JP2979762B2 - 遊星歯車式差動装置 - Google Patents

遊星歯車式差動装置

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JP2979762B2
JP2979762B2 JP22156791A JP22156791A JP2979762B2 JP 2979762 B2 JP2979762 B2 JP 2979762B2 JP 22156791 A JP22156791 A JP 22156791A JP 22156791 A JP22156791 A JP 22156791A JP 2979762 B2 JP2979762 B2 JP 2979762B2
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spline
sleeve
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康之 飯田
一仁 池本
健次 清水
昌弘 森谷
盟之 加納
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は四輪駆動車に使用される
差動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】四輪駆動車としては、前輪駆動系と後輪
駆動系の間にセンタデファレンシャルを設けた常時四輪
駆動車が知られている。このような車両において、四輪
駆動状態で、走行状態に合わせて前後輪の差動可能な状
態で駆動力を伝達する状態、駆動力を等分固定状態で前
後輪に伝達する状態に切替えることができる遊星歯車式
差動装置が、実開昭63−135047号公報で開示さ
れている。この公報で開示されている差動装置について
図3に基づいて説明する。入力軸41はベアリング42
によってハウジング43に回転自在に支持されている。
この入力軸41は中空になっており、第1の出力軸44
がその内側に位置している。第1の出力軸44の外周に
はサンギヤ46が一体的に設けられている。第1出力軸
44に一体的に設けられたサンギヤ46には、第2の出
力軸45側にスプライン57が設けられており、結合ス
リーブ54が図中左側に移動したとき、結合スリーブ5
4の内周側スプライン53に結合するようになってい
る。第2出力軸45は第1出力軸44と同一軸線上に内
端を対向させて設けられ、ベアリング47でハウジング
43に回転自在に支持されている。入力軸41の端部外
周にはプラネタリキャリヤ48が一体に設けられてお
り、その外周にはリングギヤ49が回転自在に設けられ
ている。プラネタリキャリヤ48にはピン50が挿通さ
れており、このピン50にピニオンギヤ51が回転自在
に支持されている。このピニオンギヤ51は軸中心に近
い位置でサンギヤ46に噛み合っており、リングギヤ4
9の第2出力軸側は内方に延びており、その部分にスプ
ライン52が刻設され、結合スリーブ54の外周側スプ
ライン55に噛み合い、第2出力軸45のスプライン5
3で軸方向に摺動可能に取りつけられている。プラネタ
リキャリヤ48の結合スリーブ54側にはキャリヤのス
プライン56が刻設されており、結合スリーブ54が図
中左側に移動したとき、結合スリーブ54の外周側スプ
ライン55と噛み合うようになっている。図3で示した
状態では、入力軸41から入力された駆動力は、第1出
力軸44と第2出力軸45に差動可能な状態で動力を伝
達する。また結合スリーブが図中左側に移動してキャリ
ヤのスプライン56とサンギヤのスプライン57と第2
出力軸45を一体的に結合するときピニオンギヤ51は
回転しないので、差動制限される状態になる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】結合スリーブ54の軸
方向の移動によって差動が制限される状態と差動可能な
状態とを切り替えるが、差動が制限される状態から差動
可能な状態に戻すときは、キャリヤのスプライン56と
サンギヤのスプライン57と第2出力軸45のスプライ
ン53とを結合した状態から、第2出力軸45に設けら
れたスプライン53とリングギヤ49のスプラインとを
結合させた状態にする。このときスプライン52とスプ
ライン55の位相を合わせなければならない。従って図
中でスプライン55の右側とスプライン52の左側に噛
み合うためのチャンファ面を設ける必要がある。それぞ
れのスプラインにチャンファ面を設けなければならない
ことから加工性が悪いという問題がある。強度を持たせ
るためのスプラインの長さと、チャンファ面を必要とす
ることによって、その分軸方向の寸法が長くなり、トラ
ンスファ全体の軸長が延びてしまうという問題が生じて
いた。そこで本発明の課題は、常時噛み合いとすること
によって差動制限される状態から差動可能な状態へ変わ
るときにスプラインの位相合わせ不必要とすることによ
ってチャンファ面をなくし、トランスファの軸長を短く
することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、入力軸と二つ
の出力軸が同軸上に配置され、前記入力軸からの動力を
遊星歯車装置を介して第1出力軸、第2出力軸に伝達す
る差動装置において、前記第1出力軸は前記遊星歯車装
置のキャリヤと一体的に回転可能であり、前記第2出力
軸には一体的に前記遊星歯車装置のサンギヤが設けら
れ、前記入力軸にスプライン嵌合により摺動可能に取り
つけられたスリーブは、外周側にスプラインを有し、前
記スリーブの外周側のスプラインは、前記遊星歯車装置
のリングギヤの内周側に設けられたスプラインと常に噛
み合うとともに、前記スリーブの軸方向の摺動により、
前記第2出力軸と前記遊星歯車装置のキャリヤのスプラ
インとに選択的に結合することを特徴とする差動装置で
ある。
【0005】
【作用】上記手段により入力軸の外周側にスプライン嵌
合されたスリーブが、入力軸とリングギヤの内周側に設
けたスプラインとを結合させた状態のとき、二つの出力
軸の差動が可能である。また、入力軸とキャリヤと第1
出力軸とを一体的に結合させた状態のとき、差動を制限
する。差動可能な状態と差動を制限する状態の切替え
は、前記スリーブの軸方向の移動によって行われ、差動
を制限する状態から差動可能な状態へ切り替わるとき、
スリーブの外周側のスプラインがキャリヤに設けられた
スプラインとリングギヤに設けられたスプラインと結合
した状態からスリーブの外周側のスプラインがリングギ
ヤのスプラインとのみ結合した状態に変化する。
【0006】
【実施例】続いて本発明の差動装置について図1に基づ
いて説明する。入力軸1は、図示しないエンジン側から
動力を受け第2出力軸10上を回転自在に支持されてい
る。第2出力軸10の外周には一体的に、サンギヤ16
とスプライン13が設けられている。スリーブ2は入力
軸1上に、スリーブの内周側スプライン11と入力軸1
の外周側スプライン18によって軸方向摺動可能に支持
されている。スリーブ2の外周側にはスプライン12が
設けられ、このスプライン12は常にリングギヤ4に一
体的に取り付けられた連結部材3のスプライン15と常
に噛み合っている。またスリーブ2の内周側のスプライ
ン11は、第2出力軸10に設けられたスプライン13
と係合可能である。ダブルピニオン型の遊星歯車装置を
挟んで入力軸1の反対側に第1出力軸9が第2出力軸1
0上に回転自在に支持され、前記遊星歯車装置の第1出
力軸側のプラネタリキャリヤ8と一体的に連結されてい
る。入力軸側のプラネタリキャリヤ8の内周側にはスプ
ライン14が設けられ、このスプライン14は、スリー
ブ2の外周側のスプライン12と噛み合い可能である。
入力軸1側のプラネタリキャリヤ8と第1出力側のプラ
ネタリキャリヤの間にはピン7が挿通され、ピン7には
外周側のピニオンギヤ6が回転自在に支持されている。
外周側のピニオンギヤ6はリングギヤ4と内周側のピニ
オンギヤ17と噛み合っており、内周側のプラネタリギ
ヤ17は第2出力軸10に一体的に設けられたサンギヤ
16と噛み合っている。
【0007】次に前記構成によるダブルピニオン型の遊
星歯車式の差動装置は次のように作動する。スリーブ2
には図示しないアームを取りつけ、このアームを介して
外部からスリーブ2を軸方向に摺動させることによって
切替え操作が行われる。図1で示した状態でセンターデ
フは差動可能である。スリーブ2の内周側のスプライン
11と外周側のスプライン12が連結部材3のスプライ
ン15と入力軸1のスプライン18とを結合し、入力軸
1と連結部材3が一体化されている。図示していないエ
ンジンからの動力は、入力軸1からスリーブ2を介して
連結部材3に伝えられ、リングギヤ4、外周側のピニオ
ンギヤ6、キャリヤ7を介して第1出力軸9に伝えられ
る。またこのとき同時に、動力は入力軸1からスリーブ
2を介して連結部材3に伝えられ、リングギヤ4、外周
側のピニオンギヤ6、内周側のピニオンギヤ17、サン
ギヤ16を介して第2出力軸10に伝えられる。このよ
うにキャリヤ8とサンギヤ16から出力を得るとき、ピ
ニオンギヤ6、17は回転可能であることから差動可能
な状態である。
【0008】一方、図2に示すようにスリーブ2を右側
へ移動した状態では、差動を制限した状態である。スリ
ーブ2の内周側のスプライン11と外周側のスプライン
12によって連結部材3のスプライン15とキャリヤ8
のスプライン14と第2出力軸10に設けられたスプラ
イン13とを連結し、入力軸1と第2出力軸10と連結
部材3とキャリヤ8が一体化される。このとき、図示し
ていないエンジンからの動力は、入力軸1からスリーブ
2の内周側のスプライン11を介して第2出力軸10に
一体に設けられたスプライン13に伝えられる。同時に
動力は、キャリヤ8を介して第1出力軸9へ伝えられ
る。このようにピニオンギヤ6,17を介することなく
動力は伝達されることになるので、ピニオンギヤ6,1
7は回転することはない。従って差動が制限される状態
になる。
【0009】差動が可能な状態から差動が制限される状
態に移るときは、スリーブ2の外周側のスプライン12
とキャリヤ8のスプライン14と噛み合うためにスプラ
イン同士の位相合わせが必要となる。しかし、差動制限
状態から差動が可能な状態に移るときには、スリーブ2
の外周側のスプライン12は部材3のスプライン15に
常に係合していることから、スプライン15とスプライ
ン12は位相を合わせる必要が全くない。そこでスプラ
イン15とスプライン12が位相を合わせるためのチャ
ンファ面が必要ない。チャンファ面が必要ないことによ
って、図1中でスプライン12の左側、連結部材3のス
プライン15の右側にチャンファ面を設ける加工が不必
要となり加工性が向上する。またチャンファ面が必要な
いことから、その分軸方向の寸法を短縮化することがで
きる。
【0010】センターデフロック時は、図2のようにス
リーブ2を右側に移動させた状態であり、スリーブ内周
側のスプライン11と第2出力軸10に設けられたスプ
ライン13、スリーブ外周側のスプライン12とキャリ
ヤ8に設けられたスプライン14と係合している。この
ようにプラネタリギヤの歯面間ではなく、スプラインで
荷重をうけることによりセンターデフのロック状態を得
ることができる。このようにプラネタリギヤの歯面間で
はなくスプラインに荷重をかけることから、歯面の損
傷、歯面ロックが防止される。本発明では、ダブルピニ
オン型の遊星歯車装置を用いた差動制限装置について述
べているが、シングルピニオン型の遊星歯車装置の差動
制限装置でも適応できる。
【0011】本発明の差動制限装置では、差動制限状態
から差動可能な状態へのスムーズなシフト、組付け性向
上のために、スリーブ2のスプラインおよびギヤの歯数
は以下に示すような関係になっている。差動時に、入力
であるリングギヤと、出力であるキャリヤ、サンギヤと
の回転数差が1:1のとき、差動回転可能な状態では、
キャリヤとサンギヤは入力回転に対して同位相ずつ差動
する。差動が起こったあとにも差動制限状態へのシフト
が可能であるために、差動制限状態へのシフト時、スリ
ーブ2がスプライン14よりスプライン13に先に噛み
合う場合にはスリーブ2の外周側のスプライン12の歯
数は、内周側のスプライン11の歯数の整数倍とする。
スリーブ2がスプライン13よりスプライン14に先に
噛み合う場合にはスリーブ2の内周側スプライン11の
歯数は、外周側のスプライン12の歯数の整数倍とす
る。差動制限装置のプラネタリ部を組付けていく場合、
ある歯車、スプラインの係合部位での組付け位置が円周
方向でずれた場合、これより後に組付ける歯車、スプラ
イン等の係合が可能となるために、この部位での歯数
(プラネタリギヤ部のピニオンとリングギヤ、ピニオン
とサンギヤとの係合部ではそれぞれリングギヤ、サンギ
ヤの歯数)を先に組付けた部位での歯数の整数倍として
いる。すなわち、センターデフ部の部品の組付け順序に
よりスリーブ2の内周側のスプライン11(スプライン
13)とサンギヤ16の歯数、スリーブの外周側のスプ
ライン12(スプライン14、15)とリングギヤ4の
歯数の関係を整数倍、整数分の1の関係にすることによ
り、スリーブ2やプラネタリギヤの位置を注意しなくて
も組付けることが可能となる。
【0012】
【発明の効果】入力軸の外周側にスプライン嵌合された
スリーブは、スリーブの内周側のスプラインと、外周側
のスプラインによって、常に入力軸とリングギヤの内周
側に設けたスプラインを結合させているので、第1出力
軸とキャリヤのスプラインを一体的に結合した状態か
ら、スリーブが入力軸とリングギヤの内周側に設けたス
プラインを結合させる状態にするときにスリーブの外周
側のスプラインとリングギヤの内周側に設けられたスプ
ラインの位相合わせを必要としない。このことにより、
スリーブの外周側のスプラインとリングギヤの内周側に
設けられたスプラインはどちらも、片側のチャンファ面
を設ける必要がなく、加工性が向上するとともにチャン
ファ面を必要としない分軸方向寸法を短縮化することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の遊星歯車式差動装置の断面図
【図2】差動制限状態であるときの差動装置断面図
【図3】従来の遊星歯車式差動装置の断面図
【符号の説明】
1 入力軸 2 スリーブ 3 連結部材 6 外周側のピニオンギヤ 9 第1出力軸 10 第2出力軸 11 スリーブの内周側スプライン 12 スリーブの外周側スプライン 13 サンギヤに設けられたスプライン 14 キャリヤに設けられたスプライン 15 連結部材に設けられたスプライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森谷 昌弘 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 加納 盟之 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−103538(JP,A) 特開 平1−103540(JP,A) 実開 昭63−135047(JP,U) 実開 昭60−127232(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 48/30 F16H 48/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力軸と二つの出力軸が同軸上に配置さ
    れ、前記入力軸からの動力を遊星歯車装置を介して第1
    出力軸、第2出力軸に伝達する差動装置において、前記
    第1出力軸は前記遊星歯車装置のキャリヤと一体的に回
    転可能であり、前記第2出力軸には一体的に前記遊星歯
    車装置のサンギヤが設けられ、前記入力軸にスプライン
    嵌合により摺動可能に取りつけられたスリーブは、外周
    側にスプラインを有し、前記スリーブの外周側のスプラ
    インは、前記遊星歯車装置のリングギヤの内周側に設け
    られたスプラインと常に噛み合うとともに、前記スリー
    ブの軸方向の摺動により、前記第2出力軸と前記遊星歯
    車装置のキャリヤのスプラインとに選択的に結合するこ
    とを特徴とする差動装置。
JP22156791A 1991-09-02 1991-09-02 遊星歯車式差動装置 Expired - Lifetime JP2979762B2 (ja)

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EP92307919A EP0531088B1 (en) 1991-09-02 1992-09-01 Power transfer device for four-wheel drive
DE69203183T DE69203183T2 (de) 1991-09-02 1992-09-01 Kraftübertragungseinrichtung für Vierradantrieb.
US07/942,161 US5286238A (en) 1991-09-02 1992-09-02 Power transfer device for four-wheel drive
AU22108/92A AU657069B2 (en) 1991-09-02 1992-09-02 Power transfer device for four-wheel drive

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