JPH07110059A - Differential gear - Google Patents

Differential gear

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Publication number
JPH07110059A
JPH07110059A JP25687193A JP25687193A JPH07110059A JP H07110059 A JPH07110059 A JP H07110059A JP 25687193 A JP25687193 A JP 25687193A JP 25687193 A JP25687193 A JP 25687193A JP H07110059 A JPH07110059 A JP H07110059A
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JP
Japan
Prior art keywords
differential
motor
case
torque
differential mechanism
Prior art date
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Pending
Application number
JP25687193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Tomita
浩二 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GKN Driveline Japan Ltd
Original Assignee
Tochigi Fuji Sangyo KK
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Publication date
Application filed by Tochigi Fuji Sangyo KK filed Critical Tochigi Fuji Sangyo KK
Priority to JP25687193A priority Critical patent/JPH07110059A/en
Publication of JPH07110059A publication Critical patent/JPH07110059A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a small, light and unitized differential gear having no possibility that durability of a motor for performing the differential limit is damaged even in the high differential, motion. CONSTITUTION:A differential gear 1 is provided with a differential case 5 housed in a fixed case 3, a differential mechanism 13 housed in the differential case 5, a motor 15 connected to a power supply 65 through step rings 47, 49, 51, 53 so as to receive differential torque of the differential mechanism 13 in the differential case 5, and a controller 63 for controlling the supply power to the motor 15.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、車両のデファレンシ
ャル装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle differential device.

【0002】[0002]

【従来の技術】特開平1−269745号公報に図3の
ような装置が記載されている。これは4輪駆動車に用い
られるトランスファ201であり、エンジンの駆動力を
前輪と後輪に分配するプラネタリーギヤ式の差動機構2
03と、その差動回転を増速する不思議歯車機構205
を介して差動機構203に連結されたモータ207とを
備えている。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-269745 discloses an apparatus as shown in FIG. This is a transfer 201 used in a four-wheel drive vehicle, and a planetary gear type differential mechanism 2 that distributes the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels.
03 and a mysterious gear mechanism 205 that accelerates the differential rotation
The motor 207 is connected to the differential mechanism 203 via the.

【0003】モータ207は不思議歯車機構205を介
して差動機構203の差動制限などを行う。
The motor 207 limits the differential of the differential mechanism 203 via the mysterious gear mechanism 205.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、トラン
スファ201ではモータ207が不思議歯車機構205
のような増速機構を介して差動機構203に連結されて
いるから、差動機構203に高差動回転が生じるとモー
タ207が超高速で駆動されることになり耐久性が低下
する恐れがある。又、プラネタリーギヤ式の差動機構2
03は本来軸方向幅が狭く小型化に好都合であるが、不
思議歯車205を組込むことによって大型で重くなって
いると共に、モータ207が差動機構203と別体にな
っており、全体でユニット化されていないから、着脱の
容易さやレイアウト上の自由度の高さなどの利点が得ら
れない。
As described above, in the transfer 201, the motor 207 has the mysterious gear mechanism 205.
Since the differential mechanism 203 is coupled to the differential mechanism 203 via the speed increasing mechanism as described above, the motor 207 is driven at an extremely high speed when the differential mechanism 203 is subjected to a high differential rotation, which may reduce the durability. There is. Also, a planetary gear type differential mechanism 2
03 has a narrow axial width and is convenient for downsizing, but by incorporating the mysterious gear 205, it is large and heavy, and the motor 207 is a separate body from the differential mechanism 203, so that it is unitized as a whole. Since it has not been done, advantages such as easy attachment and detachment and high degree of freedom in layout cannot be obtained.

【0005】そこで、この発明は、高差動時でも差動制
限などを行うモータの耐久性を損わない、小型軽量でユ
ニット化されたデファレンシャル装置の提供を目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a small and lightweight unitized differential device which does not impair the durability of a motor for limiting the differential even when the differential is high.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明のデファレンシ
ャル装置は、固定ケースに収納されたデフケースと、イ
ンターナルギヤがデフケース側に設けられたダブルピニ
オンのプラネタリーギヤ式差動機構と、デフケース内に
配置されスリップリングを介して外部の電源に接続され
ると共に、差動機構の差動トルクを受けるモータと、モ
ータへの供給電力を制御するコントローラとを備えたこ
とを特徴とする。
A differential device of the present invention includes a differential case housed in a fixed case, a planetary gear type differential mechanism of a double pinion having an internal gear provided on the side of the differential case, and a differential case. It is characterized in that it is provided with a motor that is arranged and connected to an external power source through a slip ring, and that receives a differential torque of a differential mechanism, and a controller that controls electric power supplied to the motor.

【0007】[0007]

【作用】デフケースは固定ケースに収納されており、モ
ータはデフケースの内部で差動機構の差動トルクを受け
るように連結されると共に、スリップリングを介して外
部の電源に接続されている。コントローラはモータのト
ルクを制御して差動機構の差動制限を行う。その際、モ
ータを差動トルクにより駆動される状態にした時のモー
タの発生電力によりバッテリを充電するなどしてエネル
ギーを回収することもできる。モータは差動機構と直接
連結されており、従来例と異って増速機構を用いていな
いから、高差動時でもモータが超高速で駆動されること
がなく耐久性を損わない。
The differential case is housed in the fixed case, and the motor is connected inside the differential case so as to receive the differential torque of the differential mechanism, and is also connected to the external power source via the slip ring. The controller controls the torque of the motor to limit the differential of the differential mechanism. At that time, energy can be recovered by charging the battery with electric power generated by the motor when the motor is driven by the differential torque. Since the motor is directly connected to the differential mechanism and does not use the speed increasing mechanism unlike the conventional example, the motor is not driven at an ultrahigh speed even when the differential is high, and durability is not impaired.

【0008】差動機構とモータはデフケース内に配置さ
れ、デフケースは固定ケースに収納されてユニット化さ
れていると共に、差動機構はプラネタリーギヤ式のもの
で軸方向幅が狭く、増速機構を用いないから、小型軽量
である。
The differential mechanism and the motor are arranged in a differential case, and the differential case is housed in a fixed case to be unitized, and the differential mechanism is of a planetary gear type and has a narrow axial width, thus increasing the speed increasing mechanism. It is small and lightweight because it does not use.

【0009】[0009]

【実施例】図1により、第1実施例の説明をする。この
実施例は4輪駆動車のトランスファ内でセンターデフ1
(エンジンの駆動力を前輪と後輪に分配するデファレン
シャル装置)として用いられている。なお、符号を附し
ていない部材等は図示されていない。
EXAMPLE A first example will be described with reference to FIG. In this embodiment, the center differential 1 is installed in the transfer of a four-wheel drive vehicle.
It is used as a (differential device that distributes the driving force of an engine to front wheels and rear wheels). It should be noted that members and the like without reference numerals are not shown.

【0010】固定ケース3の内部にはデフケース5がベ
アリング7,7を介して支承されている。デフケース5
に連結された中空軸9の入力ギヤ11はトランスミッシ
ョンの出力ギヤと噛合っており、エンジンの駆動力はト
ランスミッションを介してデフケース5を回転駆動す
る。
A differential case 5 is supported inside the fixed case 3 via bearings 7, 7. Differential case 5
The input gear 11 of the hollow shaft 9 connected to the gear meshes with the output gear of the transmission, and the driving force of the engine rotationally drives the differential case 5 via the transmission.

【0011】デフケース5内にはダブルピニオンのプラ
ネタリーギヤ式差動機構13とDCモータ15(モー
タ)とが配置されている。差動機構13のインターナル
ギヤ17はデフケース5に形成され、サンギヤ19は前
輪側の出力軸21に形成されている。外側と内側のピニ
オンギヤ23,25はピニオンシャフト27,27に回
転自在に支承されている。各ピニオンシャフト27はピ
ニキャリヤ29とDCモータ15のハウジング31とに
両端を支持されている。DCモータ15のステータであ
る永久磁石33はハウジング31に固定されている。ピ
ニオンキャリヤ29とハウジング31はベアリング3
5,35を介してデフケース5に支承されている。
A double pinion planetary gear type differential mechanism 13 and a DC motor 15 (motor) are arranged in the differential case 5. The internal gear 17 of the differential mechanism 13 is formed on the differential case 5, and the sun gear 19 is formed on the output shaft 21 on the front wheel side. The outer and inner pinion gears 23 and 25 are rotatably supported by the pinion shafts 27 and 27. Both ends of each pinion shaft 27 are supported by a pinion carrier 29 and a housing 31 of the DC motor 15. The permanent magnet 33, which is the stator of the DC motor 15, is fixed to the housing 31. The pinion carrier 29 and the housing 31 are the bearing 3
It is supported by the differential case 5 via 5, 35.

【0012】DCモータ15のロータであるコイル37
は出力軸21上に固定されており、出力軸21はベアリ
ング39,39を介してピニオンキャリヤ29とハウジ
ング31とに支承されている。ハウジング31には後輪
側の出力軸41が連結されている。出力軸21はギヤ4
3を介してフロントデフ(前輪側のデファレンシャル装
置)側に連結され、出力軸41はギヤ45を介してリヤ
デフ(後輪側のデファレンシャル装置)側に連結されて
いる。
A coil 37 which is a rotor of the DC motor 15.
Is fixed on the output shaft 21, and the output shaft 21 is supported by the pinion carrier 29 and the housing 31 via bearings 39, 39. An output shaft 41 on the rear wheel side is connected to the housing 31. Output shaft 21 is gear 4
3 is connected to the front differential (front wheel side differential device) side, and the output shaft 41 is connected to the rear differential (rear wheel side differential device) side via a gear 45.

【0013】デフケース5を回転させるエンジンの駆動
力はピニオンギヤ23,25を介してサンギヤ19(出
力軸21)とハウジング31(出力軸41)とに分配さ
れ、更にフロントデフとリヤデフにより左右の前輪と後
輪とに分配される。前後輪間に駆動抵抗差が生じるとピ
ニオンギヤ23,25の自転と公転とによりエンジンの
駆動力は前後各側に差動分配される。
The driving force of the engine for rotating the differential case 5 is distributed to the sun gear 19 (output shaft 21) and the housing 31 (output shaft 41) via the pinion gears 23 and 25, and further to the left and right front wheels by the front differential and the rear differential. It is distributed to the rear wheels. When a driving resistance difference occurs between the front and rear wheels, the driving force of the engine is differentially distributed to the front and rear sides due to the rotation and revolution of the pinion gears 23 and 25.

【0014】DCモータ15のコイル37はスリップリ
ング47,49,51,53とブラシ55,57と外部
リード線59,61とを介してコントローラ63に接続
されており、コントローラ63にはバッテリ65(電
源)と抵抗器67とが接続されている。
The coil 37 of the DC motor 15 is connected to the controller 63 via slip rings 47, 49, 51, 53, brushes 55, 57 and external lead wires 59, 61, and the controller 63 is provided with a battery 65 ( The power supply) and the resistor 67 are connected.

【0015】コントローラ63は、前輪側と後輪側とに
配置された回転数センサからの信号に基づいてバッテリ
65の電力の極性を切換え差動機構13の差動トルクに
対抗するトルクをDCモータ15に発生させて差動制限
を行い、スロットル開度などに応じてDCモータ15の
トルクを制御してこの差動制限力を調節する。又、ステ
アリング特性を改善するために必要であれば差動を促進
する方向にトルクを加えることもてきる。バッテリ65
によるDCモータの駆動を停止してもDCモータ15の
駆動抵抗により差動が制限される。コントローラ63は
この時のDCモータ15の起電力をバッテリ65と抵抗
器67とに切換えることができる。バッテリ65に切換
えてこれを充電すれば、エネルギーを回収することがで
きる。
The controller 63 switches the polarity of the electric power of the battery 65 on the basis of signals from the rotation speed sensors arranged on the front wheel side and the rear wheel side, and applies a torque that opposes the differential torque of the differential mechanism 13 to the DC motor. The differential limiting force is adjusted by controlling the torque of the DC motor 15 according to the throttle opening and the like. If necessary to improve the steering characteristics, torque may be applied in the direction of promoting the differential. Battery 65
Even if the driving of the DC motor due to is stopped, the differential is limited by the drive resistance of the DC motor 15. The controller 63 can switch the electromotive force of the DC motor 15 at this time to the battery 65 and the resistor 67. Energy can be recovered by switching to the battery 65 and charging it.

【0016】こうして、センターデフ1が構成されてい
る。
In this way, the center differential 1 is constructed.

【0017】センターデフ1では、差動機構13とDC
モータ15とが直接連結され従来例と異って、増速機構
を使用しないから、差動機構13が高差動状態になって
もDCモータ15が超高速で回転駆動されることがなく
耐久性を損う恐れがない。又超高速回転を避けるために
バッテリ65の電力を供給する必要がない。又、センタ
ーデフ1は上記のように差動機構13とDCモータ15
とが同軸でデフケース5に収納され、デフケース5が固
定ケース3に収納されてユニット化されている。従っ
て、車体への着脱が容易であると共に、レイアウト上の
自由度が高い。更に、差動機構13はプラネタリーギヤ
式のもので軸方向幅が狭い上に、増速機構を用いないか
ら小型,軽量である。
In the center differential 1, the differential mechanism 13 and DC
Unlike the conventional example, since the motor 15 is directly connected and the speed increasing mechanism is not used, even if the differential mechanism 13 is in a high differential state, the DC motor 15 is not driven to rotate at an ultrahigh speed and is durable. There is no fear of losing sexuality. Further, it is not necessary to supply the electric power of the battery 65 in order to avoid the super high speed rotation. Further, the center differential 1 has the differential mechanism 13 and the DC motor 15 as described above.
Are coaxially housed in the differential case 5, and the differential case 5 is housed in the fixed case 3 to form a unit. Therefore, the attachment / detachment to / from the vehicle body is easy, and the degree of freedom in layout is high. Further, the differential mechanism 13 is of a planetary gear type and has a small axial width, and since it does not use a speed increasing mechanism, it is small and lightweight.

【0018】次に、図2により第2実施例の説明をす
る。この実施例もデフセンター69として用いられる。
なお、図1と同一機能の部材には同一の符号を附してあ
り、符号を附していない部材等は図示されていない。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is also used as the differential center 69.
It should be noted that members having the same functions as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and members not designated by the reference numerals are not shown.

【0019】デフケース5の内部には差動機構13とA
Cモータ71(モータ)とが配置されている。ACモー
タ71のステータであるコイル73はハウジング31に
固定されている。又、ロータである永久磁石75は出力
軸21上に固定されている。コイル73はスリッリング
77,79,81,83と外部リード線85,87とを
介してコントローラ89に接続され、コントローラ89
にはAC電源91と抵抗器67とが接続されている。
Inside the differential case 5, a differential mechanism 13 and A
A C motor 71 (motor) is arranged. The coil 73, which is the stator of the AC motor 71, is fixed to the housing 31. The permanent magnet 75, which is a rotor, is fixed on the output shaft 21. The coil 73 is connected to the controller 89 via the slittings 77, 79, 81, 83 and the external lead wires 85, 87, and the controller 89
An AC power supply 91 and a resistor 67 are connected to the.

【0020】コントローラ89はAC電源91の極性を
切換えて差動機構13の差動トルクに対抗するトルクを
ACモータ71に発生させて差動制限を行い、ACモー
タ71のトルクを制御してこの差動制限力を調節する。
又、AC電源によるACモータ71の駆動を停止しても
ACモータ71の駆動抵抗により差動が制限される。こ
の時のACモータ71の起電力は抵抗器67に供給す
る。又、この起電力によりAC−DC変換器を介してバ
ッテリを充電するように構成してもよい。
The controller 89 switches the polarity of the AC power source 91 to generate a torque against the differential torque of the differential mechanism 13 in the AC motor 71 to limit the differential, and controls the torque of the AC motor 71. Adjust the differential limiting force.
Further, even if the driving of the AC motor 71 by the AC power source is stopped, the differential resistance is limited by the driving resistance of the AC motor 71. The electromotive force of the AC motor 71 at this time is supplied to the resistor 67. Further, the battery may be charged by the electromotive force via the AC-DC converter.

【0021】こうして構成されたセンターデフ69は、
センターデフ1と同様に、増速機構を用いないから高差
動時にもACモータ71が超高速で駆動されて耐久性を
損う恐れがないと共に、ユニット化され小型,軽量であ
る。
The center differential 69 thus constructed is
Similar to the center differential 1, since the speed increasing mechanism is not used, the AC motor 71 is not driven at an extremely high speed even when the differential is high and durability is not impaired, and the unit is small and lightweight.

【0022】[0022]

【発明の効果】この発明のデファレンシャル装置は、プ
ラネタリーギヤ式の差動機構とその差動トルクを直接受
けるモータとをケースに収納してユニット化した。従っ
て、モータにより差動制限が行えると共に、増速機構を
用いないから、小型軽量であり、モータが超高速で駆動
されて耐久性を損う恐れがない。
According to the differential device of the present invention, the planetary gear type differential mechanism and the motor that directly receives the differential torque are housed in a case to form a unit. Therefore, the differential limitation can be performed by the motor, and since the speed increasing mechanism is not used, the motor is small and lightweight, and there is no fear that the motor is driven at an ultrahigh speed and the durability is impaired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.

【図2】第2実施例の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a second embodiment.

【図3】従来例の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,69 センターデフ(デファレンシャル装置) 3 固定ケース 5 デフケース 13 差動機構 15 DCモータ 17 インターナルギヤ 47,49,51,53,77,79,81,83 ス
リップリング 63,89 コントローラ 65 バッテリ(電源) 71 ACモータ 91 AC電源
1,69 Center differential (differential device) 3 Fixed case 5 Differential case 13 Differential mechanism 15 DC motor 17 Internal gear 47, 49, 51, 53, 77, 79, 81, 83 Slip ring 63, 89 Controller 65 Battery (power supply) ) 71 AC motor 91 AC power supply

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固定ケースに収納されたデフケースと、
インターナルギヤがデフケース側に設けられたダブルピ
ニオンのプラネタリーギヤ式差動機構と、デフケース内
に配置されスリップリングを介して外部の電源に接続さ
れると共に、差動機構の差動トルクを受けるモータと、
モータへの供給電力を制御するコントローラとを備えた
ことを特徴とするデファレンシャル装置。
1. A differential case housed in a fixed case,
The internal gear is a double pinion planetary gear type differential mechanism provided on the side of the differential case, and is connected to an external power source via a slip ring arranged inside the differential case and receives the differential torque of the differential mechanism. A motor,
A differential device, comprising: a controller that controls electric power supplied to a motor.
JP25687193A 1993-10-14 1993-10-14 Differential gear Pending JPH07110059A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005090648A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Fuji Heavy Ind Ltd Torque distribution device in center differential
WO2007063429A2 (en) * 2005-12-02 2007-06-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicular driving power distribution device

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