JP2014173685A - Seal structure, seal structure of differential mechanism and manufacturing method of seal structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はシール構造、ディファレンシャル機構のシール構造およびシール構造の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a seal structure, a seal structure of a differential mechanism, and a method for manufacturing the seal structure.
従来、自動変速装置の回転軸の軸内孔にキャップを挿入し、軸内孔をシールするものが特許文献1に開示されている。 Conventionally, Patent Document 1 discloses that a cap is inserted into a shaft inner hole of a rotary shaft of an automatic transmission and the shaft inner hole is sealed.
しかし、上記の技術では、キャップなどが熱によって膨張、収縮することで、キャップの嵌りが緩くなり、振動が発生するおそれがある。 However, in the above technique, the cap or the like expands and contracts due to heat, so that the fitting of the cap becomes loose and vibration may occur.
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、キャップの嵌りが緩くなることを抑制し、振動の発生を抑制することを目的とする。 The present invention has been invented to solve such a problem, and an object thereof is to suppress loosening of a cap and to suppress generation of vibration.
本発明のある態様に係るシール構造は、流体が入ったケースに軸受支持され、軸に沿って孔が形成された回転体と、回転体の開口部から圧入されて、孔内に流体が流入することを防止するシール部材とを備えたシール構造であって、回転体の孔は、シール部材が圧入される圧入部と、圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、拡径部の端部から圧入部よりも回転体の径方向内側まで延設される段部と、段部の端部から圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、シール部材は、圧入時に段部を形成する回転体に接触して変形して形成され、拡径部を形成する回転体の内壁に係合する返し部を備える。 A seal structure according to an aspect of the present invention includes a rotating body that is supported by a case containing a fluid and has a hole formed along an axis, and is press-fitted from an opening of the rotating body so that the fluid flows into the hole. The seal structure includes a seal member that prevents the seal member from being pressed, and the hole of the rotating body includes a press-fit portion into which the seal member is press-fitted, and a diameter-expanded portion that expands from the end of the press-fit portion along the press-fit direction. And a stepped portion extending from the end of the enlarged diameter portion to the radially inner side of the rotating body from the press-fit portion, and a through portion extending from the end of the stepped portion along the press-fit direction, The seal member includes a return portion that is formed by contacting and deforming the rotating body that forms the stepped portion during press-fitting, and that engages with the inner wall of the rotating body that forms the enlarged diameter portion.
本発明の別の態様に係るディファレンシャル機構のシール構造は、作動油が入った変速機ケース内に、変速機およびディファレンシャル機構が収容され、ディファレンシャル機構は、変速機から回転が伝達されるピニオンギアと、ピニオンギアに噛合し、変速機ケースに軸受支持され、軸に沿って孔が形成されたサイドギアと、サイドギアの一方の開口部から挿入されて、サイドギアに嵌合するドライブシャフトとを備え、サイドギアのもう一方の開口部から圧入されて、孔内に作動油が流入することを防止するシール部材が孔内に配置されるディファレンシャル機構のシール構造であって、孔は、シール部材が圧入される圧入部と、圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、拡径部の端部から圧入部よりもサイドギアの径方向内側まで延設される段部と、段部の端部から圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、シール部材は、圧入時に段部を形成するサイドギアの内壁に接触して変形して形成され、拡径部を形成するサイドギアの内壁に係合する返し部を備える。 The seal structure of the differential mechanism according to another aspect of the present invention includes a transmission and a differential mechanism housed in a transmission case containing hydraulic oil, and the differential mechanism includes a pinion gear to which rotation is transmitted from the transmission. The side gear includes a side gear that meshes with the pinion gear, is supported by the transmission case, and has a hole formed along the shaft, and a drive shaft that is inserted through one opening of the side gear and engages with the side gear. A seal structure of a differential mechanism in which a seal member that is press-fitted from the other opening portion of the nozzle and prevents hydraulic oil from flowing into the hole is disposed in the hole, and the seal member is press-fitted into the hole A press-fit portion, a diameter-expanded portion that expands in the press-fit direction from the end of the press-fit portion, and a radial direction of the side gear from the end of the enlarged-diameter portion to the press-fit portion Formed by a step portion extending to the side and a through portion extending from the end portion of the step portion along the press-fitting direction, and the seal member is in contact with the inner wall of the side gear forming the step portion during press-fitting. A return portion that is formed by deformation and engages with the inner wall of the side gear that forms the enlarged diameter portion is provided.
本発明のさらに別の態様に係るシール構造の製造方法は、流体が入ったケースに軸受支持され、軸に沿って孔が形成された回転体にシール部材が圧入されたシール構造の製造方法であって、孔は、シール部材が圧入される圧入部と、圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、拡径部の端部から圧入部よりも回転体の径方向内側まで延設される段部と、段部の端部から圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、圧入時に、シール部材の先端部を、段部を形成する回転体の内壁に接触させて、さらにシール部材を圧入することで、シール部材の先端部側を径方向外側に変形させて、シール部材の先端部を、拡径部を形成する回転体の内壁に係合させる。 A manufacturing method of a seal structure according to still another aspect of the present invention is a manufacturing method of a seal structure in which a seal member is press-fitted into a rotating body that is supported by a case containing a fluid and has a hole formed along an axis. The hole includes a press-fit portion into which the seal member is press-fitted, a diameter-increased portion that expands from the end of the press-fit portion along the press-fitting direction, and a diameter of the rotating body from the end of the enlarged-diameter portion to the press-fit portion Rotating body that is formed from a step portion extending to the inner side in the direction and a penetrating portion extending from the end portion of the step portion along the press-fitting direction, and that forms the step portion at the tip of the seal member during press-fitting The tip of the seal member is deformed radially outward by making the seal member press-fit into contact with the inner wall of the seal member, and the tip of the seal member is engaged with the inner wall of the rotating body forming the enlarged diameter portion. Combine.
これら態様によると、シール部材に設けた返し部が拡径部を形成する回転体の内壁に係合するので、シール部材の嵌りが緩くなることを抑制し、振動の発生を抑制することができる。 According to these aspects, since the return part provided in the seal member engages with the inner wall of the rotating body forming the enlarged diameter part, it is possible to suppress loosening of the seal member and to suppress generation of vibration. .
本発明の実施形態のディファレンシャル機構1について図1、図2を用いて説明する。図1は、ディファレンシャル機構1の断面図である。図2は図1のサイドギア6付近の拡大図である。
A differential mechanism 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a cross-sectional view of the differential mechanism 1. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the
ディファレンシャル機構1は、ファイナルギア2と、カバー3と、デフキャリア4と、一対のピニオンギア5と、一対のサイドギア6と、シール部材7とを備える。ディファレンシャル機構1は変速機ケース8内に収容されている。変速機ケース8内には、油が封入されている。
The differential mechanism 1 includes a
ファイナルギア2は、エンジンなどの動力源で発生した回転が変速機などを介して伝達される。ファイナルギア2には、ボルト10によってカバー3およびデフキャリア4が固定されている。ファイナルギア2、カバー3、およびデフキャリア4は、同軸上に設けられ、一体となって回転する。
In the
カバー3は、カバー円筒部31の外周面と変速機ケース8との間に設けたベアリング11によって回転自在に支持されている。
The
デフキャリア4は、キャリア円筒部41の外周面と変速機ケース8との間に設けたベアリング12によって回転自在に支持されている。
The
カバー3とデフキャリア4とは、ピニオンギア5とサイドギア6の一部とを収容する収容部13を形成する。
The
デフキャリア4には、デフキャリア4の回転軸(後述するサイドギア6の回転軸O)と直交する方向に軸部材14が貫通しており、軸部材14とデフキャリア4とは一体となって回転する。
A
一対のピニオンギア5は、収容部13に収容され、各ピニオンギア5は収容部13内の軸部材14の両側に回転自在に支持されている。ピニオンギア5は軸部材14が回転すると軸部材14と一体となって公転し、さらに軸部材14に対して自転可能となっている。ピニオンギア5にはサイドギア6のギア部62が噛み合っている。
The pair of
サイドギア6は、ギア円筒部61と、ギア部62とを備える。また、サイドギア6には、サイドギア6の回転軸Oを中心として孔63が形成される。一対のサイドギア6は、収容部13内においてギア部62が軸部材14を挟み、ギア部62の先端に設けた開口部64が軸部材14と向かい合うように設けられる。サイドギア6は、ファイナルギア2、カバー3、およびデフキャリア4と同軸上に設けられ、ギア円筒部61がカバー円筒部31によって回転自在に支持されている。ギア円筒部61と変速機ケース8との間には、シール材15が設けられている。
The
孔63は、図2に示すように圧入部66と、拡径部67と、段部68と、挿入部69とによって形成される。圧入部66、拡径部67、段部68、および挿入部69は、開口部64側からサイドギア6の回転軸O方向に沿って圧入部66、拡径部67、段部68、挿入部69の順に連続して形成される。孔63には、開口部64からシール部材7が圧入され、もう一方の開口部65からドライブシャフト16が挿入される。なお、図1には、一方のサイドギア6の孔63にシール部材7及びドライブシャフト16が挿入されていない状態を示している。
As shown in FIG. 2, the
圧入部66には、開口部64からシール部材7が圧入される。
The
拡径部67は、圧入部66の端部から、シール部材7の圧入方向に沿って拡径して形成される。図2に示す拡径部67を形成するサイドギア6の内壁と段部68を形成するサイドギア6の内壁との角度αは、40°〜50°である。拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に、後述するシール部材7の返し部73が係合する。
The diameter-expanded
段部68は、拡径部67の端部から径方向内側に向けて形成される。段部68を形成するサイドギア6の内壁とサイドギア6の回転軸Oとの角度は90°である。段部68は、圧入部66よりも径方向内側まで延設される。
The
挿入部69は、径方向内側の段部68の端部から圧入方向に沿って形成され、開口部65からドライブシャフト16が挿入される。挿入部69には、ドライブシャフト16に形成されたスプライン歯16aと嵌合するスプライン歯69aが形成される。
The
ギア部62は、収容部13内に位置するギア円筒部61の外周に設けられ、ピニオンギア5に噛み合っている。
The
サイドギア6には、ファイナルギア2に伝達された回転が、カバー3、デフキャリア4、軸部材14、ピニオンギア5を介して伝達される。サイドギア6に伝達された回転は、ドライブシャフト16を介して駆動輪に伝達される。
The rotation transmitted to the
シール部材7は、金属製の材料で構成され、開口部64から圧入部66に圧入される。シール部材7は、ディスク部71と、シール円筒部72と、返し部73とを備える。なお、詳しくは後述するが、返し部73は、シール部材7を圧入する際に形成される。
The
ディスク部71はサイドギア6の開口部64の径に合わせて形成され、開口部64を塞いでいる。
The
シール円筒部72は、ディスク部71の外周縁から圧入方向に延設され、圧入部66に圧入される。
The seal
返し部73は、圧入時にシール円筒部72の先端部側が変形して形成され、拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に係合する。
The
ここで、圧入部66に圧入される前のシール部材7を図3に示す。圧入部66に圧入される前のシール部材7は、ディスク部71と、シール円筒部72とから構成されており、シール円筒部72の先端部側には圧入方向に沿って拡径するテーパ部74が形成されている。テーパ部74は、段部68を形成するサイドギア6の内壁との角度βが図3に示すように45°となるように形成されている。
Here, the
シール部材7は圧入部66に圧入されると、シール円筒部72の先端部が段部68を形成するサイドギア6の内壁に接触し、さらにシール部材7が圧入部66に圧入されると、シール円筒部72の先端部側は径方向外側に向けて塑性変形し、返し部73が形成される。返し部73は、拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に係合し、シール部材7の嵌りが緩くなることを抑制する。
When the
本発明の実施形態の効果について説明する。 The effect of the embodiment of the present invention will be described.
油が封入される変速機ケース8内で回転し、サイドギア6の回転軸Oに沿って孔63が形成されたサイドギア6にシール部材7を圧入するディファレンシャル機構1において、孔63を、シール部材7が圧入される圧入部66と、圧入部66の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部67と、拡径部67の端部から圧入部66よりも径方向内側まで延設される段部68と、段部68の端部から圧入方向に沿って延設される挿入部69とから形成する。さらにシール部材7に、圧入時に段部68を形成するサイドギア6の内壁に接触して変形し、拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に係合する返し部73を形成する。
In the differential mechanism 1 that rotates in the transmission case 8 in which oil is sealed and press-fits the
返し部73が拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に係合することで、シール部材7が熱によって膨張、収縮した場合でも、シール部材7の嵌りが緩くなることを抑制し、振動が発生することを抑制することができる(請求項1、4、5に対応する効果)。
By engaging the
また、変速機ケース8内に封入された油が孔63内に漏れることを防止し、変速機ケース8から油が漏れることを防止し、シール性を向上することができる。ドライブシャフト16とギア円筒部61との間にシール材を設けることも可能であるが、この場合、ドライブシャフト16を挿入する前に変速機ケース8に油を入れることができない。そのため、組立に際し、変速機ケース8を組み立てた後に、ドライブシャフト16を挿入し、さらにその後変速機ケース8に油を封入しなければならず、作業効率が悪くなる。本実施形態では、シール部材7を圧入し、さらに返し部73を、拡径部67を形成するサイドギア6の内壁に係合させることで、ドライブシャフト16を挿入する前に油が漏れることを防止し、変速機ケース8を組み立てた後に、ドライブシャフト16を挿入すればよく、作業効率を向上することができる(請求項1、4、5に対応する効果)。
Further, the oil sealed in the transmission case 8 can be prevented from leaking into the
圧入部66に圧入される前のシール部材7のシール円筒部72の先端部側に圧入方向に沿って拡径するテーパ部74を形成することで、シール円筒部72の先端部側を径方向外側に容易に変形させて、返し部73を容易に形成することができる(請求項2に対応する効果)。
By forming a tapered
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
なお、上記実施形態ではディファレンシャル機構を一例として説明したが、これに限られることはなく、回転体内に設けた孔内に流体が漏れることを防ぐシール構造について適用することができる。 In the above-described embodiment, the differential mechanism is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a seal structure that prevents fluid from leaking into a hole provided in the rotating body can be applied.
上記実施形態では、段部68を形成するサイドギア6の内壁とサイドギア6の回転軸Oとの角度が90°となるように段部68を設けたが、これに限られることはなく、図4に示すように圧入方向に沿って段部68が拡径するように孔63を形成してもよい。これにより、シール部材7を孔63に圧入する場合に、段部68を形成するサイドギア6の内壁に接触したシール円筒部72の先端部側を径方向外側に容易に変形させることができる(請求項3に対応する効果)。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、テーパ部74と段部68を形成するサイドギア6の内壁との角度βを45°とし、拡径部67を形成するサイドギア6の内壁と段部68を形成するサイドギア6の内壁との角度αを40°〜50°としたが、これらに限られることはなく、圧入時にシール円筒部72の先端部側を容易に径方向外側に変形させ、シール部材7の返し部73と拡径部67を形成するサイドギア6の内壁とを係合させて、本実施形態の効果を得ることができればよい。
In the above embodiment, the angle β between the tapered
1 ディファレンシャル機構
6 サイドギア(回転体)
7 シール部材
63 孔
66 圧入部
67 拡径部
68 段部
69 挿入部(貫通部)
73 返し部
1
7
73 Return part
Claims (5)
前記回転体の開口部から圧入されて、前記孔内に前記流体が流入することを防止するシール部材とを備えたシール構造であって、
前記孔は、前記シール部材が圧入される圧入部と、前記圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、前記拡径部の端部から前記圧入部よりも前記回転体の径方向内側まで延設される段部と、前記段部の端部から前記圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、
前記シール部材は、圧入時に前記段部を形成する前記回転体の内壁に接触して変形して形成され、前記拡径部を形成する前記回転体の内壁に係合する返し部を備えることを特徴とするシール構造。 A rotating body that is supported by a case containing fluid and has a hole formed along an axis;
A seal structure that includes a seal member that is press-fitted from an opening of the rotating body and prevents the fluid from flowing into the hole;
The hole includes a press-fit portion into which the seal member is press-fitted, a diameter-expanded portion that expands from the end portion of the press-fit portion along the press-fit direction, and the rotation from the end portion of the diameter-expanded portion to the press-fit portion. Formed from a step portion extending to the inside in the radial direction of the body, and a through portion extending from the end portion of the step portion along the press-fitting direction,
The seal member includes a return portion that is formed by contacting and deforming the inner wall of the rotating body that forms the stepped portion during press-fitting, and that engages with the inner wall of the rotating body that forms the enlarged diameter portion. Characteristic seal structure.
前記回転体に圧入される前の前記シール部材の先端部の内周壁は、前記圧入方向に沿って拡径することを特徴とするシール構造。 The seal structure according to claim 1,
An inner peripheral wall of a tip portion of the seal member before being press-fitted into the rotating body is expanded in diameter along the press-fitting direction.
前記段部は、前記圧入方向に沿って拡径することを特徴とするシール構造。 The seal structure according to claim 1 or 2,
The step structure has a seal structure in which the diameter is increased along the press-fitting direction.
前記ディファレンシャル機構は、
前記変速機から回転が伝達されるピニオンギアと、
前記ピニオンギアに噛合し、前記変速機ケースに軸受支持され、軸に沿って孔が形成されたサイドギアと、
前記サイドギアの一方の開口部から挿入されて、前記サイドギアに嵌合するドライブシャフトとを備え、前記サイドギアのもう一方の開口部から圧入されて、前記孔内に前記作動油が流入することを防止するシール部材が前記孔内に配置されるディファレンシャル機構のシール構造であって、
前記孔は、前記シール部材が圧入される圧入部と、前記圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、前記拡径部の端部から前記圧入部よりも前記サイドギアの径方向内側まで延設される段部と、前記段部の端部から前記圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、
前記シール部材は、圧入時に前記段部を形成する前記サイドギアの内壁に接触して変形して形成され、前記拡径部を形成する前記サイドギアの内壁に係合する返し部を備えることを特徴とするディファレンシャル機構のシール構造。 A transmission and a differential mechanism are housed in a transmission case containing hydraulic oil,
The differential mechanism is
A pinion gear to which rotation is transmitted from the transmission;
A side gear that meshes with the pinion gear, is supported by the transmission case and has a hole formed along an axis;
A drive shaft that is inserted from one opening of the side gear and engages with the side gear, and is pressed from the other opening of the side gear to prevent the hydraulic oil from flowing into the hole. A sealing structure of a differential mechanism in which a sealing member is disposed in the hole,
The hole includes a press-fit portion into which the seal member is press-fitted, a diameter-expanded portion that expands in diameter from the end portion of the press-fit portion, and the side gear from the end portion of the diameter-expanded portion to the press-fit portion. Formed from a step portion extending radially inward and a through portion extending from the end portion of the step portion along the press-fitting direction,
The seal member includes a return portion that is formed by contacting and deforming the inner wall of the side gear that forms the stepped portion during press-fitting, and that engages with the inner wall of the side gear that forms the enlarged diameter portion. The differential mechanism seal structure.
前記孔は、前記シール部材が圧入される圧入部と、前記圧入部の端部から圧入方向に沿って拡径する拡径部と、前記拡径部の端部から前記圧入部よりも前記回転体の径方向内側まで延設される段部と、前記段部の端部から前記圧入方向に沿って延設される貫通部とから形成され、
圧入時に、前記シール部材の先端部を、前記段部を形成する前記回転体の内壁に接触させ、
さらに前記シール部材を圧入することで、前記シール部材の先端部を径方向外側に変形させて、前記シール部材の先端部側を、前記拡径部を形成する前記回転体の内壁に係合させることを特徴とするシール構造の製造方法。 A manufacturing method of a seal structure in which a seal member is press-fitted into a rotating body that is supported by a case containing a fluid and has a hole formed along an axis,
The hole includes a press-fit portion into which the seal member is press-fitted, a diameter-expanded portion that expands from the end portion of the press-fit portion along the press-fit direction, and the rotation from the end portion of the diameter-expanded portion to the press-fit portion. Formed from a step portion extending to the inside in the radial direction of the body, and a through portion extending from the end portion of the step portion along the press-fitting direction,
At the time of press-fitting, the tip of the seal member is brought into contact with the inner wall of the rotating body that forms the stepped portion,
Further, by press-fitting the seal member, the distal end portion of the seal member is deformed radially outward, and the distal end portion side of the seal member is engaged with the inner wall of the rotating body forming the enlarged diameter portion. A manufacturing method of a seal structure characterized by the above.
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