JP2015178350A - タンデム型ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 部品点数を増加させることなく、インターディファレンシャル部のドライブギヤの内周とドライブシャフトの外周との間に介装される転がり軸受の軸方向に対する位置決めを行う。
【解決手段】 本発明は、ディファレンシャル部１２０とインターディファレンシャル部１１０を備え、インターディファレンシャル部１１０が、差動ギヤ１１２を介して、ドライブシャフト１０２の外周に支持されてディファレンシャル部へ回転動力を伝達するドライブギヤ１１４と、後後軸２０を駆動するインタープロペラシャフト４と、の間に回転速度差を与えて差動させる構成であり、ドライブシャフトの外周と、ドライブギヤの内周と、の間に転がり軸受１４０が介装されると共に、転がり軸受１４０が、ドライブシャフト１０２の径拡張部の側面と、ドライブギヤ１１４の軸受部の内周に設けられる内側凸の段差部１１４Ａと、によって軸方向への相対移動が規制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、動力源（内燃機関等）からの回転動力が伝達されるプロペラシャフトの回転動力を後後軸と後前軸の回転動力に分配する動力分配機能が内蔵されたタンデム型ディファレンシャル装置に関する。

従来、図２に示すように、後二軸車１に関し、動力源（内燃機関等）２からの回転動力が伝達されるメインプロペラシャフト３の回転動力を、後前軸１０と後後軸２０との回転動力に分配する動力分配機能を備えたタンデム型ディファレンシャル装置１００が知られている（特許文献１、特許文献２など）。

この種のタンデム型ディファレンシャル装置１００は、メインプロペラシャフト３の回転動力を後前軸１０の左右の駆動輪へ伝達するが、その際に、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与え、例えば旋回時などにおける内外輪の回転速度差を吸収し、スムースな走行を可能にするための左右輪間のディファレンシャル部（差動部）を備えると共に、
メインプロペラシャフト３の回転動力をインタープロペラシャフト（軸間プロペラシャフト）４を介して後後軸２０へ伝達するが、その際に、後前軸１０と後後軸２０の負荷に応じて回転速度差を与え（動力を分配し）、例えば旋回時などにおける後前軸１０と後後軸２０の間の回転速度差を吸収し、スムースな走行を可能にするためのインターディファレンシャル部（軸間の差動部：動力分配部）を備えて構成されている。

タンデム型ディファレンシャル装置１００の一例としては、例えば、図３に示すようなものがあり、メインプロペラシャフト３からの回転動力は、タンデム型ディファレンシャル装置１００のアクスルハウジング１０１に対して回転自在に支持されているドライブシャフト１０２を介して、インターディファレンシャル部１１０を構成するピニオン軸１１１に自転自在に支持されている差動ギヤ１１２に伝達されるようになっている。

そして、この差動ギヤ１１２を介して、メインプロペラシャフト３からの回転動力は、ドライブシャフト１０２の外周に回転自在に支持されているドライブギヤ１１４に伝達されて、ドリブンギヤ１１５及びこれと略一体の後前軸ピニオンギヤ１２１へ伝達され、この後前軸ピニオンギヤ１２１に噛合しているハイポイドギヤ（リングギヤ）１２２を介して、後前軸１０の左右輪のためのディファレンシャル部（差動部）１２０へと回転動力が伝達され、後前軸１０の左右輪へ回転動力が分配されるようになっている（図３の動力伝達経路Ａ）。

この一方、インターディファレンシャル部１１０の差動ギヤ１１２は、前記ドライブギヤ１１４の反対側で、サイドギヤ１１７に噛合されていて、このサイドギヤ１１７はスルーシャフト１１６と略一体回転されるように構成されている。そして、スルーシャフト１１６のサイドギヤ１１７と反対側の端部には、インタープロペラシャフト（軸間プロペラシャフト）４が略一体的に取り付けられているため、メインプロペラシャフト３からの回転動力は、差動ギヤ１１２、サイドギヤ１１７、スルーシャフト１１６を介して、インタープロペラシャフト（軸間プロペラシャフト）４に伝達され、インタープロペラシャフト（軸間プロペラシャフト）４に取り付けられる後後軸用のディファレンシャル装置２００を介して、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与え、例えば旋回時などにおける内外輪の回転速度差を吸収し（内外輪に差動を与え）、円滑な走行を可能にしつつ、後後軸２０を回転駆動するようになっている（図３の動力伝達経路Ｂ）。

ここで、ドライブギヤ１１４及びサイドギヤ１１７に噛合している差動ギヤ１１２は、ドライブギヤ１１４及びサイドギヤ１１７の回転速度が同一である間は、ピニオン軸１１１に支持されつつ公転するため、ドライブギヤ１１４に回転連結される後前軸１０側と、サイドギヤ１１７に回転連結される後後軸２０側と、に均等に回転動力を伝達するようになっている。

一方で、ドライブギヤ１１４に回転連結される後前軸１０側と、サイドギヤ１１７に回転連結される後後軸２０側と、の間で負荷が変動した場合には、差動ギヤ１１２はピニオン軸１１１上で自転を開始し、これにより、ドライブギヤ１１４とサイドギヤ１１７との間の回転速度差を吸収し、ドライブギヤ１１４に回転連結される後前軸１０側と、サイドギヤ１１７に回転連結される後後軸２０側と、に差動を与えながら円滑に回転動力を分配することができるようになっている。

但し、車輪の空転等を抑制して悪路等の走破性能を向上させたい場合などにおいては、内周に平歯車が形成されているスリーブ１１８を軸方向に移動させることによって、ドライブギヤ１１４の平歯車部１１４Ｓと、ドライブシャフト１０２の平歯車部１０３と、を係合して一体回転させることができるようになっている（インターディファレンシャル部１１０における所謂デフロック機能を備えて構成されている）。

特開２００４−１７７３４号公報 実公平７−７６４９号公報

ここで、上述したようなタンデム型ディファレンシャル装置（後前軸と後後軸の間で回転動力の分配を行うインターディファレンシャル部１１０と、後前軸の左右輪に差動を与えることができるディファレンシャル部１２０と、を備えたディファレンシャル装置）において、インターディファレンシャル部１１０への潤滑オイルの供給は、ドライブギヤ１１４、ドリブンギヤ１１５、ハイポイドギヤ（リングギヤ）１２２などが回転することによって、アクスルハウジング１０１内に収容されている潤滑オイル（停止時において、図４のオイルレベルまでアクスルハウジング１０１内下方に貯留されている）を掻き上げることによってなされる。

しかし、インターディファレンシャル部１１０は、アクスルハウジング１０１内のオイル溜りから距離があるため潤滑が不十分となるおそれがあるため、図４に示すように、メカニカル方式（例えば、トロコイド式）のオイルポンプ１３０を備え、当該オイルポンプ１３０により各軸受部（ドライブギヤ１１４の滑り軸受部、サイドギヤ１１７の滑り軸受部など）に潤滑オイルをオイル通路１０２Ｂ等を介して強制的に供給すること（強制潤滑）を行っている例もある。

ところが、このような強制潤滑を行っても、使用条件等によっては、インターディファレンシャル部１１０の軸受部（例えば、ドライブギヤ１１４の滑り軸受部）に焼き付きなどの不具合が発生してしまうおそれも想定される。

なお、ドライブギヤ１１４の軸受部は、ドライブギヤ１１４にはドリブンギヤ１１５が噛合しており、回転動力が伝達される際に両軸間方向に噛み合い反力が作用するため、ドライブギヤ１１４の軸受部の負荷は大きく、油膜切れが起き易く焼き付きには不利であるといった特徴がある。

このようなことから、耐焼付性の改善のために、インターディファレンシャル部１１０の摺動部（特に、ドライブギヤ１１４の軸受部）を、従来の滑り軸受に代えて、図５に示すように、転がり軸受（例えば、ニードルベアリング）を採用することも考えられる。

しかしながら、このような転がり軸受を採用した場合、軸方向に対する位置規制を行って、ドライブギヤ１１４本体から転がり軸受が逸脱してしまうようなおそれを回避する必要がある。ドライブギヤ１１４がスパギヤ（平歯車）の場合であっても転がり軸受の軸方向に対する位置規制は必要であるが、特に、ドライブギヤ１１４がヘリカルギヤである場合には軸方向力が周期的に発生するため、転がり軸受が軸方向に一層移動し易い傾向となる。

このため、例えば、図５に示したように、ドライブギヤ１１４の内周と、ドライブシャフト１０２の外周と、の間に、ラジアル軸受用のニードルベアリング１４０を平歯車部１０３等の段差部（径拡張部）に突き当てつつ介装すると共に、ニードルベアリング１４０の軸方向（図５の右方向）への移動（ドライブシャフト１０２に対する相対移動）を規制するために、ドライブシャフト１０２に係合されてドライブシャフト１０２と一体回転するピニオン軸１１１の左側面と、の間に、スペーサー１４２を介装することが一例として想定される。

図５では、ピニオン軸１１１に自転自在に支持されている差動ギヤ１１２の図示が省略されているが、この差動ギヤ１１２、サイドギヤ１１７、ピニオン軸１１１のボス部、スペーサー１４２、ニードルベアリング１４０、ドライブシャフト１０２の平歯車部１０３（径拡張部）の軸方向位置は、アクスルハウジング１０１にボルト等により締結されるケース１６１に圧入等により固定される両サイドの転がり軸受１５０、１５１により、所定の遊動を許容しつつ位置規制されている。

なお、図５では、スラスト軸受用ニードルベアリング１４１が、ドライブギヤ１１４の左側面と、平歯車部１０３等の径拡張部と、の間に介装され、このスラスト軸受用ニードルベアリング１４１によってスラスト荷重（軸方向荷重）を受ける構成となっている。

また、他の一例として、図６に示すように、ドライブギヤ１１４の内周と、ドライブシャフト１０２の外周と、の間に、ラジアル軸受用のニードルベアリング１４０をドライブシャフト１０２の平歯車部１０３等にスラストワッシャを介して突き当てつつ介装すると共に、ニードルベアリング１４０の右側端部付近に当接してニードルベアリング１４０の軸方向に対する移動を規制するためのスナップリング（円環状の一部が開放された弾性要素）１６０を、ドライブシャフト１０２の外周に刻設された溝１０２Ｇに、スナップリング１６０の弾性を利用して嵌め込むといった構成も想定される。

なお、図６においては、ピニオン軸１１１、このピニオン軸１１１に自転自在に支持されている差動ギヤ１１２、ドライブギヤ１１４の平歯車部１１４Ｓ、スリーブ１１８等の図示は省略している。

しかしながら、上述したようなスペーサー１４２やスナップリング１６０を利用してラジアル軸受用のニードルベアリング１４０の軸方向に対する位置決め行う方法においては、部品点数が増えて管理や取り扱いが不便になると共に、アッセンブリの際に組み付け工数が増えるなどのデメリットがあるなどの実情がある。

本発明は、上述した実情に鑑みなされたものであり、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、部品点数を増加させることなく、インターディファレンシャル部のドライブギヤの内周と、ドライブシャフトの外周と、の間に介装される転がり軸受の軸方向に対する位置決めを行うことができるタンデム型ディファレンシャル装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るタンデム型ディファレンシャル装置は、
後前軸と後後軸からなる後二軸の車両に用いられるタンデム型ディファレンシャル装置であって、
駆動源からの回転動力が伝達されるメインプロペラシャフトの回転動力を、後前軸の左右の駆動輪へ伝達する際に、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与えて差動させる後前軸左右輪間ディファレンシャル部と、
前記メインプロペラシャフトの回転動力を、インタープロペラシャフトを介して後後軸へ伝達する際に、後前軸と後後軸の負荷に応じて回転速度差を与えて差動させるインターディファレンシャル部と、
を備えて構成されるタンデム型ディファレンシャル装置において、
前記インターディファレンシャル部が、差動ギヤを介して、メインプロペラシャフトの回転動力が伝達されるドライブシャフトの外周に同軸的に回転自在に支持されて後前軸左右輪間ディファレンシャル部へ回転動力を伝達するドライブギヤと、後後軸を駆動するインタープロペラシャフトと、の間に回転速度差を与えて差動させる構成であり、
前記ドライブシャフトの外周と、前記ドライブギヤの軸受部の内周と、の間に転がり軸受が介装されると共に、
該転がり軸受が、前記ドライブシャフトの径拡張部の側面と、前記ドライブギヤの軸受部の内周に設けられる内側凸の段差部と、によって、前記ドライブシャフトの軸方向への相対移動が規制されることを特徴とする。

本発明において、前記ドライブシャフトの内側に、オイルポンプから吐出される潤滑オイルが供給されるオイル通路が形成され、該オイル通路を介して前記転がり軸受に潤滑オイルが供給されることを特徴とすることができる。

本発明において、前記転がり軸受が、ニードルベアリングであることを特徴とすることができる。

本発明によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、部品点数を増加させることなく、インターディファレンシャル部のドライブギヤの内周と、ドライブシャフトの外周と、の間に介装される転がり軸受の軸方向に対する位置決めを行うことができるタンデム型ディファレンシャル装置を提供することができる。

そして、本発明に係るタンデム型ディファレンシャル装置によれば、部品点数を増加させることないので、管理や取り扱いが不便になることを抑制できると共に、アッセンブリの際に組み付け工数の増加を抑制することができる。

本発明の一実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置の構造を説明するためにインターディファレンシャル部を抜き出して示す断面図（ドライブシャフトの軸方向に沿って垂直な平面で切った断面図）である。 タンデム型ディファレンシャル装置が採用される車両の一例を示した図（車両上方から見た図）である。 タンデム型ディファレンシャル装置の全体構成を動力の伝達経路（分配経路）と共に示す断面図（ドライブシャフトの軸方向に沿って垂直な平面で切った断面図）である。 タンデム型ディファレンシャル装置の全体構成をオイルポンプによる強制潤滑（オイルの供給通路）を概略的に示す断面図（ドライブシャフトの軸方向に沿って垂直な平面で切った断面図）である。 従来のタンデム型ディファレンシャル装置のインターディファレンシャル部におけるドライブギヤの軸受として転がり軸受（ニードルベアリング）を採用した場合の一例を示す断面図である。 従来のタンデム型ディファレンシャル装置のインターディファレンシャル部におけるドライブギヤの軸受として転がり軸受（ニードルベアリング）を採用した場合の他の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係る一実施の形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態により、本発明が限定されるものではない。

本発明の一実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置は、基本構成として、図２〜図４で示したものと同様の構成を備えている。なお、同一の要素については、同一の符号を付して詳細な説明については、ここでは省略する。

すなわち、本実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置は、図２に示したように、メインプロペラシャフト３の回転動力を後前軸１０の左右の駆動輪へ伝達するが、その際に、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与え、例えば旋回時などにおける内外輪の回転速度差を吸収し、円滑な走行を可能にするための左右輪間のディファレンシャル部（差動部）を備えると共に、
メインプロペラシャフト３の回転動力をインタープロペラシャフト（軸間プロペラシャフト）４を介して後後軸２０へ伝達するが、その際に、後前軸１０と後後軸２０の負荷に応じて回転速度差を与え（動力を分配し）、例えば旋回時などにおける後前軸１０と後後軸２０の間の回転速度差を吸収し、円滑な走行を可能にするためのインターディファレンシャル部（軸間の差動部：動力分配部）を備えて構成されている。

なお、本実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置においても、ドライブギヤ１１４やドリブンギヤ１１５、ハイポイドギヤ（リングギヤ）１２２などの回転部分の潤滑オイルの掻き上げにより各部の潤滑を行うが、インターディファレンシャル部１１０、アクスルハウジング１０１内のオイル溜りから距離があるため潤滑が不十分となるおそれがあるため、図４に示したような、メカニカル方式（例えば、トロコイド式）のオイルポンプ１３０を備え、当該オイルポンプ１３０により各軸受部（ドライブギヤ１１４の軸受部、サイドギヤ１１７の軸受部など）に潤滑オイルをオイル通路１０２Ｂ等を介して強制的に供給（強制潤滑）する構成となっている。

ここにおいて、図１に示すように、本実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置においても、ドライブシャフト１０２の外周に同軸的に回転自在に支持されるドライブギヤ１１４の内周と、ドライブシャフト１０２の外周と、の間にニードルベアリング（転がり軸受）１４０を介装すると共に、このニードルベアリング１４０の軸受部にオイルポンプ１３０（図４参照）から吐出供給される潤滑オイルが、ドライブシャフト１０２の軸部に開通されているオイル通路１０２Ｂ等を介して供給されるようになっている。

そして、本実施の形態では、図１に示したように、ニードルベアリング１４０の軸方向に対する移動（ドライブシャフト１０２の軸方向に対する相対移動）を規制するために、ドライブギヤ１１４の軸受部の内周面に内側凸の段差部１１４Ａを形成した。

すなわち、本実施の形態では、ニードルベアリング１４０は、ドライブギヤ１１４の軸受部の内周面の凹部１１４Ｂに収容されて、オイル通路１０２Ｂより潤滑オイルの強制潤滑を受けながら、ドライブギヤ１１４の内周と、ドライブシャフト１０２の外周と、の間で転がり軸受部を構成すると共に、ドライブシャフト１０２に対する該ニードルベアリング１４０の軸方向の右方向に対する移動規制は、ドライブギヤ１１４の内周に内側凸に形成された段差部１１４Ａによりなされるようになっている。

なお、ドライブシャフト１０２に対するニードルベアリング１４０の軸方向の左方向に対する移動規制は、ドライブシャフト１０２の平歯車部１０３等の径拡張部の左側面に突き当てることでなされる。これらの間に、スラストベアリング（転がり軸受、滑り軸受）等を介した構成とすることができる。

本実施の形態において、ドライブシャフト１０２は、アクスルハウジング１０１にボルト等により締結されるケース１６１に圧入等により固定される両サイドの転がり軸受１５０、１５１によって、所定の遊動を許容しつつ軸方向に位置規制されている。

そして、ドライブシャフト１０２に対するドライブギヤ１１４の軸方向の左方向への相対移動の規制は、ドライブシャフト１０２の平歯車部１０３等の径拡張部の左側面に突き当てることでなされる。これらの間に、スラストベアリング（転がり軸受、滑り軸受）等を介した構成とすることができる。

この一方で、ドライブシャフト１０２に対するドライブギヤ１１４の軸方向における右方向への相対移動の規制は、ドライブギヤ１１４のサイドギヤ部１１４Ｃと噛合する差動ギヤ１１２、該差動ギヤ１１２と噛合すると共にベアリング１５１により軸方向への位置規制されているサイドギヤ１１７によってなされている。

このように、本実施の形態によれば、ドライブギヤ１１４は、ドライブシャフト１０２の径拡張部、差動ギヤ１１２、サイドギヤ１１７、転がり軸受（ベアリング）１５０、１５１によりドライブシャフト１０２に対する軸方向への相対移動が規制されているため、従来のようにスペーサー１４２やスナップリング１６０等の別個新たな部品を利用しなくとも、ドライブギヤ１１４の内周面の凹部１１４Ｂに収容されたニードルベアリング１４０は、ドライブギヤ１１４の軸受部の内周に内側凸に形成された段差部１１４Ａにて右方向への相対移動を規制することができると共に、ドライブシャフト１０２の平歯車部１０３の側面（径拡張部）にて、右方向への相対移動を規制することができる。

すなわち、本実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置によれば、比較的簡単かつ低コストな構成でありながら、部品点数を増加させることなく、インターディファレンシャル部のドライブギヤの内周と、ドライブシャフトの外周と、の間に介装される転がり軸受の軸方向に対する位置決めを行うことができる。

そして、本実施の形態に係るタンデム型ディファレンシャル装置によれば、部品点数を増加させることないので、管理や取り扱いが不便になることを抑制できると共に、アッセンブリの際に組み付け工数の増加を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、オイルポンプ１３０による強制潤滑する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、潤滑オイルを掻き上げにて給油する場合において転がり軸受を採用する場合にも適用可能である。

また、転がり軸受は、ニードルベアリングに限定されるものではなく、他の形式の転がり軸受を採用する場合にも、本発明は適用可能である。

本発明は、上述した発明の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。

１０１ アクスルハウジング
１０２ ドライブシャフト
１０２Ｂ オイル通路
１０３ 平歯車部（径拡張部）
１１０ インターディファレンシャル部
１１２ 差動ギヤ
１１４ ドライブギヤ
１１４Ａ 段差部
１１４Ｂ 凹部
１１５ ドリブンギヤ
１１７ サイドギヤ
１２２ ハイポイドギヤ（リングギヤ）
１３０ オイルポンプ
１４０ ニードルベアリング（転がり軸受）
１５０ 転がり軸受
１５１ 転がり軸受

Claims (3)

1. 後前軸と後後軸からなる後二軸の車両に用いられるタンデム型ディファレンシャル装置であって、
   駆動源からの回転動力が伝達されるメインプロペラシャフトの回転動力を、後前軸の左右の駆動輪へ伝達する際に、左右の駆動輪の負荷に応じて回転速度差を与えて差動させる後前軸左右輪間ディファレンシャル部と、
   前記メインプロペラシャフトの回転動力を、インタープロペラシャフトを介して後後軸へ伝達する際に、後前軸と後後軸の負荷に応じて回転速度差を与えて差動させるインターディファレンシャル部と、
   を備えて構成されるタンデム型ディファレンシャル装置において、
   前記インターディファレンシャル部が、差動ギヤを介して、メインプロペラシャフトの回転動力が伝達されるドライブシャフトの外周に同軸的に回転自在に支持されて後前軸左右輪間ディファレンシャル部へ回転動力を伝達するドライブギヤと、後後軸を駆動するインタープロペラシャフトと、の間に回転速度差を与えて差動させる構成であり、
   前記ドライブシャフトの外周と、前記ドライブギヤの軸受部の内周と、の間に転がり軸受が介装されると共に、
   該転がり軸受が、前記ドライブシャフトの径拡張部の側面と、前記ドライブギヤの軸受部の内周に設けられる内側凸の段差部と、によって、前記ドライブシャフトの軸方向への相対移動が規制されることを特徴とするタンデム型ディファレンシャル装置。
2. 前記ドライブシャフトの内側に、オイルポンプから吐出される潤滑オイルが供給されるオイル通路が形成され、該オイル通路を介して前記転がり軸受に潤滑オイルが供給されることを特徴とする請求項１に記載のタンデム型ディファレンシャル装置。
3. 前記転がり軸受が、ニードルベアリングであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタンデム型ディファレンシャル装置。

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