(57)【要約】【課題】加工精度を確保しつつ低コストで形成可能なデフケースを提供する。【解決手段】ディファレンシャルケース組立体１２は、一対のピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈ（図３参照）を備えるディファレンシャルケース組立体であって、第１のディファレンシャルケース部品２１と、第１のディファレンシャルケース部品２１と嵌め合わせて接合されることにより、ディファレンシャルケース組立体を一体成形する第２のディファレンシャルケース部品２２と、を備え、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２は、金属平板材料を板金プレスすることによってカップ状に形成され、夫々にピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈが設けられ、カップ状の第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２の互いの接合箇所となる分割部４１は、ピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈを避けるように三次元の曲線状に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンシャフトを挿入するための一対のピニオンシャフト穴を備えるディファレンシャルケース組立体であって、
第１のディファレンシャルケース部品と、
前記第１のディファレンシャルケース部品と嵌め合わせて接合されることにより、前記ディファレンシャルケース組立体を一体成形する第２のディファレンシャルケース部品と、を備え、
前記第１及び第２のディファレンシャルケース部品は、金属平板材料を板金プレスすることによってカップ状に形成され、
前記第１のディファレンシャルケース部品に第１のピニオンシャフト穴が設けられ、前記第２のディファレンシャルケース部品に第２のピニオンシャフト穴が設けられ、
前記カップ状の第１及び第２のディファレンシャルケース部品の互いの接合箇所となる分割部は、夫々の前記ピニオンシャフト穴を避けるように三次元の曲線状に形成されている、
ディファレンシャルケース組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディファレンシャルケース組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車において１つのエンジン出力を２つの異なった回転速度に振り分けるために、ディファレンシャルギアが用いられている。
【０００３】
ここで典型的には、ディファレンシャルギアには、リングギアにディファレンシャルケース（以下、デフケース）が接合されている。さらに、デフケース内には車軸に繋がる２つのサイドギアが左右に１つずつ設けられているとともに、双方のサイドギアに噛み合うように２つのピニオンギアが設けられている。
【０００４】
従来、このような分野の技術として、特開２００３−１７２４３１号公報がある。この公報に記載されたデフケースは、デフケースをカップ状の本体部と、キャップ部との２分割構造である。このデフケースは、本体部内にギア部品を収めた後に、キャップ部を一体化することで形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１７２４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した従来の分割されたデフケースは、分割面をデフケースの中央平面上に設定してしまうと、ピニオンシャフトを通すための穴の位置にかかってしまう。この場合、分割されたデフケースの夫々を組み付けることで穴が形成されるが、組み付け後の穴寸法の精度が確保できない。また、分割面をデフケースの中央部を避けて設定した場合、分割されたデフケースの一方は、深さ方向に長い部品になってしまい、深絞り加工が必要となる。そのため、加工工程が増加し、コストが増加するという問題もある。
本発明は、デフケースに設けるピニオンシャフト取り付け用の穴の加工精度を確保するともに、低コストで形成可能であるディファレンシャルケース組立体を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるディファレンシャルケース組立体は、ピニオンシャフトを挿入するための一対のピニオンシャフト穴を備えるディファレンシャルケース組立体であって、第１のディファレンシャルケース部品と、前記第１のディファレンシャルケース部品と嵌め合わせて接合されることにより、前記ディファレンシャルケース組立体を一体成形する第２のディファレンシャルケース部品と、を備え、前記第１及び第２のディファレンシャルケース部品は、金属平板材料を板金プレスすることによってカップ状に形成され、前記第１のディファレンシャルケース部品には第１のピニオンシャフト穴が設けられ、前記第２のディファレンシャルケース部品には第２のピニオンシャフト穴が設けられ、前記カップ状の第１及び第２のディファレンシャルケース部品の互いの接合箇所となる分割部は、夫々の前記ピニオンシャフト穴を避けるように三次元の曲線状に形成されている。
これにより、第１のディファレンシャルケース部品と第２のディファレンシャルケース部品を接合するための分割線を適切に設けることができる。
【発明の効果】
【０００８】
これにより、デフケースに設けるピニオンシャフト取り付け用の穴の加工精度を確保するともに、低コストで形成可能であるディファレンシャルケース組立体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ディファレンシャル装置の構成を示す図である。
【図２】差動機構を除いたディファレンシャル装置の構成を示した図である。
【図３】カップ状の２つのディファレンシャルケース部品の接合前の状態を示した前面図である。
【図４】２つのディファレンシャルケース部品の接合後の状態を示した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、ディファレンシャル装置１１は、ディファレンシャルケース組立体（以下、デフケース）１２と、デフケース１２に収容された差動機構１３と、デフケース１２の外周部に溶接により固定されたリングギア１４と、を備える。
【００１１】
ここで図２に示すように、デフケース１２は、第１のディファレンシャルケース部品２１と、第２のディファレンシャルケース部品２２を互いに嵌め合わせて接合させたディファレンシャルケース組立体である。なお図２は、図１の差動機構１３を取り除いた状態でＸ軸中心周りに９０°回転させたものであり、後述するピニオンシャフト穴の１つと分割部４１を表示したものである。
【００１２】
図１及び図２に示すように、デフケース１２は、デフケース本体１２ａと、デフケース本体１２ａに設けられた第１ボス部１２ｂと、第１ボス部１２ｂと対向し第１ボス部１２ｂの軸線と軸線が一致する第２ボス部１２ｃと、デフケース本体１２ａの外周部に設けられたフランジ部１２ｄと、を備える。
【００１３】
第１ボス部１２ｂには、軸線方向に貫通する貫通孔１２ｅが形成されている。第２ボス部１２ｃには、貫通孔１２ｅと軸線が一致する貫通孔１２ｆが形成されている。なお、第１ボス部１２ｂはデフケース本体１２ａの左側、第２ボス部１２ｃはデフケース本体１２ａの右側に配置されているものとする。また以下では、この左右方向をＸ方向として説明する。
【００１４】
また、デフケース本体１２ａには、第１ボス部１２ｂの軸線と直交し、デフケース本体１２ａを貫通する第１のピニオンシャフト穴１２ｇ及び第２のピニオンシャフト穴１２ｈが形成されている。ここで第１のピニオンシャフト穴１２ｇおよび第２のピニオンシャフト穴１２ｈは、デフケース本体１２ａの左右方向における略中央部に形成されているものとする。なお以下では、この第１のピニオンシャフト穴１２ｇと第２のピニオンシャフト穴１２ｈとを結ぶ方向をＹ方向とし、さらに、前述したＸ方向及びＹ方向の夫々と直交する方向をＺ方向として説明する。
【００１５】
差動機構１３は、デフケース本体１２ａに固定されたピニオンシャフト３１と、ピニオンシャフト３１に回転自在に支持され、離隔して対向する一対のピニオンギア３２、３３と、一対のピニオンギア３２、３３に噛合されるように離隔して対向する一対の左サイドギア３４および右サイドギア３５と、を含んで構成されている。
【００１６】
ピニオンシャフト３１は、ピニオンギア３２、３３の夫々に形成された貫通孔に挿通されている。これにより、ピニオンギア３２、３３は回転自在に支持されている。また、ピニオンシャフト３１の延在方向の両端部は、デフケース本体１２ａに設けられた第１のピニオンシャフト穴１２ｇ及び第２のピニオンシャフト穴１２ｈに挿通されている。なお例えば、ピニオンシャフト３１には、磨耗の防止や潤滑な動作の補助のために、ピニオンワッシャが設けられる。
【００１７】
左サイドギア３４は、左アクスルシャフト３６の先端部に設けられているとともに、デフケース本体１２ａの内部に配置される。ここで、左アクスルシャフト３６は、デフケース本体１２ａの第１ボス部１２ｂに設けられた貫通孔１２ｅに挿通されるシャフトである。
【００１８】
右サイドギア３５は、右アクスルシャフト３７の先端部に設けられているとともに、デフケース本体１２ａの内部に配置される。ここで、右アクスルシャフト３７は、デフケース本体１２ａの第２ボス部１２ｃに設けられた貫通孔１２ｆに挿通されるシャフトである。
【００１９】
リングギア１４は、かさ歯車等の歯車であり、図示しないドライブピニオンの軸線と傾斜して噛み合う。例えばリングギア１４は、ドライブピニオンに伝達された動力を減速して差動機構１３に伝達する。
【００２０】
次に、デフケース１２を構成している第１のディファレンシャルケース部品２１と、第２のディファレンシャルケース部品２２について、詳細に説明する。
【００２１】
第１のディファレンシャルケース部品２１及び第２のディファレンシャルケース部品２２は、図３に示すように、夫々がカップ状のケース部材である。第１のディファレンシャルケース部品２１は、第１ボス部１２ｂが設けられたＸ方向左側部であり、第２のディファレンシャルケース部品２２は、第２ボス部１２ｃが設けられたＸ方向右側部とする。
【００２２】
第１のディファレンシャルケース部品２１と、第２のディファレンシャルケース部品２２は、分割部４１どうしを嵌め合わせて接合することにより、一体のデフケース１２を形成する。互いの接合箇所となる分割部４１は、第１及び第２のピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈを避けるように形成されている。言い換えると、図３の前面図及び図４の側面図に示すように、分割部４１は、デフケース１２を正面視又は側面視した場合に、いずれも曲線状の分割線となるように形成されており、すなわち三次元状の分割線となるように形成されている。
【００２３】
より具体的には、図３に示すように第１のディファレンシャルケース部品２１をＹ方向から見た場合に、Ｙ方向前側では、分割部４１から第１ボス部１２ｂ近傍までのケース深さの距離が短くなるように形成されている。言い換えると、第１のディファレンシャルケース部品２１のＹ方向前側では、Ｘ方向について、分割部４１が第１ボス部１２ｂ側に近づく形状となるように形成されている。
【００２４】
また、第１のディファレンシャルケース部品２１のＹ方向後側では、分割部４１から第１ボス部１２ｂ近傍までのケース深さの距離が長くなるように、分割部４１が形成されている。言い換えると、第１のディファレンシャルケース部品２１のＹ方向後側では、Ｘ方向について、分割部４１が第１ボス部１２ｂ側から離れるように形成されている。さらに、Ｙ方向後側において、分割部４１にかからない位置に、第１のピニオンシャフト穴１２ｇが形成されている。
【００２５】
同様に、第２のディファレンシャルケース部品２２をＹ方向から見た場合に、Ｙ方向前側では、分割部４１から第１ボス部１２ｂ近傍までのケース深さの距離が長くなるように形成されている。言い換えると、第２のディファレンシャルケース部品２２のＹ方向前側では、Ｘ方向について、分割部４１が第２ボス部１２ｃ側に近づくような形状となるように形成されている。さらに、Ｙ方向後側において、分割部４１にかからない位置に、第２のピニオンシャフト穴１２ｈが形成されている。
【００２６】
また、第２のディファレンシャルケース部品２２のＹ方向後側では、分割部４１から第２ボス部１２ｃ近傍までのケース深さの距離が短くなるように、分割部４１が形成されている。言い換えると、第１のディファレンシャルケース部品２１のＹ方向後側では、Ｘ方向について、分割部４１が第２ボス部１２ｃ側から離れるように形成されている。
【００２７】
これにより、第１のディファレンシャルケース部品２１はＹ方向前側においてデフケース本体部のケース深さが短く、後側においてデフケース本体部のケース深さが長く形成される。同様に、第２のディファレンシャルケース部品２２は、Ｙ方向前側においてデフケース本体部のケース深さが長く、後側においてデフケース本体部が短く形成される。そして、図４に示すように、第１のディファレンシャルケース部品２１及び第２のディファレンシャルケース部品２２を接合することで、一体のデフケース１２となる。
【００２８】
なお典型的には、第１のディファレンシャルケース部品２１のケース深さの最長箇所と、第２のディファレンシャルケース部品２２のケース深さの最長箇所の長さが、略同一となるように形成する。また図２〜図４に示すように、第１，第２のディファレンシャルケース部品２１，２２に設けられた夫々の分割部４１は、その分割線が滑らかな三次元的曲線となるように形成される。
【００２９】
なお、例えばデフケース１２において分割部４１となる分割線は、Ｚ方向にあたる両壁面の中央において、それぞれＸ方向における中央部付近を通るように形成されている。
【００３０】
次に、第１のディファレンシャルケース部品２１及び第２のディファレンシャルケース部品２２を成形してデフケース１２を成形する方法と、その効果について説明する。
【００３１】
第１のディファレンシャルケース部品２１及び第２のディファレンシャルケース部品２２は、それぞれ、プレス成形によって成形する。より具体的には、金属平板材料を板金プレスによってカップ状に形成することで、第１のディファレンシャルケース部品２１と、第２のディファレンシャルケース部品２２を形成する。その後、第１のディファレンシャルケース部品２１には第１のピニオンシャフト穴１２ｇを設け、第２のディファレンシャルケース部品２２には第２のピニオンシャフト穴１２ｈを設ける。
【００３２】
このプレス成形の際に、カップ状の第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２の互いの接合箇所となる分割部４１は、カップ状に成形した後に設けられる第１のピニオンシャフト穴１２ｇと、第２のピニオンシャフト穴１２ｈの位置を避ける曲線状とする。これにより、図３に示すような第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２を形成することができる。また図２〜図４に示すように、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２の夫々の分割部４１同士が接合可能であるように、互いの分割部４１が対応する状態とする。
【００３３】
その後、第１のディファレンシャルケース部品２１と第２のディファレンシャルケース部品と嵌め合わせて接合することにより、デフケース１２を一体成形する。
【００３４】
ここで、デフケースを１つの部品とする場合には、形状の制約のために鋳造により成形する必要があるが、デフケース１２は第１のディファレンシャルケース部品２１及び第２のディファレンシャルケース部品２２の２つの部品とすることから、形状の制約にかからず、プレス成形が可能となる。
【００３５】
このプレス成形は、最終製品形状を成形するネットシェイプ成形に近い状態で行うことができる。そのため、鋳鉄でデフケースを製造する場合に比べて、切削工程の工数を削減することができる。これにより、切削量を低減できることから、材料の歩留まりを向上させることができる。また、プレス成形による方法によれば、鋳造によりデフケースを製造する場合に比べ、加工歪による高強度化をはかることができる。
【００３６】
また、鋳鉄でデフケースを製造する場合には、材料として用いられる鋳鉄でデフのトルク伝達を行うだけの強度を確保する必要があるため、肉厚設計となりケース重量が重くなるという問題がある。しかしながら上記のように、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２を板金プレスにより製造することで、鋳鉄に比べて高強度の素材を使用することが可能となるため、薄肉化、小型化、軽量化をはかることができる。
【００３７】
また上記で説明したように、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２は、夫々が略同一のケース深さとなるように形成する。すなわち、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２をプレス成形するために用いる機器については、所定の距離の深さでのプレスを行えるものであればよく、プレス加工にかかるコストが低下する。
【００３８】
より具体的には、例えばデフケースを構成する２つの部品について、片方をケース深さの深いカップ型、他方をケース深さの浅いキャップ型とする組み合わせにした場合、カップ型部品の底が深いことによって絞り工程が増加するとともに、増肉の荷重が増加するため、部品形成時のコストが増加することが考えられる。これに比べて、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２が、夫々が略同一のケース深さとなるように構成することによって工程を省略するとともに、必要とする荷重を低減することが可能であり、コストの低下をはかることができる。
【００３９】
また上記の通り、平板状である第１のディファレンシャルケース部品２１に対して、カップ状となるようにプレス加工を行い、第１のピニオンシャフト穴１２ｇを形成する。同様に、平板状である第２のディファレンシャルケース部品２２対して、カップ状となるようにプレス加工を行い、第２のピニオンシャフト穴１２ｈが形成する。すなわち、１つのピニオンシャフト穴について、１つのディファレンシャルケース部品単体で保証する構造である。なお同様に、ピニオンワッシャを受けるケース内側面の球面座の精度についても、１つのディファレンシャルケース部品単体で保証する構造である。
【００４０】
したがって、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２からなるデフケース１２では、２つのディファレンシャルケース部品にわたってピニオンシャフト穴が形成されている場合、及び、ピニオンワッシャ受けるケース内側の面が形成されている場合に比べて、精度の保証が容易である。
【００４１】
ここで例えば、１つのピニオンシャフト穴を２つのディファレンシャルケース部品にわたって形成する場合、ピニオンシャフト穴の精度を確保するために、２つのディファレンシャルケース部品を仮組し、共加工する工程を行うことが考えられる。しかしながら、第１，第２のディファレンシャルケース部品２１，２２のように、ピニオンシャフト穴を１つのディファレンシャル部品で保証する構成とすることにより、仮組して共加工する必要はなく、コストを低減できる。
【００４２】
また、分割部４１の分割線を三次元の曲線状とし、デフケース１２を第１，第２のディファレンシャルケース部品２１，２２による非対称２分割構造とすることにより、合わせ面が回転方向に限られなくなる。これにより、第１，第２のディファレンシャルケース部品２１，２２同士によって、機械的なロック機構を実現できる。
【００４３】
より具体的には、例えば、図２〜４で示したＹ方向及びＺ方向からなるＹＺ平面に平行となるように分割部４１の分割線を設けた場合には、互いを溶接する箇所である分割部が回転方向に対して平行方向になるため、強度の面で不利になることが考えられる。これに対し、上記で説明したように、第１，第２のディファレンシャルケース部品２１，２２の分割部４１の分割線を、三次元の曲線状とすることによって、Ｘ軸周りの回転力に対してより高い強度を確保できる。
【００４４】
なお、上記で説明した第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２により形成されるデフケース１２は、ディファレンシャルユニット全般に適用することが可能である。例えば、ＡＴ（Automatic Transmission）、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）、ＭＴ（Manual Transmission）の全てに適用可能であり、ＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）、ＥＶ（Electric Vehicle）においても、トランスアクスルのディファレンシャルアッシーに適用することで、ユニットを小型化、軽量化することができ、電池の使用量を低減することができる。
【００４５】
ここで、デフケースを鋳造によって１つの部品として形成する場合に比べ、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２によってデフケースを形成する場合には、溶接が必要となることによるコストの増加が発生する。しかしながら、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２を用いてデフケース１２を形成することによる工程削減と、それに伴うスペース削減、エネルギー低減により、溶接のために発生するコスト以上のコストメリットが得られる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２は、カップ状に形成した後に、第１及び第２のピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈを形成するものとして説明したが、これに限られない。すなわち、平板材料にあらかじめ第１及び第２のピニオンシャフト穴１２ｇ，１２ｈを設けておき、その後、プレス加工により第１及び第２のディファレンシャルケース部品２１，２２をカップ状に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１１            ディファレンシャル装置
１２            ディファレンシャルケース組立体
１２ａ            デフケース本体
１２ｂ            第１ボス部
１２ｃ            第２ボス部
１２ｄ            フランジ部
１２ｅ            貫通孔
１２ｆ            貫通孔
１２ｇ            第１のピニオンシャフト穴
１２ｈ            第２のピニオンシャフト穴
１３            差動機構
１４            リングギア
２１            第１のディファレンシャルケース部品
２２            第２のディファレンシャルケース部品
３１            ピニオンシャフト
３２            ピニオンギア
３４            左サイドギア
３５            右サイドギア
３６            左アクスルシャフト
３７            右アクスルシャフト
４１            分割部
【図１】
2020051484.tif 000003
【図２】
2020051484.tif 000004
【図３】
2020051484.tif 000005
【図４】
2020051484.tif 000006