JP2002523710A - 自動車用トランスファー - Google Patents

自動車用トランスファー

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Abstract

(57)【要約】 自動車のトランスファーの傘ピニオン軸（５）は、ケーシング（１）内で、相対してＯ形配置された、互いに間隔のおかれた２つの片側負荷可能な２列の複列アンギュラ形玉軸受（１６，１７）を介して支承されている。円錐コロ軸受による典型的な支承部に比べて、本発明による支承部により著しく小さな摩擦モーメントと、著しく少ない軸受け摩耗とが達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の適用分野 本発明は、傘ピニオン軸を有する自動車用トランスファーであって、前記傘ピ
ニオン軸が、互いに間隔をおかれて軸方向で予負荷された２つの玉軸受を介して
ギヤボックスに支承されており且つ傘ピニオンを以てリングギヤを介して、前記
ギヤボックスに支承されたディファレンシャルを駆動し、しかも、該ディファレ
ンシャルに、出力用ギヤ及びディファレンシャルギヤを介して互いに作用結合し
ているアクスルシャフトが支承されている形式のものに関する。
【０００２】 発明の背景 このような形式のトランスファーによって、各アクスルシャフトの駆動輪がカ
ーブ走行時に、それぞれ異なる回転数にもかかわらずスリップせずに走行できる
ということが達成される。傘ピニオン軸又はカルダン軸が傘ピニオンを介して、
ディファレンシャルと相対回動不能に結合されたリングギヤを駆動する。前記デ
ィファレンシャルの内部には、出力用ギヤ及びディファレンシャルギヤが支承さ
れている。直線走行時には、ディファレンシャルに設けられた前記ディファレン
シャルギヤは休止状態にあるので、両アクスルシャフトはリングギヤと同一回転
数で回転する。カーブ走行時には、両アクスルシャフトの間に回転数の相違が生
じる。この場合にディファレンシャルギヤが回転して、リングギヤの回転数に対
する一方のアクスルシャフトの回転数増大を、リングギヤに対する他方のアクス
ルシャフトの回転数減少と同程度にする。
【０００３】 冒頭で述べたようなディファレンシャルは、例えば専門書 "Waelzlagerungen
- Berechnung und Gestaltung" (W.Hampp著、出版社Springer-Verlag、Berlin/H
eidelberg/New York在、第８８図）に示されている。この場合、傘ピニオン軸は
、軸方向で予負荷された、互いに間隔のおかれた２つの円錐コロ軸受を介して支
承されている。前記予負荷は、円錐コロ軸受がねじ締結を以て軸方向で互いに接
近運動させられるようにかけられる。
【０００４】 この場合の欠点は、円錐コロ軸受を予負荷することにより、円錐コロの端面と
軸受輪の縁部面との間に滑り摩擦が生じることである。この滑り摩擦は、前記の
円錐コロ及び縁部面を摩耗させる。この摩耗もやはり軸受けの予負荷損失の原因
となっており、その結果やはり、傘ピニオンとリングギヤとの間の歯列における
遊びの拡大が、ネガティブな結果を伴って生ぜしめられる。
【０００５】 発明のまとめ 従って本発明の課題は、トランスファーの傘ピニオン軸の改良された支承部を
開発することである。
【０００６】 この課題は、本発明では請求項１の特徴部に記載のように、玉軸受が、相対し
てＯ形配置された、片側を負荷可能な２列の複列アンギュラ形玉軸受として形成
されていることによって解決される。
【０００７】 以下に、円錐コロ軸受を用いた典型的な解決手段に対する本発明の利点を説明
する。即ち： 本発明による支承部には滑り摩擦が生じないということに基づき、著しく小さ
な摩擦モーメントによって、必然的に比較的低い軸受温度及びこれに基づく比較
的低いオイル溜め温度も生ぜしめられる。つまり全体的に、支承部のより良好な
効率及び比較的小さな損失出力が得られる。本発明による支承部を自動車に組み
込むと、比較的小さな損失出力に基づく出力の結果として、比較的少ない燃料消
費が可能である。約４０℃だけ低いオイル溜めの温度は、内燃機関のギヤボック
ス用に、例えばやはり重量節減の点で注目されるマグネシウム合金等の比較的軽
量のケーシング材料を使用できるということも可能にする。
【０００８】 別の利点は、支承部の比較的小さな摩耗であり、この摩耗は、典型的な解決手
段の摩耗量の約１０分の１しかない。この僅かな摩耗は、傘ピニオン軸の傘ピニ
オンと、ディファレンシャルに結合されたリングギヤとの間の歯列における公知
のネガティブな遊び拡大を伴う傘ピニオン軸の軸方向シフトが防止されていると
いうことに役立つ。
【０００９】 本発明による解決手段の別の有利な構成は、請求項２から６に記載されている
。即ち、請求項２，３では、軸受の軌道がそれぞれ等しい又は異なる直径を有し
ているか、若しくは等しい又は異なる押圧角度を有しているということが規定さ
れている。
【００１０】 請求項４に記載の別の構成では、１つの軸受の２つの軌道の軸受玉は、それぞ
れ保持器内で案内され且つ等しい又は異なる直径を有しているのが望ましい。
【００１１】 傘ピニオン軸の傘ピニオンに隣接して配置された第１の２列の複列アンギュラ
形玉軸受が、所属の第２の複列アンギュラ形玉軸受よりも大きく寸法決めされて
いるということが請求項５から明らかである。この有利な構成は、傘ピニオンの
すぐ近くで最大負荷が半径方向と軸方向の両方で吸収される必要があるというこ
とに基づいている。
【００１２】 最後に、第２の２列の複列アンギュラ形玉軸受の内輪が、変形可能なスリーブ
に軸方向で支持されているということが請求項６から明らかである。このスリー
ブは、所望の予負荷を調節した後、反力の作用により調節ねじにもやはり予負荷
がかけられ、従ってねじ山付きねじの解離は不可能であるということのために働
く。
【００１３】 第２の独立請求項７では、本発明の課題は、玉軸受が、相対してＯ形配置され
た、各２つの片側負荷可能な一体のアンギュラ形玉軸受として複列配置形式で形
成されていることによっても解決される。
【００１４】 実施例の説明 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】 図１に示した自動車用トランスファーはケーシング１を有しており、このケー
シング１内では、ディファレンシャル２が２つの円錐コロ軸受け３を介して支承
されている。傘ピニオン軸５の傘ピニオン４はリングギヤ６を駆動し、このリン
グギヤ６もやはりディファレンシャル２を運動させる。このディファレンシャル
２は、ディファレンシャルギヤ７と出力用ギヤ８とを介して各アクスルシャフト
９に結合されている。このアクスルシャフト９は、図示されていない車輪を駆動
する。傘ピニオン軸５も同様に、ケーシング１内で互いに間隔のおかれた別の２
つの円錐コロ軸受け１０を介して保持されており、これらの円錐コロ軸受け１０
は、それぞれねじ山付き部材１１によって軸方向で相互に接近運動させられてい
る、つまり予負荷をかけられている。
【００１６】 円錐コロ軸受け１０の内輪１２には半径方向外向きの縁部１３が設けられてお
り、この縁部１３には円錐コロ１４の端面が突き合わされている。予負荷のかけ
られた円錐コロ軸受け１０に基づき、円錐コロ１４の端面と縁部１３の内面との
間に、材料摩耗に基づく摩滅を生ぜしめてトランスファーにネガティブに作用す
る滑り摩擦が発生する。つまり、従来技術に基づく傘ピニオン軸５のこのような
軸受けは高い摩擦モーメント、高い軸受温度及びオイル温度並びに低い効率を有
している。更に、円錐コロ及び縁部面における摩耗によって生じる予負荷損失は
、傘ピニオン４とリングギヤ６との間の歯列の遊びを拡大させる。
【００１７】 図２に示したトランスファーの傘ピニオン軸５は、右側端部に傘ピニオン４が
位置する段付けされたシャフト１５を有している。ケーシング１内では傘ピニオ
ン軸５が、互いに間隔のおかれた２つの複列アンギュラ形玉軸受１６，１７を介
して保持されており、これらの複列アンギュラ形玉軸受１６，１７は、それぞれ
各２つのショルダ２０，２１を有する一体の軸受内輪１８及び一体の軸受外輪１
９を有している。軸受玉２２，２３は、それぞれ複列アンギュラ形玉軸受１６，
１７の内部では同じ大きさを有しており且つ軸受保持器２４内で案内されている
。図２からは更に、複列アンギュラ形玉軸受け１６，１７の内部で軸受玉２２，
２３の軌道（詳しくは図示せず）がそれぞれ異なる直径を有しているということ
が判る。傘ピニオン４の近傍で傘ピニオン軸５の最大半径方向負荷及び最大軸方
向負荷が生ぜしめられるので、複列アンギュラ形玉軸受１６は、複列アンギュラ
形玉軸受１７よりも著しく大きく寸法決めされている。両複列アンギュラ形玉軸
受１６，１７を相対してＯ形配置することに基づき、その都度複列アンギュラ形
玉軸受１６，１７の内の一方が１軸方向の力を吸収できる、つまり、傘ピニオン
軸５の軸方向のシフトは不可能であるということが保証されている。公知の形式
では、ねじ山付き部材１１を傘ピニオン軸５のシャフト１５にねじ嵌めることに
よって傘ピニオン４がケーシング１に向かって、つまり軸方向で見て左側に向か
って運動されるように予負荷が生ぜしめられる。その結果、両複列アンギュラ形
玉軸受１６，１７に予負荷がかけられる。これらの複列アンギュラ形玉軸受１６
，１７の間の傘ピニオン軸５のシャフト１５には、一方を複列アンギュラ形玉軸
受１７の内輪１８に支持され且つ他方をシャフト１５の段部（図示せず）に支持
されたスリーブ２５が配置されている。ねじ山付き部材１１を締めると、まず複
列アンギュラ形玉軸受１７の軸受内輪１８が右側に向かってシフトされるので、
スリーブ２５に変形力が加えられる、つまり、このスリーブ２５は変形される。
但し、この変形の結果、スリーブ２５によって反力が複列アンギュラ形玉軸受１
７の内輪１８に加えられるので、ねじ山付き部材１１は前記反力によって負荷さ
れ、その結果、傘ピニオン軸５のシャフト１５のねじ山からは解離され得ない。 円錐コロ軸受１０による傘ピニオン軸５の典型的な支承とは異なり、比較的強
い予負荷においても転がり摩擦しか存在せず、つまり、摩耗が著しく減少される
。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来技術による自動車のトランスファーケースの断面図である。
【図２】 本発明による軸受けを備えた傘ピニオン軸の縦断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング、 ２ ディファレンシャル、 ３，１０ 円錐コロ軸受、
４ 傘ピニオン、 ５ 傘ピニオン軸、 ６ リングギヤ、 ７ ディファレン
シャルギヤ、 ８ 出力用ギヤ、 ９ アクスルシャフト、 １１ ねじ山付き
部材、 １２ 内輪、 １３ 縁部、 １４ 円錐コロ、 １５ シャフト、
１６，１７ 複列アンギュラ形玉軸受、 １８ 軸受内輪、 １９ 軸受外輪、
２０，２１ ショルダ、 ２２，２３ 軸受玉、 ２４ 軸受保持器、 ２５
スリーブ
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年７月１９日（２０００．７．１９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００１】 発明の適用分野 本発明は、傘ピニオン軸を有する自動車用トランスファーであって、前記傘ピ
ニオン軸が、互いに間隔をおかれて軸方向で予負荷された２つのアンギュラ形玉
軸受を介してギヤボックスに支承されており且つ傘ピニオンを以てリングギヤを
介して、前記ギヤボックスに支承されたディファレンシャルを駆動し、しかも、
該ディファレンシャルに、出力用ギヤ及びディファレンシャルギヤを介して互い
に作用結合しているアクスルシャフトが支承されている形式のものに関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 この場合の欠点は、円錐コロ軸受を予負荷することにより、円錐コロの端面と
軸受輪の縁部面との間に滑り摩擦が生じることである。この滑り摩擦は、前記の
円錐コロ及び縁部面を摩耗させる。この摩耗もやはり軸受けの予負荷損失の原因
となっており、その結果やはり、傘ピニオンとリングギヤとの間の歯列における
遊びの拡大が、ネガティブな結果を伴って生ぜしめられる。これに関連して、米
国特許第３７９２６２５号明細書に基づき公知のトランスファーの傘ピニオン軸
は、互いに間隔のおかれた２つのアンギュラ形玉軸受を介して支承されている。
しかし、このような軸受け配置形式は、高出力トランスミッションに課される要
求を全く満たさないので、技術的には一度も実現されなかった。一方では定格負
荷が、また他方では剛性が小さすぎる。これにより、トランスミッションの耐用
年数を減少させ且つ傘ピニオン軸及びリングギヤの歯車が噛み合うとノイズを発
生させる不規則な負荷特性（Tragverhalten)が生ぜしめられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 この課題は、本発明では請求項１の特徴部に記載のように、アンギュラ玉軸受
が、片側を負荷可能な２列の複列アンギュラ形玉軸受として形成されており、こ
れらの複列アンギュラ形玉軸受が、それぞれ一体の軸受内輪及び一体の軸受外輪
を有しており且つ相対してＯ形配置されていることによって解決される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｆ１６Ｃ 33/58 Ｆターム(参考） 3D042 AA05 AA06 AA07 AB01 CA01 CA03 CB02 CB03 CB24 CB25 3J063 AA02 AB04 AC16 BA04 BB14 CA03 CD02 CD06 CD09 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62 AA82 BA53 BA54 BA55 BA71 BA77 FA31 GA01

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 傘ピニオン軸（５）を有する自動車用トランスファーであっ
    て、前記傘ピニオン軸が、互いに間隔をおかれて軸方向で予負荷された２つの玉
    軸受を介してギヤボックス（１）に支承されており且つ傘ピニオン（４）を以て
    リングギヤ（６）を介して、前記ギヤボックス（１）に支承されたディファレン
    シャル（２）を駆動し、しかも、該ディファレンシャル（２）に、出力用ギヤ（
    ８）及びディファレンシャルギヤ（７）を介して互いに作用結合しているアクス
    ルシャフト（９）が支承されている形式のものにおいて、 玉軸受が、相対してＯ形配置された、片側負荷可能な２列の複列アンギュラ形
    玉軸受（１６，１７）として形成されていることを特徴とする、自動車用トラン
    スファー。
  2. 【請求項２】 前記軸受け（１６，１７）の軌道が、それぞれ等しい又は異
    なる直径を有している、請求項１記載のトランスファー。
  3. 【請求項３】 前記軸受け（１６，１７）の軌道が、それぞれ等しい又は異
    なる押圧角度を有している、請求項１記載のトランスファー。
  4. 【請求項４】 前記軸受け（１６，１７）の２つの軌道の軸受玉（２２，２
    ３）が、保持器（２４）内で案内されており且つ等しい又は異なる直径を有して
    いる、請求項１記載のトランスファー。
  5. 【請求項５】 傘ピニオン軸（５）の傘ピニオン（４）に隣接して配置され
    た第１の複列アンギュラ形玉軸受（１６）が、所属の第２の複列アンギュラ形玉
    軸受（１７）よりも大きく寸法決めされている、請求項１記載のトランスファー
    。
  6. 【請求項６】 第２の２列の複列アンギュラ形玉軸受（１７）の内輪（１８
    ）が、変形可能なスリーブ（２５）に軸方向で支持されている、請求項１記載の
    トランスファー。
  7. 【請求項７】 請求項１の上位概念に記載の形式のトランスファーにおいて
    、玉軸受が、相対してＯ形配置された、各２つの片側負荷可能な一体のアンギュ
    ラ形玉軸受として複列配置形式で形成されていることを特徴とする、自動車用ト
    ランスファー。
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