JP4114328B2 - 遊星差動歯車装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに噛み合う内歯車、遊星歯車及び太陽歯車並びに太陽歯車内に設けられたオープンデフを有する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と、このハウジング内に回転軸線を中心として回転可能に設けられた内歯車及び太陽歯車と、ハウジングに自転可能に設けられ、内歯車及び太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、ハウジング内に回転軸線を中心として回転可能に設けられ、内歯車に回転不能に連結されたケーシングとを備えている。
【０００３】
太陽歯車の内部には、収容孔が形成されている。この収容孔は、断面円形をなしており、その軸線を回転軸線と一致させて配置されている。収容孔内には、ケーシングが回転軸線を中心として回転自在収容されている。このケーシング内には、内周面が球面の一部をなす収容空間が形成されており、この収容空間内には、軸線を回転軸線と直交させた支持軸が設けられている。この支持軸のケーシング内における両端部には、傘歯車がそれぞれ回転自在に支持されている。また、ケーシング内における回転軸線上には、一対のサイドギヤが回転自在に配置されており、各サイドギヤは各傘歯車と噛み合っている。
【０００４】
上記のように構成された遊星差動歯車装置において、ケーシングの収容空間内に傘歯車を組み付ける場合には、予め支持軸に傘歯車を支持させる。そして、支持軸及び傘歯車全体を回転させながらケーシング内に挿入するようにしている。このとき、支持軸の長さが収容空間の内径より長いと、支持軸を収容空間内に挿入することができない。そこで、支持軸については、２つの傘歯車を支持する中央側の装着軸部と、外側（両端側）のストッパ軸部とに３分割している。そして、支持軸の装着部分の両端部に傘歯車をそれぞれ回転自在に設け、これをケーシングの収容空間内に挿入する。その後、装着軸部を回転軸線と直交するように配置する。一方、ケーシングの周壁部には、装着軸部の両端部と対向する箇所に貫通孔をそれぞれ形成しておき、各貫通孔にストッパ軸部を挿入する。そして、ストッパ軸部の端面を装着軸部の端面にそれぞれ突き当て、ストッパ軸部を貫通して装着軸部に螺合されたボルトを締め付けることにより、装着軸部とストッパ軸部とを一体化させる。これにより、２つの傘歯車をケーシング内に配置していた。しかも、ストッパ軸部と傘歯車とを支持軸の軸線方向において互いに係合させることにより、支持軸が貫通孔から抜け出るのを阻止するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の遊星差動歯車装置においては、ケーシングに傘歯車を組み付ける際に、装着軸部と各ストッパ軸部とをボルトで一体化させなければならない。この場合、ボルトが２本用いられており、全てのボルトを締め付けなければならない。このため、傘歯車をケーシングに装着するのに多大の手間を要するという問題があった。
【０００６】
【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、回転軸線を中心として回転駆動されるハウジングと、このハウジング内にそれぞれの軸線を上記回転軸線と一致させて配置された内歯車及び太陽歯車と、上記ハウジングに自転可能に、かつ位置固定して設けられ、上記内歯車及び上記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、軸線を上記回転軸線と一致させて配置され、上記内歯車に回転不能に連結されたケーシングとを備え、上記ケーシングが上記太陽歯車の内部に形成された収容孔に上記回転軸線を中心として回転可能に収容され、上記ケーシングの内部には、曲率中心を上記回転軸線上に位置させた球面の一部によって内周面が構成された収容空間が形成され、この収容空間の内部には、軸線を上記回転軸線と直交させた支持軸の両端部に傘歯車がそれぞれ回転可能に設けられるとともに、一対のサイドギヤが上記回転軸線を中心として回転可能に設けられ、各サイドギヤが上記傘歯車にそれぞれ噛み合わされた遊星差動歯車装置において、上記ケーシングの周壁部に上記支持軸の外側の端部が挿通される貫通孔を形成し、上記支持軸の上記貫通孔から外側に突出した端面を上記太陽歯車の内周面に接触させることによって上記支持軸の上記貫通孔から外側への抜け止めをしたことを特徴としている。
この場合、上記太陽歯車の収容孔の内周面に接する上記支持軸の端面を、曲率半径が上記収容孔の内周面の曲率半径より小さく、上記収容孔の周方向に延びる外側へ凸の円弧面としたり、あるいは曲率半径が上記太陽歯車の内周面の曲率半径より小さい外側へ凸の球面とするのが望ましい。
また、上記支持軸として互いの軸線を直交させた二つの支持軸が用いられ、各支持軸の両端部に傘歯車がそれぞれ回転自在に設けられていることが望ましい。二つの支持軸を用いる場合には、上記二つの支持軸のうち、一方の支持軸を一体に形成し、他方の支持軸をその軸線方向の一端側部分と他端側部分とに二分し、各部分の内側の端部を上記一方の支持軸の中央部に連結してもよく、あるいは上記二つの支持軸を、その軸線方向の一端側部分と他端側部分とにそれぞれ二分し、上記ケーシングの内部に支持リングを、その軸線を上記回転軸線と一致させた状態で配置し、この支持リングに上記二つの支持軸の各部分の内側の端部をそれぞれ連結してもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。この実施の形態の遊星差動歯車装置１は、４輪駆動車のセンターデフとして用いられるものであり、図１に示すように、ハウジング半体２Ａ，２Ｂからなるハウジング２を備えている。ハウジング２の外周には、リングギヤ（図示せず）が固定され、このリングギヤを介してハウジング２にエンジンの回転が伝達される。これにより、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ようになっている。
【０００８】
ハウジング２の内部には、内歯車３、遊星歯車４及び太陽歯車５が収容されている。内歯車３は、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて配置されており、その外周面がハウジング２の内周面に摺動自在に嵌合されている。遊星歯車４は、その軸線を回転軸線Ｌと平行にして配置されており、ハウジング２に自転可能に、かつ位置固定して設けられている。したがって、遊星歯車４は、ハウジング２に対して回転軸線Ｌを中心として相対回転することはなく、ハウジング２と一体に回転（公転）する。太陽歯車５は、筒部５Ａと収容部５Ｂとを有している。筒部５Ａは、ハウジング２の一端部に軸線を回転軸線Ｌと一致させて形成された支持筒部２１に回転自在に支持されている。これにより、太陽歯車５がハウジング２に回転軸線Ｌを中心として回転自在に支持されている。筒部５Ａの先端部（収容部５Ｂと逆側の端部）は、支持筒部２１から突出しており、その突出した先端部の外周面には、スプライン５１が形成されている。このスプライン５１には、例えばプロペラシャフト等の出力軸（図示せず）が回動不能に嵌合されるようになっている。一方、収容部５Ｂの筒部５Ａと逆側の端部は、内歯車３の内側に位置しており、当該端部の外周面には外歯車部５２が形成されている。
【０００９】
遊星歯車４は、内歯車３及び太陽歯車５の外歯車部５２と噛み合っている。したがって、ハウジング２が回転駆動されると、その回転が遊星歯車４介して内歯車３と太陽歯車５とに伝達される。このとき、遊星歯車４が自転すると、内歯車３と太陽歯車５とが差動回転する。一方、遊星歯車４が自転しない場合には、内歯車３、遊星歯車４及び太陽歯車５が回転軸線Ｌを中心として一体に回転する。
【００１０】
上記太陽歯車５の収容部５Ｂには、その端面から筒部５Ａ側へ向かって延びる収容孔５３が形成されている。この収容孔５３は、断面円形をなしており、その軸線を回転軸線Ｌと一致させて形成されている。収容孔５３の内部には、オープンデフ６が収容されている。オープンデフ６は、ケーシング６１と、このケーシング６１内に配置された４個の傘歯車６２及び一対のサイドギア６３とを備えている。
【００１１】
ケーシング６１は、その外周面が太陽歯車５の収容孔５３の内周面に対応した形状をなしており、収容孔５３に回転軸線Ｌを中心として回転自在に挿入支持されている。ケーシング６１の内部には、収容空間６１ａが形成されている。この収容空間６１ａの回転軸線Ｌ方向における両端部は、開口部６１ｂ，６１ｃを介して外部に開放されている。この場合、筒部５Ａ側の開口部６１ｃの内径は、サイドギヤ６３の外径より小径になっているが、逆側の開口部６１ｂの内径は、そこから収容空間６１ａ内に傘歯車６２及びサイドギヤ６３を収容空間６１ａ内に挿入することができるように、その寸法が設定されている。収容空間６１ａの回転軸線Ｌ方向における中央部の内周面は、曲率中心を回転軸線Ｌ上に位置させた球面の一部によって構成されている。この球面からなる内周面を有する周壁部には、図２に示すように、貫通孔６１ｄが二組形成されている。一方の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄは、それぞれの軸線を互いに一致させ、かつ回転軸線Ｌと直交するようにして配置されている。他の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄは、それぞれの軸線を互いに一致させ、かつ回転軸線Ｌ及び一方の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄの軸線と直交するようにして配置されている。
【００１２】
一方の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄには、第１支持軸６４（支持軸）の両端部が挿脱可能に挿通されている。したがって、第１支持軸６４は、回転軸線Ｌと直交しており、回転軸線Ｌを中心としてケーシング６１と一体に回転する。他方の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄには、二つの第２支持軸（支持軸）６５，６５の外側の端部が挿通されている。この二つの第２支持軸６５，６５は、それぞれの軸線を互いに一致させるとともに、回転軸線Ｌ及第１支持軸６４の軸線と直交させて配置されている。しかも、二つの第２支持軸６５，６５は、その内側の端面を第１支持軸６４の中央部外面に突き当てるとともに、内側の端面に形成された突出部６５ａを第１支持軸６４の中央部に形成された孔６４ａに嵌合させている。したがって、第２支持軸６５も、回転軸線Ｌを中心としてケーシング６１と一体に回転する。
【００１３】
第１支持軸６４の両端面には、外側に凸の湾曲面６４ｂがそれぞれ形成されている。湾曲面６４ｂは、収容孔５３の半径より小さい曲率半径を有している。湾曲面６４ｂの曲率中心を結ぶ曲率中心線は、回転軸線Ｌ（収容孔５３の軸線）と平行になっており、第１支持軸６４の軸線と直交している。したがって、湾曲面６４ｂは、収容孔５３の周方向に延びており、その延在方向の中央部（収容孔５３の周方向における第１支持軸の中央部）において最も外側に突出している。そして、外側に最も突出した部分た部分が収容孔５３の内周面と線接触している。第２支持軸６５の外側の端部には、湾曲面６５ｂが形成されている。この湾曲面６５ｂは、湾曲面６４ｂと同様に形成されている。したがって、湾曲面６５ｂも収容孔５３の内周面に線接触している。
【００１４】
第１支持軸６４の収容空間６１ａ内における両端部には、上記傘歯車６２，６２がそれぞれ回転自在に嵌合支持されている。第２支持軸６５の収容空間６１ａ内における外側の端部にも、傘歯車６２，６２が回転自在に嵌合支持されている。なお、第１、第２支持軸６４，６５の外周面には、平取り面６４ｃ，６５ｃが形成されており、各平取り面６４ｃ，６５ｃと傘歯車６２との間の空間が、各支持軸６４，６５と傘歯車６２との間を潤滑する潤滑油の油溜まりになっている。
【００１５】
収容空間６１ａ内の回転軸線Ｌ方向における両端部には、上記サイドギヤ６３がそれぞれ回転自在に設けられている。各サイドギヤ６３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おり、４つの傘歯車６２と噛み合っている。サイドギヤ６３の中央部には、これを貫通するスプライン孔６３ａが形成されている。各サイドギヤ６３のスプライン孔６３ａには、例えば左右の車輪に回転を伝達する車軸等の出力軸（図示せず）がそれぞれ回転不能に嵌合されるようになっている。
【００１６】
ケーシング６１は、内歯車３に連結部材７を介して回転不能に連結されている。連結部材７は、円板状をなすものであり、ハウジング半体２Ａとケーシング６１との間のハウジング２内に配置されている。連結部材７の外周面には、内歯車３とほぼ同一の歯車諸元を有する歯車７１が形成されている。この歯車７１が内歯車３に対してスプライン嵌合と同様の状態で嵌合することにより、連結部材７が内歯車３に回転不能に連結されている。連結部材７とケーシング６１との互いに対向する端面は、回転軸線Ｌ方向において互いに接触しており、連結部材７を貫通してケーシング６１に螺合されたボルト（図示せず）を閉め付けることにより、連結部材７とケーシング６１とが回転不能に連結され、ひいてはケーシング６１が内歯車３に回転不能に連結されている。しかも、連結部材７がケーシング６１に連結されることにより、ケーシング６１の開口部６１ｂが、連結部材７に形成された挿通孔７２（上記出力軸を挿通するための孔）に対向する箇所を除いて閉じられている。これにより、サイドギヤ６３が開口部６１ｂから抜け出るのを防止するようになっている。
【００１７】
上記構成の遊星差動歯車装置１において、オープンデフ６を組み立てる場合には、まず開口部６１ｂからケーシング６１内に一方のサイドギヤ６３、４つの傘歯車６２及び他方のサイドギヤ６３の順に挿入し、それぞれを所定の位置に配置する。次に、第１支持軸６４を一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄのうちの一方から挿入する。一方の貫通孔６１ｄから挿入された第１支持軸６４は、当該一方の一組の貫通孔６１ｄ，６１ｄと同一軸線上に配置された二つの傘歯車６３，６３を貫通し、他方の貫通孔６１ｄに挿入される。次に、第２支持軸６５，６５を他方の組の貫通孔６１ｄ，６１ｄからそれぞれ挿入し、他方の組の貫通孔６１ｄと同一軸線上に配置された傘歯車６３を貫通させて、内側の端面を第１支持軸６４に突き当てるとともに、突出部６５ａを孔６４ａに嵌合させる。これによって、オープンデフ６の組立が完了する。
【００１８】
組み立てられたオープンデフ６は、太陽歯車５の収容孔５３に挿入される。すると、第１支持軸６４の両端に形成された湾曲面６４ｂ，６４ｂが収容孔５３の内周面に接触するとともに、第２支持軸６５の外側の端面に形成された湾曲面６５ｂが収容孔５３の内周面に接触する。これにより、第１、第２支持軸６４が抜け止めされている。その後、ケーシング６１の開口部６１ｂ側の端面に連結部材７が固定される。これにより、サイドギヤ６３及び傘歯車６２の開口部６１ｂからの抜け止めがなされている。なお、遊星差動歯車装置１全体の組立は、従来のものと同様であるのでその説明は省略する。
【００１９】
上記構成の遊星差動歯車装置１においては、第１、第２支持軸６４，６５が、貫通孔６１ｄから挿入可能であるのみならず、第１、第２支持軸６４，６５の端面（湾曲面６４ｂ，６５ｂ）を太陽歯車５の収容孔５３の内周面に接触させることによって抜け止めされているから、従来の遊星差動歯車装置とは異なり、支持軸を三分割してボルトで固定する必要がない。したがって、オープンデフ６を容易に組み立てることができる。
【００２０】
また、第１、第２支持軸６４，６５の湾曲面６４ｂ，６５ｂを収容孔５３の内周面に接触させることによって抜け止めしているので、ケーシング６１が太陽歯車５に対して相対回転すると、第１、第２支持軸６４，６５の湾曲面６４ｂ，６５ｂが収容孔５３の内周面を擦過する。この場合、仮に第１、第２支持軸６４，６５の端面がそれらの軸線と直交する平面とされていると、第１、第２支持軸６４，６５の端面の縁部（外周面と端面との交差部）が収容孔５３の内周面を傷付けるおそれがある。しかも、第１、第２支持軸６４，６５と収容孔５３の内周面との摺動抵抗が大きくなる。このため、ケーシング６１が太陽歯車５に対してスムースに回転することができなくなる。この点、この遊星差動歯車装置１においては、第１、第２支持軸６４，６５の端部に円弧面からなる湾曲面６４ｂ，６５ｂが形成されているので、第１、第２支持軸６４，６５の端面が収容孔の内周面に傷を付けるのを防止することができるとともに、摺動孔５３の内周面に対する摺動抵抗を小さくすることができる。
【００２１】
図３は、４つの傘歯車６３を支持する第１及び第２支持軸６４，６５の他の例を示す。この第１及び第２支持軸６４，６５においては、湾曲面６４ｂ，６５ｂとして円弧面に代えて、球面が採用されている。球面からなる湾曲面６４ｂ，６５ｂの曲率半径は、収容孔５３の内周面の半径より小さく、その曲率中心は、第１、第２の支持軸６４，６５の軸線上に配置されている。
【００２２】
図４は、第１、第２支持軸６４，６５のさらに他の例を示す。この例においては、環状をなす連結リング６６と、第１、第２支持軸６４，６５が２本宛て用いられている。この連結リング６６は、その軸線を回転軸線Ｌと一致させてケーシング６１内に配置されている。連結リング６６には、その内周面から外周面まで径方向に貫通する連結孔６６ａが４つ形成されている。４つの連結孔６６ａは、連結リング６６の周方向に９０°ずつ離れて配置されており、対向する二つの連結孔６６ａ，６６ａは、互いの軸線を一致させている。４つの連結孔６６ａのうち、対向する一方の二つの連結孔６６ａ，６６ａには、第１支持軸６４，６４の各連結突起６４ｄ，６４ｄがそれぞれ挿脱可能に挿入されている。対向する他方の二つの連結孔６６ａ，６６ａには、第２支持軸６５，６５の連結突起６５ａ，６５ａがそれぞれ挿脱可能に支持されている。勿論、４本の第１、第２支持軸６４，６５には、傘歯車６３がそれぞれ回転可能に支持されており、各支持軸６４，６５の湾曲面６４ｂ，６５ｂは、太陽歯車５の収容孔５３の内周面に線接触している。
【００２３】
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、二つの支持軸６４，６５を用い、各支持軸６４，６５の外側の端部に傘歯車６２を支持させることにより、傘歯車６２を４つ用いているが、一つの支持軸と、この支持軸の両端部に支持された二つの傘歯車だけを用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、傘歯車をケーシングに容易に組み付けることができるという効果が得られる。
特に、太陽歯車内周面に接触する支持軸の端面を円弧面又は球面にした場合には、太陽歯車の内周面が支持軸によって傷付けられるのを防止することができるのみならず、各支持軸の端面と太陽歯車の内周面との摩擦抵抗を小さくすることができ、それによって遊星差動歯車装置の回転を円滑に行わ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】この発明の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う拡大断面図である。
【図３】この発明の他の実施の形態において用いられている第１及び第２支持軸を示す一部切欠き正面図である。
【図４】この発明のさらに他の実施の形態において用いられている連結リング、第１及び第２の支持軸を示す正断面図である。
【符号の説明】
Ｌ 回転軸線
１ 遊星差動歯車装置
２ ハウジング
３ 内歯車
４ 遊星歯車
５ 太陽歯車
５３ 収容孔
６ オープンデフ
６１ ケーシング
６１ａ 収容空間
６１ｄ 貫通孔
６２ 傘歯車
６３ サイドギヤ
６４ 第１支持軸（支持軸）
６４ｂ 湾曲面（円弧面、球面）
６５ 第２支持軸（支持軸）
６５ｂ 湾曲面（円弧面、球面）
６６ 支持リング

Claims (6)

1. 回転軸線を中心として回転駆動されるハウジングと、このハウジング内にそれぞれの軸線を上記回転軸線と一致させて配置された内歯車及び太陽歯車と、上記内歯車及び上記太陽歯車と噛み合う遊星歯車と、軸線を上記回転軸線と一致させて配置され、上記内歯車に回転不能に連結されたケーシングとを備え、上記ケーシングが上記太陽歯車の内部に形成された収容孔に上記回転軸線を中心として回転可能に収容され、上記ケーシングの内部には、収容空間が形成され、この収容空間の内部には、軸線を上記回転軸線と直交させた支持軸の両端部に傘歯車がそれぞれ回転可能に設けられるとともに、一対のサイドギヤが上記回転軸線を中心として回転可能に設けられ、各サイドギヤが上記傘歯車にそれぞれ噛み合わされた遊星差動歯車装置において、
   上記支持軸を上記収容空間のうちの上記収容孔の内側に位置する部位に配置し、上記収容孔の内周面と対向する上記ケーシングの周壁部に上記支持軸の外側の端部が挿通される貫通孔を形成し、上記支持軸の上記貫通孔から外側に突出した端面を上記太陽歯車の上記収容孔の内周面に接触させることによって上記支持軸の上記貫通孔からの外側への抜け止めをしたことを特徴とする遊星差動歯車装置。
2. 上記太陽歯車の収容孔の内周面に接する上記支持軸の端面を、曲率半径が上記収容孔の内周面の曲率半径より小さく、上記収容孔の周方向に延びる外側へ凸の円弧面と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。
3. 上記太陽歯車の収容孔の内周面に接する上記支持軸の端面を、曲率半径が上記太陽歯車の内周面の曲率半径より小さい外側へ凸の球面と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。
4. 上記支持軸として互いの軸線を直交させた二つの支持軸が用いられ、各支持軸の両端部に傘歯車がそれぞれ回転自在に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遊星差動歯車装置。
5. 上記二つの支持軸のうち、一方の支持軸を一体に形成し、他方の支持軸をその軸線方向の一端側部分と他端側部分とに二分し、各部分の内側の端部を上記一方の支持軸の中央部に連結したことを特徴とする請求項４に記載の遊星差動歯車装置。
6. 上記二つの支持軸を、その軸線方向の一端側部分と他端側部分とにそれぞれ二分し、上記ケーシングの内部に支持リングを、その軸線を上記回転軸線と一致させたた状態で配置し、この支持リングに上記二つの支持軸の各部分の内側の端部をそれぞれ連結したことを特徴とする請求項４に記載の遊星差動歯車装置。

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