JP2020143720A - 回転部材の回転軸への連結固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の分解・組立時のセットリングの芯ズレに伴う該セットリングの引っ掛かりや外れを防ぐことができる回転部材の回転軸への連結固定構造を提供すること。【解決手段】ドライブシャフト（回転軸）２にスプライン嵌合するサイドギヤ（回転部材）６を、前記ドライブシャフト２の外周に形成された嵌合溝２ａに装着されたセットリング７によって軸方向に固定するサイドギヤ６のドライブシャフト２への連結固定構造において、前記セットリング７を、２分割された半円リング状の２つの分割リング７Ａで構成するとともに、各分割リング７Ａの一端をそれぞれ折り曲げ、各折り曲げ部７ａを前記ドライブシャフト２の嵌合溝２ａに開口する径方向孔２ｂにそれぞれ差し込み、自由状態における両分割リング７Ａの径中心Ｏ１を前記嵌合溝２ａの中心Ｏ２に対してオフセットさせる。【選択図】図９

Description

本発明は、回転軸にスプライン嵌合するギヤなどの回転部材の軸方向移動をセットリングによって阻止するようにした回転部材の回転軸への連結固定構造に関する。

例えば、車両の動力伝達経路にはディファレンシャル装置（差動装置）が設けられているが、このディファレンシャル装置に設けられたサイドギヤは、ドライブシャフトと共に一体に回転するように該ドライブシャフトに連結固定されている。このサイドギヤのドライブシャフトへの連結固定を圧入によって行うと、ディファレンシャル装置の分解・組立時にサイドギヤのドライブシャフトへの連結或いはドライブシャフトのサイドギヤからの取り外しを容易に行うことができないという問題がある。

そこで、従来、サイドギヤをドライブシャフトにスプライン嵌合し、該サイドギヤのドライブシャフトに沿う軸方向の移動を、ドライブシャフトの外周に形成された嵌合溝に装着されたセットリング（止め輪）によって阻止する連結固定構造が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

また、かかる回転部材の回転軸への連結固定構造に関して、特許文献２には、セットリング（止め輪）の芯ズレを抑制するために、セットリングの内側（回転軸の嵌合溝の外周とセットリングの内周との間）にリング状の弾性部材を介装する構成が提案されている。

特開平１０−００９２４８号公報 特開２０１０−０１４２５７号公報

ところで、ギヤなどの回転部材の回転軸への連結固定をスプライン嵌合とセットリングによって行う構成を採用した場合、従来のセットリングには、一部が切り欠かれた円形リング状（Ｃリング状）のものが使用されているため、以下のような問題が発生する。

すなわち、円形リング状のセットリングを回転軸の嵌合溝に装着した場合には、該セットリングと嵌合溝との間に径方向隙間が不可避的に生じ、この径方向隙間分だけセットリングが嵌合溝内で移動可能である。このため、セットリングに芯ズレが生じ、例えば、前述の例のように車両のディファレンシャル装置を分解・組立する際にドライブシャフトをサイドギヤに対して挿脱する場合には、セットリングがディファレンシャルケースなどに引っ掛かって外れ、ディファレンシャル装置の分解・組立をスムーズに行うことができないという問題が発生する可能性がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、装置の分解・組立時のセットリングの芯ズレに伴う該セットリングの引っ掛かりや外れを防ぐことができる回転部材の回転軸への連結固定構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、回転軸（２）にスプライン嵌合する回転部材（６）を、前記回転軸（２）の外周に形成された嵌合溝（２ａ）に装着されたセットリング（７）によって軸方向に固定する回転部材（６）の回転軸（２）への連結固定構造であって、前記セットリング（７）を、２分割された半円リング状の２つの分割リング（７Ａ）で構成するとともに、各分割リング（７Ａ）の一端をそれぞれ折り曲げ、各折り曲げ部（７ａ）を前記回転軸（２）の嵌合溝（２ａ）に開口する径方向孔（２ｂ）にそれぞれ差し込み、自由状態における両分割リング（７Ａ）の径中心（Ｏ１）を前記嵌合溝（２ａ）の中心（Ｏ２）に対してオフセットさせたことを特徴とする。

本発明によれば、例えば回転軸を回転部材から取り外す場合、セットリング(分割リング)は、その全体が回転軸の嵌合溝内に収まり、嵌合溝から径方向外方へと突出することがないため、このセットリング（分割リング）が他部品に引っ掛かったり、外れたりすることがなく、回転軸を回転部材からスムーズに取り外すことができる。

また、上記回転部材（６）の回転軸（２）への連結固定構造において、２つの前記分割リング（７Ａ）は、自由状態において円形リング状を成し、その半径（Ｒ２）は、Ｃリング状のセットリング（１０７）の自由状態における半径（Ｒ３）と圧縮状態における半径（Ｒ４）との中間の値に設定されてもよい。このように構成することによって、自由状態においてもセットリングを回転軸の嵌合溝内に収めることができ、回転軸を回転部材から取り外す場合にセットリングの引っ掛かりや抜けを確実に防ぐことができる。

さらに、本発明に係る回転部材（６）の回転軸（２）への連結固定構造においては、前記回転部材（６）は、車両の動力伝達経路に設けられたディファレンシャル装置（１）のサイドギヤであり、前記回転軸（２）は、ドライブシャフトであってもよい。この場合、セットリングの引っ掛かりや外れを招くことなく、ドライブシャフトをサイドギヤからスムーズに取り外すことができる。

本発明に係る回転部材の回転軸への連結固定構造によれば、装置の分解・組立時のセットリングの芯ズレに伴う該セットリングの引っ掛かりや外れを防ぐことができる。

本発明に係る回転部材の回転軸への連結固定構造を備える車両のディファレンシャル装置部分の断面図である。 図１のＡ部拡大詳細図である。 （ａ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は比較例を示す（ａ）と同様の図である。 車両のディファレンシャル装置の組立前の状態を示す部分断面図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 車両のディファレンシャル装置の組立中の状態を示す部分断面図である。 （ａ）は図６のＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は比較例を示す（ａ）と同様の図である。 車両のディファレンシャル装置の分解中の状態を示す部分断面図である。 （ａ）は図８のＥ−Ｅ線断面図、（ｂ）は比較例を示す（ａ）と同様の図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係る回転部材の回転軸への連結固定構造を備える車両のディファレンシャル装置部分の断面図、図２は図１のＡ部拡大詳細図、図３（ａ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、図３（ｂ）は比較例を示す図３（ａ）と同様の図である。

図１に示すディファレンシャル装置１は、車両の動力伝達経路に設けられるものであって、図１に示すように、左右のドライブシャフト２の第１軸Ｃ１回りに回転駆動される球殻状のディファレンシャルケース（以後、「デフケース」と略称する）３を備えている。このデフケース３には、左右のドライブシャフト２が挿通するための円筒状の軸挿通部（インボード部）３Ａが第１軸Ｃ１方向（図１の左右方向）に沿って一体に突設されている。なお、デフケース３は、左右の軸挿通部３Ａが不図示の軸受によってミッションケースなどの不図示のハウジングに支持されることによって、第１軸Ｃ１回りに回転可能である。

また、図１に示すように、デフケース３の中心部には、ピニオン軸４が第１軸Ｃ１と直交する第２軸Ｃ２方向（図１の上下方向）に挿通固着されており、デフケース３の内部には、ピニオン軸４によって回転可能に支持された一対のピニオンギヤ（ベベルギヤ）５と、該ピニオンギヤ５にそれぞれ噛合して第１軸Ｃ１回りに回転可能に支持された一対のサイドギヤ（ベベルギヤ）６が収容されている。ここで、本発明に係る回転部材の回転軸への連結固定構造における回転部材は、サイドギヤ６に相当し、回転軸は、ドライブシャフト２に相当する。

前記一対のピニオンギヤ５は、デフケース３内において図１の上下に配されており、一対のサイドギヤ６は、ピニオン軸４を挟んでこれの左右に配置されている。そして、これらのサイドギヤ６は、デフケース３に一体に形成された前記軸挿通部３Ａにそれぞれ挿通する左右一対のドライブシャフト２のデフケース３内に臨む内端部にスプライン嵌合によってそれぞれ連結されている。したがって、各サイドギヤ６は、各ドライブシャフト２と共に一体に回転する。なお、デフケース３の各軸挿通部３Ａの内周には、デフケース３（軸挿通部３Ａ）の回転によって潤滑油を各サイドギヤ４側に送るための螺旋状の油溝３ａがそれぞれ形成されている。

ところで、上述のように各ドライブシャフト２のデフケース３内に臨む内端部には、各サイドギヤ６がスプライン嵌合によって連結されているが、スプライン嵌合は、各サイドギヤ６の各ドライブシャフト２に沿う軸方向移動を許容する。このため、各サイドギヤ６の軸方向移動は、各ドライブシャフト２の内端部の外周に形成された嵌合溝２ａ（図２参照）に装着されたセットリング７によって阻止されるよう構成されている。ここで、嵌合溝２ａは、図２に詳細に示すように、各ドライブシャフト２の各サイドギヤ６とのスプライン嵌合部を外れた内端部の外周に全周に亘ってそれぞれ形成されており、その幅と深さは、セットリング７の線径よりも若干大きく設定されている。

上記セットリング７は、図３（ａ）に示すように、２分割された半円リング状の２つの分割リング７Ａで構成されており、各分割リング７Ａは、バネ鋼などの丸棒状の金属棒を半円リング状に折り曲げて製作されている。そして、各分割リング７Ａは、その一端が内側（ドライブシャフト２の軸心方向）に向かって鋭角に折り曲げられており、その折り曲げ部７ａは、各ドライブシャフト２の嵌合溝２ａに開口する円孔状の径方向孔２ｂにそれぞれ差し込まれている。また、図１に示すように、サイドギヤ６がドライブシャフト２にスプライン嵌合し、その軸方向移動がセットリング７によって阻止されている状態（セット状態）においては、図３（ａ）に示すように、セットリング７の各分割リング７Ａは、折り曲げ部７ａとは反対側の他端部７ｂがサイドギヤ６の内周部に当接している。

上述のように、各分割リング７Ａの他端部７ｂは、サイドギヤ６の内周面に当接しているため、この他端部７ｂは、図２に示すように、サイドギヤ６とドライブシャフト２とのスプライン嵌合部（スプライン歯）と干渉する位置にある。このため、サイドギヤ６のドライブシャフト２に沿う軸方向移動は、各分割リング７Ａの他端部７ｂのサイドギヤ６とドライブシャフト２とのスプライン嵌合部（スプライン歯）との干渉によって阻止される。ここで、比較例として、図３（ｂ）に従来のＣリング状のセットリング１０７のセット状態を示すが、従来のセットリング１０７は、切欠部を除く部分の全てがサイドギヤ１０６の内周面に当接している。なお、図３（ａ）に示すセット状態におけるセットリング７の各分割リング７Ａの最大半径Ｒ１は、図３（ｂ）に示す従来のセットリング１０７の半径Ｒ１と同じ値を示す。

次に、ディファレンシャル装置１の分解・組立時のセットリング７（分割リング７Ａ）の状態を図４〜図９に基づいて従来のセットリング１０７との比較において説明する。

図４はディファレンシャル装置の組立前の状態を示す部分断面図、図５は図４のＣ−Ｃ断面図、図６はディファレンシャル装置の組立中の状態を示す部分断面図、図７（ａ）は図６のＤ−Ｄ線断面図、図７（ｂ）は比較例を示す図７（ａ）と同様の図、図８はディファレンシャル装置の分解中の状態を示す部分断面図、図９（ａ）は図８のＥ−Ｅ線断面図、図９（ｂ）は比較例を示す図９（ａ）と同様の図である。なお、図４〜図９は、一方のサイドギヤ６の一方のドライブシャフト２への連結固定構造のみを示す。

図４に示すように、嵌合溝２ａにセットリング７（分割リング７Ａ）が装着されたドライブシャフト２をデフケース３の軸挿通部３Ａに通す前の状態では、セットリング７（分割リング７Ａ）は、自由状態（無負荷状態）にあり、この自由状態においては、セットリング７（分割リング７Ａ）は、円形リング状を成し、その半径Ｒ２は、従来のＣリング状のセットリング１０７の自由状態における半径Ｒ３（図９（ｂ）参照）と圧縮状態における半径Ｒ４（図７（ｂ）参照）との中間の値に設定されている（Ｒ４＜Ｒ２＜Ｒ３）。

また、図５に示すように、自由状態におけるセットリング７（分割リング７Ａ）の径中心Ｏ１は、嵌合溝２ａの中心Ｏ２に対して図示のδだけオフセットしている。

ディファレンシャル装置１の組み立てに際して、ドライブシャフト２を図４に示す状態から図６に示すようにデフケース３の軸挿通部３Ａに差し込まれ、サイドギヤ６の内周に刻設されたスプライン歯を通過する場合には、図７（ａ）に示すように、セットリング７（分割リング７Ａ）を圧縮する。このようにセットリング７（分割リング７Ａ）が圧縮されて縮径した状態では、このセットリング７（分割リング７Ａ）は、円形リング状を成し、その半径Ｒ４は、サイドギヤ６の内周に刻設されたスプライン歯の山の半径（山を連ねた包絡円の半径）よりも若干小さい値となる。このため、ドライブシャフト２をデフケース３の軸挿通部３Ａに通してこれを図６の右方へと押し込んでいく過程において、該ドライブシャフト２の嵌合溝２ａにおいて縮径状態にあるセットリング７（分割リング７Ａ）は、サイドギヤ６の内周部に形成されたスプライン部６ａをスムーズに通過することができる。なお、図７に示すように、従来のＣリング状のセットリング１０７の圧縮状態の半径（図７（ｂ）参照）もセットリング７（分割リング７Ａ）の圧縮状態の半径Ｒ４（図７（ａ）参照）と同じ値を示す。

上述のようにドライブシャフト２をデフケース３内に押し込んでいくと、図６に示すように、該ドライブシャフト２の内端部外周に形成されたスプライン部２ｃがサイドギヤ６の内周部に形成されたスプライン部６ａに嵌合する。そして、その後、ドライブシャフト２をさらに押し込み、縮径状態にあるセットリング７（分割リング７Ａ）がドライブシャフト２とサイドギヤ６とのスプライン嵌合部を通過した段階で、図１〜図３に示すように、セットリング７（分割リング７Ａ）は、その弾性復元力によって拡径し、各分割リング７Ａの一部（折り曲げ部７ａとは反対側の端部７ｂ）が図３（ａ）に示すようにサイドギヤ６の内周部（スプライン部６ａ以外の部分の内周部）に当接する。このため、前述の理由によってサイドギヤ６の軸方向移動がセットリング７（分割リング７Ａ）によって阻止される。

次に、ディファレンシャル装置１の分解時のドライブシャフト２の取り外しにおけるセットリング７（分割リング７Ａ）の状態を図８及び図９に基づいて以下に説明する。

サイドギヤ６がドライブシャフト２に連結固定された図１に示す状態から、ドライブシャフト２を図８の矢印方向（左方向）に引き抜いてこれを外す場合、該ドライブシャフト２とサイドギヤ６とのスプライン嵌合が解除されるため、サイドギヤ６は、ドライブシャフト２によって支持されなくなる。このため、サイドギヤ６は、図８に矢印にて示すようにガタ分だけ落下する。

ここで、本実施の形態では、セットリング７を、２分割された半円リング状の２つの分割リング７Ａで構成するとともに、各分割リング７Ａの一端をそれぞれ折り曲げ、各折り曲げ部７ａをドライブシャフト２の嵌合溝２ａに開口する径方向孔２ｂにそれぞれ差し込み、自由状態における両分割リング７Ａの径中心Ｏ１を嵌合溝２ａの中心Ｏ２に対して図５のδだけオフセットさせたことは前述の通りである。このため、図８に示すようにサイドギヤ６がガタ分だけ落下した状態においても、図９（ａ）に示すように、セットリング７(分割リング７Ａ)は、その全体がドライブシャフト２の嵌合溝２ａ内に収まり、嵌合溝２ａから径方向外方へと突出することがない。この結果、ドライブシャフト２を取り外す際にセットリング７（分割リング７Ａ）がデフケース３に引っ掛かったり、外れることがなく、ドライブシャフト２をデフケース３からスムーズに取り外すことができる。

ちなみに、従来のＣリング状のセットリング１０７を用いた場合には、図９（ｂ）に示すように、セットリング１０７の一部が嵌合溝１０２ａから径方向外方へと大きく飛び出し、これがデフケース３に引っ掛かったり外れるために、ドライブシャフト１０２をスムーズに取り外すことができないという問題が発生することは前述の通りである。なお、この場合のセットリング１０７の径中心Ｏ１’のドライブシャフト１０２の中心（嵌合溝１０２ａの中心）Ｏ２’からの図９（ｂ）に示す最大距離Ｌ’とセットリング１０７の径中心Ｏ１’のドライブシャフト１０２の中心（嵌合溝１０２ａの中心）Ｏ２’からのオフセット量δ’は、本発明に係る連結固定構造に使用されるセットリング７（分割リング７Ａ）の最大距離Ｌとオフセット量δ（図９（ａ）参照）よりも大きな値を示す（Ｌ’＞Ｌ、δ’＞δ）。また、図９（ｂ）に示す従来のセットリング１０７の半径Ｒ３は、図９（ａ）に示すセットリング７（分割リング７Ａ）の半径Ｒ２よりも大きくなる（Ｒ３＞Ｒ２）。

なお、以上は特に車両のディファレンシャル装置１におけるサイドギヤ６のドライブシャフト２への連結固定構造に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、回転軸にスプライン嵌合される他の任意の回転部材の回転軸への連結固定構造に対しても同様に適用可能である。

その他、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

１ ディファレンシャル装置
２ ドライブシャフト（回転軸）
２ａ ドライブシャフトの嵌合溝
２ｂ ドライブシャフトの径方向孔
２ｃ ドライブシャフトのスプライン部
３ ディファレンシャルケース
６ サイドギヤ（回転部材）
６ａ サイドギヤのスプライン部
７ セットリング
７Ａ 分割リング
７ａ 分割リングの折り曲げ部
７ｂ 分割リングの他端
Ｏ１ 自由状態におけるセットリングの径中心
Ｏ２ 嵌合溝の中心
Ｒ１ セットリングのセット状態における半径
Ｒ２ セットリングの自由状態における半径
Ｒ３ Ｃリング状のセットリングの自由状態における半径
Ｒ４ Ｃリング状のセットリングの圧縮状態における半径
δ セットリングの自由状態におけるオフセット量

Claims (3)

1. 回転軸にスプライン嵌合する回転部材を、前記回転軸の外周に形成された嵌合溝に装着されたセットリングによって軸方向に固定する回転部材の回転軸への連結固定構造であって、
   前記セットリングを、２分割された半円リング状の２つの分割リングで構成するとともに、各分割リングの一端をそれぞれ折り曲げ、各折り曲げ部を前記回転軸の嵌合溝に開口する径方向孔にそれぞれ差し込み、
   自由状態における両分割リングの径中心を前記嵌合溝の中心に対してオフセットさせたことを特徴とする回転部材の回転軸への連結固定構造。
2. ２つの前記分割リングは、自由状態において円形リング状を成し、その半径は、Ｃリング状のセットリングの自由状態における半径と圧縮状態における半径との中間の値に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の回転部材の回転軸への連結固定構造。
3. 前記回転部材は、車両の動力伝達経路に設けられたディファレンシャル装置のサイドギヤであり、前記回転軸は、ドライブシャフトであることを特徴とする請求項１または２に記載の回転部材の回転軸への連結固定構造。