JP3743328B2

JP3743328B2 - 差動歯車装置

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Publication number: JP3743328B2
Application number: JP2001244146A
Authority: JP
Inventors: 誠西地; 昭直峯岸
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2001-08-10
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: JP2003056672A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力部材の隔壁部の両側に出力部材がそれぞれ配置された差動歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の差動歯車装置としては、例えば図４に示すものがある。この差動歯車装置は、ハウジング（入力部材）１を備えている。このハウジング１の内周面の中央部には、環状をなす隔壁部１ａが形成されており、隔壁部１ａの内周には、筒部１ｂが形成されている。筒部１ｂの内周には、スプライン孔（入力部）１ｃが形成されている。このスプライン孔１ｃには、入力軸２が回転不能に嵌合されており、この入力軸２によってハウジング１が回転軸線Ｌを中心として回転駆動されるようになっている。
【０００３】
ハウジング１の内部の外周側には、捩れ歯を有する第１遊星歯車（遊星歯車）３と第２遊星歯車（遊星歯車）４とが自転可能に設けられている。第１遊星歯車３は、ハウジング１の内部の一端から隔壁部１ａまで回転軸線Ｌと平行に延びている。第２遊星歯車４は、隔壁部１ａを貫通してハウジング１の内部の一端から他端まで回転軸線Ｌと平行に延びている。第２遊星歯車４は、その一端部（図４において左端部）において第１遊星歯車３と噛み合っている。
【０００４】
ハウジング１の内部の隔壁部１ａを間にした一端側と他端側とには、第１、第２サイドギヤ（出力部材）５，６がその軸線を回転軸線Ｌと一致させて回転自在に設けられている。第１サイドギヤ５は、第１遊星歯車３と噛み合っており、第２サイドギヤ６は、第２遊星歯車４とその他端部（図４において右端部）において噛み合っている。したがって、ハウジング１が回転駆動されると、第１、第２サイドギヤ５，６が回転する。この場合、第１、第２サイドギヤ５，６は、第１、第２遊星歯車３，４が自転しないときには同一速度で回転し、第１、第２遊星歯車３，４が自転しているときには差動回転する。第１、第２サイドギヤ５，６の回転は、第１、第２サイドギヤ５，６の中央部に形成されたスプライン孔５ａ，６ａに嵌合された出力軸７，８に伝達される。
【０００５】
第１サイドギヤ５とハウジング１の一端部内面及び隔壁部１ａとの各間には摩擦ワッシャ９Ａ，９Ｂがそれぞれ配置され、第２サイドギヤ６とハウジング１の他端部内面及び隔壁部１ａとの各間には、摩擦ワッシャ９Ｃ，９Ｄがそれぞれ配置されている。ハウジング１が一方向へ回転するときには、第１、第２サイドギヤ５，６が第１、第２遊星歯車３，４との噛み合いによって発生するスラスト力により、摩擦ワッシャ９Ａ，９Ｄにそれぞれ押し付けられ、ハウジング１が他方向へ回転するときには、第１、第２サイドギヤ５，６が摩擦ワッシャ９Ｂ，９Ｃにそれぞれ押し付けられるようになっている。そして、各サイドギヤ５，６と摩擦ワッシャ９Ａ〜９Ｄとの間に作用する摩擦トルクが高速回転側から低速回転側へ伝達されることにより、高速回転側に伝達されるトルクと低速回転側に伝達されるトルクとの比、つまりトルクバイアス比の増大が図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記差動歯車装置において、仮に隔壁部１ａが存在せず、摩擦ワッシャ９Ｂ，９Ｄが直接に接触しているならば、例えば第１、第２サイドギヤ５，６にハウジング１の一端側から他端側へ向かうスラスト力が作用したときには、第２サイドギヤ６はそれ自体に作用するスラスト力のみならず、第１サイドギヤ５に作用するスラスト力によって摩擦ワッシャ９Ｃに押し付けられる。したがって、第２サイドギヤ６と摩擦ワッシャ９Ｃとの間に発生する摩擦トルクを大きくすることができ、これによってトルクバイアス比を大きくすることができる。これは、第１、第２サイドギヤ５，６にハウジング１の他端側から一端側へ向かうスラスト力が作用する場合も同様である。
【０００７】
しかしながら、入力軸２からハウジング１にそのスプライン孔１ｂを介して回転が伝達される形式の従来の差動歯車装置においては、入力部材たるハウジング１の中央部に隔壁部１ａが存在し、この隔壁部１ａによって各サイドギヤ５，６に作用するスラスト力が受け止められてしまう。したがって、一方のサイドギヤ５（６）から他方のサイドギヤ６（５）にスラスト力が作用することがない。このため、各サイドギヤ５，６に作用するスラスト力を、トルクバイアス比を増大させるためのものとして有効に利用することができないという問題があった。
【０００８】
【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、軸線を回転軸線と一致させた入力部及びこの入力部の外周に設けられた隔壁部を有する入力部材と、この入力部材の上記回転軸線から離れた箇所に自転可能に設けられた捩れ歯を有する遊星歯車と、軸線を上記回転軸線と一致させてそれぞれ配置され、上記遊星歯車とそれぞれ噛み合う歯車部を有する一対の出力部材とを備え、上記一対の出力部材が上記入力部材の隔壁部の両側に並んで配置された差動歯車装置において、上記入力部材の隔壁部に上記回転軸線方向に貫通する複数の貫通孔を形成し、上記隔壁部と上記一対の出力部材との各間にそれぞれ摩擦部材を配置し、この二つの摩擦部材のうちの少なくとも一方の上記隔壁部と対向する端面に、上記貫通孔にそれぞれ挿入されて他方の摩擦部材に突き当たる複数の突出部を設けたことを特徴としている。
この場合、上記一対の出力部材の一方が、上記歯車部として上記遊星歯車とその外側において噛み合う内歯車部を有する内歯車であり、他方の出力部材が、上記歯車部として上記遊星歯車とその内側において噛み合う外歯車部を有する太陽歯車であってもよい。上記内歯車が、上記内歯車部に回動不能に、かつ上記回転軸線方向へ移動可能に連結された出力部を有していてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図１〜図３を参照して説明する。
図１は、この発明に係る遊星差動歯車装置（差動歯車装置）１０を示すものである。この差動歯車装置１０は、回転軸線Ｌを中心として回転可能なハウジング２０を有している。ハウジング２０は、一端部（図１において左端部）に底部２１ａを有し、他端部が開口した筒体２１と、この筒体２１の他端面にボルトＢ１によって固定されることにより、筒体２１の他端開口部を閉じる蓋体２２とから構成されている。筒体２１の底部２１ａ及び蓋体２２の各中央部には、軸線を回転軸線Ｌと一致させた支持孔２１ｂ，２２ａがそれぞれ形成されている。各支持孔２１ｂ，２２ａに支持部材２１ｃ，２２ｂがそれぞれ回転可能に嵌合されることにより、ハウジング２０が各支持部材２１ｃ，２２ｂによって回転可能に支持されている。
【００１０】
ハウジング２０の内部には、キャリア（入力部材）３０、内歯車（出力部材）４０及び太陽歯車（出力部材）５０が設けられている。キャリア（入力部材）３０、内歯車（出力部材）４０及び太陽歯車（出力部材）５０は、それぞれの軸線を回転軸線Ｌと一致させて配置されている。
【００１１】
キャリア３０は、軸線を回転軸線Ｌと一致させたリング状の円板部（隔壁部）３１を有している。この円板部３１の内周面には、底部２１ａ側へ向かって延びる円筒部３２が形成されている。この円筒部３２の内周面には、スプライン孔（入力部）３２ａが形成されており、このスプライン孔３２ａには、支持孔２１ｂを貫通してハウジング２０内に挿入された入力軸Ｓ_Ｉの一端部が回転不能に嵌合されている。入力軸Ｓ_Ｉの他端部は、変速機を介してエンジン（いずれも図示せず）に連結されている。したがって、キャリア３０は、エンジンにより回転軸線Ｌを中心として回転駆動される。なお、円筒部３２をハウジング２０の外部まで延ばし、ハウジングの外部に突出した円筒部３２の外周面にスプライン部を形成し、このスプライン部に入力軸を連結するようにしてもよい。
【００１２】
円板部３１の底部２１ａ側を向く面の外周部には、回転軸線Ｌと平行に延びる保持突出部３３が形成されている。図２に示すように、保持突出部３３は、複数（この実施の形態では６つ）形成されており、円板部３１の周方向へ等間隔に配置されている。各保持突出部３３は、それらの外周面に一体に形成された環状連結部３４によって互いに連結されている。これにより、各保持突出部３３が円板部３１の周方向及び径方向を向く力に対して補強されている。図１に示すように、２以上の保持突出部３３の先端面は、ボルトＢ２によって底部２１ａに押圧固定されている。これにより、キャリア３０がハウジング２０に固定され、ハウジング２０と一体に回転するようになっている。
【００１３】
円板部３１の周方向において隣接する２つの保持突出部３３，３３間には、保持部３５が形成されている。各保持部３５には、捩れ歯を有する遊星歯車６０がそれぞれ収容されている。遊星歯車６０は、キャリア３０が回転駆動されると、キャリア３０と共に回転軸線Ｌを中心として公転する。しかも、遊星歯車６０は、保持部３５に自転可能に収容されている。遊星歯車６０は、その軸線を回転軸線Ｌと平行にした状態で配置されており、その一端面を底部２１ａにほぼ接触させ、その他端面を円板部３１にほぼ接触させている。
【００１４】
上記内歯車４０は、被動部４１と出力部４２とを有している。被動部４１は、内歯車部（歯車部）４１ａと連結板部４１ｂとから構成されている。内歯車部４１ａは、ハウジング２０の内周面と各保持突出部３３との間に形成される環状の空間に回転可能に収容されており、各遊星歯車６０と噛み合っている。したがって、キャリア３０が回転駆動されると、内歯車部４１ａには遊星歯車６０との噛み合いにより、回転軸線Ｌ方向を向くスラスト力が作用する。スラスト力の作用方向は、キャリア３０の回転方向に応じて変化する。連結板部４１ｂは、環状をなしており、その外周側端部が内歯車部４１ａの蓋体２２側の端部に一体に連結されている。連結板部４１ｂの内周部は、キャリア３０の円板部３１と蓋体２２との間に入り込んでいる。連結板部４１ｂの内周面には、スプライン孔４１ｃが形成されている。
【００１５】
出力部４２は、軸線を回転軸線Ｌと一致させた円筒部４２ａと、この円筒部４２ａの一端部外周に一体に形成されたフランジ部４２ｂとから構成されている。円筒部４２ａは、蓋体３３の支持孔２２ｃに回転可能に支持されている。円筒部４２ａの内周面には、スプライン孔４２ｂが形成されている。このスプライン孔４２ｂには、出力軸Ｓ_Ｏ１が回転不能に嵌合されている。一方、フランジ部４２ｂは、キャリア３０の円板部３１と蓋体２２との間に配置されており、その外周が上記スプライン孔４１ｃに回転不能に嵌合されている。これにより、出力部４２が被動部４１と一体に回転するようになっている。つまり、内歯車４０全体が一体に回転する。内歯車４０の回転は、出力軸Ｓ_Ｏ１を介して例えば前後いずれか一方の車軸に伝達される。
【００１６】
上記太陽歯車５０は、円筒状をなしており、キャリア３０の複数の保持突出部３３によって区画される円形の空間内に配置されている。太陽歯車５０の外周部には、外歯車部（歯車部）５１が形成されている。この外歯車部５１は、各遊星歯車６０と噛み合っている。したがって、キャリア３０が回転駆動されると、太陽歯車５０には、遊星歯車６０との噛み合いによって回転軸線Ｌと平行なスラスト力が作用する。スラスト力の作用方向は、キャリア３０の回転に応じて変化する。太陽歯車５０の内周面には、スプライン孔５２が形成されている。このスプライン孔５２には、出力筒（出力軸）Ｓ_Ｏ２が回転不能に嵌合されている。したがって、太陽歯車５０の回転は、出力軸Ｓ_Ｏ２を介して例えば前後の車軸の他方に伝達される。なお、出力筒Ｓ_Ｏ２内に上記入力軸Ｓ_Ｉが挿通されている。
【００１７】
上記のように、キャリア３０の回転時には、内歯車４０及び太陽歯車５０に回転軸線Ｌと平行な方向を向くスラスト力が作用する。このスラスト力を利用して差動回転時に大きなトルクバイアス比を得るために、底部２１ａと太陽歯車５０との間、キャリア３０の円板部３１と内歯車４０の連結板部４１ｂとの間及び連結板部４１ｂと蓋体２２との間には、摩擦ワッシャ７１，７２，７３がそれぞれ配置されている。
【００１８】
さらに、太陽歯車５０に蓋体２２側へのスラスト力が作用する場合に、そのスラスト力を内歯車４０の出力部４２に伝達するために、キャリア３０の円板部３１の径方向における中間部、つまり円板部３１の円筒部３２と保持突出部３３との間の環状の部分には、複数（この実施の形態では６つ）の貫通孔３２ａが周方向に等間隔だけ離れて形成されている。また、太陽歯車５０とキャリア３０の円板部３１との間、及び円板部３１と出力部４２のフランジ部４２ｂとの間には、摩擦ワッシャ（摩擦部材）７４，７５が配置されている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、摩擦ワッシャ７４，７５（図３には摩擦ワッシャ７５のみ図示）の端面の貫通孔３２ａとの対向箇所には、突出部７４ａ，７５ａがそれぞれ形成されている。各突出部７４ａ，７５ａは、貫通孔３１ａとほぼ同一の断面形状を有しており、貫通孔３１ａに嵌合されている。したがって、摩擦ワッシャ７４，７５は、キャリア３０と一体に回転する。各突出部７４ａ，７５ａの高さは、互いに同一であり、貫通孔３１ａの長さ、すなわち円板部３１の厚さの半分より若干高くなっている。したがって、摩擦ワッシャ７４，７５は円板部３１に接触することなく、突出部７４ａ，７４ｂどうしが接触する。よって、太陽歯車５０に蓋体２２側を向くスラスト力が作用したとき、太陽歯車５０は摩擦ワッシャ７４，７５を介して出力部４２を蓋体２２側へ押す。出力部４２に作用する押圧力（太陽歯車５０に作用するスラスト力）を利用して摩擦トルクを生じさせるために、出力部４２のフランジ部４２ｂと蓋体２２との間には、摩擦ワッシャ７６が配置されている。
【００２０】
上記構成の遊星差動歯車装置１０において、差動回転時に太陽歯車５０に底部２１ａ側から蓋体２２側を向くスラスト力が作用した場合、そのスラスト力は摩擦ワッシャ７４，７５を介して出力部４２に伝達される。この結果、出力部４２のフランジ部４２ｂが摩擦ワッシャ７６に対し押圧接触した状態で回転し、それらの間に摩擦トルクが発生する。これにより、トルクバイアス比を増大させることができる。したがって、太陽歯車５０に作用するスラスト力を有効に利用することができる。
【００２１】
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。
例えば上記の実施の形態は、内歯車４０、太陽歯車５０及び遊星歯車６０を有する遊星差動歯車装置１０にこの発明を適用したものであるが、この発明は、図４に示すような２つのサイドギヤ５，６と２つの遊星歯車３，４とを用いた差動歯車装置にも適用可能である。その場合には、隔壁部１ａに貫通孔を形成するとともに、摩擦ワッシャ９Ｂ，９Ｄに貫通孔に挿入される突出部を形成し、摩擦ワッシャ９Ｂ，９Ｄを互いに接触させるようにすればよい。このようにすれば、一対のサイドギヤ（出力部材）５，６に作用する両方のスラスト力を有効に利用することができる。
また、上記の実施の形態においては、隔壁部たる円板部３１の両側に配置された摩擦ワッシャ７４，７５の両者に突出部７４ａ，７５ａを形成しているが、いずれか一方にのみ形成してもよい。その場合には、突出部の高さを貫通孔３１ａの長さ（円板部３１の厚さ）より若干高くすればよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、一対の出力部材の少なくともに作用するスラスト力を、摩擦トルクを発生させるために有効に利用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】この発明の一実施の形態の縦断面図である。
【図２】同実施の形態において用いられているキャリア及び摩擦ワッシャを示す一部切欠き斜視図である。
【図３】摩擦ワッシャを示す斜視図である。
【図４】従来の差動歯車装置の一例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ｌ回転軸線
１０遊星差動歯車装置（差動歯車装置）
３０キャリア（入力部材）
３１円板部（隔壁部）
３１ａ貫通孔
３２ａスプライン孔（入力部）
４０内歯車（出力部材）
４１ａ内歯車部（歯車部）
４２出力部
５０太陽歯車（出力部材）
５１外歯車部（歯車部）
６０遊星歯車
７４摩擦ワッシャ（摩擦部材）
７４ａ突出部
７５摩擦ワッシャ（摩擦部材）
７５ａ突出部

Claims

軸線を回転軸線と一致させた入力部及びこの入力部の外周に設けられた隔壁部を有する入力部材と、この入力部材の上記回転軸線から離れた箇所に自転可能に設けられた捩れ歯を有する遊星歯車と、軸線を上記回転軸線と一致させてそれぞれ配置され、上記遊星歯車とそれぞれ噛み合う歯車部を有する一対の出力部材とを備え、上記一対の出力部材が上記入力部材の隔壁部の両側に並んで配置された差動歯車装置において、
上記入力部材の隔壁部に上記回転軸線方向に貫通する複数の貫通孔を形成し、上記隔壁部と上記一対の出力部材との各間にそれぞれ摩擦部材を配置し、この二つの摩擦部材のうちの少なくとも一方の上記隔壁部と対向する端面に、上記貫通孔にそれぞれ挿入されて他方の摩擦部材に突き当たる複数の突出部を設けたことを特徴とする差動歯車装置。
上記一対の出力部材の一方が、上記歯車部として上記遊星歯車とその外側において噛み合う内歯車部を有する内歯車であり、他方の出力部材が、上記歯車部として上記遊星歯車とその内側において噛み合う外歯車部を有する太陽歯車であることを特徴とする請求項１に記載の差動歯車装置。
上記内歯車が、上記内歯車部に回動不能に、かつ上記回転軸線方向へ移動可能に連結された出力部を有していることを特徴とする請求項２に記載の差動歯車装置。