JP6544382B2 - 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、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共に、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、ピニオンギヤ中心軸としての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、差動伝達装置のさらなる軽量化を図るために、ケーシングを樹脂により形成し、リングギヤを金属製として、樹脂製ケーシングの一端部外周にリングギヤを結合することが考えられる。

この場合、リングギヤからケーシングに回転力が伝わり、ケーシングがピニオンシャフトと一体で回転する時、ピニオンシャフト端部を支持しているケーシングのピニオンシャフト支持部には高い面圧が作用する一方で、ピニオンギヤ背面はサイドギヤ反力を受けてケーシング内面に押付けられる。従前の金属製ケーシングでは、ピニオンギヤ背面と対向してワッシャが設けられているが、ケーシングを樹脂製と成した場合には、充分な強度が確保できないため、対策が必要であった。

そこで、この発明は、差動伝達装置の軽量化を図りつつ、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部とピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、ケーシングの一対のピニオンギヤ中心軸の支持腕部に埋込み固定することで、ケーシングのピニオンギヤ中心軸の支持腕部に作用するサイドギヤ反力に起因する圧力の緩和およびピニオンギヤ中心軸の端部からの面圧の緩和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共に、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、上記ケーシングは、ピニオンギヤの中心軸の両端部を支持する一対の支持腕部を含んでなり、当該支持腕部に、上記ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートが埋め込んで固定されており、上記金属製インサートのスリーブ部と、上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部と、上記スリーブ部周囲の支持腕部のそれぞれに、一直線上に合致する孔部が設けられ、当該各孔部に挿入された挿入部材により、これらが共に固定されたものである。
上述のケーシングを形成する樹脂は、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設定してもよい。

上記構成によれば、リングギヤを金属製とし、ケーシングを樹脂製と成したので、差動伝達装置の軽量化を図ることができる。
しかも、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部とピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、ケーシングの一対のピニオンギヤ中心軸の支持腕部に埋込み固定したので、次の如き作用、効果がある。

すなわち、サイドギヤ反力によりピニオンギヤ背面から入力される圧力を、金属製インサートの回転摺動の受け部の広い外側面部全体を介して、樹脂製のケーシングにおけるピニオンギヤ中心軸の支持腕部に伝えるので、当該支持腕部に局所的な圧力が入力するのを緩和することができる。
また、ケーシングとピニオンギヤ中心軸とが一体回転する時、高い面圧を、金属製インサートのスリーブ部を介して、ケーシングの支持腕部に伝えるので、面圧緩和を図ることができる。

さらに、上述の挿入部材により、ケーシングの支持腕部と、インサートのスリーブ部と、ピニオンギヤ中心軸のスリーブ部への挿入部との三者の位置決め、および、固定の簡素化を図ることができる。

この発明の一実施態様においては、上記金属製インサートの回転摺動の受け部には放射方向に延びる油路が凹設されたものである。
上記構成によれば、上述の油路により、金属製インサートとピニオンギヤ間の潤滑性を確保することができる。

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用金型内に、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、上記金型の型締め状態で、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、分割可能な中子により、ピニオンギヤ中心軸の両端部を支持する支持腕部が形成される空間に配置して支持する第２工程と、上記金型の型締め後、該金型内に形成される空間に溶融樹脂を射出してケーシングを形成すると共に上記金属製リングギヤと金属製インサートとを一体化する第３工程と、溶融樹脂の硬化後に、上記金型を開いて成形品たる上記ケーシングを金型から取出すと共に上記中子を分割して除去する第４工程と、上記スリーブ部周囲の支持腕部に、上記金属製インサートのスリーブ部と上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部と、一直線上に合致する挿通孔を開削する第５工程と、上記支持腕部の内部に一対のピニオンギヤとサイドギヤを組み込んでピニオンギヤ中心軸を上記スリーブ部に挿通させ、棒状の挿入部材を上記挿通孔と上記スリーブ部とピニオンギヤ中心軸の孔部に一直線上に挿入してこれらを固定する第６工程とを実行してなるものである。
上記構成によれば、上述の第１工程で、ケーシングの射出成形用金型内に、型開き状態で金属製のリングギヤが配置固定される。

次に、第２工程で、金型の型締め状態で、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体となった金属製インサートを、分割可能な中子により、ピニオンギヤ中心軸の両端部を支持する支持腕部が形成される空間に配置して支持する。

次に第３工程で、上記金型の型締め後、該金型内に形成される空間に溶融樹脂を射出してケーシングを形成すると共に上記金属製リングギヤと金属製インサートとを一体化する。

次に第４工程で、溶融樹脂の硬化後に、上記金型を開いて成形品たる上記ケーシングを金型から取出すと共に上記中子を分割して除去する。

次に第５工程で、上記スリーブ部周囲の支持腕部に、上記金属製インサートのスリーブ部と上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部と、一直線上に合致する挿通孔を開削する。

次に第６工程で、上記支持腕部の内部に一対のピニオンギヤとサイドギヤを組み込んでピニオンギヤ中心軸を上記スリーブ部に挿通させ、棒状の挿入部材を上記挿通孔と上記スリーブ部とピニオンギヤ中心軸の孔部に一直線上に挿入してこれらを固定する。

上記構成によれば、第２工程で、ピニオンギヤ中心軸の両端部を支持する支持腕部が形成される空間に配置支持された金属製インサートが、次の第３工程で、当該空間に埋込み固定され、ケーシングと金属製インサートとが一体化されるので、請求項１に記載の効果を発揮する差動伝達装置を製造することができる。

この発明によれば、差動伝達装置の軽量化を図りつつ、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部とピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、ケーシングの一対のピニオンギヤ中心軸の支持腕部に埋込み固定することで、ケーシングのピニオンギヤ中心軸の支持腕部に作用するサイドギヤ反力に起因する圧力の緩和およびピニオンギヤ中心軸の端部からの面圧の緩和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 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 車両用差動伝達装置のケーシング、リングギヤおよび金属製インサートを示す断面図 （ａ）は金属製インサートの斜視図、（ｂ）は金属製インサートの他の実施例を示す縦断面図、（ｃ）は図５の（ｂ）の底面図 リングギヤ配置工程および金属製インサートの配置工程を示す断面図 図６のＡ−Ａ線矢視断面図 溶融樹脂の射出工程を示す断面図 図８のＢ−Ｂ線矢視断面図 上部中子の取外し工程を示す断面図 左右中子の抜取り工程を示す断面図 左右中子の取外し工程を示す断面図 挿入部材の挿入工程を示す断面図

差動伝達装置の軽量化を図りつつ、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部とピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、ケーシングの一対のピニオンギヤ中心軸の支持腕部に埋込み固定することで、ケーシングのピニオンギヤ中心軸の支持腕部に作用するサイドギヤ反力に起因する圧力の緩和およびピニオンギヤ中心軸の端部からの面圧の緩和を図るという目的を、変速機の出力ギヤに噛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共に、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、上記ケーシングは、ピニオンギヤの中心軸の両端部を支持する一対の支持腕部を含んでなり、当該支持腕部に、上記ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートが埋め込んで固定されており、上記金属製インサートのスリーブ部と、上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部と、上記スリーブ部周囲の支持腕部のそれぞれに、一直線上に合致する孔部が設けられ、当該各孔部に挿入された挿入部材により、これらが共に固定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ギヤ中心軸としてのピニオンシャフト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（孔部）を有し、ケーシング１０の後述する支持腕部１０ｃに形成されたピン孔２２（孔部）と、ピニオンシャフト２０のピン孔２１とに挿入部材としての固定ピン２３（いわゆるスプリングピン）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に回転不能かつ抜出し不能に固定されている。

上述のピニオンシャフト２０の両端側には、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はケーシング１０とリングギヤ１２とを示す分解斜視図、図３はリングギヤ１２の説明図、図４は車両用差動伝達装置のケーシング１０、リングギヤ１２および金属製インサート部材を示す断面図である。

図２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いる。

図３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。

この実施例では、図２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、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、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１０ｂの荷重受圧面を大きくとることができ、応力の分散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。

図５の（ａ）は金属製インサートの斜視図、図５の（ｂ）は金属製インサートの他の実施例を示す縦断面図、図５の（ｃ）は図５の（ｂ）の底面図である。

図１、図４に示すように、ケーシング１０における一対のピニオンシャフト支持腕部１０ｃ（以下単に支持腕部１０ｃと略記する）には、金属製インサート２７がそれぞれ埋込み固定されている。

この金属製インサート２７は、図４、図５に示すように、ピニオンシャフト２０を挿通する円筒形状のスリーブ部２７ａと、ピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとを一体形成したもので、当該摺動受け部２７ｂは球面形状に加工されている。

上述のように、金属製インサート２７をケーシング１０の支持腕部１０ｃに埋込み固定することで、サイドギヤ２５の反力によりピニオンギヤ２４背面から入力される圧力を、当該金属製インサート２７の摺動受け部２７ｂの広い外側面部全体を介して、樹脂製のケーシング１０における支持腕部１０ｃに伝え、これにより、該支持腕部１０ｃに局所的な圧力が入力されるのを緩和するよう構成したものである。

また、ケーシング１０とピニオンシャフト２０とが一体回転する時、高い面圧を、金属製インサート２７の支持筒部２７ａを介して、ケーシング１０の支持腕部１０ｃに伝え、これにより、面圧緩和を図るよう構成したものである。

さらに、図４に示すように、金属製インサート２７のスリーブ部２７ａの外側はケーシング１０それ自体でその全周を覆っている。つまり、ケーシング１０にはスリーブ部２７ａの外端部全周をその外方から覆う抜止め部１０ｄが一体形成されており、当該抜止め部１０ｄにて金属製インサート２７の抜止めを図るよう構成している。

金属製インサート２７の摺動受け部２７ｂには、図５の（ｂ）、図５の（ｃ）に示すように、放射方向に延びる油路２７ｃを凹設してもよい。このように、上記摺動受け部２７ｂに油路２７ｃを形成すると、当該油路２７ｃにより、金属製インサート２７とピニオンギヤ２４背面との間の潤滑性を確保することができる。なお、図５の（ｃ）に示すように、上述の油路２７ｃは底面視で略十文字状のパターンに形成したが、油路２７ｃの形成パターンは、これに限定されるものではない。

一方で、図１３に示すように、上述の金属製インサート２７のスリーブ部２７ａには、ピニオンシャフト２０のピン孔２１、およびケーシング１０のピン孔２２と一直線上に合致するピン孔２８，２８が形成されており、これら各ピン孔２２，２８，２１に貫通状に挿入する挿入部材としての固定ピン２３にて、図１３、図１に示すように、金属製インサート２７のスリーブ部２７ａと、ピニオンシャフト２０の端部と、ケーシング１０の支持腕部１０ｃとの三者を連結固定している。
これにより、上記固定ピン２３にて上述の三者の位置決め、および固定の簡素化を図るよう構成したものである。

次に、図６〜図１３を参照して、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について説明する。

図６はリングギヤ配置工程および金属製インサート部材の配置工程を示す断面図、図７は図６のＡ−Ａ線矢視断面図、図８は溶融樹脂の射出工程を示す断面図、図９は図８のＢ−Ｂ線矢視断面図、図１０は上部中子の取外し工程を示す断面図、図１１は左右中子の抜取り工程を示す断面図、図１２は左右中子の取外し工程を示す断面図、図１３は挿入部材の挿入工程を示す断面図である。なお、図１０、図１１、図１２においては、図示の便宜上、リングギヤ１２の図示を省略している。

まず、リングギヤ製造工程で、鍛造により金属製のリングギヤ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を研創すると共に、内周側に機械加工にて突条部１２ｂを形成する。
このリングギヤ１２は必要に応じて焼入れ処理や仕上げ処理等の所定の処理が施される。

図６に示す成形装置３０は、射出成形用金型としての下型３１（第１外型）と、上型（第２外型）と、複数の分割可能な中子３３，３４，３５，３６，３７と、型締め、および、型開きを行なう成形開閉装置（図示せず）と、上記各金型（詳しくは、下型３１、上型３２、各中子３３，３４，３５，３６）により形成されるキャビティ３８に溶融樹脂を射出するゲート３９とを有する。この実施例では、該ゲート３９は上型３２に設けられている。

上述の下型３１は、その外周部にリングギヤ１２の嵌込み部３１ａを備えている。また下型３１の中央部には上方に向けて突出するボス部１３形成用の突部３１ｂが一体形成されると共に、該突部３１ｂの径方向外方にはボス部１３形成用の形状面３１ｃが形成され、この形状面３１ｃと上述の嵌込み部３１ａとの間にはフランジ部１１形成用の形状面３１ｄが形成されている。

上述の上型３２の中央部には下方に向けて突出するボス部１４形成用の突部３２ａが一体形成されると共に、該突部３２ａの径方向外方にはボス部１４形成用の形状面３２ｂが形成されている。
また、上述の上型３２の下部から下端にかけてフランジ部１１形成用の形状面３２ｃが形成されており、この形状面３２ｃと上述の形状面３２ｂとの間には腕部１０ｃ形成用の形状面３２ｄが形成されている。
上述の下型３１と上型３２は、分割面としてのパーティングラインＰＬで当接（型締め）および離間（型開き）するように構成されている。

上述の中子は、上側の突部３２ａ下部に当接される上部中子３３と、下側の突部３１ｂ上部に当接される下部中子３４と、金属製インサート２７を保持する保持部３５ａが一体形成された左中子３５と、金属製インサート２７を保持する保持部３６ａが一体形成された右中子３６と、上述の各中子３３，３４，３５，３６間に位置して、これらの各中子３３，３４，３５，３６の位置ずれ防止を図る断面方形状の中間中子３７と、に５分割されている。

ここで、上述の左中子３５および右中子３６の各保持部３５ａ、３６ａは、金属製インサート２７のスリーブ部２７ａを装着する円柱部と、金属製インサート２７の摺動受け部２７ｂを当接する球面形状の当接部とを、それぞれ備えている。
これらの各中子３３〜３７は、ケーシング１０成形後に開口部２６（図２参照）が形成される部位に相当して上型３２に形成された開口部４１，４２（図７参照）から金型内に挿入されるものである。

すなわち、金属製インサート２７を保持した左右一対の中子３５，３６を互いに近接させた状態で、開口部４２から金型内に挿入した後に、各中子３５，３６を離間させて、図６、図７に示す所定位置にセットし、次に、上下一対の中子３３，３４を互いに近接させた状態で、開口部４２から金型内に挿入した後に、各中子３３，３４を離間させて、図６、図７に示す所定位置にセットし、次に、中間中子３７を開口部４１から金型内に挿入すると、この中間中子３７で他の中子３３〜３６の位置規制を行なうと共に、金属製インサート２７を支持腕部１０ｃが形成される空間に配置した状態下でのキャビティ３８が形成されるものである。

第１工程で、ケーシング１０を射出成形する金型（射出成形用金型）内、詳しくは、下型３１の嵌込み部３１ａに、型開き状態で金属製のリングギヤ１２を配置固定する（図６参照）。

次に、第２工程で、下型３１と上型３２の型締め状態で、ピニオンシャフト２０のスリーブ部２７ａとピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとが一体形成された金属製インサート２７を、分割構造の中子３３〜３７を用いて、支持腕部１０ｃが形成される空間に配置支持する（図６参照）。

次に、第３工程で、図８に示すように、下型３１と上型３２の型締め後に、ゲート３９から当該金型内に形成される空間としてのキャビティ３８内に溶融樹脂を射出して、ケーシング１０を形成すると共に、金属製インサート部材２７を、ケーシング１０の所定部に埋込み固定する。この際、ケーシング１０一端部外周には、リングギヤ１２内周側の複数の突条部１２ｂが取込まれ、樹脂硬化後において、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ることになる。

次に、第４工程で、溶融樹脂の硬化後に、中子３３〜３７を分割して除去すると共に、下型３１と上型３２とを型開きして、ケーシング１０の支持腕部１０ｃに金属製インサート部材２７が埋込み固定され、かつ、樹脂製ケーシング１０の一端部外周に金属製のリングギヤ１２が結合されてなる成形品Ｄを取出す（図４参照）。
上述の中子３３〜３７の取出し方法を、図９〜図１２を参照して以下に説明する。

図９に示す各中子３３〜３７のセット位置から、まず、図１０に示すように、中間中子３７を開口部４１から上型３２外方に取出す。

図１０に示すように、中間中子３７が取出されると、左右の中子３５，３６間には空間部が形成されるので、図１０に示す状態から図１１に示すように、左中子３５と右中子３６とを近接方向に移動し、これらの中子３５，３６の各保持部３５ａ，３６ａを金属製インサート２７，２７から抜取る。

次に、図１１に示す状態から図１２に示すように、左右の中子３５，３６の近接状態を保ったまま、左右一対の中子３５，３６を開口部４２から上型３２外方に取出す。

次に、図１２に示す状態から上下一対の中子３３，３４を近接方向に移動させた後、当該近接状態を保ったまま、上下一対の中子３３，３４を開口部４２から上型３２外方に取出す。
このようにして、全ての中子３３〜３７を上型３２から取出すことができる。

次に、第５工程で、図１３に示すように、上述のスリーブ部２７ａ周囲の支持腕部１０ｃに、金属製インサート２７のスリーブ部２７ａとピニオンシャフト２０のスリーブ部２７ａへの挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部としてのピン孔２８，２１と、一直線上に合致する挿通孔としてのピン孔２２を開削する。

次に、第６工程で、支持腕部１０ｃの内部に一対のピニオンギヤ２４とサイドギヤ２５とを組込んでピニオンシャフト２０をスリーブ部２７ａに挿通させ、棒状の挿入部材である固定ピン２３を上述の挿通孔としてのピン孔２２とスリーブ部２７ａとピニオンシャフト２０の孔部（ピン孔２８，２１）に一直線上に挿入してこれらを固定する。

このように、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を収容支持すると共に、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、上記ケーシング１０は、ピニオンギヤ２４の中心軸（ピニオンシャフト２０参照）の両端部を支持する一対の支持腕部１０ｃを含んでなり、当該支持腕部１０ｃに、上記ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）が挿通するスリーブ部２７ａと上記ピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとが一体になった金属製インサート２７が埋め込んで固定されており、上記金属製インサート２７のスリーブ部２７ａと、上記ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の上記スリーブ部２７ａへの挿通部と、上記スリーブ部２７ａ周囲の支持腕部１０ｃのそれぞれに、一直線上に合致する孔部（ピン孔２８，２１，２２）が設けられ、当該各孔部に挿入された挿入部材（固定ピン２３）により、これらが共に固定されたものである（図１、図１３参照）。
上述のケーシング１０を形成する樹脂は、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設定されることが好ましい。

上記構成によれば、リングギヤ１２を金属製とし、ケーシング１０を樹脂製と成したので、差動伝達装置の軽量化を図ることができる。
しかも、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）が挿通するスリーブ部２７ａとピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとが一体になった金属製インサート２７を、ケーシング１０の一対のピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の支持腕部１０ｃ，１０ｃに埋込み固定したので、次の如き作用、効果がある。

すなわち、サイドギヤ２５反力によりピニオンギヤ２４背面から入力される圧力を、金属製インサート２７の回転摺動の受け部２７ｂの広い外側面部全体を介して、樹脂製のケーシング１０におけるピニオンギヤ中心軸の支持腕部１０ｃに伝えるので、当該支持腕部１０ｃに局所的な圧力が入力するのを緩和することができる。
また、ケーシング１０とピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）とが一体回転する時、高い面圧を、金属製インサート２７のスリーブ部２７ａを介して、ケーシング１０の支持腕部１０ｃに伝えるので、面圧緩和を図ることができる。

さらに、上述の挿入部材（固定ピン２３参照）により、ケーシング１０の支持腕部１０ｃと、インサート２７のスリーブ部２７ａと、ピニオンギヤ中心軸のスリーブ部２７ａへの挿入部との三者の位置決め、および、固定の簡素化を図ることができる。

また、この発明の一実施形態においては、上記金属製インサート２７の回転摺動の受け部２７ｂには放射方向に延びる油路２７ｃが凹設されたものである（図５参照）。
この構成によれば、上述の油路２７ｃにより、金属製インサート２７とピニオンギヤ２４間の潤滑性を確保することができる。

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の射出成形用金型（下型３１、上型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６参照）と、上記金型の型締め状態で、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）が挿通するスリーブ部２７ａと上記ピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとが一体になった金属製インサート２７を、分割可能な中子３３，３４，３５，３６，３７により、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の両端部を支持する支持腕部１０ｃが形成される空間に配置して支持する第２工程（図６参照）と、上記金型の型締め後、該金型内に形成される空間（キャビティ３８参照）に溶融樹脂を射出してケーシング１０を形成すると共に上記金属製リングギヤ１２と金属製インサート２７とを一体化する第３工程（図８参照）と、溶融樹脂の硬化後に、上記金型を開いて成形品Ｄたる上記ケーシング１０を金型から取出すと共に上記中子３３〜３７を分割して除去する第４工程（図４、図１０、図１１、図１２参照）と、上記スリーブ部２７ａ周囲の支持腕部１０ｃに、上記金属製インサート２７のスリーブ部２７ａと上記ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の上記スリーブ部２７ａへの挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部（ピン孔２８，２１）と、一直線上に合致する挿通孔（ピン孔２２）を開削する第５工程（図１３参照）と、上記支持腕部１０ｃの内部に一対のピニオンギヤ２４とサイドギヤ２５を組み込んでピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）を上記スリーブ部２７ａに挿通させ、棒状の挿入部材（固定ピン２３）を上記挿通孔（ピン孔２２）と上記スリーブ部２７ａとピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の孔部（ピン孔２１）に一直線上に挿入してこれらを固定する第６工程（図１、図１３参照）とを実行してなるものである。
この構成によれば、上述の第１工程で、ケーシング１０の射出成形用金型（下型３１、上型３２参照）内に、型開き状態で金属製のリングギヤ１２が配置固定される。

次に、第２工程で、金型の型締め状態で、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）が挿通するスリーブ部２７ａと上記ピニオンギヤ２４背面の回転摺動の受け部２７ｂとが一体となった金属製インサート２７を、分割可能な中子３３〜３７により、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の両端部を支持する支持腕部１０ｃが形成される空間に配置して支持する。

次に第３工程で、上記金型の型締め後、該金型内に形成される空間（キャビティ３８参照）に溶融樹脂を射出してケーシング１０を形成すると共に上記金属製リングギヤ１２と金属製インサート２７とを一体化する。

次に第４工程で、溶融樹脂の硬化後に、上記金型を開いて成形品Ｄたる上記ケーシング１０を金型から取出すと共に上記中子３３〜３７を分割して除去する。

次に第５工程で、上記スリーブ部２７ａ周囲の支持腕部１０ｃに、上記金属製インサート２７のスリーブ部２７ａと上記ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の上記スリーブ部２７ａへの挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部（ピン孔２８，２１）と、一直線上に合致する挿通孔（ピン孔２２）を開削する。

次に第６工程で、上記支持腕部１０ｃの内部に一対のピニオンギヤ２４とサイドギヤ２５を組み込んでピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）を上記スリーブ部２７ａに挿通させ、棒状の挿入部材（固定ピン２３）を上記挿通孔（ピン孔２２）と上記スリーブ部２７ａとピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の孔部（ピン孔２８，２１）に一直線上に挿入してこれらを固定する。

この構成によれば、第２工程で、ピニオンギヤ中心軸（ピニオンシャフト２０）の両端部を支持する支持腕部１０ｃが形成される空間に配置支持された金属製インサート２７が、次の第３工程で、当該空間に埋込み固定され、ケーシング１０と金属製インサート２７とが一体化されるので、請求項１に記載の効果を発揮する差動伝達装置を製造することができる。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のピニオンギヤ中心軸は、実施例のピニオンシャフト２０に対応し、
以下同様に、
挿通孔は、ピン孔２２に対応し、
孔部は、ピン孔２１，２８に対応し、
挿入部材は、固定ピン２３に対応し、
射出成形用金型は、下型３１、上型３２に対応し、
金型内に形成される空間は、キャビティ３８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。
例えば、固定ピン２３で支持腕部１０ｃと金属製インサート２７とピニオンギヤ中心軸のスリーブ部２７ａへの挿入部との三者を連結固定する構成に代えて、ボルト、ナットによりこれら三者を連結固定すべく構成してもよい。

以上説明したように、本発明は、変速機の出力ギヤに噛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共に、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ついて有用である。

６…出力ギヤ
１０…ケーシング
１０ｃ…支持腕部
１２…リングギヤ
１２ｈ…ヘリカルギヤ
１５，１６…ドライブシャフト
２０…ピニオンシャフト（ピニオンギヤ中心軸）
２１，２２，２８…ピン孔（孔部、挿通孔）
２３…固定ピン（挿入部材）
２４…ピニオンギヤ
２５…サイドギヤ
２７…インサート
２７ａ…スリーブ部
２７ｂ…摺動受け部
２７ｃ…油路
３１…下型（射出成形用金型）
３２…上型（射出成形用金型）
３３〜３７…中子
３８…キャビティ（空間）
Ｄ…成形品

Claims (3)

1. 変速機の出力ギヤに噛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共に、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、
   上記ケーシングは、ピニオンギヤの中心軸の両端部を支持する一対の支持腕部を含んでなり、
   当該支持腕部に、上記ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートが埋め込んで固定されており、
   上記金属製インサートのスリーブ部と、上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部と、
   上記スリーブ部周囲の支持腕部のそれぞれに、一直線上に合致する孔部が設けられ、当該各孔部に挿入された挿入部材により、これらが共に固定されたことを特徴とする
   車両用差動伝達装置。
2. 上記金属製インサートの回転摺動の受け部に、放射方向に延びる油路が凹設されたことを特徴とする
   請求項１に記載の車両用差動伝達装置。
3. 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用金型内に、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、
   上記金型の型締め状態で、ピニオンギヤ中心軸が挿通するスリーブ部と上記ピニオンギヤ背面の回転摺動の受け部とが一体になった金属製インサートを、分割可能な中子により、ピニオンギヤ中心軸の両端部を支持する支持腕部が形成される空間に配置して支持する第２工程と、
   上記金型の型締め後、該金型内に形成される空間に溶融樹脂を射出してケーシングを形成すると共に上記金属製リングギヤと金属製インサートとを一体化する第３工程と、
   溶融樹脂の硬化後に、上記金型を開いて成形品たる上記ケーシングを金型から取出すと共に上記中子を分割して除去する第４工程と、
   上記スリーブ部周囲の支持腕部に、上記金属製インサートのスリーブ部と上記ピニオンギヤ中心軸の上記スリーブ部への挿通部分にそれぞれ予め設けられた孔部と、一直線上に合致する挿通孔を開削する第５工程と、
   上記支持腕部の内部に一対のピニオンギヤとサイドギヤを組み込んでピニオンギヤ中心軸を上記スリーブ部に挿通させ、棒状の挿入部材を上記挿通孔と上記スリーブ部とピニオンギヤ中心軸の孔部に一直線上に挿入してこれらを固定する第６工程とを実行してなる
   車両用差動伝達装置の製造方法。

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