差速器殼及差速器裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠適當?shù)匾种圃谌劢佑协h(huán)形齒輪的法蘭部的圓弧根部產(chǎn)生的應力的差速器殼及差速器裝置。差速器殼2具備：在內部容納差速齒輪機構的差速器室21a；以使該差速器殼2能夠圍繞差速器室21a的中心軸Ax旋轉的方式被支撐的兩個延伸部22；向外徑方向突出地設置在兩個延伸部22之間的部分，并同軸地熔接有環(huán)形齒輪3的圓環(huán)板狀的法蘭部23。法蘭部23在齒輪側具有：與環(huán)形齒輪3的與齒面相反一側的面抵接的齒輪支承面23a和與該齒輪支承面23a相連的圓弧根部23b。在法蘭部23與齒輪側的延伸部22之間的部分，設置有用于使由來自環(huán)形齒輪3的齒輪反作用力在圓弧根部23b產(chǎn)生的應力分散的圓弧部21r。
【專利說明】
差速器殼及差速器裝置
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種差速器殼及差速器裝置，特別地，涉及對緩和由齒輪反作用力在差速器殼產(chǎn)生的應力集中而言有用的技術。
【背景技術】
[0002]以往，在車輛用的差速器裝置中，如圖3所示，對容納差速齒輪的差速器殼與環(huán)形齒輪(末級從動齒輪:final driven gear)進行螺栓緊固的固定結構是比較常見的。
[0003]與此相對，近年來，在響應對車輛的輕量化和/或低油耗化的要求的外形中，使用熔接接合來代替螺栓緊固的固定結構得到了廣泛應用(例如，參照專利文獻1、2)。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻I:日本特開2010-91046號公報
[0007]專利文獻2:日本特開2011-117540號公報

【發(fā)明內容】

[0008]技術問題
[0009]然而，在單純地將差速器殼與環(huán)形齒輪的固定結構從螺栓緊固替換為熔接接合的情況下，由于以下兩個原因，在差速器殼的與環(huán)形齒輪熔接的法蘭部的圓弧根部，有可能產(chǎn)生過度的應力集中。
[0010]首先，在法蘭部作用有來自環(huán)形齒輪的齒輪反作用力，但是，在熔接接合的情況下，其載荷作用點比螺栓緊固時向外徑側移動，從法蘭部的圓弧根部到載荷作用點為止的臂的長度從圖中的LI變長為L2。因此，在齒輪反作用力作用時，施加于圓弧根部的力矩載荷(moment load)增加。
[0011]進一步地，為了抑制由熔接時的熱收縮引起的環(huán)形齒輪向法蘭側的傾斜，例如如圖3中雙點劃線所示，需要將法蘭部的厚度比螺栓緊固的情況充分地減薄。因此，相對于齒輪反作用力的法蘭部的強度下降，導致在圓弧根部產(chǎn)生的應力增加。
[0012]由這兩個原因引起的圓弧根部的應力增加，可通過將圓弧根部自身增大或將差速器殼的材料替換為高強度材料來應對?？墒?，如果將圓弧根部增大，則重量增加和/或環(huán)形齒輪的嵌合長度變短等的弊端變得更顯著，此外，高強度材料的采用會導致成本上升。
[0013]因此，人們期望一種不基于這些對策而能夠適當?shù)匾种圃趫A弧根部產(chǎn)生的應力的技術。
[0014]本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于適當?shù)匾种圃谌劢佑协h(huán)形齒輪的法蘭部的圓弧根部產(chǎn)生的應力。
[0015]技術方案
[0016]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一形態(tài)的特征在于具備:
[0017]差速器室，在內部容納差速齒輪機構；
[0018]兩個被支撐部，以使該差速器殼能夠圍繞上述差速器室的中心軸旋轉的方式被支撐;和
[0019]圓環(huán)板狀的法蘭部，向外徑方向突出地設置在上述兩個被支撐部之間的部分，并同軸地熔接有環(huán)形齒輪，
[0020]上述法蘭部在軸向的一側具有:支承面，與上述環(huán)形齒輪的與齒面相反一側的面抵接;和圓弧根部，與該支承面相連，
[0021]在上述法蘭部與上述一側的上述被支撐部之間的部分，具有用于使由來自上述環(huán)形齒輪的齒輪反作用力在上述圓弧根部產(chǎn)生的應力分散的圓弧部。
[0022]這里，“外徑方向”是指以差速器室的中心軸為中心的徑向的朝外的方向，“軸向”是指沿著差速器室的中心軸的方向。
[0023]本發(fā)明的第二形態(tài)的特征在于，在第一形態(tài)的差速器殼中，在從上述法蘭部到上述一側的上述被支撐部之間的部分，間斷地設置有兩個上述圓弧部。
[0024]本發(fā)明的第三形態(tài)的特征在于，在第一形態(tài)或第二形態(tài)的差速器殼中，上述圓弧部遍及圍繞上述中心軸的整個圓周而形成在該差速器殼的外周面。
[0025]本發(fā)明的第四形態(tài)為差速器裝置，其特征在于，具備:第一形態(tài)?第三形態(tài)中任一形態(tài)的差速器殼、上述環(huán)形齒輪和支撐上述兩個被支撐部的兩個軸承。
[0026]技術效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，在差速器殼的熔接有環(huán)形齒輪的法蘭部與抵接有環(huán)形齒輪的作為支承面?zhèn)鹊妮S向的一側的被支撐部之間的部分，設置有用于使在與支承面相連的圓弧根部產(chǎn)生的應力分散的圓弧部。
[0028]由此，在起因于在被支撐部被支撐(即，約束)的狀態(tài)下針對法蘭部施加向軸向的另一側作用的齒輪反作用力，而在法蘭部與軸向的另一側的被支撐部之間產(chǎn)生應力時，通過將該應力向新設置的圓弧部分散來緩和在法蘭部的圓弧根部的應力集中。
[0029]因此，不需要增大法蘭部的圓弧根部或使用高強度材料，就能夠適當?shù)匾种圃谠搱A弧根部產(chǎn)生的應力。
【附圖說明】
[0030]圖1是實施方式中的差速器裝置的俯視圖。
[0031 ]圖2是在圖1的Π -Π線處的差速器裝置的剖面圖。
[0032]圖3是以往的差速器裝置的剖面圖。
[0033]符號說明
[0034]1:差速器裝置
[0035]2:差速器殼
[0036]21:殼主體部
[0037]21a:差速器室
[0038]21r:圓弧部
[0039]21rl:第一圓弧部
[0040]21r2:第二圓弧部[0041 ]22:延伸部(被支撐部)
[0042]23:法蘭部
[0043]23a:齒輪支承面
[0044]23b:圓弧根部
[0045]24:嵌合部
[0046]24a:外周面
[0047]3:環(huán)形齒輪
[0048]5:軸承
[0049]Ax:中心軸
【具體實施方式】
[0050]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0051]圖1是本實施方式中的差速器裝置I的俯視圖，圖2是在圖1的Π-Π線處的差速器裝置I的剖面圖。
[0052]應予說明，本實施方式中的差速器裝置I為以后述的中心軸Ax為對稱軸的大致旋轉對稱形狀，因此，在圖2中只圖示了中心軸Ax的一側的一半。
[0053]如圖1和圖2所示，差速器裝置I為車輛用的差動裝置，具備鑄鐵制的差速器殼2。
[0054]差速器殼2具有內部被設為差速器室21a的中空的殼主體部21。在差速器室21a內容納有由各一對的側齒輪(side gear)和小齒輪(pin1n gear)嗤合而成的錐齒輪式的差速齒輪機構(省略圖示)。
[0055]在殼主體部21，沿著通過差速器室21a的中心的大致水平的中心軸Ax設置有從該殼主體部21兩側部的最小直徑部延伸而成的大致圓柱狀的兩個延伸部22、22。各延伸部22的外周面被軸承5(圓錐滾子軸承)所支撐，由此，差速器殼2能夠圍繞中心軸Ax旋轉。就各延伸部22而言，其圓柱內部與差速器室21a內連通，與差速器室21a內的側齒輪連接的驅動軸(drive shaft)(省略圖示)插入該圓柱內部。
[0056]在殼主體部21的沿著中心軸Ax的方向(以下，稱為“軸向”)的中央形成有兩個軸承孔21b、21b(圖1、圖2中只圖示一個)和兩個潤滑油導入孔(省略圖示)。
[0057]其中，兩個軸承孔21b、21b用來可旋轉地支撐差速器室21a內的小齒輪的軸(省略圖示)，且沿著與中心軸Ax垂直的方向而形成，使殼主體部21的內部與外部連通。
[0058]另一方面，兩個潤滑油導入孔用來將潤滑油從外部導入到差速器室21a內，且沿著與兩個軸承孔21b、21b所沿的方向和中心軸Ax都垂直的方向而形成。
[0059]在殼主體部21的在軸向上比中央更偏向一側(圖1、圖2的右側，以下，稱為“齒輪側”)的部分設置有固定作為末級從動齒輪的環(huán)形齒輪3的圓環(huán)板狀的法蘭部23、和嵌合有環(huán)形齒輪3的嵌合部24。
[0060]其中，法蘭部23以從殼主體部21向外徑方向(以中心軸Ax為中心的徑向的朝外的方向)突出的方式突出地設置，其齒輪側的面為與中心軸Ax大致垂直的齒輪支承面23a。預定半徑的圓弧根部23b與該齒輪支承面23a的內徑側相連。
[0061 ]另一方面，在法蘭部23的齒輪側，與該法蘭部23的齒輪支承面23a相連地設置有嵌合部24。更具體地，嵌合部24具有以中心軸Ax為中心的圓柱面狀的外周面24a，該外周面24a經(jīng)由法蘭部23的圓弧根部23b與齒輪支承面23a相連。
[0062]環(huán)形齒輪3的與齒面相反一側的部分為具有與法蘭部23大致相同的外徑的階梯部31，并被配置為相對于殼主體部21將齒面朝向齒輪側，同時使內周面嵌合到嵌合部24的外周面24a，使階梯部31的端面與齒輪支承面23a抵接的狀態(tài)。并且，通過將相互抵接的階梯部31的端面與法蘭部23的齒輪支承面23a以自外周側起的預定的熔接深度遍及整個圓周地進行熔接，從而使環(huán)形齒輪3同軸地固定于差速器殼2。
[0063]此外，在殼主體部21的比法蘭部23更靠近齒輪側的外周面形成有兩個圓弧部21r。
[0064]其中的第一圓弧部21rl遍及圍繞中心軸Ax的整個圓周而形成在殼主體部21的嵌合部24的齒輪側的根部。另一方面，另一個第二圓弧部21r2為殼主體部21的位于比第一圓弧部21rl更靠近齒輪側和內徑側的位置的部分，并遍及圍繞中心軸Ax的整個圓周而形成在與延伸部22的連結部。即，這兩個圓弧部21r間斷地設置在差速器殼2的從法蘭部23到齒輪側的延伸部22之間的部分。
[0065]這兩個圓弧部21r用于使由從環(huán)形齒輪3作用于法蘭部23的齒輪反作用力在圓弧根部23b產(chǎn)生的應力分散。
[0066]對于差速器殼2，在延伸部22受軸承5約束的狀態(tài)下，包含向軸向上與齒輪側相反一側(以下，稱為“殼主體側”)的方向的荷載分量的齒輪反作用力作用于法蘭部23。因此，在該法蘭部23的圓弧根部23b會產(chǎn)生由齒輪反作用力引起的應力集中。
[0067]因此，雖然法蘭部23與齒輪側的延伸部22之間的部分通常形成得較為光滑，但是在本實施方式的差速器殼2中，特意設置了兩個圓弧部21r。由此，使由齒輪反作用力引起的應力稍微集中在兩個圓弧部21r，而使在更接近載荷作用點的法蘭部23的圓弧根部23b產(chǎn)生的應力分散，從而抑制超過差速器殼2的強度那樣的過度的應力的產(chǎn)生。
[0068]應予說明，對于該圓弧部21r而言，只要在強度上將法蘭部23的圓弧根部23b和/或包括自身在內的差速器殼2的各部分限定在容許范圍內即可，其數(shù)量、位置、大小等不特別限定。例如，圓弧部21r也可以設置為一個或三個以上，也可以設置在差速器殼2(殼主體部21)的內周面。
[0069]如上所述，根據(jù)本實施方式，在差速器殼2的熔接環(huán)形齒輪3的法蘭部23與作為齒輪支承面23a側的齒輪側的延伸部22之間的部分，設置有用于使在與法蘭部23的齒輪支承面23a相連的圓弧根部23b產(chǎn)生的應力分散的圓弧部21 r。
[0070]由此，在起因于在延伸部22被軸承5支撐(即約束)的狀態(tài)下針對法蘭部23施加向殼主體部側作用的齒輪反作用力，而在法蘭部23與齒輪側的延伸部22之間產(chǎn)生應力時，通過將該應力向新設置的圓弧部21r分散來緩和在法蘭部23的圓弧根部23b的應力集中。
[0071]因此，不需要增大法蘭部23的圓弧根部23b或使用高強度材料，就能夠適當?shù)匾种圃谠搱A弧根部23b產(chǎn)生的應力。
[0072]此外，由于在從法蘭部23到齒輪側的延伸部22之間的部分間斷地設置有兩個圓弧部21r，所以能夠使在法蘭部23與齒輪側的延伸部22之間產(chǎn)生的應力向該兩個圓弧部21r分散。
[0073]因此，能夠進一步適當?shù)匾种圃诜ㄌm部23的圓弧根部23b產(chǎn)生的應力。
[0074]應予說明，能夠應用本發(fā)明的實施方式并不限于上述的實施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內能夠進行適當變更。
【主權項】
1.一種差速器殼，其特征在于，具備: 差速器室，在內部容納差速齒輪機構； 兩個被支撐部，以使該差速器殼能夠圍繞所述差速器室的中心軸旋轉的方式被支撐；和 圓環(huán)板狀的法蘭部，向外徑方向突出地設置在所述兩個被支撐部之間的部分，并同軸地熔接有環(huán)形齒輪， 所述法蘭部在軸向的一側具有: 支承面，與所述環(huán)形齒輪的與齒面相反一側的面抵接;和 圓弧根部，與該支承面相連， 在所述法蘭部與所述一側的所述被支撐部之間的部分，具有用于使由來自所述環(huán)形齒輪的齒輪反作用力在所述圓弧根部產(chǎn)生的應力分散的圓弧部。2.根據(jù)權利要求1所述的差速器殼，其特征在于， 在從所述法蘭部到所述一側的所述被支撐部之間的部分，間斷地設置有兩個所述圓弧部。3.根據(jù)權利要求1或2所述的差速器殼，其特征在于， 所述圓弧部遍及圍繞所述中心軸的整個圓周而形成在該差速器殼的外周面。4.一種差速器裝置，其特征在于，具備: 權利要求1?3中任一項所述的差速器殼、所述環(huán)形齒輪和支撐所述兩個被支撐部的兩個軸承。
【文檔編號】F16H48/40GK106015512SQ201610160306
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】千田博之, 白川裕介
【申請人】富士重工業(yè)株式會社