JP2005163923A

JP2005163923A - 差動装置

Info

Publication number: JP2005163923A
Application number: JP2003404075A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ono; 賢一尾野
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】軽合金製のハウジング４に鉄系金属製のデフケース２が二つの斜接型転がり軸受５，６を介して回転自在に支持され、両軸受５，６に定位置予圧を付与した差動装置１において、温度の上昇下降に関係なく両軸受５，６への予圧をほぼ一定に保つ。
【解決手段】ハウジング４の一方円筒部４ａとその内周面に配置されるデフケース３の一方ボス部７ａとの間に一方の斜接型転がり軸受５を、また、他方円筒部４ｂとその外周面に配置されるデフケース３の外筒部８ｂとの間に他方の斜接型転がり軸受６を組み込み、両斜接型転がり軸受５，６を並列組み合わせとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、リングギヤが取り付けられる鉄系金属製のデフケースを軽合金製のハウジングに二つの斜接型転がり軸受を介して支持する差動装置に関する。この差動装置は、例えば自動車などの車両に備える。

差動装置において、デフケースにおけるケース本体のボス部の外周面とハウジングにおける一方アクスルシャフト挿通用の円筒部の内周面との間、およびデフケースにおける蓋状部材のボス部の外周面とハウジングにおける他方アクスルシャフト挿通用の円筒部の内周面との間に、それぞれ転がり軸受を配置した構造がある（例えば特許文献１参照）。両転がり軸受は、玉軸受や円すいころ軸受とされ、定位置予圧が付与される。なお、円すいころ軸受の場合には、正面組み合わせ状態で配置されている。
特開昭６３−２０７７２５号（図１、図５）

例えば、ハウジングをアルミニウム合金やマグネシウム合金などの軽合金で形成し、デフケースを鉄系金属で形成した場合、それぞれの線膨張係数の差が大きいため、温度変化に伴い前記両転がり軸受に付与している予圧が変化する。

本発明による差動装置は、リングギヤが取り付けられる金属製のデフケースを当該金属よりも熱膨張係数が大きい金属製のハウジングに二つの斜接型転がり軸受を介して支持する差動装置であって、デフケースが、ケース本体と蓋状部材とを備え、一方の斜接型転がり軸受に関して、その外輪はハウジングに設けた一方アクスルシャフト挿通用円筒部の内周面に、その内輪はケース本体に設けたボス部の外周面にそれぞれ嵌合され、他方の斜接型転がり軸受に関して、その外輪は蓋状部材に設けた外筒部の内周面に、その内輪はハウジングに設けた他方アクスルシャフト挿通用円筒部の外周面にそれぞれ嵌合され、両斜接型転がり軸受が並列組み合わせ状態で配置されていることを特徴としている。

本発明によると、温度の上昇や下降の変化に伴いハウジングの二つの円筒部が膨張や収縮をすると、いずれか片方の斜接型転がり軸受の嵌合すきまが大きくなって残り片方の斜接型転がり軸受の嵌合すきまが小さくなるが、それに伴いデフケースと一方の斜接型転がり軸受の内輪と他方の斜接型転がり軸受の外輪とが一体の組品となって軸方向に変位されるようになるので、二つの斜接型転がり軸受の離隔間隔をほぼ一定に保つように作用する。これにより、二つの斜接型転がり軸受に定位置予圧を付与していてもその予圧変化が抑制または防止される。

上記においては、両斜接型転がり軸受をそれぞれアンギュラ玉軸受とすることができる。この場合、円すいころ軸受を用いる場合に比べて差動装置のトルク軽減が可能になるので、自動車の排出ガス規制に必要な損失トルクの軽減に貢献できる。

上記においては、ハウジングの一方アクスルシャフト挿通用円筒部の内周面に一方の斜接型転がり軸受の外輪の外周面と外端面に当接する段部を設け、ケース本体のボス部の外周面に一方の斜接型転がり軸受の内輪の内周面と内端面に当接する段部を設け、両段部のそれぞれに一方の斜接型転がり軸受の外輪と内輪をそれぞれ嵌合することが好ましい。

上記においては、蓋状部材に設けた外筒部の内周面に他方の斜接型転がり軸受の外輪の外周面と内端面とが当接する段部を設け、ハウジングの他方アクスルシャフト挿通用円筒部の外周面に他方の斜接型転がり軸受の内輪の内周面と外端面とが当接する段部を設け、両段部のそれぞれに他方の斜接型転がり軸受の外輪と内輪をそれぞれ嵌合することが好ましい。

上記においては、デフケースの金属素材を強度確保のため鉄系金属とし、ハウジングのそれを軽量化のため軽合金とすることが好ましい。

本発明は、ハウジングとデフケースおよび二つの斜接型転がり軸受とを熱膨張係数の差が大きい素材としている場合に、温度が変化しても両斜接型転がり軸受の予圧をほぼ一定に保つことができる。

図面を参照して本発明の実施上の最良の形態に係る差動装置を説明すると、図１は、差動装置を示す断面図、図２は、図１の要部の断面図である。図示する差動装置１では、リングギヤ２付きのデフケース３がハウジング４に二つの斜接型転がり軸受（以下、転がり軸受）５，６を介して回転自在に支持されている。

デフケース３は、ケース本体７と蓋状部材８とからなるツーピース構造となっていて、その内部には、不図示の二つのピニオンギヤおよび二つのサイドギヤなどが収納配置されている。ケース本体７には、一方側のアクスルシャフト９が挿通される円筒形のボス部７ａが形成されている。蓋状部材８には他方側のアクスルシャフト１０が挿通される円筒形のボス部８ａが形成されている。

両ボス部７ａ，８ａは同軸上に設けられる。蓋状部材８のボス部８ａの外径側には外筒部８ｂが設けられており、この外筒部８ｂの外周面にリングギヤ２がボルト１１止めされている。

ハウジング４には、デフケース３のケース本体７と蓋状部材８それぞれのボス部７ａ，８ａが挿通される円筒部４ａ，４ｂが同軸に設けられている。円筒部４ａは、ハウジング４から軸方向外側に向けて延設され、円筒部４ｂは、ハウジング４から軸方向内側に向けて延設されている。ハウジング４の円筒部４ａの内周面とケース本体７のボス部７ａの外周面との間に転がり軸受５が、またハウジング４の円筒部４ｂの外周面と蓋状部材８の外筒部８ｂの内周面との間に転がり軸受６がそれぞれ装着されている。

両転がり軸受５，６は、いずれもアンギュラ玉軸受タイプであり、外輪５ａ，６ａ、内輪５ｂ，６ｂ、複数個の玉からなる転動体５ｃ，６ｃ、保持器（符号省略）を備えている。

以上の構成において、デフケース３と転がり軸受５，６の素材にそれらの強度確保のために鉄系金属が用いられる一方、ハウジング４の素材にその軽量化のためにアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金が用いられる。鉄系金属と軽合金とでは熱膨張係数が相違するので、周囲温度の上昇下降の変化に伴うデフケース３とハウジング４との熱膨張変化の相違により、それらの間に設けられる転がり軸受５，６への予圧が変化するおそれがある。

本実施形態では、転がり軸受５，９への予圧変化を抑制または防止するために、次に説明する構成を備えている。

以下、説明すると、一方側の転がり軸受５に関しては、外輪５ａの外周面をハウジング４の円筒部４ａの大径内周面４ｃに嵌合させかつ外輪５ａの外端面を段壁面４ｄに当接させて、内輪５ｂの内周面をデフケース３のケース本体７におけるボス部７ａの小径外周面７ｂに嵌合させ、かつ、内輪５ｂの内端面をボス部７ａの段壁面７ｃに当接させている。ここで、ハウジング４の円筒部４ａの大径内周面４ｃと段壁面４ｄとにより当該円筒部４ａの段部４Ａを構成し、また、ボス部７ａの小径外周面７ｂと段壁面７ｃとにより当該ボス部７ａの段部７Ａを構成する。

他方側の転がり軸受６に関しては、外輪６ａの外周面を蓋状部材８の外筒部８ｂの大径内周面８ｃに嵌合させ、かつ、外輪６ａの内端面を段壁面８ｄに当接させて、内輪６ｂの内周面をハウジング４の円筒部４ｂの小径外周面４ｅに嵌合させ、かつ、内輪６ｂの外端面を段壁面４ｆに当接させている。ここで、外筒部８ｂの大径内周面８ｃと段壁面８ｄとにより当該外筒部８ｂの段部８Ａを構成し、また、他方円筒部４ｂの小径外周面４ｅと段壁面４ｆとにより当該円筒部４ｂの段部４Ｂを構成する。

上記の場合、両転がり軸受５，６を並列組み合わせで配置しており、両転がり軸受５，６の各作用線の傾斜方向が同じになっている。

要するに、ハウジング４に一方側の転がり軸受５の外輪５ａと他方側の転がり軸受６の内輪６ｂとを軸方向に位置決めした状態で、一方側の転がり軸受５の内輪５ｂと他方側の転がり軸受６の外輪６ａとの間の離隔間隔をデフケース３の軸方向長さ調整で両軸受５，６に定位置予圧を付与している。

以上の構成を備えた差動装置１の温度変化に伴う動作を説明する。

温度上昇時には、ハウジング４の円筒部４ａの熱膨張代（しろ）は、ケース本体７のボス部７ａおよび転がり軸受５の外輪５ａの熱膨張代よりも大きくなる。そのため、ハウジング４の円筒部４ａと転がり軸受５の外輪５ａとの嵌合すきまが大きくなって転がり軸受５が予圧抜け傾向となる。その一方で、ハウジング４の円筒部４ｂの熱膨張代は蓋状部材８の外筒部８ｂおよび転がり軸受６の内輪６ｂの熱収縮代よりも大きいので、当該内輪６ｂとの嵌合すきまが小さくなって転がり軸受６が予圧過多傾向となる。

ここで、本実施形態の場合、予圧過多傾向となる転がり軸受６の外輪６ａとデフケース３と、予圧抜け傾向となる転がり軸受５の内輪５ｂとが同種素材でかつ一体の組品になっているとともに、両転がり軸受５，６の各作用線の傾斜方向を同じにしている関係により、ハウジング４の熱膨張に伴い前記組品全体が転がり軸受５の外輪５ａ側へ向けて押圧されることになる。これにより、両転がり軸受５，６の離隔間隔がほぼ一定に保たれることになる結果、両転がり軸受５，６への予圧がほぼ一定に保たれる。

一方、温度下降時には、ハウジング４の円筒部４ａの熱収縮代がケース本体７のボス部７ａの熱収縮代よりも大きいので、ハウジング４の円筒部４ａと転がり軸受５の外輪５ａとの嵌合すきまが小さくなって当該転がり軸受５が予圧過多傾向となる。その一方で、ハウジング４の円筒部４ｂの熱収縮代が蓋状部材８の外筒部８ｂの熱収縮代よりも大きいので、ハウジング４の円筒部４ｂと転がり軸受６の内輪６ｂとの嵌合すきまが大きくなって当該転がり軸受６が予圧抜け傾向となる。

この場合、本実施形態では、予圧過多傾向となる転がり軸受５の内輪５ｂとデフケース３と、予圧抜け傾向となる転がり軸受６の外輪６ａとが同種素材でかつ一体の組品になっているとともに両転がり軸受５，６の各作用線の傾斜方向を同じにしている関係により、ハウジング４の熱収縮に伴い前記組品全体が転がり軸受６の内輪６ｂ側へ向けて押圧されることになる。これにより、両転がり軸受５，６の離隔間隔がほぼ一定に保たれることになる結果、当該両転がり軸受５，６への予圧がほぼ一定に保たれる。

このように、二つの転がり軸受５，６に定位置予圧を付与した構成でも、温度変化に関係なく、両転がり軸受５，６への予圧をほぼ一定に保つことができるので、両転がり軸受５，６の転がり特性の安定化ならびに長寿命化に貢献でき、結果的に差動装置１のトルク損失を抑制または防止できるようになる。しかも、二つの転がり軸受５，６を並列組み合わせにしているから、正面組み合わせとする場合よりも耐荷重性が優れており、好ましい。

なお、二つの転がり軸受５，６を、図３に示すように、円すいころ軸受としたものも本発明に含む。但し、二つの転がり軸受５，６を図１に示すようにアンギュラ玉軸受とした場合のほうが、円すいころ軸受とする場合に比べてトルクを軽減できるとともに軸方向寸法をコンパクトにできる点で有利である。

本発明の最良の形態に係る差動装置を示す断面図図１の要部を示す断面図他の形態に係る差動装置を示す断面図

符号の説明

１差動装置
２リングギヤ
３デフケース
７デフケースのケース本体
７ａボス部
８デフケースの蓋状部材
８ａボス部
８ｂ外筒部
４ハウジング
４ａ，４ｂ円筒部
５，６斜接型転がり軸受
５ａ，６ａ外輪
５ｂ，６ｂ内輪

Claims

リングギヤが取り付けられる金属製のデフケースを当該金属よりも熱膨張係数が大きい金属製のハウジングに二つの斜接型転がり軸受を介して支持する差動装置であって、
デフケースが、ケース本体と蓋状部材とを備え、
一方の斜接型転がり軸受に関して、その外輪はハウジングに設けた一方アクスルシャフト挿通用円筒部の内周面に、その内輪はケース本体に設けたボス部の外周面にそれぞれ嵌合され、
他方の斜接型転がり軸受に関して、その外輪は蓋状部材に設けた外筒部の内周面に、その内輪はハウジングに設けた他方アクスルシャフト挿通用円筒部の外周面にそれぞれ嵌合され、
両斜接型転がり軸受が並列組み合わせ状態で配置されている、ことを特徴とする差動装置。
ハウジングの一方アクスルシャフト挿通用円筒部の内周面に一方の斜接型転がり軸受の外輪の外周面と外端面に当接する段部を設け、ケース本体のボス部の外周面に一方の斜接型転がり軸受の内輪の内周面と内端面に当接する段部を設け、両段部のそれぞれに一方の斜接型転がり軸受の外輪と内輪をそれぞれ嵌合した、ことを特徴とする請求項１に記載の差動装置。
蓋状部材に設けた外筒部の内周面に他方の斜接型転がり軸受の外輪の外周面と内端面とが当接する段部を設け、ハウジングの他方アクスルシャフト挿通用円筒部の外周面に他方の斜接型転がり軸受の内輪の内周面と外端面とが当接する段部を設け、両段部のそれぞれに他方の斜接型転がり軸受の外輪と内輪をそれぞれ嵌合した、ことを特徴とする請求項１または２に記載の差動装置。