JP2883062B2 - Differential gearing - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、一対の駆動車軸
の回りに回転可能なハウジング内に設けられ、かつ一対
の車軸を相互に連結する遊星歯車列を有するトルク分配
型の自動車用差動歯車装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque distributing type differential gear for a motor vehicle having a planetary gear train provided in a housing rotatable around a pair of drive axles and interconnecting the pair of axles. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、差動歯車装置は、一対の駆動車
軸をハウジングに対して互いに逆方向へ回転可能に連結
する複数組の遊星歯車を有している。駆動車軸は、共通
軸の回りに回転する。いわゆるサイドギヤは、2つの駆
動車軸の内側の端部にそれと一体回転するように固定さ
れており、複数の歯車からなる遊星歯車機構の太陽歯車
としての役割を果す。太陽歯車は、各組の遊星歯車要素
を構成するいわゆるエレメントギヤまたは結合歯車によ
って相互に連結されている。遊星歯車は、太陽歯車およ
び駆動車軸の共通軸に対して各種に偏心され、また傾斜
せしめられた軸の回りに回転可能に設けられている。通
常、太陽歯車の軸と遊星歯車の軸との相対関係により、
遊星歯車機構を構成する歯車の種類が決定される。平行
軸の場合には、スパーギヤまたはヘリカルギヤが用いら
れる。例えば、米国特許2269734号(Powel
l);2972265号(Walter);および30
95761号(Hilado)を参照されたい。一方、
直交する軸の場合には、ベベルギヤまたはウオームギヤ
が用いられる。すなわち、太陽歯車の軸と遊星歯車の軸
とが交差するときにはベベルギヤが用いられ、歯車の軸
が交差しないときには(この後者のタイプの例として、
Finefrockの米国特許1373657号を参照
をされたい。)、ウオームギヤが用いられる。遊星歯車
装置内の遊星歯車列全体によって駆動車軸間の逆方向へ
の相対回転(例えば、差動)が可能になっており、逆方
向への相対回転によって2つの駆動車軸が異なる速度で
回転することが可能になっている。太陽歯車の傾斜歯を
介して駆動車軸に伝達されるトルクは、差動歯車装置内
の歯車支持端面(そのような支持端面は、ハウジングに
形成されたジャーナルを備えていてもよく、あるいは歯
車が支持される孔の端部であってもよく、あるいは歯車
の端面または歯車の軸端面とハウジングとの間に配置さ
れた特別のワッシャであってもよい。)に向かって作用
する推力を発生させる。推力は、遊星歯車列における歯
車の噛み合いによって伝達される他の荷重と共に、駆動
車軸間の相対回転に抵抗する摩擦抵抗を発生させる。こ
の摩擦抵抗は、ハウジングに作用するトルクに比例して
いる。この比例した摩擦抵抗は、二つの駆動車軸間にト
ルク差を生じさせ、遊星歯車列のバイアス比が特定のバ
イアス比に達するまで駆動車軸の相対回転を阻止する。
一旦、摩擦抵抗が打ち負かされて差動が始まると、車軸
間のトルク差はバイアス比にしたがって分配される。ト
ルクを相対回転する駆動車軸間に実質的に一定の割合で
分配する差動歯車装置は、トルク分配差動歯車装置と称
されている。駆動車軸間にトルク差を生じさせておく能
力は、車両の牽引能力を改善するのに大きな利点にな
る。通常、従来の差動歯車装置を有する車両において
は、一方の駆動車輪が牽引力を失ったとき、他方の駆動
車輪に分配されるトルク量も同様に減少する。しかしな
がら、一方の駆動車輪が牽引力を失って二つの車軸間に
差動が発生したとき、トルク分配差動歯車装置は、より
良い牽引状態を有する駆動車輪に増大したトルクを分配
する。この場合、増大したトルクは、差動歯車装置のバ
イアス特性によって決定される。第1次世界大戦におい
てざんごうを供給するために用いられた未舗装のぬかる
んだ道路を車両が容易に運行することができるよう、各
種のトルク分配差動歯車装置が75年以上前から開発さ
れており、これらの初期のものはその当時から何度とな
く改良されている。いくつかの周知の遊星歯車装置では
直交軸を有する遊星歯車機構が用いられており(例え
ば、上記Finefrockの特許)、他の遊星歯車装
置では平行軸を有する遊星歯車機構が用いられている。
後者のタイプの例としては、上記Powell、Wal
terおよびHiladoの各特許の他に、米国特許第
1195314(Williams)、第200022
3(Dupras)、第2462000(Randal
l)があり、さらに最近では第3706239(Mye
rs)がある。この後者の差動歯車装置では、各歯車が
軸孔に受容された軸によって支持されるというよりも、
ハウジングのポケットに支持されている。一般に、平行
軸のヘリカル歯車タイプの遊星歯車装置に用いられる歯
車は、直交軸ウォーム歯車タイプのトルク分配遊星歯車
装置に用いられる歯車より製造が簡単である。しかしな
がら、後者を前者と同じ数の太陽歯車および遊星歯車で
製造したとき、後者は各歯車の噛み合いと支持軸受との
間により大きな摩擦抵抗を生じさせる。そして、これ
は、より大きなトルクバイアスを生じさせ、および/ま
たはバイアス比に対する制御能力を増大させる。そのよ
うな直交軸差動歯車装置のトルクバイアスの重要な部分
は、差動歯車装置にトルクが作用しているときに、太陽
歯車と遊星結合歯車が生じさせる累加的な軸方向の力
(後述するように、「端部推力」と称される。)によっ
て発生せしめられる摩擦抵抗に関連している。対照的
に、そのような累加的は端部推力は、平行軸差動歯車装
置によって発生せしめられるトルクバイアスの重要な一
因にはならない。すなわち、端部推力によって発生せし
められる摩擦抵抗を利用したトルク分配タイプの平行軸
差動歯車装置にはいくつかの基本設計があるが、車軸間
のトルクバイアスの実質的な一部を創造するために、太
陽歯車と遊星歯車との両者によって発生せしめられる累
加的な端部推力を利用することについては知られていな
い。例えば、上記基本設計として、Dupras、Po
well、RandallおよびMyers等による米
国特許がある。これらの基本的な先行技術においては、
互いに反対方向にねじれた太陽歯車が、互いに噛み合う
一対またはそれ以上の対のねじれ歯遊星結合歯車と噛み
合う。この設計のものは、太陽歯車に端部推力を発生さ
せるが、太陽歯車と噛み合うねじれ歯によって発生せし
められる端部推力が、対そなす遊星歯車どうしを相互に
連結するために用いられる同一方向のねじれ歯によって
発生せしめられた逆方向の端部推力によって抵抗される
ということに基づいて、遊星歯車の対によって端部推力
が発生せしめられるということはない。第2の基本的な
平行軸差動歯車装置は、WilliamsおよびHil
adoの上記米国特許に開示されたトルク分配差動歯車
装置を例示することができる。この第2の基本的な差動
歯車装置においては、一対の遊星歯車が、ねじれ歯車機
構によって互いに噛み合っており、太陽歯車とはスパー
歯車機構によって噛み合っている。この先行技術にかか
る歯車列によれば、遊星結合歯車に端部推力が発生する
が、太陽歯車には端部推力が発生することがない。平行
軸トルク分配差動歯車装置には他の周知のものもある。
この周知の差動歯車装置においては、対をなす遊星歯車
を組み付ける代わりに、例えば米国特許第373819
2(Belansky)に見られるように、各サイドギ
ヤと全周にわたって連続的に噛み合う歯車が組み付けら
れている。また、日本の特許出願である特開昭59−9
7346号には、各遊星歯車が二つの歯車部を有する平
歯車の平行軸差動歯車装置が開示されており、各遊星歯
車の第1の歯車部はそれと対をなす遊星歯車と噛み合
い、第2の歯車部は一方の太陽歯車および対をなす遊星
歯車と噛み合うようになっている。しかしながら、これ
らはいずれも、トルクバイアスの実質的な一部を創造す
るために、太陽歯車と遊星歯車との両者によって発生せ
しめられる累加的な端部推力を利用することを示唆する
ものではない。この発明は、そのような平行軸トルク分
配差動歯車装置に、相互に連結された車軸間により大き
なトルクバイアスを発生させ、それによりバイアス比に
対する制御能力を実質的に増大させるという簡単な改良
を提供するものである。2. Description of the Related Art Generally, a differential gear device has a plurality of sets of planetary gears for connecting a pair of drive axles to a housing so as to be rotatable in opposite directions. The drive axle rotates about a common axis. The so-called side gear is fixed to inner ends of two drive axles so as to rotate integrally therewith, and serves as a sun gear of a planetary gear mechanism including a plurality of gears. The sun gears are interconnected by so-called element gears or coupling gears that make up each set of planetary gear elements. The planetary gears are variously eccentric with respect to a common axis of the sun gear and the drive axle, and are rotatably provided around an inclined axis. Normally, due to the relative relationship between the sun gear axis and the planet gear axis,
The types of gears constituting the planetary gear mechanism are determined. In the case of a parallel shaft, a spur gear or a helical gear is used. For example, U.S. Pat. No. 2,269,734 (Powel)
l); 2972265 (Walter); and 30
See No. 95761 (Hilado). on the other hand,
In the case of orthogonal axes, bevel gears or worm gears are used. That is, when the axis of the sun gear and the axis of the planetary gear intersect, a bevel gear is used, and when the axis of the gear does not intersect (as an example of this latter type,
See U.S. Patent No. 1,373,657 to Finefrock. ), A worm gear is used. The relative rotation (eg, differential) in the opposite direction between the drive axles is enabled by the entire planetary gear train in the planetary gear set, and the relative rotation in the opposite direction causes the two drive axles to rotate at different speeds. It has become possible. The torque transmitted to the drive axle via the inclined teeth of the sun gear is transmitted to a gear support end face in the differential gearing (such a support end face may include a journal formed in the housing, or (Which may be the end of the bore supported, or a special washer located between the end face of the gear or the end face of the gear and the housing). . The thrust, along with other loads transmitted by the meshing of the gears in the planetary gear train, create a frictional resistance that resists relative rotation between the drive axles. This frictional resistance is proportional to the torque acting on the housing. This proportional frictional resistance creates a torque difference between the two drive axles, preventing relative rotation of the drive axles until the bias ratio of the planetary gear train reaches a particular bias ratio.
Once the frictional resistance is defeated and the differential begins, the torque difference between the axles is distributed according to the bias ratio. A differential gearing that distributes torque at a substantially constant rate between relatively rotating drive axles is referred to as a torque distributing differential gearing. The ability to maintain a torque differential between the drive axles is a significant advantage in improving the traction of a vehicle. Normally, in a vehicle having a conventional differential gearing, when one drive wheel loses traction, the amount of torque distributed to the other drive wheel also decreases. However, when one drive wheel loses traction and a differential occurs between the two axles, the torque distribution differential gears distribute the increased torque to the drive wheel with better traction. In this case, the increased torque is determined by the bias characteristics of the differential gear. Various torque distribution differential gearing systems have been developed more than 75 years ago to allow vehicles to easily operate on the unpaved, muddy roads used to supply power during World War I. And these early ones have been improved several times since then. Some well-known planetary gear systems use planetary gear mechanisms with orthogonal axes (eg, the Fineflock patent), and other planetary gear systems use planetary gear mechanisms with parallel axes.
Examples of the latter type are Powell, Wal
In addition to the ter and Hillado patents, U.S. Pat. Nos. 1,195,314 (Williams), 200022
3 (Dupras), 2462000 (Randal)
l), and more recently, 3706239 (Mye
rs). In this latter differential gearing, rather than each gear being supported by a shaft received in a shaft bore,
It is supported by a pocket in the housing. Generally, gears used in a parallel shaft helical gear type planetary gear device are simpler to manufacture than gears used in an orthogonal shaft worm gear type torque distribution planetary gear device. However, when the latter is manufactured with the same number of sun gears and planetary gears as the former, the latter creates greater frictional resistance between the meshing of each gear and the support bearing. This, in turn, results in greater torque bias and / or increased control over the bias ratio. An important part of the torque bias of such orthogonal axis differential gears is the cumulative axial force (see below) produced by the sun gear and planetary gear when torque is acting on the differential gear. (Referred to as "edge thrust"). In contrast, such additive end thrust does not significantly contribute to the torque bias generated by the parallel shaft differential. That is, there are several basic designs of the torque distribution type parallel shaft differential gear device utilizing the frictional resistance generated by the end thrust, but in order to create a substantial part of the torque bias between the axles. In addition, it is not known to utilize the cumulative end thrust generated by both the sun and planet gears. For example, as the above basic design, Dupras, Po
There are U.S. Patents by well, Randall and Myers et al. In these basic prior arts,
Sun gears twisted in opposite directions mesh with one or more pairs of twisted-tooth planetary gears that mesh with each other. This design produces an end thrust on the sun gear, but the end thrust generated by the torsional teeth meshing with the sun gear uses the same direction of thrust used to interconnect the mating planetary gears. No end thrust is generated by a pair of planetary gears based on being resisted by the opposite end thrust generated by the helical teeth. A second basic parallel shaft differential gearing is Williams and Hill.
The torque distributing differential gearing disclosed in the ado patent is exemplified. In the second basic differential gear device, a pair of planetary gears mesh with each other by a torsion gear mechanism, and mesh with a sun gear by a spur gear mechanism. According to the gear train according to the prior art, end thrust is generated in the planetary coupling gear, but end thrust is not generated in the sun gear. There are other well-known parallel shaft torque distribution differential gearing.
In this known differential gearing, instead of assembling a pair of planetary gears, for example, U.S. Pat.
2 (Belansky), a gear that continuously meshes with each side gear over the entire circumference is assembled. In addition, Japanese Patent Application No.
No. 7346 discloses a parallel-shaft differential gear device of a spur gear in which each planetary gear has two gear portions, wherein a first gear portion of each planetary gear meshes with a planetary gear paired with it, and The second gear portion meshes with one sun gear and a pair of planetary gears. However, none of these suggests utilizing the additive end thrust generated by both the sun and planet gears to create a substantial portion of the torque bias. The present invention provides a simple improvement to such a parallel shaft torque distribution differential gearing that creates a greater torque bias between the interconnected axles, thereby substantially increasing the control over the bias ratio. To provide.
【0003】[0003]
【発明の要約】この発明は、トルク分配タイプの車両用
差動歯車装置に用いられる改良された平行軸遊星歯車列
を備えている。差動歯車装置の太陽歯車は、共通軸を有
する駆動車軸の各端部にそれぞれ固定されており、少な
くとも一対の遊星結合歯車によって相互に連結されてい
る。対をなす各結合歯車は、それぞれ2つの噛み合い部
を有している。太陽歯車と噛み合うねじれ歯を有する第
1の部分と、対をなす結合歯車と噛み合う第2の噛み合
い部とである。この第2の噛み合い部は、スパーギヤま
たは互いに逆方向にねじれたヘリカルギヤとして設計さ
れる。この発明は、各歯車のこれらの噛み合い部を簡単
に改良することにより、相互に連結された車軸間に、こ
れまでに同様の平行軸差動歯車装置において達成された
トルクバイアスより大きいトルクバイアスを提供するも
のである。この追加的なトルクバイアスは、累加的な摩
擦抵抗を増大させることによって創造されるのであり、
累加的な摩擦抵抗は、差動歯車装置の各種の歯車要素に
よって発生せしめられる端部推力の結果として発生す
る。各遊星歯車は、ハウジング内に、車軸の共通軸と平
行な軸の回りに回転可能に設けられ、さらに(a)少な
くとも1つの支持端面に対して軸方向へ移動可能でかつ
接触可能に、(b)対をなす相手の遊星歯車に対して軸
方向へ移動可能に設けられている。すなわち、各遊星歯
車は、車軸の相対回転に対する摩擦抵抗を増大させる歯
車機構によって発生せしめられた端部推力に応答して軸
方向へ移動可能である。各結合歯車の第1の噛み合い部
は、結合歯車にトルクが作用しているとき、上記支持端
面に向かう軸方向の端部推力を発生させるように設計さ
れたねじれ歯を有している。さらに、各結合歯車の第2
の噛み合い部は、第1の噛み合い部によって発生せしめ
られた端部推力と反対方向を向くどのような端部推力も
発生させないような歯に設計される。それ故、各ねじれ
歯太陽歯車と各ねじれ歯遊星結合歯車とは、車軸間にト
ルクが伝達されているときにはいつでも、端部推力を発
生させる。そしてこの累加的な端部推力が各対の結合歯
車を相互に連結する噛み合い部に作用する反力によって
減少させられることはない。すなわち、平行軸トルク分
配差動歯車装置の遊星歯車に対するこの発明の簡単な改
良は、遊星歯車によって発生せしめられる結合された端
部推力が、太陽歯車によって発生せしめられた端部推力
と少なくとも等しくなるように、差動歯車装置を改良す
るものであり、この発明のいくつかの実施例において
は、遊星歯車によって発生せしめられる端部推力が太陽
歯車によって発生せしめられる端部推力より大きい。こ
の発明の最も簡単な実施例においては、各結合歯車を連
結する噛み合い領域、例えば第2の噛み合い部は、スパ
ーギヤか、あるいは太陽歯車と噛み合う第1の噛み合い
部を構成するねじれ歯と逆方向のねじれ角を有するはす
ば歯車に設計される。このような構成により、ねじれ歯
太陽歯車に分配されたトルクは、(a)各太陽歯車に端
部推力を発生させるとともに、(b)太陽歯車と噛み合
う遊星結合歯車に太陽歯車の端部推力と逆方向を向く端
部推力を発生させる。この発明による差動歯車装置が、
対をなす結合歯車間を連結するスパーギヤを含むのであ
れば、スパーギヤは端部推力を発生させないので、各結
合歯車の第1の噛み合い部のねじれ歯によって発生せし
められた端部推力を減少させることがない。他方、各結
合歯車の第2の噛み合い部が第1の噛み合い部のねじれ
歯と逆方向のねじれ歯に設計されているならば、これら
の歯も端部推力を発生させる。そして、この追加的な端
部推力は、第1の噛み合い部のねじれ歯によって発生せ
しめられた端部推力と同一方向を向いている。それ故、
この第2の設計においては、各結合歯車がさらにより大
きい端部推力を発生させ、車軸間に要望されるトルクバ
イアスを創造するするための累加的な摩擦抵抗を増大さ
せる。この発明はまた、各結合歯車の第2の噛み合い
部、例えば対をなす結合歯車と噛み合う部分が、太陽歯
車と噛み合う第1の噛み合い部を跨ぐ2つの分離した別
個の噛み合い領域に分割された特殊なタイプの結合歯車
(遊星結合歯車のこの特別な形態は、共同出願された米
国特許第5122101、権利者;GordonBae
−Ji Tseng、発明の名称;平行軸結合歯車差動
歯車装置に開示されている。)を用いた平行軸差動歯車
機構にも適用可能である。下記の詳細な明細に記載する
ように、この発明の2つの実施例は、そのような跨ぎタ
イプの結合歯車を含んでいる。各実施例において、各結
合歯車の第2の噛み合い部は、(a)どのような端部推
力も発生させない歯と、(b)結合歯車の第1の噛み合
い部によって発生せしめられた端部推力と同一方向の端
部推力を発生させる歯とのいずれかを有している。それ
故、これらの他の実施例の両者においては、車軸間のト
ルクバイアスの重要な部分が、太陽歯車と各遊星結合歯
車とによって発生せしめられる累加的な端部推力の結果
として発生する摩擦抵抗を基礎としている。 さらに他の実施例は、多段階平行軸差動歯車装置(Sa
ndro Guidoniその他により1991年6月
10日に「多段階トルク分配差動歯車装置」の名称で出
願され、1992年3月24日にSandro Gui
doniその他に特許された米国特許第5098356
に開示されたタイプ)を備えている。それにおいては、
トルク状態が異なると、太陽歯車と結合歯車とが歯車間
でまたは歯車と支持端面との間で選択的に接触するよ
う、バネによる付勢力が用いられている。例えば、この
多段階差動歯車装置の車軸と太陽歯車との間に伝達され
るトルクが増大すると、歯車要素に発生した端部推力が
バネの付勢力に打ち勝ち、歯車どうしまたは歯車と支持
端面とを接触させる。これにより、相対回転に対する差
動歯車装置の摩擦抵抗を増大させる。このように、この
タイプの差動歯車装置は、低トルク状態に対する第1の
トルクバイアス特性と、高トルク状態に対する第2段階
のバイアスとを有している。ここに開示されるさらに他
の実施例において、Guidoni その他のタイプの
差動歯車装置は、結合歯車によって発生せしめられる端
部推力が増大するように改良されている。そのような端
部推力の増大は、第1および第2の噛み合い部の歯の設
計を適切に選択することにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises an improved parallel shaft planetary gear train for use in a torque distribution type vehicle differential gearing. The sun gears of the differential gearing are each fixed to each end of a drive axle having a common shaft and are interconnected by at least one pair of planetary gears. Each of the paired coupling gears has two meshing portions. A first portion having torsional teeth meshing with the sun gear; and a second meshing portion meshing with the mating coupling gear. This second meshing part is designed as a spur gear or a helical gear twisted in opposite directions. The present invention provides a simple improvement in these meshes of each gear to provide a torque bias between the interconnected axles that is greater than that previously achieved in similar parallel shaft differentials. To provide. This additional torque bias is created by increasing the cumulative frictional resistance,
The cumulative frictional resistance is generated as a result of the end thrust generated by the various gear elements of the differential gearing. Each planetary gear is rotatably mounted in the housing about an axis parallel to the common axis of the axle, and further (a) is axially movable and contactable with at least one supporting end face; b) It is provided so as to be movable in the axial direction with respect to a paired planetary gear. That is, each planetary gear is axially movable in response to an end thrust generated by a gear mechanism that increases frictional resistance to relative rotation of the axle. The first meshing portion of each coupling gear has torsional teeth designed to generate an axial end thrust toward the support end surface when a torque is acting on the coupling gear. Furthermore, the second of each coupling gear
Are designed such that they do not generate any end thrust in the opposite direction to the end thrust generated by the first mesh. Therefore, each of the spiral tooth sun gears and the spiral gear planetary coupling gears generate end thrust whenever torque is being transmitted between the axles. And, this cumulative end thrust is not reduced by the reaction force acting on the meshing portion that interconnects each pair of coupling gears. That is, a simple improvement of the present invention to the planetary gear of the parallel shaft torque distribution differential gearing is that the combined end thrust generated by the planetary gear is at least equal to the end thrust generated by the sun gear. Thus, an improvement on the differential gearing, in some embodiments of the present invention, the end thrust generated by the planetary gears is greater than the end thrust generated by the sun gears. In the simplest embodiment of the present invention, the meshing region connecting the respective coupling gears, for example, the second meshing portion, is in the opposite direction to the spur gear or the torsion tooth forming the first meshing portion meshing with the sun gear. It is designed as a helical gear with a twist angle. With such a configuration, the torque distributed to the spiral tooth sun gear generates (a) an end thrust on each sun gear, and (b) an end thrust of the sun gear on the planetary coupling gear meshing with the sun gear. A reverse end thrust is generated. The differential gear device according to the present invention
Reducing the end thrust generated by the torsional teeth of the first meshing portion of each of the coupling gears, since the spur gears do not generate end thrusts if they include spur gears connecting the paired coupling gears. There is no. On the other hand, if the second meshing part of each coupling gear is designed with a twisting tooth opposite to that of the first meshing part, these teeth also generate end thrust. This additional end thrust is in the same direction as the end thrust generated by the torsional teeth of the first meshing portion. Therefore,
In this second design, each combined gear produces even greater end thrust, increasing the cumulative frictional resistance to create the desired torque bias between the axles. The present invention also provides a special gear in which the second meshing portion of each coupling gear, for example the portion meshing with a mating coupling gear, is divided into two separate and distinct meshing regions straddling the first meshing portion meshing with the sun gear. The special form of coupling gear (this particular form of planetary coupling gear is disclosed in co-filed US Pat. No. 5,122,101, rights holder; GordonBae
-Ji Tseng, title of invention; disclosed in Parallel Gear Coupled Gear Differential Gearing. ) Is also applicable to a parallel shaft differential gear mechanism. As described in the detailed description below, two embodiments of the present invention include such a straddle-type coupling gear. In each embodiment, the second meshing portion of each coupling gear has (a) teeth that do not generate any end thrust, and (b) the end thrust generated by the first meshing portion of the coupling gear. And a tooth that generates an end thrust in the same direction. Therefore, in both of these alternative embodiments, a significant part of the torque bias between the axles is that the frictional resistance generated as a result of the additive end thrust generated by the sun gear and each planetary gear set. Is based on Yet another embodiment is a multi-stage parallel shaft differential gearing (Sa
Ndro Guidoni et al. filed an application on June 10, 1991, entitled "Multi-Step Torque-Distributing Differential Gearing" and on March 24, 1992, Sandro Gui.
US Patent No. 5,098,356 to doni et al.
). In that,
When the torque conditions are different, a spring bias is used to selectively contact the sun gear and the coupling gear between the gears or between the gear and the supporting end face. For example, when the torque transmitted between the axle and the sun gear of this multi-stage differential gear device increases, the end thrust generated in the gear element overcomes the urging force of the spring, and the gears or the gear and the supporting end face are separated from each other. Contact. Thereby, the frictional resistance of the differential gear device against the relative rotation is increased. Thus, this type of differential gearing has a first torque bias characteristic for low torque conditions and a second stage bias for high torque conditions. In yet another embodiment disclosed herein, Guidoni and other types of differential gearing have been modified to increase the end thrust generated by the coupling gear. Such an increase in end thrust is achieved by a proper choice of the tooth design of the first and second meshes.
【0004】[0004]
【発明の実施の形態】図1(A)および(B)は、上記
従来の技術で参照した2つの基本的タイプの平行軸差動
歯車装置の遊星歯車機構を示している。図1(A)に示
す遊星歯車機構を参照するに、一対の車軸10,12に
は、太陽歯車14,16がそれぞれスプライン結合され
ている。太陽歯車14は、右方向にねじれた歯18を有
している。一方、太陽歯車16は、左方向にねじれた歯
20を有している。太陽歯車14,16は、一対の遊星
結合歯車22,24の第1の噛み合い部26,28とそ
れぞれ噛み合っている。結合歯車は、第2の噛み合い部
30,32をそれぞれ有しており、これらの第2の噛み
合い部は互いに噛み合っている。この先行技術におい
て、各結合歯車の第1および第2の噛み合い部は、同様
のねじれ角を有している。すなわち、結合歯車22の第
1の噛み合い部26は、太陽歯車14の右方向のねじれ
歯18と噛み合う左方向のねじれ歯を有しており、結合
歯車22の第2の噛み合い部も、左方向のねじれ歯を有
している。対照的に、結合歯車24の第1の噛み合い部
28は、太陽歯車16の左方向のねじれ歯20と噛み合
う右方向のねじれ歯を有している。結合歯車24の第2
の噛み合い部32は、結合歯車22の噛み合い部30の
左方向のねじれ歯と適切に噛み合う右方向のねじれ歯を
有している。図1(B)に示す先行技術において、遊星
歯車機構は、図1(A)に示す上記先行技術の遊星歯車
機構と同様であり、太陽歯車および遊星歯車には同様の
参照数字が付されている。これら2つの先行技術の遊星
歯車機構の間の重要な相違は、それらの各歯車の歯の設
計にある。すなわち、太陽歯車14′,16′の両者
は、直歯18′,20′をそれぞれ有しており、これら
の直歯は結合歯車22′,24′の直歯26′,28′
とそれぞれ噛み合っている。結合歯車を相互に連結する
ために用いられている第2の噛み合い部30′,32′
は、相互に噛み合う左方向のねじれ歯と右方向のねじれ
歯とをそれぞれ有している。図2(A)および(B)を
参照するに、これらは図1(A)および(B)に示す上
記先行技術の遊星歯車機構によって発生せしめられる端
部推力を概略的に図解するものである。これらの概略図
においては、太陽歯車の共通軸は、単純化のために2つ
に分離されている。太陽歯車14,14′は、各図の上
部に図示されており、太陽歯車16,16′は各図の下
部に図示されている。図2(A)および(B)において
は、図2、図4および図5に示す他の概略推力図と同様
に、(a)差動歯車装置は駆動モード(被動モードと区
別される。)になっており、自動車はそのエンジンによ
って前進駆動されている、(b)トルクは2つの車軸間
に分配されており、小さい参照数字が付された太陽歯車
には、図の左側から見て時計方向を向くより大きなトル
クが作用している、ということが仮定されている。同様
に「端部推力」という用語は、次の記述および請求項に
用いられたとき、歯車のねじれ角に基づいて生じる軸方
向の力をだけを意味している。すなわち、この用語は、
噛み合い摩擦、軸方向の僅かな組付け誤差等に基づいて
発生するより小さい軸方向の推力を無視するものであ
る。さらに、推力図における端部推力の定義を容易に理
解することができるようにするために、駆動はすば歯車
と被動はすば歯車とに作用する端部推力の方向を示す表
1(1962年、マグロー−ヒル書籍会社発行の第1
版、Darle WDudley編集の歯車ハンドブッ
クから引用)を参照する。 表1 駆動歯車および被動歯車に作用する端部推力の方向 ねじれ方向 回転方向 駆動歯車 被動歯車 左 時計方向 観者に向かう方向 観者から離れる方向 反時計方向 観者から離れる方向 観者に向かう方向 右 時計方向 観者から離れる方向 観者に向かう方向 反時計方向 観者に向かう方向 観者から離れる方向 それ故、図2(A)に概略的に図示された先行技術の遊
星歯車機構の概略図においては、歯車14には歯車16
より大きなトルクが作用していること、歯車14が駆動
歯車であること、および歯車16が被動歯車であること
が仮定されている。同様に、歯車14には時計方向のト
ルクが作用していることが仮定されている。ねじれ歯1
8の右方向のねじれを考慮すると、歯車14には白抜き
矢印34で示す方向の端部推力が発生する。歯車14が
歯車22の第1の噛み合い部26の左方向のねじれ歯と
噛み合って反時計方向に回転駆動しているので、歯車2
2には黒塗り矢印36で示す方向の端部推力が作用す
る。歯車22の第2の噛み合い部30の左ねじれ歯にも
反時計方向のトルクが作用するが、噛み合い部30は結
合歯車24の歯を駆動する関係にある。これにより、結
合歯車22には黒塗り矢印38で示す方向の端部推力が
発生することになり、また結合歯車24の第2の噛み合
い部32の右ねじれ歯が時計方向に回転駆動される結
果、結合歯車24には右上がり斜線が施されたハッチン
グ矢印40で示す端部向推力が発生する。結合歯車24
の第1の噛み合い部28の右方向のねじれ歯は、太陽歯
車16の左方向ねじれ歯20を回転駆動する。この噛み
合いにより、結合歯車24と太陽歯車16とには、ハッ
チング矢印42と白抜き矢印44で示す方向の端部推力
がそれぞれ発生する。それ故、図1(A)および図2
(A)に示す先行技術の遊星歯車機構は、太陽歯車1
4,16に端部推力を生じさせるが、2つの結合歯車に
発生する各端部推力が互いに反対方向を向いていること
が黒塗り矢印36,38およびハッチング矢印40,4
2から分かる。したがって、これらの遊星歯車によって
発生せしめられる端部推力はどのような効果ももたらさ
ない。図2(B)は、図1(B)に示す先行技術の遊星
歯車機構に関する概略的な推力図であり、その遊星歯車
機構においては、太陽歯車14′,16′および結合歯
車22′,24′第1の噛み合い部26′,28′が直
歯を有している。それ故、太陽歯車14′によって伝達
された駆動トルクは、歯車14′および結合歯車22の
被動部のいずれにも端部推力を生じさせない。しかしな
がら、結合歯車22′に作用する反時計方向のトルクに
より、歯車22′の噛み合い部30′の左方向のねじれ
歯が歯車24′の噛み合い部32′を時計方向に回転駆
動し、その結果黒塗り矢印38′とハッチング矢印4
0′とで示す端部推力を生じさせる。また、太陽歯車1
6′の直歯と結合歯車24′の噛み合い部28′との噛
み合いは、どのような端部推力をも生じさせない。その
結果、この先行技術の遊星歯車機構では太陽歯車が端部
推力を生じさせるのではなく、各遊星歯車が上で確認し
た端部推力を生じさせる。図2(A)および(B)から
分かるように、2つの基本的な先行技術の遊星歯車機構
は、太陽歯車と遊星結合歯車とのいずれかに重要な端部
推力を生じさせるが、太陽歯車と遊星歯車との両方に端
部推力を累加的に生じさせることはない。しかしなが
ら、この発明が生じさせるのは、正にそのような累加的
な端部推力である。図1(C)および(D)には、この
発明の単純化された実施例が開示されている。その実施
例は、上述の先行技術の遊星歯車機構に似ているが、複
数の改良を有しておいる。その改良によって提供される
この発明の遊星歯車機構は、摩擦抵抗を増大させて差動
歯車装置の特徴的バイアスを増大させるためのより多く
の端部推力を有する。図1(C)に示すこの発明の実施
例において、一対の太陽歯車15,17は、互いに反対
方向にねじれたねじれ歯を有している。これらの歯車
は、一対の遊星結合歯車23,25の第1の噛み合い部
27,29とそれぞれ噛み合っており、一対の遊星歯車
は第2の噛み合い部31,33の直歯の噛み合いによっ
て相互に連結されている。この歯車列から生じる端部推
力が図2(C)に示されている。先行技術の遊星歯車装
置の分析に関して上で用いた仮定と同一の仮定を適用す
るならば、右方向にねじれた太陽歯車15には時計方向
のトルクが作用し、これが結合歯車23の被動噛み合い
部27に反時計方向のトルクを作用させるとともに、白
抜き矢印35と黒塗り矢印37とによって示される端部
推力をそれぞれの歯車に生じさせる。結合歯車25の噛
み合い部33が、結合歯車23の噛み合い部31からの
反時計方向のトルクによって時計方向に回転駆動される
が、これらの直歯歯車はどのような端部推力も生じさせ
ない。しかしながら、駆動側たる結合歯車25の右方向
にねじれた噛み合い部29と、被動側たる太陽歯車17
の左方向のねじれ歯との間の噛み合いは、各歯車にハッ
チング矢印43と白抜き矢印45とによって示される推
力を生じさせる。図2(C)の各矢印で示すように、図
1(C)に図示された実施例では両方の太陽歯車と両方
の遊星結合歯車とに端部推力が発生する。このように、
歯車の歯の組み合わせを図2(B)に示す先行技術の遊
星歯車機構に比して比較的簡単に変更するだけでありな
がら、遊星歯車機構における摩擦抵抗をかなり増大させ
ることができる。図1(D)に示す実施例は、太陽歯車
15′,17′がそれぞれ右方向のねじれ歯と左方向の
ねじれ歯とを有しており、それぞれが結合歯車23′,
25′の左方向にねじれた噛み合い部27′と右方向に
ねじれた噛み合い部29′とに噛み合う点において図1
(C)に示すものと同様である。しかしながら、直歯に
よって相互に結合する替わりに、結合歯車23′の第2
の噛み合い部31′は、右方向のねじれ歯を有してお
り、結合歯車25′の左方向のねじれ歯を有する噛み合
い部33′と噛み合っている。図2(D)に示す概略的
な推力図から分かるように、駆動側たる太陽歯車15′
と被動側たる結合歯車23′の噛み合い部27′との噛
み合いは、図1(C)に示すこの発明の第1の実施例に
おいて発生する端部推力と同様の端部推力(矢印35′
と矢印37′とで示される。)を発生させる。また、結
合歯車25′の噛み合い部29′と、太陽歯車17′と
の間の噛み合いは、それらの歯車に矢印43′と矢印4
5′とで示される同様の端部推力を生じさせる。しかし
ながら、この実施例においては、各結合歯車の右および
左方向のねじれ歯をそれぞれ有する第2の噛み合い部3
1′,33′が矢印39′,41′で示される追加的な
端部推力を生じさせる。結合歯車23′の両噛み合い部
27′,31′によって発生せしめられる端部推力(矢
印37′,39′で示す)が同一方向であるから、結合
歯車23′とハウジング(図示せず)に形成された支持
端面との間にはかなりの追加的な摩擦を生じさせる。同
様に、結合歯車25′の両噛み合い部29′,33′に
よって発生せしめられる端部推力(ハッチング矢印4
1′,43′とで示す)が同一方向であるから、結合歯
車25′とその支持端面との間にはかなりの量の摩擦抵
抗が追加される。(注;各遊星結合歯車とそれぞれの支
持端面との間のこのような関係は、図5に示す後述の実
施例において最もよく理解することができる。) この発明に係るこの第2の実施例を図2(A)において
分析した同様の先行技術の遊星歯車機構と比較すると、
この発明の実施例は比較的簡単な改良を加えるだけであ
りながら、差動歯車装置に効果的な端部推力を大きく増
大させることがきわめて明らかである。図3(A)に示
す差動歯車装置の遊星歯車機構を参照する。この図は、
上で参照した共同出願された米国特許出願「平行軸結合
歯車の差動歯車装置」において開示された遊星歯車機構
の簡単な遠近法による概略図である。このトルク分配差
動歯車装置において、ねじれ歯を有する太陽歯車50,
52は、一対の遊星結合歯車54,56によって相互に
結合されている。各結合歯車は、太陽歯車の一方とそれ
ぞれ噛み合っており、2つの分離噛み合い領域で互いに
噛み合っている。この関係は、図4(A)に示す象徴図
において最もよく理解することができる。図4(A)は
簡単化のために作成されたものであり、その図において
は、2つの太陽歯車50,52が図の最も上部と最も下
部とにそれぞれ図示されるよう、基本的な遊星歯車列を
平面上に広げて図示している。それらの共通軸は、図2
の概略図の場合と同様に分離されている。図3(A)お
よび図4(A)を参照するに、各結合歯車54,56は
それぞれ軸端部58,60を有しており、各軸端部は対
をなす結合歯車の反対側の軸端部とそれぞれ噛み合って
いる。各結合歯車の反対側の軸端部は、長い連続噛み合
い領域62,64になっており、この連続噛み合い領域
は、太陽歯車50,52と噛み合うとともに、対をなす
結合歯車の軸端部58,60と噛み合っている。この歯
車列を、図1(A)〜図2(D)に図示した遊星歯車機
構の説明で用いたものと同様の用語で記述するものとす
ると、結合歯車54,56の第2の噛み合い部(すなわ
ち、互いに噛み合う部分)は、太陽歯車と噛み合う第1
の噛み合い部を跨ぐ2つの別々の領域に分離されてい
る。長さの長い各連続噛み合い領域62,64は、各結
合歯車54,56の第1の噛み合い部としての役割と、
第2の噛み合い部の半分としての役割との両方の役割を
果たす。この新規な歯車列は、上記の共同出願において
より詳細に説明されており、その出願の開示内容が参照
として取り入れられている。図3(A)に示す遊星歯車
機構において、各結合歯車の長さの長い噛み合い部6
2,64および軸端部58,60は、同一方向のねじれ
歯を有している。結合歯車54の両噛み合い部は左方向
のねじれ歯を有しており、結合歯車56の両噛み合い部
は右方向のねじれ歯を有している。図4(A)は、太陽
歯車50によるトルクがこの遊星歯車装置に伝達される
ときに発生する端部推力を示すものである。再度、表1
を参照するとともに、遊星歯車装置を左側から見たとき
歯車50には時計方向のトルクが作用しているものと仮
定する。歯車50が時計方向へ回転駆動されると、白抜
き矢印66によって示す端部推力が生じる。一方、長さ
の長い噛み合い部62の左方向のねじれ歯が駆動される
と、黒塗り矢印68で方向を示す端部推力が発生する。
同時に、結合歯車54の結合歯車56と噛み合う噛み合
い部は、黒塗り矢印70,72で示す端部推力を生じさ
せる。結合歯車56の分離した2組の右方向のねじれ歯
は、被動時に右下がり斜線が施されたシェード矢印7
4,76で示す端部推力を生じさせる。一方、噛み合い
部64の右方向のねじれ歯は、駆動時にシェード矢印7
8で示す端部推力を生じさせる。太陽歯車52の左方向
のねじれ歯は、被動時に白抜き矢印80で示す端部推力
を生じさせる。これらの端部推力の全体は、太陽歯車5
0,52間の摩擦抵抗を結果として増大させる。しか
し、黒塗り矢印とシェード矢印との組で示される端部推
力が互いに反対方向であるために、いずれの結合歯車に
おいても端部推力が発生することは仮に合ったとしても
少ない。次に、図3(B)および図4(B)を参照する
に、図3(B)に示す遊星歯車装置は、この発明にした
がって改良されたものである。この実施例において、両
太陽歯車50′,52′は、右方向のねじれ歯を有して
いる。一方、各遊星結合歯車54′,56′の軸端部5
8′,60′は、長さの長い噛み合い部62′,64′
のねじれ歯と反対方向にねじれたねじれ歯を有してい
る。この改良された遊星歯車機構に上記図3(A)およ
び図4(A)の説明において仮定したことと同様のトル
ク伝達条件を適用したものとすると、太陽歯車50′,
52′には白抜き矢印66′,80′で示す方向の端部
推力が発生し、各結合歯車には増大した端部推力が発生
する。すなわち、軸端部58′,60′によって発生せ
しめられる端部推力(黒塗り矢印72′とシェード矢印
74′とで示される)は、太陽歯車との噛み合いに応答
して発生する主要な端部推力(黒塗り矢印68′とシェ
ード矢印78′とで示される)に抵抗するというよりも
むしろ補うものである。 図3(C)および図4(C)はこの発明にしたがって改
良されたさらに他の遊星歯車機構を示すものである。太
陽歯車51,53は、結合歯車55,57の第1の噛み
合い部63,65と噛み合う右方向のねじれ歯と左方向
のねじれ歯とをそれぞれ有している。各結合歯車の分離
した第2の噛み合い部、すなわち、歯車55の軸端部5
9,59′および歯車57の軸端部61,61′は、そ
れぞれ同一方向にねじれたねじれ歯を有している。この
ような歯車列であると、太陽歯車は白抜き矢印67,8
1で示すように、互いに接近するように押される。一
方、各遊星結合歯車とそれぞれの支持端面との間の摩擦
抵抗は、1組の黒塗りおよびシェード矢印によって示す
累加的な端部推力により最大になる。すなわち、歯車5
5の第1の噛み合い部63の左方向ねじれ歯は黒塗り矢
印69で示す端部推力を生じさせ、駆動側たる軸端部5
9,59′の右方向のねじれ歯は、黒塗り矢印71,7
3で示すように、同一方向の端部推力を生じさせる。同
様に、歯車57の軸端部61,61′の左方向のねじれ
歯は、時計方向に駆動されるとともに、シェード矢印7
5,77によって示す端部推力を生じさせる。この端部
推力は、駆動側たる右方向にねじれた噛み合い部65に
よって発生せしめられる端部推力(シェード矢印79に
よって示す)と同一方向である。もう一度説明すると、
図3(A)に示す元の遊星歯車機構をこの発明にしたが
って簡単に改良(図3(B)および図3(C)に示す)
すると、摩擦抵抗に関連した端部推力が大きく増大する
ことが分かる。この発明のさらに他の実施例が図5に概
略的に示されている。図示されたこの遊星歯車機構の各
種の歯車は、適切なハウジングに組付けられている。ハ
ウジングは、前の各図では図を簡単にするために省略さ
れているが、前の各遊星歯車機構は、各種の歯車を支持
するとともに、適切な支持端面を提供するための同様な
ハウジングを有している。適切な支持端面は、適切なト
ルク分配動作用のためのトルクバイアスを生じさせるの
に必要な摩擦抵抗を発生させる。図5において、遊星歯
車列は、2つの太陽歯車の回りに180゜離れて配置さ
れた二対の結合歯車を有している。この実施例は、Sa
ndro Guidoniその他によって出願された上
記共同出願の米国特許出願に開示された基本構造の改良
である。車軸110,112の各端部には、ハウジング
115内に軸線を一致させて配置された一対の太陽歯車
114,116が支持されている。上記の他の実施例と
同様に、各対の遊星結合歯車は、互いに噛み合うととも
に、太陽歯車の一方と噛み合っている。結合歯車122
は、太陽歯車の右方向のねじれ歯と噛み合う左方向のね
じれ歯を有する第1の噛み合い部126、および対をな
す結合歯車124の第2の噛み合い部132と噛み合う
第2の噛み合い部130を有している(注;各対の一方
の結合歯車だけがこの概略図に示されている。)。結合
歯車124の第1の噛み合い部128は、太陽歯車11
6の左方向のねじれ歯と噛み合う右方向のねじれ歯を有
している。この遊星歯車機構においては、太陽歯車11
4,116の対向する内側の端面に、ブッシュ141,
143がそれぞれ設けられており、太陽歯車114,1
16は、ブッシュ141,143にそれぞれ支持された
支持板140とさらばね(ベルビルばね)142からな
るばね機構により、互いに離れるように付勢されてい
る。遊星結合歯車122,124は、それぞれ軸14
4,146に固定されており、各軸144,146は、
さらばねボール支持要素156a,156b,156
c,156dにより、軸受孔148,150,152,
154の各底面から離れるように付勢されている。ばね
要素156によって生じる付勢力は、差動歯車機構が低
トルク状態にあるとき、結合歯車122,124の各端
面を支持端面158,160,162,164から離し
ておくのに十分である。上記と同様に仮定すると、すな
わち、トルクは左側の太陽歯車114から差動歯車装置
を通して右側の太陽歯車116に伝達され、図の左側か
ら見たときトルクは時計方向に作用し、太陽歯車114
の右方向のねじれ歯が白抜き矢印166によって示す端
部推力を生じさせるものと仮定する。結合歯車122の
第1の噛み合い部126の左方向のねじれ歯は、黒塗り
矢印168によって示すように反対方向に作用する端部
推力を生じさせる。歯車122の第2の噛み合い部13
0は、結合歯車124左方向のねじれ歯を回転駆動する
右方向のねじれ歯を有しており、黒塗り矢印170とシ
ェード矢印172とでそれぞれ示す方向に作用する端部
推力を歯車122,124に生じさせる。結合歯車12
4の第1の噛み合い部分128は、右方向のねじれ歯を
有しており、太陽歯車116の左方向のねじれ歯を駆動
する関係にある。それにより、シェード矢印174と白
抜き矢印176とで示す方向に作用する端部推力を各歯
車にそれぞれ生じさせる。太陽歯車114,116に生
じる端部推力が互いに向かい合っており、高トルク状態
の下では、これらの推力がさらばね142の相対的に小
さい付勢力に打ち勝って太陽歯車のブッシュ141,1
43の端面145,147を接触させるのに十分であ
り、それによりそれらの間の摩擦抵抗を増大させること
が分かる。同様に、結合歯車122の2つの噛み合い部
によって発生せしめられる端部推力は同一方向であり、
これらの力は軸受孔148の端部に設けられたばね要素
156aの付勢力に打ち勝って、歯車122の左端面を
支持端面158に接触させるのに十分である。結合歯車
124によって発生せしめられた端部推力は、両方とも
同一方向であるが、対をなす結合歯車122に発生する
推力とは反対方向である。歯車124に作用する結合さ
れた端部推力は、軸受孔154の端部に設けられたばね
要素156dの付勢力に打ち勝ち、それにより、歯車1
24の右端面を支持端面164に接触させる。歯車12
2,124の各端面とそれぞれの支持端面158,16
4とが接触すると、トルクが車軸間に伝達されていると
きはいつでも、この差動歯車装置の実施例の摩擦抵抗、
換言すればトルクバイアスを相当に増加させる。 上記のように、自動車がそのエンジンによって前進駆動
され、図の左側から見たとき、小さい参照数字が付され
た太陽歯車に時計方向のより大きいトルクが作用するよ
う、トルクが2つの車軸間に分配されるということが仮
定されている。仮にその代わりに、他方の太陽歯車によ
り大きなトルクが作用したとしても、自動車がそのエン
ジンによって前進駆動されているのであれば、図2,3
および5の各種の矢印で示す端部推力は同一のまま残る
であろうということに注目すべきである。例えば、図5
において、仮にトルクが太陽歯車116から伝達される
ならば、その左方向のねじれ歯もまた時計方向(左側か
ら見たとき)に回転駆動されるであろうし、それには白
抜き矢印176で示す方向の端部推力が生じるであろ
う。同様に、結合歯車124の第1の噛み合い部の右方
向のねじれ歯は反時計方向に回転駆動されるであろう
し、それによりシェード矢印174その他で示す方向の
端部推力が生じるであろう。他方、自動車が坂道を下る
コーストモード(ドライブモードと異なるものとしての
モード)であるとき、太陽歯車に作用している駆動トル
クは、反時計方向を向いており、図2,3および5の各
種の矢印で示す端部推力はすべて逆向きになる。それ
故、図5に示す実施例を再度参照すると、自動車が坂道
を下っており、そのエンジンが制動効果を発揮している
ときには、差動歯車装置には逆方向を向くトルクが作用
し、その結果全ての歯車によって発生せしめられる端部
推力が逆向きになる。この発明のこの実施例もまた、そ
のようなコースト状態では多段階バイアス特性を提供す
る。太陽歯車114,116は、歯車の外側の端面18
2,184とワッシャ186,188との間に配置され
た皿ばね178,180により白抜き矢印166,17
6で示す方向に僅かに付勢されている。低トルクのコー
スト状態においては、ばね178,180の力は、太陽
歯車114,116を図5に示す位置に保持するに十分
である。しかしながら、コーストモードにおいて歯車に
高トルクが作用しているときには、各歯車のねじれ歯に
よって発生せしめられる端部推力(白抜き矢印166,
176によって示される方向と逆方向を向く)は、ばね
178,180による付勢力に打ち勝つ。そして、それ
ぞれのハブ190,192をハウジング115の支持端
面194,196に接触させれ装置の摩擦抵抗を増大さ
せる。同様に、コースト状態においては、結合歯車12
2,124に作用する端部推力が逆向きになり、結合歯
車を黒塗り矢印168,170とシェード矢印172,
174によって示される方向と逆方向に動かすようにな
る。それ故、高トルクのコースト状態では、各結合歯車
によって発生せしめられた端部推力がばね156b,1
56cによる付勢力に打ち勝って、歯車122の右側の
端面を支持端面160に接触するまで移動させ、歯車1
24の左側の端面を支持端面162に接触するまで移動
させる。勿論、図5に示す差動歯車装置が低トルク状態
にあるときには、各ばね要素による付勢力は、各歯車の
端面を互いに非接触状態に維持し、および/または各歯
車の端面と支持端面とを非接触状態に維持する。それに
より、そのような低トルク状態においては差動歯車装置
のトルクバイアスを減少させる。しかしながら、この発
明にしたがって歯車を選択することにより、高トルク状
態での差動歯車装置のトルクバイアスを大きく増大させ
ることができる。すなわち、もし図5の遊星歯車機構
が、そのような歯車の代わりに、各結合歯車の第1およ
び第2の噛み合い部の両方が同一方向のねじれ角を有す
る従来の歯車列(図1(A),(B)の先行技術の遊星
歯車装置に示すようなもの)を備ているならば、各遊星
結合歯車に作用する推力は逆向きになるであろうし、こ
れによりこれらの歯車と支持端面との間の接触によって
発生する摩擦抵抗が減少するであろう。それ故、この発
明は、大部分の平行軸トルク分配差動歯車装置のトルク
バイアス特性を決定し、かつ制御するために利用される
端部推力を大きく増大させるのに用いることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS.
Two basic types of parallel axis differential referenced in the prior art
3 shows a planetary gear mechanism of the gear device. As shown in FIG.
Referring to the planetary gear mechanism, a pair of axles 10 and 12
The sun gears 14 and 16 are spline-connected
ing. The sun gear 14 has teeth 18 twisted to the right.
doing. On the other hand, the sun gear 16 is a tooth twisted to the left.
20. The sun gears 14 and 16 are a pair of planets
The first meshing portions 26, 28 of the coupling gears 22, 24 and the
Each is engaged. The coupling gear has a second meshing portion
30 and 32 respectively, and these second bites
The mating parts mesh with each other. In this prior art
Therefore, the first and second meshing portions of each coupling gear
Has a twist angle of That is, the first
The first meshing portion 26 is a rightward twist of the sun gear 14.
It has left-handed teeth that mesh with teeth 18 and
The second meshing portion of the gear 22 also has a left-hand twisting tooth.
doing. In contrast, the first meshing portion of the coupling gear 24
28 meshes with the left-handed helical tooth 20 of the sun gear 16
It has right-hand twisting teeth. Second of the coupling gear 24
Of the meshing portion 30 of the coupling gear 22
Right-handed teeth that mesh properly with left-handed teeth
Have. In the prior art shown in FIG.
The gear mechanism is a planetary gear of the prior art shown in FIG.
Similar to the mechanism, the sun gear and planetary gear
Reference numerals have been added. These two prior art planets
An important difference between the gear mechanisms is the setting of the teeth on each of those gears.
In total. That is, both sun gears 14 'and 16'
Have straight teeth 18 ', 20', respectively,
Are straight teeth 26 ', 28' of the coupling gears 22 ', 24'.
And each are engaged. Connecting the coupling gears to each other
Meshing portions 30 ', 32' used for
Is the left-handed and right-handed intermeshing teeth
And teeth. 2 (A) and 2 (B)
For reference, these are shown in FIGS. 1 (A) and (B).
Edges generated by prior art planetary gear mechanisms
4 schematically illustrates partial thrust. These schematics
, The sun gear has two common axes for simplicity.
Are separated. The sun gear 14, 14 '
The sun gears 16, 16 'are shown at the bottom of each figure.
Section. 2 (A) and 2 (B)
Is similar to the other schematic thrust diagrams shown in FIGS. 2, 4 and 5.
In addition, (a) the differential gear device is driven
Separated. ), The car depends on its engine
(B) the torque is between two axles
Sun gear distributed with small reference numbers
To the clockwise direction from the left side of the figure.
It is assumed that the clock is working. As well
The term "end thrust" is used in the following description and claims.
When used, the axial direction resulting from the torsion angle of the gear
It only means force in the direction. That is, the term
Based on meshing friction, slight assembly error in the axial direction, etc.
Neglecting the smaller axial thrust generated.
You. Furthermore, it is easy to understand the definition of the end thrust in the thrust diagram.
Drive helical gear so that it can be solved
Table showing the direction of the end thrust acting on the helical gear
1 (1962, published by McGraw-Hill Book Company
Edition, Gear Handbook for Darle WDudley Editing
(Quoted from). Table 1Direction of end thrust acting on drive gear and driven gear Torsion direction Rotation direction Drive gear Driven gear Left Clockwise Direction toward the viewer Direction away from the viewer Counterclockwise direction Direction away from the viewer Direction toward the viewer Right clockwise Direction away from the viewer Direction toward the viewer Counterclockwise direction Direction toward the viewer From the viewer The direction of separation, therefore, of the prior art play schematically illustrated in FIG.
In the schematic diagram of the star gear mechanism, the gear 14 has a gear 16
More torque is acting, gear 14 is driving
A gear, and the gear 16 is a driven gear
Is assumed. Similarly, the gear 14 has a clockwise
It is assumed that Luke is working. Twisted tooth 1
Considering the rightward twist of 8, the gear 14 is outlined
An end thrust in the direction indicated by arrow 34 is generated. Gear 14
With the left-hand twisting tooth of the first meshing portion 26 of the gear 22
Since the gears are meshed and driven to rotate counterclockwise, the gear 2
2 has an end thrust acting in the direction indicated by the black arrow 36.
You. Also for the left helix teeth of the second meshing part 30 of the gear 22
A counterclockwise torque acts, but the meshing part 30 is not
There is a relationship in which the teeth of the gear 24 are driven. As a result,
The end thrust in the direction shown by the black arrow 38 is applied to the
And the second meshing of the coupling gear 24
The right twisted tooth of the cut portion 32 is driven to rotate clockwise.
As a result, the hatching hatched on the connecting gear 24
An end-direction thrust indicated by the arrow 40 is generated. Coupling gear 24
Of the first engagement portion 28 of the right direction is a sun tooth
The leftward twisting teeth 20 of the wheel 16 are rotationally driven. This bite
The coupling gear 24 and the sun gear 16
End thrust in the direction indicated by the chining arrow 42 and the outlined arrow 44
Respectively occur. Therefore, FIG. 1 (A) and FIG.
The prior art planetary gear mechanism shown in FIG.
4 and 16 to generate end thrust, but with two combined gears
The end thrusts generated are in opposite directions
Are black arrows 36, 38 and hatched arrows 40, 4
You can see from 2. Therefore, by these planetary gears
The end thrust generated has no effect.
Absent. FIG. 2B shows the prior art planet shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic thrust diagram relating to a gear mechanism, and its planetary gear;
In the mechanism, sun gears 14 ', 16' and connecting teeth
The first engagement portions 26 ', 28' of the wheels 22 ', 24'
Has teeth. Therefore, transmitted by sun gear 14 '
The driving torque is applied to the gear 14 ′ and the coupling gear 22.
No end thrust is generated in any of the driven parts. But
However, the counterclockwise torque acting on the coupling gear 22 'is reduced.
Of the engagement portion 30 'of the gear 22' in the leftward direction.
The teeth rotate the meshing portion 32 'of the gear 24' clockwise.
As a result, the black arrow 38 'and the hatched arrow 4
An end thrust indicated by 0 'is generated. In addition, sun gear 1
The meshing of the straight tooth 6 'with the meshing portion 28' of the coupling gear 24 '.
The engagement does not create any end thrust. That
As a result, in this prior art planetary gear mechanism, the sun gear is at the end.
Instead of producing thrust, each planetary gear is identified above
End thrust. From FIGS. 2A and 2B
As can be seen, two basic prior art planetary gear mechanisms
Is the critical end to either the sun gear or the planetary gear
Generates thrust, but ends at both sun and planet gears
Partial thrust is not generated cumulatively. But
It is precisely this invention that gives rise to
End thrust. FIGS. 1 (C) and (D) show this
A simplified embodiment of the invention has been disclosed. Its implementation
The example is similar to the prior art planetary gear mechanism described above, but with multiple
Has a number of improvements. Provided by its improvement
The planetary gear mechanism of the present invention increases the frictional resistance and
More to increase the characteristic bias of gearing
End thrust. Embodiment of the present invention shown in FIG.
In the example, a pair of sun gears 15, 17 are opposite to each other
It has twisted teeth twisted in the direction. These gears
Is a first meshing portion of the pair of planetary coupling gears 23, 25.
27 and 29, respectively, and a pair of planetary gears
Is determined by the engagement of the straight teeth of the second engagement portions 31 and 33.
Are interconnected. The end thrust resulting from this gear train
The force is shown in FIG. Prior art planetary gearing
Apply the same assumptions used above for the analysis of
If the sun gear 15 twisted clockwise,
Torque acts on the driven gear of the coupling gear 23.
While applying a counterclockwise torque to the portion 27,
Ends indicated by pullout arrow 35 and black arrow 37
Thrust is applied to each gear. Coupling gear 25
The engagement portion 33 is formed from the engagement portion 31 of the coupling gear 23.
Rotated clockwise by counterclockwise torque
However, these straight gears produce any end thrust.
Absent. However, the right direction of the driving gear 25
Meshing part 29 which is twisted to the outside and sun gear 17 which is the driven side
Meshing with the left helical tooth of each gear
The arrow indicated by the chining arrow 43 and the white arrow 45
Generate force. As shown by each arrow in FIG.
In the embodiment shown in FIG. 1C, both sun gears and both
End thrust is generated between the planetary gears. in this way,
The combination of gear teeth is shown in FIG.
It can be changed relatively easily compared to the star gear mechanism.
However, the frictional resistance in the planetary gear mechanism has been considerably increased.
Can be The embodiment shown in FIG.
15 'and 17' are right-hand twist teeth and left-hand twist teeth, respectively.
Helical teeth, each of which has a coupling gear 23 ',
25 'twisted to the left and 27' to the right
1 at the point of engagement with the twisted engagement 29 '.
This is the same as that shown in FIG. However, straight teeth
Therefore, instead of being connected to each other, the second
Meshing portion 31 'has right-hand twisted teeth.
Meshing of the coupling gear 25 'with a left-hand twisting tooth
And is engaged with the notch 33 '. Schematic shown in FIG. 2 (D)
As can be seen from the thrust diagram, the sun gear 15 'as the driving side
And the meshing portion 27 'of the driven gear 23'.
The connection is similar to that of the first embodiment of the present invention shown in FIG.
End thrust (arrow 35 ')
And an arrow 37 '. ). Also,
The meshing part 29 'of the gear 25' and the sun gear 17 '
Between the gears are indicated by arrows 43 'and 4
A similar end thrust is produced as indicated at 5 '. However
However, in this embodiment, the right and
Second meshing portions 3 each having leftward twist teeth
1 ', 33' additional arrows indicated by arrows 39 ', 41'
Generates end thrust. Both meshing portions of the coupling gear 23 '
27 ′, 31 ′ (arrows)
(Indicated by marks 37 'and 39') are in the same direction.
Support formed on gear 23 'and housing (not shown)
There is considerable additional friction between the end faces. same
Similarly, the two meshing portions 29 ', 33' of the coupling gear 25 '
Therefore, the end thrust generated (hatched arrow 4)
1 ′ and 43 ′) are in the same direction,
There is a considerable amount of frictional resistance between the wheel 25 'and its supporting end face.
Anti is added. (Note: Each planetary gear and each support
Such a relationship with the end surface is shown in FIG.
This can be best understood in the examples. This second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
Compared to a similar prior art planetary gear mechanism analyzed,
Embodiments of the present invention provide only relatively simple modifications.
While increasing the effective end thrust for differential gearing.
It is very clear that it will increase. As shown in FIG.
Reference is made to the planetary gear mechanism of the differential gearing. This figure is
The above-referenced co-filed U.S. patent application "Parallel Axis Coupling"
Planetary gear mechanism disclosed in "gear differential gearing"
FIG. 3 is a schematic diagram of a simple perspective view of FIG. This torque distribution difference
In a dynamic gear device, a sun gear 50 having a twisted tooth,
52 is mutually connected by a pair of planetary coupling gears 54 and 56.
Are combined. Each coupling gear is one of the sun gears and it
And each other in two separate meshing areas
Are engaged. This relationship is represented by the symbolic diagram shown in FIG.
Can best be understood. FIG. 4 (A)
It has been created for simplicity and
Means that the two sun gears 50 and 52 are at the top and bottom of the figure.
And the basic planetary gear train as shown in
It is shown spread out on a plane. Their common axis is shown in FIG.
Are separated as in the schematic diagram of FIG. FIG. 3 (A)
Referring to FIG. 4A and FIG.
Each has shaft ends 58 and 60, and each shaft end is paired.
Mesh with the opposite shaft end of the combined gear
I have. The opposite shaft end of each coupling gear has a long continuous mesh
Areas 62 and 64, and this continuous meshing area
Meshes with sun gears 50 and 52 and forms a pair
It is in mesh with the shaft ends 58 and 60 of the coupling gear. This tooth
Planetary gear train shown in FIGS. 1 (A) to 2 (D)
Shall be described in terms similar to those used in the description of the structure.
Then, the second meshing portions of the coupling gears 54 and 56 (the
The part meshing with each other) is the first gear meshing with the sun gear.
Separated into two separate areas that straddle the
You. Each long continuous meshing region 62, 64 is
The role of the first and second gears 54 and 56 as a first meshing portion;
Both roles as half of the second meshing part
Fulfill. This new gear train is described in the joint application above.
Is described in more detail, see the disclosure content of that application
Has been adopted as. The planetary gear shown in FIG.
In the mechanism, the long meshing portion 6 of each coupling gear
2, 64 and shaft ends 58, 60 are twisted in the same direction.
Has teeth. Both meshing portions of the coupling gear 54 are to the left
And the two meshing portions of the coupling gear 56
Have right-hand twisting teeth. FIG. 4A shows the sun
The torque by the gear 50 is transmitted to this planetary gear set.
It shows the edge thrust generated at times. Again, Table 1
And when viewing the planetary gear set from the left
It is assumed that a clockwise torque is acting on the gear 50.
Set. When the gear 50 is driven to rotate clockwise, white
An end thrust, indicated by arrow 66, results. Meanwhile, length
Of the long meshing portion 62 is driven to the left.
Then, an end thrust indicated by a black arrow 68 is generated.
At the same time, meshing engagement with the coupling gear 56 of the coupling gear 54
The end portion generates an end thrust indicated by black arrows 70 and 72.
Let Two separate sets of right-hand twisting teeth of the coupling gear 56
Is a shaded arrow 7 with a downward slant line when driven.
An end thrust indicated by 4,76 is generated. On the other hand, meshing
The rightward twisting tooth of the portion 64 is a shaded arrow 7 when driven.
An end thrust shown at 8 is generated. Sun gear 52 left direction
The twisted tooth of the end thrust shown by the white arrow 80 when driven
Cause. The total of these end thrusts is the sun gear 5
The frictional resistance between 0,52 is consequently increased. Only
And the end point indicated by the pair of black arrow and shade arrow
Because the forces are in opposite directions,
Even if the end thrust occurs even if it fits
Few. Next, FIG. 3B and FIG. 4B will be referred to.
Meanwhile, the planetary gear device shown in FIG.
This is an improvement. In this embodiment, both
The sun gears 50 'and 52' have right-hand twist teeth.
I have. On the other hand, the shaft end 5 of each of the planetary coupling gears 54 'and 56'
8 ', 60' are long engaging portions 62 ', 64'.
Have twisted teeth twisted in the opposite direction to the twisted teeth of
You. FIG. 3 (A) and FIG.
And the same torque as assumed in the description of FIG.
Assuming that the transmission conditions are applied, the sun gear 50 ',
52 'is the end in the direction shown by white arrows 66' and 80 '
Thrust is generated, and increased end thrust is generated on each connected gear
I do. That is, it is generated by the shaft ends 58 'and 60'.
End thrust to be tightened (black arrow 72 'and shaded arrow
74 ') responds to meshing with the sun gear
Of the main end thrust (black arrow 68 '
Rather than resisting the arrow 78 ').
It is rather a supplement. 3C and 4C are modified according to the present invention.
9 shows another improved planetary gear mechanism. Thick
The positive gears 51 and 53 are the first meshes of the coupling gears 55 and 57.
Rightward twisted teeth meshing with mating parts 63, 65 and leftward
, Respectively. Separation of each coupling gear
The second meshing portion, that is, the shaft end 5 of the gear 55
9, 59 'and the shaft ends 61, 61' of the gear 57 are
Each has a twisted tooth twisted in the same direction. this
In such a gear train, sun gears are indicated by white arrows 67, 8
As shown at 1, they are pushed closer together. one
On the other hand, the friction between each planetary coupling gear and each supporting end face
Resistance is indicated by a set of black and shaded arrows
Maximal due to cumulative end thrust. That is, the gear 5
The left twisting tooth of the first meshing portion 63 of No. 5 is a black arrow
The end thrust indicated by the mark 69 is generated, and the shaft end 5 serving as the driving side is generated.
9, 59 'rightward twist teeth are indicated by black arrows 71, 7
As shown at 3, an end thrust in the same direction is generated. same
Similarly, the leftward twisting of the shaft ends 61 and 61 'of the gear 57
The teeth are driven clockwise and shaded arrows 7
5 and 77 to produce end thrust. This end
Thrust is applied to the meshing part 65 twisted rightward as the drive side.
Therefore, the generated end thrust (shade arrow 79 indicates
Therefore, it is the same direction. To explain again,
Although the original planetary gear mechanism shown in FIG.
(Fig. 3 (B) and Fig. 3 (C))
Then, the end thrust related to the frictional resistance greatly increases
You can see that. Another embodiment of the present invention is schematically shown in FIG.
It is shown schematically. Each of this planetary gear mechanism shown
Such gears are mounted in a suitable housing. C
The aging is omitted in the previous figures for simplicity.
Each planetary gear mechanism supports various gears.
And provide similar supporting end faces
It has a housing. Proper supporting end faces should be
To create a torque bias for the torque distribution operation.
To generate the necessary frictional resistance. In FIG. 5, planetary teeth
The train is positioned 180 ° around the two sun gears
It has two pairs of coupled gears. This embodiment is based on Sa
filed by Ndro Guidoni et al.
Improvement of the basic structure disclosed in the co-pending U.S. patent application
It is. A housing is provided at each end of the axles 110, 112.
A pair of sun gears with the axes aligned within 115
114 and 116 are supported. With the other embodiments above
Similarly, each pair of planetary coupling gears
And mesh with one of the sun gears. Coupling gear 122
Is the leftward gear that meshes with the rightward twisted tooth of the sun gear
A first meshing portion 126 having teeth, and
Meshes with the second meshing portion 132 of the coupling gear 124
Having a second meshing portion 130 (note; one of each pair
Are only shown in this schematic diagram. ). Join
The first meshing portion 128 of the gear 124 is connected to the sun gear 11
Has right-handed teeth that mesh with left-handed teeth of No.6
doing. In this planetary gear mechanism, the sun gear 11
The bush 141 and the bush 141
143 are provided, and the sun gears 114 and 1 are provided.
16 was supported by the bushes 141 and 143, respectively.
A support plate 140 and a flat spring (Belleville spring) 142
Springs are biased away from each other.
You. The planetary coupling gears 122 and 124 each have a shaft 14
4, 146, each shaft 144, 146,
Flat spring ball support elements 156a, 156b, 156
c, 156d, the bearing holes 148, 150, 152,
154 are urged away from the respective bottom surfaces. Spring
The biasing force generated by element 156 is such that the differential gear mechanism is low.
When in the torque state, each end of the coupling gears 122, 124
Surface away from the supporting end faces 158, 160, 162, 164
Is enough to keep. Assuming the same as above,
That is, the torque is transmitted from the left sun gear 114 to the differential gear device.
To the right sun gear 116 through the
The torque acts clockwise when viewed from the perspective of the sun gear 114
The right-hand twisting edge of the edge indicated by the outlined arrow 166
It is assumed that a partial thrust is generated. Of the coupling gear 122
The left twisting teeth of the first meshing portion 126 are blackened.
End acting in the opposite direction as indicated by arrow 168
Generate thrust. Second meshing portion 13 of gear 122
0 rotationally drives the left-hand twisting tooth of the coupling gear 124
It has right-hand twisting teeth and is marked with a black arrow 170.
End acting in the direction indicated by the arrow 172, respectively.
A thrust is generated on the gears 122 and 124. Coupling gear 12
The first meshing portion 128 of FIG.
Has and drives the leftward twisting tooth of the sun gear 116
In a relationship. So that the shade arrow 174 and white
The end thrust acting in the direction indicated by the extraction arrow 176 is applied to each tooth.
Each in the car. Raw on sun gear 114, 116
End thrusts facing each other, high torque condition
Below, these thrusts are relatively small
Sun gear bush 141,1
43 to make the end faces 145, 147
And thereby increase the frictional resistance between them
I understand. Similarly, the two meshing portions of the coupling gear 122
The end thrusts generated by the
These forces are applied to a spring element provided at the end of the bearing bore 148.
Overcoming the biasing force of 156a, the left end face of the gear 122 is
It is sufficient to make contact with the supporting end surface 158. Coupling gear
Both end thrusts generated by 124
The same direction, but occurs in the paired coupling gear 122
In the opposite direction to thrust. Coupling acting on gear 124
The end thrust is applied to a spring provided at the end of the bearing hole 154.
Overcome the bias of element 156d, thereby
24 is brought into contact with the supporting end surface 164. Gear 12
2, 124 and respective supporting end surfaces 158, 16
4 and the torque is transmitted between the axles
Whenever, the frictional resistance of this differential gearing embodiment,
In other words, the torque bias is increased considerably. As mentioned above, the car is driven forward by its engine
When viewed from the left side of the figure,
A larger clockwise torque acts on the sun gear
Tentatively, the torque is distributed between the two axles.
Is defined. If instead, the other sun gear
Even if large torque is applied, the car
If it is driven forward by the gin,
End thrusts indicated by various arrows of 5 and 5 remain the same
It should be noted that For example, FIG.
, The torque is transmitted from the sun gear 116
If so, the left-handed tooth is also clockwise (left or right
When viewed from above), which is white
End thrust in the direction indicated by pullout arrow 176 will occur
U. Similarly, to the right of the first meshing portion of the coupling gear 124
Torsional teeth will be driven to rotate counterclockwise
So that the shaded arrow 174 and other directions indicate
End thrust will occur. On the other hand, cars go down the slope
Coast mode (as different from drive mode)
Mode), the drive torque acting on the sun gear
Is oriented in a counterclockwise direction, and each of FIGS.
The end thrusts indicated by the seed arrows are all reversed. It
Therefore, referring again to the embodiment shown in FIG.
And the engine is exerting the braking effect
Occasionally, differential gears are acted upon by torque in the opposite direction
And thus the end generated by all gears
Thrust is reversed. This embodiment of the present invention also
Provides a multi-stage bias characteristic in coastal conditions such as
You. The sun gears 114 and 116 are connected to the outer end faces 18 of the gears.
2,184 and washer 186,188
White arrows 166, 17
6 is slightly biased. Low torque coating
In the strike state, the force of the springs 178, 180
Enough to hold the gears 114, 116 in the position shown in FIG.
It is. However, in coast mode,
When high torque is acting, the torsion teeth of each gear
Therefore, the end thrust generated (open arrow 166,
176), which is opposite to the direction indicated by 176)
Overcome the bias of 178,180. And it
The respective hubs 190 and 192 are connected to the support ends of the housing 115.
Contacting the surfaces 194 and 196 to increase the frictional resistance of the device
Let Similarly, in the coast state, the coupling gear 12
The end thrust acting on 2,124 is reversed,
Cars are marked with black arrows 168, 170 and shade arrows 172,
Move in the direction opposite to the direction indicated by 174.
You. Therefore, in the high torque coast state, each coupling gear
The end thrust generated by the spring 156b, 1
56c, the right side of the gear 122
The end face is moved until it contacts the support end face 160, and the gear 1
24 is moved until the left end face contacts the support end face 162
Let it. Of course, the differential gear device shown in FIG.
, The biasing force of each spring element is
Keep the end faces out of contact with each other and / or each tooth
Maintain a non-contact state between the end face of the vehicle and the support end face. in addition
In such a low torque state, the differential gear device
To reduce the torque bias. However, this
By selecting gears according to the light, high torque
Torque bias of differential gearing in
Can be That is, if the planetary gear mechanism of FIG.
However, instead of such gears, the first and
And the second mating portion both have the same direction of twist angle
Conventional gear train (see the prior art planetary gear train shown in FIGS. 1A and 1B).
Gears), each planet
The thrust acting on the coupling gear will be in the opposite direction,
The contact between these gears and the supporting end face
The generated frictional resistance will be reduced. Therefore, this departure
Ming is the torque of most parallel shaft torque distribution differential gearing
Used to determine and control bias characteristics
It can be used to greatly increase end thrust.
【図1】図1(A)および(B)は、従来の平行軸トル
ク分配差動歯車装置の2つの基本的な設計に係る単純さ
れた遊星歯車機構の遠近法による概略図であり、図1
(C)および(D)はこの発明にしたがって改良された
2つの差動歯車装置の同様な図である。1A and 1B are perspective schematic views of a simplified planetary gear mechanism according to two basic designs of a conventional parallel shaft torque distribution differential gearing; 1
(C) and (D) are similar views of two differential gear trains improved in accordance with the present invention.
【図2】図2(A),(B),(C)および(D)は、
それぞれ図1(A),(B),(C)および(D)に示
す遊星歯車機構に関連する概略図であり、同一のトルク
状態の下で各遊星歯車機構に作用する端部推力の方向を
示している。FIG. 2A, FIG. 2B, FIG. 2C and FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram relating to the planetary gear mechanisms shown in FIGS. 1 (A), (B), (C) and (D), respectively, and shows the direction of the end thrust acting on each planetary gear mechanism under the same torque condition. Is shown.
【図3】図3(A)は、平行軸トルク分配差動歯車装置
のうちの他の設計に係る単純化された遊星歯車機構の遠
近法による概略図であり、図3(B),(C)は、この
発明にしたがって改良された差動歯車装置の同様な図で
ある。3 (A) is a perspective schematic view of a simplified planetary gear mechanism according to another design of the parallel shaft torque distribution differential gear device, and FIG. 3 (B), (B). C) is a similar view of a differential gearing improved according to the invention.
【図4】図4(A),(B)および(C)は、それぞれ
図3(A),(B)および(C)に示す遊星歯車機構に
それぞれ関連する概略図であり、同一のトルク状態の下
で各遊星歯車機構に作用する推力の方向を示している。4 (A), (B) and (C) are schematic diagrams respectively relating to the planetary gear mechanism shown in FIGS. 3 (A), (B) and (C), and show the same torque. The direction of the thrust acting on each planetary gear mechanism under the state is shown.
【図5】図5は、この発明にしたがって改良された平行
軸トルク分配差動歯車装置のさらに他の例の一部の概略
断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a portion of yet another example of a parallel shaft torque distribution differential gear device improved in accordance with the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−38733(JP,A) 特開 平5−280597(JP,A) 特開 昭63−76938(JP,A) 特開 昭60−175843(JP,A) 特開 昭49−104328(JP,A) 特開 昭48−78369(JP,A) 特開 昭59−97346(JP,A) 特公 昭46−3407(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16H 48/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-38733 (JP, A) JP-A-5-280597 (JP, A) JP-A-63-76938 (JP, A) JP-A-60-1985 175843 (JP, A) JP-A-49-104328 (JP, A) JP-A-48-78369 (JP, A) JP-A-59-97346 (JP, A) JP-B-46-3407 (JP, B1) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F16H 48/20
Claims (10)
定のトルクバイアスで分配するための差動歯車装置であ
って、 共通軸を共有する一対の車軸(10,12)の回りに回
転可能であるハウジングと、 上記ハウジング内に回転可能に設けられ、上記車軸の各
端部を支持する一対の太陽歯車(50,52);(5
1,53)と、 上記共通軸と平行な軸を中心として上記ハウジング内に
回転可能に設けられた少なくとも一対の遊星結合歯車
(54,56);(55,57)とを備え、 各結合歯車が、上記太陽歯車の一方と噛み合う第1の歯
車部(62,64);;(63,65)と、対をなす結
合歯車と噛み合う第2の歯車部(58,60);(5
9,61)とを有し、上記太陽歯車と上記結合歯車との
噛み合いが、上記一対の車軸の各端部を相互駆動関係に
おいて相互に連結する差動歯車装置において、 各太陽歯車(50,52);(51,53)が、互いに
逆方向の捩れ歯を有し、かつ上記ハウジング内に配置さ
れ、 各対における各結合歯車(54,56);(55,5
7)が、捩れ歯を有する上記第1の歯車部(62,6
4);(63,65)を有し、かつ上記ハウジング内
に、(a)少なくとも1つの支持端面(1a,1b)に
関して、かつそれぞれ接触し得るように、および(b)
対をなす結合歯車に関して、軸方向へ移動し得るように
設けられ、 上記車軸が前進駆動されているときに、上記逆方向の捩
れ角に基づいて、上記太陽歯車(50,52);(5
1,53)の端面が軸方向へ互いに押圧接触されるとと
もに、上記一対の結合歯車(54,56);(55,5
7)が上記支持端面(1aまたは1b)にそれぞれ押さ
れて、上記一対の太陽歯車の端面間、および上記一対の
結合歯車と上記支持端面との間に差動歯車装置のトルク
バイアスを制御する摩擦抵抗が発生するよう、上記太陽
歯車と上記結合歯車との各捩れ歯の捩れ方向が選定さ
れ、 各対における結合歯車のうちの第1の結合歯車(56,
57)の第1および第2の歯車部(64,60;65,
61)が、対をなす結合歯車と噛み合う太陽歯車(5
0,51)を跨ぐ非噛み合い部によって分離されている
ことを特徴とする差動歯車装置。1. A differential gear device for distributing torque between a pair of relatively rotating axles with a predetermined torque bias, wherein the differential gear device is rotatable around a pair of axles (10, 12) sharing a common shaft. A pair of sun gears (50, 52) rotatably provided in the housing and supporting each end of the axle; (5)
(53), and at least one pair of planetary coupling gears (54, 56) and (55, 57) rotatably provided in the housing about an axis parallel to the common axis. A first gear portion (62, 64) meshing with one of the sun gears; (63, 65) and a second gear portion (58, 60) meshing with a paired coupling gear;
9, 61), wherein the meshing of the sun gear and the coupling gear mutually connects the respective ends of the pair of axles in a mutually driving relationship. 52); (51, 53) having twisting teeth of opposite directions and arranged in the housing, and each coupling gear (54, 56) in each pair;
7) is the first gear portion (62, 6) having twisted teeth.
4) having (63, 65) and within said housing (a) at least one supporting end surface (1a, 1b) and in contact with each other; and (b)
The sun gear (50, 52) is provided so as to be movable in the axial direction with respect to the paired coupling gear, based on the reverse twist angle when the axle is driven forward.
The end faces of (1,53) are pressed against each other in the axial direction, and the pair of coupling gears (54,56);
7) are respectively pressed by the supporting end faces (1a or 1b) to control the torque bias of the differential gear device between the end faces of the pair of sun gears and between the pair of coupling gears and the supporting end face. The torsional directions of the torsional teeth of the sun gear and the coupling gear are selected so as to generate frictional resistance, and the first coupling gear (56,
57), the first and second gear portions (64, 60; 65,
61) is a sun gear (5) meshing with a pair of coupling gears.
(5) A differential gear device characterized by being separated by a non-meshing portion straddling (0, 51).
6);(55,57)の第1の歯車部(62,64);
(63,65)および第2の歯車部(58,60);
(59,61)が、対をなす結合歯車と噛み合う太陽歯
車(50,52);(51,53)を跨ぐ非噛み合い部
によって分離されており、上記対をなす結合歯車(5
4,56);(55,57)が、太陽歯車と噛み合う部
分を跨ぐ2つの分離領域で互いに噛み合う請求項1の差
動歯車装置。2. The combination gears (54, 5) in each pair.
6); the first gear portion (62, 64) of (55, 57);
(63, 65) and a second gear portion (58, 60);
(59, 61) are separated by a non-meshing portion straddling the sun gear (50, 52); (51, 53) meshing with the paired coupling gear, and the paired coupling gear (5
4. The differential gear device according to claim 1, wherein (55, 57) mesh with each other at two separation regions straddling a portion meshing with the sun gear.
64)が、互いに逆方向に捩れた歯を有し、 上記第1の結合歯車(56)の分離された第1および第
2の歯車部(64,60)が、同一方向の捩れ歯を有し
ている請求項1の差動歯車装置。3. The first gear portion of each pair of coupling gears.
64) have teeth twisted in opposite directions, and the separated first and second gear portions (64, 60) of the first coupling gear (56) have twisted teeth in the same direction. 2. The differential gear set of claim 1, wherein
5,57)が、各太陽歯車の歯と逆方向に捩れた噛み合
い歯を有している請求項2の差動歯車装置。4. Each pair of coupling gears (54, 56);
5. The differential gear according to claim 2, wherein (5, 57) has meshing teeth twisted in the opposite direction to the teeth of each sun gear.
5,57)が噛み合う上記2つの分離領域(58,6
2;60;64);(59,59′;61,61′)
が、各結合歯車の軸方向の両端部に近接して配置されて
いる請求項2の差動歯車装置。5. A pair of coupling gears (54, 56);
5, 57) mesh with the two separation regions (58, 6).
2: 60; 64); (59,59 ';61,61')
3. The differential gear device according to claim 2, wherein the gears are arranged near both ends in the axial direction of each coupling gear.
歯車(56)と対をなす上記結合歯車(54)の上記太
陽歯車(50)および上記一方の結合歯車(56)との
噛み合い領域(62)が連続している請求項1の差動歯
車装置。6. A meshing region of the coupling gear (54) paired with one coupling gear (56) of the pair of coupling gears with the sun gear (50) and the one coupling gear (56). 2. The differential gear set of claim 1, wherein (62) is continuous.
車(57)および太陽歯車(51)との噛み合い領域が
2つの別個の領域(59′,63)に分割されており、
上記2つの別個の領域がそれぞれ歯車部を有している請
求項1の差動歯車装置。7. A meshing region of the pair of coupling gears (55) with the coupling gear (57) and the sun gear (51) is divided into two separate regions (59 ', 63),
2. The differential gear set according to claim 1, wherein said two separate regions each have a gear portion.
の一方(62)が、上記結合歯車(54)が太陽歯車
(50)と噛み合う領域と連続している請求項2の差動
歯車装置。8. The differential gear set of claim 2, wherein one of said separation regions in which each pair of coupling gears meshes is continuous with a region in which said coupling gear meshes with a sun gear. .
(62)が、対をなす結合歯車(56)と噛み合う太陽
歯車(52)と接触するのを避けるための隙間を形成す
る空間領域により、対をなす結合歯車(56)と噛み合
う他の領域(58)から分離されている請求項8の差動
歯車装置。9. A space region forming a gap to prevent the continuous meshing region (62) of the coupling gear (54) from coming into contact with the sun gear (52) meshing with the mating coupling gear (56), 9. The differential gear set of claim 8, wherein said differential section is separated from other areas (58) meshing with said mating coupling gear (56).
結合歯車(57)と太陽歯車(51)とにそれぞれ噛み
合う領域が2つの別個の領域(59′,63)に分割さ
れており、上記2つの別個の領域がそれぞれ歯車部を有
し、 上記結合歯車(55)がそれと対をなす結合歯車(5
7)と噛み合う上記2つの別個の領域(59,59′)
が同様の方向の捩れ歯を有している請求項9の差動歯車
装置。10. A region of the coupling gear (55) meshing with the paired coupling gear (57) and the sun gear (51) is divided into two separate regions (59 ', 63), The two separate areas each have a gear section, and the coupling gear (55) is paired with the coupling gear (5).
7) the two separate areas (59, 59 ') meshing with
10. The differential gearing of claim 9 wherein the gears have twisting teeth in similar directions.
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