JP2004060695A

JP2004060695A - Hybrid differential gear device

Info

Publication number: JP2004060695A
Application number: JP2002216606A
Authority: JP
Inventors: Yozo Yamashita; 山下　洋三; Yasunari Hasegawa; 長谷川　靖成
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 2002-07-25
Filing date: 2002-07-25
Publication date: 2004-02-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid differential gear device for transmitting rotating torque to the other side gear even when one side gear of a differential gear mechanism runs idle. SOLUTION: A planetary gear mechanism 7 is constituted of an internal gear 3, a sun gear 5 and a planetary gear 6. The differential gear mechanism 10 is constituted of a pinion gear 12 provided rotatably on the sun gear 5 via a supporting member 11 and a pair of side gears 13 arranged revolvingly on an axis L of revolution for meshing with the pinion gear 12. A multiplate friction generating mechanism 20 is provided between one end of the sun gear 5 and one side gear 13, and a multiplate friction generating mechanism 20' is provided between the other end of the sun gear 5 and the other side gear 13. The differential rotation of the side gears 13, 13 is limited by friction resistance generated by the friction generating mechanisms 20, 20' during differential rotation of the pair of side gears 13, 13. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遊星歯車機構の太陽歯車に差動歯車機構を組み込んだ混成差動歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の混成差動歯車装置が国際公開ＷＯ　０１／４４６９１　Ａ１公報に開示されている。この混成差動歯車装置は、回転軸線を中心として回転駆動されるハウジングを備えている。このハウジングの内部には、それぞれの軸線を回転軸線と一致させた内歯車及び太陽歯車が回転可能に設けられている。また、ハウジングには、遊星歯車がハウジングと一体に公転し、かつ自転し得るように設けられている。遊星歯車は、内歯車及び太陽歯車と噛み合っている。したがって、ハウジングが回転駆動されると、内歯車、太陽歯車及び遊星歯車が回転する。この場合、遊星歯車が自転しないときには混成差動歯車装置全体が一体に回転する。つまり、内歯車と太陽歯車とが同一速度で回転する。一方、遊星歯車が自転すると、それに応じて内歯車と太陽歯車とが差動回転する。
【０００３】
太陽歯車には、オープンデフと称される差動歯車機構が組み込まれている。この差動歯車機構は、それぞれ傘歯車からなるピニオンギヤと一対のサイドギヤとを有している。ピニオンギヤは、太陽歯車に自転可能に設けられており、回転軸線を中心として太陽歯車と一体に公転する。一方、一対のサイドギヤは、それぞれの軸線を回転軸線と一致させて回転可能に配置されており、ピニオンギヤと噛み合っている。したがって、太陽歯車が回転すると、ピニオンギヤ及び一対のサイドギヤが回転する。この場合、ピニオンギヤが自転しないときには、一対のサイドギヤが同一速度で回転する。ピニオンギヤが自転すると、一対のサイドギヤが差動回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
オープンデフは、一対のサイドギヤの差動回転を制限する差動制限機能を有していない。このため、上記従来の混成差動歯車装置を例えば四輪駆動車のセンターデフとして用いた場合、つまり内歯車をリヤデフに接続し、差動歯車機構の一対のサイドギヤを左右の前輪に接続した場合には、左右の前輪の少なくとも一方が空転ないしはそれに近い状態になると、全ての車輪に伝達される回転トルクが低下してしまうという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、遊星歯車機構と差動歯車機構とを備え、上記遊星歯車機構が、軸線を回転軸線と一致させて回転自在に配置された内歯車と、この内歯車の内側に軸線を上記回転軸線と一致させて回転可能に配置された太陽歯車と、上記内歯車及び上記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、上記回転軸線を中心とし回転可能に配置され、上記遊星歯車を自転可能に支持するキャリアとを有し、上記差動歯車機構が、上記太陽歯車に自転可能に、かつ太陽歯車と一体に公転するように設けられたピニオンギヤと、上記回転軸線上に回転可能に配置され、上記ピニオンギヤと噛み合う一対のサイドギヤとを有する混成差動歯車装置において、上記差動歯車機構に上記一対のサイドギヤの差動回転を制限する差動制限機構を内蔵させたことを特徴としている。
この場合、上記差動歯車機構の上記ピニオンギヤ及び上記一対のサイドギヤがそれぞれ傘歯車によって構成され、上記差動制限機構が、上記太陽歯車に回転不能に設けられた第１摩擦板と、上記サイドギヤに回転不能に設けられ、上記第１摩擦板と対向して配置された第２の摩擦板とを有し、上記ピニオンギヤとの噛み合いによって上記サイドギヤに作用する上記回転軸線方向へのスラスト力により、上記第１、第２摩擦板を互いに当接させ、上記第１摩擦板と上記第２摩擦板との間に発生する摩擦抵抗によって上記一対のサイドギヤの差動回転を制限するようにしてもよい。
また、上記差動歯車機構の上記ピニオンギヤ及び上記一対のサイドギヤがそれぞれ傘歯車によって構成され、上記差動制限機構が、上記一対のサイドギヤの各外周部に上記回転軸線を中心として断面円形に形成され、サイドギヤの前面側から背面側へ向かうにしたがって小径になる第１当接面と、上記太陽歯車の内周部の両端部にそれぞれ設けられ、上記第１当接面に対応した形状をなす第２当接面とを有し、上記ピニオンギヤとの噛み合いによって上記サイドギヤに作用する上記回転軸線方向へのスラスト力により、上記第１、第２当接面を互いに当接させ、上記第１当接面と上記第２当接面との間に発生する摩擦抵抗によって上記一対のサイドギヤの差動回転を制限するようにしてもよい。
さらに、上記差動歯車機構の上記ピニオンギヤが、少なくとも一対に用いられ、この一対のピニオンギヤが、上記太陽歯車の内周面に形成された一対の収容凹部にそれぞれ自転可能に収容され、上記一対のピニオンギヤが互いに噛み合わされるとともに、上記一対のサイドギヤとそれぞれ噛み合わされ、上記差動制限機構が、上記収容凹部の内周面と上記ピニオンギヤの外周面との間に発生する摩擦抵抗によって上記一対のサイドギヤの差動回転を制限するようにしてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１〜図６を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態の混成差動歯車装置は、四輪駆動車のセンターデフ及びフロントデフとして用いられているが、センターデフ及びリアデフ、その他各種の差動歯車装置として用いることが可能である。
【０００７】
図１及び図２は、この発明の第１実施の形態を示す。この実施の形態の混成差動歯車装置Ａは、回転軸線Ｌを中心として回転駆動されるハウジング１を備えている。ハウジング１は、本体部１Ａと蓋部１Ｂとを有している。本体部１Ａは、一端側から他端側へ向かって小径になる中空の円推台状に形成されており、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて配置されている。一方、蓋部１Ｂは、本体部１Ａの大径側の開口端部にボルトＢによって固定され、当該開口部を閉じている。ハウジング１の外周部には、入力歯車２がボルトＢ１によって固定されている。この入力歯車３がエンジン（図示せず）によって回転駆動されことにより、ハウジング１が回転軸線Ｌを中心として回転駆動される。
【０００８】
ハウジング１の内部には、内歯車３がその軸線を回転軸線Ｌと一致させて回転自在に収容されている。内歯車３は、内歯車部３Ａと、この内歯車部３Ａの一端部（図１において右端部）に一端部（図１において左端部）がスプライン結合等によって回転軸線Ｌ方向へ移動可能に、かつ回転不能に連結された出力部３Ｂとから構成されている。内歯車部３Ａの一端部は、ワッシャ４Ａを介して本体部１Ａの内面に突き当たっている。これにより、内歯車部３Ａが本体部１Ａの大径側から小径側へ向かう方向（図１において右方向）へ移動不能になっている。同様に、出力部３Ｂもワッシャ４Ｂを介して本体部１Ａの内面に突き当たっており、本体部１Ａの大径側から小径側へ向かう方向へ移動不能になっている。しかも、内歯車部３Ａ及び出力部３Ｂは、ワッシャ４Ｃ及び後述する遊星歯車６を介して蓋部１Ｂに突き当たっており、それによって本体部１Ａの小径側から大径側へ向かう方向へも移動不能になっている。したがって、内歯車３は、ハウジング１に対して回転軸線Ｌ方向へほぼ移動不能になっている。出力部３Ｂの他端部（図１において右端部）は、本体部１Ａの小径側端部に形成された円筒状をなす軸受部１ａを回動可能に貫通して外部に突出している。軸受部１ａから外部に突出した出力部３Ｂの他端部には、リアデフ（図示せず）に接続される。
【０００９】
ハウジング１の内部で内歯車２の内側には、太陽歯車５設けられている。太陽歯車５は、円筒状をなしており、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて回転自在に配置されている。太陽歯車５は、その一端部（図１において右端部）が出力部３Ｂ及びワッシャ４Ｂを介して本体部１Ａに突き当たることによって本体部１Ａの大径側から小径側への移動が阻止され、他端部が蓋部１Ｂに突き当たることにより、本体部１Ａの小径側から大径側への移動が阻止されている。この結果、太陽歯車５は、回転軸線Ｌ方向へはほとんど移動不能になっている。
【００１０】
ハウジング１の内部側を向く蓋部１Ｂの端面（図１において右端面）には、円筒状をなす支持筒部１ｂが形成されている。支持筒部１ｂは、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて配置されており、内歯車部３Ａの内周面と太陽歯車５の外周面との間をそれらに対して若干の隙間をもって本体部１Ａの大径側から小径側へ向かって延びている。支持筒部１ｂには、その先端面（図１の右端面）から回転軸線Ｌと平行に延びる複数の収容孔１ｃが支持筒部１ｂの周方向に等間隔に配置形成されている。収容孔１ｃは、その軸線が支持筒部１ｂの外周面と内周面との中央に位置するように配置されている。しかも、収容孔１ｃの内径は、支持筒部１ｂの厚さ（支持筒部１ｂの外周面と内周面との間の距離）より大径になっている。したがって、支持筒部１ｂの外周側及び内周側に位置する収容孔１ｃの一側部及び他側部は、支持筒部１ｂの外周面及び内周面からそれぞれ開放されている。
【００１１】
収容孔１ｃの内部には、遊星歯車６が回転自在に収容されている。したがって、遊星歯車６は、自転可能であるのは勿論のこと、ハウジング１が回転すると、回転軸線Ｌを中心としてハウジング１と一体に公転する。遊星歯車６の一端部（図１において右端部）は、ワッシャ４Ｃ、内歯車部３Ａ及びワッシャ４Ａを介して本体部１Ａに突き当たり、遊星歯車６の他端部は、収容孔１ｃの底部、つまり蓋部１Ｂに突き当たっている。したがって、遊星歯車６は、その軸線方向へはほとんど移動不能になっている。
【００１２】
遊星歯車６の外径は、収容孔１ｃの内径とほぼ同一に設定されている。したがって、遊星歯車６の外周部の一部は、収容孔１ｃの外周側及び内周側の開放部からそれぞれ突出している。そして、遊星歯車６は、収容孔１ｃの外周側の開放部から突出した箇所において内歯車３と噛み合い、収容孔１ｃの内周側の開放部から突出した箇所において太陽歯車５と噛み合っている。したがって、ハウジング１が回転すると、その回転が遊星歯車６から内歯車３及び太陽歯車５に伝達される。この場合、遊星歯車６が自転すると、それに応じて内歯車３と太陽歯車４とが差動回転する。遊星歯車６が自転しないときには、内歯車３、太陽歯車５及び遊星歯車６がハウジング１と一体に回転する。これから明かなように、内歯車３、太陽歯車５及び遊星歯車６によって遊星歯車機構７が構成されている。
【００１３】
内歯車３、太陽歯車５及び遊星歯車６は、捩れ歯を有している。したがって、ハウジング１が回転駆動されると、内歯車部３Ａと遊星歯車６との間、及び太陽歯車５と遊星歯車６との間には、回転軸線Ｌと平行な方向に作用するスラスト力が発生する。この場合、スラスト力は、混成差動歯車装置Ａが設けられた車両が前進しているときには、内歯車部３Ａ及び太陽歯車５を本体部１Ａの大径側から小径側へ押し、遊星歯車６を本体部１Ａの小径側から大径側へ押す。この結果、内歯車部３Ａ及び出力部３Ｂがワッシャ４Ａ，４Ｂを介して本体部１Ａに押し付けられ、遊星歯車６がハウジング１の蓋部１Ｂに押し付けられる。したがって、内歯車３と太陽歯車５との差動回転時には、内歯車部３Ａ及び出力部３Ｂと本体部１Ａとの間、並びに遊星歯車６と蓋部１Ｂとの間に摩擦抵抗が発生する。しかも、遊星歯車６が内歯車部３Ａ及び太陽歯車５との噛み合い反力によって収容孔１ｃの内周面に押圧接触させられる結果、遊星歯車６の外周面と収容孔１ｃの内周面との間にも摩擦抵抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、内歯車３と太陽歯車５との間の差動回転が制限されるようになっている。
【００１４】
太陽歯車５の内部には、差動歯車機構１０が組み込まれている。すなわち、太陽歯車５の内部の中央部には、支持部材１１が固定されている。支持部材１１は、回転軸線Ｌ方向から見た形状が略十字状をなしており、回転軸線Ｌと直交する方向に延びる４つの軸部１１ａを有している。各軸部１１ａには、傘歯車からなるピニオンギヤ１２が回転自在に嵌合されている。したがって、ピニオンギヤ１２は、軸部１１ａを中心として自転可能であるとともに、太陽歯車５が回転すると太陽歯車５と共に回転軸線Ｌを中心として公転する。
【００１５】
太陽歯車５の内部における回転軸線Ｌ上には、傘歯車からなる一対のサイドギヤ１３，１３が回転自在に配置されている。一方のサイドギヤ（図１において左側のサイドギヤ）１３は、太陽歯車５の左端部に固定された後述する固定板２１を介して回転自在、かつ回転軸線Ｌ方向へ摺動可能に支持されている。他方のサイドギヤ１３は、太陽歯車５の右端部に設けられた固定板部２１′を介して回転自在に、かつ回転軸線Ｌ方向へ摺動可能に支持されている。各サイドギヤ１３は、ピニオンギヤ１２と噛み合っている。したがって、太陽歯車５が回転すると、その回転が支持部材１１を介してピニオンギヤ１２に伝達され、さらに各サイドギヤ１３に伝達される。この場合、ピニオンギヤ１２が自転すると、それに対応して一対のサイドギヤ１３，１３が差動回転する。ピニオンギヤ１２が自転しないときには、ピニオンギヤ１２及びサイドギヤ１３が太陽歯車５と一体に回転する。
【００１６】
太陽歯車５とサイドギヤ１３，１３との各間には、差動制限機構としての多板式摩擦発生機構２０，２０′がそれぞれ設けられている。多板式摩擦発生機構２０は、一対のサイドギヤ１３，１３が差動回転するのを制限するものであるが、一対のサイドギヤ１３，１３は、差動回転時には太陽歯車５に対して相対回転する。そこで、多板式摩擦発生機構２０，２０′は、直接的には、サイドギヤ１３，１３の太陽歯車５に対する相対回転を制限する。それによって、サイドギヤ１３，１３の差動回転を制限するものである。
【００１７】
一方の多板式摩擦発生機構２０は、固定板２１、可動板２２及び摩擦板２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃを有している。固定板２１は、太陽歯車５の内周面の一端部（図１において左端部）に固定されている。つまり、固定板２１は、太陽歯車５に対し回転軸線Ｌ方向へ移動不能かつ回転不能になっている。固定板２１は、太陽歯車５に対して移動不能であれば、回転可能に設けてもよい。可動板２２は、固定板２１より中央側の太陽歯車５の内部に、固定板２１と対向し、かつ離れて配置されている。可動板２２は、太陽歯車５の内周面に回転軸線Ｌ方向へ移動可能に、かつ回転不能に設けられている。可動板２２は、太陽歯車５に対して移動可能かつ回転可能に設けてもよい。
【００１８】
固定板２１と可動板２２との間には、円板からなる摩擦板２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃが配置されている。摩擦板２３Ａ，２３Ｂは、いずれも一枚以上設けられている。摩擦板２３Ａ，２３Ｂは、同数宛て用いてもよく、いずれか一方を他方より一枚多く用いてもよい。この実施の形態においては、摩擦板２３Ａが２枚設けられ、摩擦板２３Ｂが１枚設けられている。両摩擦板２３Ａは、太陽歯車５の内周に回転不能に、かつ回転軸線Ｌ方向へ移動可能に連結されている。一方の摩擦板２３Ａは、固定板２１に接触するように配置され、他方の摩擦板２３Ａは可動板２２に接触するように配置されている。摩擦板２３Ｂは、サイドギヤ１３の外周に回転不能に、かつ回転軸線Ｌ方向へ移動可能に連結されており、一方の摩擦板２３Ａに接触するように配置されている。摩擦板２３Ｃは、この実施の形態では２枚用いられているが、用いなくてもよく、１枚あるいは３枚以上設けてもよい。摩擦板２３Ｃは、太陽歯車５及びサイドギヤ１３に対して回転可能であるとともに、回転軸線Ｌ方向へ移動可能になっている。
【００１９】
太陽歯車５の回転時に、サイドギヤ１３がピニオンギヤ１２との噛み合い反力によって回転軸線Ｌ上を可動板２２側から固定板２１側へ向かう方向へ押されると、サイドギヤ１が可動板２２に突き当たり、可動板２２、摩擦板２３Ａ、摩擦板２３Ｃ、摩擦板２３Ｂ及び摩擦板２３Ａを固定板２１側へ順次押し、回転軸線Ｌ方向において隣接するものどうしを互いに押圧接触させる。この状態でサイドギヤ１３が太陽歯車５に対して相対回転すると、左側の摩擦板２３Ａと摩擦板２３Ｂとが相対回転するとともに、右側の摩擦板２３Ａと摩擦板２３Ｂとの間に配置された摩擦板２３Ｃ，２３Ｃが摩擦板２３Ａ，２３Ｂに対して相対回転するとともに、互いに相対回転する。この結果、互いに接触する摩擦板２３Ａ，２３Ｂ，２ＣＣ間に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗によってサイドギヤ１３の太陽歯車５に対する相対回転が制限され、ひいては一対のサイドギヤ１３，１３の差動回転が制限される。
【００２０】
他方の多板式摩擦発生機構２０′は、上記摩擦発生機構２０の固定板２１に代えて、太陽歯車５の内周面に一体に形成された固定板部２１′が用いられている点を除き、摩擦発生機構２０と同様に構成されている。そこで、摩擦発生機構２０′の説明については省略する。
【００２１】
上記構成の混成差動歯車装置Ａにおいては、差動歯車機構１０に差動制限機構としての多板式摩擦発生機構２０，２０′が設けられているから、一対のサイドギヤ１３，１３のいずれか一方がほとんど空転するような状態になったとしても、他方のサイドギヤ１３には摩擦発生機構２０，２０′に発生する摩擦抵抗に対応したる大きさのトルクが伝達される。したがって、内歯車３にも回転トルクが伝達される。よって、混成差動歯車装置Ａをセンターデフとして用いた場合には、左右いずれかの前輪が空転しても、他方の前輪及び後輪には、回転トルクを伝達することができる。しかも、一対のサイドギヤ１３，１３が差動回転し始めたときには、摩擦板２３Ｃが摩擦板２３Ａ，２３Ｂの両者に対して相対回転するので、摩擦板２３Ｃ，２３Ｃ間及び摩擦板２３Ｃと摩擦板２３Ａ，２３Ｂとの各間には大きな摩擦抵抗が瞬間的に発生することがなく、摩擦抵抗が徐々に大きくなる。したがって、空転していないサイドギヤ１３には徐々に大きな回転トルクが伝達される。
【００２２】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態に関しては、上記実施の形態と異なる構成についてのみ説明することとし、上記実施の形態と同様な構成には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図３及び図４は、この発明の第２の実施の形態を示す。この実施の形態の混成差動歯車装置Ｂにおいては、一対のサイドギヤ１３，１３の差動回転を制限するために、太陽歯車５の一端部（図３において左端部）とサイドギヤ１３との間にクラッチタイプの摩擦発生機構３０Ａが設けられ、太陽歯車５の他端部とサイドギヤ１３との間にクラッチタイプの他の摩擦発生機構３０Ｂが設けられている。
【００２４】
一方の摩擦発生機構３０Ａは、サイドギヤ１３、固定板３１、中間部材３２及び摩擦部材３３とを有している。固定板３１は、円板状をなしており、その外周面が太陽歯車５の一端部内周面に固定されている。中間部材３２は、筒状をなしており、その軸線を回転軸線Ｌと一致させた状態で固定板３１より内側の太陽歯車５内に配置されている。中間部材３２は、太陽歯車５の内周面に回転不能に設けられており、固定板３１に突き当たることにより、太陽歯車５から外側へ向かって移動することができなくなっている。摩擦部材３３は、サイドギヤ１３と中間部材３２との間に配置され、回転軸線Ｌを中心として回転可能に設けられている。
【００２５】
摩擦部材３３は、当接部３３ａと補強部３３ｂとから構成されている。当接部３３ａは、その軸線を回転軸線と一致させた肉厚の薄い筒状体として形成されており、太陽歯車５の中央側から端部側へ向かうにしたがって小径になっている。一方、補強部３３ｂ、その軸線を回転軸線Ｌと一致させた円板状をなしており、当接部３３ａの小径側の端部に一体に形成されている。これにより、摩擦部材３３が断面「く」字状に形成され、その肉厚に比して高い強度が得られるようになっている。
【００２６】
当接部３３ａの外周面及び内周面は、回転軸線Ｌ上に中心を位置させた球面の一部によって構成されている。この場合、球面の中心は、太陽歯車５の回転軸線Ｌ方向における中央部に配置されており、当接部３３ａの大径側の端部から外側に出ている。この結果、当接部３３ａの外周面及び内周面の直径は、太陽歯車５の中央側から端部側へ向かうにしたがって小径になっている。
【００２７】
太陽歯車５の回転時にサイドギヤ１３がピニオンギヤ１２との噛み合い反力によって太陽歯車５の中央側から固定板３１側へ押圧移動させられると、サイドギヤ１３の外周面が当接部３３ａの内周面に突き当たる。それによって、摩擦部材３３が太陽歯車５の端部側へ押圧移動させられると、当接部３３ａの外周面が中間部材３２の内周面に突き当たる。中間部材３２は、固定板３１に突き当たって停止する。したがって、サイドギヤ１３がピニオンギヤ１２との噛み合い反力によって太陽歯車５の中央側から端部側へ移動させられると、サイドギヤ１３の外周が当接部３３ａの内周面に押圧接触し、当接部３３ａの外周面が中間部材３２の内周面に押圧接触する。
【００２８】
当接部３３ａの内周面に突き当たるサイドギヤ１３の外周面には、当接面１３ａが形成されている。この当接面１３ａは、当接部３３ａの内周面と同一の球面によって構成されている。当接部３３ａの外周面に突き当たる中間部材３２の内周面には、当接面３２ａが形成されている。この当接面３２ａは、当接部３３ａの外周面と同一の球面によって構成されている。したがって、サイドギヤ１３が太陽歯車５に対して回転すると、当接部３３ａの内周面とサイドギヤ１３の当接面１３ａとが摺接するとともに、当接部３３ａの外周面と中間部材３２の当接面３２ａとが摺接する。その結果、当接部３３ａの内周面とサイドギヤ１３の当接面１３ａとの間、及び当接部３３ａの外周面と中間部材３２の当接面３２ａとの間に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗によってサイドギヤ１３の太陽歯車５に対する相対回転が制限される。ここで、当接部３３ａの内周面及び外周面並びにそれらに突き当たるサイドギヤ１３の当接面１３ａ及び中間部材３２の当接面３２ａがサイドギヤ１３の移動方向たる太陽歯車５の中央側から端部側へ向かって小径になっているので、楔作用と同様の作用により、サイドギヤ１３に作用する噛み合い反力が増大させられる。したがって、当接部３３ａの内周面とサイドギヤ１３の当接面１３ａとの間、及び当接部３３ａの外周面と中間部材３２の当接面３２ａとの間に発生する摩擦抵抗は、サイドギヤ１３に作用する噛み合い反力が同一であると仮定すると、上記多板式摩擦発生機構２０の摩擦板２３Ａ，２３Ｂ間に発生する摩擦抵抗より大きくなる。したがって、一つの摩擦部材３３だけで十分に大きな摩擦抵抗が得られる。
【００２９】
摩擦部材３３は、この実施の形態の場合、サイドギヤ１３及び中間部材１４のいずれに対しても回転可能になっているが、実際には、中間部材１４にほとんど回転不能に連結され、サイドギヤ１３に対して相対回転する。これは、摩擦部材３３の外径がその内径より大径だからである。このような場合には、サイドギヤ１３の当接面１３ａが第１当接面となり、摩擦部材３３の当接部３３ａの内周面が第２当接面となる。その一方、仮に摩擦部材３３がサイドギヤ１３に回転不能な状態になっているものとすると、その場合には、当接部３３ａの外周面が第１当接面となり、中間部材３２の当接面３２ａが第２当接面になる。このように、摩擦部材３３は、サイドギヤ１３と中間部材３２とのいずれか一方に対しては回転することなく、他方に対して回転するから、いずれか一方に回転不能に設けてもよい。この場合、摩擦部材３３は、サイドギヤ１３又は中間部材１４と一体に形成してもよく、別体に形成して固定してもよい。
【００３０】
他方の摩擦発生機構３０Ｂは、摩擦部材３３の当接部３３ａの外周面が太陽歯車５の内周面に直接接触しており、摩擦発生機構３０Ａの固定板３１及び中間部材３２が設けられていない。当接部３３ａに接触する太陽歯車５の内周面が、当接面５ａになっている。当接面５ａは、当接部３３ａの外周面を構成する曲面と同一の曲面によって構成されている。その他の構成は、上記摩擦発生機構３０Ａと同様である。したがって、摩擦発生機構３０Ｂにおいても、摩擦部材３３は太陽歯車５及びサイドギヤ１３の両者に対して回転可能であるが、実際には太陽歯車５に回転不能に固定され、サイドギヤ１３に対して相対回転する。その場合には、サイドギヤ１３の当接面１３ａが第１当接面になり、摩擦部材３３の当接部３３ａの内周面が第２当接面になる。勿論、摩擦部材３３がサイドギヤ１３に対して回転不能に連結されることもあり、その場合には摩擦部材３３の当接部３３ａの外周面が第１当接面になり、太陽歯車５の当接面５ａが第２当接面になる。
【００３１】
なお、この実施の形態の混成差動歯車装置Ｂにおいては、サイドギヤ１３の当接面１３ａが摩擦部材３３の当接部３３ａの内周面に確実に接触することができるよう、各サイドギヤ１３，１３がそれぞれ支持孔１ｄ，３ａに若干の隙間をもって嵌合されている。また、十字状をなす支持部材１１に代えて、断面円形の棒状をなす支持部材１１′が用いられており、この支持部材１１′の両端部にピニオンギヤ１２がそれぞれ設けられている。したがって、この実施の形態においては、ピニオンギヤ１２が二つだけ用いられている。
【００３２】
図５及び図６は、この発明の第３の実施の形態を示している。この実施の形態の混成差動歯車装置Ｃにおいては、差動歯車機構１０に代えて差動歯車機構４０が用いられている。この差動歯車機構４０は、それ自体が差動制限機能を有している。
【００３３】
すなわち、太陽歯車５には、回転軸線Ｌと平行に延びる少なくとも一対の収容孔（収容凹部）５ｂ，５ｃが形成されている。収容孔５ｂ，５ｃは、この実施の形態では四対形成されており、各対が太陽歯車５の周方向に等間隔をもって配置されている。太陽歯車５の径方向内側における各収容孔５ｂ，５ｃの一側部は、太陽歯車５の内周面から開放されている。しかも、収容孔５ｂ，５ｃは、太陽歯車５の周方向において隣接する側部どうしが互いに連通している。一方の収容孔５ｂは、太陽歯車５を貫通する貫通孔として形成されている。他方の収容孔５ｃは、太陽歯車５の一端面から他端側へ向かって延びる止まり孔として形成されている。
【００３４】
収容孔５ｂ，５ｃには、ピニオンギヤ４１，４２が回転可能（自転可能）にそれぞれ収容されている。一方の収容孔５ｂに収容されたピニオンギヤ４１は、その両端部に歯車部４１ａ，４１ｂが形成されるとともに、その中間部に首部４１ｃが形成されている。歯車部４１ａ，４１ｂは、捩れ歯を有しており、互いに同一の歯車諸元をもって形成されている。首部４１ｃの外径は、歯車部４１ａ，４１ｂの歯底円径より若干小径になっている。他方の収容孔５ｃに収容されたピニオンギヤ４２は、歯車部４１ａ，４１ｂと捩れ方向が逆である点、長さが異なる点を除いて、それらと同一の歯車諸元を有している。ピニオンギヤ４２の一端部（図５において左端部）４２ａは、収容孔５ｂ，５ｃの連通箇所において遊星歯車４１の歯車部４１ａと噛み合っている。
【００３５】
太陽歯車５の内部には、一対のサイドギヤ４３，４４がそれぞれの軸線を回転軸線Ｌと一致させて回動可能に配置されている。一方のサイドギヤ４３は、支持孔１ｄに回転可能に支持されており、他方のサイドギヤ４４は、支持孔３ａに回転可能に支持されている。一方のサイドギヤ４３は、ピニオンギヤ４２の他端部（図５において右端部）４２ｂと噛み合っている。他方のサイドギヤ４４は、ピニオンギヤ４１の歯車部４１ｂと噛み合っている。したがって、太陽歯車５が回転すると、その回転がピニオンギヤ４１，４２を介して一対のサイドギヤ４３，４４に伝達される。この場合、一対のサイドギヤ４３，４４は、ピニオンギヤ４１，４２が自転するときには差動回転し、ピニオンギヤ４１，４２が自転しないときには、回転軸線Ｌを中心として太陽歯車５及びピニオンギヤ４１，４２と一体的に回転する。
【００３６】
太陽歯車５の回転時には、ピニオンギヤ４１の歯車部４１ａ，４１ｂの外周面が、歯車部４１ａ，４１ｂとサイドギヤ４４及ピニオンギヤ４２との噛み合い反力によって収容孔５ｂの内周面に押し付けられ、ピニオンギヤ４２の外周面が、サイドギヤ４３及び歯車部４１ａとの噛み合い反力によって収容孔５ｃの内周面に押し付けられる。したがって、一対のサイドギヤ４３，４４の差動回転時には、歯車部４１ａ，４１ｂの外周面と収容孔５ｂの内周面との間、及びピニオンギヤ４２の外周面と収容孔５ｃの内周面との間に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗により、ピニオンギヤ４１，４２の回転が制限され、ひいてはサイドギヤ４３，４４の差動回転が制限される。
【００３７】
特に、この実施の形態の混成差動歯車装置Ｃにおいては、ピニオンギヤ４１の歯車部４１ａ，４１ｂ、ピニオンギヤ４２及び一対のサイドギヤ４３，４４が捩れ歯を有しているので、太陽歯車５の回転時には、一方のピニオンギヤ４１が、歯車部４１ａとピニオンギヤ４２との噛み合い及び歯車部４１ｂとサイドギヤ４４との噛み合いによって発生するスラスト力によって回転軸線Ｌ方向へ押圧される。この場合、ピニオンギヤ４１は、遊星歯車装置Ｃが車両のセンターデフとして用いられているものとすると、車両の前進時にピニオンギヤ４１の一端面（図５において左端面）がワッシャ４Ｄを介して蓋部１Ｂに突き当たるように押圧される。したがって、サイドギヤ４３，４４の差動回転時には、ピニオンギヤ４１の一端面とワッシャ４Ｄとの間に摩擦抵抗が作用する。この摩擦抵抗によってサイドギヤ４３，４４の差動回転が制限される。なお、他方のピニオンギヤ４２は、その一端部４２ａとピニオンギヤ４１の歯車部４１ａとの噛み合いによるスラスト力と、その他端部４２ｂとサイドギヤ４３との噛み合いよるスラスト力とが相殺されるので、ピニオンギヤ４２の端面が他の部材に押圧接触させられることはほとんどない。
【００３８】
なお、この発明は上記の実施の形態に限定されるものでなく、適宜変更可能である。
例えば、上記三つの実施の形態のうちの前ニ者については、摩擦板２３Ａ，２３Ｂ、又は摩擦部材３３に予圧を作用させて、摩擦板２３Ａ，２３Ｂどうし、あるいは他の部材に、又は摩擦部材３３を他の部材に押圧接触させるようにしておいてもよい。そのようにすれば、いずれか一方のサイドギヤ１３が抵抗なく空転したとしても他方のサイドギヤに予圧に応じたトルクを伝達することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、差動歯車機構に一対のサイドギヤの差動回転を制限する差動制限機構を内蔵させているので、混成差動歯車装置を例えば四輪駆動車のセンターデフとして用いた場合、つまり内歯車をリヤデフに接続し、差動歯車機構の一対のサイドギヤを左右の前輪に接続した場合には、左右の前輪の少なくとも一方がほぼ空転したとしても、他の車輪には回転トルクを伝達することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す、図２のＸ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】この発明の第３の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
Ａ　混成差動歯車装置
Ｂ　混成差動歯車装置
Ｃ　混成差動歯車装置
Ｌ　回転軸線
１　ハウジング（キャリア）
３　内歯車
５　太陽歯車
５ａ　当接面（第２当接面）
５ｂ　収容孔（収容凹部）
５ｃ　収容孔（収容凹部）
６　遊星歯車
７　遊星歯車機構
１０　差動歯車機構
１２　ピニオンギヤ
１３　サイドギヤ
１３ａ　当接面（第１当接面）
２０　多板式摩擦発生機構（差動制限機構）
２０′　多板式摩擦発生機構（差動制限機構）
２３Ａ　摩擦板
２３Ｂ　摩擦板
２３Ｃ　摩擦板
３０Ａ　摩擦発生機構（差動制限機構）
３０Ｂ　摩擦発生機構（差動制限機構）
４０　差動歯車機構
４１　ピニオンギヤ
４２　ピニオンギヤ
４３　サイドギヤ
４４　サイドギヤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hybrid differential gear device in which a differential gear mechanism is incorporated in a sun gear of a planetary gear mechanism.
[0002]
[Prior art]
A conventional hybrid differential gear of this type is disclosed in International Publication WO 01/44691 A1. This hybrid differential gear device includes a housing that is driven to rotate about an axis of rotation. Inside the housing, an internal gear and a sun gear whose respective axes are aligned with the rotation axis are rotatably provided. Further, the housing is provided with a planetary gear so that it can revolve integrally with the housing and rotate around itself. The planetary gear meshes with the internal gear and the sun gear. Therefore, when the housing is rotationally driven, the internal gear, the sun gear, and the planetary gear rotate. In this case, when the planetary gear does not rotate, the entire hybrid differential gear device rotates integrally. That is, the internal gear and the sun gear rotate at the same speed. On the other hand, when the planetary gear rotates, the internal gear and the sun gear rotate differentially accordingly.
[0003]
The sun gear incorporates a differential gear mechanism called an open differential. The differential gear mechanism has a pinion gear formed of a bevel gear and a pair of side gears. The pinion gear is rotatably provided on the sun gear, and revolves integrally with the sun gear about the rotation axis. On the other hand, the pair of side gears are rotatably arranged with their respective axes coinciding with the rotation axis, and mesh with the pinion gear. Therefore, when the sun gear rotates, the pinion gear and the pair of side gears rotate. In this case, when the pinion gear does not rotate, the pair of side gears rotate at the same speed. When the pinion gear rotates, the pair of side gears rotates differentially.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The open differential does not have a differential limiting function for limiting the differential rotation of the pair of side gears. Therefore, when the conventional hybrid differential gear device is used as, for example, a center differential of a four-wheel drive vehicle, that is, when the internal gear is connected to the rear differential and the pair of side gears of the differential gear mechanism are connected to the left and right front wheels. There is a problem that when at least one of the left and right front wheels idles or is in a state close thereto, the rotational torque transmitted to all the wheels is reduced.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and includes a planetary gear mechanism and a differential gear mechanism, wherein the planetary gear mechanism is rotatably arranged with its axis aligned with the rotation axis. A gear, a sun gear that is rotatably arranged with its axis aligned with the rotation axis inside the internal gear, a planetary gear meshing with the internal gear and the sun gear, and rotatable about the rotation axis. A pinion gear provided so as to be rotatable with respect to the sun gear, and having a carrier that rotatably supports the planetary gear; and a pinion gear provided so as to revolve integrally with the sun gear. In a hybrid differential gear device having a pair of side gears rotatably disposed on a rotation axis and meshing with the pinion gear, a differential that limits differential rotation of the pair of side gears to the differential gear mechanism. It is characterized in that by incorporating a limiting mechanism.
In this case, the pinion gear and the pair of side gears of the differential gear mechanism are each configured by a bevel gear, and the differential limiting mechanism includes a first friction plate that is non-rotatably provided on the sun gear and a side gear. A second friction plate disposed so as to be unrotatable and disposed opposite to the first friction plate, and the thrust force acting on the side gear in the direction of the rotation axis by meshing with the pinion gear; The first and second friction plates may be brought into contact with each other, and the differential rotation of the pair of side gears may be limited by frictional resistance generated between the first friction plate and the second friction plate.
Further, the pinion gear and the pair of side gears of the differential gear mechanism are each configured by a bevel gear, and the differential limiting mechanism is formed in a circular cross section around the rotation axis on each outer peripheral portion of the pair of side gears. A first contact surface having a smaller diameter from the front side to the rear side of the side gear; and a second contact surface provided at both ends of the inner peripheral portion of the sun gear, and having a shape corresponding to the first contact surface. The first and second contact surfaces are brought into contact with each other by a thrust force in the direction of the rotation axis acting on the side gear by meshing with the pinion gear. The differential rotation of the pair of side gears may be limited by frictional resistance generated between a surface and the second contact surface.
Furthermore, the pinion gears of the differential gear mechanism are used in at least one pair, and the pair of pinion gears are rotatably housed in a pair of housing recesses formed on the inner peripheral surface of the sun gear, respectively. The pinion gears are meshed with each other, and are also meshed with the pair of side gears, respectively, and the differential limiting mechanism is configured to control the pair of side gears by frictional resistance generated between an inner peripheral surface of the housing recess and an outer peripheral surface of the pinion gear. May be limited.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Although the hybrid differential gear of the embodiment described below is used as a center differential and a front differential of a four-wheel drive vehicle, it can be used as a center differential, a rear differential, and various other differential gears. It is.
[0007]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. The hybrid differential gear device A according to this embodiment includes a housing 1 that is driven to rotate about a rotation axis L. The housing 1 has a main body 1A and a lid 1B. The main body 1A is formed in the shape of a hollow circular trapezoid whose diameter decreases from one end side to the other end side, and is arranged with its axis coinciding with the rotation axis L. On the other hand, the lid 1B is fixed to an opening end on the large diameter side of the main body 1A with a bolt B, and closes the opening. An input gear 2 is fixed to an outer peripheral portion of the housing 1 by a bolt B1. When the input gear 3 is rotationally driven by an engine (not shown), the housing 1 is rotationally driven about the rotation axis L.
[0008]
Inside the housing 1, an internal gear 3 is rotatably accommodated with its axis coinciding with the rotation axis L. The internal gear 3 has an internal gear 3A and one end (the right end in FIG. 1) of the internal gear 3A is movable in the direction of the rotation axis L by spline coupling or the like at one end (the right end in FIG. 1). And an output unit 3B that is non-rotatably connected. One end of the internal gear 3A is in contact with the inner surface of the main body 1A via the washer 4A. As a result, the internal gear 3A cannot move in the direction from the large-diameter side to the small-diameter side of the main body 1A (to the right in FIG. 1). Similarly, the output unit 3B also abuts the inner surface of the main body 1A via the washer 4B, and cannot move in the direction from the large diameter side to the small diameter side of the main body 1A. Moreover, the internal gear portion 3A and the output portion 3B abut against the lid portion 1B via the washer 4C and a planetary gear 6 to be described later, so that the internal gear portion 3A and the output portion 3B cannot move in the direction from the small diameter side to the large diameter side of the main body 1A. It has become. Accordingly, the internal gear 3 is substantially immovable with respect to the housing 1 in the direction of the rotation axis L. The other end (the right end in FIG. 1) of the output portion 3B rotatably penetrates a cylindrical bearing portion 1a formed at the small-diameter end of the main body portion 1A and protrudes to the outside. The other end of the output portion 3B protruding outside from the bearing portion 1a is connected to a rear differential (not shown).
[0009]
A sun gear 5 is provided inside the housing 1 and inside the internal gear 2. The sun gear 5 has a cylindrical shape, and is rotatably arranged with its axis coinciding with the rotation axis L. One end (right end in FIG. 1) of the sun gear 5 abuts on the main body 1A via the output portion 3B and the washer 4B, so that the movement of the main body 1A from the large diameter side to the small diameter side is prevented. When the end abuts on the lid 1B, the movement of the main body 1A from the small diameter side to the large diameter side is prevented. As a result, the sun gear 5 is almost immovable in the direction of the rotation axis L.
[0010]
On an end surface (right end surface in FIG. 1) of the lid portion 1B facing the inside of the housing 1, a cylindrical support tube portion 1b is formed. The support cylinder portion 1b is disposed so that its axis is aligned with the rotation axis L, and the main body portion has a slight gap between the inner peripheral surface of the internal gear portion 3A and the outer peripheral surface of the sun gear 5. 1A extends from the large diameter side to the small diameter side. A plurality of receiving holes 1c extending in parallel with the rotation axis L from the front end surface (the right end surface in FIG. 1) of the support cylinder 1b are formed at regular intervals in the circumferential direction of the support cylinder 1b. The accommodation hole 1c is arranged so that its axis is located at the center between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the support cylinder portion 1b. Moreover, the inner diameter of the accommodation hole 1c is larger than the thickness of the support cylinder 1b (the distance between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the support cylinder 1b). Therefore, one side and the other side of the accommodation hole 1c located on the outer peripheral side and the inner peripheral side of the support cylinder 1b are open from the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the support cylinder 1b, respectively.
[0011]
A planetary gear 6 is rotatably accommodated in the accommodation hole 1c. Therefore, when the housing 1 rotates, the planetary gear 6 revolves integrally with the housing 1 about the rotation axis L as well as being able to rotate. One end (the right end in FIG. 1) of the planetary gear 6 abuts on the main body 1A via the washer 4C, the internal gear 3A, and the washer 4A, and the other end of the planetary gear 6 is at the bottom of the accommodation hole 1c, that is, It is in contact with the lid 1B. Therefore, the planetary gear 6 is almost immovable in the axial direction.
[0012]
The outer diameter of the planetary gear 6 is set substantially equal to the inner diameter of the housing hole 1c. Therefore, a part of the outer peripheral portion of the planetary gear 6 protrudes from the outer peripheral side and the inner peripheral side open portion of the accommodation hole 1c. The planetary gear 6 meshes with the internal gear 3 at a position protruding from an opening on the outer peripheral side of the housing hole 1c, and meshes with the sun gear 5 at a position protruding from the opening on the inner peripheral side of the housing hole 1c. Therefore, when the housing 1 rotates, the rotation is transmitted from the planetary gear 6 to the internal gear 3 and the sun gear 5. In this case, when the planetary gear 6 rotates, the internal gear 3 and the sun gear 4 rotate differentially accordingly. When the planetary gear 6 does not rotate, the internal gear 3, the sun gear 5 and the planetary gear 6 rotate integrally with the housing 1. As will be apparent, the planetary gear mechanism 7 is constituted by the internal gear 3, the sun gear 5 and the planetary gear 6.
[0013]
The internal gear 3, the sun gear 5, and the planetary gear 6 have twist teeth. Therefore, when the housing 1 is driven to rotate, a thrust force acting in a direction parallel to the rotation axis L is applied between the internal gear portion 3A and the planetary gear 6 and between the sun gear 5 and the planetary gear 6. appear. In this case, when the vehicle provided with the hybrid differential gear device A is moving forward, the thrust force pushes the internal gear portion 3A and the sun gear 5 from the large diameter side of the main body portion 1A to the small diameter side, and the planetary gear 6 From the small diameter side of the main body 1A to the large diameter side. As a result, the internal gear 3A and the output 3B are pressed against the main body 1A via the washers 4A and 4B, and the planetary gear 6 is pressed against the lid 1B of the housing 1. Therefore, during the differential rotation between the internal gear 3 and the sun gear 5, frictional resistance is generated between the internal gear portion 3A and the output portion 3B and the main body portion 1A, and between the planetary gear 6 and the lid portion 1B. In addition, the planetary gear 6 is brought into pressure contact with the inner peripheral surface of the housing hole 1c by the meshing reaction force between the internal gear portion 3A and the sun gear 5, so that the outer peripheral surface of the planetary gear 6 and the inner peripheral surface of the housing hole 1c are brought into contact. Friction resistance also occurs between them. Due to these frictional resistances, the differential rotation between the internal gear 3 and the sun gear 5 is limited.
[0014]
The differential gear mechanism 10 is incorporated in the sun gear 5. That is, the support member 11 is fixed to a central portion inside the sun gear 5. The support member 11 has a substantially cross shape when viewed from the rotation axis L direction, and has four shaft portions 11a extending in a direction orthogonal to the rotation axis L. A pinion gear 12 composed of a bevel gear is rotatably fitted to each shaft portion 11a. Therefore, the pinion gear 12 can rotate around the shaft portion 11a, and revolves around the rotation axis L together with the sun gear 5 when the sun gear 5 rotates.
[0015]
A pair of side gears 13, which are bevel gears, are rotatably disposed on the rotation axis L inside the sun gear 5. One side gear (the left side gear in FIG. 1) 13 is supported rotatably and slidably in the direction of the rotation axis L via a fixed plate 21 described later fixed to the left end of the sun gear 5. The other side gear 13 is supported rotatably and slidably in the direction of the rotation axis L via a fixed plate 21 ′ provided at the right end of the sun gear 5. Each side gear 13 meshes with the pinion gear 12. Therefore, when the sun gear 5 rotates, the rotation is transmitted to the pinion gear 12 via the support member 11 and further transmitted to each side gear 13. In this case, when the pinion gear 12 rotates, the pair of side gears 13 and 13 rotates correspondingly. When the pinion gear 12 does not rotate, the pinion gear 12 and the side gear 13 rotate integrally with the sun gear 5.
[0016]
Between each of the sun gear 5 and each of the side gears 13, 13, there are provided a multi-plate friction generating mechanism 20, 20 'as a differential limiting mechanism. The multi-plate friction generating mechanism 20 limits the differential rotation of the pair of side gears 13, 13. The pair of side gears 13, 13 rotate relative to the sun gear 5 during the differential rotation. Therefore, the multi-plate friction generating mechanisms 20, 20 'directly limit the relative rotation of the side gears 13, 13 with respect to the sun gear 5. Thereby, the differential rotation of the side gears 13 is limited.
[0017]
One multi-plate friction generating mechanism 20 includes a fixed plate 21, a movable plate 22, and friction plates 23A, 23B, and 23C. The fixed plate 21 is fixed to one end (the left end in FIG. 1) of the inner peripheral surface of the sun gear 5. That is, the fixed plate 21 cannot move and cannot rotate with respect to the sun gear 5 in the rotation axis L direction. The fixed plate 21 may be rotatably provided as long as it cannot move with respect to the sun gear 5. The movable plate 22 is disposed inside the sun gear 5 on the center side of the fixed plate 21 so as to face the fixed plate 21 and to be separated therefrom. The movable plate 22 is provided on the inner peripheral surface of the sun gear 5 so as to be movable in the direction of the rotation axis L and non-rotatably. The movable plate 22 may be provided so as to be movable and rotatable with respect to the sun gear 5.
[0018]
Between the fixed plate 21 and the movable plate 22, friction plates 23A, 23B, and 23C made of circular disks are arranged. Each of the friction plates 23A and 23B is provided with one or more. The same number of friction plates 23A and 23B may be used, or one of them may be used one more than the other. In this embodiment, two friction plates 23A are provided, and one friction plate 23B is provided. The two friction plates 23A are non-rotatably connected to the inner periphery of the sun gear 5 and movably in the rotation axis L direction. One friction plate 23 A is arranged to contact the fixed plate 21, and the other friction plate 23 A is arranged to contact the movable plate 22. The friction plate 23B is non-rotatably connected to the outer periphery of the side gear 13 so as to be movable in the direction of the rotation axis L, and is arranged so as to contact one of the friction plates 23A. Although two friction plates 23C are used in this embodiment, one or three or more friction plates may be provided. The friction plate 23C is rotatable with respect to the sun gear 5 and the side gear 13, and is movable in the direction of the rotation axis L.
[0019]
When the sun gear 5 rotates, when the side gear 13 is pushed in the direction from the movable plate 22 side to the fixed plate 21 side on the rotation axis L by the reaction force engaged with the pinion gear 12, the side gear 1 abuts the movable plate 22 and is movable. The plate 22, the friction plate 23A, the friction plate 23C, the friction plate 23B, and the friction plate 23A are sequentially pushed toward the fixed plate 21 so that adjacent ones in the direction of the rotation axis L are pressed against each other. When the side gear 13 rotates relative to the sun gear 5 in this state, the left friction plate 23A and the friction plate 23B rotate relatively and the friction plate disposed between the right friction plate 23A and the friction plate 23B. 23C and 23C rotate relative to the friction plates 23A and 23B, and also rotate relative to each other. As a result, frictional resistance is generated between the friction plates 23A, 23B, and 2CC that come into contact with each other. Due to this frictional resistance, the relative rotation of the side gear 13 with respect to the sun gear 5 is limited, and thus the differential rotation of the pair of side gears 13 is limited.
[0020]
The other multi-plate friction generating mechanism 20 ′ is different from the above-described friction generating mechanism 20 in that a fixed plate portion 21 ′ formed integrally with the inner peripheral surface of the sun gear 5 is used instead of the fixed plate 21. And the friction generating mechanism 20. Therefore, description of the friction generating mechanism 20 'will be omitted.
[0021]
In the hybrid differential gear device A having the above configuration, since the differential gear mechanism 10 is provided with the multi-plate friction generating mechanisms 20 and 20 'as the differential limiting mechanism, one of the pair of side gears 13 and 13 is provided. Is almost idle, a torque corresponding to the frictional resistance generated in the friction generating mechanisms 20, 20 'is transmitted to the other side gear 13. Therefore, the rotation torque is also transmitted to the internal gear 3. Therefore, when the hybrid differential gear device A is used as a center differential, even if one of the left and right front wheels spins, the rotational torque can be transmitted to the other front and rear wheels. In addition, when the pair of side gears 13 starts rotating differentially, the friction plate 23C rotates relative to both of the friction plates 23A and 23B, so that the friction plates 23C and 23C and the friction plate 23C and the friction plate 23A , 23B, a large frictional resistance does not occur instantaneously, and the frictional resistance gradually increases. Therefore, a large rotating torque is gradually transmitted to the side gear 13 that is not idling.
[0022]
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, only configurations different from those in the above embodiment will be described, and configurations similar to those in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0023]
3 and 4 show a second embodiment of the present invention. In the hybrid differential gear device B of this embodiment, in order to limit the differential rotation of the pair of side gears 13, 13, between one end (the left end in FIG. 3) of the sun gear 5 and the side gear 13. A clutch-type friction generating mechanism 30A is provided, and another clutch-type friction generating mechanism 30B is provided between the other end of the sun gear 5 and the side gear 13.
[0024]
One friction generating mechanism 30A includes a side gear 13, a fixed plate 31, an intermediate member 32, and a friction member 33. The fixing plate 31 has a disk shape, and the outer peripheral surface thereof is fixed to the inner peripheral surface of one end of the sun gear 5. The intermediate member 32 has a cylindrical shape, and is arranged in the sun gear 5 inside the fixed plate 31 with its axis aligned with the rotation axis L. The intermediate member 32 is provided on the inner peripheral surface of the sun gear 5 so as not to rotate, and cannot move outward from the sun gear 5 by abutting on the fixed plate 31. The friction member 33 is disposed between the side gear 13 and the intermediate member 32, and is provided so as to be rotatable about the rotation axis L.
[0025]
The friction member 33 includes a contact portion 33a and a reinforcing portion 33b. The contact portion 33a is formed as a thin-walled cylindrical body whose axis is aligned with the rotation axis, and has a smaller diameter from the center to the end of the sun gear 5. On the other hand, the reinforcing portion 33b has a disk shape with its axis coinciding with the rotation axis L, and is formed integrally with the small-diameter end of the contact portion 33a. As a result, the friction member 33 is formed in the shape of a “C” in cross section, and high strength can be obtained as compared with the wall thickness.
[0026]
The outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the contact portion 33a are formed by a part of a spherical surface whose center is located on the rotation axis L. In this case, the center of the spherical surface is located at the center in the direction of the rotation axis L of the sun gear 5, and protrudes outward from the large-diameter end of the contact portion 33a. As a result, the diameter of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the contact portion 33a becomes smaller as going from the center to the end of the sun gear 5.
[0027]
When the side gear 13 is pressed and moved from the center side of the sun gear 5 to the fixed plate 31 side by the reaction force engaged with the pinion gear 12 when the sun gear 5 rotates, the outer peripheral surface of the side gear 13 is brought into contact with the inner peripheral surface of the contact portion 33a. bump into. Accordingly, when the friction member 33 is pressed and moved toward the end of the sun gear 5, the outer peripheral surface of the contact portion 33 a abuts on the inner peripheral surface of the intermediate member 32. The intermediate member 32 comes into contact with the fixed plate 31 and stops. Therefore, when the side gear 13 is moved from the center side to the end side of the sun gear 5 by the meshing reaction force with the pinion gear 12, the outer periphery of the side gear 13 presses and contacts the inner peripheral surface of the contact part 33a, and the contact part The outer peripheral surface of 33 a comes into pressure contact with the inner peripheral surface of the intermediate member 32.
[0028]
A contact surface 13a is formed on the outer peripheral surface of the side gear 13 which abuts against the inner peripheral surface of the contact portion 33a. The contact surface 13a is formed by the same spherical surface as the inner peripheral surface of the contact portion 33a. A contact surface 32a is formed on the inner peripheral surface of the intermediate member 32 which abuts on the outer peripheral surface of the contact portion 33a. The contact surface 32a is formed by the same spherical surface as the outer peripheral surface of the contact portion 33a. Therefore, when the side gear 13 rotates with respect to the sun gear 5, the inner peripheral surface of the contact portion 33a and the contact surface 13a of the side gear 13 slide, and the outer peripheral surface of the contact portion 33a contacts the intermediate member 32. The surface 32a slides. As a result, frictional resistance is generated between the inner peripheral surface of the contact portion 33a and the contact surface 13a of the side gear 13, and between the outer peripheral surface of the contact portion 33a and the contact surface 32a of the intermediate member 32. Due to this frictional resistance, the relative rotation of the side gear 13 with respect to the sun gear 5 is limited. Here, the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the contact portion 33a, and the contact surface 13a of the side gear 13 and the contact surface 32a of the intermediate member 32, which abut against the inner and outer peripheral surfaces, are from the center to the end of the sun gear 5 which is the moving direction of the side gear 13. Since the diameter decreases toward the side, the meshing reaction force acting on the side gear 13 is increased by the same action as the wedge action. Therefore, the frictional resistance generated between the inner peripheral surface of the contact portion 33a and the contact surface 13a of the side gear 13 and between the outer peripheral surface of the contact portion 33a and the contact surface 32a of the intermediate member 32 is reduced by the side gear. Assuming that the meshing reaction force acting on the friction plates 13 is the same, the frictional resistance generated between the friction plates 23A and 23B of the multi-plate friction generating mechanism 20 becomes larger. Therefore, a sufficiently large friction resistance can be obtained with only one friction member 33.
[0029]
In the case of this embodiment, the friction member 33 is rotatable with respect to both the side gear 13 and the intermediate member 14. However, in actuality, the friction member 33 is connected to the intermediate member 14 so as not to rotate. Rotate relative to it. This is because the outer diameter of the friction member 33 is larger than its inner diameter. In such a case, the contact surface 13a of the side gear 13 serves as a first contact surface, and the inner peripheral surface of the contact portion 33a of the friction member 33 serves as a second contact surface. On the other hand, if it is assumed that the friction member 33 cannot rotate with respect to the side gear 13, in this case, the outer peripheral surface of the contact portion 33 a becomes the first contact surface, and the contact surface of the intermediate member 32. 32a is the second contact surface. As described above, since the friction member 33 does not rotate with respect to one of the side gear 13 and the intermediate member 32 but rotates with respect to the other, the friction member 33 may be provided so as not to rotate with either one. In this case, the friction member 33 may be formed integrally with the side gear 13 or the intermediate member 14, or may be formed separately and fixed.
[0030]
In the other friction generating mechanism 30B, the outer peripheral surface of the contact portion 33a of the friction member 33 is in direct contact with the inner peripheral surface of the sun gear 5, and the fixed plate 31 and the intermediate member 32 of the friction generating mechanism 30A are provided. Absent. The inner peripheral surface of the sun gear 5 that contacts the contact portion 33a is the contact surface 5a. The contact surface 5a has the same curved surface as the curved surface forming the outer peripheral surface of the contact portion 33a. Other configurations are the same as those of the friction generating mechanism 30A. Therefore, also in the friction generating mechanism 30B, the friction member 33 is rotatable with respect to both the sun gear 5 and the side gear 13, but is actually fixed to the sun gear 5 so as not to rotate, and is relatively rotated with respect to the side gear 13. I do. In that case, the contact surface 13a of the side gear 13 serves as a first contact surface, and the inner peripheral surface of the contact portion 33a of the friction member 33 serves as a second contact surface. Of course, the friction member 33 may be non-rotatably connected to the side gear 13. In this case, the outer peripheral surface of the contact portion 33a of the friction member 33 becomes the first contact surface, and the contact of the sun gear 5 The contact surface 5a becomes the second contact surface.
[0031]
In the hybrid differential gear device B according to the present embodiment, each side gear 13, so that the contact surface 13 a of the side gear 13 can reliably contact the inner peripheral surface of the contact portion 33 a of the friction member 33. 13 are fitted in the support holes 1d and 3a, respectively, with a slight gap. Further, instead of the support member 11 having a cross shape, a support member 11 'having a rod shape having a circular cross section is used, and pinion gears 12 are provided at both ends of the support member 11'. Therefore, in this embodiment, only two pinion gears 12 are used.
[0032]
5 and 6 show a third embodiment of the present invention. In the hybrid differential gear device C of this embodiment, a differential gear mechanism 40 is used instead of the differential gear mechanism 10. The differential gear mechanism 40 itself has a differential limiting function.
[0033]
That is, the sun gear 5 is formed with at least a pair of housing holes (housing recesses) 5b and 5c extending parallel to the rotation axis L. The accommodation holes 5b and 5c are formed in four pairs in this embodiment, and each pair is arranged at equal intervals in the circumferential direction of the sun gear 5. One side of each of the receiving holes 5 b and 5 c on the radially inner side of the sun gear 5 is open from the inner peripheral surface of the sun gear 5. Moreover, in the housing holes 5b and 5c, adjacent side portions in the circumferential direction of the sun gear 5 communicate with each other. One accommodation hole 5b is formed as a through hole penetrating the sun gear 5. The other housing hole 5c is formed as a blind hole extending from one end surface of the sun gear 5 toward the other end.
[0034]
The pinion gears 41 and 42 are rotatably (rotatably) housed in the housing holes 5b and 5c, respectively. The pinion gear 41 housed in the housing hole 5b has gear portions 41a and 41b formed at both ends and a neck portion 41c formed at an intermediate portion. The gear portions 41a and 41b have twisted teeth and are formed with the same gear specifications. The outer diameter of the neck portion 41c is slightly smaller than the tooth bottom circle diameter of the gear portions 41a and 41b. The pinion gear 42 housed in the other housing hole 5c has the same gear specifications as those of the gear portions 41a and 41b except that the twist direction is opposite and the length is different. One end (the left end in FIG. 5) 42a of the pinion gear 42 meshes with the gear 41a of the planetary gear 41 at a location where the housing holes 5b and 5c communicate.
[0035]
Inside the sun gear 5, a pair of side gears 43 and 44 are rotatably arranged with their axes coinciding with the rotation axis L. One side gear 43 is rotatably supported by the support hole 1d, and the other side gear 44 is rotatably supported by the support hole 3a. The one side gear 43 meshes with the other end (right end in FIG. 5) 42b of the pinion gear 42. The other side gear 44 meshes with the gear 41 b of the pinion gear 41. Therefore, when the sun gear 5 rotates, the rotation is transmitted to the pair of side gears 43 and 44 via the pinion gears 41 and 42. In this case, the pair of side gears 43 and 44 rotate differentially when the pinion gears 41 and 42 rotate, and when the pinion gears 41 and 42 do not rotate, they are integrated with the sun gear 5 and the pinion gears 41 and 42 about the rotation axis L. To rotate.
[0036]
When the sun gear 5 rotates, the outer peripheral surfaces of the gear portions 41 a and 41 b of the pinion gear 41 are pressed against the inner peripheral surface of the housing hole 5 b by a meshing reaction force between the gear portions 41 a and 41 b and the side gear 44 and the pinion gear 42. Is pressed against the inner peripheral surface of the housing hole 5c by the reaction force of engagement with the side gear 43 and the gear portion 41a. Therefore, during the differential rotation of the pair of side gears 43, 44, the gap between the outer peripheral surfaces of the gear portions 41a, 41b and the inner peripheral surface of the housing hole 5b, and the outer peripheral surface of the pinion gear 42 and the inner peripheral surface of the housing hole 5c. Friction resistance occurs between them. Due to this frictional resistance, the rotation of the pinion gears 41 and 42 is limited, and thus the differential rotation of the side gears 43 and 44 is limited.
[0037]
In particular, in the hybrid differential gear device C of this embodiment, the gear portions 41a and 41b of the pinion gear 41, the pinion gear 42, and the pair of side gears 43 and 44 have twisted teeth. The one pinion gear 41 is pressed in the direction of the rotation axis L by a thrust force generated by the meshing between the gear portion 41a and the pinion gear 42 and the meshing between the gear portion 41b and the side gear 44. In this case, assuming that the planetary gear set C is used as a center differential of the vehicle, the pinion gear 41 has one end face (the left end face in FIG. 5) of the pinion gear 41 via the washer 4D when the vehicle moves forward. Is pressed so as to abut. Therefore, when the side gears 43 and 44 rotate differentially, frictional resistance acts between one end surface of the pinion gear 41 and the washer 4D. The differential rotation of the side gears 43 and 44 is limited by the frictional resistance. The other pinion gear 42 cancels out the thrust force caused by the engagement between one end 42a of the pinion gear 41 and the gear portion 41a of the pinion gear 41 and the thrust force caused by the engagement between the other end 42b and the side gear 43. The end face is hardly pressed against another member.
[0038]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified.
For example, in the former two of the above three embodiments, a preload is applied to the friction plates 23A and 23B or the friction member 33, so that the friction plates 23A and 23B or other members or the friction member 33 may be brought into pressure contact with another member. By doing so, even if one of the side gears 13 idles without resistance, a torque corresponding to the preload can be transmitted to the other side gear.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the differential gear mechanism incorporates the differential limiting mechanism for limiting the differential rotation of the pair of side gears, the hybrid differential gear device can be used, for example, in a four-wheel drive vehicle. When used as a center differential, that is, when the internal gear is connected to the rear differential and the pair of side gears of the differential gear mechanism are connected to the left and right front wheels, even if at least one of the left and right front wheels is almost idle, the other The effect is obtained that the rotational torque can be transmitted to the wheels.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention, taken along line XX of FIG. 2;
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along line XX of FIG. 3;
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view taken along line XX of FIG. 5;
[Explanation of symbols]
A Hybrid differential gearing
B Hybrid differential gearing
C Hybrid differential gearing
L rotation axis
1 Housing (carrier)
3 Internal gear
5 Sun gear
5a Contact surface (second contact surface)
5b Housing hole (housing recess)
5c Housing hole (housing recess)
6 planetary gear
7 planetary gear mechanism
10 Differential gear mechanism
12 Pinion gear
13 Side gear
13a Contact surface (first contact surface)
20 Multi-plate friction generating mechanism (differential limiting mechanism)
20 'Multi-plate friction generating mechanism (differential limiting mechanism)
23A friction plate
23B friction plate
23C friction plate
30A friction generating mechanism (differential limiting mechanism)
30B friction generating mechanism (differential limiting mechanism)
40 differential gear mechanism
41 Pinion gear
42 pinion gear
43 Side gear
44 Side gear

Claims

The planetary gear mechanism includes a planetary gear mechanism and a differential gear mechanism, and the planetary gear mechanism is configured such that the axis is aligned with the rotation axis and is rotatably disposed, and the axis is aligned with the rotation axis inside the internal gear. A sun gear that is rotatably disposed, a planetary gear that meshes with the internal gear and the sun gear, and a carrier that is rotatably disposed about the rotation axis and supports the planetary gear so that it can rotate. A pinion gear provided so that the differential gear mechanism can rotate on the sun gear and revolve integrally with the sun gear; and a pair of side gears rotatably arranged on the rotation axis and meshing with the pinion gear. In a hybrid differential gear device having
A hybrid differential gear device comprising a differential limiting mechanism for limiting a differential rotation of the pair of side gears in the differential gear mechanism.

The pinion gear and the pair of side gears of the differential gear mechanism are each configured by a bevel gear,
A first friction plate provided non-rotatably on the sun gear and a second friction plate non-rotatably provided on the side gear and arranged opposite to the first friction plate; The first and second friction plates are brought into contact with each other by a thrust force in the rotation axis direction acting on the side gears by meshing with the pinion gear, and the first friction plate and the second friction plate The differential gear according to claim 1, wherein the differential rotation of the pair of side gears is limited by frictional resistance generated between the pair of side gears.

The pinion gear and the pair of side gears of the differential gear mechanism are each configured by a bevel gear,
A first contact surface formed on each outer peripheral portion of the pair of side gears with a circular cross section around the rotation axis, and having a smaller diameter from a front side to a rear side of the side gear; A second contact surface provided at both ends of an inner peripheral portion of the sun gear, the second contact surface having a shape corresponding to the first contact surface, and the rotation axis acting on the side gear by meshing with the pinion gear; The first and second contact surfaces are brought into contact with each other by a thrust force in a direction, and the difference between the pair of side gears is caused by frictional resistance generated between the first and second contact surfaces. The hybrid differential gear according to claim 1, wherein dynamic rotation is limited.

The pinion gears of the differential gear mechanism are used in at least one pair, and the pair of pinion gears are respectively rotatably housed in a pair of housing recesses formed on the inner peripheral surface of the sun gear, and the pair of pinion gears are While being meshed with each other, each is meshed with the pair of side gears,
2. The differential limiting mechanism according to claim 1, wherein the differential rotation of the pair of side gears is limited by a frictional resistance generated between an inner peripheral surface of the housing recess and an outer peripheral surface of the pinion gear. 3. Hybrid differential gearing.