JP3997616B2 - ディファレンシャル装置における軸支持装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の支持装置に関し、特に、車両のディファレンシャル装置におけるハウジングに軸受を介して支承されるとともに動力伝達歯車を保持した回転軸の軸受に掛かる負荷を可及的に低減しつつ動力伝達歯車の円滑な噛み合いを図ることが可能な軸支持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハウジング部材の軸孔に軸受手段を介して軸を回転可能に支承し、この回転軸に歯車をキーやスプライン構造等を用いて楔着し、動力伝達や回転減速を行う種々の軸支持装置が周知である。
例えば、車両のディファレンシャル装置においては、ディファレンシャルキャリアまたはディファレンシャルハウジング等のハウジング手段に軸受手段を介して回転軸を回転可能に支持し、この回転軸に減速歯車系を経て伝達される回転駆動力を伝達し、同回転軸に取着したピニオン歯車からディファレンシャル機構の歯車を介して車両の車軸に回転動力を伝達する構成を備えている。
【０００３】
図３は、この種の従来のディファレンシャル装置における軸支持装置の一例を示しており、ディファレンシャルハウジング５１とディファレンシャルキャリア５３が位置決めピン５５によって高精度に同心に位置決めされると共にねじ手段５７によって強固に結合されている。上記ディファレンシャルハウジング５１およびディファレンシャルキャリア５３から成るディファレンシャルハウジング部の内部にはディファレンシャル装置部５９と車両エンジンからの回転動力を減速、伝達する減速歯車機構６１とが収納されており、減速歯車機構６１から減速された回転動力をディファレンシャル装置部５９に伝達するために回転軸６３が上記ディファレンシャルハウジング部に一対の回転軸受６５ａ，６５ｂを介して回転可能に支持されている。この回転軸６３の一端に減速歯車６７を支持し、この減速歯車６７は同じくディファレンシャルハウジング部にラジアル軸受６９ａ，６９ｂを介して回転可能に支持されたクラッチ軸７１に支持された小歯車７３に噛合して回転動力の伝達を受け、その回転動力を回転軸６３に伝達するようになっている。
【０００４】
上記回転軸６３の内方他端にはピニオン歯車７５が一体形成により、または別体として形成後に同心に取付けることによって設けられており、このピニオン歯車７５が大径のディファレンシャルギヤ７７に噛合して、回転動力をディファレンシャル装置部５９に伝達し、遊星歯車機構等を経て回転動力の伝達方向を変換しながら両車軸（図示なし）へ差動的に回転動力を伝達し図示にない車両の回転輪を駆動する構成を有している。なお、回転軸６３の内方先端に設けられた回転軸受７９もディファレンシャルハウジング５１に支持され、回転軸６３の内方先端域もフレなく安定に保持する機能を成している。
【０００５】
さて、上記の回転軸６３をディファレンシャルハウジング５１に軸受６５ａ，６５ｂを介して回転可能に支持するに当たっては、同回転軸６３が減速歯車機構６１からディファレンシャル装置部５９へ回転動力を伝達する基幹要素をなし、かつ高速回転を行うことから、ディファレンシャルハウジング５１に形成した軸受孔５１ａを基準孔として形成し、この軸受孔５１ａを基準にしてクラッチ軸７１の軸受６９ａの組付け孔や回転軸受７９の組付け孔が所定の設計寸法に従って加工、形成されている。従って、この軸受孔５１ａに回転軸受６５ａ，６５ｂを組み込む際には、回転軸受６５ａ，６５ｂを軸受リテイナ８１に保持し、この軸受リテイナ８１の外径部８１ａを軸受孔５１ａの内径に密嵌状態に嵌合させ、かつ衝合部８１ｂにおいても、軸受孔５１ａに垂直な衝合面を形成するように予め軸受リテイナ８１を加工、形成する構造がとられている。もちろん、この軸受リテイナ８１に形成される軸受６５ａ，６５ｂの軸受孔８１ｃ，８１ｄが外径部８１ａと高精度の同軸孔に加工、形成されることは言うまでもない。上述のように、軸受リテイナ８１を用いた回転軸受６５ａ，６５ｂの組付けは、軸受リテイナ８１に２つの軸受を予め取付けて１つのユニットに形成し、このユニットをディファレンシャルハウジング５１の軸受孔５１ａに組み込むことで、組み込み作業をやや簡便化し得る利点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上述のような従来の回転軸の支持装置に用いられた軸受リテイナを介して基幹部を成す回転軸の回転軸受をハウジング部材に組付ける構造では、図２の（ｂ）に図示のように、ハウジング５１に形成する軸受孔５１ａと軸受リテイナ８１の外径部８１ａの寸法は、許容誤差範囲内にあっても加工上の誤差の発生を免れ得ず、また両者の衝合面領域８１ｅにおける軸孔５１ａに対する直角度における誤差は免れ得ない。
【０００７】
また、軸受リテイナ８１に形成する軸受孔８１ｃ（８１ｄ）の孔径と回転軸受６５ａ（６５ｂ）の外輪径との間の誤差発生も同様に許容誤差範囲内であっても回避することができない。
従って、これらの諸誤差量が累積することにより、回転軸を支持する軸受に許容値を越えたラジアル荷重がかかり、軸受の寿命に悪影響を与える場合が発生する。
【０００８】
また、上記の誤差の累積に起因して、回転軸によって保持され、ディファレンシャル装置部への回転動力伝達をおこなうピニオン歯車に微細な位置ずれを発生して噛み合い誤差を生ずる結果となりピニオン歯車自体やディファレンシャル装置のディファレンシャルギヤの摩耗、騒音の発生の原因となる場合がある。
また、軸受リテイナは高精度の加工を要する部材であることから、加工々数の増加を招き、ひいては回転軸受の支持装置のコスト削減の妨げとなる一因になっている。
【０００９】
よって、本発明の目的は、上述した従来のディファレンシャル装置における軸支持装置が有していた諸欠点を解消することにある。
本発明の他の目的は、製造コストの削減とともに回転軸受の寿命の改善や減速歯車機構およびディファレンシャル歯車装置の噛み合い性能を高精度に維持可能にし得るディファレンシャル装置における軸支持装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した発明の目的を達成すべく、本発明によれば、ディファレンシャル装置のハウジングに軸受を介して支承されるとともに動力伝達歯車を保持した回転軸の支持装置において、ハウジングが、ディファレンシャルハウジングとディファレンシャルキャリアとからなっていて、ディファレンシャルキャリアが、一方の軸受支承用の凹所が形成される部材と他方の軸受支承用の凹所が形成される部材とを含んでおり、いずれか一方の凹所が回転軸が挿設される軸孔の基準孔として形成され、他方の凹所がこの基準孔を基準にして形成されており、回転軸を支承する２つの軸受の外輪をそれぞれ別々に各凹所に直接・密嵌し、２つの軸受のそれぞれの内輪に回転軸を挿通し、２つの軸受間に前記動力伝達歯車を配置可能とした構成を有するディファレンシャル装置における軸支持装置が提供される。
【００１１】
このような構成を有したディファレンシャル装置における軸支持装置は、ハウジングの軸受孔を基準孔に形成しつつ、同軸受孔に回転軸の軸受を直接、密着、嵌合する構成としたことから、従来の軸支持装置で用いられていた軸受リテイナ手段が不要となり、同時にハウジングと軸受リテイナ、同軸受リテイナと軸受の二段階の嵌合部における不可避的な誤差が累積することによって回転軸の軸受に掛かるラジアル負荷の増加に伴う軸受寿命の低下を防止することが可能となる。
【００１２】
また、回転軸によって保持された回転動力伝達用のピニオン歯車とディファレンシャル装置のディファレンシャルギヤとの間の噛み合いを円滑化し、歯車の寿命延長と同時に騒音、振動等の発生を極力、抑止することが可能となる。
また、軸受リテイナを用いない構造としたことにより、ディファレンシャル装置の軸支持装置における部品点数の削減および製造、組立コストの低減にも寄与することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて、更に詳細に説明する。
なお、図１は、本発明の一実施形態に係るディファレンシャル装置における軸支持装置の構成を示す断面図であり、図２は図１におけるイ部の拡大図である。
なお、図１において、図３と同様の部品については同じ参照番号ないし、同じ参照番号に添字“Ａ”を付して示してある。
【００１４】
さて、本発明の実施形態に係る図１に示すディファレンシャル装置における軸支持装置は、回転軸を支持する構成に特徴を有するものであり、従って、クラッチ軸７１を含めた減速歯車機構６１およびピニオン歯車７５を含むディファレンシャル装置部５９の構成は図３に示した従来の軸支持装置と構造的には同じであるものと理解して良く、詳細な説明は省略する。
【００１５】
さて、本発明によれば、回転軸６３を軸受６５ａ，６５ｂを介してディファレンシャルハウジング５１Ａおよびディファレンシャルキャリア５３Ａから成るディファレンシャル装置のハウジングに回転自在に支持する構成に特徴を有している。
すなわち、回転軸６３は、ディファレンシャル装置のハウジングを形成するディファレンシャルキャリア５３Ａに直接、密着、嵌合された一対の軸受６５ａ，６５ｂによって回転可能に支持されている。この支持構造を図２の（ａ）を参照して説明する。
【００１６】
すなわち、本発明によれば、ディファレンシャルキャリア５３Ａに形成した軸受支承用の凹所を形成する環状の底壁５４ａと、同底壁５４ａに対して直角に形成された側壁５４ｂを高精度に形成し、これらの底壁５４ａ、側壁５４ｂを有した凹所に軸受６５ａの外輪６６ａの外周面と側壁面とが直接、密着状態に嵌合せしめられた構成、つまりインロー構造部を成している。もちろん、他の軸受６５ｂもディファレンシャルキャリア５３Ａの外方側に同様に形成された軸受支承用の凹所を形成する環状の底壁５６ａ（図１を参照）と、同底壁５６ａに対して直角に形成された側壁５６ｂ（図１を参照）とに外輪６６ｂの外周面と側壁面とが密着、嵌合したインロー構造で配設されていることは、上述した回転軸受６５ａと同じである。
【００１７】
上述したように、回転軸６３を一対の回転軸受６５ａ，６５ｂを用いて軸受を回転自在に支持するとき、それらの一対の回転軸受６５ａ，６５ｂをハウジング部材に基準孔として形成された凹所に密嵌した構造とすれば、一対の回転軸受６５ａ，６５ｂが嵌合される両凹所が何れか一方を基準に孔加工することによって両者が高精度の同芯性を有した凹所として加工することが可能であり、その凹所に精密に製造された軸受６５ａ，６５ｂの外輪６６ａ，６６ｂを密嵌させることによって、両軸受６５ａ，６５ｂは高精度に同心状態を保持してハウジング部材に組付けることが可能になる。そして、このように密嵌させた回転軸受６５ａ，６５ｂの内輪に回転軸６３を挿設すれば、従来のような軸受リテイナの存在による誤差の累積が無いことから、両回転軸受６５ａ，６５ｂに無理なラジアル負荷が掛けられることはなく、従って両回転軸受６５ａ，６５ｂは長期に亘って円滑な回転を維持することが可能であり、長寿命が保証されることとなる。
【００１８】
しかも、このように累積誤差を排する回転軸受６５ａ，６５ｂの密着、嵌合は回転軸６３と軸受支承用のハウジングの凹所との間の高精度の同芯性をも確保し得ることから、この回転軸６３に保持されてディファレンシャル装置部５９に回転動力を伝達するピニオン歯車７５とディファレンシャルギヤ（図示略）との間の噛み合い誤差の低減にも大きく寄与し、ディファレンシャル部５９の歯車の円滑な回転により、歯車の摩耗低減、騒音や振動の発生を十分に抑止し得る利点をも得ることが可能となる。
【００１９】
加えて、本発明に係る軸支持装置によれば、もはや従来の軸支持装置のように軸受リテイナを介在させる必要がないために、軸受リテイナの排除に伴う部品点数の削減、加工工数の削減等に伴う軸支持装置の製造コストの低減を果たすことが可能となる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るディファレンシャル装置の軸支持装置によれば、回転軸が挿設される同ディファレンシャル装置のハウジングの軸孔を基準孔として形成し、その基準孔に回転軸を支承する軸受の外輪を直接、密嵌してインロー構造部を成し、軸受の内輪に回転軸を挿通した構成としたことから、従来、必須の要素として設けられた軸受リテイナを排除することが可能となり、その結果、軸受リテイナとハウジングとの間の密嵌部位に発生する加工誤差と、軸受リテイナと回転軸受との間の加工誤差等が累積してハウジングに取付けられた回転軸受に負荷が掛かり、軸受回転の円滑性に悪影響を与えて軸受の短命化を招いた従来の欠点を解消し、かつ、回転軸に保持されたディファレンシャル装置における回転動力伝達用のピニオン歯車とディファレンシャルギヤとの間の噛み合いをも円滑化して歯車噛み合い部分で発生する騒音や振動を十分に低減させ得る効果をも得ることが可能となった。
【００２１】
しかも、軸受リテイナの排除に伴い、部品点数の削減、加工工数の削減を果して軸支持装置の製造コストの低減化をも達成可能としたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るディファレンシャル装置における軸支持装置の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）は図１におけるイ部の拡大図である。
（ｂ）は図３におけるロ部の拡大図である。
【図３】従来のディファレンシャル装置における軸支持装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
５１…ディファレンシャルハウジング
５１Ａ…ディファレンシャルハウジング
５１ａ…軸受孔
５３…ディファレンシャルキャリア
５３Ａ…ディファレンシャルキャリア
５４ａ…底壁
５４ｂ…側壁
５９…ディファレンシャル装置部
６１…減速歯車機構
６３…回転軸
６５ａ…回転軸受
６５ｂ…回転軸受
６６ａ…外輪
７５…ピニオン歯車
７７…ディファレンシャルギヤ

Claims (1)

1. ディファレンシャル装置のハウジングに軸受を介して支承されるとともに動力伝達歯車を保持した回転軸の支持装置において、
   前記ハウジングが、ディファレンシャルハウジングとディファレンシャルキャリアとからなっていて、前記ディファレンシャルキャリアが、一方の軸受支承用の凹所が形成される部材と他方の軸受支承用の凹所が形成される部材とを含んでおり、
   前記いずれか一方の凹所が、前記回転軸が挿設される軸孔の基準孔として形成され、前記他方の凹所が前記基準孔を基準にして形成されており、
   前記回転軸を支承する２つの軸受の外輪をそれぞれ別々に前記各凹所に直接・密嵌し、
   前記２つの軸受のそれぞれの内輪に前記回転軸を挿通することにより、前記２つの軸受間に前記動力伝達歯車を配置可能とする構成としたことを特徴とするディファレンシャル装置における軸支持装置。

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