JP6504191B2 - 車両用差動伝達装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載される車両用差動伝達装置およびその製造方法に関し、詳しくは、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置およびその製造方法に関する。

一般に、車両に搭載される差動伝達装置(デファレンシャル装置)は、左右の車軸の回転差を吸収するもので、この差動伝達装置は、鋳鉄製のケーシング（デフケース）と、ケーシングの一端部外周に取付けられた環状の金属製のリングギヤとを有し、ケーシング内部に、ピニオンシャフトと、このピニオンシャフトに回転自在に支持されたピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛み合わされ左右の車軸（ドライブシャフト）が連結される一対のサイドギヤとが収納されている。

そして、変速機の出力ギヤから入力されたトルクによってリングギヤが回転すると、ケーシングが一体的に回転し、このケーシングの回転に伴って、ケーシング内のピニオンギヤと、サイドギヤとを介して車軸乃至車輪が回転する。

上述のような差動伝達装置のケーシングとリングギヤとは、従来、それぞれに設けられたフランジ部同士を複数のボルトによって締結することで結合されるのが一般的であった。

ところで、近年の車両においては、エンジンの燃費性能向上や省エネルギ化のために軽量化が求められており、その一環として差動伝達装置の軽量化が検討されている。

つまり、上述のリングギヤをケーシングに対して複数のボルトで取付ける従来構造の場合、ボルト締結部の剛性確保のため、ケーシングおよびリングギヤが重くなるうえ、ボルトそれ自体も重量増加の要因となり、これが差動伝達装置の軽量化の阻害要因となっていた。

このような問題点を解決するため、従来、特許文献１、特許文献２に開示された構造が既に発明されている。
特許文献１に開示されたものは、差動装置ケースを深絞りされた鋼板によって複数の部材から構成すると共に、差動装置ケースとリングギヤとをレーザ溶接により一体結合したものである。

また、特許文献２に開示されたものは、リングギヤとケーシング(デフケース)とを溶接によって結合したものである。
これら特許文献１，２に開示された構造によれば、ボルトで締結するためのフランジ部やボルトが廃止されるため、差動伝達装置の軽量化を図ることができる。

特開平７−５４９６１号公報 特開２０１５−１３７７０６号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に開示された構造では、車両の軽量化が充分ではなく、差動伝達装置に関し、さらなる軽量化が望まれている。
そこで、リングギヤを金属製とする一方で、ケーシングを樹脂製と成して、これらを組合せ、ケーシング内部にピニオンシャフト、一対のピニオンギヤおよび一対のサイドギヤを収容支持することが考えられる。

この場合、図１３に示すように、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤ９１が外周側に研創された環状の金属製（詳しくは鍛造成形後、ヘリカルギヤを機械加工したもの）のリングギヤ９２と樹脂製のケーシング９３とを設け、樹脂製ケーシング９３の一端部外周に金属製リングギヤ９２を結合するものである。

図１３に示す比較例１では、差動伝達装置の信頼性を確保するため、リングギヤ９２の内周側の面９２ａから突出し、その長手方向がリングギヤ９２の軸芯線と平行な複数の突条部９４を設け、ケーシング９３は、リングギヤ９２の内周面９２ａに合致してこれを保持固定するリングギヤ保持面９５を有し、該リングギヤ保持面９５には、上記突条部９４の外表面形状に一致する形状の穴部９６が形成され、当該穴部９６に突条部９４を一致して結合するものである。

図１３に示す比較例１の構造を応力解析した結果、同図の(ｂ)，（ｃ）に示すように、充分な応用緩和を図ることができず、穴部９６の端部に高い応力が発生することが解明された。図１３の(ｂ)，（ｃ）において、付勢される応力の大小を多点により示し、点が多い程、応力が高いことを示し、また、図１３の（ｃ）において応力の付勢方向を矢印で示している。

これは、上述のリングギヤ９２が変速機の出力ギヤに噛み合っており、リングギヤ９２も出力ギヤも何れもヘリカルギヤである関係上、出力ギヤを備えた変速機のセカンダリシャフトにはスラスト力（図１に矢印ａで示す軸方向圧力参照）が作用し、リングギヤ９２にはセカンダリシャフトに作用するスラスト力と反対向きのスラスト力が作用し、このスラスト力が突条部９４を介して穴部９６に作用するからである。しかも、上記スラスト力はリングギヤ９２と出力ギヤとが噛み合っている部分に顕著に発生し、両ギヤの回転によりスラスト力が周期的かつ反復して作用することになる。

このような問題点を解決するため、図１４に比較例２で示すように、リングギヤ９２の内周側の面９２ａから突出する突条部９４の数量を増加すると共に、リングギヤ保持面９５に形成される穴部９６の数量を増加させた比較品例を構成して、応力解析を行なった結果、同図の（ｂ），（ｃ）に示すように、未だ充分な応力緩和を図ることができなかった。

なお、図１４の（ｂ），（ｃ）においても付勢される応力の大小を多点にて示しており、点が多い程、応力が高いことを示し、また、図１４の（ｃ）において応力の付勢方向を矢印で示している。

そこで、この発明は、ケーシングの樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることは勿論、出力ギヤとリングギヤとの噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部の局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる車両用差動伝達装置およびその製造方法の提供を目的とする。

この発明による車両用差動伝達装置は、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置であって、上記リングギヤは、その内周側の面から突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部を有し、当該突条部は複数個あって周方向に周期的に配置されており、上記ケーシングは、リングギヤの内周面に合致してこれを保持固定するリングギヤ保持面を有し、当該リングギヤ保持面には、上記突条部の外表面形状に一致する形状の穴部が形成され、当該穴部に突条部が一致して結合されてなるものである。
上述の変速機の出力ギヤは、自動変速機のセカンダリシャフトに設けられたアウトプットギヤに設定してもよい。

上記構成によれば、リングギヤの内周側の面から突出する突条部を、その長手方向がヘリカルギヤのねじれ角に一致するよう歯幅方向に対して傾斜させると共に、リングギヤ保持面の穴部は、上記突条部の外表面形状に一致する形状に形成されているので、上記スラスト力が突条部を介して穴部に作用する時、突条部の荷重を穴部の長手方向全域で受け止めることができる。

つまり、リングギヤのギヤ荷重の付勢方向に合わせて、穴部の荷重受圧面を大きくとることができ、応力の緩和を図ることができる。
要するに、ケーシングの樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤとリングギヤとの噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる。

この発明による車両用差動伝達装置の製造方法は、サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、上記ケーシングの射出成形金型内に、型開き状態で金属製のリングギヤを配置固定する第１工程と、上記金型の型締め後、該金型内に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出し、ケーシングを形成するとともに、上記リングギヤの内周側に形成されその長手方向が当該リングギヤにおけるヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部をも取り込む第２工程と、上記溶融樹脂の硬化後、上記金型を開いて、樹脂製のケーシングに金属製のリングギヤが結合されてなる成形品を取り出す第３工程とからなるものである。

上記構成によれば、第１工程で、ケーシングの射出成形金型内に、型開き状態で金属製のリングギヤを配置固定される。
第２工程で、上記金型の型締め後、該金型内に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出し、ケーシングを形成するとともに、上記リングギヤの内周側に形成されその長手方向が当該リングギヤにおけるヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部をも取り込む。
第３工程で、上記溶融樹脂の硬化後、上記金型を開いて、樹脂製のケーシングに金属製のリングギヤが結合されてなる成形品を取り出される。

上記構成によれば、樹脂製のケーシングと、該ケーシングに結合された金属製のリングギヤとを有し、差動伝達装置を構成する成形品が製造され、上記請求項１に記載の発明の効果が達成される。

つまり、ケーシングの樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤとリングギヤとの噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した突条部の取込み部局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる。

この発明によれば、ケーシングの樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることは勿論、出力ギヤとリングギヤとの噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部の局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる効果がある。

本発明の車両用差動伝達装置を自動変速機に連結した状態で示す断面図 車両用差動伝達装置のケーシングおよびリングギヤを示す断面図 ケーシングとリングギヤとを示す分解斜視図 リングギヤの説明図 ケーシングにおけるリングギヤ部の成形工程を示す説明図 ケーシングにおける腕部の成形工程を示す説明図 インサート部材を示す斜視図 リングギヤ部と腕部との結合工程を示す説明図 図８のＸ−Ｘ線矢視断面図 図９から分割構造の一方の外型を取外した状態で示す断面図 成形品の取出し工程を示す断面図 （ａ）は車両用差動伝達装置の応力解析時の説明図、（ｂ）は図１２の(ａ)の穴部拡大図 （ａ）は比較例１のリングギヤの斜視図、（ｂ）は比較例１の車両用差動伝達装置の応力解析時の説明図、（ｃ）は図１３の（ｂ）の穴部拡大図 （ａ）は比較例２のリングギヤの斜視図、（ｂ）は比較例２の車両用差動伝達装置の応力解析時の説明図、（ｃ）は図１４の（ｂ）の穴部拡大図

ケーシングの樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることは勿論、出力ギヤとリングギヤとの噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部の局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図るという目的を、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置であって、上記リングギヤは、その内周側の面から突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部を有し、当該突条部は複数個あって周方向に周期的に配置されており、上記ケーシングは、リングギヤの内周面に合致してこれを保持固定するリングギヤ保持面を有し、当該リングギヤ保持面には、上記突条部の外表面形状に一致する形状の穴部が形成され、当該穴部に突条部が一致して結合されるという構成にて実現した。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両用差動伝達装置およびその製造方法を示すが、まず、図１を参照して差動伝達装置の概略構造および差動伝達装置の配置構造について説明する。

エンジン後部に位置するトルクコンバータを囲繞するコンバータハウジング１と、自動変速機を囲繞するトランスミッションケース２とを設け、自動変速機の出力側において上述のコンバータハウジング１とトランスミッションケース２とで形成された空間部３内には差動伝達装置４を配設している。

上述の自動変速機はセカンダリシャフト５を有しており、このセカンダリシャフト５は出力ギヤ６とセカンダリギヤ７とを備えると共に、軸受８,９を介してコンバータハウジング１およびトランスミッションケース２に回転自在に軸支されている。

図１に示すように、上述の差動伝達装置４（いわゆるデファレンシャル装置）は、樹脂製かつ略球状のケーシング１０と、該ケーシング１０の車体左右方向（車軸方向）の一端寄りに設けられたフランジ部１１の外周部に結合された金属製のリングギヤ１２とを有する。

また、上述のケーシング１０の車軸方向（図示の左右方向）の両端部には、左右に延びる円筒状のボス部１３，１４が設けられており、これらのボス部１３，１４の内周に左右のドライブシャフト１５，１６（つまり、車軸）がそれぞれ回転自在に支持されている。上述のボス部１３，１４の外周部は軸受１７，１８を介してトランスミッションケース２およびコンバータハウジング１に軸支されている。

さらに、上述のケーシング１０の中央部には、車軸方向に直交する軸線を中心とした一対の孔部１９，１９が対向して形成されており、当該孔部１９，１９には、車軸方向と直交させてピニオンシャフト２０の両端部が挿入されている。

上述のピニオンシャフト２０は、その一端側に貫通形成されたピン孔２１を有し、ケーシング１０に形成されたピン孔２２と、ピニオンシャフト２０のピン孔２１とに、ピン２３が挿入されている。これにより、ピニオンシャフト２０はケーシング１０に回転不能かつ板出し不能に固定されている。

上述のピニオンシャフト２０の両端部には、ケーシング１０の内壁面に近接して一対のピニオンギヤ２４，２４が回転自在に嵌合されると共に、これら一対のピニオンギヤ２４，２４と噛み合う一対のサイドギヤ２５，２５を備えており、これら一対のサイドギヤ２５，２５に、上述のドライブシャフト１５，１６の端部がそれぞれスプライン嵌合されている。

ここで、上述のリングギヤ１２には、その外周側にヘリカルギヤ１２ｈが研創されており、このヘリカルギヤ１２ｈが自動変速機の出力ギヤ６と噛み合っている。

要するに、上述の差動伝達装置４は、変速機の出力ギヤ６に噛み合うヘリカルギヤ１２ｈが外周側に研創された環状かつ金属製のリングギヤ１２と、左右ドライブシャフト１５，１６に連結される一対のサイドギヤ２５，２５と、一対のサイドギヤ２５，２５の両方に噛み合って回転してサイドギヤ２５，２５の差動を生成する一対のピニオンギヤ２４，２４と、上述のサイドギヤ２５，２５とピニオンギヤ２４，２４とを収容支持するとともに、一端部外周にリングギヤ１２が結合された樹脂製のケーシング１０とからなるものである。

そして、出力ギヤ６の回転力は、リングギヤ１２を介してケーシング１０およびピニオンシャフト２０に伝達された後に、ピニオンギヤ２４，２４から左右のサイドギヤ２５，２５に伝達され、左右の各ドライブシャフト１５，１６を駆動する。

また、ステアリング操作時に左右輪に回転差が生ずると、回転差分に応じてサイドギヤ２５とピニオンギヤ２４が回転することで、左右輪の回転差を吸収するものである。

図２は車両用差動伝達装置のケーシングおよびリングギヤを示す断面図、図３はケーシングとリングギヤとを示す分解斜視図、図４はリングギヤの説明図である。
図３に示すように、上述のケーシング１０の周壁部には、ピニオンシャフト２０の支持部を避けて、一対の開口部２６，２６が設けられており、これら開口部２６，２６から上述のピニオンギヤ２４およびサイドギヤ２５をケーシング１０内に組み込むようになっている。

図２〜図４に示すように、上述のリングギヤ１２は環状かつ金属製で、その外周側には上記出力ギヤ６に噛み合うヘリカルギヤ１２ｈが研創されている。
また、上述のケーシング１０は炭素繊維強化樹脂（いわゆるＣＦＲＰ）やガラス繊維強化樹脂（いわゆるＧＦＲＰ）などの繊維強化樹脂により形成されており、この実施例では、該ケーシング１０は、リングギヤ１２を外周に結合するリングギヤ部１０Ａと、ピニオンシャフト２０の両端部およびサイドギヤ２５の軸部を支持する腕部１０Ｂと、これらリングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとを結合する樹脂接合部１０Ｃと、を備えている。

図４に示すように、上述のリングギヤ１２の外周側に研創されたヘリカルギヤ１２ｈは、この実施例では、約４．７４°の等間隔で７６の歯が形成されているが、歯数の数量はこれに限定されるものではない。

また、上述のリングギヤ１２は、その内周側の面１２ａつまり内周面から径方向内方に突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致して歯幅方向に対して傾斜してなる突条部１２ｂを有し、当該突条部１２ｂは複数個あって周方向に周期的に配置されている。この実施例では、該突条部１２ｂは１５°の等間隔で２４個形成されているが、この数量に限定されるものではない。
さらに、上述の突条部１２ｂの内周側の面１２ａからの突出量は、ヘリカルギヤ１２ｈの歯丈に対して２倍以上に設定されているが、これに限定されるものではない。

一方、図２、図３に示すように、ケーシング１０は、リングギヤ１２の内周面１２ａに合致して、これを保持固定するリングギヤ保持面１０ａを有し、当該リングギヤ保持面１０ａには、上述の突条部１２ｂの外表面形状に一致する形状の穴部１０ｂが形成されている。

つまり、該穴部１０ｂはその長手方向がヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致して歯幅方向に対して傾斜しており、当該穴部１０ｂは複数個あって周方向に周期的に配置されると共に、上記突条部１２ｂと対応すべく１５°の等間隔で２４個形成されている。

そして、リングギヤ１２の各突条部１２ｂがケーシング１０の各穴部１０ｂに一致して結合されている。
図１２の（ａ）は本実施例の車両差動伝達装置の応力解析時の説明図、図１２の（ｂ）は図１２の（ａ）の穴部１０ｂの拡大図である。

上記実施例では、図３で示したように、リングギヤ１２の内周側の面１２ａから径方向内方へ突出する突条部１２ｂを、その長手方向がヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致するよう歯幅方向に対して傾斜させる共に、リングギヤ保持面１０ａの穴部１０ｂは、上記突条部１２ｂの外表面形状に一致する形状に形成されているので、リングギヤ１２と出力ギヤ６とが噛み合って回転する際に発生するスラスト力（図１に矢印ａで示す方向とは反対方向の軸方向圧力参照）が突条部１２ｂを介して穴部１０ｂに作用する場合、図１２の（ｂ）に示すように、突条部１２ｂの荷重を穴部１０ｂの長手方向全域で受け止めることができる。

つまり、リングギヤ１２のギヤ荷重の付勢方向に合せて、穴部１０ｂの荷重受圧面を大きくとることができ、応力の緩和を図ることができるものである。要するに、ケーシング１０の樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤ６とリングギヤ１２との噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部局所に作用する応力の緩和を図って、信頼性および耐久性の向上を図るよう構成したものである。

なお、図１２の（ａ），（ｂ）において、付勢される応力の大小を多点にて示しており、点が多い程、応力が高いことを示し、また、図１２の（ｂ）において応力の付勢方向を矢印で示している。

本実施例の応力解析結果を示す図１２と、比較例１，２の応力解析結果を示す図１３、図１４との比較において、本実施例のものは充分な応力の緩和を図り得ることが明白となった。

次に、図５〜図１１を参照して、樹脂製のケーシング１０と金属製のリングギヤ１２とを備えた車両用差動伝達装置の製造方法について説明する。
図５はリングギヤ１２の配置工程、並びにケーシング１０におけるリングギヤ部１０Ａの成形工程を示す説明図、図６はケーシング１０における腕部１０Ｂの成形工程を示す説明図、図７はインケート部材を示す斜視図、図８はリングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとの結合工程を示す説明図、図９は図８のＸ−Ｘ線矢視断面図、図１０は図９から分割構造の一方の外型（副外型）を取外した状態で示す断面図、図１１は成形品の取外し工程を示す断面図である。

まず、リングギヤ製造工程で、鍛造により金属製リングギヤ１２を形成し、該リングギヤ１２の外周側に機械加工にてヘリカルギヤ１２ｈを研創する。
このリングギヤ１２はその内周面側に上述の突条部１２ｂを有し、該リングギヤ１２は必要に応じて焼き入れ処理や仕上げ処理等の所定の処理が施される。

図５に示す第１成形装置３０は、射出成形金型として第１外型３１と第１中型３２とを有し、型締め、および、型開きを行なう成形開閉装置（図示せず）と、型締め時に第１外型３１と第１中型３２とで形成されるキャビティ３３に溶融樹脂を射出するゲート３４とを有する。このゲート３４は第１外型３１に設けられている。

上述の第１成形装置３０の第１外型３１は主外型３１ａと副外型３１ｂとに分割され、主外型３１ａは、その外周部にリングギヤ１２の嵌め込み部３１ｃを備えている。この嵌め込み部３１ｃにリングギヤ１２を配置固定した後、主外型３１ａと副外型３１ｂとを合わせることで、外周部にリングギヤ１２が配置され、かつ、ゲート３４が設けられた面と、反対側の面が開放された空間部３１ｄを有する第１外型３１が構成される。

一方、型締め時に、第１中型３２は、その先端面３２ａが第１外型３１の空間部３１ｄの中央部の底面３１ｅに当接するまで、上記空間部３１ｄに突入され、第１中型３２と第１外型３１とで囲まれる空間部３１ｄがキャビティ３３となる。

第１外型３１の開放された面の周縁には略扇形の２個の切り込み部３１ｆ，３１ｆが対向させて設けられ（図９参照）、型締め時に、その切り込み部３１ｆ，３１ｆに嵌まり込むように、第１中型３２には２個の突起部３２ｂ，３２ｂが設けられている。

図５に示すように、樹脂接合部１０Ｃ（図２参照）と対応して、第１中型３２のキャビティ３３側の面には、結合強化用のインサート部材２７が設けられている。
このインサート部材２７は図７に示すように軸部２７ａと抜止め用の頭部２７ｂとを一体形成したスチール製のもので、当該インサート部材２７の軸部２７ａを上述の第１中型３２に係入して取付けており、溶融樹脂の射出時には、該インサート部材２７が第１中型３２から外れることなく、かつ、リングギヤ部１０Ａ成形後の第１中型３２の型開き時には、第１中型３２から外れるようになっている。

図６に示すように、第２成形装置４０は、射出成形金型としての第２外型４１と第２中型４２とを有し、型締め、および、型開きを行なう成形開閉装置（図示せず）と、型締め時に、第２外型４１と第２中型４２とで形成されるキャビティ４３に溶融樹脂を射出するゲート４４とを有する。

第２外型４１はゲート４４が設けられた面と反対側の面が開放された空間部４１ａを有する。
第２成形装置４０の型締め時に、第２中型４２は、その先端面４２ａが第２外型４１の空間部４１ａの中央部の底面４１ｂに当接するまで、当該空間部４１ａに突入され、第２中型４２と第２外型４１とで囲まれた空間がキャビティ４３となる。

図６に示すように、第２外型４１の解放された面の周縁には略扇形の２個の切り込み部４１ｃが対向させて設けられ（図９参照）、型締め時に、その切り込み部４１ｃに嵌り込むように、第２中型４２には２個の突起部４２ｂが設けられている。
また、第２外型４１の切り込み部４１ｃには、リングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとの接合用の溶融樹脂を射出するためのゲート４５が設けられている。

図６に示すように、樹脂接合部１０Ｃ（図２参照）と対応して、第２中型４２のキャビティ４３側の面には、結合強化用のインサート部材２７が設けられている。
このインサート部材２７は、図７に示すように、軸部２７ａと抜止め用の頭部２７ｂとを一体形成したスチール製のもので、当該インサート部材２７の軸部２７ａを上述の第２中型４２に係入して取付けており、溶融樹脂の射出時には、該インサート部材２７が第２中型４２から外れることなく、かつ、腕部１０Ｂ成形後の第２中型４２の型開き時には、第２中型４２のから外れるようになっている。

図５に示すリングギヤ１２の配置工程、並びに、リングギヤ部１０Ａの成形工程で、キャビティ３３内の外周部にリングギヤ１２を配置した状態で第１外型３１と第１中型３２との間に形成されるキャビティ３３に、ゲート３４から溶融樹脂を射出して、成形品としてのリングギヤ部１０Ａ（図８参照）が成形される。

この際、リングギヤ部１０Ａの外周部には、リングギヤ１２の内周側に形成されその長手方向がリングギヤ１２におけるヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる複数の突条部１２ｂをも取り込むことになる。

また、図６に示す腕部１０Ｂの成形工程で、第２外型４１と第２中型４２との間に形成されるキャビティ４３に、ゲート４４から溶融樹脂を射出して、成形品としての腕部１０Ｂ（図８参照）が成形される。

次に、リングギヤ部１０Ａ成形後における第１成形装置３０（図５参照）から型開きにより第１中型３２を取外すと共に、腕部１０Ｂ成形後における第２成形装置４０（図６参照）から型開きにより第２中型４２を取外す。

この中型取外し状態下においては、リングギヤ部１０Ａの樹脂接合部１０Ｃ対応位置と、腕部１０Ｂの樹脂接合部１０Ｃ対応位置とに、インサート部材２７が樹脂モールドされており、インサート部材２７の軸部２７ａが成形品から突出しているので、この軸部２７ａに対して、別のインサート部材２８（図７参照）を圧入固定する。

このインサート部材２８は、図７に示すように筒部２８ａと抜止め用の頭部２８ｂとを一体形成したスチール製のもので、インサート部材２８の筒部２８ａを、上述のインサート部材２７の軸部２７ａに圧入固定するものである。

上述のインサート部材２８の圧入固定後、成形装置３０，４０の外型３１，４１の間において中型３２，４２の突起部３２ｂ，４２ｂが嵌合されていた空間にスペーサ５０，５０を挟み込むと共に、図８に示すように、リングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｃとを対向させ、第１外型３１と第２外型４１とを型閉めし、スペーサ５０の内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとを樹脂接合部１０Ｃにて結合する（図１１参照）。

図８〜図１０に示すように、上述のスペーサ５０は、成形型として、外側スペーサ５１と内側スペーサ５２とを有し、型締め時に外側スペーサ５１と内側スペーサ５２とで形成されるキャビティ５３に溶融樹脂を射出するゲート５４を有している。

つまり、図８に示すように、リングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとを対向させ、かつ対向部における腕部１０Ｂの内外周を分割構造のスペーサ５０で覆うと共に、スペーサ５０を介して各外型３１，４１を型閉めし、スペーサ５０の内部空間であるキャビティ５３に、ゲート４５，５４から溶融樹脂を射出して、リングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとを結合する。上述のキャビティ５３に相当する部位に樹脂接合部１０Ｃ（図１１参照）が形成される。

上述のスペーサ５０の配置前には、リングギヤ部１０Ａからスペーサ５０内のキャビティ５３に延びる結合強化用のインサート部材２７，２８が設けられると共に、腕部１０Ｂからもスペーサ５０内のキャビティ５３に延びる結合強化用のインサート部材２７，２８が設けられているので、樹脂接合部１０Ｃでリングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとを結合する際には、上述のインサート部材２７，２８はスペーサ５０の内部空間であるキャビティ５３に射出される樹脂により樹脂モールドされ、樹脂接合部１０Ｃによるリングギヤ部１０Ａと腕部１０Ｂとの高い結合強度を確保することができる。

次に、溶融樹脂の硬化後、上記金型を開いて、樹脂製のケーシング１０に金属製のリングギヤ１２が結合されてなる成形品Ｄを取り出す（図１１参照）。
この場合、まず、第２外型４１およびスペーサ５０の外側スペーサ５１が取り外され、次に、第１外型３１が取り外されることで内側スペーサ５２が残った成形品Ｄが型出しされる。その後、内側スペーサ５２は、成形品Ｄに設けられた開口部２６（図３参照）から挿入した工具等を用いて挟み込まれ、成形品Ｄの内側へ引き抜かれて成形品Ｄから分離され、その後、内側スペーサ５２が上記開口部２６から取り出されて成形品Ｄ単体が得られる。

以上詳述したように、上記実施例の車両用差動伝達装置は、変速機の出力ギヤ６に噛み合うヘリカルギヤ１２ｈが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤ１２と、左右ドライブシャフト１５，１６に連結される一対のサイドギヤ２５と、一対のサイドギヤ２５の両方に噛み合って回転してサイドギヤ２５の差動を生成する一対のピニオンギヤ２４と、上記サイドギヤ２５とピニオンギヤ２４を収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤ１２が結合される樹脂製のケーシング１０とからなる車両用差動伝達装置であって、上記リングギヤ１２は、その内周側の面１２ａから突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部１２ｂを有し、当該突条部１２ｂは複数個あって周方向に周期的に配置されており、上記ケーシング１０は、リングギヤ１２の内周面１２ａに合致してこれを保持固定するリングギヤ保持面１０ａを有し、当該リングギヤ保持面１０ａには、上記突条部１２ｂの外表面形状に一致する形状の穴部１０ｂが形成され、当該穴部１０ｂに突条部１２ｂが一致して結合されてなるものである（図１〜図３参照）。

この構成によれば、リングギヤ１２の内周側の面１２ａから突出する突条部１２ｂを、その長手方向がヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致するよう歯幅方向に対して傾斜させると共に、リングギヤ保持面１０ａの穴部１０ｂは、上記突条部１２ｂの外表面形状に一致する形状に形成されているので、上記スラスト力（図１に示す矢印ａ方向と反対方向の軸方向圧力）が突条部１２ｂを介して穴部１０ｂに作用する時、突条部１２ｂの荷重を穴部１０ｂの長手方向全域で受け止めることができる。

つまり、リングギヤ１２のギヤ荷重の付勢方向に合わせて、穴部１２ｂの荷重受圧面を大きくとることができ、応力の緩和を図ることができる。
要するに、ケーシング１０の樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤ６とリングギヤ１２との噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部１０ｂ局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる。

上記実施例の車両用差動伝達装置の製造方法は、サイドギヤ２５とピニオンギヤ２４とを収容支持する樹脂製のケーシング１０と、当該ケーシング１０の一端部に金属製のリングギヤ１２が固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、上記ケーシング１０の射出成形金型（第１外型３１、第１中型３２参照）内に、型開き状態で金属製のリングギヤ１２を配置固定する第１工程（図５参照）と、上記金型（外型３１，４１、中型３２，４２参照）の型締め後、該金型内に形成されるキャビティ３３，４３に溶融樹脂を射出し、ケーシング１０を形成するとともに、上記リングギヤ１２の内周側に形成されその長手方向が当該リングギヤ１２におけるヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部１２ｂをも取り込む第２工程（図８参照）と、上記溶融樹脂の硬化後、上記金型（外型３１，４１参照）を開いて、樹脂製のケーシング１０に金属製のリングギヤ１２が結合されてなる成形品Ｄを取り出す第３工程（図１１参照）とからなるものである（図１、図５、図８、図１１参照）。

この構成によれば、第１工程（図５参照）で、ケーシング１０の射出成形金型（第１外型３１参照）内に、型開き状態で金属製のリングギヤ１２を配置固定される。

第２工程（図８参照）で、上記金型（外型３１，４１参照）の型締め後、該金型内に形成されるキャビティ３３，４３に溶融樹脂を射出し、ケーシング１０を形成するとともに、上記リングギヤ１２の内周側に形成されその長手方向が当該リングギヤ１２におけるヘリカルギヤ１２ｈのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部１２ｂをも取り込む。

第３工程（図１１参照）で、上記溶融樹脂の硬化後、上記金型（外型３１，４１）を開いて、樹脂製のケーシング１０に金属製のリングギヤ１２が結合されてなる成形品Ｄを取り出される。

この構成によれば、樹脂製のケーシング１０と、該ケーシング１０に結合された金属製のリングギヤ１２とを有し、差動伝達装置４を構成する成形品Ｄが製造され、上記請求項１に記載の発明の効果が達成される。

つまり、ケーシング１０の樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤ６とリングギヤ１２との噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した突条部１２ｂの取込み部局所に作用する応力の緩和を図り、信頼性および耐久性の向上を図ることができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明の射出成形金型は、実施例の第１外型３１、第１中型３２、第２外型４１、第２中型４２に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

以上説明したように、本発明は、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置について有用である。

６…出力ギヤ
１０…ケーシング
１０ａ…リングギヤ保持面
１０ｂ…穴部
１２…リングギヤ
１２ａ…内周面
１２ｂ…突条部
１２ｈ…ヘリカルギヤ
１５，１６…ドライブシャフト
２４…ピニオンギヤ
２５…サイドギヤ
３１…第１外型（射出成形金型）
３２…第１中型（射出成形金型）
３３，４３…キャビティ
４１…第２外型（射出成形金型）
４２…第２中型（射出成形金型）
Ｄ…成形品

Claims (2)

1. 変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、
   左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、
   一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、
   上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置であって、
   上記リングギヤは、その内周側の面から突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部を有し、
   当該突条部は複数個あって周方向に周期的に配置されており、
   上記ケーシングは、リングギヤの内周面に合致してこれを保持固定するリングギヤ保持面を有し、
   当該リングギヤ保持面には、上記突条部の外表面形状に一致する形状の穴部が形成され、
   当該穴部に突条部が一致して結合されてなることを特徴とする
   車両用差動伝達装置。
2. サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、
   上記ケーシングの射出成形金型内に、型開き状態で金属製のリングギヤを配置固定する第１工程と、
   上記金型の型締め後、該金型内に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出し、ケーシングを形成するとともに、上記リングギヤの内周側に形成されその長手方向が当該リングギヤにおけるヘリカルギヤのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる突条部をも取り込む第２工程と、
   上記溶融樹脂の硬化後、上記金型を開いて、樹脂製のケーシングに金属製のリングギヤが結合されてなる成形品を取り出す第３工程とからなる
   車両用差動伝達装置の製造方法。

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