(57)【要約】【課題】コンパニオン・フランジを用いた結合構造の大型化を抑制し、重量の増大や搭載性の悪化を防止する。  【解決手段】一端にプロペラ・シャフトのフランジ部に締結結合するフランジ部１９を備えたコンパニオン・フランジ１５と、このコンパニオン・フランジ１５に同芯に結合されたドライブ・ピニオン１７と、これらコンパニオン・フランジ１５及びドライブ・ピニオン１７の結合セット７に取り付けられたユニット・ベアリング３５と、このユニット・ベアリング３５を直接分配ケース３の支持穴２３ａに嵌合させてケース外面３９とフランジ部１９との間でケース外面３９に締結固定するボルト３７とを備え、フランジ部１９に、ボルト３７の軸方向での対向を開放する開口部１９ａを設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2011185339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に相手回転部材に締結結合するフランジ部を備えたコンパニオン・フランジと、
このコンパニオン・フランジに同芯に結合されたドライブ・ピニオンと、
これらコンパニオン・フランジ及びドライブ・ピニオンの結合セットに取り付けられたベアリングと、
このベアリングを直接又は軸受支持筒を介してケースの支持穴に嵌合させてケース外面と前記フランジ部との間でケース外面に締結固定するボルトとを備え、
前記フランジ部に、前記ボルトの軸方向での対向を開放する開口部を設けた、
ことを特徴とするコンパニオン・フランジを用いた結合構造。
【請求項２】
請求項１記載のコンパニオン・フランジを用いた結合構造であって、
前記ベアリングは、ユニット・ベアリングである、
ことを特徴とするコンパニオン・フランジを用いた結合構造。
【請求項３】
請求項１記載のコンパニオン・フランジを用いた結合構造であって、
前記コンパニオン・フランジは、前記ケース外に突出したドライブ・ピニオンの端部に結合された、
ことを特徴とするコンパニオン・フランジを用いた結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車の動力伝達装置などに用いられるドライブ・ピニオン及びコンパニオン・フランジの結合セットをケースにベアリングを介して支持する結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のコンパニオン・フランジを用いた結合構造として、例えば特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
このコンパニオン・フランジを用いた結合構造では、ドライブ・ピニオンのピニオン・シャフトに嵌合させたベアリングを、ケースの支持穴に取り付け、このベアリングのアウター・レースの締結部がボルトによりケース外面に締結固定されている。
【０００４】
ピニオン・シャフトの端部は、ベアリングから突出してケース外に臨み、このピニオン・シャフトの端部にコンパニオン・フランジがスプライン嵌合されている。
【０００５】
コンパニオン・フランジには、フランジ部が形成されており、このフランジ部に、プロペラ・シャフト側のフランジ部が締結結合されている。
【０００６】
かかる結合構造では、前記コンパニオン・フランジのフランジ部が前記ボルトの頭部にボルト軸芯方向で対向しているため、ボルトの組付けのために、フランジ部を締結部の端面から軸方向に大きく離間させ、この離間させたスペースにドライブ・ピニオンの径方向外側からボルトを挿入し、ケース外面のボルト締結孔に軸方向に臨ませる必要があった。従って、締結部の端面からコンパニオン・フランジに至る軸方向サイズが大型化し、重量の増大や搭載性の悪化を招いていた。
【０００７】
また、特許文献２に記載されたものは、コンパニオン・フランジのフランジ部の外径が小径であり、フランジ部の外径がボルトの頭部にボルト軸芯方向で対向しておらず、ボルトの組付けのために、フランジ部を締結部の端面から軸方向に大きく離間させずとも、ケース外面のボルト締結孔に対して、ボルトをボルト軸芯方向から組付けることが可能である。
【０００８】
しかしながら、かかる構造ではボルトの組付けを考慮しているために、フランジ部の外径が規制され、フランジ部の外径を大きく拡大することができず、伝達可能な駆動トルクが制限されていた。そして、伝達される駆動トルクを大きく設定する場合には、特許文献１のごとく、ボルトの組付けのために、フランジ部を締結部の端面から軸方向に大きく離間させ、この離間させたスペースを介してボルトをケース外面のボルト締結孔に軸方向に臨ませる構成となり、結局、特許文献１のように、締結部の端面からコンパニオン・フランジに至る軸方向サイズが大型化し、重量の増大や搭載性の悪化を招くことになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１４８４５８号公報
【特許文献２】特開Ｈ０９−１１２６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、ドライブ・ピニオン及びコンパニオン・フランジの結合セットをケースにベアリングを介して支持する結合構造において、ボルトが締結されるケース外面からコンパニオン・フランジに至る軸方向サイズが大型化し、重量の増大や搭載性の悪化する点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、結合構造の大型化の抑制、重量の増大や搭載性の悪化を防止するために、一端に相手回転部材に締結結合するフランジ部を備えたコンパニオン・フランジと、このコンパニオン・フランジに同芯に結合されたドライブ・ピニオンと、これらコンパニオン・フランジ及びドライブ・ピニオンの結合セットに取り付けられたベアリングと、このベアリングを直接又は軸受支持筒を介してケースの支持穴に嵌合させてケース外面と前記フランジ部との間でケース外面に締結固定するボルトとを備え、前記フランジ部に、前記ボルトの軸方向での対向を開放する開口部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、一端に相手回転部材に締結結合するフランジ部を備えたコンパニオン・フランジと、このコンパニオン・フランジに同芯に結合されたドライブ・ピニオンと、これらコンパニオン・フランジ及びドライブ・ピニオンの結合セットに取り付けられたベアリングと、このベアリングを直接又は軸受支持筒を介してケースの支持穴に嵌合させてケース外面と前記フランジ部との間でケース外面に締結固定するボルトとを備え、前記フランジ部に、前記ボルトの軸方向での対向を開放する開口部を設けた。
【００１３】
このため、ボルトをフランジ部に設けた開口部を軸方向に通過させてケース外面に組付けることができ、結合構造の大型化の抑制、重量の増大や搭載性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】コンパニオン・フランジを用いた結合構造を有する動力伝達装置の断面図である。（実施例１）
【図２】動力伝達装置をリヤ側からみた正面図である。（実施例１）
【図３】コンパニオン・フランジを用いた結合構造を有する動力伝達装置の断面図である。（実施例２）
【図４】動力伝達装置をリヤ側からみた正面図である。（実施例２）
【図５】動力伝達装置をリヤ側からみた正面図である。（実施例２）
【図６】動力伝達装置をリヤ側からみた正面図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
結合構造の大型化を抑制するという目的を、ケース外面に対して軸方向に組付けるボルトとフランジ部に設けた開口部との位置関係により実現した。
【実施例１】
【００１６】
図1、図２は、本発明の実施例１に係り、図１は、コンパニオン・フランジを用いた結合構造を有する動力伝達装置の断面図、図２は、動力伝達装置をリヤ側からみた正面図である。本実施例の動力伝達装置は、車両における主駆動輪の駆動力の一部を副駆動輪へ伝達するトランスファギヤボックスであり、車両に搭載される動力源の前後方向に隣接して配置されている。
【００１７】
図１、図２のように、動力伝達装置１は、ケースとしての分配ケース３に対し連結中空軸５と結合セット７とが軸芯を直交させて配置されている。
【００１８】
連結中空軸５は、軸芯側に主駆動輪の左右いずれかの車軸が貫通し、分配ケース３にベアリング９，１１で回転自在に支持され、この連結中空軸５に、リング・ギヤ１３が固定支持されている。この連結中空軸５は、主駆動輪としての前輪へ駆動力を伝達するフロント・デフのデフ・ケースに連動結合されている。
【００１９】
結合セット７は、コンパニオン・フランジ１５及びドライブ・ピニオン１７が結合されたものである。
【００２０】
コンパニオン・フランジ１５は、中空部１８の一端にフランジ部１９を備えている。フランジ部１９は、相手回転部材であるプロペラ・シャフトに締結結合するものである。プロペラ・シャフトは、車両の前後方向に延設される副駆動輪となる左右後輪側へ駆動トルクを伝達している。
【００２１】
このフランジ部１９には、外径側に向けて開口部１９ａが周方向４か所に形成され、周方向４か所の締結部１９ｂが開口部１９ａを挟んで等間隔に形成されている。各締結部１９ｂには、締結穴１９ｂａがそれぞれ形成されている。
【００２２】
ここで、本発明における開口部の定義しておくと、開口部の形状は、フランジ部の円盤状の外周径を仮定して、その一部に通じるように外周径側に向けて開放されるように形成された開口形状、外周径の一部に切欠かれた開口形状、外周径に開放されずにフランジ部の内径側であって軸方向に貫通するように開放された開口形状（例えば、円形や多角形などの開口形状）の何れかの形状を示す。
【００２３】
開口部の大きさは、フランジ部を軸方向視した場合に、ボルトの一部が通過可能な面積範囲を有する大きさであれば良い。好ましくは、ボルトの最大径を有する部分がボルト組付けの軸方向に通過する上で、干渉なく通過可能な面積範囲を有する大きさである。
【００２４】
開口部の個数は、複数のボルトを組付けるために、少なくとも一つの開口部を備えればよく、フランジ部を回転させながらボルトを開放部に軸方向に通過させて組付ければよい。しかし、組付け作業性の点から、複数のボルトを同時に組付けが可能なように、ボルトの間隔や配置状態に合わせて、２つ以上の開口部を備えても良い。さらに好ましくは、複数の全てのボルト位置に対応して、ボルトが軸方向に通過可能に形成されても良い。
【００２５】
また、開口部の周方向間隔は、フランジ部の回転バランスを良好に保持するために、周方向に複数，等間隔に形成された締結穴１９ｂａの各間に、等間隔に形成されることが好ましい。
【００２６】
中空部１８の他端には、ダスト・カバー取付部２１、嵌合支持部２３、スプライン２５、雄ねじ部２７が順次形成されている。
【００２７】
ドライブ・ピニオン１７は、中空に形成され、インナー・スプライン２９及び軸受嵌合部３１備えている。
【００２８】
ドライブ・ピニオン１７は、コンパニオン・フランジ１５に嵌合結合され、インナー・スプライン２９がコンパニオン・フランジ１５のスプライン２５にスプライン係合し、軸受嵌合部３１の内周側がコンパニオン・フランジ１５の嵌合支持部２３に嵌合する。コンパニオン・フランジ１５の雄ねじ部２７には、ナット３３が締結されている。この締結により、軸受嵌合部３１に嵌合するベアリングとしてユニット・ベアリング３５が、コンパニオン・フランジ１５及びドライブ・ピニオン１７間に締結固定される。
【００２９】
ユニット・べアリング３５は、分配ケース３の支持穴３ａに嵌合し、このユニット・べアリング３５の締結部３５ａが、複数のボルト３７（本実施例では５本）により、軸方向に垂直でフラットに形成されたケース外面３９に締結固定されている。したがって、ボルト３７は、ケース外面３９とフランジ部１９との間でユニット・べアリング３５を締結固定している。
【００３０】
ドライブ・ピニオン１７の回転軸方向に見て、ユニット・べアリング３５の締結部３５ａの端面とコンパニオン・フランジ１５のフランジ部１９の端面との間の間隔は、ボルト３７の軸方向長さより短く設定されている。従って、従来に比べてコンパニオン・フランジ１５を分配ケース３のケース外面３９により近接させて配置することができる。
【００３１】
ここで、本発明におけるボルトとは、後述するボルト頭部３７ａと、雄ネジが形成された胴部３７ｂと、ボルト頭部３７ａと胴部３７ｂとを連結する首部３７ｃとからなっている。
【００３２】
ユニット・ベアリング３５には、シール４１が設けられ、コンパニオン・フランジ１５のダスト・カバー取付部２１に支持されたダスト・カバー４３に接している。
【００３３】
そして、図２のように、前記開口部１９ａは、前記フランジ部１９とボルト３７の最大径である頭部３７ａとのボルト軸方向での対向を開放され、すなわちボルト３７の頭部３７ａの一部が軸方向に通過可能な面積範囲を有し、フランジ部１９と干渉することなくボルト３７が軸方向にフランジ部１９を超えて挿通され、締結部３５ａとケース外面３９とが締結固定されている。
【００３４】
さらに、開口部１９ａはフランジ部１９の背後からボルト軸方向に締結用の工具を通過可能な面積範囲も有した形状に設定されており、締結用の工具をボルト軸方向へ挿入し、ボルト頭部３７ａを組み合わせてボルト３７をネジ込むことができる。
【００３５】
このため、ボルト３７の組付けのために、フランジ部１９を締結部３５ａから軸方向に大きく離間させ、この離間させたスペースを介してボルト３７をケース外面３９のボルト締結孔に軸方向に臨ませる必要がなく、ボルト３７を開口部１９ａに軸方向に通過させてケース外面３９に組付けることができる。従って、結合構造の大型化の抑制、重量の増大や搭載性の悪化を防止することができる。
【００３６】
また、開口部１９ａを設けることで、フランジ部１９の外径がボルト３７の組付け上の制約から解放されるので、フランジ部１９の外径を拡大して軸芯からプロペラ・シャフトと連結する締結部１９ｂａまでの取付け長さ（径）も拡大させることで、大きな駆動トルクが伝達可能になる。すなわち、動力伝達装置の適用範囲を広げることができ、高出力，高トルクの原動機を搭載した車両まで幅広く、本発明の結合構造を用いた動力伝達装置を搭載することができる。
【００３７】
また、締結部３５ａとフランジ部１９との間隔を詰めることができるので、プロペラ・シャフトの軸長を長く設定でき、プロペラ・シャフトの取り付け角度が緩和されるので、ジョイント部の駆動力の伝達ロスが抑制される。また、フランジ部１９と周辺部材（例えば、車体のクロスメンバーやステアリング・ラックなど）との干渉を容易に回避することができる。
【００３８】
さらに、開口部１９ａはフランジ部１９の背後からボルト軸方向に締結用の工具を通過可能な面積範囲も有した形状に設定されているので、フランジ部１９の背後から締結用の工具をボルト軸方向へ挿入し、ボルト３７締結の作業自由度の拡大を図ることができる。
【００３９】
また、コンパニオン・フランジ１５の締結部１９ｂは、周方向部分的であるため、フランジ部１９をプロペラ・シャフトのフランジ部へ締結すると周方向全体のフランジ部に比較して締結部１９ｂの面圧を高めることができ、結合剛性を向上させることができる。
【実施例２】
【００４０】
図３〜図６は、本発明の実施例２に係り、図３は、コンパニオン・フランジを用いた結合構造を有する動力伝達装置の断面図、図４〜図６は、動力伝達装置をリヤ側からみた正面図であり、図５、図６は、図４の変形例であり、実施例１への適用可能である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する構成部分には同符号又は同符号にＡ〜Ｃを付し、重複した説明は省略する。
【００４１】
図３、図４のように、本発明実施例の動力伝達装置１Ａでは、分配ケース３Ａ外に突出したドライブ・ピニオン１７Ａの端部であるピニオン・シャフト１７Ａａが突出している。このピニオン・シャフト１７Ａａのスプライン２５Ａにコンパニオン・フランジ１５Ａがインナー・スプライン２９Ａでスプライン係合している。ピニオン・シャフト１７Ａａ外端の雄ねじ部２７Ａにナット３３Ａを螺合させ、ベアリングである一対のテーパー・ローラー・ベアリング３５Ａａ，３５Ａｂにプリロードを与え、コンパニオン・フランジ１５Ａ及びドライブ・ピニオン１７Ａ間に締結して、軸受支持筒４５を介して分配ケース３Ａに回転支持させている。
【００４２】
テーパー・ローラー・ベアリング３５Ａａ，３５Ａｂは、軸受支持筒４５に支持され、軸受支持筒４５の締結部４５ａがボルト３７Ａによりケース外面３９Ａに締結固定されている。このボルト３７Ａは、ケース外面３９Ａとフランジ部１９Ａとの間で軸受支持筒４５を介しテーパー・ローラー・ベアリング３５Ａａ，３５Ａｂを保持するように締結固定している。
【００４３】
ドライブ・ピニオン１７Ａの回転軸方向に見て、テーパー・ローラー・ベアリング３５Ａａ，３５Ａｂを保持する軸受支持筒４５の締結部４５ａの端面とコンパニオン・フランジ１５Ａのフランジ部１９Ａの端面との間の間隔は、ボルト３７Ａの軸方向長さより短く設定されている。従って、従来に比べてコンパニオン・フランジ１５Ａを分配ケース３Ａのケース外面３９により近接させて配置することができる。
【００４４】
ボルト３７Ａは、ボルト頭部３７Ａａと、雄ネジが形成された胴部Ａ３７ｂと、ボルト頭部Ａ３７ａと胴部３７Ａｂとを連結する首部３７Ａｃとからなっている。
【００４５】
コンパニオン・フランジ１５Ａのフランジ部１９Ａは、開口部１９Ａａ間に締結部１９Ａｂと締結されない突当部１９Ａｃとが形成されている。
【００４６】
本実施例でも、開口部１９Ａａにより、ボルト３７Ａの組付けのために、フランジ部１９Ａを軸受支持筒４５の締結部４５ａから軸方向に大きく離間させ、この離間させたスペースを介してボルト３７Ａをケース外面３９Ａのボルト締結孔に軸方向に臨ませる必要がなく、ボルト３７Ａを開口部１９ａに軸方向に通過させてケース外面３９に組付けることができる。従って、結合構造の大型化の抑制、重量の増大や搭載性の悪化を防止することができる。
【００４７】
また、開口部１９Ａａを設けることで、フランジ部１９Ａの外径がボルト３７Ａの組付け上の制約から解放されるので、フランジ部１９Ａの外径を拡大して軸芯から締結部１９Ａｂａまでの取付け長さ（径）も拡大させることができ、大きな駆動トルクが伝達可能になる。すなわち、動力伝達装置の適用範囲を広げることができ、高出力，高トルクの原動機を搭載した車両まで幅広く、本発明の結合構造を用いた動力伝達装置を搭載することができる。
【００４８】
また、軸受支持筒４５の締結部４５ａとフランジ部１９Ａとの間隔を詰めることができるので、プロペラ・シャフトの軸長を長く設定でき、プロペラ・シャフトの取り付け角度が緩和されるので、ジョイント部の駆動力の伝達ロスが抑制される。また、フランジ部１９Ａと周辺部材（例えば、車体のクロスメンバーやステアリング・ラックなど）との干渉を容易に回避することができる。
【００４９】
さらに、開口部１９Ａａはフランジ部１９Ａの背後からボルト軸方向に締結用の工具を通過可能な面積範囲も有した形状に設定されているので、フランジ部１９Ａの背後から締結用の工具をボルト軸方向へ挿入し、ボルト３７Ａ締結の作業自由度の拡大を図ることができる。
【００５０】
また、本実施例では、突当部１９Ａｃの存在によりプロペラ・シャフト側のフランジ部に対して結合を安定させることができる。
【００５１】
図５は、フランジ部１９Ｂを実施例１と同様な形状としたものであるが、開口部１９Ｂａが複数のボルト３７Ｂと周方向に異なる間隔を有して形状設定されたもの、図６は、フランジ部１９Ｃをほぼ矩形に形成して直線的な開口部１９Ｃａとしたものである。図６のフランジ部１９Ｃの場合、フランジ部１９Ｃの加工がより容易となる。
［その他］
各実施例の構成に基づく機能上の第１の特徴は、ボルトの一部（頭部、胴部、首部の何れかの一部）が開口部を通過可能で、ケース外面へボルトが組付けられ、締結可能であることである。ボルトの締結工具が開口部を通過してボルト頭部に取付可能であることは、第１の特徴ではないが、好ましい機能である。つまり、ボルトの締結工具は、締結部の端面と対向するフランジ部の端面との間で、径方向から操作し、ボルト頭部に取り付け可能なナットランナーなどを用いても良い。
上記結合構造を、他の動力伝達装置の一例として、左右車輪間の出力軸の連結や、プロペラ・シャフトと連結する入力軸との連結など、終減速装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  動力伝達装置
３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  分配ケース（ケース）
３ａ，３Ａａ  支持穴
７，７Ａ，７Ｂ，７Ｃ  結合セット
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ  コンパニオン・フランジ
１７，１７Ａ  ドライブ・ピニオン
１９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ  フランジ部
１９ａ，１９Ａａ，１９Ｂａ，１９Ｃａ  開口部
３５  ユニット・ベアリング（ベアリング）
３５Ａａ，３５Ａｂ  テーパー・ローラー・ベアリング（ベアリング）
３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ  ボルト
３７ａ，３７Ａａ，３７Ｂａ，３７Ｃａ  ボルトの頭部
３９，３９Ａ  ケース外面
４５  軸受支持筒
【図１】
2011185339.tif 000003
【図２】
2011185339.tif 000004
【図３】
2011185339.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011185339.tif 000007
【図６】
2011185339.tif 000008