JP4891890B2 - 最終減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、最終減速装置に関し、特に、最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）、差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）、遊星歯車装置を備えた最終減速装置に関する。

従来、最終減速装置は、エンジンからの駆動力を左右駆動輪に伝達するように前後方向に延びた入力軸の回転方向を、左右方向に延びた左右駆動軸の回転方向に変換する最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）と、ファイナルギヤ装置を経た駆動力を左右駆動軸（左右駆動輪）に均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸を異なる回転数で回転させる差動歯車装置（ディファレンシャルギヤ装置）とを備えている。

ファイナルギヤ装置には、直交軸ギヤの１つであるハイポイドギヤが用いられてきたが（例えば、特許文献１参照）、ハイポイドギヤは、ベベルギヤ（スパイラルベベルギヤも含む）に比べてピニオンギヤをオフセットすることにより、振動を抑えたり減速比を大きくとることができるものの、オフセットが大きくなるにつれて低負荷時のフリクションが増加したり、最終減速装置の大型化を招いてしまう。

そこで、ファイナルギヤ装置にオフセット０のベベルギヤを用いると共に、ハイポイドギヤを用いた場合とほぼ同様の減速比を得るために、ファイナルギヤ装置とディファレンシャルギヤ装置との間に、遊星歯車装置（減速機構部）を介設することによって（例えば、特許文献２参照）、最終減速装置の効率を改善し、かつ小型化や歯車異音（ギヤ音）の低減化を図ることが本願出願人から既に提案されている（例えば、出願番号：特願２００７−１４６９８６号参照）。

特開２００７−４０３３９号公報（図２） 特開昭６４−６５４８号公報（図１）

ところで、本願出願人が先に提案した最終減速装置(11)にあっては、図４に示されるように、ディファレンシャルケース(141)の半径方向に設けた円筒コロ軸受(20)及びブッシュ(22)によって、ベベルギヤ(12)の出力ギヤであるベベルリングギヤ(122)と遊星歯車装置(13)のサンギヤ(131)とを支持するようになっている。しかしながら、円筒コロ軸受(20)やブッシュ(22)は、アキシアル荷重に対する負荷能力が低い。そのため、ベベルリングギヤ(122)とこれに連なった遊星歯車装置(13)とからのアキシアル荷重を受けるためには、遊星歯車装置(13)のレイアウト上、ディファレンシャルケース(141)とサンギヤ(131)との間、及び、ベベルリングギヤ(122)及びサンギヤ(131)を連結する連結部材(123)とプラネタリキャリア(134)との間にそれぞれ１つずつ、合計２つのスラストベアリング(21),(23)が必要であった。つまり、ベベルリングギヤ(122)と遊星歯車装置(13)とを支持するために４つの軸受部材(20),(21),(22),(23)が必要となるので、ベベルリングギヤ(122)と遊星歯車装置(13)との支持構造が複雑化するという問題があった。そして、ベベルリングギヤ(122)と遊星歯車装置(13)との支持構造が複雑化するために、ベベルリングギヤ(122)及び遊星歯車装置(13)の組付け精度があまくなり、ベベルリングギヤ(122)や遊星歯車装置(13)にディフレクション（軸ぶれ）が発生したり、ギヤ音が発生する虞がある。さらには、製造コスト（部品及び組立コスト）が掛かるうえに、ディファレンシャルケース(141)の軸方向に対する遊星歯車装置(13)の組立寸法が大きくなるという問題もある。

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、最終減速歯車装置の出力ギヤと遊星歯車装置との支持構造の簡素化を図ることができる最終減速装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、エンジンからの駆動力を左右駆動輪に伝達する入力軸の回転方向を、前記入力軸と直交する左右駆動軸の回転方向に変換する入出力ギヤを備えた最終減速歯車装置と、前記最終減速歯車装置の出力ギヤの内周面に接合する連結部材を介して前記出力ギヤと連なったサンギヤが入力、かつインターナルギヤが固定、かつ前記サンギヤ及び前記インターナルギヤに噛み合うピニオンギヤを支持するプラネタリキャリアが出力とされ、前記サンギヤから入力された前記出力ギヤの回転数を減速する遊星歯車装置と、前記プラネタリキャリアに連なったディファレンシャルケースを介して駆動力が入力されると共に、入力された駆動力を前記左右駆動軸に均等に配分しながら、車両旋回時には前記左右駆動軸を異なる回転数で回転させる差動歯車装置と、前記ディファレンシャルケースの半径方向に設けられ、前記出力ギヤを前記連結部材を介して回転可能に支持する軸受部材と、を備えた最終減速装置において、
前記軸受部材は、ラジアル荷重及びアキシアル荷重に対する負荷能力があり、かつ前記出力ギヤの内周面に向かって延びた凸部がアウタレースに設けられたラジアル軸受であると共に、前記出力ギヤの内周面には、前記凸部の一側端面に接合する係合突起部が設けられており、前記凸部の両側端面を前記係合突起部と前記連結部材とが挟んだ状態で、前記出力ギヤと前記連結部材とが結合固定していることを特徴とする。

上記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記凸部は、前記アウタレースに一体形成されたフランジ部、または、前記アウタレースの外周面に嵌合され、かつ前記連結部材が軸方向から接合するスナップリング、及び前記スナップリングと前記係合突起部との対向面間に配設されるワッシャであることを特徴とする。

上記目的を達成するため請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記ラジアル軸受は、単列、組合せ、複列のうち何れか１つのアンギュラ玉軸受であることを特徴とする。

請求項１〜３に記載の発明によれば、最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）の出力ギヤ及び遊星歯車装置（連結部材も含む）からのラジアル荷重とアキシアル荷重とを受ける能力のあるラジアル軸受としてアンギュラ玉軸受（単列、組合せ、複列）が用いられる。アンギュラ玉軸受を用いるには、ディファレンシャルケースの最大外径より大きい出力ギヤ内径でアンギュラ玉軸受を保持しなければならない。そこで、アンギュラ玉軸受のアウタレースに出力ギヤの内周面に向かって延びた凸部、具体的にはフランジ部、またはスナップリング及び抜け止めワッシャを設ける。また、この凸部の一側端面に接合する係合突起部を出力ギヤの内周面に設ける。そして、凸部の両側端面を連結部材と係合突起部とが挟み込んだ状態で、出力ギヤと連結部材とを結合固定するようにした。

これにより、出力ギヤ及び遊星歯車装置からのラジアル荷重は、アンギュラ玉軸受のアウタレースから入力されると共に、出力ギヤ及び遊星歯車装置からのアキシアル荷重は、凸部からアンギュラ玉軸受のアウタレースに入力されることとなる。すなわち、１つのアンギュラ玉軸受によって出力ギヤと遊星歯車装置とを支持することができるようになるので、従来では必要とされていた２つのスラストベアリングとブッシュとを削減することができ、最終減速歯車装置及び遊星歯車装置の支持構造を簡素化することができるようになる。したがって、最終減速歯車装置の出力ギヤと遊星歯車装置との組付け精度が向上し、最終減速歯車装置の出力ギヤと遊星歯車装置との軸ぶれやギヤ音の発生を防止することができるようになる。また、製造コストを低減することができると共に、ディファレンシャルケースの軸方向に対する遊星歯車装置の組立寸法を短縮化することができるようになる。

本発明の最終減速装置によれば、最終減速歯車装置（ファイナルギヤ装置）の出力ギヤと遊星歯車装置とをアンギュラ玉軸受によって支持させると共に、このアンギュラ玉軸受のアウタレースに、出力ギヤの内周面に向かって延び、かつ最終減速歯車装置の出力ギヤと連結部材とによって左右側から挟み込みこまれる凸部を形成した。これにより、出力ギヤと遊星歯車装置とからのラジアル荷重及びアキシアル荷重を１つのアンギュラ玉軸受で受けることができるようになるので、最終減速歯車装置及び遊星歯車装置の支持構造を簡素化した最終減速装置が実現する。

本発明の実施の形態に係る最終減速装置について図１，２を参照して詳細に説明する。図１は、本最終減速装置の一実施形態を示した断面図、図２は、図１中のＡ−Ａ矢視断面図である。
なお、図１の最終減速装置にあっては、図示しない縦置きエンジンに連なったフロントドライブ用最終減速装置であるため、図１における紙面下側が前方、紙面上側が後方となっている。

図１に示されるように、この発明による最終減速装置１０は、入力軸１１、左右駆動軸１２，１３、最終減速歯車装置としてのファイナルギヤ装置１４、連結部材としてのベアリングハウジング１５、遊星歯車装置１６、差動歯車装置としてのディファレンシャル装置１７、軸受部材としてのラジアル軸受１８、を備えている。

入力軸１１は、図示しない縦置きエンジン及び変速装置から出力されたエンジンの駆動力を左右駆動軸１２，１３に伝達するように前後方向に延びた動力伝達軸である。入力軸１１の出力側（ファイナルギヤ装置側）は、最終減速装置１０の外殻をなすトランスミッションケース１９内の左右支持部１９ａ，１９ｂ間に配置された２つの単列アンギュラ玉軸受２０，２１を介して回転可能に支持されている。この入力軸１１の軸心方向と、左右駆動軸１２，１３の軸心方向とは直交していると共に、入力軸１１の出力側は、左駆動軸１２に対して近接配置されている。

左右駆動軸１２，１３は、後述するディファレンシャルギヤ装置１７の外殻をなすディファレンシャルケース１７１内において、ディファレンシャルケース１７１に対して相対回転可能となるように支持されている。ディファレンシャルケース１７１から左右側方に向かって突出した左右駆動軸１２，１３の軸端部には、図示しないドライブシャフトを介して車輪が連なるようになっている。

ファイナルギヤ装置１４は、オフセット０のベベルギヤが用いられており、入力軸１１の回転方向を左右駆動軸１２，１３の回転方向に変換する入出力ギヤとして、入力軸１１に一体的に設けられたベベルピニオンギヤ１４１と、このベベルピニオンギヤ１４１に噛み合うようにディファレンシャルケース１７１の半径方向に配設されたベベルリングギヤ１４２（最終減速歯車装置の出力ギヤのこと）とを備えている。このベベルリングギヤ１４２の背面部１４２ａには、ベアリングハウジング１５を共締め固定する固定用ボルト２２が螺合するネジ孔１４２ｂが形成されている。また、ベベルリングギヤ１４２の内周面には、詳しくは後述するが、軸受部材１８に設けられた凸部としてのフランジ部１８１ａに対して軸方向から接合する係合突起部１４２ｃが設けられている。

ベアリングハウジング１５は、ベベルリングギヤ１４２の背面部１４２ａに連なるようにディファレンシャルケース１７１の半径方向に延びた背板部１５ａと、背板部１５ａの基端部が連なると共にラジアル軸受１８のアウタレース１８１の外周面に接合するようにディファレンシャルケース１７１の軸方向に沿って延びたのち、ディファレンシャルケース１７１の半径方向に延びるように屈曲形成された本体部１５ｂと、本体部１５ｂから遊星歯車装置１６のサンギヤ１６１の内周面にディファレンシャルケース１７１に接合することなく連なるように、ディファレンシャルケース１７１の軸方向に沿って張り出された張出部１５ｃと、を備えている。背板部１５ａには、固定用ボルト２２を挿通するための等配孔１５ａ１が複数形成されている（但し、図１中にあっては１つのみ図示）。
これにより、ベアリングハウジング１５を遊星歯車装置１６の一部とみなすことができる。

遊星歯車装置１６は、図１，２に示されるように、シングルピニオン式遊星歯車装置が用いられており、ベベルリングギヤ１４２にベアリングハウジング１５を介して一体的に連なると共にディファレンシャルケース１７１の半径方向に配設されたサンギヤ１６１と、トランスミッションケース１９に固定されたインターナルギヤ１６２と、サンギヤ１６１及びインターナルギヤ１６２に噛み合うピニオンギヤ１６３と、ピニオンギヤ１６３を回転可能に支持すると共にディファレンシャルケース１７１の外周面にスプライン嵌合したプラネタリキャリア１６４とを備えている。

すなわち、この遊星歯車装置１６にあっては、ベベルリングギヤ１４２に連なったサンギヤ１６１が入力、インターナルギヤ１６２が固定、ディファレンシャルケース１７１に連なったプラネタリキャリア１６４が出力に割り当てられている。そして、この遊星歯車装置１６は、サンギヤ１６１から入力された回転数を、サンギヤ１６１の歯数ａとインターナルギヤ１６２の歯数ｃとによって設定される減速比（ａ＋ｃ）／ａにより減速してディファレンシャルケース１７１に伝達する。
なお、遊星歯車装置１６は、シングルピニオン式遊星歯車装置に限定されるものではなく、ダブルピニオン式遊星歯車装置を用いてもよい。

ディファレンシャル装置１７は、プラネタリキャリア１６４が一体的に連なると共にトランスミッションケース１９に単列アンギュラ玉軸受２３，２４を介して回転可能に支持された中空のディファレンシャルケース１７１と、ディファレンシャルケース１７１内において横向のストレートピン１７２により抜け止め固定された縦置きのピニオンシャフト１７３と、ピニオンシャフト１７３の軸両端部において回転可能に支持された差動小歯車としての一対のディファレンシャルベベルピニオン１７４，１７４と、これらディファレンシャルベベルピニオン１７４，１７４に噛み合うと共に左右の駆動軸１２，１３に連なった差動大歯車としての左右一対のディファレンシャルベベルギヤ１７５，１７５とを備えている。そして、このディファレンシャル装置１７は、プラネタリキャリア１６４に連なったディファレンシャルケース１７１を介して入力された駆動力を左右駆動軸１２，１３に均等に配分しながら、車両旋回時には左右駆動軸１２，１３を異なる回転数で回転させるようになっている。

ラジアル軸受１８は、ディファレンシャルケース１７１の半径方向に配置されているものであって、ベベルリングギヤ１４２及び遊星歯車装置１６（遊星歯車装置１６をサンギヤ１６１と言い換えてもよい。また、上述したように遊星歯車装置１６にはベアリングハウジング１５も含まれる）からのラジアル荷重及びアキシアル荷重に対する負荷能力があり、かつベベルリングギヤ１４２の内周面に接合するようにベベルリングギヤ１４２の内周面に向かって延設された凸部としてのフランジ部１８１ａがアウタレース１８１の半径方向に一体的に設けられたラジアル軸受としてのアンギュラ玉軸受（単列、組合せ、複列）が用いられている。
なお、図中にあっては複列アンギュラ玉軸受が図示されているが、これに限定されるものではなく、単列アンギュラ玉軸受を２個組み合わせた組合せアンギュラ玉軸受を用いてもよいし、また、ラジアル荷重及びスラスト荷重に対する負荷能力があるその他のラジアル軸受を用いてもよい。

ラジアル軸受（以下、アンギュラ玉軸受という）１８のフランジ部１８１ａは、側面視が環状となるようにアウタレース１８１の外周を一周するように設けられているものであって、そのフランジ部１８１ａの先端部は、ベベルリングギヤ１４２の内周面に接合するようになっている。また、このフランジ部１８１ａの左側端面には、ベベルリングギヤ１４２の内周面に設けられた係合突起部１４２ｃが接合し、また、このフランジ部１８１ａの右側端面には、ベアリングハウジング１５の本体部１５ｂが接合するようになっている。

また、アンギュラ玉軸受１８のアウタレース１８１の左側端面とディファレンシャルケース１７１とは接合しないようになっていると共に、アウタレースの右側端面とベアリングハウジング１５とも接合しないようになっている。
一方、アンギュラ玉軸受１８のインナレース１８２の左側端面には、ディファレンシャルケース１７１が接合し、また、右側端面には、ディファレンシャルケース１７１の外周面に嵌合したスナップリング２５が接合するようになっている。

そして、ベベルリングギヤ１４２の係合突起部１４２ｃとベアリングハウジング１５の本体部１５ｂとによって、アンギュラ玉軸受１８のアウタレース１８１に設けられたフランジ部１８１ａを左右側（ディファレンシャルケース１７１の軸方向）から挟み込んだ状態で、等配孔１５ａ１を挿通し、ネジ孔１４２ｂに螺合する固定用ボルト２２によってベベルリングギヤ１４２とベアリングハウジング１５とが締結固定されている。これにより、アンギュラ玉軸受１８を用いる場合において、ディファレンシャルケース１７に干渉することがないように、ディファレンシャルケース１７１の最大拡径部よりも大きい内径を有するベベルリングギヤ１４２であっても、アンギュラ玉軸受１８を確実に保持することができるようになる。

以上述べたように本発明の最終減速装置１０によれば、ベベルリングギヤ１４２及び遊星歯車装置１６（ベアリングハウジング１５）からのラジアル荷重は、アウタレース１８１の外周面からアンギュラ玉軸受１８に入力される。また、ベベルリングギヤ１４２からのアキシアル荷重は、フランジ部１８１ａからアンギュラ玉軸受１８に入力される。一方、ベアリングハウジング１５（サンギヤ１６１）からのアキシアル荷重も、フランジ部１８１ａからアンギュラ玉軸受１８に入力される。

すなわち、１つのアンギュラ玉軸受１８によってベベルリングギヤ１４２と遊星歯車装置１６（ベアリングハウジング１５）とを支持することができるようになるので、従来では必要とされていた２つのスラストベアリングとブッシュとを削減することができるようになる。その結果、ファイナルギヤ装置１４及び遊星歯車装置１６の支持構造を簡素化することができるようになる。したがって、ファイナルギヤ装置１４と遊星歯車装置１６との組付け精度が向上し、ファイナルギヤ装置１４や遊星歯車装置１６の軸ぶれやギヤ音の発生を防止することができるようになる。また、製造コストを低減することができると共に、ディファレンシャルケース１７１の軸方向に対する遊星歯車装置１６の組立寸法を短縮化することができるようになる。

なお、上述した構成にあっては、アンギュラ玉軸受１８のアウタレース１８１に設けられた凸部としてのフランジ部１８１ａは、アウタレース１８１に一体形成するようにしたが、図３に示されるように、アウタレース１８１とは別形成するようにしてもよい。図３は、本最終減速装置の他の実施形態を示した断面図である。

すなわち、図３に示されるように、凸部を、アンギュラ玉軸受１８のアウタレース１８１の外周面に嵌合され、かつベアリングハウジング１５の本体１５ｂが軸方向から接合するスナップリング１８３と、そのスナップリング１８３及びベアリングハウジング１５の本体部１５ｂと係合突起部１４２ｃとの対向面間に配設されるワッシャ１８４と、によって形成するようにしてもよい。これにより、ベベルリングギヤ１４２及びベアリングハウジング１５からのラジアル荷重は、アウタレース１８１の外周面からアンギュラ玉軸受１８に入力される。また、ベベルリングギヤ１４２からのアキシアル荷重は、ワッシャ１８４からスナップリング１８３を経てアンギュラ玉軸受１８に入力される。一方、ベアリングハウジング１５（サンギヤ１６１）からのアキシアル荷重は、スナップリング１８３からアンギュラ玉軸受１８に入力される。

このように、１つのアンギュラ玉軸受１８によってベベルリングギヤ１４２と遊星歯車装置１６（ベアリングハウジング１５）とを支持することができるようになるので、上述した構成とほぼ同様の作用効果を得ることができると共に、凸部を一体形成しない分、製造コストを低く抑えることができる。

なお、本実施形態にあっては、ファイナルギヤ装置１４にオフセット０のベベルギヤを用いたが、これに限定されるものではなく、オフセットが０に近いハイポイドギヤを用いてもよい。
また、本実施形態は、直交軸ギヤを用いた最終減速装置に適用されるのみならず、平行軸ギヤを用いた最終減速装置にも適用することができる。また、リヤディファレンシャル装置にも適用することができる。

本最終減速装置の一実施形態を示した断面図である。 図１中のＡ−Ａ矢視断面図である。 本最終減速装置の他の実施形態を示した断面図である。 従来の最終減速装置の閉断面図である。

符号の説明

１０…最終減速装置
１１…入力軸
１２…左駆動軸
１３…右駆動軸
１４…ファイナルギヤ装置（最終減速歯車装置）
１４１…ベベルピニオンギヤ（入力ギヤ）
１４２…ベベルリングギヤ（出力ギヤ）
１４２ｃ…係合突起部
１５…ベアリングハウジング（連結部材）
１５ｂ…本体部
１６…遊星歯車装置
１６１…サンギヤ
１６２…インターナルギヤ
１６３…ピニオンギヤ
１６４…プラネタリキャリア
１７…ディファレンシャル装置（差動歯車装置）
１７１…ディファレンシャルケース
１８…アンギュラ玉軸受（軸受部材）
１８１…アウタレース
１８１ａ…フランジ部（凸部）
１８３…スナップリング（凸部）
１８４…ワッシャ（凸部）
２２…固定用ボルト

Claims (3)

1. エンジンからの駆動力を左右駆動輪に伝達する入力軸の回転方向を、前記入力軸と直交する左右駆動軸の回転方向に変換する入出力ギヤを備えた最終減速歯車装置と、
   前記最終減速歯車装置の出力ギヤの内周面に接合する連結部材を介して前記出力ギヤと連なったサンギヤが入力、かつインターナルギヤが固定、かつ前記サンギヤ及び前記インターナルギヤに噛み合うピニオンギヤを支持するプラネタリキャリアが出力とされ、前記サンギヤから入力された前記出力ギヤの回転数を減速する遊星歯車装置と、
   前記プラネタリキャリアに連なったディファレンシャルケースを介して駆動力が入力されると共に、入力された駆動力を前記左右駆動軸に均等に配分しながら、車両旋回時には前記左右駆動軸を異なる回転数で回転させる差動歯車装置と、
   前記ディファレンシャルケースの半径方向に設けられ、前記出力ギヤを前記連結部材を介して回転可能に支持する軸受部材と、
   を備えた最終減速装置において、
   前記軸受部材は、ラジアル荷重及びアキシアル荷重に対する負荷能力があり、かつ前記出力ギヤの内周面に向かって延びた凸部がアウタレースに設けられたラジアル軸受であると共に、前記出力ギヤの内周面には、前記凸部の一側端面に接合する係合突起部が設けられており、前記凸部の両側端面を前記連結部材と前記係合突起部とが挟んだ状態で、前記出力ギヤと前記連結部材とが結合固定していることを特徴とする最終減速装置。
2. 前記凸部は、前記アウタレースに一体形成されたフランジ部、または、前記アウタレースの外周面に嵌合され、かつ前記連結部材が軸方向から接合するスナップリング、及び前記スナップリングと前記係合突起部との対向面間に配設されるワッシャであることを特徴とする請求項１に記載の最終減速装置。
3. 前記ラジアル軸受は、単列、組合せ、複列のうち何れか１つのアンギュラ玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載の最終減速装置。

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