DE102008000531B4

DE102008000531B4 - Planetengetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102008000531B4
Application number: DE102008000531A
Authority: DE
Inventors: Koichi Toyota Kato; Akinori Toyota Homan; Hideki Toyota Tamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2011-03-10
Anticipated expiration: 2028-03-06
Also published as: CN101260929A; DE102008000531A1; JP2008215534A; CN101260929B; JP4367503B2; US20080220924A1; US7758466B2

Abstract

Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung mit:
einem innen mit Schrägverzahnung versehenen Hohlrad (2);
einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Sonnenrad (3), das im Inneren des Hohlrades (2) so angeordnet ist, dass eine Achse des Sonnenrades (3) mit einer Achse des Hohlrades (2) übereinstimmt;
einem Träger (4), der zwischen dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) so eingefügt ist, dass eine Achse des Trägers (4) mit der Achse des Hohlrades (2) und des Sonnenrades (3) übereinstimmt, und der einen zylindrischen Abschnitt (15) aufweist, der mit einem Durchgangsloch (5) versehen ist, das den zylindrischen Abschnitt (15) entlang einer radialen Richtung des Trägers (4) durchdringt; und
einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Ritzel (6), das in dem Durchgangsloch (5) des Trägers (4) so untergebracht ist, dass es frei drehbar ist und in einer Achsenrichtung des Ritzels (6) gleitfähig ist, und das mit dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) im Zahneingriff steht,
wobei die...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Planetengetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES DER TECHNIK
Im Allgemeinen sind Kraftfahrzeuge mit einem Vierradantrieb mit einem Differential mit begrenztem Rutschbetrag (limited-slip differential = LSD) versehen, das einen Planetengetriebemechanismus für ein Kraftfahrzeug aufweist, um die Drehdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern zu verringern, wenn irgendeine Drehdifferenz auftritt. Typischerweise ist diese Art an Planetengetriebevorrichtung für ein Kraftfahrzeug beispielsweise so, wie dies in 6A gezeigt ist, aufgebaut und zwar aus einem Hohlrad 31, das eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) 31a an seiner Innenumfangsfläche aufweist; ein Sonnenrad 32, das eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) 32a an ihrer Außenumfangsfläche aufweist und das im Inneren des Hohlrades 31 koaxial zu dem Hohlrad 31 angeordnet ist; ein Träger 34, der zwischen dem Hohlrad 31 und dem Sonnenrad 32 koaxial zu dem Hohlrad 31 und dem Sonnenrad 32 eingefügt ist und einen hohlen zylindrischen Abschnitt aufweist, der mit Durchgangslöchern 33 versehen ist, die den hohlen zylindrischen Abschnitt entlang radialer Richtungen durchdringen; und Ritzel (Zahnräder) 35, die in den Durchgangslöchern 33 des Trägers 34 so untergebracht sind, dass sie frei drehbar sind und in der axialen Richtung gleitfähig sind, und die eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) 35a an ihrer Außenumfangsfläche aufweisen, um mit dem Hohlrad 31 und dem Sonnenrad 32 im Zahneingriff zu stehen.
In einem vorstehend beschriebenen Planetengetriebe wird, wenn die Vorderräder und Hinterräder sich mit der gleichen Drehzahl drehen, d. h. wenn keine Drehdifferenz zwischen Vorderrädern und Hinterrädern vorhanden ist, das von dem Verbrennungsmotor abgegebene Drehmoment zu dem Träger 34 über die Eingangswelle 36 eingegeben. Dann wird bei einem vorbestimmten Drehmomentverteilungsverhältnis ein bestimmtes Drehmoment zu der Vorderradseite von den Ritzeln 35 über das Sonnenrad 32 abgegeben, während ein bestimmtes Drehmoment zu der Hinterradseite von den Ritzeln 35 über das Hohlrad 31 abgegeben wird. Andererseits ergibt sich, wenn eine Drehdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern auftritt, eine Drehdifferenz zwischen dem Sonnenrad 32, das mit der Vorderradseite verbunden ist, und dem Hohlrad 31, das mit der Hinterradseite verbunden ist. Folglich wird, da das Hohlrad 31 und die Ritzel 35 mit der Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) ausgebildet sind, eine durch einen Pfeil A in 6A gezeigte Axialkraft in der Achsenrichtung der Ritzel 35 erzeugt. Aufgrund dieser Axialkraft gleiten die Ritzel 35 in der Richtung des Pfeils A innerhalb der Durchgangslöcher 33 des Trägers 34, und dadurch drücken sie das Hohlrad 31, da eine Endfläche 35b von jedem Ritzel 35 mit einer Innenwandfläche 31b des Hohlrades 31 in Kontakt steht. Aufgrund dieser Drückkraft wird eine Reibungskraft an den Kontaktabschnitten zwischen den Endflächen 35b der Ritzel 35 und der Innenwandfläche 31b des Hohlrades 31 erzeugt, und dadurch gelangen die Ritzel 35 und das Hohlrad 31 in Eingriff. Daher gelangen die Vorderradseite, die mit den Ritzeln 35 über das Sonnenrad 32 verbunden sind, und die Hinterradseite, die mit dem Hohlrad 31 verbunden ist, in Eingriff. Folglich wird eine andere Drehmomentverteilung, die sich von der Drehmomentverteilung unterscheidet, die dann auftritt, wenn die Vorderräder und Hinterräder sich mit der gleichen Drehzahl drehen, derart erzielt, dass die Drehdifferenz zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern verringert wird.
Bei dieser Art an Planetengetriebevorrichtung laufen, wenn die Drehung der Eingangswelle 36 zu dem Träger 34 übertragen wird, die Ritzel 35, die in den Durchgangslöchern 33 des Trägers 34 vorgesehen sind, zusammen mit dem Träger 34 um, und die Ritzel 35 drücken eine Innenwand des Trägers 34, da die Außenumfangsflächen der Ritzel 35 mit den Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangslöcher 33 in Kontakt stehen. Aufgrund dieses Drückvorgangs wird eine konzentrierte Spannung, das heißt eine sogenannte ”Hertz-Spannung” in den Kontaktabschnitten durch den Kontaktflächendruck erzeugt. Aufgrund der Hertz-Spannung wird eine Reibung an den Kontaktabschnitten zwischen den Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangsfläche 33 und den Außenumfangsflächen der Ritzel 35 erzeugt, und daher ist es wahrscheinlich, dass die Kontaktabschnitte verschleißen.
Um den Verschleiß der Kontaktabschnitte zu verringern, beschreibt beispielsweise die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer JP 2003-314 664 A eine Planetengetriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, bei der die Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangslöcher 33 jeweils durch eine gewölbte Ebene ausgebildet sind, dessen Krümmungsradius gleich dem Radius des Außenumfangskreises von jedem Ritzel 35 ist. Daher wird die Fläche (der Bereich) der Kontaktabschnitte zum Zeitpunkt des Kontaktes zwischen dem Außenumfangsflächen der Ritzel 35 und der Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangslöcher 33 vergrößert, und daher nimmt der Kontaktflächendruck ab. Somit wird der Verschleiß der Kontaktabschnitte verringert.
Jedoch variieren in der Planetengetriebevorrichtung der Druckschrift JP 2003-314 664 A die Maße der Durchgangslöcher 33, der Ritzel 35 und der anderen Bauteile der Planetengetriebevorrichtung innerhalb der Bereiche eines möglichen Maßfehlers. Wenn sich derartige Maßvariationen aufsummieren, können, wenn die Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangslöcher 33, die durch Bogenebenen ausgebildet sind, deren Krümmungsradius der gleiche wie der Radius des Außenumfangskreises von jedem Ritzel 35 ist, Vorspannkontaktabschnitte 38 zwischen den Innenwandflächen 33a, 33b der Durchgangslöcher 33 und der Außenumfangsflächen der Ritzel 35 ausgebildet werden, wie dies in 6B gezeigt ist. Wenn derartige Vorspannkontaktabschnitte 38 ausgebildet werden, verringert sich die Fläche jener Kontaktabschnitte und erhöht sich der Kontaktflächendruck. Folglich wird der Verschleiß der Kontaktabschnitte hoch. Im Übrigen bezieht sich der ”Vorspannkontakt” auf eine Art an Kontakt, durch den die Bauteile, gleichmäßig miteinander in den vorbestimmten Bereichen unter Normalbedingungen in Kontakt stehen, dazu gebracht werden, dass sie örtlich miteinander in Kontakt stehen, und dadurch erhöht sich der Flächendruck an den Kontaktabschnitten aufgrund der aufsummierten Maßfehler der Bauteile oder dergleichen.
Darüber hinaus können Vorspannkontaktabschnitte 39 auch zwischen den Endflächen 35b der Ritzel 35 und der Innenwandfläche 31b des Hohlrades 31 ausgebildet sein. Wenn ein derartiger Vorspannkontaktabschnitt 39 ausgebildet wird, verursacht die Axialkraft, die in der Richtung des Pfeils B in 6B zum Zeitpunkt der Differentialsteuerung auftritt, eine Momentkraft um den Vorspannkontaktabschnitt herum, der als ein Drehpunkt wirkt, die in einer Richtung wirkt, die senkrecht zu der Achsenrichtung des Ritzels 35 steht. Diese Momentkraft wirkt in der Richtung eines Pfeils D, wobei sie die Außenumfangsfläche des Ritzels 35 gegen die Innenwandfläche des Durchgangslochs 33 drückt und daher den Kontaktflächendruck an dem Vorspannkontaktabschnitt 38 weiter erhöht, was die Probleme verstärkt, dass der Verschleiß des Kontaktabschnitts hoch und die Erzeugung eines Geräusches von dem Kontaktabschnitt schwierig zu unterdrücken sein wird.
Die Druckschrift DE 42 17 784 C2 offenbart ein Differentialgetriebe mit einem in einem Differentialgehäuse drehbar gelagerten Differentialträger, zwei im Differentialträger in Zylinderbohrungen drehbar gehaltenen zueinander koaxialen Achswellenrädern und mehreren im Differentialträger achslos in Bohrungen gelagerten Ausgleichsrädern in achsparalleler Anordnung, wobei die Ausgleichsräder mit einem Teil mit dem einen der Achswellenräder und mit einem anderen Teil mit dem anderen der Achswellenräder und untereinander zumindest mit einem des jeweils anderen Teils der Ausgleichsräder in Eingriff sind.
Die Druckschrift US 6 796 922 B2 offenbart ein Planetengetriebe mit einem Innenrad, einem Sonnenrad, das an der Innenseite des Innenrades angeordnet ist, wobei seine Achse zu jener des Innenrades fluchtet, einem Planetenrad, das zwischen dem Innenrad und dem Sonnenrad angeordnet ist und parallel zu diesem rotiert und die Rotation zwischen Innenrad und Sonnenrad übertragen kann, und einem Träger, der zu seiner Achse drehbar ist. Die Achse des Trägers fluchtet zur Achse des Innenrads und hat ein Aufnahmeloch für das Planetenrad. Der Träger hat zwei Freigabeteile. Zumindest ein Zahn des Planetenrads steht unabhängig von der Rotationsposition des Planetenrads mit einer den Freigabeteilen zugewandten Endkante der Innenumfangsfläche des Aufnahmelochs in Kontakt.
Die Druckschrift DE 1 650 737 offenbart ein selbstsperrendes Ausgleichgetriebe mit Stirnrädern, bei dem eine Anzahl erster Planetenräder, die mit einem von zwei Sonnenrädern kämmen, und eine Anzahl zweiter Planetenräder, die mit dem anderen der beiden Sonnenrädern kämmen, angeordnet sind. Eines der ersten Planetenräder kämmt mit mindestens einem der zweiten Planetenräder. Außerdem übt ein Federring eine radiale Druckkraft auf die Planetenräder aus, um eine Reibungskraft zu erzeugen.
Die Druckschrift DE 39 20 794 C1 offenbart ein selbsthemmemdes Differentialgetriebe, bei dem zwei Achswellenräder mit Umfangsverzahnung koaxial in einem Differentialkorb gehalten sind und bei dem eine erste Gruppe der achsparallelen Ausgleichsräder mit einem der beiden Achswellenräder und eine zweite Gruppe der Ausgleichsräder mit dem anderen der beiden Achswellenräder und Räder beider Gruppen zumindest paarweise miteinander im Eingriff stehen und in einander durchdringenden Bohrungen des Differentialkorbes gehalten sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Planetengetriebevorrichtung zu erlangen, die einen verbesserten Aufbau in Hinblick auf einen günstigen Kontaktflächendruck an ihren Kontaktabschnitten vorsieht.
Diese Aufgabe ist durch eine Planetengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Eine alternative Planetengetriebevorrichtung ist in Anspruch 2 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 3 bis 7.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Planetengetriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs, die den Kontaktflächendruck an Kontaktabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Ritzel und den Innenwandflächen der Durchgangslöcher des Trägers verringert und dadurch deren Verschleiß vermindert und die Erzeugung eines Geräusches unterdrückt.
Eine Planetengetriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit Folgendem versehen: einem Hohlrad; einem Sonnenrad, das im Inneren des Hohlrades so angeordnet ist, dass eine Achse des Sonnenrades mit einer Achse des Hohlrades übereinstimmt; einem Träger, der zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad so eingefügt ist, dass eine Achse des Trägers mit der Achse des Hohlrades und des Sonnenrades übereinstimmt, und der einen hohlen zylindrischen Abschnitt aufweist, der mit einem Durchgangsloch versehen ist, das den hohlen zylindrischen Abschnitt entlang einer radialen Richtung durchdringt; und einem Ritzel, das in dem Durchgangsloch des Träger so untergebracht ist, dass es frei drehbar ist und in einer Achsenrichtung des Ritzels gleitfähig ist, und das mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad im Zahneingriff steht. Das Durchgangsloch des Trägers hat zwei Innenwandflächen, die einer Außenumfangsfläche des Ritzels zugewandt sind, und zumindest eine der Innenwandflächen weist einen Krümmungsradius auf, der größer als ein Radius des Ritzels ist, und hat einen Krümmungsmittelpunkt, der von einem Radiusmittelpunkt des Ritzels entfernt ist. Das Ritzel ist in Bezug auf den Träger so angeordnet, dass ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen der einen Innenwandfläche und der Außenumfangsfläche des Ritzels so ausgebildet ist, dass es entlang einer radialen Richtung des Trägers gleitet.
Die Krümmungsmitte der einen Innenwandfläche kann an einer Umfangslinie des hohlen zylindrischen Abschnittes des Trägers angeordnet sein.
Jede der beiden Innenwandflächen kann einen Krümmungsradius aufweisen, der größer als der Radius des Ritzels ist, und kann eine Krümmungsmitte haben, die voneinander entfernt ist.
Eine Planetengetriebevorrichtung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist mit folgendem versehen: einem Hohlrad; einem Sonnenrad, das im Inneren des Hohlrades so angeordnet ist, dass eine Achse des Sonnenrades mit einer Achse des Hohlrades übereinstimmt; einem Träger, der zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad so eingefügt ist, dass eine Achse des Trägers mit der Achse des Hohlrades und des Sonnenrades übereinstimmt, und der einen hohlen zylindrischen Abschnitt aufweist, der mit einem Durchgangsloch versehen ist, das den hohlen zylindrischen Abschnitt entlang einer radialen Richtung durchdringt; und einem Ritzel, das in dem Durchgangsloch des Träger so untergebracht ist, dass es frei drehbar ist und in einer Achsenrichtung des Ritzels gleitfähig ist, und das mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad im Zahneingriff steht. Das Durchgangsloch des Trägers weist Innenwandflächen auf, die einer Außenumfangsfläche des Ritzels zugewandt sind, und zumindest eine der Innenwandflächen ist mit einem flachen Flächenabschnitt versehen, der sich in der radialen Richtung des Trägers erstreckt. Das Ritzel ist in Bezug auf den Träger so angeordnet, dass ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen der einen der Innenwandflächen und der Außenumfangsfläche des Ritzels so ausgebildet ist, dass es entlang einer radialen Richtung des Trägers gleitet.
Der flache Flächenabschnitt, der an der einen Innenwandfläche vorgesehen ist, kann sich zwischen zwei Endabschnitten des Ritzels in der axialen Richtung des Ritzels erstrecken. Die eine Innenwandfläche kann ein Paar an gekrümmten Flächenabschnitten aufweisen, die sich jeweils in einer radialen nach außen weisenden Richtung und einer radialen nach innen weisenden Richtung des Trägers im Bezug auf den flachen Flächenabschnitt erstrecken.
Jeder der gekrümmten Flächenabschnitte, der an der einen Innenwandfläche vorgesehen ist, kann eine Krümmungsmitte aufweisen, die von einer Radiusmitte des Ritzels in der radialen Richtung des Trägers entfernt ist.
Jeder der gekrümmten Flächenabschnitte, die an der einen Innenwandfläche ausgebildet sind, kann einen Krümmungsradius haben, der größer als ein Radius des Ritzels ist.
Eine Mitte der vorbestimmten Breite des flachen Flächenabschnittes kann mit einer Mitte einer Dicke des Umfangswandabschnittes des hohlen zylindrischen Abschnittes des Trägers in der radialen Richtung des Trägers übereinstimmen.
Die vorbestimmte Breite des flachen Flächenabschnittes kann größer als die Summe von einem Spiel, das zwischen dem Ritzel und dem Hohlrad ausgebildet ist, und dem anderen Spiel sein, das zwischen dem Ritzel und dem Sonnenrad ausgebildet ist.
Zumindest das Hohlrad, das Sonnenrad oder das Ritzel kann eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) aufweisen.
Zumindest das Hohlrad, das Sonnenrad oder das Ritzel kann eine Geradverzahnung aufweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend dargelegten und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung von Ausführungsbespielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich hervor, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen.
1 zeigt eine Schnittansicht eines Differentials mit begrenztem Rutschbetrag (LSD) eines Kraftfahrzeugs, in dem eine Planetengetriebevorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.
2A zeigt eine perspektivische Explosionsansicht einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der ein Hohlrad, Ritzel, ein Träger und ein Sonnenrad auseinandergebaut sind, und 2B zeigt eine ausschnittartige Seitenansicht einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem das Hohlrad, die Ritzel, die Träger und das Sonnenrad miteinander in Zahneingriff stehen.
3 zeigt eine ausschnittartige Seitenansicht einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem ein Ritzel in einem Durchgangsloch untergebracht ist, dessen Innenwandflächen einen Krümmungsradius rh₁ haben.
4A zeigt eine ausschnittartige Schnittansicht einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem das Hohlrad, die Ritzel und das Sonnenrad im Zahneingriff stehen, und 4B zeigt eine Draufsicht in der Richtung C-C von 4A, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem ein Ritzel, das in einem Durchgangsloch des Trägers untergebracht ist, mit einer Innenwandfläche des Hohlrades in Kontakt steht.
5A zeigt eine ausschnittartige Seitenansicht der Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem ein Ritzel in einem Durchgangsloch des Trägers untergebracht ist, dessen gekrümmte Flächenabschnitte einen Krümmungsradius rh₂ haben, und 5B zeigt einen Zustand, bei dem ein Ritzel in einem Durchgangsloch eines Trägers untergebracht ist, dessen gekrümmte Flächenabschnitte einen Krümmungsradius rh₃ haben.
6A zeigt eine ausschnittartige Schnittansicht einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, und 6B zeigt eine Draufsicht in der Richtung C-C von 6A, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem das Ritzel, das in einem Durchgangsloch des Trägers untergebracht ist, mit einer Innenwandfläche eines Hohlrades in Kontakt steht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Die 1 bis 4 zeigen Darstellungen einer Planetengetriebevorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Eine Planetengetriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet beispielsweise ein Differential mit begrenztem Rutschbetrag (LSD) mit Drehmomenterfassung, das die Laufleistung eines Kraftfahrzeugs verbessert, indem das Differential zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern begrenzt wird, wenn eine Differenz bei der Drehzahl zwischen den Vorderrädern und den Hinterrädern auftritt.
Zunächst ist der Aufbau einer Planetengetriebevorrichtung 1 beschrieben. Die Planetengetriebevorrichtung 1 ist, wie dies in den 1, 2A und 2B gezeigt ist, aus einem Hohlrad 2, das an seiner Innenseite eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) aufweist, einem Sonnenrad 3, das im Inneren des Hohlrades 2 angeordnet ist, wobei seine Achse mit der Achse des Hohlrades 2 übereinstimmt und das an seiner Außenseite eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) aufweist, einem Träger 4, der zwischen dem Hohlrad 2 und dem Sonnenrad 3 eingefügt ist, wobei seine Achse mit der Achse des Hohlrades 2 und der Achse des Sonnenrades 3 übereinstimmt, und er einen hohlen zylindrischen Abschnitt 15 hat, der mit Durchgangslöchern (Löcher zum Unterbringen des Ritzels) 5 versehen ist, die durch den hohlen zylindrischen Abschnitt 15 entlang radialer Richtungen hindurchdringen, und Ritzeln 6 aufgebaut, die in den Durchgangslöchern 5 des Trägers 4 so untergebracht sind, dass sie frei drehbar sind und frei in der Achsenrichtung gleitfähig sind, und die an ihrer Außenseite eine Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) aufweisen, die mit dem Hohlrad 2 und dem Sonnenrad 3 in Zahneingriff steht. Obwohl in der Getriebevorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Hohlrad 2, das Sonnenrad 3 und die Ritzel 6 mit der Schrägverzahnung versehen sind, ist dies nicht als Einschränkung zu verstehen. Beispielsweise können zumindest das Hohlrad 2, das Sonnenrad 3 und/oder die Ritzel 6 mit einer Geradverzahnung ausgebildet sein, und sie können mit anderen Zahnrädern, die die Schrägverzahnung (Helix-Verzahnung) aufweisen, in Kombination in Zahneingriff stehen.
Darüber hinaus ist ein Differential 10 mit begrenztem Rutschbetrag, das die Planetengetriebevorrichtung 1 gemäß 1 aufweist, aus einer Eingangswelle 22, die eine Keilverzahnung an einem Endabschnitt von ihr aufweist, einer hinteren Abgabewelle 23, einem Antriebszahnrad 24, das eine Keilverzahnung an einem Endabschnitt von ihm aufweist und eine Außenverzahnung an dem anderen Endabschnitt aufweist, einem Zwischenzahnrad 25, das eine Außenverzahnung aufweist, einem angetriebenen Zahnrad 26, dessen hohler zylindrischer Körper eine Keilverzahnung an einem Innenumfangsabschnitt von ihm aufweist und eine Außenverzahnung an einem Außenumfangsabschnitt von ihm aufweist, und einer vorderen Abgabewelle 27 aufgebaut, die eine Keilverzahnung an einem Endabschnitt von ihr aufweist.
Die Eingangswelle 22 und ein Gehäuse 28 sind durch ein Lager 22a frei drehbar miteinander verbunden, das zwischen der Eingangswelle 22 und dem Gehäuse 28 vorgesehen ist. Die hintere Abgabewelle 23 und das Gehäuse 28 sind durch ein Lager 23a frei drehbar miteinander verbunden, das zwischen der hinteren Abgabewelle 23 und dem Gehäuse 28 vorgesehen ist. Das Antriebszahnrad 24 und das Gehäuse 28 sind durch Lager 24a, 24b frei drehbar miteinander verbunden, die zwischen dem Antriebszahnrad 24 und dem Gehäuse 28 vorgesehen sind. Das Zwischenzahnrad 25 und das Gehäuse 28 sind durch Lager 25a, 25b frei drehbar miteinander verbunden, die zwischen dem Zwischenzahnrad 25 und dem Gehäuse 28 vorgesehen sind. Das angetriebene Zahnrad 26 und das Gehäuse 28 sind durch Lager 26a, 26b frei drehbar miteinander verbunden, die zwischen dem angetriebenen Zahnrad 26 und dem Gehäuse 28 vorgesehen sind. Die vordere Abgabewelle 27 und das Gehäuse 28 sind durch ein Lager 27a frei drehbar miteinander verbunden, das zwischen der vorderen Abgabewelle 27 und dem Gehäuse 28 vorgesehen ist.
Das Hohlrad 2 ist, wie dies in 2A gezeigt ist, aus einem hohlen zylindrischen Abschnitt 11 und einem Bodenabschnitt 12, der mit dem hohlen zylindrischen Abschnitt 11 einstückig ausgebildet ist, aufgebaut. Der hohle zylindrische Abschnitt 11 ist mit einer Innenschrägverzahnung (Helix-Verzahnung) 11a versehen, die eine vorbestimmte Zähnezahl hat und von einer Innenwandfläche des hohlen zylindrischen Abschnitts 11 vorragt. Der Bodenabschnitt 12 ist mit der hinteren Abgabewelle 23 einstückig ausgebildet, die von einer Außenfläche 12a so vorragt, dass die Achse der hinteren Abgabewelle 23 und die Achse des hohlen zylindrischen Abschnitts 11 an der gleichen geraden Linie ausgerichtet sind. Das Sonnenrad 3 ist durch einen hohlen zylindrischen Körper ausgebildet. Eine Außenumfangsfläche eines Endabschnitts des Sonnenrads 3 ist mit einem Zahnrad 3a mit einer Außenschrägverzahnung (Helix-Verzahnung) 3a mit einer vorbestimmten Zähnezahl versehen, und eine Innenwandfläche des anderen Endabschnitts ist mit einer Keilverzahnung 3b versehen.
Der Träger 4 ist, wie dies in 2A gezeigt ist, aus dem hohlen zylindrischen Abschnitt 15, einem Bodenabschnitt 16 und einem Nabenabschnitt 17 aufgebaut. Unter der Annahme eines Umfangs d, der an der Mitte zwischen dem Außenumfang und dem Innenumfang des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 in den radialen Richtungen angeordnet ist, hat der hohle zylindrische Abschnitt 15 drei Durchgangslöcher 5, die Mitten (Mittelpunkte) an der Linie des Umfangs d haben, wie dies in 3 gezeigt ist, und die den hohlen zylindrischen Abschnitt 15 entlang radialer Richtungen durchdringen. Die drei Durchgangslöcher 5 sind unter gleichen Abständen ausgebildet. Im Übrigen durchdringen die Durchgangslöcher 5 auch den hohlen zylindrischen Abschnitt 15 in der Achsenrichtung der Ritzel 6. Der Bodenabschnitt 16 ist mit dem Nabenabschnitt 17 einstückig ausgebildet, der von einer Innenfläche 16a des Bodenabschnitts 16 so vorragt, dass die Achse des Nabenabschnitts 17 und die Achse des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 miteinander übereinstimmen. Eine Innenwandfläche des Nabenabschnitts 17 ist mit einer Keilverzahnung 17a versehen.
Jedes der Durchgangslöcher 5 des Trägers 4 hat, wie dies in 3 dargestellt ist, Innenwandflächen 5a, 5b, die einer Außenumfangsfläche eines entsprechenden Ritzels 6 zugewandt sind. Die Innenwandflächen 5a, 5b sind einander zugewandt bei einem vorbestimmten Abstand L ausgebildet, der zwischen dem Schnittpunkt des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 mit der Innenwandfläche 5a und dem Schnittpunkt des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 mit der Innenwandfläche 5b belassen bleibt. Wenn ”rp” der Radius von einer Mitte P₀ jedes Ritzels 6 ist und ”S” jeweils ein Zwischenraum ist, der zwischen der Außenumfangsfläche eines Ritzels 6 und der Innenwandfläche 5a eines Durchgangslochs 5 an der Linie des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 definiert ist, wenn das Ritzel 6 in dem Durchgangsloch 5 untergebracht ist, und auch der Abstand (Raum), der zwischen der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 und der Innenwandfläche 5b des Durchgangslochs 5 an der Linie des Umfangs d definiert wird, wird die Entfernung L zwischen der Innenwandfläche 5a und der Innenwandfläche 5b an der Linie des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 durch ”2rp + 2S” ausgedrückt.
Diese Zwischenräume S repräsentieren in 3 die gleichen Zwischenräume, die zwischen der Innenwandfläche 5a des Durchgangslochs 5 und der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 definiert sind und zwischen der Innenwandfläche 5b des Durchgangslochs 5 und der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 definiert sind. Jedoch kann in Abhängigkeit von dem Drehzustand des Trägers 4 und jedes Ritzels 6 ein Zwischenraum von 2S zwischen der Innenwandfläche 5a und der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 definiert werden oder zwischen der Innenwandfläche 5b und der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 definiert werden. Die Zwischenräume S sind mit einem hochgradig viskosen Schmieröl wie beispielsweise Fett oder dergleichen so gefüllt, dass die Ritzel 6 und der Träger 4 geschmiert werden. Daher kann, wenn ein Zwischenraum zum Beschicken des Schmieröls in die Räume sichergestellt werden kann und die Räume tatsächlich mit dem Schmieröl gefüllt sind, der Verschleiß der Vorspannkontaktabschnitte weiter verringert werden.
Wie dies in 3 dargestellt ist, hat die Innenwandfläche 5a von jedem Durchgangsloch 5 einen Krümmungsradius rh₁, der größer als der Radius rp der Ritzel 6 ist, und ihre Innenwandfläche 5b hat den gleichen Krümmungsradius rh₁ wie die Innenwandfläche 5a. Im Übrigen hat jede Innenwandfläche 5a und die Innenwandfläche 5b eine Krümmungsmitte, die um eine Entfernung X von dem Radiusmittelpunkt P₀ des Ritzels 6 entfernt ist, an der Linie des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15. Der Krümmungsradius bezieht sich hierbei auf den Radius eines Kreises, der einem örtlichem Krümmungszustand einer gekrümmten Linie nahe kommt.
Aufgrund der Zwischenräume S zwischen den Ritzeln 6 und den Innenwandflächen 5a, 5b der Durchgangslöcher 5 und dem Krümmungsradius rh₁ der Innenwandflächen 5a, 5b können die Ritzel 6 sich innerhalb der Durchgangslöcher 5 in den radialen Richtungen und in der Umfangsrichtung des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 bewegen. Genauer gesagt kann jedes Ritzel 6 sich frei innerhalb des Bereiches des Zwischenraums 2S in der Richtung des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 bewegen und kann sich außerdem frei innerhalb eines vorbestimmten Bereiches in den radialen Richtungen bewegen. Der vorbestimmte Bereich in den radialen Richtungen ist durch ein Intervall definiert, das erhalten wird, indem das Spiel, das zwischen der Schrägverzahnung 6a jedes Ritzels 6 und der Annenschrägverzahnung 11a des Hohlrads 2 ausgebildet ist, und dem Spiel, das zwischen der Außenschrägverzahnung 6a jedes Ritzels 6 und der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 ausgebildet ist, kombiniert werden.
Somit drehen sich die Ritzel 6 sich um ihre eigene Achsen in den Durchgangslöchern 5 und laufen, dem Träger 4 folgend, um. Im Übrigen kann sich jedes Ritzel 6 innerhalb des Bereiches des Intervalls (d. h. des Spiels), das zwischen dem Hohlrad 2 und dem Sonnenrad 3 definiert ist, bewegen und kann sich innerhalb des Bereiches des Zwischenraums 2S bewegen. Daher bewegen sich, wenn die Maßvariationen innerhalb der zulässigen Bereiche für Messfehler für die Bauteile der Planentengetriebevorrichtung 1 des Fahrzeugs sich aufsummiert haben, die Ritzel 6 in den vorstehend erwähnten Richtungen so, dass der Vorspannkontakt der Kontaktabschnitte vermieden wird. Dies führt zu einer Verringerung der Momentkraft um den Vorspannkontaktabschnitt herum, der als ein Drehpunkt dient, der durch eine Axialkraft bewirkt wird, die an dem Ritzel während der Differentialsteuerung auftritt, und führt daher zu einer Abnahme des Kontaktflächendrucks an den Kontaktabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Ritzel und der Innenwandflächen der Durchgangslöcher. Daher verringert sich der Verschleiß der Kontaktabschnitte, und die Erzeugung eines Geräusches an den Kontaktabschnitten wird unterdrückt.
Jedes Ritzel 6 ist, wie dies in 2A gezeigt ist, aus einem hohlen zylindrischen Körper ausgebildet, dessen Außenumfangsfläche mit der vorragenden Außenschrägverzahnung 6a versehen ist, und ein Durchgangsloch 6b zum Ausbilden eines Schmierölkanals erstreckt sich durch das Ritzel 6 in seiner axialen Richtung.
Die Spezifikationen der Innenschrägverzahnung 11a des Hohlrades 2, der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 und der Außenschrägverzahnung 6a von jedem Ritzel 6 wie beispielsweise ihre Zähnezahl und dergleichen, werden gemäß den Fahrzeugmodellen, dem Drehmomentverteilungsverhältnis zwischen den Vorderrädern und Hinterrädern und anderen Bedingungen bestimmt. Beispielsweise kann die Zähnezahl der Außenschrägverzahnung 6a von jedem Ritzel 6 die Anzahl sechs haben und die Zähnezahl der Innenschrägverzahnung 11a des Hohlrades 2 kann die Anzahl vierzig haben, und die Zähnezahl der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 kann zwanzig betragen. Wenn in diesem Fall beispielsweise das Sonnenrad 3 eine Umdrehung im Uhrzeigersinn vollzieht, läuft das Hohlrad 2 eine halbe Umdrehung im Gegenuhrzeigersinn über die Ritzel 6.
Das Hohlrad 2 ist an seinem Bodenabschnitt 12 mit der hinteren Abgabewelle 23 so verbunden, dass die Achse des Hohlrades 2 und die Achse der hinteren Abgabewelle 23 miteinander übereinstimmen, und es ist schließlich mit den Rädern über ein (nicht dargestelltes) Differential verbunden. Im Übrigen ist der Träger 4 radial im Inneren des hohlen zylindrischen Abschnitts 11 des Hohlrades 2 so untergebracht, das die Achse des Hohlrades 2 und die Achse des Trägers 4 miteinander übereinstimmen, und so, dass ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche der Innenschrägverzahnung 11a und der Außenumfangsfläche des Trägers 4 belassen bleibt.
Das Sonnenrad 3 ist durch eine Keilverzahnungsverbindung mit einem Endabschnitt des Antriebszahnrades 24 so verbunden, dass die Achse des Sonnenrades 3 und die Achse des Antriebszahnrades 24 miteinander übereinstimmen. Im Übrigen ist der Nabenabschnitt 17 des Trägers 4 radial im Inneren eines Endabschnitts des Sonnenrades so untergebracht, dass die Achse des Nabenabschnitts 17 und die Achse des Sonnenrades 3 miteinander übereinstimmen, und so, dass ein vorbestimmter Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche des Nabenabschnittes 17 und der Innenumfangsfläche des Sonnenrades 3 belassen bleibt.
Das Antriebszahnrad 24 steht mit dem Zwischenzahnrad 25 in Zahneingriff, und das Zwischenzahnrad 25 steht mit dem angetriebenen Zahnrad 26 in Zahneingriff. Das angetriebene Zahnrad 26 ist mit der vorderen Abgabewelle 27 durch eine Keilverzahnungsverbindung so verbunden, dass die Achse des angetriebenen Zahnrades 26 und die Achse der vorderen Abgabewelle 27 miteinander übereinstimmen.
Der Träger 4 ist an seinem Nabenabschnitt 17 mit einem distalen Endabschnitt der Eingangswelle 22 durch eine Keilverzahnungsverbindung so verbunden, dass die Achse des Trägers 4 und die Achse der Eingangswelle 22 miteinander übereinstimmen.
Die Ritzel 6 sind in den Durchgangslöchern 5 so untergebracht, dass vorbestimmte Zwischenräume zwischen den Innenwandflächen 5a, 5b der Durchgangslöcher 5 und der Außenumfangsflächen der Ritzel 6 belassen bleiben. Im Übrigen stehen die Ritzel 6, wie dies in 2B dargestellt ist, an der radial äußeren Seite der Durchgangslöcher 5 mit der Innenschrägverzahnung 11a des Hohlrades 2 in Zahneingriff und stehen an ihrer radial inneren Seite mit der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 in Zahneingriff.
Aufgrund dieses Aufbaus dreht sich, wie dies in 1 dargestellt ist, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors zu der Eingangswelle 22 eingegeben wird und die Eingangswelle 22 sich beispielsweise in der Richtung des Uhrzeigersinns dreht, der Träger 4 in der Richtung des Uhrzeigersinns. Wenn sich der Träger 4 in der Richtung des Uhrzeigersinns dreht, gelangt die Außenumfangsfläche von jedem Ritzel 6, die in den Durchgangslöchern 5 untergebracht sind, mit der Innenwandfläche 5a in Kontakt, und jedes Ritzel 6 läuft um die Achse des Trägers 4 der Drehung des Trägers 4 folgend um. Gleichzeitig drehen sich die Ritzel 6 in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns um ihre eigene Achsen in den Durchgangslöchern 5. Wenn die Außenumfangsflächen der Ritzel 6 mit den Innenwandflächen 5b der Durchgangslöcher 5 in Kontakt gelangen, bewegen sich die Ritzel 6 in der Umfangsrichtung des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 in den Durchgangslöchern 5 so, dass ein Zwischenraum D, wie dies in 4B dargestellt ist, zwischen der Außenumfangsfläche jedes Ritzels 6 und der Innenwandfläche 5a des Durchgangslochs 5 ausgebildet wird. Selbst wenn aufgrund von Maßvariationen der Bauteile der Planetengetriebevorrichtung 1 die Außenumfangsfläche von jedem Ritzel 6 und die Innenwandfläche 5a miteinander in Kontakt gelangen, ohne den vorstehend erwähnten Zwischenraum auszubilden, wird der Kontaktflächendruck an den Kontaktabschnitt beträchtlich verringert und wird eine Erzeugung eines Geräusches von dem Kontaktabschnitt bei diesem Ausführungsbeispiel unterdrückt, da der Krümmungsmittelpunkt der Innenwandfläche 5a von der Radiusmitte P₀ des Ritzels 6 um die Entfernung X an der Umfangslinie des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 entfernt ist und der Krümmungsradius rh₁ der Innenwandfläche 5a größer als der Radius rp des Ritzels 6 ist.
Die 5A und 5B zeigen ausschnittartige Seitenansichten von Planetengetriebevorrichtungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei jeweils ein Zustand gezeigt ist, in dem ein Ritzel in einem Durchgangsloch eines Trägers untergebracht ist.
Die Planetengetriebevorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels in der Form der Durchgangslöcher, die in dem Träger ausgebildet sind, wobei aber der restliche Aufbau im Wesentlichen der Gleiche ist. Daher ist der Aufbau, der bezüglich des ersten Ausführungsbeispiels, das in den 1–4 gezeigt ist, gleich ist, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und eine detaillierte Beschreibung erfolgt lediglich im Hinblick auf die Unterschiede.
Wie dies in den 5A und 5B dargestellt ist, durchdringen die Durchgangslöcher (d. h. die Ritzelunterbringungslöcher) 9, die in dem Träger 4 ausgebildet sind, die Wand des Trägers 4 in radialen Richtungen in im Wesentlichen der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Im Übrigen durchdringen die Durchgangslöcher 9 ebenfalls den Träger 4 in der axialen Richtung. Jedes der Durchgangslöcher 9 des Trägers 4 hat Innenwandflächen 9a, 9b, die der Außenumfangsfläche eines Ritzels 6 zugewandt sind. Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Innenwandflächen 9a, 9b so ausgebildet, dass sie einander zugewandt sind, wobei ein vorbestimmter Abstand L zwischen dem Schnittpunkt des Umfangs d jeweils mit der Innenwandfläche 9a und dem Schnittpunkt des Umfangs d mit der Innenwandfläche 9b belassen bleibt. Dieser Abstand L wird durch ”2rp + 2S” ausgedrückt, wobei ”rp” der Radius des Ritzels 6 ist und ”S” ein jeweiliger Zwischenraum ist, der zwischen der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 und der Innenwandfläche 9a definiert ist und zwischen der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 und der Innenwandfläche 9b definiert ist, wenn das Ritzel 6 in dem Durchgangsloch 9 so untergebracht ist, dass es sich an der Linie des Umfangs d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 befindet.
Wie dies in den 5A und 5B gezeigt ist, ist die Innenwandfläche 9a von jedem Durchgangsloch 9 durch einen flachen Flächenabschnitt 9c und ein Paar an gekrümmten Flächenabschnitten, d. h. ein gekrümmter Flächenabschnitt 9d, der sich radial von dem flachen Flächenabschnitt 9c nach außen erstreckt, und ein gekrümmter Flächenabschnitt 9e, der sich radial von dem flachen Flächenabschnitt 9c nach innen erstreckt, ausgebildet. Der flache Flächenabschnitt 9c hat, wie dies in 5A gezeigt ist, eine vorbestimmte Breite 2Y, und erstreckt sich zwischen zwei Endabschnitten des Ritzels 6 in der axialen Richtung des Ritzels 6. Die vorbestimmte Breite ist der Abstand zwischen einem Schnittpunkt P₂ und einem Schnittpunkt P₃, die wie folgt definiert sind. Der Schnittpunkt P₂ repräsentiert einen Punkt, bei dem eine gerade Linie, die sich parallel zu dem vorstehend definierten Umfang d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 erstreckt und die durch einen Mittelpunkt P₅ tritt, der sich bei einem Abstand Y von der radialen Mitte P₀ des Ritzels 6 in einer radial nach innen weisenden Richtung des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 an einer Linie befindet, die senkrecht zu dem Umfang d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 ist, einen Bogen mit dem Krümmungsradius rh₂ um den Mittelpunkt P₅ schneidet. Der Schnittpunkt P₃ repräsentiert einen Punkt, an dem eine gerade Linie, die sich parallel zu dem Umfang d des hohlen zylindrischen Abschnitts 15 erstreckt und die durch einen Mittelpunkt P₆ tritt, der sich bei einem Abstand Y von dem Mittelpunkt P₀ in einer radial nach außen weisenden Richtung an einer Linie befindet, die senkrecht zu dem Umfang d steht, einen Bogen mit dem Krümmungsradius rh₂ um den Mittelpunkt P₆ schneidet. Was die vorbestimmte Breite des flachen Flächenabschnittes 9c anbelangt, der um den Abstand 2Y ausgebildet ist, so ist es ausreichend, dass die Breite größer als die Gesamtheit des Spiels, das zwischen der Außenschrägverzahnung 6a des Ritzels 6 und der Annenschrägverzahnung 11a des Hohlrades 2 ausgebildet ist, und des Spiels ist, das zwischen der Außenschrägverzahnung 6a des Ritzels 6 und der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 ausgebildet ist. Wenn diese vorbestimmte Breite größer als die Gesamtheit aus den beiden Spielen ist, können die Ritzel 6 sich frei innerhalb des Bereiches des Abstandes aus der Gesamtheit der Spiele bewegen.
Der gekrümmte Flächenabschnitt 9d ist durch einen Bogen mit einem Krümmungsradius rh₂ um den Mittelpunkt P₆ ausgebildet, der sich zwischen dem Schnittpunkt P₃ und einem Randabschnitt P₄ erstreckt. Der Bogen des gekrümmten Flächenabschnittes 9d und eine gerade Linie im flachen Flächenabschnitt 9c sind glatt an dem Schnittpunkt P₃ miteinander verbunden. Der gekrümmte Flächenabschnitt 9e ist durch einen Bogen mit einem Krümmungsradius rh₂ um den Mittelpunkt P₅ ausgebildet, der sich zwischen dem Schnittpunkt P₂ und einem Randabschnitt P₁ erstreckt. Der Bogen des gekrümmten Flächenabschnittes 9e und eine gerade Linie an dem flachen Flächenabschnitt 9c sind glatt an dem Schnittpunkt P₂ miteinander verbunden.
Es ist ausreichend, dass die Innenwandfläche 9b durch einen flachen Flächenabschnitt und gekrümmte Flächenabschnitte ausgebildet ist, die die gleiche Form wie die Form der Innenwandfläche 9a haben, und die Innenwandfläche 9b so ausgebildet ist, dass sie zu der Innenwandfläche 9a gewandt ist. Im Übrigen kann die Innenwandfläche 9b auch so ausgebildet sein, dass sie zu der Innenwandfläche 9a zugewandt ist und durch einen flachen Flächenabschnitt und gekrümmte Flächenabschnitte ausgebildet ist, die eine gegenüber der Form der Innenwandfläche 9a unterschiedliche Form haben.
Wenn das Ritzel 6 in dem Durchgangsloch 9 untergebracht ist, ist ein Zwischenraum S in ähnlicher Weise wie der Zwischenraum S in dem ersten Ausführungsbeispiel zwischen der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 und einer jeweiligen Innenwandfläche 9a und 9b ausgebildet. In Abhängigkeit von dem Drehzustand der Ritzel 6 und des Trägers kann der Zwischenraum S zwischen der Außenumfangsfläche von jedem Ritzel 6 und der Innenwandfläche 9a definiert sein oder sowohl zwischen der Außenumfangsfläche von jedem Ritzel 6 und der Innenwandfläche 9a als auch zwischen der Außenumfangsfläche von jedem Ritzel 6 und der Innenwandfläche 9b definiert sein. Die Zwischenräume S sind mit einem hochgradig viskosen Schmieröl wie beispielsweise Fett oder dergleichen so gefüllt, dass die Ritzel 6 und der Träger 4 geschmiert werden. Daher kann, wenn ein Zwischenraum zum Beschicken des Schmieröls in die Zwischenräume sichergestellt werden kann und die Zwischenräume tatsächlich mit dem Schmieröl gefüllt sind, der Verschleiß der Vorspannkontaktabschnitte weiter verringert werden.
Obwohl das zweite Ausführungsbeispiel im Hinblick auf den Fall beschrieben ist, bei dem die Innenwandflächen 9a und 9b von jedem Durchgangsloch 9 jeweils durch den flachen Flächenabschnitt 9c und die gekrümmten Flächenabschnitte 9d, 9e ausgebildet sind, kann jede der Innenwandflächen 9a, 9b auch lediglich durch einen flachen Flächenabschnitt 9c ausgebildet sein. Wenn die Innenwandflächen 9a, 9b der Durchgangslöcher 9 lediglich durch den flachen Flächenabschnitt 9c jeweils ausgebildet sind, werden die radial nach außen weisende Öffnung und die radial nach innen weisende Öffnung von jedem Durchgangsloch 9 breiter, so dass das Schmieren der Ritzel 6 besser gestaltet wird.
Der vorstehend beschriebene Aufbau ermöglicht in ähnlicher Weise wie der Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels, dass die Ritzel 6 sich in den radialen Richtungen und in der Richtung der Achse der Durchgangslöcher 9 bewegen. Was die Bewegungen in den radialen Richtungen anbelangt, so kann jedes Ritzel 6 sich innerhalb des Bereiches des Zwischenraums 2S in der Richtung des Umfangs d des Trägers 4 bewegen und kann sich innerhalb eines vorbestimmten Bereiches in den Richtungen bewegen, die senkrecht zu dem Umfang d des Trägers 4 (d. h. in der Achsenrichtung der Ritzel 6) stehen. Dieser vorbestimmte Bereich ist durch die Gesamtheit aus dem Spiel, das zwischen der Außenschrägverzahnung 6a von jedem Ritzel 6 und der Innenschrägverzahnung 11a des Hohlrades 2 ausgebildet ist, und dem Spiel definiert, das zwischen der Außenschrägverzahnung 6a jedes Ritzels 6 und der Außenschrägverzahnung 3a des Sonnenrades 3 ausgebildet ist.
Somit drehen sich die Ritzel 6 um Ihre eigenen Achsen in den Durchgangslöchern 9 und sie laufen dem Träger 4 folgend um. Im Übrigen kann jedes Ritzel 6 sich innerhalb des Bereiches des Intervalls bewegen, das zwischen dem Hohlrad 2 und dem Sonnenrad 3 definiert ist, und kann sich innerhalb des Bereiches des Zwischenraums 2S bewegen. Daher wird, wenn Maßvariationen innerhalb der zulässigen Bereiche eines Maßfehlers für die Bauteile der Planetengetriebevorrichtung 1 sich aufsummiert haben, der Vorspannkontakt der Kontaktabschnitte vermieden, wenn die Ritzel 6 sich in den Richtungen bewegen, wie dies vorstehend erwähnt ist. Dies führt zu einer Abnahme der Momentkraft um den Vorspannkontaktabschnitt, der als ein Drehpunkt dient, die durch eine Axialkraft verursacht wird, die sich an jedem Ritzel während der Differentialsteuerung ergibt, und dies führt daher zu einer Abnahme des Kontaktflächendrucks an den Kontaktabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Ritzel und den Innenwandflächen der Durchgangslöcher. Daher nimmt der Verschleiß der Kontaktabschnitte ab, und die Erzeugung eines Geräusches bei den Kontaktabschnitten wird unterdrückt.
Aufgrund des Aufbaus der Planetengetriebevorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel dreht sich, wenn das Drehmoment des Verbrennungsmotors zu der Eingangswelle 22 eingegeben wird und die Eingangswelle 22 sich beispielsweise in der Richtung des Uhrzeigersinns dreht, der Träger 4 in der Richtung des Uhrzeigersinns. Wenn der Träger 4 sich in der Richtung des Uhrzeigersinns dreht, gelangt die Außenumfangsfläche von jedem der Ritzel 6, die in den Durchgangslöchern 9 untergebracht sind, mit der Innenwandfläche 9a in Kontakt, und jedes Ritzel 6 läuft um die Achse des Trägers 4, der Drehung des Trägers 4 folgend, um. Gleichzeitig drehen sich die Ritzel 6 in der Richtung des Gegenuhrzeigersinns um ihre eigenen Achsen in den Durchgangslöchern 9. Wenn die Außenumfangsflächen der Ritzel 6 mit den Innenwandflächen 9b der Durchgangslöcher 9 in Kontakt gelangen, bewegen sich die Ritzel 6 innerhalb der Durchgangslöcher 9 so, dass ein Zwischenraum D, wie dies in 4B gezeigt ist, zwischen der Außenumfangsfläche jedes Ritzels 6 und der Innenwandfläche 9a des Durchgangslochs 9 ausgebildet wird. Selbst wenn aufgrund von Maßvariationen der Bauteile der Planetengetriebevorrichtung 1 die Außenumfangsfläche jedes Ritzels 6 und die Innenwandfläche 9a miteinander in Kontakt gelangen, ohne dass sie den vorstehend erwähnten Zwischenraum ausbilden, wird der Kontaktflächendruck an dem Kontaktabschnitt erheblich verringert und wird die Erzeugung eines Geräusches von dem Kontaktabschnitt bei diesem Ausführungsbeispiel unterdrückt, weil die Innenwandfläche 9a jedes Durchgangslochs 9 einen flachen Flächenabschnitt 9c aufweist, der eine vorbestimmte Breite (2Y) hat, und weil die Krümmungsmittelpunkte der Innenwandfläche 9a von dem Radiusmittelpunkt P₀ des Ritzels 6 um die Entfernung Y in den radialen Richtungen des Trägers 4 entfernt sind.
Alternativ kann, wie dies in 5B gezeigt ist, der gekrümmte Flächenabschnitt 9d durch einen Bogen mit einem Krümmungsradius rh₃ um den Mittelpunkt P₀ ausgebildet sein, der sich zwischen dem Schnittpunkt P₃ und dem Randabschnitt P₄ erstreckt. Der Bogen des gekrümmten Flächenabschnittes 9d und eine gerade Linie an dem flachen Flächenabschnitt 9c sind an dem Schnittpunkt P₃ glatt miteinander verbunden. Der gekrümmte Flächenabschnitt 9e kann durch einen Bogen mit dem Krümmungsradius rh₃ um den Mittelpunkt P₀ ausgebildet sein, der sich zwischen dem Schnittpunkt P₂ und dem Randabschnitt P₁ erstreckt. Der Bogen des gekrümmten Flächenabschnittes 9e und eine gerade Linie an dem flachen Flächenabschnitt 9c sind an dem Schnittpunkt P₂ glatt miteinander verbunden.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, haben in der Planetengetriebevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung die Durchgangslöcher 5 des Trägers 4 jeweils die Innenwandflächen 5a, 5b, die der Außenumfangsfläche des benachbarten Ritzels 6 zugewandt sind, und jede Innenwandfläche 5a, 5b jedes Durchgangslochs 5 hat einen Krümmungsradius rh, der größer als der Radius rp der Ritzel 6 ist, und Krümmungsmittelpunkte, die voneinander entfernt sind, und die Ritzel 6 sind in Bezug auf den Träger 4 so angeordnet, dass der Zwischenraum S zwischen der Außenumfangsfläche jedes Ritzels 6 und jeder Innenwandfläche 5a, 5b des benachbarten Durchgangslochs ausgebildet ist. Als ein Ergebnis wird der folgende Effekt erzielt. Das heißt der Vorspannkontakt, der durch einen Fehler bewirkt wird, d. h. ein Aufsummieren der Maßfehler innerhalb der Bereiche, die für die Bauteile der Planetengetriebevorrichtung 1 zulässig sind, wird vermieden, und der Kontaktbereich zwischen den Ritzeln 6 und dem Hohlrad 2 wird vergrößert, so dass der Kontaktflächendruck an den Kontaktabschnitten zwischen den Außenumfangsflächen der Ritzel 6 und den Innenwandflächen 5a, 5b der Durchgangslöcher 5 verringert werden kann, und der Verschleiß der Außenumfangsflächen der Ritzel 6 und der Innenwandflächen 5a, 5b der Durchgangslöcher 5 kann verringert werden, und die Erzeugung eines Geräusches von den Kontaktabschnitten kann unterdrückt werden. Daher kann die Planetengetriebevorrichtung 2 der vorliegenden Erfindung in einer breiten Vielfalt an Differentialvorrichtungen mit begrenztem Rutschbetrag (LSD) angewendet werden, wie beispielsweise die gegenüber einem Drehmoment empfindliche LSD, die Schräg-LSD und die Torsen-LSD. Während die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihre Ausführungsbeispiele beschrieben ist, sollte verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Konstruktionsarten beschränkt ist. Im Gegensatz dazu soll die vorliegende Erfindung verschiedene Abwandlungen und gleichwertige Aufbauarten abdecken. Außerdem fallen, während die verschiedenen Elemente der Ausführungsbeispiele in den verschiedenen Kombinationen und Aufbauarten gezeigt sind, andere Kombinationen und Aufbauarten inklusive mehr, weniger Elemente oder lediglich ein einzelnes Element ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Erfindung.
Der Träger 4 hat Innenwandflächen 5a, 5b, die einer Außenumfangsfläche eines Ritzels 6 zugewandt sind. Die Innenwandflächen 5a, 5b des Trägers 4 haben einen Krümmungsradius rh₁, der größer als ein Radius des Ritzels 6 ist, und haben Krümmungsmittelpunkte, die voneinander entfernt sind. Das Ritzel 6 ist in Bezug auf den Träger 4 mit einem Zwischenraum S angeordnet, der zwischen jeder der Innenwandflächen 5a, 5b des Trägers 4 und der Außenumfangsfläche des Ritzels 6 so ausgebildet ist, dass ermöglicht wird, dass das Ritzel 6 in radialen Richtungen des Trägers 4 gleitet.

Claims

Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung mit: einem innen mit Schrägverzahnung versehenen Hohlrad (2); einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Sonnenrad (3), das im Inneren des Hohlrades (2) so angeordnet ist, dass eine Achse des Sonnenrades (3) mit einer Achse des Hohlrades (2) übereinstimmt; einem Träger (4), der zwischen dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) so eingefügt ist, dass eine Achse des Trägers (4) mit der Achse des Hohlrades (2) und des Sonnenrades (3) übereinstimmt, und der einen zylindrischen Abschnitt (15) aufweist, der mit einem Durchgangsloch (5) versehen ist, das den zylindrischen Abschnitt (15) entlang einer radialen Richtung des Trägers (4) durchdringt; und einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Ritzel (6), das in dem Durchgangsloch (5) des Trägers (4) so untergebracht ist, dass es frei drehbar ist und in einer Achsenrichtung des Ritzels (6) gleitfähig ist, und das mit dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) im Zahneingriff steht, wobei die Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger (4) eine Innenwandfläche (5a) und eine andere Innenwandfläche (5b) hat, die einer Außenumfangsfläche des Ritzels (6) zugewandt sind; sowohl die eine Innenwandfläche (5a) als auch die andere Innenwandfläche (5b) so ausgebildet ist, dass sie einen Krümmungsradius (rh₁) aufweist, der größer als ein Radius (rp) des Ritzels (6) ist; eine Krümmungsmitte der einen Innenwandfläche (5a) und eine Krümmungsmitte der anderen Innenwandfläche (5b) an einem Umfang angeordnet sind, dessen Mitte eine Achsenmitte des zylindrischen Abschnitts (15) ist, und durch eine Mitte einer Breite zwischen einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (15) und einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (15) in der radialen Richtung tritt; die eine Innenwandfläche (5a) und die andere Innenwandfläche (5b) so angeordnet sind, dass die Krümmungsmitte der einen Innenwandfläche (5a) von einer Mitte zwischen der einen Innenwandfläche (5a) und der anderen Innenwandfläche (5b) in einer Richtung des Umfangs entfernt ist, und näher zu der anderen Innenwandfläche (5b) als zu der einen Innenwandfläche (5a) ist, und die Krümmungsmitte der anderen Innenwandfläche (5b) von der Mitte zwischen der einen Innenwandfläche (5a) und der anderen Innenwandfläche (5b) in einer Richtung des Umfangs entfernt ist, und näher zu der einen Innenwandfläche (5a) als zu der anderen Innenwandfläche (5b) ist; und das Ritzel (6) in Bezug auf den Träger (4) so angeordnet ist, dass ein Zwischenraum (S) zwischen jeder Innenwandfläche (5a, 5b) und der Außenumfangsfläche des Ritzels (6) so ausgebildet ist, dass ermöglicht wird, dass das Ritzel (6), entlang der radialen Richtung des Trägers (4) gleitet.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung mit: einem innen mit Schrägverzahnung versehenen Hohlrad (2); einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Sonnenrad (3), das im Inneren des Hohlrades (2) so angeordnet ist, dass eine Achse des Sonnenrades (3) mit einer Achse des Hohlrades (2) übereinstimmt; einem Träger (4), der zwischen dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) so eingefügt ist, dass eine Achse des Trägers (4) mit der Achse des Hohlrades (2) und des Sonnenrades (3) übereinstimmt, und der einen zylindrischen Abschnitt (15) aufweist, der mit einem Durchgangsloch (9) versehen ist, das den zylindrischen Abschnitt (15) entlang einer radialen Richtung des Trägers (4) durchdringt; und einem außen mit Schrägverzahnung versehenen Kitzel (6), das in dem Durchgangsloch (9) des Trägers (4) so untergebracht ist, dass es frei drehbar ist und in einer Achsenrichtung des Ritzels (6) gleitfähig ist, und das mit dem Hohlrad (2) und dem Sonnenrad (3) im Zahneingriff steht, wobei die Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Träger (4) Innenwandflächen (9a, 9b) aufweist, die einer Außenumfangsfläche des Ritzels (6) zugewandt sind; jede Innenwandfläche (9a, 9b) mit einem flachen Flächenabschnitt (9c) und einem Paar an gekrümmten Flächenabschnitten (9d, 9e) versehen ist, die sich jeweils in einer radial nach außen weisenden und einer radial nach innen weisenden Richtung des Trägers (4) in Bezug auf den flachen Flächenabschnitt (9c) erstrecken; der flache Flächenabschnitt (9c) an der Innenwandfläche (9a, 9b) so ausgebildet ist, dass zumindest ein Abschnitt des flachen Flächenabschnitts (9c) sich mit einem Umfang schneidet, dessen Mitte eine Achsenmitte des zylindrischen Abschnitts (15) ist, und durch eine Mitte einer Breite zwischen einer Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (15) und einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts (15) in der radialen Richtung tritt, und zumindest der Abschnitt der flachen Fläche parallel zu einer Linie ist, die sich von einer Mitte zwischen den Innenwandflächen (9a, 9b) in einer Richtung des Umfangs zu der Achsenmitte des zylindrischen Abschnitts (15) erstreckt; und das Ritzel (6) in Bezug auf den Träger (4) so angeordnet ist, dass ein Zwischenraum (S) zwischen jeder Innenwandfläche (9a, 9b) und der Außenumfangsfläche des Ritzels (6) so ausgebildet ist, dass ermöglicht wird, dass das Ritzel (6) entlang der radialen Richtung des Trägers (4) gleitet.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der flache Flächenabschnitt (9c), der an der einen der Innenwandflächen (9a, 9b) vorgesehen ist, sich zwischen zwei Endabschnitten des Ritzels (6) in der Achsenrichtung des Ritzels (6) erstreckt.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei jeder der gekrümmten Flächenabschnitte (9d, 9e), der an der einen der Innenwandflächen (9a, 9b) vorgesehen ist, eine Krümmungsmitte hat, die von einer Radiusmitte (P₀) des Ritzels (6) in der radialen Richtung des Trägers (4) entfernt ist.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei jeder der gekrümmten Flächenabschnitte (9d, 9e), der an der einen der Innenwandflächen (9a, 9b) vorgesehen ist, einen Krümmungsradius (rh₃) aufweist, der größer als ein Radius (rp) des Ritzels (6) ist.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Mitte einer Breite (2Y) des flachen Flächenabschnitts (9c) zwischen dem gekrümmten Flächenabschnitt (9d, 9e), der sich in der radial nach außen weisenden Richtung erstreckt, und dem gekrümmten Flächenabschnitt (9d, 9e), der sich in der radial nach innen weisenden Richtung erstreckt, an einer Tangente zu dem Umfang angeordnet ist, die mit der Mitte zwischen den Innenwandflächen (9a, 9b) in der Richtung des Umfangs in Kontakt steht.
Fahrzeugplanetengetriebevorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Breite (2Y) des flachen Flächenabschnitts (9c) größer als eine Summe aus einem Spiel, das zwischen dem Ritzel (6) und dem Hohlrad (2) ausgebildet ist, und dem anderen Spiel ist, das zwischen dem Ritzel (6) und dem Sonnenrad (3) ausgebildet ist.