JP2008286212A - 車両のディファレンシャル装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】よりコンパクトな車両のディファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】直交軸ギヤ３、遊星歯車減速機構部４及び差動歯車機構部５を、左右の出力軸６，７の軸心方向に沿って並列させる。さらに、遊星歯車減速機構部４のサンギヤ４ａを直交軸ギヤ３のクラウンギヤ３ｂに連ね、かつリングギヤ４ｄをディファレンシャルケース８に固定し、かつプラネタリキャリア４ｃを出力とする。さらにまた、差動歯車機構部５を遊星歯車機構を用いて構成し、この遊星歯車機構のリングギヤ５ｇを遊星歯車減速機構部４のプラネタリキャリア４ｃに連ね、かつプラネタリキャリア５ｆを左側の出力軸６に連ね、かつサンギヤ５ｄを右側の出力軸７に連ねるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のディファレンシャル装置に関し、特に、前後に延びる入力軸の動力を左右の出力軸に伝達する直交軸ギヤを備えたディファレンシャル装置に関する。
従来、車両用の直交軸ギヤとして多用されているハイポイドギヤを備えたディファレンシャル装置として、特開２００４−２７８７６２号公報に開示されたものが知られている。
図３，４（同公報の図１，２）に示されるように、このディファレンシャル装置(11)は、センタディファレンシャル装置(10)から伝達されたエンジン動力を伝達する前後に延びた入力軸(30)の回転方向を、ハイポイドギヤとしてのドライブピニオンギヤ(41)とリングギヤ(35)とにより回転の向きを９０度変えてデフケース(36)に伝達したのち、差動歯車機構としてデフケース(36)と共に一体的に回転するピニオンギヤ(39),(40)及びこれらギヤに噛み合うサイドギヤ(37),(38)によって、左右の出力軸(45),(46)に伝達するように構成されている。
ところで、ハイポイドギヤは、オフセット０のベベルギヤに比べて、ドライブピニオンギヤをオフセットすることにより、ギヤ強度を確保したり減速比を大きくとることができるが、オフセットが大きくなるに従って低負荷時の伝達効率が悪くなる。また、ハイポイドギヤのオフセットに応じてギヤ反力も大きくなるため、入力軸の軸受に、強大な噛み合い反力に対抗できるプリロードを要するテーパローラベアリングが必要となるが、テーパローラベアリングは、ボールベアリングに比べてコストがかかるうえに転がり抵抗が大きい。また、ハイポイドギヤは、歯面の荷重、すべり速度が大きいため、十分な粘度をもつ潤滑油を用いる必要があるが、このような潤滑油は、粘性抵抗が大きい。従って、ハイポイドギヤは、燃費を悪化させる一要因となりうる虞があり、このようなハイポイドギヤを備える縦置きエンジンの車両あるいは４輪駆動車車両にあっては、共通して燃費への影響がある。
そこで、オフセットの大きいハイポイドギヤの代わりに、オフセットの小さいハイポイドギヤ或いはオフセットが０のベベルギヤを用いることが考えられる。
ベベルギヤを用いたディファレンシャル装置として、特開昭６４−６５４８号公報に開示されたものが知られている。
このディファレンシャル装置は、図５（同公報の図１）に示されるように、前後に延びた入力軸(1)の動力を、ベベルギヤをなす小傘歯車(2)と大傘歯車(3)とにより回転の向きを９０度変えてハウジング(4)に伝達したのち、ハウジング(4)と共に一体的に回転する遊星歯車減速機構(5)のサンギヤ(12)に入力させ、かつリングギヤ(14)を固定し、かつプラネタリキャリア(15)からハウジング(4)内においてプラネタリキャリア(15)と共に一体的に回転する差動箱(6)に出力し、この差動箱(6)と共に一体的に回転する差動小歯車(7)と、この差動小歯車(7)に噛み合う差動大歯車(8)とによって、左右の出力軸(9),(9)に伝達するように構成されている。
特開２００４−２７８７６２号公報 特開昭６４−６５４８号公報
しかしながら、上記特開２００４−２７８７６２号公報に開示された従来のディファレンシャル装置にあっては、左右の出力軸(45),(46)の軸周りに、リングギヤ(35)から差動歯車機構への動力伝達用、かつピニオンギヤ(39),(40)及びサイドギヤ(37),(38)を収めたデフケース(36)が配置されている。また、上記特開昭６４−６５４８号公報に開示された従来のディファレンシャル装置にあっても、左右の出力軸(9),(9)の軸周りに、大傘歯車(3)から遊星歯車減速機構(5)への動力伝達用、かつ差動歯車(7)、(8)を収めたハウジング(4)が配置されている。このため、前後者共に、左右の出力軸の軸周りが拡径することとなり、ディファレンシャルケースの大型化を招くという問題があった。
本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、よりコンパクトな車両のディファレンシャル装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、エンジン動力を伝達する入力軸の回転方向を、クラウンギヤに噛み合うドライブピニオンギヤのオフセットが０或いは０に近い直交軸ギヤを用いて直交方向に変えたのち、前記エンジン動力を前記クラウンギヤに連なった遊星歯車減速機構部に伝達し、さらに、差動歯車機構部を介して左右の出力軸に伝達する車両のディファレンシャル装置において、
前記直交軸ギヤ、前記遊星歯車減速機構部及び前記差動歯車機構部は、前記左右の出力軸の軸心方向に沿って並列していると共に、前記遊星歯車減速機構部のサンギヤが前記クラウンギヤに連なり、かつリングギヤがディファレンシャルケースに固定され、かつプラネタリキャリアが出力とされていると共に、前記差動歯車機構部は遊星歯車機構が用いられており、前記遊星歯車機構のリングギヤが前記遊星歯車減速機構部のプラネタリキャリアに連なり、かつプラネタリキャリアが前記左右の出力軸の一方に連なり、かつサンギヤが前記左右の出力軸の他方に連なっていることを特徴とする。
上記目的を達成するため請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記遊星歯車機構は、ダブルピニオン式であることを特徴とする。
請求項１，２に記載の発明によれば、入力軸によって伝達されたエンジン動力は、直交軸ギヤのクラウンギヤから隣接する遊星歯車減速機構部のサンギヤに入力される。さらに、エンジン動力は、遊星歯車減速機構部のプラネタリキャリアから隣接する遊星歯車機構を用いた差動歯車機構部のリングギヤに入力され、この差動歯車機構部のプラネタリキャリア及びサンギヤから左右の出力軸に夫々出力される。これにより、入力軸から遊星歯車減速機構部への動力伝達が、従来は縦方向、つまり左右の出力軸と直交する方向（径方向）だったのを、横方向、つまり左右の出力軸の軸心方向と同一方向にすることによって、左右の出力軸の軸周りに配置されていた従来のハウジングを不要とすることができ、ディファレンシャルケースの径方向を縮径することができるようになる。
また、差動歯車機構部にダブルピニオン式遊星歯車機構を用いることによって、一般の車両向けとして適正な減速比を得つつ、ディファレンシャル装置をよりコンパクト化することができる。
本発明のディファレンシャル装置によれば、入力軸、遊星歯車減速機構部、差動歯車機構を左右の出力軸の軸心方向に沿って並列させたので、従来のハウジングは不要となり、左右の出力軸の軸周りが縮径されることとなるので、ディファレンシャル装置を従来のものよりもコンパクト化することができる。
本発明の実施の形態に係るディファレンシャル装置について図１を参照して詳細に説明する。図１は、このディファレンシャル装置の平断面図である。
図１に示されるように、このディファレンシャル装置１は、縦置きエンジン用トランスアクスルやリヤディファレンシャルに適用されるものであって、変速機構やトランスファ機構から伝達されたエンジン動力を左右駆動輪に伝達するための入力軸２、直交軸ギヤとしてのベベルギヤ３（例えば、直歯笠歯車、曲歯笠歯車）、遊星歯車減速機構部４、遊星歯車機構を用いた差動歯車機構部（以下、遊星歯車差動機構部という）５、左右の出力軸６，７を備えて構成されている。
詳述すると、入力軸２は、前後方向に延びた動力伝達軸であって、その出力側（ベベルギヤ側）２ａが、ディファレンシャルケース８内の左右支持部８ａ，８ｂ間にボルト固定されたダブルボールベアリング９を介して回転可能に軸支されている。この入力軸２の軸心方向と、左右の出力軸６，７の軸心方向とは直交していると共に、入力軸２の出力側２ａの軸端部は、左側の出力軸６に対して近接配置されている。さらに、入力軸２の出力側２ａの軸端部には、ベベルギヤ３のドライブピニオンギヤ３ａ（入力側）が一体的に設けられている。このドライブピニオンギヤ３ａに噛み合うクラウンギヤ３ｂ（出力側）は、左側の出力軸６と同一軸心上となるように配設された筒状の中間軸１０の一端部に一体的に連なっている。
また、このベベルギヤ３に並列して遊星歯車減速機構部４及び遊星歯車差動機構部５の主要部が左右の出力軸６，７の軸心方向に沿って配設されている。さらには、中間軸１０と左側の出力軸６との間には、左右の出力軸６，７に跨って配設された遊星歯車差動機構部５の筒状のケース左部５ａが介設されている。このケース左部５ａと左側の出力軸６とは相対回転可能であり、また、ケース左部５ａと中間軸１０とも相対回転可能となっている。
遊星歯車減速機構部４は、シングルピニオン式であって、サンギヤ４ａ、ピニオンギヤ４ｂ、プラネタリキャリア４ｃ、リングギヤ４ｄを備えている。
サンギヤ４ａは入力に割り当てられており、中間軸１０の他端部に一体的に形成されている。また、このサンギヤ４ａと噛み合うピニオンギヤ４ｂは、クラウンギヤ３ｂに並列して配置されていると共に、このピニオンギヤ４ｂを支持するプラネタリキャリア４ｃが出力に割り当てられている。このプラネタリキャリア４ｃは、遊星歯車差動機構部５のケース中央部５ｂの側面部５ｂ１に片持ち支持されている。さらに、ピニオンギヤ４ｂが噛み合うリングギヤ４ｄは固定に割り当てられており、左側の出力軸６の同軸上に位置するように、ディファレンシャルケース８内の取付部８ｃにボルト固定されている。
なお、この遊星歯車減速機構部４は、入力軸２からベベルギヤ３を介して入力された回転数を、サンギヤ４ａの歯数ａとリングギヤ４ｄの歯数ｃとによって設定される減速比（ａ＋ｃ）／ａにより減速して、遊星歯車差動機構部５のケース左部５ａ、中央部５ｂ、右部５ｃに伝達する。また、この遊星歯車減速機構部４は、サンギヤ４ａの回転方向と同一方向に向かってプラネタリキャリア４ｃを回転させる。
遊星歯車差動機構部５は、遊星歯車減速機構部４に並行して配置されたダブルピニオン式であって、ケース５ａ〜５ｃ、サンギヤ５ｄ、ダブルピニオンギヤ５ｅ、プラネタリキャリア５ｆ、リングギヤ５ｇを備えている。
ケース５ａ〜５ｃの左右両端部は、ディファレンシャルケース８の支持部８ｄ，８ｅにそれぞれボールベアリング１１，１２を介して回転可能に軸支されている。ケース左部５ａ及びケース右部５ｃの内部には、それぞれ左右の出力軸６，７が相対回転可能に挿嵌されていると共に、ケース中央部５ｂ内には、サンギヤ５ｄ、ダブルピニオンギヤ５ｅ、プラネタリキャリア５ｆ、リングギヤ５ｇが配設されている。そして、この遊星歯車差動機構部５は、リングギヤ５ｇが入力に割り当てられていると共に、プラネタリキャリア５ｆとサンギヤ５ｄとが出力に割り当てられている。
リングギヤ５ｇは、右側の出力軸７の円周上となるケース中央部５ｂの内周面側に一体的に設けられている。そして、このリングギヤ５ｇに噛み合うダブルピニオンギヤ５ｅを回転可能に支持するプラネタリキャリア５ｆが、左側の出力軸６の軸端部に一体的に連なっている。また、ダブルピニオンギヤ５ｅに噛み合うサンギヤ５ｄが、右側の出力軸７の軸端部に一体的に連なっている。これにより、リングギヤ５ｇに伝達されたエンジン動力は、このリングギヤ５ｇに噛み合うダブルピニオンギヤ５ｅからプラネタリキャリア５ｆを介して左側の出力軸６に伝達されると共に、ダブルピニオンギヤ５ｅに噛み合うサンギヤ５ｇを介して右側の出力軸７に伝達されるようになっている。また、この遊星歯車差動機構部５は、リングギヤ５ｇの回転方向と同一方向に向かってプラネタリキャリア５ｆ及びサンギヤ５ｄが回転するようになっている。
なお、本実施形態にあっては、直交軸ギヤとしてオフセット０のベベルギヤ（交差軸歯車）を用いたが、これに限定されるものではなく、オフセットが０に近いハイポイドギヤ（食い違い軸歯車）を用いてもよい。
また、本実施形態にあっては、差動機構部にダブルピニオン式の遊星歯車機構を用いたが、これに限定されるものではなく、シングルピニオン式の遊星歯車機構を用いてもよい。
また、本実施形態にあっては、遊星歯車差動機構部５のプラネタリキャリア５ｆを左側の出力軸６の軸端部に連ね、サンギヤ５ｄを右側の出力軸７の軸端部に連ねたが、これに限定されるものではなく、図２に示されるように、プラネタリキャリア５ｆを右側の出力軸７に連ね、サンギヤ５ｄを左側の出力軸６に連ねるようにしてもよい。
以上述べたように本発明によれば、入力軸２によって伝達されたエンジン動力は、ベベルギヤ３のクラウンギヤ３ｂから隣接する遊星歯車減速機構部４のサンギヤ４ａに入力される。さらに、エンジン動力は、遊星歯車減速機構部４のプラネタリキャリア４ｃから隣接する遊星歯車差動機構部５のリングギヤ５ｇに入力され、この遊星歯車差動機構部５のプラネタリキャリア５ｆから左側の出力軸６、またサンギヤ５ｄから右側の出力軸７に出力される。これにより、入力軸２から遊星歯車減速機構部４への動力伝達が、従来は縦方向、つまり左右の出力軸６，７と直交する方向（径方向）だったのを、横方向、つまり左右の出力軸６，７の軸心方向と同一方向にすることによって、左右の出力軸６，７の軸周りに配置されていた従来のハウジングを不要とすることができ、ディファレンシャルケース８の径方向を縮径することができるようになる。
また、差動歯車機構部にダブルピニオン式遊星歯車機構を用いることによって、一般の車両向けとして適正な減速比を得つつ、ディファレンシャル装置１をよりコンパクト化することができる。
本発明の実施の形態に係るディファレンシャル装置の平断面図である。 ディファレンシャル装置の一変形例を示した模式図である。 従来のディファレンシャル装置を備えた手動変速機のスケルトン図である。 図３のディファレンシャル装置を示した断面図である。 図３とは異なる従来のディファレンシャル装置の模式図である。
符号の説明
１…ディファレンシャル装置
２…入力軸
３…ベベルギヤ
３ａ…ドライブピニオンギヤ
３ｂ…クラウンギヤ
４…遊星歯車減速機構部
４ａ…サンギヤ
４ｃ…プラネタリキャリア
４ｄ…リングギヤ
５…遊星歯車差動機構部（差動機構部）
５ｄ…サンギヤ
５ｆ…プラネタリキャリア
５ｇ…リングギヤ
６…左側の出力軸
７…右側の出力軸
８…ディファレンシャルケース

Claims (2)

  1. エンジン動力を伝達する入力軸の回転方向を、クラウンギヤに噛み合うドライブピニオンギヤのオフセットが０或いは０に近い直交軸ギヤを用いて直交方向に変えたのち、前記エンジン動力を前記クラウンギヤに連なった遊星歯車減速機構部に伝達し、さらに、差動歯車機構部を介して左右の出力軸に伝達する車両のディファレンシャル装置において、
    前記直交軸ギヤ、前記遊星歯車減速機構部及び前記差動歯車機構部は、前記左右の出力軸の軸心方向に沿って並列していると共に、前記遊星歯車減速機構部のサンギヤが前記クラウンギヤに連なり、かつリングギヤがディファレンシャルケースに固定され、かつプラネタリキャリアが出力とされていると共に、前記差動歯車機構部は遊星歯車機構が用いられており、前記遊星歯車機構のリングギヤが前記遊星歯車減速機構部のプラネタリキャリアに連なり、かつプラネタリキャリアが前記左右の出力軸の一方に連なり、かつサンギヤが前記左右の出力軸の他方に連なっていることを特徴とする車両のディファレンシャル装置。
  2. 前記遊星歯車機構は、ダブルピニオン式であることを特徴とする請求項１に記載の車両のディファレンシャル装置。
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