(57)【要約】【課題】駆動軸の支持構造において、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成すること。【解決手段】原動機の駆動力によって回転するピニオンシャフト３、ピニオンシャフト３と直角に配置され、後輪車軸４，５を介して駆動力を後輪に伝達するデファレンシャルケース６、ピニオンシャフト３とデファレンシャルケース６とを連結して駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組７、デファレンシャルケース６を収容するデファレンシャルキャリヤ８、デファレンシャルケース６をデファレンシャルキャリヤ８に支えるテーパ軸受９，１０、およびピニオンシャフト３をデファレンシャルキャリヤ８に支える玉軸受１１，１２を備え、ピニオンシャフト２に駆動力が伝えられた場合において、直交ギア組７に互いに押し付け合う力が発生するように、テーパ軸受９，１０のテーパ角を与える。【選択図】図１
2010065811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源の駆動力によって回転する駆動力伝達軸と、
前記駆動力伝達軸と直角に配置され、車軸を介して駆動力を車輪に伝達する回転体と、
前記駆動力伝達軸と前記回転体とを連結し、駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組と、
前記回転体を収容する収容部材と、
前記回転体を前記収容部材に支えるテーパ軸受である回転体支持軸受と、
前記駆動力伝達軸を前記収容部材に支える玉軸受である駆動力伝達軸支持軸受とを備え、
前記駆動力伝達軸に駆動力が伝えられた場合において、前記直交ギア組に互いに押し付け合う力が発生するように、前記回転体支持軸受のテーパ角が与えられていることを特徴とする駆動軸の支持構造。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動軸の支持構造において、
前記回転体支持軸受のテーパ角は、軸受ラジアル荷重とスラスト係数との積で決まる軸受の誘起スラスト荷重がギア噛み合いのスラスト荷重より大きくなる角度に設定されていることを特徴とする駆動軸の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、車両の駆動系に用いられる駆動軸の支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、（１）原動機の駆動力によって回転するドライブピニオンシャフトと、（２）ドライブピニオンシャフトと直角に配置され、車軸を介して駆動力を車輪に伝達するデファレンシャルケースと、（３）ドライブピニオンシャフトとデファレンシャルケースとを連結して駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組と、（４）デファレンシャルケースを収容するデファレンシャルキャリヤと、（５）デファレンシャルケースをデファレンシャルキャリヤに支える軸受と、（６）デファレンシャルキャリヤに固定され、車軸を収容するバンジョーチューブと、（７）バンジョーチューブを介して、デフキャリヤと軸受との間の軸方向位置を調整し、軸受の予圧調整および直交ギア組のバックラッシュ調整を行なうシムとを備えた、駆動軸の支持構造が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２２５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の駆動軸の支持構造は、デファレンシャル周辺の構成において、ピニオンシャフトおよびデファレンシャルサイドをテーパ軸受で支持しているため、引き摺りが大きく、駆動系の伝達効率を下げてしまう。
【０００４】
これに関して、引き摺りの小さい玉軸受を採用した場合、ピニオンシャフトの支持剛性が低いため、直交ギア組の歯当たり、すなわちハイポイドギア間の歯当たりが悪化し、ギアノイズの悪化やギアの耐久性が低下するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたもので、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成し得る駆動軸の支持構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明にかかる駆動軸の支持構造は、動力源の駆動力によって回転する駆動力伝達軸と、前記駆動力伝達軸と直角に配置され、車軸を介して駆動力を車輪に伝達する回転体と、前記駆動力伝達軸と前記回転体とを連結し、駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組と、前記回転体を収容する収容部材と、前記回転体を前記収容部材に支えるテーパ軸受である回転体支持軸受と、前記駆動力伝達軸を前記収容部材に支える玉軸受である駆動力伝達軸支持軸受とを備え、前記駆動力伝達軸に駆動力が伝えられた場合において、前記直交ギア組に互いに押し付け合う力が発生するように、前記回転体支持軸受のテーパ角が与えられている。
【０００７】
具体的には、上記駆動軸の支持構造において、前記回転体支持軸受のテーパ角は、軸受ラジアル荷重とスラスト係数との積で決まる軸受の誘起スラスト荷重がギア噛み合いのスラスト荷重より大きくなる角度に設定されている。
【０００８】
上記構成によれば、直交ギア組に押し付け力が発生するよう、回転体支持軸受のテーパ角が与えられているため、駆動伝達軸の支持に支持剛性の低い玉軸受を用いても直交ギア組の歯当たりが悪化しない。これにより、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成することができる。
【０００９】
なお、「テーパ軸受」とは、通称であり、ＪＩＳ規格では「円錐ころ軸受」と称されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成できる駆動軸の支持構造の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる駆動軸の支持構造の構成を示す断面図である。
【００１３】
図１を参照して、本実施の形態にかかる駆動軸の支持構造１は、フロントエンジン・リヤドライブ車（ＦＲ車）のリヤデファレンシャル２に用いられている。
【００１４】
上記駆動軸の支持構造１は、（１）エンジンなどの原動機の駆動力によって回転するドライブピニオンシャフト３と、（２）ドライブピニオンシャフト３と直角に配置され、後輪車軸４，５を介して駆動力を後輪に伝達するデファレンシャルケース６と、（３）ドライブピニオンシャフト３とデファレンシャルケース６とを連結して駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組７と、（４）デファレンシャルケース６を収容するデファレンシャルキャリヤ８と、（５）デファレンシャルケース６をデファレンシャルキャリヤ８に支えるテーパ軸受９，１０と、（６）ドライブピニオンシャフト３をデファレンシャルキャリヤ８に支える玉軸受１１，１２とを備えている。
【００１５】
上記リヤデファレンシャル２は、上記の駆動軸の支持構造１を構成する、ドライブピニオンシャフト３、デファレンシャルケース６、直交ギア組７、デファレンシャルキャリヤ８、テーパ軸受９，１０およびテーパ軸受１１，１２に加えて、フランジ１３および差動機構１４を含み、原動機の駆動力を左右の後輪に配分するように構成されている。
【００１６】
ドライブピニオンシャフト３は、車両の前後方向に沿って配置されている。このドライビングシャフト１１は、その軸方向に離れた２箇所がそれぞれ上記の玉軸受１１，１２を介してデファレンシャルキャリヤ８の所要位置に回転自在に支持されている。
【００１７】
直交ギア組７は、ドライブピニオンシャフト３の回転を直角に変換してデファレンシャルケース６に伝達するためのものであって、互いに噛み合った一対のハイポイドギア１５，１６によって構成されている。第１のピニオンギアである一方のハイポイドギア１５は、ドライブピニオンシャフト３の後端に一体形成され、リングギアである他方のハイポイドギア１６は、ボルト１７によってデファレンシャルケース６に固定されている。
【００１８】
デファレンシャルケース６は、左端を上記のテーパ軸受９によってデファレンシャルキャリヤ８に回転自在に支持され、右端を上記のテーパ軸受１０によってデファレンシャルキャリヤ８に回転自在に支持されている。
【００１９】
フランジ１３は、継手を介してプロペラシャフトに連結され、ナット１８によりドライブピニオンシャフト３の前端に固定されている。
【００２０】
差動機構１４は、ベベルギア式のものであって、ピニオンシャフト１９と、ピニオンシャフト１９上に支えられた第２のピニオンギア２０と、第２のピニオンギア２０と噛み合った左右の出力側サイドギア２１，２２とから構成されている。
【００２１】
ピニオンシャフト１９は、デファレンシャルケース６に連結されている。
【００２２】
サイドギア２１，２２は、左右の後輪車軸４，５にそれぞれスプライン嵌合により連結されており、後輪車軸４，５は、それぞれのフランジ部から継手を介して左右の後輪側に連結されている。
【００２３】
ところで、上記のテーパ軸受９，１０は、ドライビングピニオンシャフト３に駆動力が伝えられた場合において、上記の直交ギア組７に互いに押し付け合う力が発生するように、そのテーパ角α（図２参照）が与えられている。
【００２４】
具体的には、これらテーパ軸受９，１０のテーパ角αは、軸受ラジアル荷重Ｆｒとスラスト係数（テーパ角の関数）との積で決まるデファレンシャルサイド軸受の誘起スラスト荷重Ｆａがギア噛み合いのスラスト荷重Ｆｇｅａｒより大きくなる角度に設定されている。
【００２５】
たとえば、前後に配置された玉軸受１１，１２間の距離Ｍ１を７４．５ｍｍ、後側の玉軸受１２から直交ギア組７の歯当たりの中央までの距離Ｌ１を２９．０ｍｍ、左側のテーパ軸受９から直交ギア組７の歯当たりの中央までの距離Ｐ１を５３．６ｍｍ、右側のテーパ軸受１０から直交ギア組７の歯当たり中央までの距離Ｑ１を９９．３ｍｍに設定した場合、上記テーパ角αは約２０度とされる。このときのハイポイドギア側のピニオンギア１５の諸元は、ねじれ角が４４．３度、前進時圧力角が１８．３度、後進時圧力角が２４．２度である。
【００２６】
ちなみに、上記デファレンシャルサイド軸受の誘起スラスト荷重Ｆａは、下記の式によって求められる。
【００２７】
Ｆａ＝０．５×Ｆｒ／Ｙ（ただし、Ｙ＝０．４／ｔａｎα（テーパ角））
上記構成において、原動機の駆動力は、トランスミッションからプロペラシャフト、ドライブピニオンシャフト３および直交ギア組７などを介して差動機構１４に伝達され、後輪車軸４，５を介して左右の後輪に配分される。
【００２８】
このようにしてドライビングピニオンシャフト３に駆動力が伝えられた場合において、直交ギア組７に互いに押し付け合う力が発生するように、テーパ軸受９，１０のテーパ角αが与えられているので、ドライビングピニオンシャフト３の支持に支持剛性の低い玉軸受１１，１２を用いても直交ギア組７（ハイポイドギア１５，１６間）の歯当たりが悪化しない。これにより、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成することができる。
【００２９】
＜第２の実施の形態＞
図３は本発明の第２の実施の形態にかかる駆動軸の支持構造の構成を示す断面図である。
【００３０】
図３を参照して、本実施の形態にかかる駆動軸の支持構造１は、四輪駆動車（４ＷＤ車）のトランスファ１００に用いられている。なお、図３においては、右前輪の車軸用のトランスファが示されている。
【００３１】
上記トランスファ１００は、トランスアクスルＴのトランスアクスルケースＴＣの組合せ面１０１に密着される組合せ面１０２が形成されたトランスファケース１０５を備えている。
【００３２】
トランスファケース１０５は、トランスアクスルＴの車両の右側に接続されるとともに、車両の後側に車両の前後方向に延びる貫通孔を有する長手のエクステンションハウジング１０３が取り付けられている。このトランスファケース１０５には、車両の前側へ開く開口部１０４が形成されている。
【００３３】
トランスファケース１０５の開口部１０４の周囲に形成された組合せ面には、トランスファーカバー１０６が密着されており、それによって上記開口部１０４が塞がれている。
【００３４】
さらに、上記トランスファケース１０５には、第１のギア部材１１１および第２のギア部材１１６が備えられている。
【００３５】
第１のギア部材１１１は、リングギアマウントケース１０９と、このリングギアマウントケース１０９の軸方向の中間部外周にボルトにより固定された一方のハイポイドギアであるリングギア１１０とを含む。
【００３６】
リングギアマウントケース１０９は、円筒状の部材であって、その両端部において左右に間隔を隔てたテーパ軸受１０７，１０８を介してトランスファケース１０５に回転可能に支持されている。
【００３７】
第２のギア部材１１６は、車両の前側の一方の端部にリングギア１１０と噛み合わされる他方のハイポイドギアであるピニオンギア１１２が形成されるとともに、車両の後側のピニオンシャフト１１３が連結部１１４を車両の後側に備えており、プロペラシャフトと連結される継手部材１１５に対してスプライン嵌合されている。さらに、この第２のギア部材１１６は、車両の前側、すなわちリングギア１１０側の端部の２箇所において前後に間隔を隔てた玉軸受１１７，１１８を介して回転可能に支持されることによりトランスファケース１０５内に装着されるとともに、ピニオンシャフト１１３が継手部材１１５および滑り軸受１１９を介してエクステンションハウジング１０３に支持されている。
【００３８】
ピニオンシャフト１１１に対しては、リングギアマウントケース１０５が直角に配置されている。これにより、ピニオンシャフト１１１の駆動力が車軸１２０を介して右前輪に伝達される。
【００３９】
右前輪の車軸１２０は、その右前輪側の端部が玉軸受１２１を介してトランスファケース１０５に回転可能な状態で支持されるとともに、トランスアクスルＴ側の端部がトランスアクスルＴに内蔵されたフロントデファレンシャルのデフケースの車両の右側に一体的に設けられた円筒状部材１２２の内周面に相対回転可能に支持されている。なお、上記車軸１２０の端部を支持する玉軸受１２１や上記リングギアマウントケース１０９の一方の端部を支持するテーパ軸受１０７は、トランスアクスルＴの先端部の内部に設けられている。
【００４０】
リングギアマウントケース１０９の他方の端部は、上記のテーパ軸受１０８が嵌め着けられている位置よりも先端側の外周面において、円筒状部材１２２の先端部の内周面とスプライン嵌合されている。このスプライン嵌合により、横置きエンジンの出力がフロントデファレンシャルのデフケース、第１および第２のギア部材１１１，１１６、継手部材１１５、プロペラシャフト、前輪と後輪との回転数の違いを許容する差動装置としてのビスカスカップリング、およびリヤデファレンシャルなどを介して後輪にも伝達される。
【００４１】
本トランスファ１００にあっては、上述したように、リングギアマウントケース１０９がピニオンシャフト１１３と直角に配置され、車軸１２０を介して駆動力を右前輪に伝達するが、ピニオンシャフト１１３とリングギアマウントケース１０９とを連結し、駆動力の方向を直角に変換する直交ギア組は、ともにハイポイドギアである上記リングギア１１０およびピニオンギア１１２から構成される。したがって、以下の説明においてリングギア１１０およびピニオンギア１１２を総称するときは「直交ギア組１１０，１１２」と称する。
【００４２】
ところで、上記のテーパ軸受１０７，１０８は、ピニオンシャフト１１３に駆動力が伝えられた場合において、上記の直交ギア組１１０，１１２に互いに押し付け合う力が発生するように、そのテーパ角αが与えられている。
【００４３】
具体的には、これらテーパ軸受１０７，１０８のテーパ角αは、軸受ラジアル荷重とスラスト係数（テーパ角の関数）との積で決まるギアマウントサイド軸受の誘起スラスト荷重がギア噛み合いのスラスト荷重より大きくなる角度に設定されている。
【００４４】
たとえば、前後に配置された玉軸受１１７，１１８間の距離Ｍ２を６３．４ｍｍ、前側の玉軸受１１７から直交ギア組１１０，１１２の歯当たりの中央までの距離Ｌ２を２３．７ｍｍ、左側のテーパ軸受１０８から直交ギア組１１０，１１２の歯当たりの中央までの距離Ｐ２を６３．１ｍｍ、右側のテーパ軸受１０７から直交ギア組１１０，１１２の歯当たり中央までの距離Ｑ２を７７．４ｍｍに設定した場合、上記テーパ角αは約４０度とされる。このときのピニオンギア１１２の諸元は、ねじれ角が５５．４度、前進時圧力角が１４．０度、後進時圧力角が２４．０度である。
【００４５】
上記構成において、ピニオンシャフト１１３に駆動力が伝えらたときに直交ギア組１１０，１１２に押し付け力が発生するよう、テーパ軸受１０７，１０８のテーパ角αが与えられているため、ピニオンシャフト１１３の支持に支持剛性の低い玉軸受１１７，１１８を用いても直交ギア組１１０，１２の歯当たりが悪化せず、ギアノイズの悪化やギアの耐久性の低下を招くことなく引き摺りの低下を達成できる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００４７】
上記第１の実施の形態においては、本発明の駆動軸の支持構造をリヤデファレンシャルに適用して例について記載した。しかし、本発明はそのような構成には限定されない。たとえば、本発明の駆動軸の支持構造をフロントデファレンシャルに適用しても、本発明の目的は十分に達成される。
【００４８】
その他、本明細書に添付の特許請求の範囲内での種々の設計変更および修正を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる駆動軸の支持構造の構成を示す断面図である。
【図２】テーパ軸受のテーパ角を図解的に示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる駆動軸の支持構造の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  駆動軸の支持構造
２  リヤデファレンシャル
３  ドライブピニオンシャフト
４，５  車軸
６  デファレンシャルケース
７  直交ギア組
８  デファレンシャルキャリヤ
９，１０  テーパ軸受
１１，１２  玉軸受
１００  トランスファ
１０５  トランスファケース
１０７，１０８  テーパ軸受
１１０，１１２  直交ギア組（１１０  リングギア、１１２  ピニオンギア）
１１７，１１８  玉軸受
１１３  ピニオンシャフト
１２０  車軸
【図１】
2010065811.tif 000003
【図２】
2010065811.tif 000004
【図３】
2010065811.tif 000005