JPH07502097A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 差動装置 本発明は、差動装置に関する。

本発明は、自動車用の差動装置として川ｔ１られて〜）るものを参照して；己述 される。しかしながら、本発明は、差動装置としてＩＩ１力１なる応用１こも用 ０ること力｛可能であるため、本応用に限定されたものとみなされるべきでｉよ な０。

近年、臼動車製造者は小型車に同じ車軸上１；あるホイーノレｉ■及び異なる車 牛山上にある２対のホイール間において差動歯車を要求する四輪駆動機Ｉ異を設 １ナて０る。

小型￥−固有の問題としては、小さ（１利川ｉｉＪ能なスペース（二適合できる ような／４％型の差動装置を提洪するという問題がある。このようｔｉ差動装五 一軽量でｔ工１ナれ（ｉ′ならず、また大量生産は合理的で低コストであり、最 ／ＪＸ限の部品数でなｌナれ１ｆならない。

本発明は、動力を受容する入力手段と、第１の出力手段１こ動力をσ友給する第 １の歯車配列と、第２及び第３の出力手段（こ動力を倶〜する第２の歯車配ＦＩ Ｊとを有する差動装置を提供するものであり、この装置：；お０て、第１の歯車 配夕Ｉｌｌよ動ノｊを受容する人力手段からの動力を第１の出ノＪ手段と第２の 歯車配夕１１の人ノＪ手段の両方に伝動して第１の出力手段と第２の歯車配夕＋ ｌとを連１吉する差動装置として動作し、第２の歯車配列はその第２の入力手段 力１らの動力を第２及び第３の両出プＪ手段に伝動して第２及び第３の出力手段 を連結する差動装置として動作する。

このように、本発明は、入力からの動力を３つの異／ｊる出力シャフトζこ伝動 してこれらシャフト間て差動運動を行うこと力《可能な伝動システムを提《！ζ する。

本発明の第１の好ましい実施様態にお０て、第１の歯ｆｌｉｌ’Ｅダ１１よ、差 動装置のための入力手段を提供する第１の環状歯車と、第１の複数の遊星歯車と 、第１の遊星歯車キャリャと、第１及び第２の太陽歯車とを有するエピサイク１ ノ・ノク配夕ＩＪであり、第２の歯車配列は、第２の歯車配列の人力手段を提供 する第２の環状歯車と、複数の第２の遊星歯車と、第２の遊走歯車キャリャと、 第３の太陽歯車とを有するエピサイクリック配列であり、１つの歯車がｔＪ１の 歯車配列の第１の太陽歯車としても第２の歯車配列の第２の環状歯車としても作 用し、第２の太陽歯車はｔＪ１の出力手段を提倶し、第２の遊星歯車キャリャは 第２の出力手段を提供し、第３の太陽歯車は第３の出力手段を提洪する。

第１の好ましい実施様態において、複数の第１の遊星歯車は好ましくは第１の軸 方向の長さを有する複数の歯車と第２のより長い軸方向の長さを有する複数の歯 車とを有し、第２のより長い軸方向の長さを有する複数の歯車は第１の太陽歯車 と第１の軸方向の長さを有する複数の歯車の少なくとも１つにかみ合っており、 第１の軸方向の長さを有する複数の歯車は第２の太陽歯車とかみ合っている。

好ましくは、第１の実施様態において、第１の太陽歯車は第２の太陽歯車よりも 大きいピッチ円直径を有しており、第１及び第２の太陽歯車は同じ軸を中心に回 転するように取り付けられており、第２のより長い軸方向の長さを有する遊星歯 車は第１及び第２の太陽歯車の共通の回転軸から第１の半径距離の位置に取り付 けられてその回転軸に平行な軸を中心にして回転するように取り付けられており 、第１の長さを有する複数の遊星歯車は第２のより小さい半径距離の位置に前記 の共通の回転軸に平行な軸を中心に回転するように取り付けられている。

第１の好ましい人施様態において、・複数の第２の長い方の遊星歯車は好ましく は第１及び第２の太陽歯車の両方の少なくとも一部に重なり第２の太陽歯車との みかみ合っており、第１の長さの複数の遊星歯車はｍｌの太陽歯車にだけ重なり それとかみ合っている。

第１の好ましい実施様態の第２の太陽歯車は、好ましくはこの歯車を軸方向に貫 通する円筒形通路が設けられており、この円筒形通路により出力シャフトは第２ の太陽歯車を貫通して第３の太陽歯車と連結可能にな７ている。

好ましくは、第１の好ましい実施様態において、歯車を出力シャフトに連結する 手段が第２の太陽歯車に設けられており、この手段はスプラインが設けられた内 側の面を有する前記第２の太陽歯車の軸方向に設けられた円筒形キャビティを有 する。

第１の好ましい実施様態において、好ましくは遊昆キャリャを出力シャフトに連 結する手段が前記第２の遊星キャリャに設けられており、この手段は好ましくは スプラインが設けられた内側の面を有する遊星キャリャの軸方向｛こ設けられｔ 二円筒形キャビティを有する。

好ましくは、第１の好ましい実施様態において、第３の太陽歯車を出力シャフト に連結する手段が前記第３の太陽歯車に設けられており、スプラインが設けられ た内側の面を有する前記第３の太陽歯車の軸方向に設けられた円筒形通路を有す る。

好ましくは、出力シャフトが第２の太陽歯車に連結されており、スリーブカ《設 けられて出力シャフトの外面とかみ合っており、このスリーブは出力シャフトを 連結して動力を供給する連結手段を提ロ（している。

第１の好ましい実施様態において使用されるスリーブは好ましくは出力シャフト に対して出力シャフトの軸方向にスライド可能であり、このスリーブはスレーブ を第１の遊昆歯車キャリャに連結する連結手段を有する。スリーブを出力シャフ トに対してスライドしてスリーブが連結手段によって第１の遊星歯車キ４・１ノ ヤと連結する第１の位置とスリーブが遊足キャリャから切り離される第２の位置 とを移動するように差動装置の使用者によって操作可能な作動手段が設けられて ０る。出力シャフトは、第１の遊走歯車キャリャに対して口・ノクされてスリー ブの第１の位置においては第１の遊星歯車キャリャとともに回転し、スリーブの 第２の位置においては第２の太陽山車の回転に合わせて回転する。

好ましくは、出力シャフトを差動装置から切り離す手段が設けられて（１る。

また、本発明は、複数の車軸を有する自動車用の差動装置を提供し、この装置は 動力を受容する入力手段と、第１の車軸のホイールに動力を供給する第１の出力 手段と、異なる車軸の対向する側にある第１及び第２のホイーノレ１こそれぞれ 動力を供給する第２及び第３の出力手段と、入力手段と第１の出力手段及び中間 駆動手段の両方とを駆動連結して第１の出力手段と中間駆動手段とか人力手段か ら駆動されて第１の出力手段と中間駆動手段との差動速度が異なるよう１こする 第１の差動手段と、中間駆動手段と第２及び第３の出力手段とを駆動連結して第 ２及び第３の出力手段が駆動手段によって駆動されて第２及び第３の出力手段の 差動速度か異なるようにする第２の差動手段とを有する。

本発明の好ましい実施様聾は、ここで以下の添イ４図面を参照しな力《ら示され る。

図１は、本発明による伝動装置の静止時ｔ；お番ナる令自方向断面図を示す。

図２は、図１の線ＢＢに沿って見た分割された購断而図を示す。

図３は、図１の伝動装置の部分的に切り欠力）れた５上解等角図を示す。

図１において、ここで記述される好まし（１実方＆様態の伝動装置力《図２の線 ＡＡに沿って見た静止時における断面図１こお（１て示されて（１る。本実施様 態１よ環状１ノング歯車である人力歯卓１を有してＬＳる。入力歯車１（よ伝動 装置への駆動を受番ナる。自動車に用いた場合、人力歯車１（よ自動車エンジン ｛こよって駆動されて回転する。入力歯車１はベアリングに２つのハウジング部 ｝オ６及び７１こよって支持され、これらハウジング部材６及び７は伝動装置の 歯車のカノ《−の役目を果たし、入力歯車の回転に合わせて回転する。入力歯車 １１；Ｌ１６ｒｊどのボノレト１こよりハウジング６及び７に装着すること力呵 能である。

入力歯車１においてボケ・ットが機械加工されて、短（鳥方の遊星歯車２と長（ 為方のＲＬｍ車３という２つの異なるタイプの遊走歯車を納めるよう１こ形成さ れてｔ１る。図２に示されるように、短（為方の遊星歯車２（ｊそれぞれ２つの 長０方の遊星歯車３に隣接するポケットに納められており、すべての遊星歯車（ よ互１．％ｌこ力＼み合っている。つまり、短い方の遊星歯車２１１２つの長（ １方の遊星歯車３とそれぞれかみ合っており、長い方の遊星歯車３Ｃよ２つの短 ０方の遊星歯車２とそれぞれ力１み合っている。

長い方の遊星歯車３はそれぞれ長し）方の太陽歯車４と力１み合って回転する。

長い方の太陽歯車４はその周囲に沿って歯力《形成されており、またその内偵１ １面全体にスプライン１７を有する円筒形キャビテイカ《貫通するよう：こ形成 されて（為る。

駆動力は人力歯車１から長い方の遊星歯車３を介して太陽歯車４（こ伝動され、 さらに太陽歯車４のスプライン１７とかみ合うスプライン付きの端部を有する出 力シャフト８に伝動される。

それぞれ短い方の遊星歯車２と同じ大きさの外径を有する長（１方の遊星歯車３ は、短い方の遊星歯車２の回転軸よりも出力シャフト８の回転軸から離れた位置 にある軸を中心に回転するように取り付けられている。長い方のａ星歯車３の回 転軸が差動装置の回転軸から第１の半径方向短、ＷＲＩにあり、短い方の遊星歯 車２の回転軸が遊星キャリヤの回転軸から第２の半径方向距離Ｒ２にあることは 図１および図２から明らかに見て取れる。半径方向距離Ｒ１は半径方向短ｆｔＲ ２よりも大きい。従って、長い方のａ星歯車３は太陽歯車４にかみ合うが、太陽 歯車５にはかみ合わない。

短い１１星歯車２はそれぞれ太陽歯車５にかみ合っている。太陽歯車５は環状リ ング歯車である。太陽歯車５は外側の歯１９と内側の歯２０とを有している。環 状リング歯車５は、環状リング歯車１によって駆動される複数の遊星歯車２とか み合う限りにおいては太陽歯車である。環状リング歯車５はまた、太陽歯車１２ を中心に回転する遊星歯車１０及び１１にかみ合う環状歯車である。

遊星歯車２によって環状リング歯車５に伝達された駆動力は、環状リング歯車５ の内側の歯によって遊星歯車１０に伝動される。遊星歯車１０及び１１は、差動 装置の回転軸から半径距離Ｒ３の位置にある軸を中心に遊星キャリヤ１３に回転 するように取り付けられている。遊星歯車１０はそれぞれ近接する２つの遊星歯 車１１にかみ合っている。遊星歯車１１はそれぞれ太陽歯車１２にかみ合ってい る。遊星歯車１１は遊星歯車キャリヤ１３に取り付けられて差動装置の回転軸か ら半径距ＭＲ４の位置にある軸を中心に回転する。半径距離Ｒ３は半径距離Ｒ４ よりも大きい。遊星歯車１０及び１１はいずれも環状リング歯車５及び太陽歯車 １２の双方にはかみ合っていない。各遊星歯車１０が環状リング歯車５にかみ合 っている各遊星歯車１０は、それに隣接する太陽歯車１２とかみ合っている２つ の遊星歯車１１を有しており、その逆も成り立つ。

遊星歯車キャリヤ１３は環状キャビティを有し、そのキャビティの内側面にスプ ライン２１をＨしている。出力シャフト１４はスプライン２１とかみ合うスプラ イン付きの端部を存しており、従って、出力シャフト１４は遊り歯車キャリヤ１ ３と同じ角速度で回転する。

太陽歯車１２にかみ合うＦ１足歯車１１は太陽歯車１２を回転させる。太陽歯車 １２はその内側にスプライン２２を有する内部円筒形キャビティを有している。

出力シャフト８と共軸で中空シャフト８の内側で回転するシャフト１５は、スプ ライン２２にかみ合うスプライン付きの端部を有している。従って、出力シャフ ト１５は太陽歯車１２と同じ角速度を有している。

フロントエンジン車において用いられる場合、典型的には出力シャフト１４及び １５か用いられて自動車の前輪に横軸駆動を与える。太陽歯車１２と、キャリヤ １３と、遊星歯車１０及び１１と、環状リング歯車５とによって形成される差動 により、２つの前輪は互いに異なる速度で回転することが可能である。同時に、 出力シャフト８が連結されて自動車の後輪を駆動し、駆動はかさ歯車を介して出 力シャフト８から得られる。添付図面に示された伝動装置は、自動車の前輪と後 輪との間でエンジンからの動力を不均等に分割するように構成されている。環状 リング歯車５の外側の歯の数に対する太陽歯車４の歯の数の割合は、前輪及び後 輪のトルクの分割を決定する。

好ましい実施様態において、伝動装置は内側スプラインを有するスリーブ９を含 み、この内側スプラインは出力シャフト８の外側にあるスプライン２７にかみ合 って出力シャフト８からの駆動を獲得する。アクチュエータ２３が、スリーブ９ にかみ合うフォーク２８に連結されている。フォーク２８が、２つの取り付け２ ５及び２６に対してスライド可能なロッド２４に連結されている。アクチュエー タ２３は、油圧、電気、機械、あるいは空気圧によって動作可能である。スリー ブ９をハウジング６にかみ合わせることにより、人力歯車１、遊星歯車２及び３ 、太陽歯車４はロック可能であり、環状リング歯車５、遊星歯車２０、キャリヤ １３、及び太陽歯車１２によって形成される差動は通常の動作状態にある。スリ ーブ９をハウジング６にかみ合わせることは作動手段を作動することによりドラ イバによって選択可能であり、これによって非常な悪環境においても前輪及び後 輪から非常に高いトラクションを得ることが可能である。また、後車軸に対する プロップシャフトが切り離されると、スリーブ９をハウジング６にロックするこ とにより動力計テスト及び排出テストなどの標準二輪駆動テスト設備を用いて自 動車をチェックすることが可能である。

特筆すべきは、上述の実施様態において、互いにかみ合っている遊星歯車２及び ３は装置の周囲を囲むように完全にかみ合っているが、代わりに互いにのみがみ 合っている対をなす歯車を複数で用いることも可能である。さらに、少なくとも ２つの遊星歯車があり、これら２つの歯車は互いにかみ合い、さらに一方が太陽 歯車１２にかみ合い、他方が環状リング歯車５にかみ合っている場合、完全に太 陽歯車１２の周囲を囲むまで任意の数の遊星歯車１０及び１１を用いることも可 能である。

また、特筆すべきは、上記の実施様態において、遊星歯車３及び２は同じ直径と 同じ数の歯をＨしているが、本出願人は異なる直径と異なる数の歯をそれぞれに 用いて遊星歯車３に対して異なる直径を有する遊星歯車２を用いることが出力シ ャフト間で所望のトルク分割を達成するためにある種の応用において利点がある ことを観察している。さらに、遊星歯車１０及び１１はまた互いに異なる直径を 有するように選択することが可能である。

また、本発明は、一方の出力シャフトが太陽歯車に連結されて他方の出力シャフ トが遊星歯車キャリヤに連結されている歯車の周転円配列に対して大きい太陽歯 車４を環状歯車として用いることにより、４つの異なる出力シャフトを提供する ように修正することも可能である。

フロントエンジン車において差動装置を用いることを上で記述したが、この差動 装置はまたリヤ／ミツドエンジン車の応用にも用いることが可能であり、この場 合にはシャフト１４及び１５が自動車の２つの後輪を駆動するのに用いられてシ ャフト８が自動車の前輪に動力を供給するのに用いられる。

上記の記述から、本発明は、互いに異なる速度で回転可能な３つの出力を存する 、非常にコンパクトで典型的な前輪駆動車の前輪駆動差動装置によって現在占ｑ されているのと同じ大きさのスペースに容易に取り付は可能な差動装置を提供す ることが理解される。

また、本発明は、素材を節約し、従来自動車の前輪間で駆動を分割するのに第１ の差動装置を用いて自動車の前輪と後輪との間で駆動を分割するのに第２の差動 装置を用いていた四輪駆動車のシステムに比較してコスト而で優れている。明ら かに、本発明は１つの装置で上記の両機能を実行し、これによってより少ない部 品を用いてより軽量でより低コストの差動装置を提供する。

／２り／ １　・ □ □

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．差動装置であって、 動力を受容する入力手段と、 第１の出力手段に動力を供給する第１の歯車配列と、第２及び第３の出力手段に 動力を供給する第２の歯車配列とを有する差動装置において、 前記第１の歯車配列は動力を受容する入力手段からの動力を第１の出力手段と第 ２の歯車配列の入力手段との両方に伝動し、第１の出力手段と第２の歯車配列の 入力手段とを連結する差動装置として動作し、第２の歯車配列はその入力手段か らの動力を第２及び第３の出力手段に伝動し、第２及び第３の出力手段を連結す る差動装置として動作することを特徴とする装置。
2. ２．請求項１記載の差動装置において、第１の歯車配列は差動装置のための入力 手段を提供する第１の環状歯車と、複数の第１の遊星歯車と、第１の遊星歯車キ ャリヤと、第２及び第３の太陽歯車を有するエピサイクリック配列であり、第２ の歯車配列は第２の歯車配列のための入力手段を提供する第２の環状歯車と、複 数の第２の遊星歯車と、第２の遊星歯車キャリヤと、第３の太陽歯車とを有する エピサイクリック配列であり、１つの歯車が第１の歯車配列の第１の太陽歯車と しても第２の歯車配列の環状歯車としても作用し、第２の太陽歯車は第１の出力 手段を提供し、第２の遊星歯車キャリヤは第２の出力手段を提供し、さらに第３ の太陽歯車は第３の出力手段を提供することを特徴とする装置。
3. ３．請求項２記載の差動装置において、複数の第１の遊星歯車は第１の軸方向の 長さを有する複数の歯車とより長い第２の軸方向長さを有する複数の歯車とから 構成されており、より長い第２の軸方向長さを有する複数の歯車は第１の太陽歯 車と第１の軸方向長さを有する複数の歯車の少なくとも１つにかみ合い、第１の 軸方向長さを有する複数の歯車は第２の太陽歯車にかみ合うことを特徴とする装 置。
4. ４．請求項３記載の差動装置において、第１の太陽歯車は第２の太陽歯車よりも 大きいピッチ円直径を有しており、第１及び第２の太陽歯車は同じ軸を中心に回 転するように取り付けられており、より長い第２の軸方向長さを有する遊星歯車 は第１及び第２の太陽歯車の共通の回転軸に平行でこの回転軸から第１の半径距 離の位置にある軸を中心に回転するように取り付けられており、第１の軸方向長 さを有する複数の遊星歯車は前記共通の回転軸に平行でこの軸から第２の短い半 径距離の位置にある軸を中心に回転するように取り付けられていることを特徴と する装置。
5. ５．請求項４記載の差動装置において、より長い第２の軸方向長さを有する複数 の遊星歯車は第１及び第２の太陽歯車の両方の少なくとも一部にわたって延び、 第２の太陽歯車とのみかみ合っており、第１の軸方向長さを有する複数の遊星歯 車は第１の太陽歯車にのみ重なってそれとかみ合っていることを特徴とする装置 。
6. ６．請求項２から５記載の差動装置において、第２の太陽歯車には軸方向にわた って貫通する円筒形通路が設けられており、この円筒形通路によって出力シャフ トは第２の太陽歯車を貫通して第３の太陽歯車に連結可能になっていることを特 徴とする装置。
7. ７．請求項２から６記載の差動装置において、第２の太陽歯車によって提供され る第１の出力手段は、スプラインが設けられた内側の面を有する前記第２の太陽 歯車の軸方向に設けられた円筒形キャビティを有する出力シャフトに前記第２の 太陽歯車を連結する手段を有することを特徴とする装置。
8. ８．請求項２から７記載の差動装置において、第２の遊星歯車キャリヤを連結す る手段が前記第２の遊星歯車キャリヤに設けられており、この手段はスプライン が設けられた内側の面を有する遊星歯車キャリヤの軸方向に設けられた円筒形キ ャビティを有することを特徴とする装置。
9. ９．請求項２から８記載の差動装置において、第３の太陽歯車を出力シャフトに 連結する手段が前記第３の太陽歯車に設けられており、この手段はスプラインが 設けられた内側の面を有する前記第３の太陽歯車の軸方向に設けられた円筒形通 路を有することを特徴とする装置。
10. １０．請求項２から９記載の差動装置において、出力シャフトが第２の太陽歯車 に連結されており、スリーブが出力シャフトの外側とかみ合うように設けられて おり、このスリーブによりシャフトを連結して動力を供給する連結手段を提供す ることを特徴とする装置。
11. １１．請求項１０記載の差動装置において、スリーブは出力シャフトに対して出 力シャフトの軸方向にスライド可能であり、スリーブはスリーブを第１の遊星歯 車キャリヤに連結する連結手段を有しており、スリーブを出力シャフトに対して スライドしてスリーブが連結手段によって第１の遊星歯車キャリヤに連結される 第１の位置とスリーブが第１の遊星歯車キャリヤから切り離される第２の位置と を移動ずるように差動装置の使用者によって操作可能な作動手段が設けられてお り、出力シャフトは第１の遊星歯車キャリヤにロックされてスリーブの第１の位 置においては第１の遊星歯車キャリヤとともに回転し、出力シャフトがスリーブ の第２の位置においては第２の太陽歯車の回転に合わせて回転することを特徴と する装置。
12. １２．請求項１１記載の差動装置において、出力シャフトを差動装置から切り離 す手段が設けられていることを特徴とする装置。
13. １３．複数の車軸を有する自動車のための差動装置であって、動力を受容する入 力手段と、 第１の車軸のホイールに動力を供給する第１の出力手段と、異なる車軸の対向す る側にある第１及び第２のホイールにそれぞれ動力を供給する第２及び第３の出 力手段と、 入力手段と第１の出力手段および中間駆動手段の両方との間を駆動連結して第１ の出力手段と中間駆動手段とを入力手段から駆動し、第１の出力手段と中間歯車 手段との差動速度が異なるようにする第１の差動手段と、中間駆動手段と第２及 び第３の出力手段との間を駆動連結して第２及び第３の出力手段を中間駆動手段 によって駆動し、第２及び第３の出力手段の差動速度が異なるようにすることを 特徴とする装置。
14. １４．実質的にこれまで添付図面を参照して記述され、また添付図面に示された ような差動装置。