JPH08320059A

JPH08320059A - デファレンシャルおよびその製造方法ならびに該製法に用いる中子

Info

Publication number: JPH08320059A
Application number: JP12665295A
Authority: JP
Inventors: Noboru Ashikawa; 昇芦川; Masaki Suzuki; 正基鈴木; Mitsuharu Nakano; 光晴中野; Eishin Harano; 英信原野
Original assignee: Yanagawa Seiki Co Ltd
Current assignee: Yanagawa Seiki Co Ltd
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】生産効率に優れるとともに高精度で、かつ、
軽量で、長期間に亘り安定した機能を保持することがで
きるデファレンシャルを提供すること。【構成】トランスミッション２の出力軸２０からリン
グギア２６に入力されたエンジンの駆動力をリングギア
２６と一体回転するデフケース２５の内部に配設された
デファレンシャルギア７を介して車輪駆動軸８に伝達す
るデファレンシャル２４において、非鉄金属素材により
形成されたデフケース２５に鋼系の金属素材により製せ
られたリングギア２６が鋳込まれて一体化されているこ
とを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のエンジンの駆
動力を車輪駆動軸に伝達するのに好適なデファレンシャ
ルに係り、特に、生産効率に優れ、かつ、高精度のデフ
ァレンシャルおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、自動車等においては、エンジ
ンの駆動力をトランスミッション（変速機）に入力して
エンジンの駆動力を制御し、この制御されたエンジンの
駆動力をトランスミッションの出力軸から必要に応じて
プロペラシャフト（推進軸）を介してデフと称されるデ
ファレンシャル（差動装置）に入力し、デファレンシャ
ルによりエンジンの駆動力を車輪駆動軸に伝達するよう
にした駆動力伝達装置が用いられている。

【０００３】図１１は、このような従来からある自動車
の駆動力伝達装置に用いられるデファレンシャル１の一
例を示すものであり、デファレンシャル１は、トランス
ミッション２のミッションケース３の内部に回転自在に
取着されたデフケース４を有している。そして、デフケ
ース４の内部には、それぞれ１対のピニオン５およびサ
イドギア６を具備するデファレンシャルギア７が配設さ
れており、このデファレンシャルギア７のサイドギア６
には、デフケース４の回転軸心ＲＬと軸心が一致するよ
うにして図１１において想像線にて示す１対の車輪駆動
軸８，８、例えば前車輪駆動軸の一端が取着されるよう
になっている。

【０００４】前記デフケース４について図１２から図１
６により詳しく説明すると、デフケース４は、図１４に
おいて左右方向に示す左右１対の略環状に形成されたジ
ャーナル部９が適宜な間隔を隔てて形成されている。こ
のジャーナル部９の軸心は、デフケース４の回転軸心Ｒ
Ｌと一致するようにされており、各ジャーナル部９は、
図１１に示すように、ベアリング１０を介してトランス
ミッション２のミッションケース３の内部に回転自在に
取着されるようになっている。

【０００５】そして、図１４において左方に示す一方の
ジャーナル部９Ｌには、例えば車輪駆動軸８の一方（左
車輪駆動軸、図１１）が挿通可能な車軸貫通孔１１Ｌが
形成されており、図１４において右方に示す他方のジャ
ーナル部９Ｒには、例えば車輪駆動軸８の他方（右車輪
駆動軸、図１１）が挿通可能な車軸貫通孔１１Ｒが形成
されている。この各貫通孔１１Ｌ，１１Ｒは、それぞれ
の軸心が一致するように形成されるとともに、各車軸貫
通孔１１Ｌ，１１Ｒの軸心は、デフケース４の回転軸心
ＲＬと一致するように形成されている。

【０００６】前記各ジャーナル部９Ｌ，９Ｒは、軸方向
中央部に位置するそれぞれの基端部が各ジャーナル部９
Ｌ，９Ｒの外径寸法より大きい外径寸法とされた筒状の
連結部１２により一体的に接続されており、この連結部
１２には、図１５に示すように、デフケース４の回転軸
心ＲＬに対して直交するようにして連結部１２を板厚方
向に貫通する１対の窓部１３が形成されている。この窓
部１３は、デフケース４の内部に配設されるデファレン
シャルギア７（図１１）の装着部の加工およびデファレ
ンシャルギア７の組立などに用いるものである。

【０００７】また、連結部１２の軸方向の略中央部に
は、デフケース４の回転軸心ＲＬに対して直交するよう
にして図１４において上下に示す上下１対のシャフト装
着孔１４がそれぞれの軸心が一致するようにして形成さ
れており、このシャフト装着孔１４には、ピニオンシャ
フト１５（図１１）が装着されるようになっている。

【０００８】前記連結部１２の外周面の図１４において
右端部近傍には、環状のフランジ部１６が形成されてい
る。このフランジ部１６には、図１２、図１５および図
１６に示すように、デフケース４の回転軸心ＲＬと平行
に延在するようにしてフランジ部１６板厚方向に貫通す
る１０箇所のねじ孔１７がデフケース４の回転軸心ＲＬ
から等距離位置に、等角度分配置されている。

【０００９】前記デフケース４のフランジ部１６には、
図１１に示すように、個別に形成された環状のリングギ
ア１８がその軸心をデフケース４の回転軸心ＲＬと一致
するようにしてボルト１９等により伝達トルクに耐え得
るように結合されており、リングギア１８の外周面に
は、トランスミッション２の出力軸２０に取着されたド
ライブギア２１に噛合する歯部２２が形成されている。
そして、リングギア１８の側面には、ボルト１９が挿通
されるボルト挿通孔２３が形成されている。

【００１０】すなわち、図示しないエンジンの駆動力
は、トランスミッション２の出力軸２０からデファレン
シャル１のリングギア１８に入力され、これによりリン
グギア１８とデフケース４とが一体回転し、デフケース
４の内部に配設されたデファレンシャルギア７を介して
車輪駆動軸８，８を駆動するようになっている。

【００１１】前記デフケース４は、内部にデファレンシ
ャルギア７が装着され、また、車軸貫通孔１１，１１は
車輪駆動軸８，８が挿通され、互いに回転運動する部位
であるために、潤滑性に優れた鋳鉄系の金属素材、例え
ば球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ４５〜５５：ＪＩＳＧ５５
０２）を砂型鋳造することにより鋳造品を形成し、その
後、鋳造品に焼準等の熱処理を施した後に機械加工によ
る仕上げ加工を施すことにより形成されている。

【００１２】前記リングギア１８は、トランスミッショ
ン２の出力軸２０から入力される図示しないエンジンの
駆動力をデフケース４に伝達するように外周面に歯部２
２が創生されており、エンジンの駆動力に耐え得る鋼系
の金属素材、例えば浸炭鋼（ＳＣＭ４２０：ＪＩＳＧ
４１０５）等を鍛造して鍛造品を形成し、その後、鍛
造品に歯切り加工などの機械加工を施した後に、少なく
とも歯部２２に硬化処理を施し、その後、歯部の歯面の
研削などの仕上げ加工を施すことにより形成されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のデファレンシャル１においては、予め所定形状
に形成されたデフケース４とリングギア１８とをボルト
１９等によって結合することにより一体化されており、
デフケース４に対するリングギア１８の結合精度（組立
精度）、例えばデフケース４の回転軸心ＲＬに対するリ
ングギア１８の歯部２２の歯先の振れを少なくして歯面
の位置精度を高精度にしないと、トランスミッション２
の出力軸２０に取着されたドライブギア２１と、リング
ギア１８の歯部２２との噛合部で異音が生じる場合があ
るという問題点があった。また、ボルト１９によるデフ
ケース４に対するリングギア１８の締付強度（締結強
度）を大きくしないと、使用時の駆動トルクにより、ボ
ルト１９が弛んでしまう場合があるという問題点があっ
た。

【００１４】そして、このような問題点に対処するため
には、デフケース４とリングギア１８との結合部（詳し
くは、デフケース４に形成するねじ孔１７と、リングギ
ア１８に形成されるボルト１９が挿通可能なボルト挿通
孔２３）の機械加工による加工精度を常に高精度に保持
して加工誤差を少なくするとともに、ボルト１９の緩み
止め機構（図示せず）や、結合時に精密な組立を要し、
デフケース４とリングギア１８とのそれぞれの加工およ
び両者の結合に多大な労力と時間とを必要とし、生産効
率に劣り、経済的負担が大きいという問題点があった。

【００１５】また、近年の自動車等においては、高性能
化、省エネルギ化が求められており、この高性能化、省
エネルギ化を図るために自動車の軽量化が図られてい
る。そして、自動車の軽量化、省エネルギ化を図るうえ
でデファレンシャル１の軽量化が求められている。

【００１６】このようなデファレンシャル１の軽量化に
対処するために、鋳鉄系の金属素材より軽量の非鉄金属
素材、例えばアルミニウム（アルミニウム合金）により
製せられたデフケース４が提案されている。

【００１７】しかしながら、従来のアルミニウムを用い
たデフケース４においては、鋳鉄系の金属素材により製
せられたデフケース４と同一形状とすると、１対の窓部
１３が形成された連結部１２の剛性が特に不足して、耐
久性に劣り、寿命が短く長期間に亘り安定した機能を保
持することができないという問題点があった。

【００１８】このような問題点に対処するために、従来
のアルミニウムにより製せられたデフケース４において
は、窓部１３のない構成が提案されるが、このようなも
のはデフケース４の内部に形成するデファレンシャルギ
ア７の装着部の加工が非常に困難であるとともに、デフ
ァレンシャルギア７の組立ができなく、実用化されてい
ないのが現状である。

【００１９】そこで、窓部１３を形成しないでデフケー
ス４の内部にデファレンシャルギア７の装着部を加工す
るとともに、デファレンシャルギア７の組立を可能とす
るために、デフケース４を、デフケース４の回転軸心Ｒ
Ｌに対して直交する方向に２分割した２ピース構成と
し、分割したデフケース４をボルト等により結合したも
のが提案されているが、このような２ピース構成のもの
においては、部品点数が増加して製品の製造に多大な労
力と時間を必要とし、経済的負担が増加するとともに、
デフケース４の結合部の強度を確保するためにデフケー
ス４の回転軸心ＲＬ方向の長さが増加してデフケース４
が大型化するという問題点があった。

【００２０】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、生産効率に優れるとともに高精度で、かつ、軽
量で、長期間に亘り安定した機能を保持することができ
るデファレンシャルおよびその製造方法ならびに該製法
に用いる中子を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため請求項１に記載の本発明のデファレンシャルは、ト
ランスミッションの出力軸からリングギアに入力された
エンジンの駆動力をリングギアと一体回転するデフケー
スの内部に配設されたデファレンシャルギアを介して車
輪駆動軸に伝達するデファレンシャルにおいて、非鉄金
属素材により形成されたデフケースに鋼系の金属素材に
より製せられたリングギアが鋳込まれて一体化されてい
ることを特徴としている。

【００２２】そして、請求項２に記載の本発明のデファ
レンシャルは、請求項１において、前記デフケースは、
外周面に形成され強度を増加させる複数の補強リブと、
外周面に形成され内部の加工および組立を可能ならしめ
る１つの窓部とを有することを特徴としている。

【００２３】さらに、請求項３に記載の本発明のデファ
レンシャルは、請求項１または請求項２において、前記
デフケースの外周面に、中子を離脱させるための叩き孔
が前記窓部と略対向するようにして形成されていること
を特徴としている。

【００２４】また、請求項４に記載の本発明のデファレ
ンシャルは、請求項１乃至請求項３の何れか１項におい
て、前記非鉄金属素材がアルミニウム合金であることを
特徴としている。

【００２５】さらにまた、請求項５に記載の本発明のデ
ファレンシャルの製造方法は、トランスミッションの出
力軸からリングギアに入力されたエンジンの駆動力をリ
ングギアと一体回転するデフケースの内部に配設された
デファレンシャルギアを介して車輪駆動軸に伝達するデ
ファレンシャルの製造方法において、内部の加工および
組立を可能ならしめる１つの窓部を形成可能な中子を、
前記リングギアが装着可能で強度を増加させる複数の補
強リブを形成可能なはめこみ型の内部に装着して鋳型を
形成し、この鋳型の内部にリングギアを装着した状態で
溶融状態とした非鉄金属素材を注入することによりリン
グギアを鋳込んだ鋳造品を形成し、その後、仕上げ加工
を施すことを特徴としている。

【００２６】また、請求項６に記載の本発明の中子は、
請求項５に記載の本発明のデファレンシャルの製造方法
に用いられるものであって、それぞれが独立的に着脱可
能なように複数に分割され、鋳造品の内部の加工および
組立を可能ならしめる１つの窓部を鋳造品に形成可能な
窓形成部を具備し、前記窓部を介して前記鋳造品の外部
に離脱可能に形成されていることを特徴としている。

【００２７】

【作用】請求項１に記載の本発明のデファレンシャルを
請求項６に記載の本発明のデファレンシャルの製造方法
に用いる中子を使用して請求項５に記載の本発明のデフ
ァレンシャルの製造方法にしたがって製造することによ
り、非鉄金属素材により形成されたデフケースに鋼系の
金属素材により製せられたリングギアを鋳込んで一体化
することができる。

【００２８】そして、請求項２に記載の本発明のデファ
レンシャルを請求項６に記載の本発明のデファレンシャ
ルの製造方法に用いる中子を使用して請求項５に記載の
本発明のデファレンシャルの製造方法にしたがって製造
することにより、デフケースに、強度を増加させる複数
の補強リブと、内部の加工および組立を可能ならしめる
１つの窓部とを非鉄金属素材により一体成型することが
できる。

【００２９】さらに、請求項３に記載の本発明のデファ
レンシャルを請求項６に記載の本発明のデファレンシャ
ルの製造方法に用いる中子を使用して請求項５に記載の
本発明のデファレンシャルの製造方法にしたがって製造
することにより、デフケースの内部に、デファレンシャ
ルギアの装着部の可能やデファレンシャルギアの組立を
確実に行う内部空間を容易に形成することができる。

【００３０】また、請求項４に記載の本発明のデファレ
ンシャルを請求項６に記載の本発明のデファレンシャル
の製造方法に用いる中子を使用して請求項５に記載の本
発明のデファレンシャルの製造方法にしたがって製造す
ることにより、デファレンシャルを軽量化することがで
きる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例により説明
する。なお、前述した従来のものと同一ないしは相当す
る構成については、図面中に同一の符号を付し、その説
明は省略する。

【００３２】図１から図５は本発明に係るデファレンシ
ャルの一実施例を示すものであり、図１は正面図であ
り、図２は一部切断左側面図であり、図３は図１のＣ−
Ｃ線に沿った断面図であり、図４は図１のＤ−Ｄ線に沿
った断面図であり、図５は背面図であり、図６は本発明
に係るデファレンシャルに対するデファレンシャルギア
等の取付状態および本発明に係るデファレンシャルのト
ランスミッションに対する取付状態の要部を示す説明図
である。

【００３３】図１から図５に示すように、本実施例のデ
ファレンシャル２４は、デフケース２５とリングギア２
６とが一体形成されている。

【００３４】本実施例のデファレンシャル２４のデフケ
ース２５は、図３において左右方向に示す左右１対の略
環状に形成されたジャーナル部２７が適宜な間隔を隔て
て形成されている。そして、図３において左方に示す一
方のジャーナル部２７Ｌには、例えば図示しない車輪駆
動軸の一方（左車輪駆動軸）が挿通可能な車軸貫通孔２
８Ｌが形成されており、図３において右方に示す他方の
ジャーナル部２７Ｒには、例えば図示しない車輪駆動軸
の他方（右車輪駆動軸）が挿通可能な車軸貫通孔２８Ｒ
が形成されている。この各車軸貫通孔２８Ｌ，２８Ｒ
は、それぞれの軸心が一致するように形成されるととも
に、各ジャーナル部２７Ｌ，２７Ｒの軸心は、デフケー
ス２５の回転軸心ＲＬと一致するように形成されてい
る。

【００３５】前記各ジャーナル部２７Ｌ，２７Ｒは、軸
方向中央部に位置するそれぞれの基端部が各ジャーナル
部２７Ｌ，２７Ｒの外径寸法より大きい外径寸法とされ
た略筒状の連結部２９により一体的に接続されており、
この連結部２９には、図１から図４に示すように、デフ
ケース２５の連結部２９の外周面を板厚方向に貫通する
１個の窓部３０が形成されている。この窓部３０は、デ
フケース２５の内部に配設されるそれぞれ１対のピニオ
ン５および左右１対のサイドギア６からなるデファレン
シャルギア７の装着部の加工ならびにデファレンシャル
ギア７の組立等（図６）に用いるものであり、この窓部
３０により、デフケース２５の内部に形成された内部空
間が外部に接続されている。なお、窓部３０の縁部は、
額縁等と称される厚肉形状とすることがデフケース２５
の強度（剛性）をより向上させるうえで好ましい。

【００３６】前記連結部２９の軸方向の略中央部には、
デフケース２５の回転軸心ＲＬに対して直交するように
して図３において上下に示す上下１対のシャフト装着孔
３１がそれぞれの軸心が一致するようにして形成されて
おり、この各シャフト装着孔３１には、ピニオンシャフ
ト１５が装着されるようになっている（図６）。そし
て、連結部２９の外周面の図３において右端部近傍に
は、連結部２９の外周面から周方向に延出するようにし
てフランジ状に形成された略環状のギア固定部３２が設
けられている。さらに、連結部２９の外周面には、図１
および図５に示すように、強度を増加させる複数の補強
リブ３３がデフケース２５の回転軸心ＲＬから放射状に
図１に示すように窓部３０の形成部位を除いて形成され
ている。

【００３７】なお、補強リブ３３としては、デフケース
２５の回転軸心ＲＬから放射状に形成せずに、例えば連
結部２９の外周面に格子状あるいは綾目状などに形成し
てもよく、特に、本実施例の形状および配設位置に限定
されるものではない。

【００３８】前記連結部２９の外周面には、図２および
図４に示すように、後述する製造時に用いられる本実施
例の中子３４を離脱させるための２個の叩き孔３５が前
記窓部３０と略対向するようにして形成されている。な
お、連結部２９に設ける補強リブ３３および叩き孔３５
の数は、デファレンシャル２４の仕様および設計コンセ
プト等の必要に応じて増減することができる。

【００３９】前記ギア固定部３２には、デフケース２５
の回転軸心ＲＬに対して直交するようにしてデフケース
２５の回転軸心ＲＬと同一軸心とされた環状のリングギ
ア２６がギア固定部３２の外周面から周方向に延出する
ようにして一体成型されている。このリングギア２６の
外周には、図３に示すように、歯部３７が形成されてお
り、この歯部３７は、トランスミッション２の出力軸２
０に取着されたドライブギア２１に噛合するようになっ
ている（図６）。そして、リングギア２６の内周部の軸
方向略中央部には、歯部３７の厚さより薄く形成された
基体部３８が形成されており、リングギア２６は、全体
として断面略Ｔ字形状の環状に形成されている。この基
体部３８の両側面および自由端は、前記デフケース２５
のギア固定部３２に覆われている。さらに、基体部３８
には、図４に示すように、板厚方向に貫通するようにし
てデフケース２５の回転軸心ＲＬから等距離位置に等角
度分配置された１０個の固定用貫通孔３９が形成されて
おり、本実施例における各固定用貫通孔３９は、前記デ
フケース２５の連結部２９の外周面にデフケース２５の
回転軸心ＲＬから放射状に形成された各補強リブ３３の
延長線上に位置するように形成されている。この各固定
用貫通孔３９を、前記デフケース２５のギア固定部３２
をもって埋設することにより、リングギア２６がデフケ
ース２５に固着されるようになっている。

【００４０】なお、固定用貫通孔３９の数は、デファレ
ンシャル２４の仕様および設計コンセプト等の必要に応
じて増減することができる。

【００４１】また、デフケース２５にリングギア２６を
固着する方法としては、リングギア２６の基体部３８
に、固定用貫通孔３９のかわりに、凸部、凹部、切欠部
などを設ける構成としてもよい。

【００４２】本実施例のデファレンシャル２４に対する
デファレンシャルギア７、車輪駆動軸８等の取付状態お
よびデファレンシャル２４のトランスミッション２に対
する取付状態を図６に示す。なお、デファレンシャル２
４に対するデファレンシャルギア７、車輪駆動軸８等の
取付状態およびデファレンシャル２４のトランスミッシ
ョン２に対する取付状態は、前述した従来例と同様であ
り、その詳しい説明は省略する。

【００４３】つぎに、本実施例のデファレンシャルの製
造方法の一実施例について図７により説明する。

【００４４】図７は本発明に係るデファレンシャルの製
造方法の一実施例の要部を工程順に示す工程図である。

【００４５】図７に示すように、本実施例のデファレン
シャルの製造方法においては、リングギア形成工程４０
と、鋳造工程４１と、熱処理工程４２と、硬化処理工程
４３と、仕上げ加工工程４４とを順に行うようになって
いる。

【００４６】前記各工程についてさらに詳しく説明す
る。

【００４７】前記リングギア形成工程４０は、リングギ
ア２６を形成するためのものであり、鋼系の金属素材を
鍛造し所定形状の鍛造品を形成し、この鍛造品に対し
て、旋盤、フライス盤、ホブ盤等の工作機械を用いて、
固定用貫通孔３９の切削加工、大まかな歯部３７の歯切
り等の機械加工を施して、鍛造品を所定の寸法および形
状に形成し、その後、浸炭焼入れ・焼もどしなどの熱処
理を施すことにより、所定形状のリングギア２６を得る
ようにされている。なお、浸炭焼入れ・焼もどしなどの
熱処理は、金属素材の種類やデファレンシャル２４の仕
様および設計コンセプト等の必要に応じて行えばよく、
必ずしもリングギア２６に熱処理を施す必要はない。

【００４８】前記鋳造工程４１は、窓部３０を形成可能
な後述する中子３４とリングギア形成工程４０により得
られたリングギア２６とを、補強リブ３３を形成可能な
後述するはめこみ型４６の内部に装着して鋳型４７を形
成し、この鋳型４７の内部にリングギア２６を装着した
状態で溶融状態とした非鉄金属素材、本実施例において
は後述するアルミニウム合金を高圧下で注入して鋳込を
施してスクイーズキャスト（圧力８００Ｋｇ／ｃｍ²以
上）等の高圧鋳造を行い、溶融状態の非鉄金属素材を鋳
型の内部で固化させた後、鋳型から後述する鋳造品（鋳
物）７０を取り出し、その後、中子３４を鋳造品７０か
ら離脱（分離）することによりリングギア２６がデフケ
ース２５に鋳込まれて一体成型された鋳造品７０を得る
ようにされている。

【００４９】なお、本実施例の中子３４は、後述するよ
うに複数に分割された組み立て式のものを用いることに
より、鋳造品７０に形成された叩き孔３５の内部に位置
する中子３５の部位を外部から内部に向かって叩くこと
により容易に離脱させることができる。

【００５０】また、鋳造方法としては、高圧ダイカスト
等の高圧鋳造でもよく、特に本実施例の鋳造方法に限定
されるものではない。

【００５１】前記熱処理工程４２は、Ｔ６（焼入れ焼も
どし）またはＴ７（焼入れ後安定化処理）の熱処理を施
すことにより、鋳造品７０のデフケース２５の機械特性
を向上させた熱処理品を得るようにされている。

【００５２】なお、熱処理工程４２は、デファレンシャ
ル２４の仕様および設計コンセプト等の必要に応じて行
えばよく、必ずしも必要なものではない。

【００５３】前記硬化処理工程４３は、例えば高周波焼
入れを施すことにより、デファレンシャル２４のリング
ギア２６の歯部３７に所望の深さ、例えば０．５〜１．
０ｍｍ程度の硬化層を形成して硬化処理品を得るように
されている。

【００５４】なお、リングギア２６の歯部３７の表面に
形成する硬化層の深さは、次工程における歯部３７の歯
面の研削代および研削された後の表面状態ならびに歯部
３７の強度等の必要に応じて変更することができ、特
に、本実施例に限定されるものではない。

【００５５】また、硬化処理としては、高周波焼入れの
他にレーザ焼入れ等の各種の方法から選択することがで
きる。

【００５６】さらにまた、硬化処理工程４３は、デファ
レンシャル２４の仕様および設計コンセプト等の必要に
応じて行えばよく、必ずしも必要なものではない。

【００５７】前記仕上げ加工工程４４は、硬化処理品に
対して、旋盤、フライス盤、研削盤等の工作機械を用い
て、デフケース２５のジャーナル部２７Ｌ，２７Ｒ、車
軸貫通孔２８Ｌ，２８Ｒ、シャフト装着孔３１、デファ
レンシャルギア７の装着部、リングギア２６の歯部３７
の歯面の研削等の所定の寸法および形状に形成する機械
加工を施して図１から図５に示す完成品（デファレンシ
ャル２４）を得るようにされている。

【００５８】すなわち、本実施例のデファレンシャル２
４は、鋼系の金属素材により形成されたリングギア２６
が、非鉄金属により形成されたデフケース２５に鋳込ま
れて一体成型されている。

【００５９】また、このように形成されたデファレンシ
ャル２４は、図７に想像線にて示す組立工程４５によ
り、１個の窓部３０を介してピニオン５およびサイドギ
ア６からなるデファレンシャルギア７、ピニオン５が取
着されるピニオンシャフト９がデフケース２５の内部に
取着するとともに、各ジャーナル部２７Ｌ，２７Ｒの外
周部にベアリング１０が取着されるようになっている
（図６）。

【００６０】つぎに、本実施例のデファレンシャルの素
材について説明する。

【００６１】本実施例のデファレンシャル２４は、鋼系
の金属素材により形成されたリングギア２６が、非鉄金
属により形成されたデフケース２５に鋳込まれて一体成
型されており、一方のデフケース２５の素材としては、
軽量で機械特性に優れた鋳造可能な非鉄金属素材が用い
られており、この非鉄金属素材としては、鋳物用合金の
ＡＣ８Ａ、ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳＨ５２０２）、Ａ３９
０（ＡＡ規格）、ＤＣ用合金のＡＤＣ１２（ＪＩＳＨ
５３０２）などを例示することができる。

【００６２】他方のリングギア２６の素材としては、リ
ングギア２６に必要なエンジンの駆動力に耐え得る鋼系
の金属素材が用いられており、この鋼系の金属素材とし
ては、ＳＣＭ４２０（ＪＩＳＧ４１０５）、ＳＣｒ
４２０（ＪＩＳＧ４１０４）などを例示することが
できる。

【００６３】つぎに、本実施例のデファレンシャルの製
造方法に用いる鋳型について図８から図１０により説明
する。

【００６４】図８は本発明に係るデファレンシャルの製
造方法に用いる鋳型の組立状態における要部を示す縦断
面図であり、図９は本発明に係るデファレンシャルの製
造方法に用いる本発明に係る中子の要部を示す分解図で
あり、図１０は本発明に係るデファレンシャルの製造方
法に用いる本発明に係る中子の中子位相方向合わせ面を
示す説明図である。

【００６５】図８に示すように、本実施例の鋳型４７
は、金属により製せられた主型６０の内部に配設される
金属により製せられたはめこみ型４６と、はめこみ型４
６の内部に着脱可能に配設される金属により形成された
中子（置中子）３４とから形成されており、はめこみ型
４６と中子３４とによりデファレンシャル２４のデフケ
ース２５部位に対応した所定形状のキャビティ５１が形
成されるようになっている。

【００６６】前記主型６０およびはめこみ型４６は、図
８において下方に示す固定型６０Ａ、４６Ａと、図８に
おいて上方に示す可動型６０Ｂ、４６Ｂとにそれぞれ２
分割されており、固定型６０Ａ，４６Ａに対して可動型
６０Ｂ，４６Ｂが接離可能とされるとともに、はめこみ
型４６の固定型４６Ａには、金属により製せられ、図８
において左右方向に進退可能とされた左右１対の引抜き
中子４６ａが配設されている。さらに、主型６０の可動
型６０Ｂの略中央部には、中子３４に嵌合される嵌合軸
６０ａが図８において下方に向かって突設されている。
また、固定型６０Ａ，４６Ａの略中央部位には、固定型
６０Ａ，４６Ａを図８において上下方向に貫通するよう
にして湯口４８が形成されている。さらにまた、はめこ
み型４６には、補強リブ３３を形成するための複数のリ
ブ形成部４９と、リングギア２６を装着するためのギア
装着部５０とが形成されている。

【００６７】図９に示すように、中子３４は、上下方向
に４分割された中子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄに
より形成されており、各中子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，
３４Ｄは、図９において両矢印にて示すように、それぞ
れが独立的に着脱可能とされている。そして、各中子３
４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄには、図８に示すように
キャビティ５１を形成した場合に嵌合軸６０ａに嵌合さ
れる貫通孔３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄが形成され
ている。

【００６８】また、図９において最も下方に示す中子３
４Ｄの上方に位置する中子３４Ｃの左方には、鋳造品７
０の内部の加工およびデファレンシャルギア７の組立な
どを可能とする前記窓部３０を形成するための窓形成部
５４が左方に形成されており、この窓形成部５４と略対
向するようにして鋳造品７０の内部から中子３４を離脱
可能とする叩き孔３５を鋳造品７０に形成するための２
個の突部（一方のみ図示）５５が中子３４Ｃの右方に形
成されている。この窓形成部５４の左面と下面とは、図
８に示すように、キャビティ５１を形成した場合に、は
めこみ型４６の固定型４６Ａと嵌合されて軸方向固定面
とされ、突部５５の先端部（詳しくは、先端側外周面）
は、図８に示すようにキャビティ５１を形成した場合に
はめこみ型４６の固定型４６Ａと嵌合されて軸方向固定
面とされるようになっている。また、窓形成部５４の図
９において正面と図示しない背面ならびに突部５５の先
端部（詳しくは、先端側外周面）とは、図１０に太矢印
にて示すように、キャビティ５１を形成した場合にはめ
こみ型４６の固定型４６Ａと嵌合されて中子位相方向固
定合わせ面とされるようになっている。

【００６９】そして、図８に示すように、鋳型４７から
デフケース２５にリングギア２６が鋳込まれた鋳造品７
０を取り出す場合には、はめこみ型４６の固定型Ａに配
設された左右１対の引抜き中子４６ａを図８において太
矢印にて示す方向とは逆方向の左右方向外側に向かって
移動させた状態で、主型６０の可動型６０Ａを図８にお
いて上方へ移動させることにより、主型６０の可動型６
０Ｂとともにはめこみ型４６の可動型４６Ｂが上方に移
動して、鋳造品７０が図８において矢印にて示す製品取
出方向である上方に排出され、これにより、鋳型４７か
ら鋳造品７０を取り出すことができる。

【００７０】また、鋳造品７０の内部空間（詳しくは、
鋳造品７０のデフケース２５部位の内部）から中子３４
を離脱させる場合には、最初に、中子３４Ｃの突部５５
により窓部３０と対向するようにして鋳造品７０のデフ
ケース２５部位の連結部２９に形成された叩き孔３５に
嵌合している中子３４Ｃの突部５５の先端を、外部から
内部に向かって叩くことにより、鋳造品７０に形成され
た窓部３０を介して窓形成部５４を有する中子３４Ｃ
が、図９において矢印にて示すように、隣位する中子３
４Ｂ，３４Ｄから容易に分離されて鋳造品７０の内部空
間から外部に取り外することができる。そして、鋳造品
７０の内部から窓形成部５４を有する中子３４Ｃを取り
出すことにより、残りの中子３４Ｂ，３４Ｄ，３４Ａを
鋳造したデファレンシャル２４のデフケース２５の窓部
３０を介して容易に取り出すことができる。

【００７１】つまり、デファレンシャル２４のデフケー
ス２５の内部空間を形成する最大外径を図２において記
号Ｗにて示すデフケース２５の窓部３０の幅寸法と同等
もしくは若干小さくするとともに、窓形成部５４を有す
る中子３４Ｃの図９において記号ｈにて示す厚さ寸法を
図２において記号Ｈにて示すデフケース２５の窓部３０
の高さ寸法と同等もしくは若干小さくすることが好まし
い。そして、各中子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの
それぞれ相互に隣位する面には、鋳造品７０の内部空間
から各中子３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ，３４Ｄの分離を容
易に行うための抜け勾配を形成することが好ましい。

【００７２】このように構成した中子３４によれば、鋳
造品７０のデフケース２５部位の内部から中子３４を容
易に取り出すことができるとともに、中子３４を金属に
より形成することにより、中子３４の損傷が少なく、中
子３４を複数回の使用に供することができるので、デフ
ァレンシャル２４の大量生産を行う場合に、鋳造の毎に
砂中子を形成する場合に比べて総合的な経済的負担を確
実に低減することができる。また、中子３４を樹脂によ
り形成することにより、金属素材により形成された中子
３４に比較して耐久性に劣るものの、重量を低減させて
ハンドリング性を向上させることができるとともに、中
子３４をリサイクルさせて環境汚染を低減させることが
できる。

【００７３】つぎに、本実施例のデファレンシャルの特
性について説明する。

【００７４】本実施例のデファレンシャル２４のアルミ
ニウム合金を高圧鋳造することにより製せられたデフケ
ース２５部位の特性は、アルミニウム合金として、ＡＣ
８Ｃ−Ｔ６を用いた場合には、引張強さが２８．０（Ｋ
ｇｆ／ｍｍ²）程度、硬度が１１０ＨＢ（１０／３００
０）程度であった。なお、従来のＦＣＤ４５により製せ
られたデフケース４の特性は、耐力が３５．５（Ｋｇｆ
／ｍｍ²）程度、引張強さが４５（Ｋｇｆ／ｍｍ²）程
度、伸びが５％程度、硬度が１７１ＨＢ（１０／３００
０）程度であった。また、ＳＣＭ４２０を浸炭焼入れ・
焼もどしすることにより形成されたリングギア１１部位
の特性は、引張強さが９５（Ｋｇｆ／ｍｍ²）程度、伸
びが１４％程度、歯部１５の硬度が２６２ＨＢ（１０／
３０００）程度であった。

【００７５】また、本実施例のデファレンシャル２４と
従来のデファレンシャル１の耐久性能について評価した
ところ、両者とも長期間に亘り安定した機能を保持でき
ることが判明した。つまり、本実施例のアルミニウム合
金を高圧鋳造することにより製せられたデファレンシャ
ル２４のデフケース２５は、従来のデフケース４と同等
の機能を有していることを確認することができた。

【００７６】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
作用について説明する。

【００７７】本実施例のデファレンシャル２４は、鋼系
の金属素材により形成されたリングギア２６が、アルミ
ニウム合金を高圧鋳造することにより形成されたデフケ
ース２５に鋳込まれて一体成型されているので、軽量化
を確実に図ることができるとともに、従来と異なり、デ
フケース２５とリングギア２６とをボルト等により結合
させる必要がないので、デフケース２５とリングギア２
６との結合部の加工およびデフケース２５とリングギア
２６との組立工程を必要とせず、デファレンシャル２４
の製造工程を簡素化し、生産効率を確実に向上させると
ともに経済的負担を確実に低減することができる。

【００７８】そして、本実施例のデファレンシャル２４
は、リングギア２６の歯部３７の歯面をデフケース２５
の回転軸心ＲＬを基準として容易に仕上げ加工すること
ができるので、従来のデフケース４とリングギア１８と
を結合したデファレンシャル１と異なり、デフケース２
５の回転軸心ＲＬに対するリングギア２６の歯部３７の
歯先の振れを確実に少なくし、デファレンシャル２４の
リングギア２６の歯部３７の加工精度および位置精度を
確実に向上させることができ、これにより、リングギア
２６の歯部３７の歯先の振れに起因する異音の発生を確
実に防止することができる。

【００７９】さらに、本実施例のデファレンシャル２４
は、デフケース２５に複数の補強リブ３３が形成されて
いるので、デフケース２５としての強度（剛性）を適正
に保持し、長期間に亘り安定した機能を保持することが
できる。

【００８０】さらにまた、本実施例のデファレンシャル
２４は、デフケース２５に窓部３０が形成されているの
で、デフケース２５の内部空間に対するデファレンシャ
ルギア７の装着部の加工やデファレンシャルギア７の組
立を確実に行うことができる。

【００８１】さらにまた、本実施例の鋳造工程４１は、
金型と称される金属により形成された鋳型４７を用いて
高圧鋳造を施すことにより形成されているので、従来の
砂型鋳造を用いる場合に比べて、鋳造工程４１における
生産効率をより向上させることができるとともに、従来
の砂型鋳造を用いる場合に生じる砂や異物の混入や内部
欠陥の発生を防止してデフケース２５部位を緻密な組織
とすることができるので、デフケース２５部位の機械特
性、物理特性などの各種の特性を向上させることもでき
る。

【００８２】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のデファレン
シャルおよびその製造方法ならびに該製法に用いる中子
によれば、非鉄金属素材を高圧鋳造することにより形成
されたデフケースに鋼系の金属素材により形成されたリ
ングギアを一体成型することができるので、軽量で、長
期間に亘り安定した機能を保持しすることができるとと
もに、デフケースとリングギアとの組立工程を必要とせ
ず、デファレンシャルの製造工程を簡素化し、生産効率
を確実に向上させ、経済的負担を確実に低減することが
できるという極めて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るデファレンシャルの一実施例を示
す正面図

【図２】図１の左側面図

【図３】図１のＣ−Ｃ線に沿った断面図右側断面図

【図４】図１のＤ−Ｄ線に沿った断面図

【図５】図１の背面図

【図６】本発明に係るデファレンシャルに対するデファ
レンシャルギア、車輪駆動軸などの取付状態および本発
明に係るデファレンシャルのトランスミッションに対す
る取付状態の要部を示す説明図

【図７】本発明に係るデファレンシャルの製造方法の一
実施例の要部を工程順に示す工程図

【図８】本発明に係るデファレンシャルの製造方法に用
いる鋳型の組立状態における要部を示す縦断面図

【図９】本発明に係るデファレンシャルの製造方法に用
いる本発明に係る中子の要部を示す分解図

【図１０】本発明に係るデファレンシャルの製造方法に
用いる本発明に係る中子の中子位相方向合わせ面を示す
説明図

【図１１】従来の自動車の駆動力伝達装置に用いられる
デファレンシャルの要部を示す説明図

【図１２】従来のデファレンシャルのデフケースを示す
正面図

【図１３】図１２の一部切断左側面図

【図１４】図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図

【図１５】図１２のＢ−Ｂ線に沿った断面図

【図１６】図１２の背面図

【符号の説明】

２トランスミッション７デファレンシャルギア８車輪駆動軸２０（トランスミッションの）出力軸２４デファレンシャル２５デフケース２６リングギア３０窓部３２ギア固定部３３補強リブ３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４Ｄ中子３５叩き孔３７歯部３９固定用貫通孔４０リングギア形成行程４１鋳造工程４２熱処理行程４３硬化処理工程４４仕上げ加工工程４６主型４７鋳型４９リブ形成部５０ギア装着部５４窓形成部７０鋳造品５５突部ＲＬ（デフケースの）回転軸心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者原野英信東京都府中市緑町２丁目12番地の８柳河精機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トランスミッションの出力軸からリング
ギアに入力されたエンジンの駆動力をリングギアと一体
回転するデフケースの内部に配設されたデファレンシャ
ルギアを介して車輪駆動軸に伝達するデファレンシャル
において、非鉄金属素材により形成されたデフケースに
鋼系の金属素材により製せられたリングギアが鋳込まれ
て一体化されていることを特徴とするデファレンシャ
ル。
【請求項２】前記デフケースは、外周面に形成され強
度を増加させる複数の補強リブと、外周面に形成され内
部の加工および組立を可能ならしめる１つの窓部とを有
することを特徴とする請求項１に記載のデファレンシャ
ル。
【請求項３】前記デフケースの外周面に、中子を離脱
させるための叩き孔が前記窓部と略対向するようにして
形成されていることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載のデファレンシャル。
【請求項４】前記非鉄金属素材がアルミニウム合金で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１
項に記載のデファレンシャル。
【請求項５】トランスミッションの出力軸からリング
ギアに入力されたエンジンの駆動力をリングギアと一体
回転するデフケースの内部に配設されたデファレンシャ
ルギアを介して車輪駆動軸に伝達するデファレンシャル
の製造方法において、内部の加工および組立を可能なら
しめる１つの窓部を形成可能な中子を、前記リングギア
が装着可能で強度を増加させる複数の補強リブを形成可
能なはめこみ型の内部に装着して鋳型を形成し、この鋳
型の内部にリングギアを装着した状態で溶融状態とした
非鉄金属素材を注入することによりリングギアを鋳込ん
だ鋳造品を形成し、その後、仕上げ加工を施すことを特
徴とするデファレンシャルの製造方法。
【請求項６】それぞれが独立的に着脱可能なように複
数に分割され、鋳造品の内部の加工および組立を可能な
らしめる１つの窓部を鋳造品に形成可能な窓形成部を具
備し、前記窓部を介して前記鋳造品の外部に離脱可能に
形成されていることを特徴とする請求項５に記載のデフ
ァレンシャルの製造方法に用いる中子。