JP2008224035A - 差動軸受支持体を備える車軸ハウジング - Google Patents

Abstract

【課題】差動軸受支持体の軸方向撓みを制限するために設けられた改良型の自動車用車軸組立体、およびそれを組み立てるための方法を提供すること。
【解決手段】自動車用の車軸組立体は、中心軸、および互いに対向する、車軸ハウジングを通って形成された第１および第２の開口部を有する車軸ハウジングと、中心軸の周りに回転するように差動装置をその上で支持する差動軸受支持体を備えるキャリアと、中心軸の方向にほぼ延びるように第１の開口部に隣接する、車軸ハウジングに取り付けられた当接部材とを備える。キャリアが、その中の第２の開口部に隣接する車軸ハウジングに固定されている。当接部材が、差動軸受支持体と係合し、かつ動作中に差動装置によって及ぼされ、差動軸受支持体へ伝達されるギア分離力を吸収する。このようにして、当接部材は、ギア分離力によって生じる車軸ハウジングに対する差動軸受支持体の撓みを制限する。
【選択図】図１

Description

本発明は、一般に車両車軸組立体（ｖｅｈｉｃｌｅ ａｘｌｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関し、より詳細には、差動軸受支持体（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｂｅａｒｉｎｇ ｓｕｐｐｏｒｔ）の軸方向撓みを制限するために設けられた車軸ハウジングに関する。

車軸組立体は、多くの自動車で一般的に使用されている公知の構造である。このような車軸組立体は、車両の車輪を駆動するために車両のエンジンからの回転動力を伝達するように構成された、多数の構成要素を備える。通常、車軸組立体は、回転しないキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）に装着された差動装置を備える。差動装置はさらに、回転しないキャリア内で回転自在に支持されている、差動装置ケース内に配置された差動機構を備える。差動装置は、車両エンジンから延びる動力駆動シャフトと、車両駆動輪へ延びる一対の出力車軸シャフトとの間に接続されている。車軸シャフトは、キャリアに固定された、それぞれの回転しない中空の細長い車軸アーム・セクション内に含まれている。このようにして、駆動シャフトによる差動装置の回転が、それに対応する車軸シャフトの回転を生じさせる。キャリアおよび車軸アーム・セクションが、差動装置（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）および車軸シャフト（ａｘｌｅ ｓｈａｆｔ）がその中で回転するように支持される限り、車軸組立体のこれらの駆動系の構成要素のための車軸ハウジングを形成する。

一般的なタイプの車軸ハウジングの１つは、バンジョー・タイプの車軸ハウジングと一般に呼ばれ、キャリアとは別に、キャリアから離れて形成されている中空の中央セクションによって互いに接続された中空の細長い車軸アーム・セクションを備える。この中央セクションは、一般に中空の、円筒形の形状であり、それを通って形成された、大きなほぼ円形の開口部を有する。組立中、差動装置が、最初にキャリアに装着され、次にキャリアが、車軸ハウジングの中央セクションに固定される。キャリアおよび差動装置が、車軸組立体の他の構成要素を邪魔することなく、修理のために車軸組立体から取り外されることができるため、バンジョー・タイプの車軸ハウジングは、有利である。

上記で述べたように、差動装置は、キャリア内で回転するように支持されている。従来型のバンジョー・タイプの車軸ハウジングでは、差動装置ケースが、キャリアと一体に形成された軸受支持体上に装着された環状の摩擦防止軸受上で回転自在に支持されている。軸受は、組み立てられ、キャリアにボルト固定された軸受支持体の軸受キャップによって定位置に保持されている。これらの軸受支持体および軸受キャップは、車軸ハウジングの中央セクションの内部空間内に延びている。

軸受が差動装置ケースを支持するため、軸受支持体は、車軸組立体が動作するときに生じるギア分離力（トルク荷重）を受ける。ギア分離力は、軸受支持体を撓ませ、差動装置ギアの望ましくない位置ずれ、およびその結果早すぎる磨耗を生じさせるのに十分大きいことがある。フランジ側の差動軸受、すなわちリング・ギアに隣接する差動軸受の軸受支持体が、特に大きなギア分離力を受け、キャリアおよび軸受支持体によって抵抗または拘束される。軸受荷重が増加すると、ギア分離力が、差動装置ケースを通って変換され、軸受支持体（したがって軸受キャップ）をピニオン・ギアおよびキャリアから遠ざかるように軸方向に撓ませる。このことは、バンジョー・タイプの車軸組立体内のハイポイド・ギア群（ファイナル・ドライブ）のトルク容量および寿命を減少させる。公知のキャリア構造では、軸受支持体のサイズが、中央セクションの開口部内の使用可能な空間によって制限される。しかし、バンジョー・ハウジング内にキャリアを組み付けるために、ハウジングとキャリアに装着された差動軸受キャップの間に隙間が必要となる。キャリアをバンジョー・ハウジング内に組み付けるために隙間が必要とされることの結果、軸受キャップは、荷重下で軸受支持体の撓みに抵抗するための、いかなる構造的な支持体も有さない。

言い換えれば、現在、バンジョー・タイプの車軸ハウジングは、差動軸受キャップを支持していない。これらは、キャリアの残りの部分から片持ちで出ている（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｅｄ）ため、低いばね定数を有し、荷重（ギア分離力）下で実質的に撓む。したがって、従来技術のバンジョー・タイプの車軸ハウジングは、差動装置の早すぎる磨耗を低減し、かつ車軸組立体の使用寿命を延長する改良を受けることができる。

発明の要約

本発明は、差動軸受支持体の軸方向撓みを制限するために設けられた改良型の自動車用車軸組立体、およびそれを組み立てるための方法を提供する。

本発明の車軸組立体は、中心軸、および互いに対向する、車軸ハウジングを通って形成された第１および第２の開口部を有する車軸ハウジングと、中心軸の周りで回転するように差動装置をその上で支持する差動軸受支持体を備えるキャリアと、中心軸の方向にほぼ延びるように、第１の開口部に隣接する、車軸ハウジングに取り付けられた当接部材とを備える。キャリアは、その中の第２の開口部に隣接する車軸ハウジングに固定される。当接部材が、差動軸受支持体と係合し、動作中に差動装置に及ぼされ、差動軸受支持体に伝達されるギア分離力によって軸方向に圧縮される。このようにして、当接部材は、ギア分離力によって生じる車軸ハウジングに対する差動軸受支持体の撓みを制限する。

本発明の駆動車軸組立体を組み立てるための方法は、中心軸、および互いに対向する、車軸ハウジングを通って形成された第１および第２の開口部を有する車軸ハウジングを提供するステップと、当接部材を、第１の開口部によって画定された平面内にほぼ延びるように、第１の開口部に隣接する車軸ハウジングに取り付けるステップと、中心軸の周りに回転するようにその上で差動装置を支持する差動軸受支持体を含むキャリアを提供するステップとを含む。次に、キャリアが、第２の開口部を通って車軸ハウジング内へ挿入される。続いて、キャリアが、差動軸受支持体が当接部材と係合するまで、中心軸に沿って横方向に移動される。

したがって、本発明は、車軸ハウジングに取り付けられ、軸受支持体と係合し、かつギア分離力を吸収するように、動作中に差動装置に及ぼされるギア分離力の方向に方向付けられた当接部材の形態の、差動軸受支持体のための新規な当接構造を提供する。このようにして、本発明は、軸受支持体の撓みを最小化または防止（制限）し、したがって、差動装置ギアを適切な位置に保持し、車軸組立体の使用寿命および強度を延長する。本発明は、荷重下にある間、運動に抵抗するために差動軸受支持体を支持するための、経済的な手段を提供する。

本発明の他の目的および利点が、添付の図面に照らしたとき、以下の明細書を調べれば明らかになるであろう。

本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照にしてここで説明する。

以下の説明のために、ある術語が、限定ではなく簡便化のために、以下の説明で使用される。「前部」および「後部」、「左側」および「右側」、「内部」および「外部」、「内向きに」および「外向きに」などの単語は、参照される図面においての方向を示している。「小さいほうの」および「大きいほうの」という単語は、本発明の装置の要素およびその指定された部分の相対的なサイズを示している。術語は、上記で特に述べられた単語、それらの派生物および類似の意味の単語を含む。また、「ある」という単語は、特許請求の範囲で使用されるとき、「少なくとも１つの」を意味する。

図面の図１を参照すると、従来型の自動車で使用するための、符号１０によって一般に示されている駆動車軸組立体の第１の例示的な実施形態が、示されている。車軸組立体１０は、符号１２によって一般に示されているバンジョー・タイプの車軸ハウジングと、車軸ハウジング１２に非回転自在に固定され、かつそれぞれ従来型の第１の（左側）差動軸受４４ａおよび第２の（右側）差動軸受４４ｂを通じて（図２および３に示す）従来型の差動装置４０の差動装置ケース４２を回転自在に支持するキャリア１４を備える。

バンジョー・タイプの車軸ハウジング１２は、中空の中央セクション１６、および、中央セクション１６から車軸ハウジング１２の中央長手方向軸１１に沿って両側に延びる、第１の（左側）および第２の（右側）中空の、細長い車軸アーム・セクション１８ａおよび１８ｂをそれぞれ備える。言い換えれば、中空の中央セクション１６は、キャリア１４から分離して、かつそれから離れて形成されている。車軸ハウジング１２は、当技術分野で公知である、いずれかの従来型の方法によって形成されてよい。たとえば、車軸ハウジング１２は、相補的な第１および第２の細長い車軸ハウジング半部材１２ａおよび１２ｂを形成し、車軸ハウジング１２を形成するように、図１、３および４の１３で示すように溶接によって第１および第２のハウジング半部材１２ａおよび１２ｂの縁部を恒久的に接合することによって製造される。

中央セクション１６は、差動装置ケース４２およびリング・ギア４３（図２に示す）を回転自在に支持するキャリア１４をその中に収容するように構成された中空の内部空間を画定している。組立中、差動装置４０が、キャリア１４内で最初に組み立てられ（キャリア１４に装着され）、次に、キャリア１４が車軸ハウジング１２の中央セクション１６に固定される。中央セクション１６から外向きに延びる車軸アーム・セクション１８ａ、１８ｂは、各回転自在な車軸シャフト（図示せず）をそれぞれその中に収容するように構成されている。中央セクション１６は、その後側にそれを通って形成された第１の（後部）中央開口部２０を、およびその前側にそれを通って形成された第２の（前部）中央開口部２２を有する。中央開口部２０および２２は、ほぼ楕円形または円形の形状である。中央開口部２０および２２のそれぞれは、中心軸１１にほぼ沿って（すなわち中心軸に対して平行に）方向付けられた平面を画定している。中央開口部２０および２２は、第１および第２の車軸アーム・セクション１８ａ、１８ｂにそれぞれ隣接して形成された、かなり大きなそれぞれの第１の（左側）および第２の（右側）三角形形状の開いた側部部分２０ａ、２０ｂおよび２２ａ、２２ｂを有する。この形状は、中央セクション１６が上記で説明された方法で形成されるときに、通常提供される。

さらに、第１の（左側）および第２の（右側）の、三角形形状のほぼ平坦な後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂが、それぞれ設けられている。後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂは、後部開口部２０の三角形形状の側部セクション２０ａおよび２０ｂの形状でほぼ形成されている。言い換えれば、ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂは、分割形成されたバンジョー・タイプの車軸ハウジングの製造で使用されるブランクのサイズを減少させるために、分割形成された車軸ハウジング１２内に組み込まれる。図１〜３に示すように、ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂのそれぞれは、車軸ハウジング１２の中心軸１１の方向にほぼ延びる、対向する側部表面２５を有する。言い換えれば、ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂは、車軸ハウジング１２の中央セクション１６の外壁１７にほぼ沿った平面内に延びている。このようにして、図２で最も良く示されているように、後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂは、隣接する中央セクション１６の外壁１７と同一平面上になるように、側部セクション２０ａおよび２０ｂ内に配置されることができる。さらに、第１の後部ウェブ・スペーサ２４ａは、曲線によって画定されたほぼ凹状の内縁部２６ａを備える。好ましくは、図４に示すように、当接部材２４ａの当接縁部２６ａは、ほぼ直線状の中央部分２７、および中央部分２７からある角度で延びる曲線状の遠端部部分２７ｃを有する。第２の後部ウェブ・スペーサ２４ｂは、凹状の内縁部２６ｂを備える。

後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂは、後部開口部２０の三角形形状の側部セクション２０ａおよび２０ｂを完全に閉鎖するように、図２および３に２３で示すように溶接などによって、中央セクション１６にしっかりと固定される。結果として、後部中央開口部２０のほぼ楕円形または円形形状の部分のみが、カバーされるために残る。後部カバー２８が、図３に示すように、動作中、後部開口部２０を閉鎖するために、および車軸ハウジング１２内に含まれる差動装置４０および他の構成要素を保護するために、中央セクション１６に、および後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂに固定される。

同様に、図１に示すように、１対の三角形形状の前部ウェブ・スペーサ３０ａおよび３０ｂが、車軸ハウジング１２のために設けられている。前部ウェブ・スペーサ３０ａ、３０ｂは、前部中央開口部２２の三角形形状の側部セクション２２ａおよび２２ｂの形状でほぼ形成されている。したがって、前部ウェブ・スペーサ３０ａ、３０ｂが、隣接する中央セクション１６の外前部表面と同一平面上になるように、セクション２２ａおよび２２ｂ内に配置されることができる。前部ウェブ・スペーサ３０が次に、前部開口部２２の三角形形状の側部セクション２２ａおよび２２ｂを完全に閉鎖するように、中央セクション１６に、図２および３の３１で示すように溶接などによって固定される。結果として、前部中央開口部２２のほぼ楕円形または円形形状の部分のみが、カバーされるために残る。ほぼ環状の前部装着リング３２が、中央セクション１６に、および前部開口部２２の周囲の前部ウェブ・スペーサ３０ａ、３０ｂに固定される。

上記で説明したように、車軸組立体１０は、その中に差動装置４０を収容し、かつ回転自在に支持するように構成されたキャリア１４をさらに備える。キャリア１４は、それを通って形成された複数の装着ボルト孔４７を有する装着フランジ４６を備える。以下で説明するように、装着フランジ４６および装着ボルト孔４７は、装着リング３２を通じて車軸ハウジング１２の中央セクション１６に、キャリア１４を固定するために設けられている。装着フランジ４６は、中心軸１１に対してほぼ平行な平面を画定する。差動装置４０をその上で回転自在に支持するために、キャリア１４は、外向きに延びる第１（左側）および第２の（右側）軸受支持体４８ａおよび４８ｂを備え、それぞれキャリア１４の装着フランジ４６から外向きに延びている。図１の例示された実施形態では、軸受支持体４８ａおよび４８ｂのそれぞれが、キャリア１４と一体に形成された台座部材５０、および差動装置ケース４２から中心軸１１の方向にそれている当接表面５４を有する軸受キャップ５２を備える。軸受キャップ５２の当接表面５４は、ほぼ直線状の中央部分５５ｓおよび曲線状の遠端部部分５５ｃを備える。半円形のくぼみ５１が台座部材５０の遠端部に形成される一方、相補的な半円形のくぼみ５３が、環状の差動軸受４４ａまたは４４ｂをその中で受けるために軸受キャップ５２内に形成される。これらの軸受４４ａ、４４ｂは、差動装置４０をキャリア１４内で回転自在に支持するために設けられている。軸受キャップ５２は、ねじ付き固定具（図示せず）によって台座部材５０の端部にそれぞれ固定される。

ギア分離力Ｆｓ（図２および３に示されている）が、駆動ピニオン・ギア４５（図２に示されている）によって第２の差動軸受４４ｂから第１の差動軸受４４ａへ向かう方向、すなわち、中心軸１１の方向に、リング・ギア４３上での動作中に差動装置ケース４２に及ぼされることを当業者なら理解されよう。第１の差動軸受４４ａが、リング・ギア４３が、それに固定される差動装置ケース４２のフランジに隣接して配置されるため（図３に示されているように）、第１の差動軸受４４ａは、フランジ側の差動軸受として当技術分野で一般に公知である。ギア分離力Ｆｓが、差動装置ケース４２および差動軸受４４ａ、４４ｂを通じて軸受支持体４８ａおよび４８ｂに、軸受荷重として伝達される。フランジ側の差動軸受４４ａの第１の（フランジ側）軸受支持体４８ａが、動作中、キャリア１４およびフランジ側軸受支持体４８ａによって抵抗されるまたは拘束される、大量のギア分離力を特に受けることを、当業者ならさらに理解されよう。このギア分離力は、ピニオン・ギア４５およびキャリア１４から遠ざかるようにフランジ側軸受支持体４８ａを撓ませるように作用する。

本発明の第１の例示的な実施形態によると、差動装置４０のフランジ側に配置されている第１の後部ウェブ・スペーサ２４ａもまた、差動装置４０の動作中、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２を拘束するように設計されている。言い換えれば、第１の後部ウェブ・スペーサ２４ａもまた、当接部材、または当接プレートとして機能する。特に、当接部材２４ａは、差動装置４０の動作中に及ぼされ、かつ第１の軸受支持体４８ａに伝達される、ギア分離力Ｆｓの方向に対してほぼ平行な平面内に延びるように、開口部２０に隣接する車軸ハウジング１２に固定される。言い換えれば、当接部材（当接プレート）２４ａは、車軸ハウジング１２の中心軸１１の方向に延びている。さらに、当接部材２４ａは、当接部材２４ａの内（当接）縁部２６ａがフランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２（図２に示す）と係合するように、距離ｋまで（図４に示すように）開口部２０内へわずかに延びて（入り込んで）いる。

動作中、当接部材２４ａが、フランジ側軸受支持体４８ａと係合し、差動装置４０の動作によって発生するギア分離力Ｆｓの作用の結果として生じる車軸ハウジング１２に対するフランジ側軸受支持体４８ａの撓みを、減少させるまたは除去する（拘束する）ために、差動装置４０の動作中、ギア分離力Ｆｓによって軸方向に圧縮される。この理由のため、当接部材２４ａの、内（当接）縁部２６ａが、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の当接表面５４に対して少なくとも部分的に相補的であるように、機械加工または型押し加工される。好ましくは、図３に示すように、当接部材２４ａの当接縁部２６ａの全長が、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の全当接表面５４に対して相補的である。言い換えれば、当接縁部２６ａの中央部分２７ｓが、軸受キャップ５２の当接表面５４の中央部分５５ｓと接触状態にある一方、当接縁部２６ａの曲線状の遠端部部分２７ｃが、当接表面５４の対応する曲線状の遠端部部分５５ｃと接触状態にある。別法として、互いに接触している当接部材２４ａの当接縁部２６ａの一部分のみと軸受キャップ５２の当接表面５４の一部分のみが、相補的である。したがって、第１の後部ウェブ・スペーサ２４ａは、ブランクを減少させることによって車軸ハウジング１２の材料コストを低減させるだけでなく、荷重下のとき、フランジ側軸受支持体の軸受キャップが撓むことを防止する。さらに、本発明によるバンジョー・ハウジング１２の内部空間に対して、必要とされる唯一の機械加工が、ウェブ・スペーサ（当接部材）２４ａの当接縁部２６ａに対するものであるため、本発明の第１の例示的な実施形態による車軸ハウジングは、極めてコスト効果がある。

バンジョー・ハウジング１２の中央開口部２０、２２および前部装着リング３２は、キャリア１４が、車軸ハウジング１２の中央部分１６内に挿入され、位置調整のために中心軸１１の方向にその中で軸方向に運動することができるように、バンジョー・ハウジング１２と差動軸受キャップ５２の間に、（開口部２２内に入り込んでいる当接部材２４ａでさえも）キャリア１４に対して十分な隙間を提供するようなサイズにされている。

本発明の第１の例示的な実施形態による駆動車軸組立体１０を組み立てるための方法は、以下の通りである。最初に、その中央セクション１６を通って形成され、中心軸１１に対してほぼ平行に方向付けられた開口部２０および２２を有する分割形成された車軸ハウジング１２が、設けられる。次に、ウェブ・スペーサとしても働くほぼ平坦な当接部材２４ａが、中心軸１１にほぼ沿って開口部２０内へわずかに延びるように、開口部２０に隣接する車軸ハウジング１２に取り付けられる。当接部材２４ａの当接縁部２６ａが、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の当接表面５４に対して相補的になるように、機械加工または型押し加工される。また、差動装置４０をその上で回転自在に保持している軸受支持体４８ａ、４８ｂを含むキャリア１４が、設けられる。続いて、キャリア１４が、開口部２２を通って車軸ハウジング１２内へ挿入される。好ましくは、キャリアが車軸ハウジング１２内へ挿入される前に、差動装置４０がキャリア１４に装着される。キャリア１４を車軸ハウジング１２の第２の（前部）中央開口部２２内へ挿入することによって、差動軸受キャップ５２が当接部材２４ａから軸方向に（中心軸１１の方向に）離隔されるように、キャリア１４がバンジョー・ハウジング１２に組み付けられる。ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂと軸受支持体４８ａ、４８ｂの間の隙間は、キャリア１４を車軸ハウジング１２内に組み付けるために必要である。ボルトなどの固定具（図示せず）を、装着フランジ４６内のボルト孔４７、および装着リング３２内の装着孔（図示せず）を通って車軸ハウジング１２内の対応するねじ付き孔（図示せず）へ、部分的に（きつくではなく）螺合することによって、キャリア１４が、装着リング３２を通じて車軸ハウジング１２の中央セクション１６にかなり緩く固定される。次に、キャリア１４が、フランジ側軸受支持体４８ａの差動軸受キャップ５２が当接部材２４ａと物理的に接触する（係合する）まで、車軸ハウジング１２の中心軸１１に沿って軸方向（横方向）に移動される。続いて、キャリア１４が、ねじ付き固定具によって（車軸ハウジング１２に）定位置でしっかりと固定され、フランジ側差動軸受キャップ５２が、当接部材２４ａを通じて車軸ハウジング１２によって支持される。

好ましくは、図２および５に示すように、キャリア１４が、キャリア１４の前部表面から外向きに突き出しているボス１５を備えて形成される。さらに好ましくは、ボス１５が、キャリア１４内に鋳造され、半円形のくぼみ、またはポケット４７ａが、その中に機械加工される。さらに、装着フランジ４６内の装着ボルト孔４７は、オーバーサイズにされている、すなわちキャリア１４を車軸ハウジング１２に固定するために使用される固定具よりも直径が大きい。このことは、フランジ側の差動軸受キャップ５２が当接部材２４ａの当接縁部２６ａと接触することができるように、バンジョー・ハウジング１２の面上での（またバンジョー・ハウジングに対する）キャリア１４の制限された運動を可能にする。装着ボルト孔４７は、円形または楕円形などのいかなる適切な形状であってよいことを理解されよう。

本発明の好ましい実施形態によると、キャリア１４を中心軸１１に沿って横方向に移動させる（滑動させる）ステップが、キャリア１４のボス１５のポケット４７ａと相補的であるピン６２を備える駆動ヘッド６０を備える動力ツールの使用によって行われる。動作中、キャリア１４が、開口部２２を通って車軸ハウジング１２内に挿入されて、それに組み付けられた後、駆動ヘッド６０のピン６２が、ポケット４７ａ内に挿入され、ロックされる。次に、駆動ヘッド６０が、キャリア１４を車軸ハウジング１２に向かって押し下げると同時に、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２が当接プレート２４ａの当接縁部２６ａと接触するまで、キャリア１４を滑動させる。キャリア１４が、次にバンジョー・ハウジング１２にしっかりと固定され、一方、キャリアが当接プレート２４ａに押し付けられ、結果として、フランジ側の差動軸受キャップ５２が能動的な停止を有する。固定具を下向きにねじりながら、軸方向の力がハウジング１２に対してキャリア１４に付加されることを許すいかなる方法も使用されてもよいことを理解されよう。

最後に、後部カバー２８が、動作中後部開口部２０を閉鎖するために、中央セクション１６に、および後部ウェブ・スペーサ２４ａおよび２４ｂに固定される。

したがって、駆動車軸組立体１０内のギア分離力が、動作中に差動装置４０に及ぼされ、フランジ側軸受支持体４８ａに伝達されるギア分離力によって軸方向に圧縮される当接プレート２４ａを通して、フランジ側軸受支持体４８ａと車軸ハウジング１２の間の接触によって吸収される。このように、当接プレート２４ａは、ギア分離力Ｆｓの最大値に対処し、かつ開口部２０とフランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２との間の隙間を埋めるようなサイズにされる必要がある。当接プレート２４ａは、当技術分野で公知のいかなる適切な方法によって製造されてもよいことを理解されよう。

図６〜８は、本発明の第２の例示的な実施形態による駆動車軸組立体１１０を示している。本発明の前の例示的な実施形態から変更されていない構成要素は、同じ符号を付けられている。図１〜６に示す本発明の第１の例示的な実施形態と同様の方式で機能する構成要素は、２つの実施形態の対応する部品の間の類似性が、読者によって容易に予測されるため、ときには詳細には説明されることなく、同じ符号に１００を加えたものによって示されている。

本発明の第２の例示的な実施形態による駆動車軸組立体１１０は、バンジョー・タイプ車軸ハウジング１１２、および車軸ハウジング１１２に非回転自在に固定され、かつそれぞれ従来型の第１の（左側）差動軸受４４ａおよび第２の（右側）差動軸受４４ｂを通じて（図６および７に示す）従来型の差動装置４０の差動装置ケース４２を回転自在に支持するキャリア１４を備える。バンジョー・タイプ車軸ハウジング１１２は、中空の中央セクション１１６、および車軸ハウジング１１２の中央長手方向軸１１１に沿って両側に延びる、中央セクション１１６から軸方向に延びる第１の（左側）および第２の（右側）の中空の、細長い車軸アーム・セクション１１８ａおよび１１８ｂをそれぞれ備える。車軸ハウジング１１２は、２つの別個に形成されたバンジョー・ハウジング半部材１１２ａおよび１１２ｂを溶接することなどによって、当技術分野で公知のいずれかの従来の方法で形成されてもよい。

中央セクション１１６は、その後側にそれを通って形成された第１の（後部）中央開口部１２０を、およびその前側にそれを通って形成された第２の（前部）中央開口部１２２を有する。中央開口部１２０および１２２のそれぞれは、中心軸１１１にほぼ沿って（すなわち中心軸に対して平行に）方向付けられた平面を画定している。しかし、本発明の第１の例示的な実施形態の車軸ハウジング１２と対照してみると、車軸ハウジング１１２の中央セクション１１６は、図７に示すように、第１および第２の車軸アーム・セクション１１８ａ、１１８ｂに隣接して形成された三角形形状の開いた側部部分を有さない。その結果、車軸ハウジング１１２は、本発明の第１の例示的な実施形態とは違って、三角形形状のウェブ・スペーサを組み込まない。

本発明の第２の例示的な実施形態によると、車軸組立体１１０は、フランジ側の差動軸受支持体４８ａに対する支持を提供するために、車軸ハウジング１１２内に組み込まれた別個のほぼ平坦な当接部材をさらに備える。好ましくは、当接部材は、対向するほぼ平坦な側部表面１２５およびほぼ凹状の内縁部１２６を有する、当接プレート１２４の形態である。さらに好ましくは、当接プレート１２４は、図７および８に示すように、環状のリングの残りの部分から「切り取られた」環状のリングの一部分として画定された、ほぼ環状のセグメントの形態である。さらに、当接プレート１２４の側部表面１２５は、一定の幅を有し、その凹状の内縁部１２６は、端点１２６ａおよび１２６ｂによって画定される（図８参照）。

当接プレート１２４は、図６および７に１２３で示すように、溶接などによって、車軸ハウジング１１２にしっかりと固定される。より具体的には、当接プレート１２４は、動作中に差動装置４０に及ぼされ、第１の軸受支持体４８ａに伝達されるギア分離力Ｆｓの方向に対してほぼ平行な平面内に延びるように、その中の第１の中央開口部１２０に隣接する中央セクション１１６の内部表面１１７に固定される。言い換えれば、当接プレート１２４は、車軸ハウジング１１２の中心軸１１の方向に実質上延びている。さらに、当接プレート１２４は、差動装置４０の動作によって発生するギア分離力Ｆｓの作用の結果として生じる、車軸ハウジング１１２に対する第１の軸受支持体４８ａの撓みを減少させるために、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２（図７に示すような）と係合する（物理的に接触する）ように、距離ｋまで（図８に示すように）開口部１２０内へわずかに延びて（入り込んで）いる。この理由のため、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の側部表面５４に対して少なくとも部分的に相補的であるように、当接プレート１２４の内縁部１２６は、機械加工または型押し加工されている。好ましくは、図７に示すように、当接部材１２４の内縁部１２６の遠端部部分１２７（図８に印されている）のみが、軸受キャップ５２の当接表面５４の対応する曲線状の遠端部部分５５ｃに対して相補的である。言い換えれば、当接縁部１２６の曲線状の遠端部部分１２７のみが、当接表面５４の対応する曲線状の遠端部部分５５ｃと接触する。別法として、当接プレート１２４の内縁部１２６は、当接部材１２４の当接縁部１２６の全長がフランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の当接表面５４に対して相補的であるように形成されてもよい。このため、ギア分離力Ｆｓが、当接プレート１２４を通じてのフランジ側軸受支持体４８ａと車軸ハウジング１１２の間の接触によって吸収される。したがって、当接プレート１２４は、ギア分離力の最大値に対処し、かつ開口部１２０とフランジ側軸受支持体４８ａの間の隙間を埋めるようなサイズにされる必要がある。当接プレート１２４は、当技術分野で公知のいかなる適切な方法によって製造されてもよいことを理解されよう。

第１の当接プレート１２４は、したがって、荷重下のときフランジ側軸受支持体の軸受キャップが、撓むことを防止する。さらに、本発明の第２の例示的な実施形態による車軸ハウジングは、本発明によるバンジョー・ハウジング１１２の内部に対して必要とされる唯一の機械加工が、当接プレート１２４の当接縁部１２６に対してであるため、コスト効果がある。

バンジョー・ハウジング１１２の中央開口部１２０、１２２および前部装着リング１３２は、キャリア１４が車軸ハウジング１１２の中央部分１１６内に挿入され、位置調整のために中心軸１１１の方向へその中で軸方向に移動するように、バンジョー・ハウジング１１２と差動軸受キャップ５２の間の（開口部１２２内へ入り込んでいる当接部材１２４でさえも）キャリア１４に対して十分な隙間を提供するようなサイズにされている。

本発明の第２の例示的な実施形態による駆動車軸組立体１１０を組み立てるための方法は、第１の例示的な実施形態のうちの１つと同様であり、以下の通りである。最初に、その中央セクション１１６を通って形成され、中心軸１１１に対してほぼ平行に方向付けられた開口部１２０および１２２を有する車軸ハウジング１１２が、設けられる。次に、ほぼ平坦な当接プレート１２４が、中心軸１１１にほぼ沿って開口部１２０内へわずかに延びるように、開口部１２０に隣接する車軸ハウジング１１２に取り付けられる。当接プレート１２４の当接縁部１２６が、フランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の当接側部表面５４に対して相補的になるように機械加工される。また、差動装置４０をその上で回転自在に支持する軸受支持体４８ａ、４８ｂを含むキャリア１４が、設けられる。続いて、キャリア１４が、開口部１２２を通って車軸ハウジング１１２内に挿入される。キャリア１４が、バンジョー・ハウジング１１２に組み付けられ、ボルトなどの固定具（図示せず）を、装着フランジ４６内の複数の装着ボルト孔４７および装着リング１３２内の装着孔（図示せず）を車軸ハウジング１１２内の対応するねじ付き孔（図示せず）へ、部分的に（きつくではなく）螺合することによって、それに緩く固定される。次に、キャリア１４が、フランジ側軸受支持体４８ａの差動軸受キャップ５２が当接プレート１２４と物理的に接触する（係合する）まで、車軸ハウジング１１２の中心軸１１に沿って軸方向（横方向）に移動される。続いて、キャリア１４が、ねじ付き固定具によって（車軸ハウジング１１２に）定位置でしっかりと固定され、フランジ側差動軸受キャップ５２が、当接部材１２４を通じて車軸ハウジング１１２によって支持される。

このようにして、駆動車軸組立体１１０内のギア分離力が、当接プレート１２４を通じたフランジ側軸受支持体４８ａと車軸ハウジング１１２の間の接触によって吸収される。このように、当接プレート１２４は、ギア分離力Ｆｓの最大値に対処し、かつ開口部１２０とフランジ側軸受支持体４８ａの軸受キャップ５２の間の隙間を埋めるようなサイズにされる必要がある。当接プレート１２４は、当技術分野で公知のいかなる適切な方法によって製造されてもよいことを理解されよう。

したがって、本発明は、フランジ側軸受支持体と係合し、かつギア分離力を吸収するように、車軸ハウジングに取り付けられ、かつ動作中に差動装置に及ぼされるギア分離力の方向に方向付けられる、当接部材の形態のフランジ側の差動軸受支持体のための新規な当接構造を提供する。このように、本発明は、フランジ側軸受支持体の撓みを最小化または防止し、かつ、したがって、差動装置ギアを適切な位置に保持し、かつ車軸組立体の使用寿命および強度を延長する。当接部材を車軸ハウジングと一体化することによって、本発明は、車軸ハウジングのコスト、複雑性および重量を低減させる。

本発明の好ましい実施形態についての前記の説明は、特許法の規定に従って例示の目的のために示されている。説明は、排他的であるように、または本発明をここに開示された形態に限定するようには、意図されていない。上記で開示された実施形態は、本発明の原理およびその実用的な適用例を最も良く例示し、かつそれによって、様々な実施形態において、およびここに開示された原理が追従される限りでの企図された特定の使用に適するような様々な修正によって当業者が本発明を最良に使用することを可能にするために選択された。したがって、本出願は、その一般的な原理を使用した本発明のいかなる変形形態、使用および適応もカバーするように意図されている。さらに、本出願は、本発明がそれに属する従来技術における公知のまたは慣習的な実施例内にあるとき本開示からのこのような逸脱をカバーするように意図されている。したがって、上記で説明した本発明において、その意図および範囲から逸脱することなく変更が行われてもよい。本発明の範囲が、それに添付された特許請求の範囲によって定義されることも意図されている。

本発明の第１の例示的な実施形態による駆動車軸組立体の分解透視図である。 本発明の第１の例示的な実施形態による駆動車軸組立体の部分断面図である。 図２の線３−３に沿った、本発明の第１の例示的な実施形態による駆動車軸組立体の部分断面図である。 図２の線３−３に沿った、本発明の第１の例示的な実施形態による車軸ハウジングの部分断面図である。 本発明によるキャリアの正面図である。 本発明の第２の例示的な実施形態による駆動車軸組立体の部分断面図である。 図６の線７−７に沿った本発明の第２の例示的な実施形態による駆動車軸組立体の部分断面図である。 図６の線７−７に沿った本発明の第２の例示的な実施形態による車軸ハウジングの部分断面図である。

符号の説明

１０ 車軸組立体
１１ 中央長手方向軸
１２ 車軸ハウジング
１２ａ、ｂ 車軸ハウジング半部材
１４ キャリア
１５ ボス
１６ 中央セクション
１７ 外壁
１８ａ、ｂ 車軸アーム・セクション
２０、２２ 中央開口部
２０ａ、２０ｂ、２２ａ、２２ｂ 側部部分
２３ 溶接部
２４ａ、２４ｂ 後部ウェブ・スペーサ
２５ 側部表面
２６ａ、２６ｂ 内縁部
２７ 中央部分
２７ｃ 遠端部部分
２８ 後部カバー
３０ａ、３０ｂ 前部ウェブ・スペーサ
３２ 装着リング
４０ 差動装置
４２ 差動装置ケース
４３ リング・ギア
４４ａ、４４ｂ 差動軸受
４５ ピニオン・ギア
４６ 装着フランジ
４７ 装着ボルト孔
４７ａ 半円形のくぼみ、ポケット
４８ａ、４８ｂ 軸受支持体
５０ 台座部材
５１、５３ 半円形のくぼみ
５２ 軸受キャップ
５４ 当接表面
５５ｃ 曲線状の遠端部部分
５５ｓ 直線状の中央部分
６０ 駆動ヘッド
６２ ピン

Claims (26)

1. 中心軸、および互いに対向する、車軸ハウジングを通って形成された第１および第２の開口部を有する車軸ハウジングと、
   前記中心軸の周りに回転するようにその上で差動装置を支持する差動軸受支持体を含むキャリアであって、その中の前記第２の開口部に隣接する、前記車軸ハウジングに固定されたキャリアと、
   前記中心軸の方向にほぼ延びるように前記第１の開口部に隣接する、前記車軸ハウジングに取り付けられた当接部材とを備え、
   前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合し、ギア分離力によって生じる、前記車軸ハウジングに対する前記差動軸受支持体の撓みを制限するために、前記差動装置によって動作中に及ぼされ、前記差動軸受支持体に伝達される前記ギア分離力を吸収する、車軸組立体。
2. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体の側部表面と係合する内縁部を有し、前記当接部材の前記内縁部の少なくとも一部分が、前記差動軸受支持体の前記側部表面に対して相補的である、請求項１に記載の車軸組立体。
3. 前記当接部材の前記内縁部の全長が、前記差動軸受支持体の前記側部表面に対して相補的である、請求項２に記載の車軸組立体。
4. 前記当接プレートの前記内縁部の遠端部部分のみが、軸受キャップの前記側部表面の対応する遠端部部分に対して相補的である、請求項１に記載の車軸組立体。
5. 前記当接部材が、ほぼ平坦なプレートの形態である、請求項１に記載の車軸組立体。
6. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するほぼ凹状の内縁部を有するほぼ三角形の形状を有する、請求項５に記載の車軸組立体。
7. 前記車軸ハウジング内の前記第１の開口部が、三角形形状の開いた側部部分を有し、
   前記三角形の当接部材が、前記第１の開口部の前記開いた側部部分の形状でほぼ形成され、
   前記三角形の当接部材が、前記開いた側部セクションをほぼ閉鎖するように、前記車軸ハウジングに固定されている、
   請求項６に記載の車軸組立体。
8. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するほぼ凹状の内縁部を有するほぼ環状のセグメントの形態である、請求項５に記載の車軸組立体。
9. 前記当接部材が、その前記第１の開口部に隣接する前記車軸ハウジングの内部表面に固定されている、請求項８に記載の車軸組立体。
10. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するように、前記第１の開口部内へ延びている、請求項１に記載の車軸組立体。
11. 前記差動軸受支持体が、前記差動軸受支持体の遠端部に設けられた軸受キャップを備え、かつ前記当接部材が、前記軸受キャップと係合する、請求項１に記載の車軸組立体。
12. 前記差動軸受支持体が、２つの差動軸受支持体を備え、かつ前記当接部材が、前記差動軸受支持体のうちの１つのみと係合する、請求項１に記載の車軸組立体。
13. 前記キャリアが、それを通って形成された複数のオーバーサイズにされた装着孔を備え、前記複数のオーバーサイズにされた装着孔が、前記キャリアを前記車軸ハウジングに固定するために、および差動軸受支持体が、前記当接部材と係合することができるように前記キャリアの前記車軸ハウジングへの装着中前記キャリアの前記車軸ハウジングに対する制限された運動を許すために設けられている、請求項１に記載の車軸組立体。
14. 中心軸、および互いに対向する車軸ハウジングを通って形成された第１および第２の開口部を有する車軸ハウジングを提供するステップと、
    当接部材を、前記第１の開口部によって画定された平面内にほぼ延びるように前記第１の開口部に隣接する前記車軸ハウジングに取り付けるステップと、
    前記中心軸の周りに回転するように差動装置をその上で支持する差動軸受支持体を含むキャリアを提供するステップと、
    前記第２の開口部を通って前記キャリアを前記車軸ハウジング内へ挿入するステップと、
    前記差動軸受支持体が前記当接部材と係合されるまで、前記キャリアを前記中心軸に沿って横方向に移動させるステップ
    とを含む、駆動車軸組立体を組み立てるための方法。
15. 前記軸受支持体を前記当接部材に係合する間、前記キャリアを前記車軸ハウジングに固定するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記当接部材が、ほぼ平坦なプレートの形態である、請求項１４に記載の方法。
17. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するほぼ凹状の内縁部を有するほぼ三角形の形状を有する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記車軸ハウジング内の前記第１の開口部が、三角形形状の開いた側部部分を有し、
    前記三角形の当接部材が、前記第１の開口部の前記開いた側部部分の形状でほぼ形成され、かつ、
    当接部材を前記車軸ハウジングに取り付けるステップが、前記開いた側部セクションをほぼ閉鎖するように、前記三角形の当接部材を前記車軸ハウジングに固定するステップを含む、
    請求項１７に記載の方法。
19. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するほぼ凹状の内縁部を有するほぼ環状のセグメントの形態である、請求項１６に記載の方法。
20. 当接部材を前記車軸ハウジングに取り付けるステップが、前記当接部材をその前記第１の開口部に隣接する前記車軸ハウジングの内部表面に固定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体と係合するように、前記第１の開口部内へ延びている、請求項１４に記載の方法。
22. 前記差動軸受支持体が、前記差動軸受支持体の遠端部に設けられた軸受キャップを備え、かつ前記キャリアが、前記差動軸受支持体の前記軸受キャップが前記当接部材の内縁部と係合するまで、前記中心軸に沿って横方向に移動される、請求項１４に記載の方法。
23. 前記当接部材が、前記差動軸受支持体の側部表面に係合する内縁部を有し、前記当接部材前記内縁部の少なくとも一部分が、前記差動軸受支持体の前記側部表面に対して相補的である、請求項１４に記載の方法。
24. 前記キャリアが、その中にくぼみを有し、かつ
    前記キャリアを前記中心軸に沿って横方向に移動させるステップが、
    前記くぼみに対して相補的なピンを有す駆動ヘッドを提供するステップと、
    前記くぼみを前記駆動ヘッドの前記ピンと係合させるステップと、
    前記駆動ヘッドを前記中心軸に対してほぼ垂直に変位させることによって、前記キャリアを前記車軸ハウジングに押圧するステップと、
    前記差動軸受支持体が前記当接部材と係合されるまで、前記キャリアを前記中心軸に沿って横方向に移動させるように前記駆動ヘッドを変位させるステップと
    を含む、請求項１４に記載の方法。
25. 前記キャリアが、前記くぼみが前記ボス内に形成されるように、その外部表面上に設けられたボスを備える、請求項２４に記載の方法。
26. 前記キャリアが、それを通って形成された複数のオーバーサイズにされた装着孔を備え、前記複数のオーバーサイズにされた装着孔が、前記キャリアを前記車軸ハウジングに固定するために、および前記キャリアを前記差動軸受支持体が前記当接部材と係合するまで前記中心軸に沿って移動させるステップの間、前記車軸ハウジングに対する前記キャリアの制限された運動を許すために設けられている、請求項１４に記載の方法。

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