JP5403154B2

JP5403154B2 - リングギヤの締結構造

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Publication number: JP5403154B2
Application number: JP2012515674A
Authority: JP
Inventors: 真谷口; 広行塩入
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-05-19
Filing date: 2010-05-19
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-05-19
Also published as: JPWO2011145189A1; CN102906463A; EP2573427B1; EP2573427A1; US9017213B2; US20130035196A1; CN102906463B; EP2573427A4; WO2011145189A1

Description

この発明は、車両に搭載されるデファレンシャルサブアッシに係り、詳しくは、デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースにリングギヤを締結するリングギヤの締結構造に関する。

従来、この種の技術として、例えば、下記の特許文献１には、デフケースにリングギヤを締結するために、リングギヤをデフケースのフランジの外周面に圧入した後、そのリングギヤの両端をフランジの両端部によりかしめて固定することが記載される。そして、リングギヤの他、所定の部品をデフケースに組み付けることにより、車両の動力伝達機構に使用されるデファレンシャルサブアッシが得られる。

ＥＰ０６４７７８９Ｂ１号公報特開２００１−１２４１８１号公報

ところが、特許文献１に記載の締結構造を有するデファレンシャルサブアッシを、車両の動力伝達機構に使用した場合に、リングギヤが相手ギヤに噛み合うときの噛み合い反力により、リングギヤに弾性変形が生じることとなる。この場合、リングギヤの内周面（圧入面）の一部がデフケースのフランジから離れて不均一な面圧状態となってしまい、締結力が低下するおそれがある。

図１４に、締結後のデフケースのフランジ４１とリングギヤ４２との関係を、デフケースを軸線方向に切断して概略的な断面図により示す。図１５，１６に、締結後のデフケース４３とリングギヤ４２との関係を、デフケース４３を半径方向に切断して概略的な断面図により示す。図１４において、リングギヤ４２は、その内周面（圧入面）４４にてフランジ４１の外周面４５上に圧入されると共に、フランジ４１の一端に形成された堤部４６と他端に形成されたかしめ部４７との間でフランジ４１にかしめられる。この状態では、リングギヤ４２に生じる噛み合い反力Ｆ１は、「かしめ部４７」と「圧入面４４上の面圧に対する摩擦力」との協働によりデフケース４３にトルクとして伝達されるようになっている。ここで、リングギヤ４２の無負荷時には、図１５に矢印で示すように、リングギヤ４２の圧入面４４において均一な面圧が発生する。これに対し、リングギヤ４２の有負荷時には、図１６に示すように、リングギヤ４２に噛み合い反力Ｆ１が生じ、それによってリングギヤ４２が弾性変形することで、圧入面４４の一部がデフケース４３から離れてしまい、圧入面４４の面圧状態が不均一になってしまう。この結果、圧入面４４におけるトータルの面圧が低減してしまい、リングギヤ４２からデフケース４３に伝達されるトルクが減少してしまうおそれがあった。

ここで、図１７に、リングギヤ４２の一部を斜視図により示す。リングギヤ４２の一端内周縁には、フランジ４１のかしめ部４７によりかしめられる複数のノッチ４８が形成される。従来は、これらのノッチ４８に対し、かしめ部４７を塑性加工することでかしめが行われていた。これらのノッチ４８は、リングギヤ４２の内側に形成され、かしめは、フランジ４１を内側から外側へ押し拡げるように行われていた。このため、図１４において、フランジ４１のかしめ部４７は、リングギヤ４２の圧入面４４がフランジ４１から離れる方向に対してリングギヤ４２の変形を抑制する方向には機能することがなかった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、リングギヤの内周面（圧入面）の面圧状態を均一に保ち、その内周面（圧入面）におけるトータルの面圧の低減を防止することを可能としたリングギヤの締結構造を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明の第１の態様では、デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、リングギヤは、その内周面にてフランジの外周面に圧入されると共に、フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、リングギヤの内周面がフランジの外周面から離れるようなリングギヤの半径方向への変形を抑えるために、フランジとリングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凹部と、前記フランジに形成された凸部とを含み、前記凸部は、かしめにより前記凹部に係合することを趣旨とする。

上記（１）の構成によれば、リングギヤの他、所定の部品をデフケースに組み付けることにより、デファレンシャルサブアッシが得られる。従って、デファレンシャルサブアッシを車両の動力伝達機構に使用した場合に、リングギヤが相手ギヤに噛み合うことで噛み合い反力が発生する。そして、この噛み合い反力により、リングギヤが半径方向へ弾性変形しようとするが、この弾性変形が、凹凸の関係で係合する係合手段により抑えられる。

（２）上記目的を達成するために、デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、前記リングギヤは、その内周面にて前記フランジの外周面に圧入されると共に、前記フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、前記リングギヤの前記内周面が前記フランジの前記外周面から離れるような前記リングギヤの半径方向への変形を抑えるために、前記フランジと前記リングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凸部と、前記フランジに形成される凹部とを含み、前記凹部は、前記フランジに形成された凸部をかしめにより変形させることで形成されることを趣旨とする。

（３）上記目的を達成するために、デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、前記リングギヤは、その内周面にて前記フランジの外周面に圧入されると共に、前記フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、前記リングギヤの前記内周面が前記フランジの前記外周面から離れるような前記リングギヤの半径方向への変形を抑えるために、前記フランジと前記リングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凸部と、前記フランジに形成され、前記リングギヤを前記フランジの外周面に圧入するときに前記凸部が係合する凹部とを含み、前記凸部は、前記リングギヤの圧入方向に傾斜すると共に前記凹部の被係合面に係合する係合面を含み、前記被係合面は、前記リングギヤの圧入方向に傾斜し、前記係合面の傾斜角度が前記被係合面の傾斜角度より大きいことを趣旨とする。

上記（３）の構成によれば、上記（１）又は（２）の構成と比べ、凸部を変形させる必要がない上に、凸部が凹部に圧入されることにより、係合面の傾斜角度と被係合面の傾斜角度との関係により、凹部が凸部により押し拡げられる。

上記発明の構成によれば、リングギヤの内周面（圧入面）の面圧状態を均一に保つことができ、その内周面（圧入面）におけるトータルの面圧の低減を防止することができる。

第１実施形態に係り、デファレンシャルサブアッシの概略構成を示す側面図。同実施形態に係り、デフケースのフランジとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法の圧入工程を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法の圧入工程を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法のかしめ工程を概略的に示す断面図。第２実施形態に係り、デフケースのフランジとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法の圧入工程を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法の圧入工程を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法のかしめ工程を概略的に示す断面図。第３実施形態に係り、デフケースのフランジとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、フランジとリングギヤを分離して概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法の圧入工程を概略的に示す断面図。同実施形態に係り、締結方法のかしめ工程を概略的に示す断面図。従来例に係り、デフケースのフランジとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。従来例に係り、無負荷時のデフケースとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。従来例に係り、有負荷時のデフケースとリングギヤとの関係を概略的に示す断面図。従来例に係り、リングギヤの一部を示す斜視図。

＜第１実施形態＞
以下、本発明におけるリングギヤの締結構造を具体化した第１実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、デファレンシャルサブアッシ１の概略構成を側面図により示す。図２に、デフケース２のフランジ３とリングギヤ４との関係を概略的に断面図により示す。図１に示すように、デファレンシャルサブアッシ１は、デフケース２と、デフケース２の一端側（図面左側）の外周に設けられたフランジ３と、フランジ３の外周に締結された円環状をなすリングギヤ４とを備える。デフケース２の中には、一対のサイドギヤと一対のピニオン（共に図示略）が回転可能に支持された状態で収容される。

このデファレンシャルサブアッシ１は、車両の動力伝達機構に使用される。例えば、車両において、変速機、トランスファ及び終減速機等に対して設けられる。そして、相手側のギヤ（図示略）からリングギヤ４に入力される動力を、一対のサイドギヤの回転差を許容しながら、それを一対のピニオンに連結された回転部材に伝達するようになっている。ここで、回転部材として、例えば、車両の左右一対の駆動車輪や前後一対の駆動車軸等を挙げることができる。

図１，２に示すように、この実施形態で、リングギヤ４は、はすば歯車により構成され、外周に設けられた複数の歯１１が、リングギヤ４の軸線方向に対して斜めに形成される。リングギヤ４は、その内周面である圧入面１２にてフランジ３の外周面２１に圧入されると共に、フランジ３にてかしめられる。すなわち、フランジ３の軸線方向における一端側（図２の左側）には、第１かしめ部２２が形成される。リングギヤ４は、その軸線方向における一端の内周縁において、第１かしめ部２２によりかしめられる、被かしめ部として斜めに形成された複数のノッチ１３を有する。これらノッチ１３は、図１７に示す従来のノッチ４８と同様のものである。

また、この実施形態では、リングギヤ４の半径方向への変形を抑えるために、フランジ３とリングギヤ４との間には、凹凸の関係で係合する係合手段が設けられる。すなわち、フランジ３の軸線方向における他端側（図２の右側）には、本発明の凸部としての第２かしめ部２３が形成される。この第２かしめ部２３は、フランジ３の外周に沿って連続的に形成されるものでもよく、同じく外周に沿って断続的に形成されるものでもよい。また、リングギヤ４の一端面１４には、第２かしめ部２３と凹凸の関係で係合する周溝１５が形成される。この周溝１５は、第２かしめ部２３に合わせて、リングギヤ４の一端面１４の円周に沿って連続的に形成されるものでもよく、同じく一端面１４の円周に沿って断続的に形成されるものでもよい。この実施形態では、第２かしめ部２３と周溝１５により上記した係合手段が構成される。

そして、リングギヤ４のノッチ１３が第１かしめ部２２によりかしめられると共に、リングギヤ４の周溝１５に第２かしめ部２３の先端部が係合するように、リングギヤ４の一端面１４が第２かしめ部２３によりかしめられる。このようにして、デフケース２のフランジ３にリングギヤ４を締結してなるリングギヤの締結構造が構成される。

次に、この実施形態におけるリングギヤの締結方法について説明する。図３〜５に、締結方法の各工程を、図２に準ずる概略的な断面図により示す。

先ず、「圧入工程」では、図３，４に示すように、フランジ３の外周面２１に、リングギヤ４を、その圧入面１２にて圧入する。このとき、フランジ３の第１かしめ部２２は、外周面２１と平行に延びた状態となっており、第２かしめ部２３は外周面２１と直角に延びた状態となっている。また、図４に示すように、リングギヤ４は、その一端面１４が第２かしめ部２３に当接するまで押されて圧入される。この状態では、リングギヤ４の圧入面１２がフランジ３の外周面２１に密接した状態となる。

その後、「かしめ工程」では、図５に示すように、フランジ３の第１かしめ部２２をリングギヤ４のノッチ１３に対して押し付けてかしめる。また、フランジ３の第２かしめ部２３をリングギヤ４の一端面１４に対して押し付けると共に、第２かしめ部２３の先端部をリングギヤ４の周溝１５に係合させるようにかしめる。この状態では、リングギヤ４が、その軸線方向及び半径方向においてフランジ３に対して位置決めされ、固定される。

以上説明したこの実施形態におけるリングギヤの締結構造によれば、デファレンシャルサブアッシ１を車両の動力伝達機構に使用した場合に、リングギヤ４が相手ギヤに噛み合うことで、図１に矢印で示すように、噛み合い反力Ｆ１が発生し、リングギヤ４の圧入面１２に押し付け力Ｆ２が発生する。そして、この噛み合い反力Ｆ１により、リングギヤ４が半径方向へ弾性変形しようとするが、この弾性変形が、凹凸の関係で係合する第２かしめ部２３と周溝１５とにより抑えられる。このため、リングギヤ４の圧入面１２の一部がデフケース３の外周面２１から離れることが抑えられ、圧入面１２の面圧状態を均一に保つことができる。この結果、圧入面１２におけるトータルの面圧の低減を抑えることができ、リングギヤ４からデフケース２に伝達されるトルクの減少を抑えることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明におけるリングギヤの締結構造を具体化した第２実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

なお、以下の説明において、第１実施形態と同等の構成要素については同一の符号を付して説明を省略し、異なった点を中心に説明する。

図６に、デフケース２のフランジ３とリングギヤ４との関係を、図２に準ずる概略的な断面図により示す。この実施形態では、係合手段の構成の点で第１実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態で、係合手段は、図６に示すように、リングギヤ４の一端面に形成された本発明の凸部としてのフランジ部１６と、デフケース２のフランジ３の一端縁に形成される本発明の凹部としての周溝２４とを含む。この実施形態で、フランジ部１６は、リングギヤ４の圧入面１２と平行に延びて一端面１４から突出する。また、周溝２４は、フランジ３の一端縁に形成される第２かしめ部２３をフランジ部１６に対してかしめることにより形成される。この状態では、リングギヤ４のフランジ部１６が、フランジ３の周溝２４に係合して、リングギヤ４の半径方向の変形が抑えられる。第１かしめ部２２とノッチ１３の構成は、第１実施形態のそれと同じである。

次に、この実施形態におけるリングギヤの締結方法について説明する。図７〜９に、締結方法の各工程を、図２に準ずる概略的な断面図により示す。

先ず、「圧入工程」では、図７，８に示すように、フランジ３の外周面２１に、リングギヤ４を、その圧入面１２にて圧入する。このとき、フランジ３の第１かしめ部２２は、外周面２１と平行に延びた状態となっており、第２かしめ部２３は外周面２１と直角に延びた状態となっている。また、図８に示すように、リングギヤ４は、そのフランジ部１６の先端が第２かしめ部２３に当接するまで押されて圧入される。この状態では、リングギヤ４の圧入面１２がフランジ３の外周面２１に密接した状態となる。

その後、「かしめ工程」では、図９に示すように、フランジ３の第１かしめ部２２をリングギヤ４のノッチ１３に対して押し付けてかしめる。また、フランジ３の第２かしめ部２３をリングギヤ４のフランジ部１６に対して押し付けるようにかしめる。これによりリングギヤ４のフランジ部１６を、フランジ３の周溝２４に係合させる。この状態では、リングギヤ４が、その軸線方向及び半径方向においてフランジ３に対して位置決めされ、固定される。

従って、この実施形態でも、噛み合い反力により、リングギヤ４が半径方向へ弾性変形しようとしても、その弾性変形が、リングギヤ４のフランジ部１６とフランジ３の周溝２４との係合により抑えられる。このため、リングギヤ４の圧入面１２の一部がデフケース３の外周面２１から離れることが抑えられ、圧入面１２の面圧状態を均一に保つことができる。この結果、圧入面１２におけるトータルの面圧の低減を抑えることができ、リングギヤ４からデフケース２に伝達されるトルクの減少を抑えることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明におけるリングギヤの締結構造を具体化した第３実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１０に、デフケース２のフランジ３とリングギヤ４との関係を、図２に準ずる概略的な断面図により示す。この実施形態でも、係合手段の構成の点で第１及び第２の実施形態と構成が異なる。すなわち、この実施形態で、係合手段は、図１０に示すように、リングギヤ４の一端面１４に形成された本発明の凸部としてのフランジ部１６と、デフケース２のフランジ３の一端縁に形成された本発明の凹部としての周溝２５とを含む。この実施形態で、フランジ部１６は、第２実施形態のそれと同じである。また、周溝２５は、フランジ３の一端縁に形成された堤部２６の内側に予め形成される。

図１１に、フランジ３とリングギヤ４を分離して概略的な断面図により示す。この実施形態で、リングギヤ４のフランジ部１６は、リングギヤ４のフランジ３に対する圧入方向に傾斜すると共に、フランジ３の周溝２５の被係合面２５ａに係合する係合面１６ａを含む。この係合面１６ａは、圧入面１２に対して傾斜する所定の傾斜角度αを有する。また、周溝２５の被係合面２５ａは、リングギヤ４の圧入方向に傾斜すると共に、フランジ３の外周面２１に対して傾斜する所定の傾斜角度βを有する。この実施形態では、係合面１６ａの傾斜角度αが被係合面２５ａの傾斜角度βより大きくなるように設定される。

そして、図１０に示すように、リングギヤ４のフランジ部１６が、フランジ３の周溝２５に係合することで、リングギヤ４の半径方向の変形が抑えられる。第１かしめ部２２とノッチ１３の構成は、第１実施形態のそれと同じである。

次に、この実施形態におけるリングギヤの締結方法について説明する。図１２，１３に、締結方法の各工程を、図２に準ずる概略的な断面図により示す。

先ず、「圧入工程」では、図１２に示すように、フランジ３の外周面２１に、リングギヤ４を、その圧入面１２にて圧入する。このとき、フランジ３の第１かしめ部２２は、外周面２１と平行に延びた状態となっている。また、リングギヤ４は、そのフランジ部１６がフランジ３の周溝２５に係合するまで押されて圧入される。この状態では、リングギヤ４の圧入面１２がフランジ３の外周面２１に密接した状態となる。また、フランジ部１６が周溝２５に圧入されることにより、係合面１６ａの傾斜角度αと被係合面２５ａの傾斜角度βとの関係により、周溝２５がフランジ部１６により押し拡げられる状態となる。このため、図１２に示すように、係合面１６ａと被係合面２５ａとの間には、矢印Ａ１，Ａ２に示すように面圧が発生することになる。

その後、「かしめ工程」では、図１３に示すように、フランジ３の第１かしめ部２２をリングギヤ４のノッチ１３に対して押し付けてかしめる。この状態では、リングギヤ４が、その軸線方向及び半径方向においてフランジ３に対して位置決めされ、固定される。

従って、この実施形態でも、噛み合い反力により、リングギヤ４が半径方向へ弾性変形しようとしても、この弾性変形が、リングギヤ４のフランジ部１６とフランジ３の周溝２５との係合により抑えられる。このため、リングギヤ４の圧入面１２の一部がデフケース３の外周面２１から離れることが抑えられ、圧入面１２の面圧状態を均一に保つことができる。この結果、圧入面１２におけるトータルの面圧の低減を抑えることができ、リングギヤ４からデフケース２に伝達されるトルクの減少を抑えることができる。

また、この実施形態では、図１２，１３に示すように、フランジ部１６の係合面１６ａと周溝２５の被係合面２５ａとの間に面圧が発生するので、第２実施形態においてフランジ部１６を第２かしめ部２３でかしめたと同様の効果が得られることになる。このため、第２実施形態と同様のかしめ効果を得ながら「かしめ工程」を簡略化することができる。

なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜に変更して実施することもできる。

この発明は、車両の動力伝達機構に使用されるデファレンシャルサブアッシに利用することができる。

１デファレンシャルサブアッシ
２デフケース
３フランジ
４リングギヤ
１２圧入面（内周面）
１３ノッチ
１４一端面
１５周溝（凹部）
１６フランジ部（凸部）
１６ａ係合面
２１外周面
２２第１かしめ部
２３第２かしめ部（凸部）
２４周溝（凹部）
２５周溝（凹部）
２５ａ被係合面

Claims

デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、
前記リングギヤは、その内周面にて前記フランジの外周面に圧入されると共に、前記フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、前記リングギヤの前記内周面が前記フランジの前記外周面から離れるような前記リングギヤの半径方向への変形を抑えるために、前記フランジと前記リングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、
前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凹部と、前記フランジに形成された凸部とを含み、前記凸部は、かしめにより前記凹部に係合することを特徴とするリングギヤの締結構造。
デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、
前記リングギヤは、その内周面にて前記フランジの外周面に圧入されると共に、前記フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、前記リングギヤの前記内周面が前記フランジの前記外周面から離れるような前記リングギヤの半径方向への変形を抑えるために、前記フランジと前記リングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、
前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凸部と、前記フランジに形成される凹部とを含み、前記凹部は、前記フランジに形成された凸部をかしめにより変形させることで形成されることを特徴とするリングギヤの締結構造。
デファレンシャルサブアッシを構成するデフケースのフランジにリングギヤを締結してなるリングギヤの締結構造であって、
前記リングギヤは、その内周面にて前記フランジの外周面に圧入されると共に、前記フランジの軸線方向における両端の少なくとも一方に設けられたかしめ部によりかしめられており、前記リングギヤの前記内周面が前記フランジの前記外周面から離れるような前記リングギヤの半径方向への変形を抑えるために、前記フランジと前記リングギヤとの間に凹凸の関係で係合する係合手段が設けられ、
前記係合手段は、前記リングギヤの端面に形成された凸部と、前記フランジに形成され、前記リングギヤを前記フランジの外周面に圧入するときに前記凸部が係合する凹部とを含み、
前記凸部は、前記リングギヤの圧入方向に傾斜すると共に前記凹部の被係合面に係合する係合面を含み、前記被係合面は、前記リングギヤの圧入方向に傾斜し、前記係合面の傾斜角度が前記被係合面の傾斜角度より大きいことを特徴とするリングギヤの締結構造。