(57)【要約】【課題】プラネタリキャリア１０に設けられた遊星歯車保持孔１０ｂの耐久性を向上させる。【解決手段】ハウジング２内に内歯歯車４が回転自在に収容され、この内歯歯車４の内側の同心円上に太陽歯車６が回転自在に配置されている。これら内歯歯車４と太陽歯車６の間に、プラネタリキャリア１０の保持孔１０ｂ内に保持された遊星歯車８が配置され、内歯歯車４と太陽歯車６とに噛み合っている。これら内歯歯車４、太陽歯車６および遊星歯車８はいずれも捩り歯を有している。前記プラネタリキャリア１０に形成された保持孔１０ｂの中心Ｏ２の位置を、プラネタリキャリア１０の厚さ方向の中心を通る線Ｃ２上よりも外側に配置するとともに、遊星歯車保持孔１０ｂの軸線Ｌ３を、前記プラネタリキャリア１０の回転中心となる軸線Ｌ１に対し傾斜させている。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えた車輌用差動歯車装置において、
前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の中心を、プラネタリキャリアの厚さ方向の中心を通る線よりも外側に配置したことを特徴とする車輌用差動歯車装置。
【請求項２】
内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えた車輌用差動歯車装置において、
前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の軸線を、プラネタリキャリアの回転軸線に対し傾斜させたことを特徴とする車輌用差動歯車装置。
【請求項３】
内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えた車輌用差動歯車装置において、
前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の中心を、プラネタリキャリアの厚さ方向の中心を通る線よりも外側に配置するとともに、この保持孔の軸線を、プラネタリキャリアの回転軸線に対して傾斜させたことを特徴とする車輌用差動歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は車輌用差動歯車装置に係り、特に、トルク感応型の差動制限機能を備えた遊星歯車式の車輌用差動歯車装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内周面に内歯が形成された内歯歯車と、この内歯歯車の内周側の同心円上に配置された太陽歯車と、前記内歯歯車および太陽歯車の間に配置され、これら両歯車に噛み合う複数の遊星歯車と、これら遊星歯車を保持して前記内歯歯車および太陽歯車の回転軸線を中心に公転させるとともに、各遊星歯車の自転を許容するプラネタリキャリアとを備え、例えば、前記プラネタリキャリアにエンジン側からの駆動を伝達するシャフトを連結するとともに、内歯歯車および太陽歯車を四輪駆動車の前後輪にそれぞれ連結した遊星歯車式の車輌用差動歯車装置はすでに知られている。
【０００３】
前記差動歯車装置のプラネタリキャリアは、一般に、前記内歯歯車と太陽歯車との間に挿入される円筒状の部分を有しており、図５に示すように、この円筒状の部分１１０ａに一定の間隔で遊星歯車保持孔１１０ｂを形成し、この保持孔１１０ｂ内に遊星歯車１０８を保持している。遊星歯車保持孔１１０ｂ内に保持されている遊星歯車１０８は、プラネタリキャリア１１０の内周側に配置された太陽歯車および外周側に配置された内歯歯車の両者に噛み合っているので、プラネタリキャリア１１０の円筒部１１０ａの肉厚は遊星歯車１０８の直径よりも小さくなっている。そして、プラネタリキャリア１１０に形成される遊星歯車保持孔１１０ｂの位置は、理論上の位置、つまり、プラネタリキャリア１１０の厚さ方向の中心を通る線Ｃ１上に遊星歯車１０８の中心Ｏ１が位置するように配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
遊星歯車機構を用いたトルク感応型の差動歯車装置では、一般に、遊星歯車を保持するプラネタリキャリアの保持孔の耐久性が最も弱い場合が多い。特に、前記のようにプラネタリキャリア１１０の遊星歯車保持孔１１０ｂが理論通りの位置に形成されていると、図６に示すように、駆動力（矢印Ｒ１）がかかったときに遊星歯車１０８からの反力Ａ１が保持孔１１０ｂの壁面の中央部よりも上方（半径方向外方側）に作用し、この部分に接触域１１６が発生する。この接触域１１６が保持孔１１０ｂの上端の角部に達すると、この角部が損傷されるおそれがあり、耐久性が著しく悪くなってしまう。
【０００５】
前記プラネタリキャリアの耐久性を向上させる対策として、例えば、保持孔の径を変更することによりプラネタリキャリアと遊星歯車との接触面積を調整することが行われている。この場合には、保持孔の径を大きくするに従って耐久性は向上する傾向にあるが、その反面バックラッシが大きくなるという問題が発生する。
【０００６】
また、前記内歯歯車、太陽歯車および遊星歯車１０８はいずれも捩り歯を有して噛み合っており、この遊星歯車１０８には、駆動反力の他に回転力（モーメント力）が発生するので、プラネタリキャリア１１０と遊星歯車１０８との接触域１１６が、図７に示すように、軸方向に対して角度を持つ、つまり、傾斜した状態で接触してしまう。その結果、接触域１１６が保持孔１１０ｂの半径方向外方側の角に達しやすく、しかも、軸方向に対して不均一な接触となってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、プラネタリキャリアに形成された保持孔とこの保持孔内に保持されている遊星歯車との接触域が、端部側に偏ることを防止して、接触面の負荷が均等になるように、遊星歯車保持孔の位置を調整することにより、プラネタリキャリアの耐久性を向上させることを可能にした車輌用差動歯車装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明に係る車輌用差動歯車装置は、内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えており、特に、前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の中心を、プラネタリキャリアの厚さ方向の中心を通る線よりも外側に配置したものである。
【０００９】
この発明に係る車輌用差動歯車装置では、保持孔の中心位置を理論上の位置からずらしてあるので、駆動力が作用した際のプラネタリキャリアの保持孔と遊星歯車との接触域が、プラネタリキャリアの保持孔の壁面の中央部寄りにずれ、保持孔の外側の角部に過大な力が作用することがなく、プラネタリキャリアの耐久性が向上する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えた車輌用差動歯車装置において、前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の軸線を、プラネタリキャリアの回転軸線に対し傾斜させて設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る車輌用差動歯車装置では、遊星歯車保持孔の軸線をプラネタリキャリアの軸線に対して傾斜させたことにより、駆動力が作用した際のプラネタリキャリアの保持孔と遊星歯車との接触域が、保持孔の壁面に対して傾斜しないように調整することができ、均一な接触を確保することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、内歯歯車と、この内歯歯車の内側の同心円上に配置された太陽歯車と、内歯歯車と太陽歯車との間に配置されこれら両歯車と噛み合ってトルクの伝達を行う遊星歯車と、この遊星歯車を保持する保持孔が形成されたプラネタリキャリアとを備えた車輌用差動歯車装置において、前記プラネタリキャリアに形成された保持孔の中心を、プラネタリキャリアの厚さ方向の中心を通る線よりも外側に配置するとともに、この保持孔の軸線を、プラネタリキャリアの回転軸線に対して傾斜させたことを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係る車輌用差動歯車装置では、請求項１に記載の発明の特徴と請求項２に記載の発明の特徴とを併せ持ち、従って、駆動力が作用した際のプラネタリキャリアの保持孔と遊星歯車との接触域が、プラネタリキャリアの保持孔の壁面の中央部寄りにずれ、保持孔の外側の角部に過大な力が作用することがなく、プラネタリキャリアの耐久性が向上するとともに、プラネタリキャリアの保持孔と遊星歯車との接触域が、保持孔の壁面に対して傾斜しないように調整することができ、均一な接触を確保することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る遊星歯車機構を備えた車輌用差動歯車装置の回転軸線Ｌ１に沿う断面図、図２は横断面図である。この差動歯車装置は、第１ハウジング２Ａと第２ハウジング２Ｂとを突き合わせて構成されたハウジング２の内部に、内歯歯車４、太陽歯車６、遊星歯車８およびこれら遊星歯車８を保持するプラネタリキャリア１０（図１には示していないが第１ハウジング２Ａと一体に構成されている）からなる遊星歯車機構が収容されている。
【００１５】
前記ハウジング２の内部に、内周面に内歯４ａが形成された内歯歯車４が回転自在に嵌合している。この内歯歯車４の内周側に、内歯歯車４の回転軸線Ｌ１と同一軸線を中心に回転する太陽歯車６が配置されている。この太陽歯車６は、外周面に歯６ａが形成された外歯歯車である。さらに、前記内歯歯車４と太陽歯車６との間に、プラネタリキャリア１０に保持された複数の遊星歯車８が配置されている。
【００１６】
プラネタリキャリア１０は、第１ハウジング２Ａの底面上に直立して形成された円筒状の部分１０ａを有しており、この円筒部１０ａに所定の間隔で複数の遊星歯車保持孔１０ｂが形成されている。これら各遊星歯車保持孔１０ｂ内にそれぞれ遊星歯車８が保持されており、その歯先８ａが保持孔１０ｂの内面に摺接する。
【００１７】
この実施の形態のプラネタリキャリア１０は、遊星歯車８を保持する保持孔１０ｂの位置が前記従来の構成と異なっている。この遊星歯車保持孔１０ｂの中心Ｏ２（図３参照）が、プラネタリキャリア１０の円筒部１０ａの厚さ方向の中心を通る線Ｃ２よりも半径方向の外側に位置している。また、図４に示すように、保持孔１０ｂの軸線Ｌ３を、前記プラネタリキャリア１０の回転軸線Ｌ１に対して傾斜させている。このように保持孔１０ｂの軸線Ｌ３を傾斜させることにより、駆動時に遊星歯車８に作用するモーメント力によって傾斜するプラネタリキャリア１０と遊星歯車８との接触域１６と平行になるように調整している。なお、図３では、保持孔１０ｂの位置を説明するために簡略化してあり、実際には図２に示すように円筒部１０ａに複数個の保持部１０ｂが形成されている。
【００１８】
プラネタリキャリア１０は、前記内歯歯車４および太陽歯車６の回転軸線Ｌ１を中心に回転し、このプラネタリキャリア１０の遊星歯車保持孔１０ｂ内に保持されている遊星歯車８は、プラネタリキャリア１０の回転によって、その中心軸線Ｌ２が前記プラネタリキャリア１０の回転軸線Ｌ１を中心に回転、つまり公転するとともに、プラネタリキャリア１０の前記遊星歯車保持孔１０ｂ内で、自らの軸線Ｌ２を中心に回転（自転）できるようになっている。この実施の形態では、これら内歯歯車４、太陽歯車６および遊星歯車８は、いずれも捩れ歯を有しており、各遊星歯車８がそれぞれ外周側の内歯歯車４と、内周側の太陽歯車６に噛み合っている。
【００１９】
前記内歯歯車４は、円筒状の部分４ｂとその一端部（図１の右端）側に形成された内周側へ延びる内向きフランジ部４ｃとを有しており、円筒状の部分４ｂの内周面に内歯４ａが、フランジ部４ｃの内周面にスプライン溝４ｄが形成されている。このフランジ部４ｃのスプライン溝４ｄに、出力部材１２の外周に形成されたスプライン溝１２ａが嵌合している。そして、この出力部材１２と太陽歯車６との間にワッシャ１４が介装されている。また、太陽歯車６と第１ハウジング２Ａの間および出力部材１２と第２ハウジング２Ｂとの間にもそれぞれワッシャ１９、２１が配置されている。さらに、前記プラネタリキャリア１０および遊星歯車８と、内歯歯車４のフランジ部４ｃの内面との間にワッシャ１８が介装され、また、このフランジ部４ｃの外面と第２ハウジング２Ｂとの間にもワッシャ１７が設けられている（図１参照）。
【００２０】
前記構成の車輌用差動歯車装置は、例えば、ハウジング２の外周側にエンジンからの駆動力が入力されるとともに、内歯歯車４にスプライン係合された出力部材１２の内周に形成されているスプライン溝１２ｂに、四輪駆動車の前後輪のいずれか一方を、そして、太陽歯車６の内周に形成されたスプライン溝６ｃに、前後輪の他方をそれぞれ接続する。
【００２１】
以上の構成に係る遊星歯車機構を備えた車輌用差動歯車装置の作用について、前述のように、ハウジング２、内歯歯車４および太陽歯車６にそれぞれ、四輪駆動車のエンジンおよび前後輪を接続した場合を例として説明する。通常の平坦路を直進走行している時には、前後の駆動輪は同一回転をしているため、内歯歯車４と遊星歯車８と太陽歯車６とは噛み合ったまま相対回転はせずに、この差動歯車装置全体が一体となって前記回転軸線Ｌ１を中心に公転する。
【００２２】
コーナリング時など前後駆動輪に回転差が生じたときには、プラネタリキャリア１０に保持された遊星歯車８が、前記回転軸線Ｌ１を中心に公転しつつその中心軸線Ｌ２を中心に自転することによって前記回転差を補正する。つまり、前後駆動輪の回転差により、これら駆動輪にそれぞれ接続されている内歯歯車４と太陽歯車６の一方が加速する方向に、他方が減速する方向に、前記遊星歯車８が自転することにより差動機能を行う。
【００２３】
四輪駆動車等での悪路走行時等において、前後輪のグリップ力に差が生じたときには、この差動歯車装置が差動制限を行う。つまり、各歯車４、６、８の噛み合いにより発生する摩擦力あるいは、内歯歯車４とハウジング２との摺動および太陽歯車６とハウジング２との摺動による摩擦力等によって、空転している方の駆動輪の回転力を減じ、その減じられたトルクをそのままトラクションの高い方の駆動輪に伝えることによりトルク分配機能、すなわち差動制限機能を行う。
【００２４】
具体的には、一方の駆動輪がスリップすると、内歯歯車４および太陽歯車６と噛み合う遊星歯車８が自転する。これら内歯歯車４、太陽歯車６および遊星歯車８はいずれも捩れ歯を有しており、相対回転すると、互いの回転反力により、軸方向のスラスト力が発生するとともに、プラネタリキャリア１０と遊星歯車８との当接面に摩擦力が発生する。この摩擦力が差動制限力となる。また、内歯歯車４および太陽歯車６は軸方向移動可能になっており、内歯歯車４のスラスト力は、第２ハウジング２Ｂの内面に設けたワッシャ１７およびプラネタリキャリア１０との間のワッシャ１８によって受けられ、太陽歯車６のスラスト力は第１ハウジング２Ａの内面に設けたワッシャ１９および出力部材１２との間のワッシャ１４によって受けられ、そのときに発生する摩擦力も差動制限力となる。さらに出力部材１２と第２ハウジング２Ｂとの間にもワッシャ２１が設けられており、前記ワッシャ１４および出力部材１２を介して伝えられた太陽歯車６からのスラスト力を受けるようになっている。
【００２５】
前記のようにこの差動歯車装置に駆動力がかかった場合（例えば、図３の矢印Ｒ２方向に駆動力が作用した場合）には、図３に示すように、遊星歯車８がプラネタリキャリア１０に形成された保持孔１０ｂの左側の側面に接触する。前述のように保持孔１０ｂはその中心Ｏ２がプラネタリキャリア１０の厚さ方向の中央部Ｃ２よりも外側に配置されており、この保持孔１０ｂ内に収容されている遊星歯車８は、前記側面の中央部寄りに接触する（接触部を符号１６、遊星歯車８からの反力を符号Ａ２で示す）。しかも、保持孔１０ｂの軸線Ｌ３が、図４に示すように、接触域１６に対して平行となるように傾斜させているので、プラネタリキャリア１０の保持孔１０ｂの側面と遊星歯車８との均一な接触を確保することができる。従って、前記側面の外周側端部に過大な負荷がかかることがなく、プラネタリキャリア１０の遊星歯車保持孔１０ｂの耐久性が向上する。また、この保持孔１０ｂに接触する遊星歯車８の耐久性も向上する。しかも、耐久性を向上させる構成にしても、バックラッシが増大するというような問題も発生しない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかる車輌用差動歯車装置では、プラネタリキャリアに形成された保持孔の遊星歯車との接触面の耐久性、およびこの保持孔に保持される遊星歯車の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る車輌用差動歯車装置の縦断面図である。
【図２】前記車輌用差動歯車装置の横断面図である。
【図３】前記車輌用差動歯車装置のプラネタリキャリアと遊星歯車との駆動時における位置関係を示す説明図である。
【図４】プラネタリキャリアに形成された保持孔の、遊星歯車との接触面を示す図である。
【図５】従来のプラネタリキャリアと遊星歯車との位置関係を示す説明図である。
【図６】図５の駆動時の状態を示す図である。
【図７】従来のプラネタリキャリアに形成された保持孔の、遊星歯車との接触面を示す図である。
【符号の説明】
Ｃ２  プラネタリキャリアの厚さ方向の中心線
Ｌ１  プラネタリキャリアの回転軸線
Ｌ３  遊星歯車保持孔の軸線
Ｏ２  遊星歯車保持孔の中心
４    内歯歯車
６    太陽歯車
８    遊星歯車
１０    プラネタリキャリア
１０ｂ  遊星歯車保持孔
【図１】
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【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】
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