デファレンシャルケース、デファレンシャル組立体、デファレンシャルケースの製造方法、及び、デファレンシャル組立体の製造方法
【課題】加工性を向上することができるデファレンシャルケースを提供する。
【解決手段】ピニオン４の荷重を受ける座面を球面凹状とする構成のデフケース２において、その球面凹状のピニオン用座面８ｂと該座面８ｂの背面側に平面状の装着面８ｃとを有した球面スペーサ８を設け、該球面スペーサ８をその装着面８ｃを以て、ケース内壁面２ａに設けた収容凹部１７の平面状の底面１７ａに対して直接若しくは平シム９を介在させて装着する構成とした。これにより、デフケース２においては、サイドギヤ用座面１４と収容凹部１７の底面１７ａとを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケース２の加工性は向上する。
【解決手段】ピニオン４の荷重を受ける座面を球面凹状とする構成のデフケース２において、その球面凹状のピニオン用座面８ｂと該座面８ｂの背面側に平面状の装着面８ｃとを有した球面スペーサ８を設け、該球面スペーサ８をその装着面８ｃを以て、ケース内壁面２ａに設けた収容凹部１７の平面状の底面１７ａに対して直接若しくは平シム９を介在させて装着する構成とした。これにより、デフケース２においては、サイドギヤ用座面１４と収容凹部１７の底面１７ａとを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケース２の加工性は向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の左右駆動輪間で生じる回転差を吸収するためのデファレンシャルギヤ（サイドギヤ及びピニオン）を収容するデファレンシャルケース、そのケースを有するデファレンシャル組立体、及び、これらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、旋回時に左右駆動輪間で回転差が生じるため、その回転差を吸収するためのデファレンシャル装置（差動装置）が備えられている。デファレンシャル装置は、例えば特許文献１にて開示されているようなデファレンシャルケース（以下、デフケースという）を有し、そのデフケースには、それぞれ対をなすサイドギヤ及びピニオンを収容する収容室が形成されている。また、デフケースの内壁面には、サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面とピニオンの荷重を受けるピニオン用座面とがそれぞれ形成されている。サイドギヤ用座面は平面状をなしている一方、ピニオン用座面は球面凹状をなしている。これは、デフケースへのサイドギヤ及びピニオンの装着手順によりそのような形状としている。
【０００３】
具体的には、デフケースにはサイドギヤ及びピニオンを挿入するための一対の開口窓が形成されており、先ずその開口窓から収容室内に各サイドギヤが挿入され各サイドギヤ用座面に配置される。次に、各開口窓からそれぞれピニオンが挿入され、各サイドギヤに噛合される。次に、この噛合状態のまま各ピニオンがサイドギヤの回転中心で周回（この場合、サイドギヤはピニオンの周回に伴って回転）されて、各ピニオンがそれぞれ各ピニオン用座面に配置される。そして、ピニオン用座面に配置された各ピニオンにはピニオンシャフトが挿通され、該シャフトがデフケースに固定される。つまり、ピニオンをサイドギヤの回転中心で周回させるので、ピニオン用座面はそのピニオンの移動軌跡に応じた球面凹状に形成され、またこのピニオン用座面に対応するピニオンの径方向外側面（当接面）が球面凸状に形成される。
【０００４】
ところで、デフケースは鋳造にて形成されており、ピニオン用座面やサイドギヤ用座面はその鋳造後のデフケースの内壁面を加工（切削・研削加工）することにより形成される。また、このピニオン用座面やサイドギヤ用座面はピニオンやサイドギヤから大きな荷重を受けながら当接（摺接）する部位であるので、各座面には高い精度が要求される。
【０００５】
しかしながら、サイドギヤ用座面のように平面加工を行う場合、比較的短い加工時間で高い精度を確保できるが、ピニオン用座面のように球面加工を行う場合、高い精度を確保するためには加工時間が長く必要であった。そのため、このピニオン用座面の球面加工がデフケースの生産性を低下させる要因となっていた。また、球面加工を行う加工具は平面加工を行う加工具よりも高価で寿命が短いため、加工コストが高くなる要因でもあった。
【０００６】
また、デフケースに組み込まれたサイドギヤ及びピニオンは、そのバックラッシュを許容範囲内に調整する必要があるが、このバックラッシュの調整には、金属製の板材よりなるシムが用いられる。すなわち、デフケースにサイドギヤ及びピニオンを組み込んだ後のサイドギヤ及びピニオン間のバックラッシュを見ながら、バックラッシュを許容範囲内とするシムの厚みを決定し、そのシムを対応する座面に載置してバックラッシュの調整が行われている。
【０００７】
しかしながら、この場合においても、ピニオン用座面は球面凹状をなしていることから、シムもその座面形状に沿って球面状に加工する必要がある。従って、シムの加工コストが高くなるばかりか、球面状をなすシムではバックラッシュの調整が難しかった。そのため、従来よりサイドギヤ用座面に載置する平面状シムのみでバックラッシュの調整を行っており、バックラッシュの調整が十分であるとは言えなかった。
【特許文献１】特開２００４−９０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１の目的は、加工性を向上することができるデファレンシャルケース及びそのケースを有するデファレンシャル組立体を提供し、またこれらの製造方法を提供することである。又、第２の目的は、第１の目的に加え、サイドギヤとピニオンとの間のバックラッシュの調整を容易且つ確実に行うことを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。
【００１０】
手段１．デファレンシャルギヤを構成する一対のサイドギヤ及び一対のピニオンを収容支持するためのものであり、前記サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面を平面状に、前記ピニオンの荷重を受けるピニオン用座面を球面凹状にそれぞれ設定したデファレンシャルケース（デフケース）であって、ケース内壁面に平面状の配置面を設けると共に、前記球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に前記配置面に対し装着可能な平面状の装着面とを有する球面スペーサを設けた。
【００１１】
手段１によれば、球面スペーサは、球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に平面状の装着面とを有し、その装着面を以て、ケース内壁面に設けた平面状の配置面に対して直接若しくは後述の手段３に記載されているような平シム等を介在させて装着される。ところで、デフケースは鋳造されるのが一般的であり、そのケース内壁面に各座面を形成する場合、面精度を向上させるために切削加工を鋳造後に実施する必要がある。しかしながら、手段１では球面凹状をなすピニオン用座面を球面スペーサに形成し、該球面スペーサをデフケースと別体としたので、デフケースにおいては、サイドギヤ用座面と球面スペーサ装着用の配置面とを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケースの加工性は向上する。また、球面スペーサをデフケースと別体としたので、デフケース内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形等の成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサをデフケースと別体とするその意義は大きい。
【００１２】
手段２．上記手段１において、前記ケース内壁面の配置面を、前記ピニオンを支持したときの前記ピニオンの軸線と直交する平面状に形成した。
【００１３】
手段２によれば、ケース内壁面の配置面がピニオンの軸線と直交する平面状に形成されるので、軸線を基準として配置面をより容易に形成でき、しかもその配置面に装着する球面スペーサの形成も容易となる。
【００１４】
手段３．上記手段１又は２において、前記ケース内壁面の配置面と前記球面スペーサの装着面との間において、前記サイドギヤ及び前記ピニオンのバックラッシュの調整を行うための平シムを介在させた。
【００１５】
手段３によれば、ケース内壁面の配置面と球面スペーサの装着面との間に、バックラッシュの調整を行う平シムが介在される。つまり、ピニオン側においても球面状シムを用いることなく平シムを用いてバックラッシュの調整を行うことができるので、バックラッシュの調整が容易である。しかもサイドギヤ側と協働したバックラッシュの調整を行うことが可能となり、より確実なバックラッシュの調整が可能となる。
【００１６】
手段４．上記手段１〜３のいずれかにおいて、前記ケース内壁面の配置面は、前記球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面である。
【００１７】
手段４によれば、球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面に対し、球面スペーサが直接若しくは平シム等を介在して装着される。つまり、球面スペーサが収容凹部にて収容支持されるので、その球面スペーサの位置決めや装着性が容易となる。
【００１８】
手段５．上記手段１〜４のいずれかに記載のデフケースと、前記ケースに組み込まれるサイドギヤと、球面スペーサのピニオン用座面に対応して球面凸状をなす摺接面を有しており、前記サイドギヤとの噛合状態で該ピニオン用座面にその摺接面が対向する位置まで前記サイドギヤの回転中心で周回させて前記ケース内に組み込まれるピニオンと、を備えたデファレンシャル組立体である。
【００１９】
手段５によれば、このようにサイドギヤ及びピニオンが組み込まれるデファレンシャル組立体のデフケースの加工性向上を図ることが可能となる。特に、手段３に記載したようなデフケースとすれば、バックラッシュの調整も容易且つ確実となる。
【００２０】
手段６．上記手段１〜４のいずれかに記載のデフケースの製造方法であって、前記デフケースを鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、を備えた。
【００２１】
手段６によれば、デフケースは先ず鋳造により形成され、その鋳造後、該デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工が実施され、その後、その配置面に対して球面スペーサが装着される。つまり、サイドギヤ用座面と球面スペーサ装着用の配置面とを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となる。因みに、球面スペーサはピニオンの軸線に沿って対向するケース内壁面に配置されるので、球面スペーサ装着用の配置面も該軸線に沿って対向して設けられる。そのため、例えば各配置面をそれぞれ平面加工するための加工刃を両側に設けた切削工具を対向する配置面間に配置し、該切削工具を軸線方向に移動させて各配置面に押し付けて回転させて各加工刃により各配置面の平面加工を実施するようにすれば、各配置面を容易に形成できる。
【００２２】
手段７．上記手段５に記載のデファレンシャル組立体の製造方法であって、前記デフケースを鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、前記平面加工工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤの組み込み、及び、該サイドギヤとの噛合状態で球面スペーサのピニオン用座面に対向する位置まで該サイドギヤの回転中心で周回させて該ケース内にピニオンを組み込むギヤ組込工程と、を備えた。
【００２３】
手段７によれば、このようにサイドギヤ及びピニオンが組み込まれるデファレンシャル組立体のデフケースは、上記手段６と同様に製造され、上記手段６と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
【００２５】
図１は、デファレンシャル装置（図示略）の一構成部分であるデファレンシャル組立体１を示し、図２は図１の一部拡大図である。デファレンシャル組立体１は、デフケース（デファレンシャルケース）２内に、デファレンシャルギヤを構成すべくそれぞれ対をなすサイドギヤ３及びピニオン４を組み込んで構成される。デフケース２には、図３に示すように、サイドギヤ３及びピニオン４を収容するための収容室１０が形成されている。
【００２６】
デフケース２には、軸線Ｌ１で同軸となる一対の円筒部１１がそれぞれ外側に延出形成されている。各円筒部１１の内側には、左右の駆動輪を駆動する各アクスルシャフト（共に図示略）を挿入するための挿入孔１２がそれぞれ形成され、前記収容室１０と連通している。各挿入孔１２は、軸線Ｌ１で同軸となるように設けられている。各挿入孔１２の基端部（収容室１０側端部）には、該挿入孔１２と同軸をなし該挿入孔１２よりも若干径の大きい断面円形状の支持凹部１３がそれぞれ形成されている。各支持凹部１３には各サイドギヤ３の支持筒部２３が嵌挿され、各サイドギヤ３は回転可能に支持される。
【００２７】
ケース内壁面２ａにおける各支持凹部１３の周縁部には、サイドギヤ３の荷重を受けるサイドギヤ用座面１４がそれぞれ形成されている。各サイドギヤ用座面１４は、前記軸線Ｌ１に対して直交する平面で形成される。各サイドギヤ用座面１４は、互いに対向するように設けられている。
【００２８】
また、これら各サイドギヤ用座面１４には、組み付け時において、サイドギヤ３及びピニオン４のバックラッシュの調整を行うための平板円環状の平シム５がそれぞれ載置され、サイドギヤ３との間に介在される。因みに、バックラッシュの調整は、平シム５自身の厚みを変更して行われ、調整不要時には平シム５を使用しない。
【００２９】
また、デフケース２には、前記軸線Ｌ１と直交する方向において互いに対向する壁部に断面円形状の挿通孔１５がそれぞれ貫通形成されている。各挿通孔１５は、前記軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ２で同軸となるように設けられている。各挿通孔１５には、そのいずれか一方から円柱状のピニオンシャフト６が挿入され、該ピニオンシャフト６の各端部が支持される。デフケース２の壁部には、軸線Ｌ２と直交する方向（前記軸線Ｌ１と平行な方向）に延びる断面円形状のピン装着孔１６が貫通形成されており、ピン装着孔１６は、一方の挿通孔１５と連通している。ピン装着孔１６は、ピニオンシャフト６を固定するための固定ピン７が圧入される。
【００３０】
ケース内壁面２ａにおける各挿通孔１５の周縁部には、各球面スペーサ８を収容支持するための断面円形状の収容凹部１７がそれぞれ形成されている。各収容凹部１７の底面（配置面）１７ａは、軸線Ｌ２に対して直交する平面で形成される。
【００３１】
各収容凹部１７には、球面スペーサ８及び平シム９（バックラッシュの調整により必要な時）が収容される。各球面スペーサ８は円環状をなしており、その中央部には軸線Ｌ２方向に貫通し該軸線Ｌ２と同軸をなす貫通孔８ａが形成されている。各貫通孔８ａは、ピニオンシャフト６が挿通される孔である。各球面スペーサ８は、軸線Ｌ２方向一側がピニオン４の荷重を受けるピニオン用座面８ｂとなっており、該座面８ｂは、ピニオン４に設けられる球面凸状の摺接面２７と摺接（当接）すべく球面凹状に形成されている。これらピニオン用座面８ｂ及びピニオン４の摺接面２７は、軸線Ｌ２上に中心を有する球面状をなしている。各球面スペーサ８の軸線Ｌ２方向他側には、該軸線Ｌ２に対して直交する平面となる装着面８ｃが形成されている。
【００３２】
このような球面スペーサ８は、焼結や鋼板プレスにて形成される他、樹脂成形により形成しても良い。球面スペーサ８をデフケース２と別体としたことで、デフケース２内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形というように成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサ８をデフケース２と別体とするその意義は大きい。
【００３３】
これら各球面スペーサ８の装着面８ｃと前記収容凹部１７の底面１７ａとの間には、組み付け時において、サイドギヤ３及びピニオン４のバックラッシュの調整を行うための平板円環状の平シム９がそれぞれ介在される。因みに、バックラッシュの調整は、上記と同様に、平シム９自身の厚みを変更して行われ、調整不要時には平シム９を使用しない。
【００３４】
また、デフケース２には、図３に示すように、前記両軸線Ｌ１，Ｌ２と直交する方向において互いに対向する壁部に、サイドギヤ３及びピニオン４を収容室１０内に挿入可能な大きさのギヤ挿入窓１８（図３では奥側の１つのみ図示）がそれぞれ貫通形成されている。
【００３５】
また、デフケース２の外周部には、一方の円筒部１１寄りに前記軸線Ｌ１と同軸に設けられるフランジ部１９が延出形成されている。フランジ部１９は、図示しないリングギヤを固定するために設けられる。因みに、このリングギヤは、エンジンの回転駆動力により回転するドライブピニオンと噛合し、該ドライブピニオンの回転に伴って回転し、デフケース２を回転させる。
【００３６】
このような構成をなすデフケース２は鋳造により形成されており、この鋳造の際、上記した収容凹部１７及びサイドギヤ用座面１４も形成される。しかしながら、鋳造により形成される収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４は平面精度が低いため、鋳造工程後において、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４を平面切削加工する平面加工工程が実施され、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４は精度の高い平面状に形成される。なお、以下に、収容凹部１７の底面１７ａの平面加工を代表して説明する。
【００３７】
図３の２点鎖線にて示すように、切削工具３１と一対の工具駆動軸３２とを用いて実施される。切削工具３１は、各収容凹部１７の底面１７ａを平面加工するための加工刃３１ａが両側に設けられ、工具駆動軸３２は、切削工具３１の支持及び該切削工具３１を回転駆動する。そして、平面加工するにあたり、先ず、切削工具３１がギヤ挿入窓１８から挿入されると共に、各挿通孔１５からそれぞれ工具駆動軸３２が挿入され、各駆動軸３２の先端で切削工具３１を挟持する。
【００３８】
次に、工具駆動軸３２が軸線Ｌ２方向一方に移動されて切削工具３１の一方の加工刃３１ａが一方の収容凹部１７の底面１７ａに押し付けられる。次に、工具駆動軸３２が回転駆動され、それに伴って切削工具３１が回転し、一方の収容凹部１７の底面１７ａが平面加工される。その後、工具駆動軸３２が軸線Ｌ２方向他方に移動されて切削工具３１の他方の加工刃３１ａを他方の収容凹部１７の底面１７ａに押し付け、工具駆動軸３２と共に切削工具３１を回転させて、他方の収容凹部１７の底面１７ａが平面加工される。これにより、各収容凹部１７の底面１７ａを容易に形成できる。なお、図示しないが、サイドギヤ用座面１４も、上記と同様な加工装置を用いて平面加工が実施される。
【００３９】
このような平面加工は、周知なように球面加工と比べても、高い精度を確保しつつ加工が容易であることから、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４として、高精度の平面形状を容易に形成でき、これによりデフケース２の加工性は向上する。なお、上記は収容凹部１７の底面１７ａの平面加工を行うようにしているが、収容凹部１７そのものを形成するようにしても良い。
【００４０】
このようなデフケース２に対し、サイドギヤ３及びピニオン４は、それぞれ傘歯車で構成されている。各サイドギヤ３の中央部には、前記軸線Ｌ１方向に貫通し該軸線Ｌ１と同軸をなす連結孔２１が形成されている。各連結孔２１は、左右の各駆動輪を駆動する各アクスルシャフトの基端部が嵌挿され連結される。また、各サイドギヤ３には、傘状をなす歯部２２とは軸線Ｌ１方向の反対側に、軸線Ｌ１と同軸をなす円筒状の支持筒部２３が突出形成されている。この支持筒部２３は、デフケース２の支持凹部１３内に嵌挿され、サイドギヤ３をデフケース２に対して回転可能に支持するためのものである。更に、支持筒部２３の周縁部には、デフケース２のサイドギヤ用座面１４に載置される平シム５と摺接（平シム５を使用しない場合は、直接サイドギヤ用座面１４と摺接）するための平面状の摺接面２４が形成されている。そして、これら各サイドギヤ３は、互いに歯部２２側をデフケース２の内側に向け支持筒部２３を外側に向けて、該支持筒部２３を支持凹部１３に挿入した状態で該デフケース２に配置される。この場合、各サイドギヤ３の摺接面２４は、平シム５（若しくはサイドギヤ用座面１４）と当接している。
【００４１】
各ピニオン４の中央部には、前記軸線Ｌ２方向に貫通し該軸線Ｌ２と同軸をなす支持孔２５が形成されている。各支持孔２５は、各ピニオン４を回転可能に支持するためのピニオンシャフト６が挿通される孔である。各ピニオン４の傘状をなす歯部２６とは軸線Ｌ２方向の反対側に、球面スペーサ８に設けられるピニオン用座面８ｂと摺接するための球面凸状の摺接面２７が形成されている。そして、これら各ピニオン４は、互いに歯部２６側をデフケース２の内側に向け摺接面２７を外側に向けて、更にその歯部２６をサイドギヤ３の歯部２２と噛合させた状態で配置され、ピニオンシャフト６に挿通される。
【００４２】
ピニオンシャフト６は、デフケース２の挿通孔１５及び球面スペーサ８の貫通孔８ａに挿通されると共に各ピニオン４の支持孔２５に挿通され、各ピニオン４を回転可能に支持する。ピニオンシャフト６は、その一端に軸線Ｌ２と直交方向に貫通形成される固定孔６ａが形成されており、この固定孔６ａと前記デフケース２のピン装着孔１６とに跨って固定ピン７を圧入させることで、デフケース２に固定される。
【００４３】
このように構成されるデファレンシャル組立体１は、次の手順で組み立てられる。先ず、図４に示すように、デフケース２の一方若しくは両方のギヤ挿入窓１８から各サイドギヤ３が挿入され、各支持筒部２３が支持凹部１３内にそれぞれ挿入されて、各サイドギヤ３が配置される。このとき、各サイドギヤ３の摺接面２４とサイドギヤ用座面１４との間には、好適な厚みに設定した平シム５が介在される。なお、平シム５の厚みは、例えばサイドギヤ３及びピニオン４を仮組み付けすること等により、予め決定されている。なお、サイドギヤ３を上下に並べてデファレンシャルの組み立てを行う場合、上側に配置するサイドギヤ３は図示しない支持手段により支持される。
【００４４】
次に、図５に示すように、各ピニオン４よりも先に各球面スペーサ８がギヤ挿入窓１８から挿入され、各球面スペーサ８の装着面８ｃが収容凹部１７の底面１７ａ側を向くように収容凹部１７内にそれぞれ収容支持される。このとき、各球面スペーサ８の装着面８ｃと収容凹部１７の底面１７ａとの間には、好適な厚みに設定した平シム９が介在される。なお、平シム９の厚みは、上記と同様にして予め決定されている。そして、各球面スペーサ８の装着後、各ピニオン４が各ギヤ挿入窓１８から挿入され、各サイドギヤ３と噛合される。なお、図５では奥側のギヤ挿入窓１８から挿入した一方のピニオン４のみ図示している。
【００４５】
次に、この噛合状態のまま各ピニオン４がサイドギヤ３の回転中心（軸線Ｌ１）で周回（この場合、サイドギヤ３はピニオン４の周回に伴って回転）されて、図６に示すように、各ピニオン４の摺接面２７がそれぞれ各球面スペーサ８のピニオン用座面８ｂと対向して当接するよう各ピニオン４が配置される。
【００４６】
そして、上記のように配置された各ピニオン４には、図１に示すようにピニオンシャフト６が挿通され、デフケース２のピン装着孔１６及び該シャフト６の固定孔６ａに固定ピン７が圧入されて、ピニオンシャフト６がデフケース２に固定される。このようにしてデファレンシャル組立体１が組み立てられ、デファレンシャル装置の組み立てに用いられる。
【００４７】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
本実施の形態では、球面凹状のピニオン用座面８ｂと該座面８ｂの背面側に平面状の装着面８ｃとを有した球面スペーサ８を設け、該球面スペーサ８をその装着面８ｃを以て、デフケース２のケース内壁面２ａに設けた収容凹部１７の平面状の底面１７ａに対して直接若しくは平シム９を介在させて装着する構成とした。これにより、デフケース２においては、サイドギヤ用座面１４と球面スペーサ８装着用の収容凹部１７の底面１７ａとを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケース２の加工性は向上する。また、球面スペーサ８をデフケース２と別体としたので、デフケース２内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形等の成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサ８をデフケース２と別体とするその意義は大きい。
【００４９】
本実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａを軸線Ｌ２と直交する平面状に形成したので、軸線Ｌ２を基準として底面１７ａ（収容凹部１７）をより容易に形成することができ、しかもその底面１７ａに装着する球面スペーサ８の形成も容易とすることができる。
【００５０】
本実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａと球面スペーサ８の装着面８ｃとの間に、バックラッシュの調整を行う平シム９を介在させている。つまり、ピニオン４側においても球面状シムを用いることなく平シム９を用いてバックラッシュの調整を行うことができるので、バックラッシュの調整が容易である。しかもサイドギヤ側と協働したバックラッシュの調整を行うことが可能となり、より確実なバックラッシュの調整を行うことができる。
【００５１】
本実施の形態では、球面スペーサ８を収容凹部１７にて収容支持させているので、その球面スペーサ８の位置決めや装着性が容易である。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００５３】
上記実施の形態では、球面スペーサ８を配置する底面１７ａを軸線Ｌ２と直交する平面としたが、軸線Ｌ２と直交する平面でなくても良い。
【００５４】
上記実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａと球面スペーサ８の装着面８ｃとの間に平シム９を介在させたが、平シム９を介在しない構成としても良い。つまり、ピニオン４側でバックラッシュの調整を行わないようにしても良い。また、球面スペーサ８のピニオン用座面８ｂに球面状のシムを載置してバックラッシュの調整を行っても良い。
【００５５】
上記実施の形態では、球面スペーサ８を収容凹部１７に収容支持するようにしたが、球面スペーサ８を凹部に収容する構成でなくても良い。例えば、突起と穴とを相互間で設け、これらの凹凸嵌合により球面スペーサ８を支持するようにしても良い。
【００５６】
上記実施の形態では、サイドギヤ３の装着後に球面スペーサ８及び平シム９を装着し、その後、ピニオン４を組み込む手順としたが、先に球面スペーサ８及び平シム９を装着してからサイドギヤ３を装着し、その後、ピニオン４を組み込むようにしても良い。
【００５７】
上記実施の形態では、一対のサイドギヤ３及び一対のピニオン４にてデファレンシャルギヤを構成したが、デファレンシャルギヤの構成はこれに限定されるものではなく、例えばピニオンの数を増加させた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態におけるデファレンシャル組立体を示す断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図である。
【図３】デファレンシャルケースを示す断面図である。
【図４】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【図５】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【図６】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２…デファレンシャルケース（デフケース）、２ａ…ケース内壁面、３…サイドギヤ、４…ピニオン、８…球面スペーサ、８ｂ…ピニオン用座面、８ｃ…装着面、９…平シム、１４…サイドギヤ用座面、１７…収容凹部、１７ａ…底面（配置面）、Ｌ２…軸線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の左右駆動輪間で生じる回転差を吸収するためのデファレンシャルギヤ（サイドギヤ及びピニオン）を収容するデファレンシャルケース、そのケースを有するデファレンシャル組立体、及び、これらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、旋回時に左右駆動輪間で回転差が生じるため、その回転差を吸収するためのデファレンシャル装置（差動装置）が備えられている。デファレンシャル装置は、例えば特許文献１にて開示されているようなデファレンシャルケース（以下、デフケースという）を有し、そのデフケースには、それぞれ対をなすサイドギヤ及びピニオンを収容する収容室が形成されている。また、デフケースの内壁面には、サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面とピニオンの荷重を受けるピニオン用座面とがそれぞれ形成されている。サイドギヤ用座面は平面状をなしている一方、ピニオン用座面は球面凹状をなしている。これは、デフケースへのサイドギヤ及びピニオンの装着手順によりそのような形状としている。
【０００３】
具体的には、デフケースにはサイドギヤ及びピニオンを挿入するための一対の開口窓が形成されており、先ずその開口窓から収容室内に各サイドギヤが挿入され各サイドギヤ用座面に配置される。次に、各開口窓からそれぞれピニオンが挿入され、各サイドギヤに噛合される。次に、この噛合状態のまま各ピニオンがサイドギヤの回転中心で周回（この場合、サイドギヤはピニオンの周回に伴って回転）されて、各ピニオンがそれぞれ各ピニオン用座面に配置される。そして、ピニオン用座面に配置された各ピニオンにはピニオンシャフトが挿通され、該シャフトがデフケースに固定される。つまり、ピニオンをサイドギヤの回転中心で周回させるので、ピニオン用座面はそのピニオンの移動軌跡に応じた球面凹状に形成され、またこのピニオン用座面に対応するピニオンの径方向外側面（当接面）が球面凸状に形成される。
【０００４】
ところで、デフケースは鋳造にて形成されており、ピニオン用座面やサイドギヤ用座面はその鋳造後のデフケースの内壁面を加工（切削・研削加工）することにより形成される。また、このピニオン用座面やサイドギヤ用座面はピニオンやサイドギヤから大きな荷重を受けながら当接（摺接）する部位であるので、各座面には高い精度が要求される。
【０００５】
しかしながら、サイドギヤ用座面のように平面加工を行う場合、比較的短い加工時間で高い精度を確保できるが、ピニオン用座面のように球面加工を行う場合、高い精度を確保するためには加工時間が長く必要であった。そのため、このピニオン用座面の球面加工がデフケースの生産性を低下させる要因となっていた。また、球面加工を行う加工具は平面加工を行う加工具よりも高価で寿命が短いため、加工コストが高くなる要因でもあった。
【０００６】
また、デフケースに組み込まれたサイドギヤ及びピニオンは、そのバックラッシュを許容範囲内に調整する必要があるが、このバックラッシュの調整には、金属製の板材よりなるシムが用いられる。すなわち、デフケースにサイドギヤ及びピニオンを組み込んだ後のサイドギヤ及びピニオン間のバックラッシュを見ながら、バックラッシュを許容範囲内とするシムの厚みを決定し、そのシムを対応する座面に載置してバックラッシュの調整が行われている。
【０００７】
しかしながら、この場合においても、ピニオン用座面は球面凹状をなしていることから、シムもその座面形状に沿って球面状に加工する必要がある。従って、シムの加工コストが高くなるばかりか、球面状をなすシムではバックラッシュの調整が難しかった。そのため、従来よりサイドギヤ用座面に載置する平面状シムのみでバックラッシュの調整を行っており、バックラッシュの調整が十分であるとは言えなかった。
【特許文献１】特開２００４−９０１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１の目的は、加工性を向上することができるデファレンシャルケース及びそのケースを有するデファレンシャル組立体を提供し、またこれらの製造方法を提供することである。又、第２の目的は、第１の目的に加え、サイドギヤとピニオンとの間のバックラッシュの調整を容易且つ確実に行うことを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、効果等を示しつつ説明する。
【００１０】
手段１．デファレンシャルギヤを構成する一対のサイドギヤ及び一対のピニオンを収容支持するためのものであり、前記サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面を平面状に、前記ピニオンの荷重を受けるピニオン用座面を球面凹状にそれぞれ設定したデファレンシャルケース（デフケース）であって、ケース内壁面に平面状の配置面を設けると共に、前記球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に前記配置面に対し装着可能な平面状の装着面とを有する球面スペーサを設けた。
【００１１】
手段１によれば、球面スペーサは、球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に平面状の装着面とを有し、その装着面を以て、ケース内壁面に設けた平面状の配置面に対して直接若しくは後述の手段３に記載されているような平シム等を介在させて装着される。ところで、デフケースは鋳造されるのが一般的であり、そのケース内壁面に各座面を形成する場合、面精度を向上させるために切削加工を鋳造後に実施する必要がある。しかしながら、手段１では球面凹状をなすピニオン用座面を球面スペーサに形成し、該球面スペーサをデフケースと別体としたので、デフケースにおいては、サイドギヤ用座面と球面スペーサ装着用の配置面とを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケースの加工性は向上する。また、球面スペーサをデフケースと別体としたので、デフケース内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形等の成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサをデフケースと別体とするその意義は大きい。
【００１２】
手段２．上記手段１において、前記ケース内壁面の配置面を、前記ピニオンを支持したときの前記ピニオンの軸線と直交する平面状に形成した。
【００１３】
手段２によれば、ケース内壁面の配置面がピニオンの軸線と直交する平面状に形成されるので、軸線を基準として配置面をより容易に形成でき、しかもその配置面に装着する球面スペーサの形成も容易となる。
【００１４】
手段３．上記手段１又は２において、前記ケース内壁面の配置面と前記球面スペーサの装着面との間において、前記サイドギヤ及び前記ピニオンのバックラッシュの調整を行うための平シムを介在させた。
【００１５】
手段３によれば、ケース内壁面の配置面と球面スペーサの装着面との間に、バックラッシュの調整を行う平シムが介在される。つまり、ピニオン側においても球面状シムを用いることなく平シムを用いてバックラッシュの調整を行うことができるので、バックラッシュの調整が容易である。しかもサイドギヤ側と協働したバックラッシュの調整を行うことが可能となり、より確実なバックラッシュの調整が可能となる。
【００１６】
手段４．上記手段１〜３のいずれかにおいて、前記ケース内壁面の配置面は、前記球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面である。
【００１７】
手段４によれば、球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面に対し、球面スペーサが直接若しくは平シム等を介在して装着される。つまり、球面スペーサが収容凹部にて収容支持されるので、その球面スペーサの位置決めや装着性が容易となる。
【００１８】
手段５．上記手段１〜４のいずれかに記載のデフケースと、前記ケースに組み込まれるサイドギヤと、球面スペーサのピニオン用座面に対応して球面凸状をなす摺接面を有しており、前記サイドギヤとの噛合状態で該ピニオン用座面にその摺接面が対向する位置まで前記サイドギヤの回転中心で周回させて前記ケース内に組み込まれるピニオンと、を備えたデファレンシャル組立体である。
【００１９】
手段５によれば、このようにサイドギヤ及びピニオンが組み込まれるデファレンシャル組立体のデフケースの加工性向上を図ることが可能となる。特に、手段３に記載したようなデフケースとすれば、バックラッシュの調整も容易且つ確実となる。
【００２０】
手段６．上記手段１〜４のいずれかに記載のデフケースの製造方法であって、前記デフケースを鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、を備えた。
【００２１】
手段６によれば、デフケースは先ず鋳造により形成され、その鋳造後、該デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工が実施され、その後、その配置面に対して球面スペーサが装着される。つまり、サイドギヤ用座面と球面スペーサ装着用の配置面とを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となる。因みに、球面スペーサはピニオンの軸線に沿って対向するケース内壁面に配置されるので、球面スペーサ装着用の配置面も該軸線に沿って対向して設けられる。そのため、例えば各配置面をそれぞれ平面加工するための加工刃を両側に設けた切削工具を対向する配置面間に配置し、該切削工具を軸線方向に移動させて各配置面に押し付けて回転させて各加工刃により各配置面の平面加工を実施するようにすれば、各配置面を容易に形成できる。
【００２２】
手段７．上記手段５に記載のデファレンシャル組立体の製造方法であって、前記デフケースを鋳造する鋳造工程と、前記鋳造工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、前記平面加工工程を経た前記デフケースに対し、サイドギヤの組み込み、及び、該サイドギヤとの噛合状態で球面スペーサのピニオン用座面に対向する位置まで該サイドギヤの回転中心で周回させて該ケース内にピニオンを組み込むギヤ組込工程と、を備えた。
【００２３】
手段７によれば、このようにサイドギヤ及びピニオンが組み込まれるデファレンシャル組立体のデフケースは、上記手段６と同様に製造され、上記手段６と同様の効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
【００２５】
図１は、デファレンシャル装置（図示略）の一構成部分であるデファレンシャル組立体１を示し、図２は図１の一部拡大図である。デファレンシャル組立体１は、デフケース（デファレンシャルケース）２内に、デファレンシャルギヤを構成すべくそれぞれ対をなすサイドギヤ３及びピニオン４を組み込んで構成される。デフケース２には、図３に示すように、サイドギヤ３及びピニオン４を収容するための収容室１０が形成されている。
【００２６】
デフケース２には、軸線Ｌ１で同軸となる一対の円筒部１１がそれぞれ外側に延出形成されている。各円筒部１１の内側には、左右の駆動輪を駆動する各アクスルシャフト（共に図示略）を挿入するための挿入孔１２がそれぞれ形成され、前記収容室１０と連通している。各挿入孔１２は、軸線Ｌ１で同軸となるように設けられている。各挿入孔１２の基端部（収容室１０側端部）には、該挿入孔１２と同軸をなし該挿入孔１２よりも若干径の大きい断面円形状の支持凹部１３がそれぞれ形成されている。各支持凹部１３には各サイドギヤ３の支持筒部２３が嵌挿され、各サイドギヤ３は回転可能に支持される。
【００２７】
ケース内壁面２ａにおける各支持凹部１３の周縁部には、サイドギヤ３の荷重を受けるサイドギヤ用座面１４がそれぞれ形成されている。各サイドギヤ用座面１４は、前記軸線Ｌ１に対して直交する平面で形成される。各サイドギヤ用座面１４は、互いに対向するように設けられている。
【００２８】
また、これら各サイドギヤ用座面１４には、組み付け時において、サイドギヤ３及びピニオン４のバックラッシュの調整を行うための平板円環状の平シム５がそれぞれ載置され、サイドギヤ３との間に介在される。因みに、バックラッシュの調整は、平シム５自身の厚みを変更して行われ、調整不要時には平シム５を使用しない。
【００２９】
また、デフケース２には、前記軸線Ｌ１と直交する方向において互いに対向する壁部に断面円形状の挿通孔１５がそれぞれ貫通形成されている。各挿通孔１５は、前記軸線Ｌ１と直交する軸線Ｌ２で同軸となるように設けられている。各挿通孔１５には、そのいずれか一方から円柱状のピニオンシャフト６が挿入され、該ピニオンシャフト６の各端部が支持される。デフケース２の壁部には、軸線Ｌ２と直交する方向（前記軸線Ｌ１と平行な方向）に延びる断面円形状のピン装着孔１６が貫通形成されており、ピン装着孔１６は、一方の挿通孔１５と連通している。ピン装着孔１６は、ピニオンシャフト６を固定するための固定ピン７が圧入される。
【００３０】
ケース内壁面２ａにおける各挿通孔１５の周縁部には、各球面スペーサ８を収容支持するための断面円形状の収容凹部１７がそれぞれ形成されている。各収容凹部１７の底面（配置面）１７ａは、軸線Ｌ２に対して直交する平面で形成される。
【００３１】
各収容凹部１７には、球面スペーサ８及び平シム９（バックラッシュの調整により必要な時）が収容される。各球面スペーサ８は円環状をなしており、その中央部には軸線Ｌ２方向に貫通し該軸線Ｌ２と同軸をなす貫通孔８ａが形成されている。各貫通孔８ａは、ピニオンシャフト６が挿通される孔である。各球面スペーサ８は、軸線Ｌ２方向一側がピニオン４の荷重を受けるピニオン用座面８ｂとなっており、該座面８ｂは、ピニオン４に設けられる球面凸状の摺接面２７と摺接（当接）すべく球面凹状に形成されている。これらピニオン用座面８ｂ及びピニオン４の摺接面２７は、軸線Ｌ２上に中心を有する球面状をなしている。各球面スペーサ８の軸線Ｌ２方向他側には、該軸線Ｌ２に対して直交する平面となる装着面８ｃが形成されている。
【００３２】
このような球面スペーサ８は、焼結や鋼板プレスにて形成される他、樹脂成形により形成しても良い。球面スペーサ８をデフケース２と別体としたことで、デフケース２内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形というように成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサ８をデフケース２と別体とするその意義は大きい。
【００３３】
これら各球面スペーサ８の装着面８ｃと前記収容凹部１７の底面１７ａとの間には、組み付け時において、サイドギヤ３及びピニオン４のバックラッシュの調整を行うための平板円環状の平シム９がそれぞれ介在される。因みに、バックラッシュの調整は、上記と同様に、平シム９自身の厚みを変更して行われ、調整不要時には平シム９を使用しない。
【００３４】
また、デフケース２には、図３に示すように、前記両軸線Ｌ１，Ｌ２と直交する方向において互いに対向する壁部に、サイドギヤ３及びピニオン４を収容室１０内に挿入可能な大きさのギヤ挿入窓１８（図３では奥側の１つのみ図示）がそれぞれ貫通形成されている。
【００３５】
また、デフケース２の外周部には、一方の円筒部１１寄りに前記軸線Ｌ１と同軸に設けられるフランジ部１９が延出形成されている。フランジ部１９は、図示しないリングギヤを固定するために設けられる。因みに、このリングギヤは、エンジンの回転駆動力により回転するドライブピニオンと噛合し、該ドライブピニオンの回転に伴って回転し、デフケース２を回転させる。
【００３６】
このような構成をなすデフケース２は鋳造により形成されており、この鋳造の際、上記した収容凹部１７及びサイドギヤ用座面１４も形成される。しかしながら、鋳造により形成される収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４は平面精度が低いため、鋳造工程後において、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４を平面切削加工する平面加工工程が実施され、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４は精度の高い平面状に形成される。なお、以下に、収容凹部１７の底面１７ａの平面加工を代表して説明する。
【００３７】
図３の２点鎖線にて示すように、切削工具３１と一対の工具駆動軸３２とを用いて実施される。切削工具３１は、各収容凹部１７の底面１７ａを平面加工するための加工刃３１ａが両側に設けられ、工具駆動軸３２は、切削工具３１の支持及び該切削工具３１を回転駆動する。そして、平面加工するにあたり、先ず、切削工具３１がギヤ挿入窓１８から挿入されると共に、各挿通孔１５からそれぞれ工具駆動軸３２が挿入され、各駆動軸３２の先端で切削工具３１を挟持する。
【００３８】
次に、工具駆動軸３２が軸線Ｌ２方向一方に移動されて切削工具３１の一方の加工刃３１ａが一方の収容凹部１７の底面１７ａに押し付けられる。次に、工具駆動軸３２が回転駆動され、それに伴って切削工具３１が回転し、一方の収容凹部１７の底面１７ａが平面加工される。その後、工具駆動軸３２が軸線Ｌ２方向他方に移動されて切削工具３１の他方の加工刃３１ａを他方の収容凹部１７の底面１７ａに押し付け、工具駆動軸３２と共に切削工具３１を回転させて、他方の収容凹部１７の底面１７ａが平面加工される。これにより、各収容凹部１７の底面１７ａを容易に形成できる。なお、図示しないが、サイドギヤ用座面１４も、上記と同様な加工装置を用いて平面加工が実施される。
【００３９】
このような平面加工は、周知なように球面加工と比べても、高い精度を確保しつつ加工が容易であることから、収容凹部１７の底面１７ａ及びサイドギヤ用座面１４として、高精度の平面形状を容易に形成でき、これによりデフケース２の加工性は向上する。なお、上記は収容凹部１７の底面１７ａの平面加工を行うようにしているが、収容凹部１７そのものを形成するようにしても良い。
【００４０】
このようなデフケース２に対し、サイドギヤ３及びピニオン４は、それぞれ傘歯車で構成されている。各サイドギヤ３の中央部には、前記軸線Ｌ１方向に貫通し該軸線Ｌ１と同軸をなす連結孔２１が形成されている。各連結孔２１は、左右の各駆動輪を駆動する各アクスルシャフトの基端部が嵌挿され連結される。また、各サイドギヤ３には、傘状をなす歯部２２とは軸線Ｌ１方向の反対側に、軸線Ｌ１と同軸をなす円筒状の支持筒部２３が突出形成されている。この支持筒部２３は、デフケース２の支持凹部１３内に嵌挿され、サイドギヤ３をデフケース２に対して回転可能に支持するためのものである。更に、支持筒部２３の周縁部には、デフケース２のサイドギヤ用座面１４に載置される平シム５と摺接（平シム５を使用しない場合は、直接サイドギヤ用座面１４と摺接）するための平面状の摺接面２４が形成されている。そして、これら各サイドギヤ３は、互いに歯部２２側をデフケース２の内側に向け支持筒部２３を外側に向けて、該支持筒部２３を支持凹部１３に挿入した状態で該デフケース２に配置される。この場合、各サイドギヤ３の摺接面２４は、平シム５（若しくはサイドギヤ用座面１４）と当接している。
【００４１】
各ピニオン４の中央部には、前記軸線Ｌ２方向に貫通し該軸線Ｌ２と同軸をなす支持孔２５が形成されている。各支持孔２５は、各ピニオン４を回転可能に支持するためのピニオンシャフト６が挿通される孔である。各ピニオン４の傘状をなす歯部２６とは軸線Ｌ２方向の反対側に、球面スペーサ８に設けられるピニオン用座面８ｂと摺接するための球面凸状の摺接面２７が形成されている。そして、これら各ピニオン４は、互いに歯部２６側をデフケース２の内側に向け摺接面２７を外側に向けて、更にその歯部２６をサイドギヤ３の歯部２２と噛合させた状態で配置され、ピニオンシャフト６に挿通される。
【００４２】
ピニオンシャフト６は、デフケース２の挿通孔１５及び球面スペーサ８の貫通孔８ａに挿通されると共に各ピニオン４の支持孔２５に挿通され、各ピニオン４を回転可能に支持する。ピニオンシャフト６は、その一端に軸線Ｌ２と直交方向に貫通形成される固定孔６ａが形成されており、この固定孔６ａと前記デフケース２のピン装着孔１６とに跨って固定ピン７を圧入させることで、デフケース２に固定される。
【００４３】
このように構成されるデファレンシャル組立体１は、次の手順で組み立てられる。先ず、図４に示すように、デフケース２の一方若しくは両方のギヤ挿入窓１８から各サイドギヤ３が挿入され、各支持筒部２３が支持凹部１３内にそれぞれ挿入されて、各サイドギヤ３が配置される。このとき、各サイドギヤ３の摺接面２４とサイドギヤ用座面１４との間には、好適な厚みに設定した平シム５が介在される。なお、平シム５の厚みは、例えばサイドギヤ３及びピニオン４を仮組み付けすること等により、予め決定されている。なお、サイドギヤ３を上下に並べてデファレンシャルの組み立てを行う場合、上側に配置するサイドギヤ３は図示しない支持手段により支持される。
【００４４】
次に、図５に示すように、各ピニオン４よりも先に各球面スペーサ８がギヤ挿入窓１８から挿入され、各球面スペーサ８の装着面８ｃが収容凹部１７の底面１７ａ側を向くように収容凹部１７内にそれぞれ収容支持される。このとき、各球面スペーサ８の装着面８ｃと収容凹部１７の底面１７ａとの間には、好適な厚みに設定した平シム９が介在される。なお、平シム９の厚みは、上記と同様にして予め決定されている。そして、各球面スペーサ８の装着後、各ピニオン４が各ギヤ挿入窓１８から挿入され、各サイドギヤ３と噛合される。なお、図５では奥側のギヤ挿入窓１８から挿入した一方のピニオン４のみ図示している。
【００４５】
次に、この噛合状態のまま各ピニオン４がサイドギヤ３の回転中心（軸線Ｌ１）で周回（この場合、サイドギヤ３はピニオン４の周回に伴って回転）されて、図６に示すように、各ピニオン４の摺接面２７がそれぞれ各球面スペーサ８のピニオン用座面８ｂと対向して当接するよう各ピニオン４が配置される。
【００４６】
そして、上記のように配置された各ピニオン４には、図１に示すようにピニオンシャフト６が挿通され、デフケース２のピン装着孔１６及び該シャフト６の固定孔６ａに固定ピン７が圧入されて、ピニオンシャフト６がデフケース２に固定される。このようにしてデファレンシャル組立体１が組み立てられ、デファレンシャル装置の組み立てに用いられる。
【００４７】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００４８】
本実施の形態では、球面凹状のピニオン用座面８ｂと該座面８ｂの背面側に平面状の装着面８ｃとを有した球面スペーサ８を設け、該球面スペーサ８をその装着面８ｃを以て、デフケース２のケース内壁面２ａに設けた収容凹部１７の平面状の底面１７ａに対して直接若しくは平シム９を介在させて装着する構成とした。これにより、デフケース２においては、サイドギヤ用座面１４と球面スペーサ８装着用の収容凹部１７の底面１７ａとを平面切削加工のみを行えばよくなり、球面加工より格段に加工が容易となって、該ケース２の加工性は向上する。また、球面スペーサ８をデフケース２と別体としたので、デフケース２内で球面加工する煩雑さを解消できる他、高精度な球面加工が難しく加工時間を要する切削加工に代えて、焼結や鋼板プレス、樹脂成形等の成形加工により形成可能となる。つまり、成形加工は、切削加工よりも高精度な加工が容易で加工時間を短縮できるので、球面スペーサ８をデフケース２と別体とするその意義は大きい。
【００４９】
本実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａを軸線Ｌ２と直交する平面状に形成したので、軸線Ｌ２を基準として底面１７ａ（収容凹部１７）をより容易に形成することができ、しかもその底面１７ａに装着する球面スペーサ８の形成も容易とすることができる。
【００５０】
本実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａと球面スペーサ８の装着面８ｃとの間に、バックラッシュの調整を行う平シム９を介在させている。つまり、ピニオン４側においても球面状シムを用いることなく平シム９を用いてバックラッシュの調整を行うことができるので、バックラッシュの調整が容易である。しかもサイドギヤ側と協働したバックラッシュの調整を行うことが可能となり、より確実なバックラッシュの調整を行うことができる。
【００５１】
本実施の形態では、球面スペーサ８を収容凹部１７にて収容支持させているので、その球面スペーサ８の位置決めや装着性が容易である。
【００５２】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００５３】
上記実施の形態では、球面スペーサ８を配置する底面１７ａを軸線Ｌ２と直交する平面としたが、軸線Ｌ２と直交する平面でなくても良い。
【００５４】
上記実施の形態では、収容凹部１７の底面１７ａと球面スペーサ８の装着面８ｃとの間に平シム９を介在させたが、平シム９を介在しない構成としても良い。つまり、ピニオン４側でバックラッシュの調整を行わないようにしても良い。また、球面スペーサ８のピニオン用座面８ｂに球面状のシムを載置してバックラッシュの調整を行っても良い。
【００５５】
上記実施の形態では、球面スペーサ８を収容凹部１７に収容支持するようにしたが、球面スペーサ８を凹部に収容する構成でなくても良い。例えば、突起と穴とを相互間で設け、これらの凹凸嵌合により球面スペーサ８を支持するようにしても良い。
【００５６】
上記実施の形態では、サイドギヤ３の装着後に球面スペーサ８及び平シム９を装着し、その後、ピニオン４を組み込む手順としたが、先に球面スペーサ８及び平シム９を装着してからサイドギヤ３を装着し、その後、ピニオン４を組み込むようにしても良い。
【００５７】
上記実施の形態では、一対のサイドギヤ３及び一対のピニオン４にてデファレンシャルギヤを構成したが、デファレンシャルギヤの構成はこれに限定されるものではなく、例えばピニオンの数を増加させた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本実施の形態におけるデファレンシャル組立体を示す断面図である。
【図２】図１の一部拡大断面図である。
【図３】デファレンシャルケースを示す断面図である。
【図４】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【図５】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【図６】デファレンシャル組立体の組み立て手順を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
２…デファレンシャルケース（デフケース）、２ａ…ケース内壁面、３…サイドギヤ、４…ピニオン、８…球面スペーサ、８ｂ…ピニオン用座面、８ｃ…装着面、９…平シム、１４…サイドギヤ用座面、１７…収容凹部、１７ａ…底面（配置面）、Ｌ２…軸線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デファレンシャルギヤを構成する一対のサイドギヤ及び一対のピニオンを収容支持するためのものであり、前記サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面を平面状に、前記ピニオンの荷重を受けるピニオン用座面を球面凹状にそれぞれ設定したデファレンシャルケースであって、
ケース内壁面に平面状の配置面を設けると共に、
前記球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に前記配置面に対し装着可能な平面状の装着面とを有する球面スペーサを設けたことを特徴とするデファレンシャルケース。
【請求項２】
前記ケース内壁面の配置面を、前記ピニオンを支持したときの前記ピニオンの軸線と直交する平面状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のデファレンシャルケース。
【請求項３】
前記ケース内壁面の配置面と前記球面スペーサの装着面との間において、前記サイドギヤ及び前記ピニオンのバックラッシュの調整を行うための平シムを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のデファレンシャルケース。
【請求項４】
前記ケース内壁面の配置面は、前記球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデファレンシャルケース。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のデファレンシャルケースと、
前記ケースに組み込まれるサイドギヤと、
球面スペーサのピニオン用座面に対応して球面凸状をなす摺接面を有しており、前記サイドギヤとの噛合状態で該ピニオン用座面にその摺接面が対向する位置まで前記サイドギヤの回転中心で周回させて前記ケース内に組み込まれるピニオンと、
を備えたことを特徴とするデファレンシャル組立体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のデファレンシャルケースの製造方法であって、
前記デファレンシャルケースを鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、
前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、
を備えたことを特徴とするデファレンシャルケースの製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のデファレンシャル組立体の製造方法であって、
前記デファレンシャルケースを鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、
前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、
前記平面加工工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤの組み込み、及び、該サイドギヤとの噛合状態で球面スペーサのピニオン用座面に対向する位置まで該サイドギヤの回転中心で周回させて該ケース内にピニオンを組み込むギヤ組込工程と、
を備えたことを特徴とするデファレンシャル組立体の製造方法。
【請求項１】
デファレンシャルギヤを構成する一対のサイドギヤ及び一対のピニオンを収容支持するためのものであり、前記サイドギヤの荷重を受けるサイドギヤ用座面を平面状に、前記ピニオンの荷重を受けるピニオン用座面を球面凹状にそれぞれ設定したデファレンシャルケースであって、
ケース内壁面に平面状の配置面を設けると共に、
前記球面凹状のピニオン用座面と該座面の背面側に前記配置面に対し装着可能な平面状の装着面とを有する球面スペーサを設けたことを特徴とするデファレンシャルケース。
【請求項２】
前記ケース内壁面の配置面を、前記ピニオンを支持したときの前記ピニオンの軸線と直交する平面状に形成したことを特徴とする請求項１に記載のデファレンシャルケース。
【請求項３】
前記ケース内壁面の配置面と前記球面スペーサの装着面との間において、前記サイドギヤ及び前記ピニオンのバックラッシュの調整を行うための平シムを介在させたことを特徴とする請求項１又は２に記載のデファレンシャルケース。
【請求項４】
前記ケース内壁面の配置面は、前記球面スペーサを収容支持する収容凹部の底面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデファレンシャルケース。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のデファレンシャルケースと、
前記ケースに組み込まれるサイドギヤと、
球面スペーサのピニオン用座面に対応して球面凸状をなす摺接面を有しており、前記サイドギヤとの噛合状態で該ピニオン用座面にその摺接面が対向する位置まで前記サイドギヤの回転中心で周回させて前記ケース内に組み込まれるピニオンと、
を備えたことを特徴とするデファレンシャル組立体。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載のデファレンシャルケースの製造方法であって、
前記デファレンシャルケースを鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、
前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、
を備えたことを特徴とするデファレンシャルケースの製造方法。
【請求項７】
請求項５に記載のデファレンシャル組立体の製造方法であって、
前記デファレンシャルケースを鋳造する鋳造工程と、
前記鋳造工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤ用座面及び球面スペーサ装着用の配置面の平面精度を向上させるための平面切削加工を実施する平面加工工程と、
前記平面加工工程を経て形成された前記配置面に対し、球面スペーサを装着するスペーサ装着工程と、
前記平面加工工程を経た前記デファレンシャルケースに対し、サイドギヤの組み込み、及び、該サイドギヤとの噛合状態で球面スペーサのピニオン用座面に対向する位置まで該サイドギヤの回転中心で周回させて該ケース内にピニオンを組み込むギヤ組込工程と、
を備えたことを特徴とするデファレンシャル組立体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−１１８６５８（Ｐ２００６−１１８６５８Ａ）
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３０８９８３（Ｐ２００４−３０８９８３）
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１１日（２００６．５．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２５日（２００４．１０．２５）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【Ｆターム（参考）】
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