WO2017154898A1 - 伝動装置 - Google Patents
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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
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- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/04—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion
- F16H25/06—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying rotary motion with intermediate members guided along tracks on both rotary members
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H48/12—Differential gearings without gears having orbital motion
- F16H48/14—Differential gearings without gears having orbital motion with cams
Definitions
- the present invention relates to a transmission device, in particular, a first transmission member having a first axis as a central axis, a first transmission shaft rotating around the first axis, and an eccentric having a second axis eccentric from the first axis as a central axis.
- An eccentric rotating member integrally connected to the shaft, a second transmission member that is rotatably supported by the eccentric shaft around the second axis, and that rotates around the first axis.
- a third transmission member connected coaxially to the second transmission shaft and facing the second transmission member; a first transmission mechanism capable of transmitting torque while shifting between the first and second transmission members; and second and second transmission members.
- the present invention relates to a transmission apparatus including a second transmission mechanism capable of transmitting torque while shifting between three transmission members, and a casing that houses first to third transmission members.
- the transmission device is conventionally known as disclosed in, for example, Patent Document 1.
- the first speed change mechanism is located on a surface of the first transmission member facing the second transmission member, and the first axis is arranged.
- a plurality of first transmission gears and a plurality of first transmission gears that are interposed between a plurality of intersections of the first and second transmission grooves and perform transmission between the first and second transmission members while rolling the first and second transmission grooves.
- a third transmission groove that is on the surface of the second transmission member facing the third transmission member and that is centered on the second axis, and the second transmission mechanism has a first rolling element.
- a wave-shaped annular member having a wave number different from that of the third transmission groove on the surface of the member facing the second transmission member and centering on the first axis.
- a plurality of first transmission grooves and a plurality of second transmission gears which are interposed at a plurality of intersections of the third and fourth transmission grooves and perform the transmission between the second and third transmission members while rolling the third and fourth transmission grooves.
- the first transmission member and the first transmission member are integrated with one side wall of the casing, while the first transmission shaft and the third transmission member are supported on the casing via bearings, respectively.
- the three coaxial arrangements of the transmission shaft and the third transmission member (second transmission shaft) are secured in association with the casing.
- the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a transmission device that can increase the transmission efficiency of the first and second transmission mechanisms without requiring a particularly high machining accuracy in the support portion. Objective.
- the present invention is centered on a first transmission member having a first axis as a central axis, a first transmission shaft rotating around the first axis, and a second axis eccentric from the first axis.
- An eccentric rotating member integrally connected to an eccentric shaft portion serving as an axis, a second transmission member that is rotatably supported by the eccentric shaft portion around a second axis, and faces the first transmission member;
- a third transmission member that is coaxially connected to a second transmission shaft that rotates about one axis and that faces the second transmission member, and a first gear that can transmit torque while shifting between the first and second transmission members.
- a plurality of first rolling elements for performing transmission transmission, and the second transmission mechanism is located on a surface of the second transmission member facing the third transmission member and has a corrugated annular shape centering on a second axis.
- the second and second transmission grooves are interposed at a plurality of intersections of the third and fourth transmission grooves and roll on the third and fourth transmission grooves.
- a plurality of second rolling elements for performing transmission transmission between transmission members, performing transmission transmission between the first and second transmission shafts, or applying rotational torque from the casing to the first and second transmission shafts.
- the first transmission member is configured separately from the casing, and is connected to the casing so as to be axially movable relative to the casing and to be relatively non-rotatable.
- a biasing means for biasing the first to third transmission members toward the other side wall of the casing is interposed between the first transmission member and one side wall of the casing facing the first transmission member.
- the present invention has a second feature that the first transmission member is given play in a radial direction with respect to the casing.
- an initial biasing force of the biasing means is provided between the other side wall of the casing and the third transmission member facing the other side wall.
- a third feature is that a shim for adjusting the load is interposed.
- the present invention has a fourth feature that the third transmission member is given play in the radial direction with respect to the casing.
- an external shaft supported rotatably on the other side wall of the casing around the first axis is spline-fitted to the second transmission shaft so as to be freely movable in the radial direction.
- the present invention provides a first transmission member having a first axis as a central axis, a first transmission shaft that rotates about the first axis, and a second axis that is eccentric from the first axis.
- An eccentric rotation member integrally connected to an eccentric shaft portion serving as a central axis, a second transmission member that is rotatably supported by the eccentric shaft portion around a second axis, and faces the first transmission member;
- a third transmission member that is coaxially connected to a second transmission shaft that rotates about the first axis and that faces the second transmission member, and a first gear that is capable of transmitting torque while shifting between the first and second transmission members.
- a first transmission mechanism a second transmission mechanism capable of transmitting torque while shifting between the second and third transmission members, and a casing that houses the first to third transmission members, wherein the first transmission mechanism
- the first transmission member is located on a surface facing the second transmission member.
- the first transmission groove having an annular shape centered on the first axis and the first transmission groove of the second transmission member facing the first transmission member, and the first wave number having a waveform shape centering on the second axis.
- a second transmission groove different from the transmission groove and a plurality of intersecting portions of the first and second transmission grooves are interposed between the first and second transmission members while rolling the first and second transmission grooves.
- a plurality of first rolling elements that perform the transmission of the first speed, and the second speed change mechanism is a waveform of the second power transmission member on a surface facing the third power transmission member and centering on the second axis.
- An annular third transmission groove and a fourth transmission groove on the surface of the third transmission member facing the second transmission member and having a wave shape centered on the first axis and having a wave number different from that of the third transmission groove And interposed between a plurality of intersections of the third and fourth transmission grooves, while rolling the third and fourth transmission grooves, the second and second A plurality of second rolling elements for performing transmission transmission between transmission members, performing transmission transmission between the first and second transmission shafts, or applying rotational torque from the casing to the first and second transmission shafts.
- the first transmission shaft is supported on one side wall of the casing so as to be rotatable around a first axis
- the second transmission shaft is
- the second outer shaft is supported on the other side wall of the casing so as to be rotatable about the first axis.
- the first transmission member is configured separately from the casing.
- the first transmission member has radial play with respect to the casing
- the second transmission shaft has radial play with respect to the second external shaft.
- connection between the first transmission member and the casing allows mutual relative movement in the axial direction, and the first transmission member,
- a biasing means for biasing the first to third transmission members toward the other side wall of the casing is interposed between the one side wall of the casing facing the seventh side.
- the first transmission member is configured separately from the casing, and is connected to the casing so as to be relatively movable in the axial direction and not to be rotatable relative to the casing.
- an urging means for urging the first to third transmission members toward the other side wall of the casing are interposed between the opposite side wall of the casing and the urging means.
- the first and second transmission mechanisms can be used without requiring a particularly high machining accuracy for the support portion of the first transmission member, the first transmission shaft, and the third transmission member (second transmission shaft) to the casing. Therefore, it is possible to contribute to the reduction of the manufacturing cost of the apparatus. Moreover, since the urging means is interposed between the casing and the first transmission member that are connected so as not to rotate relative to each other, the urging means hardly rubs against the casing and the first transmission member even during transmission. The wear is avoided and high durability can be secured.
- the first transmission member is given play in the radial direction with respect to the casing, so that the first rolling element and the first and second transmission grooves by the biasing means are Due to the biasing engagement, the first transmission member can be automatically aligned with the second transmission member without being affected by the casing, so that the plurality of first rolling elements and the first and second transmission grooves are appropriate.
- the transmission efficiency of the first speed change mechanism can be further improved.
- a shim for adjusting the initial load of the biasing force of the biasing means is interposed between the other side wall of the casing and the third transmission member facing the other side wall.
- the initial load of the urging force can be easily adjusted by selecting the thickness of the shim.
- the shim can also function as a washer that reduces rotational friction between the third transmission member and the other side wall of the casing, and thus can contribute to improving the durability of the third transmission member and the casing.
- the third transmission member is provided with play in the radial direction with respect to the casing, so that the second rolling element by the biasing means and the third and fourth transmission grooves are provided.
- the third transmission member can be automatically aligned with the second transmission member without being affected by the casing, so that the plurality of second rolling elements and the third and fourth transmission grooves are appropriate.
- the transmission efficiency of the second speed change mechanism is further improved.
- the second transmission shaft is spline-fitted with an external shaft rotatably supported around the first axis on the other side wall of the casing so as to be freely movable in the radial direction.
- the torque can be transmitted from the second transmission shaft to the external shaft supported by the other side wall of the casing, and the second transmission shaft has play in the radial direction with respect to the external shaft. It can be avoided that the self-aligning action is hindered by the external shaft.
- the first transmission member is configured separately from the casing, and is connected to the casing so as not to rotate relative to the casing.
- the first transmission member has a radial direction relative to the casing. Since play is imparted, the first transmission member can be automatically aligned with the second transmission member opposed thereto via the first transmission mechanism, and the plurality of first rolling elements and the first and second transmission grooves are provided. And the transmission efficiency of the first speed change mechanism is improved.
- the second transmission shaft is provided with play in the radial direction with respect to the second external shaft, the third transmission member that rotates coaxially with the second transmission shaft has a second speed change mechanism with respect to the second transmission member that faces the second transmission shaft.
- the plurality of second rolling elements and the third and fourth transmission grooves are properly engaged with each other, and the transmission efficiency of the second speed change mechanism is improved. As a result, a transmission device having high transmission efficiency as a whole can be obtained.
- the mutual connection between the first transmission member and the casing allows the relative movement in the axial direction of the first transmission member and faces the first transmission member. Since biasing means for biasing the first to third transmission members toward the other side wall of the casing is interposed between one side wall of the casing and the biasing force by the biasing means is the first and second. It is possible to automatically eliminate the backlash between the transmission groove and the rolling elements in each transmission mechanism by acting on the transmission mechanism, and this backlash elimination effect and the automatic operation of the first and third transmission members with respect to the second transmission member described above. Combined with the alignment effect, the transmission efficiency of the first and second transmission mechanisms can be further improved.
- FIG. 1 is a longitudinal front view of a differential according to an embodiment of the present invention.
- (First embodiment) 2 is a cross-sectional view taken along line 2-2 of FIG.
- (First embodiment) 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
- (First embodiment) 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG. (First embodiment)
- A1, A2, ... 1st and 2nd drive axles (1st and 2nd external shafts) C: Differential case (casing) Ca, Cb .. 1st and 2nd side wall (one side wall, other side wall) D ... Differential device (transmission device) S1, S2, ⁇ First and second transmission shafts SP1 to SP3 ⁇ Spline fitting (connection) T1, T2,..., First and second transmission mechanisms X1, X2,..., First and second axis 5 ... first transmission member 6 ... eccentric rotation member 6e ... eccentric shaft 8 ... 2nd transmission member 9 ... 3rd transmission member 15 ... Thrust washer (shim) 21, 22... First and second transmission grooves 23, 26... First and second balls (first and second rolling elements) 24, 25 .. Third and fourth transmission grooves 50... Disc spring (biasing means)
- a differential device D as a transmission device is housed in a transmission case 1 of an automobile together with a transmission.
- the left and right first and second drives are arranged so that the rotation of the ring gear Cm that rotates in conjunction with the output side of the transmission device can be relatively rotated on the central axis of the differential device D, that is, the first axis X1.
- Distributing the axles A1 and A2 that is, the first and second external shafts
- the drive axles A1, A2 and the transmission case 1 are sealed with seal members 4, 4 '.
- the differential device D includes a differential case C that is supported by the mission case 1 so as to be rotatable about the first axis X1, and a differential mechanism 3 described later that is accommodated in the differential case C.
- the differential case C includes a short cylindrical ring gear Cm integrally having a helical gear portion on the outer periphery, and a pair of left and right first and second side walls Ca and Cb whose outer peripheral end portions are respectively joined to both axial ends of the ring gear Cm. Is provided.
- the joint surfaces between the outer peripheral ends of the first and second side walls Ca and Cb and the ring gear Cm are integrally joined by appropriate joining means such as welding, adhesion, and caulking.
- the first and second side walls Ca and Cb integrally have cylindrical boss-like first and second bearings B1 and B2 that extend outward in the axial direction at the inner peripheral ends of the first and second side walls Ca and Cb, respectively.
- the outer peripheral portions of the second bearings B1 and B2 are supported by the transmission case 1 via the outer bearings 2 and 2 'so as to be rotatable around the first axis X1.
- first and second drive axles A1 and A2 having a first axis X1 as a rotation axis are rotatably fitted and supported on inner peripheral portions of the first and second bearings B1 and B2, respectively.
- An inner bearing separate from the differential case C is mounted on the inner peripheral portion of the first and second bearings B1 and B2, and the first and second drive axles A1 and A2 are rotatably supported by the inner bearing. You may let them.
- the differential mechanism 3 includes a ring plate-shaped first transmission member 5 having the first axis X1 as a central axis, a first transmission shaft S1 having the first axis X1 as a central axis, and a predetermined amount e from the first axis X1.
- An eccentric rotating member 6 integrally having an eccentric shaft portion 6e whose center axis is the second axis line X2 that is eccentric, and one side portion of the first transmission member 5 are opposed to each other, and the eccentric shaft portion 6e is interposed via a bearing B3.
- the first transmission mechanism T1 capable of transmitting torque while shifting between the second transmission members 5 and 8 and the second transmission mechanism T2 capable of transmitting torque while shifting between the second and third transmission members 8 and 9 are mainly used. This is a component.
- the first transmission member 5 is accommodated in an annular recess 51 provided on the inner surface of the first side wall Ca of the differential case C.
- the first transmission member 5 is connected to the first side wall Ca so as to rotate integrally, and a radial play with respect to the differential case C is imparted to the first transmission member 5 at the connecting portion. That is, the outer peripheral end inner surface of the annular recess 51 is spline-fitted SP3 so that the outer peripheral portion of the first transmission member 5 can move in the radial direction and can slide in the axial direction.
- a connecting means between the first transmission member 5 and the first side wall Ca that is capable of torque transmission is capable of radial movement, and is capable of axial relative movement
- a meshing means using dog teeth, clutch teeth or the like may be employed.
- the circumferential direction that is, the rotational direction
- a slight play is also set.
- the first transmission shaft S1 which is the main shaft portion of the eccentric rotating member 6, has a cylindrical shape, and the inner peripheral surface of the first drive axle A1 is coaxially connected to the inner peripheral surface thereof (this embodiment). Then, spline fitting SP1) is performed. In addition, the play of radial direction may be provided in the spline fitting SP1 site
- the third transmission member 9 has a first axis X1 as a central axis, and a cylindrical second transmission shaft S2 extending axially outward is coaxially connected to an inner peripheral end portion thereof ( In this embodiment, they are integrally formed).
- the coupling body of the third transmission member 9 and the second transmission shaft S2 is provided with radial play with respect to the differential case C, that is, a radial clearance allowing the play is provided between the coupling body and the differential case C. Is set.
- the play range is limited by the radial play range of the second transmission shaft S2 at the spline fitting SP2 portion between the second transmission shaft S2 and the second drive axle A2, which will be described next.
- the inner peripheral surface of the second transmission shaft S2 is spline-fitted SP2 so that the outer periphery of the inner end portion of the second drive axle A2 can move in the radial direction.
- the circumferential direction that is, the rotational direction
- a slight play is also set.
- the second transmission member 8 is rotatably supported around the second axis X2 by the eccentric shaft 6e integrated with the first transmission shaft S1 having the first axis X1 as the central axis, thereby providing the second
- the transmission member 8 rotates to the first transmission shaft S1 while rotating about the second axis X2 with respect to the eccentric shaft portion 6e as the eccentric rotation member 6 (that is, the first transmission shaft S1) rotates about the first axis X1.
- it can revolve around the first axis X1.
- the second transmission member 8 has an annular first half 8a that is rotatably supported by the eccentric shaft portion 6e of the eccentric rotating member 6 via the bearing B3, and an interval between the first half 8a.
- the first transmission mechanism T1 is provided between the first half 8a and the first transmission member 5
- the second transmission mechanism T2 is provided between the second half 8b and the third transmission member 9. It is done.
- the differential mechanism 3 rotates with the eccentric shaft portion 6e of the eccentric rotating member 6 and the total center of gravity of the second transmission member 8 opposite in phase across the first axis X1 and larger than the rotational radius of the total center of gravity.
- a balance weight 7 having a radius is provided in the internal space of the second transmission member 8.
- the balance weight 7 is attached so as to rotate integrally with the first transmission shaft S ⁇ b> 1 that is the main shaft portion of the eccentric rotation member 6.
- the second transmission member 8 is formed with a plurality of openings 11 that can be used for attaching the balance weight 7 and ensuring the flow of the lubricating oil on the peripheral wall of the connecting member 8c.
- first and second transmission mechanisms T1 and T2 will be described in order.
- a corrugated first transmission groove 21 centered on the first axis X1 is formed on the inner surface of the first transmission member 5 facing the one side surface (that is, the first half 8a) of the second transmission member 8.
- the first transmission groove 21 extends in the circumferential direction along a hypotrochoidal curve having a virtual circle centered on the first axis X1 as a base circle.
- a corrugated annular second transmission groove 22 centering on the second axis X2 is formed on one side surface (first half 8a) of the second transmission member 8 facing the first transmission member 5.
- the second transmission groove 22 extends in the circumferential direction along an epitrochoidal curve having a virtual circle centered on the second axis X2 as a base circle, and has a wave number smaller than the wave number of the first transmission groove 21. And intersects the first transmission groove 21 at a plurality of locations.
- a plurality of first balls 23 as first rolling elements are interposed at intersections (that is, overlapping portions) of the first transmission groove 21 and the second transmission groove 22.
- the inner surfaces of the first and second transmission grooves 21 and 22 can freely roll.
- annular flat first holding member H1 capable of holding the plurality of first balls 23 rotatably is provided. Intervened.
- a wavy annular third transmission groove 24 centered on the second axis X2 is formed on the other side surface of the second transmission member 8 (that is, the second half body 8b). In the example shown, it extends in the circumferential direction along a hypotrochoid curve having a virtual circle centered on the second axis X2 as a base circle.
- a wavy annular fourth transmission groove 25 centering on the first axis X ⁇ b> 1 is formed on the surface of the third transmission member 9 facing the second transmission member 8.
- the fourth transmission groove 25 extends in the circumferential direction along an epitrochoid curve having a virtual circle centered on the first axis X1 as a base circle, and has a wave number smaller than the wave number of the third transmission groove 24. And intersect with the third transmission groove 24 at a plurality of locations.
- a plurality of second balls 26 as second rolling elements are interposed at intersections (overlapping portions) of the third transmission groove 24 and the fourth transmission groove 25, and each second ball 26 has a third and a second 4
- the inner surfaces of the transmission grooves 24 and 25 can roll freely.
- annular flat second holding member H2 capable of rotatably holding the plurality of second balls 26 is provided. Intervened.
- the wave number of the first transmission groove 21 is Z1
- the wave number of the second transmission groove 22 is Z2
- the wave number of the third transmission groove 24 is Z3
- the wave number of the fourth transmission groove 25 is Z4, the following equation is established.
- the first to fourth transmission grooves 21, 22, 24, 25 are formed.
- the eight-wave first transmission groove 21 and the six-wave second transmission groove 22 intersect at seven locations, and seven first balls 23 are formed at the seven intersection portions (overlapping portions).
- the six-wave third transmission groove 24 and the four-wave fourth transmission groove 25 intersect at five locations, and five second balls 26 are interposed at the five intersection portions (overlapping portions). Be dressed.
- first transmission groove 21, the second transmission groove 22, and the first ball 23 cooperate with each other so that torque can be transmitted while shifting between the first transmission member 5 and the second transmission member 8.
- the third transmission groove 24, the fourth transmission groove 25, and the second ball 26 constitute the mechanism T1, and can transmit torque while shifting between the second transmission member 8 and the third transmission member 9 in cooperation with each other.
- a second transmission mechanism T2 is configured.
- the first transmission member 5 is formed separately from the first side wall Ca of the differential case C. Between the first transmission member 5 and the first side wall Ca, the first to third transmission members 5 are formed. , 8 and 9 are interposed as disc springs 50 as biasing means for biasing them toward the second side wall Cb.
- the disc spring 50 is held in an appropriate elastic compression state between the first transmission member 5 and the first side wall Ca so as to generate a predetermined urging force in a set state.
- the urging means is not limited to the disc spring as in the present embodiment, and various elastic members that can be interposed between the first transmission member 5 and the first side wall Ca and can exert the urging force. For example, rubber, wave washers, leaf springs or the like may be used.
- a thrust washer 15 that can slide relative to at least one of the opposing surfaces is interposed.
- the thrust washer 15 is fitted and held in an annular recess provided on the outer surface of the third transmission member 9 in the present embodiment, but the annular recess for fitting and holding the thrust washer 15 on the inner side surface of the second side wall Cb. May be provided.
- the thrust washer 15 is interposed between the opposing surfaces of the second side wall Cb and the third transmission member 9, rotational friction (and hence wear) between the opposing surfaces can be reduced. The durability of the opposing surfaces is improved.
- the thrust washer 15 can also function as a shim for adjusting the initial load of the biasing force of the disc spring 50.
- a plurality of types of thrust washers 15 having different thicknesses are prepared in advance. The initial load of the biasing force of the disc spring 50 can be adjusted easily and accurately by selecting an arbitrary thrust washer 15 from among them.
- the ring gear Cm is driven by the power from the engine, and the differential case C and therefore the first case.
- the transmission member 5 is rotated about the first axis X 1
- the eight-wave first transmission groove 21 of the first transmission member 5 passes through the six-wave second transmission groove 22 of the second transmission member 8 via the first ball 23. Therefore, the first transmission member 5 drives the second transmission member 8 with a speed increasing ratio of 8/6.
- the six-wave third transmission groove 24 of the second transmission member 8 passes the four-wave fourth transmission groove 25 of the third transmission member 9 via the second ball 26. Therefore, the second transmission member 8 drives the third transmission member 9 with a speed increasing ratio of 6/4.
- the amount of rotation and the amount of revolution of the second transmission member 8 change steplessly, and the eccentric rotation
- the average value of the rotational speeds of the member 6 and the third transmission member 9 is equal to the rotational speed of the first transmission member 5.
- the rotation of the first transmission member 5 is distributed to the eccentric rotation member 6 and the third transmission member 9, so that the rotational force transmitted from the ring gear Cm to the differential case C can be distributed to the left and right drive axles A1, A2. it can.
- the rotational torque of the first transmission member 5 is transmitted to the second transmission member 8 via the first transmission groove 21, the plurality of first balls 23 and the second transmission groove 22, and to the second Since the rotational torque of the transmission member 8 is transmitted to the third transmission member 9 via the third transmission groove 24, the plurality of second balls 26, and the fourth transmission groove 25, respectively, the first transmission member 5 and the second transmission member are transmitted.
- torque transmission is performed in a distributed manner at a plurality of locations where the first and second balls 23 and 26 are present. It is possible to increase the strength and reduce the weight of each transmission element such as the three transmission members 5, 8, 9 and the first and second balls 23, 26.
- the first transmission member 5 is configured separately from the differential case C, and is connected to the differential case C so as to be axially slidable and non-rotatable (spline fitting SP3). Between the first transmission member 5 and the first side wall Ca of the differential case C facing the first transmission member 5, the first to third transmission members 5, 8, and 9 are biased toward the second side wall Cb. A disc spring 50 as a means is interposed. Then, the elastic urging force of the disc spring 50 acts on the first and second transmission mechanisms T1 and T2, and the transmission grooves 21 and 22 (24 and 25) and the ball 23 in each transmission mechanism T1 (T2). Since the backlash between (26) is automatically eliminated, the transmission efficiency of each transmission mechanism T1, T2 is increased.
- the first transmission member 5, the first transmission shaft S 1, and the third transmission member 9 (second transmission shaft S 2) can be shifted at both speeds without requiring a particularly high machining accuracy for the support portion of the differential case C. Since the transmission efficiency of the mechanisms T1 and T2 is increased, the manufacturing cost of the differential device D can be reduced.
- the disc spring 50 is interposed between the differential case C and the first transmission member 5 that are connected so as not to rotate relative to each other, the disc spring 50 is in friction with the differential case C and the first transmission member 5 even during transmission. The wear is avoided and high durability is ensured.
- the disc spring 50 Due to the urging engagement between the first ball 23 and the first and second transmission grooves 21 and 22, the first transmission member 5 is not affected by the differential case C with respect to the second transmission member 8 and the first transmission mechanism T ⁇ b> 1.
- automatic alignment that is, the rotation axes of the first and second transmission members 5 and 8 maintain a predetermined amount of eccentricity while maintaining a parallel opposing positional relationship
- the plurality of first balls 23 and the first and second transmission grooves 21 and 22 can be properly engaged with each other, so that the transmission efficiency of the first transmission mechanism T1 can be further improved.
- the second ball 26 and the third and fourth transmission grooves 24, 25 are biased by the disc spring 50. Due to the engagement, the third transmission member 9 is automatically aligned with the second transmission member 8 through the second transmission mechanism T2 without being affected by the differential case C (that is, the first transmission member 5 and the second transmission member 8).
- the rotation axis lines can maintain a predetermined amount of eccentricity and maintain a parallel opposing positional relationship).
- the plurality of second balls 26 and the third and fourth transmission grooves 24 and 25 can be properly engaged with each other, so that the transmission efficiency of the second speed change mechanism T2 can be further improved.
- the second drive shaft S2 is spline-fitted with a second drive axle A2 that is rotatably supported on the second side wall Cb (that is, the second bearing B2) of the differential case C so as to be radially movable. Therefore, torque can be transmitted from the second transmission shaft S2 to the second drive axle A2 extending outside the differential case C, and the second transmission shaft S2 has a diameter relative to the second drive axle A2 at the spline fitting SP2 portion. Since there is play in the direction, it is possible to avoid the above-described self-aligning action of the third transmission member 9 from being obstructed by the second drive axle A2.
- the differential device D is exemplified as the transmission device, and the power input from the power source to the differential case C (first transmission member 5) is transmitted via the first and second transmission mechanisms T1 and T2.
- the first and second transmission shafts S1 and S2 are distributed while allowing differential rotation, the present invention can be applied to various transmission devices other than the differential device.
- a casing corresponding to the differential case C of the above embodiment is a fixed transmission case, one of the first and second transmission shafts S1, S2 is an input shaft, and one of the other is an output shaft.
- the differential device D of the embodiment can be diverted as a transmission (decelerator or speed increaser) that can change (decelerate or increase speed) the rotational torque input to the input shaft and transmit it to the output shaft.
- a transmission (reduction gear or speed increaser) is the transmission device of the present invention.
- the transmission may be a transmission for a vehicle or a transmission for various mechanical devices other than the vehicle.
- the differential device D as a transmission device is accommodated in the mission case M of a motor vehicle for vehicles, the differential device D is not limited to the differential device for motor vehicles. It can also be implemented as a differential for various mechanical devices.
- the differential device D as a transmission device is applied to the left / right wheel transmission system to distribute power while allowing differential rotation to the left and right drive axles A1, A2.
- the differential device as a transmission device is applied to the front / rear wheel transmission system in the front / rear wheel drive vehicle to allow power to be driven while allowing differential rotation to the front and rear drive wheels. You may make it distribute.
- the second transmission member 8 of the above embodiment has a structure in which the first and second halves 8a and 8b and the connecting member 8c are manufactured separately, and then the three members are integrally coupled.
- the second transmission member 8 is constituted by an integrated body (for example, a sintered product) in which the first and second half bodies 8a and 8b and the connecting member 8c are integrally formed (not shown) (not shown). N) is also assumed.
- the second transmission member 8 may be configured in a flat plate shape in the axial direction.
- each transmission groove 21,22; 24,25 of 1st, 2nd transmission mechanism T1, T2 is made into the corrugated cyclic
- these transmission grooves are embodiment.
- it may be a wave-shaped wave groove along a cycloid curve.
- the first and second ball-shaped first and second transmission grooves 21 and 22 and the third and fourth transmission grooves 24 and 25 of the first and second transmission mechanisms T1 and T2 are provided.
- the rolling elements 23 and 26 may be in the form of a roller or a pin.
- the first and second transmission grooves 21 and 22, and the third and fourth The transmission grooves 24 and 25 are formed in an inner surface shape so that a roller-like or pin-like rolling element can roll.
- the first and second holding members H1 and H2 are used to smoothly roll the first and second balls 23 and 26.
- the first and second holding members are used.
- the first and second holding members H1 and H2 may be omitted.
Landscapes
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Abstract
第1軸線を中心軸線とする第1伝動部材と、第1軸線回りに回転する第1伝動軸、及び第2軸線を中心軸線とする偏心軸部が連結された回転部材と、偏心軸部に回転自在に支持される第2伝動部材と、第1軸線回りに回転する第2伝動軸に連結され第2伝動部材に対向する第3伝動部材と、第1,第2伝動部材間の第1変速機構と、第2,第3伝動部材間の第2変速機構とを備えた伝動装置において、第1伝動部材(5)は、ケーシング(C)に軸方向相対移動可能に且つ相対回転不能に連結され、第1伝動部材(5)とケーシング一側壁(Ca)間に、第1~第3伝動部材(5,8,9)をケーシング他側壁(Cb)側に付勢する付勢手段(50)が介装され、第1伝動部材(5)に径方向の遊びが付与される。これにより、第1、第3伝動部材等のケーシングへの支持部に高度な加工精度を必要とせずに各変速機構の伝動効率を高めることができる。
Description
本発明は、伝動装置、特に第1軸線を中心軸線とする第1伝動部材と、第1軸線回りに回転する第1伝動軸、及び第1軸線から偏心した第2軸線を中心軸線とする偏心軸部が一体的に連結された偏心回転部材と、偏心軸部に第2軸線回りに回転自在に支持されると共に第1伝動部材に対向する第2伝動部材と、第1軸線回りに回転する第2伝動軸に同軸で連結されると共に第2伝動部材に対向する第3伝動部材と、第1及び第2伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構と、第2及び第3伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構と、第1~第3伝動部材を収容するケーシングとを備える伝動装置に関する。
上記伝動装置は、例えば特許文献1に示されるように従来公知であり、このものでは、第1変速機構が、第1伝動部材の、第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状の第1伝動溝と、第2伝動部材の、第1伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状で波数が第1伝動溝とは異なる第2伝動溝と、それら第1及び第2伝動溝の複数の交差部に介装され、第1及び第2伝動溝を転動しながら第1及び第2伝動部材間の変速伝動を行う複数の第1転動体とを有し、第2変速機構が、第2伝動部材の、第3伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状の第3伝動溝と、第3伝動部材の、第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状で波数が第3伝動溝とは異なる第4伝動溝と、それら第3及び第4伝動溝の複数の交差部に介装され、第3及び第4伝動溝を転動しながら第2及び第3伝動部材間の変速伝動を行う複数の第2転動体とを有しており、このものでは、例えば各伝動部材を板状に形成することで伝動装置の軸方向小型化を図り得る利点がある。
ところで特許文献1に示されるような従来の伝動装置では、第1変速機構における第1及び第2伝動溝に複数の第1転動体が適正に係合し、且つ第2変速機構における第3及び第4伝動溝に複数の第2転動体が適正に係合することが、第2伝動部材のスムーズな自転(第2軸線回り)及び公転(第1軸線回り)を確保して第1及び第2変速機構の伝動効率を高める上で有効である。
そこで上記従来装置では、第1伝動部材をケーシングの一側壁と一体化させる一方、第1伝動軸及び第3伝動部材をそれぞれ軸受を介してケーシングに支持することで、第1伝動部材、第1伝動軸、及び第3伝動部材(第2伝動軸)の都合三者の互いの同軸配置をケーシングに関連付けて確保している。
しかしながら、そのような手法では、各伝動部材及び各伝動軸のケーシングへの支持部に高度の加工精度が要求され、製造コストの増大を招く問題がある。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、上記支持部に特別高度な加工精度を必要とせずに第1及び第2変速機構の伝動効率を高め得る伝動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、第1軸線を中心軸線とする第1伝動部材と、第1軸線回りに回転する第1伝動軸、及び第1軸線から偏心した第2軸線を中心軸線とする偏心軸部が一体的に連結された偏心回転部材と、前記偏心軸部に第2軸線回りに回転自在に支持されると共に前記第1伝動部材に対向する第2伝動部材と、第1軸線回りに回転する第2伝動軸に同軸で連結されると共に前記第2伝動部材に対向する第3伝動部材と、前記第1及び第2伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構と、前記第2及び第3伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構と、前記第1~第3伝動部材を収容するケーシングとを備え、前記第1変速機構が、前記第1伝動部材の、前記第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状の第1伝動溝と、前記第2伝動部材の、前記第1伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状で波数が第1伝動溝とは異なる第2伝動溝と、それら第1及び第2伝動溝の複数の交差部に各々介装され、第1及び第2伝動溝を転動しながら前記第1及び第2伝動部材間の変速伝動を行う複数の第1転動体とを有し、前記第2変速機構は、前記第2伝動部材の、前記第3伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状の第3伝動溝と、前記第3伝動部材の、前記第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状で波数が第3伝動溝とは異なる第4伝動溝と、それら第3及び第4伝動溝の複数の交差部に介装され、第3及び第4伝動溝を転動しながら前記第2及び第3伝動部材間の変速伝動を行う複数の第2転動体とを有し、前記第1及び第2伝動軸間で変速伝動を行い、又は前記ケーシングから前記第1及び第2伝動軸に回転トルクを分配するようにした伝動装置であって、前記第1伝動部材は、前記ケーシングとは別体に構成されていて、該ケーシングに対し軸方向相対移動可能に且つ相対回転不能に連結され、この第1伝動部材と、これに対向する前記ケーシングの一側壁との間には、前記第1~第3伝動部材を該ケーシングの他側壁に向かって付勢する付勢手段が介装されることを第1の特徴とする。
また本発明は、第1の特徴に加えて、前記第1伝動部材には、前記ケーシングに対する径方向の遊びが付与されることを第2の特徴とする。
また本発明は、第1又は第2の特徴に加えて、前記ケーシングの前記他側壁と、この他側壁に対向する前記第3伝動部材との間には、前記付勢手段の付勢力の初期荷重を調整するシムが介装されることを第3の特徴とする。
また本発明は、第1から第3の何れか1つの特徴に加えて、前記第3伝動部材には、前記ケーシングに対する径方向の遊びが付与されることを第4の特徴とする。
また本発明は、第4の特徴に加えて、前記第2伝動軸には、前記ケーシングの前記他側壁に第1軸線回りに回転可能に支持した外部軸が径方向に遊動可能にスプライン嵌合されることを第5の特徴とする。
また上記目的を達成するために、本発明は、第1軸線を中心軸線とする第1伝動部材と、第1軸線回りに回転する第1伝動軸、及び第1軸線から偏心した第2軸線を中心軸線とする偏心軸部が一体的に連結された偏心回転部材と、前記偏心軸部に第2軸線回りに回転自在に支持されると共に前記第1伝動部材に対向する第2伝動部材と、第1軸線回りに回転する第2伝動軸に同軸で連結されると共に前記第2伝動部材に対向する第3伝動部材と、前記第1及び第2伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構と、前記第2及び第3伝動部材間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構と、前記第1~第3伝動部材を収容するケーシングとを備え、前記第1変速機構が、前記第1伝動部材の、前記第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状の第1伝動溝と、前記第2伝動部材の、前記第1伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状で波数が第1伝動溝とは異なる第2伝動溝と、それら第1及び第2伝動溝の複数の交差部に介装され、第1及び第2伝動溝を転動しながら前記第1及び第2伝動部材間の変速伝動を行う複数の第1転動体とを有し、前記第2変速機構は、前記第2伝動部材の、前記第3伝動部材との対向面に在り且つ第2軸線を中心とする波形環状の第3伝動溝と、前記第3伝動部材の、前記第2伝動部材との対向面に在り且つ第1軸線を中心とする波形環状で波数が第3伝動溝とは異なる第4伝動溝と、それら第3及び第4伝動溝の複数の交差部に介装され、第3及び第4伝動溝を転動しながら前記第2及び第3伝動部材間の変速伝動を行う複数の第2転動体とを有し、前記第1及び第2伝動軸間で変速伝動を行い、又は前記ケーシングから前記第1及び第2伝動軸に回転トルクを分配するようにした伝動装置であって、前記第1伝動軸は、前記ケーシングの一側壁に第1軸線回りに回転可能に支持される第1外部軸に対して、また前記第2伝動軸は、前記ケーシングの他側壁に第1軸線回りに回転可能に支持される第2外部軸に対して、それぞれ相対回転不能に連結され、前記第1伝動部材は、前記ケーシングとは別体に構成されていて、該ケーシングに対し相対回転不能に連結され、前記第1伝動部材には前記ケーシングに対する径方向の遊びが、また前記第2伝動軸には前記第2外部軸に対する径方向の遊びがそれぞれ付与されることを第6の特徴とする。
また本発明は、第6の特徴に加えて、前記第1伝動部材と前記ケーシングとの相互の前記連結は、その相互の軸方向相対移動を許容するものであり、この第1伝動部材と、これに対向する前記ケーシングの前記一側壁との間には、前記第1~第3伝動部材を該ケーシングの前記他側壁に向かって付勢する付勢手段が介装されることを第7の特徴とする。
本発明の第1の特徴によれば、第1伝動部材は、ケーシングとは別体に構成されていて、ケーシングに対し軸方向相対移動可能に且つ相対回転不能に連結され、この第1伝動部材と、これに対向するケーシングの一側壁との間には、第1~第3伝動部材をケーシングの他側壁に向かって付勢する付勢手段が介装されるので、この付勢手段による付勢力が第1及び第2変速機構に作用することとなり、各々の変速機構において伝動溝及び転動体間のバックラッシュを自動的に排除して、第1及び第2変速機構の伝動効率を高めることができる。これにより、第1伝動部材、第1伝動軸、及び第3伝動部材(第2伝動軸)の、ケーシングへの支持部に特別高度な加工精度を必要とすることなく第1及び第2変速機構の伝動効率が高められるため、装置の製造コストの低減に寄与することができる。しかも上記付勢手段は、相対回転不能に連結されるケーシング及び第1伝動部材の相互間に介装されるため、伝動中も付勢手段がケーシング及び第1伝動部材に対し摩擦することは殆どなく、その摩耗が回避されて高い耐久性が確保可能となる。
また本発明の第2の特徴によれば、第1伝動部材には、ケーシングに対する径方向の遊びが付与されるので、上記付勢手段による第1転動体と第1,第2伝動溝との付勢係合によって、第1伝動部材が第2伝動部材に対し、ケーシングに影響されずに自動調心可能となり、これにより、複数の第1転動体と第1,第2伝動溝とが適正に係合して、第1変速機構の伝動効率の更なる向上が図られる。
また本発明の第3の特徴によれば、ケーシングの他側壁と、この他側壁に対向する第3伝動部材との間には、上記付勢手段の付勢力の初期荷重を調整するシムが介装されるので、このシムの厚みの選定により、付勢力の初期荷重を簡単に調整できる。しかも、そのシムは、第3伝動部材及びケーシング他側壁間の回転摩擦を低減するワッシャとしても機能し得るから、第3伝動部材及びケーシングの耐久性向上に寄与することができる。
また本発明の第4の特徴によれば、第3伝動部材には、ケーシングに対する径方向の遊びが付与されるので、上記付勢手段による第2転動体と第3,第4伝動溝との付勢係合によって、第3伝動部材が第2伝動部材に対し、ケーシングに影響されずに自動調心可能となり、これにより、複数の第2転動体と第3,第4伝動溝とが適正に係合して、第2変速機構の伝動効率の更なる向上が図られる。
また本発明の第5の特徴によれば、第2伝動軸には、ケーシングの他側壁に第1軸線回りに回転可能に支持される外部軸が径方向に遊動可能にスプライン嵌合されるので、その第2伝動軸から、ケーシング他側壁に支持される外部軸にトルク伝達可能であり、しかも第2伝動軸は、外部軸に対する径方向の遊びを有することから、第3伝動部材の上記した自動調心作用が外部軸により阻害されるのを回避することができる。
また本発明の第6の特徴によれば、第1伝動部材は、ケーシングとは別体に構成されていて、ケーシングに対し相対回転不能に連結され、第1伝動部材にはケーシングに対する径方向の遊びが付与されるので、第1伝動部材が、これと対向する第2伝動部材に対し第1変速機構を介して自動調心可能となり、複数の第1転動体と第1,第2伝動溝とが適正に係合して第1変速機構の伝動効率の向上が図られる。また第2伝動軸には第2外部軸に対する径方向の遊びが付与されるので、第2伝動軸と共に同軸回転する第3伝動部材が、これと対向する第2伝動部材に対し第2変速機構を介して自動調心可能となり、複数の第2転動体と第3,第4伝動溝とが適正に係合して第2変速機構の伝動効率の向上が図られる。以上により、全体として伝動効率の高い伝動装置が得られる。
また本発明の第7の特徴によれば、第1伝動部材とケーシングとの相互の連結は、その相互の軸方向相対移動を許容するものであり、この第1伝動部材と、これに対向するケーシングの一側壁との間には、第1~第3伝動部材をケーシングの他側壁に向かって付勢する付勢手段が介装されるので、付勢手段による付勢力が第1及び第2変速機構に作用して各変速機構における伝動溝及び転動体間のバックラッシュを自動的に排除可能となり、このバックラッシュ排除効果と、上記した第2伝動部材に対する第1,第3伝動部材の自動調心効果とが相俟って、第1,第2変速機構の伝動効率の更なる向上が図られる。
A1,A2・・第1,第2駆動車軸(第1,第2外部軸)
C・・・・・デフケース(ケーシング)
Ca,Cb・・第1,第2側壁(一側壁,他側壁)
D・・・・・差動装置(伝動装置)
S1,S2・・第1,第2伝動軸
SP1~SP3・・スプライン嵌合(連結)
T1,T2・・第1,第2変速機構
X1,X2・・第1,第2軸線
5・・・・・第1伝動部材
6・・・・・偏心回転部材
6e・・・・偏心軸部
8・・・・・第2伝動部材
9・・・・・第3伝動部材
15・・・・スラストワッシャ(シム)
21,22・・第1,第2伝動溝
23,26・・第1,第2ボール(第1,第2転動体)
24,25・・第3,第4伝動溝
50・・・・・皿ばね(付勢手段)
C・・・・・デフケース(ケーシング)
Ca,Cb・・第1,第2側壁(一側壁,他側壁)
D・・・・・差動装置(伝動装置)
S1,S2・・第1,第2伝動軸
SP1~SP3・・スプライン嵌合(連結)
T1,T2・・第1,第2変速機構
X1,X2・・第1,第2軸線
5・・・・・第1伝動部材
6・・・・・偏心回転部材
6e・・・・偏心軸部
8・・・・・第2伝動部材
9・・・・・第3伝動部材
15・・・・スラストワッシャ(シム)
21,22・・第1,第2伝動溝
23,26・・第1,第2ボール(第1,第2転動体)
24,25・・第3,第4伝動溝
50・・・・・皿ばね(付勢手段)
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
先ず、図1において、自動車のミッションケース1内には、伝動装置としての差動装置Dが変速装置と共に収容される。この差動装置Dは、前記変速装置の出力側に連動回転するリングギヤCmの回転を、差動装置Dの中心軸線即ち第1軸線X1上に相対回転可能に並ぶ左右の第1,第2駆動車軸A1,A2(即ち第1,第2外部軸)に対して、両駆動車軸A1,A2相互の差動回転を許容しつつ分配する。尚、各々の駆動車軸A1,A2とミッションケース1との間は、シール部材4,4′でシールされる。
差動装置Dは、ミッションケース1に第1軸線X1回りに回転可能に支持されるデフケースCと、そのデフケースC内に収容される後述の差動機構3とで構成される。デフケースCは、外周にヘリカルギヤ部を一体に有する短円筒状のリングギヤCmと、そのリングギヤCmの軸方向両端部に外周端部がそれぞれ接合される左右一対の第1,第2側壁Ca,Cbとを備える。その第1,第2側壁Ca,Cbの外周端部とリングギヤCmとの相互の接合面間は、溶接、接着、かしめ等の適当な結合手段により一体的に接合される。
第1,第2側壁Ca,Cbは、各々の内周端部において軸方向外方に延びる円筒ボス状の第1,第2軸受B1,B2をそれぞれ一体に有しており、その第1,第2軸受B1,B2の外周部は、ミッションケース1に外軸受2,2′を介して第1軸線X1回りに回転自在に支持される。また第1,第2軸受B1,B2の内周部には、第1軸線X1を回転軸線とする第1,第2駆動車軸A1,A2がそれぞれ回転自在に嵌合、支持される。尚、第1,第2軸受B1,B2の内周部に、デフケースCとは別体の内軸受を装着し、この内軸受に第1,第2駆動車軸A1,A2をそれぞれ回転自在に支持させてもよい。
次にデフケースC内の差動機構3の構造を説明する。差動機構3は、第1軸線X1を中心軸線とするリング板状の第1伝動部材5と、第1軸線X1を中心軸線とする第1伝動軸S1、および第1軸線X1から所定量eだけ偏心した第2軸線X2を中心軸線とする偏心軸部6eを一体に有する偏心回転部材6と、第1伝動部材5に一側部が対向配置され且つ偏心軸部6eに軸受B3を介して第2軸線X2回りに回転自在に支持される円環状の第2伝動部材8と、第2伝動部材8の他側部に対向配置されるリング板状の第3伝動部材9と、第1及び第2伝動部材5,8間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構T1と、第2及び第3伝動部材8,9間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構T2とを主要な構成要素とする。
上記第1伝動部材5は、デフケースCの第1側壁Caの内側面に設けた環状凹部51内に収容される。この第1伝動部材5は、第1側壁Caに一体的に回転するよう連結され、その連結部において第1伝動部材5には、デフケースCに対する径方向の遊びが付与される。即ち、環状凹部51の外周端内面には、第1伝動部材5の外周部が径方向遊動可能且つ軸方向相対摺動可能にスプライン嵌合SP3される。尚、このスプライン嵌合SP3部位においては、上記径方向遊動をスムーズ化するために、第1伝動部材5と第1側壁Ca間でのトルク伝動に支障のない範囲で周方向(即ち回転方向)にも僅かな遊びが設定される。
尚また、第1伝動部材5と第1側壁Ca間の、トルク伝動可能で径方向遊動可能且つ軸方向相対移動可能な連結手段としては、本実施形態のようなスプライン嵌合SP3に代えて、ドグ歯、クラッチ歯等を用いた噛み合わせ手段を採用してもよい。この場合、その噛み合わせ部位においても、上記径方向遊動をスムーズ化するために、第1伝動部材5と第1側壁Ca間でのトルク伝動に支障のない範囲で周方向(即ち回転方向)にも僅かな遊びが設定される。
また、偏心回転部材6の主軸部となる第1伝動軸S1は、円筒状をなしており、これの内周面には第1駆動車軸A1の内端部外周が同軸で連結(本実施形態ではスプライン嵌合SP1)される。尚、本実施形態のスプライン嵌合SP1部位には、径方向の遊びを設けてもよいし或いは設けなくてもよい。
また、第3伝動部材9は、第1軸線X1を中心軸線とするものであって、それの内周端部に、軸方向外方に延びる円筒状の第2伝動軸S2が同軸で連結(本実施形態では一体に形成)される。それら第3伝動部材9及び第2伝動軸S2の連結体には、デフケースCに対する径方向の遊びが付与され、即ちその遊びを許容する径方向のクリアランスが該連結体とデフケースCとの間に設定される。但し、その遊び範囲は、次に説明する第2伝動軸S2と第2駆動車軸A2とのスプライン嵌合SP2部位における第2伝動軸S2の径方向遊動範囲が限界となる。
第2伝動軸S2の内周面には、第2駆動車軸A2の内端部外周が径方向に遊動可能にスプライン嵌合SP2される。このスプライン嵌合SP2部位においては、上記径方向の遊動をスムーズ化するために、第2伝動軸S2と第2駆動車軸A2間でのトルク伝動に支障のない範囲で周方向(即ち回転方向)にも僅かな遊びが設定される。
而して、第1軸線X1を中心軸線とする第1伝動軸S1と一体の偏心軸部6eに、第2伝動部材8が第2軸線X2回りに回転自在に支持されることで、第2伝動部材8は、偏心回転部材6(即ち第1伝動軸S1)の第1軸線X1回りの回転に伴い、偏心軸部6eに対し第2軸線X2回りに自転しつつ、第1伝動軸S1に対し第1軸線X1回りに公転可能である。
ところで第2伝動部材8は、偏心回転部材6の偏心軸部6eに軸受B3を介して回転自在に支持される円環状の第1半体8aと、その第1半体8aに間隔をおいて対向する円環状の第2半体8bと、その両半体8a,8b間の空間を囲むようにして両半体8a,8b間を一体的に連結する円筒状の連結部材8cとを備える。そして、第1半体8aと第1伝動部材5との間に前記第1変速機構T1が、また第2半体8bと第3伝動部材9との間に前記第2変速機構T2がそれぞれ設けられる。
更に差動機構3は、第1軸線X1を挟んで偏心回転部材6の偏心軸部6e及び第2伝動部材8の総合重心とは逆位相であり且つその総合重心の回転半径よりも大なる回転半径を有するバランスウェイト7を第2伝動部材8の内部空間に備える。バランスウェイト7は、偏心回転部材6の主軸部たる第1伝動軸S1に一体回転するように装着される。また第2伝動部材8には、それの連結部材8cの周壁において、バランスウェイト7の取付けと潤滑油の流通確保に利用可能な複数の開口11が形成される。
次に第1,第2変速機構T1,T2について順に説明する。第1伝動部材5の、第2伝動部材8の一側面(即ち第1半体8a)に対向する内側面には、第1軸線X1を中心とした波形環状の第1伝動溝21が形成され、この第1伝動溝21は、図示例では第1軸線X1を中心とする仮想円を基礎円としたハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びている。一方、第2伝動部材8の、第1伝動部材5に対向する一側面(第1半体8a)には、第2軸線X2を中心とした波形環状の第2伝動溝22が形成される。第2伝動溝22は、図示例では第2軸線X2を中心とする仮想円を基礎円としたエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びており、第1伝動溝21の波数よりも少ない波数を有して第1伝動溝21と複数箇所で交差する。第1伝動溝21及び第2伝動溝22の交差部(即ち重なり部)には、第1転動体としての複数の第1ボール23が介装されており、各々の第1ボール23は、第1及び第2伝動溝21,22の内側面を転動自在である。
第1伝動部材5及び第2伝動部材8(第1半体8a)の相対向面間には、複数の第1ボール23を回転自在に保持し得る円環状の扁平な第1保持部材H1が介装される。
また、第2伝動部材8の他側面(即ち第2半体8b)には、第2軸線X2を中心とした波形環状の第3伝動溝24が形成され、この第3伝動溝24は、図示例では第2軸線X2を中心とする仮想円を基礎円としたハイポトロコイド曲線に沿って周方向に延びている。一方、第3伝動部材9の、第2伝動部材8との対向面には、第1軸線X1を中心とした波形環状の第4伝動溝25が形成される。第4伝動溝25は、図示例では第1軸線X1を中心とする仮想円を基礎円としたエピトロコイド曲線に沿って周方向に延びており、第3伝動溝24の波数よりも少ない波数を有して第3伝動溝24と複数箇所で交差する。第3伝動溝24及び第4伝動溝25の交差部(重なり部)には、第2転動体としての複数の第2ボール26が介装され、各々の第2ボール26は、第3及び第4伝動溝24,25の内側面を転動自在である。
第3伝動部材9及び第2伝動部材8(第2半体8b)の相対向面間には、複数の第2ボール26を回転自在に保持し得る円環状の扁平な第2保持部材H2が介装される。
以上において、第1伝動溝21の波数をZ1、第2伝動溝22の波数をZ2、第3伝動溝24の波数をZ3、第4伝動溝25の波数をZ4としたとき、下記式が成立するように、第1~第4伝動溝21,22,24,25は形成される。
(Z1/Z2)×(Z3/Z4)=2
望ましくは、図示例のように、Z1=8、Z2=6、Z3=6、Z4=4とするか、又はZ1=6、Z2=4、Z3=8、Z4=6とするとよい。
尚、図示例では、8波の第1伝動溝21と6波の第2伝動溝22とが7箇所で交差し、この7箇所の交差部(重なり部)に7個の第1ボール23が介装され、また6波の第3伝動溝24と4波の第4伝動溝25とが5箇所で交差し、この5箇所の交差部(重なり部)に5個の第2ボール26が介装される。
而して、第1伝動溝21、第2伝動溝22及び第1ボール23は互いに協働して、第1伝動部材5及び第2伝動部材8間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構T1を構成し、また第3伝動溝24、第4伝動溝25及び第2ボール26は互いに協働して、第2伝動部材8及び第3伝動部材9間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構T2を構成する。
ところで第1伝動部材5は、デフケースCの第1側壁Caとは別体に形成されるが、それら第1伝動部材5と第1側壁Caとの間には、第1~第3伝動部材5,8,9を第2側壁Cbに向かって付勢する付勢手段として皿ばね50が介装される。この皿ばね50は、それの第1伝動部材5と第1側壁Ca間へのセット状態で所定の付勢力を生じさせるように、その間に適度な弾性圧縮状態で保持される。尚、上記付勢手段は、本実施形態のような皿ばねに限定されず、第1伝動部材5と第1側壁Ca間に介装可能であって上記付勢力を発揮し得る種々の弾性部材、例えばゴム、ウエーブワッシャ、板ばね等を使用してもよい。
さらにデフケースCの第2側壁Cbと第3伝動部材9との相対向面間には、その相対向面の少なくとも一方に相対摺動可能なスラストワッシャ15が介装される。このスラストワッシャ15は、本実施形態では第3伝動部材9の外側面に設けた環状凹部に嵌合保持されるが、第2側壁Cbの内側面に、スラストワッシャ15を嵌合保持させる環状凹部を設けるようにしてもよい。
而して、第2側壁Cbと第3伝動部材9との相対向面間に上記スラストワッシャ15を介装したことにより、その相対向面間の回転摩擦(従って摩耗)を低減できるため、その相対向面の耐久性が向上する。その上、このスラストワッシャ15は、皿ばね50の付勢力の初期荷重を調整するシムとしても機能し得るものであり、例えば厚みの異なる複数種類のスラストワッシャ15を予め用意しておき、それらのうちから任意のスラストワッシャ15を適宜選定することで皿ばね50の付勢力の初期荷重を容易且つ的確に調整可能となる。
次に、前記実施形態の作用について説明する。
いま、例えば右方の第1駆動車軸A1を固定することで偏心回転部材6(従って偏心軸部6e)を固定した状態において、エンジンからの動力でリングギヤCmが駆動され、デフケースC、従って第1伝動部材5を第1軸線X1回りに回転させると、第1伝動部材5の8波の第1伝動溝21が第2伝動部材8の6波の第2伝動溝22を第1ボール23を介して駆動するので、第1伝動部材5が8/6の増速比を以て第2伝動部材8を駆動することになる。そして、この第2伝動部材8の回転によれば、第2伝動部材8の6波の第3伝動溝24が第3伝動部材9の4波の第4伝動溝25を第2ボール26を介して駆動するので、第2伝動部材8が6/4の増速比を以て第3伝動部材9を駆動することになる。
結局、第1伝動部材5は、
(Z1/Z2)×(Z3/Z4)=(8/6)×(6/4)=2
の増速比を以て第3伝動部材9を駆動することになる。
の増速比を以て第3伝動部材9を駆動することになる。
一方、左方の第2駆動車軸A2を固定することで第3伝動部材9を固定した状態において、デフケース(従って第1伝動部材5)を回転させると、第1伝動部材5の回転駆動力と、第2伝動部材8の、不動の第3伝動部材9に対する駆動反力とにより、第2伝動部材8は、偏心回転部材6の偏心軸部6e(第2軸線X2)に対し自転しながら第1軸線X1回りに公転して、偏心軸部6eを第1軸線X1回りに駆動する。その結果、第1伝動部材5は、2倍の増速比を以て偏心回転部材6を駆動することになる。
而して、偏心回転部材6及び第3伝動部材9の負荷が相互にバランスしたり、相互に変化したりすると、第2伝動部材8の自転量及び公転量が無段階に変化し、偏心回転部材6及び第3伝動部材9の回転数の平均値が第1伝動部材5の回転数と等しくなる。こうして、第1伝動部材5の回転は、偏心回転部材6及び第3伝動部材9に分配され、したがってリングギヤCmからデフケースCに伝達された回転力を左右の駆動車軸A1,A2に分配することができる。
その際、Z1=8、Z2=6、Z3=6、Z4=4とするか、又はZ1=6、Z2=4、Z3=8、Z4=6とすることにより、差動機能を確保しつゝ構造の簡素化を図ることができる。
ところで、この差動装置Dにおいて、第1伝動部材5の回転トルクは、第1伝動溝21、複数の第1ボール23及び第2伝動溝22を介して第2伝動部材8に、また第2伝動部材8の回転トルクは、第3伝動溝24、複数の第2ボール26及び第4伝動溝25を介して第3伝動部材9にそれぞれ伝達されるので、第1伝動部材5と第2伝動部材8、第2伝動部材8と第3伝動部材9の各間では、トルク伝達が第1及び第2ボール23,26が存在する複数箇所に分散して行われることになり、第1~第3伝動部材5,8,9及び第1、第2ボール23,26等の各伝動要素の強度増及び軽量化を図ることができる。
また本実施形態では、第1伝動部材5が、デフケースCとは別体に構成されていて、デフケースCに対し軸方向相対摺動可能に且つ相対回転不能に連結(スプライン嵌合SP3)され、この第1伝動部材5と、これに対向するデフケースCの第1側壁Caとの間には、第1~第3伝動部材5,8,9を第2側壁Cbに向かって付勢する付勢手段としての皿ばね50が介装されている。そして、この皿ばね50の弾発付勢力が第1及び第2変速機構T1,T2に作用することとなり、各々の変速機構T1(T2)において伝動溝21,22(24,25)及びボール23(26)間のバックラッシュが自動的に排除されるため、各変速機構T1,T2の伝動効率が高められる。これにより、第1伝動部材5、第1伝動軸S1、及び第3伝動部材9(第2伝動軸S2)の、デフケースCへの支持部に特別高度な加工精度を必要とすることなく両変速機構T1,T2の伝動効率が高められるため、差動装置Dの製造コスト低減が図られる。
しかも上記皿ばね50は、相対回転不能に連結されるデフケースC及び第1伝動部材5の相互間に介装されるため、伝動中も皿ばね50がデフケースC及び第1伝動部材5に対し摩擦することは殆どなく、その摩耗が回避されて高い耐久性が確保される。
その上、本実施形態では、第1伝動部材5とデフケースCとのスプライン嵌合SP3部位において、第1伝動部材5に、デフケースCに対する径方向の遊びが付与されるため、上記皿ばね50による第1ボール23と第1,第2伝動溝21,22との付勢係合によって、第1伝動部材5が第2伝動部材8に対し、デフケースCに影響されることなく第1変速機構T1を介して自動調心(即ち第1,第2伝動部材5,8の回転軸線相互が所定偏心量を保ちつつ互いに平行な対向位置関係を維持)可能となる。これにより、複数の第1ボール23と第1,第2伝動溝21,22とが適正に係合可能となるから、第1変速機構T1の伝動効率の更なる向上が図られる。
また本実施形態では、第3伝動部材9にはデフケースCに対する径方向の遊びが付与されるため、上記皿ばね50による第2ボール26と第3,第4伝動溝24,25との付勢係合によって、第3伝動部材9が第2伝動部材8に対し、デフケースCに影響されることなく第2変速機構T2を介して自動調心(即ち第1,第2伝動部材5,8の回転軸線相互が所定偏心量を保ちつつ互いに平行な対向位置関係を維持)可能となる。これにより、複数の第2ボール26と第3,第4伝動溝24,25とが適正に係合可能となるから、第2変速機構T2の伝動効率の更なる向上が図られる。
更に本実施形態において、第2伝動軸S2には、デフケースCの第2側壁Cb(即ち第2軸受B2)に回転可能に支持した第2駆動車軸A2が径方向遊動可能にスプライン嵌合SP2されるから、第2伝動軸S2から、デフケースC外に延びる第2駆動車軸A2へトルク伝達可能であり、しかも第2伝動軸S2は、上記スプライン嵌合SP2部位において第2駆動車軸A2に対し径方向の遊びを有することから、第3伝動部材9の上記した自動調心作用が第2駆動車軸A2により阻害されるのを回避可能である。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、前記実施形態では、伝動装置として差動装置Dを例示し、動力源からデフケースC(第1伝動部材5)に入力された動力を、第1,第2変速機構T1,T2を介して第1,第2伝動軸S1,S2に差動回転を許容しつつ分配するようにしたものを示したが、本発明は差動装置以外の種々の伝動装置にも実施可能である。例えば、前記実施形態のデフケースCに対応するケーシングを固定の伝動ケースとし、第1,第2伝動軸S1,S2の何れか一方を入力軸、またその何れか他方を出力軸とすることで、前記実施形態の差動装置Dを、入力軸に入力される回転トルクを変速(減速又は増速)して出力軸に伝達し得る変速機(減速機又は増速機)として転用実施可能であり、その場合には、そのような変速機(減速機又は増速機)が本発明の伝動装置となる。尚、この場合、変速機は、車両用の変速機でも、或いは車両以外の種々の機械装置のための変速機であってもよい。
また、前記実施形態では、伝動装置としての差動装置Dを自動車用として自動車のミッションケースM内に収容しているが、差動装置Dは自動車用の差動装置に限定されるものではなく、種々の機械装置のための差動装置としても実施可能である。
また、前記実施形態では、伝動装置としての差動装置Dを、左・右輪伝動系に適用して、左右の駆動車軸A1,A2に対し差動回転を許容しつつ動力を分配するものを示したが、本発明では、伝動装置としての差動装置を、前・後輪駆動車両における前・後輪伝動系に適用して、前後の駆動車輪に対し差動回転を許容しつつ動力を分配するようにしてもよい。
また前記実施形態の第2伝動部材8は、第1,第2半体8a,8b及び連結部材8cを別々に製作した後、その三者を一体的に結合する構造のものを例示したが、本発明では、第2伝動部材8を、第1,第2半体8a,8b及び連結部材8cが一体成形された一体物(例えば焼結品)で構成するようにした別実施形態(図示せず)も想定される。その場合、第2伝動部材8は、軸方向に扁平な板状に構成してもよい。
また、前記実施形態では、第1,第2変速機構T1,T2の各伝動溝21,22;24,25をトロコイド曲線に沿った波形環状の波溝としているが、これら伝動溝は、実施形態に限定されるものでなく、例えばサイクロイド曲線に沿った波形環状の波溝としてもよい。
また、前記実施形態では、第1,第2変速機構T1,T2の第1及び第2伝動溝21,22間、並びに第3及び第4伝動溝24,25間にボール状の第1及び第2転動体23,26を介装したものを示したが、その転動体をローラ状又はピン状としてもよく、この場合に、第1及び第2伝動溝21,22、並びに第3及び第4伝動溝24,25は、ローラ状又はピン状の転動体が転動し得るような内側面形状に形成される。
また、前記実施形態では、第1,第2ボール23,26を円滑に転動させるために第1,第2保持部材H1,H2を用いたものを示したが、第1,第2保持部材H1,H2無しでも第1,第2ボール23,26が円滑に転動可能な場合は、第1,第2保持部材H1,H2を省略してもよい。
Claims (7)
- 第1軸線(X1)を中心軸線とする第1伝動部材(5)と、
第1軸線(X1)回りに回転する第1伝動軸(S1)、及び第1軸線(X1)から偏心した第2軸線(X2)を中心軸線とする偏心軸部(6e)が一体的に連結された偏心回転部材(6)と、
前記偏心軸部(6e)に第2軸線(X2)回りに回転自在に支持されると共に前記第1伝動部材(5)に対向する第2伝動部材(8)と、
第1軸線(X1)回りに回転する第2伝動軸(S2)に同軸で連結されると共に前記第2伝動部材(8)に対向する第3伝動部材(9)と、
前記第1及び第2伝動部材(5,8)間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構(T1)と、
前記第2及び第3伝動部材(8,9)間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構(T2)と、
前記第1~第3伝動部材(5,8,9)を収容するケーシング(C)とを備え、
前記第1変速機構(T1)が、前記第1伝動部材(5)の、前記第2伝動部材(8)との対向面に在り且つ第1軸線(X1)を中心とする波形環状の第1伝動溝(21)と、前記第2伝動部材(8)の、前記第1伝動部材(5)との対向面に在り且つ第2軸線(X2)を中心とする波形環状で波数が第1伝動溝(21)とは異なる第2伝動溝(22)と、第1及び第2伝動溝(21,22)の複数の交差部に介装され、それら第1及び第2伝動溝(21,22)を転動しながら第1及び第2伝動部材(5,8)間の変速伝動を行う複数の第1転動体(23)とを有し、
前記第2変速機構(T2)が、前記第2伝動部材(8)の、前記第3伝動部材(9)との対向面に在り且つ第2軸線(X2)を中心とする波形環状の第3伝動溝(24)と、前記第3伝動部材(9)の、前記第2伝動部材(8)との対向面に在り且つ第1軸線(X1)を中心とする波形環状で波数が第3伝動溝(24)とは異なる第4伝動溝(25)と、それら第3及び第4伝動溝(24,25)の複数の交差部に介装され、第3及び第4伝動溝(24,25)を転動しながら第2及び第3伝動部材(8,9)間の変速伝動を行う複数の第2転動体(26)とを有し、
前記第1及び第2伝動軸(S1,S2)間で変速伝動を行い、又は前記ケーシング(C)から前記第1及び第2伝動軸(S1,S2)に回転トルクを分配するようにした伝動装置であって、
前記第1伝動部材(5)は、前記ケーシング(C)とは別体に構成されていて、該ケーシング(C)に対し軸方向相対移動可能に且つ相対回転不能に連結(SP3)され、
この第1伝動部材(5)と、これに対向する前記ケーシング(C)の一側壁(Ca)との間には、前記第1~第3伝動部材(5,8,9)を該ケーシング(C)の他側壁(Cb)に向かって付勢する付勢手段(50)が介装されることを特徴とする伝動装置。 - 前記第1伝動部材(5)には、前記ケーシング(C)に対する径方向の遊びが付与されることを特徴とする、請求項1に記載の伝動装置。
- 前記ケーシング(C)の前記他側壁(Cb)と、この他側壁(Cb)に対向する前記第3伝動部材(9)との間には、前記付勢手段(50)の付勢力の初期荷重を調整するシム(15)が介装されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の伝動装置。
- 前記第3伝動部材(9)には、前記ケーシング(C)に対する径方向の遊びが付与されることを特徴とする、請求項1から3の何れかに記載の伝動装置。
- 前記第2伝動軸(S2)には、前記ケーシング(C)の前記他側壁(Cb)に第1軸線(X1)回りに回転可能に支持した外部軸(A2)が径方向に遊動可能にスプライン嵌合(SP2)されることを特徴とする、請求項4に記載の伝動装置。
- 第1軸線(X1)を中心軸線とする第1伝動部材(5)と、
第1軸線(X1)回りに回転する第1伝動軸(S1)、及び第1軸線(X1)から偏心した第2軸線(X2)を中心軸線とする偏心軸部(6e)が一体的に連結された偏心回転部材(6)と、
前記偏心軸部(6e)に第2軸線(X2)回りに回転自在に支持されると共に前記第1伝動部材(5)に対向する第2伝動部材(8)と、
第1軸線(X1)回りに回転する第2伝動軸(S2)に同軸で連結されると共に前記第2伝動部材(8)に対向する第3伝動部材(9)と、
前記第1及び第2伝動部材(5,8)間で変速しつつトルク伝達可能な第1変速機構(T1)と、
前記第2及び第3伝動部材(8,9)間で変速しつつトルク伝達可能な第2変速機構(T2)と、
前記第1~第3伝動部材(5,8,9)を収容するケーシング(C)とを備え、
前記第1変速機構(T1)が、前記第1伝動部材(5)の、前記第2伝動部材(8)との対向面に在り且つ第1軸線(X1)を中心とする波形環状の第1伝動溝(21)と、前記第2伝動部材(8)の、前記第1伝動部材(5)との対向面に在り且つ第2軸線(X2)を中心とする波形環状で波数が第1伝動溝(21)とは異なる第2伝動溝(22)と、それら第1及び第2伝動溝(21,22)の複数の交差部に介装され、第1及び第2伝動溝(21,22)を転動しながら第1及び第2伝動部材(5,8)間の変速伝動を行う複数の第1転動体(23)とを有し、
前記第2変速機構(T2)が、前記第2伝動部材(8)の、前記第3伝動部材(9)との対向面に在り且つ第2軸線(X2)を中心とする波形環状の第3伝動溝(24)と、前記第3伝動部材(9)の、前記第2伝動部材(8)との対向面に在り且つ第1軸線(X1)を中心とする波形環状で波数が第3伝動溝(24)とは異なる第4伝動溝(25)と、それら第3及び第4伝動溝(24,25)の複数の交差部に介装され、第3及び第4伝動溝(24,25)を転動しながら第2及び第3伝動部材(8,9)間の変速伝動を行う複数の第2転動体(26)とを有し、
前記第1及び第2伝動軸(S1,S2)間で変速伝動を行い、又は前記ケーシング(C)から前記第1及び第2伝動軸(S1,S2)に回転トルクを分配するようにした伝動装置であって、
前記第1伝動軸(S1)は、前記ケーシング(C)の一側壁(Ca)に第1軸線(X1)回りに回転可能に支持される第1外部軸(A1)に対して、また前記第2伝動軸(S2)は、前記ケーシング(C)の他側壁(Cb)に第1軸線(X1)回りに回転可能に支持される第2外部軸(A2)に対して、それぞれ相対回転不能に連結(SP1,SP2)され、
前記第1伝動部材(5)は、前記ケーシング(C)とは別体に構成されていて、該ケーシング(C)に対し相対回転不能に連結(SP3)され、
前記第1伝動部材(5)には前記ケーシング(C)に対する径方向の遊びが、また前記第2伝動軸(S2)には前記第2外部軸(A2)に対する径方向の遊びがそれぞれ付与されることを特徴とする伝動装置。 - 前記第1伝動部材(5)と前記ケーシング(C)との相互の前記連結(SP3)は、その相互の軸方向相対移動を許容するものであり、
この第1伝動部材(5)と、これに対向する前記ケーシング(C)の前記一側壁(Ca)との間には、前記第1~第3伝動部材(5,8,9)を該ケーシング(C)の前記他側壁(Cb)に向かって付勢する付勢手段(50)が介装されることを特徴とする、請求項6に記載の伝動装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17763238 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 17763238 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |