(57)【要約】【課題】【解決手段】第１の円錐ころ軸受（Ｂ）と第２の円錐ころ軸受（Ｃ）とを有し、ピニオン軸（１）を支持する差動歯車機構用の円錐ころ軸受を直接配設したピニオン組立体（Ａ）であって、該ピニオン組立体（Ａ）と前記ピニオン軸（１）とが、差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、取り外し可能であるようになっている。第１の円錐ころ軸受（Ｂ）は連続シール（４）とＯ−リング（９）とを備え、ベアリングカップ（５）の取付フランジ（７）を取り付けることにより、または、ベアリングカップ（４０）の外側のネジ部（４１）で差動歯車機構ケースへ係合させることにより、差動歯車機構ケースに取り付けられる。ピニオン軸歯車（１３）と差動歯車機構のリング歯車（１５）とを事前装填し、寸法を合わせて設定するために、複数のシム（２３）を用いる。
2004522921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動歯車機構のピニオン組立体であって、差動歯車機
構ケースに外側軸受け自身を取り付けるための半径方向フランジを備えた外側軸受けと、該外側軸受けに対して直接的に配設された内側軸受けと、前記外側軸受けと内側軸受けとで支持されるピニオンシャフトとを有し、該ピニオンシャフトと、前記内側軸受けと、外側軸受けとが、
前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構のケースから取り外し可能に配設されていることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２】
前記外側軸受けが、連続シールを有することを特徴とする請求項１に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項３】
前記外側軸受けが、Ｏ−リングを有することを特徴とする請求項２に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項４】
前記外側軸受けが、前記差動歯車機構の前記ケースに、複数の取り付けボルトによって
取り付けられていることを有することを特徴とする請求項３に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項５】
前記外側軸受け、前記内側軸受け及び前記ピニオンシャフトの適切な配設のために、複数のシムをさらに有することを特徴とする請求項４に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項６】
請求項５に記載の差動歯車機構のピニオン組立体と、軸周りに固定され且つ前記ピニオンシャフト上のギアと噛み合う回転リング歯車を有する差動歯車機構ケースとの組み合わせ。
【請求項７】
請求項６に記載の差動歯車機構のピニオン組立体であって、前記ピニオンシャフトが遠方端と近方端とを有し、該ピニオンシャフトはその遠方端と近方端との間に中間円柱面を有し、該近方端に末端円柱面を有し、且つ、
該末端円柱面と前記中間円柱面との間に位置しているギアを有することを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項８】
前記外側軸受けが、円錐ころ軸受けであることを特徴とする請求項７に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項９】
前記内側軸受けが、円錐ころ軸受けであることを特徴とする請求項８に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１０】
前記半径方向フランジが、第１の取り付け孔を複数有することを特徴とする請求項９に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１１】
前記複数のシムが、一組の軸受け設定シムと、一組のピニオン設定シムとを有することを特徴とする請求項１０に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１２】
前記軸受け設定シムが、前記外側軸受けの前記半径方向フランジの前記複数の第１の取り付け孔と対応する大きさの複数の第２の取り付け孔を、対応する位置に有することを特徴とする請求項１１に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１３】
前記軸受け設定シムが座金形状であることを特徴とする請求項１２に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１４】
前記ピニオン設定シムが座金形状であることを特徴とする請求項１３に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１５】
前記ピニオンシャフト上の前記ギアがベベル・ギヤ（すぐばかさ歯車）であることを特徴とする請求項１４に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１６】
前記ピニオンシャフト上の前記ギアが、ハイポイド・ギヤ（ハイポイド歯車）であることを特徴とする請求項１５に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１７】
差動歯車機構のピニオン組立体であって、
複数の取り付けネジで差動歯車機構ケースに外側円錐ころ軸受け自身を取り付けるためのフランジを有し、さらにＯ−リングと、連続シールとを有する外側円錐ころ軸受けと、
該外側円錐ころ軸受けに対して直接的に配設された内側円錐ころ軸受けと、
ギアと中間円柱面と末端円柱面とを有し、前記中間円柱面に配設された前記外側円錐ころ軸受けと前記末端円柱面に配設された前記内側円錐ころ軸受けとによって支持されているピニオンシャフトと、
前記外側円錐ころ軸受けと前記内側円錐ころ軸受けの装填のため、及び、ピニオンと差動歯車機構のリング歯車の歯との噛み合わせの設定のための複数の座金状シムとを有し、
前記複数の座金状シムと、前記ピニオンシャフトと、前記内側円錐ころ軸受け、及び前記外側円錐ころ軸受けとが、前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構のケースから取り外し可能に配設されていることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１８】
前記ギアが、ベベル・ギヤ（すぐばかさ歯車）であることを特徴とする請求項１７に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項１９】
前記ギアが、ハイポイド・ギヤ（ハイポイド歯車）であることを特徴とする請求項１７に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２０】
差動歯車機構のピニオン組立体であって、
差動歯車機構ケースに外側軸受け自身を取り付けるためのネジ部を有し、さらに連続シールとＯ−リングとを有する外側軸受けと、
該外側軸受けに対して直接的に配設された内側軸受けと、
複数のシムとを有し、
前記複数のシムと、前記ピニオンシャフトと、前記内側軸受け、及び前記外側軸受けとが、前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構のケースから取り外し可能に配設されていることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２１】
請求項２０に記載の差動歯車機構のピニオン組立体であって、
前記ピニオンシャフトが遠方端と近方端とを有し、該ピニオンシャフトはその遠方端と近方端との間に中間円柱面を有し、該近方端に末端円柱面を有し、
さらに該末端円柱面に近接するギアを有し、
該ギアが前記末端円柱面と前記中間円柱面との間に位置していることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２２】
前記外側軸受けが、円錐ころ軸受けであることを特徴とする請求項２１に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２３】
前記内側軸受けが、円錐ころ軸受けであることを特徴とする請求項２２に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２４】
前記複数のシムが、一組の軸受け設定シムと、一組のピニオン設定シムとを有することを特徴とする請求項２３に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２５】
前記軸受け設定シムが座金形状であることを特徴とする請求項２４に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２６】
前記ピニオン設定シムが座金形状であることを特徴とする請求項２５に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２７】
前記ピニオンシャフト上の前記ギアが、ベベル・ギヤ（すぐばかさ歯車）であることを特徴とする請求項２６に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２８】
前記ピニオンシャフト上の前記ギアが、ハイポイド・ギヤ（ハイポイド歯車）であることを特徴とする請求項２７に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項２９】
差動歯車機構のピニオン組立体であって、
差動歯車機構ケースに外側円錐ころ軸受け自身を取り付けるためのネジ部を有し、さらに連続シールとＯ−リングとを有する外側円錐ころ軸受けと、
該外側円錐ころ軸受けに対して直接的に配設された内側円錐ころ軸受けと、
ギアと中間円柱面と末端円柱面とを有し、前記中間円柱面に配設された前記外側円錐ころ軸受けと前記末端円柱面に配設された前記内側円錐ころ軸受けとによって支持されているピニオンシャフトと、
前記外側円錐ころ軸受けと前記内側円錐ころ軸受けの装填のため、及びピニオンと差動歯車機構のリング歯車の歯との噛み合わせの設定のための複数の座金状シムとを有し、
前記複数の座金状シムと、前記ピニオンシャフトと、前記内側円錐ころ軸受け、及び前記外側円錐ころ軸受けとが、前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構のケースから取り外し可能に配設されていることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項３０】
前記ギアがベベル・ギヤ（すぐばかさ歯車）であることを特徴とする請求項２９に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項３１】
前記ギアが、ハイポイド・ギヤ（ハイポイド歯車）であることを特徴とする請求項３０に記載の差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項３２】
差動歯車機構のピニオン組立体であって、外側円錐ころ軸受けと、内側円錐ころ軸受けと、ピニオンシャフトと、複数の取り付けボルトと、一組の軸受け設定シムと、一組のピニオン設定シムとを備えており：
前記外側円錐ころ軸受けは、該外側円錐ころ軸受けの軸から外側に向かって設けられた第１の軌道を有する第１のインナーレースと、
前記軸から内側に向かって設けられ且つ前記第１のインナーレースの前記第１の軌道を取り囲んでいる第２の軌道を有し、且つ、複数の取り付け孔を有するフランジと、第１のアウターレース自身の外面の周囲に設けられた溝を備えた該第１のアウターレースと、
前記第１のインナーレースと前記第１のアウターレースの間に並べられ、それぞれ前記第１のレースの前記第１の軌道と前記第２のレースの前記第２の軌道とに接するように配置された、複数の第１のテーパー付転動体と、
前記複数の第１のテーパー付転動体間の空間を維持するために、前記第１のインナーレースと前記第１のアウターレースとの間に位置する第１のケージと、
前記第１のアウターレースと前記第１のインナーレースとの間に狭持された連続シールと、
前記周囲溝に位置するＯ−リングとを有し；
前記内側円錐ころ軸受けは、その軸から外側に向かって設けられた第３の軌道を有する第２のインナーレースと、前記軸から内側に向かって設けられ且つ前記第２のインナーレースの前記第３の軌道を取り囲む第４の軌道を有する第２のアウターレースと、
前記第２のインナーレースと前記第２のアウターレースの間に並べられ、さらに、前記それぞれのレースの前記第３の軌道と前記第４の軌道とに接するように配置された、複数の第２のテーパー付転動体と、
前記第２のインナーレースと前記第２のアウターレースとの間に位置しており、前記複数の第２のテーパー付転動体間の空間を維持する第２のケージとを有し；
前記ピニオンシャフトは、遠方端と近方端と、その遠方端と近方端との間に中間円柱面を有し、さらに、該ピニオンシャフトは、前記近方端に末端円柱面を有し、前記中間円柱面と前記末端円柱面との間にはギアが位置し、
該ギアと前記末端円柱面との間の第１の移行点にある第１の面と、
該ギアと前記中間円柱面との間の第２の移行点にある第２の面とを有し、
そして、前記ピニオンシャフトはその前記中間円柱面に配設された前記外側円錐ころ軸受けと前記ピニオンシャフトの前記末端円柱面に配設された前記内側円錐ころ軸受けとによって支持されており；
前記複数の取り付けボルトは、前記外側円錐ころ軸受けを差動歯車機構ケースに取り付けるために、前記第１のアウターレースの前記半径方向フランジの前記複数の第１の取り付け孔に挿入され；
前記一組の軸受け設定シムは、前記第１のアウターレースの前記半径方向フランジと、差動歯車機構のケースの間に位置し、且つ、前記第１のアウターレースの前記半径方向フランジにある前記複数の第１の取り付け孔と対応する大きさの複数の第２の取り付け孔を、第１の取り付け孔と対応する位置に有し、且つ、前記外側円錐ころ軸受けと前記内側円錐ころ軸受けの適切な装填に必要とされる寸法厚みを有しており；
前記一組のピニオン設定シムは、ピニオンシャフトのギアと差動歯車機構のリング歯車の歯との寸法配置を設定しており、
前記一組のピニオン設定シムと、前記一組の軸受け設定シムと、前記複数の取り付けボルトと、前記ピニオンシャフトと、前記内側円錐ころ軸受けと、前記外側円錐ころ軸受けとが、前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に配設されていることを特徴とする差動歯車機構のピニオン組立体。
【請求項３３】
差動歯車機構のピニオン組み立て方法であって、ピニオン組立体を前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に設計する工程を含むことを特徴とする差動歯車機構のピニオン組み立て方法。
【請求項３４】
以下の工程を含むことを特徴とする差動歯車機構のピニオン組み立て方法：
ピニオン組立体を前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に設計する工程と；
取り付けフランジを組み込んだアウターレースを有する外側軸受けを用い、前記取り付けフランジを前記デファレンシャル機構ケースに保持させることで、前記外輪軸受けを前記差動歯車機構の前記差動歯車機構ケースに取り付ける工程；、及び、
前記外側軸受けに対して直接的に配設する内側軸受けを用いる工程。
【請求項３５】
以下の工程を含むことを特徴とする差動歯車機構のピニオン組み立て方法：
ピニオン組立体を前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に設計する工程と；
ネジ部を組み込んだアウターレースを有する外側軸受けを用い、前記ネジ部を前記デファレンシャル機構ケースの対応するネジ部に係合させることで、前記外輪軸受けを前記差動歯車機構の前記差動歯車機構ケースに取り付ける工程；及び、
前記外側軸受けに対して直接的に配設する内側軸受けを用いる工程。
【請求項３６】
以下の工程を含むことを特徴とする差動歯車機構のピニオン組み立て方法：
ピニオン組立体を前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に設計する工程と；
外側円錐ころ軸受けのアウターレースを差動歯車機構ケース中に取り付けるための半径方向フランジを有する前記外側円錐ころ軸受けを設計する工程と；
Ｏ−リングを組み込むための前記外側円錐ころ軸受けのアウターレースを設計する工程と；
前記外側軸受けのインナーレースと前記外側軸受けのアウターレースとの間に連続シールを用いる工程と；
前記差動歯車機構の前記ケース内に設けた支持体上に、内側円錐ころ軸受けを組み込む工程と；
前記内側円錐ころ軸受けをピニオンシャフト上に組み込むための末端円柱面を有する前記ピニオンシャフトを設計する工程と；
前記外側円錐ころ軸受けを、前記内側円錐ころ軸受けに直接配設することで組み込む工程と；
複数の取り付けボルトを用いて、前記外側円錐ころ軸受けを前記差動歯車機構の前記ケースに取り付ける工程と；
前記外側円錐ころ軸受けと前記内側円錐ころ軸受けとを装填するために、前記外側円錐ころ軸受けの前記アウターレースの前記半径方向フランジと前記差動歯車機構ケースとの間に複数の軸受け設定シムを配設する工程；及び、
前記ピニオンシャフト上のギアと前記差動歯車機構のリング歯車上の一組の歯との空間的位置関係を設定するために、前記ピニオンシャフトの面と前記内側円錐ころ軸受けのインナーレースの面との間に、ピニオン設定シム座金を配設する工程。
【請求項３７】
以下の工程を含むことを特徴とする差動歯車機構のピニオン組み立て方法：
ピニオン組立体を前記差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、前記差動歯車機構ケースから取り外し可能に設計する工程と；
外側円錐ころ軸受けのアウターレースを差動歯車機構ケース中に取り付けるためのネジ部を有する前記外側円錐ころ軸受けを設計する工程と；
Ｏ−リングを組み込むための前記外側円錐ころ軸受けのアウターレースを設計する工程と；
前記外側軸受けのインナーレースと前記外側軸受けのアウターレースとの間に連続シールを用いる工程と；
前記差動歯車機構の前記ケース内に設けられた支持体上に、内側円錐ころ軸受けを組み込む工程と；
前記外側円錐ころ軸受けを、前記内側円錐ころ軸受けに直接配設することで組み込む工程と；
前記外側円錐ころ軸受けをピニオンシャフト上に組み込むための中間円柱面を有する前記ピニオンシャフトを設計する工程と；
前記内側円錐ころ軸受けをピニオンシャフト上に組み込むための末端円柱面を有する前記ピニオンシャフトを設計する工程と；
前記外側円錐ころ軸受けと前記内側円錐ころ軸受けとを装填するために、前記外側円錐ころ軸受けの前記アウターレースと、前記差動歯車機構ケースとの間に複数の軸受け設定シムを配設する工程；及び、
前記ピニオンシャフト上のギアと前記差動歯車機構のリング歯車上の一組の歯との空間的位置関係を設定するために、ピニオン設定シム座金を、前記ピニオンシャフトの面と前記内側円錐ころ軸受けのインナーレースの面との間に配設する工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に言う、円錐ころ軸受けの設計、配置に関し、特に、ピニオン歯車を差動歯車に組み込むための、円錐ころ軸受けの直接配置に関する。本円錐ころ軸受けの設計と配設方法によれば、円錐ころ軸受けを間接的に配設した場合に比べ、多くの重要な利点が得られる。
【背景技術】
【０００２】
差動歯車機構は、回転トルクを入力シャフト部材から一対の出力シャフト部材へと伝える。通常、入力シャフト部材は、ガソリンエンジンや電気モーターなどのトルク発生機によって駆動される。一般的には、トルク発生機からのトルクは、入力シャフト部材の一端にかみ合うように溝が形成されているヨークによって、差動歯車機構の入力シャフト部材へと伝えられる。
【０００３】
従来の差動歯車組立体においては、一般的に、出力シャフト部材は入力シャフト部材に対して垂直に配設されている。ほとんどの差動歯車機構では、接合しているリング歯車と共同して入力シャフト部材から出力シャフト部材へとトルクを伝えるドライブピニオン歯車が使われている。全てのシャフト部材がほぼ自由に回転できるように、転がり軸受けが差動歯車組立体に組み込まれている。
【０００４】
これまでの差動歯車機構のデザインあるいは軸受けの配置によって、様々なピニオン歯車配置が提案されている。Ｆｅｔｔに発行された米国特許第６０５６６６３は、今日普通に認められているピニオン軸受けの配置の一例である。この例では、ピニオン歯車に二つの円錐ころ軸受けを用いることで、ピニオン歯車のシャフトを支える。しかし、この軸受け組み立て方式では、軸受けの交換が困難である。軸受けを交換しようとすると、実質的に差動歯車機構本体を分解することとなる。加えて、ピニオン歯車上のピニオンシャフトは軸受けにも支えられておらず、どの軸受けも機構内においてピニオン歯車を支えていないため、重いカンチレバー荷重がピニオンシャフト軸受けにかかってしまう。
【０００５】
Ｌｏｎｇに発行された米国特許第５０９８３５５では、ピニオン軸受けの交換がいく分簡単になるようにピニオンシャフト上に配設した円錐ころ軸受けを使用した差動歯車機構を開示している。しかし、その軸受けは間接的な配設方法で配設されており、ピニオンシャフトのこの上なく堅固な支持体にはなっていない。ピニオンシャフトのピニオン歯車末端は軸受けによって支えられてはいるものの、その軸受けは円錐ころ軸受けではなく、そのため、差動歯車機構において散見される軸方向及びスラスト方向の負荷に対しての適切な防護を図れていない。ピニオンシャフトのピニオン歯車末端を支えるために使われているこの軸受けは簡単な交換のために設計されたものでないことは明らかであり、この軸受けを交換するのは、実質的にこの差動歯車機構を分解する必要がある。
【０００６】
これらの例では、ピニオンシャフトギアを支えるのに、いくつかの軸受けが使用されている。多くの軸受けが使用され、また、これらの軸受けの交換が困難であることから、これらの差動歯車を製造、維持するには高い費用がかかる。さらに、このタイプの軸受けの使用、そして、それらの軸受けの配置は、差動歯車機構において発生する半径方向及びスラスト方向の負荷の全てを打ち消すような、ピニオンシャフトにとって理想的な支持構造とはなっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、差動歯車機構に使用する円錐ころ軸受けを直接配置するピニオン組立体に関する。特に、迅速な交換とセッティング性に優れるように特別に設計した二つの円錐ころ軸受けが直接配設される。第一の円錐ころ軸受けは、ピニオン歯車シャフトをその中間点で支える。この軸受けは、円錐ころ軸受けを、差動歯車機構のケース外面にフランジにより取り付けるか、又はネジで取り付けるように設計されている。第２の円錐ころ軸受けは、ピニオン歯車シャフトのピニオン歯車端を支持する。シムは、軸受けへの事前装填、および差動歯車機構のリング歯車とピニオン歯車との噛み合わせが適切になるように、軸受けの空間的に調節するために用いられる。
【０００８】
そのため、本発明の設計は、差動歯車機構の他の構成部品を分解することなく、差動歯車機構ケースから、ピニオンを取りはずせるようなピニオンの配設を提供する。また、本発明では、円錐ころ軸受けを間接的に配設した装置に比べて、構造の簡単なピニオン組立体を提供することができる。また、円錐ころ軸受けの標準的な配設に比べ、本発明での軸受けの配設は、より単純化したものとなり、それにより、本発明は寸法設定性に適したものとなる。さらに、本発明では、短いピニオン軸と短いハウジングであるため、円錐ころ軸受けを間接的に又は両保持形式で配設した場合よりも、コンパクトな配設が得られる。本発明の外部軸受けにはシール部材が一体化されており、これにより、差動歯車機構の漏れ止めが向上している。差動歯車機構においては、荷重分布は大切な要素であるので、本発明では、従来の両保持形式の軸受け配設に比べてより良い荷重分布を得ることができるということに言及することも重要であろう。このことから、本発明の範囲内では、間接的に配設された円錐ころ軸受けと比べて、より優れた剛性を得ることができると考えられる。そして、本発明の範囲での軸受けの小型化の可能性と、従来の円錐ころ軸受け配設とを比べた結果として、本発明は、従来の両保持形式で配設したころ軸受けに比べて、より効率のよい配設の、大きな可能性を持っているといえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を、例を挙げて以下に詳細に説明するが、本発明は、これにより何ら制限されるものではない。以下の説明では、いくつかの実施態様、応用例、変更例、代替例、及び、本発明の利用、さらに、本発明を実施するための最良の形態であると現時点において考えられる事項について説明する。そして以下の説明により、本分野の当業者は、本発明品を生産し、本発明を利用することが、明瞭にできるようになる。
【００１０】
図１は、本発明の第一の実施態様に関するピニオン組立体Ａを示している。ピニオン組立体Ａは、円錐ころ軸受けの直接配設により支持されているピニオンシャフト１を示している。円錐ころ軸受けの直接配設は、ヘッドベアリングとしてフランジを設けた外側円錐ころ軸受けＢと、テールベアリングとしての内側円錐ころ軸受けＣとを含んでいる。ヨーク３は、一組のスプライン２によってピニオンシャフト１と噛み合っている。そのヨーク３は、通常、ワッシャーとナット（図示せず）によって、ピニオンシャフト１上の場所に保持される。
【００１１】
ピニオンシャフト１は、遠方端と近方端とを有する。その遠方端は、ヨーク取り付けナットに取り付けるためのネジ部２０を有している。ネジ部２０の近傍には、ヨーク３と噛み合うスプライン２がある。円柱面２６は面１１を有する肩部で終わる。ピニオンシャフト１の近方端は、ギア１３と接する円柱面端１９を有する。ギア１３は、ベベルギアやハイポイドギア、あるいはトルクをピニオンシャフトから差動歯車の出力シャフトへ伝えることが可能な他のどんなギアであってもよい。しかし、ギアのタイプに関わらず、リング歯車１５の歯１４と噛み合うように、ギア１３を設計する。
【００１２】
フランジに配設された円錐ころ軸受けＢはコーン形状のインナーレース２５、インナーレース２５を取り囲んでいるカップ形状のアウターレース５、二つのレース２５、５の間に配設され、アウターレース５に相対して同方向に又はほとんど反動トルクなしに逆方向に回転するテーパー付ころ形状の転動体２４とを有している。さらに、フランジの付いた円錐ころ軸受けＢは同様にレース５、２５間に位置し、転動体２４間の適当な間隔を保っている保持器３１を有している。
【００１３】
インナーレース２５は、ピニオンシャフト１の円柱面中間部２６の周囲に適合するように設計されており、軸Ｘから外側に向かって遠ざかる方向に位置する軌道面２７を有し、そして、その中心軸は軸Ｘと一致している。アウターレース５は、軸Ｘに向かって且つインナーレース２５の軌道面２７に向かって内側方向に位置する軌道面２８を有している。転動体２４はレース５、２５間に適合しており、レース５、２５間で相対的な回転が起きると、軌道２７と軌道２８に沿って回転する。
【００１４】
アウターレース５は、複数の組み立てボルト６によって、差動歯車機構のケース１０に取り付けられている。組み立てボルト６は、アウターレース５の半径方向フランジ７にある複数の組み立て孔を通して、取り付けられている。半径方向フランジ７と差動歯車機構のケース１０との間に、一組の軸受け設定シム８が配置してある。この軸受け設定シム８は、フランジの付いた円錐ころ軸受けＢと、内側円錐ころ軸受けＣとの配置、事前装填の必要性に応じて、設計、選定するものである。外側レース５の溝３３にはＯリング９を取り付けてある。連続シール４は、アウターレース５と内輪２５の間に介在する。このＯリング９と連続シール４は、差動歯車機構ケース１０からの、潤滑剤漏れを防ぐ役割をする。
【００１５】
内側円錐ころ軸受けＣは、コーン形状のインナーレース２１、インナーレース２１を取り囲んでいるカップ形状のアウターレース１７、二つのレース２１、１７の間に配設され、アウターレース１７に相対して同方向に又はほとんど反動トルクなしに逆方向に回転するテーパー付ころ形状の転動体１８とを含んでいる。さらに、フランジの付いた円錐ころ軸受けＣは、同様にレース２１、１７間に位置し、転動体１８間の適当な間隔を保ちつつ、かつ、インナーレースがアウターレースから引き抜かれた場合でも、それらをインナーレースの周囲に保持する保持器３１を有している。
【００１６】
内側軸受けは、差動歯車機構のリング歯車に干渉することなしに、取り外すことができる寸法に設定される。特に、外側レース１７の内径は、ピニオンシャフト１の取り外しを、該ピニオンシャフトがインナーレース２１及び転動体１８と組み合わさった状態のままで、差動歯車機構のリング歯車を取り外すことなく行うことを可能にする寸法に設定される。
【００１７】
インナーレース２１は、ピニオンシャフト１の円柱面端部１９の周囲に適合するように設計されており、軸Ｘから外側に向かって遠ざかる方向に位置する軌道面２９を有し、そして、その中心軸は軸Ｘと一致している。アウターレース１７は、軸Ｘに向かって且つインナーレース２９の軌道面２９に向かって内側方向に位置する軌道面３０を有している。転動体１８はレース１７、２１間に適合しており、レース１７、２１間で相対的な回転が起きると、軌道２９と軌道３０に沿って回転する。
インナーレース２１の面２２とピニオンシャフト１の面３４との間には、一組のピニオン設定シム２３が介在している。このピニオン設定シム２３は、リング歯車１５の歯１４に対して、ピニオン歯車１３を寸法に合わせて配置するための必要に応じて設計する。
【００１８】
実際面では、本発明によって、差動歯車機構の他の構成部品を分解することなしに、ピニオンを取り外すことが可能な、ピニオン組立体の完成品が提供される。ピニオン組立体は従来、全てのピニオン配設を取り外す前に、差動歯車機構のリング歯車や他の構成部品を取り外したり、分解したりしなければならなかった。これに対し、本発明によれば、外側軸受けのアウターレースを取り外す際に、外側軸受けのアウターレースの半径方向フランジを固定している固定手段の取り外しにより、又は、差動歯車機構のケースからネジ止めした外側軸受けを取り外すことにより、ピニオン組立体の取り外しが可能になる。一旦、外側軸受けのアウターレースが取り外されると、外側軸受けのインナーレースと転動体、ピニオンシャフト、内側軸受けのインナーレースと転動体が、容易に取り外せる。そして、残ったアウターレースは、ベアリングプーラー、又は類似の工具で取り外すことができる。
【００１９】
本発明の設計により、ピニオンの軸位置を調節できるピニオン組立体の配置が可能になり、ピニオンが差動歯車機構のリング歯車と適切に噛み合うようになる。ピニオンシャフト１、フランジの付いた円錐ころ軸受けＢ、及び内側円錐ころ軸受けＣは、複数の組み立てボルト６で保持される。組み立てボルト６を締め付けることで、圧力がアウターレース５に加わり、その外側レースが次に転動体２４をインナーレース２５に偏らせる。そのためにインナーレース２５の面１２は、ピニオンシャフト１に加工されている肩部１１に押し付けられ、ピニオンシャフト１は内側円錐ころ軸受けに押し付けられる。面３４は、ピニオン設定シムワッシャーに押しつけられ、次に、そのワッシャーがインナーレース２１の背面２２に押し付けられる。インナーレース２１に加えられた力は、転動体１８に伝わり、さらに転動体１８は、その力をアウターレース１７に伝える。ケース１０に対して位置が固定されている差動歯車機構の軸受けマウント１６は、アウターレース１７に加わっている力に対して、アウターレース１７を支える役割をする。
【００２０】
組み立てボルト６から全てのピニオン組み込み構成部品を経由し最終的に軸受けマウント１６に達するこの連続的な力の伝達から、円錐ころ軸受けＢ、Ｃのそれぞれ及びピニオンシャフト１は、組み立てボルト６によって差動歯車機構内に保持される。本発明の全ての構成部品が、組み立てボルト６によって配設されるので、全てのピニオン組み込み構成部品の組み込みと取り外しが非常に容易になると考えられる。組み込みボルト６を取り外したり、組み込んだりすることにより、全ての構成部品の取り外し、交換を行える。
【００２１】
本発明の軸受けの直接配置は、単純構造化したピニオン軸受けマウントであり、間接的な配設よりも、よりコンパクトな配置が得られる。さらに、この軸受けの直接配置により、ピニオン軸受けの交換の容易さが増すだけでなく、ピニオン軸受け間への負荷がより均等に分散されるので、本ピニオン軸受けマウントが全体強度に優れるという能力が与えられる。
【００２２】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施態様を開示する。第２の実施態様は、第１の実施態様と類似しているが、差動歯車機構のケースにアウターレースが異なる方法で取り付けてある点が異なる。フランジ付き軸受けを、差動歯車機構のケース１０に組み立てボルトで取り付ける代わりに、第２の実施態様のアウターレース４０はネジ４１を有し、ケース１０の同様のネジと係合する。アウターレース４０の面４３には、一組のスパナ孔４２が半径方向に配置されており、スパナツールを用いて、アウターレース４０をケース１０に固定できるようになっている。本第２の実施態様でも、汚染物質混入を防ぐために、Ｏ−リング４７と溝４６を使用しているが、アウターレース４０にネジ山４１を設けるために、その溝の位置がわずかに変更されている。さらに、アウターレース４０の外面４３と軸受けケース１０の面４４との間には、ピニオンベアリングを配置し事前装填するための、軸受け設定シム４５が設けられている。本第２の実施態様における内側円錐ころ軸受けＣの一般的な設計及び配設は、第１の実施態様の内側円錐ころ軸受けと同様である。
【００２３】
本発明の説明では円錐ころ軸受けの使用例を特定したけれども、本発明は、差動歯車機構内の軸受けとして使用された時に軸方向荷重及び半径方向荷重を受ける軸受けである限り、例えばアンギュラコンタクト玉軸受けのような他のタイプの軸受けも使用できることに注意すべきである。
【００２４】
従って、本発明の設計により、差動歯車機構の他の構成部品を分解すること無しに、差動歯車機構から取り外し可能なピニオン組立体が得られる。また、本発明によれば、間接的な及び両保持型の円錐ころ軸受けマウントを使用した装置に比べ、簡略化されたピニオン組立体が得られ、簡略化された軸受けの設定、よりコンパクト化した配設、より優れた荷重分布が実現でき、さらには、より優れた剛性能力も得られる。最終的に、本発明では、また、両保持型配設軸受けに比べ、より効率の良い軸受け設計ができる。
【００２５】
上記から鑑みて、発明のいくつかの目的は達成され、他にも有益な結果が得られた。発明の適用範囲を逸脱しない限り、上記の構成において様々な変更が可能である。つまり、上記の説明中の記載や図面で示したすべての事柄は、実例による説明であって、発明の範囲を限定する意味と解釈してはならない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第一の実施態様に基づいて構成されたピニオン組立体の長手方向の断面図。
【図２】第二の実施態様に基づいて構成されたピニオン組立体の長手方向の断面図。
【符号の説明】
【００２７】
図面において、複数の図を通して同じ参照番号は、対応する部品を示す。
Ａ…ピニオン組立体
Ｂ…外側円錐ころ軸受け
Ｃ…内側円錐ころ軸受け
１…ピニオンシャフト
２…スプライン
３…ヨーク
４…連続シール
５…アウターレース
６…取付ボルト
７…半径方向フランジ
８…シム
９…Ｏ−リング
１０…ケース
１１…肩部
１２…面
１３…歯車（ピニオン歯車）
１４…歯
１５…リング歯車
１６…軸受マウント
１７…アウターレース
１８…転動体
１９…末端円柱面
２０…ネジ部
２１…インナーレース
２２…面
２３…ピニオン設定シム（座金）
２４…転動体
２５…インナーレース
２６…中間円柱面
２７…軌道面
２８…軌道面
４０…ケース
４１…ネジ部
４２…スパナ孔
４３…面
４４…面
４５…軸受設定シム
４６…溝
４７…Ｏ−リング
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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