JP2020085141A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動ギヤから回転駆動力を受けるリングギヤと、リングギヤと所定軸線回りに一体に回転するデフケースと、デフケース胴部に内蔵される差動機構とを備えた差動装置において、リングギヤは、これの小径化を図るべくリム部内周をデフケース胴部の外周に直接嵌合させても、歯部に対する溶接による熱歪の影響を抑制可能とし、またデフケースとリングギヤ間の溶接部位を少なくして、コスト節減及び生産性向上を図る。【解決手段】リングギヤＲは、駆動ギヤ３１と噛合するギヤ部Ｒｇと、ギヤ部Ｒｇの内周に一体に形成されてデフケースＤＣの胴部６の最外径外周部又は該最外径外周部よりも小径の所定外周部に非溶接状態で嵌合するリム部Ｒｒとを備えており、リム部Ｒｒは、そのリム部Ｒｒと胴部６との嵌合部５０から軸方向に離間し且つ該嵌合部５０よりも径方向内方側の位置で胴部６に溶接される被固定部Ｒｒａを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、差動装置、特に動力源に連なる駆動ギヤから回転駆動力を受けるリングギヤと、リングギヤと所定軸線回りに一体に回転するデフケースと、デフケースの胴部に内蔵される差動機構とを備え、差動機構は、駆動ギヤからリングギヤを経てデフケースに伝達された回転駆動力を一対のドライブ軸に差動回転を許容しつつ分配可能である差動装置に関する。

尚、本発明及び本明細書において、「軸方向」とは、特に断りのない限りデフケースの回転軸線（前記所定軸線）に沿う方向をいい、また「径方向」とは、特に断りのない限りデフケースの回転軸線（前記所定軸線）を中心線とする半径方向をいう。

斯かる差動装置は、下記特許文献１に開示されるように、既に知られている。

特開２０１８−１３２１７４号公報

特許文献１に示される差動装置では、リングギヤのリム部内周から径方向内方側に延びる内向きフランジが一体に突設されており、この内向きフランジと、デフケースの胴部外周より径方向外方側に延びる外向きフランジとを接合（例えばボルト結合）している。

このような従来のリングギヤ及びデフケース相互の結合構造において、リングギヤを十分小径化するために、例えばリングギヤの内向きフランジを廃止してリングギヤのリム部内周をデフケースの胴部外周に直接嵌合、溶接することが考えられるが、その場合には、リングギヤのギヤ部と溶接部とが近接する関係で、ギヤ部に対する溶接による熱歪の影響が大となり、ギヤ部の強度や耐久性の低下要因となる問題がある。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、従来装置の問題を簡単な構造で解決可能とした差動装置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、動力源に連なる駆動ギヤから回転駆動力を受けるリングギヤと、前記リングギヤと所定軸線回りに一体に回転するデフケースと、前記デフケースの胴部に内蔵される差動機構とを備え、前記差動機構は、前記駆動ギヤから前記リングギヤを経て前記デフケースに伝達された回転駆動力を一対のドライブ軸に差動回転を許容しつつ分配可能である差動装置において、前記リングギヤは、前記駆動ギヤと噛合するギヤ部と、前記ギヤ部の内周に一体に形成されて前記胴部の最外径外周部又は該最外径外周部よりも小径の所定外周部に非溶接状態で嵌合するリム部とを備えており、前記リム部は、該リム部と前記胴部との嵌合部から軸方向に離間し且つ該嵌合部よりも径方向内方側の位置で前記胴部に溶接される被固定部を有することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記胴部は、前記被固定部と該胴部との溶接部よりも径方向内方側に位置し且つ該胴部の軸方向内方側に窪んだ凹部を有することを第２の特徴とする。

また本発明は、第２の特徴に加えて、前記溶接部の軸方向幅をａ、前記溶接部の軸方向外端からの前記凹部の軸方向深さをｂとしたときに、ｂ＞ａが成立するように前記軸方向幅及び前記軸方向深さが設定されることを第３の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記リングギヤは、前記ギヤ部と前記駆動ギヤとの噛合により該リングギヤが軸方向のスラスト荷重を受ける歯部形状を有しており、前記被固定部と前記胴部との溶接部が前記嵌合部から軸方向に離間していて、該溶接部と該嵌合部との間に、前記胴部及び前記リム部で挟まれた空洞部が形成され、前記胴部の外周面の、前記空洞部に臨む空洞形成面部が、前記溶接部の軸方向内端と前記嵌合部とに渡って滑らかに連続した連続面で形成されることを第４の特徴とする。

また本発明は、第２又は第３の特徴に加えて、前記被固定部と前記胴部との溶接部が前記嵌合部から軸方向に離間していて、該溶接部と該嵌合部との間に、前記胴部及び前記リム部で挟まれた空洞部が形成され、前記空洞部と前記凹部とは、各々の軸方向範囲の少なくとも一部が互いにオーバラップするように形成されることを第５の特徴とする。

また本発明は、第１〜第５の何れかの特徴に加えて、前記被固定部と前記胴部との溶接部が前記嵌合部から軸方向に離間していて、該溶接部と該嵌合部との間に、前記胴部及び前記リム部で挟まれた空洞部が形成され、前記胴部の外周面の、前記空洞部に臨む空洞形成面部が、前記溶接部の軸方向内端から径方向内方に延びて前記所定軸線と略直交する第１平坦面部を有し、また前記リム部の内周面の、前記空洞部に臨む空洞形成面部が、前記溶接部の軸方向内端から径方向外方に延びて前記所定軸線と略直交する第２平坦面部を有し、前記胴部及び前記リム部は、両者の前記溶接部周辺において、溶接時の入熱によって硬化する熱影響部を各々有し、前記第１，第２平坦面部は、前記熱影響部の前記空洞部に臨む領域を全て含むように形成されることを第６の特徴とする。

また本発明は、第６の特徴に加えて、前記リングギヤは、前記ギヤ部と前記駆動ギヤとの噛合により該リングギヤが軸方向のスラスト荷重を受ける歯部形状を有しており、前記胴部の外周面の前記空洞形成面部が、前記第１平坦面部と、前記第１平坦面部に連なる凹部形状の第１曲面部と、前記第１曲面部に連なる凹部形状の第２曲面部とを有しており、前記所定軸線を含む前記胴部の縦断面で見て、前記第１曲面部は、前記第２曲面部よりも曲率半径が小さい円弧状であることを第７の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、リングギヤは、ギヤ部と、ギヤ部の内周に一体に形成されてデフケース胴部の最外径外周部又は最外径外周部よりも小径の所定外周部に非溶接状態で嵌合するリム部とを備え、リム部は、リム部と胴部との嵌合部から軸方向に離間し且つ該嵌合部よりも径方向内方側の位置で胴部に溶接される被固定部を有するので、リングギヤは、これの小径化を図るべくリム部内周をデフケース胴部の外周に直接嵌合させても、リングギヤ及びデフケース相互の溶接部よりギヤ部を離すことができて、ギヤ部に対する溶接による熱歪の影響を抑制可能となり、これにより、その熱歪の影響によるギヤ部の強度や耐久性の低下を抑えながらリングギヤ付きデフケースの小径化を達成することができる。またデフケースとリングギヤ間の溶接部位を少なくして、コスト節減及び生産性向上に寄与することができる。

また第２の特徴によれば、デフケース胴部は、リム部の被固定部と胴部との溶接部よりも径方向内方側に位置し且つ胴部の軸方向内方側に窪んだ凹部を有するので、胴部外周の凹部周辺（特に凹部と溶接部との間）が弾性変形し易くなり、これにより、溶接後の収縮による熱歪を吸収可能となって、ギヤ部に対する熱歪の影響をより少なくすることができる。

また第３の特徴によれば、溶接部の軸方向幅をａ、溶接部の軸方向外端からの凹部の軸方向深さをｂとしたときに、ｂ＞ａが成立するようにしたので、溶接部の軸方向幅に対し凹部を十分深く設定できて、凹部周辺が弾性変形し易くなり、ギヤ部に対する熱歪の影響をより少なくすることができる。

また第４の特徴によれば、リングギヤは、駆動ギヤとの噛合によりスラスト荷重を受ける歯部形状を有し、リム部の被固定部と胴部との溶接部が嵌合部から軸方向に離間していて、溶接部と嵌合部との間に、胴部及びリム部で挟まれた空洞部が形成され、胴部外周面の空洞形成面部が、溶接部の軸方向内端と嵌合部とに渡って滑らかに連続した連続面で形成されるので、胴部外周の空洞形成面部近傍でスラスト荷重に因る応力集中が生じることが抑えられる。

また第５の特徴によれば、空洞部と凹部とは、各々の軸方向範囲の少なくとも一部が互いにオーバラップするように形成されるので、胴部外周面の空洞形成面部と凹部内面との間で肉厚が最も薄い部分が、上記溶接後の収縮による熱歪によって弾性変形し易くなり、これにより、溶接後の収縮による熱歪を吸収可能となって、ギヤ部に対する熱歪の影響をより少なくすることができる。

また第６の特徴によれば、胴部外周面の空洞形成面部が、溶接部の軸方向内端から径方向内方に延びて所定軸線と略直交する第１平坦面部を有し、またリム部内周面の空洞形成面部が、溶接部の軸方向内端から径方向外方に延びて所定軸線と略直交する第２平坦面部を有し、胴部及びリム部は、両者の溶接部周辺において、溶接時の入熱によって硬化する熱影響部を各々有し、第１，第２平坦面部は、熱影響部の空洞部に臨む領域を全て含むように形成される。これにより、上記熱影響部や溶接部に、応力集中の要因となる変曲点や段差が設けられないことで、熱影響部や溶接部を起点とした破損を効果的に防止可能となる。

また、スラスト荷重で胴部外周面の空洞形成面部に生じる応力は、その空洞形成面部の凹曲面の曲率半径が大きいほど広範囲に分散されて応力集中の緩和に有効であるが、その反面、第１平坦面部が溶接部内端より径方向内方に延びる関係で、第１平坦面部に連なる上記凹曲面の曲率半径が大きくなるほど空洞形成面部の径方向内方側への凹みが大きくなって胴部の肉厚が減少してしまう。これに対し、第７の特徴によれば、第１平坦面部に、曲率半径の小さい第１曲面部を介して曲率半径の大きい第２曲面部を連ねたことで、スラスト荷重で胴部外周面の空洞形成面部に生じる応力を曲率半径の大きい第２曲面部で広範囲に分散させて応力集中を緩和しながら、曲率半径の小さい第１曲面部の特設により空洞形成面部の上記凹みを極力浅くすることができて、空洞形成面部の特設による肉厚の減少を極力抑えることができ、胴部に十分な剛性強度を確保可能となる。

本発明の第１実施形態に係る差動装置及び周辺機器を示す縦断面図 図１の２矢視部拡大断面図 本発明の第２実施形態に係る差動装置及び周辺機器を示す要部縦断面図

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。

先ず、図１及び図２を参照して、第１実施形態について説明する。図１において、車両、例えば自動車に搭載したミッションケース５内には、図示しない動力源（例えば車載のエンジン）からの動力を左右の車軸１１，１２に分配して伝達する差動装置Ａが収容される。差動装置Ａは、所定軸線としての第１軸線Ｘ１回りに回転可能な金属製のデフケースＤＣと、デフケースＤＣに内蔵される差動機構ＤＧとを備える。左右の車軸１１，１２は、一対のドライブ軸の一例である。

またミッションケース５内には、前記動力源に不図示の変速装置を介して連動する駆動ギヤ３１が設けられており、この駆動ギヤ３１と噛合するリングギヤＲがデフケースＤＣに、後述する取付構造を以て固定、支持される。

デフケースＤＣは、概略球体状に形成されて内部に差動機構ＤＧを収納した中空の胴部６と、胴部６の左右一側部及び他側部にそれぞれ一体に連設されて第１軸線Ｘ１上に並ぶ第１，第２軸受ボス７，８とを備える。第１及び第２軸受ボス７，８は、軸受１３，１４を介してミッションケース５に第１軸線Ｘ１回りに回転自在に支持される。尚、ミッションケース５は、相互間が着脱可能な複数のケース要素より分割構成され、デフケースＤＣの取付時や点検整備時には適宜、分解される。

また第１及び第２軸受ボス７，８の内周面には、左右の車軸１１，１２がそれぞれ回転自在に嵌合されると共に、潤滑油引込み用の螺旋溝１５，１６（図１参照）が設けられる。螺旋溝１５，１６は、各軸受ボス７，８と各車軸１１，１２との相対回転に伴いミッションケース５内の潤滑油をデフケースＤＣ内に送り込むねじポンプ作用を発揮する。

差動機構ＤＧは、胴部６の中心Ｏで第１軸線Ｘ１と直交する第２軸線Ｘ２上に配置されて胴部６に支持されるピニオン軸２１と、このピニオン軸２１に回転自在に支持される一対のピニオンギヤ２２，２２と、各ピニオンギヤ２２と噛合し且つ第１軸線Ｘ１回りに回転可能な左右のサイドギヤ２３，２３とを備える。両サイドギヤ２３，２３は、差動機構ＤＧの出力ギヤとして機能するものであり、両サイドギヤ２３，２３の内周面には、左右の車軸１１，１２の内端部がそれぞれスプライン嵌合される。

ピニオンギヤ２２及びサイドギヤ２３の各背面は、胴部６の内面６ｉにワッシャ２５，２６を介してそれぞれ回転自在に支承される。胴部６の内面６ｉ、例えばピニオンギヤ２２の背面にワッシャ２５を介して対面するピニオンギヤ支持面と、サイドギヤ２３の背面にワッシャ２６を介して対面するサイドギヤ支持面とは、加工ツール（例えば旋盤のバイト）により球面状に機械加工される。尚、ワッシャ２５，２６を省略して、ピニオンギヤ２２及びサイドギヤ２３の各背面を胴部６の内面６ｉに回転自在に直接支承させるようにしてもよい。

ピニオン軸２１は、胴部６に設けられて第２軸線Ｘ２上に延びる一対の支孔６ｈに挿通、保持される。両支孔６ｈは、胴部６の最外径外周部６ｏ_MAX 又はその周辺の厚肉外周部に配設される。その胴部６の厚肉外周部には、ピニオン軸２１の一端部を横切るよう貫通する抜け止めピン１７が挿着（例えば圧入）され、この抜け止めピン１７により、ピニオン軸２１の支孔６ｈからの離脱が阻止される。

ところで胴部６は、軸方向でピニオン軸２１よりも一方側（図１で左側）に位置する第１胴部半体６Ｌに比べて、その他方側（図１で右側）に位置する第２胴部半体６Ｒの方が全体的に厚肉に構成される。そして、この厚肉の第２胴部半体６ＲにリングギヤＲの内周側が安定よく固定、支持される。 而して、駆動ギヤ３１からリングギヤＲを経てデフケースＤＣの胴部６に伝達された回転駆動力は、差動機構ＤＧにより、左右の車軸１１，１２に対し差動回転を許容しつつ分配される。尚、差動機構ＤＧの差動機能は従来周知であるので、説明を省略する。

尚、図示はしないが、デフケースＤＣの胴部６は、主として第１胴部半体６Ｌにおいて一対の作業窓を有しており、両作業窓は、第１軸線Ｘ１と直交する投影面で見て、第２軸線Ｘ２を挟んでその両側方に対称的に配置、形成される。両作業窓は、胴部６の内面６ｉに対する旋削加工や胴部６内への差動機構ＤＧの組付けを許容するための窓であり、その目的に即した十分大きい形状に形成される。 次に、図２も併せて参照して、リングギヤＲの胴部６（より具体的には第２胴部半体６Ｒ）への取付構造について説明する。

リングギヤＲは、駆動ギヤ３１と噛合するギヤ部Ｒｇと、ギヤ部Ｒｇの内周に一体に形成されるリム部Ｒｒとを備える。ギヤ部Ｒｇは、ヘリカルギヤ状の歯部を有しており、これにより、同じくヘリカルギヤ状の歯部を有する駆動ギヤ３１との噛合に伴い、軸方向のスラスト荷重（即ち噛合反力のスラスト方向成分）を受ける。そして、このスラスト荷重は、リングギヤＲから後述する溶接部ｗを経て胴部６に受け止められる。尚、図１において、歯部Ｒｇは、表示を簡略化するために、歯筋に沿う断面表示とした。

また、リム部Ｒｒは、基本的に円筒状に形成され、これの内周面４０の、軸方向一端側（即ちピニオン軸２１寄り）の第１内周面部４１が、胴部６の所定外周部６ｏｘに非溶接状態で嵌合、支持される。この所定外周部６ｏｘは、最外径外周部６ｏ_MAX よりも若干小径の円筒面状に形成され、最外径外周部６ｏ_MAX とは小さな段差６ｏｓを介して隣接する。そして、その段差６ｏｓにリム部Ｒの内端面を当接させることで、リングギヤＲの胴部６外周に対する嵌合位置が軸方向に確実に位置決めされる。

尚、図示はしないが、第１実施形態の変形例として、リム部Ｒの内端面を段差６ｏｓに当接させない（即ち段差６ｏｓから軸方向に少し離間させる）構造も実施可能である。

また本実施形態では、段差６ｏｓの立ち上がり部分は、強度確保のためにアール状に面取りされ、またリム部Ｒｒの第１内周面部４１の軸方向内端部も、段差６ｏｓの立ち上がり部分を逃げるように面取りされている。

上記したようにリングギヤＲは、リム部Ｒｒ内周をデフケースＤＣの胴部６外周、特に最外径外周部６ｏ_MAX に近い所定の外周部６ｏｘに嵌合支持されるため、その嵌合支持のためにリム部Ｒｒ内周から径方向内向きのフランジを突設させる必要はなく、また胴部６内周からも径方向外向きのフランジを突設させる必要はない。従って、リングギヤＲの小径化を図る上で有利である。

而して、リム部Ｒｒ（即ち第１内周面部４１）と胴部６（即ち所定外周部６ｏｘ）との嵌合部５０は、本実施形態ではリム部Ｒｒ（即ち第１内周面部４１）と胴部６（即ち所定外周部６ｏｘ）とが軸方向相対摺動可能であるものの、径方向にガタのない嵌合状態に設定される。そして、このような相対摺動可能な嵌合状態であれば、嵌合部５０の摺動間隙が僅かであっても、嵌合部５０を通して溶接時のガス抜きが可能となる。

尚、嵌合部５０は、これが圧入嵌合状態（例えば軽圧入又は高圧入）となるよう嵌合面間に所定の締代を設定してもよい。この場合は、圧入状態の嵌合部５０を通しても、上記したスラスト荷重が受け止め可能となり、また或る程度のトルク伝達が可能となるため、それだけ後述する溶接部ｗの荷重負担が軽減されることとなる。

かくして、本発明でいう「嵌合」とは、軸方向相対摺動可能な嵌合が含まれることは元より、嵌合部５０が上記した圧入嵌合状態（例えば軽圧入又は高圧入）にある場合も含まれる概念である。

ところでリングギヤＲのリム部Ｒｒの内周面には、リム部Ｒｒと胴部６との嵌合部５０から軸方向外方側（即ちピニオン軸２１から離れる側）に離間した位置で、径方向内方側に延びる内向き環状鍔状の被固定部Ｒｒａが一体に突設される。一方、胴部６（第２胴部半体６Ｒ）の外周面には、上記嵌合部５０から軸方向外方側に離間した位置で、径方向外向きの環状鍔状の支持突部６ａが一体に突設される。

そして、支持突部６ａの径方向外端部と被固定部Ｒｒａの径方向内端部とは、上記嵌合部５０よりも軸方向外方側で且つ径方向内方側の位置に在って、相互間が全周に亘り突き合わせ状態で溶接される。その溶接手段としては、従来周知の溶接手法（例えばレーザ溶接、電子ビーム溶接等）が適宜、採用可能である。

また、胴部６（より具体的には第２胴部半体６Ｒ）の軸方向外端面、特に支持突部６ａに連なる端面部分には、被固定部Ｒｒａと支持突部６ａとの溶接部ｗよりも径方向内方側に位置していて軸方向で胴部６の内方側に窪んだ環状の凹部Ｈが形成される。

さらに、溶接部ｗと上記嵌合部５０とは、相互に軸方向に離間している上、その両者ｗ，５０の相互間には、胴部６及びリム部Ｒｒで径方向に挟まれた環状の空洞部Ｃが形成されている。

しかも、その空洞部Ｃと凹部Ｈとは、各々の軸方向範囲の少なくとも一部が互いにオーバラップするように形成される。即ち、溶接部ｗの軸方向幅をａ、溶接部ｗの軸方向外端からの凹部Ｈの軸方向深さをｂとしたときに、ｂ＞ａが成立するように軸方向幅ａ及び軸方向深さｂが設定される。従って、凹部Ｈの軸方向深さｂは、溶接部ｗの軸方向範囲ａより深くなる。

また、空洞部Ｃと凹部Ｈとの軸方向範囲のオーバラップ量をｄとすれば、ｄ＝ｂ−ａとなる。従って、凹部Ｈの軸方向深さｂが溶接部ｗの軸方向幅ａと比べ深ければ深いほど、空洞部Ｃと凹部Ｈとのオーバラップ量ｄが大きくなる。

更に、溶接部ｗの外端から空洞部Ｃの軸方向内端までの軸方向距離をｃとしたときに、ｃ＞ｂが成立するように上記軸方向距離ｃ及び凹部Ｈの軸方向深さｂが設定される。これにより、空洞部Ｃの内端部が凹部Ｈの内端部と比べて更に奥まった位置（即ち軸方向内方側）に存することが明らかである。この場合、ｃ＞ｂであることで空洞部Ｃの空間容積を十分に確保できるため、溶接時に空洞部Ｃ内のガスが膨張する際に、空洞部Ｃ内の内圧は空間容積が大きいことで空洞部Ｃ内のガスの熱容量が大きくなり、溶接による入熱に対してガスが膨張しにくくなる。また、溶接によって入熱されてから自然冷却されるまでの間の空洞部Ｃ内の内圧が、溶接不良を生じさせる圧力まで上昇しない場合は、ガス抜きのための構造が不要となる。たとえ、ガス抜きが必要な場合でも、空洞部Ｃの空間容積が大きいことでガスが膨張しにくくなっているため、排出すべきガスの量を低下させることができて、ガス抜きに必要な孔等の断面積を小さくすることができる。

また本実施形態では、リム部Ｒｒと胴部６との嵌合部５０の軸方向嵌合長さが、溶接部ｗの軸方向長さよりも十分長く設定されている。これにより、胴部６にリム部Ｒｒをより安定よく嵌合、支持させることができる。

ところで胴部６の外周面の、空洞部Ｃに臨む空洞形成面部６ｃは、溶接部ｗの軸方向内端と嵌合部５０とに渡って滑らかに連続した連続面で形成される。より具体的に言えば、空洞形成面部６ｃは、図２にも明示されるように、溶接部ｗの軸方向内端から径方向内方にストレートに延びる第１平坦面部ｆ１と、第１平坦面部ｆ１に連なる凹部形状の第１曲面部ｒ１と、第１曲面部ｒ１に連なる凹部形状の第２曲面部ｒ２と、第２曲面部ｒ２に連なる凹部形状の第３曲面部ｒ３と、第３曲面部ｒ３から径方向外方にストレートに延びて嵌合部５０（即ち前記した所定外周部６ｏ）の外端近傍に至る第３平坦面部ｆ３とを有する。

そして、第１軸線Ｘ１を含む胴部６の縦断面（例えば図２）で見て、第１平坦面部ｆ１は所定軸線Ｘ１と略直交しており、且つ第１及び第３曲面部ｒ１，ｒ３は、第２曲面部ｒ２よりも曲率半径が小さい円弧状に形成される。また、第２曲面部ｒ２は可能な限り曲率半径を大きくすることが望ましい。

一方、リム部Ｒｒの内周面の、空洞部Ｃに臨む空洞形成面部Ｒｒｃは、溶接部ｗの軸方向内端から径方向外方にストレートに延びて所定軸線Ｘ１と略直交する第２平坦面部ｆ２と、第２平坦面部ｆ２に連なる第４曲面部ｒ４と、第４曲面部ｒ４に連なり嵌合部５０（即ち前記した第１内周面部４１）まで軸方向に延びる円筒面状の第２内周面部４２とを有する。尚、リム部Ｒｒの第１，第２内周面部４１，４２間には、僅かな内径差が存在し、その間がアール状の小さな段差面で接続される。

また、胴部６の支持突部６ａ及びリム部Ｒｒの被固定部Ｒｒａは、両者の溶接部ｗ周辺において、溶接時の入熱によって硬化する熱影響部ｔ１，ｔ２を各々有している。そして、第１，第２平坦面部ｆ１，ｆ２は、図２にも明示する如く熱影響部ｔ１，ｔ２の空洞部Ｃに臨む領域を全て含み得るように、十分な径方向範囲で形成される。

次に第１実施形態の作用を説明する。

デフケースＤＣは、全体が適当な金属材料（例えば鉄系合金、アルミ合金等）で一体成形（例えば鋳造成形）され、その成形後にデフケースＤＣの各部に対し適宜、機械加工が施される。この機械加工には、例えば、胴部６の所定外周部６ｏｘや段差６ｏｓに対する表面仕上げ加工や、螺旋溝１５，１６の溝加工の他、胴部６の内面６ｉに対する旋削加工が少なくとも含まれる。

差動装置Ａの組立に際しては、先ず、デフケースＤＣの胴部６内に差動機構ＤＧの各構成要素を、不図示の作業窓又は支孔６ｈを通して装入し、所定の組付位置にセットする。しかる後、リングギヤＲをデフケースＤＣの胴部６外周に、次のような作業手順で固定する。

先ず、デフケースＤＣの胴部６の所定外周部６ｏｘにリングギヤＲのリム部Ｒｒの第１内周面部４１を、リム部Ｒｒの軸方向内端面が胴部６外周の段差６ｏｓに係合するまで嵌合させる。そして、この嵌合が完了した状態では、胴部６外周の支持突部６ａの径方向外端部と、リム部Ｒｒ内周の被固定部Ｒｒａの径方向内端部とが径方向で互いに突き合わせた状態となる。

次いで、その突き合わせ状態から支持突部６ａの径方向外端部と被固定部Ｒｒａの径方向内端部とを、デフケースＤＣの軸方向外方側（図１，２で右方側）から全周に亘り溶接すると、その溶接部ｗを介してリム部Ｒｒ内周と胴部６外周間が一体に結合される。この場合、胴部６外周の段差６ｏｓは、リングギヤＲの胴部６外周への嵌合位置を容易に位置決めする位置決め手段となるばかりか、リングギヤＲが駆動ギヤ３１から受ける一方向（図１，２で左方向）のスラスト荷重を受け止める機能を果たし得るため、リングギヤＲの組付作業性を高め且つ溶接部ｗの荷重負担を軽減する上で有利となる。

尚、胴部６内への差動機構ＤＧの組付け作業と、胴部６へのリングギヤＲの固定作業とは、上記とは逆の手順でも実行可能である。即ち、リングギヤＲを胴部６外周に嵌合、溶接した後で、胴部６内へ差動機構ＤＧを組付けるようにしてもよい。

そして、差動機構ＤＧの組付け及びリングギヤＲの溶接が終了したデフケースＤＣは、これの第１，第２軸受ボス７，８を軸受１３，１４を介してミッションケース５に回転自在に支持させ、更に左右の車軸１１，１２の内端部を第１，第２軸受ボス７，８に挿入させ且つ左右のサイドギヤ２３，２３の内周にスプライン嵌合させることで、差動装置Ａのトランスミッション９内への組付けが終了する。

以上説明した本実施形態の差動装置Ａにおいて、リングギヤＲは、ギヤ部Ｒｇと、ギヤ部Ｒｇ内周に一体に形成されてデフケースＤＣの胴部６の最外径外周部６ｏ_MAX 近傍の所定外周部６ｏｘに非溶接状態で嵌合するリム部Ｒｒとを備えており、リム部Ｒｒは、リム部Ｒｒと胴部６との嵌合部５０から軸方向に離間し且つ嵌合部５０よりも径方向内方側の位置で胴部６に溶接される被固定部Ｒｒａを有している。

このようなリングギヤＲの固定構造によれば、リングギヤＲは、これの小径化を図るべくリム部Ｒｒ内周を胴部６の外周に直接嵌合させても、リングギヤＲ及び胴部６相互の溶接部ｗよりギヤ部Ｒｇを径方向に十分に離間させることができるため、ギヤ部Ｒｇに対する溶接による熱歪の影響を抑制可能となる。従って、その熱歪の影響によるギヤ部Ｒｇの強度や耐久性の低下を抑えながら、リングギヤＲ付きデフケースＤＣの小径化が達成可能となる。その上、リム部Ｒｒ内周を胴部６の外周に非溶接状態で直接嵌合させるようにして胴部６とリングギヤＲ間の溶接部位を減らしたため、それだけコスト節減及び生産性向上が図られる。

しかも本実施形態の胴部６の軸方向外方側の端面には、リム部Ｒｒ内周と胴部６外周と の溶接部ｗよりも径方向内方側に位置し且つ軸方向で胴部６の内方側に窪んだ凹部Ｈが形成される。この凹部Ｈの特設によれば、胴部６外周の凹部Ｈ周辺（特に凹部Ｈと溶接部ｗとの間で径方向に挟まれた部位）が弾性変形し易くなるため、溶接後の収縮による熱歪を無理なく吸収可能となって、ギヤ部Ｒｇに対する熱歪の影響を更に抑制可能となる。

この場合、特に本実施形態では溶接部ｗの軸方向幅をａ、溶接部ｗの軸方向外端からの凹部Ｈの軸方向深さをｂとしたときに、ｂ＞ａが成立するように設定しているため、溶接部ｗの軸方向幅に対し凹部Ｈを十分深く設定できて、上記した弾性変形可能部位を十分に確保可能となり、ギヤ部Ｒｇに対する熱歪の影響をより少なくすることができる。

また本実施形態のリングギヤＲは、駆動ギヤ３１との噛合によりスラスト荷重を受ける歯部形状（即ちヘリカル歯）を有し、リム部Ｒｒと胴部６との溶接部ｗが、嵌合部５０から軸方向に離間していて、その溶接部ｗと嵌合部５０との間に、胴部６及びリム部Ｒｒで径方向に挟まれた環状の空洞部Ｃが形成されている。

そして、胴部６外周面の空洞形成面部６ｃが、溶接部ｗの軸方向内端と嵌合部５０とに渡って滑らかに連続した連続面（即ちｆ１，ｒ１〜ｒ３，ｆ３）で形成されるため、スラスト荷重に因る空洞形成面部６ｃ近傍での応力集中を有効に緩和可能である。

また、本実施形態では、空洞部Ｃと凹部Ｈとが、各々の軸方向範囲の少なくとも一部が互いにオーバラップ（図２のｄ領域を参照）するように形成される。このオーバラップ構成によれば、胴部６外周面の空洞形成面部６ｃと凹部Ｈの内面との間に挟まれた、肉厚が最も薄い薄肉部位６１（例えば図２の格子状ハッチング領域を参照）が、上記溶接後の収縮による熱歪によって弾性変形し易くなるので、溶接後の収縮による熱歪を吸収可能となって、ギヤ部に対する熱歪の影響を少なくすることができる。また、空洞形成面部６ｃと凹部Ｈとの相対位置関係の適宜設定により、上記薄肉部位６１の剛性や位置、領域等を容易に調整可能となる。

その上、本実施形態では、胴部６外周面の空洞形成面部６ｃが、溶接部ｗの軸方向内端から径方向内方に延びて第１軸線Ｘ１と略直交する第１平坦面部ｆ１を有する一方、リム部Ｒｒ内周面の空洞形成面部Ｒｒｃが、溶接部ｗの軸方向内端から径方向外方に延びて第１軸線Ｘ１と略直交する第２平坦面部ｆ２を有する。そして、胴部６及びリム部Ｒｒは、両者の溶接部ｗ周辺において、溶接時の入熱によって硬化する熱影響部ｔ１，ｔ２を各々有していて、第１，第２平坦面部ｆ１，ｆ２が、熱影響部ｔ１，ｔ２の空洞部Ｃに臨む領域を全て含むように形成される。これにより、熱影響部ｔ１，ｔ２に、応力集中の原因となる変曲点や段差が設けられないことで、熱影響部ｔ１，ｔ２を起点とした破損を効果的に防止可能となる。

ところで、スラスト荷重で胴部６外周の空洞形成面部６ｃに生じる応力は、その空洞形成面部６ｃの凹曲面の曲率半径が大きいほど広範囲に分散されて応力集中の緩和に有効であるが、その反面、第１平坦面部ｆ１が溶接部ｗ内端より径方向内方に延びる関係で、第１平坦面部ｆ１に連なる上記凹曲面の曲率半径が大きくなるほど空洞形成面部６ｃの径方向内方側への凹みが深くなって胴部６の肉厚が減少してしまう不都合がある。これに対して本実施形態では、第１平坦面部ｆ１に、曲率半径の小さい第１曲面部ｒ１を介して曲率半径の大きい第２曲面部ｒ２を連ねたことで、スラスト荷重で空洞形成面部６ｃに生じる応力を曲率半径の大きい第２曲面部ｒ２で広範囲に分散させて応力集中を緩和しながら、曲率半径の小さい第１曲面部ｒ１の特設により空洞形成面部６ｃの上記凹みを極力浅くすることができて、空洞形成面部６ｃの特設による肉厚の減少が極力抑えられる。

また胴部６外周の空洞形成面部６ｃを径方向内方側に過度に深く凹ませないようにしたことで、空洞形成面部６ｃと凹部Ｈとの間の上記薄肉部位６１に必要な肉厚を確保できて、その薄肉部位６１が過度に強度低下しないで弾性変形し易くなる。そして、胴部６は、空洞部Ｃの特設によるも十分な肉厚を確保され、十分な剛性強度を確保可能となる。

その上、本実施形態では、胴部６外周面の空洞形成面部６ｃが、嵌合部５０（所定外周部６ｏｘ）の外端近傍から径方向外方にストレートに延びる第３平坦面部ｆ３を有しているため、空洞形成面部６ｃの、嵌合部５０側の起点位置を軸方向外方側（即ちピニオン軸２１から離れる側、換言すれば嵌合部５０の内端から遠い側）に偏位させることができる。そして、その偏位分だけ嵌合部５０の軸方向範囲を長く確保できるから、胴部６外周によるリングギヤＲの嵌合支持が、より安定する。

また本実施形態の空洞形成面部６ｃは、第３平坦面部ｆ３に連なる凹部形状の第３曲面部ｒ３を有しており、第３曲面部ｒ３は、第２曲面部ｒ２よりも曲率半径が小さい円弧状で、第２曲面部ｒ２と滑らかに連続している。仮に、第３曲面部ｒ３を省略した場合に、第２曲面部ｒ２と第３平坦面部ｆ３の接続部において角部が生じると角部へ応力が集中するため、滑らかに連続した連続面とする必要があるが、第３平坦面部ｆ３に対して曲率半径が大きい第２曲面部ｒ２の接線とを滑らかに連続した連続面となるように配置すると、第２曲面部ｒ２の曲率半径が大きいが故にデフケース（胴部６）のサイズが大きくなってしまう。そこで第３平坦面部ｆ３と第２曲面部ｒ２の間を、第２曲面部ｒ２より曲率半径が小さい第３曲面部ｒ３で接続することで、サイズが大きくなることを避けつつ空洞形成面部６ｃでの応力集中を緩和できる。

また図３には、本発明の第２実施形態が示される。即ち、第１実施形態のデフケースＤＣでは、胴部６の最外径外周部６ｏ_MAX とは段差６ｏｓを介して隣接する所定外周部６ｏｘにリングギヤＲのリム部Ｒｒ内周を嵌合させ且つ段差６ｏｓにリム部Ｒｒ端面を係合させるものを示した。しかし段差６ｏｓは必ずしも設ける必要はなく、例えば、第２実施形態では、胴部６の最外径外周部６ｏ_MAX の円筒面にリングギヤＲのリム部Ｒｒ内周の第１内周面部４１を嵌合させている。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態と同様であるため、第２実施形態の各構成要素には、第１実施形態の対応する構成要素の参照符号をそのまま付記し、構造の説明は省略する。

この第２実施形態では、第１実施形態と基本的に同様の作用効果（但し、段差６ｏｓにリム部Ｒｒ端面を係合させることに基づく効果を除く）を達成可能である。更に第２実施形態では、胴部６の最外径外周部６ｏ_MAX 周辺に、リングギヤＲの位置決めのための段差を特設する必要はなく、それだけ胴部６の外周形状が単純化されて加工性が良好となる等の利点もある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、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な。

例えば、上記実施形態では、差動装置Ａを車両用差動装置、特に左右の駆動車輪間の差動装置として実施したものを示したが、本発明では、差動装置Ａを車両の前後の駆動車輪間の差動装置として実施してもよい。或いはまた、本発明の差動装置を、車両以外の種々の機械装置における差動装置として実施してもよい。

また前記実施形態では、リングギヤＲの歯部Ｒａｇをヘリカルギヤ状としたものを示したが、本発明のリングギヤは、ヘリカルギヤでなくても、駆動ギヤ３１との噛合により第１軸線Ｘ１に沿う方向のスラスト荷重を受ける歯部形状の他のギヤ（例えばベベルギヤ、ハイポイドギヤ等）でもよい。或いはまた、駆動ギヤ３１との噛合によりスラスト荷重を受けない歯部形状のギヤ（例えばスパーギヤ）でもよい。

Ａ・・・・・・差動装置
ａ・・・・・・溶接部の軸方向幅
ｂ・・・・・・溶接部の軸方向外端からの凹部の軸方向深さ
Ｃ・・・・・・空洞部
ＤＣ・・・・・デフケース
ＤＧ・・・・・差動機構
ｆ１，ｆ２・・第１，第２平坦面部
Ｈ・・・・・・凹部
Ｒ・・・・・・リングギヤ
Ｒｇ・・・・・ギヤ部
Ｒｒ・・・・・リム部
Ｒｒａ・・・・被固定部
Ｒｒｃ・・・・リム内周面の空洞形成面部
ｒ１〜ｒ３・・第１〜第３曲面部
ｔ１，ｔ２・・熱影響部
ｗ・・・・・・リム部の被固定部と胴部との溶接部
Ｘ１・・・・・所定軸線としての第１軸線
６・・・・・・デフケースの胴部
６ｃ・・・・・胴部外周面の空洞形成面部
６ｏ_MAX ，６ｏｘ・・胴部の最外径外周部，所定外周部
１１，１２・・一対のドライブ軸としての左右の車軸
３１・・・・・駆動ギヤ
５０・・・・・リム部と胴部との嵌合部

Claims (7)

1. 動力源に連なる駆動ギヤ（３１）から回転駆動力を受けるリングギヤ（Ｒ）と、前記リングギヤ（Ｒ）と所定軸線（Ｘ１）回りに一体に回転するデフケース（ＤＣ）と、前記デフケース（ＤＣ）の胴部（６）に内蔵される差動機構（ＤＧ）とを備え、前記差動機構（ＤＧ）は、前記駆動ギヤ（３１）から前記リングギヤ（Ｒ）を経て前記デフケース（ＤＣ）に伝達された回転駆動力を一対のドライブ軸（１１，１２）に差動回転を許容しつつ分配可能である差動装置において、
   前記リングギヤ（Ｒ）は、前記駆動ギヤ（３１）と噛合するギヤ部（Ｒｇ）と、前記ギヤ部（Ｒｇ）の内周に一体に形成されて前記胴部（６）の最外径外周部（６ｏ_MAX ）又は該最外径外周部（６ｏ_MAX ）よりも小径の所定外周部（６ｏｘ）に非溶接状態で嵌合するリム部（Ｒｒ）とを備えており、
   前記リム部（Ｒｒ）は、該リム部（Ｒｒ）と前記胴部（６）との嵌合部（５０）から軸方向に離間し且つ該嵌合部（５０）よりも径方向内方側の位置で前記胴部（６）に溶接される被固定部（Ｒｒａ）を有することを特徴とする差動装置。
2. 前記胴部（６）は、前記被固定部（Ｒｒａ）と該胴部（６）との溶接部（ｗ）よりも径方向内方側に位置し且つ該胴部（６）の軸方向内方側に窪んだ凹部（Ｈ）を有することを特徴とする、請求項１に記載の差動装置。
3. 前記溶接部（ｗ）の軸方向幅をａ、前記溶接部（ｗ）の軸方向外端からの前記凹部（Ｈ）の軸方向深さをｂとしたときに、ｂ＞ａが成立するように前記軸方向幅及び前記軸方向深さが設定されることを特徴とする、請求項２に記載の差動装置。
4. 前記リングギヤ（Ｒ）は、前記ギヤ部（Ｒｇ）と前記駆動ギヤ（３１）との噛合により該リングギヤ（Ｒ）が軸方向のスラスト荷重を受ける歯部形状を有しており、前記被固定部（Ｒｒａ）と前記胴部（６）との溶接部（ｗ）が前記嵌合部（５０）から軸方向に離間していて、該溶接部（ｗ）と該嵌合部（５０）との間に、前記胴部（６）及び前記リム部（Ｒｒ）で挟まれた空洞部（Ｃ）が形成され、前記胴部（６）の外周面の、前記空洞部（Ｃ）に臨む空洞形成面部（６ｃ）が、前記溶接部（ｗ）の軸方向内端と前記嵌合部（５０）とに渡って滑らかに連続した連続面で形成されることを特徴とする、請求項１に記載の差動装置。
5. 前記溶接部（ｗ）が前記嵌合部（５０）から軸方向に離間していて、該溶接部（ｗ）と該嵌合部（５０）との間に、前記胴部（６）及び前記リム部（Ｒｒ）で挟まれた空洞部（Ｃ）が形成され、前記空洞部（Ｃ）と前記凹部（Ｈ）とは、各々の軸方向範囲の少なくとも一部が互いにオーバラップするように形成されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の差動装置。
6. 前記被固定部（Ｒｒａ）と前記胴部（６）との溶接部（ｗ）が前記嵌合部（５０）から軸方向に離間していて、該溶接部（ｗ）と該嵌合部（５０）との間に、前記胴部（６）及び前記リム部（Ｒｒ）で挟まれた空洞部（Ｃ）が形成され、前記胴部（６）の外周面の、前記空洞部（Ｃ）に臨む空洞形成面部（６ｃ）が、前記溶接部（ｗ）の軸方向内端から径方向内方に延びて前記所定軸線（Ｘ１）と略直交する第１平坦面部（ｆ１）を有し、また前記リム部（Ｒｒ）の内周面の、前記空洞部（Ｃ）に臨む空洞形成面部（Ｒｒｃ）が、前記溶接部（ｗ）の軸方向内端から径方向外方に延びて前記所定軸線（Ｘ１）と略直交する第２平坦面部（ｆ２）を有し、前記胴部（６）及び前記リム部（Ｒｒ）は、両者の前記溶接部（ｗ）周辺において、溶接時の入熱によって硬化する熱影響部（ｔ１，ｔ２）を各々有し、前記第１，第２平坦面部（ｆ１，ｆ２）は、前記熱影響部（ｔ１，ｔ２）の前記空洞部（Ｃ）に臨む領域を全て含むように形成されることを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の差動装置。
7. 前記リングギヤ（Ｒ）は、前記ギヤ部（Ｒｇ）と前記駆動ギヤ（３１）との噛合により該リングギヤ（Ｒ）が軸方向のスラスト荷重を受ける歯部形状を有しており、前記胴部（６）の外周面の前記空洞形成面部（６ｃ）が、前記第１平坦面部（ｆ１）と、前記第１平坦面部（ｆ１）に連なる凹部形状の第１曲面部（ｒ１）と、前記第１曲面部（ｒ１）に連なる凹部形状の第２曲面部（ｒ２）とを有しており、前記所定軸線（Ｘ１）を含む前記胴部（６）の縦断面で見て、前記第１曲面部（ｒ１）は、前記第２曲面部（ｒ２）よりも曲率半径が小さい円弧状であることを特徴とする、請求項６に記載の差動装置。