JP6457031B2 - 差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、デフ機構を収容するデフケースと、デフケースの外周部に一体に形成されたフランジと、デフケースへのデフ機構の挿入を可能とするためにデフケースに設けられる作業窓と、フランジの外周面に内周面が圧入嵌合されるリングギヤとを備え、フランジ及びリングギヤの圧入嵌合部が溶接された差動装置に関する。

かゝる差動装置は、下記特許文献１に開示されるように、既に知られている。

ＷＯ２０１３−１８２２３号公報

上記特許文献１に開示される差動装置において、デフケースの内面加工を容易にしたり、デフ機構のデフケースへの挿入を容易にすべく、作業窓を大きく形成した場合には、その作業窓がフランジの側面に食い込んで凹部を形成することがある。

本発明は、作業窓がフランジに食い込むことで形成されるフランジの凹部を利用して、溶接時に発生するガスを外部に排出することができ、溶接を良好に行うことができる前記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、デフ機構を収容するデフケースと、前記デフケースの外周部に一体に形成されたフランジと、前記デフケースへの前記デフ機構の挿入を可能とするために前記デフケースに設けられる作業窓と、前記フランジの外周面に内周面が圧入嵌合されるハブを有するリングギヤとを備えており、前記フランジ及び前記ハブの圧入嵌合部が溶接された差動装置において、前記フランジの一側面には、前記作業窓が前記フランジに食い込むことで凹部が形成され、前記リングギヤの内周部には、前記フランジの前記一側面に当接可能なストッパ壁が突設され、前記ハブは、前記フランジに対し前記作業窓の側から圧入され、前記溶接は、前記フランジ及び前記ハブの、前記作業窓とは反対側の側面の側で行われた溶接であり、前記フランジ及び前記ストッパ壁間に前記凹部が残存すると共に前記ハブの内周面の一部が前記凹部に露出していて、該凹部を通して、前記溶接の時に発生するガスを排出することを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、前記フランジは、前記凹部が存在する薄肉部を備え、前記溶接は、前記薄肉部での貫通溶接を回避した溶接であることを第２の特徴とする。

第１の特徴によれば、デフ機構のデフケースへの挿入を容易にすべく作業窓を大きく形成した場合において、その作業窓がフランジに食い込むことでフランジの一側面に形成される凹部を利用して、溶接時に発生するガスを外部に排出することができるので、溶接を良好に行うことができる。

第２の特徴によれば、溶接するフランジ及びハブの一側面側は、作業窓と反対側であり、フランジは、前記凹部が存在する薄肉部を備え、溶接は、薄肉部での貫通溶接を回避した溶接であるので、溶接時に発生するスパッタが作業窓からデフケース内に侵入するのを防ぐことができる。

本発明の差動装置及びそれを収容するミッションケースの一部の縦断平面図。 上記差動装置のデフケースの平面図。 図２の３−３線断面図。 図３の４矢視図で、フランジ及びリングギヤの溶接要領を示す。

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。

図１において、車両のミッションケース１内に差動装置Ｄが収容される。この差動装置Ｄは、デフケース２と、このデフケース２内に収容されるデフ機構３とよりなっている。デフケース２の右側部及び左側部には、同一軸線Ｘ上に並ぶ第１軸受ボス４及び第２軸受ボス５が一体に形成され、これら第１及び第２軸受ボス４，５は、軸受６，６′を介してミッションケース１に支持されると共に、右及び左車軸７，８を支持する。

デフ機構３は、前記軸線Ｘと直交するようにしてデフケース２に保持されるピニオン軸９と、このピニオン軸９に支持される一対のピニオンギヤ１０と、前記車軸７，８の内端にスプライン結合してピニオンギヤ１０と噛合する一対のサイドギヤ１１とより構成され、各ギヤの背面は、デフケース２の球状内面で回転自在に支承される。

ピニオン軸９は、デフケース２の外周部の一対の支孔１２により保持される。デフケース２の外周部には、一方の支孔１２と直交してその外周部を左右方向に貫通するピン孔１３が設けられており、このピン孔１３に圧入嵌合される抜け止めピン１４がピニオン軸９を貫通することで、ピニオン軸９の支孔１２からの抜け止めが果たされる。

またデフケース２には、その中心Ｃから第２軸受ボス５側にオフセットした中間部に環状のフランジ１５が一体に形成され、このフランジ１５に、変速装置の出力ギヤ１６と噛合するリングギヤ１７が取り付けられる。

図２〜図４に示すように、さらにデフケース２の、前記軸線Ｘと直交する一直径線上で対向する周壁には、デフケース２の球状内面を加工すること、並びに前記デフ機構３のデフケース２への挿入を容易にすることのための一対の作業窓１８が設けられる。これら作業窓１８は、フランジ１５に食い込むように大きく形成され、これによりフランジ１５の第１軸受ボス４側の側面に凹部１９が形成される。これに伴ないフランジ１５は、前記凹部１９が存在する一対の薄肉部１５ｂと、前記凹部１９が存在しない一対の厚肉部１５ａとを有することになる。

図１及び図３に示すように、リングギヤ１７は、外周にヘリカル状の歯群を有するリム１７ａと、このリム１７ａの内周面から突出する板状のスポーク１７ｂと、このスポーク１７ｂの内周端部の、第２軸受ボス５側の側面より突出する環状のハブ１７ｃとよりなっており、スポーク１７ｂには、ハブ１７ｃの内周面側に突出する環状のストッパ壁２２が一体に形成される。そしてハブ１７ｃの内周面は、前記フランジ１５に第１軸受ボス４側（即ち作業窓１８の側）から圧入嵌合される。その際、ストッパ壁２２がフランジ１５の側面に当接することで、その圧入深さが規制される。

ストッパ壁２２とフランジ１５との間には前記凹部１９が残存しており、この凹部１９にリングギヤ１７のハブ１７ｃの内周面の一部が露出する。

上記リングギヤ１７において、スポーク１７ｂの回転中心面Ｐ２は、前記フランジ１５の回転中心面Ｐ１よりも第１軸受ボス４側に配置される。こうすることにより、リングギヤ１７をデフケース２の中心Ｃに極力近づけて、リングギヤ１７からデフケース２へのトルク伝達を良好にすることができる。またリングギヤ１７に働くスラスト荷重及びラジアル荷重を、第１軸受ボス４をミッションケース１に支持させる軸受６と、第２軸受ボス５をミッションケース１に支持させる軸受６′とでバランス良く分担することができる。

またミッションケース１内において、リングギヤ１７と噛合すべき出力ギヤ１６の左右方向位置は、変速装置の仕様に応じて変更される場合がある。本実施形態によれば、スポーク１７ｂの回転中心面Ｐをデフケース２の中心Ｃに極力近づけているので、左右何れかの方向に出力ギヤ１６の位置が変更される場合には、スポーク１７ｂの位置を変更せずに、リム１７ａのみを出力ギヤ１６に合わせて左右何れかの方向に延長すればよく、出力ギヤ１６の仕様変更に柔軟に対応可能である。

図４において、フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部には、その全周にわたり第２軸受ボス５側（即ち作業窓１８とは反対側）からレーザによる溶接２３が施される。

その溶接の際、前記ピン孔１３を予め前記厚肉部１５ａの中央部に設けておき、そのピン孔１３の中心を通るフランジ１５の直径線Ｙにより、フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部を第１及び第２分割領域２４，２５に等分する。そして、一対のレーザトーチ２６，２６′を、これらが第１及び第２分割領域２４，２５の２つの分割点をそれぞれ狙うようにセットして、レーザトーチ２６，２６′又はデフケース２をフランジ１５の中心軸周りに一定の方向へ回転しながら、第１及び第２分割領域２４，２５にレーザを照射することにより溶接２３を施す。こうして、隣合う第１及び第２分割領域２４，２５の溶接開始点２７と溶接終了点２８とを、各厚肉部１５ａの中央部で一致させる。

またその際、前記薄肉部１５ｂに溶接２３を施すときには、レーザ出力を、厚肉部１５ａの溶接時よりも低下させるか、あるいは溶接速度を厚肉部１５ａの溶接時よりも速めるかして、薄肉部１５ｂの溶接深さＨ２（図３参照）を、厚肉部１５ａの溶接深さＨ１（図１参照）よりも浅くする。又は薄肉部１５ｂでは溶接を行わない。

次に、この実施形態の作用について説明する。

リングギヤ１７において、リム１７ａには、ハブ１７ｃの内周面側に突出する環状のストッパ壁２２を一体に形成し、ハブ１７ｃをデフケース２のフランジ１５に第１軸受ボス４側から圧入嵌合したとき、このストッパ壁２２がフランジ１５の側面に当接することで、圧入深さを規制し、フランジ１５とリングギヤ１７のハブ１７ｃとの圧入嵌合部に第２軸受ボス５側からレーザによる溶接２３を施すので、フランジ１５及びハブ１７ｃの圧入嵌合部の溶接を、フランジ１５及びハブ１７ｃの一側面側のみで行いながら、フランジ１５及びハブ１７ｃの結合強度を高めることができ、また溶接作業の能率を上げて製作コストの低減を図ることができる。しかも、溶接するフランジ１５及びハブ１７ｃの一側面側は、前記作業窓１８と反対側であるので、溶接時に発生するスパッタが作業窓１８からデフケース２内に侵入する心配もない。

また上記圧入嵌合部に溶接２３を施すに当たり、フランジ１５の厚肉部１５ａとリングギヤ１７とを所定の溶接深さＨ１をもって溶接し、フランジ１５の薄肉部１５ｂとリングギヤ１７とは、前記所定の溶接深さＨ１より浅い溶接深さＨ２をもって溶接するか、もしくは全く溶接しないので、前記薄肉部１５ｂでの貫通溶接を回避して、スパッタのデフケース２内への侵入を防ぐことができる。

またフランジ１５及びリングギヤ１７の圧入嵌合部の溶接開始点２７及び溶接終了点２８を厚肉部１５ａで一致させたので、溶接開始点２７及び溶接終了点２８の一致により、その一致点において溶接深さが深くなっても、貫通溶接を回避することができる。

さらに前記フランジ１５及びリングギヤ１７の圧入嵌合部を、周方向に並ぶ複数の分割領域２４，２５に等分し、複数の分割領域２４，２５に同時に溶接２３を施したので、溶接の各部位における冷却スピードの違いを極力抑えて溶接によるリングギヤ１７の熱歪みの偏りを無くし、もしくは著しく少なくすることができ、これによりリングギヤ１７の傾きを防ぐことができる。しかも各分割領域２４，２５の溶接開始点２７と、それに隣接する分割領域２４，２５の溶接終了点２８とを厚肉部１５ａで一致させたので、複数の二度打ち箇所によるフランジ１５及びリングギヤ１７の強度低下の影響を抑制することができ、且つ各一致点において貫通溶接を回避することができる。

また前記デフ機構３のピニオン軸９の抜け止めピン１４が嵌挿されるピン孔１３を、これが前記厚肉部１５ａに対応する前記デフケース２の外周部を貫通するように設け、このピン孔１３を基準にして前記溶接開始点２７を設定したので、溶接開始点２７は勿論、溶接終了点２８も、必然的に厚肉部１５ａに設定されることになり、溶接開始点２７の設定のための特別な目印を設けずとも、溶接を適正に行うことができる。

またフランジ１５及びストッパ壁２２間には前記凹部１９を残存しており、この凹部１９は、前記圧入嵌合部の溶接時に発生するガスを外部に排出することを促すことに寄与する。

尚、一致する溶接開始点２７及び溶接終了点２８と薄肉部１５ｂとの間隔θは、フランジ１５の中心軸線周りで４５°以上に設定することが望ましい。即ち、厚肉部１５ａよりも薄肉部１５ｂでのレーザ出力を低下させる場合、溶接開始点２７から薄肉部１５ｂまでの間に充分な間隔θを空けることにより、レーザ出力の開始直後よりも一層出力が安定した状態で、その出力を低下させることができる。その結果、レーザ出力の管理が容易となる。また溶接開始点２７及び溶接終了点２８が一致することによる溶接入熱の増加によって生じる薄肉部１５ｂの熱歪みを抑制することができる。また溶接開始点２７と溶接終了点２８との一致点を薄肉部１５ｂから周方向に離れた位置に設定することで、フランジ１５及びリングギヤ１７の強度低下を抑制することができる。

出力ギヤ１６及びリングギヤ１７間でのトルク伝達中、ヘリカルギヤよりなるリングギヤ１７には、左右方向のスラスト荷重が作用し、その右向きのスラスト荷重は、溶接２３部分を介してフランジ１５に支持され、左向きのスラスト荷重は、ストッパ壁２２を介してフランジ１５に支持されるので、溶接２３部分の荷重負担を軽減することができる。

本発明は、上記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である。例えば、上記実施形態では、圧入嵌合部を２つの分割領域に等分したが、３つ以上の分割領域に等分することもできる。

Ｄ・・・・差動装置
２・・・・デフケース
３・・・・デフ機構
１５・・・・フランジ
１７・・・・リンクギヤ
１７ｃ・・・ハブ
１８・・・・作業窓
１９・・・・凹部
２２・・・・ストッパ壁
２３・・・・溶接

Claims (2)

1. デフ機構（３）を収容するデフケース（２）と、
   前記デフケース（２）の外周部に一体に形成されたフランジ（１５）と、
   前記デフケース（２）への前記デフ機構（３）の挿入を可能とするために前記デフケース（２）に設けられる作業窓（１８）と、
   前記フランジ（１５）の外周面に内周面が圧入嵌合されるハブ（１７ｃ）を有するリングギヤ（１７）とを備えており、
   前記フランジ（１５）及び前記ハブ（１７ｃ）の圧入嵌合部が溶接（２３）された差動装置において、
   前記フランジ（１５）の一側面には、前記作業窓（１８）が前記フランジ（１５）に食い込むことで凹部（１９）が形成され、前記リングギヤ（１７）の内周部には、前記フランジ（１５）の前記一側面に当接可能なストッパ壁（２２）が突設され、前記ハブ（１７ｃ）は、前記フランジ（１５）に対し前記作業窓（１８）の側から圧入され、前記溶接（２３）は、前記フランジ（１５）及び前記ハブ（１７ｃ）の、前記作業窓（１８）とは反対側の側面の側で行われた溶接であり、前記フランジ（１５）及び前記ストッパ壁（２２）間に前記凹部（１９）が残存すると共に前記ハブ（１７ｃ）の内周面の一部が前記凹部（１９）に露出していて、該凹部（１９）を通して、前記溶接（２３）の時に発生するガスを排出することを特徴とする差動装置。
2. 前記フランジ（１５）は、前記凹部（１９）が存在する薄肉部（１５ｂ）を備え、前記溶接（２３）は、前記薄肉部（１５ｂ）での貫通溶接を回避した溶接であることを特徴とする、請求項１に記載の差動装置。
   

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