(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力板（７）の回転力を、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を介して、第１回転軸線（Ｘ１）上に相対回転可能に並ぶ第１出力軸（１５）および第２出力軸（１６）に分配する差動装置であって、
前記減速機構は、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する前記入力板（７）の一側に隣接配置される第１差動板（３）と、前記第１差動板（３）の、前記入力板（７）と反対側の一側に隣接配置される第２差動板（４）と、前記第１差動板（３）を前記第１回転軸線（Ｘ１）から偏心した第２回転軸線（Ｘ２）周りに回転可能に支承する偏心軸（５）とを備え、前記偏心軸（５）は前記第１出力軸（１５）に一体回転可能に接続され、前記第２差動板（４）は前記第２出力軸（１６）に一体回転可能に接続され、
前記入力板（７）の、前記第１差動板（３）と対向する一側面（７ａ）に、第１波数（Ｚ１）のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のハイポ条溝部（Ｈ１）が形成され、前記第１差動板（３）の、前記入力板（７）と対向する一側面（３ａ）に、第２波数（Ｚ２）のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のエピ条溝部（Ｅ１）が形成され、これら両条溝部（Ｈ１，Ｅ１）が相互に重なる部分で両条溝部（Ｈ１，Ｅ１）間に複数の第１転動体（１８）が挟持されるとともに、前記第１差動板（３）の、前記第２差動板（４）と対向する他側面（３ｂ）に、第３波数（Ｚ３）のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のハイポ条溝部（Ｈ２）が形成され、前記第２差動板（４）の、前記第１差動板（３）と対向する一側面（４ａ）に、第４波数（Ｚ４）のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のエピ条溝部（Ｅ２）が形成され、これら両条溝部（Ｈ２，Ｅ２）が相互に重なる部分で両条溝部（Ｈ２，Ｅ２）間に複数の第２転動体（１９）が挟持され、
前記第１波数（Ｚ１）が８であり、前記第２波数（Ｚ２）および前記第３波数（Ｚ３）が共に６であり、前記第４波数（Ｚ４）が４であるか、あるいは前記第１波数（Ｚ１）および前記第４波数（Ｚ４）が共に６であり、前記第２波数（Ｚ２）が４であり、前記第３波数（Ｚ３）が８であることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の差動装置において、
自動車のミッションケース（１）に前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転自在に支持されるデフケース（２）が、前記入力板（７）と、該入力板（７）に固定されて前記第１差動板（３）、前記偏心軸（５）および前記第２差動板（４）を覆うカバー（９）とで構成されることを特徴とする差動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の差動装置において、
前記偏心軸（５）が、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する中心軸部（５ａ）と、この中心軸部（５ａ）から半径方向に突出して、前記第１差動板（３）を前記第２回転軸線（Ｘ２）周りに回転可能に支承する偏心軸部（５ｂ）とを有し、前記中心軸部（５ａ）は前記入力板（７）の中央部を貫通して前記第１出力軸（１５）に接続され、前記第２差動板（４）が、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する中心軸（４ｂ）を有し、該中心軸（４ｂ）は前記カバー（９）の中央部を貫通して前記第２出力軸（１６）に接続されることを特徴とする差動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の差動装置において、
前記入力板（７）と前記カバー（９）とは、前記第１回転軸線（Ｘ１）上で前記ミッションケース（１）に回転可能に支持される、中空円筒状の第１，第２軸（６，８）を有し、前記偏心軸（５）の前記中心軸部（５ａ）が、前記第１軸（６）の内周に第１のベアリング（１１）を介して回転可能に支持され、前記第２差動板（４）の前記中心軸（４ｂ）が、前記第２軸（８）の内周に第２のベアリング（１１′）を介して回転可能に支持され、前記第１軸（６）と反対側の前記偏心軸（５）の中心軸部（５ａ）が、前記第２差動板（４）の前記一側面（４ａ）に形成された円形の凹部（４ｃ）内に第３のベアリング（１１″）を介して嵌め込まれることを特徴とする差動装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の差動装置において、
前記入力板（７）の前記一側面（７ａ）の中央部に肉抜き部（７ｂ）が形成されることを特徴とする差動装置。
【請求項６】
請求項１に記載の差動装置において、
前記入力板（７）の前記一側面（７ａ）の中央部に肉抜き部（７ｂ）が形成され、該肉抜き部（７ｂ）内に、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する前記第１差動板（３）の重心（Ｇ１）の位相と１８０度ずれた位相で前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転するよう、前記偏心軸（５）に連結したバランサ（１３）が配置されることを特徴とする差動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の差動装置において、前記第１差動板（３）の質量をＭ１、前記バランサ（１３）の質量をＭ２、前記第１回転軸線（Ｘ１）と直交する投影面で見たときの前記第１回転軸線（Ｘ１）から前記第１差動板（３）の重心（Ｇ１）までの距離をｅ１、前記第１回転軸線（Ｘ１）から前記バランサ（１３）の重心（Ｇ２）までの距離をｅ２としたときに、
｜Ｍ１×ｅ１−Ｍ２×ｅ２｜＜Ｍ１×ｅ１／１００
であることを特徴とする差動装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の差動装置において、前記偏心軸（５）は、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する中心軸部（５ａ）と、この中心軸部（５ａ）から半径方向に突出して、前記第１差動板（３）を前記第２回転軸線（Ｘ２）周りに回転可能に支承する偏心軸部（５ｂ）とを有し、前記バランサ（１３）は、前記中心軸部（５ａ）の外周から半径方向外方に偏心軸部（５ｂ）の突出方向と逆向きに延びる腕部（１３ａ）と、該腕部（１３ａ）の先端に連なるウエイト部（１３ｂ）とを有し、前記ウエイト部（１３ｂ）の外周は、前記肉抜き部（７ｂ）の内周に沿った円弧状に形成されることを特徴とする差動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の差動装置において、前記バランサ（１３）は前記中心軸部（５ａ）と一体に形成されることを特徴とする差動装置。
【請求項１０】
請求項６〜請求項９の何れかに記載の差動装置において、自動車のミッションケース（１）に前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転自在に支持されるデフケース（２）が、前記入力板（７）と、該入力板（７）に固定されて前記第１差動板（３）、前記偏心軸（５）、前記バランサ（１３）および前記第２差動板（４）を覆うカバー（９）とで構成されることを特徴とする差動装置。
【請求項１１】
請求項６〜請求項１０の何れかに記載の差動装置において、前記第２差動板（４）の前記一側面（４ａ）の中央部に、前記第１差動板（３）を挟んで前記入力板（７）の前記肉抜き部（７ｂ）と対向する円筒状の副肉抜き部（４ｄ）が形成され、該副肉抜き部（４ｄ）内に、前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転する前記第１差動板（３）の重心の位相と１８０度ずれた位相で前記第１回転軸線（Ｘ１）周りに回転するよう、前記偏心軸（５）に連結した副バランサ（２０）が配置されることを特徴とする差動装置。  
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１の何れかに記載の差動装置において、
前記第１差動板（３）は、相互に連結されて一体回転可能な一対の回転板（３ｃ，３ｄ）を含んで構成されることを特徴とする差動装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力板の回転力を、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を介して、同軸上に相対回転可能に並ぶ第１出力軸および第２出力軸に分配する新機構の差動装置に関し、特に自動車の左右又は前後駆動輪の回転差を許容する差動装置として好適に用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベベルギヤを用いた従来の差動装置では、ベベルギヤ噛み合いの特性として歯打ち音の発生が避けられないばかりでなく、同時に噛み合う歯の数が全歯のうちの一部だけなので、一部の歯だけでトルクを負担することになって強度性能及び耐久性能面で改善の余地があった。【０００３】
そこで、特許文献１のようにボール機構を用いた差動装置が知られているが、このものでは、センタープレートの放射状の複数の長孔で複数のボールを摺動可能に保持し、これらボールの、長孔から露出した両側部を左右のディスクプレートの伝動溝に転動可能に係合させ、左右のディスクプレートの差動時には、ボールが長孔と左右の伝動溝との三者上を同時に移動するようになっているので、そのときのボールの摩擦抵抗が大きな動力損失となり、エンジンの燃費性能に悪影響を及ぼす。【０００４】
また、先行文献２のようなサイクロイド系変速機構も知られているが、このものは単なる変速機構であって、差動装置としては適用が困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本特開平８−１７０７０５号公報
【特許文献２】日本特開２００３−１７２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、左右の出力軸に対して互いに等しく分割したトルク配分を保つ等トルク配分と、車両の旋回時のように２つの出力軸間に差回転を与えるときに、入力部材の回転数を変えずに一方の出力軸の回転数の増加分を他方の出力軸の回転数の減少分と等しくする等差動回転とを可能とする差動装置を、二段式のサイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を用いることで、従来の差動装置のようなベベルギヤや放射状長孔付きセンタープレートを用いることなく提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、入力板の回転力を、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を介して、第１回転軸線上に相対回転可能に並ぶ第１出力軸および第２出力軸に分配する差動装置であって、前記減速機構は、前記第１回転軸線周りに回転する前記入力板の一側に隣接配置される第１差動板と、前記第１差動板の、前記入力板と反対側の一側に隣接配置される第２差動板と、前記第１差動板を前記第１回転軸線から偏心した第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸とを備え、前記偏心軸は前記第１出力軸に一体回転可能に接続され、前記第２差動板は前記第２出力軸に一体回転可能に接続され、前記入力板の、前記第１差動板と対向する一側面に、第１波数のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のハイポ条溝部が形成され、前記第１差動板の、前記入力板と対向する一側面に、第２波数のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のエピ条溝部が形成され、これら両条溝部が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第１転動体が挟持されるとともに、前記第１差動板の、前記第２差動板と対向する他側面に、第３波数のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のハイポ条溝部が形成され、前記第２差動板の、前記第１差動板と対向する一側面に、第４波数のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のエピ条溝部が形成され、これら両条溝部が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第２転動体が挟持され、前記第１波数が８であり、前記第２波数および前記第３波数が共に６であり、前記第４波数が４であるか、あるいは前記第１波数および前記第４波数が共に６であり、前記第２波数が４であり、前記第３波数が８であることを第１の特徴とする。【０００８】
また本発明は、第１の特徴に加えて、自動車のミッションケースに前記第１回転軸線周りに回転自在に支持されるデフケースが、前記入力板と、該入力板に固定されて前記第１差動板、前記偏心軸および前記第２差動板を覆うカバーとで構成されることを第２の特徴とする。【０００９】
また本発明は、第２の特徴に加えて、前記偏心軸が、前記第１回転軸線周りに回転する中心軸部と、この中心軸部から半径方向に突出して、前記第１差動板を前記第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸部とを有し、前記中心軸部は前記入力板の中央部を貫通して前記第１出力軸に接続され、前記第２差動板が、前記第１回転軸線周りに回転する中心軸を有し、該中心軸は前記カバーの中央部を貫通して前記第２出力軸に接続されることを第３の特徴とする。【００１０】
また本発明は、第３の特徴に加えて、前記入力板と前記カバーとは、前記第１回転軸線上で前記ミッションケースに回転可能に支持される、中空円筒状の第１，第２軸部を有し、前記偏心軸の前記中心軸部が、前記第１軸部の内周に第１のベアリングを介して回転可能に支持され、前記第２差動板の前記中心軸が、前記第２軸部の内周に第２のベアリングを介して回転可能に支持され、前記第１軸部と反対側の前記偏心軸の中心軸部が、前記第２差動板の前記一側面に形成された円形の凹部内に第３のベアリングを介して嵌め込まれることを第４の特徴とする。【００１１】
また本発明は、第１〜第４の特徴の何れかに加えて、前記入力板の前記一側面の中央部に肉抜き部が形成されることを第５の特徴とする。【００１２】
また本発明は、第１の特徴に加えて、前記入力板の前記一側面の中央部に肉抜き部が形成され、該肉抜き部内に、前記第１回転軸線周りに回転する前記第１差動板の重心の位相と１８０度ずれた位相で前記第１回転軸線周りに回転するよう、前記偏心軸に連結したバランサが配置されることを第６の特徴とする。【００１３】
また本発明は、第６の特徴に加えて、前記第１差動板の質量をＭ１、前記バランサの質量をＭ２、前記第１回転軸線と直交する投影面で見たときの前記第１回転軸線から前記第１差動板の重心までの距離をｅ１、前記第１回転軸線から前記バランサの重心までの距離をｅ２としたときに、｜Ｍ１×ｅ１−Ｍ２×ｅ２｜＜Ｍ１×ｅ１／１００であることを第７の特徴とする。【００１４】
また本発明は、第６または第７の特徴に加えて、前記偏心軸は、前記第１回転軸線周りに回転する中心軸部と、この中心軸部から半径方向に突出して、前記第１差動板を前記第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸部とを有し、前記バランサは、前記中心軸部の外周から半径方向外方に偏心軸部の突出方向と逆向きに延びる腕部と、該腕部の先端に連なるウエイト部とを有し、前記ウエイト部の外周は、前記肉抜き部の内周に沿った円弧状に形成されることを第８の特徴とする。【００１５】
また本発明は、第８の特徴に加えて、前記バランサは前記中心軸部と一体に形成されることを第９の特徴とする。【００１６】
また本発明は、第６ないし第９の特徴の何れかに加えて、自動車のミッションケースに前記第１回転軸線周りに回転自在に支持されるデフケースが、前記入力板と、該入力板に固定されて前記第１差動板、前記偏心軸、前記バランサおよび前記第２差動板を覆うカバーとで構成されることを第１０の特徴とする。【００１７】
また更に本発明は、第６ないし第１０の特徴の何れかに加えて、前記第２差動板の前記一側面の中央部に、前記第１差動板を挟んで前記入力板の前記肉抜き部と対向する円筒状の副肉抜き部が形成され、該副肉抜き部内に、前記第１回転軸線周りに回転する前記第１差動板の重心の位相と１８０度ずれた位相で前記第１回転軸線周りに回転するよう、前記偏心軸に連結した副バランサが配置されることを第１１の特徴とする。【００１８】
また本発明は、第１ないし第１１の特徴の何れかに加えて、前記第１差動板は、相互に連結されて一体回転可能な一対の回転板を含んで構成されることを第１２の特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の特徴によれば、差動装置を構成するサイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構が、第１回転軸線周りに回転する入力板の一側に隣接配置される第１差動板と、第１差動板の、入力板と反対側の一側に隣接配置される第２差動板と、第１差動板を第１回転軸線から偏心した第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸とを備えていて、偏心軸が第１出力軸に一体回転可能に接続されるとともに、第２差動板が第２出力軸に一体回転可能に接続されており、入力板の、第１差動板と対向する一側面に、第１波数のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のハイポ条溝部が形成され、第１差動板の、入力板と対向する一側面に、第２波数のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のエピ条溝部が形成され、これら両条溝部が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第１転動体が挟持されるとともに、第１差動板の、第２差動板と対向する他側面に、第３波数のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のハイポ条溝部が形成され、第２差動板の、第１差動板と対向する一側面に、第４波数のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のエピ条溝部が形成され、これら両条溝部が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第２転動体が挟持されていて、前記第１〜第４波数が、第１波数が８であり、第２波数および第３波数が共に６であり、第４波数が４であるか、あるいは第１波数および第４波数が共に６であり、第２波数が４であり、第３波数が８とされるので、入力板を回転させるとき、第１，第２出力軸間に回転数差を与えない場合には第１，第２出力軸を入力板と一体回転させ得るとともに、第１，第２出力軸間に回転数差を与える場合には、一方の出力軸の回転数の増加分を他方の出力軸の回転数の減少分と等しくする等差動回転が、ベベルギヤや放射状長孔付きセンタープレートを用いることなく実現できる。【００２０】
即ち、上記構成の差動装置において、今入力板を固定して第１出力軸を回転させると、第１出力軸に偏心軸を介して接続された第１差動板が第１出力軸の第１回転軸線周りに回転しようとするが、その際、入力板の一側面に形成された第１のハイポ条溝部と第１差動板の一側面に形成された第１のエピ条溝部との間に複数の第１転動体が挟持されているので、第１差動板は偏心軸の第２回転軸線を中心に自転しながら第１出力軸の第１回転軸線周りに公転する。このとき、第１差動板の他側面に形成された第２のハイポ条溝部と第２差動板の一側面に形成された第２のエピ条溝部との間にも複数の第２転動体が挟持されているので、第１出力軸の回転により第１差動板が公転および自転すると、それに連動して第２差動板が第２出力軸の第１回転軸線を中心として第１出力軸とは別の回転数で回転し、第１出力軸の回転が変速して第２出力軸に伝達される。そのため、このように第１，第２出力軸が回転している状態で入力板を回転させると、第１，第２出力軸には各々の出力軸の回転数に入力板の回転数が付加された回転が出力されることになる。【００２１】
そして、このような減速機構を用いて第１出力軸の回転を第２出力軸に伝達するときの減速比は、第１波数をＺ１，第２波数をＺ２，第３波数をＺ３，第４波数をＺ４としたときに〔１−｛（Ｚ１×Ｚ３）／（Ｚ２×Ｚ４）｝〕で表されるところ、本願発明では、Ｚ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４、またはＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８としているので、何れの場合でも減速比を−１にできる。これは入力板を固定して一方の出力軸をｎ回転させると他方の出力軸が反対方向にｎ回転することを意味しているから、入力板に回転を与えている場合には、一方の出力軸の回転数を入力板の回転数よりもｎ回転分だけ増加させると他方の出力軸の回転数が入力板の回転数よりもｎ回転分だけ減少するような等差動回転が行われることになる。なお、一方の出力軸の回転数を入力板の回転数よりも増加させない場合、即ち、第１，第２出力軸に差回転がない場合には、これら第１，第２出力軸の回転数が入力板の回転数と等しくなるから、その場合に第１，第２出力軸が入力板と一体回転することは当然である。しかも後述するように、前記第１〜第４波数を前記数値に設定したことで、第１，第２出力軸の等トルク配分が可能となるので、等トルク配分、等差動回転の可能な差動機構が、ベベルギヤや放射状長孔付きセンタープレートを用いることなく実現できるのである。【００２２】
このように、本発明の第１の特徴によれば、差動機構をサイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構で構成できるので、差動機構の軸方向長さを抑えてそれをコンパクトに構成できる。しかもベベルギヤを用いる場合のような歯打ち音の発生がなく、また転動体の摺動を招く放射状長孔付きセンタープレートが不要となるので入力板からの動力を第１，第２出力軸に効率よく伝達できる。また更に、全ての第１，第２転動体が、第１のハイポ条溝部と第１のエピ条溝部との間、および第２のハイポ条溝部と第２のエピ条溝部との間でトルクを分散して伝達するので、各々の転動体が伝達するトルクを少なくできて各転動体の強度性能及び耐久性能が向上する。【００２３】
また本発明の第２の特徴によれば、自動車のミッションケースに第１回転軸線周りに回転自在に支持されるデフケースが、前記入力板と、該入力板に固定されて第１差動板、偏心軸および第２差動板を覆うカバーとで構成されるので、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を用いた二段式の変速機構を、自動車の左右又は前後駆動輪の回転差を許容する差動装置として好適に用いることができる。しかも、入力板がデフケースの一部を構成するので部品点数の削減を図り得るとともに、第１，第２差動板および偏心軸がデフケース内に収容されるので、このような新機構の差動装置を、従来の差動装置の構成を大きく変更することなくコンパクトに形成できる。【００２４】
また本発明の第３の特徴によれば、偏心軸が、第１回転軸線周りに回転する中心軸部と、この中心軸部から半径方向に突出して、第１差動板を第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸部とを有し、中心軸部は入力板の中央部を貫通して第１出力軸に接続され、第２差動板が、第１回転軸線周りに回転する中心軸を有し、該中心軸はカバーの中央部を貫通して第２出力軸に接続されるので、中心軸部を入力板の中央部に貫通させた偏心軸の偏心軸部に第１差動板を支承し、この第１差動板の外方に、中心軸をカバーの中央部に貫通させた第２差動板を配置するだけで、偏心軸と第１差動板と第２差動板とをデフケース内に簡単に組み付けることができる。【００２５】
また本発明の第４の特徴によれば、入力板とカバーとは、第１回転軸線上でミッションケースに回転可能に支持される、中空円筒状の第１，第２軸部を有し、偏心軸の中心軸部が、第１軸部の内周に第１のベアリングを介して回転可能に支持され、第２差動板の中心軸が、第２軸部の内周に第２のベアリングを介して回転可能に支持され、第１軸部と反対側の偏心軸の中心軸部が、第２差動板の一側面に形成された円形の凹部内に第３のベアリングを介して嵌め込まれるので、デフケース内における偏心軸および第２差動板の円滑な相対回転を、第１〜第３のベアリングだけで確保できる。【００２６】
また本発明の第５の特徴によれば、入力板の一側面の中央部に肉抜き部が形成されるので、入力板の不要な部分の材料を減らして差動装置のコストを低減するとともに差動装置を軽量化できる。【００２７】
また本発明の第６の特徴によれば、入力板の一側面の中央部に肉抜き部が形成され、該肉抜き部内に、第１回転軸線周りに回転する第１差動板の重心の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線周りに回転するよう、偏心軸に連結したバランサが配置されるので、第１差動板のアンバランス回転をバランサによって相殺できて、第１差動板のアンバランス量による遠心力に起因する振動、およびそれに伴う騒音の発生を効果的に抑制できる。しかも、バランサを入力板の肉抜き部内に配置することで、バランサを第１差動板と入力板との間にコンパクトに配置できるとともに、入力板の不要な部分の材料を肉抜き部により減らすことができるので、差動装置のコストを低減し且つ差動装置を軽量化できる。【００２８】
また本発明の第７の特徴によれば、第１差動板のアンバランス量とバランサのアンバランス量との差を、第１差動板のアンバランス量の１００分の１未満の小さい値とするので、第１差動板のアンバランス量とバランサのアンバランス量とを略同量にできて、第１差動板の質量および偏心量に対するバランサの質量および偏心量を最適化できる。【００２９】
また本発明の第８の特徴によれば、偏心軸が、第１回転軸線周りに回転する中心軸部と、この中心軸部から半径方向に突出して、第１差動板を第２回転軸線周りに回転可能に支承する偏心軸部とを有し、バランサが、中心軸部の外周から半径方向外方に偏心軸部の突出方向と逆向きに延びる腕部と、該腕部の先端に連なるウエイト部とを有し、ウエイト部の外周は、肉抜き部の内周に沿った円弧状に形成されて該肉抜き部の内周に隣接するので、バランサのウエイト部を可及的に肉抜き部の内周面に近づけて、バランサの重心を該バランサの回転中心から離すことができ、バランサによる重量の増加を抑制できる。【００３０】
また本発明の第９の特徴によれば、バランサが中心軸部と一体に形成されるので、如何なる場合にもバランサと偏心軸との位置関係が変化することがなく、バランサを常時第１差動板の重心の位相と１８０度ずれた位相で回転させることができる。【００３１】
また本発明の第１０の特徴によれば、自動車のミッションケースに第１回転軸線周りに回転自在に支持されるデフケースが、前記入力板と、該入力板に固定されて第１差動板、偏心軸、バランサおよび第２差動板を覆うカバーとで構成されるので、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を用いた二段式の変速機構を、自動車の左右又は前後駆動輪の回転差を許容する差動装置として好適に使用できるとともに、入力板がデフケースの一部を構成しているので部品点数の削減が図れる。また、バランサが入力板の肉抜き部に配置されることで、第１，第２差動板および偏心軸をデフケース内にコンパクトに収容できるから、このような新機構の自動車用差動装置を従来の差動装置の構成を大きく変更することなく形成できる。【００３２】
また本発明の第１１の特徴によれば、第２差動板の一側面の中央部に、第１差動板を挟んで入力板の肉抜き部と対向する円筒状の副肉抜き部が形成され、該副肉抜き部内に、第１回転軸線周りに回転する第１差動板の重心の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線周りに回転するよう、偏心軸に連結した副バランサが配置されるので、第１差動板のアンバランス回転を、第１差動板の両側に配置されたバランサおよび副バランサによって左右からバランス良く相殺できて、第１差動板のアンバランス量による遠心力に起因する振動の発生を更に効果的に抑制できるとともに、バランサおよび副バランサのそれぞれの質量を小さくできてそれらをコンパクト化できる。【００３３】
また本発明の第１２の特徴によれば、第１差動板が、相互に連結されて一体回転可能な一対の回転板を含んで構成されるので、第１差動板を２つの回転板に分けて形成することができる。そのため、例えば各々が一側面に条溝部を持つ２つの回転板を鍛造等で成形した後にこれらを連結するような製造方法が採用できるので、強度的に優れた条溝部を迅速且つ容易に形成できて製造作業性が増す。また、第１差動板の、入力板と対向する面および第２差動板と対向する面の大きさを互いに独立して設定できるから、第２波数を４、第３波数を８とする場合においても設計の自由度が向上する。【００３４】
なお、前記第１，第２転動体は、後述する本発明の実施形態中の第１，第２転動ボール１８，１９に対応するが、これらの転動体は特に転動ボールである必要はなく、例えばコロ状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１はＺ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４としたときの本発明の第１実施形態に係る差動装置の縦断正面図である。（第１の実施の形態）
【図２】図２は図１の差動装置の模式図である。（第１の実施の形態）
【図３】図３は図１の３−３矢視断面図である。（第１の実施の形態）
【図４】図４は図１の４−４矢視断面図である。（第１の実施の形態）
【図５】図５は図１の５−５矢視断面図である。（第１の実施の形態）
【図６】図６は図１の差動装置のスケルトン図である。（第１の実施の形態）
【図７】図７はＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８としたときの本発明の第１実施形態に係る差動装置のスケルトン図である。（第１の実施の形態）
【図８】図８は本発明の第２実施形態に係る差動装置の縦断正面図である。（第２の実施の形態）
【図９】図９は本発明の第３実施形態に係る差動装置の縦断正面図である。（第３の実施の形態）
【符号の説明】
【００３６】
１・・・・ミッションケース
２・・・・デフケース
３・・・・第１差動板
３ａ・・・第１差動板の一側面
３ｂ・・・第１差動板の他側面
３ｃ・・・回転板（第１回転板）
３ｄ・・・回転板（第２回転板）
４・・・・第２差動板
４ａ・・・第２差動板の一側面
４ｂ・・・第２差動板の中心軸
４ｃ・・・第２差動板の円形の凹部
５・・・・偏心軸
５ａ・・・中心軸部
５ｂ・・・偏心軸部
６・・・・第１軸
７・・・・入力板
７ａ・・・入力板の一側面
７ｂ・・・入力板の肉抜き部
８・・・・第２軸
９・・・・カバー
１３・・・バランサ
１３ａ・・腕部
１３ｂ・・ウエイト部
１５・・・第１出力軸
１６・・・第２出力軸
１８・・・第１転動体（第１転動ボール）
１９・・・第２転動体（第２転動ボール）
２０・・・副バランサ
Ｅ１・・・第１のエピ条溝部
Ｅ２・・・第２のエピ条溝部
Ｇ１・・・第１差動板の重心
Ｇ２・・・バランサの重心
Ｈ１・・・第１のハイポ条溝部
Ｈ２・・・第２のハイポ条溝部
Ｘ１・・・第１回転軸線
Ｘ２・・・第２回転軸線
Ｚ１・・・第１のハイポ条溝部の第１波数
Ｚ２・・・第１のエピ条溝部の第２波数
Ｚ３・・・第２のハイポ条溝部の第３波数
Ｚ４・・・第２のエピ条溝部の第４波数
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて以下に説明する。
【第１の実施の形態】
【００３８】
先ず、図１〜図７に基づいて、本発明の差動装置を自動車の差動装置として用いた第１実施形態を説明する。
【００３９】
図１において、自動車のミッションケース１内に収容される差動装置Ｄは、デフケース２と、このデフケース２内に収容される第１，第２差動板３，４および偏心軸５とを備えている。デフケース２は、中空円筒状の第１軸６を有する円形の入力板７と、前記第１軸６と同一軸線上に並ぶ中空円筒状の第２軸８を有するとともに、第１，第２差動板３，４および偏心軸５を覆って外周を入力板７の外周部にボルトＢ１で固定されるカバー９とで構成され、これら第１，第２軸６，８が、軸受１０，１０′を介してミッションケース１に、第１回転軸線Ｘ１周りに回転自在に支承される。
【００４０】
第１差動板３はデフケース２内で入力板７の一側に隣接配置されており、第２差動板４は、デフケース２内で入力板７とは反対側の第１差動板３の一側に隣接配置されている。
【００４１】
また図２の模式図を併せて参照して、偏心軸５は、中心軸部５ａと、この中心軸部５ａから半径方向に突出する偏心軸部５ｂとを有しており、前記中心軸部５ａが、第１のベアリング１１を介して前記第１軸６の内周に、第１回転軸線Ｘ１周りに回転自在に支承されるとともに、該第１回転軸線Ｘ１からＣだけ偏心した第２回転軸線Ｘ２を有する前記偏心軸部５ｂが、それの外周に第１差動板３をニードルベアリング１２を介して回転可能に支承することで、第１差動板３を第１回転軸線Ｘ１周りに公転させるとともに第２回転軸線Ｘ２周りに自転させることができる。
【００４２】
また前記第２差動板４は、それの前記第２軸８側の側面に設けられた中心軸４ｂが、カバー９の中央部を貫通して該第２軸８の内周に第２のベアリング１１′を介して回転自在に支承されることで、第２軸８に対し第１回転軸線Ｘ１周りに相対回転可能であり、しかも、この第２差動板４の第１差動板３側の側面に形成した円形の凹部４ｃ内に、偏心軸５の、前記第１軸６と反対側の中心軸部５ａが第３のベアリング１１″を介して嵌め込まれることで、偏心軸５および第２差動板４を、デフケース２内においてこれら第１〜第３のベアリング１１〜１１″だけで円滑に相対回転させることができる。
【００４３】
図１の４−４矢視断面図である図４を併せて参照して、デフケース２内に臨む入力板７の一側面７ａの中央部には円筒状の肉抜き部７ｂが形成されており、この肉抜き部７ｂ内に、偏心軸５の中心軸部５ａに連結したバランサ１３が配置される。前記バランサ１３は、第１回転軸線Ｘ１周りに公転する第１差動板３の重心Ｇ１の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するよう、偏心軸５の中心軸部５ａの外周から半径方向外方に偏心軸部５ｂの突出方向と逆向きに延びる腕部１３ａと、該腕部１３ａの先端に連なるウエイト部１３ｂとを有しており、ウエイト部１３ｂの外周は、前記肉抜き部７ｂの内周に沿った円弧状に形成されて該肉抜き部７ｂの内周に隣接する。これによりウエイト部１３ｂを、肉抜き部７ｂ内における前記中心軸部５ａから最も離れた位置に、肉抜き部７ｂの内周に接触させることなく配置することができる。
【００４４】
前記バランサ１３は偏心軸５の中心軸部５ａと一体に形成されることが望ましいが別体に形成されていても良い。また、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３のアンバランス量とは同量とすることが望ましいが、完全に同量とすることは難しいので、経験上の知識から、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３のアンバランス量との差を第１差動板３のアンバランス量の１００分の１未満とする。即ち、第１差動板３の質量をＭ１、バランサ１３の質量をＭ２とし、また図４に示すように、第１回転軸線Ｘ１と直交する投影面で見たときの第１回転軸線Ｘ１から第１差動板３の重心Ｇ１までの距離（前記投影面上における該重心Ｇ１の位置と第２回転軸線Ｘ２の位置とは通常略一致している。）をｅ１、第１回転軸線Ｘ１からバランサ１３の重心までの距離をｅ２としたときに、
｜Ｍ１×ｅ１−Ｍ２×ｅ２｜＜Ｍ１×ｅ１／１００
とすることで、第１差動板３の質量Ｍ１および偏心量ｅ１に対するバランサ１３の質量Ｍ２および偏心量ｅ２を最適化できる。
【００４５】
また、入力板７の外周にはカバー９側にオフセットするようにしてリングギヤ１４がボルトＢ２で固定され、デフケース２は、リングギヤ１４を図示せぬ変速装置の出力ギヤに噛合させることで、出力ギヤが回転するときにその回転を受けて第１回転軸線Ｘ１周りに回転する。
【００４６】
偏心軸５の中心軸部５ａの前記第１軸６側の内周および第２差動板４の中心軸４ｂの前記第２軸８側の内周には、これら中心軸部５ａおよび中心軸４ｂと共に第１回転軸線Ｘ１周りを回転すべく、第１出力軸１５の外周および第２出力軸１６の外周が各々スプライン嵌合する。またこれら第１，第２出力軸１５，１６は、デフケース２の左方および右方に各々延びて図示せぬ自動車の駆動輪に接続される。また第１，第２出力軸１５，１６とミッションケース１との間にはオイルシール１７，１７′がそれぞれ介装されて、ミッションケース１内のオイルが外部に流出するのを防止している。
【００４７】
図２と、図１の３−３矢視断面図である図３とで示すように、第１差動板３と対向する入力板７の一側面７ａには、第１波数Ｚ１のハイポサイクロイド曲線に沿って周方向に延びる第１のハイポ条溝部Ｈ１が形成され、また第１差動板３の、入力板７と対向する一側面３ａには、第２波数Ｚ２のエピサイクロイド曲線に沿って周方向に延びる第１のエピ条溝部Ｅ１が形成され、これら両条溝部Ｈ１，Ｅ１が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第１転動ボール１８が挟持される。また、同じく図２の模式図と、図１の５−５矢視断面図である図５とで示すように、第１差動板３の、第２差動板４と対向する他側面３ｂには、第３波数Ｚ３のハイポサイクロイド曲線に沿って周方向に延びる第２のハイポ条溝部Ｈ２が形成され、また第２差動板４の、第１差動板３と対向する一側面４ａには、第４波数Ｚ４のエピサイクロイド曲線に沿って周方向に延びる第２のエピ条溝部Ｅ２が形成され、これら両条溝部Ｈ２，Ｅ２が相互に重なる部分で両条溝部間に複数の第２転動ボール１９が挟持される。
【００４８】
なお、第１，第２のハイポ条溝部Ｈ１，Ｈ２は、第１波数Ｚ１，第３波数Ｚ３のハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びるものであってもよく、第１，第２のエピ条溝部Ｅ１，Ｅ２は、第２波数Ｚ２，第４波数Ｚ４のエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びるものであってもよい。そして、これらの条溝部Ｈ１，Ｈ２，Ｅ１，Ｅ２がトロコイド曲線に沿って周方向に延びる場合には、第１のハイポ条溝部Ｈ１および第１のエピ条溝部Ｅ１のトロコイド係数と、第２のハイポ条溝部Ｈ２および第２のエピ条溝部Ｅ２のトロコイド係数とを異ならせてもよい。
【００４９】
いまデフケース２を固定した状態で第１出力軸１５を回転させると、偏心軸５の中心軸部５ａの回転により偏心軸部５ｂが回転して、第１差動板３を第１回転軸線Ｘ１周りに回転させるが、その際、デフケース２の入力板７が固定状態であるとともに、入力板７の一側面７ａに形成された第１のハイポ条溝部Ｈ１と、第１差動板３の一側面３ａに形成された第１のエピ条溝部Ｅ１との間に複数の第１転動ボール１８が挟持されているので、第１差動板３は、偏心軸部５ｂの第２回転軸線Ｘ２周りを自転しながら第１回転軸線Ｘ１周りを公転する。このとき、第１差動板３の他側面３ｂに形成された第２のハイポ条溝部Ｈ２と第２差動板４の一側面４ａに形成された第２のエピ条溝部Ｅ２との間にも複数の第２転動ボール１９が挟持されているので、第１差動板３の自転および公転に連動して第２差動板４が第１回転軸線Ｘ１周りに回転し、これにより第１，第２出力軸１５，１６が異なる回転数で回転することになるが、前記第１〜第４波数Ｚ１〜Ｚ４が、Ｚ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４、またはＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８とされているので、第１出力軸１５の回転を第２出力軸１６に伝達するときの減速比が、何れの場合も−１となる。そのため、第１出力軸１５をｎ回転させると第２出力軸１６が反対方向にｎ回転することになるから、この状態で変速装置から回転力を与えてデフケース２の入力板７を回転させると、第１出力軸１５は入力板７の回転数よりもｎだけ大きい回転数で回転することになり、第２出力軸１６は入力板７の回転数よりもｎだけ小さい回転数で回転することになって、一方の出力軸の回転数の増加分を他方の出力軸の回転数の減少分と等しくする等差動回転が実現できる。なお、第１，第２出力軸１５，１６の間に差回転がない場合には、これら第１，第２出力軸１５，１６の回転数が入力板７の回転数と等しくなり、第１，第２出力軸１５，１６が入力板７と一体に回転するから、第１，第２出力軸１５，１６間に回転数差を与えない場合には、第１，第２出力軸１５，１６を入力板と一体に回転させることができる。
【００５０】
次に、このような第１波数Ｚ１ないし第４波数Ｚ４の設定により等トルク配分が可能となる理由を、各条溝部Ｈ１，Ｈ２，Ｅ１，Ｅ２がサイクロイド曲線に沿って延びている場合について説明する。
【００５１】
図６は、Ｚ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４としたときの本発明の第１実施形態のスケルトン図を示すものであり、図７は、Ｚ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８としたときの本発明の第１実施形態のスケルトン図を示すものであるが、これらは説明の都合上、各条溝部をそれらと等価の基準ピッチ円で表している。
【００５２】
図６，図７におけるＺ１〜Ｚ４の数値が、未だ上記値に定まっていないとして、これらの数値をＺ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４に定めるか、またはＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８に定めることで等トルク配分が可能となる理由を以下に説明する。
【００５３】
今、図６または図７における入力板７の一側面７ａのハイポサイクロイド曲線の基準ピッチ円Ｐ１の半径をＲ１、これに対向する第１差動板３の一側面３ａのエピサイクロイド曲線の基準ピッチ円Ｐ２の半径をＲ２、第１差動板３の他側面３ｂのハイポサイクロイド曲線の基準ピッチ円Ｐ３の半径をＲ３、これに対向する第２差動板４の一側面４ａのエピサイクロイド曲線の基準ピッチ円Ｐ４の半径をＲ４、第１差動板３の入力板７（または第１，第２出力軸１５，１６）に対する偏心量をＣとする。
【００５４】
図６または図７において、入力板７に変速装置からトルクＴｉｎが加わったとして、該トルクＴｉｎにより基準ピッチ円Ｐ１と基準ピッチ円Ｐ２との接触部に力Ｆ１が作用するとともに基準ピッチ円Ｐ３と基準ピッチ円Ｐ４との接触部に力Ｆ２が作用し、これらの力Ｆ１，Ｆ２により第１出力軸１５にトルクＴＬが加わるとともに第２出力軸１６にトルクＴＲが加わったとすれば、
Ｔｉｎ＝Ｆ１・Ｒ１・・・（１）
ＴＲ＝Ｆ２・Ｒ４・・・（２）
が成り立ち、また、遊星機構のモーメントバランスから、
Ｔｉｎ＝ＴＬ＋ＴＲ・・・（３）
が成り立つ。
【００５５】
ここで、等トルク配分となるためにはＴＬ＝ＴＲ・・・（４）
でなければならないから、（３），（４）式より、
Ｔｉｎ＝２ＴＲ・・・（５）
が成り立つ。
【００５６】
ここで更に、第１差動板におけるモーメントの釣り合いから、
Ｆ１・Ｒ２＝Ｆ２・Ｒ３・・・（６）
が成り立ち、（６）式は、
Ｆ２＝（Ｆ１・Ｒ２）／Ｒ３・・・（７）
と変形できるから、（２），（７）式より、
ＴＲ＝（Ｆ１・Ｒ２・Ｒ４）／Ｒ３・・・（８）
と表せる。
（５）式の両辺に（１），（８）式を代入すれば、
Ｆ１・Ｒ１＝２｛（Ｆ１・Ｒ２・Ｒ４）／Ｒ３｝・・・（９）
となるが、（９）式の両辺をＦ１で除した後、両辺にＲ３を乗算することで、（９）式は、
Ｒ１・Ｒ３＝２（Ｒ２・Ｒ４）・・・（１０）
と変形できる。ここで図６から明らかなように、
Ｒ１＝Ｒ２＋Ｃ・・・（１１）
Ｒ３＝Ｒ４＋Ｃ・・・（１２）
であるから、（１１），（１２）式を（１０）式に代入することで、
（Ｒ２＋Ｃ）（Ｒ４＋Ｃ）＝２（Ｒ２・Ｒ４）・・・（１３）
が得られ、これを変形することで、
Ｒ２・Ｒ４−Ｒ２・Ｃ−Ｒ４・Ｃ＝Ｃ２・・・（１４）
が得られる。
【００５７】
即ち、図６または図７において、等トルク配分となるためには（１４）式が成り立たなければならない。サイクロイド曲線の場合、後述するトロコイド係数が１であるため、Ｒ１〜Ｒ４が整数でなければ歯数設定が不可能である。よって、Ｃ，Ｒ２，Ｒ４は（１４）式を成り立たせる整数値でなければならない。
【００５８】
ここで、簡単のために偏心量ＣをＣ＝１とすれば、（１４）式は、
Ｒ２・Ｒ４−Ｒ２−Ｒ４＝１・・・（１５）
となるが、（１５）式を満足するＲ２，Ｒ４の整数解は、
Ｒ２＝３，Ｒ４＝２・・・（パターン１）
Ｒ２＝２，Ｒ４＝３・・・（パターン２）
の２つのパターンしか存在しない。
【００５９】
ここでパターン１のようにＲ２＝３，Ｒ４＝２とすれば、（１１），（１２）式よりＲ１＝４，Ｒ３＝３となり、パターン２のようにＲ２＝２，Ｒ４＝３とすれば、同式よりＲ１＝３，Ｒ３＝４となるが、Ｒ１〜Ｒ４をこれらの値に設定してやれば（６）式よりＦ１＝Ｆ２となり、これと（１），（２）式から（５）式を成り立たせることができるから、該（５）式と（３）式とから（４）式、即ちＴＬ＝ＴＲを成立させることができる。
【００６０】
次にパターン１の如くＲ１＝４，Ｒ２＝Ｒ３＝３，Ｒ４＝２のときに、Ｚ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４となり、パターン２の如くＲ１＝Ｒ４＝３，Ｒ２＝２，Ｒ３＝４のときに、Ｚ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８となることを、各条溝部Ｈ１，Ｈ２，Ｅ１，Ｅ２がサイクロイド曲線に沿って延びている場合について説明する。
【００６１】
一般に、波数Ｚ，基準ピッチ円直径ｄ，モジュールｍの間には、関係式ｍ＝ｄ／Ｚが成り立ち、また、偏心量Ｃ，モジュールｍ，トロコイド係数αの間には、関係式Ｃ＝α・ｍが成り立つところ、サイクロイド曲線においてはトロコイド係数αが１であるから、Ｃ＝１・ｍ＝ｍとなる。
【００６２】
従ってこれらの関係より、サイクロイド曲線の場合、
Ｃ＝ｄ／Ｚ・・・（１６）
が得られるが、Ｃ＝１としているので１＝ｄ／Ｚ、即ち、
１＝２Ｒ１／Ｚ１＝２Ｒ２／Ｚ２＝２Ｒ３／Ｚ３＝２Ｒ４／Ｚ４
・・（１７）
が成り立つ。
【００６３】
従って、（１７）式にＲ１＝４，Ｒ２＝Ｒ３＝３，Ｒ４＝２を代入すればＺ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４が得られ、Ｒ１＝Ｒ４＝３，Ｒ２＝２，Ｒ４＝４を代入すればＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８が得られるから、Ｚ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４とするか、Ｚ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８としてやれば（１５）式が成立して等トルク配分が可能となる。
【００６４】
なお、（１４）式でＣを２以上の整数ｋとした場合でも、Ｒ２・Ｒ４−Ｒ２・ｋ−Ｒ４・ｋ＝ｋ２を成り立たせるＲ２，Ｒ４の整数解は、
Ｒ２＝３ｋ，Ｒ４＝２ｋ・・・（パターン１）
Ｒ２＝２ｋ，Ｒ４＝３ｋ・・・（パターン２）
の２つのパターンしか存在しないので、パターン１であればＲ１＝４ｋ，Ｒ２＝Ｒ３＝３ｋ，Ｒ４＝２ｋとなり、パターン２であればＲ１＝Ｒ４＝３ｋ，Ｒ２＝２ｋ，Ｒ３＝４ｋとなる。しかしながら、そのとき（１６）式のＣもｋとなって、（１７）式はｋ＝２Ｒ１／Ｚ１＝２Ｒ２／Ｚ２＝２Ｒ３／Ｚ３＝２Ｒ４／Ｚ４となるので、Ｃが２以上の整数であっても、パターン１であればＺ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４となり、パターン２であればＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８となることに変わりはない。
【００６５】
次に、各条溝部Ｈ１，Ｈ２，Ｅ１，Ｅ２がトロコイド曲線に沿って延びている場合について説明する。（１７）式は以下のように変形される。
【００６６】
１＝２Ｒ１・α１／Ｚ１＝２Ｒ２・α１／Ｚ２＝２Ｒ３・α２／Ｚ３＝
２Ｒ４・α２／Ｚ４・・（１８）
ここで、α１は基準ピッチ円Ｐ１とＰ２に対するトロコイド係数を表し、α２は基準ピッチ円Ｐ３とＰ４に対するトロコイド係数を表す。
【００６７】
よって、トロコイド係数α１，α２のそれぞれに０から１の範囲で任意の値を設定すれば、歯数Ｚを整数値とし、偏心量Ｃを共通としつつ、基準ピッチ円の半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を、強度と寸法とを考慮した最適なサイズに設計できる。なお、歯数については、トロコイド曲線の場合もサイクロイド曲線と同様に、パターン１であればＺ１＝８，Ｚ２＝Ｚ３＝６，Ｚ４＝４とすることができ、パターン２であればＺ１＝Ｚ４＝６，Ｚ２＝４，Ｚ３＝８とすることができる。
【００６８】
次に、この第１実施形態の作用について説明する。
【００６９】
差動装置を構成するサイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構が、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する入力板７の一側に隣接配置される第１差動板３と、第１差動板３の、入力板７と反対側の一側に隣接配置される第２差動板４と、第１差動板３を第１回転軸線Ｘ１から偏心した第２回転軸線Ｘ２周りに回転可能に支承する偏心軸５とを備えていて、偏心軸５は第１出力軸１５に一体回転可能に接続されるとともに、第２差動板４は第２出力軸１６に一体回転可能に接続されており、入力板７の、第１差動板３と対向する一側面７ａに、第１波数Ｚ１のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のハイポ条溝部Ｈ１が形成され、第１差動板３の、入力板７と対向する一側面３ａに、第２波数Ｚ２のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第１のエピ条溝部Ｅ１が形成され、これら両条溝部Ｈ１，Ｅ１が相互に重なる部分で両条溝部Ｈ１，Ｅ１間に複数の第１転動ボール１８が挟持されるとともに、第１差動板３の、第２差動板４と対向する他側面３ｂに、第３波数Ｚ３のハイポサイクロイド曲線またはハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のハイポ条溝部Ｈ２が形成され、第２差動板４の、第１差動板３と対向する一側面４ａに、第４波数Ｚ４のエピサイクロイド曲線またはエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びる第２のエピ条溝部Ｅ２が形成され、これら両条溝部Ｈ２，Ｅ２が相互に重なる部分で両条溝部Ｈ２，Ｅ２間に複数の第２転動ボール１９が挟持されていて、前記第１〜第４波数が、第１波数Ｚ１が８であり、第２波数Ｚ２および３波数Ｚ３が共に６であり、第４波数Ｚ４が４であるか、あるいは第１波数Ｚ１および第４波数Ｚ４が共に６であり、第２波数Ｚ２が４であり、第３波数Ｚ３が８とされるので、入力板７を回転させるとき、第１，第２出力軸間１５，１６に回転数差を与えない場合には第１，第２出力軸１５，１６を入力板７と一体回転させ得るとともに、第１，第２出力軸１５，１６間に回転数差を与える場合には、一方の出力軸の回転数の増加分を他方の出力軸の回転数の減少分と等しくする等差動回転と、等トルク配分とが可能な差動機構を、ベベルギヤや放射状長孔付きセンタープレートを用いることなく実現できる。そのため、差動機構の軸方向長さを抑えてそれをコンパクトに構成できるとともに、ベベルギヤを用いる場合のような歯打ち音の発生がなく、また転動ボールの摺動を招く放射状長孔付きセンタープレートが不要となるので入力板７からの動力を第１，第２出力軸１５，１６に効率よく伝達できる。また更に、第１，第２転動ボール１８，１９が、第１のハイポ条溝部Ｈ１と第１のエピ条溝部Ｅ１との間、および第２のハイポ条溝部Ｈ２と第２のエピ条溝部Ｅ２との間でトルクを分散して伝達するので、各々の転動ボール１８，１９が伝達するトルクを少なくできて各転動ボール１８，１９の強度性能及び耐久性能が向上する。
【００７０】
また、第１，第２のハイポ条溝部Ｈ１，Ｈ２、第１，第２のエピ条溝部Ｅ１，Ｅ２がトロコイド曲線に沿って周方向に延びるものである場合には、第１ハイポ条溝部Ｈ１および第１エピ条溝部Ｅ１のトロコイド係数と、第２ハイポ条溝部Ｈ２および第２エピ条溝部Ｅ２のトロコイド係数とを異ならせてもよい。例えば、転動ボールの数が少ない第２転動ボール１９側のトロコイド係数を小さくしてピッチ円半径とボール径とを大きくし、これによりボール１個当たりの荷重の分担を少なくできて、強度と軽量化とを考慮した最適設計が可能となる。
【００７１】
しかもその際、入力板７の一側面７ａの中央部に円筒状の肉抜き部７ｂが形成され、該肉抜き部７ｂ内に、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する第１差動板３の重心の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するバランサ１３が配置されるので、第１出力軸１５周りに回転する第１差動板３の重心のアンバランス回転をバランサ１３によって相殺できて、第１差動板３のアンバランス量による遠心力に起因する振動、およびそれに伴う騒音の発生を効果的に抑制できる。さらに、バランサ１３を入力板７の肉抜き部７ｂ内に配置することで、バランサ１３を第１差動板３と入力板７との間にコンパクトに配置できるとともに、入力板７の不要な部分の材料を肉抜き部７ｂにより減らすことができるので、差動装置Ｄのコストを低減し且つ差動装置Ｄを軽量化できる。
【００７２】
また、自動車のミッションケース１に第１回転軸線Ｘ１周りに回転自在に支持されるデフケース２が、前記入力板７と、該入力板７に固定されて第１差動板３、偏心軸５および第２差動板４を覆うカバー９とで構成されるので、サイクロイド減速機構またはトロコイド減速機構を用いた二段式の変速機構を、自動車の左右又は前後駆動輪の回転差を許容する差動装置として好適に用いることができる。しかも、入力板７がデフケース２の一部を構成しているので、部品点数の削減を図ることができ、また、第１，第２差動板３，４および偏心軸５がデフケース２内に収容されるので、このような新機構の自動車用差動装置を従来の差動装置の構成を大きく変更することなくコンパクトに形成できる。
【００７３】
しかも、偏心軸５が、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する中心軸部５ａと、この中心軸部５ａから半径方向に突出して、第１差動板３を第２回転軸線Ｘ２周りに回転可能に支承する偏心軸部５ｂとを有していて、中心軸部５ａが入力板７の中央部を貫通して第１出力軸１５に接続され、また第２差動板４が、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する中心軸４ｂを有していて、該中心軸４ｂがカバー９の中央部を貫通して第２出力軸１６に接続されるので、中心軸部５ａを入力板７の中央部に貫通させた偏心軸５の偏心軸部５ｂに第１差動板３を支承し、この第１差動板３の外方に、中心軸４ｂをカバー９の中央部に貫通させた第２差動板４を配置するだけで、偏心軸５と第１差動板３と第２差動板４とをデフケース２内に簡単に組み付けることができる。
【００７４】
また、入力板７とカバー９とは、第１回転軸線Ｘ１上でミッションケース１に回転可能に支持される、中空円筒状の第１，第２軸６，８を有し、偏心軸５の中心軸部５ａが、第１軸６の内周に第１のベアリング１１を介して回転可能に支持され、第２差動板４の中心軸４ｂが、第２軸８の内周に第２のベアリング１１′を介して回転可能に支持され、第１軸６と反対側の偏心軸５の中心軸部５ａが、第２差動板４の一側面４ａに形成された円形の凹部４ｃ内に第３のベアリング１１″を介して嵌め込まれるので、デフケース２内における偏心軸５および第２差動板４の円滑な相対回転を、第１〜第３のベアリング１１〜１１″だけで確保できる。
【００７５】
しかも、入力板７の前記肉抜き部７ｂが円筒状に形成され、該肉抜き部７ｂ内に、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する第１差動板３の重心Ｇ１の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するよう、偏心軸５に連結したバランサ１３が配置されるので、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する第１差動板３のアンバランス回転をバランサ１３によって相殺できて、第１差動板３のアンバランス量による遠心力に起因する振動、およびそれに伴う騒音の発生を効果的に抑制できる。しかもこのバランサ１３は、デフケース２の一部を構成する入力板７の肉抜き部７ｂ内に収容されてデフケース２内に配置されるので、バランサ１３を他の部材と干渉することのないデフケース２内の最適な位置にコンパクトに配置できてデフケース２が大型化することがない。
【００７６】
その上、第１差動板３の質量をＭ１、バランサ１３の質量をＭ２、第１出力軸１５の軸線と直交する投影面で見たときの第１回転軸線Ｘ１から第１差動板３の重心Ｇ１までの距離をｅ１、第１回転軸線Ｘ１からバランサ１３の重心Ｇ２までの距離をｅ２としたときに、｜Ｍ１×ｅ１−Ｍ２×ｅ２｜＜Ｍ１×ｅ１／１００としたので、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３のアンバランス量とを略同量にできて、第１差動板３の質量および偏心量に対するバランサ１３の質量および偏心量を最適化できる。
【００７７】
またさらに、偏心軸５が、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する中心軸部５ａと、この中心軸部５ａから半径方向に突出して、第１差動板３を第２回転軸線Ｘ２周りに回転可能に支承する偏心軸部５ｂとを有し、バランサ１３が、偏心軸５の中心軸部５ａの外周から半径方向外方に偏心軸部５ｂの突出方向と逆向きに延びる腕部１３ａと、該腕部１３ａの先端に連なるウエイト部１３ｂとを有し、ウエイト部１３ｂの外周が、肉抜き部７ｂの内周に沿った円弧状に形成されて該肉抜き部７ｂの内周に隣接するので、バランサ１３のウエイト部１３ｂを可及的に肉抜き部７ｂの内周面に近づけて、バランサ１３の重心を該バランサ１３の回転中心から離すことができ、バランサ１３による重量の増加を抑制できる。
【００７８】
その上、自動車のミッションケース１に第１回転軸線Ｘ１周りに回転自在に支持されるデフケース２が、前記入力板７と、該入力板７に固定されて第１差動板３、偏心軸５、バランサ１３および第２差動板４を覆うカバー９とで構成されるので、サイクロイド減速機構を用いた二段式の変速機構を、自動車の左右又は前後駆動輪の回転差を許容する差動装置として好適に使用できるとともに、入力板７がデフケース２の一部を構成しているので部品点数の削減が図れる。また、バランサ１３が入力板７の肉抜き部７ｂに配置されることで、第１，第２差動板３，４および偏心軸５をデフケース２内にコンパクトに収容できるから、このような新機構の自動車用差動装置を従来の差動装置の構成を大きく変更することなく形成できる。
【００７９】
また、入力板７とカバー９とは、第１回転軸線Ｘ１上でミッションケース１に回転可能に支持される、中空円筒状の第１，第２軸６，８を有し、偏心軸５の中心軸部５ａが、前記第１軸６の内周に第１のベアリング１１を介して回転可能に支持され、第２差動板４の中心軸４ｂが、前記第２軸８の内周に第２のベアリング１１′を介して回転可能に支持され、第１軸６と反対側の偏心軸５の中心軸部５ａが、第２差動板４の一側面に形成された円形の凹部４ｃ内に第３のベアリング１１″を介して嵌め込まれるので、デフケース２内における偏心軸５および第２差動板４の円滑な相対回転を、第１〜第３のベアリング１１〜１１″だけで確保でき、またサイクロイド減速機構をデフケース２内に組み付ける作業も容易となる。
【００８０】
また更に、バランサ１３を偏心軸５の中心軸部５ａと一体に形成する場合には、如何なる場合にもバランサ１３と偏心軸５との位置関係が変化することがないので、バランサ１３を常時第１差動板３の重心の位相と１８０度ずれた位相で回転させることができる。
【第２の実施の形態】
【００８１】
次に、図８に基づいて、本発明の差動装置を自動車の差動装置として用いた第２実施形態を説明する。
【００８２】
図８に記載された第２実施形態は、第１実施形態の差動装置に副バランサ２０を追加したものであって、第２差動板４の一側面４ａの中央部に、第１差動板３を挟んで入力板７の肉抜き部７ｂと対向する円筒状の副肉抜き部４ｄが形成され、該副肉抜き部４ｄ内に、第１回転軸線Ｘ１周りに公転する第１差動板３の重心の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するよう、偏心軸５に連結した副バランサ２０が配置される点でのみ、第１実施形態の差動装置と異なるものであり、その余の点では第１実施形態の差動装置と異ならないので、図８において第１実施形態と異ならない部分については第１実施形態と同じ番号で表すとともに、それらの部分についての説明は省略する。
【００８３】
図８において、第２差動板４の前記一側面４ａの中央部には前述した副肉抜き部４ｄが形成され、該副肉抜き部４ｄ内に、第１差動板３の重心Ｇ１の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するよう、偏心軸５の中心軸部５ａに第２差動板４側で連結された副バランサ２０が配置される。第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３および副バランサ２０のアンバランス量の合計とは同量とすることが望ましいが、完全に同量とすることは難しいので、経験上の知識から、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３および副バランサ２０のアンバランス量の合計との差を第１差動板３のアンバランス量の１００分の１未満とする。即ち、第１差動板３の質量をＭ１、バランサ１３の質量をＭ２、副バランサ２０の質量をＭ３、第１出力軸１５の軸線と直交する投影面で見たときの第１回転軸線Ｘ１から第１差動板３の重心Ｇ１までの距離をｅ１、第１回転軸線Ｘ１からバランサ１３の重心Ｇ２までの距離をｅ２、第１回転軸線Ｘ１から副バランサ２０の重心Ｇ３（但しＧ３は図示されていない。）までの距離をｅ３としたときに、
｜Ｍ１×ｅ１−（Ｍ２×ｅ２＋Ｍ３×ｅ３）｜＜Ｍ１×ｅ１／１００
とすることで、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３および副バランサ２０のアンバランス量の合計とを略同量にできて、第１差動板３の質量Ｍ１および偏心量ｅ１に対するバランサ１３および副バランサ２０の質量Ｍ２，Ｍ３および偏心量ｅ２，ｅ３を最適化できる。
【００８４】
副バランサ２０は、バランサ１３と概略同じ形状をしており、偏心軸５の中心軸部５ａ外周から半径方向外方に偏心軸部５ｂの突出方向と逆向きに延びる腕部２０ａと、該腕部２０ａの先端に連なるウエイト部２０ｂとを有し、ウエイト部２０ｂの外周は、副肉抜き部４ｄの内周に沿った円弧状に形成されて該副肉抜き部４ｄの内周に隣接する。これによりウエイト部２０ｂを、副肉抜き部４ｄ内の第１出力軸１５から最も離れた位置に、副肉抜き部４ｄの内周に接触させることなく配置することができる。
【００８５】
次に、この第２実施形態の作用について説明する。
【００８６】
第２差動板４の一側面４ａの中央部に、第１差動板３を挟んで入力板７の肉抜き部７ｂと対向する円形の副肉抜き部４ｄが形成され、該副肉抜き部４ｄ内に、第１回転軸線Ｘ１周りに回転する第１差動板３の重心の位相と１８０度ずれた位相で第１回転軸線Ｘ１周りに回転するよう、偏心軸５に連結した副バランサ２０が配置されるので、第１差動板３のアンバランス回転を、第１差動板３の両側に配置されたバランサ１３および副バランサ２０によって左右からバランス良く相殺できて、第１差動板３のアンバランス量による遠心力に起因する振動の発生を更に効果的に抑制できるとともに、バランサ１３および副バランサ２０のそれぞれの質量を小さくできてそれらをコンパクト化できる。
【００８７】
また、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３および副バランサ２０のアンバランス量の合計との差を、第１差動板３のアンバランス量の１００分の１未満の小さい値とするので、第１差動板３のアンバランス量とバランサ１３および副バランサ２０のアンバランス量の合計とを略同量にできて、第１差動板３の質量Ｍ１および偏心量ｅ１に対するバランサ１３および副バランサ２０の質量Ｍ２，Ｍ３および偏心量ｅ２，ｅ３を最適化できる。
【００８８】
また、副バランサ２０は、偏心軸５の中心軸部５ａ外周から半径方向外方に偏心軸部５ｂの突出方向と逆向きに延びる腕部２０ａと、該腕部２０ａの先端に連なるウエイト部２０ｂとを有し、ウエイト部２０ｂの外周は、副肉抜き部４ｄの内周に沿った円弧状に形成されて該副肉抜き部４ｄの内周に隣接するので、副バランサ２０のウエイト部２０ｂを可及的に副肉抜き部４ｄの内周面に近づけて、副バランサ２０の重心を該副バランサ２０の回転中心から離すことができ、副バランサ２０による重量の増加を抑制できる。
【００８９】
また更に、副バランサ２０を偏心軸５の中心軸部５ａと一体に形成する場合には、副バランサ２０と偏心軸５との周方向の位置関係がズレることがないので、副バランサ２０を常時第１差動板３の重心の位相と１８０度ずれた位相で回転させることができる。
【第３の実施の形態】
【００９０】
次に、図９に基づいて、本発明の第３実施形態を説明する。
【００９１】
この第３実施形態では、図１における第１差動板３を、連結部材３ｅを介して一体回転可能に連結した一対の回転板３ｃ，３ｄによって構成している。
【００９２】
即ち、第３実施形態においては、第１回転板３ｃの一側面が入力板７の一側面７ａと対向するとともに第２回転板３ｄの一側面が第２差動板４の一側面４ａと対向しており、第１回転板３ｃの他側面と第２回転板３ｄの他側面とが、それらの外周部に周方向に等間隔に配置された複数の棒状連結部材３ｅによって相互に間隔を空けて連結されている。また、第１回転板３ｃの前記一側面には入力板７の第１のハイポ条溝部Ｈ１と対向する第１のエピ条溝部Ｅ１が形成されるとともに、第２回転板３ｄの前記一側面には第２差動板４の第２のエピ条溝部Ｅ２と対向する第２のハイポ条溝部Ｈ２が形成されていて、両条溝部Ｈ１，Ｅ１が相互に重なる部分で両条溝部Ｈ１，Ｅ１間に複数の第１転動体１８が挟持され、両条溝部Ｈ２，Ｅ２が相互に重なる部分で両条溝部Ｈ２，Ｅ２間に複数の第２転動体１９が挟持される。その他の構成は、第１実施形態と同様であるので、図９中、第１実施形態と対応する部分には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。なおこの第３実施形態は、第２実施形態の第１差動板３にも適用できる。
【００９３】
次に、この第３実施形態の作用について説明する。
【００９４】
第３実施形態では、第１差動板３が、棒状連結部材３ｅによって相互に間隔を空けて連結されて一体回転可能な一対の回転板３ｃ，３ｄを含んで構成されるので、第１差動板３を２つの回転板３ｃ，３ｄに分けて形成することができる。そのため、例えば各々が一側面に条溝部を持つ２つの回転板３ｃ，３ｄを鍛造等で成形した後に棒状連結部材３ｅで連結するような製造方法が採用できるので、強度的に優れた条溝部Ｅ１，Ｈ２を迅速且つ容易に形成できて製造作業性が増す。また、第１差動板３の、入力板と対向する面および第２差動板と対向する面の大きさを互いに独立して設定できるから、第２波数を４、第３波数を８とする場合においても設計の自由度が向上する。
【００９５】
また更に、２つの回転板３ｃ，３ｄの間に空隙が形成されるので、偏心軸５に連結したバランサ１３を、入力板７の肉抜き部７ｂ内に配置する代わりに該空隙内に配置することもできる。
【００９６】
以上、本発明の第１〜第３実施形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００９７】
例えば、第１〜第３実施形態ではバランサを用いているが、このバランサを省略しても良い。
【００９８】
また本発明では、差動装置をミッションケース１内に収容されて自動車の左右又は前後の駆動輪の回転差を許容する差動装置に適用しているが、本発明の差動装置は自動車の差動装置に限定されるものではない。
【００９９】
また、上記実施形態において、第１，第２のハイポ条溝部Ｈ１，Ｈ２、第１，第２のエピ条溝部Ｅ１，Ｅ２がサイクロイド曲線に沿って周方向に延びるものである場合には、ハイポサイクロイド曲線に沿って延びるハイポ条溝部はハイポサイクロイド曲線の一部を修正したものであってもよく、同様にエピサイクロイド曲線に沿って延びるエピ条溝部はエピサイクロイド曲線の一部を修正したものであってもよい。例えば、波と波とを連結する極ＰＯのみを修正し、その他の部分はサイクロイド曲線の幾何学的条件を満足するように構成してもよい。
【図１】
0006513658.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006513658.tif 000008
【図８】
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【図９】
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