JP6001166B2 - 自動車両のための駆動されるアクスルギア - Google Patents

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる、自動車両のための動力供給されるアクスルギアに関する。本発明は、自動車両にも関する。

リアアクスルギアは、ピニオン及びクラウンホイールによって駆動トルクを車両の駆動輪の各々へ分配することを意図したものである。ピニオンの直径はリアアクスルギアの幅を概ね決定する。低燃費で経済的なエンジン作動速度を達成するためにリアアクスルギアで低ギア比が用いられる場合、又は、ハブリダクションを備えるより大きなリアアクスルギアが用いられる場合、要求されるピニオンの直径は、例えばブレーキ装置と共に、車両の駆動輪間及び／又は車両のシャシフレーム側面部材間のリアアクスルビームにリアアクスルを収容することを困難にする。

本発明の目的は、大きな駆動トルクに対応すると同時に、車両の駆動輪間のリアアクスルビーム内に収容されるように設計され得る、自動車両のためのリアアクスルギアを提示することである。

本開示に記載され後述されるこの目的又は他の目的は、リアアクスルギア及び導入部で記載した種の自動車両によって達成され、これらは添付の独立請求項の特徴部分に記載される特徴をさらに提供する。リアアクスルギアの好ましい実施形態は、添付の従属請求項で規定される。

本発明は、自動車両のための動力供給されるアクスルギアに関する目的を達成し、ここで、クラウンホイールとピニオンの中心線との両方を越えて位置するベアリングは、その周囲で伸びる分離されないベアリングシートを有し、ベアリングシートは、ピニオン上でピニオンの中心線に向かって少なくとも部分的にピニオンと重なる構成で突出する、周方向に伸びる部分を備える。したがってアクスルギアの幅が低減され、より大きい直径を有するピニオンを、車両の駆動輪間及び／又は車両のシャシフレームサイドメンバー間の、アクスルビーム内に収容することができる。これにより、より大きい直径のピニオンが要求され、例えばブレーキ装置と共にハブリダクションも駆動輪間に収容される必要があるような、より強力なアクスルギアを用いることが可能となる。

アクスルギアの一実施形態で、前記ベアリングシートは、前記ギアハウジングに力とモーメントとの両方を伝達するために、前記ギアハウジングにおいて締結されるように配置される。したがって、ディファレンシャルシャフトの傾斜及びこれによるベアリングシートとギアハウジングとの間のねじ接続部の滑りを回避することができ得る結果として、アクスルギアの耐用年数が延長される。

アクスルギアの一実施形態で、前記ベアリングシート及び前記ギアハウジングは、ベアリングシートの中心線の対向する側の対向する支持面を介して、力を吸収して協働するように配置される。これによりベアリングシートからギアハウジングへと効率的に力を伝達することとなり、そうでない場合はアクスルギアの機能を危険にさらすような、高トルク負荷でのピニオンとクラウンホイールとの間の接続部における滑り、及び、ベアリングとギアホイールの組とに対するベアリングシートの傾斜を回避することを可能にする。結果としてこれは有利なマークパターンとなり、ギアホイールの不具合及びベアリングの傾斜又はベアリング予圧の損失の、リスク低減につながる。

アクスルギアの一実施形態で、ベアリングシートの前記支持面はベアリングシートのうち前記ピニオンに向けられる部分に位置し、したがってこれら支持面は、ギアハウジングにおける支持面の方を向く。結果として、ベアリングシートからギアハウジングへと力がより効率的に伝達される。

アクスルギアの一実施形態で、前記支持面は、ピニオンの外周と同方向の湾曲を有する円弧形状を有する。結果として、ベアリングシートからギアハウジングへの力の伝達がより効率的となり、これにより、前記円弧形状は、変動しやすく且つ例えば平坦でない表面上を移動するときに影響を受けやすい、様々な負荷方向へのギアハウジングにおける力の吸収を効果的に行うことができる。したがって、ギア比から独立したアクスルギアの設計も可能となり、この設計を例えば様々なピニオン直径に使用することで、費用効率の高いアクスルギアとなる。支持面の円弧状の外形によって、結果としてアクスルギアの公差設定の敏感性が低減される。

種々の図にわたって類似のアイテムに対しては同じ参照符号が使用される添付図面と共に、後述の詳細な説明を読むことによって、本発明はより深く理解されるであろう。

本発明の一実施形態による自動車両を概略的に示す。 本発明の一実施形態による、自動車両用のリアアクスルギアの概略斜視図である。 図２のリアアクスルギアの部分の、後方からの概略図である。 図２のリアアクスルギアのギアハウジングの概略斜視図である。 図２のリアアクスルギアのベアリングシートの概略斜視図である。 図２のリアアクスルギアのハウジング構成の概略斜視図である。 本発明の一実施形態による、図２のリアアクスルギアの部分の概略断面図であり、ギアハウジングとベアリングシートとの間の接続を示す。

図１は、本発明の一実施形態による自動車両１を概略的に示す。ここで例示される車両はトラックの形態の大型車両であるが、任意適当な車両であってよい。車両は、本発明によるリアアクスルギアＩを備える。

図２は本発明による自動車両用リアアクスルギアＩを概略的に示し、図３はリアアクスルギアＩの部分であり、図４はリアアクスルギアＩのギアハウジング１０であり、図５はリアアクスルギアＩのベアリングシート３０であり、図６はギアハウジング１０とベアリングシート３０とを含むリアアクスルギアＩのハウジング構成であり、図７はリアアクスルギアＩの部分であって、本発明の一実施形態による、ギアハウジングとベアリングシートとの間の接続を示す。

リアアクスルギアＩは、ピニオンギアホイール４２とピニオンシャフト４４とを備えるピニオン４０を含む。ピニオンはＸ軸周囲を回転するように配置される。リアアクスルギアは、前記ピニオンギアホイール４２と係合して配置されて、車両の推進シャフトからの回転運動をこの回転運動によって動力供給されるリアアクスルＹ１、Ｙ２へ伝達するための、クラウンホイール５０をさらに含む。

クラウンホイール５０は、ディファレンシャルシャフトとして働くディファレンシャルハウジング６０の周囲を伸びるように配置される。ディファレンシャルハウジングは、ディファレンシャル（図示せず）を収容するように配置され、車両は、Ｙ軸周囲を回転するように配置される動力供給されるリアアクスルＹ１、Ｙ２を介した駆動輪間の速度を、このディファレンシャルによって調整するように提供される。

ピニオンギアホイール４２及びクラウンホイール５０は、互いに対して９０度の角度で回転するように配置される。

ピニオンシャフト４４は、車両の長手方向に伸びるように配置される。ピニオンシャフト４４は、車両のパワートレインの推進シャフトへの接続のための推進シャフト接続部４４ａを、前方端で有する。

リアアクスルギアＩは、前記ピニオン４０とクラウンホイール５０とを収容するように配置される、前記ギアハウジング１０を含む。ギアハウジングは、ピニオンのギアホイール４２を収容するための、開口部を備える環状空間を有し、この開口部を通ってピニオンシャフト４４が推進シャフトへの接続のために伸びる。

リアアクスルギアＩは、ピニオンシャフト４４のクラウンホイール５０と同じ側に、ディファレンシャルハウジング６０周囲を伸びるクラウンホイールを越えて位置する、分離されたベアリングキャップ２０を有する。ベアリングキャップは、ディファレンシャルハウジング６０に接続されてベアリングキャップ内で伸びるように配置される第１のディファレンシャルベアリング６２を支持するように配置される。したがってベアリングキャップは、前記第１のベアリング６２周囲で伸びるように配置される。

したがってベアリングキャップ２０は、図４に示すように、ギアハウジング１０と内側で一体化され、ピニオン４０から離れる方向へＹ軸に対して略直角且つＹ軸と同心にギアハウジングから突出するように配置される、半円部分２２を含む。ギアハウジング１０と一体化される前記ベアリングキャップ部分２２は、好ましくはねじ切りされ、ほぼピニオンシャフト４４の延長方向に伸びる、上方穴２２ａ及び下方穴２４ａを有する。

ベアリングキャップ２０は別個の内側半円部分２４をさらに含み、別個の内側半円部分２４は自身を貫通する穴を介してねじ接続部２５ａ、２５ｂによって、ギアハウジングと一体化される前記部分２２に、締結されるように配置され、これにより前記ベアリングキャップ２０が前記第１のディファレンシャルベアリング６２を支持できる。ベアリングキャップは、ねじ接続部２５ａ、２５ｂ間で別個の部分２４から突出するスピゴット部分２６を、Ｙ軸に対して直角に有する。

リアアクスルギアＩは、クラウンホイール５０とピニオンシャフト４４との両方を越えて、ピニオンシャフト４４の、ディファレンシャルハウジング６０の周囲を伸びるベアリングキャップ２０とは反対側に位置する、分離されないベアリングシートを含む。ベアリングシートは、ディファレンシャルハウジング６０に接続されてベアリングシート内で伸びるように配置される、第２のディファレンシャルベアリング６４を、支持するように提供される。

図５に示されるように、ベアリングシート３０は円環形状を有し、内側は円形である。ベアリングシート３０は外側に、上方突出部分３２において貫通する穴３２ａを有し、下方突出部分３４において貫通する下方穴３４ａを有する。前記穴３２ａ、３４ａは、ピニオンシャフト４４の延長方向とほぼ同じ方向に伸びるように配置される。穴３２ａ、３４ａを備える前記突出部分はベアリングシート３０の、ピニオンギアホイール４２の方向に向けられる領域に位置する。前記突出部分は、前記穴の周囲に位置する接触面３２ｂ、３４ｂを有する。前記穴は、前記接触面の近傍に、ブッシングを収容するためのより幅広な部分を有する。

ベアリングシート３０は、ギアハウジング１０におけるねじ切りされた穴１２ａ、１４ａを介して、ねじ接続部３５ａ、３５ｂによってギアハウジング１０に締結されるように配置される。ギアハウジングにおける前記ねじ切りされた穴は、ギアハウジングの、ピニオンギアホイールから離れる方向に突出する部分１２，１４内に位置する。前記突出部分は、前記穴の周囲に接触面１２ｂ、１４ｂを有する。前記穴は、前記接触面の近傍に、ブッシングを収容するためのより幅広な部分を有する。

ベアリングシート３０は、ギアハウジング１０から、ピニオン４０から離れる方向に、Ｙ軸に対して直角に且つＹ軸に同心に突出するように配置される。べアリングシートは、ピニオンギアホイール４２から離れる方向に向けられる終端部分で、Ｙ軸に対して直角に突出するスピゴット部分３６を有する。

ベアリングシート３０は、ピニオンギアホイール４２の上をピニオンギアホイールの中心線Ｘ方向へ突出する、少なくとも部分的にピニオンと重なる構成で周方向に伸びる部分を備える。

ギアハウジング１０の前記ねじ切りされた穴１２ａ、１４ａは、上方穴１２ａがピニオンギアホイール外縁の外側にＹ軸の上にあるように、及び、下方穴１４ａがピニオンギアホイール外縁の外側に上方穴１２ａからある間隔をおいてＹ軸の下にあるように、ピニオンギアホイール４２に対して位置し、ほぼＹ軸に対して直角である前記穴１２ａ、１４ａ間の間隔は、少なくとも部分的に、前記Ｙ軸の高さにおけるピニオンギアホイールの外縁以内である。したがって前記第２のディファレンシャルべアリング６４は、ピニオンギアホイール４２に少なくとも部分的に重なるように配置される。

ベアリングシート３０の円環形状と、結果としてベアリングシート３０によって支持される第２のディファレンシャルベアリング６４とが、少なくとも部分的にピニオンギアホイールに重なるように、ピニオンギアホイール４２に対して直角であるベアリングシート３０を使用することによって、ベアリングキャップをもクラウンホイール５０の反対側に有することと比較して、リアアクスルギアＩの幅を低減させる。したがって、より大きい直径を有するピニオンギアホイール４２を備えるピニオン４０を、車両の駆動輪間及び／又は車両のシャシフレームサイドメンバー間の、リアアクスルビーム内に収容することが可能となる。これにより、より大きい直径のピニオンが要求されて例えばブレーキ装置と共にハブリダクションも駆動輪間に収容される必要があるような、より強力なリアアクスルギアを用いることが可能である。

前記ベアリングシート３０は、力とモーメントとの両方を前記ギアハウジングへ伝達するために、前記ギアハウジング１０において締結されるように配置される。前記ギアハウジングは支持面１８ａ、１８ｂを有する。前記ベアリングシートは、ギアハウジングの支持面１８ａ、１８ｂに対向するよう意図される支持面３８ａ、３８ｂを有する。前記ベアリングシート及び前記ギアハウジングは、ベアリングシートの中心線Ｙの両側で、前記対向する支持面１８ａ、１８ｂ、３８ａ、３８ｂを介して力を吸収して協働するように配置される。前記支持面３８ａ、３８ｂは、ベアリングシートのうち前記ピニオンに向けられる部分にあり、したがってギアハウジングの支持面１８ａ、１８ｂへ向く。

ギアハウジングの前記支持面１８ａ、１８ｂは、Ｙ軸の上に位置する上方支持面１８ａとＹ軸の下に位置する下方支持面１８ｂとを含む。上方支持面１８ａは、前記上方穴１２ａの近傍且つその下に存在し、下方支持面１８ｂは、前記下方穴１３ａの近傍且つその上に、上方支持面１８ａからある間隔をおいて存在する。

ギアハウジングの前記支持面１８ａ、１８ｂは、ピニオンギアホイール４２の外周と同方向の湾曲を有する円弧形状を有する。結果として上方支持面１８ａはＹ軸に対して直角であり、Ｙ軸の上のレベルから弧状に、斜め上方に、ピニオンギアホイールの外周と同じ湾曲で伸びる。結果として下方支持面１８ｂはＹ軸に対して直角であり、Ｙ軸の下のレベルから弧状に、斜め下方に、ピニオンギアホイールの外周と同じ湾曲で伸びる。ギアハウジングの前記支持面１８ａ、１８ｂは、ベアリングシートとの接続のための穴１２ａ、１４ａよりもピニオンギアホイールの近くに位置する。

ベアリングシート３０の前記支持面３８ａ、３８ｂは、Ｙ軸の上に位置する上方支持面３８ａとＹ軸の下に位置する下方支持面３８ｂとを含む。ベアリングシートの前記支持面は、ピニオンギアホイール４２の方向を向く部分３７ａ、３７ｂの終端領域に位置し、穴３２ａ、３４ａを備える前記部分３２，３４よりもピニオンギアホイールに近い。

ベアリングシート３０の前記支持面３８ａ、３８ｂは、ピニオンギアホイール４２の外周と同方向の湾曲を有する円弧形状を有する。結果として上方支持面３８ａはＹ軸に対して直角であり、Ｙ軸の上のレベルから弧状に、斜め上方に、ピニオンギアホイールの外周と同じ湾曲で伸びる。結果として下方支持面３８ｂはＹ軸に対して直角であり、Ｙ軸の下のレベルから弧状に、斜め下方に、ピニオンギアホイールの外周と同じ湾曲で伸びる。

ベアリングシート３０の上方支持面３８ａは、ギアハウジング１０の上方支持面１８ａの近傍に位置し、ギアハウジング１０の上方支持面１８ａに沿って伸びるように配置される。ベアリングシート３０の下方支持面３８ｂは、ギアハウジングの上方支持面１８ｂの近傍に位置し、ギアハウジングの上方支持面１８ｂに沿って伸びるように配置される。

支持面１８ａ、１８ｂ、３８ａ、３８ｂの外形は、負荷吸収のためベアリングシート３０からギアハウジング１０へ力を伝達するのに任意適切なものであり得る。ギアハウジングの支持面の外形は、好ましくは、ベアリングシートが、Ｙ軸方向に、及び、Ｙ軸とＸ軸とに対して直角のＺ方向に、すなわち上向き及び下向きの各方向に、各支持面を介して支持されるようにする。

代替的な変形例では、ギアハウジングの支持面の外形は、ボートの船殻の外形にほぼ似るようにされる。図４に点線の形態で示すギアハウジングの各支持面１１８ａは、Ｙ軸の上のレベルから斜め上向きに伸びるように配置される角度付けされた平面の外形の一例であり、他の支持面（図示せず）は、これに対応して、Ｙ軸の下のレベルから斜め下向きに円弧状に伸びる。この変形例で、ベアリングシートの支持面１３８ａは、図５に点線の形態で示す、対応する角度付けされた平面の外形を有し、ギアハウジングの各支持面に当接するように配置される。

ベアリングシート３０は、ベアリングシートの前記突出部分３２，３４の前記接触面３２ｂ、３４ｂがギアハウジングの前記突出部分１２，１４の前記接触面１２ｂ、１４ｂに当接するように、前記穴３２ａ、３４ｂにおいて前記ねじ接続部３５ａ、３５ｂによってギアハウジング１０に締結されるように配置される。したがって図７に示すように、インターフェースＧが前記接触面１２ｂ、３２ｂ間に形成される。

リアアクスルギアＩは、ベアリングシート３０とギアハウジング１０との間の力を吸収するための、前記インターフェースＧの近傍の、穴の前記より幅広な部分において前記ねじ接続部３５ａ周囲に配置される、図７に示すブッシング７０をさらに含む。

リアアクスルギアＩを収納するには、まず、ベアリングシート３０の支持面１８ａ， １８ｂ，とギアハウジング１０の支持面３８ａ， ３８ｂとの間のすき間嵌めを行う必要があり、次いでこのすき間は公差設定に基づいて低減され、ギアハウジングがリアアクスルビーム（図示せず）に収納されるときに、後で接触されることとなる。リアアクスルビーム（図示せず）は、ベアリングシート３０の前記スピゴット部分３６を収容するための穴と、ベアリングキャップ２０の前記スピゴット部分２６を収容するための穴とを有する。ギアハウジングがリアアクスルビーム内に収納されるとき、前記スピゴット部分３６は前記穴に挿入されるように配置され、前記穴は、スピゴットが前記穴に挿入されるときに前記ベアリングシート３０のとベアリングキャップ２０とが共に押圧されて、各ベアリングの正しい予圧が達成されるようにも構成される。同時に、支持面間の接触が達成されるように、ベアリングシートの支持面３８ａ、３８ｂも、ギアハウジングの支持面１８ａ、１８ｂに対して押圧される。

動作中、ピニオン４０からクラウンホイール５０へ伝達される負荷時の力は、ベアリングシート３０のベアリング６４によって吸収されてベアリングシートからギアハウジング１０へ伝達され、この負荷分散は、ねじ接続部及びブッシング７０が初期の第１負荷を吸収し、より高い負荷がベアリングシート３０とギアハウジング１０の間の前記支持面１８ａ， １８ｂ， ３８ａ， ３８ｂを接触させて、負荷をギアハウジングへ分散するように行われる。

ベアリングシート３０とギアハウジング１０とによる前記支持は、動作中に重負荷が発生する場合でもベアリングシートの滑りと傾斜とを最小限に抑える。前記支持面１８ａ， １８ｂ， ３８ａ， ３８ｂの上述の円弧状の外形は、結果として、パワートレイン負荷及びアクスル負荷と共に変化し得る様々な方向に作用する負荷を、支持面を介して効率的に伝達できるリアアクスルギアをもたらす。支持面は、ベアリングシートのベアリング６４からギアハウジング１０への反力を分散し、ディファレンシャルシャフト６０の傾斜を最小限に抑える。

本発明による分離されないベアリングシートを使用することで、空間的により効率的なリアアクスルギアの設計が可能になる。

上記で、自動車両のためのリアアクスルギアＩが説明される。本発明は、任意適当な、動力供給されるアクスルギアに用いられ得る。

本発明の好ましい実施形態についての上述の記載は、例示及び説明のために提供されている。完全な説明であること、又は記載された変形例に本発明を限定することを意図していない。当業者には、多くの修正及び変形が自明であることは明らかである。実施形態は、本発明の原理とそれらの実際上の応用を最もよく説明するために選択され記載されており、したがって当業者は、意図される用途に適した様々な実施形態において及び種々の修正と共に、本発明を理解できるであろう。

Claims (4)

1. 自動車両（１）のための動力供給されるアクスルギア（Ｉ）であって、
   ピニオン（４０）と前記車両の推進シャフトからの回転運動によって動力供給されるアクスル（Ｙ１，Ｙ２）へ前記回転運動を伝達するためのクラウンホイール（５０）とを、前記クラウンホイール（５０）の一方の側の１つのベアリング（６２）と前記クラウンホイール（５０）の側から見て前記ピニオンの中心線（Ｘ）を越えた前記クラウンホイール（５０）の他方の側の第２のベアリングとが存在するように、前記ベアリング（６２、６４）間に位置するディファレンシャルを伴って、収容するように配置される、ギアハウジング（１０）を含み、
   前記第２のベアリング（６４）は、その周囲に伸びる分離されないベアリングシート（３０）を有し、前記ベアリングシート（３０）が少なくとも部分的に前記ピニオン（４０）と重なるように、前記ベアリングシート（３０）は、前記ピニオン（４０）の中心線に向かって前記ピニオン（４０）の外周を超えて突出する部分を備え、力とモーメントとの両方を前記ギアハウジング（１０）へ伝達するために、前記ベアリングシートは、前記ギアハウジング（１０）において締結されるように配置され、
   前記ベアリングシート（３０）と前記ギアハウジング（１０）とは、前記ピニオンの中心線（Ｘ）に対して直角の方向（Ｙ、Ｚ）に、前記ベアリングシートの中心線（Ｙ）の対向する側の対向する支持面（１８ａ、１８ｂ、３８ａ、３８ｂ）を介して、力を吸収して協働するように配置され、
   前記ベアリングシート（３０）の前記支持面（３８ａ、３８ｂ）は、前記ベアリングシート（３０）のうち前記ピニオン（４０）に向けられる部分に位置し、これにより前記ギアハウジング（１０）における前記支持面（１８ａ、１８ｂ）の方を向くことを特徴とする、アクスルギア（Ｉ）。
2. 前記支持面（１８ａ、１８ｂ、３８ａ、３８ｂ）は、前記ピニオン（４０）の外周と同方向の湾曲を有する円弧形状を有する、請求項１に記載のアクスルギア。
3. 前記アクスルギアは、リアアクスルギア（Ｉ）の形態をとる、請求項１または２に記載のアクスルギア。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のアクスルギア（Ｉ）を備える、自動車両（１）。

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