JP6187280B2 - Differential gear device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
互いに噛合う複数の差動歯車を有する差動歯車機構と、前記複数の差動歯車の回転軸を保持する保持部材と、前記保持部材の外周に固定された外周ギヤと、を備えた差動歯車装置及びその製造方法に関する。 A differential gear mechanism comprising: a differential gear mechanism having a plurality of differential gears that mesh with each other; a holding member that holds a rotating shaft of the plurality of differential gears; and an outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the holding member. The present invention relates to a gear device and a manufacturing method thereof.
上記のような差動歯車装置として、例えば、下記の特許文献1から3に記載された装置が既に知られている。
特許文献1の技術では、保持部材は、第一保持部材と第二保持部材とを有しており、第一保持部材と第二保持部材とがボルトにより結合されている。また、第一保持部材と第一外周ギヤとが一体形成されており、第二保持部材と第二外周ギヤとが一体形成されている。
特許文献2の技術では、保持部材は、第一保持部材と第二保持部材とを有しており、第一保持部材と第二保持部材とが溶接により結合され、当該溶接部の径方向外側に、外周ギヤが溶接により結合されている。
特許文献3の技術では、保持部材は、第一保持部材と第二保持部材とを有しており、第一保持部材と第二保持部材とが溶接により結合されている。また、第一保持部材と外周ギヤとが一体形成されている。
As the differential gear device as described above, for example, devices described in
In the technique of
In the technique of
In the technique of
しかしながら、特許文献1の技術では、ボルトにより第一保持部材と第二保持部材とを結合するため、ボルトを用いた締結機構の分、装置の重量が増加する。
特許文献2の技術では、保持部材同士の溶接部と、保持部材と外周ギヤとの溶接部とが近接して設けられており、溶接によるひずみが一部分に集中し、集中した部分におけるひずみ量(変形量)が大きくなるおそれがあった。その結果、外周ギヤの位置(真円度など)が悪化するおそれがあった。
特許文献3の技術では、第一保持部材と外周ギヤとが一体形成されているため、外周ギヤと第一保持部材とで同じ母材を用いる必要があり、外周ギヤと第一保持部材とで、それぞれに必要な特性に合わせて、材質の異なる母材を用いることができない。
However, in the technique of
In the technique of
In the technique of
そこで、外周ギヤと保持部材とで材質の異なる母材を用いることができると共に、各部材を互いに結合する結合部の重量を軽減しつつ、結合による部材のひずみの影響を軽減できる差動歯車装置及びその製造方法の実現が望まれる。 Therefore, a differential gear device that can use different base materials for the outer peripheral gear and the holding member, and can reduce the influence of the distortion of the member due to the coupling while reducing the weight of the coupling portion that couples the members to each other. And realization of the manufacturing method is desired.
本発明に係る、互いに噛合う複数の差動歯車を有する差動歯車機構と、前記複数の差動歯車の回転軸を保持する保持部材と、前記保持部材の外周に固定された外周ギヤと、を備えた差動歯車装置の特徴構成は、前記保持部材は、第一保持部材と第二保持部材とを有し、前記外周ギヤは、前記第一保持部材に取り付けられる保持部材取付部を備えるとともに、当該保持部材取付部に前記保持部材の回転軸心に平行な方向である基準軸方向の一方側に向かうに従って部材の厚さが減少する先細り部を有し、前記第一保持部材と前記外周ギヤの前記先細り部とが第一溶接部において溶接され、前記第一保持部材と前記第二保持部材とが第二溶接部において溶接され、前記第一溶接部と前記第二溶接部とは、前記基準軸方向において、前記差動歯車機構の中心位置を挟んで、互いに反対側に設けられている点にある。 A differential gear mechanism having a plurality of differential gears meshing with each other according to the present invention, a holding member that holds a rotating shaft of the plurality of differential gears, and an outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the holding member; The differential gear device comprising: the holding member includes a first holding member and a second holding member, and the outer peripheral gear includes a holding member attaching portion attached to the first holding member. In addition, the holding member mounting portion has a tapered portion in which the thickness of the member decreases toward one side of the reference axis direction that is a direction parallel to the rotation axis of the holding member, and the first holding member and the The tapered portion of the outer peripheral gear is welded at the first welded portion, the first holding member and the second holding member are welded at the second welded portion, and the first welded portion and the second welded portion are in the reference axis direction, the differential gear unit Across the center position of the lies in on the opposite side to each other.
この特徴構成によれば、外周ギヤと第一保持部材とが別体とされているため、外周ギヤと第一保持部材とで、それぞれに必要な特性に合わせて、材質の異なる母材を用いることができる。従って、外周ギヤと第一保持部材のそれぞれに、適切な特性を備えさせることが容易となっている。
また、第一保持部材と外周ギヤとが溶接により結合され、第一保持部材と第二保持部材とが溶接により結合されているので、ボルトを用いた締結機構に比べて結合部の重量を軽減させることができる。
また、第一溶接部と第二溶接部とが、基準軸方向において差動歯車機構の中心位置を挟んで互いに反対側に設けられているため、第一溶接部と第二溶接部とを、中心位置を挟んだ両側に離すことができる。このため、第一溶接部における溶接により生じたひずみと、第二溶接部における溶接により生じたひずみと、を分散させて集中しないようにでき、ひずみ量(変形量)が大きくなることを抑制できる。また、第二溶接部を、第一溶接部側に設けられた外周ギヤから離すことができ、第二溶接部における溶接により生じたひずみの影響が、外周ギヤの歯面に伝わり難くできる。さらに、第一保持部材と外周ギヤの先細り部とが溶接されるため、溶接によりひずみ(変形)が生じたとしても、外周ギヤの先細り部の先端部のひずみ量(変形量)が大きくなり、第一溶接部における溶接により生じたひずみの影響も、外周ギヤの歯面に伝わり難くできる。このため、外周ギヤの歯面の位置(真円度など)の悪化を抑制でき、加工精度が悪化することを抑制できる。
According to this characteristic configuration, the outer peripheral gear and the first holding member are separated from each other. Therefore, the outer peripheral gear and the first holding member are made of different base materials according to the required characteristics. be able to. Therefore, it is easy to provide the outer peripheral gear and the first holding member with appropriate characteristics.
Further, since the first holding member and the outer peripheral gear are coupled by welding and the first holding member and the second holding member are coupled by welding, the weight of the coupling portion is reduced as compared with a fastening mechanism using a bolt. Can be made.
Moreover, since the first welded portion and the second welded portion are provided on opposite sides of the center position of the differential gear mechanism in the reference axis direction, the first welded portion and the second welded portion are Can be separated on both sides of the center position. For this reason, the strain generated by welding in the first welded portion and the strain generated by welding in the second welded portion can be dispersed so as not to concentrate, and an increase in strain (deformation amount) can be suppressed. . Further, the second welded portion can be separated from the outer peripheral gear provided on the first welded portion side, and the influence of strain caused by welding in the second welded portion can be hardly transmitted to the tooth surface of the outer peripheral gear . Furthermore, since the first holding member and the tapered portion of the outer peripheral gear are welded, even if distortion (deformation) occurs due to welding, the distortion amount (deformation amount) of the tip portion of the tapered portion of the outer peripheral gear increases. The influence of strain generated by welding in the first welded portion can also be hardly transmitted to the tooth surface of the outer peripheral gear. For this reason, it is possible to suppress the deterioration of the tooth surface position (roundness, etc.) of the outer peripheral gear, and it is possible to suppress the deterioration of the machining accuracy.
ここで、前記外周ギヤの母材は、前記第一保持部材の母材より硬度が高い材料とされていると好適である。 Here, it is preferable that the base material of the outer peripheral gear is a material having higher hardness than the base material of the first holding member.
この構成によれば、歯面が形成され高い硬度が求められる外周ギヤに、より硬度が高い材料が用いられ、歯面ほど応力が集中せず、また複雑な形状に成形される第一保持部材に、より硬度が低い材料が用いられる。よって、外周ギヤの母材と第一保持部材の母材とを、それぞれに必要な特性に合った材質とすることができる。 According to this configuration, a material having higher hardness is used for the outer peripheral gear where a tooth surface is formed and high hardness is required, and stress is not concentrated as much as the tooth surface, and the first holding member is formed into a complicated shape. In addition, a material with lower hardness is used. Therefore, the base material of the outer peripheral gear and the base material of the first holding member can be made of materials that meet the required characteristics.
ここで、前記外周ギヤは、少なくとも歯面に、内部よりも炭素濃度及び硬度が高い浸炭層を有していると好適である。 Here, it is preferable that the outer peripheral gear has a carburized layer having a carbon concentration and hardness higher than that of the inside at least on the tooth surface.
この構成によれば、少なくとも歯面に浸炭層を有しているので、歯面の硬度を向上させることができる。また、外周ギヤは、第一保持部材とは別体であるため、浸炭層を形成する際、外周ギヤ単体で浸炭処理及び焼入れ処理を行うことができる。従って、第一保持部材の防炭処理が不要になるなど、浸炭処理及び焼入れ処理の製造コストを低減することができる。 According to this configuration, since the carburized layer is provided on at least the tooth surface, the hardness of the tooth surface can be improved. Further, since the outer peripheral gear is separate from the first holding member, when forming the carburized layer, the outer peripheral gear can be carburized and quenched with a single body. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the carburizing process and the quenching process, such as the need for the carburizing process of the first holding member.
ここで、前記第一保持部材、前記第二保持部材、及び前記外周ギヤは、鍛造部品であると好適である。 Here, it is preferable that the first holding member, the second holding member, and the outer peripheral gear are forged parts.
この構成によれば、各部材は、鍛造部品であるため、鋳造部品の場合よりも、部材間の溶接が容易となり、溶接部の強度を確保することできる。また、必要な強度を確保しつつ各部の肉厚を鋳造部品の場合よりも薄くして軽量化を図ることが容易となる。 According to this configuration, since each member is a forged part, welding between the members becomes easier than in the case of a cast part, and the strength of the welded portion can be ensured. In addition, it is easy to reduce the weight by making the thickness of each part thinner than in the case of cast parts while ensuring the necessary strength.
ここで、前記第一保持部材は、前記中心位置側から前記基準軸方向の一方側に向かうに従って部材の厚さが減少する第一先細り部を備え、前記第一溶接部が、前記第一先細り部の先端部と前記外周ギヤの前記先細り部の先端部とに亘って設けられていると好適である。 Here, the first holding member includes a first tapered portion in which the thickness of the member decreases from the center position side toward the one side in the reference axis direction, and the first welded portion includes the first tapered portion. It is preferable that it is provided across the tip of the part and the tip of the tapered part of the outer peripheral gear .
ここで、前記第一保持部材は、前記中心位置側から前記基準軸方向の他方側に向かうに従って部材の厚さが減少する第二先細り部を備えていると好適である。
この構成によれば、第二溶接部における溶接によりひずみ(変形)が生じたとしても、先細り部の先端部のひずみ量(変形量)が大きくなり、先細り部の根元(部材が厚さが厚い側)に向かうに従ってひずみ量が減少していく。このように、先細り部の先端部が変形することによって、第二溶接部によるひずみの影響を吸収し、第二溶接部によるひずみの影響が、外周ギヤの歯面など他の部分に伝わり難くすることができる。
Here, it is preferable that the first holding member includes a second tapered portion in which the thickness of the member decreases from the center position side toward the other side in the reference axis direction.
According to this configuration, even if distortion (deformation) occurs due to welding in the second welded portion, the amount of distortion (deformation amount) at the tip of the tapered portion increases, and the base of the tapered portion (the member is thick). The amount of strain decreases toward the side. In this way, the deformation of the tip of the tapered portion absorbs the influence of strain caused by the second welded portion, and the effect of strain caused by the second welded portion is less likely to be transmitted to other parts such as the tooth surface of the outer peripheral gear. be able to.
ここで、前記差動歯車機構は、前記第一保持部材により保持された軸であってその軸心が前記保持部材の回転軸心に直交交差する第一回転軸と、当該第一回転軸により前記保持部材に対して回転可能に支持された第一傘歯車と、前記保持部材に対して回転可能に支持されている共に前記第一傘歯車に噛み合う第二傘歯車と、を有し、前記第一溶接部と前記第二溶接部とは、前記基準軸方向において、前記第一回転軸を挟んで、互いに反対側に設けられていると好適である。 Here, the differential gear mechanism is a shaft held by the first holding member, and a first rotation shaft whose axis intersects perpendicularly with a rotation axis of the holding member, and the first rotation shaft. A first bevel gear supported rotatably with respect to the holding member, and a second bevel gear supported rotatably with respect to the holding member and meshing with the first bevel gear, It is preferable that the first welded portion and the second welded portion are provided on opposite sides of the first rotating shaft in the reference axis direction.
この構成によれば、第一回転軸により支持された第一傘歯車と、第一傘歯車に噛み合う第二傘歯車とを有する差動歯車機構において、第一溶接部と第二溶接部とを、差動歯車機構の中心位置にある第一回転軸を挟んだ両側に適切に離して配置することができる。
この場合において、前記第一溶接部と前記第二溶接部とは、前記基準軸方向において、前記差動歯車機構を構成する前記第一回転軸と前記第一傘歯車と前記第二傘歯車の本体部との全体を挟んで、互いに反対側に設けられていると好適である。
According to this configuration, in the differential gear mechanism having the first bevel gear supported by the first rotating shaft and the second bevel gear meshing with the first bevel gear, the first welded portion and the second welded portion are In addition, the differential gear mechanism can be appropriately spaced on both sides of the first rotation shaft at the center position.
In this case, the first welded portion and the second welded portion are the first rotating shaft, the first bevel gear, and the second bevel gear that constitute the differential gear mechanism in the reference axis direction. It is preferable that they are provided on opposite sides with respect to the entire body.
ここで、前記第二溶接部は、前記保持部材と前記第一傘歯車との摺動面に対して、前記基準軸方向における前記第一回転軸から離れる側に設けられていると好適である。 Here, it is preferable that the second welding portion is provided on a side away from the first rotation shaft in the reference axis direction with respect to a sliding surface between the holding member and the first bevel gear. .
この構成によれば、保持部材と第一傘歯車との摺動面が、第一保持部材側に設けられるので、摺動面の加工が容易になる。また、第二溶接部における溶接により、摺動面へ影響が及ぶことを抑制できる。 According to this configuration, since the sliding surface between the holding member and the first bevel gear is provided on the first holding member side, the processing of the sliding surface is facilitated. Moreover, it can suppress that an influence is exerted on a sliding surface by the welding in a 2nd welding part.
ここで、前記第一保持部材は、前記複数の差動歯車の回転軸を保持する保持部を避けて形成された切欠部を有し、前記切欠部は、前記第一溶接部側から前記第二溶接部側に向かう方向に開口すると好適である。 Here, the first holding member has a cutout portion formed so as to avoid a holding portion that holds the rotation shafts of the plurality of differential gears, and the cutout portion is formed from the first welded portion side. It is preferable to open in the direction toward the two welds.
第一保持部材の第一溶接部側では、外周ギヤとの間で力が作用するため第一保持部材の強度が必要であるが、第二溶接部側では外周ギヤとの間で力が作用しないため第二保持部材の強度を第一溶接部側よりも低下させることができる。上記の構成によれば、切欠部は、第一溶接部側から第二溶接部側に向かう方向に開口しているため、強度を低下させることができる第二溶接部側に開口させて、適切に差動歯車装置の軽量化を図ることができる。また、この際、切欠部は、複数の差動歯車の回転軸を保持する保持部を避けて形成されるので、保持部の強度を維持することができる。 On the first welding part side of the first holding member, the force acts on the outer peripheral gear, so the strength of the first holding member is necessary, but on the second welding part side, the force acts on the outer peripheral gear. Therefore, the strength of the second holding member can be reduced as compared with the first welded portion side. According to said structure, since the notch is opening in the direction which goes to the 2nd welded part side from the 1st welded part side, it makes it open to the 2nd welded part side which can reduce intensity | strength, and is appropriate. In addition, the weight reduction of the differential gear device can be achieved. At this time, the notch is formed so as to avoid the holding portion that holds the rotating shafts of the plurality of differential gears, so that the strength of the holding portion can be maintained.
また、本発明に係る、互いに噛合う複数の差動歯車を有する差動歯車機構と、前記複数の差動歯車の回転軸を保持する部材であって第一保持部材と第二保持部材とを有する保持部材と、前記保持部材の外周に固定された外周ギヤと、を備え、前記外周ギヤが、前記第一保持部材に取り付けられる保持部材取付部を備えるとともに、当該保持部材取付部に前記保持部材の回転軸心に平行な方向である基準軸方向の一方側に向かうに従って部材の厚さが減少する先細り部を有する差動歯車装置の製造方法の特徴構成は、前記第一保持部材と前記外周ギヤの前記先細り部とを溶接する第一溶接工程と、前記第一溶接工程の後、前記外周ギヤの歯面を研磨する歯研磨工程と、前記歯研磨工程の後、前記第一保持部材に前記複数の差動歯車を組み付ける歯車組付工程と、前記歯車組付工程の後、前記基準軸方向における、前記第一溶接工程の溶接部に対して前記差動歯車機構の中心位置を挟んだ反対側で、前記第一保持部材と前記第二保持部材とを溶接する第二溶接工程と、を行う点にある。 Further, according to the present invention, a differential gear mechanism having a plurality of differential gears that mesh with each other, and a member that holds the rotation shafts of the plurality of differential gears, the first holding member and the second holding member, A holding member, and an outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the holding member. The outer peripheral gear includes a holding member attaching portion attached to the first holding member, and the holding member attaching portion holds the holding member. The characteristic configuration of the manufacturing method of the differential gear device having a tapered portion in which the thickness of the member decreases toward one side of the reference axis direction, which is a direction parallel to the rotation axis of the member, includes the first holding member and the A first welding step for welding the tapered portion of the outer peripheral gear; a tooth polishing step for polishing a tooth surface of the outer peripheral gear after the first welding step; and a first holding member after the tooth polishing step. Assembling the plurality of differential gears And car assembling process, after the gear assembly step, in the reference axis direction, on the opposite side across the center position of the differential gear mechanism with respect to the welding portion of the first welding step, the first holding And a second welding step of welding the member and the second holding member.
この製造方法により製造された差動歯車装置も、上述した差動歯車装置に係る作用効果を得ることができる。
特に、上記の製造方法によれば、第一保持部材と外周ギヤとが第一溶接部において溶接された後に、外周ギヤの歯面が研磨されるので、第一溶接部における溶接によりひずんだ歯面を研磨により修正し、加工精度を向上させることができる。この研磨の段階では、第一保持部材に複数の差動歯車が組み付けられていなので、研磨及び研磨後の洗浄を行い易い。
その後、第一保持部材と第二保持部材とが溶接される第二溶接部は、第一溶接部側に設けられた外周ギヤから離れているので、第二溶接部により生じたひずみの影響が、研磨された外周ギヤの歯面に伝わり難くできる。従って、研磨後に外周ギヤの加工精度が悪化することを抑制できる。
The differential gear device manufactured by this manufacturing method can also obtain the effects of the above-described differential gear device.
In particular, according to the above manufacturing method, since the tooth surface of the outer peripheral gear is polished after the first holding member and the outer peripheral gear are welded in the first welded portion, the teeth distorted by welding in the first welded portion. The surface can be corrected by polishing to improve processing accuracy. In this polishing stage, since the plurality of differential gears are assembled to the first holding member, it is easy to perform polishing and cleaning after polishing.
After that, the second welded portion to which the first holding member and the second holding member are welded is separated from the outer peripheral gear provided on the first welded portion side, so that the influence of strain generated by the second welded portion is affected. This makes it difficult to transmit to the tooth surface of the polished outer peripheral gear. Therefore, it can suppress that the processing precision of an outer periphery gear deteriorates after grinding | polishing.
ここで、前記第一溶接工程の前に、前記外周ギヤの少なくとも歯面に、浸炭処理及び焼入れ処理を行うと好適である。 Here, it is preferable to perform a carburizing process and a quenching process on at least the tooth surface of the outer peripheral gear before the first welding step.
この構成によれば、外周ギヤが第一保持部材に溶接される前の段階で、外周ギヤ単体で浸炭処理及び焼入れ処理を行うことができ、第一保持部材の防炭処理が不要になるなど、浸炭処理及び焼入れ処理の製造コストを低減することができる。 According to this configuration, the carburizing process and the quenching process can be performed by the outer peripheral gear alone before the outer peripheral gear is welded to the first holding member, and the carburizing process of the first holding member becomes unnecessary. In addition, the manufacturing cost of the carburizing process and the quenching process can be reduced.
ここで、前記外周ギヤ、前記第一保持部材、及び前記第二保持部材を鍛造により成形する鍛造成形工程を行うと好適である。 Here, it is preferable to perform a forging process in which the outer peripheral gear, the first holding member, and the second holding member are formed by forging.
この構成によれば、各部材は、鍛造により成形されるため、鋳造により成形される場合よりも、部材間の溶接が容易になり、溶接部の強度を確保することできる。また、必要な強度を確保しつつ各部の肉厚を鋳造の場合よりも薄くして軽量化を図ることが容易となる。 According to this structure, since each member is shape | molded by forge, the welding between members becomes easier than the case where it shape | molds by casting, and the intensity | strength of a welding part can be ensured. In addition, it is easy to reduce the weight by making the thickness of each part thinner than in the case of casting while ensuring the necessary strength.
本発明に係る差動歯車装置1の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、差動歯車装置1の断面図であり、図2は、差動歯車装置1の側面図である。
差動歯車装置1は、互いに噛合う複数の差動歯車2を有する差動歯車機構3と、複数の差動歯車2の回転軸4を保持する保持部材CAと、保持部材CAの外周に固定された外周ギヤRGと、を備えている。
保持部材CAは、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とを有している。第一保持部材CA1と外周ギヤRGとが第一溶接部W1において溶接されている。第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とが第二溶接部W2において溶接されている。第一溶接部W1と第二溶接部W2とは、保持部材CAの回転軸心Aに平行な方向である基準軸方向Xにおいて、差動歯車機構3の中心位置Cを挟んで、互いに反対側に設けられている。
An embodiment of a
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
The
The holding member CA has a first holding member CA1 and a second holding member CA2. The first holding member CA1 and the outer peripheral gear RG are welded at the first welding portion W1. The first holding member CA1 and the second holding member CA2 are welded at the second welding portion W2. The first welded portion W1 and the second welded portion W2 are opposite to each other across the center position C of the
上記のように、保持部材CA及び保持部材CAと一体回転する外周ギヤRGの回転軸心Aに平行な方向を基準軸方向Xと定義する。基準軸方向Xにおいて、第二溶接部W2側から第一溶接部W1側に向かう方向を基準軸第一方向X1と定義し、基準軸第一方向X1の反対方向である、第一溶接部W1側から第二溶接部W2側に向かう方向を基準軸第二方向X2と定義する。
以下、本実施形態に係る差動歯車装置1について詳細に説明する。
As described above, the direction parallel to the rotation axis A of the holding member CA and the outer peripheral gear RG that rotates integrally with the holding member CA is defined as the reference axis direction X. In the reference axis direction X, a direction from the second welded portion W2 side to the first welded portion W1 side is defined as a reference axis first direction X1, and is a direction opposite to the reference axis first direction X1, the first welded portion W1. A direction from the side toward the second welded portion W2 side is defined as a reference axis second direction X2.
Hereinafter, the
1.差動歯車装置1の概略構成
<差動歯車機構3>
差動歯車機構3は、互いに噛合う複数の差動歯車2を有する歯車機構である。
本実施形態では、差動歯車機構3は、互いに噛み合う傘歯車であるピニオンギヤPG及びサイドギヤSGを用いた差動歯車機構とされている。
具体的には、差動歯車機構3は、保持部材CAにより保持された軸であってその軸心が保持部材CAの回転軸心Aに直交交差するピニオン回転軸PSと、当該ピニオン回転軸PSにより保持部材CAに対して回転可能に支持されたピニオンギヤPGと、保持部材CAに対して回転可能に支持されている共にピニオンギヤPGに噛み合うサイドギヤSGと、を有している。
ここで、ピニオンギヤPGが、本発明における「第一傘歯車」に相当し、サイドギヤSGが、本発明における「第二傘歯車」に相当し、ピニオン回転軸PSが、本発明における「第一回転軸」に相当する。
1. Schematic configuration of
The
In the present embodiment, the
Specifically, the
Here, the pinion gear PG corresponds to the “first bevel gear” in the present invention, the side gear SG corresponds to the “second bevel gear” in the present invention, and the pinion rotation shaft PS corresponds to the “first rotation in the present invention”. Corresponds to “axis”.
本実施形態では、差動歯車機構3は、ピニオン回転軸PSを挟んで基準軸方向Xの両側に、歯面が向き合って配置される一対の第一サイドギヤSG1及び第二サイドギヤSG2と、当該2つのサイドギヤSG1、SG2の双方に噛み合うと共に保持部材CAの回転軸心Aを挟んでピニオン回転軸PSの軸方向の両側に、歯面が向き合って配置される一対の第一ピニオンギヤPG1及び第二ピニオンギヤPG2を有している。各サイドギヤSG1、SG2は、保持部材CAの回転軸心Aと同軸上に配置される。各サイドギヤSG1、SG2は、保持部材CAにより回転可能に支持された円筒状の回転軸部50と、回転軸部50に固定された円錐状の傘歯車部51とを備えている。
In the present embodiment, the
各ピニオンギヤPG1、PG2は、保持部材CAと共に回転(公転)すると共に、ピニオン回転軸PS周りに回転(自転)するように構成されている。各ピニオンギヤPG1、PG2は、基準軸方向X両側の2つのサイドギヤSG1、SG2の双方と噛み合っている。保持部材CAが回転すると、保持部材CAと共に回転するピニオンギヤPG1、PG2を介して、基準軸方向X両側の2つのサイドギヤSG1、SG2が回転する。ここで、各ピニオンギヤPG1、PG2は、ピニオン回転軸PS周りに回転(自転)することにより、2つのサイドギヤSG1、SG2を差動動作させる。 Each of the pinion gears PG1, PG2 is configured to rotate (revolve) together with the holding member CA and to rotate (rotate) around the pinion rotation axis PS. Each pinion gear PG1, PG2 meshes with both of the two side gears SG1, SG2 on both sides of the reference axis direction X. When the holding member CA rotates, the two side gears SG1 and SG2 on both sides of the reference axis direction X rotate via the pinion gears PG1 and PG2 that rotate together with the holding member CA. Here, the pinion gears PG1 and PG2 rotate (rotate) around the pinion rotation axis PS, thereby causing the two side gears SG1 and SG2 to perform a differential operation.
保持部材CAは、非回転部材であるケース部材(不図示)に対して回転可能に支持されている。外周ギヤRGは、保持部材CAと一体回転するように連結されている。外周ギヤRGは、駆動力源に連結された出力ギヤ(不図示)に噛み合わされる。各サイドギヤSG1、SG2はそれぞれ、車輪に接続された車軸(不図示)と一体回転するように連結される。
差動歯車装置1は、駆動力源の出力ギヤから外周ギヤRGに伝達された回転及びトルクを保持部材CAに伝達し、保持部材CAに伝達された回転及びトルクを、保持部材CAが保持するピニオンギヤPG1、PG2を介して、基準軸方向X両側の2つのサイドギヤSG1、SG2に分配して伝達する。各サイドギヤSG1、SG2に伝達された回転及びトルクはそれぞれ、車軸を介して車輪に伝達される。
The holding member CA is rotatably supported with respect to a case member (not shown) that is a non-rotating member. The outer peripheral gear RG is coupled to rotate integrally with the holding member CA. The outer peripheral gear RG is meshed with an output gear (not shown) connected to a driving force source. Each of the side gears SG1 and SG2 is coupled so as to rotate integrally with an axle (not shown) connected to the wheels.
The
2.差動歯車装置1の詳細構成
<各部材の材質など>
保持部材CAは、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とを有している。
第一保持部材CA1と外周ギヤRGとが第一溶接部W1において溶接されており、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とが第二溶接部W2において溶接されている。
第一保持部材CA1、第二保持部材CA2、及び外周ギヤRGは、鍛造による塑性変形によって成形された鍛造部品とされており、炭素濃度が高い鋳造部品と比較して、互いに溶接することが容易になっている。
2. Detailed configuration of
The holding member CA has a first holding member CA1 and a second holding member CA2.
The first holding member CA1 and the outer peripheral gear RG are welded at the first welded portion W1, and the first holding member CA1 and the second holding member CA2 are welded at the second welded portion W2.
The first holding member CA1, the second holding member CA2, and the outer peripheral gear RG are forged parts formed by plastic deformation by forging, and can be easily welded to each other as compared with a cast part having a high carbon concentration. It has become.
第一保持部材CA1は、鍛造部品であり、鋳造部品よりも単位質量当たりの強度が高いため、軽量化及び小型化を図ることができる。本実施形態では、図2に示すように、第一保持部材CA1は、複数の差動歯車2の回転軸4を保持する保持部26を避けて形成された切欠部31を有しており、切欠部31は、第一溶接部W1側から第二溶接部W2側に向かう方向(基準軸第二方向X2)に開口している。本実施形態では、切欠部31は、ピニオン回転軸PSを保持する保持部26(本例では貫通孔)が設けられていない周方向の位置で、外周ギヤRGを支持するギヤ取付部21の基準軸第二方向X2側の端部から基準軸第二方向X2に延びて、基準軸第二方向X2側の端部に開口している。切欠部31は、ピニオン回転軸PSを保持する保持部26に対して基準軸第一方向X1側まで延びている。
Since the first holding member CA1 is a forged part and has a higher strength per unit mass than a cast part, the first holding member CA1 can be reduced in weight and size. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first holding member CA <b> 1 has a
外周ギヤRGと第一保持部材CA1は、それぞれに必要な特性に合った材質を用いることができるように別体とされている。外周ギヤRGには歯面65が形成され応力が集中するため高い硬度が求められる。第一保持部材CA1は、摺動面で各傘歯車を支持するなど、歯面65ほど応力が集中せず、また複雑な形状に塑性変形させる必要があるため、外周ギヤRGに比べて求められる硬度が低い。よって、外周ギヤRGの母材は、第一保持部材CA1の母材より硬度が高い材料とされている。
The outer peripheral gear RG and the first holding member CA1 are separated from each other so that materials suitable for the required characteristics can be used. Since the
また、第二保持部材CA2は、第二サイドギヤSG2を保持するので、第一サイドギヤSG1に加えてピニオンギヤPG1、PG2及び外周ギヤRGを保持する第一保持部材CA1に比べて求められる硬度が低い。よって、第二保持部材CA2の母材の硬度は、第一サイドギヤSG1の母材の硬度と同じか、それより低くされている。 Further, since the second holding member CA2 holds the second side gear SG2, the hardness required is lower than that of the first holding member CA1 that holds the pinion gears PG1, PG2 and the outer peripheral gear RG in addition to the first side gear SG1. Therefore, the hardness of the base material of the second holding member CA2 is the same as or lower than the hardness of the base material of the first side gear SG1.
外周ギヤRGの母材として、クロムモリブデン鋼(例えば、日本工業規格(JIS)のSCM420H)などが用いられる。第一保持部材CA1として、炭素鋼(例えば、日本工業規格(JIS)のS45C、S35C)などが用いられる。第二保持部材CA2として、炭素鋼(例えば、日本工業規格(JIS)のS35C、S15C)などが用いられる。 As the base material of the outer peripheral gear RG, chromium molybdenum steel (for example, SCM420H of Japanese Industrial Standard (JIS)) or the like is used. Carbon steel (for example, Japanese Industrial Standards (JIS) S45C, S35C) or the like is used as the first holding member CA1. As the second holding member CA2, carbon steel (for example, Japanese Industrial Standards (JIS) S35C, S15C) or the like is used.
外周ギヤRGは、少なくとも歯面65に、内部よりも炭素濃度及び硬度が高い浸炭層を有している。このような浸炭層は、浸炭処理及び焼入れ処理により形成される。外周ギヤRGは、第一保持部材CA1と別体であるため、外周ギヤRGのみを対象として、浸炭処理及び焼入れ処理を行うことができる。
The outer peripheral gear RG has a carburized layer having a carbon concentration and hardness higher than that of the inner portion at least on the
<溶接部W1、W2に係る配置構成>
第一溶接部W1と第二溶接部W2とは、基準軸方向Xにおいて、差動歯車機構3の中心位置Cを挟んで、互いに反対側に設けられている。本実施形態では、差動歯車機構3の中心位置Cに、ピニオン回転軸PSが配置されている。そして、第一溶接部W1と第二溶接部W2とは、基準軸方向Xにおいて、ピニオン回転軸PSを挟んで、互いに反対側に設けられている。
<Arrangement configuration relating to welds W1 and W2>
The first welded portion W1 and the second welded portion W2 are provided on opposite sides of the center position C of the
第一保持部材CA1は、ピニオン回転軸PSの基準軸方向Xの両側に跨って延びている。外周ギヤRG及びその第一溶接部W1は、ピニオン回転軸PSに対して基準軸第一方向X1側に配置されている。第二保持部材CA2及びその第二溶接部W2は、ピニオン回転軸PSに対して基準軸第二方向X2側に配置されている。 The first holding member CA1 extends across both sides of the reference axis direction X of the pinion rotation shaft PS. The outer peripheral gear RG and the first welded portion W1 thereof are arranged on the reference axis first direction X1 side with respect to the pinion rotation axis PS. The second holding member CA2 and the second welded portion W2 thereof are disposed on the reference axis second direction X2 side with respect to the pinion rotation axis PS.
第一保持部材CA1は、ピニオン回転軸PS及びピニオンギヤPG1、PG2並びに第一サイドギヤSG1を保持している。第二保持部材CA2は、第二サイドギヤSG2を保持している。
第一保持部材CA1は、ピニオンギヤPG1、PG2の径方向外側を覆うように基準軸方向Xに延出しているピニオンギヤ支持部27を備えている。ここで、径方向外側は、保持部材CAの回転軸心Aについての径方向外側である。本実施形態では、ピニオンギヤ支持部27の径方向内側の面は、ピニオンギヤPG1、PG2の径方向外側の面(歯面と反対側の面)と接触しており、当該ピニオンギヤPG1、PG2と摺動する摺動面22となっている。本実施形態では、ピニオンギヤPG1、PG2の径方向外側の面は、径方向外側に突出する球面状となっており、第一保持部材CA1の摺動面22も対応する球面状となっている。従って、摺動面22は、ピニオンギヤPG1、PG2の径方向外側の面全体と接する。
The first holding member CA1 holds the pinion rotation shaft PS, the pinion gears PG1 and PG2, and the first side gear SG1. The second holding member CA2 holds the second side gear SG2.
The first holding member CA1 includes a pinion
第一保持部材CA1は、ピニオンギヤ支持部27に対して基準軸第一方向X1側に、第一サイドギヤSG1を回転可能に支持するサイドギヤ支持部28を備えている。本実施形態では、サイドギヤ支持部28は、ピニオンギヤ支持部27の基準軸第一方向X1側の端部から径方向内側に延出した円環板状のギヤ支持壁部24と、当該ギヤ支持壁部24の径方向内側の端部から基準軸第一方向X1側に延出した円筒状のギヤ支持ボス部25と、を備えている。ギヤ支持壁部24の基準軸第二方向X2側の面が、第一サイドギヤSG1の傘歯車部51の基準軸第一方向X1側の面(歯面と反対側の面)と摺動する摺動面となっている。ギヤ支持ボス部25の内周面が、第一サイドギヤSG1の回転軸部50の外周面を回転可能に支持している。ギヤ支持ボス部25の外周面が、軸受を介して非回転部材であるケースにより回転可能に支持される(不図示)。第一サイドギヤSG1の回転軸部50の内周面に車軸の外周面がスプライン嵌合される(不図示)。
The first holding member CA1 includes a side
ピニオンギヤ支持部27の基準軸第二方向X2側の端部が、基準軸第二方向X2に向けて開口した端部延出部23となっており、当該端部延出部23に第二保持部材CA2が取り付けられている。
The end of the
第二保持部材CA2は、第一保持部材CA1の端部延出部23に取り付けられる部分から、径方向内側に延出した円環板状のギヤ支持壁部40と、当該ギヤ支持壁部40の径方向内側の端部から基準軸第二方向X2側に延出した円筒状のギヤ支持ボス部41と、を備えている。ギヤ支持壁部40の基準軸第一方向X1側の面が、第二サイドギヤSG2の傘歯車部51の基準軸第二方向X2側の面(歯面と反対側の面)と摺動する摺動面となっている。ギヤ支持ボス部41の内周面が、第二サイドギヤSG2の回転軸部50の外周面を回転可能に支持している。ギヤ支持ボス部41の外周面が、軸受を介して非回転部材であるケースにより回転可能に支持される(不図示)。第二サイドギヤSG2の回転軸部50の内周面に車軸の外周面がスプライン嵌合される(不図示)。
The second holding member CA2 includes an annular plate-like
<第二溶接部W2の配置構成>
第二溶接部W2における溶接により生じた部材のひずみが、外周ギヤRGの歯面65や、第一保持部材CA1におけるピニオンギヤPG1、PG2の支持部や、第一保持部材CA1における第一サイドギヤSG1の支持部などにできるだけ影響しないように、第二溶接部W2が、外周ギヤRGなどからできるだけ離れるように配置される。外周ギヤRGの歯面65や各ギヤの支持部は、ピニオン回転軸PSに対して基準軸第一方向X1側、又はピニオン回転軸PSの周囲に配置されているので、第二溶接部W2を、ピニオン回転軸PSから基準軸第二方向X2側にできるだけ離して配置すればよい。
<Arrangement configuration of second weld W2>
The distortion of the member caused by welding in the second welded portion W2 is caused by the
本実施形態では、第二溶接部W2は、保持部材CAとピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22に対して、基準軸方向Xにおけるピニオン回転軸PSから離れる側(基準軸第二方向X2側)に設けられている。なお、第二保持部材CA2とピニオンギヤPG1、PG2とは接しておらず、第二保持部材CA2は、ピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22を備えていない。第一保持部材CA1が、ピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22を備えている。
In the present embodiment, the second welded portion W2 is on the side away from the pinion rotation axis PS in the reference axis direction X (reference axis second direction X2 side) with respect to the sliding
ピニオンギヤ支持部27は、ピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22に対して基準軸第二方向X2側に延出しており、当該延出部が、第二保持部材CA2が取り付けられる端部延出部23とされている。端部延出部23の内周面は、切欠部31が設けられた断続的な円筒状に形成されており、端部延出部23の内周面に第二保持部材CA2のギヤ支持壁部40の外周面が嵌合している。そして、第二溶接部W2は、端部延出部23の内周面とギヤ支持壁部40の外周面との当接部における基準軸第二方向X2側の端部に形成されている。すなわち、第二溶接部W2は、摺動面22に対して基準軸第二方向X2側に延出するピニオンギヤ支持部27における基準軸第二方向X2側の端部に設けられている。
このように、第一保持部材CA1は、第二溶接部W2をピニオン回転軸PSから基準軸第二方向X2側にできるだけ離すため、摺動面22に対して基準軸第二方向X2側に延出するよう構成されている。
The pinion
Thus, the first holding member CA1 extends to the reference axis second direction X2 side with respect to the sliding
また、第一保持部材CA1は、基準軸方向Xに沿って中心位置C側から第二保持部材CA2との第二溶接部W2に向かうに従って、部材の厚さが減少する先細り部20を備えている。
本実施形態では、端部延出部23が、先細り部20とされている。すなわち、端部延出部23は、基準軸第二方向X2に向かうに従って、径方向の部材の厚さが減少するように形成されている。このため、端部延出部23は、基準軸第二方向X2に向かうに従って、変形し易くなっている。第二溶接部W2は、この部材の厚さが減少した先細り部20の先端部(基準軸第二方向X2側の端部)に設けられている。
Further, the first holding member CA1 includes a tapered
In the present embodiment, the
第二溶接部W2における溶接によりひずみ(変形)が生じたとしても、先細り部20の先端部のひずみ量(変形量)が大きくなり、先細り部20の根元(基準軸第一方向X1側)に向かうに従ってひずみ量が減少していく。このように、先細り部20の先端部が変形することによって、溶接によるひずみの影響を吸収し、先細り部20の基準軸第一方向X1側にひずみの影響が伝わらないようにできる。
Even if distortion (deformation) occurs due to welding in the second welded portion W2, the amount of distortion (deformation amount) at the tip of the tapered
<第一溶接部W1の配置構成>
第一保持部材CA1は、ピニオン回転軸PSに対して基準軸第一方向X1側に、外周ギヤRGが取り付けられるギヤ取付部21を備えている。本実施形態では、ギヤ取付部21は、ピニオンギヤ支持部27におけるピニオン回転軸PSに対して基準軸第一方向X1側の部分から、径方向外側及び基準軸第一方向X1側に延出している。ギヤ取付部21は、外周ギヤRGが嵌合される取付け嵌合面29を備えている。本実施形態では、取付け嵌合面29は、ギヤ取付部21の径方向外側に設けられた円筒状の外周面とされており、保持部材CAの回転軸心Aと同軸上に配置されている。
<Arrangement configuration of first weld W1>
The first holding member CA1 includes a
外周ギヤRGは、第一保持部材CA1に取り付けられる保持部材取付部63を備えている。保持部材取付部63は、ギヤ取付部21の取付け嵌合面29と嵌合されるギヤ嵌合面60を備えている。本実施形態では、ギヤ嵌合面60は、保持部材取付部63の径方向内側に設けられた円筒状の内周面とされており、保持部材CAの回転軸心Aと同軸上に配置されている。また、保持部材取付部63は、ギヤ嵌合面60に対して基準軸第二方向X2側において径方向内側に突出し、ギヤ取付部21の基準軸第二方向X2側の面に当接する円筒状のフランジ部61を備えている。
The outer peripheral gear RG includes a holding
第一溶接部W1は、取付け嵌合面29とギヤ嵌合面60との当接部における基準軸第一方向X1側の端部に形成されている。すなわち、第一溶接部W1は、ピニオンギヤ支持部27から基準軸第一方向X1に延出しているギヤ取付部21における基準軸第一方向X1側の端部に設けられている。これにより、第一溶接部W1を、第一保持部材CA1におけるピニオンギヤPG1、PG2の支持部、第一サイドギヤSG1の支持部、及び第二溶接部W2からできるだけ離して、第一溶接部W1における溶接により生じた部材のひずみが、これらにできるだけ影響しないようにできる。
The first welded portion W1 is formed at the end portion on the reference axis first direction X1 side in the contact portion between the
本実施形態では、ギヤ取付部21は、第一溶接部W1が設けられた基準軸第一方向X1に向かうに従って、部材の厚さが減少する先細り部30を備えている。また、保持部材取付部63も、第一溶接部W1が設けられた基準軸第一方向X1に向かうに従って、部材の厚さが減少する先細り部62を備えている。このため、ギヤ取付部21及び保持部材取付部63は、基準軸第一方向X1に向かうに従って、変形し易くなっている。第一溶接部W1は、この部材の厚さが減少した先細り部30、62の先端部(基準軸第一方向X1側の端部)に設けられている。
In this embodiment, the
第一溶接部W1における溶接によりひずみ(変形)が生じたとしても、先細り部30、62の先端部のひずみ量(変形量)が大きくなり、先細り部30、62の根元(基準軸第二方向X2側)に向かうに従ってひずみ量が減少していく。このように、先細り部30、62の先端部が変形することによって、溶接によるひずみの影響を吸収し、先細り部30、62の基準軸第二方向X2側にひずみの影響が伝わらないようにできる。
Even if distortion (deformation) is caused by welding in the first welded portion W1, the amount of distortion (deformation amount) at the tip of the tapered
外周ギヤRGは、歯面65を形成する歯部64を有している。本実施形態では、歯部64は、保持部材取付部63から径方向外側に延出しており、円筒状に形成されている。歯部64は、保持部材CAの回転軸心Aと同軸上に配置されている。歯面65は、歯部64の外周面に形成されている。
The outer peripheral gear RG has a
3.差動歯車装置1の製造方法
差動歯車装置1は、図3に示すように、第一溶接工程♯03、歯研磨工程♯04、歯車組付工程♯05、及び第二溶接工程♯06などを備えた製造方法により生産される。
第一溶接工程♯03では、第一保持部材CA1と外周ギヤRGとを溶接する。歯研磨工程♯04では、第一溶接工程♯03の後、外周ギヤRGの歯面65を研磨する。歯車組付工程♯05では、歯研磨工程♯04の後、第一保持部材CA1に複数の差動歯車2を組み付ける。第二溶接工程♯06では、歯車組付工程♯05の後、保持部材CAの回転軸心Aに平行な方向である基準軸方向Xにおける、第一溶接工程♯03の溶接部(第一溶接部W1)に対して差動歯車機構3の中心位置Cを挟んだ反対側(基準軸第二方向X2側)で、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とを溶接する。
3. Manufacturing Method of
In the first
本実施形態では、差動歯車装置1の製造方法は、第一溶接工程♯03の前に、外周ギヤRG、第一保持部材CA1及び第二保持部材CA2を鍛造により成形する鍛造成形工程♯01を備えている。また、差動歯車装置1の製造方法は、鍛造成形工程♯01の後であって、第一溶接工程♯03の前に、外周ギヤRGの少なくとも歯面65に、浸炭処理及び焼入れ処理を行う浸炭焼入れ処理工程♯02を備えている。
In the present embodiment, the manufacturing method of the
鍛造成形工程♯01では、上述したように、外周ギヤRG、第一保持部材CA1、及び第二保持部材CA2のそれぞれに必要とされる特性に合った、外周ギヤRG用の母材、第一保持部材CA1用の母材、及び第二保持部材CA2の母材を、それぞれ用意する。その後、各母材を鍛造により塑性変形させて、各部材を成形する。鍛造成形の後、外周ギヤRGの歯面65、並びに各部材の嵌合面及び摺動面などの加工精度が必要な部分は、切削加工によって成形する。
In the forging
浸炭焼入れ処理工程♯02では、外周ギヤRGに対して浸炭処理及び焼入れ処理を行って、少なくとも外周ギヤRGの歯面65に、内部よりも炭素濃度及び硬度が高い浸炭層を形成する。
In the carburizing and quenching
第一溶接工程♯03では、第一保持部材CA1に外周ギヤRGを組み付けた後、第一溶接部W1において第一保持部材CA1と外周ギヤRGとを溶接する。本実施形態では、第一保持部材CA1の取付け嵌合面29と外周ギヤRGのギヤ嵌合面60とを嵌合させた後、レーザ溶接機のレーザ光線が、基準軸第一方向X1側から、取付け嵌合面29とギヤ嵌合面60との当接部に向けて照射される。そして、取付け嵌合面29とギヤ嵌合面60との当接部における、基準軸第一方向X1側の端部が、溶接されて第一溶接部W1が形成される。この溶接の際、第一保持部材CA1を溶接装置の支持機構に取り付けた後、第一保持部材CA1を回転させたり、レーザ溶接機を周方向に移動させたりして、当接部を周方向に溶接する。溶接機には、レーザ溶接の他、電子ビーム溶接、摩擦攪拌溶接、プラズマ溶接、TIG溶接などを用いてもよい。
In the first
歯研磨工程♯04では、第一溶接部W1における溶接により生じたひずみ等を修正するために、外周ギヤRGの歯面65を研磨する。この際、第一保持部材CA1の嵌合面及び摺動面なども、溶接によるひずみ等を修正するために研磨するようしてもよい。また、研磨の後、研磨により生じた切屑を除去するために、外周ギヤRG及び第一保持部材CA1の洗浄を行う。
In the tooth polishing
歯車組付工程♯05では、歯研磨工程♯04の後、第一保持部材CA1に複数の差動歯車2を組み付ける。本実施形態では、まず、第一サイドギヤSG1を、第一保持部材CA1(端部延出部23)の基準軸第二方向X2側の開口部から第一保持部材CA1内に挿入して、組み付ける。その後、ピニオンギヤPG1、PG2を、第一保持部材CA1の開口部から、第一保持部材CA1内に挿入し配置した後、ピニオン回転軸PSを、第一保持部材CA1の貫通孔及びピニオンギヤPG1、PG2の貫通孔に挿入し、その後、ピニオン回転軸PSを、かしめなどにより第一保持部材CA1に固定する。そして、第二サイドギヤSG2を、第一保持部材CA1の開口部から第一保持部材CA1内に挿入し配置する。
In the gear
第二溶接工程♯06では、第一保持部材CA1に第二保持部材CA2を組み付けた後、基準軸方向Xにおいて、第一溶接部W1に対してピニオン回転軸PSを挟んだ反対側に配置される第二溶接部W2において、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とを溶接する。本実施形態では、第一保持部材CA1の端部延出部23の内周面と、第二保持部材CA2のギヤ支持壁部40の外周面とを嵌合させた後、レーザ溶接機のレーザ光線が、基準軸第二方向X2側から、端部延出部23の内周面とギヤ支持壁部40の外周面との当接部に向けて照射される。そして、端部延出部23の内周面とギヤ支持壁部40の外周面との当接部における、基準軸第二方向X2側の端部が、溶接されて第二溶接部W2が形成される。この溶接の際、第一保持部材CA1を溶接装置の支持機構に取り付けた後、第一保持部材CA1を回転させたり、レーザ溶接機を周方向に移動させたりして、当接部を周方向に溶接する。溶接機には、レーザ溶接の他、電子ビーム溶接、摩擦攪拌溶接、プラズマ溶接、TIG溶接などを用いてもよい。
In the second
〔その他の実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。なお、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Other Embodiments]
Finally, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.
(1)上記の実施形態において、外周ギヤRGの母材が、第一保持部材CA1の母材より硬度が高い材料とされている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、外周ギヤRGの母材は、第一保持部材CA1の母材と同じ材料、又はそれより硬度が低い材料とされていてもよい。 (1) In the above embodiment, the case where the base material of the outer peripheral gear RG is made of a material having higher hardness than the base material of the first holding member CA1 has been described as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the base material of the outer peripheral gear RG may be the same material as the base material of the first holding member CA1 or a material having a lower hardness.
(2)上記の実施形態において、外周ギヤRGが、少なくとも歯面65に、内部よりも炭素濃度及び硬度が高い浸炭層を有している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、外周ギヤRGは、歯面65以外の部分にも、浸炭層を有してもよく、或いは、歯面65に浸炭層を有していなくてもよい。
(2) In the above embodiment, the case where the outer peripheral gear RG has a carburized layer having a higher carbon concentration and hardness than the inside at least on the
(3)上記の実施形態において、第一保持部材CA1、第二保持部材CA2、及び外周ギヤRGは、鍛造部品である場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一保持部材CA1、第二保持部材CA2、及び外周ギヤRGの内の1つ又は複数が、鍛造以外の方法、例えば、鋳造や削り出しなどにより成形された部品であってもよい。 (3) In the above embodiment, the first holding member CA1, the second holding member CA2, and the outer peripheral gear RG have been described as an example of a forged part. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, one or more of the first holding member CA1, the second holding member CA2, and the outer peripheral gear RG may be a part formed by a method other than forging, for example, casting or cutting.
(4)上記の実施形態において、第一保持部材CA1は、基準軸方向Xに沿って中心位置C側から第二溶接部W2に向かうに従って、部材の厚さが減少する先細り部20を備えている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一保持部材CA1は、先細り部20を備えておらず、基準軸方向Xに沿って中心位置C側から第二溶接部W2に向かうに従って、部材の厚さが変化しないように構成されてもよく、反対に部材の厚さが増加するように構成されてもよい。
(4) In said embodiment, 1st holding member CA1 is equipped with the
(5)上記の実施形態において、第一保持部材CA1の基準軸第二方向X2側の端部(端部延出部23)の内周面に、第二保持部材CA2の外周面が嵌合し、内周面と外周面との当接部における基準軸第二方向X2側の端部が溶接されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二溶接部W2は、基準軸方向Xにおいて、差動歯車機構3の中心位置Cを挟んで、第一溶接部W1とは反対側に設けられていればよく、例えば、第一保持部材CA1の基準軸第二方向X2側の端面に、第二保持部材CA2の基準軸第一方向X1側の端面が接した状態で、端面同士の当接部における径方向外側の端部が溶接され、第二溶接部W2とされていてもよい。
(5) In the above embodiment, the outer peripheral surface of the second holding member CA2 is fitted to the inner peripheral surface of the end portion (end portion extending portion 23) on the reference axis second direction X2 side of the first holding member CA1. And the case where the edge part by the side of the reference axis 2nd direction X2 in the contact part of an inner peripheral surface and an outer peripheral surface was welded was demonstrated as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the second welded portion W2 only needs to be provided on the side opposite to the first welded portion W1 across the center position C of the
(6)上記の実施形態において、第一溶接部W1が、取付け嵌合面29とギヤ嵌合面60との当接部における基準軸第一方向X1側の端部に形成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一溶接部W1は、基準軸方向Xにおいて、差動歯車機構3の中心位置Cを挟んで、第二溶接部W2とは反対側に設けられていればよく、例えば、第一溶接部W1は、取付け嵌合面29とギヤ嵌合面60との当接部における基準軸第二方向X2側の端部に形成されていてもよい。
(6) In the above embodiment, the first welded portion W1 is formed at the end on the reference axis first direction X1 side in the contact portion between the
(7)上記の実施形態において、第二溶接部W2は、保持部材CAとピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22に対して、基準軸方向Xにおけるピニオン回転軸PSから離れる側(基準軸第二方向X2側)に設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第二溶接部W2は、基準軸方向Xにおいて、差動歯車機構3の中心位置Cを挟んで、第一溶接部W1とは反対側に設けられていればよく、例えば、保持部材CAとピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22におけるピニオン回転軸PSに対して基準軸第二方向X2側の部分と径方向に見て重複する位置に設けられていてもよい。この場合は、第二保持部材CA2も、ピニオンギヤPG1、PG2との摺動面22を備えており、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2との当接部が、第一保持部材CA1の摺動面22と第二保持部材CA2の摺動面22との間に位置していてもよい。
(7) In the above embodiment, the second welded portion W2 is on the side away from the pinion rotation axis PS in the reference axis direction X with respect to the sliding
(8)上記の実施形態において、第一保持部材CA1は、切欠部31を有している場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一保持部材CA1は、切欠部31を有していなくてもよい。
(8) In the above embodiment, the case where the first holding member CA1 has the
(9)上記の実施形態において、切欠部31が、周方向の2カ所に設けられている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、切欠部31は、周方向に、1か所以上の任意の数だけ設けられていてもよい。
(9) In the above embodiment, the case where the
(10)上記の実施形態において、第一保持部材CA1と外周ギヤRGとが、溶接により第一溶接部W1で結合され、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2とが、溶接により第二溶接部W2で結合されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されない。すなわち、第一保持部材CA1と外周ギヤRGとは、溶接以外の方法、例えば、圧入や、焼き嵌めや、かしめ等により結合されていてもよい。また、圧入や焼き嵌めに際しては、その圧入部をスプライン形状にしてもよい。
この場合においても、第一保持部材CA1と第二保持部材CA2との結合部である第二溶接部W2を、外周ギヤRGから離すことができ、第二溶接部W2における溶接により生じたひずみの影響が、外周ギヤRGの歯面65に伝わり難くでき、外周ギヤRGの歯面65の位置(真円度など)の精度が悪化することを抑制でき、また、その後の加工における加工精度が悪化することを抑制できるという、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(10) In the above embodiment, the first holding member CA1 and the outer peripheral gear RG are joined by welding at the first welded portion W1, and the first holding member CA1 and the second holding member CA2 are joined by welding. The case where it couple | bonds with the welding part W2 was demonstrated as an example. However, the embodiment of the present invention is not limited to this. That is, the first holding member CA1 and the outer peripheral gear RG may be coupled by a method other than welding, for example, press fitting, shrink fitting, caulking, or the like. Further, when press-fitting or shrink-fitting, the press-fitting portion may be formed in a spline shape.
Even in this case, the second welded portion W2 that is the coupling portion between the first holding member CA1 and the second holding member CA2 can be separated from the outer peripheral gear RG, and the strain generated by welding in the second welded portion W2 can be reduced. The influence can be made difficult to be transmitted to the
本発明は、互いに噛合う複数の差動歯車を有する差動歯車機構と、前記複数の差動歯車の回転軸を保持する保持部材と、前記保持部材の外周に固定された外周ギヤと、を備えた差動歯車装置及びその製造方法に好適に利用することができる。 The present invention includes a differential gear mechanism having a plurality of differential gears that mesh with each other, a holding member that holds a rotating shaft of the plurality of differential gears, and an outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the holding member. It can utilize suitably for the provided differential gear apparatus and its manufacturing method.
1 :差動歯車装置
2 :差動歯車
3 :差動歯車機構
4 :差動歯車の回転軸
20 :先細り部
21 :ギヤ取付部
22 :保持部材とピニオンギヤとの摺動面
23 :端部延出部
24 :ギヤ支持壁部
27 :ピニオンギヤ支持部
29 :取付け嵌合面
31 :切欠部
65 :外周ギヤの歯面
A :保持部材の回転軸心
C :差動歯車機構の中心位置
CA :保持部材
CA1 :第一保持部材
CA2 :第二保持部材
PG :ピニオンギヤ(第一傘歯車)
PG1 :第一ピニオンギヤ
PG2 :第二ピニオンギヤ
PS :ピニオン回転軸(第一回転軸)
RG :外周ギヤ
SG :サイドギヤ(第二傘歯車)
SG1 :第一サイドギヤ
SG2 :第二サイドギヤ
W1 :第一溶接部
W2 :第二溶接部
X :基準軸方向
X1 :基準軸第一方向
X2 :基準軸第二方向
1: differential gear device 2: differential gear 3: differential gear mechanism 4: rotating
PG1: First pinion gear PG2: Second pinion gear PS: Pinion rotation shaft (first rotation shaft)
RG: outer peripheral gear SG: side gear (second bevel gear)
SG1: First side gear SG2: Second side gear W1: First welded portion W2: Second welded portion X: Reference axis direction X1: Reference axis first direction X2: Reference axis second direction
Claims (13)
前記保持部材は、第一保持部材と第二保持部材とを有し、
前記外周ギヤは、前記第一保持部材に取り付けられる保持部材取付部を備えるとともに、当該保持部材取付部に前記保持部材の回転軸心に平行な方向である基準軸方向の一方側に向かうに従って部材の厚さが減少する先細り部を有し、
前記第一保持部材と前記外周ギヤの前記先細り部とが第一溶接部において溶接され、
前記第一保持部材と前記第二保持部材とが第二溶接部において溶接され、
前記第一溶接部と前記第二溶接部とは、前記基準軸方向において、前記差動歯車機構の中心位置を挟んで、互いに反対側に設けられている差動歯車装置。 A differential gear mechanism comprising: a differential gear mechanism having a plurality of differential gears that mesh with each other; a holding member that holds a rotating shaft of the plurality of differential gears; and an outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the holding member. A gear device,
The holding member has a first holding member and a second holding member,
The outer peripheral gear includes a holding member attaching portion that is attached to the first holding member, and is a member toward the holding member attaching portion toward one side in a reference axis direction that is a direction parallel to the rotation axis of the holding member. Has a tapered portion that decreases in thickness,
The first holding member and the tapered portion of the outer peripheral gear are welded at a first welded portion;
The first holding member and the second holding member are welded at a second weld,
Wherein the first weld and the second weld portion in the reference axis direction, the sides of the center position of the differential gear mechanism, a differential gear device on the opposite side to each other.
前記第一溶接部が、前記第一先細り部の先端部と前記外周ギヤの前記先細り部の先端部とに亘って設けられている請求項1から4のいずれか一項に記載の差動歯車装置。5. The differential gear according to claim 1, wherein the first welded portion is provided across a distal end portion of the first tapered portion and a distal end portion of the tapered portion of the outer peripheral gear. apparatus.
前記第一溶接部と前記第二溶接部とは、前記基準軸方向において、前記第一回転軸を挟んで、互いに反対側に設けられている請求項1から6のいずれか一項に記載の差動歯車装置。 The differential gear mechanism is a shaft that is held by the first holding member, the axis of which is perpendicular to the rotation axis of the holding member, and the holding member by the first rotating shaft. has a first bevel gear which is rotatably supported and is rotatably supported with respect to the holding member and the second bevel gear together meshing with said first bevel gear, a relative,
Wherein the first weld and the second weld portion in the reference axis direction, across the first rotation axis, according to any one of claims 1 to 6 on the opposite side to each other Differential gear unit.
前記第一保持部材と前記外周ギヤの前記先細り部とを溶接する第一溶接工程と、
前記第一溶接工程の後、前記外周ギヤの歯面を研磨する歯研磨工程と、
前記歯研磨工程の後、前記第一保持部材に前記複数の差動歯車を組み付ける歯車組付工程と、
前記歯車組付工程の後、前記基準軸方向における、前記第一溶接工程の溶接部に対して前記差動歯車機構の中心位置を挟んだ反対側で、前記第一保持部材と前記第二保持部材とを溶接する第二溶接工程と、を行う差動歯車装置の製造方法。 A differential gear mechanism having a plurality of differential gears meshing with each other; a holding member having a first holding member and a second holding member, each of which holds a rotation shaft of the plurality of differential gears; An outer peripheral gear fixed to the outer periphery of the member, and the outer peripheral gear includes a holding member attachment portion attached to the first holding member, and is parallel to the rotation axis of the holding member on the holding member attachment portion. A method for manufacturing a differential gear device having a tapered portion in which the thickness of a member decreases toward one side of a reference axis direction that is a different direction ,
A first welding step of welding the first holding member and the tapered portion of the outer peripheral gear;
A tooth polishing step for polishing the tooth surface of the outer peripheral gear after the first welding step;
After the tooth polishing step, a gear assembly step for assembling the plurality of differential gears to the first holding member;
After the gear assembly step, in the reference axis direction, the opposite side across the center position of the differential gear mechanism, the second holding said first holding member with respect to the welding portion of the first welding process The manufacturing method of the differential gear apparatus which performs the 2nd welding process of welding a member.
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