JP3842334B2

JP3842334B2 - Differential device

Info

Publication number: JP3842334B2
Application number: JP13543596A
Authority: JP
Inventors: 正夫寺岡
Original assignee: Ｇｋｎドライブライントルクテクノロジー株式会社
Priority date: 1996-05-29
Filing date: 1996-05-29
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2016-05-29
Also published as: JPH09317850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭５１−９２１４号公報に図６のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。
【０００３】
このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３に固定されたピニオンシャフト２０５と、ピニオンシャフト２０５上に回転自在に支承されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合う出力側サイドギヤ２０７、２０９とからなるベベルギヤ式の差動ギヤ機構２１１を備えており、サイドギヤ２０７、２０９はそれぞれの車軸にスプライン連結されている。又、デフケース２０３は２個のケーシング部材２１３、２１５をボルト２１７で固定して構成されている。
【０００４】
各サイドギヤ２０７、２０９の車軸にはクラッチ部材２１９、２１９がスプライン連結され、各クラッチ部材２１９とデフケース２０３との間には、それぞれコーンクラッチ２２１、２２１が形成されている。これらのコーンクラッチ２２１、２２１は各サイドギヤ２０７、２０９のピニオンギヤに対する噛み合いスラスト力を受けて締結され、差動ギヤ機構２１１の差動を制限すると共に、コイルばね２２３によって一定の差動制限力を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、デフケース２０３にはコーンクラッチ２２１、２２１の摺動面２２５、２２５が形成されているから、強度と耐摩耗性の高い鉄系材料で作られており、それだけ重くなっている。又、鉄系材料は焼き入れや焼鈍などの熱処理が必要であるが、予め精密に加工してある各部にこの熱処理によって変形が生じ易く、高い寸法精度を得ることが難しい。又、加工性も良くない。
【０００６】
更に、デフケース２０３のように分割構成のものは、部品点数が多くなり、高価である。
【０００７】
そこで、この発明は、デフケースが、軽量であると共に、差動回転部材との摺動部に高い耐摩耗性を有し、各部の寸法精度が高く、加工性に優れ、低コストであるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のデファレンシャル装置は、入力側の差動回転部材及びこれと連動回転する一対の出力側差動回転部材を有する差動機構と、この差動機構を内包するデフケースとを備え、このデフケースが、差動回転部材を支承する摺動部材と、この摺動部材を差動回転部材との間に配置したデフケース本体とからなり、摺動部材を鉄系の高耐摩耗性材料で製作すると共に、デフケース本体を軽金属系の鋳物材料で鋳造加工し、この鋳造加工に際して前記摺動部材を所定位置に鋳込み、前記デフケース本体と前記摺動部材とに設けられ、互いに噛み合う凹部と凸部とからなる回り止め手段を前記デフケース本体と前記摺動部材との間に設けたことを特徴とする。
【０００９】
このように、請求項１のデファレンシャル装置では、デフケース本体を軽金属系の鋳物材料で鋳造加工すると共に、差動回転部材と摺動する摺動部材を鉄系の高耐摩耗性材料で製造し、デフケース本体の鋳造加工に際してこの摺動部材を鋳込むことによってデフケースを加工する。
【００１０】
こうして、デフケースは摺動部材以外の部分（デフケース本体）が、例えば、アルミニウムのような軽金属系材料で鋳造されているから、従来例と異なって、軽量であると共に、加工性がよい。
【００１１】
又、差動回転部材と摺動する部分に摺動部材を配置し、この摺動部材を鉄系の高耐摩耗性材料で製造したことにより耐久性が大きく向上している。
【００１２】
又、熱処理は、鉄系の高耐摩耗性材料で作られた摺動部材だけに施せばよいから、デフケースは全体の寸法変化がなく、高い寸法精度が得られる。
【００１３】
更に、デフケース本体に摺動部材を鋳込むことによってデフケースを一体に成形できるから、分割構成のデフケースと異なって、部品点数が少なく、低コストである。
また、回転方向の摩擦力を受ける摺動部材を、廻り止め手段によってデフケース本体にしっかりと固定することができる。特に、各ギヤがベベルギヤの場合、摺動部材の廻り止め手段をサイドギヤの噛み合い反力に対して垂直方向に形成すれば、特に高い廻り止め効果が得られる。
さらに、互いに噛み合う凹部と凸部とからなる廻り止め手段は構造が簡単で廻り止め効果が高く、その上、摺動部材に凹部や凸部を加工しておけば、これらと噛み合う凸部や凹部が鋳造時にデフケース本体に形成され、摺動部材の廻り止めが行われる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明であって、差動機構が、デフケースに自転可能に支承された入力側のピニオンギヤ及びピニオンギヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤとからなるベベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、摺動部材とサイドギヤあるいはサイドギヤと一体に回転するように設けたクラッチ部材との間に、サイドギヤの噛み合い反力を受けて締結され差動を制限する円錐摩擦クラッチが形成されていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００１５】
これに加えて、このようにデフケースとサイドギヤあるいはサイドギヤと一体的に回転するように設けたクラッチ部材との間に、円錐摩擦クラッチを設けて差動を制限する構成では、デフケースの摩擦クラッチ部に大きな摩擦力が働くが、この摩擦クラッチ部の摺動部材を鉄系の高耐摩耗性材料にしたことによって、大きな耐摩耗性と耐久性とが得られる。
【００１６】
又、このように中心側に高耐摩耗性（高強度）材料の摺動部材を配置したから、デフケース本体が軽金属材料製であっても、デフケースは充分な強度と剛性とを得ている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のデファレンシャル装置であって、出力軸がデフケースの内部で出力側サイドギヤに連結されており、摺動部材が、摩擦クラッチ部とこの出力軸の支承部とを有することを特徴とし、請求項２の構成と同等の効果を得る。
【００１８】
これに加えて、摺動部材が、サイドギヤあるいはクラッチ部材だけでなく、サイドギヤの出力軸も支承するから、デフケースの耐摩耗性と耐久性とが更に向上する。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明であって、摺動部材が、摩擦クラッチを形成する部分だけを有することを特徴とし、請求項２の構成と同等の効果を得る。
【００２０】
これに加えて、摺動部材を摩擦クラッチを形成する部分だけにしたことによって、デフケースがそれだけ軽量になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１と図２によって本発明の第１実施形態を説明する。図１はこの実施形態のデファレンシャル装置１を示しており、このデファレンシャル装置１は請求項１、２、３、５、６の特徴を備えている。なお、左右の方向は図１と図２での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００２９】
図１のように、デファレンシャル装置１のデフケース３はケーシング本体５と一対の摺動部材７とからなり、後述のように、ケーシング本体５は鋳造加工され、各摺動部材７は、このときケーシング本体５に鋳込まれる。
【００３０】
デフケース３はオイル溜りが形成されたデフキャリヤの内部に配置され、左右のボス部９、１１はベアリングを介してデフキャリヤに支承されている。ボス部９、１１にはデフケース３の回転に伴ってオイルを内部に導く螺旋状のオイル溝１３、１５が設けられている。
【００３１】
デフケース３のフランジ部１７にはリングギヤがボルトで固定されており、このリングギヤは駆動力伝達系の駆動ギヤと噛み合っている。こうして、デフケース３はエンジンの駆動力によりこの駆動力伝達系を介して回転駆動される。
【００３２】
デフケース３の内部では、ピニオンシャフト１９が両端を貫通孔２１、２１に嵌合し、スプリングピン２３で廻り止めされている。ピニオンシャフト１９上にはピニオンギヤ２５、２５（入力側の差動回転部材）が回転自在に支承されている。ピニオンギヤ２５には左右からサイドギヤ２７、２９（出力側の差動回転部材：クラッチ部材）が噛み合っており、各サイドギヤ２７、２９はそれぞれの車軸（出力軸）にスプライン連結されている。
【００３３】
ピニオンギヤ２５とデフケース３との間には、ピニオンギヤ２５の遠心力と、サイドギヤ２７、２９との噛み合いによってピニオンギヤ２５に生じる噛み合い反力とを受ける球面ワッシャ３１が配置されている。又、各サイドギヤ２７、２９はピニオンギヤ２５との噛み合いによって径方向外側から支持されている。
【００３４】
こうして、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構３３（差動機構）が構成されている。
【００３５】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンシャフト１９からピニオンギヤ２５を介してサイドギヤ２７、２９に分配され、各車軸を介して左右の車輪に伝達される。又、例えば悪路走行中に、各車輪間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ２５の自転によってエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３６】
デフケース３の摺動部材７、７と各サイドギヤ２７、２９との間にはそれぞれ円錐クラッチ３５、３７（摩擦クラッチ）が形成されている。なお、サイドギヤ２７、２９の代りに、これと一体的に回転するクラッチ部材を各サイドギヤ２７、２９と摺動部材７、７との間に設け、これらの間に円錐クラッチ３５、３７を形成してもよい。
【００３７】
車輪の間に差動回転が発生すると、ピニオンギヤ２５との噛み合いによって各サイドギヤ２７、２９に生じる噛み合い反力を受けて円錐クラッチ３５、３７が締結され、これらの摩擦抵抗により差動ギヤ機構３３の差動が制限される。
【００３８】
各摺動部材７はＦＣＤ６００（球状黒鉛鋳鉄：鉄系の高耐摩耗性材料）で鋳造した後、熱処理と各部の切削加工とが施される。
【００３９】
各摺動部材７は円錐部３９（摩擦クラッチ部）と車軸の支承部４１とピニオンギヤ２５の組付け用切り欠き４３（図２）とを備えており、円錐部３９の外周には凹部４５と凸部４７の廻り止め手段が形成されている。
【００４０】
デフケース３の鋳造は次のように行われる。
【００４１】
先ず、上記のように加工された摺動部材７を、図２のように、内周側の砂型４９で支持する。
【００４２】
この砂型４９には、内周部材組付け用の鋳抜き穴５１と、ボス部９、１１の内周を形成する円筒部５３、５３と、貫通孔２１、２１を形成する円筒部５５、５５と、デフケース本体５に潤滑孔５７（図１）を設けるための凸部５９とが設けられている。
【００４３】
次に、摺動部材７を支持した砂型４９を外型の内部に配置する。図１のように、この外型には潤滑孔５７と連通する潤滑孔６１を形成するための凸部と、斜線で示す加工代６３、６５、６７を形成するための凹部とが設けられている。加工代６３、６５はボス部９、１１の外周にベアリング装着部を加工するためのものであり、加工代６７はデフケース３のフランジ１７にリングギヤの装着部を加工するためのものである。
【００４４】
次いで、外型と内周側砂型４９との間にアルミニウムの鋳物材を流し込む。このときデフケース本体５には、摺動部材７の凹部４５及び凸部４７と噛み合う凸部及び凹部が形成され、摺動部材７の廻り止め手段を形成する。
【００４５】
更に、型から取り出して加工代６３、６５、６７を加工し、デフケース３を得る。
【００４６】
デファレンシャル装置１が回転すると、ボス部９、１１のオイル溝１３、１５を介してオイル溜りのオイルがデフケース３の内部に流入し、各ギヤの噛み合い部や円錐クラッチ３５、３７などを潤滑する。又、この円錐クラッチ３５、３７には、隣接して設けられた潤滑孔６１、５７からオイルが直接供給されて温度上昇や焼き付きなどが防止され、耐久性を高めている。
【００４７】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００４８】
デファレンシャル装置１では、上記のように、デフケース本体５をアルミニウム材で鋳造したから、従来例と異なって、軽量であり加工性がよい。
【００４９】
又、サイドギヤ２７、２９との摺動部分（円錐クラッチ３５、３７部）に摺動部材７を配置し、この摺動部材７を強度と耐摩耗性の大きい球状黒鉛鋳鉄で鋳造したことにより耐久性が大きく向上している。
【００５０】
又、このように中心側に強度の大きい摺動部材７を配置したから、デフケース本体５がアルミニウムの鋳物であっても、デフケース３は充分な強度と剛性とを得ている。
【００５１】
又、デフケース本体５に摺動部材７を鋳込むことによってデフケース３を一体に成形できるから、分割構成のデフケースと異なって、部品点数が少なく、低コストである。
【００５２】
又、熱処理は、この摺動部材７だけに施せばよいから、デフケース３は全体の寸法変化がなく、高い寸法精度が得られる。
【００５３】
又、摺動部材７が、円錐部３９でサイドギヤ２７、２９を支承するだけでなく、支承部４１で各サイドギヤ２７、２９の車軸も支承するから、デフケース３の耐摩耗性と耐久性とが更に向上する。
【００５４】
又、凹部４５と凸部４７などの廻り止め手段を設けたことにより、円錐クラッチ３５、３７によって回転方向の大きな摩擦力を受ける摺動部材７をデフケース本体５にしっかりと固定することができる。
【００５５】
この廻り止め手段は、サイドギヤ２７、２９の噛み合い反力６９（図１）に対して垂直方向に形成したから、廻り止め効果は特に大きい。
【００５６】
又、互いに噛み合う凹部と凸部とからなる廻り止め手段は構造が簡単で廻り止め効果が高く、その上、上記のように摺動部材７に凹部４５と凸部４７とを加工しておけば、これらと噛み合う凸部と凹部が鋳造時にデフケース本体５に形成され、廻り止め手段が形成される。
【００５７】
次に、図３乃至図５によって本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態のデファレンシャル装置は請求項１、２、４、５、６、７の特徴を備えている。このデファレンシャル装置は第１実施形態のデファレンシャル装置１において摺動部材７の代わりに摺動部材７１を用いたものであり、各図はこの摺動部材７１を示している。
【００５８】
従って、デファレンシャル装置１と同機能部材には同一の符号を与えて引用すると共に、これら同機能部材の重複説明は省く。又、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００５９】
摺動部材７１は、摺動部材７と同様に、ＦＣＤ６００（球状黒鉛鋳鉄：鉄系の高耐摩耗性材料）で鋳造した後、熱処理と各部の切削加工とが施される。
【００６０】
摺動部材７１は、円錐部７３と、ピニオンギヤ２５の組付け用切り欠き７５、７５と、大小のオイル溝７７、７９と、外周に設けられた凹部８１（廻り止め手段）とを備えている。
【００６１】
摺動部材７１は左右に一個ずつ用いられ、各円錐部７３とサイドギヤ２７、２９との間でそれぞれ円錐クラッチ３５、３７を形成している。
【００６２】
デフケースの鋳造は、上記のデフケース３と同様に、摺動部材７１を内周側の砂型で支持し、更に、この砂型を外型の内部に配置し、次いで、外型と内周側砂型との間にアルミニウムの鋳物材を流し込み、型から取り出して必要な箇所を切削加工し、デフケースを得る。
【００６３】
又、デフケース本体には、鋳造時に摺動部材７１の凹部８１と噛み合う凸部が形成され、摺動部材７１の廻り止め手段を形成する。
【００６４】
デファレンシャル装置が回転すると、オイル溝１３、１５や潤滑孔６５、６１からオイル溜りのオイルがデフケースに流入し、各ギヤの噛み合い部や円錐クラッチ３５、３７などを潤滑すると共に、摺動部材７１のオイル溝７７、７９に保持されたオイルが直接円錐クラッチ３５、３７に供給され、温度上昇や焼き付きなどを防止し、耐久性を向上させる。
【００６５】
このように、第２実施形態のデファレンシャル装置では、デフケース本体をアルミニウム材で鋳造したから、従来例と異なって、軽量であり加工性がよい。
【００６６】
又、サイドギヤ２７、２９との摺動部分（円錐クラッチ３５、３７部）に摺動部材７１を配置し、この摺動部材７１を強度と耐摩耗性の大きい球状黒鉛鋳鉄で鋳造したことにより耐久性が大きく向上している。
【００６７】
又、このように中心側に強度の大きい摺動部材７１を配置したから、デフケース本体がアルミニウムの鋳物であっても、このデフケースは充分な強度と剛性とを得ている。
【００６８】
又、デフケース本体に摺動部材７１を鋳込むことによってデフケースを一体にできるから、分割構成のデフケースと異なって、部品点数が少なく、低コストである。
【００６９】
又、熱処理は、この摺動部材７１だけに施せばよいから、デフケースは全体の寸法変化がなく、高い寸法精度が得られる。
【００７０】
又、摺動部材７１が円錐部７３だけで構成されているから、デフケースは高い耐摩耗性を得ながら、軽量である。
【００７１】
又、凹部８１による廻り止め手段を設けたことにより、円錐クラッチ３５、３７によって回転方向の大きな摩擦力を受ける摺動部材７１をデフケース本体にしっかりと固定することができる。
【００７２】
この廻り止め手段は、サイドギヤ２７、２９の噛み合い反力に対して垂直方向に形成したから、廻り止め効果は特に大きい。
【００７３】
又、互いに噛み合う凹部と凸部とからなる廻り止め手段は構造が簡単で廻り止め効果が高く、その上、摺動部材７１に凹部８１を加工しておけば、これらと噛み合う凸部が鋳造時にデフケース本体に形成され、廻り止め手段が形成される。
【００７４】
更に、摺動部材７１に設けたオイル溝７７、７９から円錐クラッチ３５、３７にオイルが直接供給されるから、焼き付きの防止効果や耐久性の向上効果が特に大きい。
【００７５】
なお、上記の実施形態はサイドギヤ２７、２９が円錐クラッチ３５、３７のクラッチ部材を兼ねている例であるが、サイドギヤとクラッチ部材とを別体にしてもよい。
【００７６】
又、デフケース本体を２分割構成にし、各分割部分を別々に鋳造し、それぞれの鋳造時に摺動部材を鋳込むようにすれば、鋳造が容易である。
【００７７】
この発明のデファレンシャル装置において、差動機構はベベルギヤ式のものに限らず、例えば、デフケースの回転中心軸に対して平行配置したピニオンギヤをデフケースの収納孔で摺動回転自在に収納した差動ギヤ機構でもよい。この場合は、例えば、デフケースの収納孔を高耐摩耗性材料の摺動部材にし、これをデフケース本体に鋳込めばよい。
【００７８】
この発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（前輪の車軸上に配置されたデファレンシャル装置）と、リヤデフ（後輪の車軸上に配置されたデファレンシャル装置）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪とに分配するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１記載のデファレンシャル装置は、デフケース本体を軽金属系材料で鋳造する際に鉄系高耐摩耗性材料の摺動部材を鋳込むことによってデフケースを成形するから、従来例と異なって、デフケースが軽量であり加工性がよい。
【００８０】
又、この摺動部材を差動回転部材と摺動する部分に配置したことによって耐久性が大きく向上している。
【００８１】
又、熱処理は摺動部材だけに施せばよいから、デフケースは全体の寸法変化がなく、高い寸法精度が得られる。
【００８２】
更に、デフケース本体に摺動部材を鋳込むことによってデフケースを一体にできるから、分割構成のデフケースと異なって、部品点数が少なく、低コストである。
また、廻り止め手段によって、回転方向の摩擦力を受ける摺動部材をデフケース本体にしっかりと固定することができる。特に、各ギヤがベベルギヤの場合、摺動部材の廻り止め手段をサイドギヤの噛み合い反力に垂直に形成すれば、特に高い廻り止め効果が得られる。さらに、凹部と凸部とからなる廻り止め手段は構造が簡単で廻り止め効果が高く、その上、摺動部材に凹部や凸部を加工しておけば、鋳造時にこれらと噛み合う凸部や凹部がデフケース本体に形成され、摺動部材が廻り止めされる。
【００８３】
請求項２記載の発明は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、このようにデフケースに摩擦クラッチの大きな摩擦力が働く構成でも、デフケースの摩擦クラッチ部に摺動部材を配置し、この摺動部材を鉄系の高耐摩耗性材料にしたことによって、高い耐摩耗性と耐久性とが得られる。
【００８４】
又、このように中心側に高耐摩耗性（高強度）材料の摺動部材を配置したから、デフケース本体が軽金属材料製であっても、デフケースは充分な強度と剛性とを得る。
【００８５】
請求項３記載の発明は、請求項２の構成と同等の効果を得ると共に、摺動部材がサイドギヤの出力軸も支承するから、デフケースの耐摩耗性と耐久性とが更に向上する。
【００８６】
請求項４記載の発明は、請求項２の構成と同等の効果を得ると共に、摩擦クラッチ部だけを摺動部材にしたことによって、デフケースがそれだけ軽量になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態において、摺動部材を内周側の砂型に取り付けた状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に用いられる摺動部材を示す図面である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１デファレンシャル装置
３デフケース
５デフケース本体
７摺動部材（摩擦クラッチ部と出力軸の支承部とを有する）
２５ピニオンギヤ（入力側の差動回転部材）
２７、２９サイドギヤ（出力側の差動回転部材）
３３ベベルギヤ式の差動ギヤ機構（差動機構）
３５、３７円錐クラッチ（摩擦クラッチ）
３９円錐部（摩擦クラッチ部）
４１出力軸の支承部
４５、８１凹部（廻り止め手段）
４７凸部（廻り止め手段）
７１摺動部材（摩擦クラッチ部だけを有する）
７７、７９オイル溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential device used in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Publication No. 51-9214 discloses a differential apparatus 201 as shown in FIG.
[0003]
This differential device 201 is a bevel gear type differential gear mechanism comprising a pinion shaft 205 fixed to a differential case 203, a pinion gear rotatably supported on the pinion shaft 205, and output side gears 207 and 209 meshing with the pinion gear. 211, and the side gears 207 and 209 are splined to the respective axles. The differential case 203 is configured by fixing two casing members 213 and 215 with bolts 217.
[0004]
Clutch members 219 and 219 are spline-connected to the axles of the side gears 207 and 209, and cone clutches 221 and 221 are formed between the clutch members 219 and the differential case 203, respectively. These cone clutches 221 and 221 are fastened by receiving the meshing thrust force of the side gears 207 and 209 with respect to the pinion gear, and limit the differential of the differential gear mechanism 211 and obtain a constant differential limiting force by the coil spring 223. ing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the differential case 203 is formed with the sliding surfaces 225 and 225 of the cone clutches 221 and 221, the differential case 203 is made of an iron-based material having high strength and wear resistance and is heavier. In addition, the iron-based material requires heat treatment such as quenching and annealing, but each part that has been processed in advance is easily deformed by this heat treatment, and it is difficult to obtain high dimensional accuracy. Also, workability is not good.
[0006]
Furthermore, the divided configuration such as the differential case 203 is expensive because it requires a large number of parts.
[0007]
Accordingly, the present invention provides a differential device in which the differential case is lightweight, has high wear resistance at the sliding portion with the differential rotating member, has high dimensional accuracy of each portion, is excellent in workability, and is low in cost. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The differential device according to claim 1 includes a differential mechanism having an input-side differential rotation member and a pair of output-side differential rotation members that rotate in conjunction with the input-side differential rotation member, and a differential case that contains the differential mechanism. The differential case is composed of a sliding member that supports the differential rotating member, and a differential case body that is arranged between the sliding member and the differential rotating member. The sliding member is made of an iron-based high wear-resistant material. while, casting processed differential case body in the casting material of the light metal-based, see casting said sliding member when this cast processed into a predetermined position, provided with the sliding member and the differential case body, concave portions and convex meshing with each other An anti-rotation means comprising a portion is provided between the differential case body and the sliding member .
[0009]
Thus, in the differential device of claim 1, the differential case body is cast with a light metal casting material, and the sliding member that slides with the differential rotating member is manufactured with an iron-based high wear-resistant material. The differential case is processed by casting the sliding member when the differential case body is cast.
[0010]
Thus, since the differential case is made of a light metal material such as aluminum, the portion other than the sliding member (diff case main body) is light, unlike the conventional example, and has good workability.
[0011]
Further, the durability is greatly improved by arranging a sliding member in a portion sliding with the differential rotating member and manufacturing the sliding member with an iron-based high wear-resistant material.
[0012]
In addition, since the heat treatment only needs to be performed on the sliding member made of an iron-based high wear-resistant material, the differential case has no overall dimensional change and high dimensional accuracy can be obtained.
[0013]
Further, since the differential case can be integrally formed by casting a sliding member into the differential case body, unlike the differential case of the divided configuration, the number of parts is small and the cost is low.
Further, the sliding member that receives the frictional force in the rotating direction can be firmly fixed to the differential case main body by the anti-rotation means. In particular, when each gear is a bevel gear, a particularly high anti-rotation effect can be obtained if the anti-rotation means of the sliding member is formed in a direction perpendicular to the meshing reaction force of the side gear.
Furthermore, the detent means comprising the recesses and protrusions meshing with each other is simple in structure and has a high anti-rotation effect. In addition, if the recesses and protrusions are processed in the sliding member, the protrusions and recesses meshing with these are provided. Is formed in the differential case body during casting, and the sliding member is prevented from rotating.
[0014]
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the differential mechanism is composed of an input side pinion gear that is rotatably supported by a differential case and a pair of output side gears meshed with the pinion gear. A conical friction clutch that is engaged by a side gear meshing reaction force and that limits the differential between a sliding member and a side gear or a clutch member that is provided to rotate integrally with the side gear. It is characterized by being formed, and an effect equivalent to that of the structure of claim 1 is obtained.
[0015]
In addition to this, in the configuration in which the conical friction clutch is provided between the differential case and the side gear or the clutch member provided so as to rotate integrally with the side gear and the differential is limited, the friction clutch portion of the differential case is Although a large frictional force works, a large wear resistance and durability can be obtained by making the sliding member of the friction clutch part an iron-based high wear resistant material.
[0016]
In addition, since the sliding member of the high wear resistance (high strength) material is arranged on the center side in this way, even if the differential case body is made of a light metal material, the differential case has sufficient strength and rigidity.
[0017]
The invention according to claim 3 is the differential device according to claim 2, wherein the output shaft is connected to the output side gear inside the differential case, and the sliding member includes a friction clutch portion and a support portion of the output shaft. And obtaining the same effect as that of the second aspect of the present invention.
[0018]
In addition, since the sliding member supports not only the side gear or the clutch member but also the output shaft of the side gear, the wear resistance and durability of the differential case are further improved.
[0019]
The invention described in claim 4 is the invention described in claim 2, wherein the sliding member has only a portion forming a friction clutch, and an effect equivalent to that of the structure of claim 2 is obtained.
[0020]
In addition, since the sliding member is only the portion that forms the friction clutch, the differential case becomes lighter.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a differential apparatus 1 of this embodiment, and the differential apparatus 1 has the features of claims 1, 2, 3, 5, and 6. The left and right directions are the left and right directions in FIGS. 1 and 2, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0029]
As shown in FIG. 1, the differential case 3 of the differential device 1 includes a casing body 5 and a pair of sliding members 7. As will be described later, the casing body 5 is cast, and each sliding member 7 is a casing. It is cast into the main body 5.
[0030]
The differential case 3 is disposed inside a differential carrier in which an oil reservoir is formed, and the left and right boss portions 9 and 11 are supported by the differential carrier via bearings. The bosses 9 and 11 are provided with spiral oil grooves 13 and 15 that guide oil to the inside as the differential case 3 rotates.
[0031]
A ring gear is fixed to the flange portion 17 of the differential case 3 with a bolt, and this ring gear meshes with a driving gear of a driving force transmission system. Thus, the differential case 3 is rotationally driven through the driving force transmission system by the driving force of the engine.
[0032]
Inside the differential case 3, the pinion shaft 19 is fitted to the through holes 21 and 21 at both ends and is prevented from rotating by the spring pin 23. On the pinion shaft 19, pinion gears 25 and 25 (differential members on the input side) are rotatably supported. Side gears 27 and 29 (output-side differential rotating members: clutch members) are engaged with the pinion gear 25 from the left and right, and the side gears 27 and 29 are splined to the respective axles (output shafts).
[0033]
A spherical washer 31 is disposed between the pinion gear 25 and the differential case 3 to receive the centrifugal force of the pinion gear 25 and the meshing reaction force generated in the pinion gear 25 by meshing with the side gears 27 and 29. The side gears 27 and 29 are supported from outside in the radial direction by meshing with the pinion gear 25.
[0034]
Thus, the bevel gear type differential gear mechanism 33 (differential mechanism) is configured.
[0035]
The driving force of the engine that rotates the differential case 3 is distributed from the pinion shaft 19 to the side gears 27 and 29 via the pinion gear 25 and transmitted to the left and right wheels via the axles. Further, for example, when a driving resistance difference occurs between the wheels during traveling on a rough road, the driving force of the engine is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of the pinion gears 25.
[0036]
Conical clutches 35 and 37 (friction clutches) are formed between the sliding members 7 and 7 of the differential case 3 and the side gears 27 and 29, respectively. Instead of the side gears 27 and 29, clutch members that rotate integrally therewith are provided between the side gears 27 and 29 and the sliding members 7 and 7, and conical clutches 35 and 37 are formed therebetween. May be.
[0037]
When differential rotation occurs between the wheels, the conical clutches 35 and 37 are engaged by the meshing reaction force generated in the side gears 27 and 29 due to meshing with the pinion gear 25, and the frictional resistance of the differential gear mechanism 33 is engaged. Differential is limited.
[0038]
Each sliding member 7 is cast with FCD600 (nodular graphite cast iron: iron-based high wear resistant material), and then subjected to heat treatment and cutting of each part.
[0039]
Each sliding member 7 includes a conical portion 39 (friction clutch portion), an axle support portion 41, and a notch 43 for assembling the pinion gear 25 (FIG. 2). A rotation stop means for the convex portion 47 is formed.
[0040]
The differential case 3 is cast as follows.
[0041]
First, the sliding member 7 processed as described above is supported by a sand mold 49 on the inner peripheral side as shown in FIG.
[0042]
The sand mold 49 has a cast hole 51 for assembling the inner peripheral member, cylindrical portions 53 and 53 that form the inner periphery of the boss portions 9 and 11, and cylindrical portions 55 and 55 that form the through holes 21 and 21. And the convex part 59 for providing the lubrication hole 57 (FIG. 1) in the differential case main body 5 is provided.
[0043]
Next, the sand mold 49 supporting the sliding member 7 is disposed inside the outer mold. As shown in FIG. 1, the outer mold is provided with a convex portion for forming a lubricating hole 61 communicating with the lubricating hole 57 and a concave portion for forming machining allowances 63, 65, and 67 indicated by oblique lines. Yes. The machining allowances 63 and 65 are for machining the bearing mounting portion on the outer periphery of the boss portions 9 and 11, and the machining allowance 67 is for machining the ring gear mounting portion on the flange 17 of the differential case 3.
[0044]
Next, an aluminum casting material is poured between the outer mold and the inner circumferential sand mold 49. At this time, the differential case body 5 is formed with a convex portion and a concave portion that mesh with the concave portion 45 and the convex portion 47 of the sliding member 7, thereby forming a detent means for the sliding member 7.
[0045]
Furthermore, the processing allowances 63, 65, and 67 are processed by taking out from the mold to obtain the differential case 3.
[0046]
When the differential device 1 rotates, the oil in the oil pool flows into the differential case 3 through the oil grooves 13 and 15 of the boss portions 9 and 11, and lubricates the meshing portions of each gear, the conical clutches 35 and 37, and the like. In addition, oil is directly supplied to the conical clutches 35 and 37 from the lubrication holes 61 and 57 provided adjacent to the conical clutches 35 and 37 to prevent temperature rise and seizure, thereby enhancing durability.
[0047]
Thus, the differential apparatus 1 is configured.
[0048]
In the differential apparatus 1, as described above, the differential case body 5 is cast from an aluminum material, so that it is light and has good workability unlike the conventional example.
[0049]
Further, the sliding member 7 is disposed at the sliding portion (conical clutch 35, 37) with the side gears 27 and 29, and the sliding member 7 is casted with spheroidal graphite cast iron having high strength and wear resistance. The characteristics are greatly improved.
[0050]
Further, since the sliding member 7 having a high strength is arranged on the center side in this way, the differential case 3 has sufficient strength and rigidity even if the differential case body 5 is an aluminum casting.
[0051]
Further, since the differential case 3 can be integrally formed by casting the sliding member 7 into the differential case body 5, unlike the differential case of the divided configuration, the number of parts is small and the cost is low.
[0052]
In addition, since the heat treatment only needs to be performed on the sliding member 7, the differential case 3 has no overall dimensional change and high dimensional accuracy can be obtained.
[0053]
Further, since the sliding member 7 not only supports the side gears 27 and 29 at the conical portion 39 but also supports the axles of the side gears 27 and 29 at the supporting portion 41, the wear resistance and durability of the differential case 3 are improved. Further improvement.
[0054]
Further, by providing rotation preventing means such as the concave portion 45 and the convex portion 47, the sliding member 7 that receives a large frictional force in the rotational direction by the conical clutches 35 and 37 can be firmly fixed to the differential case body 5.
[0055]
Since the anti-rotation means is formed in a direction perpendicular to the meshing reaction force 69 (FIG. 1) of the side gears 27 and 29, the anti-rotation effect is particularly great.
[0056]
Further, the anti-rotation means composed of the concave and convex portions that mesh with each other has a simple structure and high anti-rotation effect. In addition, if the concave portion 45 and the convex portion 47 are processed in the sliding member 7 as described above, A convex portion and a concave portion that mesh with these are formed in the differential case main body 5 at the time of casting, and a detent means is formed.
[0057]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The differential apparatus of this embodiment has the features of claims 1, 2, 4, 5, 6, and 7. This differential apparatus uses a sliding member 71 instead of the sliding member 7 in the differential apparatus 1 of the first embodiment, and each drawing shows the sliding member 71.
[0058]
Accordingly, the same functional members as those of the differential device 1 are given the same reference numerals, and duplicate descriptions of these functional members are omitted. Further, members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0059]
Similarly to the sliding member 7, the sliding member 71 is cast with FCD600 (spheroidal graphite cast iron: iron-based high wear resistant material), and then subjected to heat treatment and cutting of each part.
[0060]
The sliding member 71 includes a conical portion 73, notches 75 and 75 for mounting the pinion gear 25, large and small oil grooves 77 and 79, and a recess 81 (rotation stop means) provided on the outer periphery. .
[0061]
One sliding member 71 is used on each side, and conical clutches 35 and 37 are formed between the conical portions 73 and the side gears 27 and 29, respectively.
[0062]
As in the case of the differential case 3 described above, the differential case is cast by supporting the sliding member 71 with the sand mold on the inner peripheral side, and further disposing the sand mold inside the outer mold. An aluminum casting material is poured in between, and it is taken out from the mold and a necessary portion is cut to obtain a differential case.
[0063]
Further, the differential case main body is formed with a convex portion that meshes with the concave portion 81 of the sliding member 71 at the time of casting, and forms a detent means for the sliding member 71.
[0064]
When the differential device rotates, oil in the oil reservoir flows into the differential case from the oil grooves 13 and 15 and the lubrication holes 65 and 61 to lubricate the meshing portions of the gears, the conical clutches 35 and 37, and the sliding member 71. The oil held in the oil grooves 77 and 79 is directly supplied to the conical clutches 35 and 37 to prevent temperature rise and seizure and improve durability.
[0065]
Thus, in the differential apparatus of 2nd Embodiment, since the differential case main body was cast with the aluminum material, unlike the prior art example, it is lightweight and has good workability.
[0066]
Further, a sliding member 71 is disposed at a sliding portion (conical clutch 35, 37 part) with the side gears 27 and 29, and the sliding member 71 is casted with spheroidal graphite cast iron having high strength and wear resistance. The characteristics are greatly improved.
[0067]
Further, since the sliding member 71 having a high strength is arranged on the center side as described above, even if the differential case body is an aluminum casting, the differential case has sufficient strength and rigidity.
[0068]
Further, since the differential case can be integrated by casting the sliding member 71 into the differential case main body, unlike the differential case of the divided configuration, the number of parts is small and the cost is low.
[0069]
In addition, since the heat treatment only needs to be performed on the sliding member 71, the differential case has no overall dimensional change and high dimensional accuracy can be obtained.
[0070]
Further, since the sliding member 71 is composed of only the conical portion 73, the differential case is lightweight while obtaining high wear resistance.
[0071]
Further, by providing the rotation preventing means by the recess 81, the sliding member 71 that receives a large frictional force in the rotational direction by the conical clutches 35 and 37 can be firmly fixed to the differential case body.
[0072]
Since the anti-rotation means is formed in a direction perpendicular to the meshing reaction force of the side gears 27 and 29, the anti-rotation effect is particularly great.
[0073]
Further, the detent means composed of the concave portion and the convex portion meshing with each other has a simple structure and a high anti-rotation effect. In addition, if the concave portion 81 is processed in the sliding member 71, the convex portion meshing with these will be formed at the time of casting. It is formed in the differential case body and a rotation stop means is formed.
[0074]
Furthermore, since oil is directly supplied to the conical clutches 35 and 37 from the oil grooves 77 and 79 provided in the sliding member 71, the seizure prevention effect and the durability improvement effect are particularly great.
[0075]
The above embodiment is an example in which the side gears 27 and 29 also serve as the clutch members of the conical clutches 35 and 37, but the side gear and the clutch member may be separated.
[0076]
Further, if the differential case main body is divided into two parts, each divided part is cast separately, and the sliding member is cast at the time of each casting, casting is easy.
[0077]
In the differential device of the present invention, the differential mechanism is not limited to a bevel gear type, for example, a differential gear mechanism in which a pinion gear arranged parallel to the rotation center axis of the differential case is slidably accommodated in the differential case accommodation hole. But you can. In this case, for example, the housing hole of the differential case may be a sliding member made of a highly wear-resistant material and cast into the differential case body.
[0078]
The differential device of the present invention includes a front differential (a differential device disposed on a front wheel axle), a rear differential (a differential device disposed on a rear wheel axle), and a center differential (engine driving force for front and rear wheels). It can be used for any of the differential devices distributed to the wheels.
[0079]
【The invention's effect】
In the differential device according to claim 1, since the differential case is formed by casting a sliding member of an iron-based high wear-resistant material when casting the differential case body with a light metal material, the differential case is different from the conventional example. Lightweight and easy to process.
[0080]
Further, the durability is greatly improved by arranging the sliding member in a portion sliding with the differential rotating member.
[0081]
In addition, since the heat treatment only needs to be performed on the sliding member, the diff case has no overall dimensional change and high dimensional accuracy can be obtained.
[0082]
Further, since the differential case can be integrated by casting a sliding member into the differential case main body, unlike the differential case of the divided configuration, the number of parts is small and the cost is low.
Further, the sliding member that receives the frictional force in the rotating direction can be firmly fixed to the differential case main body by the rotation preventing means. In particular, when each gear is a bevel gear, a particularly high anti-rotation effect can be obtained if the anti-rotation means of the sliding member is formed perpendicular to the meshing reaction force of the side gear. Furthermore, the anti-rotation means composed of the concave and convex portions has a simple structure and high anti-rotation effect. In addition, if the concave and convex portions are machined into the sliding member, the convex and concave portions that mesh with these at the time of casting. Is formed in the differential case body, and the sliding member is prevented from rotating.
[0083]
The invention according to claim 2 obtains the same effect as that of the structure of claim 1, and even in such a structure in which a large frictional force of the friction clutch acts on the differential case, a sliding member is arranged in the friction clutch portion of the differential case, By making the sliding member an iron-based high wear-resistant material, high wear resistance and durability can be obtained.
[0084]
Further, since the sliding member of the high wear resistance (high strength) material is arranged on the center side in this way, even if the differential case main body is made of a light metal material, the differential case has sufficient strength and rigidity.
[0085]
The invention described in claim 3 achieves the same effect as that of the structure of claim 2, and the sliding member also supports the output shaft of the side gear, so that the wear resistance and durability of the differential case are further improved.
[0086]
The invention according to claim 4 obtains the same effect as that of the structure of claim 2, and only the friction clutch portion is used as a sliding member, so that the differential case becomes lighter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the sliding member is attached to the sand mold on the inner peripheral side in the embodiment of FIG.
FIG. 3 is a view showing a sliding member used in a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Differential apparatus 3 Differential case 5 Differential case main body 7 Sliding member (it has a friction clutch part and the support part of an output shaft)
25 pinion gear (differential rotating member on the input side)
27, 29 Side gear (differential rotating member on the output side)
33 Bevel gear type differential gear mechanism (differential mechanism)
35, 37 Conical clutch (friction clutch)
39 Conical part (friction clutch part)
41 Output shaft support part 45, 81 Recessed part
47 Convex (rotating stop means)
71 Sliding member (having only friction clutch)
77, 79 Oil groove

Claims

A differential mechanism having an input-side differential rotating member and a pair of output-side differential rotating members that rotate in conjunction with the input-side differential rotating member, and a differential case that contains the differential mechanism, and the differential case supports the differential rotating member. And a differential case body disposed between the sliding member and the differential rotation member. The sliding member is made of an iron-based high wear-resistant material, and the differential case body is made of a light metal system. cast machining cast materials, see casting said sliding member when this cast processed into a predetermined position, provided with said differential case body and said sliding member, said detent means comprising a concave and convex portions meshing with each other A differential device provided between a differential case main body and the sliding member .

The invention according to claim 1, wherein the differential mechanism is a bevel gear type differential gear mechanism comprising an input-side pinion gear that is rotatably supported by a differential case and a pair of output-side gears meshed with the pinion gear. A conical friction clutch is formed between the sliding member and the side gear or the clutch member provided so as to rotate integrally with the side gear, and is fastened by receiving the meshing reaction force of the side gear and limiting the differential. Differential device.

3. The differential according to claim 2, wherein the output shaft is connected to the output side gear inside the differential case, and the sliding member has a friction clutch portion and a support portion of the output shaft. apparatus.

3. The differential apparatus according to claim 2, wherein the sliding member has only a portion that forms a friction clutch.