JP4304068B2 - 自動車用のトルク伝達ディファレンシャル及びディファレンシャル部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用のトルク伝達ディファレンシャル及びディファレンシャル部品の製 造方法に関する。

より詳しくは、本発明は、第一の側面において、自動車用のトルク伝達ディファレンシャルに関する。
このディファレンシャルは、Ｙ−Ｙ’軸を中心として選択的に回転駆動されるケーシング本体と、Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設される駆動車軸と、ケーシング本体の内部に配置されてケーシング本体の回転運動を駆動車軸に伝達する歯車装置と、ケーシング本体に結合されて、歯車装置とケーシング本体の内面との間に配置されるカバーとを含んでいる。
前記歯車装置が、ケーシング本体に結合されてＹ−Ｙ’軸に垂直なＺ−Ｚ’軸に沿って配設される支軸に取り付けられた、ベベルギヤである同軸の一組のピニオンギアと、Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設されるベベルギヤであって、駆動車軸に結合されて前記ピニオンギアと係合する、一組のサイドギヤとを含んでいる。
前記歯車装置が、一般に回転楕円体に内接し、カバーが、歯車装置と同心の、ほぼ回転楕円体の一領域の形状を有する。

このタイプのディファレンシャルは公知である。
特に、弱いトルクを伝達するディファレンシャルでは、１０年以上前からカバーが使用されている。

ディファレンシャルが伝達可能なトルクの大きさは、歯車装置が内接する楕円体の大きさに直接関係する。
一般に、次の二つのディファレンシャルタイプが存在する。
すなわち、比較的弱いトルクを伝達可能な第一のディファレンシャルタイプと、比較的強いトルクを伝達可能な第二のディファレンシャルタイプとが存在する。
従来技術によれば、この二つのディファレンシャルタイプに対して歯車装置のサイズが異なるために、歯車装置のサイズに応じて、ケーシング本体、摩擦板、ピニオンギヤの支軸等のあらゆる付属品のサイズも同様に異なる。
これらの構成部品の生産手段もまた、二つのサイズを生産可能でなければならない。

こうした状況で、本発明の目的は、ディファレンシャルを構成する幾つかの部品を伝達 トルクの大きさが異なる二つのディファレンシャルタイプで共通化することによって、こ れら２タイプのディファレンシャルに関する製造コストを低減することにある。

このため、本発明は、第一の側面によれば、上記序文に示した包括的な定義によるディファレンシャルに関し、カバーが、少なくとも一定の厚さを有する一組の第一のシムを含むことを特徴とする。

実施可能な形態では、カバーがほぼ回転楕円体の一領域の形状を呈する厚さの薄いシェルで構成され、前記一定の厚さを有する一組の第一のシムが、歯車装置のサイズの大きさ に応じて、厚さの薄いシェルの内面、又は外面に配置される。

より有利には、ほぼ回転楕円体の一領域の形状を有するシェルが、ピニオンギヤの支軸を挿通するための２個の挿通孔と、駆動車軸を挿通するための２個の挿通孔との少なくとも４個の円形孔を備えることができる。

より好適には、カバーが、少なくとも一定の厚さを有する一組の第二のシムを含む。
一定の厚さを有する一組の第一のシムは、ほぼディスク状に形成されていて、支軸の挿 通孔にセンタリングされる各第一のシムは、その中央を刳り抜いて支軸を挿通するための 挿通孔と同じ直径の孔を有する。
一定の厚さを有する一組の第二のシムは、ほぼディスク状に形成されていて、駆動車軸の挿通孔にセンタリングされる各第二のシムは、その中央を刳り抜いて駆動車軸を挿通す るための挿通孔と同じ直径の孔を有する。

例えば、カバーは、両端に位置する２個の孔の間に配置される子午線に沿った遮断部を有する。

より好適には、カバーをポリアミド等のポリマー素材からなる成形部品とすることができる。

より好適には、一定の厚さを有する一組の第一のシムが、ピニオンギヤの直径とほぼ同じ直径を有し、一定の厚さを有する一組の第二のシムが、サイドギヤの直径とほぼ同じ直径を有する。

第二の側面によれば、本発明は、比較的弱い第一のトルクを伝達する少なくとも一つの第一のディファレンシャルタイプと、比較的強い第二のトルクを伝達する第二のディファレンシャルタイプとを含む、トルク伝達ディファレンシャル部品の製造方法に関する。
この方法は、
第一の歯車装置と、第一のディファレンシャルタイプ用の第一のカバーと、第一のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体とを製造することからなるステップと、
第二の歯車装置と、第二のディファレンシャルタイプ用の第二のカバーと、第二のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体とを製造することからなるステップとを含み、
第一のディファレンシャルタイプ用の第一のケーシング本体が、第二のディファレンシャ ルタイプ用の第二のケーシング本体と同じであり、第一のカバーおよび第二のカバーは、少なくとも局部的にそれぞれ異なる第一の厚さおよび第二の厚さにし、前記第一の厚さは 前記第二の厚さを上回ることを特徴とする。

より好適には、第一のディファレンシャルタイプ用の第一のカバーは、一定の厚さを有 するシムを含み、第二のディファレンシャルタイプ用の第二のカバーは、一定の厚さのシムを含まないようにすることができる。

より好適には、第一のディファレンシャルタイプ用の第一のカバーは一定の厚さを有す る第一のシムを含むことができ、第二のディファレンシャルタイプ用の第二のカバーは、一定の厚さを有する第二のシムを含むことができる。
一定の厚さを有する第一のシムの厚さは、一定の厚さを有する第二のシムの厚さを上回る。

本発明の他の特徴および長所は、添付図面に関して少しも限定的ではなく例として挙げた下記の説明から、いっそう明らかになるであろう。

図１に示すように、本発明は、自動車用のトルク伝達ディファレンシャルに関する。
このディファレンシャルは、Ｙ−Ｙ’軸を中心として選択的に回転駆動されるケーシング本体１０と、Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設される駆動車軸２０と、ケーシング本体１０の内部に配置される歯車装置３０と、カバー４０とを含む。

歯車装置３０は、ケーシング本体１０の回転運動を駆動車軸２０に伝達する。
カバー４０は、ケーシング本体１０に結合されて、歯車装置３０とケーシング本体１０の内面１２との間に配置され、歯車装置３０及びこの内面１２に対する摩擦抵抗を低減する。

歯車装置３０は、遊星歯車装置であり、ベベルギヤである一組のピニオンギヤ３２と、 ベベルギヤである一組のサイドギヤ３６とを具備している。
一組のピニオンギヤ３２はケーシング本体１０に結合された支軸３４の同軸上にＺ−Ｚ ’軸に沿って取り付けられ、また一組のサイドギヤ３６はＹ−Ｙ’軸に沿って配設されて 、一組のピニオンギヤ３２と係合する。Ｚ−Ｚ’軸は、Ｙ−Ｙ’軸に対して垂直である。

歯車装置３０は、一般に、長軸Ｚ−Ｚ’および短軸Ｙ−Ｙ’を中心とする回転楕円体に内接し、一般には球である。
カバー４０は、歯車装置３０の形状に対応するほぼ回転楕円体の形状を有し、歯車装置を同心的に覆っている。

本発明によれば、ケーシング本体１０は、Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設されてほぼ鐘形の形状を有する。本発明によれば、ケーシング本体１０は外部装置により選択的に回転駆動されるベース１４と、鐘形の部分１６とを含む。外部装置についての説明は省略する。

ベース１４は、Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設されるディスク状である。
鐘形の部分１６は、Ｙ−Ｙ’軸を中心とする回転部品であり、ベース１４に結合されている。

駆動車軸２０は、同軸の２個の半軸２２、２４を含む。
半軸２２は、ベース１４の中央に配置された孔２２ａに係合され、鐘形部分１５の内部に配置された一組のサイドギヤ３６の歯車に結合される。
半軸２４は、鐘形部分１６の頂部に配置された孔２４ａに係合され、鐘形部分１６の内部に配置された一組のサイドギヤ３６に結合されている。
一組のサイドギヤ３６は他のピニオンギアと噛み合っている。

鐘形部分１６は、さらに軸Ｚ−Ｚ’に配置された他の２個の孔１９を含む。
ピニオンギヤ３２の支軸３４は、鐘形部分１６を貫通する単一シャフトから構成される。
シャフト３４は、その一端により一方の孔１９に固定され、反対の他端により、鐘形部分１６の反対側に配置される他方の孔１９に固定される。

ピニオンギヤ３２は、このシャフト３４に回転自在に取り付けられ、それぞれが、直径方向に向かい合った２箇所３２ａ、３２ｂで、２個のサイドギヤ３６に係合する。

カバー４０は、薄いシェル４４と、一定の厚さを有する二組のシム４２、５０とから構成される。
薄いシェル４４は、長軸Ｚ−Ｚ’および短軸Ｙ−Ｙ’を中心とする回転楕円体の一領域の形状を有する。
この領域は、Ｚ−Ｚ’軸とＹ−Ｙ’軸とからなる面Ｐに平行で、この面に対して対称な２個の面によって画定される。

薄いシェル４４は、支軸を通す２個の通過孔４６と、前記駆動車軸を通す２個の通過孔４８との少なくとも４個の円形孔を備える。

カバー４０は、一定の厚さを有する二組のシムを含む。
一定の厚さを有する一組の第一のシム４２は、ほぼディスク状であり、各々が、支軸の通過孔４６にセンタリングされ、その中央に、対応する通過孔４６と同じ直径の刳り抜きを有する。
一定の厚さを有する一組の第二のシム５０は、ほぼディスク状であり、各々が、駆動車軸の通過孔４８にセンタリングされ、その中央に、対応する通過孔４８と同じ直径の刳り抜きを有する。

一定の厚さを有する一組の第一のシム４２は、ピニオンギヤ３２の直径とほぼ同じ直径を有する。
一定の厚さを有する一組の第二のシム５０は、サイドギヤ３６の直径とほぼ同じ直径を有する。

図３に本発明の第一の実施形態を示す。第一の実施形態では、一組の第一のシム４２および一組の第二のシム５０を薄いシェル４４の内面に配置している。

図４に本発明の第二の実施形態を示す。第二の実施形態では、一組の第一のシム４２および一組の第二のシム５０を薄いシェル４４の外面に配置している。

カバー４０は、２個の孔、すなわち支軸の通過穴４６と車軸の通過孔４８との間に配置される子午線に沿った遮断部を有する。

カバー４０は、一般に、ポリアミド等のポリマー素材で形成した成形部品である。

本発明は、第二の側面によれば、トルク伝達ディファレンシャル部品の製造方法に関する。
この部品は、比較的弱い第一のトルクを伝達する少なくとも一つの第一のディファレンシャルタイプと、比較的強い第二のトルクを伝達する第二のディファレンシャルタイプとを含む。

この方法は、
第一の歯車装置３０１と、第一のディファレンシャルタイプ用の第一のカバー４０１と、第一のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体１０１とを製造することからなるステップと、
第二の歯車装置３０２と、第二のディファレンシャルタイプ用の第二のカバー４０２と、第二のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体１０２とを製造することからなるステップとを含む。

本発明によれば、図５に示したように、第一のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体１０１が、第二のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体１０２と同じである。

第一のカバー４０１は一定の厚さを有する一組の第一のシムを含み、第二のカバー４０２は一定の厚さを有する一組の第二のシムを含み、前記した第一のシムの厚さは第二のシ ムの厚さを上回る。

一定の厚さを有する一組の第二のシムは、歯車装置３０２と、ケーシング本体１０１／１０２の内面との間に残された隙間を正確に補正する。

第一の歯車装置３０１のサイズは、第二の歯車装置３０２のサイズよりも小さい関係に あるが、ケーシング本体１０１／１０２のサイズは一定に保持されるので、一組の第一のシムの厚さを増して、第二のカバー４０２の外面とケーシング本体１０１／１０２の内面１２との間の隙間を補正する必要がある。

図５に既述した実施形態と別の実施形態を示す。
本実施形態では、第一のカバー４０１が、一定の厚さを有する一組のシムを含み、第二のカバー４０２がシムをまったく含まずに薄いシェル４４だけが歯車装置３０２と内面１２との間に配置される。

以上説明したように、本発明では、比較的弱い第一のトルクと、比較的強い第二のトル クを伝達する第一又は第二のディファレンシャルにおいて、異なるトルクを伝達するために少なくとも同じケーシング本体１０を使用することが可能である。
したがって、ケーシング本体１０と、シェル等のディファレンシャルに付属する幾つか の部品を標準化することが可能である。
そうすれば、ディファレンシャルを構成する幾つかの部品を生産するうえでコストを押 さえることができ（生産する部品の種類を少なくできるため）、さらに部品を管理するう えで大きな節約が得られる。

本発明によるディファレンシャルを組み立てた状態で示す斜視図である。ピニオンギヤの支軸は図示されていない。 図１のディファレンシャルの一部分解図である。 第一の実施形態に係る図２のカバーの斜視図である。 第二の実施形態に係る図２のカバーの斜視図である。 本発明による方法で製造される２タイプのディファレンシャル部品の一部の分解図である。

Claims (9)

1. 自動車用のトルク伝達ディファレンシャルであって、
   このディファレンシャルが、Ｙ−Ｙ’軸を中心として回転駆動されるケーシング本体（１０）と、
   Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設される駆動車軸（２０）と、
   ケーシング本体（１０）の内部に配置されてケーシング本体（１０）の回転運動を駆動車軸（２０）に伝達する歯車装置（３０）と、
   ケーシング本体（１０）に結合されて、歯車装置（３０）とケーシング本体（１０）の内面（１２）との間に配置されるカバー（４０）とを含んでおり、
   前記歯車装置（３０）が、ケーシング本体（１０）内にＹ−Ｙ’軸に垂直なＺ−Ｚ’に沿って配設される支軸（３４）を有する、ベベルギヤである一組のピニオンギヤ（３２）（３２）と、
   Ｙ−Ｙ’軸に沿って配設されるベベルギヤであって、駆動車軸（２０）を構成する半軸（２２）（２４）にそれぞれ結合されて前記ピニオンギヤ（３２）（３２）と係合する、一組のサイドギヤ（３６）（３６）とを含んでおり、
   前記歯車装置（３０）は球状を呈し、
   前記カバー（４０）は歯車装置（３０）の形状に対応するほぼ回転楕円体の形状を有して、歯車装置を同心的に覆っており、
   前記カバー（４０）が、一組のピニオンギヤ（３２）（３２）の支軸（３４）（３４）を枢支するための、一定の厚さを有し、ディスク状を呈する少なくとも一組の第一のシム（４２）（４２）を含み、
   前記カバー（４０）は、その一部が途切れたＣ字形の環状で、かつ歯車装置（３０）の形状に対応するほぼ回転楕円体の形状を有する薄いシェル（４４）から構成され、
   前記薄いシェル（４４）の内面、又は外面に前記一組の第一のシム（４２）（４２）を具備することを特徴とするトルク伝達ディファレンシャル。
2. 前記一組の第一のシム（４２）（４２）が、回転楕円体の一領域の形状を有し、前記支軸（３４）（３４）を通す２個の通過孔（４６）（４６）と、前記駆動車軸を構成する半軸（２２）（２４）を通す２個の通過孔（４８）（４８）との少なくとも４個の円形孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のトルク伝達ディファレンシャル。
3. 前記カバー（４０）が、一定の厚さを有する少なくとも一組の第二のシム（５０）（５０）を含んでおり、前記第一のシム（４２）（４２）が、ディスク状であり、各々が、支軸（３４）（３４）の通過孔（４６）（４６）にセンタリングされ、カバー（４０）の中央に、対応する通過孔（４６）と同じ直径の刳り抜きを有し、第二のシム（５０）（５０）が、ディスク状であり、各々が、駆動車軸の通過孔（４８）（４８）にセンタリングされ、カバー（４０）の中央に、対応する通過孔（４８）と同じ直径の刳り抜きを有することを特徴とする請求項１または２に記載のトルク伝達ディファレンシャル。
4. 前記カバー（４０）が、２個の通過孔（４６）と（４８）の間に配置される子午線に沿った薄いシェル（４４）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のトルク伝達ディファレンシャル。
5. 前記カバー（４０）が、ポリマー素材からなる成形部品であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のトルク伝達ディファレンシャル。
6. 前記第一のシム（４２）が、ピニオンギヤ（３２）の直径と同じ直径を有し、前記第二のシム（５０）が、サイドギヤ（３６）の直径と同じ直径を有することを特徴とする請求項３に記載のトルク伝達ディファレンシャル。
7. 比較的弱い第一のトルクを伝達する少なくとも一つの第一のディファレンシャルタイプと、比較的強い第二のトルクを伝達する第二のディファレンシャルタイプとを含む、前記請求項１に記載のトルク伝達ディファレンシャル部品の製造方法であって、
   第一の歯車装置（３０１）と、第一のディファレンシャルタイプ用の第一のカバー（４０１）と、第一のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体（１０１）とを製造することからなるステップと、
   第二の歯車装置（３０２）と、第二のディファレンシャルタイプ用の第二のカバー（４０２）と、第二のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体（１０２）とを製造することからなるステップとを含み、
   第一のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体（１０１）が、第二のディファレンシャルタイプ用のケーシング本体（１０２）と同じであり、
   第一のカバー（４０１）の一部が第一の厚さを有し、第二のカバー（４０２）の一部が、前記第一の厚さと異なる第二の厚さを有し、前記第一の厚さが、第二の厚さを上回ることを特徴とする製造方法。
8. 第一のカバー（４０１）が、一定の厚さのシムを含み、第二のカバー（４０２）が、一定の厚さのシムを含まないことを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
9. 前記第一のカバー（４０１）が、一定の厚さを有する一組の第一のシムを含み、第二のカバー（４０２）が、一定の厚さを有する一組の第二のシムを含み、前記第一のシムの厚さが、前記第二のシムの厚さを上回ることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。

Images