JP3830793B2

JP3830793B2 - 遊星差動歯車装置

Info

Publication number: JP3830793B2
Application number: JP2001288128A
Authority: JP
Inventors: 紳一郎中島; 整哉池田; 昭直峯岸
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2021-09-21
Also published as: JP2003097670A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内歯車、遊星歯車及び太陽歯車を備えた遊星差動歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の遊星歯車装置は、それぞれの軸線を回転軸線と一致させた内歯車、キャリア及び太陽歯車を備えている。キャリアには、回転軸線と平行に延びる複数（通常は３つ以上）の収容孔がキャリアの周方向へ等間隔だけ離して配置されている。収容孔の外周側及び内周側の各側部は、それぞれ外部に開放されている。各収容孔には、遊星歯車が回転可能（自転可能）に収容されている。遊星歯車は、収容孔の外側の開放部において内歯車と噛み合い、収容孔の内側の開放部において太陽歯車と噛み合っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遊星差動歯車装置においては、遊星歯車を収容孔に回転可能に収容する必要上、収容孔の内径が遊星歯車の外径より若干大径になっている。しかも、上記のように、収容孔の内周側及び外周側の側部が開放されているので、図８に示すように、遊星歯車Ｐは、その外周面が収容孔Ｒの稜線と４点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおいて接触するまでキャリアＫの径方向（図８において上下方向）へ傾斜可能であり、遊星差動歯車装置の作動時には内歯車及び太陽歯車（いずれも図示せず）から受けるモーメントによって遊星歯車Ｐは同状態になるまで傾斜させられる。遊星歯車Ｐの外周面が４点で接触した状態では、遊星歯車の歯先部が点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと断続的に接触、離間を繰り返すため、遊星歯車の歯先部の耐久性が低下するという問題があった。また、遊星歯車が円滑に回転することができないという問題があった。
【０００４】
【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、それぞれの軸線を回転軸線と一致させた内歯車、キャリア及び太陽歯車を備え、上記キャリアには、上記回転軸線と平行に延び、外周側及び内周側の側部がそれぞれ開放された複数の収容孔が上記キャリアの周方向に離れて形成され、各収容孔には遊星歯車が回転自在に収容され、各遊星歯車が、上記収容孔の外側の開放部において上記内歯車と噛み合い、上記収容孔の内側の開放部において上記太陽歯車と噛み合う遊星差動歯車装置において、上記遊星歯車をその一端側から他端側へ向かうにしたがって上記キャリアの径方向内側から外側へ向かうように傾斜させたとき、上記遊星歯車の外周面が上記収容孔の外周側及び内周側の開放部における稜線と４点で点接触しないように、上記遊星歯車の一端側における歯面と上記太陽歯車の歯面とが隙間無く接触するとともに、上記遊星歯車の他端側における歯面と上記内歯車の歯面とが隙間無く接触するように構成したことを特徴としている。
この場合、上記遊星歯車の外周面が上記収容孔の外周側及び内周側におけるいずれの稜線とも接触しないように、上記遊星歯車の一端側の歯面と上記太陽歯車の歯面とが隙間無く接触するとともに、上記遊星歯車の他端側の歯面と上記内歯車の歯面とが隙間無く接触するように構成するのが望ましい。
また、上記収容孔の断面形状を楕円形状にし、その長軸方向を上記キャリアの径方向と一致させることが望ましい。
【０００５】
【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７を参照して説明する。
図１及び図２は、この発明の一実施の形態を示すものであり、図１はその縦断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。これらの図に示すように、この実施の形態の遊星差動歯車装置１は、回転軸線Ｌを中心として回転駆動されるハウジング（キャリア）２を備えている。ハウジング２は、それぞれの軸線を回転軸線Ｌと一致させた二つの半体２Ａ，２Ｂによって構成されている。一方の半体２Ａは、両端が開口した円筒状をなすものであり、半体２Ｂと逆側の一端部の内周面にはスプライン孔２１が形成され、他端部外周面にはフランジ部２２が形成されている。スプライン孔２１には円筒状をなす駆動軸（図示せず）が回動不能に連結されている。そして、この駆動軸がエンジン（図示せず）によって回転駆動されることにより、ハウジング２が回転軸線Ｌを中心として回転駆動される。他方の半体２Ｂは、半体２Ａ側の一端部が開口し、他端部に底部２３を有する有底円筒状をなしており、一端面がフランジ部２２に突き当てられ、ボルトＢ１によってフランジ部２２に固定されている。これにより、半体２Ａ，２Ｂが一体化されている。
【０００６】
フランジ部２２の半体２Ｂ側を向く端面であって、ハウジング２の内部に位置する部分には、保持突出部２４が形成されている。この保持突出部２４は、円筒状をなしており、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて形成されている。保持突出部２４には、その先端面から基端部まで回転軸線Ｌと平行に延びる複数（この実施の形態では６つ）の収容孔２５が形成されている。収容孔２５は、その軸線が保持突出部２４の内周と外周との中間に位置するように配置されている。しかも、収容孔２５の内径は、保持突出部２４の厚さ｛＝保持突出部２４の（外径−内径）／２｝より大きく設定されている。したがって、収容孔２５の外周側及び内周側の側部は、保持突出部２４の外周面及び内周面からそれぞれ開放されている。
【０００７】
各収容孔２５には、遊星歯車３が収容されている。図３に示すように、遊星歯車３は、収容孔２５内において回転（自転）し得るよう、その外径が収容孔２５の内径より若干小径に設定されている。したがって、遊星歯車３は、収容孔２５に対して傾斜可能である。特に、保持突出部２４の径方向（図３において上下方向）に対しては、仮に遊星歯車３が後述する内歯車４及び太陽歯車６と噛み合うことがないならば、収容孔２５の内周面と保持突出部２４の外周面及び内周面とが交差することによって形成される４本の稜線２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄとそれぞれ点接触（合計、４点で接触）するまで傾斜可能である。
【０００８】
フランジ部２２には、これを貫通して保持突出部２４の先端部まで延びるボルト孔２６が収容孔２５と同数だけ形成されている。各ボルト孔２６は、周方向に隣接する２つの収容孔２５，２５の各間に配置されている。ボルト孔２６には、ボルトＢ２が挿入されており、ボルトＢ２は、保持突出部２４の先端部を貫通し、保持突出部２４の先端面に突き当てられた環状の補強板２７に螺合している。したがって、ボルトＢ２を締め付けると、補強板２７が保持突出部２４の先端面に押圧固定される。これにより、保持突出部２４が補強されるとともに、遊星歯車３が収容孔２５から抜け止めされている。
【０００９】
半体２Ｂの内周面と保持突出部２４の外周面との間の環状の空間には、内歯車４が回転自在に配置されている。内歯車４の遊星歯車３と対向する部分には、内歯車部４１が形成されている。この内歯車部４１は、収容孔２５の外側の開放部において遊星歯車３と噛み合っている。内歯車４の内周面で、保持突出部２４の先端と半体２Ｂの底部２３との間の部分には、スプライン孔部４２が形成されている。このスプライン孔部４２は、内歯車部４１と同一の歯車諸元をもって形成するのが望ましい。そのようにすれば、内歯車部４１とスプライン孔部４２とを同時に歯切り加工することができるからである。
【００１０】
スプライン孔部４２には、出力部材５が回転不能に嵌合している。この出力部材５の中央部には、軸線を回転軸線Ｌと一致させたスプライン孔５１が形成されている。このスプライン孔５１には、半体２Ｂの底部２３に形成された貫通孔２３ａを貫通した出力軸（図示せず）の一端部が回転不能に嵌合している。出力軸の他端部は、例えばこの遊星差動歯車装置１がフロントデフとして用いられる場合であれば、左右いずれか一方の前輪に連結される。
【００１１】
ハウジング２の内部には、太陽歯車６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。太陽歯車６は円筒状をなしており、その中間部外周面が軸受Ｊを介してハウジング２の半体２Ａの内周面に回転可能に支持されている。太陽歯車６の保持突出部２４と対向する外周面には、外歯車部６１が形成されている。この外歯車部６１は、収容孔２５の内側の開放部において遊星歯車３と噛み合っている。太陽歯車６の外歯車部６１が形成された端部と逆側の端部の内周面には、スプライン孔６２が形成されている。このスプライン孔６２には、上記入力軸を貫通した出力軸（図示せず）の一端部が回転不能に嵌合されている。出力軸の他端部は、例えば左右いずれか他方の前輪に連結される。
【００１２】
遊星歯車３の中央部には、その一端面から他端面まで貫通する貫通孔３１が形成されている。この貫通孔３１と対向するフランジ部２２には、これを貫通する油導入孔２２ａが形成されている。デフケース（図示せず）に収容された潤滑油が油導入孔２２ａを通ってハウジング１の内部に導入される。導入された潤滑油は、貫通孔３１内に入り込み、さらに貫通孔３１の内周面から遊星歯車３の歯底面まで貫通する横孔３２を介して遊星歯車３と内歯車４及び太陽歯車６との各噛み合い部に供給される。これにより、各歯車３，４，６の歯面が十分に潤滑され、それらの早期摩耗及び焼き付き等が防止されている。
【００１３】
また、保持突出部２４は、収容孔２５が形成されることにより、強度が低下する。特に、収容孔２５の内周面と底面とがほぼ直角に交差するような状態では、より大きく強度低下する。そこで、図４に示すように、収容孔２５の内周面と底面との交差部に、断面四半分の円弧状をなす曲面部２５ｅが形成されている。これにより、収容孔２５が形成されたことによる保持突出部２４の強度低下が極力防止されている。なお、曲面部２５ｅと対向する遊星歯車３の端部には、曲面部２５ｅとの干渉を回避するための面取り部３３が形成されている。
【００１４】
遊星歯車３、内歯車４及び太陽歯車６の互いに噛み合う噛み合い部の歯面間のクリアランスは次のようにして定められている。すなわち、遊星歯車３の両端部と内歯車４及び太陽歯車６との各噛み合い部における歯面間のクリアランスは、遊星歯車３を保持突出部２４の径方向に傾斜させると、その傾斜角度が大きくなるにしたがって小さくなる。そして、傾斜角度が所定の角度になると、各クリアランスは零になり、遊星歯車３の一端部と内歯車４との各歯面どうしが隙間なく接触するとともに、遊星歯車４の他端部と太陽歯車６との各歯面どうしが隙間無く接触する。このときの遊星歯車３の傾斜角度では、仮に保持突出部２４（ハウジング２）が図５の矢印方向へ回転しているものとすると、遊星歯車３の外周は稜線２５ａ〜２５ｄの全てとは点接触することがなく、稜線２５ｂ，２５ｄの２点とだけ点接触し、稜線２５ａ，２５ｃとは接触することがない。このように、遊星歯車３の歯面と内歯車４及び太陽歯車６の歯面との各クリアランス（隙間）が設定されているのである。勿論、遊星歯車３と内歯車４及び太陽歯車６との各歯面間のクリアランスは、遊星歯車３がその軸線を収容孔２５の軸線と一致させ、かつ内歯車４及び太陽歯車６がそれぞれの軸線を回転軸線Ｌと一致させたときのクリアランスである。
なお、保持突出部２４が図５の矢印方向と逆方向へ回転する場合であれば、遊星歯車３の外周は、稜線２５ｂ，２５ｄとは接触することがなく、稜線２５ａ，２５ｃとだけ点接触する。
【００１５】
上記構成の遊星差動歯車装置１において、ハウジング１が回転すると、遊星歯車３が内歯車４及び太陽歯車６との噛み合いで発生するモーメントによって保持突出部２４の径方向に傾斜させられる。しかし、遊星歯車３が最も傾斜したときにおいても、遊星歯車３の外周が収容孔２５の全ての稜線２５ａ〜２５ｄと点接触することなく、２つの稜線２５ａ，２５ｃ又は２５ｂｂ、２５ｄとだけ点接触し、他の２つの稜線２５ｂ，２５ｄ又は２５ａ，２５ｃとは接触することがないように、遊星歯車３の両端部と内歯車４及び太陽歯車６との噛み合い部における各歯面間のクリアランスが設定されている。換言すれば、遊星歯車３が全ての稜線２５ａ〜２５ｄと接触する前に、遊星歯車３の一端部と内歯車４との各歯面が隙間無く接触（クリアランス零で接触）し、かつ遊星歯車３の他端部と太陽歯車６との各歯面が隙間無く接触するように構成されており、そのように各歯面が接触したときには、遊星歯車３が２つの稜線２５ａ，２５ｃ又は２５ｂｂ、２５ｄとだけ点接触し、他の２つの稜線２５ｂ，２５ｄ又は２５ａ，２５ｃとは接触しないようになっている。したがって、４点で点接触する従来の遊星差動歯車装置に比して、遊星歯車３の歯先部の耐久性を向上させることができるとともに、遊星歯車３を円滑に回転させることができる。
【００１６】
図６は、この発明の第２の実施の形態を示す図５と同様の図である。この実施の形態においては、遊星歯車３の両端部と内歯車４及び太陽歯車６との噛み合い部における各歯面間のクリアランスが零になるまで遊星歯車３を傾斜させとき、遊星歯車３の外周が収容孔２５の全ての稜線２５ａ〜２５ｄと接触することなく、収容孔２５の内周面とだけ接触するように、遊星歯車３の歯面と内歯車４及び太陽歯車６の各歯面との間の各クリアランスが設定されている。つまり、遊星歯車３が４つの稜線２５ａ〜２５ｄと接触する前に、遊星歯車３の一端部と内歯車４との各歯面が隙間無く接触するとともに、遊星歯車３の他端部と太陽歯車６との各歯面が隙間無く接触するようになっている。したがって、この実施の形態では、遊星歯車３の歯先部の耐久性をより一層向上させることができるとともに、遊星歯車３をより一層円滑に回転させることができる。
【００１７】
図７は、この発明の第３の実施の形態を示す図３と同様の図である。この実施の形態においては、収容孔２５の内周面と保持突出部２４の外周面及び内周面との各交差部に面取り２５ｆがそれぞれ形成されている。このような面取り２５ｆが形成された場合には、遊星歯車３の外周が各面取り２５ｆと収容孔２５の内周面とが交差することによって形成される稜線２５ｇ，２５ｈ，２５ｉ，２５ｊの二つだけと点接触するか、全ての稜線２５ｇ〜２５ｊのいずれとも接触しないように、遊星歯車３の歯面と内歯車４及び太陽歯車６の各歯面との間の各クリアランスが定められている。換言すれば、稜線２５ｇ〜２５ｊのうちの二つの稜線と接触するか、稜線２５ｇから２５ｊのいずれとも接触する前に、遊星歯車３の一端部と内歯車４との各歯面が隙間無く接触するとともに、遊星歯車３の他端部と太陽歯車６との各歯面とが隙間無く接触するようになっている。
【００１８】
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、上記の実施の形態においては、ハウジング２がキャリアとして兼用されているが、ハウジング２の内部にこれと別体であるキャリアを、回転軸線Ｌを中心として回転可能に設け、このキャリアに遊星歯車を回転可能に収容する収容孔を設けてもよい。
また、上記の実施の形態においては、収容孔２５を断面円形にしているが、断面楕円形にしてもよい。その場合には、楕円形をなす収容孔２５の長軸方向を保持突出部２４の径方向と一致させるのが望ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、遊星歯車の歯先部の耐久性を向上させることができるとともに、遊星歯車を円滑に回転させ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であって、図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】同実施の形態の要部を示す図１のＹ矢視拡大図である。
【図４】図１のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図５】同実施の形態の遊星歯車が最も傾斜した状態を示す図３と同様の図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態において遊星歯車が最も傾斜した状態を示す図３と同様の図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態を示す図３と同様の図である。
【図８】従来の遊星差動歯車機構において遊星歯車が最も傾斜した状態を示す図３と同様の図である。
【符号の説明】
１遊星差動歯車装置
２ハウジング（キャリア）
３遊星歯車
４内歯車
６太陽歯車
２５収容孔
２５ａ稜線
２５ｂ稜線
２５ｃ稜線
２５ｄ稜線
２５ｇ稜線
２５ｈ稜線
２５ｉ稜線
２５ｊ稜線

Claims

それぞれの軸線を回転軸線と一致させた内歯車、キャリア及び太陽歯車を備え、上記キャリアには、上記回転軸線と平行に延び、外周側及び内周側の側部がそれぞれ開放された複数の収容孔が上記キャリアの周方向に離れて形成され、各収容孔には遊星歯車が回転自在に収容され、各遊星歯車が、上記収容孔の外側の開放部において上記内歯車と噛み合い、上記収容孔の内側の開放部において上記太陽歯車と噛み合う遊星差動歯車装置において、
上記遊星歯車をその一端側から他端側へ向かうにしたがって上記キャリアの径方向内側から外側へ向かうように傾斜させたとき、上記遊星歯車の外周面が上記収容孔の外周側及び内周側の開放部における稜線と４点で点接触しないように、上記遊星歯車の一端側における歯面と上記太陽歯車の歯面とが隙間無く接触するとともに、上記遊星歯車の他端側における歯面と上記内歯車の歯面とが隙間無く接触するように構成したことを特徴とする遊星差動歯車装置。
上記遊星歯車の外周面が上記収容孔の外周側及び内周側におけるいずれの稜線とも接触しないように、上記遊星歯車の一端側の歯面と上記太陽歯車の歯面とが隙間無く接触するとともに、上記遊星歯車の他端側の歯面と上記内歯車の歯面とが隙間無く接触するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の遊星差動歯車装置。
上記収容孔の断面形状を楕円形状にし、その長軸方向を上記キャリアの径方向と一致させたことを特徴とする請求項１又は２に記載の遊星差動歯車装置。