WO2020174811A1 - ディファレンシャル装置 - Google Patents
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Definitions
- This technology relates to a differential device that includes a first side gear and a second side gear that mesh with the first to fourth pinion gears, respectively.
- a vehicle is equipped with a differential device that transmits rotation while absorbing the difference in rotation speed between the left and right wheels or the front and rear wheels.
- a differential device includes a plurality of pinion shafts supported by a differential case, a plurality of pinion gears rotatably supported by the pinion shafts, and two side gears that mesh with the pinion gears.
- a drive shaft such as a drive shaft.
- the axial biasing force on the side gear may be biased from the drive shaft when the differential device is mounted on the vehicle, or may be biased by other factors (tolerance, thermal deformation, lubricating pressure, etc.). Yes, it is not limited to the biasing force of the disc spring.
- This differential device A differential case to which the rotation from the power transmission mechanism is transmitted, A plurality of pinion shafts supported by the differential case and arranged on a first axis and a second axis orthogonal to the first axis; Rotatably supported by the plurality of pinion shafts, respectively, a first pinion gear and a second pinion gear arranged on the first shaft, and a third pinion gear and a fourth pinion gear arranged on the second shaft, On the third shaft orthogonal to the first shaft and the second shaft, meshed with the first to fourth pinion gears, respectively, and drive shafts are inserted and drive-coupled, and the first to fourth shafts.
- a first side gear and a second side gear that are preloaded toward the pinion gear in the direction of the third axis, The number of teeth of the first side gear and the second side gear is configured to be 4N+2, where N is an integer.
- the meshing phase of the first pinion gear and the second pinion gear with the first side gear and the second side gear and the meshing phase of the third pinion gear and the fourth pinion gear with the first side gear and the second side gear are opposite phases. While the swinging state can be prevented, the amplitude of vibration of the first side gear and the second side gear can be reduced.
- Sectional drawing which shows the differential device which concerns on 1st Embodiment.
- the axial direction view which looked at the part of the differential case main body which concerns on 1st Embodiment from the axial direction of a drive shaft.
- the schematic diagram which shows the number of teeth of the 1st thru
- the schematic diagram which shows the number of teeth of the 1st thru
- the schematic diagram which shows the number of teeth of the 1st thru
- the schematic diagram which shows the number of teeth of the 1st thru
- FIG. 1 is a schematic view showing a drive system of a vehicle according to the present embodiment
- FIG. 2 is a sectional view showing a differential device according to the present embodiment
- FIG. 3 is a drive shaft showing a portion of a differential case body according to the present embodiment
- FIG. 4A is a schematic view showing the number of teeth of the first to fourth pinion gears and the second side gear according to the first embodiment
- FIG. 4B is the first embodiment. It is a figure explaining the amplitude of the 2nd side gear with respect to the 2nd differential case concerning.
- a vehicle 100 is a vehicle such as an FF (front engine/front drive) type in which an engine output shaft is placed transversely with respect to the traveling direction of the vehicle.
- an automatic transmission 102 as a transmission device for a vehicle that shifts the output rotation of 101, drive shafts 131, 132, 133 drivingly connected to the differential device 1 provided in the automatic transmission 102.
- the left wheel 120l to which the rotation from the differential device 1 is transmitted and the right wheel 120r to which the rotation from the differential device 1 is transmitted via the drive shafts 132 and 133 are provided.
- the drive shaft 132 is rotatably supported by a center bearing 110 fixed to the engine 101, for example, and is immovable in the axial direction.
- the center bearing 110 may not be fixed to the engine 101 but may be fixed to the frame of the vehicle body or the like.
- the automatic transmission 102 has oil sealed inside, and oil pressure generated by sucking the oil with an oil pump (not shown) is adjusted to a lubricating pressure by a hydraulic control device (not shown), and a power transmission mechanism is provided.
- the transmission mechanism 103 and the differential device 1 are supplied.
- the differential device 1, which will be described in detail later, is configured by a so-called open type differential device that is sealed by inserting the drive shafts 131 and 132. Note that, as compared with a differential device that encloses and lubricates with grease, for example, the oil of the automatic transmission 102 is supplied as lubricating oil, so the differential device 1 has high lubrication performance, and the durability is improved. Has been.
- the engine 101 is installed on a frame of a vehicle body by an engine mount (not shown) or the like, and the drive shaft 132 is attached to the center bearing 110.
- the machine 102 is assembled to the engine 101, and the drive shaft 132 is inserted into the differential device 1 and drive-connected.
- the drive shaft 133 is drive-connected to the drive shaft 133, while the drive shaft 131 is inserted into the differential device 1 and drive-connected.
- the wheels 120l and 120r are attached to a rotor hub drivingly connected to the drive shafts 131 and 133.
- the differential device 1 roughly includes a differential ring gear 40 that is drivingly connected to a counter shaft of a transmission mechanism 103 of an automatic transmission 102 (see FIG. 1), and a differential case to which the differential ring gear 40 is fixed. 10 and a differential mechanism 14 included in the differential case 10.
- the differential ring gear 40 is formed in a cylindrical shape centered on the third axis AX3 that is the axial center of the drive shafts 131 and 132 (see FIG. 1) described above, and has a tooth surface 41 on the outer peripheral side. 43, and a hollow disc portion 44 formed in a hollow disc shape having a thickness shorter than the axial length of the tooth portion 43 and extending toward the inner peripheral side of the tooth portion 43. 43 and the hollow disc portion 44 are configured to have a T-shape in a sectional view.
- the tooth surface 41 is configured such that the tooth bottom 41 a that is recessed between the plurality of teeth is located on the innermost side.
- an end surface 40a on the inner peripheral side of the hollow disc portion 44 is fitted and supported on an end surface 12e on the outer peripheral side of a second differential case 12 which constitutes a differential case 10 described later.
- a through hole 40b through which the bolt 91 can penetrate is formed in the hollow disc portion 44, and the hollow disc portion 44 is fastened to the diff case 10 described later by the bolt 91 and fixed integrally.
- the differential case 10 roughly includes a hollow cylindrical first differential case 11 that encloses the differential mechanism 14, and a hollow disc-shaped second differential case 12 that is integrally fixed to the first differential case 11 and that encloses the differential mechanism 14. Is configured. Specifically, in the differential case 10, the bolt 91 penetrates the through hole 12a formed in the second differential case 12 and the bolt hole 11a formed in the first differential case 11, and the female screw of the bolt hole 11a is bolted to the bolt 91. By being screwed with the male screw, the differential ring gear 40 and the differential ring gear 40 are integrally fixed as the differential case 10.
- a bearing B2 is arranged between the second differential case 12 and the case (not shown) of the automatic transmission 102, and a bearing B1 is provided between the first differential case 11 and the case (not shown) of the automatic transmission 102. That is, the differential case 10 is rotatably supported with respect to a case (not shown) of the automatic transmission 102.
- An oil passage 150 is formed in the case of the automatic transmission 102 as a discharge port for discharging and supplying lubricating oil, and is directed from the through hole 12d formed in the second differential case 12 toward the differential mechanism 14.
- the lubricating oil is supplied as shown by arrow A, and the lubricating oil is supplied to the inside of the differential mechanism 14.
- the differential mechanism 14 roughly includes a first pinion shaft 21, a second pinion shaft 22 (see FIG. 3 ), a third pinion shaft 23 (see FIG. 3 ), a first pinion gear 31, and a second pinion gear. 32, the third pinion gear 33 (see FIG. 3 ), the fourth pinion gear 34 (see FIG. 3 ), the first side gear 51, the second side gear 52, and the holder member 70.
- the first pinion shaft 21 is fitted into the support holes 11H1 and 11H2 formed in the first differential case 11, both ends thereof are supported, and the pins 81 inserted into the holes 11b and 11c formed in the first differential case 11,
- the first pinion shaft 21 is disposed on the first axis AX1 that is retained by 82 and has a positional relationship orthogonal to the third axis AX3 and a second axis AX2 described later, that is, the first pinion shaft 21 is on the first axis AX1. It is built in the inside of 10.
- a first pinion gear 31 and a second pinion gear 32 are rotatably supported on the outer circumference of the first pinion shaft 21.
- the second pinion shaft 22 is fitted into a support hole (not shown) formed in the first differential case 11 so that one end is supported and a hole formed in the first differential case 11. It is prevented from coming off by a pin 83 inserted in 11d.
- the third pinion shaft 23 is fitted into a support hole (not shown) formed in the first differential case 11, one end thereof is supported, and the pin 84 inserted into the hole 11e formed in the first differential case 11 is inserted. It has been prevented from coming off.
- the second pinion shaft 22 and the third pinion shaft 23 are arranged on the second axis AX2 that is in a positional relationship orthogonal to the first axis AX1 and the third axis AX3, and the first pinion shaft AX2 on the second axis AX2.
- the pinion shaft 21 is arranged on both sides of the pinion shaft 21.
- a third pinion gear 33 is rotatably supported on the outer circumference of the second pinion shaft 22, and a fourth pinion gear 34 is rotatably supported on the outer circumference of the third pinion shaft 23.
- a holder member 70 which will be described in detail later, is arranged on the outer periphery of the other end of 23 between the third pinion gear 33 and the fourth pinion gear 34 in the direction of the second axis AX2.
- the first pinion gear 31 is provided with bevel teeth 31a having a number of teeth which will be described in detail later
- the second pinion gear 32 is a bevel tooth having a number of teeth which will be described later in detail. 32a is formed.
- the third pinion gear 33 is formed with bevel teeth 33a having a number of teeth which will be described later in detail
- the fourth pinion gear 34 is provided with bevel teeth 34a having a number of teeth which will be described later in detail.
- the first side gear 51 is arranged so that the bevel teeth 51a of the first side gear 51 mesh with each other, and the bevel teeth 31a, 32a, 33a, 34a are provided on the other side in the axial direction of the first shaft AX1 (engine 101).
- the second side gear 52 is disposed so as to mesh with the bevel teeth 52a of the second side gear 52 from the opposite side, for example, the left side in the traveling direction of the vehicle 100).
- the first side gear 51 and the second side gear 52 have fitting holes 51H and 52H into which the drive shafts 131 and 132 described above are fitted, respectively.
- splines 51s are formed on the peripheral surface of the fitting hole 51H
- a spline (not shown) of the drive shaft 132 is provided on the first side gear 51 via a through hole 11H formed in the first differential case 11. It is drive-connected by being inserted into the spline 51s and fitted with the spline.
- a groove 51D is formed on the peripheral surface of the fitting hole 51H, and engages with a circlip (not shown) attached to the drive shaft 132 to prevent the drive shaft 132 from coming off from the first side gear 51. Has been done.
- a spline 52s is formed on the peripheral surface of the fitting hole 52H, and a spline (not shown) of the drive shaft 131 is connected to the second side gear 52 via the through hole 12H formed in the second differential case 12. It is drive-connected by being inserted into the spline 52s and fitted with the spline.
- a groove 52D is formed on the peripheral surface of the fitting hole 52H, and engages with a circlip (not shown) attached to the drive shaft 131 to allow the drive shaft 131 to come off from the second side gear 52. It has been stopped.
- the first side gear 51 is drivingly connected to the right wheel 120r
- the second side gear 52 is drivingly connected to the left wheel 120l.
- the drive shafts 131 and 132 are inserted into the fitting holes 51H and 52H and closed, whereby the oil sealed state is achieved.
- a disc spring 61 as a first urging member is arranged between the first side gear 51 and the first differential case 11 in the direction of the third axis AX3, and the first side gear 51 includes the first to fourth pinion gears. It is urged toward 31, 32, 33, 34.
- the second differential case 12 is formed with a cylindrical portion 12c extending in the direction of the third axis AX3, and between the second side gear 52 and the cylindrical portion 12c of the second differential case 12 in the direction of the third axis AX3.
- a disc spring 62 serving as a second urging member is disposed in the second side gear 52, and the second side gear 52 is urged toward the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34.
- the meshing portions of the first side gear 51 and the second side gear 52, and the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 are pressurized, the differential limitation can be set, and the backlash can be reduced. As a result, the straight running stability of the vehicle 100 is also improved.
- the above-mentioned holder member 70 has a peripheral wall 70a formed in a cylindrical shape, and the peripheral wall 70a has four penetrating holes including through holes 70H1 and 70H2 into which the first pinion shaft 21 is inserted and fitted. A hole is formed. That is, the second pinion shaft 22 and the third pinion shaft 23 are inserted into and fitted into two through holes (not shown) of the holder member 70, that is, the holder member 70 has the first through third holes through the four through holes.
- the pinion shafts 21, 22, and 23 are configured to support each other, and in particular, the second pinion shaft 22 and the third pinion shaft 23 have a structure in which they are supported by both sides by the first differential case 11 and the holder member 70. Therefore, in combination with the structure in which the first pinion shaft 21 is bridged over the first differential case 11 and supported on both sides, the supporting strength of the first to third pinion shafts 21, 22, 23 is the holder member 70. Reinforced by
- the holder member 70 has a side wall 70b that connects so as to close one side end of the peripheral wall 70a, and the drive shaft 131 (see FIG. 1) is provided on the inner peripheral side of the other side end of the peripheral wall 70a.
- a through hole 70H3 is formed as a shaft through hole through which the reference hole) can penetrate.
- the holder member 70 configured as described above requires a process such as forming the through holes 70H1, 70H2, and 70H3, and thus it is difficult to perform hardening treatment such as quenching, but the side end portion of the peripheral wall 70a is difficult to perform. Since the side wall 70b is provided so as to connect the first and third pinion shafts 21, 22, and 23, the rigidity of the structure is increased, and the supporting strength of the first to third pinion shafts 21, 22 and 23 is improved. , 33, 34 are improved in support accuracy, so gear noise is reduced and durability is improved.
- the drive shafts 131 and 132 are fitted to the differential device 1, that is, when the automatic transmission 102 is assembled to the vehicle 100, the drive shaft 132 is inserted into the fitting hole 51H of the first side gear 51.
- the drive shaft 132 is supported immovably in the axial direction (positioned) by the center bearing 110 as described above, and when the automatic transmission 102 is aligned with the engine 101, the drive shaft 132 is positioned. Does not collide with the side wall 70b of the holder member 70, and there is no possibility of deforming the holder member 70.
- the drive shaft 131 is inserted into the fitting hole 52H of the second side gear 52, since the drive shaft 131 is not positioned in the axial direction, the drive shaft 131 is inserted until it abuts the first pinion shaft 21.
- the first pinion shaft 21 can be subjected to hardening treatment such as quenching, the first pinion shaft 21 has a higher strength than the holder member 70, and the first pinion shaft 21 may be deformed. There is no. Therefore, since there is no side wall on the side of the second side gear 52 of the holder member 70 and the through hole 70H3 is formed, the holder member 70 is not deformed.
- the oil passage 150 is formed in the case of the automatic transmission 102, and the lubricating oil is forcibly supplied toward the differential mechanism 14 from the through hole 12d formed in the second differential case 12. To be done.
- This lubricating oil is supplied to the inside of the holder member 70 because the through hole 70H3 is formed in the holder member 70, and when the holder member 70 is rotated when the vehicle 100 is running, the lubricating oil is provided along the inner surface of the side wall 70b. It is guided to the outer peripheral side by centrifugal force.
- the lubricating oil is guided from the inside of the holder member 70 to the four through holes (including the through holes 70H1 and 70H2), and the through holes and the first to third pinion shafts 21, 22 and 23 are connected. Between the first to third pinion shafts 21, 22, 23 and the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34, and further between the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34. Lubricating oil can be supplied to the meshing portions with the first and second side gears 51 and 52.
- the side wall 70b of the holder member 70 has a function as a receiver of the lubricating oil and a function as a guide path for guiding the lubricating oil to the outer peripheral side, and the lubricating performance of the differential device 1 can be improved. ..
- the differential ring gear 40 is integrally fixed and connected to the differential case 10
- the differential case 10 rotates and the differential case 10 rotates.
- the first to third pinion shafts 21, 22, 23 are also rotated integrally with the differential case 10.
- the first to third pinion shafts 21, 22, 23 revolve the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34, and when differential rotation occurs between the first and second side gears 51, 52, While rotating about the first to third pinion shafts 21, 22, 23, the differential rotation is absorbed, and the first and fourth side gears 51, 52 are provided with the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34.
- the revolution is transmitted to the left and right wheels via the drive shafts 131, 132, 133.
- the vibration of the side gear due to the relationship between the number of teeth of the pinion gear (PG) and the number of teeth of the side gear (SG) will be described.
- a case where the number of teeth of the side gear 252 is an even number (for example, 16) and the number of teeth of the pinion gears 231 and 232 is also an even number (for example, 10) will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
- the differential device is provided with two pinion gears 231 and 232, and the two pinion gears 231 and 232 and the side gear 252 are arranged side by side in a straight line in the axial direction. Is.
- the number of teeth of the side gear 252 is an even number, and the number of teeth of the two pinion gears 231 and 232 is also an even number. Therefore, the tooth of the side gear 252 is centered on the pinion gear 231. If one of them faces, the other one of the teeth of the side gear 252 faces the center of the pinion gear 232. Therefore, as shown in FIG. 6B, when the driving force is rotationally transmitted from the two pinion gears 231 and 232 to the side gear 252, the side gear 252 is pressed to the drive shaft 131 side, that is, the disc spring 62 compression side.
- the pressing forces PX1 and PX2 have the same phase at the meshing position X1 of the side gear 252 and the meshing position X2 of the side gear 252 with the pinion gear 232. Therefore, the side gear 252 does not incline with respect to the axial direction of the drive shaft 131, but the amplitude W2 of the axial vibration accompanying the rotation of the side gear 252 increases.
- the meshing positions X1 and X2 are shown as one point for convenience of explanation, but the approximate center of the force acting between the meshing teeth is simplified for convenience, and particularly The position is not limited to one point.
- the differential device is provided with the two pinion gears 331 and 332, and the two pinion gears 331 and 332 and the side gear 352 are arranged side by side in a straight line in the axial direction. Is.
- the meshing between the first to fourth pinion gears 31 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 and the second side gear 52 1 will be described as an example, but of course, the first to fourth pinion gears The same applies to the meshing between 31 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 and the first side gear 51.
- the number of teeth of the second side gear 52 1 is 4N+2, in other words, it is an even number that is not a multiple of 4, and specifically, the number of teeth is It is composed of 14. Further, the number of teeth of the first to fourth pinion gears 31 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 is an odd number configured by the same number, and the number of teeth of the second side gear 52 1 is set to the number of teeth of the first to fourth pinion gear 31 1. When divided by the number of teeth 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 , it is configured so as not to become an integer (not divisible), and specifically, the number of teeth is 9.
- phase of the pressing force PX1, PX2 is the same phase at one and meshing position X2 Prefecture of the meshing position Y1 and the third pinion gear 33 1 of the second side gear 52 1, and the fourth pinion gear 341 of the second side gear 52 1
- the phases of the pressing forces PY1 and PY2 at the meshing position Y2 are the same, but the phases of the pressing forces PX1 and PX2 are opposite to the phases of the pressing forces PY1 and PY2.
- the pressing force generated in the second side gear 52 1 as a whole, the pressing forces PX1 and PX2 and the pressing forces PY1 and PY2 cancel each other, and the pressing force PX1 and the pressing force PX2 are the second side gear 52 1 Since the pressing force PY1 and the pressing force PY2 are in the target position with respect to the center of the second side gear 52 1 , the pressing force PY1 and the pressing force PY2 are even with respect to the circumferential direction of the second side gear 52 1. acts pressure PX1, PX2, PY1, PY2 at do positional relationship, the force of the tilt direction does not occur in the second side gear 52 1.
- the second side gear 52 1 does not incline with respect to the axial direction of the drive shaft 131, the swinging state is prevented from occurring, and the amplitude W1 of the axial vibration accompanying the rotation of the second side gear 52 1 is The amplitude W2 is reduced as compared with the amplitude W2 of the first comparative example.
- the number of teeth of the first to fourth pinion gears 31 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 becomes an integer when divided by the number of teeth of the second side gear 52 1 (for example, when the number of teeth of the pinion gear is 7)
- the same teeth are repeatedly pressed against each other when the pinion gear makes one rotation, and if there are irregularities due to slight manufacturing errors or foreign matter, the same meshing point There is a risk that the load will only be applied.
- the number of teeth of the first to fourth pinion gears 31 1 , 32 1 , 33 1 , 34 1 is configured so as not to be an integer when divided by the number of teeth of the second side gear 52 1 , it is the same tooth. It is possible to improve the durability because only the parts are not pressed into contact with each other, that is, the meshing parts are transited and the load is dispersed as a whole.
- the meshing positions X1, X2, Y1, Y2 are shown as one point for convenience of explanation, but the approximate center of the force acting between the meshing teeth is simplified for convenience.
- the present invention is not limited to this one point position.
- FIG. 5 is a schematic diagram showing the number of teeth of the first to fourth pinion gears and the second side gear according to the second embodiment.
- the same parts as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
- Differential apparatus 1 according to the second embodiment is obtained by changing the second side gear 52 and second number of teeth. That is, as shown in FIG. 5, likewise a second side gear 52 2 of the number of teeth 4N + 2, and an even not a multiple of 4, in particular is constituted by the number of teeth 18.
- the first to fourth pinion gear 31 2, 32 2, 33 2, 34 2 of the number of teeth is odd formed by respective equal, in particular are composed of the number of teeth 9.
- This differential device (1) is A differential case (10) to which the rotation from the power transmission mechanism (103) is transmitted, A plurality of pinion shafts (21, 22, 23) supported by the differential case (10) and arranged on a first axis (AX1) and a second axis (AX2) orthogonal to the first axis (AX1); A first pinion gear (31) and a second pinion gear (32), which are rotatably supported by the plurality of pinion shafts (21, 22, 23) and are arranged on the first shaft (AX1), and the second pinion gear (32).
- the drive shafts (131, 132) are respectively inserted and drive-coupled, and preloaded toward the first to fourth pinion gears (31, 32, 33, 34) in the direction of the third shaft (AX3).
- a first side gear (51) and a second side gear (52) The number of teeth of the first side gear (51) and the second side gear (52) is configured to be 4N+2, where N is an integer.
- the biasing force due to the preload and the pressing force generated when the driving force is transmitted among the first side gear 51 and the second side gear 52, and the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 are hunting.
- the meshing phase of the first pinion gear 31, the second pinion gear 32, the first side gear 51, and the second side gear 52, the third pinion gear 33, the fourth pinion gear 34, the first side gear 51, and the second side gear may occur.
- the phase of meshing with 52 is opposite to that of the swinging state, and the vibration amplitude of the first side gear 51 and the second side gear 52 can be reduced.
- the present differential device (1) is A first biasing member for pre-loading by biasing the first side gear (51) and the second side gear (52) toward the first to fourth pinion gears (31, 32, 33, 34), respectively. (61) and the second biasing member (62).
- the present differential device (1) is The first to fourth pinion gears (31, 32, 33, 34) have the same number of teeth, and when the number of teeth of the first side gear (51) and the second side gear (52) is divided. Was configured to be an integer.
- the same number of teeth is generated when the pinion gear and the side gear rotate. Since the two mesh with each other, and the load may be applied only to the same meshing point, for example, the number of teeth of the first side gear (and the second side gear) is divided by the number of teeth of the first (or fourth) pinion gear. Since it does not become an integer in this case, it is prevented that a load is applied only to the same meshing point when the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 and the first and second side gears 51, 52 rotate. Since the load is dispersed as a whole, the durability can be improved.
- this differential device (1) is The number of teeth of the first to fourth pinion gears is 9, The number of teeth of the first side gear and the second side gear is 14.
- the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 are described as having an odd number of teeth, but of course they may be even numbers. I do not care.
- the first to fourth pinion gear 31 2, 32 2, 33 2, 34 2 of the number of teeth has been described what is 9, the second side gears 52 and second number of teeth Since the number of teeth is 18, it is preferable that the number of teeth of the first to fourth pinion gears 31 2 , 32 2 , 33 2 , 34 2 be 8 or 10 so as not to be divisible.
- the number of teeth of the side gear is divided by the number of teeth of the pinion gear, it does not become an integer, so the first to fourth pinion gears 31 2 , 32 2 , 33 2 , 34 2 and the first and second side gears 51 2 , 52 are included.
- load is prevented from being applied only to the same meshing portion, and the load is dispersed as a whole, so that durability can be improved.
- the disc spring 61 is used as a means for urging the first and second side gears 51, 52 against the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 to preload them.
- , 62 has been described, the present invention is not limited to this, and any coil spring or the like can be used as long as it can be preloaded.
- the preload the one in which the first biasing member and the second biasing member are provided in the differential device 1 has been described, but the present invention is not limited to this, and the drive shafts 131 and 132 are biased toward the differential device 1. It may be a structure that urges.
- first and second side gears 51, 52 are biased to the first to fourth pinion gears 31, 32, 33, 34 to preload, the first and second side gears 51, 52 are not limited to this. , 52 may be preloaded by urging them toward the differential case 10, that is, any type may be used as long as they are preloaded in the direction of the third axis AX3.
- the differential ring gear 40, the first differential case 11, and the second differential case 12 are integrally fastened by bolts.
- the differential ring gear and the second differential case are integrated. They may be formed, and further, they may be fixed by welding, and any shape and integration method may be used.
- the differential device 1 has been described as being mounted on the automatic transmission 102, but it may be mounted separately, for example, in the center. Any differential device such as a differential or a rear differential may be used.
- the drive shafts 131 and 132 are inserted to seal the oil, but the fitting holes 51H and 52H are closed to seal the oil. It may be a differential device that is used. In this case, the drive shaft does not collide with the holder member, but the side wall guides the supply of the lubricating oil to improve the lubrication performance and the rigidity of the holder member is the same.
- the one in which the vehicle transmission is an automatic transmission has been described as an example.
- a hybrid drive device equipped with a rotating electric machine and used as a drive source together with an engine It may be provided, and further, it may be a vehicle transmission in which only the rotating electric machine is mounted and the rotational speed of the rotating electric machine is changed.
- the power transmission mechanism corresponds to a speed reduction mechanism that reduces the rotation of the rotating electric machine.
- This differential device can be used by being incorporated in or connected to a drive such as an automatic transmission mounted on a vehicle, a hybrid drive device, a vehicle transmission device, or the like, and it is particularly required to reduce the amplitude of vibration of side gears. It is suitable to be used for things.
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Abstract
ディファレンシャル装置は、デフケースと、該デフケースに支持され、第1軸及び第1軸に直交する第2軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、それらピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、第1軸上に配置された第1ピニオンギヤ(311)及び第2ピニオンギヤ(321)、及び第2軸上に配置された第3ピニオンギヤ(331)及び第4ピニオンギヤ(341)と、第1乃至第4ピニオンギヤ(311,321,331,341)に噛合され、第1乃至第4ピニオンギヤ(311,321,331,341)に向けて予圧されている第1サイドギヤ及び第2サイドギヤ(521)とを備えている。そして、第1サイドギヤ及び第2サイドギヤ(521)の歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成されている。
Description
この技術は、第1乃至第4ピニオンギヤにそれぞれ噛合する第1サイドギヤ及び第2サイドギヤを備えたディファレンシャル装置に関する。
従来、車両には、左右車輪或いは前後輪の回転数差を吸収しつつ回転伝達を行うディファレンシャル装置が搭載されている。一般的にディファレンシャル装置には、デフケースに支持された複数のピニオンシャフトと、それらピニオンシャフトに回転自在に支持された複数のピニオンギヤと、それらピニオンギヤに噛合する2つのサイドギヤとを備えており、それらサイドギヤがそれぞれドライブシャフト等の駆動軸に駆動連結される構造を有している。
また、ディファレンシャル装置の中には、デフケースとサイドギヤとの間に皿ばねを配置し、サイドギヤをピニオンギヤに付勢するように与圧することで、バックラッシを低減し、かつ作動制限を可能にするものも提案されている(特許文献1参照)。
ところで、サイドギヤには、ピニオンギヤとの噛合により駆動力を伝達する際、ピニオンギヤからサイドギヤにドライブシャフトの軸方向に押圧する押圧力が作用し、かつ噛合いする歯同士の位相によってその押圧力が変動する。その結果、ピニオンギヤからの押圧力と皿ばねの付勢力とが交互に入れ替わる、いわゆるハンチングのような状態となり、つまりサイドギヤが上記軸方向に振動し、位相によっては傾斜して首振り状態になることになる。特にその押圧力の変動する範囲内に皿ばねの付勢力が入ると、サイドギヤの上記軸方向の振動が顕著となる。ピニオンギヤからサイドギヤに伝達する駆動力が変化する以上、このような振動の発生を無くすことは困難であるが、振動の振幅が大きいとガタつき音等も大きくなり、ディファレンシャル装置からの騒音が大きくなってしまう虞がある。また、サイドギヤが首振り状態となると、片当りによる摩耗等が生じる虞もあり、耐久性の向上の妨げとなる。なお、サイドギヤに対する軸方向への付勢力としては、ディファレンシャル装置の車両の搭載状態でドライブシャフトから付勢されたり、他の要因(公差、熱変形、潤滑圧等)により付勢されたりすることもあり、皿ばねによる付勢力に限るものではない。
そこで、サイドギヤが首振り状態となることを防止し、かつサイドギヤの振動の振幅を低減することが可能なディファレンシャル装置を提供することを目的とするものである。
本ディファレンシャル装置は、
動力伝達機構からの回転が伝達されるデフケースと、
前記デフケースに支持され、第1軸及び前記第1軸に直交する第2軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、
前記複数のピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、前記第1軸上に配置された第1ピニオンギヤ及び第2ピニオンギヤ、及び前記第2軸上に配置された第3ピニオンギヤ及び第4ピニオンギヤと、
前記第1軸及び前記第2軸と直交する第3軸上にあって、それぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤに噛合され、かつそれぞれ駆動軸が挿入されて駆動連結され、前記第1乃至第4ピニオンギヤに向けて前記第3軸の方向に向かって予圧されている第1サイドギヤ及び第2サイドギヤと、を備え、
前記第1サイドギヤ及び第2サイドギヤの歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成された。
動力伝達機構からの回転が伝達されるデフケースと、
前記デフケースに支持され、第1軸及び前記第1軸に直交する第2軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、
前記複数のピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、前記第1軸上に配置された第1ピニオンギヤ及び第2ピニオンギヤ、及び前記第2軸上に配置された第3ピニオンギヤ及び第4ピニオンギヤと、
前記第1軸及び前記第2軸と直交する第3軸上にあって、それぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤに噛合され、かつそれぞれ駆動軸が挿入されて駆動連結され、前記第1乃至第4ピニオンギヤに向けて前記第3軸の方向に向かって予圧されている第1サイドギヤ及び第2サイドギヤと、を備え、
前記第1サイドギヤ及び第2サイドギヤの歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成された。
これにより、第1ピニオンギヤ及び第2ピニオンギヤと第1サイドギヤ及び第2サイドギヤとの噛合の位相と、第3ピニオンギヤ及び第4ピニオンギヤと第1サイドギヤ及び第2サイドギヤとの噛合の位相とが逆位相となり、首振り状態を防止することができるものでありながら、第1サイドギヤ及び第2サイドギヤの振動の振幅を低減することができる。
<第1の実施の形態>
以下、本第1の実施の形態を図1乃至図4を用いて説明する。図1は本実施の形態に係る車両の駆動系を示す模式図、図2は本実施の形態に係るディファレンシャル装置を示す断面図、図3は本実施の形態に係るデフケース本体の部分をドライブシャフトの軸方向から視た軸方向視図、図4Aは第1の実施の形態に係る第1乃至第4ピニオンギヤと第2サイドギヤとの歯数を示す模式図、図4Bは第1の実施の形態に係る第2デフケースに対する第2サイドギヤの振幅を説明する図である。
以下、本第1の実施の形態を図1乃至図4を用いて説明する。図1は本実施の形態に係る車両の駆動系を示す模式図、図2は本実施の形態に係るディファレンシャル装置を示す断面図、図3は本実施の形態に係るデフケース本体の部分をドライブシャフトの軸方向から視た軸方向視図、図4Aは第1の実施の形態に係る第1乃至第4ピニオンギヤと第2サイドギヤとの歯数を示す模式図、図4Bは第1の実施の形態に係る第2デフケースに対する第2サイドギヤの振幅を説明する図である。
[車両駆動系の構成]
まず、図1を用いて、本第1の実施の形態に係るディファレンシャル装置1が搭載される車両100の駆動系の構成について説明する。図1に示すように、車両100は、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)タイプ等のエンジン出力軸が車両進行方向に対して横置きの車両であり、駆動源としてのエンジン101と、そのエンジン101の出力回転を変速する車両用伝動装置としての自動変速機102と、自動変速機102に備えられたディファレンシャル装置1に駆動連結されるドライブシャフト131,132,133と、ドライブシャフト131を介してディファレンシャル装置1からの回転が伝達される左側の車輪120lと、ドライブシャフト132,133を介してディファレンシャル装置1からの回転が伝達される右側の車輪120rと、を備えて構成されている。また、ドライブシャフト132は、例えばエンジン101に固定されたセンターベアリング110により回転自在にかつ軸方向に移動不能に支持されている。なお、センターベアリング110は、エンジン101に固定されるのではなく、車体のフレーム等に固定されていてもよい。
まず、図1を用いて、本第1の実施の形態に係るディファレンシャル装置1が搭載される車両100の駆動系の構成について説明する。図1に示すように、車両100は、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)タイプ等のエンジン出力軸が車両進行方向に対して横置きの車両であり、駆動源としてのエンジン101と、そのエンジン101の出力回転を変速する車両用伝動装置としての自動変速機102と、自動変速機102に備えられたディファレンシャル装置1に駆動連結されるドライブシャフト131,132,133と、ドライブシャフト131を介してディファレンシャル装置1からの回転が伝達される左側の車輪120lと、ドライブシャフト132,133を介してディファレンシャル装置1からの回転が伝達される右側の車輪120rと、を備えて構成されている。また、ドライブシャフト132は、例えばエンジン101に固定されたセンターベアリング110により回転自在にかつ軸方向に移動不能に支持されている。なお、センターベアリング110は、エンジン101に固定されるのではなく、車体のフレーム等に固定されていてもよい。
自動変速機102は、内部に油が封入されており、その油を不図示のオイルポンプで吸入して発生させた油圧を、油圧制御装置(不図示)により潤滑圧に調圧し、動力伝達機構としての変速機構103やディファレンシャル装置1に供給する。詳しくは後述するディファレンシャル装置1は、ドライブシャフト131,132が挿入されることでシールされる、いわゆる開放型のディファレンシャル装置で構成されている。なお、例えばグリス等を封入して潤滑するディファレンシャル装置に比して、自動変速機102の油を潤滑油として供給するため、潤滑性能が高いディファレンシャル装置1となっており、耐久性の向上が図られている。
車両100の駆動系を製造する製造時には、エンジン101が不図示のエンジンマウント等により車体のフレームに設置され、センターベアリング110にドライブシャフト132が組付けられた状態で、ディファレンシャル装置1を有する自動変速機102がエンジン101に対して組付けられると共に、ドライブシャフト132がディファレンシャル装置1に挿入されて駆動連結される。その後、ドライブシャフト133がドライブシャフト133に駆動連結され、一方で、ドライブシャフト131がディファレンシャル装置1に挿入されて駆動連結される。そして、車輪120l,120rは、ドライブシャフト131,133に駆動連結されたロータハブに対して取付けられる。
[ディファレンシャル装置の構成]
ついで、ディファレンシャル装置1の構成について図2及び図3を用いて説明する。図2に示すように、ディファレンシャル装置1は、大まかに、自動変速機102(図1参照)の変速機構103のカウンタシャフトに駆動連結されるデフリングギヤ40と、該デフリングギヤ40が固着されるデフケース10と、該デフケース10に内包される差動機構14と、を備えて構成されている。
ついで、ディファレンシャル装置1の構成について図2及び図3を用いて説明する。図2に示すように、ディファレンシャル装置1は、大まかに、自動変速機102(図1参照)の変速機構103のカウンタシャフトに駆動連結されるデフリングギヤ40と、該デフリングギヤ40が固着されるデフケース10と、該デフケース10に内包される差動機構14と、を備えて構成されている。
デフリングギヤ40は、上述したドライブシャフト131,132(図1参照)の軸方向の中心である第3軸AX3を中心とする円筒状に形成され、外周側に歯面41が形成された歯部43と、歯部43の軸方向の長さよりも短い厚みで歯部43の内周側に延びる中空円板状に形成される中空円板部44とを有して構成されており、歯部43と中空円板部44とによって断面視でT字状となるように構成されている。歯面41は、複数の歯の間で凹んだ歯底41aが最も内周側の位置となるように構成されている。また、デフリングギヤ40は、中空円板部44の内周側の端面40aが、後述するデフケース10を構成する第2デフケース12の外周側の端面12eに嵌合して支持される。また、中空円板部44にはボルト91が貫通可能な貫通孔40bが形成されており、後述するデフケース10に対してボルト91によって締結されて一体に固定される。
デフケース10は、大まかに、差動機構14を内包する中空円筒の第1デフケース11と、第1デフケース11に一体に固定され、差動機構14を閉じ込める中空円板状の第2デフケース12と、を有して構成されている。詳細には、デフケース10は、第2デフケース12に形成された貫通孔12aと、第1デフケース11に形成されたボルト孔11aとに、ボルト91が貫通してボルト孔11aの雌ネジにボルト91の雄ネジが螺合されることで、上述したデフリングギヤ40と共にデフケース10として一体になるように固定される。
なお、第2デフケース12と自動変速機102のケース(不図示)との間にはベアリングB2が配置され、第1デフケース11と自動変速機102のケース(不図示)との間にはベアリングB1が配置され、つまりデフケース10は、自動変速機102のケース(不図示)に対して回転自在に支持されている。なお、自動変速機102のケースには、潤滑油を吐出して供給する吐出口としての油路150が形成されており、第2デフケース12に形成された貫通孔12dから差動機構14に向けて潤滑油を矢印Aに示すように供給し、差動機構14の内部に潤滑油を供給するように構成されている。
上記差動機構14は、大まかに、第1ピニオンシャフト21と、第2ピニオンシャフト22(図3参照)と、第3ピニオンシャフト23(図3参照)と、第1ピニオンギヤ31と、第2ピニオンギヤ32と、第3ピニオンギヤ33(図3参照)と、第4ピニオンギヤ34(図3参照)と、第1サイドギヤ51と、第2サイドギヤ52と、ホルダ部材70とを有して構成されている。
第1ピニオンシャフト21は、第1デフケース11に形成された支持孔11H1,11H2に嵌合されて両端が支持されると共に第1デフケース11に形成された穴11b,11cに挿入されたピン81,82により抜け止めされ、かつ第3軸AX3及び後述の第2軸AX2と直交する位置関係にある第1軸AX1上に配置されており、つまり第1ピニオンシャフト21は第1軸AX1上においてデフケース10の内部に架け渡されている。そして、第1ピニオンシャフト21の外周には、第1ピニオンギヤ31と第2ピニオンギヤ32とが回転自在に支持されている。なお、第1デフケース11と第2デフケース12とがボルト91で締結されることで、ピン81,82は、第2デフケース12に形成された押え部12bにより第1デフケース11に対して押えられて抜け止めされている。
また、第2ピニオンシャフト22は、図3に示すように、第1デフケース11に形成された支持孔(不図示)に嵌合されて一端が支持されると共に第1デフケース11に形成された穴11dに挿入されたピン83により抜け止めされている。さらに、第3ピニオンシャフト23は、第1デフケース11に形成された支持孔(不図示)に嵌合されて一端が支持されると共に第1デフケース11に形成された穴11eに挿入されたピン84により抜け止めされている。また、第2ピニオンシャフト22及び第3ピニオンシャフト23は、第1軸AX1及び第3軸AX3と直交する位置関係にある第2軸AX2上に配置されており、第2軸AX2上において第1ピニオンシャフト21を挟んで両側に配置されている。そして、第2ピニオンシャフト22の外周には第3ピニオンギヤ33が、第3ピニオンシャフト23の外周には第4ピニオンギヤ34が、それぞれ回転自在に支持されている。なお、同様に、第1デフケース11と第2デフケース12とがボルト91で締結されることで、ピン83,84は、第2デフケース12に形成された押え部12bにより第1デフケース11に対して押えられて抜け止めされている。
なお、第1ピニオンシャフト21の外周にあって、第1軸AX1の方向における第1ピニオンギヤ31と第2ピニオンギヤ32との間で、かつ第2ピニオンシャフト22の他端の外周及び第3ピニオンシャフト23の他端の外周にあって、第2軸AX2の方向における第3ピニオンギヤ33と第4ピニオンギヤ34との間には、詳しくは後述するホルダ部材70が配置されている。
一方、図3に示すように、上記第1ピニオンギヤ31には詳しくは後述する歯数のかさ歯31aが形成されており、また、上記第2ピニオンギヤ32には詳しくは後述する歯数のかさ歯32aが形成されている。さらに、上記第3ピニオンギヤ33には詳しくは後述する歯数のかさ歯33aが形成されており、また、上記第4ピニオンギヤ34には詳しくは後述する歯数のかさ歯34aが形成されている。そして、図2に示すように、それらかさ歯31a,32a,33a,34aに、第1軸AX1の軸方向一方側(エンジン101側であって、例えば車両100の進行方向に向かって右側)から、第1サイドギヤ51のかさ歯51aが噛合するように第1サイドギヤ51が配置されており、また、それらかさ歯31a,32a,33a,34aに、第1軸AX1の軸方向他方側(エンジン101と反対側であって、例えば車両100の進行方向に向かって左側)から、第2サイドギヤ52のかさ歯52aが噛合するように第2サイドギヤ52が配置されている。
第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52は、上述したドライブシャフト131,132が嵌合される嵌合穴51H,52Hをそれぞれ有している。詳細には、嵌合穴51Hの周面にはスプライン51sが形成されており、第1デフケース11に形成された貫通孔11Hを介してドライブシャフト132のスプライン(不図示)が第1サイドギヤ51のスプライン51sに挿入されてスプライン嵌合することで駆動連結される。また、嵌合穴51Hの周面には溝51Dが形成されており、ドライブシャフト132に取付けられたサークリップ(不図示)に係合して、第1サイドギヤ51に対するドライブシャフト132の抜け止めがなされている。さらに同様に、嵌合穴52Hの周面にはスプライン52sが形成されており、第2デフケース12に形成された貫通孔12Hを介してドライブシャフト131のスプライン(不図示)が第2サイドギヤ52のスプライン52sに挿入されてスプライン嵌合することで駆動連結される。また同様に、嵌合穴52Hの周面には溝52Dが形成されており、ドライブシャフト131に取付けられたサークリップ(不図示)に係合して、第2サイドギヤ52に対するドライブシャフト131の抜け止めがなされている。これにより、第1サイドギヤ51は右側の車輪120rに、第2サイドギヤ52は左側の車輪120lに駆動連結される。なお、上述したように、本ディファレンシャル装置1は、ドライブシャフト131,132が嵌合穴51H,52Hに挿入されて塞がれることで油の密封状態が達成される。
また、第1サイドギヤ51と第1デフケース11との第3軸AX3の方向の間には第1付勢部材としての皿ばね61が配置されており、第1サイドギヤ51は第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34に向かって付勢されている。同様に、第2デフケース12には、第3軸AX3の方向に延びる円筒部12cが形成されており、第2サイドギヤ52と第2デフケース12の円筒部12cとの第3軸AX3の方向の間には第2付勢部材としての皿ばね62が配置されて、第2サイドギヤ52は第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34に向かって付勢されている。これにより、第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52と、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34との噛合部分が与圧され、差動制限の設定が可能となり、かつバックラッシの低減が図られて、車両100の直進安定性も向上される。
一方、上述したホルダ部材70は、円筒状に形成された周壁70aを有しており、周壁70aには、第1ピニオンシャフト21が挿入されて嵌合する貫通孔70H1,70H2を含む4つの貫通孔が形成されている。即ち、ホルダ部材70の不図示の2つの貫通孔に第2ピニオンシャフト22と第3ピニオンシャフト23とが挿入されて嵌合され、つまりホルダ部材70は、4つの貫通孔によって第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23を互いに支持するように構成され、特に第2ピニオンシャフト22及び第3ピニオンシャフト23は第1デフケース11とホルダ部材70とにより両持ち支持のような構造となる。そのため、第1ピニオンシャフト21が第1デフケース11に架け渡されて両持ち支持の構造であることと相俟って、第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23の支持強度がホルダ部材70によって補強される。
また、ホルダ部材70は、周壁70aの一方側の側端部を塞ぐように繋ぐ側壁70bを有しており、周壁70aの他方側の側端部の内周側にはドライブシャフト131(図1参照)が貫通可能なシャフト貫通孔としての貫通孔70H3が形成されている。
このように構成されたホルダ部材70は、貫通孔70H1,70H2,70H3を形成するといった加工が必要となるため、焼き入れ等の硬化処理を施すことが困難であるが、周壁70aの側端部を塞ぐように繋ぐ側壁70bが備えられているため、構造体として剛性が強くなり、第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23の支持強度が向上し、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34の支持精度が向上するため、ギヤノイズの低減、耐久性の向上等が図られている。
また、ディファレンシャル装置1にドライブシャフト131,132が嵌合される際、つまり車両100に自動変速機102が組付けられる際には、第1サイドギヤ51の嵌合穴51Hにドライブシャフト132が挿入されるが、ドライブシャフト132は上述したようにセンターベアリング110により軸方向に移動不能に支持されていて(位置決めされていて)、エンジン101に自動変速機102が位置合わせされる際に、ドライブシャフト132がホルダ部材70の側壁70bに衝突する虞がなく、ホルダ部材70を変形させる虞がない。
一方、第2サイドギヤ52の嵌合穴52Hにドライブシャフト131が挿入される際は、ドライブシャフト131が軸方向に位置決めされていないため、第1ピニオンシャフト21に突き当たるまで挿入されることになるが、ホルダ部材70と異なり、第1ピニオンシャフト21は焼き入れ等の硬化処理を施すことができるため、第1ピニオンシャフト21はホルダ部材70よりも強度が高く、第1ピニオンシャフト21が変形する虞はない。従って、ホルダ部材70の第2サイドギヤ52の側に側壁が無く、貫通孔70H3が形成されていることで、ホルダ部材70の変形は生じないことになる。
そして、上述したように、自動変速機102のケースには油路150が形成されており、第2デフケース12に形成された貫通孔12dから差動機構14に向けて潤滑油が強制的に供給される。この潤滑油は、ホルダ部材70に貫通孔70H3が形成されていることで、ホルダ部材70の内部まで供給され、車両100の走行時にホルダ部材70が回転されると、側壁70bの内面に沿って遠心力により外周側に導かれる。このため、ホルダ部材70の内部から、4つの貫通孔(貫通孔70H1,70H2を含む)に向けて潤滑油が導かれ、それら貫通孔と第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23との間、第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23と第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34との間、さらには、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34と第1及び第2サイドギヤ51,52との噛合部分に潤滑油を供給することができる。従って、ホルダ部材70の側壁70bは、潤滑油のレシーバーとしての機能と外周側に潤滑油を導く案内路としての機能を有することになり、ディファレンシャル装置1の潤滑性能を向上することができている。
以上のように構成されたディファレンシャル装置1は、デフリングギヤ40がデフケース10と一体的に固定されて連結されているため、デフリングギヤ40に回転が入力されると、そのままデフケース10が回転し、第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23もデフケース10と一体的に回転される。第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23は、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34を公転回転させると共に、第1及び第2サイドギヤ51,52に差回転が生じた場合は第1乃至第3ピニオンシャフト21,22,23を中心に自転回転しつつ差回転を吸収して、それら第1及び第2サイドギヤ51,52に第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34の公転回転を伝達する。これにより、ドライブシャフト131,132,133を介して左右の車輪に回転が伝達されることになる。
[ピニオンギヤの歯数とサイドギヤの歯数について]
続いて、ピニオンギヤ(PG)の歯数とサイドギヤ(SG)の歯数との関係によるサイドギヤの振動について説明する。まず、第1の比較例として、サイドギヤ252の歯数が偶数(例えば16)で、かつピニオンギヤ231,232の歯数も偶数(例えば10)である場合について、図6A及び図6Bを用いて説明する。なお、第1の比較例においては、ディファレンシャル装置に2つのピニオンギヤ231,232が備えられたものであり、2つのピニオンギヤ231,232とサイドギヤ252とが軸方向に直線上に並んで配置されたものである。
続いて、ピニオンギヤ(PG)の歯数とサイドギヤ(SG)の歯数との関係によるサイドギヤの振動について説明する。まず、第1の比較例として、サイドギヤ252の歯数が偶数(例えば16)で、かつピニオンギヤ231,232の歯数も偶数(例えば10)である場合について、図6A及び図6Bを用いて説明する。なお、第1の比較例においては、ディファレンシャル装置に2つのピニオンギヤ231,232が備えられたものであり、2つのピニオンギヤ231,232とサイドギヤ252とが軸方向に直線上に並んで配置されたものである。
第1の比較例においては、図6Aに示すように、サイドギヤ252の歯数が偶数であり、2つのピニオンギヤ231,232の歯数も偶数であるため、ピニオンギヤ231の中心にサイドギヤ252の歯のうちの1つが向いた場合、サイドギヤ252の歯のうちの他の1つがピニオンギヤ232の中心に向くことになる。そのため、図6Bに示すように、2つのピニオンギヤ231,232からサイドギヤ252に駆動力を回転伝達する際にあって、サイドギヤ252をドライブシャフト131の側、つまり皿ばね62を圧縮する側に押圧して移動する場合、サイドギヤ252のピニオンギヤ231との噛合位置X1と、サイドギヤ252のピニオンギヤ232との噛合位置X2とにおける押圧力PX1,PX2の位相は同位相となる。このため、サイドギヤ252がドライブシャフト131の軸方向に対して傾斜することはないが、サイドギヤ252の回転に伴う軸方向の振動の振幅W2は大きくなる。
なお、上記噛合位置X1,X2は、説明の便宜上、1点を示しているが、噛合している歯同士で作用する力の略中心を便宜的に簡略化して示したものであり、特にこの一点の位置に限定されるものではない。
次に、第2の比較例として、サイドギヤ352の歯数が奇数(例えば13)で、かつピニオンギヤ331,332の歯数も奇数(例えば9)である場合について、図7A及び図7Bを用いて説明する。なお、第2の比較例においても、ディファレンシャル装置に2つのピニオンギヤ331,332が備えられたものであり、2つのピニオンギヤ331,332とサイドギヤ352とが軸方向に直線上に並んで配置されたものである。
第2の比較例においては、図7Aに示すように、サイドギヤ352の歯数が奇数であり、2つのピニオンギヤ331,332の歯数も奇数であるため、ピニオンギヤ331の中心にサイドギヤ352の歯のうちの1つが向いた場合、サイドギヤ352の歯のうちの他の何れの歯もピニオンギヤ332の中心には向かないことになる。そのため、図7Bに示すように、2つのピニオンギヤ331,332からサイドギヤ352に駆動力を回転伝達する際にあって、サイドギヤ352をドライブシャフト131の側、つまり皿ばね62を圧縮する側に押圧して移動する場合、サイドギヤ352のピニオンギヤ331との噛合位置X1と、サイドギヤ352のピニオンギヤ332との噛合位置X2とにおける押圧力PX1,PX2の位相は180度ずれた位相となる。このため、サイドギヤ352の回転に伴う軸方向の振動の振幅W3は、上記第1の比較例の振幅W2よりも小さくなるが、サイドギヤ352がドライブシャフト131の軸方向に対して傾斜し、いわゆる首振りする状態となる。
ついで、本第1の実施の形態における第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34の歯数と第2サイドギヤ52の歯数とについて説明する。なお、以下の説明において、後述する第2の実施の形態と区別するため、第1の実施の形態においては、符号の添え字を付して、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341、第2サイドギヤ521と表記する。また、以下の説明においては、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341と第2サイドギヤ521との噛合を例にして説明するが、勿論、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341と第1サイドギヤ51との噛合も同様である。
本第1の実施の形態においては、図4Aに示すように、第2サイドギヤ521の歯数が4N+2であり、換言すると、4の倍数ではない偶数であって、具体的には歯数が14で構成されている。また、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341の歯数は、それぞれ同数で構成された奇数であり、第2サイドギヤ521の歯数を第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341の歯数で除算した際に整数とならない(割り切れない)ように構成され、具体的には歯数が9で構成されている。
このため、第1ピニオンギヤ311の中心に第2サイドギヤ521の歯のうちの1つの歯底が向いた場合、第2サイドギヤ521の歯のうちの他の1つの歯底が第2ピニオンギヤ321の中心に向くことになるが、第3ピニオンギヤ331の中心にサイドギヤ521の歯のうちの1つが向いた場合、第2サイドギヤ521の歯のうちの他の1つが第4ピニオンギヤ341の中心に向くことになる。
従って、図4Bに示すように、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341から第2サイドギヤ521に駆動力を回転伝達する際にあって、第2サイドギヤ521をドライブシャフト131の側、つまり皿ばね62を圧縮する側に押圧して移動する場合、第2サイドギヤ521の第1ピニオンギヤ311との噛合位置X1と、第2サイドギヤ521の第2ピニオンギヤ321との噛合位置X2とにおける押圧力PX1,PX2の位相は同位相となり、第2サイドギヤ521の第3ピニオンギヤ331との噛合位置Y1と、第2サイドギヤ521の第4ピニオンギヤ341との噛合位置Y2とにおける押圧力PY1,PY2の位相は同位相となるが、押圧力PX1,PX2の位相と押圧力PY1,PY2の位相とは逆位相となる。
そのため、第2サイドギヤ521全体に生じる押圧力としては、押圧力PX1,PX2と押圧力PY1,PY2とが互いに打消しあう関係となり、かつ押圧力PX1と押圧力PX2とが第2サイドギヤ521の中心に対して対象の位置にあると共に、押圧力PY1と押圧力PY2とが第2サイドギヤ521の中心に対して対象の位置にあるので、第2サイドギヤ521の周方向に対して均等な位置関係で押圧力PX1,PX2,PY1,PY2が作用し、第2サイドギヤ521に傾斜方向の力が生じない。このため、第2サイドギヤ521がドライブシャフト131の軸方向に対して傾斜することもなく、首振り状態の発生が防止され、第2サイドギヤ521の回転に伴う軸方向の振動の振幅W1は上記第1の比較例の振幅W2に比して低減される。
また、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341の歯数が、第2サイドギヤ521の歯数で除算した際に整数となる場合(例えばピニオンギヤの歯数が7でサイドギヤの歯数が14等)は、ピニオンギヤが一回転した際に同じ歯同士が繰り返し圧接されることになり、僅かな製造誤差や異物の付着などにより凹凸が生じていた場合に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることになってしまう虞がある。しかしながら、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341の歯数は、第2サイドギヤ521の歯数で除算した際に整数とならないように構成されているため、同じ歯同士だけが圧接されることなく、つまり噛合箇所が遷移していき、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることが可能となっている。
なお、上述と同様に、上記噛合位置X1,X2,Y1,Y2は、説明の便宜上、1点を示しているが、噛合している歯同士で作用する力の略中心を便宜的に簡略化して示したものであり、特にこの一点の位置に限定されるものではない。
<第2の実施の形態>
ついで、上記第1の実施の形態を一部変更した第2の実施の形態について図5を用いて説明する。図5は第2の実施の形態に係る第1乃至第4ピニオンギヤと第2サイドギヤとの歯数を示す模式図である。なお、本第2の実施の形態の説明においては、上記第1の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
ついで、上記第1の実施の形態を一部変更した第2の実施の形態について図5を用いて説明する。図5は第2の実施の形態に係る第1乃至第4ピニオンギヤと第2サイドギヤとの歯数を示す模式図である。なお、本第2の実施の形態の説明においては、上記第1の実施の形態と同様な部分に同符号を付して、その説明を省略する。
本第2の実施の形態に係るディファレンシャル装置1は、上記第1の実施の形態に比して、第2サイドギヤ522の歯数を変更したものである。即ち、図5に示すように、同様に第2サイドギヤ522の歯数が4N+2であり、4の倍数ではない偶数であって、具体的には歯数が18で構成されている。また、第1乃至第4ピニオンギヤ312,322,332,342の歯数は、それぞれ同数で構成された奇数であり、具体的には歯数が9で構成されている。
このように構成された第2の実施の形態においても、第2サイドギヤ522全体に生じる押圧力としては、押圧力PX1,PX2と押圧力PY1,PY2とが互いに打消しあう関係となり(図4B参照)、かつ押圧力PX1と押圧力PX2とが第2サイドギヤ522の中心に対して対象の位置にあると共に、押圧力PY1と押圧力PY2とが第2サイドギヤ522の中心に対して対象の位置にあるので、第2サイドギヤ522の周方向に対して均等な位置関係で押圧力PX1,PX2,PY1,PY2が作用し、第2サイドギヤ522に傾斜方向の力が生じない。このため、第2サイドギヤ522がドライブシャフト131の軸方向に対して傾斜することもなく、首振り状態の発生が防止され、第2サイドギヤ522の回転に伴う軸方向の振動の振幅W1は上記第1の比較例の振幅W2に比して低減される。
[第1及び第2の実施の形態のまとめ]
本ディファレンシャル装置(1)は、
動力伝達機構(103)からの回転が伝達されるデフケース(10)と、
前記デフケース(10)に支持され、第1軸(AX1)及び前記第1軸(AX1)に直交する第2軸(AX2)上に配置された複数のピニオンシャフト(21,22,23)と、
前記複数のピニオンシャフト(21,22,23)にそれぞれ回転自在に支持され、前記第1軸(AX1)上に配置された第1ピニオンギヤ(31)及び第2ピニオンギヤ(32)、及び前記第2軸(AX2)上に配置された第3ピニオンギヤ(33)及び第4ピニオンギヤ(34)と、
前記第1軸(AX1)及び前記第2軸(AX2)と直交する第3軸(AX3)上にあって、それぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に噛合され、かつそれぞれ駆動軸(131,132)が挿入されて駆動連結され、前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に向けて前記第3軸(AX3)の方向に向かって予圧されている第1サイドギヤ(51)及び第2サイドギヤ(52)と、を備え、
前記第1サイドギヤ(51)及び第2サイドギヤ(52)の歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成された。
本ディファレンシャル装置(1)は、
動力伝達機構(103)からの回転が伝達されるデフケース(10)と、
前記デフケース(10)に支持され、第1軸(AX1)及び前記第1軸(AX1)に直交する第2軸(AX2)上に配置された複数のピニオンシャフト(21,22,23)と、
前記複数のピニオンシャフト(21,22,23)にそれぞれ回転自在に支持され、前記第1軸(AX1)上に配置された第1ピニオンギヤ(31)及び第2ピニオンギヤ(32)、及び前記第2軸(AX2)上に配置された第3ピニオンギヤ(33)及び第4ピニオンギヤ(34)と、
前記第1軸(AX1)及び前記第2軸(AX2)と直交する第3軸(AX3)上にあって、それぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に噛合され、かつそれぞれ駆動軸(131,132)が挿入されて駆動連結され、前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に向けて前記第3軸(AX3)の方向に向かって予圧されている第1サイドギヤ(51)及び第2サイドギヤ(52)と、を備え、
前記第1サイドギヤ(51)及び第2サイドギヤ(52)の歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成された。
これにより、予圧による付勢力と、第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52と、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34との間で駆動力を伝達する際に生じる押圧力とがハンチングする虞があるが、第1ピニオンギヤ31及び第2ピニオンギヤ32と第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52との噛合の位相と、第3ピニオンギヤ33及び第4ピニオンギヤ34と第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52との噛合の位相とが逆位相となり、首振り状態を防止することができるものでありながら、第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52の振動の振幅を低減することができる。
また、本ディファレンシャル装置(1)は、
前記第1サイドギヤ(51)及び前記第2サイドギヤ(52)をそれぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に向けて付勢することで前記予圧をする第1付勢部材(61)及び第2付勢部材(62)を備えた。
前記第1サイドギヤ(51)及び前記第2サイドギヤ(52)をそれぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)に向けて付勢することで前記予圧をする第1付勢部材(61)及び第2付勢部材(62)を備えた。
これにより、第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52と、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34との噛合部分が与圧されるので、差動制限の設定が可能となり、かつバックラッシの低減が図られて、車両100の直進安定性も向上することができる。
また、本ディファレンシャル装置(1)は、
前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)の歯数は、それぞれ同数で構成され、かつ前記第1サイドギヤ(51)及び前記第2サイドギヤ(52)の歯数を除算した際に整数とならないように構成された。
前記第1乃至第4ピニオンギヤ(31,32,33,34)の歯数は、それぞれ同数で構成され、かつ前記第1サイドギヤ(51)及び前記第2サイドギヤ(52)の歯数を除算した際に整数とならないように構成された。
これにより、例えば第1(乃至第4)ピニオンギヤの歯数で、第1サイドギヤ(及び第2サイドギヤ)の歯数を除算した際に整数となる場合は、ピニオンギヤとサイドギヤが回転した際に同じ歯同士が噛合することになり、同じ噛合箇所だけに負荷がかかる虞があるが、例えば第1(乃至第4)ピニオンギヤの歯数で、第1サイドギヤ(及び第2サイドギヤ)の歯数を除算した際に整数にならないので、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34と第1及び第2サイドギヤ51,52とが回転した際に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることが防止され、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることができる。
そして、本ディファレンシャル装置(1)は、
前記第1乃至第4ピニオンギヤの歯数は、9であり、
前記第1サイドギヤ及び前記第2サイドギヤの歯数は、14である。
前記第1乃至第4ピニオンギヤの歯数は、9であり、
前記第1サイドギヤ及び前記第2サイドギヤの歯数は、14である。
これにより、首振り状態を防止することができるものでありながら、第1サイドギヤ51及び第2サイドギヤ52の振動の振幅を低減することができるディファレンシャル装置を提供することができる。
[他の実施の形態の可能性]
なお、以上説明した第1及び第2の実施の形態においては、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34の歯数が奇数であるものについて説明したが、勿論、偶数であっても構わない。
なお、以上説明した第1及び第2の実施の形態においては、第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34の歯数が奇数であるものについて説明したが、勿論、偶数であっても構わない。
また、第1の実施の形態においては、第1乃至第4ピニオンギヤ311,321,331,341の歯数が9であるものを説明したが、例えば歯数が8又は10であってもよい。
また、第2の実施の形態においては、第1乃至第4ピニオンギヤ312,322,332,342の歯数が9であるものを説明したが、第2サイドギヤ522の歯数が18であるため、割り切れないように第1乃至第4ピニオンギヤ312,322,332,342の歯数を8又は10にすることが好ましい。これにより、ピニオンギヤの歯数でサイドギヤの歯数を除算した際に整数にならないので、第1乃至第4ピニオンギヤ312,322,332,342と第1及び第2サイドギヤ512,522とが回転した際に、同じ噛合箇所だけに負荷がかかることが防止され、全体として負荷が分散されるので、耐久性の向上を図ることができる。
また、第1及び第2の実施の形態においては、第1及び第2サイドギヤ51,52を第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34に付勢して予圧するものとして、皿ばね61,62を用いたものを説明したが、これに限らず、例えばコイルスプリングなど、予圧することができるものであれば、どのようなものであっても構わない。また、予圧するものとして、第1付勢部材及び第2付勢部材をディファレンシャル装置1に備えているものを説明したが、これに限らず、ドライブシャフト131,132をディファレンシャル装置1に向けて付勢する構造であっても構わない。さらに、第1及び第2サイドギヤ51,52を第1乃至第4ピニオンギヤ31,32,33,34に付勢して予圧するものを説明したが、これに限らず、第1及び第2サイドギヤ51,52をデフケース10に向かって付勢することで予圧するものでもよく、つまり第3軸AX3の方向に予圧するものであればどのようなものでも構わない。
また、第1及び第2の実施の形態においては、デフリングギヤ40、第1デフケース11、第2デフケース12をボルトによって一体に締結するものを説明したが、例えばデフリングギヤと第2デフケースとが一体形成されていてもよく、さらには、これらを溶接により固定してもよく、これらの形状や一体化の手法はどのようなものであっても構わない。
また、第1及び第2の実施の形態においては、ディファレンシャル装置1が自動変速機102に搭載されているものとして説明したが、別体に搭載されているものであっても構わず、例えばセンターデフ、リヤデフ等、どのようなディファレンシャル装置であっても構わない。
また、第1及び第2の実施の形態においては、ドライブシャフト131,132が挿入されて油がシールされるものを説明したが、嵌合穴51H,52Hが塞がれていて油がシールされているディファレンシャル装置であっても構わない。この場合、ドライブシャフトがホルダ部材に衝突することはないが、側壁が潤滑油の供給を案内して潤滑性能を向上する点、ホルダ部材の剛性を向上する点は同じである。
また、第1及び第2の実施の形態においては、車両用伝動装置が自動変速機であるものを一例として説明したが、勿論、回転電機を搭載してエンジンと共に駆動源として用いるハイブリッド駆動装置であってもよく、さらには、回転電機だけを搭載し、回転電機の回転速度を変速するような車両用伝動装置であっても構わない。また特に、シリーズ方式或いはシリーズパラレル方式のハイブリッド駆動装置や車両用伝動装置である場合、動力伝達機構は回転電機の回転を減速する減速機構が動力伝達機構に相当することが考えられる。
本ディファレンシャル装置は、車両に搭載される自動変速機、ハイブリッド駆動装置、車両用伝動装置等に内蔵或いは駆動連結されて用いることが可能であり、特にサイドギヤの振動の振幅を低減することが求められるものに用いて好適である。
1…ディファレンシャル装置
10…デフケース
21…ピニオンシャフト
22…ピニオンシャフト
23…ピニオンシャフト
31…第1ピニオンギヤ
32…第2ピニオンギヤ
33…第3ピニオンギヤ
34…第4ピニオンギヤ
51…第1サイドギヤ
52…第2サイドギヤ
61…第1付勢部材(皿ばね)
62…第2付勢部材(皿ばね)
103…動力伝達機構(変速機構)
131…駆動軸(ドライブシャフト)
132…駆動軸(ドライブシャフト)
AX1…第1軸
AX2…第2軸
AX3…第3軸
10…デフケース
21…ピニオンシャフト
22…ピニオンシャフト
23…ピニオンシャフト
31…第1ピニオンギヤ
32…第2ピニオンギヤ
33…第3ピニオンギヤ
34…第4ピニオンギヤ
51…第1サイドギヤ
52…第2サイドギヤ
61…第1付勢部材(皿ばね)
62…第2付勢部材(皿ばね)
103…動力伝達機構(変速機構)
131…駆動軸(ドライブシャフト)
132…駆動軸(ドライブシャフト)
AX1…第1軸
AX2…第2軸
AX3…第3軸
Claims (4)
- 動力伝達機構からの回転が伝達されるデフケースと、
前記デフケースに支持され、第1軸及び前記第1軸に直交する第2軸上に配置された複数のピニオンシャフトと、
前記複数のピニオンシャフトにそれぞれ回転自在に支持され、前記第1軸上に配置された第1ピニオンギヤ及び第2ピニオンギヤ、及び前記第2軸上に配置された第3ピニオンギヤ及び第4ピニオンギヤと、
前記第1軸及び前記第2軸と直交する第3軸上にあって、それぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤに噛合され、かつそれぞれ駆動軸が挿入されて駆動連結され、前記第1乃至第4ピニオンギヤに向けて前記第3軸の方向に向かって予圧されている第1サイドギヤ及び第2サイドギヤと、を備え、
前記第1サイドギヤ及び第2サイドギヤの歯数は、Nを整数として4N+2となるように構成された、
ディファレンシャル装置。 - 前記第1サイドギヤ及び前記第2サイドギヤをそれぞれ前記第1乃至第4ピニオンギヤに向けて付勢することで前記予圧をする第1付勢部材及び第2付勢部材を備えた、
請求項1に記載のディファレンシャル装置。 - 前記第1乃至第4ピニオンギヤの歯数は、それぞれ同数で構成され、かつ前記第1サイドギヤ及び前記第2サイドギヤの歯数を除算した際に整数とならないように構成された、
請求項1または2に記載のディファレンシャル装置。 - 前記第1乃至第4ピニオンギヤの歯数は、9であり、
前記第1サイドギヤ及び前記第2サイドギヤの歯数は、14である、
請求項1乃至3の何れか1項に記載のディファレンシャル装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/273,503 US20210215240A1 (en) | 2019-02-25 | 2019-12-12 | Differential device |
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