JPH09500709A - Ｎ個の出力を有する差動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数出力差動装置は、４つ又はそれより多い差動出力軸（１２３，１２４，１１２及び１０６）を有する。駆動力は、入力支持体（１０２）によって入力され、第１リング歯車（１０９ｂ）及び第１太陽歯車（１０５）を介して、第１出力軸（１０６）に伝達される。第１リング歯車（１０９ｂ）の駆動力は、第２支持体（１０８）に伝達され、第２リング歯車（１１３）、ベベルギア型の差動ハウジング（１１４ａ，１１４ｂ）及び第２太陽歯車（１１１）を介して、第２出力軸（１１２）に伝達される。差動ハウジング（１１４ａ，１１４ｂ）は、スパイダ（１１９ａ，１１９ｂ）を介して、両側のベベルギア（１２１，１２２）を駆動する。ベベルギア（１２１，１２２）の一方（１２１）は第３出力軸（１２４）に結合され、ベベルギア（１２１，１２２）の他方（１２２）は第４出力軸（１２３）に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 Ｎ個の出力を有する差動装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、差動機構に関する。詳細には、差動関係にある４つ又はそれより多 い回転出力部を回転させる単一の回転入力に応じた複数の差動出力部を有し、そ れにより回転出力部が同時に回転し、１つ又はそれより多い回転出力部に抵抗が 加えられて、無負荷の出力部が抵抗となる回転を止めるまで、そして全ての出力 部が等しいトルクを発生するまで回転出力部が回転し続けるような機械的駆動機 構に関する。 関連技術の説明 差動装置は、一般に車両に用いられている。これは、推進シャフトからの入力 トルクを２つの出力シャフトの間で等しく分割して駆動輪に送る装置である。こ の分割は、車両の駆動輪が異なった速度で回転しているか否かには無関係に行わ れる。このような速度差は、例えば、コーナーを曲がる時に生ずる。差動装置が 入力トルクをそのトルクを受ける要素の間で等しく分割する場合、この分割は回 転速度とは関係なく行われる。 従来の差動歯車機構には、ピニオンギヤが付いた単一の入力軸があり、１組の スパイダーギヤや他の差動機構を含む支持体又はケージに固定されたクラウンギ アを駆動することによって、２つの出力が生成される。２より多い出力が必要な 場合、別のハウジングに第２の差動システムを第１のシステムとタンデム接続す ることが必要である。すべての出力部においてトルクを等しく分配し続けるため には、第１の主要な差動装置の２つの出力が他の２つの二次的な差動装置の入力 部を駆動するように、これら全ての差動システムを組み立てなければならない。 数学的に証明できるように、このような差動装置の総出力数は、２のｎ乗、つま り２，４，８，１６等、になる。他のいかなる差動機能の組み合わせでも、等し いトルク出力は生成しない。 等しいトルクと生成できる標準的な差動装置は、同じ大きさのベベル歯車及び 大きさの等しいベベルピニオンを有するものである。現在の技術状態では、四輪 駆動に必要とされるように、差動関係にある４つの出力を生成するためには、離 れてはいるが互いに結合されたケーシング内に含まれる３つの標準的なディファ レンシャルを用いる必要がある。 従来の技術では、その全部が互いに差動関係にある奇数あるいは偶数の出力を 生成する直列接続の差動機構が必要である。更に、出力速度とは無関係に、すべ ての出力が等しいトルクを供給する多出力差動装置が必要である。 例えば、単一のハウジングに収容された単一の集積差動機構から４以上の出力 を供給し、且つ、等しいかあるいは予め異なるように定められたトルクを、出力 軸の速度とは無関係にすべての出力部から供給するような、複数の出力を供給す る方法或いは装置はない、と信じられていた。 従って、本発明の１つの目的は、差動関連した４個以上の出力を単一の入力か ら生成できる差動運動生成システムを提供することである。 本発明のもう１つの目的は、単一の入力からの差動関連した出力の数が制限さ れない差動装置を提供することである。 更に本発明の別の目的は、単一の入力から容易で簡単に制御できる多出力差動 装置を提供することである。 更に本発明の別の目的は、単一の入力から任意の数の差動出力を生成するよう に容易且つ簡潔に設計可能であって、単一のハウジング内に収容されて装置の大 きさと経費が削減されると共に、同時に種々の適用分野において配置が簡略化さ れる装置を提供することである。 更に本発明の別の目的は、種々の車両におけるマルチ出力駆動装置（これに限 定されないが）に用いられるような複数出力ディファレンシャルを介して、単一 の入力軸から同心状の複数出力軸への差動出力を生成するシステムを提供するこ とである。 更に、本発明の別の目的は、力の伝達効率と耐久性を増大させる一方、製造及 びメンテナンスの費用を削減することである。 更に別の目的は、４個以上の差動出力を与えるとき複数の差動ハウジングを設 ける必要をなくすことである。 更に本発明の目的は、４個以上の出力を供給する単一の差動装置システムを構 成するために必要な部品の数を減らすことである。 発明の概要 上記の目的及び他の目的は、単一の入力から分割したトルクを３つ又はそれよ り多い数の出力部に与えて全ての出力部が差動的に関連するように単一のハウジ ングに収容された複数出力差動装置を提供する本発明により、達成される。本発 明は、その範囲内に、いくつかの実施態様ではベベルギアによる差動機構と直列 接続される１つ又はそれより多い数の周転円(epicyclic)歯車による差動機構の 組み合わせを含む。各周転円歯車差動機構は、リングギアと噛み合う１又は複数 の遊星歯車と噛み合う太陽歯車を含んで構成される。周転円歯車差動機構は、そ れぞれ、１つのステージと、先のステージのリングギアからの出力部を次のステ ージの遊星歯車支持アームに連結することで多出力を生成するように接続された ２つ又はそれ以上のステージとを構成する。回転入力は、前述のように周転円歯 車差動機構で構成される第１ステージの遊星歯車支持アームに与えられる。ｎ個 の出力を生成する差動装置の１つの実施態様では、（ｎ−１）個のステージがあ り、その初めから（ｎ−２）個のステージが周転円歯車差動機構である。最後の ステージは、構造的に、第１の支持体に収容された２つの太陽・遊星歯車と噛み 合う２つの遊星ベベルギアで構成されるベベルギア型の差動機構である。出力は 、ベベル太陽歯車から取り出される。最後の周転円歯車差動機構のリングギアは 、最後のステージすなわちベベルギアによる差動機構の第１支持体に固定連結さ れる。１つのベベルギア型差動機構を備えた２つ又はそれ以上の周転円歯車差動 機構の直列接続により、任意の数の出力部にも等しいトルクが付与される。しか しながら、本発明のいくつかの実施態様では、望むとおりにギア比を変更して、 各出力部で異なるトルクを得ることができる。本発明の教示により、当業者は特 定の用途のためのギア比を決めることができる。 本発明によれば、回転駆動入力を受ける入力部を有する形式の差動装置が提供 される。この装置は、各々が回転駆動入力に応じて回転駆動出力を生成する４つ の出力部を有する。この差動装置は、回転駆動入力を受ける第１遊星支持体と、 該第１遊星支持体に結合され、各々が１つの回転平面内で回転できる複数の第１ 遊星歯車と、該第１遊星歯車と噛み合い、該第１遊星歯車の回転平面と平行な回 転平面内で回転できる第１太陽歯車を有する。前記回転駆動出力のうちの第１の ものを生成する第１出力軸は、該第１太陽歯車に結合され、該第１太陽歯車の回 転平面と直交する軸線の回りに回転できる。また、第１リング歯車は、前記第１ 遊星歯車と噛み合い、該第１太陽歯車と共通の軸線の回りに回転するように配置 される。第２支持体は該第１リング歯車に固定結合され、複数の第２遊星歯車が 該第２支持体に結合され、それにより該第２遊星歯車の各々が前記第１遊星歯車 の回転平面と平行な回転平面内で回転できる。第２太陽歯車は、該複数の第２遊 星歯車と噛み合うように配置され、該第２遊星歯車の回転平面と平行な回転平面 内で回転できる。第２出力軸は、前記回転駆動出力のうちの第２のものを生成し 、該第２太陽歯車に結合され、該第２太陽歯車の回転平面と直交する軸の回りに 回転できる。更に、本発明のこの観点によれば、第２リング歯車は前記第２遊星 歯車と噛み合い、該第２太陽歯車と共通の軸線の回りに回転するように配置され る。第１太陽ベベル歯車は、前記第１出力軸と同心状に配置され、前記第１出力 軸の軸線と直交する回転平面内で回転する。第３出力軸は前記回転駆動出力のう ちの第３のものを生成し、該第１太陽ベベル歯車に結合される。第２太陽ベベル 歯車は前記第１出力軸と同心状に配置され、前記第１太陽ベベル歯車の回転平面 と平行な回転平面内で回転する。第４出力軸は前記回転駆動出力のうちの第４の ものを生成し、該第２太陽ベベル歯車に結合される。遊星ベベル歯車は前記第１ 及び第２太陽ベベル歯車と噛み合うように配置され、前記第１及び第２太陽ベベ ル歯車の回転平面と直交する回転平面内で回転する。最後に、第２リング歯車と 共に回転するように取り付けられた支持装置を具備する。支持装置もまた、前記 第２リング歯車の回転に応じて前記第１出力軸の回転軸線の回りに角度方向に変 位可能である前記遊星ベベル歯車に結合される。 本発明のこの観点の実施例では、前記回転駆動入力を与える入力軸を備えてい る差動装置が更に供給される。前記入力軸を受ける第１端部と前記第１，第２， 第３及び第４出力軸を収容する第２端部とを有する単一の中空ハウジングが備え られ、前記第１，第２，第３及び第４出力軸が互いに同心状である。本発明は回 転運動に限られるものではない。ある実施例においては、変換装置が前記出力軸 のうちの一つの回転運動を直線運動に変換する。 本発明の４出力という観点では、差動装置は、回転駆動入力を受ける第１遊星 支持体と、該第１遊星支持体に結合され、各々が１つの回転平面内で回転できる 複数の第１遊星歯車と、該第１遊星歯車と噛み合い、該第１遊星歯車の回転平面 と平行な回転平面内で回転できる第１太陽歯車を有する。第１出力軸は、前記回 転駆動出力のうちの第１のものを生成する。第１出力軸は、該第１太陽歯車に結 合され、該第１太陽歯車の回転平面と直交する軸線の回りに回転できる。第１リ ング歯車は、前記第１遊星歯車と噛み合うように配置され、該第１太陽歯車と共 通の軸線の回りに回転するように配置される。第２支持体は該第１リング歯車に 固定結合される。複数の第２遊星歯車が該第２支持体に結合され、該第２遊星歯 車の各々が前記第１遊星歯車の回転平面と平行な回転平面内で回転できる。更に 、該複数の第２遊星歯車と噛み合う第２太陽歯車が備えられ、該第２太陽歯車は 該第２遊星歯車の回転平面と平行な回転平面内で回転できる。第２出力軸は、前 記回転駆動出力のうちの第２のものを生成する。該第２出力軸は第２太陽歯車に 結合され、該第２太陽歯車の回転平面と直交する軸の回りに回転できる。第２リ ング歯車は前記第２遊星歯車と噛み合い、該第２太陽歯車と共通の軸線の回りに 回転するように配置される。第１太陽ベベル歯車は、前記第１出力軸と同心状に 配置され、前記第１出力軸の軸線と直交する回転平面内で回転する。第３出力軸 は前記回転駆動出力のうちの第３のものを生成する。該第３出力軸は該第１太陽 ベベル歯車に結合される。第２太陽ベベル歯車は前記第１出力軸と同心状に配置 され、前記第１太陽ベベル歯車の回転平面と平行な回転平面内で回転する。第４ 出力軸は前記回転駆動出力のうちの第４のものを生成し、該第２太陽ベベル歯車 に結合される。前記第１及び第２太陽ベベル歯車と噛み合うように配置される。 遊星ベベル歯車は前記第１及び第２太陽ベベル歯車の回転平面と直交する回転平 面内で回転する。また、第２リング歯車と共に回転するように取り付けられた支 持装置を具備する。支持部材も、前記第２リング歯車の回転に応じて前記第１出 力軸の回転軸線の回りに角度方向に変位可能である前記遊星ベベル歯車に結合さ れる。 本発明のこの観点の実施例においては、更に、前記入力軸を受ける第１端部と 前記第１，第２，第３及び第４出力軸を収容する第２端部とを有する単一の中空 ハウジングを具備する。いくつかの実施例においては、出力軸は回転入力駆動と 同軸状である。更なる実施例においては、前記第１，第２，第３及び第４出力軸 は互いに同心状である。 本発明の更なる観点においては、回転入力部と４以上の整数であるｎ個の差動 出力部とを有する差動装置が供給される。差動装置は、太陽歯車、リング歯車、 前記太陽歯車及びリング歯車と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車、並びに該遊 星歯車を支持する遊星支持体を各々が有する（ｎ−２）個の周転円遊星歯車モジ ュールを有する。更に、前記（ｎ−２）個の周転円遊星歯車モジュールのうちの 第１のものの遊星支持体に連結し且つ前記回転入力部を形成している入力連結部 と、前記（ｎ−２）個の周転円遊星歯車モジュールを直列接続する（ｎ−３）個 のモジュール連結部とを具備する。前記周転円遊星歯車モジュールは、各々のリ ング歯車を後続の周転円遊星歯車モジュールの遊星歯車に連結する。互いに同軸 状で平行に配置された第１及び第２のベベル噛み合い太陽歯車、及び該第１及び 第２のベベル噛み合い太陽歯車と噛み合うように配置された少なくとも１つのベ ベル遊星歯車を有するベベル噛み合い遊星歯車機構を具備する。支持体連結部は 該ベベル噛み合い遊星歯車機構と連結する。支持体連結部は、前記遊星噛み合い 遊星歯車機構のリング歯車に共回転できるように固定結合される。更に、複数の 出力軸が互いに同心状に配置されると共に、前記太陽歯車、前記第１及び第２の ベベル噛み合い太陽歯車とそれぞれ連結している。 本発明の更なる観点においては、単一の入力軸を有する型式の複数出力差動装 置であって、少なくとも３つの差動的に関連した出力軸と、複数の出力差動装置 を同時に収容する単一のハウジング及び、ハウジング内に配置されて単一の入力 軸に連結された少なくとも２つの支持アームとを備える。また、支持アームに設 置された少なくとも２つの遊星歯車、遊星歯車と噛み合い、内側スプラインを有 する太陽歯車、該太陽歯車の内側スプラインに係合し、単一のハウジングを貫通 している第１出力軸、単一の入力軸と同軸状に配置された該第１出力軸、遊星歯 車と噛み合う第１リング歯車を有する第１の周転円歯車装置が供給される。支持 機構は、リング歯車に固定して取り付けられる。支持機構は第１の出力軸の回り を自由に回転でき、軸受に支持されたハウジング上に設けられている。２つのベ ベル遊星歯車が、両端の支持機構の内部に収容されており、第１の出力軸に直角 の軸の回りを回転できる。軸受支持ケージは、その内部に設けられた２つのベベ ル遊星歯車を回転可能に支持する。軸受支持ケージは、第１出力軸が貫通できる ように第１出力軸の方向に中空となっている。２つのベベル遊星歯車と噛み合う 第１及び第２のベベル太陽歯車が設けられ、それらは、第１出力軸の回転軸線の 回りに回転可能に配置されている。第１及び第２のベベル太陽歯車は、内側にス プラインを有している。第２及び第３出力軸が設けられ、第２出力軸は、第１ベ ベル太陽歯車の内側スプラインと係合し、第３出力軸は第２ベベル太陽歯車の内 側スプラインと係合している。上記第１、第２、及び第３出力軸は、互いに同心 状に配置されている。 本発明の特定の実施態様及び使用例では、１本の出力軸の回転運動を直線運動 に変換する変換装置が設けられている。そのような変換装置は、当業者には容易 に設計することができ、均等な或いは予め定めた比で力を加えることが要求され る実施態様において有効に利用される。 特に車両に用いるという本発明の観点では、単一の入力軸を有する型式の複数 出力差動装置が供給される。この装置は、第１支持アーム、該第１支持アームに 設置された第１遊星歯車、該第１遊星歯車と噛み合い、内側スプラインを有する 第１太陽歯車、該第１太陽歯車の内側スプラインに係合した第１出力軸、及び前 記第１遊星歯車と噛み合う第１リング歯車を有する第１の周転円歯車列機構を有 する。入力軸は第１支持アームに連結される。前記単一の入力軸を前記第１支持 アームに連結する手段と、第２支持アーム、該第２支持アームに設置された第２ 遊星歯車、該第２遊星歯車と噛み合い、内側スプラインを有する第２太陽歯車、 該第２太陽歯車の内側スプラインに係合した第２出力軸、及び前記第２遊星歯車 と噛み合う第２リング歯車を有する第２の周転円歯車列機構を具備する。加えて 、第１リング歯車を前記第２支持アームに連結する支持部を具備する。更に、支 持機構が第３出力軸に応じて回転するように配置される。更に、該支持機構に固 定連結されたベベル噛み合い差動機構を具備する。ベベル噛み合い差動機構は、 前記支持機構内でその直径方向の両端に位置し、更に前記第１出力軸の軸線と直 交する軸線上で前記支持機構の回転に応じて回転可能に配置された第１及び第２ のベベル遊星歯車、該第１及び第２のベベル遊星歯車とそれぞれ噛み合い、前記 支持機構の回転軸線と同心の回転軸線の回りに回転可能に配置された第１及び第 ２のベベル太陽歯車、及び該第１及び第２ベベルの太陽歯車とそれぞれ係合した 第４及び第５出力軸を有する。なお、第３の出力軸と支持機構とを連結する連結 軸が設けられる。 本発明のこの観点の実施例において、更に、前記第１及び第２の周転円歯車列 機構を収納した第１ハウジングと、前記ベベル噛み合い差動機構を収納した第２ ハウジングとを具備する。前記第１ハウジングは、前記第１及び第２の周転円歯 車列機構をそれぞれ収容するために互いに隔離された第１及び第２の空隙を形成 するように配置され、それら第１及び第２の周転円歯車列機構の間に軸受が配置 されている。更なる実施例においては、前記第１ハウジングは、前記第３出力軸 の回転変位を前記連結手段に伝達する噛み合い歯車機構を収容するための第３の 空隙をも形成するように配置されており、第３の出力軸は連結軸に連結される。 本発明の更なる観点においては、差動装置は、回転入力部と２以上の整数であ るｎ個の差動出力部とを有する。差動装置は、太陽歯車、リング歯車、前記太陽 歯車及びリング歯車と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車、並びに該遊星歯車を 支持する遊星支持体を各々有するｎ個の周転円遊星歯車モジュールを具備する。 入力連結部は、前記ｎ個の周転円遊星歯車モジュールのうちの第１のものの遊星 支持体に連結し且つ前記回転入力部を形成している。また、前記周転円遊星歯車 モジュールの各々のリング歯車を後続の周転円遊星歯車モジュールの遊星歯車に 連結することにより、前記ｎ個の周転円遊星歯車モジュールを直列接続する（ｎ −１）個のモジュール連結部を具備する。更に、ｎ本の出力軸が、互いに同心状 に配置されると共に、前記周転円遊星歯車モジュールの各々の太陽歯車にそれぞ れ連結する。 本発明の更なる観点においては、第１及び第２の大ベベル遊星歯車と、第１及 び第２の小ベベル遊星歯車と、前記第１及び第２の大ベベル遊星歯車を両端に配 置すると共に、両者の中間に前記第１及び第２の小ベベル遊星歯車を配置し、こ れら大ベベル遊星歯車及び小ベベル遊星歯車を心合わせして回転可能に保持する 支持体とを有する複数出力差動装置が供給される。更に、前記第１及び第２の大 ベベル遊星歯車と噛み合うように配置された第１及び第２の大ベベル太陽歯車と 、該第１及び第２の大ベベル太陽歯車とそれぞれ同軸状で、前記第１及び第２の 小ベベル遊星歯車と噛み合うように配置された第１及び第２の小ベベル太陽歯車 を具備する。第１及び第２の小出力軸は、該第１及び第２の小ベベル太陽歯車と 共にそれぞれ回転するように連結される。また、第１及び第２の大出力軸は、前 記第１及び第２の大ベベル太陽歯車と共にそれぞれ回転するように連結される。 前記第１の小出力軸と前記第１の大出力軸が同心状で第１の方向に延びる一方、 前記第２の小出力軸と前記第２の大出力軸もまた同心状で第２の方向に延びる。 連結部は、前記回転入力部に応じて前記支持体を回転させることで前記大ベベル 遊星歯車及び小ベベル遊星歯車を前記大ベベル太陽歯車及び小ベベル太陽歯車の 回りに回転させるために、前記第２遊星支持体を前記支持体に連結する。 図面の簡単な説明 本発明の理解を容易にするために以下で説明する添付図面において、 図１は、単体のハウジングに収納され且つ同心状の４出力軸を有する４出力差 動装置の水平断面図、 図２は、単体のハウジングに収納され且つ同心状の５出力軸を有する５出力差 動装置の水平断面図、 図３は、分割ハウジングに収納され且つ４出力軸が平行な４出力差動装置の水 平断面図、 図４は、単一の入力からｎ個の出力の全てに等しいトルクを与えるｎ出力差動 装置の概略構成を示す図、 図５は、２対のスパイダーベベルギヤ機構を用いて、相対する方向に２組の出 力を与える４出力差動装置の概略図、 図６は、出力軸の１つがトルクセンサとして作用し、他の４つの出力回転力を 生成するように構成された５出力差動装置の好適実施例の概略図である。 詳細な説明 図１において、回転入力は第１ステージの支持アーム１０２に与えられる。第 １ステージ支持アームは、ハウジング１０１に取り付けられた軸受１０３に支持 され、２つの第１ステージ遊星歯車１０４ａ及び１０４ｂを支持している。これ ら第１ステージの遊星歯車は、第１出力軸１０６を係合させた内側スプライン（ 符号で示していない）を有する第１ステージ太陽歯車１０５と噛み合っている。 第１出力軸は、第１ステージ太陽歯車から延びており、この図示実施例では、第 １ステージの支持アーム内に少なくとも一部が収容されている。第１ステージの 遊星歯車は、少なくとも２本のボルト１０９ａ及び１０９ｂで第２ステージの支 持アーム１０８に取り付けられた第１ステージのリング歯車１０７と噛み合って いる。 第２ステージの支持アームは、第２ステージの太陽歯車１１１と噛み合う少な くとも２つの第２ステージ遊星歯車１１０ａ及び１１０ｂを有する。第２ステー ジの太陽歯車は、内部スプライン（図示せず）を有しており、第１出力軸１０６ と同心状で第２ステージ太陽歯車から延びた第２出力軸１１２に係合している。 第２ステージの遊星歯車は、少なくとも２本のボルト１１５ａ及び１１５ｂで第 ３ステージの第１支持体１１４ａに取り付けられた第２ステージのリング歯車１ １３と噛み合っている。第３ステージの第１支持体は、第２出力軸１１２の回り に回転可能であり、少なくとも１本のボルト１１６で第３ステージの第２支持体 １１４ｂに固定連結されている。 第３ステージの第２支持体は、ハウジングに取り付けられた軸受１１７に支持 される。第３ステージの第１支持体と第２支持体は共に、２本のスタブシャフト １１９ａ及び１１９ｂで支持された少なくとも２つのベベル遊星歯車１１８ａ及 び１１８ｂを収容している。スタブシャフト１１９ａ及び１１９ｂは、ＹＹ軸線 の回りに回転可能であり、その内側で軸受支持ケージ１２０に取り付けられてい る。この実施例では、軸受支持ケージはＸＸ軸線に沿って中空である。 ベベル遊星歯車は、ＸＸ軸線の回りに回転可能な２つのベベル太陽歯車１２１ 及び１２２と噛み合っている。ベベル太陽歯車１２１は内側にスプラインを有し 、第３出力軸１２４と係合している。ベベル太陽歯車１２２も内側にスプライン を有し、第４出力軸１２３と係合している。４本の出力軸は全て、ＸＸ軸線の回 りに回転可能で、同心状である。 図２では、回転入力は、ハウジング201に取り付けられた軸受203に支持された 第１ステージの支持アーム202に与えられる。第１ステージの支持アームは、少 なくとも２つの第１ステージ遊星歯車204a及び204bを有する。第１ステージ遊星 歯車204aは、第１ステージ太陽歯車205と噛み合っている。第１ステージ太陽歯 車は、内側にスプライン（特に示していない）を有し、第１出力軸206を係合す る。第１出力軸は、第１ステージ太陽歯車から延びており、この実施例では、第 １ステージの支持アーム内に少なくとも一部が収容されている。第１ステージ遊 星歯車は、少なくとも２本のボルト209aと209bで第２ステージ支持アーム208に 取り付けられた第１ステージのリング歯車207と噛み合っている。第２ステージ 支持アームは、少なくとも２つの第２ステージ遊星歯車210a及び210bを有し、こ れらの第２ステージ遊星歯車は、内側スプラインを有して第２出力軸212に係合 した第２ステージの太陽歯車211と噛み合っている。かくして、第２ステージ の支持アーム208は、先の周転円差動ステージのリング歯車を後続の周転円差動 ステージの遊星歯車に結合するステージ間の連結器として機能する。第２出力軸 は第２ステージ太陽歯車から延び、第１出力軸206と同心状になっている。 第２ステージの遊星歯車は、少なくとも２本のボルト215aと215bで第３ステー ジの支持アーム214に取り付けられた第２ステージのリング歯車213と噛み合って いる。第３ステージの支持アーム214は、前記と同様、ステージ間の連結器とし て機能する。第３ステージの支持アームは、少なくとも２つの第３ステージ遊星 歯車216a及び216bを有し、これらの第３ステージ遊星歯車は、第３出力軸218を 支持した内部スプラインを有する第３ステージ太陽歯車217と噛み合っている。 第３出力軸は、第３ステージ太陽歯車から延び、第１及び第２の出力軸と同心で ある。第３ステージの遊星歯車は、少なくとも２本のボルト221aと221bで第４ス テージの第１支持体220aに取り付けられた第３ステージのリング歯車219と噛み 合っている。第４ステージの第１支持体は、第３出力軸218の回りに回転可能で あり、少なくとも１本のボルト222で第４ステージの第２支持体220bに固定連結 されている。第４ステージの第２支持体は、ハウジングに取り付けられた軸受22 3に支持されている。 第４ステージの第１支持体と第２支持体は共に、ＹＹ軸線の回りに回転可能で 且つ内側にて軸受支持ケージ226に取り付けられた２本のスタブシャフト225a及 び225bに支持された少なくとも２つのベベル遊星歯車224a及び224bを収容してい る。軸受支持ケージは、ＸＸ軸線に沿って中空である。２つのベベル遊星歯車は 、ＸＸ軸線の回りに回転可能な２つのベベル太陽歯車227及び228と噛み合ってい る。ベベル太陽歯車227は、内側にスプラインを有し、第４出力軸229に係合して いる。ベベル太陽歯車228も、内側にスプラインを有し、第４出力軸230に係合し ている。上記４本の出力軸は、全部がＸＸ軸線の回りに回転可能で、同心状にな っている。 図３は、２つのハウジングに収容されて車両の四輪を駆動するために使用され る差動装置の概略水平断面図である。図３では、回転入力は、左側の伝動軸302 に固定して取り付けられた入力軸301に供給される。第１ステージの支持体アー ム303は、左側の伝動軸に固定して取り付けられると共に、第１ハウジング305 に取り付けられた軸受304に支持されている。第１ステージの支持体アームは、 ピン307a及び308bで支持された少なくとも２つの第１ステージ遊星歯車306a及び 306bを有し、これらの第１ステージの遊星歯車は、第１ステージ太陽歯車308と 噛み合っている。第１ステージ太陽歯車は、左側の前輪スタブ軸310を係合させ る内部スプラインを有する第１出力軸309に固定して取り付けられている。 第１ステージ遊星歯車は、ハウジングに取り付けられた軸受312に支持された 伝動軸345に固定して取り付けられた第１ステージのリング歯車311と噛み合って いる。伝動軸は、第１出力軸の回りに回転可能で、同心状になっている。第２ス テージの支持体アーム313は、伝動軸に固定して取り付けられており、左側の伝 動軸も、第２出力軸314と同心で、その回りに回転可能である。第２ステージ支 持体アームは、ピン316a及び316bで支持した少なくとも２つの第２ステージ遊星 歯車315a及び315bを有し、これらの第２ステージ遊星歯車は、第２出力軸に固定 して取り付けられた第２ステージ太陽歯車317と噛み合っている。第２出力軸は 、内部スプラインを有し、右側の前輪スタブ軸318と係合している。 第２ステージ遊星歯車は、右側の伝動軸に固定して取り付けられ且つ第１ハウ ジングに設けた軸受320に支持された第２ステージのリング歯車319と噛み合って いる。右側の伝動軸は、第２出力軸と同心で、その回りに回転可能である。 右側の伝動軸は、パワーシャフト322に固定して取り付けられた第１ベベル遊 星ピニオンと噛み合っている第１ベベルギア321に固定して連結されている。パ ワーシャフト322は、この特定の実施例では、第１及び第２の出力軸と直交する 軸線の回りに回転可能であり、第１ハウジングに設けた軸受324と第２ハウジン グ325に設けた軸受323に支持されている。このパワーシャフトは、第２ベベルギ ア327と噛み合う第２ベベルピニオン326に固定して連結され、第２ベベルピニオ ン326は、少なくとも２本のボルト329a及び329bで第１支持体328に固定されてい る。第１支持体は、第２ハウジングに設けた軸受330に支持され、且つ、少なく とも１本のボルト332で第２支持体331に固定されている。第２支持体は、第２ハ ウジングに設けた軸受333に支持されており、第１支持体及び第２支持体は、こ の特定の実施例では、第１及び第２の出力軸と平行でパワーシャフトと直交する 軸線の回りに回転可能である。 上記第１及び第２の支持体には、２個のベベル遊星ピニオン334及び335が支持 ピン336で取り付けられて収容され、支持ピン336の軸線の回りに回転可能である 。これら２つのベベル遊星ピニオンは、２つのベベル太陽歯車337及び338と噛み 合っており、ベベル太陽歯車337は第３出力軸339に固定して取り付けられ、ベベ ル太陽歯車338は第４出力軸340に固定して取り付けられている。第３出力軸339 は、第２ハウジングに設けた軸受（図示していない）に支持され、左側の後輪ス タブ軸342にスプライン結合される一方、第４出力軸は、第２ハウジングに設け た別の軸受（図示していない）に支持され、右側の後輪スタブ軸344にスプライ ン結合されている。これら第３及び第４の出力軸は、第１及び第２の出力軸と平 行でパワーシャフトと直交する軸線の回りに回転可能である。 図４は、ｎ出力差動装置の概略図である。図において、差動装置の構成は全体 として、周転円歯車差動機構である（ｎ−１）個のステージと、ベベルギア差動 機構である最後のステージとで形成されている。各周転円歯車差動機構のリング 歯車は、次のステージの周転円歯車差動機構のアームに接続されている。入力は 、第１ステージの周転円歯車差動機構のアームに供給される。トルクは、第１ス テージでｎ:（ｎ−１）の比に分割され、第２ステージではｎ:（ｎ−２）の比に 分割され、以下同様にして、最後のステージではｎ：ｎの比に分割される。 図５は、トラックの４出力差動装置の概略図である。図において、回転入力は 入力ベベルピニオン501に供給される。このベベルピニオンは、２つのベベル・ スパイダー遊星歯車503a及び504aに結合されたクラウンギア502と噛み合ってい る。２つのベベル・スパイダー遊星歯車は、互いに固定連結され、入力ベベルピ ニオンの軸線と平行な軸線の回りに自由に回転可能である。もう１対のベベル・ スパイダー遊星歯車503b及び504bは、機能及び構造がベベル・スパイダー歯車50 3a及び504aと同一である。２個のベベルスパイダー遊星歯車503a及び503bは、左 側の外側ベベル太陽歯車505及び右側の外側ベベル太陽歯車506と噛み合っている 。左側の外側ベベル太陽歯車は左側の外側出力軸507に固定連結され、右側の外 側ベベル太陽歯車は右側の外側出力軸509に固定連結されている。 上記２個のベベルスパイダー遊星歯車504a及び504bは、左側の内側ベベル太陽 歯車511及び右側の内側ベベル太陽歯車512と噛み合っている。左側の内側ベベ ル太陽歯車は左側の内側出力軸508に固定連結され、右側の内側ベベル太陽歯車 は右側の内側出力軸510に固定連結されている。左側の２出力軸が同心で、右側 の２出力軸も同心である。この差動装置は、左右に二重の後輪を備えた大型トラ ックに用いられるのが特に有益である。その場合、差動装置の出力軸に各二重車 輪が結合される。 図６は、５出力差動装置の実施例の概略図である。この実施例は、例えば車輪 上の４本のボルトを所定のトルクまで同時に締め付けることかてきるナットラン ナー装置に有用である。後述のように、５番目の出力軸がトルク検知装置に結合 される。回転入力は、少なくとも２つの第１ステージ遊星歯車602a及び602bを有 する第１ステージ支持体アーム601に供給される。第１ステージ遊星歯車は、内 側スプライン（図示せず）を有して第１出力軸617を支持した第１ステージ太陽 歯車603と噛み合っている。第１出力軸は、第１ステージ太陽歯車から延びて、 第１ステージのリング歯車604の内部に収容されている。リング歯車は、第２ス テージの太陽歯車607と噛み合っている少なくとも２つの第２ステージ遊星歯車6 06a及び606bを有する第２ステージ支持体アーム605に取り付けられている。第２ ステージ太陽歯車は、内側スプラインを有して第２出力軸618を支持している。 第２出力軸は、第２ステージ太陽歯車から延び、第１出力軸617と同心状になっ ている。第２ステージ遊星歯車は、第３ステージの支持体アーム613に取り付け られた第２ステージのリング歯車608と噛み合っている。 第３ステージの支持体アームには、少なくとも２つの第３ステージ遊星歯車61 0a及び610bが設けられている。これらの第３ステージ遊星歯車は、第３出力軸61 9を係合させるための内部スプライン（図示せず）を有する第３ステージ太陽歯 車611と噛み合っており、第３出力軸は第３ステージ太陽歯車から延び、第１及 び第２出力軸と同心状になっている。第３ステージ遊星歯車は、第４ステージの 支持体アーム613に取り付けられた第３ステージのリング歯車612と噛み合ってい る。第４ステージの支持体アームは、第４ステージ太陽歯車615と噛み合う少な くとも２つの第４ステージ遊星歯車614a及び614bを有し、第４ステージ太陽歯車 615は、第４出力軸620を係合させる内側スプライン（図示せず）を有している。 第４出力軸620は、第４ステージ太陽歯車から延び、第１，第２，第３の出 力軸と同心状になっている。上記第４ステージ遊星歯車は、トルク検知装置621 に固定連結した第４ステージのリング歯車616と噛み合っている。 以上、特定の実施例について説明したが、当業者には、本発明の教示に照らし て、本発明の範囲を越えたり或いは本発明の思想から離れたりすることなく、実 施例を追加することができる。従って、図面と以上の説明は、発明の理解を容易 にするためのものであって、本発明の範囲を限定するものではないと理解される べきである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．回転駆動入力を受ける入力部と、各々が前記回転駆動入力に応じて回転駆動 出力を生成する４つの出力部とを有する型式の差動装置であって、 前記回転駆動入力を受ける第１遊星支持体と、 該第１遊星支持体に結合され、各々が１つの回転平面内で回転できる複数の第 １遊星歯車と、 該第１遊星歯車と噛み合い、該第１遊星歯車の回転平面と平行な回転平面内で 回転できる第１太陽歯車と、 該第１太陽歯車に結合され、該第１太陽歯車の回転平面と直交する軸線の回り に回転でき、前記回転駆動出力のうちの第１のものを生成する第１出力軸と、 前記第１遊星歯車と噛み合い、該第１太陽歯車と共通の軸線の回りに回転する ように配置された第１リング歯車と、 該第１リング歯車に固定結合された第２支持体と、 該第２支持体に結合され、各々が前記第１遊星歯車の回転平面と平行な回転平 面内で回転できる複数の第２遊星歯車と、 該複数の第２遊星歯車と噛み合い、該第２遊星歯車の回転平面と平行な回転平 面内で回転できる第２太陽歯車と、 該第２太陽歯車に結合され、該第２太陽歯車の回転平面と直交する軸の回りに 回転でき、前記回転駆動出力のうちの第２のものを生成する第２出力軸と、 前記第２遊星歯車と噛み合い、該第２太陽歯車と共通の軸線の回りに回転する ように配置された第２リング歯車と、 前記第１出力軸と同心状で、前記第１出力軸の軸線と直交する回転平面内で回 転するように配置された第１太陽ベベル歯車と、 該第１太陽ベベル歯車に結合され、前記第１出力軸と同軸状で前記回転駆動出 力のうちの第３のものを生成する第３出力軸と、 前記第１出力軸と同心状で、前記第１太陽ベベル歯車の回転平面と平行な回転 平面内で回転するように配置された第２太陽ベベル歯車と、 該第２太陽ベベル歯車に結合され、前記第１出力軸と同軸状で前記回転駆動出 力のうちの第４のものを生成する第４出力軸と、 前記第１及び第２太陽ベベル歯車と噛み合い、前記第１及び第２太陽ベベル歯 車の回転平面と直交する回転平面内で回転するように配置された遊星ベベル歯車 と、 前記第２リング歯車に対し一緒に回転するように取り付けられ、前記遊星ベベ ル歯車に結合され、前記第２リング歯車の回転に応じて前記第１出力軸の回転軸 線の回りに角度方向に変位可能な支持手段と を備えたことを特徴とする差動装置。 ２．前記回転駆動入力を与える入力軸を備えている請求項１記載の差動装置。 ３．前記入力軸を受ける第１端部と前記第１，第２，第３及び第４出力軸を収容 する第２端部とを有する単一の中空ハウジングを備えている請求項２記載の差動 装置。 ４．前記第１，第２，第３及び第４出力軸が互いに同心状である請求項１記載の 差動装置。 ５．前記出力軸のうちの１つの回転運動を直線運動に変換する変換手段を備えて いる請求項１記載の差動装置。 ６．機械的な回転エネルギーを４つの回転出力部に分配するために、回転入力を 受ける入力軸と各々が前記回転入力に応じて回転駆動出力を生成する少なくとも ４本の出力軸とを有する型式の差動装置であって、 第１太陽歯車、第１リング歯車、前記第１太陽歯車及び第１リング歯車と噛み 合う少なくとも１つの第１遊星歯車、並びに該第１遊星歯車を支持する第１遊星 支持体を有する第１の遊星噛み合い遊星歯車機構と、 前記第１遊星支持体を前記入力軸に連結するための入力連結手段と、 第２太陽歯車、第２リング歯車、前記第２太陽歯車及び第２リング歯車と噛み 合う少なくとも１つの第２遊星歯車、並びに該第２遊星歯車を支持する第２遊星 支持体を有する第２の遊星噛み合い遊星歯車機構と、 同軸状で互いに平行に配置された第１及び第２のベベル噛み合い太陽歯車、及 び該第１及び第２のベベル噛み合い太陽歯車と噛み合うように配置された少なく とも１つのベベル遊星歯車を有するベベル噛み合い遊星歯車機構と、 該ベベル噛み合い遊星歯車機構と連結するため、前記第２の遊星噛み合い遊星 歯車機構の第２リング歯車に共回転でさるように固定結合された支持体連結手段 とを具備し、 前記出力軸は、互いに同心状に配置されると共に、前記太陽歯車、前記第１及 び第２のベベル噛み合い太陽歯車とそれぞれ連結している ことを特徴とする差動装置。 ７．前記第１の歯車機構連結部と前記第３遊星支持体が一体に形成されている請 求項８記載の差動装置。 ８．請求項７記載の差動装置において、第５出力軸を有し、更に、 第３太陽歯車、第３リング歯車、前記第３太陽歯車及び第３リング歯車と噛み 合う少なくとも１つの第３遊星歯車、並びに該第３遊星歯車を支持する第３遊星 支持体を有する第３の遊星噛み合い遊星歯車機構と、 前記第１リング歯車と前記第３遊星支持体を連結する第１の歯車機構連結部と 、 前記第３リング歯車と前記第２遊星支持体を連結する第２の歯車機構連結部と を具備する差動装置。 ９．前記第２の歯車機構連結部と前記第３遊星支持体が一体に形成されている請 求項８記載の差動装置。 １０．請求項６記載の差動装置において、前記第１及び第２の遊星噛み合い遊星 歯車機構がそれぞれ周転円歯車装置で構成されている差動装置。 １１．請求項６記載の差動装置において、前記入力軸を受ける第１端部と前記第 １，第２，第３及び第４出力軸を収容する第２端部とを有する単一の中空ハウジ ングを備えている差動装置。 １２．請求項１０記載の差動装置において、前記第１，第２，第３及び第４出力 軸が互いに同心状である差動装置。 １３．回転入力部と４以上の整数であるｎ個の差動出力部とを有する差動装置で あって、 太陽歯車、 リング歯車、 前記太陽歯車及びリング歯車と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車、並び に 該遊星歯車を支持する遊星支持体 を各々が有する（ｎ−２）個の周転円遊星歯車モジュールと、 前記（ｎ−２）個の周転円遊星歯車モジュールのうちの第１のものの遊星支持 体に連結し且つ前記回転入力部を形成している入力連結手段と、 前記周転円遊星歯車モジュールの各々のリング歯車を後続の周転円遊星歯車モ ジュールの遊星歯車に連結することにより、前記（ｎ−２）個の周転円遊星歯車 モジュールを直列描続する（ｎ−３）個のモジュール連結部と、 互いに同軸状で平行に配置された第１及び第２のベベル噛み合い太陽歯車、並 びに該第１及び第２のベベル噛み合い太陽歯車と噛み合うように配置された少な くとも１つのベベル噛み合い遊星歯車を有するベベル噛み合い遊星歯車機構と、 該ベベル噛み合い遊星歯車機構と連結するため、前記遊星噛み合い遊星歯車機 構のリング歯車に共回転できるように固定結合された支持体連結手段と、 互いに同心状に配置されると共に、前記太陽歯車、前記第１及び第２のベベル 噛み合い太陽歯車とそれぞれ連結した複数の出力軸と を具備することを特徴とする差動装置。 １４．単一の入力軸を有する型式の複数出力差動装置であって、 第１支持アーム、 該第１支持アームに設置された第１遊星歯車、 該第１遊星歯車と噛み合い、内側スプラインを有する第１太陽歯車、 該第１太陽歯車の内側スプラインに係合した第１出力軸、及び 前記第１遊星歯車と噛み合う第１リング歯車 を有する第１の周転円歯車列機構と、 前記単一の入力軸を前記第１支持アームに連結する手段と、 第２支持アーム、 該第２支持アームに設置された第２遊星歯車、 該第２遊星歯車と噛み合い、内側スプラインを有する第２太陽歯車、 該第２太陽歯車の内側スプラインに係合した第２出力軸、及び 前記第２遊星歯車と噛み合う第２リング歯車 を有する第２の周転円歯車列機構と、 前記第１リング歯車を前記第２支持アームに連結する手段と、 前記第２リング歯車に連結した第３出力軸と、 該第３出力軸に応じて回転する支持機構と 該支持機構に固定連結されたベベル噛み合い差動機構であって、 前記支持機構内でその直径方向の両端に位置し、前記第１出力軸の軸線と 直交する軸線上で前記支持機構の回転に応じて回転可能に配置された第１及び第 ２のベベル遊星歯車、 該第１及び第２のベベル遊星歯車とそれぞれ噛み合い、前記支持機構の回 転軸線と同心の回転軸線の回りに回転可能に配置された第１及び第２のベベル太 陽歯車、及び 該第１及び第２のベベル太陽歯車とそれそれ係合した第４及び第５出力軸 を有する差動機構と、 前記第３出力軸と前記支持機構を連結する連結手段と を具備することを特徴とする差動装置。 １５．請求項１４記載の差動装置において、 前記第１及び第２の周転円歯車列機構を収納した第１ハウジングと、 前記ベベル噛み合い差動機構を収納した第２ハウジングと を具備する差動装置。 １６．請求項１４記載の差動装置において、前記第１ハウジングは、前記第１及 び第２の周転円歯車列機構をそれぞれ収容するために互いに隔離された第１及び 第２の空隙を形成するように配置され、それら第１及び第２の周転円歯車列機構 の間に軸受手段び配置されている差動装置。 １７．請求項１６記載の差動装置において、前記第１ハウジングは、前記第３出 力軸の回転変位を前記連結手段に伝達する噛み合い歯車機構を収容するための第 ３の空隙をも形成するように配置されている差動装置。 １８．回転入力部と２以上の整数であるｎ個の差動出力部とを有する差動装置で あって、 太陽歯車、 リング歯車、 前記太陽歯車及びリング歯車と噛み合う少なくとも１つの遊星歯車、並び に 該遊星歯車を支持する遊星支持体 を各々有するｎ個の周転円遊星歯車モジュールと、 前記ｎ個の周転円遊星歯車モジュールのうちの第１のものの遊星支持体に連結 し且つ前記回転入力部を形成している入力連結手段と、 前記周転円遊星歯車モジュールの各々のリング歯車を後続の周転円遊星歯車モ ジュールの遊星歯車に連結することにより、前記ｎ個の周転円遊星歯車モジュー ルを直列接続する（ｎ−１）個のモジュール連結部と、 互いに同心状に配置されると共に、前記周転円遊星歯車モジュールの各々の太 陽歯車にそれぞれ連結したｎ本の出力軸と を具備することを特徴とする差動装置。 １９．単一の入力部を有する型式の複数出力差動装置であって、 第１太陽歯車、第１リング歯車、前記第１太陽歯車及び第１リング歯車と噛み 合う少なくとも１つの第１遊星歯車、並びに該第１遊星歯車を支持する第１遊星 支持体を有する第１の遊星噛み合い遊星歯車機構と、 前記第１遊星支持体を前記回転入力部に連結するための入力連結手段と、 第２太陽歯車、第２リング歯車、前記第２太陽歯車及び第２リング歯車と噛み 合う少なくとも１つの第２遊星歯車、並びに該第２遊星歯車を支持する第２遊星 支持体を有する第２の遊星噛み合い遊星歯車機構と、 前記第１リング歯車と前記第２遊星支持体を連結する第１の歯車機構連結部と 、 第１及び第２の大ベベル遊星歯車と、 第１及び第２の小ベベル遊星歯車と、 前記第１及び第２の大ベベル遊星歯車を両端に配置すると共に、両者の中間に 前記第１及び第２の小ベベル遊星歯車を配置し、これら大ベベル遊星歯車及び小 ベベル遊星歯車を整合させて回転可能に保持する支持体と、 前記第１及び第２の大ベベル遊星歯車と噛み合うように配置された第１及び第 ２の大ベベル太陽歯車と、 該第１及び第２の大ベベル太陽歯車とそれぞれ同軸状で、前記第１及び第２の 小ベベル遊星歯車と噛み合うように配置された第１及び第２の小ベベル太陽歯車 と、 該第１及び第２の小ベベル太陽歯車と共にそれぞれ回転するように連結された 第１及び第２の小出力軸と、 前記第１及び第２の大ベベル太陽歯車と共にそれぞれ回転するように連結され た第１及び第２の大出力軸とを具備し、記第１の小出力軸と前記第１の大出力軸 が同心状で第１の方向に延びる一方、前記第２の小出力軸と前記第２の大出力軸 が同心状で第２の方向に延び、そして 前記回転入力部に応じて前記支持体を回転させることで前記大ベベル遊星歯車 及び小ベベル遊星歯車を前記大ベベル太陽歯車及び小ベベル太陽歯車の回りに回 転させるために、前記第２遊星支持体を前記支持体に連結する手段 を具備したことを特徴とする差動装置。