JP2011220361A - Differential case structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、デファレンシャルギアにおけるデフケースの構造に関するものである。 The present invention relates to a structure of a differential case in a differential gear.
デフケースの一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1には、一体型のデフケースの外周面の一端側にリングギアの取付用フランジ部が設けられ、またこのデフケースの中央部にピニオンギアおよびサイドギアを収納するための窓穴が形成され、さらにフランジ部の裏面側に、具体的にはフランジ部における窓穴とは反対側であって、窓穴に対応する部位にフランジ部の撓みを規制する補強用リブが設けられているデフケースが記載されている。
An example of a differential case is described in
また、特許文献2には、デフケースの強度を考慮しつつ、ギア取付部の内径側に凹状にデフケースの無駄肉を除去した環状の第1除肉部を形成するとともに、デフケースの外周の各ボス部間にドライブギアの締結に必要な面積を確保しつつ各ボス部間の無駄肉を除去した軸線方向に延びる第2除肉部を形成することが記載されている。
Further, in
さらにまた特許文献3には、デフケースの連結部の外周面に、デフケースの回転中心から放射状にデフケースの強度を増加させるための複数の補強用リブを設けることが記載されている。
Further,
上述した特許文献1および特許文献3に記載されているように、補強用リブを設ければ、リングギアにスラスト方向の荷重が作用することによって、フランジ部における窓穴に対応する部位に撓みが生じることを抑制できる。しかしながら、特許文献1および特許文献3に記載された技術は、飽くまでも、フランジ部やデフケースの強度、すなわち剛性を向上させるための技術であり、言い換えれば、これは、デフケースの軽量化を図るものではない。したがって、特許文献1および特許文献3に記載された構成では、補強用リブを設けることにより材料コストが増大したり、車両重量が増大して燃費が悪化する虞がある。また、特許文献2に記載されているように、無駄肉を除去した除肉部を設ければ、デフケースを軽量化できる。しかしながら、特許文献2に記載された技術は、飽くまでも、無駄肉を除去することにより軽量化を図る技術であり、言い換えれば、これは、無駄肉を除去することによりデフケースの剛性がある程度低下する虞がある。
As described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、デフケースの剛性の低下を抑制し、かつ軽量化を図ることのできるデフケース構造を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and an object of the present invention is to provide a differential case structure capable of suppressing a reduction in rigidity of the differential case and reducing the weight.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、シャフトが挿入される二つのボス部の一方が、内部に複数のギアを収容するための窓部が形成されているシェル部の一方の端部に設けられるとともに、そのシェル部の他方の端部にリングギアが取り付けられる円盤状のフランジ部が一体に設けられ、かつそのフランジ部における前記シェル部とは反対側に前記他方のボス部が一体に設けられているデフケースにおいて、前記フランジ部における前記窓部に対応する部分の厚みが、前記フランジ部における前記シェル部に対応する部分の厚みに比較して厚く形成されていることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, according to the invention of
請求項1の発明によれば、フランジ部における窓部に対応する部分の厚みが、フランジ部におけるシェル部に対応する部分の厚みに比較して厚く形成されている。すなわち、フランジ部に作用するスラスト方向の荷重は一様ではないから、フランジ部におけるスラスト方向の荷重が相対的に小さい部分であるシェル部に対応する部分の厚みは相対的に薄く形成され、フランジ部におけるスラスト方向の荷重が相対的に大きい部分である窓部に対応する部分の厚みは相対的に厚く形成されている。その結果、デフケースの強度あるいは剛性が低下することを防止もしくは抑制できるとともに、軽量化できる。また、デフケースの軽量化によって、ある程度車両重量の増大を抑制でき、車両重量が増大することによる燃費の悪化を防止もしくは抑制できる。さらにデフケースの製造に使用する材料を削減することができる。すなわち、材料コストを低減できる。さらにまた、デフケースに新たな部位を設けたりせずにその強度もしくは剛性が低下することを防止もしくは抑制できるので、従来のデフケースの製造方法を応用できる。すなわち、このようなデフケースを製造することによる製造コストの増大を抑制できる。
According to invention of
つぎにこの発明をより具体的に説明する。図4に、この発明で対象とするデフケースを備えたデファレンシャルギアが設けられている変速機の部分断面図を示してある。図4において、デファレンシャルギアは、デフケース1を備え、デフハウジング2の内部に設けられている。デフケース1の中央部には、殻状のシェル部3が設けられている。このシェル部3の軸線方向における一方の端部には、すなわち図4においてシェル部3の左端部には、シェル部3の半径方向で外側に延伸され、リングギア4を取り付けるための円盤状のフランジ部5が一体に設けられている。このフランジ部5の円周面5aは、デフケース1やリングギア4の回転軸線に対して直交するように形成されている。またその円周面5aにリングギア4をボルト6やリベットなどの締結部材によって取り付けるための複数の締結孔7が形成されている。したがって図4に示す例では、リングギア4は、フランジ部5におけるシェル部3とは反対側の面に、ボルト6によって締結されている。なお、詳細は図示しないが、リングギア4は、はすば歯車(ヘリカルギアと呼ばれることがある)によって構成されており、このリングギア4は変速機の出力ギア8と噛み合っている。
Next, the present invention will be described more specifically. FIG. 4 shows a partial cross-sectional view of a transmission provided with a differential gear provided with a differential case as a subject of the present invention. In FIG. 4, the differential gear includes a
デフケース1の内部には、すなわちシェル部3の内部には、デフケース1の回転軸線に対し直交するピニオンシャフト9が設けられている。このピニオンシャフト9は、ピン10によってデフケース1に対し抜け止めされている。ピニオンシャフト9の外周には、2つのピニオンギヤ11,12が回転自在に設けられている。ピニオンギヤ11,12は、2つのサイドギヤ13,14に噛み合っている。各サイドギア14,15は、その回転軸線に同軸の回転軸線を有するドライブシャフト貫通孔15,16が形成されている。詳細は図示しないが、各ドライブシャフト貫通孔15,16の半径方向で内側には、それぞれスプラインが形成されており、各スプラインによってサイドギア14,15にドライブシャフト17,18が嵌合され、これらが一体回転するようになっている。各ドライブシャフト17,18には、車輪(図示せず)がそれぞれ動力伝達可能に接続されている。
A pinion shaft 9 orthogonal to the rotation axis of the
デフケース1の軸線方向における両端部には、円筒形状のボス部19,20がそれぞれデフケース1に一体に設けられている。これらのボス部19,20に、ドライブシャフト17,18の一部が挿入され、前述したサイドギア14,15にスプラインによって接続されている。また、各ボス部19,20の外周には、軸受21,22がそれぞれ設けられており、したがってデフケース1は各軸受21,22によってデフハウジング2の内部に回転自在に支持されている。なお、フランジ部5は、デフケース1の軸線方向でボス部19,20よりもデフケース1の中心側に設けられている。
また、デフケース1のシェル部3は、その板厚方向に、言い換えればシェル部3の厚み方向に貫通する窓穴が形成されている。この窓穴は、シェル部3の内部にピニオンシャフト9およびピニオンギア12,13ならびにサイドギア14,15を収容してデファレンシャルギアを組み立てる場合や前述したサイドギア14,15にドライブシャフト17,18を接続する場合などに用いられる。
Further, the
ここで、上記のデファレンシャルギアの動作を簡単に説明する。左右の車輪に回転数差がない場合に出力ギア8からリングギア4にトルクが伝達されると、そのトルクはリングギア4と一体回転するデフケース1からピニオンギア11,12に伝達される。そしてピニオンギア11,12からサイドギア14,15にトルクが伝達されて車輪が回転させられる。これとは反対に、左右の車輪に車両の走行抵抗などの負荷により回転数差がある場合には、ピニオンギア11,12は、ドライブシャフト17,18に接続されているサイドギア14,15の回転数差によってピニオンシャフト9を回転中心として自転するとともに、サイドギア14,15上を公転する。すなわち、左右の車輪に回転数差がある場合には、ピニオンギア11,12は、その回転により左右の車輪の回転数差を吸収するようになっている。
Here, the operation of the differential gear will be briefly described. When torque is transmitted from the
ところで、リングギア4は前述したようにはすば歯車によって構成されているため、リングギア4にトルクが伝達されると、リングギア4およびリングギア4が締結されているフランジ部5には、はすば歯車の歯のいわゆる捩れ角によってその軸線方向に、すなわちスラスト方向の荷重が作用する。また、このフランジ部5には、スラスト方向の荷重が相対的に大きく作用する部分と相対的に小さく作用する部分とが存在する。したがって、このスラスト方向の荷重がフランジ部5に作用すると、フランジ部5の撓みなどの変形の原因となることがある。この発明に係るデフケース構造では、フランジ部5の各部分における強度をその部分におけるスラスト方向の荷重の大きさに応じた強度にすることにより、デフケースの剛性の低下を防止もしくは抑制しつつ、デフケースを軽量化できるように構成されている。その構成の一例を図1に示してある。
By the way, since the ring gear 4 is constituted by the helical gear as described above, when torque is transmitted to the ring gear 4, the ring gear 4 and the
図1には、この発明に係るデフケース構造を適用したデフケースを、そのフランジ部におけるシェル部とは反対側の面に対して垂直な方向から見た状態を示してある。図1に示すデフケース構造では、フランジ部5における窓部に対応する部分とボス部19とが一体に形成されている。また、シェル部3のフランジ部5側の一部3aとボス部19とが一体に形成されている。さらに、図1に示す例では、フランジ部5における窓部に対応する部分とボス部19とが結合している結合部23とシェル部3のフランジ部5側の一部3aとは分離されている。
FIG. 1 shows a differential case to which the differential case structure according to the present invention is applied as viewed from a direction perpendicular to the surface of the flange portion opposite to the shell portion. In the differential case structure shown in FIG. 1, the portion corresponding to the window portion in the
より具体的に説明すると、図2に、図1に示すII−II線に沿う断面図を示してあり、図3に、図1に示すIII−III線に沿う断面図を示してある。図2および図3に示したように、フランジ部5における前述した窓部24に対応する部分の厚みが相対的に厚く形成されている。すなわちフランジ部5における窓部24に対応する部分とボス部19とが結合された結合部23がいわゆる肉厚に形成されている。また、フランジ部5における前述したシェル部3に対応する部分の厚みが相対的に薄く形成されている。すなわち、前述したようにシェル部3のフランジ部5側の一部3aとボス部19とが一体に形成されている。
More specifically, FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line II-II shown in FIG. 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along line III-III shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the portion of the
したがって、このような構成のデフケース構造においては、リングギア4にトルクが入力されてフランジ部5にスラスト方向の荷重が作用すると、フランジ部5のシェル部3に対応する部分におけるスラスト方向の荷重は、シェル部3とボス部20とによって支持される。すなわち、シェル部3が剛性材料としてフランジ部5のシェル部3に対応する部分におけるスラスト方向の荷重を支持する。これとは反対に、フランジ部5の窓部24に対応する部分におけるスラスト方向の荷重は、ボス部19とフランジ部5の窓部24に対応する部分との結合部23によって支持される。
Therefore, in the differential case structure having such a configuration, when a torque is input to the ring gear 4 and a load in the thrust direction acts on the
このように前述した構成では、フランジ部5のシェル部3に対応する部分におけるスラスト方向の荷重は、シェル部3によって支持される。言い換えれば、ボス部19とフランジ部5におけるシェル部3に対応する部分との間に作用するスラスト方向の荷重は、ある程度小さい。したがって、フランジ部5のシェル部3に対応する部分の厚みを、フランジ部5の窓部24に対応する部分の厚さに比較してある程度薄くしたり、またそのような部分を取り除いたりすることができる。その結果、デフケースの強度あるいは剛性が低下することを防止もしくは抑制しつつ、デフケースを軽量化できる。また、デフケースの軽量化によって、ある程度車両重量の増大を抑制でき、車両重量が増大することによる燃費の悪化を防止もしくは抑制できる。
As described above, in the configuration described above, the load in the thrust direction at the portion corresponding to the
1…デフケース、 3…シェル部、 4…リングギア、 5…フランジ部、 17,18…ドライブシャフト、 19,20…ボス部、 24…窓部。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記フランジ部における前記窓部に対応する部分の厚みが、前記フランジ部における前記シェル部に対応する部分の厚みに比較して厚く形成されている
ことを特徴とするデフケース構造。 One of the two boss portions into which the shaft is inserted is provided at one end portion of the shell portion in which a window portion for accommodating a plurality of gears is formed, and the other end portion of the shell portion In a differential case in which a disk-like flange portion to which a ring gear is attached is integrally provided, and the other boss portion is integrally provided on the opposite side of the flange portion in the flange portion,
The differential case structure, wherein a thickness of a portion of the flange portion corresponding to the window portion is formed to be thicker than a thickness of a portion of the flange portion corresponding to the shell portion.
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