JP5225208B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

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本発明は、車両に適用される動力伝達装置に関する。
従来、入力ギヤと噛み合う出力ギヤが設けられた出力軸を有する動力伝達装置としては、駆動力を入力するベベルギヤと、このベベルギヤと噛み合うベベルギヤが設けられたドライブピニオンシャフトとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
この動力伝達装置では、ドライブピニオンシャフトがテーパローラベアリングによって回転可能に支持されており、このベアリングを軸方向に挟んでドライブピニオンシャフトのベベルギヤの噛み合い部の反対側にフランジとの連結部(もしくは径方向に重なり合う重複部)が設けられている。
しかしながら、上記特許文献1の動力伝達装置のように、ドライブピニオンシャフトの軸方向においてベアリングを挟んで軸方向の両側にギヤの噛み合い部とドライブピニオンシャフトとフランジとの重複部とを配置させてしまうと、ドライブピニオンシャフトが軸方向に大型化してしまい、装置全体が軸方向に大型化してしまう。
これに対して、ピニオンギヤの噛み合い部の軸方向一端側において、ピニオンギヤが設けられた軸部材とプロペラシャフトとの連結部(重複部)がベアリングと径方向に重なり合って配置された動力伝達装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。
この動力伝達装置では、軸部材とプロペラシャフトとの重複部がベアリングと径方向に重なり合って配置されているので、軸部材やプロペラシャフトが軸方向に小型化され、装置全体が軸方向に小型化されている。
特開2005−233374号公報 特開2009−19714号公報
しかしながら、上記特許文献2の動力伝達装置では、重複部とベアリングとが径方向に重なり合って配置されているが、軸部材とプロペラシャフトとを軸方向に固定する固定部としてのナットが、軸方向において噛み合い部を挟んでベアリングとは反対側に設けられている。このため、噛み合い部の外側にナットを設けるための空間を設けなければならず、噛み合い部の設定に影響を与えていた。
そこで、この発明は、噛み合い部への影響を抑制して小型化することができる動力伝達装置の提供を目的としている。
請求項1記載の発明は、駆動力を入力する入力ギヤと、この入力ギヤと噛み合い部で噛み合う出力ギヤと、この出力ギヤが軸方向一端側に一体回転可能に設けられた出力軸と、この出力軸を回転可能に支持するベアリングと、前記出力軸の軸方向他端側に一体回転可能に設けられた出力部材とを備えた動力伝達装置であって、前記出力軸と前記出力部材との間には径方向に重なり合う重複部が設けられ、この重複部は前記ベアリングと径方向に重なり合って配置され、前記出力軸の軸方向の前記重複部側には、前記出力部材の軸方向位置を固定する固定部が設けられ、前記重複部には、前記出力軸と前記出力部材とを一体回転可能に連結する連結部が設けられ、前記出力軸と前記出力部材とは、前記ベアリングに当接して支持され、前記出力軸は中空状に形成され、この出力軸の内周側には軸部材が挿通され、この軸部材の軸方向の前記重複部側には前記固定部が設けられ、前記軸部材の軸方向の前記噛み合い部側には前記軸部材を軸方向に位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項記載の動力伝達装置であって、前記出力軸と前記出力部材とは、前記軸部材に一体回転可能に連結されていることを特徴とする。
請求項記載の発明は、請求項1又は2記載の動力伝達装置であって、前記重複部と前記固定部とは、径方向に重なり合って配置されていることを特徴とする。
請求項1の動力伝達装置は、出力軸と出力部材との間に径方向に重なり合う重複部が設けられ、この重複部がベアリングと径方向に重なり合って配置されているので、出力軸や出力部材を軸方向に小型化することができ、装置を小型化することができる。また、出力軸の軸方向の重複部側に出力部材の軸方向位置を固定する固定部が設けられているので、固定部が噛み合い部と干渉することがなく、噛み合い部の設定に影響を与えることがない。
従って、噛み合い部への影響を抑制して小型化することができる。
また、請求項の動力伝達装置は、重複部に出力軸と出力部材とを一体回転可能に連結する連結部が設けられているので、連結部とベアリングとが径方向に重なり合って配置され、さらに出力軸や出力部材を軸方向に小型化することができる。
また、請求項の動力伝達装置は、出力軸と出力部材とがベアリングに当接して支持されているので、出力軸と共に出力部材を安定して支持することができ、出力軸と出力部材の回転による振動を抑制することができる。
また、請求項の動力伝達装置は、軸部材の軸方向の重複部側に固定部が設けられ、軸部材の軸方向の噛み合い部側に軸部材を軸方向に位置決めする位置決め部が設けられているので、軸部材の軸方向位置を確実に位置決めすることができ、出力部材の軸方向位置を確実に固定することができる。
請求項の動力伝達装置は、出力軸と出力部材とが軸部材に一体回転可能に連結されているので、軸方向の位置決めがなされた軸部材を介して出力軸と出力部材とが一体回転可能に連結され、出力軸から出力部材へ安定して動力を伝達することができる。
請求項の動力伝達装置は、重複部と固定部とが径方向に重なり合って配置されているので、固定部が出力軸や出力部材の軸方向に張り出すことがなく、さらに装置全体を小型化することができる。
車両の動力系を示す概略図である。 本発明の第1実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第2実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第3実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第4実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。 本発明の第5実施形態に係る動力伝達装置の断面図である。
まず、図1を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。なお、ここでは、第1実施形態に係る動力伝達装置1を適用した動力系とするが、他の実施形態に係る動力伝達装置も第1実施形態の動力伝達装置1と同様に適用することができる。
図1に示すように、車両の動力系は、エンジン501や電動モータ503などの駆動源と、変速機構としてのプラネタリーギヤ式のトランスミッション505と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ507と、前車軸509,511と、前輪513,515と、動力伝達装置1と、プロペラシャフト517と、前輪側から後輪側へ伝達される駆動力を制御可能に断続するカップリング519と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフ521と、後車軸523,525と、後輪527,529などから構成されている。なお、トランスミッション505の近傍には、変速用及び駆動用としての電動モータ531がトランスミッション505と連結して配置されている。
駆動源の駆動力はトランスミッション505からフロントデフ507のデフケース533を介してピニオン535に伝達され、一対のサイドギヤ537,539に連結された前車軸509,511から前輪513,515に配分されると共に、デフケース533と連結した入力軸21に分岐されて動力伝達装置1に伝達される。
この動力伝達装置1に伝達された駆動力は、入力軸21と一体回転する入力ギヤ3と出力軸9と一体回転する出力ギヤ7とからなる変換ギヤ組35を介して入力軸21側から出力軸9側に出力され、プロペラシャフト517を介してカップリング519に伝達される。このカップリング519に伝達された駆動力は、カップリング519が接続されるとリヤデフ521に伝達され、後車軸523,525から後輪527,529に配分されて前後輪駆動の四輪駆動状態になる。また、カップリング519の接続が解除されると、車両は前輪駆動の二輪駆動状態になる。以下、動力伝達装置について説明する。
図2〜図6を用いて本発明の実施の形態に係る動力伝達装置について説明する。
(第1実施形態)
図2を用いて第1実施形態について説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置1は、駆動力を入力する入力ギヤ3と、この入力ギヤ3と直交する軸上に配置され噛み合い部5で噛み合う出力ギヤ7と、この出力ギヤ7が軸方向一端側に一体回転可能に設けられた出力軸9と、この出力軸9を回転可能に支持するベアリング11と、出力軸9の軸方向他端側に一体回転可能に設けられた出力部材13とを備えている。以降、全ての実施例で共通しているが、入力ギヤ3は中空の入力軸の外周上に溶接やボルトによって固定されたリングギヤであり、出力ギヤ7はリングギヤと噛み合うピニオンギヤである。これらのギヤ組は、スパイラルベベル、ヘリカルベベル又はハイポイドギヤと称されている。
そして、出力軸9と出力部材13との間には径方向に重なり合う重複部15が設けられ、この重複部15はベアリング11と径方向に重なり合って配置され、出力軸9の軸方向の重複部15側には、出力部材13の軸方向位置を固定する固定部17が設けられている。
また、重複部15には、出力軸9と出力部材13とを一体回転可能に連結する連結部19が設けられている。
さらに、出力軸9と出力部材13とは、ベアリング11に当接して支持されている。
図2に示すように、入力ギヤ3は、駆動力が入力される入力軸21のフランジ部23に溶接部25を介して一体回転可能に固着されている。入力軸21は、中空状に形成され、ベアリング27,29を介してケーシング31に回転可能に支持されている。また、入力軸21の端部の外周には、連結部33が形成されている。この連結部33には、フロントデフ507のデフケース533(図1参照)が一体回転可能に連結され、入力軸21に駆動力が入力される。なお、入力軸21の内周側には、入力軸21と相対回転可能にフロントデフ507のサイドギヤ539(図1参照)と前車軸511(図1参照)とを連結するシャフト(不図示)が挿通される。この入力軸21と一体回転可能に設けられた入力ギヤ3は、出力ギヤ7と噛み合ってベベルギヤ式の変換ギヤ組35が構成され、入力ギヤ3側から出力ギヤ7側に駆動力が伝達される。
出力ギヤ7は、出力軸9の軸方向一端側に出力軸9と連続する一部材として形成されている。この出力ギヤ7は、入力ギヤ3と噛み合い部5で噛み合い、入力ギヤ3側からの駆動力が出力軸9に入力される。
出力軸9は、軸心が入力軸21の軸心と直交する方向に配置されている。この出力軸9は、出力ギヤ7側から軸方向に離れる方向に向けて先細りとなる形状に形成され、出力ギヤ7側の基部がベアリング11と当接してベアリング11を介してケーシング31に回転可能に支持されている。
ベアリング11は、アウタレース37と、インナレース39と、一対のボール41,43とからなるダブルアンギュラタイプのベアリングとなっており、アウタレース37に設けられたフランジ部45でボルト47を介してケーシング31に固定されている。また、ベアリング11と出力ギヤ7との軸方向間には、噛み合い部5の噛み合いを調整するシム49が設けられている。このシム49のサイズを変更することにより、噛み合い部5の噛み合いを調整することができる。このベアリング11に支持される出力軸9の軸方向他側には、出力部材13が出力軸9と一体回転可能に設けられている。
出力部材13は、中空状に形成され、内周側に出力軸9が挿通されている。これにより、出力軸9と出力部材13との間には、出力軸9と出力部材13とが径方向に重なり合う、すなわち径方向にオーバーラップする重複部15が設けられている。重複部15は、ベアリング11と径方向にオーバラップして配置されており、出力部材13の外周側はベアリング11と当接してベアリング11を介してケーシング31に回転可能に支持されている。また、重複部15には、スプライン形状の連結部19が設けられ、出力軸9と出力部材13とが一体回転可能に連結されている。この出力部材13は、プロペラシャフト517(図1参照)側に連結され、入力軸21から伝達された駆動力をプロペラシャフト517側に出力する。このような出力部材13は、固定部17によって軸方向位置が固定されている。
固定部17は、出力軸9の軸方向他側端部に形成されたねじ部51と、ナット53とで構成されている。このねじ部51にナット53をねじ締結させることにより、ナット53が出力部材13の開口縁部と当接すると共に、出力部材13がベアリング11の軸方向端部に当接される。これらの当接により、出力部材13が軸方向に位置決めされると共に、軸方向位置が固定される。また、固定部17は、ねじ部51にナット53をねじ締結させる構造であるので、出力軸9や出力部材13及びベアリング11に掛かる軸方向の荷重を固定部17の軸方向長さ分の全周で受けることができ、荷重に対する固定部17の強度を向上させることができる。
このような各部材を収容するケーシング31には、ケーシング31の内部と外部とを区画する複数のシール手段が配置されている。詳細には、ケーシング31と入力軸21の軸方向両端側との間にはシール55,57が配置され、入力軸21とシャフトとの間にはシール59が配置されている。また、ベアリング11の軸方向端部にはシール61が配置され、出力部材13の外周にはシール61のリップ部と当接してケーシング31内部への粉塵や泥水などの浸入を防止するダストカバー63が配置されている。なお、ケーシング31には、ケーシング31の内部にギヤの噛み合い部や摺動部などを潤滑・冷却させるオイルを封入させる封入口65が設けられ、この封入口65は閉塞部材67によって閉塞されている。
このような動力伝達装置1の動力伝達は、デフケース533からの駆動力が入力軸21を介して入力ギヤ3に伝達され、入力ギヤ3と出力ギヤ7とからなる変換ギヤ組35によって方向変換される。そして、出力ギヤ7に伝達された駆動力が出力軸9を介して出力部材13に伝達され、プロペラシャフト517側に出力される。
このような動力伝達装置1では、出力軸9と出力部材13との間に径方向に重なり合う重複部15が設けられ、この重複部15がベアリング11と径方向に重なり合って配置されているので、出力軸9や出力部材13を軸方向に小型化することができ、装置を小型化することができる。また、出力軸9の軸方向の重複部15側に出力部材13の軸方向位置を固定する固定部17が設けられているので、固定部17が噛み合い部5と干渉することがなく、噛み合い部5の設定に影響を与えることがない。さらに詳述すると、従来は特許文献2のように固定部としてのナット部を噛み合い部の先端側に配置していたので、ピニオンギヤの先端側に位置する部材との干渉を避けるため、噛み合い部に所定変速比を与えるとき、ベベルギヤ組が大径化して装置全体として大型化していたが、本発明の固定部17を含めた全体構成によれば、ピニオンギヤとしての出力ギヤ7の先端側に位置する入力軸との間を近接配置して、且つ噛み合い部をもつベベルギヤ組を小径にして所定の変速比を設定することができるので、装置全体を小型化することができる。
従って、噛み合い部5への影響を抑制して小型化することができる。
また、重複部15に出力軸9と出力部材13とを一体回転可能に連結する連結部19が設けられているので、連結部19とベアリング11とが径方向に重なり合って配置され、さらに出力軸9や出力部材13を軸方向に小型化することができる。
さらに、出力軸9と出力部材13とがベアリング11に当接して支持されているので、出力軸9と共に出力部材13を安定して支持することができ、出力軸9と出力部材13の回転による振動を抑制することができる。
(第2実施形態)
図3を用いて第2実施形態について説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置101は、出力軸103と出力部材105との間には径方向に重なり合う重複部107が設けられ、この重複部107はベアリング11と径方向に重なり合って配置され、出力軸103の軸方向の重複部107側には、出力部材105の軸方向位置を固定する固定部109が設けられている。なお、第1実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第1実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は第1実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図3に示すように、出力部材105は、中空状に形成され、内周側に出力軸103が挿通されている。また、出力軸103と出力部材105との間には、径方向にオーバーラップする重複部107が設けられている。重複部107は、ベアリング11と径方向にオーバラップして配置されており、出力部材105の軸方向端部の外周側はベアリング11と当接してベアリング11を介してケーシング31に回転可能に支持されている。この重複部107を挟んで軸方向の噛み合い部5と反対側には、連結部111が設けられている。
連結部111は、出力軸103と出力部材105との間にスプライン形状に形成され、出力軸103と出力部材105とを一体回転可能に連結している。この連結部111の軸方向端部には、固定部109が設けられている。
固定部109は、出力軸103の出力ギヤ7が設けられた軸方向の反対側の端部に形成されたねじ部113と、ナット53とで構成されている。このねじ部113にナット53をねじ締結させることにより、ナット53が出力部材105の開口縁部と当接すると共に、出力部材105がベアリング11の軸方向端部に当接される。これらの当接により、出力部材105が軸方向に位置決めされると共に、軸方向位置が固定される。
このような動力伝達装置101では、出力軸103と出力部材105との間に径方向に重なり合う重複部107が設けられ、この重複部107がベアリング11と径方向に重なり合って配置されているので、出力軸103や出力部材105を軸方向に小型化することができ、装置を小型化することができる。また、出力軸103の軸方向の重複部107側に出力部材105の軸方向位置を固定する固定部109が設けられているので、固定部109が噛み合い部5と干渉することがなく、噛み合い部5の設定に影響を与えることがない。
従って、噛み合い部5への影響を抑制して小型化することができる。
(第3実施形態)
図4を用いて第3実施形態について説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置201は、出力軸203は中空状に形成され、この出力軸203の内周側には軸部材205が挿通され、この軸部材205の軸方向の重複部207側には固定部209が設けられ、軸部材205の軸方向の噛み合い部5側には軸部材205を軸方向に位置決めする位置決め部211が設けられている。なお、他の実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、他の実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は他の実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図4に示すように、出力軸203は中空状に形成され、内周側に出力軸203よりも小径の中空状に形成された出力部材213がスプライン形状の連結部215を介して一体回転可能に連結されている。この連結部215は、出力軸203と出力部材213との間に設けられた径方向にオーバーラップする重複部207となっている。この重複部207は、ベアリング11と径方向にオーバラップして配置されており、出力軸203の軸方向端部の外周側はベアリング11と当接してベアリング11を介してケーシング31に回転可能に支持されている。この出力軸203の内周側には、軸部材205が挿通されている。
軸部材205は、中実状に形成され、軸方向両端部に固定部209と、位置決め部211とが設けられている。固定部209は、軸部材205の軸方向の重複部207側の端部に設けられ、ねじ部217と、ナット53とで構成されている。このねじ部217にナット53をねじ締結させることにより、ナット53が出力部材213の開口縁部と当接すると共に、出力部材213がベアリング11の軸方向端部に当接される。これらの当接により、出力部材213が軸方向に位置決めされると共に、軸方向位置が固定される。
位置決め部211は、軸部材205の軸方向の噛み合い部5側の端部に設けられ、当接部219を備えている。この当接部219は、出力軸203の開口よりも大径に形成され、軸部材205の端部に軸部材205と連続する一部材で設けられている。この位置決め部211は、軸部材205を出力軸203の噛み合い部5側から挿通することにより、当接部219が出力軸203の開口縁部と当接し、軸部材205の抜け止めがなされ、軸部材205が軸方向に位置決めされる。
このような動力伝達装置201では、軸部材205の軸方向の重複部207側に固定部209が設けられ、軸部材205の軸方向の噛み合い部5側に軸部材205を軸方向に位置決めする位置決め部211が設けられているので、軸部材205の軸方向位置を確実に位置決めすることができ、出力部材213の軸方向位置を確実に固定することができる。
(第4実施形態)
図5を用いて第4実施形態について説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置301は、出力軸303と出力部材305とは、軸部材307に一体回転可能に連結されている。なお、他の実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、他の実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は他の実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図5に示すように、出力軸303は中空状に形成され、内周側に軸部材307が挿通されている。この出力軸303と軸部材307とは、スプライン形状の連結部309を介して一体回転可能に連結されている。また、出力軸303の外周はベアリング11と当接して支持されており、このベアリング11と当接する部分の内周側は出力部材305が配置され、出力軸303と出力部材305とが径方向にオーバーラップする重複部311となっている。この重複部311では、出力部材305と軸部材307とが一体回転可能に連結されている。
出力部材305は、中空状に形成され、内周側に軸部材307が挿通されている。この出力部材305と軸部材307とは、スプライン形状の連結部313を介して一体回転可能に連結されている。このため、出力部材305は、軸部材307を介して出力軸303と一体回転可能に連結されている。
このような動力伝達装置301では、出力軸303と出力部材305とが軸部材307に一体回転可能に連結されているので、軸方向の位置決めがなされた軸部材307を介して出力軸303と出力部材305とが一体回転可能に連結され、出力軸303から出力部材305へ安定して動力を伝達することができる。
(第5実施形態)
図6を用いて第5実施形態について説明する。
本実施の形態に係る動力伝達装置401は、重複部403と固定部405とは、径方向に重なり合って配置されている。なお、他の実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、他の実施形態と同一の構成であるので、構成及び機能説明は他の実施形態を参照するものとし省略するが、得られる効果は同一である。
図6に示すように、出力軸407は中空状に形成され、内周側に出力軸407よりも小径の中空状に形成された出力部材409がスプライン形状の連結部411を介して一体回転可能に連結されている。この連結部411は、出力軸407と出力部材409との間に設けられた径方向にオーバーラップする重複部403となっている。この重複部403は、ベアリング11と径方向にオーバラップして配置されており、出力軸407の軸方向端部の外周側はベアリング11と当接してベアリング11を介してケーシング31に回転可能に支持されている。この出力軸407の内周側には、軸部材413が挿通されている。
軸部材413は、ボルト形状に形成され、軸方向の噛み合い部5側の頭部が軸部材413を軸方向に位置決めする位置決め部415となっており、軸方向の重複部403側が出力部材409の軸方向位置を固定する固定部405となっている。この固定部405は、重複部403と径方向にオーバーラップして設けられており、軸部材413の外周と出力部材409の内周との間に形成されたねじ締結部となっている。この軸部材413は、出力軸407と出力部材409とを組付けた後に、出力軸407の噛み合い部5側から挿通され、固定部405をねじ締結させるように治具などによって回転される。これにより、固定部405がねじ締結され、出力部材409の軸方向位置が固定される。
このような動力伝達装置401では、重複部403と固定部405とが径方向に重なり合って配置されているので、固定部405が出力軸407や出力部材409の軸方向に張り出すことがなく、さらに装置全体を小型化することができる。
なお、本発明の実施の形態に係る動力伝達装置では、入力ギヤがデフケースから直接駆動力が入力される入力軸に設けられているが、変速機構などの機構を介して駆動力が入力される入力軸に設けられてもよく、入力ギヤが設けられる機構はどのような動力機構であってもよい。
1,101,201,301,401…動力伝達装置
3…入力ギヤ(リングギヤ)
5…噛み合い部
7…出力ギヤ(ピニオンギヤ)
9,103,203,303,407…出力軸
11…ベアリング
13,105,213,305,409…出力部材
15,107,207,311,403…重複部
17,109,209,405…固定部
19,111,215,309,313,411…連結部
205,307,413…軸部材
211,415…位置決め部

Claims (3)

  1. 駆動力を入力する入力ギヤと、この入力ギヤと噛み合い部で噛み合う出力ギヤと、この出力ギヤが軸方向一端側に一体回転可能に設けられた出力軸と、この出力軸を回転可能に支持するベアリングと、前記出力軸の軸方向他端側に一体回転可能に設けられた出力部材とを備えた動力伝達装置であって、
    前記出力軸と前記出力部材との間には径方向に重なり合う重複部が設けられ、この重複部は前記ベアリングと径方向に重なり合って配置され、
    前記出力軸の軸方向の前記重複部側には、前記出力部材の軸方向位置を固定する固定部が設けられ
    前記重複部には、前記出力軸と前記出力部材とを一体回転可能に連結する連結部が設けられ、
    前記出力軸と前記出力部材とは、前記ベアリングに当接して支持され、
    前記出力軸は中空状に形成され、この出力軸の内周側には軸部材が挿通され、この軸部材の軸方向の前記重複部側には前記固定部が設けられ、前記軸部材の軸方向の前記噛み合い部側には前記軸部材を軸方向に位置決めする位置決め部が設けられていることを特徴とする動力伝達装置。
  2. 請求項1記載の動力伝達装置であって、
    前記出力軸と前記出力部材とは、前記軸部材に一体回転可能に連結されていることを特徴とする動力伝達装置。
  3. 請求項1又は2記載の動力伝達装置であって、
    前記重複部と前記固定部とは、径方向に重なり合って配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
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