JP3886107B2

JP3886107B2 - Planetary gear set

Info

Publication number: JP3886107B2
Application number: JP2001361928A
Authority: JP
Inventors: 大司丸山; 哲郎浜田; 貫二北
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2007-02-28
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: JP2003166620A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達ギヤのギヤ部の内径側にキャリアが設けられ、このキャリアにより支持されたピニオンシャフト上にピニオンギヤが回転自在に設けられて構成される遊星歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車装置は、従来から、変速機構、ディファレンシャル機構等に用いられている。例えば、特開平１０−２８８２４８号公報には、自動変速機の変速機構を構成する遊星歯車装置に用いられるキャリアの構成が開示されている。このキャリアは、自動変速機のシャフトにスプライン結合されるキャリアプレートに円盤状のベースプレートを溶接結合されて構成されており、キャリアプレートとベースプレートとに掛け渡されて支持されたピニオンシャフト上にピニオンギヤが回転自在に支持されるようになっている。また、特開２０００−１０８７０４号公報には、遊星歯車装置からなるセンターディファレンシャル機構が開示されており、このセンターディファレンシャル機構においてキャリアがリダクションギヤの側方に結合配設され、キャリアに設けられた鍔部とリダクションギヤの側面とに掛け渡されて支持されたピニオンシャフト上にピニオンギヤが回転自在に保持されるようになっている。
【０００３】
また、特開平１０−２８８２４８号公報には、キャリアプレート２と円盤状のベースプレート３とを溶接結合して構成されるキャリア構造が開示されており、ここでは、両プレートの板厚を要求強度に応じて設定し、キャリア全体として所望の強度が得られるように構成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このようにキャリアはピニオンシャフトの両端を支持するとともにこのピニオンシャフトの上にピニオンギヤが回転自在に取り付けられるように構成されているため、従来のキャリアは左右一対の部材を溶接等により結合して構成されていた。しかしながらこのような溶接結合構成の場合には、ピニオンシャフトおよびこの上に回転自在に取り付けられたピニオンギヤと干渉の問題が生じない部分において溶接結合等を行う必要があるため、キャリアの形状の自由度が小さいという問題がある。また、溶接部の強度が問題となりやすく（特に、溶接部の硬度は高くなっても靭性が低くなりやすく）、溶接により発生する歪み除去処理を行う必要があるという問題もある。
【０００５】
さらに、特開２０００−１０８７０４号公報に開示のように、キャリアを動力伝達ギヤと結合させる構成とする場合も多いが、この場合、高強度材料が用いられる上に浸炭処理等が行われるギヤ部材と板金加工等から作られるキャリア部材とを溶接結合するのが難しいという問題がある。
【０００６】
また、特開平１０−２８８２４８号公報に開示のキャリア構造の場合、均一の板厚からなる母材を差厚プレス加工によって強度に応じた板厚となるように成型が行われるが、このようにして成型されるときの板厚差には母材の材質等に応じて限度があり、母材となる板厚により成型可能寸法が規定され、設計の自由度が低いという問題がある。なお、キャリアを一体削り出し加工して作るというこうも可能ではあるが、工数、コストの面からみて実用的ではない。
【０００７】
本発明はこのような問題に鑑みたもので、動力伝達ギヤのギヤ部内径側にキャリア部材を一体に設けて、溶接接合等を不要とすることができるような構成の遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明においては、動力伝達ギヤ部材（例えば、実施形態における出力ギヤボディ５０）と、この動力伝達ギヤ部材のギヤ部（例えば、実施形態における出力従動ギヤ３）の内径側に側方に開放して形成された凹部（例えば、実施形態における右方向に開放した凹部５０ｆ）に嵌合保持されたベアリング部材（例えば、実施形態におけるボールベアリング６４）と、ベアリング部材の内径側において前記凹部内に側方から挿入されて設けられ、このベアリング部材を介して動力伝達ギヤ部材により回転自在に支持されたリングギヤ部材（例えば、実施形態における駆動ギヤボディ５５）と、動力伝達ギヤ部材により回転自在に支持されるとともにリングギヤ部材の内歯リングギヤと噛合する外歯ピニオンギヤを有したピニオンギヤ部材（例えば、実施形態における第１ピニオンギヤ１２）とを有して遊星歯車装置（例えば、実施形態における第１遊星歯車装置１０）が構成される。そして、動力伝達ギヤ部材において上記凹部の内径側に繋がってピニオンギヤ部材を配設可能なピニオン配設空間（例えば、実施形態におけるピニオン配設空間５０ｃ）が形成され、このピニオン配設空間を横切るとともにピニオン配設空間を形成する左右側壁（例えば、実施形態における壁面５０ａおよび第１保持部５１）内を軸方向に延びるシャフト保持孔（例えば、実施形態におけるピン圧入孔５０ｄ，５１ａ）が動力伝達ギヤ部材に一体に形成され、ピニオンギヤ部材がピニオン配設空間内に位置してシャフト保持孔に嵌入されたピニオンシャフト（例えば、実施形態における第１キャリアピン１３ａ）により回転自在に支持され、前記凹部と前記ピニオン配設空間との径方向に繋がる空間を介して前記ピニオンギヤ部材が前記リングギヤ部材と噛合するように構成される。さらに、前記凹部およびその内径側に繋がって形成された前記ピニオン配設空間内に、前記ベアリング部材、前記リングギヤ部材および前記ピニオンギヤ部材が径方向に重なって設けられている。
【０００９】
このような構成の遊星歯車装置においては、動力伝達ギヤ部材内に形成したピニオン配設空間内においてピニオンシャフトによりピニオンギヤ部材が回転自在に支持されるようになっており、このことから分かるようにピニオン配設空間を有する動力伝達ギヤ部材がキャリア部材としての機能を果たす。このため、従来のように動力伝達ギヤ部材の側面にキャリアを溶接接合等する必要がなく、上述したような溶接に伴って発生する種々の問題が発生することがない。
【００１０】
なお、上記動力伝達ギヤ部材が、前記ピニオン配設空間を形成する前記左右側壁を一体に有して鋳造により前記凹部および前記ピニオン配設空間を有した形状に作られ、全体が浸炭処理されて製造されるのが好ましい。例えば、ギヤ部に必要とされる高い強度を有する材料（クロムモリブデン鋼鋼材（ＳＣＭ）、クロム鋼鋼材（ＳＣｒ）、機械構造用炭素鋼鋼材（ＳＸＸＣ：但し、Ｘは数字であり、例えば、Ｓ４５Ｃのように表示される）、ニッケクロム鋼鋼材（ＳＮＣ）、ニッケルクロムモリブデン鋼鋼材（ＳＮＣＭ）等）のロストワックス鋳造法により作られる。
【００１１】
この結果、溶接を行うことなく、且つギヤ部材として要求される高強度材料を用いてキャリア構成部を一体に有した動力伝達ギヤ部材を構成することができる。このように溶接を必要としないため、溶接部とピニオンシャフトおよびピニオンギヤとの干渉の問題はなく、キャリア形状の設計の自由度が高く、また、溶接歪み取り処理等の後処理工程が不要となる。また、キャリアの組み付けおよび溶接工数が不要となるので組立工数が低減でき、構成部品点数が少なくなるので部品コストを低減することができる。さらに、動力伝達ギヤ部材として用いられる高強度材料によりキャリアも一体形成されるため、キャリア構成部を小型化して遊星歯車構成を小型コンパクト化することができる。
【００１２】
特に、動力伝達ギヤは浸炭処理等が必要とされるため、これと一体になったキャリア構成部も同時に浸炭処理等が行われて非常に強度の高いものとなる。また、ロストワックス鋳造により作られるため、キャリアを構成する連結アームと動力伝達ギヤとの繋がり部分にＲ部（曲面部）を設けることが容易であり、この部分への応力集中を防止してキャリア強度を一層高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい実施形態に係る遊星歯車装置を用いて構成される四輪駆動車両の動力伝達系を図２に模式的に示しており、まずこの動力伝達系について説明する。この動力伝達系はエンジンＥの回転駆動力を左右の前輪５ａ，５ｂおよび左右の後輪３７ａ，３７ｂに振り分けて伝達するように構成されている。エンジンＥの出力は、トルクコンバータ、変速ギヤ等を有して構成される変速機構ＴＭにおいて変速された後、変速機出力シャフト１上に結合配設された出力駆動ギヤ２から本発明に係る遊星歯車装置を有して構成される動力分割装置ＤＦに伝達される。動力分割装置ＤＦは、出力駆動ギヤ２と噛合する出力従動ギヤ３を有し、さらにこの出力従動ギヤ３と同軸に併設された第１遊星歯車装置１０および第２遊星歯車装置２０を有して構成される。
【００１４】
第１遊星歯車装置１０は、出力従動ギヤ３と同軸に配設された第１サンギヤ１１と、第１サンギヤ１１と同軸に配設されるとともに出力従動ギヤ３に結合された第１キャリア１３と、第１キャリア１３により回転自在に保持され、第１サンギヤ１１と噛合してその周りを公転する複数の第１ピニオンギヤ１２と、第１ピニオンギヤ１２の外周を囲む内歯を有し、第１ピニオンギヤ１２と噛合するとともに第１サンギヤ１１と同軸上で回転する第１リングギヤ１４とを有して構成される。この構成から分かるように、第１遊星歯車装置１０はシングルピニオンタイプの遊星歯車機構から構成される。そして、第１サンギヤ１１は第２遊星歯車装置２０の第２リングギヤ２４と一体に構成されている。また、第１リングギヤ１４の外周には後輪側に駆動力を伝達するための後輪駆動ギヤ１５が一体に形成されている。
【００１５】
第２遊星歯車装置２０は、出力従動ギヤ３および第１サンギヤ１１と同軸に配設された第２サンギヤ２１と、第２サンギヤ２１と同軸に配設された第２キャリア２３と、第２キャリア２３により回転自在に保持され、第２サンギヤ２１と噛合してその周りを公転する複数の第２内ピニオンギヤ２２ａと、第２キャリア２３により回転自在に保持され第２内ピニオンギヤ２２ａと噛合してこれと一緒に公転する複数の第２外ピニオンギヤ２２ｂと、第２外ピニオンギヤ２２ｂの外周を囲む内歯を有し、第２外ピニオンギヤ２２ｂと噛合するとともに第２サンギヤ２１と同軸上で回転する第２リングギヤ２４とを有して構成される。この構成から分かるように、第２遊星歯車装置２０はダブルピニオンタイプの遊星歯車機構から構成される。そして、第２リングギヤ２４は上述のように第１サンギヤ１１と一体に構成されて結合されている。また、第２サンギヤ２１は右アクスルシャフト４ａを介して右車輪５ａに連結され、第２キャリア２３は左アクスルシャフト４ｂを介して左車輪５ｂに連結されている。
【００１６】
一方、第１リングギヤ１４の外周に一体に設けられた後輪駆動ギヤ１５は、後輪駆動シャフト３１ａ上に形成された後輪従動ギヤ３１と噛合する。後輪駆動シャフト３１ａには第１ベベルギヤ３２が連結され、この第１ベベルギヤ３２と噛合する第２ベベルギヤ３３にプロペラシャフト３４が連結されている。プロペラシャフト３４は後輪側アクスルディファレンシャル機構３５に繋がり、後輪側アクスルディファレンシャル機構３５は左右のアクスルシャフト３６ａ，３６ｂを介して左右の後輪３７ａ，３７ｂに繋がる。
【００１７】
以上の構成の動力伝達系において、エンジンＥの出力回転は変速機構ＴＭにおいて変速されて変速機出力シャフト１上に結合配設された出力駆動ギヤ２から出力従動ギヤ３に伝達される。出力従動ギヤ３は第１遊星歯車装置１０の第１キャリア１３と結合されており、出力従動ギヤ３に伝達された回転駆動力は第１キャリア１３にそのまま伝達され、第１キャリア１３により回転自在に支持された第１ピニオンギヤ１２が噛合する第１サンギヤ１１および第１リングギヤ１４に分割して伝達される。上述の構成から分かるように、第１サンギヤ１１は前輪側に繋がるとともに第１リングギヤ１４は後輪側に繋がっており、第１遊星歯車装置１０はセンターディファレンシャル機構として用いられる。
【００１８】
まず、第１サンギヤ１１に伝達された回転駆動力はこれと一体結合された第２リングギヤ２４にそのまま伝達され、第２リングギヤ２４と噛合する第２外ピニオンギヤ２２ｂおよび第２内ピニオンギヤ２２ａを回転自在に支持する第２キャリア２３と第２内ピニオンギヤ２２ａが噛合する第２サンギヤ２１とに分割して伝達される。そして、第２キャリア２３に伝達された回転駆動力は左アクスルシャフト４ｂを介して左前輪５ｂに伝達され、第２サンギヤ２１に伝達された回転駆動力は右アクスルシャフト４ａを介して右前輪５ａに伝達され、これら左右の前輪５ａ，５ｂが回転駆動される。この構成から分かるように、第２遊星歯車装置２０は前輪側アクスルディファレンシャル機構として用いられている。
【００１９】
一方、第１リングギヤ１４に伝達された回転駆動力は、第１リングギヤ１４の外周に一体に設けられた後輪駆動ギヤ１５からこれと噛合する後輪従動ギヤ３１に伝達され、後輪駆動シャフト３１ａ、第１ベベルギヤ３２、第２ベベルギヤ３３およびプロペラシャフト３４を介して後輪側アクスルディファレンシャル機構３５に伝達される。そして、後輪側アクスルディファレンシャル機構３５から左右のアクスルシャフト３６ａ，３６ｂに分割されて左右の後輪３７ａ，３７ｂに伝達されて、左右の後輪３７ａ，３７ｂが回転駆動される。
【００２０】
以上の構成において第１遊星歯車装置１０によるセンターディファレンシャル機構としての作動と、第２遊星歯車装置２０による前輪用アクスルディファレンシャル機構としての作動について、図３の速度線図を参照して説明する。図３には、第１遊星歯車装置１０における第１サンギヤ１１、第１キャリア１３および第１リングギヤ１４の回転速度関係と、第２遊星歯車装置２０における第２サンギヤ２１、第２キャリア２３および第２リングギヤ２４の回転速度関係とを示している。
【００２１】
この速度線図において、これら各回転要素の回転数を縦方向の長さで表し、各要素の横方向の間隔ａ，ｂ，ｃ，ｄはサンギヤおよびリングギヤの歯数の逆数に対応して示している。第１遊星歯車装置１０はシングルピニオンタイプであるため各要素の位置関係は図示のように左から第１サンギヤ１１、第１キャリア１３、第１リングギヤ１４となり、第１サンギヤ１１および第１キャリア１３を示す縦線の横方向間隔ａ＝１／Ｎs1であり、第１キャリア１３および第１リングギヤ１４を示す縦線の横方向間隔ｂ＝１／Ｎr1である。また、第２遊星歯車装置２０はダブルピニオンタイプであるため、各要素の位置関係が第１遊星歯車装置１０とは図示のように相違して左から第２キャリア２３、第２リングギヤ２４，第２サンギヤ２１となり、第２サンギヤ２１および第２キャリア２３を示す縦線の横方向間隔ｃ＝１／Ｎs2であり、第２キャリア２３および第２リングギヤ２４を示す縦線の横方向間隔ｄ＝１／Ｎr2である。但し、Ｎs1，Ｎr1，Ｎs2，Ｎr2はそれぞれ第１サンギヤ１１、第１リングギヤ１２、第２サンギヤ２１、第２リングギヤ２４の歯数を意味する。
【００２２】
この速度線図において、エンジンＥからの回転駆動力が出力従動ギヤ３から第１キャリア１３に伝達されると、第１サンギヤ１１および第１リングギヤ１４に分割されて前輪側および後輪側に伝達される。このとき、前輪および後輪が同一速度で回転駆動されるときには第１遊星歯車装置１０の全体が一体となって回転され、線図において実線Ａで示すように前輪側および後輪側が同一回転で駆動される。一方、例えば前輪側がスリップしやすい条件となり後輪側より走行負荷が小さくなると、波線Ｂで示すように前輪側に繋がる第１サンギヤ１１の回転が上昇し、後輪側に繋がる第１リングギヤ１４の回転が低下する。逆に、後輪側がスリップしやすい条件となり前輪側より走行負荷が小さくなると、波線Ｃで示すように後輪側に繋がる第１リングギヤ１４の回転が上昇し、前輪側に繋がる第１サンギヤ１１の回転が低下する。このようにして、前輪側と後輪側との回転差を許容しつつ、これら両者に回転駆動力を分割して伝達するセンターディファレンシャル作動が行われる。
【００２３】
上記のようにして第１遊星歯車装置１０により分割されて第１サンギヤ１１に伝達された回転駆動力は、これと一体に形成された第２リングギヤ２４に伝達される。このようにして第２リングギヤ２４に伝達された回転駆動力は、第２遊星歯車装置２０において第２サンギヤ２１および第２キャリア２３に分割されて左右の前輪に伝達される。このとき、左右の前輪がスリップなく同一速度で回転駆動されるときには第２遊星歯車装置２０の全体が一体となって回転され、線図において実線Ｄで示すように左右前輪が同一回転で駆動される。一方、例えば、左前輪５ｂがスリップしやすい条件となり右前輪５ａより走行負荷が小さくなると、波線Ｅで示すように左前輪５ｂに繋がる第２キャリア２３の回転が上昇し、右前輪５ａに繋がる第２サンギヤ２１の回転が低下する。逆に、右前輪５ａの走行負荷が小さくなると、波線Ｆで示すように右前輪５ａに繋がる第２サンギヤ２１の回転が上昇し、左前輪に繋がる第２キャリア２３の回転が低下する。このようにして、左右前輪の回転差を許容しつつ、これら両者に回転駆動力を分割して伝達する前輪側アクスルディファレンシャル作動が行われる。
【００２４】
次に、動力分割装置ＤＦの具体的な構成について図４を参照して説明する。動力分割装置ＤＦは、ハウジングＨＳＧ内に出力従動ギヤ３、第１および第２遊星歯車装置１０，２０を左右一対のテーパローラベアリング６１，６２により回転自在に支持して構成される。出力従動ギヤ３を外周部に有する出力ギヤボディ５０の左側ボス部５０ｅ（図１、図６参照）が左テーパローラベアリング６２によりハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持されている。
【００２５】
この出力ギヤボディ５０を図１、図５および図６に示しており、出力従動ギヤ３の内径側に右方向に開放した凹部５０ｆを有する壁面５０ａを有し、この壁面５０ａから複数（本例では４カ所）の連結アーム５０ｂが右側方に突出するとともにこの連結アーム５０ｂの先端にリング状の第１保持部５１が一体に形成されている。また、四つの連結アーム５０ｂの間には第１ピニオンギヤ１２を配設するためのピニオン配設空間５０ｃが凹部５０ｆに繋がるとともに壁面５０ａおよび第１保持部５１により挟まれて形成されている。
【００２６】
なお、この出力ギヤボディ５０はギヤ構成用の高強度材料を用いてロストワックス鋳造法により成型されて作られている。このようにロストワックス鋳造により成型されるため、例えば、連結アーム５０ｂと壁面５０ａおよび第１保持部５１との繋がり部にＲ部（曲面部）を設け、この部分の応力集中を防止してキャリア全体の強度を高めている。また、出力従動ギヤ３を外周側に一体に有しているため、ギヤ強度を確保するため全体が浸炭処理される。このため、出力従動ギヤ３のギヤ部分のみならず、出力ギヤボディ５０全体が浸炭処理されて強度が高くなり、キャリア部分の十分な強度が確保される。
【００２７】
壁面５０ａおよび第１保持部５１にはピニオン配設空間５０ｃを横切るとともに同軸に位置するピン圧入孔５０ｄ，５１ａが軸方向に延びてそれぞれ４カ所ずつ形成されている。図示のように、ピン圧入孔５０ｄは壁面５０ａを貫通して形成され、ピン圧入孔５１ａは第１保持部５１に止まり穴として形成されており、ピン圧入孔５０ｄ，５１ａ内に第１キャリアピン１３ａがピン圧入孔５０ｄ側から圧入される。但し、このとき、ピニオン配設空間５０ｃ内に第１ピニオンギヤ１２を配設した状態で第１キャリアピン１３ａが圧入され、図４に示すように、第１キャリアピン１３ａ上に第１ピニオンギヤ１２が回転自在に支持された状態となる。この構成から分かるように、出力ギヤボディ５０、第１キャリアピン１３ａおよび第１保持部５１により第１キャリア１３が構成されている。このとき、出力ギヤボディ５０および第１保持部５１がギヤ用高強度材料を用いてロストワックス鋳造法により一体に作られており、従来のようにキャリア部材を溶接する必要がない。
【００２８】
第１保持部５１の円筒状外周面５１ｂには、図５に示す円筒状の第２保持部材５２が結合される。第２保持部材５２は、左側に開口した円筒状に形成されており、左側円筒部の内周面５２ａと上記第１保持部５１の右側外周面５１ｂとが圧入嵌合されて図６に示すように一体となって入力回転部材が構成される。このように一体に構成された入力回転部材において、その右端部すなわち第２保持部材５２の右側端部ボス部５２ｂが右テーパローラベアリング６１によりハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持されている。このように、出力ギヤボディ５０、第１キャリアピン１３ａ、第１保持部５１および第２保持部材５２が一体に結合されて入力回転部材が構成されるとともに、この入力回転部材が左右テーパローラベアリング６１，６２によりハウジングＨＳＧに対して回転自在に支持されている。
【００２９】
一方、このように一体結合されて構成された入力回転部材の外周側に位置して、内周に第１リングギヤ１４を有するとともに外周に後輪駆動ギヤ１５が形成される駆動ギヤボディ５５（これを出力回転部材とも称する）が配設されている。この駆動ギヤボディ５５は、左端側外周部において出力ギヤボディ５０の凹部５１ｆの外周面に嵌入されて凹部５１内に配設されたボールベアリング６４により回転自在に保持され、右端側外周面においてハウジングＨＳＧ内に配設されたボールベアリング６３により回転自在に保持されている。
【００３０】
右テーパローラベアリング６１により回転自在に支持された第２保持部材５２に軸方向に貫通して貫通孔が形成され、この貫通孔内に右アクスルシャフト４ａの端部が相対回転自在に挿入されている。右アクスルシャフト４ａの先端には第２サンギヤ２１が形成された第２サンギヤボディ５６がスプライン結合されて取り付けられている。
【００３１】
左テーパローラベアリング６２により回転自在に支持された出力ギヤボディ５０に軸方向に貫通して貫通孔が形成されるとともにこの貫通孔内に左アクスルシャフト４ｂの端部が相対回転自在に挿入されている。この左アクスルシャフト４ｂの先端には第２キャリア２３を構成する第３保持部材５３がスプライン結合されて配設されている。第３保持部材５３には、第２内ピニオンギヤ２２ａを回転自在に支持する第２内キャリアピン２３ａと、第２外ピニオンギヤ２２ｂを回転自在に支持する第２外キャリアピン２３ｂとが圧入されて取り付けられている。これら第２内および第２外キャリアピン２３ａ，２３ｂの軸方向反対側には第４保持部５４が一体に形成されており、これら第３保持部材５３、第２内および第２外キャリアピン２３ａ，２３ｂおよび第４保持部５４により第２キャリア２３が構成されている。また、第１サンギヤ１１と第２リングギヤ２４とを一体に有する連結ギヤ部材５７が、第３保持部材５３の外周面上に回転自在に配設されている。
【００３２】
以上の構成から分かるように、出力ギヤボディ５０にはエンジン側から出力従動ギヤ３に作用するトルクおよび軸方向力が加わる。このトルクが第１キャリアピン１３ａから第１ピニオンギヤ１２を介して第１サンギヤ１１や第１リングギヤ１４に伝達されるため、第１キャリアピン１３ａにはその反力が作用する。また、第１サンギヤ１１、第１ピニオンギヤ１２および第１リングギヤ１４をヘリカルギヤから構成した場合、そのスラスト力が第１キャリアピン１３ａを支持する出力ギヤボディ５０に作用する。このため、この動力分割装置ＤＦにおいてはギヤボディ５０の強度、特に第１キャリアピン１３ａを支持する部分、例えば連結アーム５０ｂの強度が要求されるが、上述したように、出力ギヤボディ５０の強度アップを図っているため、強度上の問題が生じることがない。
【００３３】
以上の構成の動力分割装置ＤＦを組み立てるときには、まず、出力ギヤボディ５０のピニオン配設空間５０ｃ内に第１ピニオンギヤ１２を配設した状態で第１キャリアピン１３ａをピン圧入孔５０ｄ，５１ａ内に圧入し、ピニオン配設空間５０ｃ内で第１キャリアピン１３ａ上にピニオンギヤ１２を回転自在に支持した状態とする。そして、第１サンギヤ１１と第２リングギヤ２４とを一体に有する連結ギヤ部材５７を出力ギヤボディ５０の凹部内に組み付けて第１サンギヤ１１と第１ピニオンギヤ１２とを噛合させる。さらに、第２内キャリアピン２３ａにより第２内ピニオンギヤ２２ａを回転自在に保持するとともに第２外キャリアピン２３ｂにより第２外ピニオンギヤ２２ｂを回転自在に保持した状態の第３保持部材５３を左側から出力ギヤボディ５０の凹部内に組み付ける。この結果、第２外ピニオンギヤ２２ｂが第２リングギヤ２４と噛合する。さらに、左側から第２サンギヤボディ５６を組み付けて第２サンギヤ２１を第２内ピニオンギヤ２２ａと噛合させる。
【００３４】
そして、上記のように出力ギヤボディ５０の凹部内に、連結ギヤ部材５７、第３保持部材５３および第２サンギヤボディ５６を配設した状態で、これらを覆うようにして円筒状の第２保持部材５２を出力ギヤボディ５０の第１保持部５１と圧入嵌合させて取り付ける。これにより、内部に第２遊星歯車装置２０を収納した状態の入力回転部材が組み立てられる。
【００３５】
そして、この入力回転部材の外周側に駆動ギヤボディ（出力回転部材）５５を、左端部においてボールベアリング６４を介して出力ギヤボディ５０により回転自在により支持させて取り付ける。そして、このように組み立てられた装置をボールベアリング６３と左右一対のテーパローラベアリング６１，６２により回転自在にハウジングＨＳＧにより支持させることにより動力分割装置ＤＦの組立が完了する。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、動力伝達ギヤ部材のギヤ部の内径側に形成された凹部に繋がってピニオンギヤ部材を配設可能なピニオン配設空間が形成され、このピニオン配設空間を横切るとともにピニオン配設空間を形成する左右側壁内を軸方向に延びるシャフト保持孔が動力伝達ギヤ部材に形成され、ピニオンギヤ部材がシャフト保持孔に嵌入されたピニオンシャフトにより回転自在に支持されて遊星歯車装置が構成されており、ピニオン配設空間を有する動力伝達ギヤ部材がキャリア部材としての機能を果たす。このため、従来のように動力伝達ギヤ部材の側面にキャリアを溶接接合等する必要がなく、ギヤ部材として要求される高強度材料を用いてキャリア構成部を一体に有した動力伝達ギヤ部材を構成することができる。このように溶接を必要としないため、溶接部とピニオンシャフトおよびピニオンギヤとの干渉の問題はなく、キャリア形状の設計の自由度が高く、また、溶接歪み取り処理等の後処理工程が不要となる。また、キャリアの組み付けおよび溶接工数が不要となるので組立工数が低減でき、構成部品点数が少なくなるので部品コストを低減することができる。さらに、動力伝達ギヤ部材として用いられる高強度材料によりキャリアも一体形成されるため、キャリア構成部を小型化して遊星歯車構成を小型コンパクト化することができる。特に、動力伝達ギヤは浸炭処理等が必要とされるため、これと一体になったキャリア構成部も同時に浸炭処理等が行われて非常に強度の高いものとなる。また、ロストワックス鋳造により作ることができるため、キャリアを構成する連結アームと動力伝達ギヤとの繋がり部分にＲ部（曲面部）を設けることが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遊星歯車装置を構成する動力伝達ギヤ部材の構成を示す側面図および矢印Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【図２】本発明に係る遊星歯車装置を用いて構成されたセンターディファレンシャル機構を備える車両用四輪駆動装置の動力伝達系構成を示す概略図である。
【図３】上記四輪駆動装置を構成する第１および第２遊星歯車装置における各回転要素の回転速度関係を示す速度線図である。
【図４】上記四輪駆動装置の構成例を示す断面図である。
【図５】上記四輪駆動装置を構成する出力ギヤボディ（動力伝達ギヤ部材）およびこれと嵌合される第２保持部材を示す斜視図である。
【図６】上記出力ギヤボディと第２保持部材とを嵌合させた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
３出力従動ギヤ
１０第１遊星歯車装置
１２第１ピニオンギヤ（ピニオンギヤ部材）
１３ａ第１キャリアピン（ピニオンシャフト）
５０出力ギヤボディ（入力回転部材）
５０ａ壁部（側壁）
５０ｃピニオン配設空間
５０ｄピン圧入孔（シャフト保持孔）
５０ｆ凹部
５１第１保持部（側壁）
５１ａピン圧入孔（シャフト保持孔）
５５駆動ギヤボディ（リングギヤ部材）
６４ボールベアリング（ベアリング部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a planetary gear device in which a carrier is provided on an inner diameter side of a gear portion of a power transmission gear, and a pinion gear is rotatably provided on a pinion shaft supported by the carrier.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the planetary gear device is used for a transmission mechanism, a differential mechanism, and the like. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-288248 discloses a carrier configuration used in a planetary gear device that constitutes a transmission mechanism of an automatic transmission. This carrier is configured by welding a disc-shaped base plate to a carrier plate splined to the shaft of an automatic transmission, and a pinion gear is mounted on a pinion shaft supported by being supported by the carrier plate and the base plate. It is designed to be rotatably supported. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2000-108704 discloses a center differential mechanism composed of a planetary gear device. In this center differential mechanism, a carrier is coupled to the side of the reduction gear and is provided on the carrier. The pinion gear is rotatably held on a pinion shaft that is supported by being supported by the portion and the side surface of the reduction gear.
[0003]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-288248 discloses a carrier structure configured by welding a carrier plate 2 and a disk-shaped base plate 3. Here, the thickness of both plates is set to a required strength. Accordingly, the entire carrier is configured to obtain a desired strength.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, since the carrier is configured so that the both ends of the pinion shaft are supported and the pinion gear is rotatably mounted on the pinion shaft, the conventional carrier is configured by joining a pair of left and right members by welding or the like. It had been. However, in the case of such a welded joint configuration, since it is necessary to perform a welded joint or the like in a portion where there is no problem of interference with the pinion shaft and the pinion gear rotatably mounted thereon, the degree of freedom of the shape of the carrier There is a problem that is small. In addition, the strength of the welded portion is likely to be a problem (particularly, the toughness is likely to be lowered even if the hardness of the welded portion is increased), and there is also a problem that it is necessary to perform a distortion removing process caused by welding.
[0005]
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-108704, there are many cases in which a carrier is coupled to a power transmission gear. In this case, a gear member that uses a high-strength material and is subjected to carburizing treatment or the like. There is a problem that it is difficult to weld and join the carrier member made from sheet metal processing or the like.
[0006]
In the case of the carrier structure disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-288248, a base material having a uniform thickness is molded so as to have a thickness corresponding to the strength by differential thickness pressing. There is a limit to the plate thickness difference when molding is performed, depending on the material of the base material, and there is a problem that the moldable dimensions are defined by the thickness of the base material and the degree of freedom in design is low. Although it is possible to make the carrier by integrally machining it, it is not practical from the viewpoint of man-hour and cost.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a planetary gear device having a configuration in which a carrier member is integrally provided on the inner diameter side of a power transmission gear so that welding and the like are not required. For the purpose.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, the inner diameter of a power transmission gear member (for example, the output gear body 50 in the embodiment) and the gear portion of the power transmission gear member (for example, the output driven gear 3 in the embodiment). On the sideOpen to the sideA bearing member (for example, the ball bearing 64 in the embodiment) fitted and held in the formed recess (for example, the recess 50f opened in the right direction in the embodiment);Provided on the inner diameter side of the bearing member by being inserted from the side into the recess,A ring gear member (for example, the drive gear body 55 in the embodiment) rotatably supported by the power transmission gear member via the bearing member, an internal ring gear of the ring gear member that is rotatably supported by the power transmission gear member, and A planetary gear device (for example, the first planetary gear device 10 in the embodiment) is configured by including a pinion gear member (for example, the first pinion gear 12 in the embodiment) having an externally engaged pinion gear. And the recess in the power transmission gear member.Inside diameter sideA pinion disposition space (for example, the pinion disposition space 50c in the embodiment) that can be disposed to be connected to the pinion gear member is formed, and the left and right side walls that cross the pinion disposition space and form the pinion disposition space (for example, A shaft holding hole (for example, pin press-fit holes 50d, 51a in the embodiment) extending in the axial direction in the wall surface 50a and the first holding portion 51) in the embodiment is a power transmission gear member.TogetherFormed, and the pinion gear memberLocated in the pinion installation spaceA pinion shaft (for example, the first carrier pin 13a in the embodiment) inserted into the shaft holding hole is rotatably supported.The pinion gear member meshes with the ring gear member through a space connecting in the radial direction between the recess and the pinion disposition space.Composed.Further, the bearing member, the ring gear member, and the pinion gear member are provided to overlap in the radial direction in the pinion disposition space formed to be connected to the concave portion and the inner diameter side thereof.
[0009]
In the planetary gear device having such a configuration, the pinion gear member is rotatably supported by the pinion shaft in the pinion disposition space formed in the power transmission gear member. A power transmission gear member having an arrangement space serves as a carrier member. For this reason, it is not necessary to weld and join the carrier to the side surface of the power transmission gear member as in the prior art, and various problems that occur with welding as described above do not occur.
[0010]
The aboveA power transmission gear member is manufactured by integrally forming the left and right side walls forming the pinion disposition space and forming the recess and the pinion disposition space by casting and carburizing the whole. Is preferred.For example, a material having high strength required for the gear part (chromium molybdenum steel (SCM), chrome steel (SCr), carbon steel for mechanical structure (SXXC: where X is a number, for example, S45C ), And made by the lost wax casting method of nickel chrome steel (SNC), nickel chrome molybdenum steel (SNCM), etc.).
[0011]
As a result, it is possible to configure a power transmission gear member that integrally has a carrier component using a high-strength material that is required as a gear member without performing welding. Since welding is not required in this way, there is no problem of interference between the welded portion and the pinion shaft and pinion gear, the degree of freedom in designing the carrier shape is high, and post-processing steps such as welding distortion removal processing are not required. . Further, since the assembly of the carrier and the number of welding processes are not required, the number of assembly processes can be reduced, and the number of components can be reduced, so that the part cost can be reduced. Furthermore, since the carrier is also integrally formed of a high-strength material used as a power transmission gear member, the carrier component can be reduced in size and the planetary gear configuration can be reduced in size and size.
[0012]
In particular, since the power transmission gear needs to be carburized, the carrier component integrated with the power transmission gear is also carburized at the same time and becomes very strong. In addition, since it is made by lost wax casting, it is easy to provide an R portion (curved surface portion) at the connecting portion between the connecting arm and the power transmission gear constituting the carrier, and stress concentration on this portion is prevented to prevent the carrier. The strength can be further increased.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A power transmission system of a four-wheel drive vehicle configured using a planetary gear device according to a preferred embodiment of the present invention is schematically shown in FIG. 2, and this power transmission system will be described first. This power transmission system is configured to distribute and transmit the rotational driving force of the engine E to the left and right front wheels 5a, 5b and the left and right rear wheels 37a, 37b. The output of the engine E is shifted in a transmission mechanism TM having a torque converter, a transmission gear, and the like, and then output from an output drive gear 2 coupled and disposed on a transmission output shaft 1 according to the present invention. The power is transmitted to a power split device DF having a gear device. The power split device DF includes an output driven gear 3 that meshes with the output drive gear 2, and further includes a first planetary gear device 10 and a second planetary gear device 20 that are provided coaxially with the output driven gear 3. Composed.
[0014]
The first planetary gear device 10 includes a first sun gear 11 disposed coaxially with the output driven gear 3, and a first carrier 13 disposed coaxially with the first sun gear 11 and coupled to the output driven gear 3. A plurality of first pinion gears 12 that are rotatably held by the first carrier 13, mesh with the first sun gear 11 and revolve around the first sun gear 11, and inner teeth that surround the outer periphery of the first pinion gear 12. 12 and a first ring gear 14 that rotates coaxially with the first sun gear 11. As can be seen from this configuration, the first planetary gear device 10 is configured by a single pinion type planetary gear mechanism. The first sun gear 11 is configured integrally with the second ring gear 24 of the second planetary gear device 20. A rear wheel drive gear 15 is integrally formed on the outer periphery of the first ring gear 14 to transmit a driving force to the rear wheel side.
[0015]
The second planetary gear unit 20 includes a second sun gear 21 disposed coaxially with the output driven gear 3 and the first sun gear 11, a second carrier 23 disposed coaxially with the second sun gear 21, and a second carrier. A plurality of second inner pinion gears 22a that are rotatably held by the second sun gear 21 and revolve around the second sun gear 21, and a second inner pinion gear 22a that is rotatably held by the second carrier 23 and is engaged with the second sun gear 21a. A plurality of second outer pinion gears 22b revolving together with inner teeth surrounding the outer periphery of the second outer pinion gear 22b, meshing with the second outer pinion gear 22b and rotating coaxially with the second sun gear 21 And a ring gear 24. As can be seen from this configuration, the second planetary gear device 20 is composed of a double pinion type planetary gear mechanism. And the 2nd ring gear 24 is comprised integrally with the 1st sun gear 11 as mentioned above, and is combined. The second sun gear 21 is connected to the right wheel 5a via the right axle shaft 4a, and the second carrier 23 is connected to the left wheel 5b via the left axle shaft 4b.
[0016]
On the other hand, the rear wheel drive gear 15 provided integrally on the outer periphery of the first ring gear 14 meshes with the rear wheel driven gear 31 formed on the rear wheel drive shaft 31a. A first bevel gear 32 is connected to the rear wheel drive shaft 31 a, and a propeller shaft 34 is connected to a second bevel gear 33 that meshes with the first bevel gear 32. The propeller shaft 34 is connected to the rear wheel side axle differential mechanism 35, and the rear wheel side axle differential mechanism 35 is connected to the left and right rear wheels 37a, 37b via the left and right axle shafts 36a, 36b.
[0017]
In the power transmission system configured as described above, the output rotation of the engine E is shifted by the speed change mechanism TM and transmitted from the output drive gear 2 coupled to the transmission output shaft 1 to the output driven gear 3. The output driven gear 3 is coupled to the first carrier 13 of the first planetary gear device 10, and the rotational driving force transmitted to the output driven gear 3 is transmitted as it is to the first carrier 13 and is freely rotatable by the first carrier 13. Are transmitted to the first sun gear 11 and the first ring gear 14 with which the first pinion gear 12 supported by the gears meshes. As can be seen from the above configuration, the first sun gear 11 is connected to the front wheel side and the first ring gear 14 is connected to the rear wheel side, and the first planetary gear device 10 is used as a center differential mechanism.
[0018]
First, the rotational driving force transmitted to the first sun gear 11 is transmitted as it is to the second ring gear 24 integrally coupled therewith, and the second outer pinion gear 22b and the second inner pinion gear 22a meshing with the second ring gear 24 are freely rotatable. The second carrier 23 and the second sun gear 21 meshed with the second inner pinion gear 22a are divided and transmitted. The rotational driving force transmitted to the second carrier 23 is transmitted to the left front wheel 5b via the left axle shaft 4b, and the rotational driving force transmitted to the second sun gear 21 is transmitted to the right front wheel 5a via the right axle shaft 4a. The left and right front wheels 5a and 5b are rotationally driven. As can be seen from this configuration, the second planetary gear unit 20 is used as a front wheel side axle differential mechanism.
[0019]
On the other hand, the rotational driving force transmitted to the first ring gear 14 is transmitted from the rear wheel driving gear 15 integrally provided on the outer periphery of the first ring gear 14 to the rear wheel driven gear 31 that meshes with the rear wheel driving gear 15, and the rear wheel driving shaft. 31 a, the first bevel gear 32, the second bevel gear 33, and the propeller shaft 34 are transmitted to the rear wheel side axle differential mechanism 35. Then, the rear wheel side axle differential mechanism 35 is divided into left and right axle shafts 36a and 36b and transmitted to the left and right rear wheels 37a and 37b, and the left and right rear wheels 37a and 37b are rotationally driven.
[0020]
The operation of the first planetary gear unit 10 as the center differential mechanism and the operation of the second planetary gear unit 20 as the front-wheel axle differential mechanism in the above configuration will be described with reference to the velocity diagram of FIG. FIG. 3 shows the rotational speed relationship of the first sun gear 11, the first carrier 13 and the first ring gear 14 in the first planetary gear device 10, and the second sun gear 21, the second carrier 23 and the second gear in the second planetary gear device 20. The relationship between the rotational speeds of the two-ring gear 24 is shown.
[0021]
In this velocity diagram, the rotational speed of each of these rotating elements is represented by the length in the vertical direction, and the horizontal intervals a, b, c, d of each element are shown corresponding to the reciprocal of the number of teeth of the sun gear and ring gear. ing. Since the first planetary gear device 10 is of a single pinion type, the positional relationship of each element is the first sun gear 11, the first carrier 13, and the first ring gear 14 from the left as shown in the figure, and the first sun gear 11 and the first carrier 13 are located. The horizontal interval a = 1 / Ns1 of the vertical line indicating the vertical line, and the horizontal interval b = 1 / Nr1 of the vertical line indicating the first carrier 13 and the first ring gear 14 is shown. Further, since the second planetary gear device 20 is a double pinion type, the positional relationship of each element is different from that of the first planetary gear device 10 as shown in the figure, and the second carrier 23, the second ring gear 24, 2 is a horizontal distance c = 1 / Ns2 between the vertical lines indicating the second sun gear 21 and the second carrier 23, and a horizontal distance d = 1 between the vertical lines indicating the second carrier 23 and the second ring gear 24. / Nr2. However, Ns1, Nr1, Ns2, and Nr2 mean the number of teeth of the first sun gear 11, the first ring gear 12, the second sun gear 21, and the second ring gear 24, respectively.
[0022]
In this speed diagram, when the rotational driving force from the engine E is transmitted from the output driven gear 3 to the first carrier 13, it is divided into the first sun gear 11 and the first ring gear 14 and transmitted to the front wheel side and the rear wheel side. Is done. At this time, when the front wheels and the rear wheels are driven to rotate at the same speed, the entire first planetary gear device 10 is rotated integrally, and the front wheel side and the rear wheel side rotate at the same rotation as indicated by a solid line A in the diagram. Driven. On the other hand, for example, when the front wheel side tends to slip and the traveling load becomes smaller than the rear wheel side, the rotation of the first sun gear 11 connected to the front wheel side increases as shown by the broken line B, and the first ring gear 14 connected to the rear wheel side Rotation decreases. On the other hand, when the rear wheel side tends to slip and the traveling load becomes smaller than the front wheel side, the rotation of the first ring gear 14 connected to the rear wheel side increases as shown by the dashed line C, and the first sun gear 11 connected to the front wheel side Rotation decreases. In this way, the center differential operation is performed in which the rotational difference between the front wheel side and the rear wheel side is allowed and the rotational driving force is divided and transmitted to both of them.
[0023]
The rotational driving force divided and transmitted to the first sun gear 11 by the first planetary gear device 10 as described above is transmitted to the second ring gear 24 formed integrally therewith. The rotational driving force transmitted to the second ring gear 24 in this way is divided into the second sun gear 21 and the second carrier 23 in the second planetary gear device 20 and transmitted to the left and right front wheels. At this time, when the left and right front wheels are driven to rotate at the same speed without slipping, the entire second planetary gear device 20 is rotated together, and the left and right front wheels are driven at the same rotation as shown by the solid line D in the diagram. The On the other hand, for example, when the left front wheel 5b becomes slippery and the traveling load is smaller than that of the right front wheel 5a, the rotation of the second carrier 23 connected to the left front wheel 5b increases as shown by the broken line E, and the second front wheel 5a is connected to the right front wheel 5a. 2 The rotation of the sun gear 21 decreases. Conversely, when the traveling load on the right front wheel 5a decreases, the rotation of the second sun gear 21 connected to the right front wheel 5a increases as indicated by the broken line F, and the rotation of the second carrier 23 connected to the left front wheel decreases. In this way, the front wheel side axle differential operation is performed in which the rotational driving force is divided and transmitted to both the left and right front wheels while allowing a difference in rotation between them.
[0024]
Next, a specific configuration of the power split device DF will be described with reference to FIG. The power split device DF is configured by rotatably supporting the output driven gear 3 and the first and second planetary gear devices 10 and 20 by a pair of left and right tapered roller bearings 61 and 62 in a housing HSG. A left boss portion 50e (see FIGS. 1 and 6) of the output gear body 50 having the output driven gear 3 on the outer peripheral portion is rotatably supported by the left taper roller bearing 62 with respect to the housing HSG.
[0025]
The output gear body 50 is shown in FIGS. 1, 5 and 6. The output gear body 50 has a wall surface 50a having a recess 50f opened rightward on the inner diameter side of the output driven gear 3, and a plurality of (in this example) the wall surface 50a. Four connecting arms 50b protrude rightward, and a ring-shaped first holding portion 51 is integrally formed at the tip of the connecting arm 50b. Further, a pinion disposition space 50c for disposing the first pinion gear 12 is formed between the four connecting arms 50b so as to be connected to the recess 50f and sandwiched between the wall surface 50a and the first holding portion 51.
[0026]
The output gear body 50 is made by a lost wax casting method using a high strength material for gear construction. Since it is molded by lost wax casting as described above, for example, an R portion (curved surface portion) is provided at the connection portion between the connecting arm 50b, the wall surface 50a, and the first holding portion 51, and stress concentration at this portion is prevented to prevent the carrier. The overall strength is increased. Moreover, since the output driven gear 3 is integrally provided on the outer peripheral side, the entire carburizing process is performed to ensure the gear strength. For this reason, not only the gear portion of the output driven gear 3 but also the entire output gear body 50 is carburized to increase the strength, and a sufficient strength of the carrier portion is ensured.
[0027]
The wall surface 50a and the first holding part 51 have four pin insertion holes 50d and 51a extending in the axial direction and extending coaxially across the pinion arrangement space 50c. As shown in the figure, the pin press-fit hole 50d is formed through the wall surface 50a, the pin press-fit hole 51a is formed as a blind hole in the first holding portion 51, and the first carrier pin is formed in the pin press-fit holes 50d and 51a. 13a is press-fitted from the pin press-fitting hole 50d side. However, at this time, the first carrier pin 13a is press-fitted with the first pinion gear 12 arranged in the pinion arrangement space 50c, and the first pinion gear 12 is placed on the first carrier pin 13a as shown in FIG. It will be in the state supported rotatably. As can be seen from this configuration, the output carrier body 50, the first carrier pin 13 a, and the first holding portion 51 constitute the first carrier 13. At this time, the output gear body 50 and the first holding part 51 are integrally made by a lost wax casting method using a high-strength material for gears, and there is no need to weld the carrier member as in the prior art.
[0028]
A cylindrical second holding member 52 shown in FIG. 5 is coupled to the cylindrical outer peripheral surface 51 b of the first holding part 51. The second holding member 52 is formed in a cylindrical shape opened on the left side, and the inner peripheral surface 52a of the left cylindrical portion and the right outer peripheral surface 51b of the first holding portion 51 are press-fitted and shown in FIG. Thus, the input rotation member is configured integrally. In the input rotation member configured integrally as described above, the right end portion thereof, that is, the right end portion boss portion 52b of the second holding member 52 is rotatably supported by the right taper roller bearing 61 with respect to the housing HSG. As described above, the output gear body 50, the first carrier pin 13a, the first holding portion 51, and the second holding member 52 are integrally coupled to form an input rotating member, and the input rotating member is a left and right tapered roller bearing 61. , 62 are rotatably supported with respect to the housing HSG.
[0029]
On the other hand, a drive gear body 55 (which has a first ring gear 14 on the inner periphery and a rear wheel drive gear 15 formed on the outer periphery, is located on the outer periphery side of the input rotation member constructed integrally as described above. Also referred to as an output rotating member). The drive gear body 55 is rotatably held by a ball bearing 64 that is fitted in the outer peripheral surface of the concave portion 51f of the output gear body 50 at the left end side outer peripheral portion and disposed in the concave portion 51. Is rotatably held by a ball bearing 63 disposed on the surface.
[0030]
A through hole is formed in the second holding member 52 supported rotatably by the right taper roller bearing 61 in the axial direction, and the end of the right axle shaft 4a is inserted into the through hole so as to be relatively rotatable. Yes. A second sun gear body 56 in which the second sun gear 21 is formed is attached to the tip of the right axle shaft 4a by spline connection.
[0031]
A through hole is formed in the output gear body 50 that is rotatably supported by the left taper roller bearing 62, and an end portion of the left axle shaft 4b is inserted into the through hole so as to be relatively rotatable. . A third holding member 53 constituting the second carrier 23 is spline-coupled at the tip of the left axle shaft 4b. A second inner carrier pin 23a that rotatably supports the second inner pinion gear 22a and a second outer carrier pin 23b that rotatably supports the second outer pinion gear 22b are press-fitted and attached to the third holding member 53. It has been. A fourth holding portion 54 is formed integrally with the second inner and second outer carrier pins 23a and 23b on the opposite side in the axial direction, and the third holding member 53, the second inner and second outer carrier pins 23a are formed. , 23b and the fourth holding part 54 constitute the second carrier 23. A connecting gear member 57 that integrally includes the first sun gear 11 and the second ring gear 24 is rotatably disposed on the outer peripheral surface of the third holding member 53.
[0032]
As can be seen from the above configuration, torque and axial force acting on the output driven gear 3 are applied to the output gear body 50 from the engine side. Since this torque is transmitted from the first carrier pin 13a to the first sun gear 11 and the first ring gear 14 via the first pinion gear 12, the reaction force acts on the first carrier pin 13a. Further, when the first sun gear 11, the first pinion gear 12, and the first ring gear 14 are constituted by helical gears, the thrust force acts on the output gear body 50 that supports the first carrier pin 13a. Therefore, in this power split device DF, the strength of the gear body 50, particularly the strength of the portion supporting the first carrier pin 13a, for example, the strength of the connecting arm 50b, is required, but as described above, the strength of the output gear body 50 is increased. As a result, there is no problem in strength.
[0033]
When the power split device DF having the above configuration is assembled, first, the first carrier pin 13a is press-fitted into the pin press-fit holes 50d and 51a in a state where the first pinion gear 12 is arranged in the pinion arrangement space 50c of the output gear body 50. Then, the pinion gear 12 is rotatably supported on the first carrier pin 13a in the pinion disposition space 50c. Then, the connecting gear member 57 integrally having the first sun gear 11 and the second ring gear 24 is assembled in the recess of the output gear body 50 to mesh the first sun gear 11 and the first pinion gear 12. Further, the second holding pin 53a is rotatably held by the second inner carrier pin 23a and the third holding member 53 in a state where the second outer pinion gear 22b is rotatably held by the second outer carrier pin 23b is output from the left side. It is assembled in the recess of the gear body 50. As a result, the second outer pinion gear 22 b meshes with the second ring gear 24. Further, the second sun gear body 56 is assembled from the left side, and the second sun gear 21 is engaged with the second inner pinion gear 22a.
[0034]
Then, in the state where the connecting gear member 57, the third holding member 53, and the second sun gear body 56 are disposed in the recess of the output gear body 50 as described above, the cylindrical second holding member is covered so as to cover them. 52 is press-fitted and attached to the first holding portion 51 of the output gear body 50. Thereby, the input rotation member in a state in which the second planetary gear device 20 is housed therein is assembled.
[0035]
A drive gear body (output rotation member) 55 is attached to the outer peripheral side of the input rotation member while being rotatably supported by the output gear body 50 via a ball bearing 64 at the left end. Then, the assembly of the power split device DF is completed by allowing the device assembled in this way to be supported by the housing HSG so as to be rotatable by the ball bearing 63 and the pair of left and right tapered roller bearings 61 and 62.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a pinion disposition space is formed in which the pinion gear member can be disposed connected to the recess formed on the inner diameter side of the gear portion of the power transmission gear member. A shaft holding hole is formed in the power transmission gear member that extends in the left and right side walls that form a pinion disposition space, and the pinion gear member is rotatably supported by a pinion shaft fitted in the shaft holding hole. A gear device is configured, and a power transmission gear member having a pinion disposition space serves as a carrier member. For this reason, it is not necessary to weld and join the carrier to the side surface of the power transmission gear member as in the prior art, and the power transmission gear member is integrally formed with a carrier component using a high-strength material required as a gear member. can do. Since welding is not required in this way, there is no problem of interference between the welded portion and the pinion shaft and pinion gear, the degree of freedom in designing the carrier shape is high, and post-processing steps such as welding distortion removal processing are not required. . Further, since the assembly of the carrier and the number of welding processes are not required, the number of assembly processes can be reduced, and the number of components can be reduced, so that the part cost can be reduced. Furthermore, since the carrier is also integrally formed of a high-strength material used as a power transmission gear member, the carrier component can be reduced in size and the planetary gear configuration can be reduced in size and size. In particular, since the power transmission gear needs to be carburized, the carrier component integrated with the power transmission gear is also carburized at the same time and becomes very strong. Moreover, since it can be made by lost wax casting, it is easy to provide the R portion (curved surface portion) at the connecting portion between the connecting arm and the power transmission gear constituting the carrier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a power transmission gear member constituting a planetary gear device according to the present invention and a cross-sectional view taken along arrows BB.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a power transmission system configuration of a vehicle four-wheel drive device including a center differential mechanism configured using a planetary gear device according to the present invention.
FIG. 3 is a velocity diagram showing a rotational speed relationship of each rotary element in the first and second planetary gear devices constituting the four-wheel drive device.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of the four-wheel drive device.
FIG. 5 is a perspective view showing an output gear body (power transmission gear member) constituting the four-wheel drive device and a second holding member fitted thereto.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which the output gear body and a second holding member are fitted to each other.
[Explanation of symbols]
3 Output driven gear
10 First planetary gear unit
12 First pinion gear (pinion gear member)
13a First carrier pin (pinion shaft)
50 Output gear body (input rotating member)
50a Wall (side wall)
50c Pinion installation space
50d Pin press-fit hole (shaft holding hole)
50f recess
51 1st holding part (side wall)
51a Pin press-fit hole (shaft holding hole)
55 Drive gear body (ring gear member)
64 Ball bearing (bearing member)

Claims

動力伝達ギヤ部材と、
前記動力伝達ギヤ部材のギヤ部の内径側に側方に開放して形成された凹部に嵌合保持されたベアリング部材と、
前記ベアリング部材の内径側において前記凹部内に側方から挿入されて設けられ、前記ベアリング部材を介して前記動力伝達ギヤ部材により回転自在に支持されたリングギヤ部材と、
前記動力伝達ギヤ部材により回転自在に支持されるとともに前記リングギヤ部材の内歯リングギヤと噛合する外歯ピニオンギヤを有したピニオンギヤ部材とを有して構成される遊星歯車装置において、
前記動力伝達ギヤ部材に前記凹部の内径側に繋がって前記ピニオンギヤ部材を配設可能なピニオン配設空間が形成され、
前記ピニオン配設空間を横切るとともに前記ピニオン配設空間を形成する左右側壁内を軸方向に延びるシャフト保持孔が前記動力伝達ギヤ部材に一体に形成され、前記ピニオンギヤ部材が前記ピニオン配設空間内に位置して前記シャフト保持孔に嵌入されたピニオンシャフトにより回転自在に支持され、前記凹部と前記ピニオン配設空間との径方向に繋がる空間を介して前記ピニオンギヤ部材が前記リングギヤ部材と噛合するように構成され、
前記凹部およびその内径側に繋がって形成された前記ピニオン配設空間内に、前記ベアリング部材、前記リングギヤ部材および前記ピニオンギヤ部材が径方向に重なって設けられていることを特徴とする遊星歯車装置。A power transmission gear member;
A bearing member fitted and held in a recess formed by opening laterally on the inner diameter side of the gear portion of the power transmission gear member;
A ring gear member that is inserted from the side into the recess on the inner diameter side of the bearing member, and is rotatably supported by the power transmission gear member via the bearing member;
In a planetary gear device configured to include a pinion gear member that is rotatably supported by the power transmission gear member and has an external pinion gear that meshes with an internal ring gear of the ring gear member.
A pinion disposition space is formed in the power transmission gear member, the pinion gear member being connected to the inner diameter side of the recess , and capable of disposing the pinion gear member.
A shaft holding hole that crosses the pinion installation space and extends in the axial direction in the left and right side walls forming the pinion installation space is formed integrally with the power transmission gear member, and the pinion gear member is formed in the pinion installation space. Positioned so that the pinion gear member meshes with the ring gear member via a space that is rotatably supported by a pinion shaft that is fitted in the shaft holding hole and that is connected in a radial direction between the recess and the pinion installation space. Configured,
The planetary gear device , wherein the bearing member, the ring gear member, and the pinion gear member are provided to overlap in the radial direction in the pinion disposition space formed to be connected to the concave portion and the inner diameter side thereof .

前記動力伝達ギヤ部材が、前記ピニオン配設空間を形成する前記左右側壁を一体に有して鋳造により前記凹部および前記ピニオン配設空間を有した形状に作られ、全体が浸炭処理されて製造されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。The power transmission gear member is integrally manufactured with the left and right side walls forming the pinion disposition space and formed into a shape having the recess and the pinion disposition space by casting, and is carburized and manufactured as a whole. The planetary gear device according to claim 1, wherein: