JP2666227B2 - 遊星歯車に対する外側への分離力を有する差動歯車装置 - Google Patents
遊星歯車に対する外側への分離力を有する差動歯車装置Info
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- JP2666227B2 JP2666227B2 JP6511042A JP51104293A JP2666227B2 JP 2666227 B2 JP2666227 B2 JP 2666227B2 JP 6511042 A JP6511042 A JP 6511042A JP 51104293 A JP51104293 A JP 51104293A JP 2666227 B2 JP2666227 B2 JP 2666227B2
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
- F16H48/28—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears
- F16H48/285—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears with self-braking intermeshing gears having parallel axes and having worms or helical teeth
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、一対の出力軸を相互に連結するための遊
星歯車機構を有する差動歯車装置の分野に関する。
星歯車機構を有する差動歯車装置の分野に関する。
発明の背景 差動歯車装置は、ハウジング内に設けられた複数の構
成部品からなる遊星歯車機構を含む。遊星歯車機構は、
一対の出力軸を相互に連結する。遊星歯車機構は、出力
軸どうしがハウジングに関して互いに逆方向へ回転する
のを許容する。ハウジングが出力軸の共通軸線を中心と
して回転することができるよう、一つの入力軸がハウジ
ングに作用的に連結される。
成部品からなる遊星歯車機構を含む。遊星歯車機構は、
一対の出力軸を相互に連結する。遊星歯車機構は、出力
軸どうしがハウジングに関して互いに逆方向へ回転する
のを許容する。ハウジングが出力軸の共通軸線を中心と
して回転することができるよう、一つの入力軸がハウジ
ングに作用的に連結される。
遊星歯車機構のサイドギヤとも称される太陽歯車要素
は、出力軸の各端部に結合される。同機構のエレメント
ギヤとも称される遊星歯車要素は、サイドギヤを逆方向
へ相対回転し得るよう作用的に連結する。太陽歯車要素
は、出力軸の共通軸線を中心として出力軸とともに回転
する。しかしながら、遊星歯車は、共通軸線に対して各
種に偏心し、かつ傾斜した軸線を中心として回転する。
は、出力軸の各端部に結合される。同機構のエレメント
ギヤとも称される遊星歯車要素は、サイドギヤを逆方向
へ相対回転し得るよう作用的に連結する。太陽歯車要素
は、出力軸の共通軸線を中心として出力軸とともに回転
する。しかしながら、遊星歯車は、共通軸線に対して各
種に偏心し、かつ傾斜した軸線を中心として回転する。
平行軸差動歯車装置とも称される公知のタイプの差動
歯車装置は、互いに平行に延びる軸線上に配置された太
陽歯車と遊星歯車とを含み。このタイプの差動歯車装置
の遊星歯車は、一般に、ハウジング内に複数対設けられ
る。各遊星歯車の一部は一方のサイドギヤと噛み合い、
各遊星歯車の他の一部はその遊星歯車と対をなす遊星歯
車と噛み合う。
歯車装置は、互いに平行に延びる軸線上に配置された太
陽歯車と遊星歯車とを含み。このタイプの差動歯車装置
の遊星歯車は、一般に、ハウジング内に複数対設けられ
る。各遊星歯車の一部は一方のサイドギヤと噛み合い、
各遊星歯車の他の一部はその遊星歯車と対をなす遊星歯
車と噛み合う。
遊星歯車は、軸またはハウジング内に形成されたポケ
ットに個々に支持される。軸は、遊星歯車の両端部のと
ころのハウジングに形成された孔に支持される。ポケッ
トは、遊星歯車の歯の歯先面によって形成される遊星歯
車の円筒外周面を滑動可能に支持する軸受を提供する。
ットに個々に支持される。軸は、遊星歯車の両端部のと
ころのハウジングに形成された孔に支持される。ポケッ
トは、遊星歯車の歯の歯先面によって形成される遊星歯
車の円筒外周面を滑動可能に支持する軸受を提供する。
ハウジングのポケット内に個々に支持された遊星歯車
を有する平行軸差動歯車装置の一例がUS−A3706239（MY
ERS）に開示されている。ポケットは、Myersの差動歯車
装置における他の歯車据え付け面とともに、遊星歯車機
構の相対回転（すなわち、差動回転）に抵抗する摩擦面
を提供する。摩擦の大きさは、差動歯車装置のハウジン
グによって伝達される全駆動トルクに比例している。摩
擦は出力軸間のトルク差を維持するために使用される。
を有する平行軸差動歯車装置の一例がUS−A3706239（MY
ERS）に開示されている。ポケットは、Myersの差動歯車
装置における他の歯車据え付け面とともに、遊星歯車機
構の相対回転（すなわち、差動回転）に抵抗する摩擦面
を提供する。摩擦の大きさは、差動歯車装置のハウジン
グによって伝達される全駆動トルクに比例している。摩
擦は出力軸間のトルク差を維持するために使用される。
（MYERSの特許に開示されたもののように）差動回転
に対する摩擦抵抗を駆動トルクに比例して発生させる差
動歯車装置は、トルク分配差動歯車装置と称されてい
る。摩擦抵抗は、よりよい牽引力を有する駆動輪により
多くの駆動トルクを伝達することにより、一対の駆動輪
の等しくない駆動状態を埋め合わせるのに役立つ。旋回
時には、より多くの駆動トルクがより遅く回転する駆動
輪に伝達される。
に対する摩擦抵抗を駆動トルクに比例して発生させる差
動歯車装置は、トルク分配差動歯車装置と称されてい
る。摩擦抵抗は、よりよい牽引力を有する駆動輪により
多くの駆動トルクを伝達することにより、一対の駆動輪
の等しくない駆動状態を埋め合わせるのに役立つ。旋回
時には、より多くの駆動トルクがより遅く回転する駆動
輪に伝達される。
Myersの遊星歯車の二つの異なる箇所において歯に作
用する力は、ポケット内の遊星歯車を不整列状態にし、
あるいは傾けようとする。遊星歯車の不整列状態のある
ものは、差動回転に対する摩擦抵抗の増大を生じさせる
のに役立つが、遊星歯車を径方向において追加的に支持
するためのスペーサが必要となる。スペーサは、サイド
ギヤ間のポケットの開口部を閉じるアーチ状のセグメン
トを含む。
用する力は、ポケット内の遊星歯車を不整列状態にし、
あるいは傾けようとする。遊星歯車の不整列状態のある
ものは、差動回転に対する摩擦抵抗の増大を生じさせる
のに役立つが、遊星歯車を径方向において追加的に支持
するためのスペーサが必要となる。スペーサは、サイド
ギヤ間のポケットの開口部を閉じるアーチ状のセグメン
トを含む。
ハウジングのポケット内に設けられた遊星歯車を有す
る平行軸差動歯車装置の他の例が、この出願と共通に割
り当てられた特許であるUS−A5122101（TSENG）に開示
されている。遊星歯車は、ステム部によって分離された
二つの歯車部を有するいわゆる結合歯車として形成され
ている。各結合歯車の第１の歯車部は、一方のサイドギ
ヤとの噛み合い点と、対をなす結合歯車の第２の歯車部
との噛み合い点とを含む。各結合歯車の第２の歯車部
は、対をなす結合歯車の第１の歯車部との噛み合い点を
含む。対をなす結合歯車間の二つの噛み合い点は、対を
なす結合歯車とサイドギヤとの間の噛み合い点をサイド
ギヤの共通軸線に沿って跨ぐ。
る平行軸差動歯車装置の他の例が、この出願と共通に割
り当てられた特許であるUS−A5122101（TSENG）に開示
されている。遊星歯車は、ステム部によって分離された
二つの歯車部を有するいわゆる結合歯車として形成され
ている。各結合歯車の第１の歯車部は、一方のサイドギ
ヤとの噛み合い点と、対をなす結合歯車の第２の歯車部
との噛み合い点とを含む。各結合歯車の第２の歯車部
は、対をなす結合歯車の第１の歯車部との噛み合い点を
含む。対をなす結合歯車間の二つの噛み合い点は、対を
なす結合歯車とサイドギヤとの間の噛み合い点をサイド
ギヤの共通軸線に沿って跨ぐ。
結合歯車間の二つの噛み合い点は、結合歯車がそれぞ
れのポケット内において傾こうとする傾向を減少させる
が、共通軸線方向における結合歯車の移動は、サイドギ
ヤの歯との干渉を作り出す可能性がある。干渉は、結合
歯車とサイドギヤとの間のバックラッシュを減少させる
角度的または直線的な歯車の移動によって引き起こされ
る。バックラッシュの喪失は、歯車の噛み合う歯を互い
に束縛し、それにより歯車の歯の摩耗と歯の破損の可能
性を増大させ、かつ差動歯車装置の円滑でない挙動を作
り出す。
れのポケット内において傾こうとする傾向を減少させる
が、共通軸線方向における結合歯車の移動は、サイドギ
ヤの歯との干渉を作り出す可能性がある。干渉は、結合
歯車とサイドギヤとの間のバックラッシュを減少させる
角度的または直線的な歯車の移動によって引き起こされ
る。バックラッシュの喪失は、歯車の噛み合う歯を互い
に束縛し、それにより歯車の歯の摩耗と歯の破損の可能
性を増大させ、かつ差動歯車装置の円滑でない挙動を作
り出す。
発明の要約 この発明は、ハウジングのポケット内に設けられた遊
星歯車を有する平行軸差動歯車装置の改良を含む。その
差動歯車装置は、US−A5122101（TSENG）に開示された
差動歯車装置と同様な形態を有しており、歯車の望まし
い動作位置からの損害を受ける可能性のある移動に抵抗
するために、特別の関係が歯車列の設計と寸法とに観察
される。
星歯車を有する平行軸差動歯車装置の改良を含む。その
差動歯車装置は、US−A5122101（TSENG）に開示された
差動歯車装置と同様な形態を有しており、歯車の望まし
い動作位置からの損害を受ける可能性のある移動に抵抗
するために、特別の関係が歯車列の設計と寸法とに観察
される。
改良された差動歯車装置の一実施例は、駆動トルクに
より一対の出力軸の共通軸線を中心として回転可能であ
るハウジングを含む。一対のサイドギヤは、共通軸線を
中心として出力軸と共に回転するようにハウジング内に
配置される。一対またはそれ以上の対の結合歯車が、ハ
ウジング内に配置され、サイドギヤを作用的に結合する
別々の歯車列を形成する。同数の対のポケットがハウジ
ング内に形成され、結合歯車の対を共通軸線と平行に延
びるそれぞれの軸線を中心として回転可能に支持する。
より一対の出力軸の共通軸線を中心として回転可能であ
るハウジングを含む。一対のサイドギヤは、共通軸線を
中心として出力軸と共に回転するようにハウジング内に
配置される。一対またはそれ以上の対の結合歯車が、ハ
ウジング内に配置され、サイドギヤを作用的に結合する
別々の歯車列を形成する。同数の対のポケットがハウジ
ング内に形成され、結合歯車の対を共通軸線と平行に延
びるそれぞれの軸線を中心として回転可能に支持する。
各結合歯車は、一方のサイドギヤとの第１の噛み合い
係合点と、対をなす結合歯車との第２および第３の噛み
合い係合点とを有する。第２の噛み合い係合点は、第１
の噛み合い係合点から共通軸線に沿って第１の距離ａ離
れた箇所に位置させられており、第３の噛み合い点係合
は、第１の噛み合い係合点から共通軸線に沿って逆方向
へ第２の距離ｂ離れ箇所に位置させられている。第１の
距離ａは、第２の距離ｂより長くない。
係合点と、対をなす結合歯車との第２および第３の噛み
合い係合点とを有する。第２の噛み合い係合点は、第１
の噛み合い係合点から共通軸線に沿って第１の距離ａ離
れた箇所に位置させられており、第３の噛み合い点係合
は、第１の噛み合い係合点から共通軸線に沿って逆方向
へ第２の距離ｂ離れ箇所に位置させられている。第１の
距離ａは、第２の距離ｂより長くない。
第１の噛み合い係合点によって伝達される第１の径方
向荷重は、第１の噛み合い係合点を通る、共通軸線と結
合歯車の軸線との間の中心線に沿う分力Ws1を含む。第
２および第３の噛み合い係合点間に分割された第２の径
方向荷重は、中心線に沿う逆方向の分力Ws2を含む。結
合歯車の損傷を蒙らせる可能性のある移動は、第１およ
び第２の径方向荷重の分力Ws1,Ws2を次の不等式にした
がって関係付けることによって抵抗される。
向荷重は、第１の噛み合い係合点を通る、共通軸線と結
合歯車の軸線との間の中心線に沿う分力Ws1を含む。第
２および第３の噛み合い係合点間に分割された第２の径
方向荷重は、中心線に沿う逆方向の分力Ws2を含む。結
合歯車の損傷を蒙らせる可能性のある移動は、第１およ
び第２の径方向荷重の分力Ws1,Ws2を次の不等式にした
がって関係付けることによって抵抗される。
2aWs1≧（ａ＋ｂ）Ws2 二つの分力Ws1,Ws2は、三つの噛み合い係合点におけ
る噛み合い歯面間の横断圧力角phitの関数である。分力
Ws1,Ws2間の上記の関係を満足するのに十分な大きさの
横断圧力角phitは、次の不等式によって与えられる。
る噛み合い歯面間の横断圧力角phitの関数である。分力
Ws1,Ws2間の上記の関係を満足するのに十分な大きさの
横断圧力角phitは、次の不等式によって与えられる。
tan（phit）≧cos（theta）／［｛2a/（ａ＋ｂ）｝sin（theta）］ ここで、thetaは、中心線と、サイドギヤおよび結合
歯車の横断平面に投影された第２および第３の噛み合い
係合点を通り共通軸線に対して垂直に延びる径方向の線
との間に形成される角度として定義される。
歯車の横断平面に投影された第２および第３の噛み合い
係合点を通り共通軸線に対して垂直に延びる径方向の線
との間に形成される角度として定義される。
図面 図１は、この発明が実施されるタイプの差動歯車装置の
斜視図であって、この図では遊星歯車列を示すためにハ
ウジングの一部が取り除かれている。
斜視図であって、この図では遊星歯車列を示すためにハ
ウジングの一部が取り除かれている。
図２は、図１に示す差動歯車装置の２−２線に沿う横
断面図である。
断面図である。
図３は、図１に示す遊星歯車列の概略図であって、こ
の図では各歯車がそれぞれの設置位置から共通の軸方向
平面に展開させられている。
の図では各歯車がそれぞれの設置位置から共通の軸方向
平面に展開させられている。
図４は、同遊星歯車列が正規の設置位置にある場合に
図２と同様の横断平面に現れる同遊星歯車列の拡大概略
図である。
図２と同様の横断平面に現れる同遊星歯車列の拡大概略
図である。
詳細な説明 図１および図２には、共通に割り当てられた米国特許
第5122101号に開示された差動歯車装置と同様の平行軸
差動歯車装置が示されている。この米国特許は、参照と
してここに取り入れられている。差動歯車装置はハウジ
ング12を有しており、ハウジングは共通軸線18を中心と
して回転可能である二つの出力軸14,16の端部を受け入
れるとともに支持する。ハウジング12の一部として形成
されたフランジ20は、ハウジング12に駆動力を伝達する
ためのリングギヤ（図示せず）を取り付けることができ
るようになっている。
第5122101号に開示された差動歯車装置と同様の平行軸
差動歯車装置が示されている。この米国特許は、参照と
してここに取り入れられている。差動歯車装置はハウジ
ング12を有しており、ハウジングは共通軸線18を中心と
して回転可能である二つの出力軸14,16の端部を受け入
れるとともに支持する。ハウジング12の一部として形成
されたフランジ20は、ハウジング12に駆動力を伝達する
ためのリングギヤ（図示せず）を取り付けることができ
るようになっている。
出力軸14,16の端部には、遊星歯車機構内の太陽歯車
として機能するサイドギヤ22,24が連結されている。遊
星歯車の対として機能する三対の結合歯車26,28;30,32;
34,36がハウジング12内に配置されており、それらはサ
イドギヤ22,24を共通軸線18を中心として逆方向へ回転
させる別々の歯車列を形成する。図示の差動歯車装置10
は、三対の結合歯車を有しているが、二つのサイドギヤ
を同様に結合するためにそれより多くのまたはそれより
少ない結合歯車の対を用いてもよい。
として機能するサイドギヤ22,24が連結されている。遊
星歯車の対として機能する三対の結合歯車26,28;30,32;
34,36がハウジング12内に配置されており、それらはサ
イドギヤ22,24を共通軸線18を中心として逆方向へ回転
させる別々の歯車列を形成する。図示の差動歯車装置10
は、三対の結合歯車を有しているが、二つのサイドギヤ
を同様に結合するためにそれより多くのまたはそれより
少ない結合歯車の対を用いてもよい。
個々の結合歯車26,28,30,32,34および36は、ポケット
38,40,42,44,46および48内に配置されており、各ポケッ
トはハウジング12内に結合歯車の円筒外面を支持する支
持面を形成する。ポケット38,40,42,44,46および48は、
ハウジング12内に配置されており、結合歯車26,28,30,3
2,34および36を共通軸線18と平行に延びるそれぞれの軸
線50,52,54,56,58および60を中心として回転可能に支持
する。
38,40,42,44,46および48内に配置されており、各ポケッ
トはハウジング12内に結合歯車の円筒外面を支持する支
持面を形成する。ポケット38,40,42,44,46および48は、
ハウジング12内に配置されており、結合歯車26,28,30,3
2,34および36を共通軸線18と平行に延びるそれぞれの軸
線50,52,54,56,58および60を中心として回転可能に支持
する。
結合歯車26,30および34はサイドギヤ22と噛み合い、
結合歯車28,32および36はサイドギヤ24と噛み合う。第
１の対の結合歯車26,28、第２の対の結合歯車30,32およ
び第３の対の結合歯車34,36は、二つの異なる箇所で互
いに噛み合う。サイドギヤ22,24を相互に結合する歯車
列の一つを構成する結合歯車26,28の噛み合い関係が図
３に示されている。図３においては、単純化するために
歯車列が展開されており、全ての歯車の軸線18,50,52が
一つの平面に示され、共通軸線18は図示のように分割さ
れている。
結合歯車28,32および36はサイドギヤ24と噛み合う。第
１の対の結合歯車26,28、第２の対の結合歯車30,32およ
び第３の対の結合歯車34,36は、二つの異なる箇所で互
いに噛み合う。サイドギヤ22,24を相互に結合する歯車
列の一つを構成する結合歯車26,28の噛み合い関係が図
３に示されている。図３においては、単純化するために
歯車列が展開されており、全ての歯車の軸線18,50,52が
一つの平面に示され、共通軸線18は図示のように分割さ
れている。
各結合歯車26,28は、ステム部によって分離された二
つの歯車部を有している。例えば、結合歯車26は、サイ
ドギヤ22および対をなす結合歯車28の第２の歯車部70の
両方と噛み合う第１の歯車部62、対をなす結合歯車28の
第１の歯車部68と噛み合う第２の歯車部64、およびサイ
ドギヤ24との間に隙間を提供するステム部66を有してい
る。同様に、結合歯車28の第１の歯車部68はサイドギヤ
24と噛み合い、同結合歯車のステム部はサイドギヤ22と
の間に隙間を提供する。
つの歯車部を有している。例えば、結合歯車26は、サイ
ドギヤ22および対をなす結合歯車28の第２の歯車部70の
両方と噛み合う第１の歯車部62、対をなす結合歯車28の
第１の歯車部68と噛み合う第２の歯車部64、およびサイ
ドギヤ24との間に隙間を提供するステム部66を有してい
る。同様に、結合歯車28の第１の歯車部68はサイドギヤ
24と噛み合い、同結合歯車のステム部はサイドギヤ22と
の間に隙間を提供する。
また、各結合歯車26,28は、三つの噛み合い係合点
（すなわち、接触点）を有している。例えば、結合歯車
26,28は、サイドギヤ22,24との第１の噛み合い係合点7
4,76を有するとともに、相手どうしとの第２および第３
の噛み合い係合点78,80を有している（第３の噛み合い
係合点80は、請求項８における第２の噛み合い係合点に
対応している。）。第１の噛み合い係合点74,76は、サ
イドギヤの面幅の中間に位置している。第２および第３
の噛み合い係合点78,80は、第２の歯車部の面幅の中間
に位置している。
（すなわち、接触点）を有している。例えば、結合歯車
26,28は、サイドギヤ22,24との第１の噛み合い係合点7
4,76を有するとともに、相手どうしとの第２および第３
の噛み合い係合点78,80を有している（第３の噛み合い
係合点80は、請求項８における第２の噛み合い係合点に
対応している。）。第１の噛み合い係合点74,76は、サ
イドギヤの面幅の中間に位置している。第２および第３
の噛み合い係合点78,80は、第２の歯車部の面幅の中間
に位置している。
横断平面82,84,86,および88は、図３において各噛み
合い係合点78,74,76および80を横切る稜線として現れて
いる。第２および第３の噛み合い係合点78,80は、第１
の噛み合い係合点74から共通軸線18に沿ってそれぞれ距
離a1およびa2だけ離れて位置しており、他方の第１の噛
み合い係合点76から共通軸線18に沿ってそれぞれ距離b2
およびa2だけ離れて位置している。単純にするために、
距離a1およびa2またはそれらの平均値は、距離ａに等し
いものとみなすことができる。同様に、距離b1およびb2
またはそれらの平均値は距離ｂに等しいものとみなすこ
とができる。
合い係合点78,74,76および80を横切る稜線として現れて
いる。第２および第３の噛み合い係合点78,80は、第１
の噛み合い係合点74から共通軸線18に沿ってそれぞれ距
離a1およびa2だけ離れて位置しており、他方の第１の噛
み合い係合点76から共通軸線18に沿ってそれぞれ距離b2
およびa2だけ離れて位置している。単純にするために、
距離a1およびa2またはそれらの平均値は、距離ａに等し
いものとみなすことができる。同様に、距離b1およびb2
またはそれらの平均値は距離ｂに等しいものとみなすこ
とができる。
図４には、サイドギヤ24と二つの結合歯車26,28が、
半径r1およびr2を有する等価のピッチ円として描かれて
いる。二つの結合歯車のピッチ円半径r2は等しい。中心
線78は、共通軸線18と結合歯車26の軸線50を横切る。径
方向の線92は、共通軸線18から第２および第３の噛み合
い係合点78,80を通って延びる。第２および第３の噛み
合い係合点は、横断平面に共通のピッチ点として投影さ
れる。角度thetaは、中心線90と径線92との間の角度と
して定義され、次のように算出される。
半径r1およびr2を有する等価のピッチ円として描かれて
いる。二つの結合歯車のピッチ円半径r2は等しい。中心
線78は、共通軸線18と結合歯車26の軸線50を横切る。径
方向の線92は、共通軸線18から第２および第３の噛み合
い係合点78,80を通って延びる。第２および第３の噛み
合い係合点は、横断平面に共通のピッチ点として投影さ
れる。角度thetaは、中心線90と径線92との間の角度と
して定義され、次のように算出される。
sin（theta）＝r2/（r1＋r2） 図を単純化するために、一つの作用線94が第１の噛み
合い係合点74（この噛み合い係合点もピッチ点として投
影されている。）と、第２および第３の噛み合い係合点
78,80とを通って描かれている。しかしながら、噛み合
い歯面96,98の接触面に対する傾斜角度は、異なる横断
圧力角phit1,phit2によって示されている。
合い係合点74（この噛み合い係合点もピッチ点として投
影されている。）と、第２および第３の噛み合い係合点
78,80とを通って描かれている。しかしながら、噛み合
い歯面96,98の接触面に対する傾斜角度は、異なる横断
圧力角phit1,phit2によって示されている。
噛み合い歯面96,98間に伝達される歯の荷重は、結合
歯車26に作用する径方向荷重Wr1,Wr2を生じさせる。二
つの径方向荷重Wr1,Wr2は、結合歯車26の軸線50上から
引き出されており、作用線94に沿っているが互いに逆方
向を向いている。径方向荷重Wr1は、中心線90に沿う分
力Ws1を有しており、この分力Ws1は、横断圧力角phit1
の関数として次のように決定される。
歯車26に作用する径方向荷重Wr1,Wr2を生じさせる。二
つの径方向荷重Wr1,Wr2は、結合歯車26の軸線50上から
引き出されており、作用線94に沿っているが互いに逆方
向を向いている。径方向荷重Wr1は、中心線90に沿う分
力Ws1を有しており、この分力Ws1は、横断圧力角phit1
の関数として次のように決定される。
Ws1＝Wr1sin（phit1） 同様に、径方向荷重Wr2は、同中心線90に沿う分力Ws2
を有するものとみなすことができる。しかしながら、分
力Ws2は、横断圧力角phit2と角度thetaの両方の関数と
して次のように決定される。
を有するものとみなすことができる。しかしながら、分
力Ws2は、横断圧力角phit2と角度thetaの両方の関数と
して次のように決定される。
Ws2＝Wr2cos（phit2＋theta） 分極Ws1は、中心線90に沿って作用する全荷重が結合
歯車26をサイドギヤ22から離れるように押してポケット
38と係合させるよう、分力Ws2より大きい方が望まし
い。しかしながら、分極Ws2の大きさより僅かに大きい
分力Ws1の大きさは、結合歯車26が共通軸線18と中心線9
0との両方に垂直である軸線の回りに傾斜するのを防止
するのに必ずしも十分ではない。
歯車26をサイドギヤ22から離れるように押してポケット
38と係合させるよう、分力Ws2より大きい方が望まし
い。しかしながら、分極Ws2の大きさより僅かに大きい
分力Ws1の大きさは、結合歯車26が共通軸線18と中心線9
0との両方に垂直である軸線の回りに傾斜するのを防止
するのに必ずしも十分ではない。
結合歯車26,28が二つの噛み合い係合点78,80を有して
いるので、分力Ws2は図３に示す横断平面82,88内の二つ
の噛み合い点間に分割される。力の異なる分割は可能で
あるが、分力Ws2は、平均して、二つの横断平面82,88間
に等しく分割されるものと予想される。噛み合い点80で
の分力Ws2の等分割は、噛み合い点78において結合歯車2
6にモーメントMabを発生させる。このモーメントは、距
離a,bとの次の積に等しい。
いるので、分力Ws2は図３に示す横断平面82,88内の二つ
の噛み合い点間に分割される。力の異なる分割は可能で
あるが、分力Ws2は、平均して、二つの横断平面82,88間
に等しく分割されるものと予想される。噛み合い点80で
の分力Ws2の等分割は、噛み合い点78において結合歯車2
6にモーメントMabを発生させる。このモーメントは、距
離a,bとの次の積に等しい。
Mab＝（ａ＋ｂ）Ws2/2 しかしながら、分力Ws1は、短い距離ａの分だけモー
メントMabに対抗するのに効果的である。対抗モーメン
トMaは、次の等式によって決定される。
メントMabに対抗するのに効果的である。対抗モーメン
トMaは、次の等式によって決定される。
Ma＝aWs1 したがって、結合歯車26が共通軸線18と中心線90との
両方に垂直である軸線に対して傾斜することに抵抗する
ために、モーメントMaの大きさは、モーメントMabの大
きさより小さくてはならず、それらの関係は、他の条件
がなければ、次の不等式によって表すことができる。
両方に垂直である軸線に対して傾斜することに抵抗する
ために、モーメントMaの大きさは、モーメントMabの大
きさより小さくてはならず、それらの関係は、他の条件
がなければ、次の不等式によって表すことができる。
2aWs1≧（ａ＋ｂ）Ws2 結合歯車26に作用する摩擦を無視するならば、二つの
横断圧力角phit1,phit2と等しいかあるいはそれらの平
均値である横断圧力角phitは、次の不等式にしたがって
決定することができる。
横断圧力角phit1,phit2と等しいかあるいはそれらの平
均値である横断圧力角phitは、次の不等式にしたがって
決定することができる。
tan（phit）≧cos（theta）／［｛2a/（ａ＋ｂ）｝＋sin（theta）］ 距離a,bが等しいとき、横断圧力角phitの最小値は、
次のような決定することができる。
次のような決定することができる。
tan（phit）≧cos（theta）／｛１＋sin（theta）｝ この発明の実施に関連する上記の関係は、結合歯車が
ポケット内の望ましい動作位置から外れて損傷を受ける
ことがあるかもしれないように動くことに抵抗するため
の一般的な指針を提供する。しかしながら、この発明に
おいてそれらの関係を巧妙に設定しようとすると、摩擦
を含む他の要因が結合歯車の動作位置に影響を及ぼすこ
とを理解するであろうし、上記の関係はそれらの要因に
対しても責任をもつようにさらに発展させることができ
る。
ポケット内の望ましい動作位置から外れて損傷を受ける
ことがあるかもしれないように動くことに抵抗するため
の一般的な指針を提供する。しかしながら、この発明に
おいてそれらの関係を巧妙に設定しようとすると、摩擦
を含む他の要因が結合歯車の動作位置に影響を及ぼすこ
とを理解するであろうし、上記の関係はそれらの要因に
対しても責任をもつようにさらに発展させることができ
る。
Claims (17)
- 【請求項１】駆動トルクにより一対の出力軸の共通軸線
を中心として回転するハウジングと、 上記共通軸線を中心として上記出力軸と共に回転するよ
うに、上記ハウジング内に配置された一対のサイドギヤ
と、 上記サイドギヤを作用的に結合するように、上記ハウジ
ング内に配置された少なくとも一対の結合歯車と、 上記ハウジングに形成され、上記結合歯車の対を上記共
通軸線と平行に延びるそれぞれの軸線を中心として回転
するように支持する少なくとも一対のポケットとを備
え、 上記結合歯車の一方が、上記サイドギヤの一方との第１
の噛み合い係合点と、対をなす結合歯車との第２および
第３の噛み合い係合点とを有し、 上記第２の噛み合い係合点が、上記第１の噛み合い係合
点から上記共通軸線に沿って第１の距離ａ離れて配置さ
れ、上記第３の噛み合い係合点が、上記第１の噛み合い
係合点から上記共通軸線に沿って反対方向へ第２の距離
ｂ離れて配置され、上記第１の距離ａが上記第２の距離
ｂ以下であり、 上記第１の噛み合い係合点が、上記共通軸線と上記一方
の結合歯車の軸線との間の中心線に沿う分力Ws1を含む
第１の径方向荷重を伝達するように配置され、 上記第２および第３の噛み合い係合点が、上記中心線に
沿う逆方向への分力Ws2を含む結合された第２の径方向
荷重を伝達するように配置され、 上記第１および第２の径方向荷重の分力Ws1およびWs2が
次の不等式によって関連付けられている差動歯車装置。 2aWs1≧（ａ＋ｂ）Ws2 - 【請求項２】上記第１の径方向荷重の分力Ws1が次の関
係式にしたがって決定される請求項１の差動歯車装置。 Ws1＝Wr1sin（phit1） ここで、phit1は上記第１の噛み合い係合点における噛
み合い歯面の横断圧力角である。 - 【請求項３】上記第２の径方向荷重の分力Ws2が次の関
係式にしたがって決定される請求項２の差動歯車装置。 Ws2＝Wr2cos（phit2＋theta） ここで、phit2は上記第２および第３の噛み合い係合点
における噛み合い歯面の平均横断圧力角であり、theta
は、上記共通軸線と、上記共通軸線と直交する横断平面
に投影された第２および第３の噛み合い係合点と上記共
通軸線とを結合する径方向線との間に形成される角度で
ある。 - 【請求項４】横断圧力角phitが二つの横断圧力角ph
it1、phit2の平均値であり、次の不等式にしたがって角
度thetaに関係付けられている請求項３の差動歯車装
置。 tan（phit）≧cos（theta）／［｛2a/（ａ＋ｂ）｝＋sin（theta）］ - 【請求項５】横断圧力角phitが次の不等式にしたがって
角度thetaにさらに関係付けられている請求項４の差動
歯車装置。 tan（phit）≧cos（theta）／｛１＋sin（theta）｝ - 【請求項６】上記結合歯車の各々がステム部によって分
離された二つの歯車部を含み、上記第１の径方向荷重の
分力Ws1が、上記一方の結合歯車の上記歯車部の両方を
上記ポケットの一方と摩擦係合させるように押圧するの
に十分な大きさである請求項１の差動歯車装置。 - 【請求項７】上記第１の径方向荷重の分力Ws1が、上記
一方の結合歯車がそのポケット内において上記中心線と
上記共通軸線との両方と直交する方向に延びる軸線の回
りに傾くのを防止するのに十分な大きさである請求項６
の差動歯車装置。 - 【請求項８】駆動トルクにより一対の出力軸の共通軸線
を中心として回転するハウジングと、 上記ハウジング内に配置され、上記共通軸線を中心とし
て上記出力軸と共に回転するようにそれらの端部を受け
入れる一対の第１および第２のサイドギヤと、 上記共通軸線と平行に延びるそれぞれの軸線を中心とし
て回転するように上記ハウジング内に配置された少なく
とも一対の第１および第２の遊星歯車とを備え、 上記第１の遊星歯車が、上記第２のサイドギヤを跨ぐス
テム部によって分離された第１および第２の歯車部を含
み、 上記第１の歯車部が上記第１のサイドギヤとの第１の噛
み合い係合点を有し、 上記第２の歯車部が上記第２の遊星歯車との第２の噛み
合い係合点を有し、 中心線が、上記共通軸線と直交する横断平面内において
上記共通軸線と上記第１の遊星歯車の軸線との両方を通
って延び、 径方向の線が、上記共通軸線と上記横断平面に投影され
た上記第１の遊星歯車の上記第２の噛み合い係合点との
両方を通って延び、 角度thetaが上記中心線と上記径方向の線との間に形成
され、 上記第１および第２の噛み合い係合点における噛み合い
歯面間の平均横断圧力角phitが次の不等式にしたがって
決定される差動歯車装置。 tan（phit）≧cos（theta）／｛１＋sin（theta）｝ - 【請求項９】駆動トルクにより一対の出力軸の共通軸線
を中心として回転するハウジングと、 上記ハウジング内に配置され、上記共通軸線を中心とし
て上記出力軸と共に回転するようにそれらの端部を受け
入れる一対の第１および第２のサイドギヤと、 上記共通軸線と平行に延びるそれぞれの軸線を中心とし
て回転するように上記ハウジング内に配置された少なく
とも一対の第１および第２の遊星歯車とを備え、 上記第１の遊星歯車が、上記第２のサイドギヤを跨ぐス
テム部によって分離された第１および第２の歯車部を含
み、 上記第１の歯車部が上記第１のサイドギヤとの第１の噛
み合い係合点と、上記第２の遊星歯車との第２の噛み合
い係合点を有し、上記第２の歯車部が上記第２の遊星歯
車との第３の噛み合い係合点を有し、 上記第２の噛み合い係合点が上記第１の噛み合い係合点
から上記共通軸線に沿って第１の距離ａ離れて配置さ
れ、上記第３の噛み合い係合点が上記第１の噛み合い係
合点から上記共通軸線に沿って反対方向へ第２の距離ｂ
離れて配置され、 中心線が、上記共通軸線と直交する横断平面内において
上記共通軸線と上記第１の遊星歯車の軸線との両方を通
って延び、 径方向の線が、上記共通軸線と上記横断平面に投影され
た上記第１の遊星歯車の上記第２および第３の噛み合い
係合点との両方を通って延び、 角度thetaが上記中心線と上記径方向の線との間に形成
され、 上記第１、第２および第３の噛み合い係合点における噛
み合い歯面間の平均横断圧力角phitが次の不等式にした
がって決定される差動歯車装置。 tan（phit）≧cos（theta）／［｛2a/（ａ＋ｂ）｝＋sin（theta）］ - 【請求項１０】上記第２のザイドギヤが第１のピッチ円
半径r1を有し、上記第１の遊星歯車が第２のピッチ円半
径r2を有し、上記角度thetaが上記第１および第２のピ
ッチ円半径r1,r2に次のように関係している請求項８ま
たは９の差動歯車装置。 sin（theta）＝r2/（r1＋r2） - 【請求項１１】上記第１の距離ａが上記第２の距離ｂよ
り小さい請求項９の差動歯車装置。 - 【請求項１２】上記第１の噛み合い係合点によって伝達
される第１の径方向荷重Wr1が上記中心線に沿う分力Ws1
を含み、上記第２および第３の噛み合い係合点によって
伝達される結合された第２の径方向荷重Wr2が上記中心
線に沿う反対方向の分力Ws2を含む請求項９の差動歯車
装置。 - 【請求項１３】上記第１の径方向荷重の分力Ws1が次の
関係にしたがって決定される請求項12の差動歯車装置。 Ws1＝Wr1sin（phit） - 【請求項１４】上記結合された第２の径方向荷重の分力
Ws2が次の関係にしたがって決定される請求項13の差動
歯車装置。 Ws2＝Wr2cos（phit＋theta） - 【請求項１５】上記第１の径方向荷重の分力Ws1が上記
第２の係合点に次の第１のモーメントMaを発生させる請
求項14の差動歯車装置。 Ma＝aWs1 - 【請求項１６】上記結合された第２の径方向荷重の分力
Ws2が上記第２の係合点に次の第２の反対方向のモーメ
ントMabを発生させる請求項15の差動歯車装置。 Mab＝（ａ＋ｂ）Ws2/2 - 【請求項１７】上記第１のモーメントMaが上記第２のモ
ーメントMabより大きい請求項16の差動歯車装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US969,727 | 1992-10-30 | ||
| US07/969,727 US5244440A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Differential with outwardly directed planetary gear separating forces |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08502119A JPH08502119A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2666227B2 true JP2666227B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=25515913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6511042A Expired - Lifetime JP2666227B2 (ja) | 1992-10-30 | 1993-09-02 | 遊星歯車に対する外側への分離力を有する差動歯車装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5244440A (ja) |
| EP (1) | EP0665930B1 (ja) |
| JP (1) | JP2666227B2 (ja) |
| AU (1) | AU5125393A (ja) |
| CA (1) | CA2140429A1 (ja) |
| DE (1) | DE69318721T2 (ja) |
| WO (1) | WO1994010479A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5346443A (en) * | 1993-02-23 | 1994-09-13 | Zexel-Gleason Usa, Inc. | Parallel-axis gear differential with limited edge contact between gear members |
| US5462497A (en) * | 1993-05-06 | 1995-10-31 | Zexel Torsen Inc | Controllable parallel axis differential |
| US5433673A (en) * | 1993-05-06 | 1995-07-18 | Zexel Torsen Inc. | Differential with pivotable gear mountings |
| JPH07317878A (ja) * | 1994-05-30 | 1995-12-08 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | デファレンシャル装置 |
| JPH0868453A (ja) * | 1994-06-23 | 1996-03-12 | Tochigi Fuji Ind Co Ltd | デファレンシャル装置 |
| US5711737A (en) * | 1994-09-11 | 1998-01-27 | Tochigi Fuji Sangyo Kabushiki Kaisha | Differential apparatus |
| DE19541087A1 (de) * | 1994-11-04 | 1996-05-09 | Zexel Corp | Parallelachsendifferential |
| US5524080A (en) * | 1994-11-22 | 1996-06-04 | Zexel Torsen Inc. | Traction control with variable threshold |
| US5671144A (en) * | 1995-05-01 | 1997-09-23 | Zexel Torsen Inc. | Combined power limiting and power distributing traction control system for improving vehicle performance in turns |
| US6402656B1 (en) | 2000-03-03 | 2002-06-11 | Mark Peralta | Limited slip differential |
| US6325737B1 (en) | 2000-03-22 | 2001-12-04 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Helical gear differential with geared lube pump |
| CN100350175C (zh) * | 2003-10-31 | 2007-11-21 | 明基电通股份有限公司 | 齿轮组合及将该齿轮组合组装至一平面上的组装程序 |
| US9347542B2 (en) * | 2008-09-30 | 2016-05-24 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Parallel-axis helical differential assembly |
| CN102317584A (zh) * | 2008-12-11 | 2012-01-11 | 美国光洋轴承有限责任公司 | 紧凑的电动凸轮相位器 |
| DE102012222275A1 (de) * | 2012-12-05 | 2014-06-05 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Planetengetriebe |
| US9803737B2 (en) | 2015-11-02 | 2017-10-31 | Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc | Limited slip inter-axle differential |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1108800A (en) * | 1913-01-29 | 1914-08-25 | Andrew O Shrader | Differential locking-gearing. |
| US2269734A (en) * | 1939-09-18 | 1942-01-13 | Lyman S Powell | Differential |
| US3292456A (en) * | 1964-04-30 | 1966-12-20 | Illinois Tool Works | Spin limiting differential |
| US3706230A (en) * | 1971-01-05 | 1972-12-19 | Nasa | Rotary actuator |
| US3706239A (en) * | 1971-02-09 | 1972-12-19 | Boise Cascade Corp | Pinion differential mechanism having internal bias torque |
| US3738192A (en) * | 1971-06-29 | 1973-06-12 | Illinois Tool Works | Limited slip differential mechanisms |
| US4365524A (en) * | 1980-09-05 | 1982-12-28 | Tractech, Inc. | Torque-proportioning differential with wedge block thrust bearing means |
| US4762023A (en) * | 1984-12-11 | 1988-08-09 | Ivy Jessie T | Vehicle differential which distributes torque between vehicle wheels in accordance with operating demands |
| IT1240554B (it) * | 1989-09-22 | 1993-12-17 | Voith Gmbh J M | Differenziale a bloccaggio automatico |
| DE4013202A1 (de) * | 1990-04-25 | 1991-10-31 | Viscodrive Gmbh | Differentialgetriebe |
| JP2971920B2 (ja) * | 1990-07-18 | 1999-11-08 | 栃木富士産業株式会社 | 遊星歯車式差動装置 |
| US5122101A (en) * | 1991-07-25 | 1992-06-16 | Zexel-Gleason Usa, Inc. | Parallel-axis combination gear differential |
-
1992
- 1992-10-30 US US07/969,727 patent/US5244440A/en not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-09-02 WO PCT/US1993/008280 patent/WO1994010479A1/en active IP Right Grant
- 1993-09-02 EP EP93922148A patent/EP0665930B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-02 US US08/495,417 patent/US5533944A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-02 JP JP6511042A patent/JP2666227B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1993-09-02 AU AU51253/93A patent/AU5125393A/en not_active Abandoned
- 1993-09-02 CA CA002140429A patent/CA2140429A1/en not_active Abandoned
- 1993-09-02 DE DE69318721T patent/DE69318721T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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