(57)【要約】【課題】ピニオンシャフトを円柱状としつつ、デファレンシャルケースに対してワッシャを固定する。【解決手段】デファレンシャル装置１０を構成するデファレンシャルケース２０に対するワッシャ６１の固定構造であって、ワッシャ６１は、デファレンシャルケース２０に固定された円柱状のピニオンシャフト４０に取り付けられたピニオンギア５１と、デファレンシャルケース２０の内面との間に介在されると共に、ピニオンシャフト４０に対して圧入によって固定されていることに特徴を有する。【選択図】図１
2017150524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デファレンシャル装置を構成するデファレンシャルケースに対するワッシャの固定構造であって、
前記ワッシャは、
前記デファレンシャルケースに固定された円柱状のピニオンシャフトに取り付けられたピニオンギアと前記デファレンシャルケースの内面との間に介在されると共に、
前記デファレンシャルケースに形成された凹部及び前記ピニオンシャフトのうち少なくともいずれか一方に対して圧入によって固定されているワッシャの固定構造。
【請求項２】
デファレンシャルケースの内面と前記デファレンシャルケースに収容されたピニオンギアとの間に介在されるワッシャを備えるデファレンシャル装置の製造方法であって、
前記ワッシャを前記デファレンシャルケースに形成された凹部、及び前記デファレンシャルケースに固定された円柱状のピニオンシャフトのうち少なくともいずれか一方に対して圧入によって固定するワッシャ固定工程を備えるデファレンシャル装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワッシャの固定構造、及びデファレンシャル装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されるデファレンシャル装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。下記特許文献１には、デファレンシャルケースとピニオンギアの間にワッシャが介在されたものが記載されている。これにより、ピニオンギアとデファレンシャルケースとが接触する事態を抑制でき、ピニオンギアの回動によってデファレンシャルケースが摩耗する事態を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成において、ピニオンギアが回動する際には、ピニオンギアがワッシャに対して摺動する。この時、ピニオンギアの回動と共にワッシャが回動すると、ワッシャによってデファレンシャルケースが摩耗する事態が懸念される。このため、ワッシャの挿通孔を非円形状とし、この挿通孔に挿通されるピニオンシャフトの断面形状を挿通孔の形状に倣う非円形状にすることで、ピニオンシャフトに対してワッシャを回り止めする固定構造が考えられる。ところで、ピニオンシャフトは、ピニオンギアの回動軸を構成する部材であるから、ピニオンギアとの摩擦を低減させるために外周面を研磨する必要がある。ピニオンシャフトの断面形状が非円形状であると外周面の研磨作業を行い難く、その点において改善の余地があった。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ピニオンシャフトを円柱状としつつ、デファレンシャルケースに対してワッシャを固定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、デファレンシャル装置を構成するデファレンシャルケースに対するワッシャの固定構造であって、前記ワッシャは、前記デファレンシャルケースに固定された円柱状のピニオンシャフトに取り付けられたピニオンギアと、前記デファレンシャルケースの内面との間に介在されると共に、前記デファレンシャルケースに形成された凹部及び前記ピニオンシャフトのうち少なくともいずれか一方に対して圧入によって固定されていることに特徴を有する。
【０００７】
上記構成によれば、圧入によってワッシャをデファレンシャルケースに対して直接的（又はピニオンシャフトを介して間接的に）固定することができる。これにより、ピニオンギアが回動した際に、ワッシャが回動することがなく、デファレンシャルケースが摩耗する事態を抑制することができる。そして、ワッシャを圧入によって固定する構成とすれば、ワッシャを固定するためにピニオンシャフトの断面を非円形状にする必要がなく、ピニオンシャフトを円柱状とすることができる。ピニオンシャフトを円柱状にすることで、外周面の研磨作業を容易に行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明は、デファレンシャルケースの内面と前記デファレンシャルケースに収容されたピニオンギアとの間に介在されるワッシャを備えるデファレンシャル装置の製造方法であって、前記ワッシャを前記デファレンシャルケースに形成された凹部、及び前記デファレンシャルケースに固定された円柱状のピニオンシャフトのうち少なくともいずれか一方に対して圧入によって固定するワッシャ固定工程を備えることに特徴を有する。
【０００９】
上記方法によれば、圧入によってワッシャをデファレンシャルケースに対して直接的（又はピニオンシャフトを介して間接的に）固定することができる。これにより、ピニオンギアが回動した際に、ワッシャが回動することがなく、デファレンシャルケースが摩耗する事態を抑制することができる。そして、ワッシャを圧入によって固定する構成とすれば、ワッシャを固定するためにピニオンシャフトの断面を非円形状にする必要がなく、ピニオンシャフトを円柱状にすることができる。ピニオンシャフトを円柱状にすることで、外周面の研磨作業を容易に行うことができ、生産性に優れたものとなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ピニオンシャフトを円柱状としつつ、デファレンシャルケースに対してワッシャを固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係るデファレンシャル装置を示す断面図
【図２】実施形態１に係るワッシャ固定工程を示す断面図
【図３】ピニオンシャフトを示す断面図（図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した図に対応）
【図４】ピニオンシャフトの比較例を示す断面図
【図５】実施形態２に係るデファレンシャル装置を示す拡大断面図
【図６】実施形態２に係るワッシャ固定工程を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１から図４によって説明する。本実施形態のデファレンシャル装置１０（デファレンシャルユニット）は、自動車などの車両に搭載されるもので、図１に示すように、デファレンシャルケース２０と、リングギア１１と、ピニオンシャフト４０と、一対のピニオンギア５１，５２と、一対のサイドギア１３，１４と、一対のワッシャ６１，６２と、を備えている。デファレンシャルケース２０は、例えば鋳造などによって成形され、収容空間Ｓ１を有する略箱状をなしている。より詳しくは、デファレンシャルケース２０は、図１の紙面貫通方向（ピニオンシャフト４０の軸方向及びドライブシャフト１５，１６の軸方向の双方と直交する方向）の両側が開口された略箱状をなしている。収容空間Ｓ１には、ピニオンシャフト４０、一対のサイドギア１３，１４及び一対のピニオンギア５１，５２が収容されている。
【００１３】
一対のピニオンギア５１，５２は、それぞれピニオンシャフト４０に対して回動可能に取り付けられている。つまり、ピニオンシャフト４０は、ピニオンギア５１，５２の回動軸を構成するものとされる。一対のサイドギア１３，１４は、それぞれ車両の左右方向（図１の左右方向）に間隔を空けて対向配置されている。サイドギア１３，１４にはドライブシャフト１５，１６がそれぞれスプライン嵌合などによって連結されている。また、ドライブシャフト１５，１６はそれぞれデファレンシャルケース２０に形成された貫通孔２０Ａ，２０Ａに挿通されている。
【００１４】
ピニオンシャフト４０は車両の左右方向（図１の左右方向）と直交する方向に沿って延びており、一対のピニオンギア５１，５２は、ピニオンシャフト４０の長手方向（図１の上下方向）に間隔を空けて対向配置されている。一対のサイドギア１３，１４は、ピニオンギア５１及びピニオンギア５２を左右から挟み込む形で配されており、ピニオンギア５１及びピニオンギア５２に対してそれぞれ噛み合っている。一方、デファレンシャルケース２０のフランジ部２０Ｇには、リングギア１１が取り付けられている。リングギア１１にはドライブピニオン１２が噛み合う構成となっている。
【００１５】
車両に搭載されたエンジンの回転がドライブピニオン１２を介してリングギア１１に伝達されることで、リングギア１１が回動する。これにより、デファレンシャルケース２０が左右方向に沿う回動軸を中心として回動し、ドライブシャフト１５，１６がそれぞれ回動する構成となっている。また、車両がカーブを曲がる際には、左右のドライブシャフト１５，１６に作用する負荷の差に起因して一対のピニオンギア５１，５２が回動することで、ドライブシャフト１５，１６の回転数に差が生じる構成となっている。
【００１６】
ピニオンシャフト４０は、円柱状をなしており、図３に示すように、断面視において円形状（より詳しくは真円形状）をなしている。デファレンシャルケース２０を構成する壁部には、ピニオンシャフト４０の一端部が挿入されるシャフト取付孔２１と、ピニオンシャフト４０の他端部が挿入されるシャフト取付孔２２とがそれぞれ貫通形成されている。ピニオンシャフト４０の一端部（例えば図１の上側の端部）には、ピニオンシャフト４０の径方向に貫通された貫通孔４０Ａが形成されている。デファレンシャルケース２０において貫通孔４０Ａと対応する箇所には、シャフト取付孔２１と直交する形で貫通孔２０Ｂが形成されている。貫通孔４０Ａ及び貫通孔２０Ｂには、固定ピン２３が挿通されている。これにより、ピニオンシャフト４０がデファレンシャルケース２０に固定されている。
【００１７】
一対のピニオンギア５１，５２は、それぞれピニオンシャフト４０に対して外挿されている。ピニオンギア５１とデファレンシャルケース２０の内面の間にはワッシャ６１が介在され、ピニオンギア５２とデファレンシャルケース２０の内面の間にはワッシャ６２が介在されている。ワッシャ６１及びワッシャ６２は、同一の構成であり、図３に示すように挿通孔（図３の挿通孔６１Ａ）を有する円板状（円環状）をなしている。なお、図３においては、ワッシャ６１の平面図を図示している。また、ワッシャ６１は、図１に示すように、ピニオンギア５１の外周面に倣う曲面状をなしており、ワッシャ６２は、ピニオンギア５２の外周面に倣う曲面状をなしている。ピニオンギア５１は、ワッシャ６１に対して摺動可能となっており、ピニオンギア５２は、ワッシャ６２に対して摺動可能となっている。なお、ピニオンギア５１とワッシャ６１の間、及びピニオンギア５２とワッシャ６２の間には、それぞれ潤滑剤が供給される構成となっている。
【００１８】
また、ワッシャ６１，６２の硬度は、例えば、デファレンシャルケース２０の硬度よりも高いものとされる。デファレンシャルケース２０は、例えば、鋳物材とされ、ピニオンシャフト４０は、例えば、合金材とされる。また、ワッシャ６１，６２は、例えば、鋼板とされる。なお、デファレンシャルケース２０、ピニオンシャフト４０、ワッシャ６１，６２の材質は上述したものに限定されず適宜変更可能である。
【００１９】
次に、デファレンシャルケース２０に対するワッシャ６１，６２の固定構造について説明する。デファレンシャルケース２０の内面において、ワッシャ６１が配置される箇所には凹部２０Ｄが形成され、ワッシャ６２が配置される箇所には凹部２０Ｅが形成されている。ワッシャ６１は、凹部２０Ｄに嵌合されており、ワッシャ６２は、凹部２０Ｅに嵌合されている。
【００２０】
凹部２０Ｄは、シャフト取付孔２１の孔縁部に形成されており、平面視において、ワッシャ６１の形状に倣う円形状をなしている。凹部２０Ｅは、シャフト取付孔２２の孔縁部に形成されており、平面視において、ワッシャ６２の形状に倣う円形状をなしている。ワッシャ６１には、その中心軸に沿う形で挿通孔６１Ａが貫通形成され、ワッシャ６２には、その中心軸に沿う形で挿通孔６２Ａが貫通形成されている。ピニオンシャフト４０は、挿通孔６１Ａ及び挿通孔６２Ａに対してそれぞれ圧入されている。つまり、ワッシャ６１，６２は、圧入によってピニオンシャフト４０に対して固定されている。これにより、ワッシャ６１，６２は、ピニオンシャフト４０に対して軸方向（図１の上下方向）を中心とした回動が規制されると共に、軸方向の変位が規制されている。なお、ピニオンギア５１，５２の貫通孔５１Ａ，５２Ａ、挿通孔６１Ａ，６２Ａ、及びシャフト取付孔２１，２２は、同軸上に配されている。
【００２１】
次に、デファレンシャル装置１０の製造方法について説明する。まず、図２に示すように、ワッシャ６１を凹部２０Ｄに嵌合し、ワッシャ６２を凹部２０Ｅに嵌合させる。なお、ピニオンシャフト４０をワッシャ６１，６２に対して圧入する前の状態では、ワッシャ６１の挿通孔６１Ａ（及び挿通孔６２Ａ）の直径Ｒ１（図２における挿通孔６１Ａ参照）は、ピニオンシャフト４０の直径Ｒ２よりも、わずかに小さい値で設定されている。次に、ピニオンギア５１，５２及びサイドギア１３，１４をデファレンシャルケース２０内に配置した後、圧入装置（図示せず）の押圧部７０によって、ピニオンシャフト４０をデファレンシャルケース２０の外側から押圧し、例えばシャフト取付孔２２を通じてデファレンシャルケース２０の内部に差し入れる。
【００２２】
シャフト取付孔２２から差し入れられたピニオンシャフト４０は、ワッシャ６２の挿通孔６２Ａに対して圧入された後、ピニオンギア５１，５２の貫通孔５１Ａ，５２Ａに挿通され、その後、ワッシャ６１の挿通孔６１Ａに対して圧入される（ワッシャ固定工程）。つまり、ピニオンシャフト４０は、押圧部７０によって押圧されることで、ワッシャ６１，６２に対してそれぞれ圧入される。なお、図２では、ピニオンシャフト４０をワッシャ６２に対して圧入した後、ワッシャ６１に対して圧入する直前の状態を図示してある。
【００２３】
次に、ワッシャ６１の挿通孔６１Ａを通過したピニオンシャフト４０の一端部をシャフト取付孔２１に挿通した後、固定ピン２３をピニオンシャフト４０の貫通孔４０Ａ、及びデファレンシャルケース２０の貫通孔２０Ｂの双方に圧入する（図１参照）。これにより、ピニオンシャフト４０がデファレンシャルケース２０に対して固定される。次に、デファレンシャルケース２０に対してリングギア１１を取り付ける。これにより、デファレンシャル装置１０が完成する。なお、上述した各部品の組み付け手順は一例であり、これに限定されるものではない。
【００２４】
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、圧入によってワッシャ６１，６２がピニオンシャフト４０に固定され、ピニオンシャフト４０がデファレンシャルケース２０に固定されている。つまり、ワッシャ６１，６２は、ピニオンシャフト４０を介してデファレンシャルケース２０に固定されている。これにより、ピニオンギア５１，５２が回動した際に、ワッシャ６１，６２が回動することがなく、デファレンシャルケース２０が摩耗する事態を抑制することができる。
【００２５】
ここで、ワッシャをピニオンシャフトに対して回り止めする構造としては、図４の比較例に示すように、ワッシャ８１の挿通孔８１Ａ、及びピニオンシャフト９０の断面形状を非円形状（例えば、図４に示すような小判状）にすることが考えられる。しかしながら、ピニオンシャフト９０の断面形状を非円形状にすると、表面の研磨をセンタレス研削によって行うことができない。
【００２６】
本実施形態によれば、ワッシャ６１，６２を固定するためにピニオンシャフト４０の断面を非円形状にする必要がなく、ピニオンシャフト４０を円柱状とすることができる。ピニオンシャフトを円柱状にすることで、表面の研磨を例えばセンタレス研削によって行うことができ、生産性に優れたものとなる。また、ピニオンシャフト４０の断面を円形状にすれば、非円形状に比べて、ピニオンシャフト４０に作用する応力が均等に作用し易くなり、耐久性の観点からも好適である。さらに、本実施形態によれば、ピニオンシャフト４０をデファレンシャルケース２０に取り付ける過程で、ワッシャ６１，６２とピニオンシャフト４０の固定を行うことができ、作業性が良好である。
【００２７】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図５から図６によって説明する。本実施形態では、ワッシャの固定構造が上記実施形態と相違する。なお、上記実施形態と同一部分には、同一符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態では、図５に示すように、デファレンシャルケース２０の凹部１２０Ｄに対して、ワッシャ１６１が圧入されている。なお、図５においては、ピニオンシャフト４０の一端側を拡大して図示しているが、ピニオンシャフト４０の他端側に配されるワッシャ（図示せず）についても同様の構成となっている。
【００２８】
本実施形態のワッシャ固定工程では、図６に示すように、ワッシャ１６１の直径Ｒ４（外径）を凹部１２０Ｄの直径Ｒ３よりわずかに大きい値で設定し、圧入装置の押圧部１７０によってワッシャ１６１を押圧する。これにより、凹部１２０Ｄに対してワッシャ１６１が圧入されることで固定される。その後、ピニオンシャフト４０をデファレンシャルケース２０に取り付ける過程で、ピニオンシャフト４０をワッシャ１６１の挿通孔１６１Ａに挿入する。
【００２９】
本実施形態によれば、ワッシャ１６１がデファレンシャルケース２０の凹部１２０Ｄに対して固定されている。これにより、ピニオンシャフト９０の断面を非円形状にする必要がなく、ピニオンシャフト４０を円柱状とすることができる。また、本実施形態によれば、デファレンシャルケース２０に対してワッシャ１６１を固定した後、ピニオンシャフト４０を取り付けることができるため、ワッシャ１６１の挿通孔１６１Ａと、デファレンシャルケース２０のシャフト取付孔２１の位置合わせをより確実に行うことができる。これにより、ピニオンシャフト４０を挿通孔１６１Ａ及びシャフト取付孔２１に対して挿入する際の作業性が良好となる。
【００３０】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
上記実施形態１のワッシャの固定構造と、実施形態２のワッシャの固定構造は適宜組み合わせて用いることが可能である。例えば、ピニオンシャフト４０の一端側に配されたワッシャについては、ピニオンシャフト４０に対して圧入することで固定し、ピニオンシャフト４０の他端側に配されたワッシャについては、デファレンシャルケース２０の凹部に対して圧入することで固定してもよい。また、一つのワッシャをデファレンシャルケース２０の凹部、及びピニオンシャフト４０の両方に圧入する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０…デファレンシャル装置、２０…デファレンシャルケース、６１，６２，１６１…ワッシャ、４０…ピニオンシャフト、５１，５２…ピニオンギア、１２０Ｄ…デファレンシャルケースに形成された凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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