JP2003148594A - 組立体 - Google Patents

組立体

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JP2003148594A
JP2003148594A JP2001344626A JP2001344626A JP2003148594A JP 2003148594 A JP2003148594 A JP 2003148594A JP 2001344626 A JP2001344626 A JP 2001344626A JP 2001344626 A JP2001344626 A JP 2001344626A JP 2003148594 A JP2003148594 A JP 2003148594A
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Japan
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casing
thermal expansion
assembly
interior
expansion coefficient
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JP2001344626A
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Hirotatsu Yamamoto
大逹 山本
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GKN Driveline Japan Ltd
Original Assignee
Tochigi Fuji Sangyo KK
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/54—Systems consisting of a plurality of bearings with rolling friction
    • F16C19/546—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing
    • F16C19/547—Systems with spaced apart rolling bearings including at least one angular contact bearing with two angular contact rolling bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C25/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for wear or play
    • F16C25/06—Ball or roller bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/61—Toothed gear systems, e.g. support of pinion shafts

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のシム等を介設することなく、温度上昇
時におけるプリロード抜け等を抑制し得る組立体を提供
することを目的とする。 【解決手段】 互いに熱膨張率が異なるケーシング１と
内装品２とからなる組立体において、前記ケーシング１
と内装品２のいずれか熱膨張率の大きい方（図示の例で
はケーシング１の方を熱膨張率の大きい部材で構成し
た）の変形を規制する規制部材３を設置したことを特徴
とするもので、組立体を構成して熱膨張率を異にする素
材間に温度変化に起因した熱変形による変形差が生じよ
うとしても、特に熱膨張率の大きい方（ケーシング１）
の変形を、規制部材３における段差部３Ｃと加締めナッ
ト６とで規制することで、両者の変形差を有効に抑制す
ることができ、ケーシング１と内装品２との間の設計上
の相対位置関係を正規に保持して、内装品２を軸支する
テーパベアリングにおけるプリロード抜け等が有効に防
止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、互いに熱膨張率が
異なるケーシングと内装品とからなる組立体に係り、好
適には、ギヤ等の内装品がケーシングにテーパベアリン
グ等により回転自在に支持された組立体に関する。四輪
駆動車用トランスファー、ギヤポンプ、過給機等の二軸
式流体機械等への適用が考えられるが、内装品が回転す
るその他の組立体あるいは回転を伴わない内装品を含む
組立体にも適用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】必ずしも回転を伴わない内装品を含め
て、回転する内装品をケーシング内に装備する組立体に
関して、通常、ケーシングと内装品の両方の部材が同一
素材から構成されることは少なく、それぞれに適した特
性の素材が選定されて製作されることが多い。そのよう
なものの典型的なものとして、例えば、図３に示した特
開昭５８−８９４２５号公報に開示された四輪駆動車が
挙げられる。
【０００３】前記図３の従来例を簡単に説明する。図示
外のエンジンからの駆動力を受けて回転する入力筒２０
の駆動力は、セレクタ２３の第１ギヤ２８Ａへの選択的
係合により、カウンタギヤ２２との噛合を経てベベルギ
ヤ２９、ベベルギヤ３０、該ベベルギヤ３０と一体の出
力軸３１に伝達され、さらに推進軸３２を経て図示外の
後輪側差動装置に伝えられ後輪駆動の二輪駆動状態とな
る。一方、前記セレクタ２３の第２ギヤ２８Ｂへの選択
的係合により、入力筒２０の駆動力は、前記第２ギヤ２
８Ｂを介して後輪側に伝達されるとともに、第２ギヤ２
８Ｂと回転をともにする前輪側差動装置２７のデフケー
スへの駆動入力により、左前輪軸２６Ｌと右前輪軸２６
Ｒとの間で駆動力が差動配分され、四輪駆動状態が現出
される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の四輪
駆動車等に採用されている組立体において、回転自在な
内装品であるカウンタギヤ２２は、通常、組立体のケー
シング２１の内部にテーパベアリング２４、２５によっ
て支持されており、ケーシング２１に対して軸方向に設
計上適正なプリロードが加えられて組み付けられてい
る。適正なプリロードの設定のためには、通常、テーパ
ベアリングのアウタレースとケーシング端面との間にシ
ムを介設することによって、軸方向のプリロードが付与
される。そして、ケーシング２１と内装品であるカウン
タギヤ２２の両方の部材は、それぞれに適した特性の素
材が選定されて製作される。例えば、強度を必要とする
カウンタギヤ２２には鋼鉄が、軽量さが要求されるケー
シング２１にはアルミニウムが採用される。
【０００５】ところが、内装品であるカウンタギヤ２２
の稼働により潤滑油等の温度が上昇すると、カウンタギ
ヤ２２を支持するケーシング２１の温度も上昇する。こ
れによって、熱膨張率の小さい鋼鉄製のカウンタギヤ２
２と、熱膨張率の大きいアルミニウム製のケーシング２
１との間に変形量に差異を生じる。特に、マスが大きく
なるケーシングに熱膨張率の大きいアルミニウム等の素
材を用いた場合に、その傾向が顕著となる。その結果、
カウンタギヤ２２とケーシング２１との間の間隙が大き
くなって、ここに介設されたテーパベアリング２４、２
５の設計上のプリロードに狂いを生じる。いわゆるプリ
ロード抜けである。これにより、ギヤノイズ等の異音が
発生し、最悪の場合、ケーシングに対する内装品である
カウンタギヤの芯振れが生じる虞れがあった。そのため
に、予め多数あるシムの中から油温ＭＡＸ時でもプリロ
ードが抜けないような適正な厚さのシムを選択する必要
があった。
【０００６】そこで本発明では、前記従来の組立体おけ
る課題を解決して、多数のシム等を介設することなく、
温度上昇時におけるプリロード抜け等を抑制し得る組立
体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、互いに
熱膨張率が異なるケーシングと内装品とからなる組立体
において、前記ケーシングと内装品のいずれか熱膨張率
の大きい方の変形を規制する規制部材を設置したことを
特徴とする。また本発明は、前記ケーシングに熱膨張率
の大きい部材を使用したことを特徴とする。また本発明
は、前記規制部材が、前記ケーシングの内外壁面に当接
してそれらの変形を抑止する規制部を有することを特徴
とする。また本発明は、前記規制部材が、内装品を貫通
して構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記
規制部材が、内装品の軸心を貫通するとともに、テーパ
ベアリングによりケーシングに回転自在に支持されたこ
とを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段
とするものである。
【０００８】
【実施の形態】以下、本発明の組立体の形態を図面に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明の組立体の１実施
の形態を示す要部断面図で四輪駆動車のトランスファー
に適用された例、図２は同、トランスファーの全体図で
ある。図１に示すように、本発明の組立体は、互いに熱
膨張率が異なるケーシング１と内装品２とからなる組立
体において、前記ケーシング１と内装品２のいずれか熱
膨張率の大きい方の変形を規制する規制部材３を設置し
たものである。図示の例では、鋼鉄製の内装品であるカ
ウンタギヤ２の熱膨張率が小さく、アルミニウム製であ
るケーシング１の熱膨張率が大きい場合で、棒状品から
なる規制部材３は当然に鋼鉄等製の熱膨張率の小さな素
材から構成される。
【０００９】以下に詳述する。本実施の形態の組立体
は、図２に全体図で示すような四輪駆動車におけるトラ
ンスファー１１に適用された例である。トランスファー
１１は図示外のエンジンからの回転駆動力を前輪側で左
右の駆動輪に差動配分するとともに、後輪側への駆動力
を差動配分して取り出すトランスファー差動部１２（構
造については種々の形態があるが、本発明の要旨ではな
いので省略する）を有する。トランシファー差動部１２
におけるトランスファー出力ギヤ８からの後輪側への回
転駆動力は、トランスファーケーシング（以下ケーシン
グ）１に左右一対のテーパベアリング４、５によって回
転自在に支持されたカウンタギヤ２を経て、ベベルギヤ
９、１０の傘歯噛合により、出力軸１３から推進軸接続
フランジ１４に接続された図示省略の推進軸（プロペラ
シャフト）を介して後輪側差動装置に伝達される。
【００１０】図２の拡大図である図１を参照してさらに
詳述すると、内装品を構成するカウンタギヤ２は、その
ギヤ部２Ａが前記トランスファー出力ギヤ８に噛合する
とともに、ボス部２Ｂがケーシング１の対応する軸受座
に左右一対のテーパベアリング４、５によって回転自在
に支持される。それぞれのテーパベアリング４、５にお
けるアウタレースの軸方向外側にはケーシング１の軸受
座端面との間に適正な厚さのシム１〜２枚によって予め
プリロードが加えられる。前記カウンタギヤ２のボス部
２Ｂの軸方向の略中間部にはカウンタベベルギヤ９が固
定され、カウンタギヤ２の軸と直交する出力軸１３の前
端部の出力ベベルギヤ１０と傘歯噛合して配設される。
【００１１】前記内装品であるカウンタギヤ２のボス部
２Ｂの軸心には貫通孔２Ｃが穿設され、該貫通孔２Ｃに
は棒状の規制部材３が貫通配設される。前記貫通孔２Ｃ
と規制部材３とは遊嵌状に配設されることが推奨され
る。規制部材３の両端部は小径部とされてケーシング１
の両側壁に穿設された軸孔１Ａ、１Ｂに嵌挿され、Ｏリ
ング７、７により密封される。前記小径部のさらに外側
端部には螺子部３Ａ、３Ｂが刻設されており、これら螺
子部３Ａ、３Ｂにケーシング１の外側から加締めナット
６、６を螺合することにより、規制部材３の本体部と小
径部との間に形成された段差部３Ｃと加締めナット６と
によって、ケーシング１の両側壁のそれぞれの軸方向へ
の変形移動を抑止するものである。つまり、前記規制部
材３における段差部３Ｃと加締めナット６は、ケーシン
グ１の両側壁の移動を抑制する規制部を構成する。
【００１２】このように構成したので、内装品に高剛性
の鋼鉄を用い、かつ熱膨張率の大きなアルミニウム等の
軽量部材をケーシングに用いた場合に、組立体の稼働中
に温度が上昇して、ケーシングがより膨張しようとして
も、規制部材３およびその両端部に螺合する加締めナッ
ト６の存在によって、ケーシング１の両側壁の軸方向へ
の膨張が有効に抑止されるので、温度に関係なくシム挿
入部の隙間は一定とすることができ、内装品であるカウ
ンタギヤ２をケーシング１に軸支するテーパベアリング
４、５の軸方向プリロードは一定となる。そのため、シ
ム削減、ベアリング寿命の向上、フリクション低減が可
能となる。
【００１３】以上、本発明の実施の形態を述べてきた
が、本発明の趣旨の範囲内にて、ケーシングと内装品と
からなる組立体の形状、形式（実施の形態のもののよう
な内装品がケーシングに回転自在に軸支されるトランス
ファー、ギヤポンプあるいは過給機等の回転式組立体の
他、内装品がケーシング内にて往復揺動する形態のもの
にも適用できるし、ケーシングと内装品とと間の隙間精
度が要求されるようなものであれば内装品が必ずしも動
作するものでなくてもよい。）、ケーシングと内装品の
熱膨張率の選定（実施の形態のものとは逆に、内装品側
に熱膨張率の大きい素材を用いた場合に、内装品側の熱
膨張時の大きな変形を抑止するような規制部材（例え
ば、実施の形態のもののような内装材であるカウンタギ
ヤの軸方向両端部を規制するように径大部を規制部材に
固定することもできる。）については適宜選定できる。
【００１４】また、規制部材の形状、形式（図示の実施
の形態のものの加締めナットに代えて、スナップリング
等も採用し得る。また、規制部材の両端部の小径部との
段差部に代えて、全て小径部からなる規制部材に、ケー
シング側壁の内側に当接させてやや径大の規制部を後付
けにて固定してもよい。）およびそのケーシングあるい
は内装品への設置形態（実施の形態のものような内装品
およびケーシング両側壁を貫通する棒状の規制部材の
他、門型形状の規制部材をケーシングの外側の配設して
ケーシングの両側壁の変形を抑制するものや、ケーシン
グの外周側を桶のタガのように包囲させてケーシングの
径方向の変形を抑制するように構成してもよい。あるい
は、組立体によっては、ケーシングを径方向に貫通する
規制部材の配設も考えられる。）、規制部材と内装品と
の間の関連構成（実施の形態のもののように、規制部材
を内装品の貫通孔に遊嵌させた場合に、これらの間にス
クリュポンプを構成して、潤滑油の軸方向の流れを促進
させることもできる。）、内装品のケーシングへの軸支
形態等については適宜選定される。
【００１５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明で
は、互いに熱膨張率が異なるケーシングと内装品とから
なる組立体において、前記ケーシングと内装品のいずれ
か熱膨張率の大きい方の変形を規制する規制部材を設置
したことにより、組立体を構成して熱膨張率を異にする
素材間に温度変化に起因した熱変形による変形差が生じ
ようとしても、特に熱膨張率の大きい方の変形を規制す
ることで、両者の変形差を有効に抑制することができ、
ケーシングと内装品との間の設計上の相対位置関係を正
規に保持することが可能となる。
【００１６】また、前記ケーシングに熱膨張率の大きい
部材を使用した場合は、嵩が大きく熱変形量が大きくな
る部材側の変形を規制して、両者の変形差をより効果的
に抑制することが可能になる。さらに、前記規制部材
が、前記ケーシングの内外壁面に当接してそれらの変形
を抑止する規制部を有する場合は、簡素な構造で確実に
熱変形を抑止、規制することを可能にする。さらにま
た、前記規制部材が、内装品を貫通して構成された場合
は、規制部材が外部に露出することがないので、組立体
を小型かつコンパクトに構成することができる。
【００１７】また、前記規制部材が、内装品の軸心を貫
通するとともに、テーパベアリングによりケーシングに
回転自在に支持された場合は、テーパベアリングにおけ
るプリロード付与のためのシムを省略して少なくできる
上、規制部として加締めナットを採用してプリロード調
整を可能にし、また、内装品としてギヤ部材を採用して
も箱物剛性を調整することによりギヤ噛合部の正常噛合
が確保される。このように、本発明によれば、多数のシ
ム等を介設することなく、温度上昇時におけるプリロー
ド抜け等を抑制し得る組立体が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の組立体の１実施の形態を示す要部断面
図で、四輪駆動車のトランスファーに適用された例であ
る。
【図２】同、トランスファーの全体図である。
【図３】トランスファーを例とした従来の組立体の全体
断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング（トランスファーケーシング） １Ａ、１Ｂ 軸孔 ２ 内装品（カウンタギヤ） ２Ａ ギヤ部 ２Ｂ ボス部 ３ 規制部材 ３Ａ 小径螺子部 ３Ｂ 貫通孔 ３Ｃ 段差部 ４ 第１テーパベアリング ５ 第２テーパベアリング ６ 規制部（加締めナット） ７ Ｏリング ８ トランスファー出力ギヤ ９ カウンタベベルギヤ １０ 出力ベベルギヤ １１ トランスファー １２ トランスファー差動部 １３ 出力軸 １４ 推進軸接続フランジ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに熱膨張率が異なるケーシングと内
    装品とからなる組立体において、前記ケーシングと内装
    品のいずれか熱膨張率の大きい方の変形を規制する規制
    部材を設置したことを特徴とする組立体。
  2. 【請求項２】 前記ケーシングに熱膨張率の大きい部材
    を使用したことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
  3. 【請求項３】 前記規制部材が、前記ケーシングの内外
    壁面に当接してそれらの変形を抑止する規制部を有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の組立体。
  4. 【請求項４】 前記規制部材が、内装品を貫通して構成
    されたことを特徴とする請求項２または３に記載の組立
    体。
  5. 【請求項５】 前記規制部材が、内装品の軸心を貫通す
    るとともに、テーパベアリングによりケーシングに回転
    自在に支持されたことを特徴とする請求項４に記載の組
    立体。
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