JP2012189116A

JP2012189116A - 部材の固定構造

Info

Publication number: JP2012189116A
Application number: JP2011051852A
Authority: JP
Inventors: Hirotomo Fukuda; 宏倫福田
Original assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2011-03-09
Filing date: 2011-03-09
Publication date: 2012-10-04

Abstract

【課題】ギヤ部材とシャフト部材との固定の耐久性維持や固定の精度維持を可能とする部材の固定構造を提供する。
【解決手段】ギヤ部材１とシャフト部材３とを固定する部材の固定構造であって、シャフト部材３に設けられた外周圧入面１３及びギヤ部材１に設けられ外周圧入面１３に圧入された内周圧入面１５とからなる圧入部５と、圧入部５とは異なる箇所で、シャフト側接合面３７とギヤ側接合面２５とが軸方向に互いに当接して溶接結合された接合部７と、圧入部５と接合部７との間でギヤ部材１側とシャフト部材３側との間に形成された空隙部９と、シャフト部材３のフランジ部３３に設けられ圧入部５と接合部７との間で空隙部９を外部に開放する連通路１１とからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車などに供される部材の固定構造に関する。

従来の部材の固定構造として、特許文献１に記載されたものがある。この部材の固定構造は、ギヤ部材としての入力ギヤがシャフト部材としての入力軸に嵌合し、入力ギヤが入力軸のフランジ部に溶接による接合部を介して一体回転可能に固着されたものである。

かかる部材の固定構造では、接合部の溶接の際に接合部内周側の空隙部の温度及び内圧が上昇し、接合部間に外向きの圧力が働き、溶接時の溶け込み深さに影響を与える原因となっていた。

このため、入力ギヤと入力軸との固定の耐久性や固定の精度に影響を与えるという問題があった。

特開２０１０−２８６０１１号公報

解決しようとする問題点は、ギヤ部材とシャフト部材との固定の耐久性や固定の精度に影響を与える点である。

本発明は、ギヤ部材とシャフト部材との固定の耐久性維持や固定の精度維持を可能とするために、ギヤ部材とシャフト部材とを固定する部材の固定構造であって、前記ギヤ部材とシャフト部材との一方に設けられた外周圧入面及び他方に設けられ前記外周圧入面に圧入された内周圧入面とからなる圧入部と、この圧入部とは異なる箇所で互いに当接して溶接結合された接合部と、前記圧入部と接合部との間で前記ギヤ部材側とシャフト部材側との間に形成された空隙部と、前記ギヤ部材とシャフト部材との一方に設けられ前記圧入部と前記接合部との間で前記空隙部を外部に開放する連通路とからなることを特徴とする。

本発明は、上記構成であるから、圧入部と接合部とを異なる箇所に設けることで、シャフト部材に対するギヤ部材の支持剛性及び支持精度を高く確保できる。

このため、ギヤ部材とシャフト部材との固定の耐久性維持や固定の精度維持を可能とする。

また、空隙部を外部に開放する連通路による簡素な構造で目的を達することができる。

溶接強度を上げても、ギヤ部材１の支持精度が維持され、且つ接合部７の溶接の溶け込み不良を防止することができる。

よって、溶接品質を向上させ、ギヤ部材とシャフト部材との組合せ品の不良発生を抑
制することができる。

ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す断面図である。（実施例１）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。（実施例１）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す断面図である。（実施例２）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。（実施例２）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。（実施例３）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。（実施例４）ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。（実施例５）

ギヤ部材とシャフト部材との固定の耐久性維持や固定の精度維持を可能にするという目的を、シャフト部材に設けられた外周圧入面及びギヤ部材に設けられ前記外周圧入面に圧入された内周圧入面とからなる圧入部と、この圧入部とは異なる箇所でギヤ部材の背面とシャフト部材のフランジ部とが互いに当接して溶接結合された接合部と、前記圧入部と接合部との間で前記ギヤ部材側とシャフト部材側との間に形成された空隙部と、前記シャフト部材のフランジ部に設けられ前記圧入部と前記接合部との間で前記空隙部を外部に開放する連通路とにより実現した。

図1、図２は、本発明の実施例1に係り、図1は、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す断面図、図２は、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。なお、以下の説明において、軸方向とは、ギヤ部材及びシャフト部材の回転軸芯方向であり、径方向とは、回転軸芯に直行する方向とする。

図1、図２のように、ギヤ部材１とシャフト部材３とを固定する部材の固定構造は、圧入部５と、接合部７と、空隙部９と、連通路１１とを備えている。

圧入部５は、シャフト部材３に設けられた外周圧入面１３とギヤ部材１に設けられた内周圧入面１５とからなり、内周圧入面１５が外周圧入面１３に圧入されて構成されている。

ギヤ部材１は、ギヤ部１７とボス部１９とを備えている。ギヤ部１７は、傘歯車の一種としハイポイド・ギヤである。但し、他の傘歯車や円筒歯車など各種のギヤも適用可能である。ボス部１９の内周には、前記内周圧入面１５が形成されている。内周圧入面１５の軸方向両側端に、第１、第２のギヤ側面取り部２１，２３が形成されている。

第１のギヤ側面取り部２１は、シャフト部材３の外周圧入面１３の先端から軸方向へ突出して位置している。第２のギヤ側面取り部２３は、外周圧入面１３の軸方向基部側に位置している。

ボス部１９の背面には、ギヤ側接合面２５が形成されている。ギヤ側接合面２５は、ギヤ部材１の回転軸芯に直交している。

ギヤ側接合面２５の内周側に第１、第２のギヤ側傾斜面２７，２９が形成され、第２の傾斜面２９が第２のギヤ側面取り部２１に連続している。第１、第２のギヤ側傾斜面２７，２９により、ボス部１９の背面が、ギヤ側接合面２５よりも軸方向へ凹んだ形状となっている。

ギヤ側接合面２５の外周側には、ボス部外周面３１が連続している。

シャフト部材３は、前記外周圧入面１３の一側にフランジ部３３を備えている。フランジ部３３のフランジ外周面３５は、ボス部外周面３１と同径であり、フランジ外周面３５の端部側に、シャフト側接合面３７が形成されている。シャフト側接合面３７は、シャフト部材３の回転軸芯に直交している。

このシャフト側接合面３７と前記ギヤ側接合面２５とが軸方向に当接し、外周側からの溶接作業により溶接接合されて接合部７が形成されている。この接合部７は、圧入部５とは異なる箇所でシャフト側接合面３７とギヤ側接合面２５とが互いに当接して溶接結合された構成となっている。

シャフト側接合面３７の内周側に第１のシャフト側傾斜面４１、フランジ面４３が形成され、フランジ面４３が第１のアール部４５を介して外周圧入面１３に連続している。

第１のシャフト側傾斜面４１及びフランジ面４３により、フランジ部３３の前面が、シャフト側接合面３７よりも軸方向へ凹んだ形状となっている。

したがって、第１、第２のギヤ側傾斜面２７，２９、及び第２のギヤ側面取り部２３と第１のシャフト側傾斜面４１、フランジ面４３、及び第１のアール部４５との対向間に前記空隙部９が形成されている。

フランジ部３３の背面には、フランジ傾斜面５１が形成されている。

外周圧入面１３の軸方向他端にシャフト側面取り部４９が形成されている。シャフト側面取り部４９は、シャフト部材３の第２のアール部５１に連続している。

連通路１１は、圧入部５と接合部７との間でシャフト部材３のフランジ部３３を貫通する孔で構成されている。連通路１１の一端は、フランジ部３３のフランジ面４３で空隙部９に開放され、他端は、フランジ傾斜面５１で外部に解放されている。

したがって、連通路１１により空隙部９が外部に開放されている。また、連通路１１は、接合部７の溶接方向に交差して指向され、接合部７及び連通路１１は、ギヤ部１７の背後側に形成され、連通路１１は、シャフト部材３に形成された構成となっている。

なお、シャフト部材３は、中空段付き状に形成され、軸受け嵌合部５５，５７、シール支持及び受け部５９、結合用のスプライン６１などが形成されている。

このシャフト部材３は、４輪駆動車のトランスファに用いられ、例えばフロント・デファレンシャル装置のデフ・ケースにスプライン６１が結合され、中空部内にフロント・デファレンシャル装置のサイドギヤに結合された中間軸が貫通する。

ギヤ部材１をシャフト部材３に固定するに際しては、先ずギヤ部材１をシャフト部材３のスプライン６１側から挿入し、第２のギヤ側面取り部２３を、シャフト側面取り部４９に対向させる。

ギヤ部材１をさらに軸方向へ移動させ、第２のギヤ側面取り部２３及びシャフト側面取り部４９のガイド等を介して内周圧入面１５を外周圧入面１３に圧入させる。この圧入で、ギヤ側接合面２５をシャフト側接合面３７に軸方向に当接させ、圧入部５を構成する。

ギヤ側接合面２５及びシャフト側接合面３７の外周部では、ボス部外周面３１及びフランジ外周面３５が同径で連続し、ギヤ側接合面２５及びシャフト側接合面３７間を外周側から溶接する。

この溶接時に、空隙部９内の温度が上昇する。この温度上昇による圧力は、連通路１１から外部へ逃がされ、内圧の上昇は抑制できる。

このため、ギヤ側接合面２５及びシャフト側接合面３７間での溶接による溶け込み深さを適正に形成することができる。
［実施例１の効果］
本発明実施例の部材の固定構造は、ギヤ部材１とシャフト部材３とを固定する部材の固定構造であって、シャフト部材３に設けられた外周圧入面１３及びギヤ部材１に設けられ前記外周圧入面１３に圧入された内周圧入面１５とからなる圧入部５と、この圧入部５とは異なる箇所で、シャフト側接合面３７とギヤ側接合面２５とが軸方向に互いに当接して溶接結合された接合部７と、圧入部５と接合部７との間で前記ギヤ部材１側とシャフト部材３側との間に形成された空隙部９と、シャフト部材３のフランジ部３３に設けられ前記圧入部５と前記接合部７との間で前記空隙部９を外部に開放する連通路１１とからなる。

このため、圧入部５と接合部７とを異なる箇所に設けることで、シャフト部材３に対するギヤ部材１の支持剛性及び支持精度を高く確保できる。

すなわち、溶接部とインロー部（ギヤ支持部）とを個別に形成するため、ギヤ支持が高精度になって、強度、ノイズに有利となり、且つ溶接強度を上げてもその支持精度を維持することができる。

したがって、ギヤ部材１とシャフト部材３との固定の耐久性維持や固定の精度維持を可能とする。

また、空隙部９を外部に開放する連通路１１による簡素な構造で目的を達することができる。

連通路11は、周方向に均等に複数個所（例えば、３箇所）に形成されており、空隙部９の減圧効率を向上させ、ギヤ部材1等の変形を抑制できる。

よって、溶接品質が格段に向上し、ギヤ部材１とシャフト部材３との組合せ品の不良発生を防止することができる。

接合部７及び連通路１１は、ギヤ部１７の背後側に形成され、接合部７の溶接時にギヤ部１７に影響を与えることがない。また、ギヤ諸元と独立して接合部７の溶接形状の設定が可能であるため、部品形状の最適化、軽量化が可能である。

連通路１１は、接合部７の溶接方向に交差して指向させた。

このため、空隙部９と連通する連通路１１が、スパッタによる直接の影響を受けないので、空隙部９の内圧を的確に低減することができる。

連通路１１は、シャフト部材３に形成された。

このため、溶接時にギヤ部１７に影響を与えることがない。ギヤ部１７の形状の設定自由度が向上する。また、ギヤ部材１に高強度化の熱処理を行っても、連通路１１による変形を生じることがない。

接合部７の溶接にレーザー溶接を採用すると、相互の部材の材質、形状を自由に選択できる。

接合部７の溶接を径方向から行っているので、部品や設備の振れが溶接品質に影響しないので、品質を向上させることができる。

図３、図４は、本発明の実施例２に係り、図３は、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す断面図、図４は、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。

なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＡを付して説明し、重複した説明は省略する。

図３、図４のように、本実施例のギヤ部材１とシャフト部材３Ａとを固定する部材の固定構造は、連通路１１Ａを、外周圧入面１３に形成した。この連通路１１Ａは、外周圧入面１３の周方向の一部に軸方向に沿って形成された溝で構成されている。

連通路１１Ａの一端は、シャフト側面取り部４９で外部に開放され、同他端は、第１のアール部４５側で空隙部９に開放されている。

したがって、連通路１１Ａにより空隙部９が外部に開放されている。また、連通路１１Ａは、接合部７の溶接方向に交差して指向され、連通路１１Ａは、シャフト部材３に形成された構成となっている。

こうして、本実施例でも、実施例１とほぼ同様な作用効果を奏することができる。

図５は、本発明の実施例３に係り、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。

なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＢを付して説明し、重複した説明は省略する。

図５のように、本実施例のギヤ部材１とシャフト部材３Ｂとを固定する部材の固定構造は、連通路１１Ｂを、フランジ部３３の先端に形成した。この連通路１１Ｂは、フランジ部３３の先端を周方向の一部で凹状に切り欠いた切欠部で構成されている。

連通路１１Ｂの一端は、フランジ部３３の先端で外部に開放され、同他端は、接合部７の内端側で空隙部９に開放されている。

したがって、連通路１１Ｂにより空隙部９が外部に開放されている。また、連通路１１Ｂは、シャフト部材３に形成された構成となっている。

図６は、本発明の実施例４に係り、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。

なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＣを付して説明し、重複した説明は省略する。

図６のように、本実施例のギヤ部材１とシャフト部材３Ｃとを固定する部材の固定構造は、連通路１１Ｃを、外周圧入面１３の軸方向一端側に形成した。この連通路１１Ｃは、シャフト部材３の中空内外を回転半径方向に貫通する孔で構成されている。

連通路１１Ｃの一端は、シャフト部材３の中空内径部に開放され、この中空内径部の軸方向端部で外部に開放され、同他端は、外周圧入面１３の軸方向一端側で空隙部９に開放されている。

したがって、連通路１１Ｃにより空隙部９が外部に開放されている。また、連通路１１Ｃは、シャフト部材３に形成された構成となっている。

図７は、本発明の実施例５に係り、ギヤ部材とシャフト部材との固定構造を示す要部拡大断面図である。

なお、基本的な構成は実施例1と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＤを付して説明し、重複した説明は省略する。

図７のように、本実施例のギヤ部材１Ｄとシャフト部材３Ｄとを固定する部材の固定構造は、接合部７Ｄ及び空隙部９Ｄの形態を変更し、連通路１１Ｄを、ギヤ部材１Ｄ側に形成した。

ギヤ部材１Ｄのボス部１９Ｄには、嵌合部１９Ｄａが周回状に形成され、この嵌合部１９Ｄａの端縁部内周に、ギヤ側接合面２５が周面で形成されている。第１、第２のギヤ側傾斜面２７，２９ｄ間には、ギヤ側内周面６３が形成され、ボス部１９Ｄの背面１９Ｄｂには、突当面６５が形成されている。

シャフト部材３Ｄは、フランジ部３３Ｄの外周にシャフト側接合面３７を備えている。第１のシャフト側傾斜面４１には、シャフト側外周面６７が形成され、ギヤ側内周面６３に対向している。シャフト側外周面６７は、凸アール部６９を介してフランジ面４３に連続している。

そして、シャフト側接合面３７にギヤ側接合面２５が径方向に嵌合当接し、軸方向の端部側からの溶接作業により溶接接合されて接合部７Ｄが形成されている。

したがって、接合部７Ｄの溶接方向は、実施例１とは異なり、軸方向となっている。

また、ボス部１９Ｄの突当面６５は、フランジ面４３に突き当り、第１、第２のギヤ側傾斜面２７，ギヤ側内周面６３、第２のギヤ側傾斜面２９Ｄ、及びボス部１９Ｄの背面１９Ｄｂと第１のシャフト側傾斜面４１、シャフト側外周面６７、及び凸アール部６９との対向間に前記空隙部９Ｄが形成されている。

連通路１１Ｄは、嵌合部１９Ｄａを径方向に貫通する孔で構成されている。連通路１１Ｄの一端は、ギヤ側内周面６３で空隙部９に開放され、他端は、嵌合部１９Ｄａの外面で外部に解放されている。

したがって、連通路１１Ｄにより空隙部９Ｄが外部に開放されている。また、連通路１１Ｄは、接合部７Ｄの溶接方向である軸方向に交差して径方向に指向し、接合部７Ｄ及び連通路１１Ｄは、ギヤ部１７の背後側に形成された構成となっている。

こうして、本実施例でも、実施例１とほぼ同様な作用効果を奏することができる。
［その他］
なお、外周圧入面をギヤ部材側に設け、内周圧入面をシャフト部材側に設けることも可能である。
本発明は、各種動力伝達装置に適用することができる。車両の動力伝達装置としては、トランスミッション、四輪駆動車用のパワーテイクオフユニット、ファイナルデフユニットなどのギヤ機構に広く適用できる。

連通路１１，１１Ｄ等は、ギヤ部材1，１Ｄに形成しても良く、ギヤ部材１，１Ｄ及びシャフト部材３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄの双方に形成しても良い。

１，１Ｄギヤ部材
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄシャフト部材
５圧入部
７，７Ｄ接合部
９，９Ｄ空隙部
１１，１１Ｄ連通路
１３外周圧入面
１５内周圧入面

Claims

ギヤ部材とシャフト部材とを固定する部材の固定構造であって、
前記ギヤ部材とシャフト部材との一方に設けられた外周圧入面及び他方に設けられ前記外周圧入面に圧入された内周圧入面とからなる圧入部と、
この圧入部とは異なる箇所で互いに当接して溶接結合された接合部と、
前記圧入部と接合部との間で前記ギヤ部材側とシャフト部材側との間に形成された空隙部と、
前記ギヤ部材とシャフト部材との一方に設けられ前記圧入部と前記接合部との間で前記空隙部を外部に開放する連通路と、
を備えたことを特徴とする部材の固定構造。
請求項1記載の部材の固定構造であって、
前記接合部及び連通路は、前記ギヤ部材に形成されているギヤ部の背後側に形成された、
ことを特徴とする部材の固定構造。
請求項1又は２記載の部材の固定構造であって、
前記連通路は、前記接合部の溶接方向に交差して指向させた、
ことを特徴とする部材の固定構造。
請求項1〜３の何れかに記載の部材の固定構造であって、
前記連通路は、前記シャフト部材に形成された、
ことを特徴とする部材の固定構造。