(57)【要約】【課題】遊星歯車式差動歯車装置の差動制限機能の調整範囲を拡大する。【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の内周側の同心円上に太陽歯車６が回転自在に嵌合している。内歯歯車４と太陽歯車６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、前記内歯歯車４および太陽歯車６に噛み合っている。作動時には、内歯歯車４の一側面とハウジング２との摺動面４ｅ、２Ｂａおよび太陽歯車６の一側面とハウジング２との摺動面６ｂ、２Ａａの摩擦抵抗等により差動制限を行う。そして、前記摺動面４ｅ、２Ｂａ、６ｂ、２Ａａを、内歯歯車４および太陽歯車６の回転軸線Ｌ１に直交する平面に対し傾斜させことにより、摺動面における摩擦力を増大させる。【選択図】        図１
2004347012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング内に収容された内歯歯車と、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、前記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、遊星歯車を公転および自転可能に保持し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、
前記内歯歯車とハウジングとの摺動面および太陽歯車とハウジングとの摺動面の少なくともいずれか一方を、前記内歯歯車および太陽歯車の回転軸線に直角な平面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。
【請求項２】
前記摺動面を円錐形状としたことを特徴とする請求項１に記載の車輌用差動歯車装置。
【請求項３】
前記摺動面を球面形状としたことを特徴とする請求項１に記載の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】
図３は、前記のような遊星歯車式の車輌用差動歯車装置の一例を示すものであり、この図３により従来の差動歯車装置の構成について簡単に説明する。第１ハウジング１０２Ａと第２ハウジング１０２Ｂからなるハウジング１０２の内部に内歯歯車１０４が収容され、この内歯歯車１０４の内周側の同心円上に太陽歯車１０６が配置されている。これら内歯歯車１０４と太陽歯車１０６の間に、プラネタリキャリア（図示せず）に保持された複数個の遊星歯車１０８が配置され、両歯車１０４、１０６に噛み合っている。この発明の構成では、内歯歯車１０４、太陽歯車１０６および遊星歯車１０８がいずれも捩れ歯を有して互いに噛み合っている。なお、この図に示す例では、前記プラネタリキャリアが、ハウジング１０２（第１ハウジング１０２Ａ）に一体的に形成されている。
【０００４】
前記内歯歯車１０４は、円筒状の部分１０４ｂとその一端部（図２の右端）から内周側へ伸びる内向きフランジ部１０４ｃとを有しており、円筒状の部分１０４ｂの内周面に内歯１０４ａが、フランジ部１０４ｃの内周面にスプライン溝１０４ｄが形成されている。このフランジ部１０４ｃのスプライン溝１０４ｄに、出力部材１１２の外周に形成されたスプライン溝１１２ａが嵌合している。
【０００５】
前記構成の車輌用差動歯車装置では、例えば、プラネタリキャリアと一体のハウジング１０２に、エンジン側からの駆動を伝えるとともに、内歯歯車１０４にスプライン係合された出力部材１１２の内周に形成されているスプライン溝１１２ｂ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１０６の内周に形成されたスプライン溝１０６ｃに、前後輪の他方をそれぞれ連結する。
【０００６】
この車輌用差動歯車装置は、エンジンの駆動力が伝達されると、遊星歯車１０８を保持しているプラネタリキャリアが回転駆動され、良好な路面を直進しているときには、プラネタリキャリアに保持された遊星歯車１０８と、この遊星歯車１０８に噛み合う内歯歯車１０４および太陽歯車１０６が相対回転せずに一体的に回転する。また、コーナリング時等には、プラネタリキャリアに保持された遊星歯車１０８が自転することによって、内歯歯車１０４と太陽歯車１０６にそれぞれ連結されている前後駆動輪の回転差を補正する。
【０００７】
さらに、前後の路面のμが異なり、前後の駆動輪のグリップ力に相違が出たときには、互いに噛み合う捩れ歯同士の回転反力により発生する軸方向のスラスト力や、キャリアと遊星歯車１０８との当接面に発生する摩擦力、さらに、内歯歯車１０４のフランジ部１０４ｃとハウジング１０２（第２ハウジング１０２Ｂ）との摺動面および太陽歯車１０６の端面とハウジング１０２（第１ハウジング１０２Ａ）との摺動面における摩擦力等によってトルク分配、つまり差動制限を行う。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記構成に係る車輌用差動歯車装置では、内歯歯車１０４とハウジング１０２（第２ハウジング１０２Ｂ）との摺動面および太陽歯車１０６とハウジング１０２（第１ハウジング１０２Ａ）との摺動面は、いずれもこの差動歯車装置の回転軸線Ｌ１と直交する平面になっているので、これら摺動面の摩擦力を調整することは困難である。従って、差動制限機能の調整つまりロック率の調整は、主として、内歯歯車１０４、太陽歯車１０６および遊星歯車１０８の各歯車の捩れ角によって設定しているため、充分な調整幅を得ることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、歯車の諸元には関係しない部分で差動制限機能の調整を可能とし、歯車の捩れ角による調整と合わせて、差動制限機能（ロック率）を増大し、差動制限機能の調整範囲を拡大す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。
【００１０】
【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、ハウジング内に収容された内歯歯車と、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、前記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、遊星歯車を公転および自転可能に保持したプラネタリキャリアとを備えており、特に、前記内歯歯車とハウジングとの摺動面および太陽歯車とハウジングとの摺動面の少なくともいずれか一方を、前記内歯歯車および太陽歯車の回転軸線に直角な平面に対して傾斜させ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、内歯歯車とハウジングとの摺動面および太陽歯車とハウジングとの摺動面の少なくともいずれか一方をを傾斜させているため、摺動面積が増大するので、ロック率を増加させることができ、差動制限機能の調整幅を大きくすることができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明に係る車輌用差動歯車装置は、前記摺動面を円錐形状としたことを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明に係る車輌用差動歯車装置は、前記摺動面を球面形状としたことを特徴とするものである。
【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】
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に形成された遊星歯車保持孔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。
【００１８】
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。この出力部材１２と前記太陽歯車６との間にワッシャ１４が介装されている。また、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１６が介装されている（図１参照）。
【００１９】
前記内歯歯車４のフランジ部４ｃの背面（図１の右側の面）に、この差動歯車装置の回転軸線Ｌ１と直交する平面に対して傾斜した面（円錐形状の面）４ｅが形成されている。一方、この内歯歯車４の傾斜面４ｅが当接するハウジング２（第２ハウジング２Ｂ）の内面にも、前記傾斜面４ｅと同一の傾斜を有する傾斜面（円錐形状に凹陥した面）２Ｂａが形成されている。これら内歯歯車４の傾斜面４ｅと第２ハウジング２Ｂの傾斜面２Ｂａとが、この差動歯車装置の作動時の摺動面となる。
【００２０】
また、太陽歯車６の一方の側面（図１の左側の面）の外周部寄りに、前記回転軸線Ｌ１と直交する平面に対して傾斜した面（円錐形状の面）６ｂが形成されている。一方、この太陽歯車６の傾斜面６ｂが当接するハウジング２（第１ハウジング２Ａ）の内面にも、前記傾斜面６ｂと同一の傾斜を有する傾斜面２Ａａが形成されている。これら太陽歯車６の傾斜面６ｂと第１ハウジング２Ａの傾斜面２Ａａとが、この差動歯車装置の作動時の摺動面となる。
【００２１】
前記構成の車輌用差動歯車装置は、例えば、ハウジング２の外周側からエンジンの駆動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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
この実施の形態では、内歯歯車４の第２ハウジング２Ｂ側に形成された傾斜面４ｅとこの傾斜面４ｅに対向する第２ハウジング２Ｂの傾斜面２Ｂａ、および太陽歯車６の傾斜面６ｂとこの傾斜面６ｂに対向する第１ハウジング２Ａの傾斜面２Ａａとが、差動歯車装置の作動時の摺動面となり、それぞれのスラスト力Ｆ１と半径方向の分力Ｆ２との合力Ｆが、差動制限を行う摩擦抵抗力となる。
【００２７】
図３に示す従来の構成では、この差動歯車装置の回転軸線Ｌ１と直交する平面が、内歯歯車１０４と第２ハウジング１０２Ｂとの摺動面、太陽歯車１０６と第１ハウジング１０２Ａとの摺動面となっているため、差動制限を行うための摩擦抵抗力はスラスト力Ｆ１だけであったのに対し、この実施の形態の構成では摩擦抵抗力Ｆが大幅に増大する。このように差動制限のための摩擦抵抗力Ｆを増大することができるので、差動制限機能すなわちロック率の調整範囲を拡大することができる。また、差動制限機能の調整を、前記各歯車４、６、８の諸元とは別個に設定することができるので、現実の設計における適用性が拡大する。しかも、内歯歯車４と第２ハウジング２Ｂとの摺動面および太陽歯車６と第１ハウジング２Ａとの摺動面が円錐形状なので、自動調芯機能が期待できる。さらに、内歯歯車４および太陽歯車６とハウジング２（２Ａ、２Ｂ）との摺動面積が増加するので、焼き付き対策にも有効である。なお、前記内歯歯車４、太陽歯車６およびハウジング２の傾斜面４ｅ、２Ｂａ、６ｂ、２Ａａの大きさ（半径方向の幅）や傾斜角は、図示のものに限定されるものではなく、任意に設定することができる。従って、この傾斜面４ｅ、２Ｂａ、６ｂ、２Ａａの半径方向の幅および傾斜角等を変更することにより、摩擦力の大きさを調整することができ、差動制限機能の調整範囲を拡大することができる。
【００２８】
また、前記実施の形態では、内歯歯車４とハウジング２との摺動面および太陽歯車６とハウジング２との摺動面を、これら内歯歯車４および太陽歯車６の回転軸線Ｌ１と直交する面に対して傾斜させた円錐形状にしたが、必ずしも円錐形状である必要はなく、球面形状等であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内歯歯車とハウジングとの摺動面および太陽歯車とハウジングとの摺動面の少なくともいずれか一方を、前記内歯歯車および太陽歯車の回転軸線に直角な平面に対して傾斜させたことにより、差動制限機能の調整幅を大幅に拡大することができる。また、差動制限機能の調整を歯車諸元とは別個に設定することができるので、現実的な設計の適用性が広がる。さらに、摺動面による自動調芯機能が期待できる。また、摺動面積が増加するので、焼き付き対策にも有効である。
【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】従来の車輌用差動歯車装置の縦断面図である。
【符号の説明】
２      ハウジング
２Ａａ  ハウジングの太陽歯車との摺動面
２Ｂａ  ハウジングの内歯歯車との摺動面
４      内歯歯車
４ｅ    内歯歯車の摺動面
６      太陽歯車
６ｂ    太陽歯車の摺動面
８      遊星歯車
１０      プラネタリキャリア
【図１】
2004347012.tif 000003
【図２】
2004347012.tif 000004
【図３】
2004347012.tif 000005