JP5125761B2 - プラネタリキャリア、遊星歯車機構、及びこれらを備えた車両用差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、プラネタリキャリア、遊星歯車機構、及びこれらを備えた車両用差動装置に関し、特に駆動源の駆動トルクを遊星歯車に伝達するプラネタリキャリア、遊星歯車機構、及びこれらを備えた車両用差動装置に関する。

従来の車両用差動装置として、例えばプラネタリギヤ式差動装置からなるものがある（特許文献１）。

この車両用差動装置は、複数の遊星歯車と、これら複数の遊星歯車を自転可能に収容支持する入力部材としてのプラネタリキャリアと、このプラネタリキャリア上の遊星歯車に噛合する第１出力部材としての内歯車と、この内歯車と同一の軸線上で遊星歯車に噛合する第２出力部材としての太陽歯車と、この太陽歯車，内歯車，及び複数の遊星歯車が収容支持されたプラネタリキャリアを収容するデフケースとを備えている。

複数の遊星歯車は、それぞれ各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有し、これら各ギヤ部の捩れ方向が互いに異なるヘリカルギヤによって形成されている。

プラネタリキャリアは、デフケースの回転力を受けて回転し、この回転力を遊星歯車から太陽歯車と内歯車に伝達する。

内歯車は、遊星歯車の回転力を大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部から受けて回転し、この回転力をリヤ車軸（出力軸）に伝達する。

太陽歯車は、遊星歯車の回転力を大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部から受けて回転し、この回転力をフロント車軸（出力軸）に伝達する。

デフケースは、車両のエンジン側からのトルクを受けて回転し、この回転力をプラネタリキャリアに伝達する。

以上の構成により、車両のエンジン側からのトルクがデフケースに入力されると、デフケースが回転軸線の回りに回転する。デフケースが回転すると、この回転力がプラネタリキャリアに伝達され、さらにプラネタリキャリアから遊星歯車を介して内歯車及び太陽歯車に伝達される。

この場合、太陽歯車にはフロント車軸が、また内歯車にはリヤ車軸がそれぞれ連結されているため、エンジン側のトルクがデフケース，プラネタリギヤ，遊星歯車及び太陽歯車を介してフロント車軸に伝達されるとともに、デフケース，プラネタリキャリア，遊星歯車及び内歯車を介してリヤ車軸に伝達される。

ところで、この種の車両用差動装置においては、プラネタリキャリアにデフケースの回転軸線を中心軸線とする円筒状のギヤ収容支持部が設けられている。

ギヤ収容支持部は、遊星歯車の大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部（大径のギヤ部）を収容する第１収容孔、及び遊星歯車の大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部（小径のギヤ部）を収容する第２収容孔を有している。

第１収容孔は、一部がギヤ収容支持部の内周面（径方向内側）及び外周面（径方向外側）に開口され、内径がギヤ収容支持部の厚さより大きい寸法に設定されている。

第２収容孔は、一部がギヤ収容支持部の内周面（径方向内側）に開口され、内径が第１収容孔の内径よりも小さい寸法に設定されている。

これにより、大径のギヤ部が第１収容孔の内外２つの開口部のうち外側の開口部から外部に露出して内歯車に噛合し、一方小径のギヤ部が第２収容孔の開口部から外部に露出して太陽歯車に噛合する。
特開２００３−３１４６６３号公報

しかしながら、特許文献１の車両用差動装置によると、プラネタリキャリアのギヤ収容支持部において小径のギヤ部の歯先面が支持されるものの、大径のギヤ部の歯先面が一部支持されず、このため遊星歯車が内歯車及び太陽歯車との噛み合い反力によって傾動していた。この結果、使用時に遊星歯車が第１収容孔及び第２収容孔の開口縁部に当接し、遊星歯車又はギヤ収容支持部に磨耗が発生するという問題があった。

従って、本発明の目的は、使用時に遊星歯車のギヤ収容支持部における開口縁部への当接を阻止することができ、もって遊星歯車及びギヤ収容支持部の磨耗発生を抑制することができるプラネタリキャリア、遊星歯車機構、及びこれらを備えた車両用差動装置を提供することにある。

（１）本発明は、上記目的を達成するために、各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を備え、駆動源の駆動トルクを受けて前記遊星歯車に噛合する内歯車及び太陽歯車を介して１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなり、キャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなるプラネタリキャリアであって、前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置された第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置された第２収容孔からなり、前記第１収容孔の内周面は、前記大小２つのギヤ部のうち前記太陽歯車に噛合するピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、前記第２収容孔の内周面は、前記大小２つのギヤ部のうち前記内歯車に噛合するピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されていることを特徴とするプラネタリキャリアを提供する。

（２）本発明は、上記目的を達成するために、各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車と、前記遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を有し、駆動源の駆動トルクを受けて１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなるプラネタリキャリアと、前記プラネタリキャリアの軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部に噛合する内歯車と、前記内歯車の軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部に噛合する太陽歯車とを備え、前記プラネタリキャリアは、キャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなり、前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置されて前記ピッチ円直径の大きいギヤ部を収容する第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置されて前記ピッチ円直径の小さいギヤ部を収容する第２収容孔からなり、前記第１収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、前記第２収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されていることを特徴とする遊星歯車機構を提供する。

（３）本発明は、上記目的を達成するために、各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車と、前記遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を有し、駆動源の駆動トルクを受けて１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなるプラネタリキャリアと、前記プラネタリキャリアの軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部に噛合する内歯車と、前記内歯車の軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部に噛合する太陽歯車とを含む遊星歯車機構を備え、前記遊星歯車機構は、前記プラネタリキャリアがキャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなり、前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置されて前記ピッチ円直径の大きいギヤ部を収容する第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置されて前記ピッチ円直径の小さいギヤ部を収容する第２収容孔からなり、前記第１収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、前記第２収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されていることを特徴とする車両用差動装置を提供する。

本発明によると、使用時に遊星歯車のギヤ収容支持部における開口縁部への当接を阻止することができ、遊星歯車及びギヤ収容支持部の磨耗発生を抑制することができる。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図である。図２は図１のＡ−Ａ断面図である。図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアに収容支持される入力側ギヤを一方側から見た状態を示す分解斜視図である。図５は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアに収容支持される入力側ギヤを他方側から見た状態を示す分解斜視図である。図６は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアを一方側から見た状態を示す斜視図である。図７は、本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアを他方側から見た状態を示す斜視図である。

〔車両用差動装置の全体構成〕
図１〜図３において、符号１で示す車両用差動装置は、例えば駆動源の駆動トルクを前輪側と後輪側に配分する４輪駆動車のセンターデフとして用いられ、駆動源の駆動トルク（エンジントルク）を受けて回転する入力部材としてのプラネタリキャリア２Ａと、このプラネタリキャリア２Ａの回転力を受ける入力側ギヤとしての複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…と、これら複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する一方側の出力側ギヤとしての太陽歯車２Ｃと、この太陽歯車２Ｃと同一の軸線上で複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する他方側の出力側ギヤとしての内歯車２Ｄと、この内歯車２Ｄ及び太陽歯車２Ｃ・プラネタリキャリア２Ａ・複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を収容するデフケース２Ｅとを備えている。

（プラネタリキャリア２Ａの構成）
プラネタリキャリア２Ａは、図１〜図７に示すように、キャリア基部２０Ａ及びキャリア鍔部２１Ａからなり、太陽歯車２Ｃと内歯車２Ｄとの間に介在して配置され、各内径及び各外径がそれぞれ互いに異なる段状の円筒体によって形成されている。そして、回転軸線Ｏの回りに回転し得るように構成されている。プラネタリキャリア２Ａには、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部２２Ａが設けられている。

ギヤ収容支持部２２Ａは、第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａからなり、キャリア基部２０Ａ及びキャリア鍔部２１Ａに跨って配置されている。

第１収容孔２２０Ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向内側（キャリア鍔部２１Ａの内周面）及び回転軸線Ｏと平行な方向（太陽歯車側及び内歯車側）に開口し、キャリア鍔部２１Ａに配置されている。第１収容孔２２０Ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第１ギヤ支持面２２００Ａで形成されている。より具体的には、第１ギヤ支持面２２００Ａはギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…の歯先面の曲率よりも僅かに大きな曲率を有する円筒状に形成されている。

第２収容孔２２１Ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向外側（キャリア基部２０Ａの外周面）及び回転軸線Ｏと平行な方向（太陽歯車側）に開口し、かつ第１収容孔２２０Ａに連通し、キャリア基部２０Ａに配置されている。第２収容孔２２１Ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第２ギヤ支持面２２１０Ａで形成されている。第２収容孔２２１Ａの底面は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…の軸線方向先端面（自由端面）を摺動可能に支持する第３ギヤ支持面２２１１Ａで形成されている。

キャリア基部２０Ａは、プラネタリキャリア２Ａの回転軸線方向に開口する円筒体によって形成されている。キャリア基部２０Ａの内周面には、入力軸（図示せず）を軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結するスプライン嵌合部２００Ａが設けられている。

キャリア鍔部２１Ａは、キャリア基部２０Ａに連通し、プラネタリキャリア２Ａの回転軸線方向に開口する円環体によって形成されている。キャリア鍔部２１Ａの外径はキャリア基部２０Ａの外径よりも、またその内径はキャリア基部２０Ａの内径よりもそれぞれ大きい寸法に設定されている。

（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の構成）
遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…は、図１及び図４・図５に示すように、それぞれ各ピッチ円直径Ｄ_１，Ｄ_２（Ｄ_１＞Ｄ_２）が互いに異なる（捩れ方向は同一である）大小２つのギヤ部２０Ｂ，２１Ｂ（ギヤ部２０Ｂがピッチ円直径Ｄ_１の歯車諸元を、ギヤ部２１Ｂがピッチ円直径Ｄ_２の歯車諸元をもつ）を有するヘリカルギヤからなり、プラネタリキャリア２Ａの第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａ内に自転可能に収容されている。

ギヤ部２０Ｂは、図１及び図２に示すように太陽歯車２Ｃに噛合し、第１収容孔２２０Ａ内に自転可能に収容されている。そして、太陽歯車２Ｃを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を図１における左方の出力軸（フロント車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。ギヤ部２０Ｂの軸方向線先端面（自由端面）とデフケース２Ｅの底面との間には、太陽歯車２Ｃの外周囲に位置する環状のスラストワッシャ５，６が介装されている。スラストワッシャ５はプラネタリキャリア２Ａと一体回転し、スラストワッシャ６はデフケース２Ｅと一体回転する。これにより、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に図１の左方に向かうスラスト力が発生すると、スラストワッシャ６がスラストワッシャ５に押し付けられ、プラネタリキャリア２Ａとデフケース２Ｅとの相対回転を制限する差動制限力が発生する。ギヤ部２０Ｂの歯数Ｚ_１は、ギヤ部２１Ｂの歯数Ｚ_２（Ｚ_１＞Ｚ_２）よりも大きい歯数に設定されている。本実施形態ではＺ_１＝８であり、Ｚ_２＝５である。

ギヤ部２１Ｂは、図１及び図３に示すように、内歯車２Ｄに噛合し、第２収容孔２２１Ａ内に自転可能に収容されている。そして、内歯車２Ｄを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を右方の出力軸（リヤ車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。

（太陽歯車２Ｃの構成）
太陽歯車２Ｃは、図１及び図２に示すように、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…に噛合して内歯車２Ｄの軸線上で回転可能に配置され、かつプラネタリキャリア２Ａのキャリア鍔部２１Ａの内方に収容され、全体が回転軸線Ｏと同一の軸線をもつ円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…からの回転力を受け、図１の左方の出力軸に出力するように構成されている。太陽歯車２Ｃの内周面には、左方の出力軸を軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結するスプライン嵌合部２０Ｃが設けられている。太陽歯車２Ｃの円筒状ヘリカルギヤのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…のピッチ円直径Ｄ_１及び歯数Ｚ_１よりも大きい寸法と歯数に設定されている。

（内歯車２Ｄの構成）
内歯車２Ｄは、図１及び図３に示すように、ボス部２０Ｄ及びギヤ部２１Ｄからなり、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合してプラネタリキャリア２Ａの軸線上で回転可能に配置され、全体が回転軸線Ｏと同一の軸線をもつ円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…からの回転力を受け、図１の右方の出力軸に出力するように構成されている。

ボス部２０Ｄは、図１に示すように、全体が円筒体からなり、太陽歯車２Ｃにプラネタリキャリア２Ａを介して対向する位置に配置されている。ボス部２０Ｄの外周面には、プラネタリキャリア２Ａの太陽歯車側端面と反対側の端面に対向するフランジ端面をもつ鍔部２００Ｄが設けられている。ボス部２０Ｄの内周面には、右方の出力軸を軸方向移動可能かつ相対回転不能に連結するスプライン嵌合部２０１Ｄが設けられている。

ギヤ部２１Ｄは、図１に示すように、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合してプラネタリキャリア２Ａの外周囲に配置され、かつ内歯車２Ｄのボス部２０Ｄに鍔部２００Ｄを介して一体に形成されている。ギヤ部２１Ｄの外周面には、太陽歯車側に位置する鍔部２１０Ｄが一体に設けられている。ギヤ部２１Ｄのピッチ円直径Ｄ_４及び歯数Ｚ_４は、太陽歯車２Ｃのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３よりも大きい寸法と歯数に設定されている。これにより、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＜Ｄ_４／Ｄ_２が成立し、エンジン側から遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…を介して内歯車２Ｄに伝達される回転トルクが遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…を介して太陽歯車２Ｃに伝達される回転トルクよりも大きくなる。ここで、内歯車２Ｄに伝達される回転トルクと太陽歯車２Ｃに伝達される回転トルクの比はＤ_４／Ｄ_２：Ｄ_３／Ｄ_１となり、本実施形態では内歯車２Ｄに伝達される回転トルクが太陽歯車２Ｃに伝達される回転トルクの２倍以上となるように構成されている。

（デフケース２Ｅの構成）
デフケース２Ｅは、図１〜図３に示すように、回転軸線Ｏに沿って一方向に開口する有底円筒状のケース本体２０Ｅと、このケース本体２０Ｅの開口部（後述する部品挿入口２０００Ｅ）を覆う略円環状のリングボルト２１Ｅとからなる。デフケース２Ｅの底部には出力軸が挿通される挿入孔が形成され、この挿入孔の内周端部には太陽歯車２Ｃの軸線方向両端面のうちプラネタリキャリア側端部と反対側の端部が溶接されており、デフケース２Ｅと太陽歯車２Ｃとが一体回転するよう結合されている。そして、全体がプラネタリキャリア２Ａ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…）及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄの一部を内部に収容する段状の中空構造体によって形成されている。

ケース本体２０Ｅは、各内径及び各外径がそれぞれ互いに異なる大中小３つの円筒部２００Ｅ〜２０２Ｅからなる段状の有底円筒体によって形成されている。

大径の円筒部２００Ｅは、部品挿入口２０００Ｅをリングボルト２１Ｅ側に有し、ケース本体２０Ｅの軸線方向一方側（リングボルト側）に配置されている。

小径の円筒部２０１Ｅは、ケース本体２０Ｅの軸線方向他方側に配置されている。円筒部２０１Ｅには、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…）の軸線方向先端面にスラストワッシャ５，６を介して対向する底部２０１０Ｅ、及びこの底部２０１０Ｅを貫通して太陽歯車２Ｃを挿通させるギヤ挿通孔２０１１Ｅが設けられている。

中間径の円筒部２０２Ｅは、円筒部２００Ｅと円筒部２０１Ｅとの間に介在して配置され、内径及び外径が太陽歯車側から内歯車側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。

リングボルト２１Ｅは、ケース本体２０Ｅ（円筒部２００Ｅ）の部品挿入口２０００Ｅ内に螺着されている。そして、回転軸線Ｏに沿って内歯車２Ｄの反太陽歯車側（太陽歯車側とは反対側）への移動を規制する移動規制部材として機能するように構成されている。リングボルト２１Ｅと内歯車２Ｄの鍔部２１０Ｄとの間には、内歯車２Ｄのギヤ部２１Ｄを挿通させる環状のスラストワッシャ７が介装されている。

〔車両用差動装置１の動作〕
車両のエンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに入力されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転駆動される。プラネタリキャリア２Ａが回転駆動されると、この回転力が遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に伝達され、さらに遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…から太陽歯車２Ｃに、また遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…から内歯車２Ｄにそれぞれ伝達される。この場合、太陽歯車２Ｃがフロント車軸連結用の出力軸に、また内歯車２Ｄがリヤ車軸連結用の出力軸にそれぞれスプライン嵌合されているため、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａ及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…、さらに太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄを介して前後の出力軸に伝達される。

ここで、車両が直進状態であり、かつ前後各車輪に路面との間でスリップが発生しない場合には、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに伝達されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転すると共に、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄの中心軸回りに自転することなく公転し、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄがプラネタリキャリア２Ａと共に一体に回転するため、エンジン側からのトルクが前後各出力軸にD3/D1:D4/D2の歯数比割合を基準に、静摩擦時の差動制限トルク配分内で路面反力のアンバランスに瞬時に対応して損失なく前後各出力軸に伝達され、前後各出力軸が等しい回転数で回転する。

一方、例えばリヤ側の車輪がぬかるみに落ち込んでスリップが発生した場合には、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が出力歯車２Ｃ，２Ｄと噛合しながら自転するため、フロント側の出力軸がプラネタリキャリア２Ａの回転速度より低い速度で回転し、リヤ側の出力軸がプラネタリキャリア２Ａの回転速度より高い速度で回転し、エンジン側からのトルクが前後の出力軸間で予め設定した不等分配比となるよう、路面反力の大きいフロント側の車軸により大きいトルクを分配することで前後合計の駆動力損失を軽減し、走破性を確保する。

本実施の形態においては、プラネタリキャリア２Ａにエンジントルクが入力された状態で次に示す作用によって出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）に差動制限トルクが発生する。

遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…がトルクを入力した状態で自転すると、これら遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の各歯先面がプラネタリキャリア２Ａ（第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａ）の第１ギヤ支持面２２００Ａと第２ギヤ支持面２２１０Ａで、これら第１ギヤ支持面２２００Ａ，第２ギヤ支持面２２１０Ａと遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の各歯先面との間に摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によって太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

また、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のトルクを入力した状態での自転によってギヤ噛み合い面で各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に回転軸線Ｏに沿ってスラスト力が発生する。この場合、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の軸線方向先端面がプラネタリキャリア２Ａ（第２収容孔２２１Ａ）の第３ギヤ支持面２２１１Ａ、もしくはデフケース２Ｅ（フロントケース２０Ｅ）の底部２０１０Ｅで摺動し、太陽歯車２C及び内歯車２Ｄが互いに潰し合う、もしくは離れる方向（リングボルト側）に移動する。この際、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）で発したスラスト力によって生まれる摺動部の間で摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によっても太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

[第１の実施の形態の効果]
以上説明した第１の実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…の歯先面がプラネタリキャリア２Ａの径方向内側を、またギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…の歯先面がプラネタリキャリア２Ａの径方向外側をそれぞれ除く部位で支持されるため、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄとの噛み合い反力によって傾動することがない。これにより、使用時に遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａにおける開口縁部への当接を阻止することができ、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及びギヤ収容支持部２２Ａの磨耗発生を抑制することができる。

（２）また、ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…の歯先面と第１ギヤ支持面２２００Ａとの摩擦抵抗およびギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…の歯先面と第２ギヤ支持面２２１０Ａとの摩擦抵抗により、差動制限トルクが得られる。

[第２の実施形態]
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図である。図９は、本発明の第２の実施の形態に係る車両用差動装置のプラネタリキャリアとスラストワッシャとの嵌合状態を示す断面図である。

第２実施の形態は、主として遊星歯車の形状及びこれを自転可能に支持するプラネタリキャリアの形状が第１の実施の形態と異なっている。以下、第２の実施の形態について第１の実施の形態との相違点を中心に説明し、共通する構成については図８及び図９に同一の符号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態の車両用差動装置８１における遊星歯車２Ｇは、図８に示すように、第１の実施の形態のギヤ部２０Ｂに相当する大径のギヤ部２０Ｇと第１の実施の形態のギヤ部２１Ｂに相当する小径のギヤ部２１Ｇとを備え、大径のギヤ部２０Ｇと小径のギヤ部２１Ｇとが中間部２２Ｇによって一体に結合されている。

プラネタリキャリア２Ｆは、第１実施の形態のキャリア鍔部２１Ａに対応するキャリア鍔部２１Ｆを備え、第１の実施の形態の第１ギヤ支持面２２００Ａに相当する第１ギヤ支持面２２００Ｆが遊星歯車２Ｇの大径ギヤ部２０Ｇの歯先面と摺動する。また、プラネタリキャリア２Ｆは、第１の実施の形態の第２ギヤ支持面２２１０Ａに相当する第２ギヤ支持面２２１０Ｆを備え、遊星歯車２Ｇの小径ギヤ部２１Ｇの歯先面と摺動する。

遊星歯車２Ｇの小径ギヤ部２１Ｇを収容するプラネタリキャリア２Ｆの第２収容孔２２１Ｆの鍔部２００Ｄに対向する側は軸方向に開口しており、遊星歯車２Ｇの小径ギヤ部２１Ｇの軸方向端面は内歯車２Ｄの鍔部２００Ｄに対面している。即ち、プラネタリキャリア２Ｆは第１の実施の形態における第３ギヤ支持面２２１１Ａに対応する部位を備えていない。

プラネタリキャリア２Ｆの第１収容孔２２０Ｆと第２収容孔２２１Ｆとの間には、第１ギヤ支持面２２００Ｆの軸方向端部から径方向内方に突出する壁部２１０Ｆが形成されている。壁部２１０Ｆの内径は、ギヤ収容支持部２２Ｆに支持された遊星歯車２Ｇのギヤ部２１Ｇが軸方向に挿通し得る寸法であって、且つ大径ギヤ部２０Ｇは軸方向に挿通し得ない寸法に形成されている。即ち、壁部２１０Ｆは第１収容孔２２０Ｆの底部（第４ギヤ支持面）２２０１Ｆを形成しており、遊星歯車２Ｇのギヤ部２０Ｇからギヤ部２１Ｇ側へ向かう方向（図８の右側へ向かう方向）の移動は、ギヤ部２０Ｇの中間部（段差部）２２Ｇ側の端面が壁部２１０Ｆに当接することで規制される。これにより、小径ギヤ部２１Ｇの軸方向端面は内歯車２Ｄの鍔部２００Ｄに当接することはない。

内歯車２Ｄには、鍔部２００Ｄの外周端付近から軸方向に延出された円筒部２１１Ｄが形成されている。円筒部２１１Ｄの外径は鍔部２００Ｄの外径よりも小さく形成されており、内歯車２Ｄを図８の左方から見た場合に、円筒部２１１Ｄの外側に円筒部２１１Ｄの外径と鍔部２００Ｄの外径との差に相当する環状突起２１２Ｄが形成されている。デフケース２Ｅには、環状突起２１２Ｄが嵌合する凹部２０１Ｅが形成されており、凹所２０１Ｅに環状突起２１２Ｄが嵌合された状態でリングボルト２１Ｅが螺着されることで、内歯車２Ｄとデフケース２Ｅとが相対回転不能に連結されている。円筒部２１１Ｄの内周側には環状の歯車部２３が配置され、円筒部２１１Ｄの内周面に相対回転不能にスプライン嵌合されている。歯車部２３の内周面には、遊星歯車２Ｇの小径ギヤ部２１Ｇと噛み合うヘリカルギヤが形成されている。

プラネタリキャリア２Ｆの一端面とデフケース２Ｅの底部との間には、スラストワッシャ５，６が介装されている。スラストワッシャ５の外周縁には、図９に示すように突起５Ａが形成されており、この突起５Ａがプラネタリキャリア２Ｆの端面に設けられた凹部２０１Ｆに嵌合されることで、プラネタリキャリア２Ｆとスラストワッシャ５が相対回転不能とされている。同様にスラストワッシャ６がデフケース２Ｅの底部に相対回転不能に配置されている。

プラネタリキャリア２Ｆのキャリア基部２０Ｆと太陽歯車２Ｃとの間には、スラストワッシャ７１，８１が配設されている。また、太陽歯車２Ｃとデフケース２Ｅの底部との間にはスラストワッシャ７０，８０が配設されている。スラストワッシャ８１はプラネタリキャリア２Ｆと相対回転不能であり、スラストワッシャ８０はデフケース２Ｅと相対回転不能である。また、スラストワッシャ７０，７１は太陽歯車２Ｃと相対回転不能である。これにより、プラネタリキャリア２Ｆと太陽歯車２Ｃが相対回転する際にはスラストワッシャ８１，７１間が摩擦摺動し、デフケース２Ｅと太陽歯車２Ｃが相対回転する際にはスラストワッシャ８０，７０間が摩擦摺動する。

[第２の実施の形態の効果]
以上説明した第２の実施の形態によれば、第１実施形態の効果に加え、次に示す効果が得られる。

（１）プラネタリキャリア２Ｆの第２収容孔２２１Ｆに底部（第１の実施の形態の第３ギヤ支持面２２１１Ａに相当する部分）を形成しないので、プラネタリキャリア２Ｆの軸方向長さを短縮できる。

（２）歯車部２３を円筒部２１１Ｄとは別体に設けたので、内歯車２Ｄのギヤを形成しやすくなり、鍔部２００Ｄと当接する端部までギヤを形成できる。このため、ギヤ加工時に必要な工具の逃げ部が不要となり、内歯車２Ｄの軸方向長さを短縮できる。よって、車両用差動装置全体の軸方向長さを短縮でき、小型・軽量化が可能となる。

以上、本発明の車両用差動装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＜Ｄ_４／Ｄ_２が成立する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｄ_３／Ｄ_１＝Ｄ_４／Ｄ_２が成立するような寸法に各ギヤのピッチ円直径を設定してもよい。この場合、太陽歯車に伝達されるトルクと内歯車に伝達される基準となるトルクの比であるトルクスプリット比（Torque Split Ratio：ＴSＲ）が５０：５０に設定され、太陽歯車及び内歯車から同一の大きさのトルクが伝達される。

また、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＞Ｄ_４／Ｄ_２が成立するような寸法に各ギヤのピッチ円直径を設定してもよい。この場合、内歯車に伝達されるトルクが太陽歯車に伝達されるトルクよりも小さくなる。

（２）本実施の形態では、太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄにそれぞれ噛合するギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…を有する遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…がプラネタリキャリア２Ａ（ギヤ収容支持部２２Ａ）内に４個収容支持されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の個数の遊星歯車をプラネタリキャリア内に配置しても勿論よい。

本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図１のＢ−Ｂ断面図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアに収容支持される入力側ギヤを一方側から見た状態を示す分解斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアに収容支持される入力側ギヤを他方側から見た状態を示す分解斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアを一方側から見た状態を示す斜視図。 本発明の第１の実施の形態に係る車両用差動装置のキャリアを他方側から見た状態を示す斜視図。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用差動装置を説明するために示す断面図。 本発明の第２の実施の形態に係る車両用差動装置のプラネタリキャリアとスラストワッシャとの嵌合状態を示す断面図。

符号の説明

１，８１…車両用差動装置
２Ａ，２Ｆ…プラネタリキャリア、２０Ａ，２０Ｆ…キャリア基部、２０１Ｆ…凹部、２１Ａ，２１Ｆ…キャリア鍔部、２１０Ｆ…壁部、２００Ａ…スプライン嵌合部、２２Ａ，２２Ｆ…ギヤ収容支持部、２２０Ａ，２２０Ｆ…第１収容孔、２２００Ａ，２２００Ｆ…第１ギヤ支持面、２２０１Ｆ…底部、２２１Ａ，２２１Ｆ…第２収容孔、２２１０Ａ，２２１０Ｆ…第２ギヤ支持面、２２１１Ａ…第３ギヤ支持面
２Ｂ，２Ｇ…遊星歯車、２０Ｂ，２１Ｂ，２０Ｇ，２１Ｇ…ギヤ部、２２Ｇ…中間部
２Ｃ…太陽歯車、２０Ｃ…スプライン嵌合部
２Ｄ…内歯車、２０Ｄ…ボス部、２００Ｄ…鍔部、２０１Ｄ…スプライン嵌合部、２１Ｄ…ギヤ部、２１０Ｄ…鍔部、２１１Ｄ…円筒部、２１２Ｄ環状突起
２Ｅ…デフケース
２０Ｅ…ケース本体、２００Ｅ…大径の円筒部、２０１Ｅ…凹部、２０００Ｅ…部品挿入口、２０１Ｅ…小径の円筒部、２０１０Ｅ…底部、２０１１Ｅ…ギヤ挿通孔、２０１２Ｅ…スプライン嵌合部、２０２Ｅ…中間径の円筒部
２１Ｅ…リングボルト
２３…歯車部
５，６，７，７０，７１，８０，８１…スラストワッシャ、５Ａ…突起
８１…車両用差動装置
Ｏ…回転軸線

Claims (7)

1. 各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を備え、駆動源の駆動トルクを受けて前記遊星歯車に噛合する内歯車及び太陽歯車を介して１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなり、キャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなるプラネタリキャリアであって、
   前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置された第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置された第２収容孔からなり、
   前記第１収容孔の内周面は、前記大小２つのギヤ部のうち前記太陽歯車に噛合するピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、
   前記第２収容孔の内周面は、前記大小２つのギヤ部のうち前記内歯車に噛合するピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されている
   ことを特徴とするプラネタリキャリア。
2. 前記ギヤ収容支持部は、前記第１支持面が前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面に適合する曲率面で形成され、前記第２支持面が前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面に適合する曲率面で形成されている請求項１に記載のプラネタリキャリア。
3. 前記ギヤ収容支持部は、前記遊星歯車の大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部の軸方向先端面を摺動可能に支持する第３支持面を有する請求項１に記載のプラネタリキャリア。
4. 前記ギヤ収容支持部は、前記遊星歯車の大小２つのギヤ部の間の段差部に軸方向に当接し、かつ前記遊星歯車の軸方向移動を規制する第４支持面を有する請求項１に記載のプラネタリキャリア。
5. 各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車と、
   前記遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を有し、駆動源の駆動トルクを受けて１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなるプラネタリキャリアと、
   前記プラネタリキャリアの軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部に噛合する内歯車と、
   前記内歯車の軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部に噛合する太陽歯車とを備え、
   前記プラネタリキャリアは、キャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなり、
   前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置されて前記ピッチ円直径の大きいギヤ部を収容する第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置されて前記ピッチ円直径の小さいギヤ部を収容する第２収容孔からなり、
   前記第１収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、
   前記第２収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されている
   ことを特徴とする遊星歯車機構。
6. 前記遊星歯車は、前記大小２つのギヤ部が同一の捩れ方向をもつヘリカルギヤによって形成されている請求項５に記載の遊星歯車機構。
7. 各ピッチ円直径が互いに異なる大小２つのギヤ部を有する遊星歯車と、
   前記遊星歯車を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部を有し、駆動源の駆動トルクを受けて１対の出力軸に差動分配するための円筒体からなるプラネタリキャリアと、
   前記プラネタリキャリアの軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の小さいギヤ部に噛合する内歯車と、
   前記内歯車の軸線上で前記大小２つのギヤ部のうちピッチ円直径の大きいギヤ部に噛合する太陽歯車とを含む遊星歯車機構を備え、
   前記遊星歯車機構は、前記プラネタリキャリアがキャリア基部及び前記キャリア基部の外径よりも大きい外径を有するキャリア鍔部からなり、
   前記ギヤ収容支持部は、前記キャリア鍔部に配置されて前記ピッチ円直径の大きいギヤ部を収容する第１収容孔、及び前記キャリア基部に配置されて前記ピッチ円直径の小さいギヤ部を収容する第２収容孔からなり、
   前記第１収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の大きいギヤ部の歯先面をキャリア径方向内側を除く部位で摺動可能に支持する第１支持面で形成され、
   前記第２収容孔の内周面は、前記ピッチ円直径の小さいギヤ部の歯先面をキャリア径方向外側を除く部位で摺動可能に支持する第２支持面で形成されている
   ことを特徴とする車両用差動装置。
   

Images