(57)【要約】【課題】  大幅な形状変更を要せずに強度向上が可能な車両用差動装置のデフケースを提供する。【解決手段】  リングギヤ７の内径部に嵌合する外周部１６に対して隅肉Ｒを介して連なるリングギヤ取付け面１５を形成するフランジ６を備えると共にフランジ６とオフセットさせた位置においてピニオンメイトシャフト１２を支持し、リングギヤ７内径部に嵌合する外周部１６がピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部１８より大径に形成されている車両用差動装置のデフケース５の前記隅肉Ｒ１とピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部１８との間に、ピニオンメイトシャフト１２から入力されるねじり応力の隅肉Ｒ１への集中を緩和する応力緩和手段（隅肉Ｒ２）を備える。【選択図】    図３
2005282817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングギヤの内径部に嵌合する外周部に対して隅肉Ｒを介して連なるリングギヤ取付け面を形成するフランジを備えると共にフランジとオフセットさせた位置においてピニオンメイトシャフトを支持し、リングギヤ内径部に嵌合する外周部がピニオンメイトシャフトを支持する外周部より大径に形成されている車両用差動装置のデフケースにおいて、
隅肉Ｒとピニオンメイトシャフトを支持する外周部との間に、ピニオンメイトシャフトから入力されるねじり応力の隅肉Ｒへの集中を緩和する応力緩和手段を備えたことを特徴とする車両用差動装置のデフケース。
【請求項２】
前記応力緩和手段は、ピニオンメイトシャフトを支持する外周部からリングギヤに嵌合する外周部への段差部分の隅肉Ｒの半径をリングギヤ取付け面根元の前記隅肉Ｒの半径より小さく形成したことを特徴とする請求項１に記載の車両用差動装置のデフケース。
【請求項３】
前記応力緩和手段は、ピニオンメイトシャフトを支持する外周部からリングギヤに嵌合する外周部への段差部分をリングギヤ取付け面側へ近づけてピニオンメイトシャフトを支持する肉薄の外周部を長くすることで形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用差動装置のデフケース。
【請求項４】
前記応力緩和手段は、リングギヤに嵌合する外周部に形成した環状溝により形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用差動装置のデフケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用差動装置のデフケースに関し、特に、強度向上に好適な車両用差動装置のデフケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両における左右車輪の回転差や前後車輪の回転差を吸収するために差動装置を用いることが一般的である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５９９４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フロントエンジン−リヤドライブの車両（ＦＲ車両）やフロントエンジン−フロントドライブの車両（ＦＦ車）の終減速機に内蔵される上記従来技術を含む差動装置は、エンジンの高トルク化に対応するために高強度化が必要とされている。
【０００４】
差動装置を高強度化する場合に、デフケースをサイズアップする方法もあるが、終減速装置自体のサイズアップが必要となるため、サイズアップ等の大幅な形状変更をせずに強度を向上させることが望まれている。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、大幅な形状変更を要せずに強度向上が可能な車両用差動装置のデフケースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、リングギヤの内径部に嵌合する外周部に対して隅肉Ｒを介して連なるリングギヤ取付け面を形成するフランジを備えると共にフランジとオフセットさせた位置においてピニオンメイトシャフトを支持し、リングギヤ内径部に嵌合する外周部がピニオンメイトシャフトを支持する外周部より大径に形成されている車両用差動装置のデフケースにおいて、隅肉Ｒとピニオンメイトシャフトを支持する外周部との間に、ピニオンメイトシャフトから入力されるねじり応力の隅肉Ｒへの集中を緩和する応力緩和手段を備えるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、リングギヤの内径部に嵌合する外周部に対して隅肉Ｒを介して連なるリングギヤ取付け面を形成するフランジを備えると共にフランジとオフセットさせた位置においてピニオンメイトシャフトを支持し、リングギヤ内径部に嵌合する外周部がピニオンメイトシャフトを支持する外周部より大径に形成されている車両用差動装置のデフケースの前記隅肉Ｒとピニオンメイトシャフトを支持する外周部との間に、ピニオンメイトシャフトから入力されるねじり応力の隅肉Ｒへの集中を緩和する応力緩和手段を備えるため、フランジ根元部分の隅肉Ｒへの応力集中が緩和でき、大幅な形状変更を要せずに強度向上が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の車両用差動装置のデフケースを各実施形態に基づいて説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１〜図４は、本発明を適用した車両用差動装置のデフケースの第１実施形態を示し、図１は車両用差動装置を含む終減速機の断面図、図２は差動装置の断面図、図３はデフケースの部分拡大図、図４はデフケースに加わる応力を説明する断面図である。
【００１０】
図１および図２により差動装置１について先ず説明する。差動装置１は、終減速機２のケース３内において左右の軸受４により回転可能に支持されたデフケース５内に内蔵され、デフケース５のフランジ６に取付けたリングギヤ７に噛合うドライブギヤ８により回転駆動される。ドライブギヤ８はケース３内に回転可能に支持されて前後方向に配置され、前端のコンパニオンフランジ８Ａを介して図示しないプロペラシャフトに連結されて、プロペラシャフトにより駆動されるよう構成している。前記差動装置１は、デフケース５の回転軸と同軸にデフケース５内に回転可能に対向配置された一対のサイドギヤ１０と、両サイドギヤ１０に噛合う一対のピニオンメイトギヤ１１と、ピニオンメイトギヤ１１を回転可能に支持して両端がデフケース５に支持されたピニオンメイトシャフト１２とから構成される。ピニオンメイトシャフト１２はピン１３により抜け止めされている。両サイドギヤ１０は、図示しないドライブシャフトを介して左右の車輪に夫々連結されている。
【００１１】
前記デフケース５は、内面に両サイドギヤ１０を回転可能に支持し、これらと直交する内面にピニオンメイトギヤ１１の背面を支持する支持球面を備え、外周の片側（図示例では、左側）にリングギヤ７を固定するためのフランジ６を半径方向外周に突設させて備える。図３に拡大して示すように、フランジ６のリングギヤ取付面１５は隅肉Ｒ１（例えば、半径が２ｍｍ）を介してリングギヤ７の内周に係合する円筒面１６に形成され、この円筒面１６と段差１７を持ってピニオンメイトシャフト１２が取付けられた円筒状の外周面１８に連なっている。前記外周面１８と段差部分１７との間の隅肉Ｒ２は、前記円筒面１６とリングギヤ取付け面１５との間の隅肉Ｒ１より小さい半径（Ｒ１＞Ｒ２）により形成している。
【００１２】
以上の構成になる車両用差動装置１のデフケース５においては、駆動力伝達時に、図４に示すように、曲げ応力、剪断応力、および、ねじり応力が作用する。即ち、曲げ応力は、前記ドライブギヤ８との噛合い反力としてリングギヤ７からフランジ６に対しては、矢印１に示すように、フランジ６を隅肉Ｒ１より曲げるよう作用する
。剪断応力は、サイドギヤ１０との噛合い反力としてピニオンメイトギヤ１１からデフケース５の外周面を膨張させる方向、即ち、矢印２に示すように、作用し、デフケース５はフランジ６部分で側面部分が閉じられている
ため、隅肉Ｒ１部分をせん断するよう作用する。ねじり応力は、ピニオンメイトシャフト１２から矢印３（紙面
に直交する方向の偶力）に示すように作用し、デフケース５をフランジ６部分を基点にねじる応力が、やはり隅肉Ｒ１に作用する。
【００１３】
本実施形態においては、上記の各応力が隅肉Ｒ１部に集中するのを分散するために、前記外周面１８と段差部分１７との隅肉Ｒ２は、前記円筒面１６とリングギヤ取付け面１５との間の隅肉Ｒ１より小さい半径（Ｒ１＞Ｒ２）により形成する。このように構成することにより、メイトシャフト１２からのねじれ応力は、隅肉Ｒ２にも集中し、代わって隅肉Ｒ１への集中が緩和される。
【００１４】
図７は駆動力伝達時に隅肉Ｒ１（半径＝２ｍｍ）と隅肉Ｒ２とに加わるねじり応力の値を横軸と縦軸とに取ったねじり応力分布状態を示すグラフである。図中の点Ａ１は隅肉Ｒ１と隅肉Ｒ２とが、隅肉Ｒ１≦隅肉Ｒ２の関係にある改良前のデフケースにおける応力分布状態を示す。図中の点Ａ２は隅肉Ｒ２の半径をＲ２＝２ｍｍとしたものであり、点Ａ３は隅肉Ｒ２の半径をＲ２＝１ｍｍとしたものであり、点Ａ４は隅肉Ｒ２の半径をＲ２＝０．５ｍｍとしたものである。このように隅肉Ｒ２の半径を小さくしていくに連れて、隅肉Ｒ２に集中するねじり応力が増加し、隅肉Ｒ１に加わるねじり応力が低下される。ちなみに、点Ａ４における隅肉Ｒ１のねじり応力の低下は、１０％程度であった。
【００１５】
以上のように、隅肉Ｒ２の半径を隅肉Ｒ１の半径より小さく形成することにより、隅肉Ｒ１部分に加わる応力集中を分散させることができ、デフケースの強度をそれだけ向上させることができる。
【００１６】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００１７】
（ア）リングギヤ７の内径部に嵌合する外周部１６に対して隅肉Ｒを介して連なるリングギヤ取付け面１５を形成するフランジ６を備えると共にフランジ６とオフセットさせた位置においてピニオンメイトシャフト１２を支持し、リングギヤ７内径部に嵌合する外周部１６がピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部１８より大径に形成されている車両用差動装置のデフケース５の前記隅肉Ｒ１とピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部１８との間に、ピニオンメイトシャフト１２から入力されるねじり応力の隅肉Ｒ１への集中を緩和する応力緩和手段（隅肉Ｒ２）を備えるため、フランジ６根元部分の隅肉Ｒ１への応力集中が緩和でき、大幅な形状変更を要せずに強度向上が可能となる。
【００１８】
（イ）応力緩和手段として、ピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部からリングギヤ７に嵌合する外周部１６への段差部分１７の隅肉Ｒ２の半径をリングギヤ取付け面１５根元の隅肉Ｒ１の半径より小さく形成したため、ピニオンメイトシャフト１２からのねじれ応力を、フランジ５隅肉Ｒ１部以外に集中させることができ、デフケース５に発生する曲げ応力や剪断応力とから分散でき、デフケース５の強度を向上させることができる。
【００１９】
（第２実施形態）
図５は、本発明を適用した車両用差動装置のデフケースの第２実施形態を示すデフケースの部分拡大図である。本実施形態においては、隅肉Ｒ２のリングギヤ取付け面からの距離を短縮することによりねじり応力の分散を図ったものである。なお、図１〜図４と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２０】
本実施形態の車両用差動装置のデフケースにおいては、概略第１実施形態と同様の構成を備えるものであるが、隅肉Ｒ２のリングギヤ取付け面１５からの距離を短縮化するよう構成している。即ち、図５において、隅肉Ｒ２の位置を、破線で示す位置（例えば、Ｘ１＝１０ｍｍ）から実線で示す位置（例えば、Ｘ２＝５ｍｍ）へ変更している。
【００２１】
以上のように構成することにより、図４において、ピニオンメイトシャフト１２から矢印３（紙面に直交する
方向の偶力）に示すように作用して、デフケース５をフランジ６部分を基点にねじるねじり応力は、隅肉Ｒ１に集中することが緩和される。
【００２２】
図７において、点Ｂ１は隅肉Ｒ２のリングギヤ取付面１５からの距離がＸ１＝１０ｍｍの場合を示し、隅肉Ｒ１へのねじり応力が改良前のデフケース５における応力分布割合と同様であるが、実線で図示したように、隅肉Ｒ２のリングギヤ取付面１５からの距離をＸ２＝５ｍｍとした点Ｂ２においては、隅肉Ｒ２へのねじり応力の上昇がわずか生ずるが、隅肉Ｒ１へのねじり応力を低減（この場合には、約４％低減）させることができる。これは、隅肉Ｒ２がリングギヤ取付け面１５側に移動したことにより、隅肉Ｒ２とピニオンメイトシャフト１２との係合部との間のデフケース５の肉厚が低減されて柔軟な構造となり、隅肉Ｒ２へのねじり応力の上昇を抑制しつつ隅肉Ｒ１へのねじり応力が低減されたことによる。
【００２３】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００２４】
（ウ）応力緩和手段として、ピニオンメイトシャフト１２を支持する外周部１８からリングギヤ７に嵌合する外周部１６への段差部分１７をリングギヤ取付け面１５側へ近づけてピニオンメイトシャフト１２を支持する肉薄の外周部１８を長くすることで形成するため、隅肉Ｒ１へのねじり応力集中を隅肉Ｒ２に集中させることができ、隅肉Ｒ１にかかる曲げ応力とねじれ応力とを分散させることができる。
【００２５】
（第３実施形態）
図６は、本発明を適用した車両用差動装置のデフケースの第３実施形態を示すデフケースの部分拡大図である。本実施形態においては、隅肉Ｒ１と隅肉Ｒ２との間のデフケース外周に切欠き溝を設けることで隅肉Ｒ１にねじり応力が集中するのを抑制するものである。なお、図１〜図５と同一装置には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２６】
本実施形態の車両用差動装置のデフケースにおいては、概略第１実施形態と同様の構成を備えるものであるが、隅肉Ｒ１と隅肉Ｒ２との間のデフケース５外周に切欠き溝２０を設けるよう構成している。即ち、図６において、円周上に切欠き溝２０を形成している。切欠き溝２０は、デフケース５の外周の機械加工時にカッタの一時的な追込みにより形成することができ、しかも、その幅も自在に変更可能である。
【００２７】
以上のように構成することにより、図４において、ピニオンメイトシャフト１２から矢印３（紙面に直交する方向の偶力）に示すように作用して、デフケース５をフランジ６部分を基点にねじるねじり応力は、隅肉Ｒ１に集中することが緩和される。
【００２８】
図７において、点Ｃ１は切欠き溝２０の深さがＨ＝１ｍｍの場合を示し、隅肉Ｒ１への応力分布割合が約１３％緩和されており、点Ｃ２は切欠き溝２０の深さがＨ＝２ｍｍの場合を示し、隅肉Ｒ１への応力分布割合が約１８％緩和され、点Ｃ３は切欠き溝２０の深さがＨ＝４ｍｍの場合を示し、隅肉Ｒ１への応力分布割合が約３６％緩和されている。そして、点Ｃ２と点Ｃ３においては、隅肉Ｒ２への応力分布割合も、現状の点Ａ１の隅肉Ｒ２での応力分布よりも低下されている。
【００２９】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００３０】
（エ）応力緩和手段として、リングギヤ７に嵌合する外周部１６に形成した環状溝２０により形成するため、隅肉Ｒ１に集中していたねじり応力を環状溝２０部分に集中させることができ、隅肉Ｒ１から分散させることができ、大幅な形状変更を要せずにデフケース５の強度を向上できる。
【００３１】
なお、上記実施形態において、車両用差動装置１として、フロントエンジン−リヤドライブの車両に適用するものについて説明したが、図示はしないが、フロントエンジン−フロントドライブの車両に適用する車両用差動装置に適用するデフケースであってもよく、この場合には、デフケースのフランジの隅肉Ｒ１には曲げ応力は作用しないが、せん断応力とねじり応力とが集中するため、ねじり応力が隅肉Ｒ１に集中することが緩和できることは、各実施形態と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す車両用差動装置を含む終減速機の断面図。
【図２】同じく差動装置の断面図。
【図３】デフケースの部分拡大図。
【図４】デフケースに加わる応力を説明する断面図。
【図５】本発明の第２実施形態を示す車両用差動装置のデフケースの部分拡大図。
【図６】本発明の第３実施形態を示す車両用差動装置のデフケースの部分拡大図。
【図７】駆動力伝達時に隅肉Ｒ１と隅肉Ｒ２とに加わるねじり応力を横軸と縦軸としたねじり応力分布状態を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３３】
Ｒ１、Ｒ２  隅肉
１  差動装置
２  終減速装置
３  ケース
５  デフケース
６  フランジ
７  リングギヤ
８  ドライブギヤ
１０  サイドギヤ
１１  ピニオンメイトギヤ
１２  ピニオンメイトシャフト
１５  リングギヤ取付け面
１６、１８  外周面、円筒面
１７  段差部分
２０  環状溝、切欠き溝
【図１】
2005282817.tif 000003
【図２】
2005282817.tif 000004
【図３】
2005282817.tif 000005
【図４】
2005282817.tif 000006
【図５】
2005282817.tif 000007
【図６】
2005282817.tif 000008
【図７】
2005282817.tif 000009