JPH0719318A - Torque distribution mechanism of differential gear - Google Patents
Torque distribution mechanism of differential gearInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、１つの入力要素と２つ
の出力要素とを備えた差動装置において、その差動装置
の入力要素に加えられるトルクを２つの出力要素に所定
の比率で分配する差動装置のトルク分配機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential gear having one input element and two output elements, and a torque applied to the input element of the differential gear is applied to the two output elements at a predetermined ratio. The present invention relates to a torque distribution mechanism of a differential device for distribution.
【０００２】[0002]
【従来の技術】自動車の動力伝達系に設けられる差動装
置は、自動車の旋回時に左右の車輪に生じる回転速度差
を吸収し、エンジンのトルクを左右両輪に適切な比率で
分配するように構成される。しかしながら、一般の差動
装置は左右の車輪に加わる負荷の差により作動するた
め、一方の車輪が摩擦係数が小さい路面に乗り上げて空
転したような場合に、他方の車輪へのトルクの伝達量が
減少したりトルクの伝達が遮断される問題がある。2. Description of the Related Art A differential device provided in a power transmission system of an automobile is configured to absorb a rotational speed difference generated between left and right wheels during turning of the automobile and distribute an engine torque to the left and right wheels at an appropriate ratio. To be done. However, since a general differential device operates due to the difference in load applied to the left and right wheels, when one wheel rides on a road surface having a small friction coefficient and spins, the amount of torque transmitted to the other wheel is reduced. There is a problem of reduction or interruption of torque transmission.
【０００３】かかる不都合を回避するために、ステアリ
ングホイールの回転角や車速に基づいて差動装置を積極
的に制御し、その時の運転状態に適したトルクを左右の
車輪に分配する差動装置のトルク分配機構が提案されて
いる。In order to avoid such an inconvenience, a differential device that positively controls the differential device based on the rotation angle of the steering wheel and the vehicle speed and distributes a torque suitable for the driving state at that time to the left and right wheels. A torque distribution mechanism has been proposed.
【０００４】図７は、かかる従来の差動装置のトルク分
配機構の構造を示すものである。同図において、エンジ
ンＥおよびミッションＭに接続されて駆動されるプロペ
ラシャフト０１はベベルギヤ０２およびベベルギヤ０３
を介して中央シャフト０４に伝達される。中央シャフト
０４の左右両側には、右輪ＷR を駆動する右シャフト０
５R と左輪ＷL を駆動する左シャフト０５L とが同軸に
配設され、中央シャフト０４と右シャフト０５R との間
には右側の差動装置ＤR が設けられ、中央シャフト０４
と左シャフト０５L との間には左側の差動装置ＤL が設
けられる。FIG. 7 shows a structure of a torque distribution mechanism of such a conventional differential device. In the figure, a propeller shaft 01 connected to and driven by an engine E and a mission M includes a bevel gear 02 and a bevel gear 03.
Is transmitted to the central shaft 04 via. The right shaft 0 that drives the right wheel W R is provided on both left and right sides of the central shaft 04.
5 and the left shaft 05 L to drive the R and left wheel W L is disposed coaxially between the central shaft 04 and the right shaft 05 R is provided on the right of the differential device D R, the central shaft 04
A left differential D L is provided between the left shaft 05 L and the left shaft 05 L.
【０００５】前記両差動装置ＤR ，ＤL は何れもプラネ
タリギヤ式のもので、右シャフト０５R と左シャフト０
５L とにそれぞれ固着されたプラネタリキャリヤ０
６R ，０６L と、各プラネタリキャリヤ０６R ，０６L
に回転自在に支持されたプラネタリギヤ０７R ，０７L
と、中央シャフト０４に固着されて各プラネタリギヤ０
７ R ，０７L に噛合する左右一対のサンギヤ０８R ，０
８L と、各プラネタリギヤ０７R ，０７L に噛合する左
右一対のリングギヤ０９R ，０９L とから構成される。
そして、左右のリングギヤ０９R ，０９L と一体に形成
した左右一対のベベルギヤ０１０R ，０１０L は、モー
タ０１１により減速機０１２を介して駆動される共通の
ベベルギヤ０１３に噛合する。Both the differential devices DR, DLAre all planets
Tally gear type, right shaft 05RAnd left shaft 0
5LPlanetary carrier 0 fixed to and
6R, 06LAnd each planetary carrier 06R, 06L
Planetary gear 07 rotatably supported onR, 07L
And the planetary gears 0 fixed to the central shaft 04.
7 R, 07LLeft and right sun gear 08 that meshes withR, 0
8LAnd each planetary gear 07R, 07LLeft to mesh with
Right pair of ring gear 09R, 09LComposed of and.
And left and right ring gear 09R, 09LFormed integrally with
Left and right pair of bevel gears 010R, 010LIs a moo
Commonly driven by a motor 011 through a speed reducer 012.
It meshes with the bevel gear 013.
【０００６】上述の構造のトルク分配機構によれば、中
央シャフト０４に伝達されたトルクが両差動装置ＤR ，
ＤL を介して右輪ＷR および左輪ＷL に均等に伝達され
る場合には、左右のリングギヤ０９R ，０９L 、すなわ
ち左右のベベルギヤ０１０R，０１０L は回転しない。
しかるに、右輪ＷR と左輪ＷL とに加わる負荷に差が生
じた場合に右シャフト０５R と左シャフト０５L とに回
転速度差が発生しようとする結果、左右のリングギヤ０
９R ，０９L にも回転速度差が発生する。したがって、
モータ０１１により共通のベベルギヤ０１３を介して左
右のベベルギヤ０１０R ，０１０L 、すなわち左右のリ
ングギヤ０９R ，０９L に積極的に回転速度差を与えれ
ば、中央シャフト０４から右シャフト０５R と左シャフ
ト０５Lとに伝達されるトルクの分配比率を任意に制御
することができる。According to the torque distribution mechanism having the above-mentioned structure, the torque transmitted to the central shaft 04 is transmitted to both differential devices D R ,
If that is uniformly transmitted to the right wheel W R and the left wheel W L through D L, the left and right ring gears 09 of the R, 09 L, i.e. bevel gears 010 R, 010 L of the left and right does not rotate.
However, when there is a difference in the loads applied to the right wheel W R and the left wheel W L , a difference in rotational speed is generated between the right shaft 05 R and the left shaft 05 L , and as a result, the left and right ring gears 0
A difference in rotational speed also occurs at 9 R and 09 L. Therefore,
When the motor 011 positively gives a rotational speed difference to the left and right bevel gears 010 R and 010 L , that is, the left and right ring gears 09 R and 09 L via the common bevel gear 013, the central shaft 04 causes the right shaft 05 R and the left shaft to move. The distribution ratio of the torque transmitted to 05 L can be controlled arbitrarily.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
差動装置のトルク分配機構は、エンジンＥのトルクが２
つの差動装置ＤR ，ＤL を介して右輪ＷR および左輪Ｗ
L に伝達されるため、両差動装置ＤR ，ＤL にエンジン
Ｅのトルクに耐え得るだけの強度を与える必要があり、
これが重量増加の要因となる問題がある。By the way, in the torque distribution mechanism of the above-mentioned conventional differential device, the torque of the engine E is two.
Right wheel W R and left wheel W via two differentials D R , D L
Since it is transmitted to L , it is necessary to give strength to both the differential devices D R and D L to withstand the torque of the engine E,
This causes a problem of weight increase.
【０００８】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、トルク分配機構の差動装置に作用するトルクを軽減
して該トルク分配機構の軽量化を図ることを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to reduce the torque acting on the differential device of the torque distribution mechanism to reduce the weight of the torque distribution mechanism.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明は、１つの入力要素と２
つの出力要素とを備えた第１の差動装置において、その
第１の差動装置の入力要素に加えられるトルクを２つの
出力要素に所定の比率で分配する差動装置のトルク分配
機構であって、第１の要素と第２の要素と第３の要素と
よりなる第２の差動装置を備え、第１の要素を前記一方
の出力要素に結合するとともに、第２の要素を前記他方
の出力要素に結合し、かつ第３の要素を駆動源に連結し
たことを特徴とする。In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 has one input element and two input elements.
A first differential device having two output elements, the torque distribution mechanism of the differential device distributing torque applied to an input element of the first differential device to two output elements at a predetermined ratio. And a second differential device comprising a first element, a second element and a third element, the first element being coupled to the one output element and the second element being coupled to the other output element. Is coupled to the output element of and the third element is connected to the drive source.
【００１０】また請求項２に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記２つの出力要素が同一回転数で
同一方向に回転しているときに前記第３の要素が回転し
ないように、前記第１の要素と前記一方の出力要素とを
回転数調整手段を介して結合したことを特徴とする。Further, in the invention described in claim 2, in addition to the structure of claim 1, the third element does not rotate when the two output elements rotate in the same direction at the same rotation speed. As described above, the first element and the one output element are coupled to each other through the rotation speed adjusting means.
【００１１】また請求項３に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記第１の差動装置が、リングギ
ヤ、サンギヤおよび前記リングギヤとサンギヤとに噛合
するプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤより
なり、前記リングギヤを入力要素とし、前記サンギヤお
よびプラネタリキャリヤをそれぞれ出力要素としたこと
を特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, a planetary carrier in which the first differential device supports a ring gear, a sun gear, and a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear. The ring gear is an input element, and the sun gear and the planetary carrier are output elements.
【００１２】また請求項４に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記第２の差動装置が、リングギ
ヤ、サンギヤおよび前記リングギヤとサンギヤとに噛合
するプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤより
なり、前記リングギヤを第１の要素とし、前記プラネタ
リキャリヤを第２の要素とし、かつ前記サンギヤを第３
の要素としたことを特徴とする。In addition to the configuration of claim 1, the invention according to claim 4 is a planetary carrier in which the second differential device supports a ring gear, a sun gear, and a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear. The ring gear is the first element, the planetary carrier is the second element, and the sun gear is the third element.
It is characterized by having as an element of.
【００１３】また請求項５に記載された発明は、請求項
１の構成に加えて、前記駆動源が前記入力要素に接続さ
れた油圧ポンプにより駆動される油圧モータで構成さ
れ、前記油圧ポンプおよび油圧モータのうちの少なくと
も一方が可変容量型であることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the drive source is a hydraulic motor driven by a hydraulic pump connected to the input element. At least one of the hydraulic motors is a variable displacement type.
【００１４】また請求項６に記載された発明は、１つの
入力要素と２つの出力要素とを備えた第１の差動装置に
おいて、その第１の差動装置の入力要素に加えられるト
ルクを２つの出力要素に所定の比率で分配する差動装置
のトルク分配機構であって、第１の要素と第２の要素と
第３の要素とよりなる第２の差動装置を備え、第１の要
素を前記入力要素に結合するとともに、第２の要素を前
記２つの出力要素の一方に結合し、かつ第３の要素を駆
動源に連結したことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the first differential device having one input element and two output elements, the torque applied to the input element of the first differential device is applied. A torque distribution mechanism for a differential device that distributes to two output elements at a predetermined ratio, comprising a second differential device including a first element, a second element, and a third element. Is coupled to the input element, the second element is coupled to one of the two output elements, and the third element is coupled to the drive source.
【００１５】また請求項７に記載された発明は、請求項
６の構成に加えて、前記第２の差動装置が、リングギ
ヤ、サンギヤおよび前記リングギヤとサンギヤとに噛合
するプラネタリギヤを支持するプラネタリキャリヤより
なり、前記リングギヤを第１の要素とし、前記プラネタ
リキャリヤを第２の要素とし、かつ前記サンギヤを第３
の要素としたことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the structure of the sixth aspect, a planetary carrier in which the second differential device supports a ring gear, a sun gear, and a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear. The ring gear is the first element, the planetary carrier is the second element, and the sun gear is the third element.
It is characterized by having as an element of.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１は本発明の第１実施例による差動装置
のトルク分配機構を、フロントエンジン・フロントドラ
イブ車に適用したものである。同図に示すように、車体
に横置きに搭載したエンジンＥにはミッションＭが接続
され、そのミッションＭの出力軸である差動装置入力軸
１は第１の差動装置であるプラネタリギヤ式の差動装置
Ｄに駆動力を伝達するための入力ギヤ２を備える。FIG. 1 shows a torque distribution mechanism of a differential device according to a first embodiment of the present invention applied to a front engine / front drive vehicle. As shown in the figure, a mission M is connected to an engine E mounted horizontally on the vehicle body, and a differential gear input shaft 1 which is an output shaft of the mission M is of a planetary gear type which is a first differential gear. An input gear 2 for transmitting the driving force to the differential device D is provided.
【００１８】差動装置Ｄは、前記差動装置入力軸１の入
力ギヤ２に噛合する外歯ギヤ３を外周に有するリングギ
ヤ４と、このリングギヤ４の内部に同軸に配設されたサ
ンギヤ５と、前記リングギヤ４に噛合するアウタプラネ
タリギヤ６および前記サンギヤ５に噛合するインナプラ
ネタリギヤ７を、それらが相互に噛合する状態で支持す
るプラネタリキャリヤ８とから構成される。前記差動装
置Ｄは、そのリングギヤ４が入力要素として機能すると
ともに、一方の出力要素として機能するプラネタリキャ
リヤ８が右シャフト９を介して右輪ＷR に接続され、他
方の出力要素として機能するサンギヤ５が左シャフト１
０を介して左輪ＷL に接続される。The differential device D includes a ring gear 4 having an outer tooth gear 3 on the outer periphery which meshes with an input gear 2 of the differential device input shaft 1, and a sun gear 5 coaxially arranged inside the ring gear 4. An outer planetary gear 6 meshing with the ring gear 4 and an inner planetary gear 7 meshing with the sun gear 5 are supported by a planetary carrier 8 which supports the inner planetary gears 7 in mesh with each other. In the differential device D, the ring gear 4 functions as an input element, and the planetary carrier 8 that functions as one output element is connected to the right wheel W R via the right shaft 9 and functions as the other output element. Sun gear 5 is left shaft 1
It is connected to the left wheel W L via 0.
【００１９】次に、差動装置Ｄの入力要素であるリング
ギヤ４から入力されたトルクを２つの出力要素であるプ
ラネタリキャリヤ８とサンギヤ５とに所定の比率で分配
するトルク分配機構１１の構造を説明する。Next, the structure of the torque distribution mechanism 11 for distributing the torque input from the ring gear 4 which is the input element of the differential device D to the planetary carrier 8 and the sun gear 5 which are the two output elements at a predetermined ratio. explain.
【００２０】トルク分配機構１１は第２の差動装置とし
ての遊星歯車機構Ｐを備え、左シャフト１０に結合した
プラネタリキャリヤ１２に設けられたプラネタリギヤ１
３は左シャフト１０に相対回転自在に支持したサンギヤ
１４に噛合するとともに、前記プラネタリギヤ１３はプ
ラネタリキャリヤ１２の外周に配設したリングギヤ１５
に噛合する。差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８と一体
に形成した外歯ギヤ１６と遊星歯車機構Ｐのリングギヤ
１５に形成した外歯ギヤ１７とは、一体に形成された回
転数調整手段としての一対ピニオン１８，１９にそれぞ
れ噛合し、これにより差動装置Ｄと遊星歯車機構Ｐとが
相互に連結される。The torque distribution mechanism 11 includes a planetary gear mechanism P as a second differential device, and the planetary gear 1 provided on the planetary carrier 12 coupled to the left shaft 10.
Reference numeral 3 meshes with a sun gear 14 rotatably supported on the left shaft 10, and the planetary gear 13 is a ring gear 15 arranged on the outer periphery of the planetary carrier 12.
Mesh with. The external gear 16 formed integrally with the planetary carrier 8 of the differential device D and the external gear 17 formed on the ring gear 15 of the planetary gear mechanism P are a pair of pinions 18, which are integrally formed as rotation speed adjusting means. 19, and the differential device D and the planetary gear mechanism P are connected to each other.
【００２１】さて、遊星歯車機構Ｐのプラネタリギヤ１
３、サンギヤ１４およびリングギヤ１５の歯数をそれぞ
れＺP ，ＺS ，ＺR とし、プラネタリキャリヤ１２、サ
ンギヤ１４およびリングギヤ１５の回転速度をそれぞれ
ωC , ωS ，ωR とすると、サンギヤ１４を固定した場
合（すなわちωS ＝０）には、良く知られているよう
に、 ωR ＝ωC ×（１＋ＺS ／ＺR ） ・・・ が成り立つ。Now, the planetary gear 1 of the planetary gear mechanism P
3, the numbers of teeth of the sun gear 14 and the ring gear 15 are Z P , Z S , and Z R , respectively, and the rotation speeds of the planetary carrier 12, the sun gear 14, and the ring gear 15 are ω C, ω S , and ω R , respectively. When fixed (that is, ω S = 0), as well known, ω R = ω C × (1 + Z S / Z R ).
【００２２】ここで右輪ＷR と左輪ＷL とが同一速度で
回転する場合を考えると、左輪ＷLと一体に回転する前
記遊星歯車機構Ｐのプラネタリキャリヤ１２の回転速度
は前述のようにωC であり、その左輪ＷL と同一速度で
ある右輪ＷR と一体に回転する差動装置Ｄのプラネタリ
キャリヤ８の回転速度もωC となる。そして、遊星歯車
機構Ｐのプラネタリキャリヤ１２により駆動されるリン
グギヤ１５の回転速度ωR は前記式によりωC ×（１
＋ＺS ／ＺR ）で表される。Considering the case where the right wheel W R and the left wheel W L rotate at the same speed, the rotation speed of the planetary carrier 12 of the planetary gear mechanism P that rotates integrally with the left wheel W L is as described above. ω C , and the rotational speed of the planetary carrier 8 of the differential device D that rotates together with the right wheel W R that is the same speed as the left wheel W L also becomes ω C. The rotational speed ω R of the ring gear 15 driven by the planetary carrier 12 of the planetary gear mechanism P is ω C × (1
+ Z S / Z R ).
【００２３】すなわち、右輪ＷR と左輪ＷL が同一速度
ωC で回転するためには、差動装置Ｄのプラネタリキャ
リヤ８の回転速度がωC となり、遊星歯車機構Ｐのリン
グギヤ１５の回転速度がωC ×（１＋ＺS ／ＺR ）とな
るように、前記一対のピニオン１８，１９によりプラネ
タリキャリヤ８とリングギヤ１５とを相互に連動連結す
る必要がある。そのためには、リングギヤ１５に形成し
た外歯ギヤ１７の半径ｒ1 とプラネタリキャリヤ８に形
成した外歯ギヤ１６の半径ｒ2 とが、 ｒ2 ／ｒ1 ＝１＋（ＺS ／ＺR ） ・・・ の関係を満たすように設定すれば良い。That is, in order for the right wheel W R and the left wheel W L to rotate at the same speed ω C , the rotation speed of the planetary carrier 8 of the differential device D becomes ω C , and the ring gear 15 of the planetary gear mechanism P rotates. The planetary carrier 8 and the ring gear 15 must be interlocked with each other by the pair of pinions 18 and 19 so that the speed becomes ω C × (1 + Z S / Z R ). For that purpose, the radius r 1 of the external gear 17 formed on the ring gear 15 and the radius r 2 of the external gear 16 formed on the planetary carrier 8 are r 2 / r 1 = 1 + (Z S / Z R ).・ ・ It should be set so as to satisfy the relationship.
【００２４】そして、車両のステアリングホイールの回
転角や車速等に基づいて駆動される電動モータ２０のピ
ニオン２１により、遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１４と一
体に形成された遊星歯車機構入力ギヤ２２が回転駆動さ
れる。Then, the planetary gear mechanism input gear 22 formed integrally with the sun gear 14 of the planetary gear mechanism P is rotated by the pinion 21 of the electric motor 20 driven based on the rotation angle of the steering wheel of the vehicle, the vehicle speed, and the like. Driven.
【００２５】次に、前述の構成を備えた本発明の第１実
施例の作用について説明する。Next, the operation of the first embodiment of the present invention having the above construction will be described.
【００２６】車両の直進走行中にモータ２０は停止状態
に保持され、そのモータ２０のピニオン２１に遊星歯車
機構入力ギヤ２２を介して接続された遊星歯車機構Ｐの
サンギヤ１４が固定される。このとき、差動装置Ｄのプ
ラネタリキャリヤ８と遊星歯車機構Ｐのプラネタリキャ
リヤ１２とは、前述のようにリングギヤ１５、外歯ギヤ
１７、ピニオン１９、ピニオン１８および外歯ギヤ１６
を介して所定のギヤ比で連動連結されている。したがっ
て、両プラネタリキャリヤ８，１２の回転速度、すなわ
ち差動装置Ｄの一対の出力要素であるプラネタリキャリ
ヤ８およびサンギヤ５の回転速度は強制的に一致せしめ
られ、右輪ＷR と左輪ＷL とは同一速度で回転する。こ
のように、車両の直進走行中すなわち差動が行われない
ときにモータ２０が停止状態に保持されるため、該モー
タ２０の駆動が最小限に抑えられる。While the vehicle is traveling straight ahead, the motor 20 is held stationary, and the sun gear 14 of the planetary gear mechanism P connected to the pinion 21 of the motor 20 via the planetary gear mechanism input gear 22 is fixed. At this time, the planetary carrier 8 of the differential device D and the planetary carrier 12 of the planetary gear mechanism P have the ring gear 15, the external gear 17, the pinion 19, the pinion 18, and the external gear 16 as described above.
Are linked and linked at a predetermined gear ratio. Therefore, the rotational speeds of the two planetary carriers 8 and 12, that is, the rotational speeds of the planetary carrier 8 and the sun gear 5, which are a pair of output elements of the differential device D, are forcibly made to coincide with each other, and the right wheel W R and the left wheel W L are matched. Rotate at the same speed. In this way, since the motor 20 is held in a stopped state while the vehicle is traveling straight ahead, that is, when the differential is not performed, the driving of the motor 20 is suppressed to the minimum.
【００２７】さて、車両を旋回させるべくステアリング
ホイールが操作されると、その操舵角と車速とに基づい
て必要な左右両輪ＷR ，ＷL の回転速度差が演算され、
その回転速度差に対応する方向および速度でモータ２０
が駆動される。その結果、遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１
４が回転し、両プラネタリキャリヤ８，１２の回転速
度、すなわち差動装置Ｄのプラネタリキャリヤ８とサン
ギヤ５との回転速度に所定の差が発生する。而して、ミ
ッションＭから差動装置Ｄのリングギヤ４に伝達された
トルクは、モータ２０の回転方向および回転速度により
決定される所定の比率で左右両輪ＷR ，ＷL に伝達され
る。When the steering wheel is operated to turn the vehicle, the required rotational speed difference between the left and right wheels W R and W L is calculated based on the steering angle and the vehicle speed.
The motor 20 is driven in the direction and speed corresponding to the rotation speed difference.
Is driven. As a result, the sun gear 1 of the planetary gear mechanism P
4 rotates, and a predetermined difference occurs between the rotational speeds of the planetary carriers 8 and 12, that is, the rotational speeds of the planetary carrier 8 and the sun gear 5 of the differential device D. Thus, the torque transmitted from the mission M to the ring gear 4 of the differential device D is transmitted to the left and right wheels W R , W L at a predetermined ratio determined by the rotation direction and rotation speed of the motor 20.
【００２８】而して、この差動装置Ｄと遊星歯車機構Ｐ
とがスパーギヤよりなるピニオン１８，１９で接続され
るため、従来のベベルギヤを用いたものに比べてトルク
分配機構の軸方向寸法を短縮することができる。しか
も、エンジンＥのトルクは第１の差動装置Ｄを介して右
輪ＷR および左輪ＷL に伝達され、第２の差動装置であ
る遊星歯車機構Ｐにはモータ２０のトルクしか作用しな
いため、その遊星歯車機構Ｐを小型軽量化して重量を削
減することが可能となる。Thus, the differential device D and the planetary gear mechanism P
Since and are connected by the pinions 18 and 19 made of a spur gear, the axial dimension of the torque distribution mechanism can be shortened as compared with a conventional one using a bevel gear. Moreover, the torque of the engine E is transmitted to the right wheel W R and the left wheel W L via the first differential device D, and only the torque of the motor 20 acts on the planetary gear mechanism P that is the second differential device. Therefore, the planetary gear mechanism P can be reduced in size and weight to reduce the weight.
【００２９】図２は本発明の第２実施例を示すもので、
この実施例は遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１４の駆動源と
して油圧モータ２０を用い、このモータ２０に油圧発生
源２３を接続した点に特徴を有している。油圧発生源２
３としては、電動モータにより駆動される油圧ポンプ、
エンジンＥにより駆動される油圧ポンプ、エンジンＥか
ら車輪ＷR ，ＷL への動力伝達系に設けられる油圧ポン
プ等の適宜のものを使用することができる。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
This embodiment is characterized in that a hydraulic motor 20 is used as a drive source for the sun gear 14 of the planetary gear mechanism P, and a hydraulic pressure source 23 is connected to the motor 20. Oil pressure source 2
3, a hydraulic pump driven by an electric motor,
Appropriate ones such as a hydraulic pump driven by the engine E and a hydraulic pump provided in a power transmission system from the engine E to the wheels W R and W L can be used.
【００３０】図３は本発明の第３実施例を示すもので、
この実施例はミッションＭの出力軸である差動装置入力
軸１に油圧ポンプ２４と油圧モータ２０を一体に組み合
わせたものを設け、その油圧ポンプ２４および油圧モー
タ２０の少なくとも一方を可変容量型とした点に特徴を
有している。この実施例によれば、油圧ポンプ２４ある
いは油圧モータ２０の容量を変化させることにより遊星
歯車機構Ｐのサンギヤ１４の回転速度を制御することが
できる。FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention.
In this embodiment, a differential input shaft 1 which is an output shaft of the mission M is provided with a hydraulic pump 24 and a hydraulic motor 20 which are integrally combined, and at least one of the hydraulic pump 24 and the hydraulic motor 20 is a variable displacement type. It has a feature in the point. According to this embodiment, the rotational speed of the sun gear 14 of the planetary gear mechanism P can be controlled by changing the capacity of the hydraulic pump 24 or the hydraulic motor 20.
【００３１】図４は本発明の第４実施例を示すもので、
この実施例は遊星歯車機構入力ギヤをウオームホイール
２５により構成するとともに、電動モータ２０に設けた
ウオームギヤ２６を前記ウオームホイール２５に噛合さ
せた点に特徴を有している。この実施例によれば、ウオ
ームギヤ２６とウオームホイール２５とよりなる伝動機
構により、モータ２０から遊星歯車機構Ｐへの駆動力の
伝達は支障無く行われるが、遊星歯車機構Ｐからモータ
２０への駆動力の伝達は阻止される。したがって、右輪
ＷR あるいは左輪ＷL の一方がスリップしたような場合
に、遊星歯車機構Ｐからモータ２０へ入力される過剰な
負荷がウオームギヤ２６で受止されるため、そのモータ
２０を小型化することができる。FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
This embodiment is characterized in that the planet gear mechanism input gear is constituted by the worm wheel 25, and the worm gear 26 provided in the electric motor 20 is meshed with the worm wheel 25. According to this embodiment, the transmission mechanism composed of the worm gear 26 and the worm wheel 25 allows the transmission of the driving force from the motor 20 to the planetary gear mechanism P without any trouble, but the drive from the planetary gear mechanism P to the motor 20. The transmission of force is blocked. Therefore, when one of the right wheel W R and the left wheel W L slips, the worm gear 26 receives an excessive load input from the planetary gear mechanism P to the motor 20, so that the motor 20 is downsized. can do.
【００３２】図５は本発明の第５実施例を示すもので、
この実施例は左シャフト１０に相対回転自在に支持され
る遊星歯車機構Ｐのサンギヤ１４が、モータ２０の出力
軸２７に直結されて駆動される。そのためにモータ２０
の出力軸２７は中空に形成され、その内部を左シャフト
１０が貫通する。この実施例によれば、トルク分配機構
１１の半径方向寸法を小型化することができる。FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention.
In this embodiment, a sun gear 14 of a planetary gear mechanism P, which is rotatably supported by a left shaft 10, is directly connected to an output shaft 27 of a motor 20 and driven. Therefore, the motor 20
The output shaft 27 is formed hollow, and the left shaft 10 penetrates the inside thereof. According to this embodiment, the radial dimension of the torque distribution mechanism 11 can be reduced.
【００３３】図６は本発明の第６実施例を示すもので、
この実施例は第１の差動装置Ｄとして一般的なベベルギ
ヤ式のものを用いた点に特徴を有している。すなわち、
この差動装置Ｄは入力ギヤ２に噛合する外歯ギヤ２８を
外周に有して右シャフト９と左シャフト１０に回転自在
に支持された入力要素としてのディファレンシャルケー
ス２９と、このディファレンシャルケース２９の内部に
支持されたディファレンシャルピニオン３０と、このデ
ィファレンシャルピニオン３０に噛合するとともに右シ
ャフト９および左シャフト１０にそれぞれ結合された一
対の出力要素としてのディファレンシャルサイドギヤ３
１，３２とから構成される。そして前記ディファレンシ
ャルケース２９に設けた外歯ギヤ１６とリングギヤ１５
に設けた外歯ギヤ１７とが前述の第１実施例と同様にピ
ニオン１８，１９を介して接続され、プラネタリキャリ
ヤ１２が左シャフト１０を介して一方のディファレンシ
ャルサイドギヤ３２に接続され、更にサンギヤ１４がモ
ータ２０に接続される。FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention.
This embodiment is characterized in that a general bevel gear type is used as the first differential device D. That is,
This differential device D has an external gear 28 that meshes with the input gear 2 on the outer periphery, and a differential case 29 as an input element that is rotatably supported by the right shaft 9 and the left shaft 10, and the differential case 29. The differential pinion 30 supported inside, and the differential side gear 3 as a pair of output elements meshed with the differential pinion 30 and coupled to the right shaft 9 and the left shaft 10 respectively.
1, 32. Then, the external gear 16 and the ring gear 15 provided on the differential case 29 are provided.
The external gear 17 provided in the above is connected via the pinions 18 and 19 similarly to the first embodiment described above, the planetary carrier 12 is connected via the left shaft 10 to one differential side gear 32, and the sun gear 14 is further connected. Is connected to the motor 20.
【００３４】而して、この第６実施例においても差動装
置Ｄと遊星歯車機構Ｐとがスパーギヤよりなるピニオン
１８，１９で接続されるため、従来のベベルギヤを用い
たものに比べてトルク分配機構１１の軸方向寸法を短縮
することができ、しかも遊星歯車機構Ｐにはモータ２０
のトルクしか作用しないために、その遊星歯車機構Ｐを
小型軽量化して重量を削減することができる。In this sixth embodiment as well, since the differential device D and the planetary gear mechanism P are connected by the pinions 18 and 19 consisting of spur gears, the torque distribution is greater than that using the conventional bevel gear. The axial dimension of the mechanism 11 can be shortened, and the planetary gear mechanism P has a motor 20
Since only the torque of 1 is applied, the planetary gear mechanism P can be reduced in size and weight to reduce the weight.
【００３５】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行うことができる。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the present invention described in the claims. It can be carried out.
【００３６】例えば、第１〜第５実施例における遊星歯
車式の差動装置Ｄにおいて、リングギヤ４、サンギヤ５
およびプラネタリキャリヤ８の何れを入力要素あるいは
出力要素とするかは適宜変更可能である。また、実施例
では遊星歯車機構Ｐを構成する３つの要素、すなわちプ
ラネタリキャリヤ１２、サンギヤ１４およびリングギヤ
１５のうち、リングギヤ１５を差動装置Ｄの一方の出力
要素（プラネタリキャリヤ８）に連結し、プラネタリキ
ャリヤ１２を差動装置Ｄの他方の出力要素（サンギヤ
５）に連結し、サンギヤ１４をモータ２０に連結してい
るが、遊星歯車機構Ｐを構成する前記３つの要素の役割
は任意に入れ換えることができる。また、本発明のトル
ク分配機構は車両の前輪の駆動系に限らず後輪の駆動系
にも適用可能であり、四輪駆動車両における前輪と後輪
間のトルク分配にも適用可能であるFor example, in the planetary gear type differential device D in the first to fifth embodiments, the ring gear 4 and the sun gear 5 are used.
Which of the planetary carrier 8 and the planetary carrier 8 is used as an input element or an output element can be appropriately changed. In the embodiment, the ring gear 15 of the three elements constituting the planetary gear mechanism P, that is, the planetary carrier 12, the sun gear 14, and the ring gear 15, is connected to one output element (the planetary carrier 8) of the differential device D, The planetary carrier 12 is connected to the other output element (the sun gear 5) of the differential device D, and the sun gear 14 is connected to the motor 20, but the roles of the above-mentioned three elements constituting the planetary gear mechanism P are arbitrarily exchanged. be able to. Further, the torque distribution mechanism of the present invention is applicable not only to the drive system for the front wheels of the vehicle but also to the drive system for the rear wheels, and also applicable to the torque distribution between the front wheels and the rear wheels in a four-wheel drive vehicle.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上のように、請求項１に記載された発
明によれば、第１〜第３の要素を備えた第２の差動装置
を設け、第１の要素を第１の差動装置の一方の出力要素
に結合するとともに、第２の要素を第１の差動装置の他
方の出力要素に結合し、かつ第３の要素を駆動源に結合
したことにより、前記第２の差動装置には前記駆動源の
トルクしか作用しなくなる。したがって、第２の差動装
置を小型軽量化し、トルク分配機構全体として重量の軽
減を図ることができる。As described above, according to the invention described in claim 1, the second differential device including the first to third elements is provided, and the first element is set to the first difference. A second output element of the first differential device and a third output element of the first differential device, and a third element connected to the drive source. Only the torque of the drive source acts on the differential device. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the second differential device and reduce the weight of the torque distribution mechanism as a whole.
【００３８】また請求項２に記載された発明によれば、
第１の差動装置の２つの出力要素が同一回転数で同一方
向に回転しているときに第３の要素が回転しないので、
第３の要素に結合された駆動源の作動を最小限に抑える
ことが可能となる。According to the invention described in claim 2,
Since the third element does not rotate when the two output elements of the first differential are rotating in the same direction at the same speed,
It is possible to minimize actuation of the drive source coupled to the third element.
【００３９】また請求項３に記載された発明によれば、
前記第１の差動装置をリングギヤ、サンギヤおよび前記
リングギヤとサンギヤに噛合するプラネタリギヤを支持
するプラネタリキャリヤよりなる遊星歯車式としたので
ベベルギヤが不要となり、ベベルギヤ式の差動装置を採
用した場合に比べてトルク分配機構の軸方向寸法を小型
化することができる。According to the invention described in claim 3,
Since the first differential device is a planetary gear type consisting of a ring gear, a sun gear, and a planetary carrier that supports a planetary gear that meshes with the ring gear and the sun gear, a bevel gear is not required, and compared to the case where a bevel gear type differential device is adopted. Thus, the axial dimension of the torque distribution mechanism can be reduced.
【００４０】また請求項４または請求項７に記載された
発明によれば、前記第２の差動装置をリングギヤ、サン
ギヤおよび前記リングギヤとサンギヤに噛合するプラネ
タリギヤを支持するプラネタリキャリヤよりなる遊星歯
車式としたのでベベルギヤが不要となり、ベベルギヤ式
の差動装置を採用した場合に比べてトルク分配機構の軸
方向寸法を小型化することができる。Further, according to the invention described in claim 4 or 7, a planetary gear type in which the second differential device comprises a ring gear, a sun gear and a planetary carrier supporting a planetary gear meshing with the ring gear and the sun gear. Therefore, the bevel gear is not required, and the axial dimension of the torque distribution mechanism can be reduced as compared with the case where a bevel gear type differential device is adopted.
【００４１】また請求項５に記載された発明によれば、
少なくとも一方が可変容量型である油圧ポンプと油圧モ
ータとを組み合わせたことにより、コンパクトな構造で
油圧モータの回転数を任意に調整することができる。According to the invention described in claim 5,
By combining a hydraulic pump and a hydraulic motor, at least one of which is a variable displacement type, the rotational speed of the hydraulic motor can be arbitrarily adjusted with a compact structure.
【００４２】また請求項６に記載された発明によれば、
第１〜第３の要素を備えた第２の差動装置を設け、第１
の要素を第１の差動装置の入力要素に結合するととも
に、第２の要素を第１の差動装置の２つの出力要素の一
方に結合し、かつ第３の要素を駆動源に結合したことに
より、前記第２の差動装置には前記駆動源のトルクしか
作用しなくなる。したがって、第２の差動装置を小型軽
量化し、トルク分配機構全体として重量の軽減を図るこ
とができる。According to the invention described in claim 6,
A second differential device including first to third elements is provided, and a first differential device is provided.
A second differential element is coupled to one of the two output elements of the first differential and a third element is coupled to the drive source. As a result, only the torque of the drive source acts on the second differential device. Therefore, it is possible to reduce the size and weight of the second differential device and reduce the weight of the torque distribution mechanism as a whole.
【図１】本発明の第１実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 1 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 2 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential gear according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第３実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 3 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential gear device according to a third embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第４実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 4 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential gear according to a fourth embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第５実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 5 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential gear device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第６実施例による差動装置のトルク分
配機構を示す図FIG. 6 is a diagram showing a torque distribution mechanism of a differential gear device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図７】従来の差動装置のトルク分配機構を示す図FIG. 7 is a view showing a torque distribution mechanism of a conventional differential device.
４ リングギヤ（入力要素） ５ サンギヤ（出力要素） ６ アウタプラネタリギヤ（プラネタリギヤ） ７ インナプラネタリギヤ（プラネタリギヤ） ８ プラネタリキャリヤ（出力要素） １２ プラネタリキャリヤ（第２の要素） １３ プラネタリギヤ １４ サンギヤ（第３の要素） １５ リングギヤ（第１の要素） １８ ピニオン（回転数調整手段） １９ ピニオン（回転数調整手段） ２０ モータ（駆動源） ２４ 油圧ポンプ ２９ ディファレンシャルケース（入力要素） ３１ ディファレンシャルサイドギヤ（出力要素） ３２ ディファレンシャルサイドギヤ（出力要素） Ｄ 差動装置（第１の差動装置） Ｐ 遊星歯車機構（第２の差動装置） 4 Ring Gear (Input Element) 5 Sun Gear (Output Element) 6 Outer Planetary Gear (Planetary Gear) 7 Inner Planetary Gear (Planetary Gear) 8 Planetary Carrier (Output Element) 12 Planetary Carrier (Second Element) 13 Planetary Gear 14 Sun Gear (Third Element) 15 ring gear (first element) 18 pinion (rotation speed adjusting means) 19 pinion (rotation speed adjusting means) 20 motor (driving source) 24 hydraulic pump 29 differential case (input element) 31 differential side gear (output element) 32 differential side gear (Output element) D Differential device (first differential device) P Planetary gear mechanism (second differential device)
Claims (7)
（５，８）とを備えた第１の差動装置（Ｄ）において、
その第１の差動装置（Ｄ）の入力要素（４）に加えられ
るトルクを２つの出力要素（５，８）に所定の比率で分
配する差動装置のトルク分配機構であって、 第１の要素（１５）と第２の要素（１２）と第３の要素
（１４）とよりなる第２の差動装置（Ｐ）を備え、第１
の要素（１５）を前記一方の出力要素（８）に結合する
とともに、第２の要素（１２）を前記他方の出力要素
（５）に結合し、かつ第３の要素（１４）を駆動源（２
０）に連結したことを特徴とする、差動装置のトルク分
配機構。1. A first differential device (D) comprising one input element (4) and two output elements (5, 8), comprising:
A torque distribution mechanism of a differential device for distributing a torque applied to an input element (4) of the first differential device (D) to two output elements (5, 8) at a predetermined ratio. A second differential (P) comprising an element (15), a second element (12) and a third element (14) of
Element (15) of (1) is coupled to the one output element (8), a second element (12) is coupled to the other output element (5), and a third element (14) is a drive source. (2
0) A torque distribution mechanism for a differential gear, characterized in that
転数で同一方向に回転しているときに前記第３の要素
（１３）が回転しないように、前記第１の要素と前記一
方の出力要素（８）とを回転数調整手段（１８，１９）
を介して結合したことを特徴とする、請求項１記載の差
動装置のトルク分配機構。2. The first element and the third element (13) are prevented from rotating when the two output elements (5, 8) rotate in the same direction at the same rotation speed. One output element (8) and the rotational speed adjusting means (18, 19)
2. The torque distribution mechanism for a differential gear according to claim 1, wherein the torque distribution mechanism is coupled via.
ヤ（４）、サンギヤ（５）および前記リングギヤ（４）
とサンギヤ（５）とに噛合するプラネタリギヤ（６，
７）を支持するプラネタリキャリヤ（８）よりなり、前
記リングギヤ（４）を入力要素とし、前記サンギヤ
（５）およびプラネタリキャリヤ（８）をそれぞれ出力
要素としたことを特徴とする、請求項１記載の差動装置
のトルク分配機構。3. The first differential (D) comprises a ring gear (4), a sun gear (5) and the ring gear (4).
Planetary gear (6, 6 that meshes with the sun gear (5)
7. A planetary carrier (8) supporting 7), wherein the ring gear (4) is an input element and the sun gear (5) and the planetary carrier (8) are respectively output elements. Torque distribution mechanism for differential gears.
ヤ（１５）、サンギヤ（１４）および前記リングギヤ
（１５）とサンギヤ（１４）とに噛合するプラネタリギ
ヤ（１３）を支持するプラネタリキャリヤ（１２）より
なり、前記リングギヤ（１５）を第１の要素とし、前記
プラネタリキャリヤ（８）を第２の要素とし、かつ前記
サンギヤ（５）を第３の要素としたことを特徴とする、
請求項１記載の差動装置のトルク分配機構。4. A planetary carrier in which the second differential device (P) supports a ring gear (15), a sun gear (14) and a planetary gear (13) meshing with the ring gear (15) and the sun gear (14). (12), wherein the ring gear (15) is the first element, the planetary carrier (8) is the second element, and the sun gear (5) is the third element,
The torque distribution mechanism of the differential device according to claim 1.
（４）に接続された油圧ポンプ（２４）により駆動され
る油圧モータ（２０）で構成され、前記油圧ポンプ（２
４）および油圧モータ（２０）のうちの少なくとも一方
が可変容量型であることを特徴とする、請求項１記載の
差動装置のトルク分配機構。5. The drive source (20) comprises a hydraulic motor (20) driven by a hydraulic pump (24) connected to the input element (4), and the hydraulic pump (2).
4. The torque distribution mechanism according to claim 1, wherein at least one of 4) and the hydraulic motor (20) is a variable displacement type.
素（３１，３２）とを備えた第１の差動装置（Ｄ）にお
いて、その第１の差動装置（Ｄ）の入力要素（２９）に
加えられるトルクを２つの出力要素（３１，３２）に所
定の比率で分配する差動装置のトルク分配機構であっ
て、 第１の要素（１５）と第２の要素（１２）と第３の要素
（１４）とよりなる第２の差動装置（Ｐ）を備え、第１
の要素（１５）を前記入力要素（２９）に結合するとと
もに、第２の要素（１２）を前記２つの出力要素（３
１，３２）の一方に結合し、かつ第３の要素（１４）を
駆動源（２０）に連結したことを特徴とする、差動装置
のトルク分配機構。6. A first differential device (D) comprising one input element (29) and two output elements (31, 32), the input element of the first differential device (D). A torque distribution mechanism of a differential device for distributing torque applied to (29) to two output elements (31, 32) at a predetermined ratio, the first element (15) and the second element (12). A second differential device (P) consisting of:
Element (15) of the above is coupled to the input element (29) and a second element (12) is coupled to the two output elements (3).
1, 32) and a third element (14) connected to a drive source (20).
ヤ（１５）、サンギヤ（１４）および前記リングギヤ
（１５）とサンギヤ（１４）とに噛合するプラネタリギ
ヤ（１３）を支持するプラネタリキャリヤ（１２）より
なり、前記リングギヤ（１５）を第１の要素とし、前記
プラネタリキャリヤ（８）を第２の要素とし、かつ前記
サンギヤ（５）を第３の要素としたことを特徴とする、
請求項６記載の差動装置のトルク分配機構。7. A planetary carrier in which the second differential device (P) supports a ring gear (15), a sun gear (14) and a planetary gear (13) meshing with the ring gear (15) and the sun gear (14). (12), wherein the ring gear (15) is the first element, the planetary carrier (8) is the second element, and the sun gear (5) is the third element,
The torque distribution mechanism of the differential device according to claim 6.
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- 1993-04-16 JP JP8990993A patent/JP2876376B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Date | Code | Title | Description |
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