JP2021139477A - 動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドライブピニオンギヤ支持軸受の予圧を好適に維持する軸受支持構造を備えた動力伝達装置を提供する。
【解決手段】端部に歯車2aを備える軸部材2と、歯車2aに隣接して、作用点3dを歯車側に指向して軸部材2に外嵌される第1の軸受3と、第1の軸受3よりも歯車2aから離間した位置に、作用点4dを歯車から離れる側に指向して軸部材2に外嵌される第2の軸受4と、第1の軸受3及び第2の軸受4を内嵌するとともに、第1の軸受が内嵌される部位である第1部位18cの内径を第1内径D1、第2の軸受が内嵌される部位である第2部位18aの内径を第2内径D2、第1の軸受と第2の軸受との間の部位である第3部位18eの内径を第3内径D3とするとき、第3内径が第1内径及び第2内径よりも小さい筐体18と 第1の軸受の外輪3a及び第2の軸受の外輪4aによって挟持される、円筒状の円筒部材5と、を備える動力伝達装置1。
【選択図】図1
【解決手段】端部に歯車2aを備える軸部材2と、歯車2aに隣接して、作用点3dを歯車側に指向して軸部材2に外嵌される第1の軸受3と、第1の軸受3よりも歯車2aから離間した位置に、作用点4dを歯車から離れる側に指向して軸部材2に外嵌される第2の軸受4と、第1の軸受3及び第2の軸受4を内嵌するとともに、第1の軸受が内嵌される部位である第1部位18cの内径を第1内径D1、第2の軸受が内嵌される部位である第2部位18aの内径を第2内径D2、第1の軸受と第2の軸受との間の部位である第3部位18eの内径を第3内径D3とするとき、第3内径が第1内径及び第2内径よりも小さい筐体18と 第1の軸受の外輪3a及び第2の軸受の外輪4aによって挟持される、円筒状の円筒部材5と、を備える動力伝達装置1。
【選択図】図1
Description
本発明は、動力伝達装置に関する。
自動車の終減速装置は、一般的に左右の後輪間の中央に配置されている。車体前方側の原動機により発生した動力は、変速機で減速されたうえで推進軸を介して終減速装置に伝達され、終減速装置で再度減速されて左右の後輪に分配される。終減速装置は、特許文献1に記載されているように、推進軸と一体に回転するドライブピニオンギヤと、ドライブピニオンギヤと直角に噛合するリングギヤと、リングギヤと一体に回転する差動装置と、ドライブピニオンギヤ、リングギヤ、及び、差動装置を収容するキャリア(筐体)等から構成されている。ドライブピニオンギヤとリングギヤは直角に噛合することに伴い、それぞれの回転軸方向に噛み合い反力が発生するため、回転軸上には円錐ころ軸受が備えられる。
円錐ころ軸受は、円錐状の外周面を備える内輪と、円錐状の内周面を備える外輪と、内輪と外輪との間に複数配置されるころを備える。ドライブピニオンギヤにおいては、その支持剛性を高めるために、円錐ころ軸受の荷重が作用する作用点が背面を向くようにして一対の円錐ころ軸受により支持される。それぞれの円錐ころ軸受の、対向する外輪の端面は、キャリアの軸受嵌合孔の端面に当接している。円錐ころ軸受は、回転軸の振れを抑えるために、内部の隙間をゼロにして、常に荷重が作用している状態となるように調整して動力伝達装置に組み込まれる。この荷重を予圧と呼ぶ。予圧を調整する方法は、一対の円錐ころ軸受の内輪間に、変形可能なスペーサ部材を挟持して、軸部材の端部に備えられたねじ締結体を締め込むことで発生する軸力により、一対の円錐ころ軸受の両端面を回転軸方向に押圧し、所定の支持状態となるまでスペーサ部材を変形させるようにして行なっている。
近年の省燃費の要求に応えるために、自動車の各装置に関しては軽量化が進められており、動力伝達装置においては筐体を鋳鉄製からアルミニウム製に置換する手法が広く行われている。アルミニウム材料は軽量ではあるが、線膨張係数が鉄鋼材料の2倍以上大きいため、高温環境下においては筐体が膨張して、筐体によって挟持するようにして配置されている一対の円錐ころ軸受においては、筐体が挟持するのと反対側に変形することによって、内部隙間が発生してしまう。そのため、特許文献2に記載されている技術が開示されている。
一方、一対の円錐ころ軸受によってアルミニウム製のキャリア(筐体)を挟持するようにして配置されるドライブピニオンギヤに関しては、低温環境下において筐体が収縮して、筐体の軸受嵌合孔端面に当接している軸受の外輪間の距離が縮小することにより、円錐ころ軸受の内部に隙間が生じて予圧が作用していない状態となり、運転中に異音の発生する虞がある。
一方、一対の円錐ころ軸受によってアルミニウム製のキャリア(筐体)を挟持するようにして配置されるドライブピニオンギヤに関しては、低温環境下において筐体が収縮して、筐体の軸受嵌合孔端面に当接している軸受の外輪間の距離が縮小することにより、円錐ころ軸受の内部に隙間が生じて予圧が作用していない状態となり、運転中に異音の発生する虞がある。
本発明は以上の課題を解決するために考案されたものであり、その目的は、ドライブピニオンギヤ支持軸受の予圧を簡単な構成により好適に維持する軸受支持構造を備えた動力伝達装置を提供するものである。
前記課題を解決するため、第1の態様は、端部に歯車を備える軸部材と、歯車に隣接して、作用点を歯車側に指向して軸部材に外嵌される第1の軸受と、第1の軸受よりも歯車から離間した位置に、作用点を歯車から離れる側に指向して軸部材に外嵌される第2の軸受と、第1の軸受及び第2の軸受を内嵌するとともに、第1の軸受が内嵌される部位である第1部位の内径を第1内径、第2の軸受が内嵌される部位である第2部位の内径を第2内径、第1の軸受と第2の軸受との間の部位である第3部位の内径を第3内径とするとき、第3内径が第1内径及び第2内径よりも小さい筐体と、第1の軸受の外輪及び第2の軸受の外輪によって挟持される、円筒状の円筒部材と、を備える動力伝達装置である。
また、前記第1の態様において、第2部位と第3部位とを画定する筐体の内周面の一部である壁部は、第2の軸受の外輪に接触しないようにしても良い。
また、前記第1の態様において、円筒部材及び筐体を、軸部材の回転軸方向に固定する固定部を有するようにしても良い。
本発明によれば、低温環境下においてもドライブピニオンギヤ支持軸受の予圧を好適に維持する軸受支持構造を備えた動力伝達装置を提供することが可能となる。
本発明にかかる動力伝達装置の形態例である、各実施形態の終減速装置1,31,41,51,及び61について、図1乃至図9を参照しながら説明する。各実施形態で共通する技術的要素には、共通の符号を付するとともに説明を省略する。なお、原動機、変速装置、推進軸、車輪、潤滑油、及び、油路は図示していない。
(第1実施形態)
1.終減速装置
図1は、終減速装置1の全体を示す図である。
原動機で発生して変速装置で減速された動力は、推進軸を介して伝達される。終減速装置1の前方側にはビスカスカップリング20が備えられる。ビスカスカップリング20から出力された動力はドライブピニオンギヤ2に伝達され、ドライブピニオンギヤ2と直角に噛合するリングギヤ8に伝達される。リングギヤ8と一体に回転する差動装置9に伝達された動力は、差動装置9内に備えられる後述するサイドギヤ12とスプライン嵌合する駆動軸DSを介して、左右の車輪に伝達される。
1.終減速装置
図1は、終減速装置1の全体を示す図である。
原動機で発生して変速装置で減速された動力は、推進軸を介して伝達される。終減速装置1の前方側にはビスカスカップリング20が備えられる。ビスカスカップリング20から出力された動力はドライブピニオンギヤ2に伝達され、ドライブピニオンギヤ2と直角に噛合するリングギヤ8に伝達される。リングギヤ8と一体に回転する差動装置9に伝達された動力は、差動装置9内に備えられる後述するサイドギヤ12とスプライン嵌合する駆動軸DSを介して、左右の車輪に伝達される。
2.ビスカスカップリング
推進軸からビスカスカップリング20に伝達された動力はハウジング20aにボルト(不図示)によって締結されて伝達される。ハウジング20aの内部には、複数のインナープレート20d及びアウタープレート20cが交互に複数積層されて、ハウジング20aとカバー20eにより形成される内部空間内に一定量のシリコーンオイルが封入された状態で密封されている。ビスカスカップリング20は、路面が凍結しているような場所を走行している際に、駆動輪である前輪が空転すると、推進軸を介して前輪と一体に回転するハウジング20a及びアウタープレート20cと、後輪と一体回転するインナープレート20dとの間に回転数の差が生じることに伴い、シリコーンオイルにせん断力が作用してアウタープレート20cからインナープレート20dに動力が伝達されることにより、後輪に動力を伝達して走行性能を高める装置である。インナープレート20dに伝達された動力は、スプライン嵌合するハブ20bを介してドライブピニオンギヤ2に伝達される。
推進軸からビスカスカップリング20に伝達された動力はハウジング20aにボルト(不図示)によって締結されて伝達される。ハウジング20aの内部には、複数のインナープレート20d及びアウタープレート20cが交互に複数積層されて、ハウジング20aとカバー20eにより形成される内部空間内に一定量のシリコーンオイルが封入された状態で密封されている。ビスカスカップリング20は、路面が凍結しているような場所を走行している際に、駆動輪である前輪が空転すると、推進軸を介して前輪と一体に回転するハウジング20a及びアウタープレート20cと、後輪と一体回転するインナープレート20dとの間に回転数の差が生じることに伴い、シリコーンオイルにせん断力が作用してアウタープレート20cからインナープレート20dに動力が伝達されることにより、後輪に動力を伝達して走行性能を高める装置である。インナープレート20dに伝達された動力は、スプライン嵌合するハブ20bを介してドライブピニオンギヤ2に伝達される。
3.キャリア(筐体)、及び、カバー
図1及び図2に示すように、キャリア18、及び、カバー19は、終減速装置1のうち、ビスカスカップリング20を除く全ての部品を内蔵する筐体である。キャリア18は、前側に軸受を介してドライブピニオンギヤ2を支持する円筒形状をなす部位と、後側に軸受を介して後述する差動装置9を支持する半球殻形状をなす部位が一体に形成されたアルミニウム製の鋳造部品である。カバー19は、半球殻形状をなすアルミニウム製の鋳造部品で、キャリア18とカバー19は、第1回転軸Aを通る鉛直面でボルト(不図示)により連結されている。
前側の円筒形状部位には、第1円錐ころ軸受3を内嵌する第1部位18cと、第2円錐ころ軸受4を内嵌する第2部位18aを備える(以下において、第1円錐ころ軸受3を「第1の軸受3」と称することがあり、第2円錐ころ軸受4を「第2の軸受4」と称することがある。)。第1部位18cの内径をD1、第2部位18aの内径をD2として、第1部位18cと第2部位18aの間には、D1、及び、D2よりも小径の内径D3を有する第3部位18eが設けられる。第3部位18eには、後述する円筒部材5が遊嵌されて、第1円錐ころ軸受3、及び、第2円錐ころ軸受4の間で挟持されている。
後側の球殻形状部位には、第1回転軸Aを回転中心として、ドライブピニオンギヤ2と直角に噛合するリングギヤ8が備えられている。リングギヤ8には差動装置9が内嵌されて、リングギヤボルト14によって締結されることによりリングギヤ8と差動装置9は一体に回転する。キャリア18、及び、カバー19により構成される空間内には、一定量の潤滑油が封入されている。ドライブシャフトDSの挿入される開口部には、液密性を確保するためにオイルシール16,17が内嵌される。
図1及び図2に示すように、キャリア18、及び、カバー19は、終減速装置1のうち、ビスカスカップリング20を除く全ての部品を内蔵する筐体である。キャリア18は、前側に軸受を介してドライブピニオンギヤ2を支持する円筒形状をなす部位と、後側に軸受を介して後述する差動装置9を支持する半球殻形状をなす部位が一体に形成されたアルミニウム製の鋳造部品である。カバー19は、半球殻形状をなすアルミニウム製の鋳造部品で、キャリア18とカバー19は、第1回転軸Aを通る鉛直面でボルト(不図示)により連結されている。
前側の円筒形状部位には、第1円錐ころ軸受3を内嵌する第1部位18cと、第2円錐ころ軸受4を内嵌する第2部位18aを備える(以下において、第1円錐ころ軸受3を「第1の軸受3」と称することがあり、第2円錐ころ軸受4を「第2の軸受4」と称することがある。)。第1部位18cの内径をD1、第2部位18aの内径をD2として、第1部位18cと第2部位18aの間には、D1、及び、D2よりも小径の内径D3を有する第3部位18eが設けられる。第3部位18eには、後述する円筒部材5が遊嵌されて、第1円錐ころ軸受3、及び、第2円錐ころ軸受4の間で挟持されている。
後側の球殻形状部位には、第1回転軸Aを回転中心として、ドライブピニオンギヤ2と直角に噛合するリングギヤ8が備えられている。リングギヤ8には差動装置9が内嵌されて、リングギヤボルト14によって締結されることによりリングギヤ8と差動装置9は一体に回転する。キャリア18、及び、カバー19により構成される空間内には、一定量の潤滑油が封入されている。ドライブシャフトDSの挿入される開口部には、液密性を確保するためにオイルシール16,17が内嵌される。
4.差動装置
差動装置9は、車両がカーブを走行する場合に、カーブの内側の車輪と外側の車輪に回転数の差が生じることを吸収する装置である。差動装置9は、デフケース10、一対のピニオンギヤ11,11、一対のサイドギヤ12,12、及び、ピニオンシャフト13を備え、キャリア2、及び、カバー19に軸受15,15を介して支持されている。
デフケース10の第1回転軸Aと直交する第2回転軸Bには、ピニオンシャフト13が嵌入されて、一対のピニオンギヤ11,11がピニオンシャフト13と相対回転可能に挿通されている。ピニオンギヤ11は円錐状の傘歯車であり、その円錐状の外周面に歯車が備えられている。
デフケース10には、さらに、ピニオンギヤ11,11と直角に噛合し、第1回転軸Aを中心に回転する一対のサイドギヤ12,12が収容される。サイドギヤ12は、第2回転軸Bに指向する円錐状の傘歯車と、第2回転軸Bから離間する方向に延在する円筒部を備え、第1回転軸A方向に貫通する内周面に備えられるスプラインとドライブシャフトDSが嵌合している。
差動装置9は、車両がカーブを走行する場合に、カーブの内側の車輪と外側の車輪に回転数の差が生じることを吸収する装置である。差動装置9は、デフケース10、一対のピニオンギヤ11,11、一対のサイドギヤ12,12、及び、ピニオンシャフト13を備え、キャリア2、及び、カバー19に軸受15,15を介して支持されている。
デフケース10の第1回転軸Aと直交する第2回転軸Bには、ピニオンシャフト13が嵌入されて、一対のピニオンギヤ11,11がピニオンシャフト13と相対回転可能に挿通されている。ピニオンギヤ11は円錐状の傘歯車であり、その円錐状の外周面に歯車が備えられている。
デフケース10には、さらに、ピニオンギヤ11,11と直角に噛合し、第1回転軸Aを中心に回転する一対のサイドギヤ12,12が収容される。サイドギヤ12は、第2回転軸Bに指向する円錐状の傘歯車と、第2回転軸Bから離間する方向に延在する円筒部を備え、第1回転軸A方向に貫通する内周面に備えられるスプラインとドライブシャフトDSが嵌合している。
5.ドライブピニオンギヤ
ドライブピニオンギヤ2は、図1に示すように、後端に歯車2aを備え、リングギヤ8と直角に噛合する。歯車2aの背面2bにはドライブピニオンギヤ2とリングギヤ8との噛み合い状態を調整するためのシム7が配置される。
シム7の前方側の第1軸受嵌合部2eには、第1円錐ころ軸受3が外嵌される。図2に示すように、軸部2cには第1円錐ころ軸受3の内輪3bに当接してコラプシブルスペーサ6が挿通され、コラプシブルスペーサ6の前端面6aに当接するようにして第2軸受嵌合部2dには第2円錐ころ軸受4が外嵌される。
ドライブピニオンギヤ2の前方側にはスプライン部2fが備えられ、このスプライン部2fに、ビスカスカップリング20のインナーハブ20bが嵌合される。ドライブピニオンギヤ2の前端にはねじ部2gが備えられ、このねじ部2gにナット21が螺合される。
ドライブピニオンギヤ2は、図1に示すように、後端に歯車2aを備え、リングギヤ8と直角に噛合する。歯車2aの背面2bにはドライブピニオンギヤ2とリングギヤ8との噛み合い状態を調整するためのシム7が配置される。
シム7の前方側の第1軸受嵌合部2eには、第1円錐ころ軸受3が外嵌される。図2に示すように、軸部2cには第1円錐ころ軸受3の内輪3bに当接してコラプシブルスペーサ6が挿通され、コラプシブルスペーサ6の前端面6aに当接するようにして第2軸受嵌合部2dには第2円錐ころ軸受4が外嵌される。
ドライブピニオンギヤ2の前方側にはスプライン部2fが備えられ、このスプライン部2fに、ビスカスカップリング20のインナーハブ20bが嵌合される。ドライブピニオンギヤ2の前端にはねじ部2gが備えられ、このねじ部2gにナット21が螺合される。
6.円錐ころ軸受、及び、コラプシブルスペーサ
図2に示すように、第1円錐ころ軸受3は、内輪3bの外周面が、前側へ近づくにつれて外径が小さくなる傾斜面形状をなし、内輪3bの外周面が大径となる大鍔側端面3gがシム7に当接している。第1円錐ころ軸受3の作用点3dが、ドライブピニオンギヤ2の歯車2aに指向するように、第1円錐ころ軸受3はドライブピニオンギヤ2に外嵌される。外輪3aはキャリア18の第1部位18c(第1軸受嵌合部)に内嵌され、外輪3aの前側端面3eと、キャリア18の第1部位端面18dによって、後述する円筒部材5のフランジ部5cが挟持されている。内輪3bの外周面が小径となる小鍔側端面3fには、コラプシブルスペーサ6の端面6bが当接している。
第2円錐ころ軸受4は、内輪4bの外周面が、後側へ近づくにつれて外径が小さくなる傾斜面形状をなし、内輪4bの外周面が大径となる大鍔側端面4gがインナーハブ20bに当接している。第2円錐ころ軸受4の作用点4dが、ドライブピニオンギヤ2の歯車2aから離間する方向に指向するように、第2円錐ころ軸受4はドライブピニオンギヤ2に外嵌される。外輪4aはキャリア18の第2部位18a(第2軸受嵌合部)に内嵌されるとともに、端面4eがキャリア18の第3部位端面18bに当接している。内輪4bの外周面が小径となる小鍔側端面4fには、コラプシブルスペーサ6が当接している。
コラプシブルスペーサ6は、円筒状の部材で、第1円錐ころ軸受3の内輪3bと、第2円錐ころ軸受4の内輪4bとに挟持されて、ドライブピニオンギヤ2に遊嵌されて配置されている。コラプシブルスペーサ6の第3回転軸C方向の中央には、湾曲部6cを備え、ナット21を締め付けることにより発生する軸力を受けて変形するようになっている。ナット21(図1参照)とドライブピニオンギヤ2の背面2bとの間には、前側から後側へ向かって、インナーハブ20b、第2円錐ころ軸受4の内輪4b、コラプシブルスペーサ6、第1円錐ころ軸受3の内輪3b、及び、シム7がこの順に配置されて挟持されている。ナット21を締め付けることにより発生する軸力を受けて、第3回転軸C方向に固定されている第1円錐ころ軸受3の外輪3aの内周面に配置されている複数のころ3cが、内輪3bとの間で荷重を受けるとともに、第2円錐ころ軸受4の外輪4aの内周面に配置されている複数のころ4cが、内輪4bとの間で荷重を受けて、予圧が発生する。
図2に示すように、第1円錐ころ軸受3は、内輪3bの外周面が、前側へ近づくにつれて外径が小さくなる傾斜面形状をなし、内輪3bの外周面が大径となる大鍔側端面3gがシム7に当接している。第1円錐ころ軸受3の作用点3dが、ドライブピニオンギヤ2の歯車2aに指向するように、第1円錐ころ軸受3はドライブピニオンギヤ2に外嵌される。外輪3aはキャリア18の第1部位18c(第1軸受嵌合部)に内嵌され、外輪3aの前側端面3eと、キャリア18の第1部位端面18dによって、後述する円筒部材5のフランジ部5cが挟持されている。内輪3bの外周面が小径となる小鍔側端面3fには、コラプシブルスペーサ6の端面6bが当接している。
第2円錐ころ軸受4は、内輪4bの外周面が、後側へ近づくにつれて外径が小さくなる傾斜面形状をなし、内輪4bの外周面が大径となる大鍔側端面4gがインナーハブ20bに当接している。第2円錐ころ軸受4の作用点4dが、ドライブピニオンギヤ2の歯車2aから離間する方向に指向するように、第2円錐ころ軸受4はドライブピニオンギヤ2に外嵌される。外輪4aはキャリア18の第2部位18a(第2軸受嵌合部)に内嵌されるとともに、端面4eがキャリア18の第3部位端面18bに当接している。内輪4bの外周面が小径となる小鍔側端面4fには、コラプシブルスペーサ6が当接している。
コラプシブルスペーサ6は、円筒状の部材で、第1円錐ころ軸受3の内輪3bと、第2円錐ころ軸受4の内輪4bとに挟持されて、ドライブピニオンギヤ2に遊嵌されて配置されている。コラプシブルスペーサ6の第3回転軸C方向の中央には、湾曲部6cを備え、ナット21を締め付けることにより発生する軸力を受けて変形するようになっている。ナット21(図1参照)とドライブピニオンギヤ2の背面2bとの間には、前側から後側へ向かって、インナーハブ20b、第2円錐ころ軸受4の内輪4b、コラプシブルスペーサ6、第1円錐ころ軸受3の内輪3b、及び、シム7がこの順に配置されて挟持されている。ナット21を締め付けることにより発生する軸力を受けて、第3回転軸C方向に固定されている第1円錐ころ軸受3の外輪3aの内周面に配置されている複数のころ3cが、内輪3bとの間で荷重を受けるとともに、第2円錐ころ軸受4の外輪4aの内周面に配置されている複数のころ4cが、内輪4bとの間で荷重を受けて、予圧が発生する。
7.円筒部材
図2に示すように、円筒部材5は、前方側フランジ部5cが第1円錐ころ軸受3の外輪3aの端面3eと当接し、後方側フランジ部5bが第2円錐ころ軸受4の外輪4aの端面4eと当接して挟持され、円筒部5aがキャリア18の第3部位(円筒部材挿通孔)18eに遊嵌されて配置される。ナット21(図1参照)を締め付けることにより発生する軸力が、第1円錐ころ軸受3のころ3cを介して外輪3aを押圧する方向(前方側)に作用し、第2円錐ころ軸受4のころ4cを介して外輪4aを押圧する方向(後方側)に作用すると、円筒部材5は第1円錐ころ軸受3の外輪3aと、第2円錐ころ軸受4の外輪4aとに密着する。円筒部材5は鋼製であり、線膨張係数は、円筒部材5の両端に備えられる第1円錐ころ軸受3及び第2円錐ころ軸受4や、ドライブピニオンギヤ2、インナーハブ20b等と同じである。このため、低温環境下における収縮が生じても、第1円錐ころ軸受3の外輪3a、及び、第2円錐ころ軸受4の外輪4aの、第3回転軸C方向の距離と、第1円錐ころ軸受3の内輪3b、及び、第2円錐ころ軸受4の内輪4bの、第3回転軸C方向の距離は、相対的に変化することはなく、従って、予圧が低下することはない。円筒部材5を構成する材料は、機械構造用炭素鋼鋼管、機械構造用炭素鋼材を例示することができる。
以上、第1実施形態の動力伝達装置1について説明した。動力伝達装置1は、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を簡単な構成により好適に維持する軸受支持構造(円筒部材5)を備えている。これにより、低温環境下における予圧の低下を抑制可能な動力伝達装置1を提供することができる。
図2に示すように、円筒部材5は、前方側フランジ部5cが第1円錐ころ軸受3の外輪3aの端面3eと当接し、後方側フランジ部5bが第2円錐ころ軸受4の外輪4aの端面4eと当接して挟持され、円筒部5aがキャリア18の第3部位(円筒部材挿通孔)18eに遊嵌されて配置される。ナット21(図1参照)を締め付けることにより発生する軸力が、第1円錐ころ軸受3のころ3cを介して外輪3aを押圧する方向(前方側)に作用し、第2円錐ころ軸受4のころ4cを介して外輪4aを押圧する方向(後方側)に作用すると、円筒部材5は第1円錐ころ軸受3の外輪3aと、第2円錐ころ軸受4の外輪4aとに密着する。円筒部材5は鋼製であり、線膨張係数は、円筒部材5の両端に備えられる第1円錐ころ軸受3及び第2円錐ころ軸受4や、ドライブピニオンギヤ2、インナーハブ20b等と同じである。このため、低温環境下における収縮が生じても、第1円錐ころ軸受3の外輪3a、及び、第2円錐ころ軸受4の外輪4aの、第3回転軸C方向の距離と、第1円錐ころ軸受3の内輪3b、及び、第2円錐ころ軸受4の内輪4bの、第3回転軸C方向の距離は、相対的に変化することはなく、従って、予圧が低下することはない。円筒部材5を構成する材料は、機械構造用炭素鋼鋼管、機械構造用炭素鋼材を例示することができる。
以上、第1実施形態の動力伝達装置1について説明した。動力伝達装置1は、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を簡単な構成により好適に維持する軸受支持構造(円筒部材5)を備えている。これにより、低温環境下における予圧の低下を抑制可能な動力伝達装置1を提供することができる。
(第2実施形態)
次に、図3を用いて、本発明の第2実施形態である終減速装置31について説明する。図3において、本発明の第1実施形態と同様の構成については図1及び図2と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。
終減速装置31は、第1実施形態の終減速装置1に対して、円筒部材35とキャリア38が異なる。
次に、図3を用いて、本発明の第2実施形態である終減速装置31について説明する。図3において、本発明の第1実施形態と同様の構成については図1及び図2と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。
終減速装置31は、第1実施形態の終減速装置1に対して、円筒部材35とキャリア38が異なる。
円筒部材35は、第1円錐ころ軸受3を内嵌するキャリア38の第1部位38cと、第2円錐ころ軸受4を内嵌するキャリア38の第2部位38aとの間に備えられる第3部位38eの、前側端面である壁部38bが、第2円錐ころ軸受4の外輪端面4eと接触しないように配置されている。すなわち、円筒部材35の第3回転軸C方向の長さL4が、第3部位38eの第3回転軸C方向の長さL3よりも大きくなるように構成されている。終減速装置31は、動力を伝達する運動を行うことにより発熱して、線膨張係数の大きいアルミニウム製キャリア38が膨張することにより、第3部位38eの長さL3が、円筒部材35の長さL4より大きくなってしまうと、第3回転軸C方向の前後に配置される第2円錐ころ軸受4と第1円錐ころ軸受3を第3回転軸C方向に押圧する。その結果、第1円錐ころ軸受3と第2円錐ころ軸受4の予圧が上昇して、回転抵抗が大きくなり、燃費性能の悪化に至る。これに対し、終減速装置31は、第3回転軸C方向における長さが、同方向における第3部位38eの長さL3よりも大きい長さL4である円筒部材35を備えている。キャリア38が熱膨張しても第3部位38eの前側端面である壁部38bが、第2円錐ころ軸受4の外輪端面4eと接触しないように十分な隙間が与えられているので、終減速装置31は、予圧の変化を招来しない。
このように、第2実施形態の終減速装置31は、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を簡単な構成により好適に維持する軸受支持構造(円筒部材35)を備えている。これにより、低温環境下における予圧の低下を抑制することができることに加えて、高温環境下においても予圧の悪化を抑制可能な動力伝達装置31を提供することができる。
このように、第2実施形態の終減速装置31は、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を簡単な構成により好適に維持する軸受支持構造(円筒部材35)を備えている。これにより、低温環境下における予圧の低下を抑制することができることに加えて、高温環境下においても予圧の悪化を抑制可能な動力伝達装置31を提供することができる。
(第3実施形態)
次に、図4乃至図9を用いて、本発明の第3実施形態である終減速装置41,51,61について説明する。図4乃至図9において、本発明の第1実施形態と同様の構成については図1及び図2と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。
終減速装置41は、第1実施形態の終減速装置1に対して、円筒部材45、及び55と、キャリア48,58、及び68が異なる。
次に、図4乃至図9を用いて、本発明の第3実施形態である終減速装置41,51,61について説明する。図4乃至図9において、本発明の第1実施形態と同様の構成については図1及び図2と同様の番号を付し、その説明を適宜省略する。
終減速装置41は、第1実施形態の終減速装置1に対して、円筒部材45、及び55と、キャリア48,58、及び68が異なる。
図4及び図5に示すように、円筒部材45は円筒部45a、前方側フランジ部45b、後方側フランジ部45c、及び外周面にはねじ部45d(固定部)が備えられる。キャリア48は第1部位48c、第2部位48a、及び第3部位48bの内周面にねじ48fが備えられ、円筒部材45はフランジ部45cが、キャリア48の第1部位端面48dに当接するまで螺合して組み込まれる。円筒部材45の後方側フランジ部45cには、円周上に配置された複数の工具係合部45eが備えられており、適当な工具(不図示)を工具係合部45eに係合して、キャリア48に円筒部材45を組み込む。
円筒部材45が備えられない場合には、第3部位48eの長さL3が、円筒部材45の長さL4より小さい分だけ、ドライブピニオンギヤ2が第3回転軸C方向に移動可能である。これに対し、終減速装置41では、円筒部材45を、第3回転軸C方向に移動不能とすることにより、ドライブピニオンギヤ2とリングギヤ8(図3参照)の噛み合い位置が維持されて、噛み合い状態が好適に維持される。その結果、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を好適に維持する終減速装置41を提供することができる。
円筒部材45が備えられない場合には、第3部位48eの長さL3が、円筒部材45の長さL4より小さい分だけ、ドライブピニオンギヤ2が第3回転軸C方向に移動可能である。これに対し、終減速装置41では、円筒部材45を、第3回転軸C方向に移動不能とすることにより、ドライブピニオンギヤ2とリングギヤ8(図3参照)の噛み合い位置が維持されて、噛み合い状態が好適に維持される。その結果、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を好適に維持する終減速装置41を提供することができる。
また、本実施形態は、終減速装置51として図6及び図7に示すように、円筒部材55をキャリア58に対して、ねじ部材22(固定部)を締結して固定するようにしても同様の効果が得られる。円筒部材55は円筒部55a、前方側フランジ部55b、後方側フランジ部55cを備え、後方側フランジ部55cには、円周上に配置された複数のねじ挿通孔55fが備えられている。キャリア58は第1部位58c、第2部位58a、第3部位58e、壁部58b、及び第1端面58dを備え、第1部位端面58dには、ねじ挿通孔55fと対応する位置にねじ孔が穿設されている。第1円錐ころ軸受3の外輪端面3eが、円筒部材55のフランジ部55cに完全に密着するように、ねじ部材22は、JIS B1111に定義されている頭部が円錐状の皿頭ねじとして、円筒部材55のねじ挿通孔55fの端面を、円錐状に凹ませる構成とすることが好適である。
また、本実施形態は、終減速装置61として図8及び図9に示すように、第1円錐ころ軸受3の外輪3aの後側端面に当接するナット23(固定部)を螺合して、第1円錐ころ軸受3の外輪3a及びキャリア68により円筒部材5を挟持するようにしても良い。キャリア68は第1部位68c、第2部位68a、第3部位68e、壁部68b、及び第1端面68dを備え、第1部位68cと同軸上にねじ孔68gが穿設されて、ナット23が螺合される。このような形態であっても、ドライブピニオンギヤ2に支持されている第1の軸受3及び第2の軸受4の予圧を好適に維持することが可能な、終減速装置61を提供することができる。また、ナット23に替えてスナップリングにより固定しても良い。
以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。終減速装置を例として本発明について説明したが、終減速装置に替えて、横置きエンジン搭載の前輪駆動車をベースにした四輪駆動車に用いられる副変速装置にも本発明は適用できる。
また、円錐ころ軸受3、及び4を、アンギュラ玉軸受に置き換えても、同様の効果が得られる。
また、鋼製の円筒部材5をアルミニウム製のキャリア18を鋳造する際に金型内に配置しておく鋳包み工法により形成しても良い。
また、円錐ころ軸受3、及び4を、アンギュラ玉軸受に置き換えても、同様の効果が得られる。
また、鋼製の円筒部材5をアルミニウム製のキャリア18を鋳造する際に金型内に配置しておく鋳包み工法により形成しても良い。
また、本発明は、図10及び図11に示すように、円筒部材75に対して、潤滑油を第2円錐ころ軸受4に供給する油路を形成することができる。これにより、上記効果に加えて、第2円錐ころ軸受4の潤滑性能を向上させるという新たな効果も得られる。
図10及び図11に示す形態では、キャリア78は第1部位78c、第2部位78a、第3部位78e、壁部78b、及び第1端面78dを備え、第3部位78eの鉛直上方側に、潤滑油受け部78iが備えられ、潤滑油受け部78iの下面には潤滑油の一部を第3部位78eの内周面に向けて案内する潤滑油案内孔78hが穿設されている。円筒部材75は円筒部75a、後方側フランジ部75c、及び潤滑油供給溝75gを備える。潤滑油供給溝75gは、円筒部75aの外周面上に一部を第3回転軸Cに指向して凹むようにして形成されるとともに、潤滑油案内孔78hと連通するように鉛直上方側に配置され、潤滑油供給溝75gの前端は第2円錐ころ軸受4の後端面4e近傍に開口している。
車両の走行に伴ってリングギヤ8が回転して、キャリア78の下部に貯留する潤滑油がリングギヤ8によってかき上げられると、潤滑油受け部78iに集積された潤滑油の一部は、潤滑油案内孔78hと潤滑油供給溝75gに案内される。潤滑油案内孔78hや潤滑油供給溝75gに案内された潤滑油は、第2円錐ころ軸受4に供給される。これにより、第2円錐ころ軸受4の潤滑性能を向上させた動力伝達装置71を提供することができる。
図10及び図11に示す形態では、キャリア78は第1部位78c、第2部位78a、第3部位78e、壁部78b、及び第1端面78dを備え、第3部位78eの鉛直上方側に、潤滑油受け部78iが備えられ、潤滑油受け部78iの下面には潤滑油の一部を第3部位78eの内周面に向けて案内する潤滑油案内孔78hが穿設されている。円筒部材75は円筒部75a、後方側フランジ部75c、及び潤滑油供給溝75gを備える。潤滑油供給溝75gは、円筒部75aの外周面上に一部を第3回転軸Cに指向して凹むようにして形成されるとともに、潤滑油案内孔78hと連通するように鉛直上方側に配置され、潤滑油供給溝75gの前端は第2円錐ころ軸受4の後端面4e近傍に開口している。
車両の走行に伴ってリングギヤ8が回転して、キャリア78の下部に貯留する潤滑油がリングギヤ8によってかき上げられると、潤滑油受け部78iに集積された潤滑油の一部は、潤滑油案内孔78hと潤滑油供給溝75gに案内される。潤滑油案内孔78hや潤滑油供給溝75gに案内された潤滑油は、第2円錐ころ軸受4に供給される。これにより、第2円錐ころ軸受4の潤滑性能を向上させた動力伝達装置71を提供することができる。
D1 第1内径(第1部位内径)
D2 第2内径(第2部位内径)
D3 第3内径(第3部位内径)
1,31,41,51,61,71 終減速装置(動力伝達装置)
2 ドライブピニオンギヤ(軸部材)
2a 歯車
3 第1円錐ころ軸受(第1の軸受)
3a 第1の軸受の外輪
3d 第1の軸受の作用点
4 第2円錐ころ軸受(第2の軸受)
4a 第2の軸受の外輪
4d 第2の軸受の作用点
5,35,45,55,75 円筒部材
18,38,48,58,68,78 キャリア(筐体)
18a,38a,48a,58a,68a,78a 第2部位(第2軸受嵌合部)
18b,38b,48b,58b,68b,78b 壁部(第2軸受嵌合孔端面)
18c,38c,48c,58c,68c,78c 第1部位(第1軸受嵌合部)
18e,38e,48e,58e,68e,78e 第3部位(円筒部材挿通部)
22 ねじ部材(固定部、皿頭ねじ)
23 ナット(固定部)
45d 円筒部材(固定部)
D2 第2内径(第2部位内径)
D3 第3内径(第3部位内径)
1,31,41,51,61,71 終減速装置(動力伝達装置)
2 ドライブピニオンギヤ(軸部材)
2a 歯車
3 第1円錐ころ軸受(第1の軸受)
3a 第1の軸受の外輪
3d 第1の軸受の作用点
4 第2円錐ころ軸受(第2の軸受)
4a 第2の軸受の外輪
4d 第2の軸受の作用点
5,35,45,55,75 円筒部材
18,38,48,58,68,78 キャリア(筐体)
18a,38a,48a,58a,68a,78a 第2部位(第2軸受嵌合部)
18b,38b,48b,58b,68b,78b 壁部(第2軸受嵌合孔端面)
18c,38c,48c,58c,68c,78c 第1部位(第1軸受嵌合部)
18e,38e,48e,58e,68e,78e 第3部位(円筒部材挿通部)
22 ねじ部材(固定部、皿頭ねじ)
23 ナット(固定部)
45d 円筒部材(固定部)
Claims (3)
- 端部に歯車を備える軸部材と、
前記歯車に隣接して、作用点を前記歯車側に指向して前記軸部材に外嵌される第1の軸受と、
前記第1の軸受よりも前記歯車から離間した位置に、作用点を前記歯車から離れる側に指向して前記軸部材に外嵌される第2の軸受と、
前記第1の軸受及び前記第2の軸受を内嵌するとともに、前記第1の軸受が内嵌される部位である第1部位の内径を第1内径、前記第2の軸受が内嵌される部位である第2部位の内径を第2内径、前記第1の軸受と前記第2の軸受との間の部位である第3部位の内径を第3内径とするとき、前記第3内径が前記第1内径及び前記第2内径よりも小さい筐体と 、
前記第1の軸受の外輪及び前記第2の軸受の外輪によって挟持される、円筒状の円筒部材と、
を備える動力伝達装置。 - 前記第2部位と前記第3部位とを画定する前記筐体の内周面の一部である壁部は、前記第2の軸受の外輪に接触しない、請求項1に記載の動力伝達装置。
- さらに、前記円筒部材及び前記筐体を、前記軸部材の回転軸方向に固定する固定部を有する、請求項1及び2に記載の動力伝達装置 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020039589A JP2021139477A (ja) | 2020-03-09 | 2020-03-09 | 動力伝達装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2020039589A JP2021139477A (ja) | 2020-03-09 | 2020-03-09 | 動力伝達装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2021139477A true JP2021139477A (ja) | 2021-09-16 |
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JP2020039589A Pending JP2021139477A (ja) | 2020-03-09 | 2020-03-09 | 動力伝達装置 |
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-
2020
- 2020-03-09 JP JP2020039589A patent/JP2021139477A/ja active Pending
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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