JP2004017734A - タンデム型ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体の重量を低減するとともに比較的容易に組み立て、比較的容易にヘリカルギヤにおけるシム調整を行う。
【解決手段】動力分配機２１がインタデフハウジング２０ａに内蔵され、ヘリカルギヤ２３とドライブピニオン軸２６ａに固着されてヘリカルギヤ２３に歯合するカウンタギヤ２７とを内蔵するトランスファケース２０ｂがインタデフハウジング２０ａの後部に設けられ、ドライブピニオン２６に歯合するリングギヤ２８を枢支するキャリヤケース２０ｃがトランスファケース２０ｂの後部に設けられ、ベアリングケージ３３により固定されたベアリング３２を介してヘリカルギヤ２３の前部が回転可能に支持される。ベアリングケージ３３がインタデフハウジング２０ａに取付けられ、トランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃが一体的に形成される。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、後二軸車におけるタンデム型ディファレンシャル装置として、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を備えるものが知られている。図５に示すように、従来におけるこのタンデム型ディファレンシャル装置は、プロペラシャフト１の回転動力を前後方向に延びる後後軸駆動軸３の回転動力と、ヘリカルギヤ４の回転動力とに分配する動力分配機５がインタデフハウジング２ａに内蔵され、ヘリカルギヤ４とドライブピニオン軸５ａに固着されてヘリカルギヤ４に歯合するカウンタギヤ６とを内蔵するトランスファケース２ｂがインタデフハウジング２ａの後部に設けられ、ドライブピニオン５に歯合するリングギヤを枢支するキャリヤケース２ｃがトランスファケース２ｂの後部に設けられる。ここで、インタデフハウジング２ａとトランスファケース２ｂとキャリヤケース２ｃはそれぞれ独立して作られ、トランスファケース２ｂはインタデフハウジング２ａの後部にねじ止めされ、キャリヤケース２ｃはトランスファケース２ｂの後部にねじ止めされる。そしてリングギヤに後前軸が取付けられ、リングギヤとドライブピニオン５により最終減速機が構成される。また、後後軸駆動車軸の回転により図示しない後後軸が回転することにより後二軸車が走行するようになっている。
【０００３】
一方、ヘリカルギヤ４には比較的大きな駆動力が加わることから一対の円錐コロ型ベアリング８ａ，８ｂによりその両側が枢支され、前方におけるベアリング８ｂはベアリングケージ９により固定された状態でヘリカルギヤ４の前部を回転可能に支持する。ここで、従来の装置では、このベアリングケージ９はトランスファケース２ｂにねじ止めされる。ここで、使用される一対のベアリング８ａ，８ｂは円錐コロ型であることから、その一対のベアリング８ａ，８ｂ間の寸法をベアリングケージ９のねじ止めに際して調整し、その調整にあってはベアリングケージ９とトランスファケース２ｂの間に所定厚さのシムを介在させることにより行われる。このように一対のベアリング８ａ，８ｂ間の寸法を調整することによりヘリカルギヤ４の回転抵抗の適正化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のタンデム型ディファレンシャル装置は、インタデフハウジング２ａとトランスファケース２ｂとキャリヤケース２ｃをそれぞれ独立して製作し、それらを互いに取付けて一体化することは、それぞれのケース２ａ，２ｂ，２ｃの取付け部位が複数存在することになり、それらを締結する締結フランジ部の存在により装置全体の重量が増大するとともに、それらを締結する作業工数も複数となり、装置全体としての単価を押し上げる不具合があった。
また、上記従来のタンデム型ディファレンシャル装置におけるシム調整では、ベアリングケージ９とトランスファケース２ｂの間に所定厚さのシムを介在させてそのベアリングケージ９を一度取付け、その状態でヘリカルギヤ４の回転抵抗、を測定する。このため、一度取付けたベアリングケージ９を取外して当初介在させたシムに換えて、その抵抗値が高い場合には比較的厚いシムに、その抵抗値が低い場合には比較的薄いシムに換えなければならず、最適なヘリカルギヤ４の回転抵抗を得るまでには、この作業を２又は３回程度繰り返し行う必要があり、その調整作業が比較的煩雑であるという不具合もあった。
本発明の目的は、装置全体の重量を低減するとともに比較的容易に組み立て得るタンデム型ディファレンシャル装置を提供することにある。
本発明の別の目的は、比較的容易にヘリカルギヤにおけるシム調整をし得るタンデム型ディファレンシャル装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、プロペラシャフト１３の回転動力を前後方向に延びる後後軸駆動軸２２の回転動力とヘリカルギヤ２３の回転動力とに分配する動力分配機２１がインタデフハウジング２０ａに内蔵され、ヘリカルギヤ２３とドライブピニオン軸２６ａに固着されてヘリカルギヤ２３に歯合するカウンタギヤ２７とを内蔵するトランスファケース２０ｂがインタデフハウジング２０ａの後部に設けられ、ドライブピニオン２６に歯合するリングギヤ２８を枢支するキャリヤケース２０ｃがトランスファケース２０ｂの後部に設けられ、ベアリングケージ３３により固定されたベアリング３２を介してヘリカルギヤ２３の前部が回転可能に支持されたタンデム型ディファレンシャル装置の改良である。
その特徴ある構成は、ベアリングケージ３３がインタデフハウジング２０ａに取付けられ、トランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃが一体的に形成されたところにある。
【０００６】
この請求項１におけるタンデム型ディファレンシャル装置では、トランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃを一体化したので、インタデフハウジング２０ａとトランスファケース２０ｂを締結するだけの作業で組み立てることが可能になる。このため、締結に必要なボルト等の締結部材を従来より削減することができ、その締結に必要な比較的厚肉に形成された締結フランジ部も不要となり、装置全体の重量を低減するとともに、それらを締結する作業工数が低減することに伴い比較的安価な装置を得ることができる。
【０００７】
また、ベアリングケージ３３をインタデフハウジング２０ａに取付けるので、トランスファケース２０ｂの前部における間口を従来に比較して大きくすることができ、設計の自由度を向上させることができる。また、ベアリングケージ３３をインタデフハウジング２０ａに取付けるので、ベアリングケージ３２とインタデフハウジング２０ａの間に所定厚さのシム３７を介在させることにより行うことが可能になる。従って、トランスファケース２０ｂの前端面とベアリングケージ３３の前端面の段差における寸法ｔを測定するだけの単純な作業でそのシム３７の厚さを決定することができ、最適なヘリカルギヤの回転抵抗の調整作業を比較的容易に行うことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図４に示すように、後二軸車１０のエンジン１１により発生した回転力は変速機１２及びプロペラシャフト１３を介して後前軸１４を回転させるタンデム型ディファレンシャル装置２０及び後後軸１６を回転させる後後軸用ディファレンシャル装置１９に伝達され、後前軸１４及び後後軸１６が回転することにより左右の後前輪１７及び後後輪１８がそれぞれ回転して走行できるようになっている。プロペラシャフト１３はタンデム型ディファレンシャル装置２０に接続され、このタンデム型ディファレンシャル装置２０から後後軸用ディファレンシャル装置１９に連結シャフト１９ａを介して回転力が伝達される。このため、このタンデム型ディファレンシャル装置２０には、プロペラシャフト１３の回転動力を後前軸１４と後後軸１６の回転動力に分配する動力分配機２１（図１）が設けられる。
【０００９】
図１に詳しく示すように、タンデム型ディファレンシャル装置２０はインタデフハウジング２０ａとトランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃとがこの順序で前方から順次備えられ、動力分配機２１は最前部におけるインタデフハウジング２０ａに内蔵される。動力分配機２１は、後端に連結シャフト１９ａの前端が接続される後後軸駆動軸２２の前端にスプライン嵌合された第１サイドギヤ２１ａと、その第１サイドギヤ２１ａに対向するようにヘリカルギヤ２３にスプライン嵌合された第２サイドギヤ２１ｂと、その第１及び第２サイドギヤ２１ａ，２１ｂの双方に歯合する４個のデフピニオン２１ｃ（そのうち２個のデフピニオンは図示せず）とを有し、これらのデフピニオン２１ｃは十字状に形成されたスパイダ２１ｄのそれぞれの腕に回転可能に嵌入され、スパイダ２１ｄはプロペラシャフト１３に連結された入力車軸２４に設けられる。第１及び第２サイドギヤ２１ａ，２１ｂ、デフピニオン２１ｃ及びスパイダ２１ｄにより差動機能を有する動力分配機２１が構成され、この動力分配機２１がインタデフハウジング２０ａに内蔵されて入力車軸２４がインタデフハウジング２０ａに枢支される。
【００１０】
トランスファケース２０ｂには、ヘリカルギヤ２３とドライブピニオン軸２６ａに固着されてヘリカルギヤ２３に歯合するカウンタギヤ２７とが内蔵される。このトランスファケース２０ｂにはインタデフハウジング２０ａの後部がねじ止めされ、ドライブピニオン２６に歯合するリングギヤ２８を枢支するキャリヤケース２０ｃがトランスファケース２０ｂの後部に設けられる。そしてリングギヤ２８に後前軸１４が取付けられ、動力分配機２１によりプロペラシャフト１３の回転動力が分配されて回転するヘリカルギヤ２３によりカウンタギヤ２７が回転し、カウンタギヤ２７の回転により回転するドライブピニオン２６によりリングギヤ２８が回転して後前軸１４が回転するようになっている。一方、後後軸駆動軸２２は後後軸用ディファレンシャル装置１９に連結シャフト１９ａを介して連結され、この後後軸駆動軸２２の回転により後後軸１６が回転するように構成される（図４）。
【００１１】
一方、ヘリカルギヤ２３には比較的大きな駆動力が加わることから一対の円錐コロ型ベアリング３１，３２によりその両側が枢支され、後方におけるベアリング３１はトランスファケース２０ｂに直接取付けられ、前方におけるベアリング３２はベアリングケージ３３により固定された状態でヘリカルギヤ２３の前部を回転可能に支持する。本発明の特徴ある構成は、このベアリングケージ３３がインタデフハウジング２０ａに取付けられ、トランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃが一体的に形成されたところにある。なお、キャリヤケース２０ｃの後部にはアクスルハウジング３６が取付けられ、キャリヤケース２０ｃにアクスルハウジング３６が取付けられた状態でその内底部にはリングギヤ２８及びドライブピニオン２６からなる減速機等を潤滑する図示しないオイルが貯溜される。
【００１２】
次にこのような構成におけるタンデム型ディファレンシャル装置の組み立て手順を説明する。
図２に示すように、先ず、キャリヤケース２０ｃにリングギヤ２８を枢支し、そのリングギヤ２８にドライブピニオン２６が歯合するようにドライブピニオン軸２６ａをトランスファケース２０ｂに枢支させる。その後ドライブピニオン軸２６ａにカウンタギヤ２７をスプライン嵌合させてねじ止めし、そのカウンタギヤ２７に歯合するヘリカルギヤ２３の後方を枢支する後方におけるベアリング３１をトランスファケース２０ｂに取付ける。その後前方におけるベアリング３２をそのベアリング３２が固定されたベアリングケージ３３とともにヘリカルギヤ２３の前部に嵌入する。
【００１３】
ここで、ヘリカルギヤ２３を枢支するために使用される一対のベアリング３１，３２は円錐コロ型のものが使用され、その一対のベアリング３１，３２間の寸法をベアリングケージ３３のねじ止めに際して調整する必要がある。この調整は前方におけるベアリング３２をヘリカルギヤ２３の前部に嵌入した段階で行われる。即ち、ベアリング３２をヘリカルギヤ２３の前部に嵌入してベアリングケージ３３を後方に向けて押し付ける。この押し付け圧力Ｐと、ヘリカルギヤ２３の回転抵抗は比例し、ヘリカルギヤ２３の最適な抵抗値が得られた段階で、トランスファケース２０ｂの前端面とベアリングケージ３３の前端面の段差における寸法ｔを測定する。ここで、図３に示すように、その段差における寸法ｔとヘリカルギヤ２３の回転抵抗も比例するので、最終的に組み立てられた状態で、この段差における寸法ｔが得られることによりヘリカルギヤ２３の最適な回転抵抗を得ることが可能になる。
【００１４】
その後、前端ベアリング３２をベアリングケージ３３とともにヘリカルギヤ２３の前部から一度取外し、測定された寸法ｔと同一の厚さを有するシム３７（図１）を準備し、動力分配機２１が内蔵されたインタデフハウジング２０ａの後端縁にそのシム３７を介在させた状態でベアリングケージ３３を取付ける。そして、図１に示すように、第２サイドギヤ２１ｂをヘリカルギヤ２３にスプライン嵌合させるようにして、インタデフハウジング２０ａの後端縁をトランスファケース２０ｂの前端縁に密接させ、インタデフハウジング２０ａとトランスファケース２０ｂをねじ止めする。するとインタデフハウジング２０ａの後端縁に取付けられたベアリングケージ３３は、その間に介在するシム３７の厚さに相当する分だけベアリングケージ３３の前端面から入り込み、一対のベアリング３１，３２間の寸法はヘリカルギヤ２３の最適な抵抗値が得られた値となり、その抵抗値の適正化が図られる。
【００１５】
このような構成におけるタンデム型ディファレンシャル装置では、トランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃを一体化したので、インタデフハウジング２０ａとトランスファケース２０ｂを締結するだけの作業で組み立てることが可能になる。従って、それぞれのケースが独立して製作されていた従来のものと比較して、締結に必要なボルト等の締結部材を削減することができ、その締結に必要なトランスファケース２０ｂとキャリヤケース２０ｃの間の厚肉に形成された締結フランジ部も不要となり、装置全体の重量を低減するとともに、それらを締結する作業工数が低減することに伴い比較的安価な装置を得ることができる。また、ベアリングケージ３３をインタデフハウジング２０ａに取付けるので、トランスファケース２０ｂにベアリングケージを取付けるために従来必要とされた取り付けしろが不要になり、そのトランスファケース２０ｂの前部における間口を従来に比較して大きくすることができる。このため、より大きなヘリカルギヤ２３を用いることも可能になり、その設計の自由度を向上させることができる。
【００１６】
更に、ベアリングケージ３３をインタデフハウジング２０ａに取付けるので、このタンデム型ディファレンシャル装置２０におけるシム調整では、ベアリングケージ３２とインタデフハウジング２０ａの間に所定厚さのシム３７を介在させることにより行うことが可能になる。従って、ベアリング３２をヘリカルギヤ２３の前部に嵌入してベアリングケージ３３を後方に向けて押し付け、ヘリカルギヤ２３の最適な抵抗値が得られたトランスファケース２０ｂの前端面とベアリングケージ３３の前端面の段差における寸法ｔを測定するだけの単純な作業でそのシム３７の厚さを決定することができる。よって、最適なヘリカルギヤの回転抵抗を得るまでに従来の装置で必要とされた複数回におけるベアリングケージの取付け及び取外し作業が不要となり、その調整作業を比較的容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、トランスファケースとキャリヤケースを一体化したので、インタデフハウジングとトランスファケースを締結するだけの作業で組み立てることが可能になる。このため、締結に必要なボルト等の締結部材を従来より削減することができ、その締結に必要な比較的厚肉に形成された締結フランジ部も不要となり、装置全体の重量を低減するとともに、それらを締結する作業工数が低減することに伴い比較的安価な装置を得ることができる。
また、ベアリングケージをインタデフハウジングに取付けるので、トランスファケースの前部における間口を従来に比較して大きくすることができ、設計の自由度を向上させることができる。また、ベアリングケージをインタデフハウジングに取付けるので、ベアリングケージとインタデフハウジングの間に所定厚さのシムを介在させることにより行うことが可能になる。従って、トランスファケースの前端面とベアリングケージの前端面の段差における寸法を測定するだけの単純な作業でそのシムの厚さを決定することができ、最適なヘリカルギヤの回転抵抗の調整作業を従来に比較して容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のディファレンシャル装置を示す図４のＡ−Ａ線断面図。
【図２】その組み立て状態を示す拡大断面図。
【図３】そのヘリカルギヤの回転抵抗とシムの厚さとの関係を示す図。
【図４】その装置を含む後二軸車の要部構成図。
【図５】従来のディファレンシャル装置を示す図１に対応する断面図。
【符号の説明】
１３　プロペラシャフト
２０ａ　インタデフハウジング
２０ｂ　トランスファケース
２０ｃ　キャリヤケース
２１　動力分配機
２２　後後軸駆動軸
２３　ヘリカルギヤ
２６　ドライブピニオン
２６ａ　ドライブピニオン軸
２７　カウンタギヤ
２８　リングギヤ
３２　ベアリング
３３　ベアリングケージ

Claims (1)

1. プロペラシャフト（１３）の回転動力を前後方向に延びる後後軸駆動軸（２２）の回転動力とヘリカルギヤ（２３）の回転動力とに分配する動力分配機（２１）がインタデフハウジング（２０ａ）に内蔵され、前記ヘリカルギヤ（２３）とドライブピニオン軸（２６ａ）に固着されて前記ヘリカルギヤ（２３）に歯合するカウンタギヤ（２７）とを内蔵するトランスファケース（２０ｂ）が前記インタデフハウジング（２０ａ）の後部に設けられ、ドライブピニオン（２６）に歯合するリングギヤ（２８）を枢支するキャリヤケース（２０ｃ）が前記トランスファケース（２０ｂ）の後部に設けられ、ベアリングケージ（３３）により固定されたベアリング（３２）を介して前記ヘリカルギヤ（２３）の前部が回転可能に支持されたタンデム型ディファレンシャル装置において、
   前記ベアリングケージ（３３）が前記インタデフハウジング（２０ａ）に取付けられ、
   前記トランスファケース（２０ｂ）と前記キャリヤケース（２０ｃ）が一体的に形成された
   ことを特徴とするタンデム型ディファレンシャル装置。

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