JP6380260B2 - Differential case - Google Patents
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Description
本発明は、デファレンシャル装置を構成するデフケースに関するものである。 The present invention relates to a differential case constituting a differential device.
左右の車輪の回転速度差を吸収し円滑な走行を可能にするデファレンシャル装置がよく知られている。エンジン側から伝達される動力がデファレンシャル装置に入力されると、リングギヤ、デフケース、ピニオンシャフト、ピニオンギヤ、およびサイドギヤを介して左右のドライブシャフトに伝達される。また、デフケースの内部と外部とを連通する窓が形成されているものが知られている。特許文献1に記載のデフケースがそれである。デフケースに窓が形成されることで、外部からデフケース内に収容される差動ギヤの組付が可能となる。 A differential device that absorbs a difference in rotational speed between right and left wheels and enables smooth running is well known. When power transmitted from the engine side is input to the differential device, it is transmitted to the left and right drive shafts via the ring gear, differential case, pinion shaft, pinion gear, and side gear. In addition, there is known one in which a window for communicating the inside and the outside of the differential case is formed. This is the differential case described in Patent Document 1. By forming the window in the differential case, the differential gear accommodated in the differential case can be assembled from the outside.
特許文献1のように、デフケースに窓が形成されると、デフケースは、ドライブシャフトの軸方向からみて、回転方向で剛性の高い部位と剛性の低い部位とが交互に形成される。詳細には、デフケースの窓が形成されている部位は剛性が低くなり、窓が形成されていない部位は剛性が高くなる。これより、リングギヤから高負荷が入力されると、リングギヤを支持するデフケースにも高負荷がかかるため、デフケースの剛性が低い部位が塑性変形するおそれがあった。これに付随して、デフケースに固定されるリングギヤについても塑性変形し、リングギヤとそれと噛み合うドライブギヤとの間からギヤノイズが発生するおそれもある。 When the window is formed in the differential case as in Patent Document 1, the differential case is alternately formed with a portion having high rigidity and a portion having low rigidity in the rotation direction when viewed from the axial direction of the drive shaft. Specifically, the portion of the differential case where the window is formed has low rigidity, and the portion where the window is not formed has high rigidity. As a result, when a high load is input from the ring gear, a high load is also applied to the differential case that supports the ring gear, and there is a possibility that a portion having a low rigidity of the differential case may be plastically deformed. Along with this, the ring gear fixed to the differential case is also plastically deformed, and there is a possibility that gear noise is generated between the ring gear and the drive gear meshing therewith.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、窓が形成されたデフケースにおいて、高負荷が入力されてもそのデフケースの塑性変形を抑制できる構造を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to provide a structure capable of suppressing plastic deformation of the differential case even when a high load is input in the differential case formed with a window. There is to do.
第1発明の要旨とするところは、(a)内部と外部とを連通する窓が形成され、軸線まわりに回転するギヤ収容部を有して構成されるデフケースであって、(b)前記窓の縁の前記軸線と平行な方向の一端側と他端側とを接続する梁部材が設けられ、(c)前記梁部材は、長手方向の両端が溶接によって前記窓の縁に接続され、(d)前記ギヤ収容部の回転方向における前記梁部材の寸法は、そのギヤ収容部の外周側からみて、前記梁部材の長手方向の中間から長手方向の両端に向かうほど長くなるように形成され、(e)前記ギヤ収容部の回転方向における前記梁部材の端面は、そのギヤ収容部に接続された状態で、そのギヤ収容部の外周側に向かうほど、前記梁部材の前記寸法が長くなる側にテーパ状に形成されていることを特徴とする。
The gist of the first invention is (a) a differential case having a gear housing portion that is formed with a window that communicates the inside and the outside and rotates about an axis, and (b) the window A beam member that connects one end side and the other end side of the edge of the frame in a direction parallel to the axis, and (c) both ends of the beam member are connected to the edge of the window by welding, d) The dimension of the beam member in the rotation direction of the gear housing portion is formed so as to increase from the middle in the longitudinal direction of the beam member toward both ends in the longitudinal direction when viewed from the outer peripheral side of the gear housing portion, (E) The end face of the beam member in the rotation direction of the gear housing portion is connected to the gear housing portion, and the side of the beam member becomes longer toward the outer peripheral side of the gear housing portion. It is formed in a taper shape .
このように、デフケースのギヤ収容部に形成される窓に梁部材が設けられることで、ギヤ収容部の窓が形成された部位の剛性を向上させることができる。ところで、ギヤ収容部内に収容される差動ギヤの潤滑は、リングギヤによって掻き上げられた潤滑油をギヤ収容部の窓からギヤ収容部内に導くことで行われるため、窓に梁部材が設けられると、ギヤ収容部内への潤滑油供給量の減少を招くおそれがある。これに対して、梁部材の回転方向の寸法が、軸線方向の中間において短く形成され、且つ、梁部材の回転方向の端面がテーパ状に形成されるため、リングギヤによって掻き上げられた潤滑油を効率よくギヤ収容部内の差動ギヤに導くことができる。このように、デフケースの剛性の確保と、ギヤ収容部内への潤滑油量確保とを両立させることができる。 Thus, the rigidity of the site | part in which the window of the gear accommodating part was formed can be improved by providing a beam member in the window formed in the gear accommodating part of a differential case. By the way, since the lubrication of the differential gear accommodated in the gear accommodating portion is performed by guiding the lubricating oil scraped up by the ring gear from the window of the gear accommodating portion into the gear accommodating portion, the beam member is provided on the window. There is a risk of reducing the amount of lubricating oil supplied into the gear housing. On the other hand, the dimension in the rotational direction of the beam member is formed short in the middle of the axial direction, and the end surface in the rotational direction of the beam member is formed in a taper shape. It can be efficiently guided to the differential gear in the gear housing. Thus, ensuring the rigidity of the differential case and securing the amount of lubricating oil in the gear housing portion can both be achieved.
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、本発明の一実施例であるデフケース10の断面図である。デフケース10は、左右の車輪の回転速度差を吸収し円滑な走行を可能にするデファレンシャル装置を構成する部品の1つであり、車両に組み付けられた際には、軸線C1まわりに回転する。
FIG. 1 is a sectional view of a
デフケース10は、軸線C1まわりに回転し、内部に図示しない差動ギヤが収容されるギヤ収容部12と、ギヤ収容部12の外周面から径方向外側に伸びる円板状のフランジ14と、デフケース10(またはギヤ収容部12)の軸線方向(軸線Cと平行な方向)においてギヤ収容部12の両端から軸線C1と平行に突き出す、円筒形状の一対のボス16L、16Rとを備えて構成されている。ボス16L、16Rは、軸線Cを中心にして形成されている。
The
ギヤ収容部12は、筒状に形成されている筒部12aと、デフケース10の軸線方向で筒部12aの両端から内周側に向かって伸びる一対の側壁12b、12cとから形成されている。デフケース10の軸線方向で筒部12aの中間近傍の位置に、一対のピニオンシャフト支持穴18a、18bが形成されている。一対のピニオンシャフト支持穴18a、18bは、軸線C1と直交する共通の軸線C2を中心に形成された丸穴である。この一対のピニオンシャフト支持穴18に、図示しないピニオンシャフトの両端が嵌め着けられる。
The
デフケース10の軸線方向で筒部12aの側壁12b側の外周端部に、フランジ14が連結されている。フランジ14には、ヘリカルギヤからなるリングギヤ19(図2参照)を接続するためのボルト穴20が周方向で複数個形成されている。側壁12bの内周端部にボス16Lが連結され、側壁12cの内周端部にボス16Rが連結されている。ボス16L、16Rの内周に形成される貫通穴24L、24Rには、図示しないドライブシャフトが嵌合される。
A
ギヤ収容部12の筒部12aには、回転方向で対角の位置に、ギヤ収容部12の内部と外部とを連通する一対の窓22が形成されている。窓22は、ギヤ収容部12の内部と外部とを連通する穴である。窓22は、軸心Cを中心にしたデフケース10の外周側からみると、角が円弧状に形成された長方形状に形成されている。この窓22が形成されることで、ギヤ収容部12内に収容される図示しないピニオンシャフトやピニオンギヤ等で構成される差動ギヤの組付が可能となる。
A pair of
図2は、図1のデフケース10の外観図である。なお、図2にあっては、デフケース10のフランジ14に、リングギヤ19がボルト25によって締結されている。図2に示すように、ギヤ収容部12(筒部12a)の周方向で窓22が形成されている部位には、デフケース10(ギヤ収容部12)の軸線方向で窓22の縁の一端側と他端側とを接続する柱部材26が設けられている。柱部材26は、長手状に形成された所定の厚みを有する平板であり、長手方向の両端が、溶接によって窓22の縁に接続されている。なお、柱部材26の溶接は、デフケース10の差動ギヤの組付およびリングギヤ19の組付後に実行される。また、柱部材26が、本発明の梁部材に対応している。
FIG. 2 is an external view of the
図3は、図2の柱部材26の形状を示している。図3(a)は、図2の柱部材26をデフケース10の外周側から見た図であり、図3(b)は、図3(a)のA−A断面図である。
FIG. 3 shows the shape of the
図2および図3に示すように、柱部材26は、長手状に形成されており、さらに、デフケース10に接続された状態において、デフケース10の軸線方向で柱部材26の中間にくびれが形成されている。すなわち、デフケース10の回転方向における柱部材26の両端は、デフケースの外周側からみて、その柱部材26がデフケース10の軸線方向の中間でくびれる側に円弧状に形成されている。これより、デフケース10の外周側からみて、デフケース10の回転方向における柱部材26の寸法は、デフケース10(ギヤ収容部12)の外周側からみて、デフケース10の軸線方向の両端よりも、その軸線方向の中間の方が短く形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図3(b)に示すように、柱部材26の長手方向に対して垂直な方向の寸法(デフケース10の回転方向の寸法)が、柱部材26の厚みが変化するに従って変化するように、柱部材26の長手方向に対して垂直な方向の両側の端面28がテーパ状に形成されている。詳細には、柱部材26の端面28が曲線状に形成されている。そして、柱部材26の端面28がテーパ状に形成されることで、柱部材26の長手方向に対して垂直な方向の寸法の短い側が、デフケース10の内部側を向くように、柱部材26がデフケース10に接続される。従って、デフケース10に柱部材26が接続された状態において、デフケース10の回転方向における柱部材26の端面28は、デフケース10(ギヤ収容部12)の外周側に向かうほど柱部材28が前記回転方向に広がる(長くなる)テーパ形状に形成されている。
Further, as shown in FIG. 3B, the dimension in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the column member 26 (the dimension in the rotation direction of the differential case 10) is changed as the thickness of the
上記のように、ギヤ収容部12の筒部12aの窓22が形成される部位に柱部材26が接続されることで、ギヤ収容部12の筒部12aの窓22が形成される部位の剛性が向上する。従って、リングギヤ19を介してデフケース10に高負荷がかかっても、デフケース10(ギヤ収容部12)の剛性が高いため、デフケース10の塑性変形が抑制される。また、デフケース10の塑性変形に伴うリングギヤ19の塑性変形についても抑制され、リングギヤ19とそれと噛み合う図示しないドライブギヤとの噛合部で発生するギヤノイズが抑制される。
As described above, the
図4は、デフケースに固定されるリングギヤ19に高負荷が入力されたときの、リングギヤ19の各歯(外周歯)の歯面の変形量(歯面変形量)を示している。横軸はリングギヤ19の各歯毎に番号を割り振った番号(歯番号)を示し、縦軸はその歯番号に対応する歯の歯面の変形量を示している。図4(a)が、本実施例のデフケース10に固定されるリングギヤ19の各歯の変形量を示し、図4(b)が、比較対象として柱部材26を設けなかったデフケースのリングギヤ19の各歯の変形量を示している。
FIG. 4 shows the deformation amount (tooth surface deformation amount) of the tooth surface of each tooth (outer peripheral tooth) of the
柱部材26が設けられない場合には、図4(b)に示すように、窓22が形成されている部位近傍に位置するリングギヤ19の歯面は変形量が大きく、回転方向で窓22から離れた位置のリングギヤ19の歯面は変形量が小さくなっており、リングギヤ19の変形量に差が生じている。これは、窓22に柱部材26が設けられないため、ギヤ収容部12の剛性に差が生じるためである。すなわち、ギヤ収容部12の窓22近傍は剛性が低いために変化量が大きくなり、これに付随して、ギヤ収容部12の窓22近傍に設けられているリングギヤ19についても、窓22近傍の歯面の変形量が大きくなる。
When the
一方、本実施例のデフケース10にあっては、窓22に柱部材26が設けられているため、ギヤ収容部12の窓22近傍の剛性が高くなる。これに関連して、窓22の近傍に位置するリングギヤ19であっても、その歯面の変形量は、柱部材26が設けられない場合に比べて小さくなり、回転方向で窓22から離れた位置のリングギヤ19の歯面の変形量と比べてもその差は小さくなっている。このように、窓22に柱部材26が設けられることで、ギヤ収容部12の窓22が形成されている部位の剛性が向上することから、窓22近傍のリングギヤ19の歯面の変形量が低減される。
On the other hand, in the
ところで、窓22に柱部材26が接続されることによる背反として、窓26の開口面積が全体として小さくなり、リングギヤ19によって掻き上げられた潤滑油がギヤ収容部12内部に供給されにくくなる。これに対して、柱部材26は、長手方向の中間でくびれが形成されているため、窓22は、デフケース10(ギヤ収容部12)の軸線方向で中間の開口面積が広くなっている。ここで、ギヤ収容部12内に組み付けられる図示しない差動ギヤについても、デフケース10の軸線方向で窓22の中間近傍に配置されることから、リングギヤ19によって掻き上げられた潤滑油は、差動ギヤに効率よく供給される。
By the way, as a contradiction due to the
また、柱部材26の端面28は、テーパ状に形成されているため、リングギヤ19によって掻き上げられた潤滑油が、端面28のテーパに沿ってギヤ収容部12内部に案内される。このように、柱部材26にくびれが形成されるとともに、端面28がテーパ状に形成されることで、潤滑油が効率よくギヤ収容部12内の差動ギヤに供給されるため、潤滑油量の減少も抑制される。
Further, since the end surface 28 of the
上述のように、本実施例によれば、デフケース10のギヤ収容部12に形成される窓22に柱部材26が設けられることで、ギヤ収容部12の窓22が形成された部位の剛性を向上させることができる。ところで、ギヤ収容部12内に収容される差動ギヤの潤滑は、リングギヤ19によって掻き上げられた潤滑油をギヤ収容部12の窓22からギヤ収容部12内に導くことで行われるため、窓22に柱部材26が設けられると、ギヤ収容部12内への潤滑油供給量の減少を招くおそれがある。これに対して、柱部材26の軸線方向の中間にくびれが形成され、且つ、柱部材26の回転方向の端面28がテーパ状に形成されるため、リングギヤ19によって掻き上げられた潤滑油を効率よくギヤ収容部12内の差動ギヤに導くことができる。このように、デフケース10の剛性の確保と、ギヤ収容部12内への潤滑油量確保とを両立させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
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、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.
例えば、前述の実施例では、窓22、54は、回転方向で2箇所形成されているとしたが、窓22、54の個数は必ずしもこれに限定されず、1個もしくは3個以上であっても構わない。
For example, in the above-described embodiment, the
また、前述の実施例では、リングギヤ19は、ヘリカルギヤから構成されていたが、本発明は必ずしもヘリカルギヤに限定されず、例えばハイポイドギヤから構成されていても構わない。
In the above-described embodiment, the
なお、上述したの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。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.
10、50:デフケース
12、52:ギヤ収容部
22、54:窓
26、56:柱部材(梁部材)
28:端面
10, 50:
28: End face
Claims (1)
前記窓の縁の前記軸線と平行な方向の一端側と他端側とを接続する梁部材が設けられ、
前記梁部材は、長手方向の両端が溶接によって前記窓の縁に接続され、
前記ギヤ収容部の回転方向における前記梁部材の寸法は、該ギヤ収容部の外周側からみて、前記梁部材の長手方向の中間から長手方向の両端に向かうほど長くなるように形成され、
前記ギヤ収容部の回転方向における前記梁部材の端面は、該ギヤ収容部に接続された状態で、該ギヤ収容部の外周側に向かうほど、前記梁部材の前記寸法が長くなる側にテーパ状に形成されている
ことを特徴とするデフケース。 A differential case having a gear housing portion formed with a window communicating between the inside and the outside and rotating around an axis,
A beam member for connecting one end side and the other end side in a direction parallel to the axis of the edge of the window;
The beam member is connected to the edge of the window by welding at both ends in the longitudinal direction,
The dimension of the beam member in the rotation direction of the gear housing portion is formed so as to increase from the middle in the longitudinal direction of the beam member toward both ends in the longitudinal direction as seen from the outer peripheral side of the gear housing portion,
The end surface of the beam member in the rotation direction of the gear housing portion is tapered to the side where the dimension of the beam member becomes longer toward the outer peripheral side of the gear housing portion while being connected to the gear housing portion. The differential case is characterized by being formed in.
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