(57)【要約】【課題】複数のボルトを介してリングギヤがデフケースに取り付けられたデフケース組立体において、ボルトの回転緩みが適切に防止されるようにする。【解決手段】柱部２４、２６と窓部３２、３４との境界部分におけるボルト１６の間隔Ｄ３が小さくなるように、回転中心線Ｓまわりにおいて複数のボルト１６の間隔が不等分間隔とされているため、その境界部分における締結強度が高くなる。言い換えれば、リングギヤ１８とデフケース１４との間でボルト１６の締結力に基づいてトルク伝達が行なわれる際に、間隔Ｄ３が小さい境界部分の各ボルト１６の分担トルクが低減される。このため、境界部分におけるボルト１６の頭部と座面との間の面圧が不均一であっても、それ等の間で滑りが生じてボルト１６の回転緩みが発生することが抑制される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空形状を成しているとともに、回転中心線を挟んで反対側に一対の柱部が設けられており、該回転中心線まわりにおいて該一対の柱部の間にそれぞれ窓部が設けられているデフケースと、
前記デフケースの外周部に一体に設けられた円環形状のギヤ取付部と、
前記回転中心線と平行な方向において前記ギヤ取付部に重ね合わされるように、該回転中心線と同心に前記デフケースの外周部に配置され、該回転中心線まわりに設けられる複数の締結部材を介して前記ギヤ取付部に一体的に取り付けられたリングギヤと、
を有するデフケース組立体において、
前記柱部と前記窓部との境界部分における前記締結部材の間隔が小さくなるように、前記回転中心線まわりにおいて前記複数の締結部材の間隔が不等分間隔とされている
ことを特徴とするデフケース組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の締結部材を介してリングギヤがデフケースに一体的に取り付けられたデフケース組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
(a) 中空形状を成しているとともに、回転中心線を挟んで反対側に一対の柱部が設けられており、その回転中心線まわりにおいて一対の柱部の間にそれぞれ窓部が設けられているデフケースと、(b) 前記デフケースの外周部に一体に設けられた円環形状のギヤ取付部と、(c) 前記回転中心線と平行な方向において前記ギヤ取付部に重ね合わされるように、その回転中心線と同心に前記デフケースの外周部に配置され、その回転中心線まわりに設けられる複数の締結部材を介して前記ギヤ取付部に一体的に取り付けられたリングギヤと、を有するデフケース組立体が知られている。特許文献１の図１１〜図１６に記載の装置はその一例である。
【０００３】
また、特許文献２には、リングギヤのギヤ部から内周側へ突き出すように設けられた取付板部の内周側に、デフケースのギヤ取付部に設けられた段差部をインロウ嵌合（締り嵌め）するとともに、ギヤ部の内周面とギヤ取付部の外周縁部とをスプライン嵌合することにより、ギヤ取付部とリングギヤとの径方向および周方向の相対変位を抑制して、締結部材であるボルトの回転緩みを防止する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２００５９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１０００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなデフケース組立体においても締結部材の回転緩みが発生する場合があり、未だ改善の余地があった。すなわち、デフケースの回転中心線まわりにおいて柱部が設けられた部分と窓部が設けられた部分とでは、ギヤ取付部の剛性が異なるため、リングギヤの噛合荷重の反力による変形の程度が相違し、窓部が設けられた部分では剛性が低くて変形量が大きくなる。このため、窓部と柱部との境界部分では、周方向において変形量に勾配（変化）が生じ、締結部材の押圧面の接触（面圧）が不均一になり、その押圧面で滑りが生じて締結部材の回転緩みが発生し易くなる。
【０００６】
例えば図６に示すデフケース組立体１０において、リングギヤ１８がはすば歯車の場合、そのリングギヤ１８の噛合側（図６における上方側）では、噛合荷重の反力によってスラスト荷重Ｆが発生し、ギヤ取付部である外向きフランジ６０が回転中心線Ｓと平行な方向（図６では左方向）へ撓み変形する。その場合に、窓部３２、３４が設けられた部分（図の上下方向部分）は剛性が低く、柱部２４、２６が設けられた部分（図の紙面の表裏方向部分）に比較して撓み変形量δが大きくなる。このため、窓部３２、３４と柱部２４、２６との境界部分では、周方向において撓み変形量δに勾配（変化）が生じ、締結部材であるボルト１６（図３等参照）の押圧面（具体的にはボルト頭部と座面）の接触（面圧）が不均一になり、その押圧面で滑りが生じてボルト１６の回転緩みが発生する可能性がある。
【０００７】
これに対し、締結部材の数を増やせば各締結部材の間隔が狭くなって分担トルクが低減されるため、窓部と柱部との境界部分でも、面圧の不均一に拘らず締結部材の回転緩みを抑制できるが、部品点数が増えてコストが高くなったり重量が増加したりする問題がある。
【０００８】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、複数の締結部材を介してリングギヤがデフケースに取り付けられたデフケース組立体において、締結部材の回転緩みが一層適切に防止されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる目的を達成するために、本発明は、(a) 中空形状を成しているとともに、回転中心線を挟んで反対側に一対の柱部が設けられており、その回転中心線まわりにおいて一対の柱部の間にそれぞれ窓部が設けられているデフケースと、(b) 前記デフケースの外周部に一体に設けられた円環形状のギヤ取付部と、(c) 前記回転中心線と平行な方向において前記ギヤ取付部に重ね合わされるように、その回転中心線と同心に前記デフケースの外周部に配置され、その回転中心線まわりに設けられる複数の締結部材を介して前記ギヤ取付部に一体的に取り付けられたリングギヤと、を有するデフケース組立体において、(d) 前記柱部と前記窓部との境界部分における前記締結部材の間隔が小さくなるように、前記回転中心線まわりにおいて前記複数の締結部材の間隔が不等分間隔とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このようなデフケース組立体においては、柱部と窓部との境界部分における締結部材の間隔が小さくなるように、回転中心線まわりにおいて複数の締結部材の間隔が不等分間隔とされているため、その境界部分における締結強度が高くなる。言い換えれば、リングギヤとデフケースとの間で締結部材の締結力に基づいてトルク伝達が行なわれる際に、境界部分の各締結部材の分担トルクが低減される。このため、境界部分における締結部材の押圧面の面圧が不均一であっても、滑りが生じて締結部材の回転緩みが発生することが抑制される。また、境界部分以外の締結部材の間隔は比較的大きいため、単純に締結部材の数を増やすだけの場合に比較して、締結部材の数を少なく維持して部品点数の増加や重量増加を抑制しつつ、境界部分の締結部材の回転緩みを適切に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例であるデフケース組立体を備えたディファレンシャル装置の断面図で、図４におけるIV−IV矢視断面に相当する断面図である。
【図２】図１のデフケース組立体を単独で示した斜視図である。
【図３】図２のデフケース組立体の断面図で、図１に対応する図である。
【図４】図２のデフケース組立体の正面図である。
【図５】図２のデフケース組立体のボルト締結部分の拡大断面図で、図４におけるＶ−Ｖ矢視部分の断面図である。
【図６】図２のデフケースの窓部側が噛合い位置（図の上方位置）の場合に、噛合荷重の反力によって生じる撓み変形を説明する図で、図４におけるVI−VI矢視部分の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、例えば車両用駆動装置の左右輪、或いは前後輪に動力を分配するディファレンシャル装置のデフケース組立体に好適に適用されるが、車両用駆動装置以外のディファレンシャル装置にも適用され得る。デフケースは、例えば鋳鉄等の鋳物によって一体に構成されるが、必要に応じて複数の部材で構成してボルトや溶接等により一体的に結合しても良い。リングギヤとしてはすば歯車が用いられる場合に本発明は好適に適用されるが、ハイポイドギヤやまがりばかさ歯車など、噛合荷重の反力でスラスト荷重が発生する他の歯車が用いられても、目的とする作用効果が得られる。基本的にスラスト荷重が発生しない平歯車をリングギヤとして用いる場合にも、締結部材が不等分間隔で設けられる本発明のデフケース組立体を採用することができる。
【００１３】
複数の締結部材は、例えば一定の径寸法の同一規格のボルトが好適に用いられるが、径寸法が異なる複数種類のボルトを組み合わせて用いて締結することも可能である。締結部材としてボルトを用いる場合、例えばギヤ取付部およびリングギヤの何れか一方に雌ねじが設けられるとともに、他方にボルト挿通穴が設けられ、他方の部材のボルト挿通穴を挿通させられたボルトが一方の部材の雌ねじに螺合されることによって両者が一体的に締結されるが、ギヤ取付部およびリングギヤの両方にボルト挿通穴を設け、両者を貫通するようにボルトを挿通させて、先端部にナットを螺合して締結することも可能である。ギヤ取付部およびリングギヤの何れか一方にボルトを溶接等で固設し、他方に設けられたボルト挿通穴内を挿通させて先端部にナットを螺合するようにしても良いなど、種々の態様が可能である。
【００１４】
リングギヤは、例えばギヤ部と該ギヤ部の内周面から内周側へ突き出す円環形状の取付板部とを備えて構成され、その取付板部がギヤ取付部に重ね合わされて複数の締結部材により一体的に固設される。その場合に、例えば引用文献２に記載のように、リングギヤの取付板部の内周側に、デフケースのギヤ取付部に設けられた外向き段差部をインロウ嵌合したり、ギヤ部の内周面とギヤ取付部の外周縁部とをスプライン嵌合したりすることもできる。ギヤ部の内周面にデフケースのギヤ取付部の外周縁部をインロウ嵌合したり、ギヤ取付部に設けられた外向き段差部と取付板部の内周縁部とをスプライン嵌合したりすることも可能である。また、スプライン嵌合を締り嵌めで行なうことでインロウ嵌合を省略することもできる。なお、本発明の実施に際しては、インロウ嵌合およびスプライン嵌合を何れも省略することができる。
【００１５】
複数の締結部材の不等分間隔は、少なくとも柱部と窓部との境界部分における締結部材の間隔が他の部分よりも小さくなるように定められる。具体的には、例えば回転中心線まわりにおいて柱部と窓部との境界線を跨いで隣接する締結部材の間隔が、該境界線を跨がずに隣接する締結部材の間隔よりも小さくされるが、境界線上に締結部材が設けられる場合でも、その締結部材に隣接する締結部材との間隔が他よりも小さければ良い。複数の境界部分における締結部材の間隔は同じであっても良いが、互いに相違していても良く、少なくとも境界線を跨がずに隣接する締結部材の間隔よりも小さければ良い。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例であるデフケース組立体１０を備えているディファレンシャル装置１２の断面図で、図４におけるIV−IV矢視断面に相当する部分の断面図である。図２は、デフケース組立体１０を単独で示した斜視図で、図３はデフケース組立体１０の断面図で、図１に対応する図である。また、図４はデフケース組立体１０の正面図、すなわち図３における右方向から見た図である。
【００１８】
デフケース組立体１０は、デフケース１４の外周側に複数（実施例では８本）のボルト１６を用いてリングギヤ１８を一体的に取り付けたものである。デフケース１４は、共通の回転中心線Ｓ上に設けられた両端部の一対のジャーナル２０、２２と、そのジャーナル２０、２２を連結する一対の柱部２４、２６とを備えており、全体として中空形状を成しているとともに、一対のジャーナル２０、２２を介してベアリング２８、３０により図示しないトランスアクスルケース等に回転中心線Ｓまわりに回転可能に支持される。一対の柱部２４、２６は、中間部分が回転中心線Ｓから離間するように外周側へ膨出する湾曲形状を成しているとともに、回転中心線Ｓを挟んで反対側に対称的に設けられており、回転中心線Ｓまわりにおいて一対の柱部２４、２６の間にそれぞれ窓部３２、３４が設けられている。窓部３２、３４は、デフケース１４の内部に傘歯車式の差動機構４０を挿入して組み付けたり、そのための切削加工等を行なったりするための開口部である。柱部２４、２６は、本実施例では回転中心線Ｓを挟んで対称形状を成すように設けられているが、非対称形状であっても良い。窓部３２、３４についても、本実施例では回転中心線Ｓを挟んで対称形状を成すように設けられているが、非対称形状であっても良い。
【００１９】
差動機構４０は、一対のピニオン４２、４４、および一対のサイドギヤ４６、４８から成り、一対のピニオン４２、４４は単一のピニオンピン５０に回転自在に支持されている。ピニオンピン５０は、デフケース１４の一対の柱部２４、２６に跨がって配設され、回転中心線Ｓに対して直交する姿勢で支持されており、デフケース１４と一体的に回転中心線Ｓまわりに回転させられる。柱部２４、２６には、それぞれピニオンピン５０が挿通させられる取付穴２４ａ、２６ａが設けられており、止めピン５２によってピニオンピン５０が一方の柱部２４に固定されている。サイドギヤ４６、４８は、それぞれ回転中心線Ｓまわりに回転自在にデフケース１４によって支持されているとともに、スプライン嵌合により一対の回転軸５４、５６に動力伝達可能に連結される。これにより、リングギヤ１８と一対の回転軸５４、５６との間で差動回転可能に動力伝達が行なわれる。このようなディファレンシャル装置１２は、例えばエンジン等の原動機から自動変速機等を介してリングギヤ１８に伝達された動力を、一対の回転軸５４、５６を介して左右の駆動輪に分配する車両用駆動装置のディファレンシャル装置として好適に用いられる。なお、図示は省略するが、一対のピニオン４２、４４、および一対のサイドギヤ４６、４８の回転支持部には、それぞれ必要に応じて軸受等が設けられる。
【００２０】
上記デフケース組立体１０のデフケース１４は、例えば鋳鉄等の鋳物によって一体に構成される。デフケース１４の外周部には、外周側へ突き出すように円環形状の板状の外向きフランジ６０が一体に設けられている。この外向きフランジ６０はギヤ取付部に相当し、回転中心線Ｓと平行な方向において前記窓部３２、３４に隣接する位置、具体的には一方のジャーナル２０側に隣接する位置に、回転中心線Ｓに対して直交する姿勢で設けられている。前記一対の柱部２４、２６の一端部、すなわちジャーナル２０側の端部は、外向きフランジ６０に一体に連結されている。一方、前記リングギヤ１８は、はすば歯車が設けられた円筒形状のギヤ部６２と、そのギヤ部６２の内周面（裏面）から内周側へ突き出す円環形状の取付板部６４とを備えて構成されており、回転中心線Ｓと平行な方向において取付板部６４が外向きフランジ６０に重ね合わされ、且つ回転中心線Ｓと同心に配置されて、回転中心線Ｓまわりに設けられる複数のボルト１６を介して外向きフランジ６０に一体的に取り付けられている。複数のボルト１６は締結部材に相当し、本実施例では径寸法が等しい同一規格のボルト１６が用いられている。
【００２１】
図５は、ボルト締結部分の拡大断面図で、図４におけるＶ−Ｖ矢視部分の断面図である。図５から明らかなように、リングギヤ１８の取付板部６４には雌ねじ６６が設けられ、外向きフランジ６０にはボルト挿通穴６８が設けられており、ボルト１６のねじ部がボルト挿通穴６８を挿通させられてリングギヤ１８の雌ねじ６６に螺合される。雌ねじ６６およびボルト挿通穴６８は回転中心線Ｓと平行で、回転中心線Ｓと平行な方向にボルト１６がねじ込まれる。ボルト１６と雌ねじ６６との締結力により、ボルト１６の頭部１６ａが外向きフランジ６０に設けられた座面６０ａに押圧され、取付板部６４と頭部１６ａとの間で外向きフランジ６０が挟圧された状態で、その外向きフランジ６０に対してリングギヤ１６が一体的に固設される。この場合、頭部１６ａと座面６０ａとの間の摩擦によってボルト１６の回転緩みが防止され、締結状態が維持される。必要に応じて頭部１６ａと座面６０ａとの間に座金を配置することもできる。
【００２２】
外向きフランジ６０の外径寸法はギヤ部６２の内周面６２ａの内径寸法よりも僅かに大きく、外向きフランジ６０の外周縁部はギヤ部６２の内側にインロウ嵌合されている。これにより、外向きフランジ６０とリングギヤ１８との径方向（図５における上下方向）の相対変位が抑制され、その相対変位による頭部１６ａの滑りでボルト１６の回転緩みが発生することが抑制される。すなわち、リングギヤ１８には噛合荷重の反力で径方向（図５における下向き）の荷重が作用し、外向きフランジ６０に対してリングギヤ１８が図５の下方側へ相対変位する力が発生するが、外向きフランジ６０がギヤ部６２の内側にインロウ嵌合されることによって相対変位が抑制され、その相対変位に起因するボルト１６の回転緩みが抑制される。インロウ嵌合を許容するように、ボルト挿通穴６８とボルト１６の軸部との間には所定の遊びが設けられているとともに、リングギヤ１８の取付板部６４の内周端部６４ａとデフケース１４との間にも所定の隙間が設けられている。
【００２３】
一方、ギヤ部６２にはすば歯車が設けられたリングギヤ１８においては、噛合荷重の反力でスラスト荷重Ｆが発生する。このため、例えば図６に示すように、リングギヤ１８の噛合側（図６における上方側）では、スラスト荷重Ｆにより外向きフランジ６０が回転中心線Ｓと平行な方向（図６では左方向）へ撓み変形する。本実施例では、外向きフランジ６０の外周縁部がギヤ部６２の内側にインロウ嵌合されているため、図６に示す外向きフランジ６０の撓み変形時においても、その変形に倣ってリングギヤ１８が変形させられるだけで、径方向へ相対変位する可能性が小さい。これに対し、例えば特許文献２に記載のように、取付板部６４の内周端部６４ａの内側に外向きフランジ６０の段差部をインロウ嵌合した場合には、図６のように外向きフランジ６０が撓み変形させられると、その外向きフランジ６０に対して相対的にリングギヤ１８を外周側へ押し出す方向の力が発生するため、その径方向の相対変位によってボルト１６の回転緩みが発生する可能性がある。図６は、理解を容易にするため、撓み変形を極端に拡大して示した図である。
【００２４】
また、本実施例のデフケース組立体１０の場合、柱部２４、２６の有無によって外向きフランジ６０の剛性、すなわち図６に示す撓み変形に対する剛性が、回転中心線Ｓまわりにおいて変化している。すなわち、窓部３２、３４が設けられた部分は、柱部２４、２６が設けられた部分に比較して剛性が低くなり、図６に示す撓み変形量δが、柱部２４、２６が設けられた部分に比較して窓部３２、３４が設けられた部分では大きくなる。このため、窓部３２、３４と柱部２４、２６との境界線Ｌｂ（図４参照）の近傍部分では、周方向において撓み変形量δに勾配（変化）が生じ、ボルト１６の頭部１６ａと座面６０ａとの接触（面圧）が不均一になり、それ等の間で滑りが生じてボルト１６の回転緩みが発生し易くなる。図６は、デフケース１４の窓部３４側が噛合い位置（図の上方位置）の場合に、噛合荷重の反力によって生じる撓み変形を説明する図で、図４におけるVI−VI矢視部分の断面図である。
【００２５】
これに対し、本実施例では、図４に示すように、柱部２４、２６と窓部３２、３４との境界部分、すなわち境界線Ｌｂの近傍部分（４箇所）におけるボルト１６の間隔Ｄ３が、境界線Ｌｂを含まない他の部分のボルト１６の間隔Ｄ１、Ｄ２よりも小さくなるように、回転中心線Ｓまわりにおける複数のボルト１６の間隔が不等分間隔とされている。具体的には、回転中心線Ｓまわりにおいて境界線Ｌｂを跨いで隣接する２本のボルト１６の間隔Ｄ３は、境界線Ｌｂを跨がずに隣接する２本のボルト１６の間隔Ｄ１またはＤ２よりも小さい。間隔Ｄ１は、柱部２４、２６が設けられた部分に位置する一対ずつのボルト１６の間隔で、間隔Ｄ２は、窓部３２、３４が設けられた部分に位置する一対ずつのボルト１６の間隔であり、何れも境界部分の間隔Ｄ３よりも大きい。
【００２６】
このような本実施例のデフケース組立体１０においては、柱部２４、２６と窓部３２、３４との境界部分におけるボルト１６の間隔Ｄ３が小さくなるように、回転中心線Ｓまわりにおいて複数のボルト１６の間隔が不等分間隔とされているため、その境界部分における締結強度が高くなる。言い換えれば、リングギヤ１８とデフケース１４との間でボルト１６の締結力に基づいてトルク伝達が行なわれる際に、間隔Ｄ３が小さい境界部分の各ボルト１６の分担トルクが低減される。このため、境界部分におけるボルト１６の頭部１６ａと座面６０ａとの間の面圧が不均一であっても、それ等の間で滑りが生じてボルト１６の回転緩みが発生することが抑制される。
【００２７】
また、境界線Ｌｂを跨がない部分のボルト１６の間隔Ｄ１、Ｄ２は比較的大きいため、単純にボルト１６の数を増やすだけの場合に比較して、ボルト１６の数を少なく維持して部品点数の増加や重量増加を抑制しつつ、境界部分のボルト１６の回転緩みを適切に抑制できる。
【００２８】
また、本実施例では外向きフランジ６０の外周縁部がギヤ部６２の内周面６２ａの内側にインロウ嵌合されているため、外向きフランジ６０とリングギヤ１８との径方向の相対変位が抑制され、その相対変位による頭部１６ａの滑りでボルト１６の回転緩みが発生することが抑制される。特に、図６に示すような外向きフランジ６０の撓み変形時においても、その変形に倣ってリングギヤ１８が変形させられるだけで、径方向へ相対変位する可能性が少なく、ボルト１６の回転緩みが適切に抑制される。
【００２９】
なお、上記実施例では柱部２４、２６、および窓部３２、３４の領域にそれぞれ２本ずつボルト１６が設けられているが、境界部分の間隔Ｄ３よりも相互の間隔が大きくなることを条件として、例えば回転中心線Ｓまわりの角度範囲が大きい窓部３２、３４の領域にボルト１６を３本ずつ設けることもできる。ボルト１６の本数は、リングギヤ１８の大きさ等に応じて適宜定められる。
【００３０】
また、図６ではスラスト荷重Ｆにより外向きフランジ６０が柱部２４、２６と反対方向（図の左方向）へ撓み変形させられる場合について説明したが、逆方向すなわち柱部２４、２６側へ外向きフランジ６０が撓み変形させられる場合にも、本発明は同様に適用され得る。
【００３１】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０：デフケース組立体    １４：デフケース    １６：ボルト（締結部材）    １８：リングギヤ    ２４、２６：柱部    ３２、３４：窓部    ６０：外向きフランジ（ギヤ取付部）    Ｓ：回転中心線    Ｌｂ：境界線    Ｄ３：境界部分のボルトの間隔
【図１】
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【図２】
2018132174.tif 000004
【図３】
2018132174.tif 000005
【図４】
2018132174.tif 000006
【図５】
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【図６】
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