变速器箱体的制作方法

专利名称：变速器箱体的制作方法
技术领域：
本发明涉及设有内齿轮的变速器箱体。
背景技术：
以往公知有减速器等变速单元使用了行星齿轮机构的变速器。行星齿轮机构一般由太阳齿轮、多个行星齿轮、行星架以及内齿轮等构成。例如，如果是减速器，各行星齿轮以能够自如旋转的方式支承于与输出轴连接的行星架，并以与太阳齿轮啮合的方式配置在太阳齿轮周围。内齿轮以不能旋转的方式配置在这些行星齿轮的周围并且与这些行星齿轮啮合。通过对太阳齿轮进行旋转驱动，各行星齿轮绕太阳齿轮公转。伴随着行星齿轮的公转，行星架减速旋转，其旋转动力通过输出轴而被输出。通常，内齿轮被嵌入到变速器箱体的内侧，例如通过将销嵌入到形成于内齿轮和变速器箱体双方的销孔中等，内齿轮被固定于变速器箱体。关于本发明，公开了齿轮的制造方法(专利文献I)和嵌入用齿轮(专利文献2)。在专利文献I中，公开了主体部为树脂成型件或者压铸件的齿轮的制造方法。具体来说，对带状的钢板实施滚轧成型来形成平齿状的齿部，将该齿部弯成圆形来形成齿部环。使用模具向所述齿部环的内侧注入熔融的合成树脂或合金并使其固化，由此使齿轮成型为一体。在专利文献2中，公开了这样的齿轮在对齿轮进行压铸成型时，能够防止熔融的合成树脂等流入到齿槽中。具体来说，该齿轮构成大致圆筒形状，在齿轮的外周面形成有齿槽。并且，在该齿轮的一个侧面的周缘一体形成有阻止成型材料的流入的凸缘部。专利文献I :日本特开平7-125088号公报专利文献2 :日本实开昭51-158961号公报在行星齿轮机构中，由于对内齿轮施加大的转矩，因此，在内齿轮通过销固定的现有的变速器箱体的情况下，如果接合不够充分，则可能导致错位或晃动等。因此，两者要求高度的成型精度和装配精度，在提高生产率和抑制生产成本方面成为障碍。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种变速器箱体，能够将内齿轮稳定且牢固地接合于变速器箱体，能够提高生产率和降低生产成本。为了达成上述目的，在本发明中，在对内齿轮的形状进行了研究的基础上，将该内齿轮嵌入成型在了箱体部件中。具体来说，本发明的变速器箱体是这样的变速器箱体，其包括箱体部件，其包围太阳齿轮和行星齿轮的周围；以及圆筒状的内齿轮，其以旋转轴线与所述太阳齿轮一致的状态固定在所述箱体部件的内侧。在所述内齿轮的一端设置有比齿的末端向内侧探出的环状的流入限制部。在所述内齿轮的外周面设置有防滑部，在该防滑部形成有一个以上的凸部或者凹部。并且，所述箱体部件通过压铸而成型，所述内齿轮嵌入成型于所述箱体部件。根据这样的结构的变速器箱体，在内齿轮的一端设置有比齿的末端向内侧探出的环状的流入限制部，该内齿轮嵌入成型于压铸成型的箱体部件中，因此，在将内齿轮装配于模具的型芯的时候，流入限制部与型芯接触，这样则能够通过型芯和流入限制部来密闭位于型腔内的内齿轮的齿的部分(环状齿)。因此，能够防止熔融的铝合金等成型材料进入环状齿的情况，不会损害环状齿的品质，能够省去熔融屑的除去等多余的作业。由于内齿轮嵌入成型于箱体部件，因此即使不像以往的销固定等那样确保高度的成型精度和装配精度，也能够更加稳定且牢固地接合内齿轮。由于也不需要销固定等作业， 因此在生产率和生产成本方面很有利。而且，在内齿轮的外周面设置有形成了一个以上的凸部或者凹部的防滑部，因此，内齿轮与箱体部件的接合面积增加，能够更加牢固地进行接
口 ο优选的是，所述流入限制部由与所述内齿轮分体形成的圆环状的部件构成，所述流入限制部后安装于所述内齿轮。这样的话，能够通过拉削加工来形成环状齿的部分，因此能够容易地量产内齿轮， 在生产率和生产成本方面很优秀。另外，优选的是，所述防滑部由与旋转轴线大致平行的线状的凹凸结构构成。这样的话，利用防滑部，能够有效地承受使用时施加于内齿轮的较大的转矩，因此能够更加稳定地防止内齿轮的错位或晃动。此外，优选的是，在所述箱体部件在固定有所述内齿轮的部分的外侧具有沿着旋转轴线方向延伸并且截面突出的角形部的情况下，设置铸孔和占据预定的容积的形变防止部。当在箱体部件具有这样的角形部的情况下，由于部位的不同，成型材料的量会有不平衡，因此，成型材料固化时的冷却速度会有偏差而使箱体部件产生形变。其结果是对内齿轮施加不平衡的形变力，因此内齿轮的正圆度会降低。与此相对，通过设置铸孔，能够消除一定程度的不平衡，在拔模关系上，铸孔的长度和形状由于模具的滑动方向等而大受限制。因此，如果仅靠铸孔，根据成型的箱体部件的形状的不同，成型材料的分布会产生不平衡。因此，通过在铸孔之外另行设置形变防止部， 能够补充仅靠铸孔无法补充的部分。其结果是，能够使内齿轮周围的铝合金的分布均一化， 能够抑制对内齿轮施加不平衡的形变力，能够提高内齿轮的正圆度。例如，在所述铸孔沿着旋转轴线方向延伸的情况下，优选在比所述铸孔的末端靠里侧的位置设置所述形变防止部。这样的话，即使是在铸孔的末端侧存在厚壁部的情况下， 也能够通过形变防止部来调整厚壁部的成型材料的量，因此能够抑制成型材料的分布的不平衡。所述形变防止部能够与所述内齿轮设置成一体。这样的话，通过形变防止部也能够获得与防滑部同样的效果，因此能够将内齿轮更加稳定且牢固地接合于箱体部件。另外，能够通过形变防止部在结构上强化内齿轮，能够进一步提高内齿轮的正圆度。
发明效果
与利用销固定等固定了内齿轮的以往的变速器箱体相比，能够将内齿轮稳定且牢固地固定于变速器箱体。不需要高度的成型精度和装配精度，因此能够提高生产率和降低生产成本。


图I是表示本实施方式的变速器的概要立体图。为了示出内部，对变速器的一部分进行了剖切。
图2是沿图I中的X-X线的箱体部件的概要剖视图。环状齿的部分仅图示了一部分。
图3是从图2中的箭头Y方向看到的箱体部件的概要图。
图4是表示内齿轮部件的概要立体图。环状齿以及防滑部的部分仅图示了一部分。
图5是内齿轮部件的概要平面图。
图6是表示第一箱体部件的成型过程的概要图。
图7是表示第一箱体部件的成型过程的概要图。
图8是表示比较例中的内齿轮的正圆度的测定结果的概要图。
图9是表示实施例中的内齿轮的正圆度的测定结果的概要图。
图10是表示内齿轮部件的变形例的概要立体图。环状齿和防滑部的部分仅图示了一部分。
图11中(a)和(b)是表示变速器箱体的变形例的概要正视图。
图12是表示变速器箱体的变形例的概要剖视图。
图13是表示变速器箱体的变形例的概要剖视图。
标号说明
I :箱体(变速器箱体);
2 :输入部；
3 :行星齿轮机构；
4 :输出轴；
10 :第一箱体部件(箱体部件)；
11 :周壁部；
Ila:角形部；
12 :端壁部；
16 :铸孔；
18 :厚壁部；
31 :太阳齿轮；
32 :行星齿轮；
33 :内齿轮；
34 :行星架；
50 :内齿轮部件；
5
51 :齿轮部51a :环状齿；52:形变防止部；53 :环状板(流入限制部)；54:防滑部；A:旋转轴线。
具体实施例方式以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。但是，以下的说明不过是本质上的例示而已，该说明并不对本发明、其应用品以及其用途进行限定。图I表示应用了本发明的减速器(变速器)。减速器具有箱体I (变速器箱体)、 输入部2、行星齿轮机构3以及输出轴4等。在该减速器中，电动机的驱动轴等与输入部2 连接，由此，旋转驱动力从输入部2输入到减速器中。利用行星齿轮机构3，其旋转速度被减速，通过输出轴4输出转矩升高了的旋转驱动力。行星齿轮机构3由太阳齿轮31、多个行星齿轮32、内齿轮33以及行星架34等构成。太阳齿轮31以能够自如旋转的方式支承于箱体I,太阳齿轮31借助于从输入部2输入的旋转驱动力而以旋转轴线A为中心旋转。各行星齿轮32以与太阳齿轮31啮合的方式配置在太阳齿轮31周围。各行星齿轮32以能够自如旋转的方式支承于行星架34。行星架 34经一对轴承35a、35b而以能够自如旋转的方式支承于箱体I。在本实施方式中，输出轴 4与行星架34设成一体。内齿轮33是齿形成在内侧的齿轮。内齿轮33以与从形成于行星架34的侧面的窗部34a露出的各行星齿轮32啮合的方式，以使旋转轴线A与太阳齿轮31 —致的状态配置在它们的周围。内齿轮33以不能旋转的方式配置在箱体I的内侧。因此，随着太阳齿轮 31的旋转，各行星齿轮32自转并且绕太阳齿轮31公转，伴随于此，行星架34(输出轴4)以预定的减速比以旋转轴线A为中心旋转。另外，对于内齿轮33的详细情况将在后文另行叙述。本实施方式的箱体I由彼此对接而成为一体的第一箱体部件10 (箱体部件)和第二箱体部件20构成。输入部2收纳在第二箱体部件20侧，包括内齿轮33在内，行星齿轮机构3和输出轴4收纳在第一箱体部件10侧。所述第一箱体部件10等使用铝合金等成型材料通过压铸而成型。图2和图3表示第一箱体部件10的详细情况。第一箱体部件10具有外侧的截面形成为四边形的周壁部11 ;以及堵塞周壁部11的一端的端壁部12。包括太阳齿轮31和行星齿轮32的行星齿轮机构3的周围被周壁部11包围。在端壁部12的中央部分，形成有呈圆筒状突出的轴承保持部13。在该轴承保持部 13的内侧，嵌入固定有上述的轴承35a。并且，输出轴4的末端部分穿过开设于轴承保持部 13的中央的轴孔14而突出到箱体I的外部。在周壁部11中的各角的部分(角形部11a)，沿着旋转轴线A方向贯穿有用于与第二箱体部件20进行紧固的螺栓孔15(4处)。此外，在各角形部Ila形成有铸孔16。本实施方式的铸孔16从开口侧(端壁部12的相反侧)沿旋转轴线A方向延伸，其内周面由截面为弧状的弧状面16a、以及从弧状面16a向外侧连续并避开螺栓孔15而形成为截面呈W字状的W字状面16b构成。本实施方式的铸孔16形成为截面朝向末端而逐渐减小的末端较细的形状(拔模斜度)。另外，拔模斜度并不是铸孔16所必需的，只要末端侧不比基端侧大即可。在周壁部11的内侧，从开口侧朝向端壁部12形成有大径孔部17，该大径孔部17 与轴承保持部13连通，并且内径比轴承保持部13要大。大径孔部17的深度形成得比周壁部11的长度(在图2中用标号t表示)要小，在周壁部11的与端壁部12的连接部分，存在厚壁部18，该厚壁部18的厚度比周壁部11中的其它部分的厚度要厚。在大径孔部17的里侧(底的部分)，通过嵌入成型而一体地固定有内齿轮部件50。图4表示内齿轮部件50的详细情况。内齿轮部件50是钢铁制的部件，其具有圆筒状的齿轮部51、与齿轮部51形成为一体的形变防止部52、以及环状板53 (流入限制部)。 齿轮部51是构成内齿轮33的部位。在齿轮部51的内周面，通过拉削加工而呈环状地形成有与各行星齿轮32啮合的一组齿(环状齿51a)。环状板53是相对于齿轮部51和形变防止部52另行设置的、由金属板切割形成的圆环状的部件，其后安装于齿轮部51等。环状板53通过焊接等而固定于齿轮部51的靠形变防止部52侧的一端，并与环状齿51a的一端紧密接触。环状板53被设定成其内周缘比各个齿的末端向内侧探出。在齿轮部51的外周面，在整周范围形成有防滑部54。本实施方式的防滑部54由与旋转轴线A大致平行地延伸的多个线状的凹凸形状构成。防滑部54的截面形成为锐利的折线形状。通过在齿轮部51的外周面设置这样的防滑部54，在将内齿轮部件50嵌入成型于第一箱体部件10的时候，两者的接合面积增加，因此能够更加牢固地进行接合。而且，通过使防滑部54由与旋转轴线A大致平行地延伸的多个线状的凹凸形状构成，能够有效地承受施加于环状齿51a的大的转矩，因此，能够防止齿轮部51的错位或晃动。形变防止部52具有与齿轮部51的一端连续地延伸的圆筒状的延伸部52a ;以及从延伸部52a的末端在整周范围向径向外侧探出的凸缘部52b。如图5所示，凸缘部52b的与周壁部11的边的部分(边部)对置的部位形成为与周壁部11大致平行，凸缘部52b的与周壁部11的各角形部Ila对置的部位形成为圆弧状。角形部Ila侧的部位比边部侧的部位探出得更多。内齿轮部件50是以环状板53侧朝向端壁部12的状态嵌入成型于第一箱体部件 10的，形变防止部52被埋设于厚壁部18中。如图2和图5所示，特别是在角形部11a，凸缘部52b进入到铸孔16的末端的里面(下侧)并占据了预定的容积。更详细来说，在内齿轮部件50的周围的部分处的边部和角形部11a，通过凸缘部52b和铸孔16进行了调整使得铝合金的部分所占的容积尽量相等。在拔模的关系方面，铸孔16无法使其末端侧增大，因此，虽然与模具有关，但是仅通过铸孔16在厚壁部18确保足够的容积并不容易。特别是在成型时使用由仅向一个方向相对滑动的一对模具构成的简易模具的情况下，非常困难。因此，通过相对于铸孔16另行设置形变防止部52，能够通过形变防止部52来补充容积不足的部分。这样，通过使内齿轮部件50周围的铝合金的分布均一化，能够有效地抑制齿轮部51的形变。
接下来，参照图6和图7对第一箱体部件10的一般的成型过程进行说明。如图6 所示，例如使用由固定模具(阴模)以及可动模具62(阳模)构成的一对模具，通过压铸成型来形成第一箱体部件10。这时，内齿轮部件50被插入到模具的型腔(空洞)来进行一体成型(嵌入成型)。在固定模具61设置有形成周壁部11的外表面侧的第一孔部61a以及形成轴承保持部13的外表面侧的第二孔部61b等。固定模具61被固定,相对于固定模具61,可动模具 62在模具的中心线S的方向滑动移位。另外，模具的中心线S与旋转轴线A —致。在可动模具62设置有中心芯62a、形成螺栓孔15的内表面侧的柱状芯62b、以及形成铸孔16的内表面侧的铸芯62c等。中心芯62a的基部的外形形成为比齿轮部51的内径稍小，以便能够装配齿轮部51。在中心芯62a的基部的上端，设置有外径与环状板53的内径大致相同的接触部63，以便与环状板53接触。此外，在中心芯62a的末端侧，还设置有形成轴孔14和轴承保持部13的内表面侧的部分等。内齿轮部件50以环状板53侧朝向固定模具61的底侧的状态装配于可动模具62 的中心芯62a的基部。这样，齿轮部51的环状齿51a的部分被环状板53和可动模具62堵住。并且，如箭头所示，可动模具62进入到固定模具61中，如图7所示，两者接合成一体。 由此，在模具内部形成了预定形状的型腔。然后，从设于固定模具61的注入口(未图示)压入熔融的高温的铝合金，将其喷射到型腔内。此时，环状齿51a的部分被环状板53等堵塞，因此，能够防止铝合金进入到环状齿51a的部分。在向型腔内注入了足够的铝合金之后，为了使铝合金固化，通过自然放冷来进行冷却处理。此时，通过铸芯62c和形变防止部52调整成对于内齿轮部件50的周围的部分处的型腔的容积，变得大致均一，因此，边部、角形部11a、厚壁部18等总容积不同的部位处的内齿轮部件50周围的铝合金的冷却速度大致相同。其结果是，铝合金的形变变小，施加于内齿轮部件50的形变力的不平衡减轻，因此能够提高齿轮部51 (环状齿51a)的正圆度。(实施例)为了确认形变防止部带来的效果，制作使用了没有形变防止部的内齿轮部件的箱体部件(比较例)和使用了具有形变防止部的内齿轮部件的箱体部件(实施例)，对两者的环状齿的正圆度进行比较。关于比较所使用的箱体部件和内齿轮部件，除了形变防止部的有无之外，形状以及成型方法与上述实施方式的第一箱体部件10和内齿轮部件50是相同的。正圆度的测定是在相同条件下、对于实施例品和比较例品在旋转轴线方向的上部(开口侧)、中央部以及下部(端壁部侧)这预定的三个部位在整周范围对环状齿的节圆直径(PCD)进行了测定。图8表示比较例的PCD的测定结果。在该图中，标号S所示的曲线表示了嵌入成型前(未处理)的PCD的分布。另外，标号10所示的假象线表示了与PCD测定部位对应的箱体部件外廓线。如该图所示，成型后与处理前相比PCD有所减小，其分布越朝向底侧偏差越大。特别是确认到了边部侧的PCD比角部侧的PCD小的趋势。图9表示实施例的P⑶的测定结果。该图中，标号S所示的曲线是未处理的P⑶ 分布，是与比较例大致相同的值。在实施例的情况下，与比较例相比，成型前后的PCD的差减小。另外，成型后的各部位的PCD的偏差也减小，可以确认到与比较例相比正圆度大幅度提闻。(其它)本发明的变速器箱体并不限定于上述实施方式，也包括除此之外的各种结构。例如，在箱体部件是圆形截面的情况下等，当在齿轮部51 (内齿轮33)的周围铝合金所占的容积没有很大的差的情况下，如图10所示，可以不在内齿轮部件50设置形变防止部52。箱体部件的截面形状并不限定于四边形。例如，如图11的(a)所示，第一箱体部件10(周壁部11)的截面形状也可以是五边形等，如图11的(b)所示，也可以是一部分的截面为圆形，而在一部分设置有角形部。另外，虽然未图示，但是旋转轴线A也可以相对于箱体部件偏心配置。另外，在上述的实施方式中，示出了第一箱体部件10由周壁部11和堵塞其一端的端壁部12成型为一体的情况，但是也可以分别形成与周壁部11相当的部件以及与端壁部 12相当的部件，通过将它们组合起来来构成第一箱体部件10(参照图12)。另外，该情况下的箱体部件为筒状。在上述的实施方式中，示出了可动模具由一个零件构成的情况，但是可动模具也可以由多个零件构成。在该情况下，由于与各零件的滑动方向对应地设置铸芯，因此，铸孔 16的延伸方向不限定于中心线S的方向。例如，铸孔16可以沿着与中心线S正交的方向或相对于中心线S倾斜的方向延伸。这样，铸孔16还可以如图12或图13所示形成为从周壁部11的侧方凹陷。防滑面还可以用多个点状突起或一个以上的线状突起构成。铸孔和形变防止部的形状可以根据箱体部件的形状等适当地形成。形变防止部也与环状板一样，可以后安装于内齿轮。
权利要求
1.一种变速器箱体，其包括箱体部件，其包围太阳齿轮和行星齿轮的周围；以及圆筒状的内齿轮，其以旋转轴线与所述太阳齿轮一致的状态固定在所述箱体部件的内侧，在所述内齿轮的一端设置有比齿的末端向内侧探出的环状的流入限制部，在所述内齿轮的外周面设置有防滑部，在该防滑部形成有一个以上的凸部或者凹部， 所述箱体部件通过压铸而成型，所述内齿轮嵌入成型于所述箱体部件。
2.根据权利要求I所述的变速器箱体，其中，所述箱体部件在固定有所述内齿轮的部分的外侧具有截面突出的角形部，该角形部沿着旋转轴线方向延伸，在所述角形部设置有铸孔和占据预定的容积的形变防止部。
3.根据权利要求I所述的变速器箱体，其中，所述流入限制部由与所述内齿轮分体形成的圆环状的部件构成，所述流入限制部后安装于所述内齿轮。
4.根据权利要求3所述的变速器箱体，其中，所述箱体部件在固定有所述内齿轮的部分的外侧具有截面突出的角形部，该角形部沿着旋转轴线方向延伸，在所述角形部设置有铸孔和占据预定的容积的形变防止部。
5.根据权利要求I或4所述的变速器箱体，其中，所述防滑部由与旋转轴线大致平行的线状的凹凸结构构成。
6.根据权利要求5所述的变速器箱体，其中，所述箱体部件在固定有所述内齿轮的部分的外侧具有截面突出的角形部，该角形部沿着旋转轴线方向延伸，在所述角形部设置有铸孔和占据预定的容积的形变防止部。
7.根据权利要求6所述的变速器箱体，其中，所述形变防止部与所述内齿轮设置成一体。
8.根据权利要求6所述的变速器箱体，其中，所述铸孔沿着旋转轴线方向延伸，在比所述铸孔的末端靠里侧的位置，设置有所述形变防止部。
9.根据权利要求8所述的变速器箱体，其中，所述形变防止部与所述内齿轮设置成一体。
全文摘要
本发明提供一种变速器箱体，其能够将内齿轮稳定且牢固地接合于变速器箱体。变速器箱体包括包围太阳齿轮(31)和行星齿轮(32)的周围的第一箱体部件(10)；以及以旋转轴线(A)与太阳齿轮(31)一致的状态固定在第一箱体部件(10)的内侧的圆筒状的内齿轮(33)。在内齿轮(33)的一端设置有比齿的末端向内侧探出的环状的环状板(53)。在内齿轮(33)的外周面设置有凹凸的防滑部(54)。第一箱体部件(10)通过压铸而成型，内齿轮(33)嵌入成型于第一箱体部件(10)。
文档编号F16H57/023GK102588561SQ201210012740
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月16日 优先权日2011年1月17日
发明者大塚智之 申请人:日本电产新宝株式会社