを潤滑しつつ相対回転可能に支持する摺接部として機能するようになっている。ドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌは、それぞれスプライン嵌合によってサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌに相対回転不能に連結され、変速機２２からデフケース３２に伝達された回転が、ピニオンギヤ３６から一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌおよびドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌを介して左右の駆動輪２０Ｒ、２０Ｌに差動回転可能に伝達される。

デフケース３２は、上記ボス部４４Ｒ、４４Ｌの外周側に配設されたベアリング４６を介してトランスアクスルケース２４により軸線Ｓまわりに回転可能に支持されている。また、トランスアクスルケース２４には、ドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌを挿通させる挿通孔４８が軸線Ｓと同心に設けられているとともに、その挿通孔４８にはドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌとの間をシールするオイルシール５０が設けられている。図１では、右側のベアリング４６、オイルシール５０が記載されているだけであるが、左側も実質的に同様に構成されている。本実施例では、ドライブシャフト１８Ｒ、１８Ｌが出力軸に相当する。

ここで、上記ボス部４４Ｒ、４４Ｌは、基本的に内周面、外周面共に円筒形状を成しているが、右側のボス部４４Ｒの外周面には、トルク伝達可能なように少なくとも一つの平坦部６０が設けられている。この平坦部６０は、円筒形状の外周面の一部を研削加工或いは切削加工によって軸線Ｓと平行に平坦に除去したもので、第１デフケース３２Ｒの斜視図を示す図２から明らかなように、本実施例では軸線Ｓに対して直角な断面が略正多角形（角部は円弧）を成すように、複数の平坦部６０がボス部４４Ｒの先端すなわち軸線Ｓ方向の外側端縁に達するように設けられている。本実施例では、略正六角形を成すように６つの平坦部６０が設けられている。言い換えれば、軸線Ｓを中心とする対称位置に互いに平行に設けられた２つの平坦部６０を一対として、軸線Ｓまわりに６０°ずつ隔てて３対の平坦部６０が設けられており、全体として外周形状が略正六角形を成す係合頭部６２を構成している。図１のボス部４４Ｒに示す二点鎖線は、平坦部６０を設ける前の円筒外周面を表している。なお、反対側のボス部４４Ｌに係合頭部６２を設けても良いし、一対のボス部４４Ｒおよび４４Ｌの両方に係合頭部６２を設けることも可能である。

上記係合頭部６２よりも基端側部分は円筒外周面のままで、前記ベアリング４６の取付座６４とされており、軸線Ｓ方向において挿通孔４２Ｒよりも内側寄りの部位にベアリング４６が配設されている。すなわち、軸線Ｓ方向におけるベアリング４６の中心が挿通孔４２Ｒの中心よりも、軸線Ｓ方向の内側（ボス部４４Ｒの基端側）になる位置にベアリング４６が配設されており、軸線Ｓ方向においてベアリング４６から外側へ突き出すボス部４４Ｒの先端部分に前記平坦部６０すなわち係合頭部６２が設けられている。このようにボス部４４Ｒを回転可能に支持するベアリング４６が、軸線Ｓ方向において摺接部すなわち挿通孔４２Ｒよりも内側寄りの部位に配設されているため、軸線Ｓ方向においてベアリング４６から外側へ突き出すボス部４４Ｒの先端部分に係合頭部６２を設けることが可能で、挿通孔４２Ｒおよび係合頭部６２の機能が確実に得られる長さ寸法を確保しつつ、ボス部４４Ｒの長さ寸法を必要最小限に維持してデフケース３２を軽量で且つコンパクトに構成できる。言い換えれば、挿通孔４２Ｒが摺接部としての機能を確保できる範囲でボス部４４Ｒの長さ寸法を必要最小限に維持しつつ、ベアリング４６の取付座６４をボス部４４Ｒの基端側（軸線Ｓ方向の内側）へオフセットして設けることにより、そのボス部４４Ｒの先端外周部に所定のトルク伝達が可能な十分な長さ寸法を有する係合頭部６２を設けることができるようにしたのである。係合頭部６２は多角形状を成しており、軸線Ｓまわりの複数箇所でトルク伝達が行なわれるため、それだけ係合頭部６２の長さ寸法を短くすることが可能で、ボス部４４Ｒの先端部にコンパクトに設けることができる。

この係合頭部６２は、図３に示す試験装置７０によって行なわれる車両用トランスアクスル１４の完成検査を考慮したもので、連結軸７２をデフケース３２に対して容易に相対回転不能に連結することができる。試験装置７０は、車両用トランスアクスル１４を一定の姿勢に位置決めして保持するワーク保持装置７４を備えており、そのワーク保持装置７４によって車両用トランスアクスル１４が保持された状態において前記軸線Ｓと同心に連結軸７２が配設されている。連結軸７２は、ボス部４４Ｒに対して接近離間可能に配設されており、送りねじ機構やエアシリンダ等の前進後退装置７６によって軸線Ｓ方向へ直線往復移動させられることにより、ボス部４４Ｒに対して接近離間させられる。車両用トランスアクスル１４を保持しているワーク保持装置７４を連結軸７２に対して接近離間させるようにしても良い。

連結軸７２は、挿通孔４２Ｒに相対回転可能に挿入されて心出しする円柱形状のガイド７８を備えているとともに、そのガイド７８の外周側には円筒形状の嵌合部材８０が一体的に固設されている。嵌合部材８０の先端内周面には、前記係合頭部６２に対応する正六角形状の嵌合穴８２が設けられており、係合頭部６２の外周側に相対回転不能に嵌合されるようになっている。この嵌合穴８２は、軸線Ｓと平行な６つの平坦な側壁を備えており、それ等の側壁は、係合頭部６２の６つの平坦部６０にそれぞれトルク伝達可能に係合させられる平坦な係合部として機能する。これ等の係合頭部６２と嵌合部材８０との嵌合により、デフケース３２に対して連結軸７２が相対回転不能に連結され、その連結軸７２を介して各種の試験を行なうことができる。すなわち、試験装置７０は、連結軸７２を介してデフケース３２に制動トルクや回転トルクを付与するトルク付与装置８４や、その連結軸７２の回転速度すなわちデフケース３２の回転速度を検出する回転速度センサ８６等を備えており、変速機２２の変速比などの各種の性能検査を行なうことができる。

このように、本実施例のディファレンシャルギヤ１０は、デフケース３２に設けられたボス部４４Ｒの先端部にトルク伝達可能な正多角形の係合頭部６２が設けられているため、その係合頭部６２を介して試験装置７０の連結軸７２を相対回転不能に容易に且つ確実に連結できる。これにより、特許文献１に記載のように一対のサイドギヤ３０Ｒ、３０Ｌに連結軸を連結する場合に比較して、トルク付与装置８４や回転速度センサ８６等の検査治具を半減でき、試験装置７０を簡単且つ安価でコンパクトに構成できる。また、特許文献２に記載のように挿通孔４２Ｒの内周面に連結軸を押圧して固定する場合に比較して、連結軸７２がスリップしたり挿通孔４２Ｒを疵付けたりする恐れがないとともに、連結軸７２を軸線Ｓ方向から相対的に接近させるだけで係合頭部６２に相対回転不能に連結することが可能で、連結のための構造や装置を簡単で且つ安価に構成できる。

また、本実施例ではボス部４４Ｒの円筒外周面の一部を研削加工等で除去することにより係合頭部６２が設けられているため、大幅な設計変更が必ずしも必要なく、従来品に対して容易に適用できるとともに、除去によってボス部４４Ｒの肉厚が薄くなるためデフケース３２の軽量化を図ることができる。

また、本実施例では正六角形の係合頭部６２が設けられており、軸線Ｓと平行な平坦部６０を軸線Ｓを中心とする対称位置に互いに平行に３対備えており、軸線Ｓまわりの複数箇所でトルク伝達できるため、試験装置７０の連結軸７２を一層確実に相対回転不能に連結することができるとともに、係合頭部６２の長さ寸法を短くしてボス部４４Ｒの先端部にコンパクトに設けることができる。

また、ボス部４４Ｒの挿通孔４２Ｒが全長に亘って摺接部として機能する一方、係合頭部６２がボス部４４Ｒの先端縁、すなわち軸線Ｓ方向の外側端縁に達するように設けられており、軸線Ｓ方向におけるその挿通孔４２Ｒおよび係合頭部６２の外側端縁が互いに略一致しているため、摺接部および係合頭部６２の機能が確実に得られる長さ寸法を確保しつつ、軸線Ｓ方向において両者がラップして設けられることにより、ボス部４４Ｒの長さ寸法を必要最小限に維持してデフケース３２を軽量で且つコンパクトに構成できる。

なお、本実施例では硬くて加工が困難なボス部４４Ｒの円筒外周面の一部を研削加工等で除去することにより６つの平坦部６０を有する係合頭部６２が設けられており、その加工コストが高くなるが、試験装置７０のトルク付与装置８４や回転速度センサ８６等の検査治具を半減できるとともに連結軸７２の連結装置を簡略化できることで、全体として完成検査に要するコストを低減できる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：ディファレンシャルギヤ １８Ｒ、１８Ｌ：ドライブシャフト（出力軸） ３０Ｒ、３０Ｌ：サイドギヤ ３２：デフケース ４２Ｒ、４２Ｌ：挿通孔 ４４Ｒ、４４Ｌ：ボス部 ６０：平坦部 Ｓ：軸線

Claims (3)

1. 同一の軸線上に配設された一対のサイドギヤをそれぞれ該軸線まわりに回転可能に保持しているデフケースが、該軸線まわりに回転駆動されることにより、ピニオンギヤを介して該一対のサイドギヤに対して差動回転可能に回転を伝達するディファレンシャルギヤにおいて、
   前記デフケースには、前記軸線方向において前記一対のサイドギヤの外側に位置する部分に、それぞれ出力軸を挿通させるための挿通孔を有する一対のボス部が設けられており、
   該一対のボス部の何れか一方の外周面には、トルク伝達可能なように少なくとも一つの平坦部が設けられている
   ことを特徴とするディファレンシャルギヤ。
2. 前記平坦部は、前記軸線と平行に設けられているとともに、該軸線を中心とする対称位置に互いに平行に少なくとも一対設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルギヤ。
3. 前記ボス部の前記挿通孔には、前記出力軸を回転可能に支持する摺接部が設けられており、
   前記軸線方向における前記平坦部の外側端縁および前記摺接部の外側端縁が一致している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のディファレンシャルギヤ。

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