JPH0886344A - 車両車軸差動装置及びその組立方法 - Google Patents

車両車軸差動装置及びその組立方法

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JPH0886344A
JPH0886344A JP7152132A JP15213295A JPH0886344A JP H0886344 A JPH0886344 A JP H0886344A JP 7152132 A JP7152132 A JP 7152132A JP 15213295 A JP15213295 A JP 15213295A JP H0886344 A JPH0886344 A JP H0886344A
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differential
bearing
diff
case
ring gear
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JP7152132A
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John T Graft
ジァン、ティー、グラフト
Richard E Cleveland
リチァド、イー、クリーヴランド
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Dana Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 駆動歯車又は軸受アセンブリの摩耗にかかわ
らず、均等なデフ軸受予荷重を提供するように、車軸デ
フ軸受の予荷重を設定し調整する装置を提供することに
ある。 【構成】 車軸デフ軸受予荷重装置４２は、駆動歯車１
４，１６又は軸受アセンブリ２４，２６の摩耗にかかわ
らず均等なデフ軸受予荷重を提供する。デフ・ケース１
８のデフ・キャリア１０内への組立は簡単であり、その
後の軸受予荷重の調整は、車軸の有効寿命にわたつて必
要がない。車両車軸差動装置は、軸線方向に間隔を置い
た軸受アセンブリによつて取り付けられるデフ・ケース
を備える。軸受アセンブリを、デフ・キャリアに形成し
た軸受座４０内に取り付ける。一方の軸受座が、軸受ア
センブリに作用する荷重たわみ部材５０を収容する。荷
重たわみ部材は、駆動歯車又は軸受アセンブリの摩耗の
際に実質的に一定の所定の軸受予荷重を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】この発明は、一般に内部に取り付けた軸
受アセンブリによつて、デフ・ケース（ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌ ｃａｓｅ）を回転可能に支えるデフ・キャ
リア（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃａｒｒｉｅｒ）を
含む自動車の差動装置（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）に
関する。デフ・キャリア内のデフ・ケース・アセンブリ
の正確な軸受アセンブリによつて行われ、軸受アセンブ
リは、デフ・ケース・アセンブリを位置決めするように
予荷重を与え、駆動ピニオンとリング・ギヤとの間に所
望のバックラッシュを提供する。
【０００２】自動車又は類似の用途に使用される差動装
置は、従来からよく知られており、一般的に軸線方向に
間隔を置いた軸受アセンブリによつてキャリア内に回転
可能に取り付けられたデフ・ケースを備えている。駆動
歯車アセンブリの駆動ピニオンとリング・ギヤとの間に
所望の量のバックラッシュを与えるか、又はロータの端
部遊びを除去するための軸受の取り付けは、特に軸受ア
センブリ又は歯車が摩耗するときに問題があつた。入力
駆動ピニオンと、デフ・ケースによつて支えられたリン
グ・ギヤとの適正なかみ合いが必要であり、その後の歯
車又は軸受の摩耗によつてバックラッシュの調整が悪く
なり、ロータ内に端部の遊びの生ずる恐れがある。この
ために通常は軸受の調整が必要となる。一般に従来のデ
フ・ケース軸受は、調整シム又は類似の部材の使用によ
つて調整可能にされており、バックラッシュ又は軸受予
荷重の調整を行うように、デフ・ケース・アセンブリを
たびたび除去する必要があつた。このような集中的な労
働行為は、調整行為に対して価格及び複雑性を増加させ
る。軸受予荷重の所要の調整を除去して、駆動歯車の適
正なかみ合いを維持し、デフ・キャリア内でデフ・ケー
スを正確につり合わせることが望ましい。
【０００３】
【発明の要約】前述したように、この発明の目的は、駆
動歯車又は軸受アセンブリの摩耗にかかわらず、実質的
に均等なデフ軸受予荷重（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ
ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｅｌｏａｄ）を提供するように、
車軸デフ軸受の予荷重を設定し調整する装置を提供する
ことにある。車軸ハウジング内への差動装置の組立ては
簡単になり、その後の軸受予荷重の調整は、車軸の有効
寿命にわたつて実質的に除去される。
【０００４】この発明は、内部に回転可能に取り付けた
デフ・ケースを持つデフ・ハウジング（ｄｉｆｆｅｒｅ
ｎｔｉａｌ ｈｏｕｓｉｎｇ）を備えた車両車軸差動装
置に関する。デフ・ハウジングは、軸線方向に間隔を置
いたデフ・ケースころがり軸受アセンブリを支え、デフ
・ケースころがり軸受は、デフ・ハウジング内にデフ・
ケースを回転可能に支え心あわせをする。デフ・ケース
ころがり軸受アセンブリは、デフ・ハウジング内に形成
されたデフ軸受座内に取り付けられ、デフ軸受座の１つ
は、荷重たわみ部材を収容しデフ・ケースころがり軸受
アセンブリに所定の予荷重を加える。荷重たわみ部材
は、駆動歯車及びデフ・ケースころがり軸受アセンブリ
の摩耗の間にわたつて実質的に一定の所定の軸受予荷重
を維持する。又この発明は、差動装置組立方法に関す
る。この差動装置組立方法は、所定の軸受予荷重を容易
に設定できると共にデフ・ケースを内部に組立てるため
にデフ・ハウジングを広げる必要を回避することができ
る。この差動装置組立方法は、組立てを簡単にし、デフ
・ハウジングの穴を広げる必要性を除去する。
【０００５】この発明の前記したまたはその他の目的及
び利点は、添付図面に関連して説明されるこの発明の好
適な実施例の詳細な説明によつて明らかになる。
【０００６】
【実施例】図１に示す車両差動装置は、車両の下側に支
えられたデフ・ハウジング１０を備えている。車両差動
装置は、車軸管１２を備えているが、車軸管１２を必要
としない独立懸架車軸の一部であつてもよい。さらに車
両差動装置は、駆動軸（図示しない）に固定された勤力
入力用のピニオン歯車１４を備えている。ピニオン歯車
１４はリング・ギヤ１６とかみあう。そしてこのリング
・ギヤ１６は、リング・ギヤ・フランジ４６に固定さ
れ、リング・ギヤ・フランジ４６は、デフ・ロータすな
わちデフ・ケース１８と協働する。デフ・ケース１８
と、リング・ギヤ１６とは、固定のキャリアすなわちデ
フ・ハウジング１０内でピニオン歯車１４によつて回転
させられる。デフ・ケース１８の回転運動は、駆動車軸
１９と車両の車輪（図示しない）に伝えられる。各駆動
車軸１９は、それぞれ異なる速度で駆動できる１組の出
力かさ歯車２０に連結される。複数の遊星歯車２２が対
向する出力かさ歯車２０とかみあつて動力を伝達する。
差動装置の有効な作動は、デフ・ケース１８のデフ・ハ
ウジング１０内の心あわせに依存する。デフ・ハウジン
グ１０内のデフ・ケースの適正な心あわせにより、リン
グ・ギヤ１６と、ピニオン歯車１４との適正なかみあい
が生ずる。デフ・ケース１８は、デフ・ハウジングすな
わちデフ・キャリア１０内におぃてころがり軸受アセン
ブリ２４，２６によつて回転可能に支えられる。ころが
り軸受アセンブリ２４，２６は、協働する軸受キャップ
２８を含む予め組立てられたユニットであるテーパころ
軸受でよい。軸受キャップ２８は、デフ・ハウジング１
０に形成された軸受座３０に固定される。
【０００７】図２には、ころがり軸受アセンブリ２４，
２６を一層詳細に示されている。デフ・ケース１８は、
各横方向端部において円筒形のボス３２に終る。ボス３
２は予め組立てられたころがり軸受アセンブリ２４，２
６と協働する軸受内レース３４に対する座を提供する。
軸受外レース３８は、デフ・ハウジング１０内に機械加
工されたデフ軸受座４０内に着座させられる。好適な実
施例においては、デフ軸受座４０は、軸受外レース３８
を位置決めできると共に軸受外レース３８とデフ軸受座
４０との間に付加的空間を提供できる延長した長さを持
つように機械加工される。この空間内に、後述するスペ
ーサ手段及び／又は荷重たわみ部材が位置させられる。
【０００８】軸受アセンブリに予荷重を与えるには、軸
受レースに協働して適宜使われる調整シムを一方の側で
除き、又差動装置軸受座４０に設けた空間に軸受アセン
ブリ２６に協働するデフ・ケースの軸線方向の一方の側
に少なくとも１つの荷重たわみ手段４２を納め、デフ・
ケースの他方の側に軸受アセンブリ２４に協働してスペ
ーサ手段４４を設ける。好適な実施例では又荷重たわみ
手段４２と協働してスペーサ４５を設けてある。そして
デフ・ケース１８の車軸ハウジングへの組立てが容易に
なるように、デフ・リング・ギヤ・フランジ４６に対向
する差動装置軸受座は軸受アセンブリ２６に協働する荷
重たわみ部材４２用の空間を形成するように機械加工し
てある。差動装置のリング・ギヤ側の軸受アセンブリ２
４は、所望のハイポイド・ギヤ・バックラッシュが得ら
れるようにスペーサ手段４４により所定の関係に位置決
めしてある。この配置により差動装置の車軸ハウジング
への組付けが簡単になるがこのことはなお詳しく後述す
る。好適な実施例では荷重たわみ部材４２は、両軸受ア
センブリ２４，２６に対し実質的に一定の差動軸受予荷
重を生ずるように所定のばね定数を持つ波形ばね、収縮
式スペーサ、コイルばね部材又はさら形ワッシャでよ
い。差動装置のリング・ギヤ側の差動軸受アセンブリ２
４に協働するスペーサ手段４４は、軸受アセンブリ２４
の軸受外レース３８を位置決めする選定した厚さを持つ
スペーサ、ねじ付き調整器、シム又は同様な装置でよ
い。スペーサ４５は、使用の場合に、スペーサ手段４４
と同様である。スペーサ手段４４は差動装置のハイポイ
ド・バックラッシュを設定するように選定するが、荷重
たわみ手段４２は各ギヤ部品又は軸受アセンブリの摩耗
時にも一定の軸受予荷重を実質的に保持する。荷重たわ
み手段４２により加える力は一定になる傾向があり、車
軸の有効寿命に対応する長い時間にわたり比較的静かな
車軸が得られる。
【０００９】好適な実施例における荷重たわみ部材４２
は、デフ・リング・ギヤ・フランジに対向して車軸１９
のまわりに配置した環形の波形ばね５０でよい。１個又
は複数個のこのような波形ばね５０を使い特定の車軸及
び差動装置構造に対し所望のばね力を生ずる。一般に所
望の軸受予荷重を生ずるのに必要なばね力は特定の車軸
の製造公差とハイポイド・ギヤ概要と差動装置軸受の幾
何学的形状とによることが分った。好適な例では直径
５．０インチないし１１．０インチのハイポイド・リン
グ・ギヤに対して９５ないし１６５ポンドばね力／リン
グ・ギヤ直径インチの範囲のばね力が必要である。１３
０ポンドばね力／リング・ギヤ直径インチのばね力は差
動装置軸受アセンブリに伴う所望の軸受予荷重特性を生
ずることが分った。差動装置の軸線方向の一方の側には
軸受アセンブリの一方に一定の力で作用する荷重たわみ
手段が設けられ、他方の軸受アセンブリはスペーサ手段
４４に対して固定してある。軸受アセンブリに加わる力
はスペーサ手段４４と協働して、各ハイポイド・ギヤの
間のバックラッシュを設定し、そして一定の予荷重を保
持して又所望のバックラッシュを保つ。差動装置を車軸
ハウジングに組付けることも又この構造により簡単にな
る。
【００１０】図５には本発明による荷重たわみ手段に対
する荷重対たわみ線図を示してある。図５の線図により
示すような荷重たわみ手段の例では定格５００ポンドの
１対の重ね合わせた波形ばねにそれぞれ圧縮試験を行っ
た。この線図に示すように荷重たわみ手段により生ずる
ばね力は、波形ばねを十分に圧縮した場合に最大量のた
わみまでほぼ直線的に増す、単位たわみ当たりの力を生
ずる。特定の形式の荷重たわみ手段の特性は長期間にわ
たりハイポイド・ギヤの適正なかみあいを保ち実質的に
一貫した軸受予荷重を保持することが望ましい。前記し
たように使うことのできる他の形式の荷重たわみ手段は
同様な特性を持たなければならない。
【００１１】差動装置軸受に実質的に一定の予荷重を加
えるほかに、本発明によりデフ・ケース１８をデフ・キ
ャリアすなわちデフ・ハウジング１０に簡単に組付ける
ことができる。この構造はデフ・ハウジング１０を広げ
る必要がない。デフ・ハウジングの拡張は通常、付加的
な機械加工手順によりデフ・ハウジングに形成した拡張
穴により行われる。デフ・ハウジングの拡張は又、特殊
工具を必要としデフ・ハウジングの望ましくない変形を
生じ公差を定め引続いて操作を行わなければならない。
組立て時には荷重たわみ部材４２及びスペーサ手段（使
用の場合）は、前記したようにデフ・リング・ギヤ・フ
ランジ４６に対向して差動装置軸受座に組付ける。差動
装置を車軸ハウジングに組付けるには特定のデフ・ギヤ
セットに対する所要のバックラッシュは従来の測定法に
よつて定める。選定した厚さのスペーサに対応するスペ
ーサ手段４４に対し、このスペーサの所要の厚さはこの
ようにしてこれ等の測定により定める。或いはスペーサ
手段をねし付き調整器又は類似の装置として設けると、
デフ・ハウジング１０内のデフ・ケース１８の組立て
は、ハイポイド・ギヤができるだけかみあいがなくなる
ように初期設定する。特定のスペーサ手段４４を選定す
ると、デフ・ケース１８は、デフ・リング・ギヤ・フラ
ンジに対向して差動装置軸受アセンブリ２６に係合させ
て車軸ハウジング内に挿入する。荷重たわみ手段４２
は、差動装置のハイポイド・ギヤが実質的に零のバック
ラッシュを持つまで、差動装置を軸受アセンブリ２６に
押付けることにより圧縮する。次いで前もつて選定した
外部スペーサ４４はリング・ギヤ差動装置軸受アセンブ
リ２４と共に取付ける。荷重たわみ部材を圧縮するのに
使う荷重を解除すると、所望の軸受予荷重と共に適正な
バックラッシュを設定する。次いで差動装置軸受キャッ
プを取付け組立てを終る。或いはねじ付き調整器又は類
似の装置を利用すると、バックラッシュは荷重たわみ部
材４２の力に逆らって普通の方法で設定する。そしてこ
の設定が終ると差動装置軸受キャップ２８を取付ける。
【００１２】以上本発明の好適な実施例について詳細に
説明したが本発明はなおその精神を逸脱しないで種々の
変化変型を行うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の車両差動装置の部分断面図である。
【図２】この発明の車両差動装置の軸線方向に間隔を置
いた軸受アセンブリの拡大部分断面図である。
【図３】図２に示す軸受アセンブリに関連して使用され
る荷重たわみ部材の平面図である。
【図４】図３の３Ａ−３Ａ線に沿う部分断面図である。
【図５】荷重たわみ部材に対する荷重対たわみ線図であ
る。
【符号の説明】
１０ デフ・キャリア（デフ・ハウジング） １２ 車軸管 １４ ピニオン歯車（駆動歯車） １６ リング・ギヤ（駆動歯車） １８ デフ・ケース ２４，２６ デフ・ケースころがり軸受アセンブリ ４２ 荷重たわみ手段 ５０ 荷重たわみ部材

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デフ・ケースを回転可能に内部に取り付
    けたデフ・ハウジングを備え、 前記デフ・ケースを前記デフ・ハウジング内に回転可能
    に支えかつ心あわせする軸線方向に間隔を置いたデフ・
    ケースころがり軸受アセンブリを、前記デフ・ハウジン
    グが支え、 前記各デフ・ケースころがり軸受アセンブリを、前記デ
    フ・ハウジングに形成したデフ軸受座に取り付け、 前記デフ軸受座の１つが、所定の力を加えて前記デフ・
    ケースころがり軸受アセンブリに予荷重を与えるよう
    に、前記デフ・ケースころがり軸受アセンブリに作用す
    る荷重たわみ部材を少なくとも収容し、 前記荷重たわみ部材が、前記デフ・ケース又は前記デフ
    ・ケースころがり軸受アセンブリに関連する駆動歯車の
    摩耗の際に、前記予荷重を実質的に一定に維持するよう
    にした、車両車軸差動装置。
  2. 【請求項２】 前記デフ・ケースに、デフ・リング・ギ
    ヤ・フランジを設け、リング・ギヤを、前記デフ・ハウ
    ジング内で回転するように前記デフ・リング・ギヤ・フ
    ランジに取り付け、前記デフ軸受座の１つが、前記デフ
    ・リング・ギヤ・フランジの反対側にある前記荷重をた
    わみ部材を収容している請求項１の車両車軸差動装置。
  3. 【請求項３】 前記荷重たわみ部材が、リング・ギヤ直
    径のインチ当り９５−１６５ポンドの範囲のばね力を備
    えた請求項１の車両車軸差動装置。
  4. 【請求項４】 前記荷重たわみ部材が、リング・ギヤ直
    径のインチ当り１３０ポンドのばね力を備えた請求項３
    の車両車軸差動装置。
  5. 【請求項５】 前記荷重たわみ部材が、少なくとも１つ
    の波形ばねである請求項１の車両車軸差動装置。
  6. 【請求項６】 前記荷重たわみ部材が、少なくとも１つ
    のコイルばねである請求項１の車両車軸差動装置。
  7. 【請求項７】 前記荷重たわみ部材が、少なくとも１つ
    の収縮式スペーサである請求項１の車両車軸差動装置。
  8. 【請求項８】 前記荷重たわみ部材が、少なくとも１つ
    のさらばねである請求項１の車両車軸差動装置。
  9. 【請求項９】 前記デフ軸受座の他方が、前記荷重たわ
    み部材に関連して、駆動ピニオンと駆動歯車アセンブリ
    のリング・ギヤとの間のバックラッシュを設定するスペ
    ーサ手段を収容する請求項１の車両車軸差動装置。
  10. 【請求項１０】 前記デフ・ケースが、前記デフ・ハウ
    ジング内で回転可能であるデフ・リング・ギヤ・フラン
    ジを備え、前記デフ軸受座の一方が、前記デフ・リング
    ・ギヤ・フランジと反対側にある前記荷重たわみ部材を
    収容し、前記デフ軸受座の他方が、スペーサ手段を収容
    し、前記荷重たわみ部材と、前記スペーサ手段とが、駆
    動ピニオンと、前記デフ・リング・ギヤ・フランジに支
    えられたリング・ギヤとの間のバックラッシュを設定す
    るようにした請求項１の車両車軸差動装置。
  11. 【請求項１１】 軸線方向に間隔を置いたデフ・ケース
    ころがり軸受アセンブリを支持する第１及び第２の軸受
    座を持つデフ・キャリア・ハウジングを提供する段階
    と、 荷重たわみ部材が、前記デフ軸受座から前記デフ・ケー
    スころがり軸受アセンブリに力を加えるように、少なく
    とも前記荷重たわみ部材と、前記デフ・ケースころがり
    軸受アセンブリとを、前記第１の軸受座内に組立てる段
    階と、 駆動ピニオンと、前記デフ・ケースのリング・ギヤとの
    間に所定のバックラッシュを提供するように、前記第２
    の軸受座と、前記デフ・ケースころがり軸受の他方との
    間に取り付けようとするスペーサ手段の厚さを決定する
    段階と、 前記デフ・ケースを前記デフ・キャリア・ハウジング内
    に取り付け、前記デフ・ケースが前記荷重たわみ部材の
    圧縮を生じさせる段階と、 前記スペーサ手段を、前記第２の軸受座に関連させるよ
    うに取り付ける段階と前記荷重たわみ部材の圧縮を生じ
    させるのに使用される力を除去し、デフ軸受キャップを
    取り付けて、前記デフ・ケースころがり軸受アセンブリ
    を前記デフ・キャリア・ハウジングと関連させて保持す
    る段階と、を包含する車両車軸差動装置組立方法。
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