JP6504195B2 - Vehicle differential transmission device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Description
この発明は、サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a resin-made casing for accommodating and supporting a side gear and a pinion gear, a vehicle differential transmission apparatus in which a metal ring gear is fixed to one end of the casing, and a method of manufacturing the same.
一般に、車両に搭載される差動伝達装置(デファレンシャル装置)は、左右の車軸の回転差を吸収するもので、この差動伝達装置は、鋳鉄製のケーシング(デフケース)と、ケーシングの一端部外周に取付けられた環状の金属製のリングギヤとを有し、ケーシング内部に、ピニオンシャフトと、このピニオンシャフトに回転自在に支持されたピニオンギヤと、該ピニオンギヤに噛み合わされ左右の車軸(ドライブシャフト)が連結される一対のサイドギヤとが収納されている。 Generally, a differential transmission device (differential device) mounted on a vehicle absorbs the difference in rotation between the left and right axles, and this differential transmission device comprises a cast iron casing (differential case) and one end of the casing. And an annular metal ring gear mounted on the inside of the casing, and a pinion shaft, a pinion gear rotatably supported by the pinion shaft, and left and right axles (drive shafts) engaged with the pinion gear are connected in the casing And a pair of side gears to be stored.
そして、変速機の出力ギヤから入力されたトルクによってリングギヤが回転すると、ケーシングが一体的に回転し、このケーシングの回転に伴って、ケーシング内のピニオンギヤと、サイドギヤとを介して車軸乃至車輪が回転する。 Then, when the ring gear is rotated by the torque input from the output gear of the transmission, the casing is integrally rotated, and along with the rotation of the casing, the axle or the wheel is rotated via the pinion gear in the casing and the side gear. Do.
上述のような差動伝達装置のケーシングとリングギヤとは、従来、それぞれに設けられたフランジ部同士を複数のボルトによって締結することで結合されるのが一般的であった。 Conventionally, the casing and ring gear of the differential transmission device as described above are generally connected by fastening the flanges provided to each other with a plurality of bolts.
ところで、近年の車両においては、エンジンの燃費性能向上や省エネルギ化のために軽量化が求められており、その一環として差動伝達装置の軽量化が検討されている。 By the way, in vehicles in recent years, weight reduction is required for fuel efficiency improvement and energy saving of an engine, and weight reduction of a differential transmission device is considered as part of that.
つまり、上述のリングギヤをケーシングに対して複数のボルトで取付ける従来構造の場合、ボルト締結部の剛性確保のため、ケーシングおよびリングギヤが重くなるうえ、ボルトそれ自体も重量増加の要因となり、これが差動伝達装置の軽量化の阻害要因となっていた。 That is, in the case of the conventional structure in which the ring gear described above is attached to the casing with a plurality of bolts, the casing and the ring gear become heavy to secure the rigidity of the bolt fastening portion, and the bolt itself becomes a factor of weight increase. It has been an obstacle to reducing the weight of transmission devices.
このような問題点を解決するため、従来、特許文献1、特許文献2に開示された構造が既に発明されている。
特許文献1に開示されたものは、差動装置ケースを深絞りされた鋼板によって複数の部材から構成すると共に、差動装置ケースとリングギヤとをレーザ溶接により一体結合したものである。
In order to solve such problems, conventionally, the structures disclosed in Patent Document 1 and
According to Patent Document 1, the differential case is formed of a plurality of members by deep drawn steel plates, and the differential case and the ring gear are integrally coupled by laser welding.
また、特許文献2に開示されたものは、リングギヤとケーシング(デフケース)とを溶接によって結合したものである。
これら特許文献1,2に開示された構造によれば、ボルトで締結するためのフランジ部やボルトが廃止されるため、差動伝達装置の軽量化を図ることができる。
Moreover, what was disclosed by
According to the structures disclosed in these
しかしながら、上記特許文献1,2に開示された構造では、車両の軽量化が充分ではなく、差動伝達装置に関し、さらなる軽量化が望まれている。
そこで、リングギヤを金属製とする一方で、ケーシングを樹脂製と成して、これらを組合せ、ケーシング内部にピニオンシャフト、一対のピニオンギヤおよび一対のサイドギヤを収容支持することが考えられる。
However, in the structures disclosed in
Therefore, it is conceivable that the ring gear is made of metal while the casing is made of resin and these are combined to accommodate and support the pinion shaft, the pair of pinion gears and the pair of side gears inside the casing.
この場合、ケーシング内部には上述のサイドギヤおよびピニオンギヤを収容支持する空間部を形成する必要がある一方で、ケーシングの軸方向(車軸方向)両端部にはドライブシャフトを支持するため上記空間部よりも狭小な円筒状のボス部を形成する必要がある。 In this case, it is necessary to form a space for housing and supporting the above-mentioned side gear and pinion gear inside the casing, while supporting the drive shaft at both ends in the axial direction (axle direction) of the casing rather than the space It is necessary to form a narrow cylindrical boss.
このため、一度の射出成形でケーシング全体を成形することが困難であり、金型の取出しを考慮して、ケーシングを何れかの箇所で分割して成形することが要請される。 For this reason, it is difficult to form the whole casing by one injection molding, and it is required to divide and form the casing at any place in consideration of the removal of the mold.
そこで、この発明は、差動伝達装置の軽量化を図りつつ、金型取出しに有利な大径位置で金型を分割し、リングギヤ部と腕部とを別々に成形することで、成形が容易となり、かつ、リングギヤ部と腕部とを結合する時、溶融樹脂を全周に射出する必要がなく、必要最低限の樹脂により両者を結合することができる車両用差動伝達装置およびその製造方法の提供を目的とする。 Therefore, according to the present invention, molding can be easily performed by dividing the mold at a large diameter position advantageous for mold extraction while separately forming the ring gear portion and the arm portion while reducing the weight of the differential transmission device. And, when the ring gear portion and the arm portion are coupled, it is not necessary to inject the molten resin all around, and the differential transmission device for a vehicle which can couple both with the minimum necessary resin and its manufacturing method The purpose is to provide
この発明による車両用差動伝達装置の製造方法は、サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、上記ケーシングは、リングギヤを外周に結合するリングギヤ部と、ピニオンシャフトの両端部およびサイドギヤの軸部を支持する腕部とを有し、上記リングギヤ部が、キャビティ内の外周部にリングギヤを配置した状態で第1外型と第1中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される一方、上記腕部が、第2外型と第2中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される第1工程と、上記第1中型および第2中型を型開きして取出した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部と腕部とを対向させ、かつ対向部における腕部の内外周を分割構造のスペーサで覆うと共に、当該スペーサを介して第1外型および第2外型を型閉めし、スペーサの内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部と腕部とを結合する第2工程と、上記溶融樹脂の硬化後にスペーサを取外すと共に、第1外型および第2外型を型開きして、樹脂製のケーシング外周に金属製のリングギヤが結合された成形品を取出す第3工程とからなるものである。 A method of manufacturing a differential transmission for a vehicle according to the present invention comprises: manufacturing a resinous casing for accommodating and supporting a side gear and a pinion gear; and a differential transmission for a vehicle in which a metal ring gear is fixed to one end of the casing. In the method, the casing has a ring gear portion for coupling a ring gear to an outer periphery, and an arm portion for supporting both end portions of a pinion shaft and a shaft portion of a side gear, and the ring gear portion is on an outer peripheral portion in a cavity. In the state where the ring gear is disposed, the molten resin is injected into a cavity formed between the first outer mold and the first middle mold and molded, while the arm portion is formed between the second outer mold and the second middle mold. And a ring gear portion formed in the first step after the first and second middle molds are opened and taken out. And the inner and outer peripheries of the arm in the opposite part are covered with the spacer of the divided structure, and the first outer mold and the second outer mold are closed via the spacer to melt the resin in the inner space of the spacer The second step of bonding the ring gear portion and the arm portion by ejecting the spacer, removing the spacer after curing of the molten resin, and opening the first outer mold and the second outer mold to form the outer periphery of the resin casing. And a third step of taking out a molded product to which a metal ring gear is coupled.
上記構成によれば、上述の第1工程で、リングギヤ部が、キャビティ内の外周部にリングギヤを配置した状態で第1外型と第1中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される一方、腕部が、第2外型と第2中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される。 According to the above configuration, in the first process described above, the ring gear portion injects the molten resin into the cavity formed between the first outer mold and the first middle mold in a state where the ring gear is disposed on the outer peripheral portion in the cavity. The arm portion is molded by injecting a molten resin into a cavity formed between the second outer mold and the second middle mold.
上述の第2工程で、第1中型および第2中型を型開きして取外した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部と腕部とを対向させ、かつ対向部における腕部の内外周を分割構造のスペーサで覆うと共に、当該スペーサを介して第1外型および第2外型を型閉めし、スペーサの内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部と腕部とを結する。 After opening and removing the first middle mold and the second middle mold in the second step described above, the ring gear portion and the arm portion formed in the first step are opposed to each other, and the inner and outer peripheries of the arm portion in the opposite portion are While covering with a spacer having a divided structure, the first outer mold and the second outer mold are closed via the spacer, and the molten resin is injected into the inner space of the spacer to connect the ring gear portion and the arm portion.
上述の第3工程で、上記溶融樹脂の硬化後にスペーサを取外すと共に、第1外型および第2外型を型開きして、樹脂製のケーシング外周に金属製のリングギヤが結合された成形品を取出す。
上述の腕部はピニオンシャフトの両端部を支持する部位を含むので、第1外型と第2外型との分割位置は、金型取出しに有利な大径位置となる。
In the third step described above, after removing the spacer after curing of the molten resin, the first outer mold and the second outer mold are opened, and a molded article in which a metal ring gear is coupled to the outer periphery of a resin casing is obtained. Take out.
Since the above-mentioned arm part includes the part which supports the both ends of a pinion shaft, the division position of the 1st outside mold and the 2nd outside mold turns into a large diameter position advantageous to mold extraction.
このため、差動伝達装置の軽量化を図りつつ、金型取出しに有利な大径位置で金型を分割し、リングギヤ部と腕部とを別々に成形することができるので、成形が容易となり、かつ、リングギヤ部と腕部とを結合する時、溶融樹脂を全周に射出する必要がなく、必要最低限の樹脂により両者(リングギヤ部と腕部)を結合することができる。 Therefore, while the weight reduction of the differential transmission device is achieved, the mold can be divided at the large diameter position which is advantageous for mold extraction, and the ring gear portion and the arm portion can be separately formed, so the forming becomes easy. And, when the ring gear portion and the arm portion are joined, it is not necessary to inject the molten resin all around, and both (the ring gear portion and the arm portion) can be joined by the minimum necessary resin.
この発明の一実施態様においては、上記スペーサの配置前に、リングギヤ部からスペーサ内に延びる結合強化用のインサート部材を設けると共に、上記腕部からスペーサ内に延びる結合強化用のインサート部材を設け、スペーサの内部空間に射出される樹脂で上記各インサート部材を樹脂モールドするものである。 In one embodiment of the present invention, an insert member for strengthening the coupling extending from the ring gear portion into the spacer and an insert member for strengthening the coupling extending from the arm portion into the spacer are provided prior to the placement of the spacer. The respective insert members are resin-molded with a resin injected into the internal space of the spacer.
上記構成によれば、スペーサの内部空間に射出される樹脂で、上記各インサート部材が樹脂モールドされるので、リングギヤ部と腕部との高い結合強度を確保することができる。 According to the above configuration, since the respective insert members are resin-molded with the resin injected into the internal space of the spacer, high bonding strength between the ring gear portion and the arm portion can be secured.
この発明による車両用差動伝達装置は、変速機の出力ギヤに噛み合うヘリカルギヤが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤと、左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置であって、上記ケーシングは、リングギヤを外周に結合するリングギヤ部と、ピニオンシャフトの両端部およびサイドギヤの軸部を支持する腕部とを有し、上記リングギヤ部と腕部とは樹脂接合部にて接合されると共に、上記リングギヤ部と樹脂接合部との間、および、腕部と樹脂接合部との間が、結合強化用のインサート部材にて連結されたものである。
上述の変速機の出力ギヤは、自動変速機のセカンダリシャフトに設けられたアウトプットギヤに設定してもよい。
The differential transmission for a vehicle according to the present invention comprises an annular metal ring gear in which a helical gear engaged with an output gear of a transmission is ground on an outer peripheral side, a pair of side gears coupled to left and right drive shafts, and a pair of side gears. A differential transmission for vehicle comprising: a pair of pinion gears meshing with both and rotating to generate a differential of side gears; and a casing made of resin in which the side gear and the pinion gear are accommodated and supported, and the ring gear is coupled to one end. The casing has a ring gear portion for coupling a ring gear to an outer periphery thereof, an arm portion for supporting both end portions of a pinion shaft and a shaft portion of a side gear, and the ring gear portion and the arm portion are resin joints. Between the ring gear portion and the resin joint portion, and between the arm portion and the resin joint portion. Those linked by insert member for reinforcing.
The output gear of the transmission described above may be set to an output gear provided on a secondary shaft of the automatic transmission.
上記構成によれば、ケーシングを樹脂製とすることで、差動伝達装置の軽量化を図ることができる。
しかも、リングギヤ部と樹脂接合部との間、並びに、腕部と樹脂接合部との間が、それぞれ結合強化用のインサート部材にて連結されるので、リングギヤ部、樹脂接合部、腕部間の高い結合強度を確保することができる。
According to the above configuration, by making the casing made of resin, weight reduction of the differential transmission device can be achieved.
In addition, since the ring gear portion and the resin joint portion and the arm portion and the resin joint portion are respectively connected by the insert member for strengthening the coupling, the ring gear portion, the resin joint portion, and the arm portion are interposed. High bond strength can be ensured.
この発明によれば、差動伝達装置の軽量化を図りつつ、金型取出しに有利な大径位置で金型を分割し、リングギヤ部と腕部とを別々に成形することで、成形が容易となり、かつ、リングギヤ部と腕部とを結合する時、溶融樹脂を全周に射出する必要がなく、必要最低限の樹脂により両者を結合することができる効果がある。 According to the present invention, molding can be facilitated by dividing the mold at a large diameter position advantageous for mold removal while separately forming the ring gear portion and the arm portion while achieving weight reduction of the differential transmission device. And, when the ring gear portion and the arm portion are joined, it is not necessary to inject the molten resin all around, and there is an effect that both can be joined by the minimum necessary resin.
差動伝達装置の軽量化を図りつつ、金型取出しに有利な大径位置で金型を分割し、リングギヤ部と腕部とを別々に成形することで、成形が容易となり、かつ、リングギヤ部と腕部とを結合する時、溶融樹脂を全周に射出する必要がなく、必要最低限の樹脂により両者を結合するという目的を、サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、上記ケーシングは、リングギヤを外周に結合するリングギヤ部と、ピニオンシャフトの両端部およびサイドギヤの軸部を支持する腕部とを有し、上記リングギヤ部が、キャビティ内の外周部にリングギヤを配置した状態で第1外型と第1中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される一方、上記腕部が、第2外型と第2中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される第1工程と、上記第1中型および第2中型を型開きして取出した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部と腕部とを対向させ、かつ対向部における腕部の内外周を分割構造のスペーサで覆うと共に、当該スペーサを介して第1外型および第2外型を型閉めし、スペーサの内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部と腕部とを結合する第2工程と、上記溶融樹脂の硬化後にスペーサを取外すと共に、第1外型および第2外型を型開きして、樹脂製のケーシング外周に金属製のリングギヤが結合された成形品を取出す第3工程とを備えることで実現した。 The mold can be easily formed by dividing the mold at a large diameter position advantageous for mold removal while separately forming the ring gear portion and the arm portion while reducing the weight of the differential transmission device, and forming the ring gear portion There is no need to inject the molten resin all around when joining the arm and the arm, and for the purpose of joining the both with the necessary minimum resin, the resin casing which accommodates and supports the side gear and the pinion gear, It is a manufacturing method of the differential transmission for vehicles by which a metal ring gear was fixed to one end of a casing, and the above-mentioned casing is a ring gear which joins a ring gear to the perimeter, both ends of a pinion shaft, and a shaft of a side gear And an arm portion for supporting the ring gear portion, and the ring gear portion melts in a cavity formed between the first outer mold and the first middle mold in a state where the ring gear is disposed on the outer peripheral portion in the cavity A first step of injecting and molding fat, and forming the arm part by injecting a molten resin into a cavity formed between the second outer mold and the second middle mold; and the first middle mold After the mold is opened and the second middle mold is taken out, the ring gear portion and the arm portion formed in the first step are opposed, and the inner and outer peripheries of the arm portion in the opposite portion are covered with a spacer of divided structure And the second step of bonding the ring gear portion and the arm portion by injecting the molten resin into the inner space of the spacer, and the spacer after curing of the molten resin. The first outer mold and the second outer mold are opened and the third step of taking out the molded product in which the metal ring gear is coupled to the outer periphery of the resin casing is realized.
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は車両用差動伝達装置およびその製造方法を示すが、まず、図1を参照して差動伝達装置の概略構造および差動伝達装置の配置構造について説明する。
An embodiment of the present invention will be described in detail below based on the drawings.
The drawings show a differential transmission for a vehicle and a method of manufacturing the same. First, a schematic structure of the differential transmission and a layout of the differential transmission will be described with reference to FIG.
エンジン後部に位置するトルクコンバータを囲繞するコンバータハウジング1と、自動変速機を囲繞するトランスミッションケース2とを設け、自動変速機の出力側において上述のコンバータハウジング1とトランスミッションケース2とで形成された空間部3内には差動伝達装置4を配設している。
A space formed by the converter housing 1 and the
上述の自動変速機はセカンダリシャフト5を有しており、このセカンダリシャフト5は出力ギヤ6とセカンダリギヤ7とを備えると共に、軸受8,9を介してコンバータハウジング1およびトランスミッションケース2に回転自在に軸支されている。
The above-mentioned automatic transmission has a secondary shaft 5, which has an output gear 6 and a secondary gear 7, and is rotatably mounted on the converter housing 1 and the
図1に示すように、上述の差動伝達装置4(いわゆるデファレンシャル装置)は、樹脂製かつ略球状のケーシング10と、該ケーシング10の車体左右方向(車軸方向)の一端寄りに設けられたフランジ部11の外周部に結合された金属製のリングギヤ12とを有する。
As shown in FIG. 1, the above-described differential transmission device 4 (so-called differential device) comprises a resin-made, substantially
また、上述のケーシング10の車軸方向(図示の左右方向)の両端部には、左右に延びる円筒状のボス部13,14が設けられており、これらのボス部13,14の内周に左右のドライブシャフト15,16(つまり、車軸)がそれぞれ回転自在に支持されている。上述のボス部13,14の外周部は軸受17,18を介してトランスミッションケース2およびコンバータハウジング1に軸支されている。
Further,
さらに、上述のケーシング10の中央部には、車軸方向に直交する軸線を中心とした一対の孔部19,19が対向して形成されており、当該孔部19,19には、車軸方向と直交させてピニオンシャフト20の両端部が挿入されている。
Furthermore, in the central portion of the above-mentioned
上述のピニオンシャフト20は、その一端側に貫通形成されたピン孔21を有し、ケーシング10に形成されたピン孔22と、ピニオンシャフト20のピン孔21とに、ピン23が挿入されている。これにより、ピニオンシャフト20はケーシング10に回転不能かつ板出し不能に固定されている。
The above-mentioned
上述のピニオンシャフト20の両端部には、ケーシング10の内壁面に近接して一対のピニオンギヤ24,24が回転自在に嵌合されると共に、これら一対のピニオンギヤ24,24と噛み合う一対のサイドギヤ25,25を備えており、これら一対のサイドギヤ25,25に、上述のドライブシャフト15,16の端部がそれぞれスプライン嵌合されている。
A pair of side gears 25 are rotatably fitted with a pair of pinion gears 24, 24 close to the inner wall surface of the
ここで、上述のリングギヤ12には、その外周側にヘリカルギヤ12hが研創されており、このヘリカルギヤ12hが自動変速機の出力ギヤ6と噛み合っている。
Here, a
要するに、上述の差動伝達装置4は、変速機の出力ギヤ6に噛み合うヘリカルギヤ12hが外周側に研創された環状かつ金属製のリングギヤ12と、左右ドライブシャフト15,16に連結される一対のサイドギヤ25,25と、一対のサイドギヤ25,25の両方に噛み合って回転してサイドギヤ25,25の差動を生成する一対のピニオンギヤ24,24と、上述のサイドギヤ25,25とピニオンギヤ24,24とを収容支持するとともに、一端部外周にリングギヤ12が結合された樹脂製のケーシング10とからなるものである。
In short, the above-described differential transmission device 4 has an annular
そして、出力ギヤ6の回転力は、リングギヤ12を介してケーシング10およびピニオンシャフト20に伝達された後に、ピニオンギヤ24,24から左右のサイドギヤ25,25に伝達され、左右の各ドライブシャフト15,16を駆動する。
Then, the rotational force of the output gear 6 is transmitted to the
また、ステアリング操作時に左右輪に回転差が生ずると、回転差分に応じてサイドギヤ25とピニオンギヤ24が回転することで、左右輪の回転差を吸収するものである。
In addition, when a difference in rotation occurs between the left and right wheels at the time of steering operation, the
図2は車両用差動伝達装置のケーシング10およびリングギヤ12を示す断面図、図3はケーシング10とリングギヤ12とを示す分解斜視図、図4はリングギヤ12の説明図である。
図3に示すように、上述のケーシング10の周壁部には、ピニオンシャフト20の支持部を避けて、一対の開口部26,26が設けられており、これら開口部26,26から上述のピニオンギヤ24およびサイドギヤ25をケーシング10内に組み込むようになっている。
2 is a cross-sectional view showing the
As shown in FIG. 3, a pair of
図2〜図4に示すように、上述のリングギヤ12は環状かつ金属製で、その外周側には上記出力ギヤ6に噛み合うヘリカルギヤ12hが研創されている。
また、上述のケーシング10は炭素繊維強化樹脂(いわゆるCFRP)やガラス繊維強化樹脂(いわゆるGFRP)などの繊維強化樹脂により形成されており、この実施例では、該ケーシング10は、リングギヤ12を外周に結合するリングギヤ部10Aと、ピニオンシャフト20の両端部およびサイドギヤ25の軸部を支持する腕部10Bと、これらリングギヤ部10Aと腕部10Bとを結合する樹脂接合部10Cと、を備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the above-mentioned
Further, the above-mentioned
図4に示すように、上述のリングギヤ12の外周側に研創されたヘリカルギヤ12hは、この実施例では、約4.74°の等間隔で76の歯が形成されているが、歯数の数量はこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 4, the
また、上述のリングギヤ12は、その内周側の面12aつまり内周面から径方向内方に突出し、その長手方向が上記ヘリカルギヤ12hのねじれ角に一致して歯幅方向に対して傾斜してなる突条部12bを有し、当該突条部12bは複数個あって周方向に周期的に配置されている。この実施例では、該突条部12bは15°の等間隔で24個形成されているが、この数量に限定されるものではない。
さらに、上述の突条部12bの内周側の面12aからの突出量は、ヘリカルギヤ12hの歯丈に対して2倍以上に設定されているが、これに限定されるものではない。
The above-mentioned
Furthermore, although the amount of protrusion from the
一方、図2、図3に示すように、ケーシング10は、リングギヤ12の内周面12aに合致して、これを保持固定するリングギヤ保持面10aを有し、当該リングギヤ保持面10aには、上述の突条部12bの外表面形状に一致する形状の穴部10bが形成されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 and 3, the
つまり、該穴部10bはその長手方向がヘリカルギヤ12hのねじれ角に一致して歯幅方向に対して傾斜しており、当該穴部10bは複数個あって周方向に周期的に配置されると共に、上記突条部12bと対応すべく15°の等間隔で24個形成されている。
そして、リングギヤ12の各突条部12bがケーシング10の各穴部10bに一致して結合されている。
That is, the longitudinal direction of the
Then, the respective projecting
上記実施例では、図3で示したように、リングギヤ12の内周側の面12aから径方向内方へ突出する突条部12bを、その長手方向がヘリカルギヤ12hのねじれ角に一致するよう歯幅方向に対して傾斜させる共に、リングギヤ保持面10aの穴部10bは、上記突条部12bの外表面形状に一致する形状に形成されているので、リングギヤ12と出力ギヤ6とが噛み合って回転する際に発生するスラスト力(図1に矢印aで示す方向とは反対方向の軸方向圧力参照)が突条部12bを介して穴部10bに作用する場合、突条部12bの荷重を穴部10bの長手方向全域で受け止めることができる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 3, the
つまり、リングギヤ12のギヤ荷重の付勢方向に合せて、穴部10bの荷重受圧面を大きくとることができ、応力の分散緩和を図ることができるものである。要するに、ケーシング10の樹脂化により装置の充分な軽量化を図ることができるのは勿論、出力ギヤ6とリングギヤ12との噛み合い部位に発生するスラスト力に起因した穴部局所に作用する応力の緩和を図って、信頼性および耐久性の向上を図るよう構成したものである。
That is, the load receiving surface of the
次に、図5〜図11を参照して、樹脂製のケーシング10と金属製のリングギヤ12とを備えた車両用差動伝達装置の製造方法について説明する。
図5はリングギヤ12の配置工程、並びにケーシング10におけるリングギヤ部10Aの成形工程を示す説明図、図6はケーシング10における腕部10Bの成形工程を示す説明図、図7はインケート部材を示す斜視図、図8はリングギヤ部10Aと腕部10Bとの結合工程を示す説明図、図9は図8のX−X線矢視断面図、図10は図9から分割構造の一方の外型(副外型)を取外した状態で示す断面図、図11は成形品の取外し工程を示す断面図である。
Next, with reference to FIGS. 5-11, the manufacturing method of the vehicle differential transmission apparatus provided with the resin-made
FIG. 5 is an explanatory view showing the process of arranging the
まず、リングギヤ製造工程で、鍛造により金属製リングギヤ12を形成し、該リングギヤ12の外周側に機械加工にてヘリカルギヤ12hを研創する。
このリングギヤ12はその内周面側に上述の突条部12bを有し、該リングギヤ12は必要に応じて焼き入れ処理や仕上げ処理等の所定の処理が施される。
First, in the ring gear manufacturing process, the
The
図5に示す第1成形装置30は、射出成形金型として第1外型31と第1中型32とを有し、型締め、および、型開きを行なう成形開閉装置(図示せず)と、型締め時に第1外型31と第1中型32とで形成されるキャビティ33に溶融樹脂を射出するゲート34とを有する。このゲート34は第1外型31に設けられている。
A
上述の第1成形装置30の第1外型31は主外型31aと副外型31bとに分割され、主外型31aは、その外周部にリングギヤ12の嵌め込み部31cを備えている。この嵌め込み部31cにリングギヤ12を配置固定した後、主外型31aと副外型31bとを合わせることで、外周部にリングギヤ12が配置され、かつ、ゲート34が設けられた面と、反対側の面が開放された空間部31dを有する第1外型31が構成される。
The first
一方、型締め時に、第1中型32は、その先端面32aが第1外型31の空間部31dの中央部の底面31eに当接するまで、上記空間部31dに突入され、第1中型32と第1外型31とで囲まれる空間部31dがキャビティ33となる。
On the other hand, at the time of mold clamping, the first
第1外型31の開放された面の周縁には略扇形の2個の切り込み部31f,31fが対向させて設けられ(図9参照)、型締め時に、その切り込み部31f,31fに嵌まり込むように、第1中型32には2個の突起部32b,32bが設けられている。
Two substantially fan-shaped
図5に示すように、樹脂接合部10C(図2参照)と対応して、第1中型32のキャビティ33側の面には、結合強化用のインサート部材27が設けられている。
このインサート部材27は図7に示すように軸部27aと抜止め用の頭部27bとを一体形成したスチール製のもので、当該インサート部材27の軸部27aを上述の第1中型32に係入して取付けており、溶融樹脂の射出時には、該インサート部材27が第1中型32から外れることなく、かつ、リングギヤ部10A成形後の第1中型32の型開き時には、第1中型32から外れるようになっている。
As shown in FIG. 5, an
The
図6に示すように、第2成形装置40は、射出成形金型としての第2外型41と第2中型42とを有し、型締め、および、型開きを行なう成形開閉装置(図示せず)と、型締め時に、第2外型41と第2中型42とで形成されるキャビティ43に溶融樹脂を射出するゲート44とを有する。
As shown in FIG. 6, the
第2外型41はゲート44が設けられた面と反対側の面が開放された空間部41aを有する。
第2成形装置40の型締め時に、第2中型42は、その先端面42aが第2外型41の空間部41aの中央部の底面41bに当接するまで、当該空間部41aに突入され、第2中型42と第2外型41とで囲まれた空間がキャビティ43となる。
The second
When the
図6に示すように、第2外型41の解放された面の周縁には略扇形の2個の切り込み部41cが対向させて設けられ(図9参照)、型締め時に、その切り込み部41cに嵌り込むように、第2中型42には2個の突起部42bが設けられている。
また、第2外型41の切り込み部41cには、リングギヤ部10Aと腕部10Bとの接合用の溶融樹脂を射出するためのゲート45が設けられている。
As shown in FIG. 6, two substantially fan-shaped
Further, the
図6に示すように、樹脂接合部10C(図2参照)と対応して、第2中型42のキャビティ43側の面には、結合強化用のインサート部材27が設けられている。
このインサート部材27は、図7に示すように、軸部27aと抜止め用の頭部27bとを一体形成したスチール製のもので、当該インサート部材27の軸部27aを上述の第2中型42に係入して取付けており、溶融樹脂の射出時には、該インサート部材27が第2中型42から外れることなく、かつ、腕部10B成形後の第2中型42の型開き時には、第2中型42のから外れるようになっている。
As shown in FIG. 6, an
As shown in FIG. 7, the
図5に示すリングギヤ12の配置工程、並びに、リングギヤ部10Aの成形工程で、キャビティ33内の外周部にリングギヤ12を配置した状態で第1外型31と第1中型32との間に形成されるキャビティ33に、ゲート34から溶融樹脂を射出して、成形品としてのリングギヤ部10A(図8参照)が成形される。
The
この際、リングギヤ部10Aの外周部には、リングギヤ12の内周側に形成されその長手方向がリングギヤ12におけるヘリカルギヤ12hのねじれ角に一致し歯幅方向に対して傾斜してなる複数の突条部12bをも取り込むことになる。
At this time, on the outer peripheral portion of the
また、図6に示す腕部10Bの成形工程で、第2外型41と第2中型42との間に形成されるキャビティ43に、ゲート44から溶融樹脂を射出して、成形品としての腕部10B(図8参照)が成形される。
Further, in the molding step of the
次に、リングギヤ部10A成形後における第1成形装置30(図5参照)から型開きにより第1中型32を取外すと共に、腕部10B成形後における第2成形装置40(図6参照)から型開きにより第2中型42を取外す。
Next, the first
この中型取外し状態下においては、リングギヤ部10Aの樹脂接合部10C対応位置と、腕部10Bの樹脂接合部10C対応位置とに、インサート部材27が樹脂モールドされており、インサート部材27の軸部27aが成形品から突出しているので、この軸部27aに対して、別のインサート部材28(図7参照)を圧入固定する。
In this medium-sized dismounted state, the
このインサート部材28は、図7に示すように筒部28aと抜止め用の頭部28bとを一体形成したスチール製のもので、インサート部材28の筒部28aを、上述のインサート部材27の軸部27aに圧入固定するものである。
The
上述のインサート部材28の圧入固定後、成形装置30,40の外型31,41の間において中型32,42の突起部32b,42bが嵌合されていた空間にスペーサ50,50を挟み込むと共に、図8に示すように、リングギヤ部10Aと腕部10Cとを対向させ、第1外型31と第2外型41とを型閉めし、スペーサ50の内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部10Aと腕部10Bとを樹脂接合部10Cにて結合する(図11参照)。
After press-fitting and fixing the above-mentioned
図8〜図10に示すように、上述のスペーサ50は、成形型として、外側スペーサ51と内側スペーサ52とを有し、型締め時に外側スペーサ51と内側スペーサ52とで形成されるキャビティ53に溶融樹脂を射出するゲート54を有している。
As shown in FIGS. 8 to 10, the above-mentioned
つまり、図8に示すように、リングギヤ部10Aと腕部10Bとを対向させ、かつ対向部における腕部10Bの内外周を分割構造のスペーサ50で覆うと共に、スペーサ50を介して各外型31,41を型閉めし、スペーサ50の内部空間であるキャビティ53に、ゲート45,54から溶融樹脂を射出して、リングギヤ部10Aと腕部10Bとを結合する。上述のキャビティ53に相当する部位に樹脂接合部10C(図11参照)が形成される。
That is, as shown in FIG. 8, the
上述のスペーサ50の配置前には、リングギヤ部10Aからスペーサ50内のキャビティ53に延びる結合強化用のインサート部材27,28が設けられると共に、腕部10Bからもスペーサ50内のキャビティ53に延びる結合強化用のインサート部材27,28が設けられているので、樹脂接合部10Cでリングギヤ部10Aと腕部10Bとを結合する際には、上述のインサート部材27,28はスペーサ50の内部空間であるキャビティ53に射出される樹脂により樹脂モールドされ、樹脂接合部10Cによるリングギヤ部10Aと腕部10Bとの高い結合強度を確保することができる。
Prior to the placement of the above-described
次に、溶融樹脂の硬化後、上記金型を開いて、樹脂製のケーシング10に金属製のリングギヤ12が結合されてなる成形品Dを取り出す(図11参照)。
この場合、まず、第2外型41およびスペーサ50における外側スペーサ51が取り外され、次に、第1外型31が取り外されることで内側スペーサ52が残った成形品Dが型出しされる。その後、内側スペーサ52は、成形品Dに設けられた開口部26(図3参照)から挿入した工具等を用いて挟み込まれ、成形品Dの内側へ引き抜かれて成形品Dから分離され、その後、内側スペーサ52が上記開口部26から取り出されて成形品D単体が得られる。
Next, after the molten resin is cured, the mold is opened to take out a molded product D in which the
In this case, first, the
このように、上記実施例の車両用差動伝達装置の製造方法は、サイドギヤ25とピニオンギヤ24とを収容支持する樹脂製のケーシング10と、当該ケーシング10の一端部に金属製のリングギヤ12が固定された車両用差動伝達装置の製造方法であって、上記ケーシング10は、リングギヤ12を外周に結合するリングギヤ部10Aと、ピニオンシャフト20の両端部およびサイドギヤ25の軸部を支持する腕部10Bとを有し、上記リングギヤ部10Aが、キャビティ33内の外周部にリングギヤ12を配置した状態で第1外型31と第1中型32との間に形成されるキャビティ33に溶融樹脂を射出して成形される一方、上記腕部10Bが、第2外型41と第2中型42との間に形成されるキャビティ43に溶融樹脂を射出して成形される第1工程(図5、図6参照)と、上記第1中型32および第2中型42を型開きして取出した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部10Aと腕部10Bとを対向させ、かつ対向部における腕部10Bの内外周を分割構造のスペーサ50で覆うと共に、当該スペーサ50を介して第1外型31および第2外型41を型閉めし、スペーサ50の内部空間(キャビティ53参照)に溶融樹脂を射出してリングギヤ部10Aと腕部10Bとを結合する第2工程(図8参照)と、上記溶融樹脂の硬化後にスペーサ50を取外すと共に、第1外型31および第2外型41を型開きして、樹脂製のケーシング10外周に金属製のリングギヤ12が結合された成形品Dを取出す第3工程(図11参照)とからなるものである(図1、図5、図6、図8、図11参照)。
As described above, according to the method of manufacturing the differential transmission apparatus for a vehicle of the above embodiment, the resin-made
この構成によれば、上述の第1工程(図5、図6参照)で、リングギヤ部10Aが、キャビティ33内の外周部にリングギヤ12を配置した状態で第1外型31と第1中型32との間に形成されるキャビティ33に溶融樹脂を射出して成形される一方、腕部10Bが、第2外型41と第2中型42との間に形成されるキャビティ43に溶融樹脂を射出して成形される。
According to this configuration, the first
上述の第2工程(図8参照)で、第1中型32および第2中型42を型開きして取外した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部10Aと腕部10Bとを対向させ、かつ対向部における腕部10Bの内外周を分割構造のスペーサ50で覆うと共に、当該スペーサ50を介して第1外型31および第2外型41を型閉めし、スペーサ50の内部空間(キャビティ53参照)に溶融樹脂を射出してリングギヤ部10Aと腕部10Bとを結する。
After the first
上述の第3工程(図11参照)で、上記溶融樹脂の硬化後にスペーサ50を取外すと共に、第1外型31および第2外型41を型開きして、樹脂製のケーシング10外周に金属製のリングギヤ12が結合された成形品Dを取出す。
上述の腕部10Bはピニオンシャフト20の両端部を支持する部位を含むので、第1外型31と第2外型41との分割位置は、金型取出しに有利な大径位置となる。
In the above-mentioned third step (see FIG. 11), the
Since the above-mentioned
このため、差動伝達装置4の軽量化を図りつつ、金型取出しに有利な大径位置で金型を分割し、リングギヤ部10Aと腕部10Bとを別々に成形することができるので、成形が容易となり、かつ、リングギヤ部10Aと腕部10Bとを結合する時、溶融樹脂を全周に射出する必要がなく、必要最低限の樹脂により両者(リングギヤ部10Aと腕部10B)を結合することができる。
For this reason, it is possible to divide the mold at a large diameter position which is advantageous for taking out the mold and to form the
この発明の一実施形態においては、上記スペーサ50の配置前に、リングギヤ部10Aからスペーサ50内に延びる結合強化用のインサート部材27,28を設けると共に、上記腕部10Bからスペーサ50内に延びる結合強化用のインサート部材27,28を設け、スペーサ50の内部空間(キャビティ53参照)に射出される樹脂で上記各インサート部材27,28を樹脂モールドするものである(図8、図11参照)。
In one embodiment of the present invention, prior to the placement of the
この構成によれば、スペーサ50の内部空間に射出される樹脂で、上記各インサート部材27,28が樹脂モールドされるので、リングギヤ部10Aと腕部10Bとの高い結合強度を確保することができる。
According to this configuration, since the
この発明による車両用差動伝達装置は、変速機の出力ギヤ6に噛み合うヘリカルギヤ12hが外周側に研創された環状の金属製のリングギヤ12と、左右ドライブシャフト15,16に連結される一対のサイドギヤ25,25と、一対のサイドギヤ25,25の両方に噛み合って回転してサイドギヤ25の差動を生成する一対のピニオンギヤ24,24と、上記サイドギヤ25とピニオンギヤ24を収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤ12が結合される樹脂製のケーシング10とからなる車両用差動伝達装置であって、上記ケーシング10は、リングギヤ12を外周に結合するリングギヤ部10Aと、ピニオンシャフト20の両端部およびサイドギヤ25の軸部を支持する腕部10Bとを有し、上記リングギヤ部10Aと腕部10Bとは樹脂接合部10Cにて接合されると共に、上記リングギヤ部10Aと樹脂接合部10Cとの間、および、腕部10Bと樹脂接合部10Cとの間が、結合強化用のインサート部材27,28にて連結されたものである(図1、図2参照)。
In the differential transmission apparatus for a vehicle according to the present invention, an annular
上記構成によれば、ケーシング10を樹脂製とすることで、差動伝達装置4の軽量化を図ることができる。
しかも、リングギヤ部10Aと樹脂接合部10Cとの間、並びに、腕部10Bと樹脂接合部10Cとの間が、それぞれ結合強化用のインサート部材27,28にて連結されるので、リングギヤ部10A、樹脂接合部10C、腕部10B間の高い結合強度を確保することができる。
According to the above configuration, by making the
In addition, since the
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のスペーサの内部空間は、実施例のキャビティ53に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
In correspondence with the configuration of the present invention and the above-described embodiment,
The internal space of the spacer of the present invention corresponds to the
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment.
例えば、この実施例においては、インサート部材27の軸部27aに対して、インサート部材28の筒部28a圧入するよう構成したが、この構成に代えて、軸部27a外周にネジを形成し、筒部28aをネジ孔と成して、両インサート部材27,28を螺合構成により組付ける構造を採用してもよい。
For example, in this embodiment, the
以上説明したように、本発明は、サイドギヤとピニオンギヤとを収容支持する樹脂製のケーシングと、当該ケーシングの一端部に金属製のリングギヤが固定された車両用差動伝達装置、および、その製造方法について有用である。 As described above, according to the present invention, a resin casing for accommodating and supporting a side gear and a pinion gear, a vehicle differential transmission device in which a metal ring gear is fixed to one end of the casing, and a method for manufacturing the same It is useful for
6…出力ギヤ
10…ケーシング
10A…リングギヤ部
10B…腕部
10C…樹脂接合部
12…リングギヤ
12h…ヘリカルギヤ
15,16…ドライブシャフト
20…ピニオンシャフト
24…ピニオンギヤ
25…サイドギヤ
27,28…インサート部材
31…第1外型
32…第1中型
33,43,53…キャビティ
41…第2外型
42…第2中型
50…スペーサ
D…成形品
6
Claims (3)
上記ケーシングは、リングギヤを外周に結合するリングギヤ部と、ピニオンシャフトの両端部およびサイドギヤの軸部を支持する腕部とを有し、
上記リングギヤ部が、キャビティ内の外周部にリングギヤを配置した状態で第1外型と第1中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される一方、上記腕部が、第2外型と第2中型との間に形成されるキャビティに溶融樹脂を射出して成形される第1工程と、
上記第1中型および第2中型を型開きして取出した後に、第1工程で成形されたリングギヤ部と腕部とを対向させ、かつ対向部における腕部の内外周を分割構造のスペーサで覆うと共に、当該スペーサを介して第1外型および第2外型を型閉めし、スペーサの内部空間に溶融樹脂を射出してリングギヤ部と腕部とを結合する第2工程と、
上記溶融樹脂の硬化後にスペーサを取外すと共に、第1外型および第2外型を型開きして、樹脂製のケーシング外周に金属製のリングギヤが結合された成形品を取出す第3工程とからなる
車両用差動伝達装置の製造方法。 A manufacturing method of a differential transmission apparatus for a vehicle, wherein a resin-made casing for accommodating and supporting a side gear and a pinion gear and a ring gear made of metal are fixed to one end of the casing.
The casing has a ring gear portion that connects the ring gear to the outer periphery, and an arm portion that supports both ends of the pinion shaft and the shaft portion of the side gear.
The ring gear portion is formed by injecting a molten resin into a cavity formed between the first outer mold and the first middle mold in a state where the ring gear is disposed on the outer peripheral portion in the cavity, while the arm portion is formed A first process formed by injecting a molten resin into a cavity formed between the second outer mold and the second middle mold;
After the first and second middle molds are opened and taken out, the ring gear formed in the first step and the arm are opposed to each other, and the inner and outer peripheries of the arm in the opposite part are covered with the spacer of the division structure And a second step of molding the first outer mold and the second outer mold through the spacer, injecting the molten resin into the inner space of the spacer, and bonding the ring gear portion and the arm portion;
And removing the spacer after curing the molten resin, and opening the first outer mold and the second outer mold to take out a molded article in which a metal ring gear is coupled to the outer periphery of the resin casing. A method of manufacturing a differential transmission for a vehicle.
スペーサの内部空間に射出される樹脂で上記各インサート部材を樹脂モールドする
請求項1に記載の車両用差動伝達装置の製造方法。 Prior to the placement of the spacer, an insert member for strengthening the coupling extending from the ring gear portion into the spacer is provided, and an insert member for strengthening the coupling extending from the arm portion into the spacer is provided.
The method for manufacturing a differential transmission apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein each of the insert members is resin-molded with a resin injected into an inner space of the spacer.
左右ドライブシャフトに連結される一対のサイドギヤと、
一対のサイドギヤの両方に噛み合って回転してサイドギヤの差動を生成する一対のピニオンギヤと、
上記サイドギヤとピニオンギヤを収容支持するとともに、一端部に上記リングギヤが結合される樹脂製のケーシングとからなる車両用差動伝達装置であって、
上記ケーシングは、リングギヤを外周に結合するリングギヤ部と、ピニオンシャフトの両端部およびサイドギヤの軸部を支持する腕部とを有し、
上記リングギヤ部と腕部とは樹脂接合部にて接合されると共に、
上記リングギヤ部と樹脂接合部との間、および、腕部と樹脂接合部との間が、結合強化用のインサート部材にて連結された
車両用差動伝達装置。 An annular metal ring gear, on the outer peripheral side of which a helical gear meshing with an output gear of a transmission is ground;
A pair of side gears connected to the left and right drive shafts,
A pair of pinion gears meshing with both of the pair of side gears and rotating to generate a differential of the side gears;
A vehicle differential transmission device comprising: a housing made of resin and having the above-mentioned side gear and a pinion gear housed and supported at the one end, and the above-mentioned ring gear being coupled to one end portion,
The casing has a ring gear portion that connects the ring gear to the outer periphery, and an arm portion that supports both ends of the pinion shaft and the shaft portion of the side gear.
The ring gear portion and the arm portion are joined at a resin joint portion, and
A differential transmission apparatus for a vehicle, wherein the ring gear portion and the resin joint portion and the arm portion and the resin joint portion are connected by an insert member for strengthening the connection.
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