JP2004090181A - 差動装置のデフケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】差動装置のデフケースの製造方法において、ピニオンを受ける部分球面状の座面を切削加工する技術を改善する。
【解決手段】マシニングセンターの主軸に取り付けた切削工具２０を、何れか一方の開口窓１２からデフケース１内へ挿入して、切削工具２０の軸心２４をピニオン軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直交する方向に向けた状態で切削加工しつつ、切削工具２０の軸心を部分円筒面２５に沿って移動させることで、汎用型マシニングセンターと切削工具２０により、ピニオンを受ける部分球面状のピニオン用座面７をデフケースの内壁部６に切削加工する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は差動装置のデフケースの製造方法に関し、特にデフケースの内面のピニオンを受ける部分球面状の座面の切削加工技術を改善したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、２ピニオン形の差動装置は、左右１対のサイドギヤと１対のピニオンを含む差動ギヤ機構と、この差動ギヤ機構を収容するデフケース等を有する。前記デフケースを製造する際には、まず鋳造工程において、１対の開口窓を有するデフケースを鋳造し、次に、車軸を支持するジャーナル部の孔、ピニオン軸を通す軸孔、デフケース内側のピニオンを受ける座面とサイドギヤを受ける座面などを切削加工することで製造している。しかし、この切削加工において、ピニオンを受ける座面は部分球面状をしているため、その座面を切削加工するのは容易ではなく、ピニオンを受ける座面を切削加工する種々の技術が採用されている。
【０００３】
例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、デフケース５０における１対のピニオン軸の為の軸孔５１の両方から、専用加工機の１対の工具主軸５２を挿入し、次に開口窓５５から切削工具５３をデフケース５０内へ導入し、工具主軸５２の先端に、デフケース５０の内壁部側がピニオン用座面５４と同じ部分球面状の切削工具５３を取り付け、その工具主軸５２を回転させ、切削工具５３の背面部分でデフケース５０の内壁部を切削することでピニオン用座面５４を形成する製造方法も採用されている。
【０００４】
或いは、図４に示すように、デフケース６０の車軸を支持するジャーナル部の孔６１から、ＮＣ旋盤のバイト６２であって先端部が約９０度曲折しているバイト６２を挿入し、そのバイト６２でデフケース６０の内周部のピニオン用座面に対応する部分を切削しつつ、所定の軌跡でバイト６２をデフケース６０に対して相対移動させてピニオン用座面６３を形成する製造方法も採用されている。
尚、特許文献１には、差動装置のデフケースを製造する製造技術が開示されているが、この製造技術はデフケースを鋳造する鋳造技術に関するものであり、前記ピニオン用座面の切削加工技術については何ら記載されていない。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２９１６３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図３（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法では、ピニオン軸の為の軸孔よりも先端の切削工具が大きいので、工具主軸をピニオン軸の為の軸孔に貫通させてから、工具主軸の先端に切削工具を取り付けて切削加工し、ピニオン用座面の切削加工の終了後、その切削工具を工具主軸から取り外さなければならず、デフケースのピニオン用座面の切削加工の準備作業と終了作業に多くの労力と時間がかかる。しかも、専用加工機も汎用の加工機械を適用できないため、特殊な構造の専用加工機が必要であり設備コストの面でも不利である。
【０００７】
他方、図４に示す製造方法においては、ジャーナル部の孔の径によって挿入できるバイトの大きさが制約されるとう問題がある。ジャーナル部の孔が小径の場合にはバイトが内壁部に届かず切削加工が不可能となるし、ピニオン用座面の形状によっても切削加工が不可能な場合があり、全てのデフケースに適用可能な技術ではない。ＮＣ旋盤の制御においても、バイトをデフケースに対して２次元的に移動させる必要があるので、ＮＣ旋盤での制御が複雑になる。バイトで切削加工するので、切削能率を高めにくく、切削加工に多大の時間がかかる。
本発明の目的は、部分球面状のピニオン用座面を容易に能率的に切削加工可能な差動装置のデフケースの製造方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の差動装置のデフケースの製造方法は、１対のサイドギヤと、これらサイドギヤ間に装着される１対のピニオンと、これらサイドギヤとピニオンを収容するデフケースとを備えた差動装置における前記デフケースを製造する方法において、前記デフケースを鋳造する際に、デフケースの周壁部に、ピニオンを支持するピニオン軸の軸孔を形成する為の１対の連結壁部と、これら１対の連結壁部の間に開口する１対の開口窓であってサイドギヤとピニオンとを組み込む為の１対の開口窓を形成する第１工程と、マシニングセンターの主軸に取り付けた切削工具を、何れか一方の開口窓からデフケース内へ挿入して、マシニングセンターと前記切削工具により、ピニオンを受ける部分球面状の座面をデフケースの内壁部に切削加工する第２工程とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
この差動装置のデフケースの製造方法の第１工程においては、デフケースを鋳造する際に、デフケースの周壁部に、１対の連結壁部と、これら１対の連結壁部の間に開口する１対の開口窓を形成する。次に、第２工程においては、マシンニングセンターの主軸に取り付けた切削工具を、何れか一方の開口窓から挿入して、デフケースの内壁部にピニオンを受ける部分球面状のピニオン用座面を切削加工する。
【００１０】
第２工程において、ピニオン軸の為の軸孔よりも格段に大きく形成可能な開口窓からマシンニングセンターの主軸に取り付けた切削工具を挿入するので、切削工具の形状や大きさの制約を受けずに、汎用型のマシニングセンターでピニオン用座面の切削加工が可能になる。また、切削工具の制約が少ないため、ピニオンの部分球面状の座面に対応した形状の切削工具を採用できるので、切削加工時の切削工具の移動軌跡もシンプルとなり、切削加工の能率を高めることも可能で、製作費を格段に低減することができる。
【００１１】
請求項２の差動装置のデフケースの製造方法は、請求項１の発明において、前記第２工程において、前記切削工具の軸心を、ピニオン軸の軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直行する方向に向けた状態で切削加工することを特徴とするものである。この製造方法では、切削工具の軸心が、ピニオン軸の軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直行する方向に向けた状態で切削加工するので、切削工具の原点位置の設定など初期設定が容易であるうえ、切削加工精度を高めることもできる。
【００１２】
請求項３の差動装置のデフケースの製造方法は、請求項２の発明において、前記第２工程において、前記切削工具の軸心を、部分円筒面に沿って移動させながら切削加工することを特徴とするものである。この製造方法では、切削工具の軸心を部分円筒面に沿って移動させるだけでよいので、切削工具の位置を制御する位置制御が簡単になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、図１の上下左右を上下左右として説明する。
本実施形態は、自動車のエンジンの駆動力を左右の前輪に伝達する為の差動装置であって、１対のサイドギヤと、これらサイドギヤ間に装着される１対のピニオンと、これらサイドギヤとピニオンを収容するデフケースとを備えた２ピニオン形の差動装置の製造方法に本発明を適用した場合の一例である。
【００１４】
最初に、差動装置のデフケース１について説明する。
図１、２に示すように、このデフケース１には、リングギヤを取付けるためのフランジ２、左右のジャーナル部の孔３ａ、３ｂ、周壁部４などを備えており、デフケース１の内壁部６には、ピニオンを受ける部分球面状の座面７、サイドギヤを受ける座面８などが形状される。
【００１５】
デフケース１の周壁部４には、ピニオンを挿通支持するピニオン軸の為の軸孔１０が形成されかつ相対向する１対の連結壁部１１を有し、これら１対の連結壁部１１の間には、サイドギヤとピニオンとを組み込む為の１対の開口窓１２が相対向状に形成されている。フランジ２には、リングギヤを取り付けるためのボルト孔１３や、差動装置へ取り付ける際に位置決めする為の位置決め孔１４が形成されている。連結壁部１１とフランジ２には、ピニオン軸をデフケース１に固定する為のスプリングピン用ピン孔１５が形成されている。ジャーナル部の孔３ａ、３ｂの内周面には螺旋状の油溝１６が形成されている。但し、この油溝１６は必ず必要なものではなく、適宜省略可能である。
【００１６】
次に、このデフケース１の製造方法について図１，図２に基づいて説明する。まず、最初の第１工程においては、球状黒鉛鋳鉄の材料を用いて、デフケース１を鋳造により製作する。この鋳造の際に、デフケース１の周壁部４に、ピニオンを支持するピニオン軸を通す軸孔１０を形成する為の１対の連結壁部１１と、これら１対の連結壁部１１の間に開口する１対の開口窓１２であってサイドギヤとピニオンとを組み込む為の大きな１対の開口窓１２と、ジャーナル部の孔３ａ、３ｂを形成する。この第１工程において鋳造された状態において、デフケース１のうちの、周壁部４、前記の孔３ａ、３ｂ、内部のピニオン用座面７の部分は後で切削加工する為の１〜２ｍｍ程度の切削代を余分に残している。
【００１７】
次に、第２工程において、マシニングセンタにより、デフケース１の外面側と内面側を切削加工する。但し、ピニオン用座面７以外は、一般的な切削加工方法によって加工されるので簡単に説明する。最初に、右側のジャーナル部の孔３ｂ、フランジ２の外周面２ａ、フランジ２の右側の周壁部４の角部４ａ等をＮＣ旋盤により切削加工する。この際、ジャーナル部の孔３ｂの内周面に油溝１６もＮＣ旋盤により切削加工する。
【００１８】
次に、デフケース１をＮＣ旋盤から外して、左右逆にＮＣ旋盤に装着し、左側のジャーナル部の孔３ａとその内周面の油溝１６とフランジ２の左側の周壁部４の角部４ヘ等をＮＣ旋盤により切削加工する。次に、マシニングセンターにより、フランジ２に１又は２つの位置決め孔１４を切削加工すると共に、周方向適当間隔おきの複数のボルト孔１３を切削加工する。
【００１９】
次に、専用加工機の主軸に固定した工具主軸を、両方のジャーナル部の孔から挿入し、その工具主軸の先端部にデフケースの内部からサイドギヤ用座面に対応した切削工具を取り付け、その切削工具によりデフケースの内壁部６の一部を切削加工して、１対のサイドギヤ用座面８を形成した後、再度、マシニングセンターによりピニオン軸の為の１対の軸孔１０と、スプリングピンの為の１対のピン孔１５を形成する。
【００２０】
次に、汎用型のマシニングセンターにより、ピニオンの背面側を受ける部分球面状のピニオン用座面７を切削加工する。このピニオンを受ける部分球面状の座面７を切削加工するに際して、デフケース１の何れか一方の開口窓１２から、マシンニングセンターの主軸に固定した切削工具２０をデフケース１内へ挿入する。この切削工具２０は、図２に示すように、先端側の樽形状の刃部２１と軸部２２とを一体形成した一種のエンドミルであり、刃部２１は、樽形状の外周面に切削用の螺旋状の切刃２３を形成したものである。刃部２１の外周面の形状は、切削加工するピニオン用座面７の形状に応じて設定される。つまり、ピニオン用座面７を切削加工可能な刃部２１が採用される。
【００２１】
次にデフケース１内へ挿入した切削工具２０の軸心を、ピニオン軸の軸心とサイドギヤの軸心と夫々直交する方向に向けた状態にして切削加工をしつつ、切削工具２０の軸心２４を、図１のように部分円筒面２５に沿って移動させながら切削加工してピニオン用座面７を形成する。この第２工程の後、バリ取りなどを行う仕上げ工程を経て、差動装置のデフケース１が完成する。
【００２２】
次に、以上の差動装置のデフケースの製造方法の作用と効果について説明する。第１工程においてデフケース１を鋳造する際に、デフケース１の周壁部４に、１対の連結壁部１１と、これら１対の連結壁部１１の間に開口する１対の開口窓１２を形成し、その後、第２工程において、マシンニングセンターの主軸に取り付けた切削工具２０を、何れか一方の開口窓１２から挿入して、デフケース１の内壁部にピニオンを受ける部分球面状の座面７を切削加工する。
【００２３】
次に、第２工程において、ピニオン軸を通す軸孔１０よりも格段に大きな開口窓１２から切削工具２０を挿入するので、切削工具２０の形状や大きさについての制約が少なく、外周面が樽形状をしている刃部２１を有する比較的大きな切削工具２０を採用してピニオン用座面７を切削加工することが可能であり、汎用型のマシニングセンターでピニオン用座面７を精度良く能率的に切削加工することができる。
【００２４】
前記のような樽形の刃部２１を有する切削工具２０であってピニオン用座面７の部分球面に適応した切削工具２０を用いて切削加工することで、準備作業が簡単化し、切削工具２０の接触加工面を拡大して切削加工能率を格段に高めることができ、しかも、切削工具２０の軸心２４を部分円筒面２５のようなシンプルな軌道に制御するだけでよいため、切削工具２０の位置を制御する制御技術も簡単になる。切削工具２０の軸心２４を、ピニオン軸の軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直交する方向に向けた状態で切削加工するので、切削工具２０の原点位置の設定など初期設定も容易になる。
【００２５】
尚、本発明のデフケースの製造方法は、上述の実施例の技術に限定されるものではない。例えば、第２工程において、各部の切削工程の順序を変えたり、球状黒鉛鋳鉄以外の鉄系金属材料でデフケースを製造したり、切削工具２０の刃部２１の形状は前記のものに限定されず、切削工具２０の形状等によっては切削工具２０の軸心２４を部分円筒面２５以外の面に沿って移動させたりすることも可能である。
【００２６】
【発明の効果】請求項１の差動装置のデフケースの製造方法によれば、第１工程でデフケースを鋳造する際に、デフケースの周壁部に、１対の連結壁部と、これら１対の連結壁部の間に開口する１対の開口窓を形成し、その後、第２工程において、マシンニングセンターの主軸に取り付けた切削工具を、何れか一方の開口窓から挿入して、デフケースの内壁部にピニオンを受ける部分球面状の座面を精度良く能率的に切削加工することができる。
【００２７】
第２工程において、ピニオン軸の為の軸孔などに比べて格段に大きな開口窓から切削工具を挿入するので切削工具の形状や大きさの制約が少なく、汎用型のマシニングセンターによる切削加工が可能になる。切削工具の形状や大きさの制約が少ないため、ピニオンを受ける部分球面状の座面に対応した形状の切削工具による切削加工が可能となるので、制御加工の準備作業や加工終了作業を低減でき、切削加工精度を高め、切削加工能率を高め、製造費を格段に低減することができる。そして、切削加工における切削工具の位置制御も簡単になり、切削工具の形状によっては制御加工時の接触加工面を大きく設定することも可能となるので切削工程の所要時間も一層短縮でき、製作費を一層低減することができる。
【００２８】
請求項２の差動装置のデフケースの製造方法によれば、切削工具の軸心を、ピニオン軸の軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直交する方向に向けた状態で切削加工するので、切削工具の原点位置の設定など初期設定が簡単になるうえ、切削加工精度も高めることができる。
請求項３の差動装置のデフケースの製造方法によれば、切削工具を回転させながらその軸心を、部分円筒面に沿って移動させるだけでよいので、切削工具の位置を制御する制御技術が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るピニオン用座面の切削加工方法を説明する為のデフケースの断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、従来のピニオン用座面の切削加工方法を説明する為の図である。
【図４】従来の別のピニオン用座面の切削加工方法を説明する為の図である。
【符号の説明】
１　　　デフケース
２　　　フランジ
４　　　周壁部
６　　　内壁部
７　　　ピニオンを受ける座面
８　　　サイドギヤを受ける座面
１０　　　ピニオン軸を通す軸孔
１１　　　連結壁部
１２　　　開口窓
２０　　　切削工具
２４　　　切削工具の軸心
２５　　　部分円筒面

Claims (3)

1. １対のサイドギヤと、これらサイドギヤ間に装着される１対のピニオンと、これらサイドギヤとピニオンを収容するデフケースとを備えた差動装置における前記デフケースを製造する方法において、
   前記デフケースを鋳造する際に、デフケースの周壁部に、ピニオンを支持するピニオン軸を通す軸孔を形成する為の１対の連結壁部と、これら１対の連結壁部の間に開口する１対の開口窓であってサイドギヤとピニオンとを組み込む為の１対の開口窓を形成する第１工程と、
   マシニングセンターの主軸に取り付けた切削工具を、何れか一方の開口窓からデフケース内へ挿入して、マシニングセンターと前記切削工具により、ピニオンを受ける部分球面状の座面をデフケースの内壁部に切削加工する第２工程と、
   を備えたことを特徴とする差動装置のデフケースの製造方法。
2. 前記第２工程において、前記切削工具の軸心を、ピニオン軸の軸心及びサイドギヤの軸心と夫々直行する方向に向けた状態で切削加工することを特徴とする請求項１に記載の差動装置のデフケースの製造方法。
3. 前記第２工程において、前記切削工具の軸心を、部分円筒面に沿って移動させながら切削加工することを特徴とする請求項２に記載の差動装置のデフケースの製造方法。

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