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CN114542684B - 差动装置 - Google Patents

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CN114542684B
CN114542684B CN202111323985.8A CN202111323985A CN114542684B CN 114542684 B CN114542684 B CN 114542684B CN 202111323985 A CN202111323985 A CN 202111323985A CN 114542684 B CN114542684 B CN 114542684B
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Toyota Motor Corp
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Abstract

一种紧凑简单且车辆搭载性好的差动装置(D),具有:在旋转轴线(AL)上可相对旋转的第一齿轮(4)、第二齿轮(5)、与第一齿轮(4)啮合的第一偏心齿轮(6)、与第二齿轮(5)啮合的第二偏心齿轮(7)、支承第一、第二偏心齿轮(6、7)的公转运动的公转支承构件(8),具有将第一偏心齿轮(6)的公转运动转换成第一旋转轴(1)的旋转运动的第一运动转换机构(9)、将第二偏心齿轮(7)的公转运动转换成第二旋转轴(2)的旋转运动的第二运动转换机构(10),使第一齿轮与第一偏心齿轮的齿轮比和第二齿轮与第二偏心齿轮的齿轮比不同,当第一旋转轴(1)与第二旋转轴(2)差动旋转时,第一、第二旋转轴向相反方向相对旋转。

Description

差动装置
技术领域
本发明涉及能够进行同轴配置的两个旋转轴(例如,车辆的左右驱动轴、或者四轮驱动车辆的传动轴)之间的差动旋转的差动装置。
背景技术
在专利文献1中,记载了利用行星齿轮机构构成的驱动齿轮装置的一个例子。该专利文献1中记载的驱动齿轮装置是具有所谓的扭矩矢量功能的差动装置,配备有将驱动力源的输出扭矩分配并传递给左右驱动轮的差动机构、以及控制从差动机构向左右驱动轮传递的扭矩的控制用的促动器(控制用电动机、或者差动用电动机)。差动机构由两组单小齿轮型的行星齿轮机构构成。这两组行星齿轮机构同轴地并列配置。具体地,两组行星齿轮机构中的各太阳齿轮由结合轴相互连接起来。在结合轴的中央部分设置有输入齿轮,从驱动力源被传递扭矩。左右的驱动轮分别经由驱动轴(输出轴)被连接于各行星齿轮架。并且,左右齿圈经由反转机构(反向旋转构件)被相互连接起来。进而,控制用电动机能够进行扭矩传递地被连接于一方的齿圈。反转机构由第一齿轮构件和第二齿轮构件构成。第一齿轮构件具有与形成于一方的齿圈的外周部的外齿轮啮合的第一小齿轮、轴构件、以及第二小齿轮。在轴构件的两端,分别安装有第一小齿轮以及第二小齿轮。同样地,第二齿轮构件具有与形成于另一方的齿圈的外周部的外齿轮啮合的第一小齿轮、轴构件、第二小齿轮。在轴构件的两端,分别安装有第一小齿轮以及第二小齿轮。并且,第一齿轮构件的第二小齿轮与第二齿轮构件的第二小齿轮啮合。从而,反转机构在左右的齿圈之间使被输入给一方的齿圈的控制用电动机的扭矩的旋转方向反转,并向另一方的齿圈传递。从而,通过对控制用电动机的扭矩进行控制,能够进行主动地控制向左右驱动轮传递的扭矩的配额(分配率)的扭矩矢量化。
另外,在上述专利文献1的“图19”所示的例子中,两组行星齿轮机构中的各个齿圈成为输入部件,各个行星齿轮架成为输出部件,各个太阳齿轮成为反作用力部件。具体地,两组行星齿轮机构中的各个齿圈被结合构件能够进行扭矩传递地连接起来。结合构件具有与形成于一方的齿圈的外周部的外齿轮啮合的第一小齿轮、与形成于另一方的齿圈的外周部的外齿轮啮合的第二小齿轮、以及轴构件。在轴构件的两端,分别安装有第一小齿轮以及第二小齿轮。另外,被传递来自于驱动力源的扭矩的驱动齿轮与一方的齿圈的外齿轮啮合。左右驱动轮经由驱动轴(输出轴)分别连接于各个行星齿轮架。并且,各个太阳齿轮代替经由上述那样的结合轴,而是经由反向旋转电动机单元被相互结合起来。反向旋转电动机单元由电动机和齿轮机构构成。电动机的转子轴的一个端部形成反向旋转电动机单元中的第一输出轴。在转子轴的另一个端部安装有小齿轮,与齿轮机构的第一反转齿轮啮合。第一反转齿轮被安装于反转齿轮轴的一个端部。第二反转齿轮被安装于反转齿轮轴的另一个端部。第二反转齿轮与反向旋转电动机单元中的形成第二输出轴的旋转构件的内齿轮啮合。第一输出轴以及第二输出轴被同轴地配置。第一输出轴被连接于一方的太阳齿轮。第二输出轴被连接于另一方的太阳齿轮。从而,反向旋转电动机单元在左右太阳齿轮之间使被输入给一方的太阳齿轮的电动机的扭矩的旋转方向反转,并向另一方的太阳齿轮传递。即,反向旋转电动机单元作为上述那样的控制用电动机以及反转机构起作用。
另外,在专利文献2中,记载了一种利用两组行星齿轮机构在两个输出部件(驱动轴)之间产生旋转差的差动装置。该专利文献2中记载的差动装置利用将两组行星齿轮机构组合而成的复合行星齿轮机构构成。在该复合行星齿轮机构中,在各个行星齿轮机构之间,各个行星齿轮架被相互连接起来。即,共用行星齿轮架。另外,一方的行星齿轮机构的齿圈构成为能够利用制动机构进行制动以及停止旋转。另一方的行星齿轮机构的齿圈被连接于差动电动机的电动机轴,被构成为能够控制旋转。并且,一方的行星齿轮机构的太阳齿轮被连接于一方的驱动轴。另一方的行星齿轮机构的太阳齿轮经由等分配差速器(所谓的机械锁式差速器)被连接于另一方的驱动轴。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第6122119号公报
专利文献2:日本特开2005-351471号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
上述专利文献1中记载的驱动齿轮装置,设想作为差动装置或者扭矩矢量装置而搭载于车辆。为了易于向车辆上搭载,希望尽可能地将装置的体积小型化。在专利文献1的“图1”所示的例子中,反转机构被配置在左右的行星齿轮机构中的各个齿圈的外周侧。另外,控制用(差动用)电动机也被配置在各个齿圈的外周侧。因此,在装置的径向上,体积会增大。对此,例如,如果在控制用电动机与齿圈之间设置减速比更大的减速机构,则可以将控制用电动机小型化。或者,可以获得用于差动旋转控制或者扭矩矢量控制的更大的扭矩。但是,存在着因设置新的减速机构,结果装置的体积反而增大的风险。
另外,在专利文献1的“图19”所示的例子中,兼用做反转机构和控制电动机的反向旋转电动机单元被配置在左右行星齿轮机构中的各个太阳齿轮之间。因此,与上述专利文献1的“图1”所示的例子相比,存在能够抑制装置径向上的大型化的可能性。但是,既要抑制径向上的大型化又要将反向旋转电动机单元配置在各个太阳齿轮之间并不容易。例如,反向旋转电动机单元是第一输出轴以及第二输出轴与反转齿轮轴平行地配置的双轴结构,结构变得复杂。另外,若为了将电动机小型化,或者,为了获得更大的扭矩,而设置减速机构,则装置的结构会变得更加复杂。另外,装置的体积会增大。结果,存在着不能充分提高向车辆上的搭载性的风险。
本发明是着眼于上述技术课题而做出的,其目的是以紧凑且简单的结构提供一种容易向车辆搭载的差动装置。
解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明提供一种差动装置,所述差动装置配备有:第一旋转轴以及第二旋转轴,所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴配置在彼此相同的旋转轴线上,能够彼此相对旋转;以及差动旋转机构,所述差动旋转机构能够进行所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的差动旋转,其特征在于,所述差动旋转机构具有:第一齿轮,所述第一齿轮配置于所述旋转轴线上,能够与所述第一旋转轴相对旋转;第二齿轮,所述第二齿轮配置于所述旋转轴线上,能够与所述第二旋转轴相对旋转(即,能够与所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴分别相对旋转),与所述第一齿轮成一体地旋转;第一偏心齿轮,所述第一偏心齿轮配置于从所述旋转轴线偏心的第一偏心轴线上,与所述第一齿轮啮合,绕所述第一偏心轴线自转(旋转),并且,绕所述旋转轴线公转;第二偏心齿轮,所述第二偏心齿轮配置于从所述旋转轴线偏心的第二偏心轴线上,与所述第二齿轮啮合,绕所述第二偏心轴线自转(旋转),并且,绕所述旋转轴线公转;公转支承构件,所述公转支承构件配置于所述旋转轴线上,绕所述旋转轴线旋转,能够与所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴分别相对旋转,分别对所述第一偏心齿轮的公转运动以及所述第二偏心齿轮的公转运动进行支承;第一运动转换机构,所述第一运动转换机构将所述第一偏心齿轮绕所述第一偏心轴线的公转运动转换成所述第一旋转轴的旋转运动,或者,将所述第一旋转轴的旋转运动转换成所述第一偏心齿轮的公转运动;以及第二运动转换机构,所述第二运动转换机构将所述第二偏心齿轮的公转运动转换成所述第二旋转轴的旋转运动,或者,将所述第二旋转轴的旋转运动转换成所述第二偏心齿轮的公转运动,所述第一齿轮是内齿齿轮,所述第一偏心齿轮是与所述第一齿轮内切并与所述第一齿轮啮合的外齿齿轮,所述第二齿轮是外齿齿轮,所述第二偏心齿轮是与所述第二齿轮内切并与所述第二齿轮啮合的内齿齿轮,所述第一齿轮与所述第一偏心齿轮之间的齿轮比(第一齿轮比)和所述第二齿轮与所述第二偏心齿轮之间的齿轮比(第一齿轮比)相互不同,在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴进行差动转动时,使所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴向彼此相反的方向相对旋转(相互反转)。另外,所述第一偏心轴线与所述第二偏心轴线可以相互为同一轴线,或者,也可以相互为不同的轴线。
另外,本发明也可以构成为,还配备有从规定的动力源被输入驱动扭矩的驱动输入构件,所述驱动输入构件与所述第一齿轮以及所述第二齿轮成一体地形成,与所述第一齿轮以及所述第二齿轮成一体地旋转,将所述驱动扭矩分配并传递给所述第一旋转轴和所述第二旋转轴。
另外,本发明也可以构成为,还配备有:控制用电动机,所述控制用电动机输出与所述驱动扭矩不同的控制扭矩;以及控制输入支承构件,所述控制输入支承构件对所述第一偏心齿轮或所述第二偏心齿轮中的任一方的偏心齿轮的公转运动进行支承,并且,所述控制扭矩从所述控制用电动机被输入给所述控制输入支承构件,所述控制输入支承构件将所述控制扭矩传递给所述一方的偏心齿轮,使所述一方的偏心齿轮绕所述旋转轴线公转,通过所述控制扭矩被施加(输入)给所述控制输入支承构件,所述差动旋转机构使所述第一偏心齿轮与所述第二偏心齿轮向彼此相反的方向旋转,通过控制所述控制扭矩,控制从所述驱动输入构件分别传递给所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴的所述驱动扭矩的配额(分配率)(即,在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间实施扭矩矢量化)。
另外,本发明也可以构成为,还配备有增速行星齿轮机构和减速行星齿轮机构,所述增速行星齿轮机构具有增速太阳齿轮、增速行星齿轮架、以及增速齿圈,所述减速行星齿轮机构具有减速太阳齿轮、减速行星齿轮架、以及减速齿圈,所述增速行星齿轮机构以及所述减速行星齿轮机构均配置于所述旋转轴线上,所述增速太阳齿轮被不能旋转地固定,所述增速行星齿轮架与所述驱动输入构件(以及,所述第一齿轮及所述第二齿轮)成一体地旋转,在所述增速行星齿轮架旋转时,所述增速齿圈的转速相对于所述增速行星齿轮架的转速增大,所述减速齿圈被连接于所述增速齿圈,与所述增速齿圈成一体地旋转,所述减速行星齿轮架与所述控制输入支承构件成一体地旋转,并且,转速相对于所述减速齿圈的转速减小,所述减速太阳齿轮与所述控制用电动机输出所述控制扭矩的控制扭矩输出轴成一体地旋转,并且,在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴在相同方向上等速地旋转并且与所述驱动输入构件连动旋转的情况下,与所述驱动输入构件相对旋转。
另外,本发明也可以构成为,与所述动力源以及所述控制用电动机一起搭载于在车辆宽度方向的左右具有驱动轮的车辆中,所述第一旋转轴在所述左右任一方的所述驱动轮与所述第一偏心齿轮之间传递扭矩,所述第二旋转轴在所述左右的另一方的所述驱动轮与所述第二偏心齿轮之间传递扭矩,所述第一旋转轴与所述第二旋转轴分别在所述左右相对向地配置。
另外,本发明也可以构成为,与所述动力源以及所述控制用电动机一起搭载于在全长方向的前后具有驱动轮的车辆中,所述第一旋转轴在所述前后的任一方的驱动轮与所述第一偏心齿轮之间传递扭矩,所述第二旋转轴在所述前后的另一方的驱动轮与所述第二偏心齿轮之间传递扭矩,所述第一旋转轴与所述第二旋转轴分别在所述前后相对向地配置。
另外,本发明也可以构成为,还配备有卡合机构,所述卡合机构能够控制卡合状态以及释放状态,通过卡合而使所述驱动输入构件与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,通过将所述卡合机构控制成卡合状态,所述差动旋转机构使所述第一偏心齿轮与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,限制所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的差动旋转。
另外,本发明也可以构成为,配备有:圆环板状的第一偏心板,所述第一偏心板在外周面形成所述第一偏心齿轮(的外齿);以及圆环板状的第二偏心板,所述第二偏心板具有在内周面形成所述第二偏心齿轮(的内齿)的圆筒部,与所述圆筒部成一体地形成并与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,所述第一运动转换机构具有:所述第一偏心板;圆形凸缘状的第一板,所述第一板在所述旋转轴线上与所述第一偏心板相对向地配置,与所述第一旋转轴成一体地旋转;圆柱状的多个第一反作用力销,所述第一反作用力销在所述第一板的侧面中的以所述旋转轴线为中心的节圆上等间隔地配置,被保持(安装)于所述第一板;以及多个第一反作用力孔,所述第一反作用力孔在所述第一偏心板中的以所述第一偏心轴线为中心的节圆上形成于等间隔的位置,所述第一反作用力销分别松卡合于所述第一反作用力孔,所述第一运动转换机构将所述第一偏心板绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第一板绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第一板绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第一偏心板绕所述旋转轴线的公转运动,所述第二运动转换机构具有:所述第二偏心板;圆形凸缘状的第二板,所述第二板在所述旋转轴线上与所述第二偏心板相对向地配置,与所述第二旋转轴成一体地旋转;圆柱状的多个第二反作用力销,所述第二反作用力销在所述第二板的侧面中的以所述旋转轴线为中心的节圆上等间隔地配置,被保持(安装)于所述第二板;多个第二反作用力孔,所述第二反作用力孔在所述第二偏心板中的以所述第二偏心轴线为中心的节圆上形成于等间隔的位置,所述第二反作用力销分别松卡合于所述第二反作用力孔,所述第二运动转换机构将所述第二偏心板绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第二板绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第二板绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第二偏心板绕所述旋转轴线的公转运动。
另外,本发明也可以构成为,配备有圆柱状的双齿偏心构件,所述双齿偏心构件配置在所述旋转轴线上,形成有将绕所述第一偏心轴线的(圆柱状的)旋转体挖空而成的中空部,所述第一齿轮形成于所述中空部的内周面,所述第二齿轮形成于所述双齿偏心构件的外周面,所述第一偏心轴线与所述第二偏心轴线成为相互不同的轴线(即,第一偏心轴线相对于所述旋转轴线的偏心量与所述第二偏心轴线相对于所述旋转轴线的偏心量彼此不同),所述第一偏心板、所述第二偏心板以及所述双齿偏心构件在所述旋转轴线方向上相互重叠地配置(在径向上并列地配置)。
另外,本发明也可以构成为,所述第一齿轮及所述第一偏心齿轮、以及所述第二齿轮及所述第二偏心齿轮均由摆线齿形的齿轮(摆线齿轮)形成,当所述第一齿轮的齿数为z1,所述第一偏心齿轮的齿数为z2,所述第二齿轮的齿数为z3,所述第二偏心齿轮的齿数为z4时,下述关系分别成立:
z1=z3
z2=z1-1
z4=z1+1。
另外,本发明也可以构成为,配备有:第一输出偏心齿轮,所述第一输出偏心齿轮是配置于所述第一偏心轴线上且与所述第一偏心齿轮成一体地旋转(即,绕所述第一偏心轴线自转且绕所述旋转轴线公转)的内齿齿轮;以及第二输出偏心齿轮,所述第二输出偏心齿轮是配置于所述第二偏心轴线上且与所述第二偏心齿轮成一体地旋转(即,绕所述第二偏心轴线自转且绕所述旋转轴线公转)的外齿齿轮,所述第一运动转换机构具有所述第一输出偏心齿轮和第一输出齿轮,所述第一输出齿轮是与所述第一输出偏心齿轮内切并与所述第一输出偏心齿轮啮合的外齿齿轮,与所述第一旋转轴成一体地旋转,所述第一运动转换机构将所述第一偏心齿轮以及所述第一输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第一输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第一输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第一偏心齿轮以及所述第一输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动,所述第二运动转换机构具有所述第二输出偏心齿轮和所述第二输出齿轮,所述第二输出齿轮是与所述第二输出偏心齿轮内切并与所述第二输出偏心齿轮啮合的内齿齿轮,与所述第二旋转轴成一体地旋转,所述第二运动转换机构将所述第二偏心齿轮以及所述第二输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第二输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第二输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第二偏心齿轮以及所述第二输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动。
并且,在本发明中也可以构成为,所述第一齿轮、所述第一偏心齿轮、所述第一输出齿轮及所述第一输出偏心齿轮、以及所述第二齿轮、所述第二偏心齿轮、所述第二输出齿轮及所述第二输出偏心齿轮均由摆线齿形的齿轮(摆线齿轮)形成,当所述第一齿轮的齿数为z11,所述第一偏心齿轮的齿数为z12,所述第一输出齿轮的齿数为z13,所述第一输出偏心齿轮的齿数为z14,所述第二齿轮的齿数为z21,所述第二偏心齿轮的齿数为z22,所述第二输出齿轮的齿数为z23,所述第二输出偏心齿轮的齿数为z24时,下述关系分别成立:
z11=z14
z12=z13=z11-1
z21=z24=z11-3
z22=z23=z21+1。
发明的效果
本发明的差动装置主要由第一齿轮及第二齿轮这两个齿轮、分别啮合于这两个齿轮的第一偏心齿轮及第二偏心齿轮这两个偏心齿轮、能够绕偏心轴线自转且能够绕旋转轴线公转地支承这两个偏心齿轮的公转支承构件、在第一偏心齿轮与第一旋转轴之间对旋转运动进行转换并传递扭矩的第一运动转换机构、以及在第二偏心齿轮与第二旋转轴之间对旋转运动进行转换并传递扭矩的第二运动转换机构构成。即,本发明的差动装置的主要的齿轮传动部分全部由四个齿轮以及公转支承构件构成。第一齿轮为“内齿齿轮”,第一偏心齿轮为“外齿齿轮”,分别相互啮合。另外,第二齿轮为“外齿齿轮”,第二偏心齿轮为“内齿齿轮”,分别相互啮合。总之,本发明的差动装置由共用公转支承构件的实质上两组内切式行星齿轮机构构成。内切式行星齿轮机构是没有所谓行星小齿轮的行星齿轮机构,与在太阳齿轮与齿圈之间配置行星小齿轮的通常的行星齿轮机构相比,结构简单。
进而,在本发明的差动装置中,第一齿轮与第一偏心齿轮之间的齿轮比(为了进行说明,称作“第一齿轮比”)和第二齿轮与第二偏心齿轮之间的齿轮比(为了进行说明,称作“第二齿轮比”)相互不同。因此,当在连接于第一旋转轴的第一偏心齿轮的转速与连接于第二旋转轴的第二偏心齿轮的转速相等的状态下,在第一齿轮与第一偏心齿轮之间以及第二齿轮与第二偏心齿轮之间分别传递扭矩时,这些第一齿轮侧的齿轮的啮合与第二齿轮侧的齿轮的啮合相互干扰。其结果为,差动旋转机构实质上成为卡合状态,成一体地旋转。因此,第一偏心齿轮与第二偏心齿轮不进行差动旋转,而是成一体地旋转。与此相对,在第一偏心齿轮的转速与第二偏心齿轮的转速之间存在转速差的状态下,上述那样的由第一齿轮侧的齿轮与第二齿轮侧的齿轮的干扰造成的卡合状态被解除,在差动旋转机构中,分别根据“第一齿轮比”以及“第二齿轮比”传递扭矩。其结果为,第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮分别旋转,而使得相对于一方的旋转轴而言,另一方的旋转轴进行反转。即,第一旋转轴以及第二旋转轴进行差动旋转,并且,彼此向相反的旋转方向相对旋转。从而,根据本发明,能够构成紧凑且简单的差动装置。
另外,本发明的差动装置,通过设置与第一齿轮及第二齿轮成一体地旋转的驱动输入构件,能够将从规定的动力源输入的驱动扭矩分配并传递给第一偏心齿轮和第二偏心齿轮。第一偏心齿轮的扭矩经由第一运动转换机构被传递给第一旋转轴。第二偏心齿轮的扭矩经由第二运动转换机构被传递给第一旋转轴。因此,本发明的差动装置将从规定的动力源输入的驱动扭矩分配并传递给第一旋转轴和第二旋转轴,并且,吸收第一旋转轴与第二旋转轴之间的转速差。从而,根据本发明,可以构成紧凑且简单的差动装置。例如,可以构成车辆用的紧凑且简单的机械锁式差速器。
另外,本发明的差动装置能够与控制用电动机组合而构成扭矩矢量装置。通过将控制用电动机输出的控制扭矩传递给控制输入支承构件,能够将该控制扭矩分配并传递给第一偏心齿轮(即,第一旋转轴)和第二偏心齿轮(即,第二旋转轴)。传递给第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮的控制扭矩使这些第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮相互反转。从而,通过对控制用电动机的控制扭矩进行控制,能够主动地控制从动力源向第一旋转轴以及第二旋转轴传递的驱动扭矩的配额或分配率。即,例如,能够实施对于左右的驱动轮或者前后的驱动轮的扭矩矢量化。另外,如上所述,本发明的差动装置形成为采用两组内切式行星齿轮机构的结构,能够在控制输入支承构件与第一偏心齿轮及第二偏心齿轮之间设定相对大的减速比。因此,能够以相对大的增幅率对控制扭矩进行增幅并传递给第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮,能够以相应的程度将控制用电动机小型化。从而,根据本发明的差动装置,能够构成紧凑且简单的扭转矢量装置。
另外,本发明的差动装置,在如上所述与控制用电动机组合而构成扭矩矢量装置的情况下,设置用于抑制控制用电动机的所谓连动旋转的增速行星齿轮机构以及减速行星齿轮机构。如上所述,在本发明的差动装置中,在第一偏心齿轮与第二偏心齿轮在相同方向上等速旋转的情况下,不仅这些第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮,而且第一齿轮、第二齿轮以及公转支承构件也成一体地旋转,与此相伴,增速行星齿轮机构的增速行星齿轮架与减速行星齿轮机构的减速行星齿轮架在相同方向上等速旋转。在该情况下,增速行星齿轮机构在将增速太阳齿轮的旋转停止了的状态下,作为使增速齿圈的转速相对于增速行星齿轮架的转速增大的增速机构起作用。另一方面,减速行星齿轮机构作为使减速行星齿轮架的转速相对于减速齿圈的转速减小的减速机构起作用。增速行星齿轮架的转速以及减速行星齿轮架的转速彼此相等。另外,由于增速齿圈与减速齿圈相连接,因此,这些增速齿圈的转速以及减速齿圈的转速也变得彼此相等。因此,增速行星齿轮机构的增速比的绝对值与减速行星齿轮机构的减速比的绝对值变得相等,在该情况下,由于增速行星齿轮机构的增速太阳齿轮的增速为“0”,因此,在减速行星齿轮机构中,根据减速行星齿轮机构的减速比,减速太阳齿轮的转速相对于减速齿圈或者减速行星齿轮架的转速减小到“0”或者“0”附近的转速。在该情况下,通过将增速行星齿轮机构的齿轮比以及减速行星齿轮机构的齿轮比设定为彼此相等,能够使减速太阳齿轮的转速为“0”。从而,在如上所述那样,第一偏心齿轮与第二偏心齿轮在相同方向上等速旋转,第一齿轮、第二齿轮、以及公转支承构件成一体地连动旋转的情况下,能够使连接于减速太阳齿轮的控制扭矩输出轴的转速为0或者大致为0。即,能够抑制控制用电动机的连动旋转。从而,根据本发明的差动装置,能够抑制控制用电动机的连动旋转,提高差动装置的动力传递效率。进而,能够提高与控制用电动机一起搭载有本发明的差动装置的车辆的能量效率。
另外,本发明的差动装置,在如上所述那样,将与控制用电动机组合而构成的扭矩矢量装置搭载于车辆的情况下,第一偏心齿轮及第一旋转轴与第二偏心齿轮及第二旋转轴并列地配置于车辆的车辆宽度方向的左右。因此,通过将第一旋转轴以及第二旋转轴分别作为向驱动轮传递扭矩的驱动轴,可以构成对于车辆的左右驱动轮的所谓的差速器机构。另外,通过与控制用电动机一起搭载于车辆,可以构成对于左右驱动轮的扭矩矢量装置。从而,根据本发明的差动装置,能够以紧凑且简单的结构构成易于向车辆搭载的对于左右驱动轮的扭矩矢量装置。
另外,本发明的差动装置,在如上所述那样,将与控制用电动机组合而构成的扭转矢量装置搭载于车辆的情况下,第一偏心齿轮及第一旋转轴与第二偏心齿轮及第二旋转轴在车辆的整个长度方向(或者,前后方向)的前后并列地配置。因此,通过将第一旋转轴以及第二旋转轴分别作为向驱动轮传递扭矩的推进轴,可以构成四轮驱动车辆的所谓的中央差速器装置。另外,通过与控制用电动机一起搭载于四轮驱动车辆,可以构成对于前后驱动轮的扭转矢量装置。从而,根据本发明的差动装置,能够以紧凑且简单的结构构成易于向四轮驱动车辆搭载的对于前后驱动轮的扭矩矢量装置。
另外,本发明的差动装置,可以代替上述那样的控制用电动机,或者,在上述那样的控制用电动机之外,设置选择性地使驱动输入构件与所述第二偏心齿轮卡合的卡合机构,能够限制所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的差动转动。例如,能够使本发明的差动装置具有采用摩擦离合器作为卡合机构的差动限制机构、或者采用啮合离合器作为卡合机构的所谓的差速器锁止机构的功能。因此,能够提高搭载了本发明的差动装置的车辆的行驶性能或操作稳定性。
另外,本发明的差动装置中的第一运动转换机构由形成有第一偏心齿轮及反作用力孔的第一偏心板、以及安装于第一旋转轴且形成有反作用力销的第一板构成。第一板的反作用力销和第一偏心板的反作用力孔进行松卡合。即,反作用力孔的内径比反作用力销的外径大,以便在第一偏心板与第一偏心齿轮一起绕旋转轴线做公转运动时,反作用力销与反作用力孔不会相互干扰而阻碍第一偏心板的公转运动。例如,反作用力销以及反作用力孔分别形成为使得反作用力孔的内径与反作用力销的外径之差比偏心轴线相对于旋转轴线的偏心量大。因此,通过第一偏心板绕旋转轴线公转,本发明的差动装置中的第一运动转换机构利用反作用力孔与反作用力销的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动的偏心量,并且,使第一板绕旋转轴线旋转。或者,通过第一板绕旋转轴线旋转,利用反作用力孔与反作用力销的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动的偏心量,并且,使第一偏心板绕旋转轴线公转。即,将第一偏心板以及第一偏心齿轮的公转运动转换成第一板以及第一旋转轴的旋转运动。或者,将第一板以及第一旋转轴的旋转运动转换成第一偏心板以及第一偏心齿轮的公转运动。
同样地,本发明的差动装置中的第二运动转换机构由形成有第二偏心齿轮以及反作用力孔的第二偏心板、以及安装于第二旋转轴且形成有反作用力销的第二板构成。第二板的反作用力销与第二偏心板的反作用力孔进行松卡合。即,反作用力孔的内径比反作用力销的外径大,以便在第二偏心板与第二偏心齿轮一起绕旋转轴线做公转运动时,反作用力销与反作用力孔不会相互干扰而阻碍第二偏心板的公转运动。例如,反作用力销以及反作用力孔分别形成为使得反作用力孔的内径与反作用力销的外径之差比偏心轴线相对于旋转轴线的偏心量大。因此,通过第二偏心板绕旋转轴线公转,本发明的差动装置中的第二运动转换机构利用反作用力孔与反作用力销的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使第二板绕旋转轴线公转。或者,通过第二板绕旋转轴线旋转,利用反作用力孔与反作用力销的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使第二偏心板绕旋转轴线公转。即,将第二偏心板以及第二偏心齿轮的公转运动转换成第二板以及第二旋转轴的旋转运动。或者,将第二板以及第二旋转轴的旋转运动转换成第二偏心板以及第二偏心齿轮的公转运动。
这样,本发明的差动装置中的第一运动转换机构以及第二运动转换机构分别只利用差动旋转机构的第一偏心齿轮以及第二偏心齿轮作为齿轮机构来构成。即,本发明的差动装置只利用第一齿轮、第一偏心齿轮、第二齿轮以及第二偏心齿轮作为齿轮机构来构成。从而,根据本发明,可以利用采用共计四个齿轮的两组内切式行星齿轮机构构成紧凑且简单的差动装置(或者,组合有控制用电动机的扭矩矢量装置、或者组合有卡合机构的带有差动限制功能的差动装置)。
另外,在本发明的差动装置中,第一偏心板、第二偏心板、以及第一齿轮、第二齿轮成一体地形成的两齿偏心构件在旋转轴线方向上相互重叠地配置。即,第一偏心板、第二偏心板、以及两齿偏心构件在径向上并列配置。从而,根据本发明,特别地,能够构成将旋转轴线方向的体积小型化的紧凑且简单的差动装置。
另外,本发明的差动装置的第一齿轮及第一偏心齿轮、以及第二齿轮及第二偏心齿轮均由摆线齿轮构成。通过利用摆线齿轮构成内齿齿轮(第一齿轮、第二偏心齿轮)和外齿齿轮(第一偏心齿轮、第二齿轮)的齿轮对,可以使内齿齿轮的齿数与外齿齿轮的齿数的齿数差为最小的“1”。并且,在本发明的差动装置中,将各个齿轮的齿数规定为使得内齿齿轮的齿数与外齿齿轮的齿数的齿数差成为“1”。即,将各个齿轮构成为使得第一齿轮的齿数与第一偏心齿轮的齿数的齿数差、以及第二偏心齿轮的齿数与第二齿轮的齿数的齿数差均为“1”。因此,可以将由第一齿轮和第一偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比、以及由第二齿轮和第二偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比均形成为与各齿轮的齿数相应的最大的减速比。
另外,本发明的差动装置中的第一运动转换机构由与外齿齿轮的第一偏心齿轮成一体地形成的内齿齿轮的第一输出偏心齿轮、以及安装于第一旋转轴的外齿齿轮的第一输出齿轮构成。第一输出齿轮与第一输出偏心齿轮啮合。因此,第一输出偏心齿轮与第一输出齿轮啮合,并且,绕第一偏心轴线自转且绕旋转轴线公转。换句话说,在第一输出偏心齿轮以及第一偏心齿轮绕旋转轴线公转时,与第一输出偏心齿轮啮合的第一输出齿轮绕旋转轴线旋转。因此,通过第一偏心齿轮及第一输出偏心齿轮绕旋转轴线公转,本发明的差动装置中的第一运动转换机构使第一输出齿轮及第一旋转轴绕旋转轴线旋转。或者,通过第一输出齿轮及第一旋转轴绕旋转轴线旋转,使第一偏心齿轮以及第一输出偏心齿轮绕旋转轴线公转。即,将第一偏心齿轮及第一输出偏心齿轮的公转运动转换成第一输出齿轮及第一旋转轴的旋转运动。或者,将第一输出齿轮及第一旋转轴的旋转运动转换成第一偏心齿轮及第一输出偏心齿轮的公转运动。
同样地,本发明的差动装置中的第二运动转换机构由与内齿齿轮的第二偏心齿轮成一体地形成的外齿齿轮的第二输出偏心齿轮、以及安装于第二旋转轴的内齿齿轮的第二输出齿轮构成。第二输出齿轮与第二输出偏心齿轮啮合。因此,第二输出偏心齿轮与第二输出齿轮啮合,并且,绕第二偏心轴线自转且绕旋转轴线公转。换句话说,在第二输出偏心齿轮及第二偏心齿轮绕旋转轴线公转时,与第二输出偏心齿轮啮合的第二输出齿轮绕旋转轴线旋转。因此,通过第二偏心齿轮及第二输出偏心齿轮绕旋转轴线公转,本发明的差动装置中的第二运动转换机构使第二输出齿轮及第二旋转轴绕旋转轴线旋转。或者,通过第二输出齿轮及第二旋转轴绕旋转轴线旋转,使第二偏心齿轮及第二输出偏心齿轮绕旋转轴线公转。即,将第二偏心齿轮以及第二输出偏心齿轮的公转运动转换成第二输出齿轮及第二旋转轴的旋转运动。或者,将第二输出齿轮及第二旋转轴的旋转运动转换成第二偏心齿轮及第二输出偏心齿轮的公转运动。
这样,本发明的差动装置中的第一运动转换机构以及第二运动转换机构分别利用第一输出齿轮及第一输出偏心齿轮、以及第二输出齿轮及第二输出偏心齿轮作为齿轮机构来构成。即,本发明的差动装置只利用第一齿轮、第一偏心齿轮、第二齿轮及第二偏心齿轮、以及第一输出齿轮、第一输出偏心齿轮、第二输出齿轮及第二输出偏心齿轮作为齿轮机构来构成。从而,根据本发明,可以由采用共计八个齿轮的四组内切式行星齿轮机构构成紧凑且简单的差动装置(或者,组合有控制用电动机的扭转矢量装置、或者组合有卡合机构的带有差动限制功能的差动装置)。
并且,在本发明的差动装置中,如上所述的第一齿轮、第二齿轮、第一偏心齿轮及第二偏心齿轮、以及第一输出齿轮、第二输出齿轮、第一输出偏心齿轮及第二输出偏心齿轮均由摆线齿轮形成。通过利用摆线齿轮构成内齿齿轮(第一齿轮、第二偏心齿轮、第一输出偏心齿轮、第二输出齿轮)和外齿齿轮(第一偏心齿轮、第二齿轮、第一输出齿轮、第二输出偏心齿轮)的齿轮对,可以使内齿齿轮的齿数与外齿齿轮的齿数的齿数差为最小的“1”。并且,在本发明的差动装置中,将各个齿轮的齿数规定成使得内齿齿轮的齿数与外齿齿轮的齿数的齿数差为“1”。即,将各个齿轮构成为使得第一齿轮的齿数与第一偏心齿轮的齿数的齿数差、第二偏心齿轮的齿数与第二齿轮的齿数的齿数差、第一输出偏心齿轮的齿数与第一输出齿轮的齿数的齿数差、第二输出齿轮的齿数与第二输出偏心齿轮的齿数的齿数差均为“1”。因此,能够使得由第一齿轮和第一偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比、由第二齿轮和第二偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比、由第一输出齿轮和第一输出偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比、以及由第二输出齿轮和第二输出偏心齿轮构成的内切式行星齿轮机构的减速比均为与各个齿轮的齿数相应的最大的减速比。
附图说明
图1是用于说明本发明的差动装置的一个例子的图,是表示在利用“反作用力销”以及“反作用力孔”构成“运动转换机构”的类型的差动装置中,构成车辆用的机械锁式差速机构的实施方式的图。
图2是用于说明本发明的差动装置的结构的图,是表示图1中由A-A线截断的截面的剖视图。
图3是用于说明本发明的差动装置的结构的图,是表示图1中由B-B线截断的截面的剖视图。
图4是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图1所示的差动装置中组合了“控制用电动机”而构成具有扭矩矢量功能的左右轮的差速机构的实施方式的图。
图5是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示从图4所示的差动装置中省去了“驱动输入构件”以及“连动旋转控制用的行星齿轮机构”,利用“控制用电动机”构成使“第一旋转轴”与“第二旋转轴”相互反转的简单的差动装置的实施方式的图。
图6是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图1所示的差动装置中进一步组合有“驱动用电动机”以及“制动装置”,构成具有扭转矢量功能的动力单元的实施方式的图。
图7是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图1所示的差动装置中组合了“驱动用电动机”以及“控制用电动机”,构成具有扭矩矢量功能以及中央差速机构的动力单元的实施方式的图。
图8是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示将图7所示的差动装置(具有扭转矢量功能以及中央差速装置的动力单元)的“第一偏心板”、“第二偏心板”以及“两齿偏心构件”在径向上并列地配置,将旋转轴线方向的体积小型化的结构的实施方式的图。
图9是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图7所示的差动装置(具有扭转矢量功能以及中央差速装置的动力单元)中组合了使“驱动输入构件”和“第二偏心齿轮”成一体地旋转的“卡合机构”,构成具有差动限制功能以及中央差速机构的动力单元的实施方式的图。
图10是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在利用将内齿齿轮和外齿齿轮组合成一体的“二级齿轮”(“输出齿轮”以及“输出偏心齿轮”)构成“运动转换机构”的类型的差动装置中组合了“控制用电动机”,构成具有扭矩矢量功能的左右轮的差速机构的实施方式的图。
图11是用于说明本发明的差动装置的结构的图,是表示图10中由C-C线截断的截面的剖视图。
图12是用于说明本发明的差动装置的结构的图,是表示图10中由D-D线截断的截面的剖视图。
图13是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图10所示的差动装置中进一步组合了“驱动用电动机”以及“制动装置”,构成具有扭转矢量功能的动力单元的实施方式的图。
图14是用于说明本发明的差动装置的另外的例子的图,是表示在图10所示的差动装置中组合了“驱动用电动机”以及“控制用电动机”,构成具有扭矩矢量功能以及中央差速机构的动力单元的实施方式的图。
图15是表示在图7、图14所示的动力单元中设置电磁制动器作为制动装置的实施方式的图。
图16是表示在图7、图14所示的动力单元中设置传动制动器作为制动装置的实施方式的图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。另外,下面所示的实施方式只不过是在将本发明具体化的情况下的一个例子,并不限定本发明。
在图1中表示出应用了本发明的差动装置的一个例子。本发明的实施方式中的差动装置D是构成为能够使同轴地配置的两个旋转轴相互反转而差动旋转的传动装置,由第一旋转轴1以及第二旋转轴2这两个主旋转轴、以及差动旋转机构3构成。差动旋转机构3配备有第一齿轮4、第二齿轮5、第一偏心齿轮6、第二偏心齿轮7、公转支承构件8、第一运动转换机构9、以及第二运动转换机构10以作为主要结构部件。图1所示的差动装置D设想为搭载于车辆,构成对于车辆(图中未示出)的左右驱动轮(图中未示出)的差速机构11(一般所谓的机械锁式差速器)。
第一旋转轴1以及第二旋转轴2彼此在同轴上相对向地配置,彼此相对旋转。具体地,第一旋转轴1以及第二旋转轴2均配置在旋转轴线AL上。第一旋转轴1以及第二旋转轴2分别经由规定的轴承(图中未示出)被差动装置D的壳体12可旋转地支承。另外,壳体12兼用作差速机构11的壳体。或者,与差速机构11的壳体一体化。在该图1所示的实施方式中,第一旋转轴1的一端(图1的右侧的端部)被可旋转地支承于壳体12。第一旋转轴1作为驱动轴在突出侧的末端(图1的左侧的端部)连接着车辆的左右任一方的驱动轮(图中未示出)。同样地,第二旋转轴2的一端(图1的左侧的端部)被可旋转地支承于壳体12。第二旋转轴2作为驱动轴在突出侧的末端(图1的右侧的端部)连接着另一方的驱动轮(图中未示出)。
第一齿轮4以及第二齿轮5均被串联地(即,在旋转轴线AL方向上并列地)配置于同一旋转轴线AL上。在图1所示的实施方式中,从图1左起按照第一齿轮4、第二齿轮5的顺序进行配置。第一齿轮4和第二齿轮5成一体地形成。第一齿轮4和第二齿轮5成一体地旋转。如后面将要描述的那样,第一齿轮4经由轴承21被支承于公转支承构件8。另外,如后面将要描述的那样,第二齿轮5经由轴承22被支承于公转支承构件8。
第一齿轮4是“内齿齿轮”,与后面将要描述的第一偏心齿轮6啮合。另一方面,第二齿轮5是“外齿齿轮”,与后面将要描述的第二偏心齿轮7啮合。从而,第一齿轮4以及第二齿轮5成为将“内齿齿轮”与“外齿齿轮”组合成一体而形成的旋转构件(为了进行说明,称作“二级齿轮”)。
图1所示的差动装置D配备有与第一齿轮4以及第二齿轮5的“二级齿轮”成一体地旋转的驱动输入构件13。驱动输入构件13是从规定的动力源(图中未示出)被输入驱动扭矩的旋转构件,在图1所示的实施方式中,设置有差动齿圈14作为输入驱动构件13。另外,动力源例如是发动机、驱动用电动机、或者制动装置等,产生对车辆加速的扭矩或者对车辆制动的扭矩等正负驱动扭矩。
差动齿圈14与第一齿轮4及第二齿轮5成一体地形成。差动齿圈14与第一齿轮4及第二齿轮5成一体地旋转。差动齿圈14是大直径的伞齿轮,与设置于车辆(图中未示出)的传动轴15的末端(图1的下侧的端部)的驱动小齿轮16啮合。驱动小齿轮16是比差动齿轮14直径小、齿数少的伞齿轮。从而,由驱动小齿轮16以及差动齿轮14构成车辆的主减速装置(终减速齿轮)。传动轴15的另一方的端部(图中未示出)连接着车辆的动力源。从而,差速机构11经由差动齿圈14以及传动轴15被连接于动力源。
第一偏心齿轮6配置于第一偏心轴线EL1上。第一偏心轴线EL1不与旋转轴线AL一致,是显示出相对于旋转轴线AL偏心的旋转轴的旋转中心的轴线。如后面将要描述的那样,第一偏心齿轮6经由轴承19被支承于公转支承构件8。第一偏心齿轮6是“外齿齿轮”,与“内齿齿轮”的第一齿轮4内切并与第一齿轮4啮合。因此,第一偏心齿轮6与第一齿轮4啮合,绕第一偏心轴线EL1自转,并且,绕旋转轴线AL公转。从而,由“内齿齿轮”的第一齿轮4以及“外齿齿轮”的第一偏心齿轮6构成所谓的“内切式行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第一内切式行星齿轮机构”)。另外,如后将要描述的那样,第一偏心齿轮6形成于第一偏心板24的外周面24a。
第二偏心齿轮7配置于第二偏心轴线EL2上。第二偏心轴线EL2不与旋转轴线AL一致,是显示出相对于旋转轴线AL偏心的旋转轴的旋转中心的轴线。在本发明的实施方式中,第一偏心轴线EL1与第二偏心轴线EL2可以是彼此相同的轴线,或者也可以是彼此不同的轴线。在图1所示的实施方式中,第一偏心轴线EL1与第二偏心轴线EL2成为彼此相同的轴线。如后面将要描述的那样,第二偏心齿轮7经由轴承20被支承于公转支承构件8。上述第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7彼此相对旋转。第二偏心齿轮7是“内齿齿轮”,与“外齿齿轮”的第二齿轮5内切并与第二齿轮5啮合。第二偏心齿轮7与第二齿轮5啮合,绕旋转轴线AL公转。换句话说,第二齿轮5与第二偏心齿轮7啮合,绕旋转轴线AL旋转,使第二偏心齿轮7绕旋转轴线AL公转。从而,利用“内齿齿轮”的第二偏心齿轮7以及“外齿齿轮”的第二齿轮5构成所谓的“内切式行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第二内切式行星齿轮机构”)。另外,如后面将要描述的那样,第二偏心齿轮7形成于第二偏心板29的内周面29c。
公转支承构件8是圆筒状的旋转构件,与第一旋转轴1以及第二旋转轴2同轴地配置,即,配置于旋转轴线AL上。公转支承构件8相对于第一旋转轴1以及第二旋转轴2经由轴承(例如,滚柱轴承、或者滚针轴承)17、18被可旋转地支承。公转支承构件8与第一旋转轴1以及第二旋转轴2分别相对旋转。
如图1以及图2所示,第一偏心轴线EL1以及第二偏心轴线EL2穿过脱离公转支承构件8的旋转中心(即,旋转轴线AL)的规定位置,与旋转轴线AL平行地设置。在图1、图2所示的实施方式中,第一偏心轴线EL1位于从公转支承构件8的旋转轴线AL向图1、图2的上方以偏心量e1偏心的位置。同样地,第二偏心轴线EL2位于从公转支承构件8的旋转轴线AL向图1、图2的上方以偏心量e2偏心的位置。在图1所示的实施方式中,第一偏心轴线EL1和第二偏心轴线EL2是彼此相同的轴线,从而,偏心量e1与偏心量e2是彼此相等的偏心量。
公转支承构件8的两端部分处的外周面8a的截面成为以第一偏心轴线EL1为中心的圆形。即,公转支承构件8的两端部分成为以第一偏心轴线EL1以及第二偏心轴线EL2为中心的截面为圆环状的旋转体。公转支承构件8经由设置于这些相对于旋转轴线AL偏心的外周面8a的轴承(例如,滚柱轴承、或者滚针轴承)19、20,支承第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7。
另外,如图3所示,公转支承构件8的中央部分处的外周面8b的截面成为以旋转轴线AL为中心的圆形。即,公转支承构件8的中央部分成为以旋转轴线AL为中心的截面为圆环状的旋转体。并且,经由设置于公转支承构件8的外周面8a的轴承(例如,滚珠轴承)21、22配置有第一齿轮4以及第二齿轮5。从而,公转支承构件8能够自由旋转地(能够相对旋转地)支承第一齿轮4以及第二齿轮5。与此同时,公转支承构件8绕旋转轴线AL旋转,分别对第一偏心齿轮6的公转运动以及第二偏心齿轮7的公转运动进行支承。
如上所述,本发明的实施方式中的差动装置D(具体地,差动旋转机构3)由共用公转支承构件8的实质上两组“内切式行星齿轮机构”构成。即,本发明的实施方式中的差动装置D(差动旋转机构3)是将由第一齿轮4和第一偏心齿轮6构成的“第一内切式行星齿轮机构”、以及由第二齿轮5和第二偏心齿轮7构成的“第二内切式行星齿轮机构”这两组“内切式行星齿轮机构”组合起来构成。“内切式行星齿轮机构”是没有所谓的行星小齿轮的行星齿轮机构,与在太阳齿轮与齿圈之间配置行星小齿轮的通常的行星齿轮机构相比,可以简单地构成。另外,如后面将要描述的那样,通过对于构成“内切式行星齿轮机构”的各个齿轮采用摆线齿轮,可以在第一齿轮4及第二齿轮5的“二级齿轮”与第一偏心齿轮6之间、以及第一齿轮4及第二齿轮5的“二级齿轮”与第二偏心齿轮7之间分别设定相对大的减速比。
本发明的实施方式中的差动装置D配备有两组“运动转换机构”:在第一旋转轴1与第一偏心齿轮6之间转换旋转运动的形态的第一运动转换机构9;以及在第二旋转轴2与第二偏心齿轮7之间转换旋转运动的形态的第二运动转换机构10。第一运动转换机构9将第一偏心齿轮6的公转运动转换成第一旋转轴1的旋转运动,或者,将第一旋转轴1的旋转运动转换成第一偏心齿轮6的公转运动。第二运动转换机构10将第二偏心齿轮7的公转运动转换成第二旋转轴2的旋转运动,或者,将第二旋转轴2的旋转运动转换成第二偏心齿轮7的公转运动。在本发明的实施方式中的差动装置D中,例如,可以适当地采用应用了销齿轮的原理或应用了内切式行星齿轮机构等的各种机构构成“运动转换机构”。在图1及图2中,表示出采用“反作用力销”以及“反作用力孔”构成“运动转换机构”的类型的差动装置D。
在图1、图2、图3所示的实施方式中,第一运动转换机构9具有第一板23、第一偏心板24、第一反作用力销25以及第一反作用力孔26。
第一板23是圆形凸缘状或者圆盘状的旋转构件,配置于旋转轴线AL上。第一板23被安装于第一旋转轴1。第一板23与第一旋转轴1成一体地旋转。在第一板23,安装有后面将要描述的多个第一反作用力销25。
第一偏心板24是圆环板状的旋转构件,在旋转轴线AL方向上与第一板23相对向地配置于第一偏心轴线EL1上。在图1、图2、图3所示的实施方式中,第一偏心板24形成第一偏心齿轮6的基体部分。具体地,第一偏心齿轮6的外齿形成于第一偏心板24的外周面24a。并且,第一偏心板24、即第一偏心齿轮6在第一偏心板24的内周面24b经由轴承19被公转支承构件8支承。从而,通过第一偏心齿轮6沿第一齿轮4的周向与第一齿轮4啮合并旋转,第一偏心板24与第一偏心齿轮6一起绕旋转轴线AL公转运动。
第一反作用力销25是多个圆柱状的固定构件,如图2所示,配置于第一板23的侧面中的以旋转轴线AL为中心的节圆PC1上。在图2所示的实施方式中,八个第一反作用力销25在节圆PC1上等间隔地配置。第一反作用力销25以从第一板23的侧面向旋转轴线AL方向突出的方式安装于第一板23。在图1所示的实施方式中,第一反作用力销25经由轴承(例如,滚柱轴承、或者滚针轴承)27被能够旋转地保持于第一板23。
第一反作用力孔26是形成于第一偏心板24的多个孔(凹坑)或者贯通孔,如图2所示,配置于第一偏心板24的侧面中的以第一偏心轴线EL1为中心的节圆PC2上。在图2所示的实施方式中,与第一反作用力销25相对应的八个部位的第一反作用力孔26在节圆PC2上形成于等间隔的位置处。第一反作用力销25分别插入于第一反作用力孔26,第一反作用力孔26与第一反作用力销25分别进行松卡合。具体地,使第一反作用力孔26的内径比第一反作用力销25的外径大,以便在第一偏心板24与第一偏心齿轮6一起绕旋转轴线AL做公转运动时,第一反作用力销25与第一反作用力孔26不会相互干扰而阻碍第一偏心板24的公转运动。例如,第一反作用力销25以及第一反作用力孔26分别形成为使得第一反作用力孔26的内径与第一反作用力销25的外径之差比第一偏心轴线EL1相对于旋转轴线AL的偏心量(即,偏心量e1)大。
因此,通过第一偏心齿轮6、即第一偏心板24绕旋转轴线AL公转,该图1所示的差动装置D的第一运动转换机构9利用第一反作用力孔26与第一反作用力销25的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使保持着第一反作用力销25的第一板23绕旋转轴线AL旋转。或者,通过第一板23绕旋转轴线旋转,利用第一反作用力孔26与第一反作用力销25的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使第一偏心板24、即第一偏心齿轮6绕旋转轴线AL公转。从而,第一运动转换机构9将第一偏心齿轮6绕旋转轴线AL的公转运动转换成第一旋转轴1绕旋转轴线AL的旋转运动。或者,第一运动转换机构9将第一旋转轴1绕旋转轴线AL的旋转运动转换成第一偏心齿轮6绕旋转轴线AL的公转运动。
同样地,在图1、图2、图3所示的实施方式中,第二运动转换机构10具有第二板28、第二偏心板29、第二反作用力销30以及第二反作用力孔31。
第二板28是圆形凸缘状或者圆盘状的旋转构件,配置于旋转轴线AL上。第二板28被安装于第二旋转轴2。第二板28与第二旋转轴2成一体地旋转。后面将要描述的多个第二反作用力销30被安装于第二板28。
第二偏心板29是圆环板状的旋转构件,在旋转轴线AL的方向上与第二板28相对向地配置于第二偏心轴线EL2上。在图1、图2、图3所示的实施方式中,第二偏心板29形成第二偏心齿轮7的基体部分。具体地,在第二偏心板29的外周部分,形成有向旋转轴线AL方向突出的圆筒部29a。圆筒部29a的外周面29b的截面成为以旋转轴线AL为中心的圆形。圆筒部29a的内周面29c的截面成为以第二偏心轴线EL2为中心的圆形。即,圆筒部29a的内周面29c相对于第二偏心板29形成于以偏心量e2偏心的位置。在该圆筒部29a的内周面29c,形成有第二偏心齿轮7的内齿。即,在图1、图3所示的实施方式中,第二偏心齿轮7从旋转轴线AL向图1、图3的上方以偏心量e2偏心地形成。并且,第二偏心板29在第二偏心板29的基体部分的内周面29d经由轴承20被支承于公转支承构件8。从而,通过第二偏心齿轮7在第二齿轮5的周围与第二齿轮5结合并且旋转,第二偏心板29与第二偏心齿轮7一起绕旋转轴线AL做公转运动。
第二反作用力销30是多个圆柱状的固定构件,与图2所示的第一反作用力销25同样,被配置在第二板28的侧面中的以旋转轴线AL为中心的节圆PC3上。例如,八个第一反作用力销25在节圆PC3上等间隔地配置。第二反作用力销30以从第二板28的侧面向旋转轴线AL方向突出的方式被安装于第二板28。在图1所示的实施方式中,第二反作用力销30经由轴承(例如,滚柱轴承、或者滚针轴承)32被能够旋转地保持于第二板28。
第二反作用力孔31是形成于第二偏心板29的多个孔(凹坑)或者贯通孔,与图2所示的第一反作用销25同样,被配置于第二偏心板29的侧面中的以第二偏心轴线EL2为中心的节圆PC4上。例如,与第二反作用力销30相对应的八个部位的第二反作用力孔31在节圆PC4上形成于等间隔的位置。第二反作用力销30分别插入于第二反作用力孔31,第二反作用力孔31与第二反作用力销30分别进行松卡合。具体地,使第二反作用力孔31的内径比第二反作用力销30的外径大,以便当第二偏心板29与第二偏心齿轮7一起绕旋转轴线AL做公转运动时,第二反作用力销30与第二反作用力孔31不会相互干扰而阻碍第二偏心板29的公转运动。例如,将第二反作用力销30以及第二反作用力孔31分别形成为使得第二反作用力孔31的内径与第二反作用力销30的外径之差比第二偏心轴线EL2相对于旋转轴线AL的偏心量(即,偏心量e2)大。
因此,通过第二偏心齿轮7、即第二偏心板29绕旋转轴线AL公转,图1所示的差动装置D的第二运动转换机构10利用第二反作用力孔31与第二反作用力销30的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使保持着第二反作用力销30的第二板28绕旋转轴线AL旋转。或者,通过第二板28绕旋转轴线旋转,利用第二反作用力孔31与第二反作用力销30的直径差的量的空间吸收上述那样的公转运动时的偏心量,并且,使第二偏心板29、即第二偏心齿轮7绕旋转轴线AL公转。从而,第二运动转换机构10将第二偏心齿轮7绕旋转轴线AL的公转运动转换成第二旋转轴2绕旋转轴线AL的旋转运动。或者,第二运动转换机构10将第二旋转轴2绕旋转轴线AL的旋转运动转换成第二偏心齿轮7绕旋转轴线AL的公转运动。
如上所述,图1、图2、图3所示的差动装置D利用第一旋转轴1、第二旋转轴2、差动旋转机构3、第一运动转换机构9、以及第二运动转换机构10构成车辆用的差速机构11。差动装置D、即差速机构11将从规定的动力源向驱动输入构件13(以及,第一齿轮4及第二齿轮5)输入的驱动扭矩分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。具体地,将驱动扭矩分配给第一偏心齿轮6和第二偏心齿轮7,并且,将第一偏心齿轮6的扭矩经由第一运动转换机构9传递给第一旋转轴1,将第二偏心齿轮7的扭矩经由第二运动转换机构10传递给第二旋转轴2。在本发明的实施方式的差动装置D中,在第一旋转轴1和第二旋转轴2在相同方向上等速(相同转速)旋转的情况下,第一旋转轴1及第二旋转轴2与差动旋转机构3成一体地旋转。在该情况下,驱动扭矩被均等地分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。与此相对,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速不同的情况下,第一旋转轴1与第二旋转轴2在彼此相反的方向上相对旋转,做差动旋转。
因此,差动装置D使得第一齿轮4与第一偏心齿轮6之间的齿轮比和第二齿轮5与第二偏心齿轮7之间的齿轮比分别相互不同。另外,在本发明的实施方式中,将第一偏心齿轮6的齿数z1B相对于第一齿轮4的齿数z1A的比例作为第一齿轮4与第一偏心齿轮6之间的齿轮比(第一齿轮比u1),将第二偏心齿轮7的齿数z2B相对于第二齿轮5的齿数z2A的比例作为第二齿轮5与第二偏心齿轮7之间的齿轮比(第二齿轮比u2)。
差动装置D构成为例如如图1中括弧内的数值所示,第一齿轮4的齿数z1A为“20”,第二齿轮5的齿数z2A为“20”,第一偏心齿轮6的齿数z1B为“19”,第二偏心齿轮7的齿数z2B为“21”。在该情况下,第一齿轮比u1以及第二齿轮比u2分别为:
u1=z1B/z1A=19/20=0.950
u2=z2A/z2B=20/21≈0.9524。
如上所述,使第一齿轮4的齿数z1A与第二齿轮5的齿数z2A彼此相等,并且,使第一偏心齿轮6的齿数z1B相对于第一齿轮4的齿数z1A少“1齿”而不同,使第二偏心齿轮7的齿数z2B相对于第二齿轮5的齿数z2A多“1齿”而不同。由此,第一齿轮比u1以及第二齿轮比u2不相互一致,而以微小的值不同。
如前面所述,本发明的实施方式中的差动装置D的差动旋转机构3是将由第一齿轮4及第一偏心齿轮6构成的“第一内切式行星齿轮机构”与由第二齿轮5及第二偏心齿轮7构成的“第二内切式行星齿轮机构”组合起来构成的。即,差动旋转机构3由将“第一内切式行星齿轮机构”与“第二内切式行星齿轮机构”组合起来的一种“复合行星齿轮机构”构成。在这样的“复合行星齿轮机构”中,如上所述,第一齿轮比u1与第二齿轮比u2略微不同。假如第一齿轮比u1与第二齿轮比u2相等,则上述那样的“复合行星齿轮机构”中的减速比(输入旋转部件的转速与输出旋转部件的转速的比例),也就是在该情况下第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7的转速相对于驱动输入构件13的转速(即,第一齿轮4及第二齿轮5的转速)的比例的倒数会分别变成无限大。在这样的情况下,上述那样的“复合行星齿轮机构”不成立。与此相对,在图1、图2、图3所示的差动装置D中,如前面所述,通过使第一齿轮比u1与第二齿轮比u2彼此不同,既避免了上述那样的“复合行星齿轮机构”中的减速比会变成无限大的状态,又设定了相对大的减速比。与若第一齿轮比u1与第二齿轮比u2相等,则减速比变得无限大相对,若第一齿轮比u1与第二齿轮比u2之差变大,则减速比变小。从而,越减小第一齿轮比u1与第二齿轮比u2之差,则越能够设定大的减速比。
在如上面所述构成的差动装置D、即差速机构11中,在被输入给驱动输入构件13的驱动扭矩被分配并传递给第一偏心齿轮6和第二偏心齿轮7时,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速相等的情况下,第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7成一体地旋转。
具体地,当扭矩被输入给第一齿轮4及第二齿轮5,第一齿轮4及第二齿轮5旋转时,通过第一齿轮4的齿数z1A与第二齿轮5的齿数z2A彼此相等,第一偏心齿轮6的齿数z1B比第二偏心齿轮7的齿数z1B少“2齿”,第一偏心齿轮6比第二偏心齿轮7的旋转慢“2齿”。反之,第二偏心齿轮7比第一偏心齿轮6的旋转快“2齿”。即,第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7相对地向彼此相反的方向旋转。在该情况下,若第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速彼此相等,即,第一偏心齿轮6的转速与第二偏心齿轮7的转速彼此相等,则第一偏心齿轮6与第一齿轮4啮合,并且,绕旋转轴线AL公转。另外,第二偏心齿轮7与第二齿轮5啮合,并且,绕旋转轴线AL公转。因此,彼此相反方向的扭矩作用于第一齿轮4与第一偏心齿轮6的啮合部、以及第二齿轮5与第二偏心齿轮7的啮合部,各个啮合部相互干扰。其结果为,差动装置D整体实质上成为卡合状态,成一体地旋转。从而,第一旋转轴1以及第二旋转轴2不进行差动旋转,而成一体地旋转。
与此相对,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速之间存在转速差的情况下,即,在第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7进行差动旋转的情况下,上述那样的由各个啮合部的干扰导致的差动装置D的实质上的卡合状态被消除。因此,在从驱动输入构件13至第一偏心齿轮6的动力传递路径、以及从驱动输入构件13至第二偏心齿轮7的动力传递路径中,使第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7进行差动旋转,并且,分别传递驱动扭矩。在该情况下,如上所述,彼此反向的扭矩作用于第一齿轮4与第一偏心齿轮6的啮合部、以及第二齿轮5与第二偏心齿轮7的啮合部。从而,第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7向彼此相反的方向相对旋转。即,第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7以第二偏心齿轮7相对于第一偏心齿轮6进行反转的方式分别旋转。其结果为,第一旋转轴1以及第二旋转轴2进行差动旋转,并且,向彼此相反的方向相对旋转。
这样,本发明的实施方式中的差动装置D实质上由两组“内切式行星齿轮机构”构成,将从动力源输入的驱动扭矩分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。与此同时,能够进行第一旋转轴1与第二旋转轴2的差动旋转,吸收这些第一旋转轴1与第二旋转轴2之间的转速差。从而,根据本发明的实施方式中的差动装置D,可以构成紧凑且简单的差速机构11。
另外,差动装置D也可以设置有用于消除或者抑制因偏心旋转而产生的不平衡的平衡配重。例如,在图1、图3所示的差动装置D中,在第二偏心板29的外周部分,设置有平衡配重33。具体地,第二偏心板29的圆筒部29a的截面中的下方厚壁的部分成为平衡配重33。平衡配重33也可以调整重量而成一体地形成于第二偏心板29的外周部分。或者,还可以将调整重量的另外的构件(图中未示出)安装于第二偏心板29的外周部分而形成。
如前面所述,本发明的实施方式中的差动装置D由两组“内切式行星齿轮机构”构成,“内齿齿轮”(第一齿轮4、以及第二偏心齿轮7)相对于“外齿齿轮”(第一偏心齿轮6、以及第二齿轮5)进行偏心旋转(公转)。因此,在“内齿齿轮”绕旋转轴线AL公转时,产生与“内齿齿轮”的重量相应的旋转的不平衡。平衡配重33特别是要消除第二偏心齿轮7偏心旋转时的不平衡。从而,平衡配重33例如被设置于“内齿齿轮”的公转轨道中的相位与“内齿齿轮”的啮合位置偏离180度的位置。如上所述,在本发明的实施方式的差动装置D中,成为第二偏心齿轮7偏心旋转的结构,在第二偏心齿轮7的外周面29b,不存在齿轮的啮合部。因此,在第二偏心齿轮7的外周部分,能够容易地确保平衡配重33的配置空间。即,能够容易地配置平衡配重33。从而,能够容易地构成旋转平衡良好的差动装置D。
在图4至图14中,表示出应用了本发明的差动装置D的其它的实施方式。其中,在图4至图9中,示出利用与上述图1、图2、图3中所示的实施方式同样的“反作用力销”以及“反作用力孔”构成“运动转换机构”的类型的差动装置D。另外,在下面图示并说明的差动装置D中,对于结构或功能与上述图1、图2、图3或者已有的附图中表示的差动装置D相同的构件或者部件等,采用与图1、图2、图3或者在已有的附图中使用的附图标记相同的附图标记。
本发明的实施方式中的差动装置D,通过组合有产生用于使上述那样的差动旋转机构3差动旋转的控制扭矩的规定的促动器(或者,动力源),可以构成具有扭矩矢量的功能的差速机构(即,扭矩矢量装置)。图4所示的差动装置D,将“控制用电动机”组合到上述图1、图2、图3所示的差动装置D中,构成具有扭转矢量功能的车辆用差速机构40。
具体地,在图4所示的实施方式中,设置有控制用电动机41作为规定的促动器。控制用电动机41是与前面所述的产生驱动扭矩的动力源不同的电动机,产生用于控制第一旋转轴1与第二旋转轴2之间的差动状态的控制扭矩。控制用电动机41例如由永久磁铁式的同步电动机或者感应电动机等构成。控制用电动机41配置于旋转轴线AL上。即,控制用电动机41与第一旋转轴1及第二旋转轴2、以及差动旋转机构3相互同轴地配置。
控制用电动机41具有转子41a的旋转轴、即输出上述控制扭矩的控制扭矩输出轴41b。控制扭矩输出轴41b被能够进行动力传递地连接于差动旋转机构3。在图4所示的差动装置D中,在差动旋转机构3与控制用电动机41之间,设置有公转支承行星齿轮架42,控制扭矩输出轴41b经由后面将要描述的减速行星齿轮机构44连接于该公转支承行星齿轮架42。
公转支承行星齿轮架42是对第一偏心齿轮6或第二偏心齿轮7中的任一方的公转运动进行支承,并且,从控制用电动机41被输入控制扭矩的相当于本发明的实施方式中的“控制输入支承构件”的旋转构件。在图4所示的差动装置D中,公转支承行星齿轮架42保持第二偏心齿轮7,与公转支承构件8一起对差动旋转机构3的第二偏心齿轮7的公转运动(偏心旋转)进行支承,并且,对差动旋转机构3传递控制扭矩。公转支承行星齿轮架42是圆形凸缘状或者圆盘状的旋转构件,配置在旋转轴线AL上。公转支承行星齿轮架42经由规定的轴承(图中未示出)被能够相对旋转地支承于第二旋转轴2。在公转支承行星齿轮架42的外周部分,形成有向旋转轴线AL方向突出的圆筒部42a,第二偏心齿轮7的外周部分配置于该圆筒部42a的内周部分。具体地,第二偏心齿轮7经由轴承(例如,滚柱轴承、或者滚针轴承)43被能够旋转地保持于圆筒部42a的内周面42b。
如前面所述,第二偏心板29的内周面29d被支承于公转支承构件8,第二偏心齿轮7及第二偏心板29绕旋转轴线AL公转。另一方面,公转支承行星齿轮架42如上所述地绕旋转轴线AL旋转。因此,当公转支承行星齿轮架42旋转时,公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿轮7进行差动旋转,并且,在这些公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿轮7之间传递扭矩。
另外,如前面所述,本发明的实施方式中的差动装置D将从规定的动力源输入给驱动输入构件13的驱动扭矩分配并传递给第一偏心齿轮6及第一旋转轴1和第二偏心齿轮7及第二旋转轴2。与此同时,该图4所示的差动装置D在公转支承行星齿轮架42与第一偏心齿轮6之间、以及公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿轮7之间分别将从控制用电动机41输入给公转支承行星齿轮架42的控制扭矩增幅,并传递给第一旋转轴1以及第二旋转轴2。另外,图4所示的差动装置D,通过从控制用电动机41向公转支承行星齿轮架42输入控制扭矩,使得第一旋转轴1与第二旋转轴2进行差动旋转。并且,在第一旋转轴1与第二旋转轴2进行差动旋转时,第一旋转轴1及第二旋转轴2在彼此相反的方向上旋转。
进而,图4所示的差动装置D构成为使得公转支承行星齿轮架42与第一偏心齿轮6之间的减速比(为了进行说明,称作“第一减速比”)和公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿轮7之间的减速比(为了进行说明,称作“第二减速比”)彼此相等或者近似。“第一减速比”是第一偏心齿轮6的转速相对于公转支承行星齿轮架42的转速的比例的倒数。“第二减速比”是第二偏心齿轮7的转速相对于公转支承行星齿轮架42的转速的比例的倒数。
另外,图4所示的差动装置D构成为使得第一偏心齿轮6的转速、以及第二偏心齿轮7的转速相对于公转行星齿轮架42的转速均减小。即,上述那样的“第一减速比”以及“第二减速比”(的绝对值)均比“1”大。从而,差动装置D将被输入给公转支承行星齿轮架42的控制用电动机41的控制扭矩增幅,并传递给第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7。
例如,如前面所述,在第一齿轮4的齿数z1A为“20”,第一偏心齿轮6的齿数z1B为“19”,第二齿轮5的齿数z2A为“20”,第二偏心齿轮7的齿数z2B为“21’的情况下,公转支承行星齿轮架42与第一偏心齿轮6之间的第一减速比R1为:
R1=1/(1-z1B/z1A)
=1/(1-19/20)
=20
与在过去一般的行星齿轮机构中能够实现的减速比大概为从“4”到“10”的程度相比,相对而言,获得大的减速比。
同样地,公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿轮7之间的第二减速比R2为:
R2=1/(1-z2B/z2A)
=1/(1-21/20)
=-20
在该情况下,相对于与输入旋转部件相当的公转支承行星齿轮架42的旋转方向而言,与输出旋转部件相当的第二偏心齿轮7向相反方向旋转。因此,为了方便起见,对该第二减速比R2添加负(-)号。与上述第一减速比R1同样,与在过去一般的行星齿轮机构中能够实现的减速比大概为从“4”到“10”的程度相比,相对而言,获得大的减速比。另外,在图4中,将上述第一减速比R1以及第二减速比R2合起来在括号内记作“R=±20”。
这样,图4所示的差动装置D,通过控制扭矩被输入给公转支承行星齿轮架42,公转支承行星齿轮架42旋转,使得第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7进行差动旋转。与此同时,第一偏心齿轮6与第二偏心齿轮7向彼此相反的方向相对旋转。在该情况下,公转支承行星齿轮架42的转速与第一偏心齿轮6的转速的比例、即第一减速比R1的大小和公转支承行星齿轮架42的转速与第二偏心齿轮7的转速的比例、即第二减速比R2的大小彼此相等或者近似。在图4所示的差动装置D中,第一减速比R1与第二减速比R2变得大小相等。因此,控制用电动机41输出的控制扭矩相互以相同的增幅率被增大,并传递给第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7。
另外,在图4所示的差动装置D中,例如,在控制用电动机41在正转(CW:顺时针)方向上旋转时,当作为输入旋转部件的公转支承行星齿轮架42的旋转方向为正转方向时,作为输出旋转部件的第一偏心齿轮6在正转方向上旋转,第二偏心齿轮7在与正转方向相反的反转方向上旋转。在本发明的实施方式的差动装置D中,通过分别调整第一齿轮4及第二齿轮65的齿数、以及第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7的齿数,能够设定所希望的减速比,并且,将作为输出旋转部件的第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7的旋转方向分别恰当地设定为正转方向或者反转方向。
具体地,第一齿轮4及第一偏心齿轮6、以及第二齿轮5及第二偏心齿轮7均由摆线齿形的齿轮(即,“摆线齿轮”)形成,并且,对于第一齿轮4的齿数z1A、第一偏心齿轮6的齿数z1B、第二齿轮5的齿数z2A、第二偏心齿轮7的齿数z2B,将各个齿轮的齿数分别设定成使得以下各个关系式全部成立:
z1A=z2A
z1B=z1A-1
z2B=z1A+1
由此,可以将第一偏心齿轮6的旋转方向设定为正转方向,将第二偏心齿轮7的旋转方向设定为反转方向。另外,可以使各个“内齿齿轮”(第一齿轮4、以及第二偏心齿轮7)的齿数与各个“外齿齿轮”(第二齿轮5、以及第一偏心齿轮6)的齿数的齿数差为最小的“1”,获得与各个齿轮的齿数相应的最大的减速比R。
如上所述,本发明的实施方式中的差动装置D可以将差动旋转机构3与控制用电动机41组合构成“扭矩矢量装置”。在图4所示的差动装置D中,通过将控制用电动机41输出的控制扭矩传递给公转支承行星齿轮架42,能够既将该控制扭矩增幅,又分配并传递给第一偏心齿轮6、即第一旋转轴1和第二偏心齿轮7、即第二旋转轴2。被传递给第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7的控制扭矩使这些第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7相互反转。从而,通过对控制用电动机41的控制扭矩进行控制,能够主动地控制从动力源向第一旋转轴1以及第二旋转轴2传递的驱动扭矩的配额或者分配率。即,能够实施对于分别连接于第一旋转轴1以及第二旋转轴2的左右驱动轮的扭矩矢量化。
另外,本发明的实施方式的差动装置D,如前面所述,由两组“内切式行星齿轮机构”构成,能够在公转支承行星齿轮架42与第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7之间设定相对大的减速比。在图4所示的差动装置D中,第一减速比R1及第二减速比R2(绝对值)均能够设定成“20”这样相对大的变速比。因此,能够以相对大的增幅率将控制用电动机41的控制扭矩增幅,能够相应程度地谋求控制用电动机41的小型化。从而,根据本发明的实施方式中的差动装置D,能够构成具有扭转矢量功能的紧凑且简单的差速机构40。
进而,本发明的实施方式中的差动装置D,如上所述,在设有扭转矢量化用的控制用电动机41的情况下,配备有抑制该控制电动机1的连动旋转用的机构。
如前面所述,本发明的实施方式中的差动装置D,在第一旋转轴1与第二旋转轴2在相同方向上等速旋转的情况下,差动装置D(具体地,差动旋转机构3)成一体地连动旋转。在该情况下,假如控制用电动机41也一起连动旋转,则存在着会招致差动装置D的动力传递效率降低的可能性。因此,对于该图4所示的差动装置D,为了避免或者抑制上述那样的控制用电动机41的连动旋转,设置有减速行星齿轮机构44、以及增速行星齿轮机构45。
减速行星齿轮机构44配置于控制用电动机41与差动装置D的公转支承行星齿轮架42之间,将控制用电动机41输出的控制扭矩增幅并传递给公转支承行星齿轮架42。另外,减速行星齿轮机构44在差速齿轮14、以及第一旋转轴1及第二旋转轴2成一体地旋转时,作为使公转支承行星齿轮架42的转速相对于控制用电动机41的控制扭矩输出轴41b的转速减小的减速机构起作用。
另外,减速行星齿轮机构44与第一旋转轴1及第二旋转轴2同轴地配置,即,配置于旋转轴线AL上。减速行星齿轮机构44由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有太阳齿轮、齿圈、以及行星齿轮架。在本发明的实施方式中,为了与其它行星齿轮机构的各个旋转部件相区别,将减速行星齿轮机构44的太阳齿轮、齿圈、以及行星齿轮架分别称作减速太阳齿轮44a、减速齿圈44b、以及减速行星齿轮架44c。
减速太阳齿轮44a形成于中空形状的旋转轴的外周部分,被能够旋转地支承于壳体12。减速太阳齿轮44a被连接于控制用电动机41的控制扭矩输出轴41b。减速太阳齿轮44a与控制扭矩输出轴41b成一体地旋转。
减速齿圈44b是与减速行星齿轮机构44的行星齿轮44d啮合的“内齿齿轮”,被能够旋转地支承于壳体12。减速齿圈44b被连接于后面将要描述的增速行星齿轮机构45的增速齿圈45b。减速齿圈44b与增速齿圈45b成一体地旋转。
减速行星齿轮架44c将行星齿轮44d支承为能够自转且公转。减速行星齿轮架44c兼用于差动装置D的公转支承行星齿轮架42,这些减速行星齿轮架44c与公转支承行星齿轮架42成一体地旋转。如后面将要描述的那样,在差动齿圈14、以及第一旋转轴1及第二旋转轴2成一体地旋转时,减速行星齿轮架44c的转速相对于减速齿圈44b的转速减小。
从而,对于减速行星齿轮机构44,在从控制扭矩输出轴41b被传递控制扭矩,而减速太阳齿轮44a旋转的情况下,减速齿圈44b成为反作用力部件,减速行星齿轮架44c的转速相对于减速太阳齿轮44a的转速减小。即,减速行星齿轮机构44作为控制用电动机41的减速齿轮机构起作用。从而,减速行星齿轮机构44在控制用电动机41与公转支承行星齿轮架42之间将控制用电动机41输出的控制扭矩增幅,并传递给公转支承行星齿轮架42。
在图4所示的差动装置D中,如图中由括号内的数值所示,减速行星齿轮机构44中的减速太阳齿轮44a的齿数为“24”,减速齿圈44b的齿数为“64”,行星齿轮44d的齿数为“20”。因此,该减速行星齿轮机构44的减速比为“3.67”。从而,由于前面所述的图1中所示的差动装置D的减速比R(将第一减速比R1和第二减速比R2合起来表示的减速比)为“±20”,因此,叠加了该减速行星齿轮机构44的减速比的差动装置D的实质上的减速比R’成为:
R’=±20×3.67=±73.33。
利用减速行星齿轮机构44的减速功能,获得更大的减速比R’。
另一方面,增速行星齿轮机构45与第一旋转轴1以及第二旋转轴2同轴地配置,即,配置于旋转轴线AL上。增速行星齿轮机构45由单小齿轮型的行星齿轮机构构成,具有太阳齿轮、齿圈、以及行星齿轮架。在本发明的实施方式中,为了与其它行星齿轮机构的各个旋转部件相区别,将增速行星齿轮机构45的太阳齿轮、齿圈、以及行星齿轮架分别称为增速太阳齿轮45a、增速齿圈45b、以及增速行星齿轮架45c。
增速太阳齿轮45a被形成于中空形状的轴构件的外周部分,被不能旋转地固定。例如,被安装于与壳体12形成为一体的凸缘部分(图中未示出)。
增速齿圈45b是与增速行星齿轮机构45的行星齿轮45d啮合的“内齿齿轮”,与减速行星齿轮机构44的减速齿圈44b一起被能够旋转地支承于壳体12。增速齿圈45b被连接于减速齿圈44b。或者,增速齿圈45b与减速齿圈44b形成为一体。增速齿圈45b与减速齿圈44b成一体地旋转。在增速行星齿轮架45c旋转时,增速齿圈45b的转速相对于增速行星齿轮架45c的转速增大。
增速行星齿轮架45c将行星齿轮45d支承为能够自转且公转。增速行星齿轮架45c经由形成为覆盖差动旋转机构3的盖状的连接构件46被连接于驱动输入构件13以及差动齿轮14。增速行星齿轮架45c与驱动输入构件13以及差动齿轮14成一体地旋转。
从而,对于增速行星齿轮机构45,在从差动齿轮14被传递驱动扭矩,而使增速行星齿轮架45c旋转的情况下,增速太阳齿轮45a成为反作用力部件,作为使增速齿圈45b的转速相对于增速行星齿轮架45c的转速增大的增速机构起作用。
在图4所示的差动装置D中,如图中由括号内的数值所示,增速行星齿轮机构45中的增速太阳齿轮45a的齿数为“24”,增速齿圈45b的齿数为“64”,行星齿轮45d的齿数为“20”。即,增速太阳齿轮45a的齿数、增速齿圈45b的齿数、以及行星齿轮45d的齿数分别与上述减速行星齿轮机构44中的减速太阳齿轮44a的齿数、减速齿圈44b的齿数、以及减速行星齿轮44d的齿数相等。从而,增速行星齿轮机构45与减速行星齿轮机构44的齿轮比(或者,速度传递比、速度比)彼此相等。
本发明的实施方式中的差动装置D,在第一旋转轴1和第二旋转轴2在相同方向上等速旋转的情况下,差动装置D的整体成一体地连动旋转。与此相伴,增速行星齿轮机构45的增速行星齿轮架45c和减速行星齿轮机构44的减速行星齿轮架44c在相同方向上等速旋转。在该情况下,在将增速太阳齿轮45a的旋转停止了的状态下,增速行星齿轮机构45作为使增速齿圈45b的旋转速度相对于增速行星齿轮架45c的转速增大的增速机构起作用。另一方面,减速行星齿轮机构44作为使减速行星齿轮架44c的转速相对于减速齿圈44b的转速减小的减速机构起作用。增速行星齿轮架45c的转速以及减速行星齿轮架44c的转速彼此相等。另外,由于增速齿圈45b与减速齿圈44b连接,因此,这些增速齿圈45b的转速以及减速齿圈44b的转速也彼此相等。因此,增速行星齿轮机构45的增速比的绝对值与减速行星齿轮机构44的减速比的绝对值相等。在该情况下,由于增速太阳齿轮45a的转速为“0”,因此,在减速行星齿轮机构44中,根据减速行星齿轮机构44的齿轮比,减速太阳齿轮44a的转速相对于减速齿圈44b的转速减小到“0”或者“0”附近的转速。在图4所示的差动装置D中,由于增速行星齿轮机构45的齿轮比与减速行星齿轮机构44的齿轮比相等,因此,减速太阳齿轮44a的转速成为“0”。从而,如上所述,在第一旋转轴1和第二旋转轴2在相同方向上等速旋转,差动装置D成一体地连动旋转的情况下,连接于减速太阳齿轮44a的控制用电动机41的控制扭矩输出轴41b的转速成为“0”。即,控制用电动机41的连动旋转被抑制。
从而,根据该图4所示的差动装置D,能够抑制输出控制扭矩的控制用电动机41的连动旋转,提高差速机构40的动力传递效率。从而,可以提高搭载了差速机构40的车辆的能量效率。另外,例如,在车辆直行的状态下进行急加速或者急减速的情况下,由于控制用电动机41的连动旋转被抑制,因此,能够消除控制用电动机41的惯性扭矩的影响。因此,例如,无需另外实施对控制用电动机41连动旋转的情况下的惯性扭矩进行抵消或者消减的扭矩的控制,能够相应程度地减轻控制用电动机41的装置的负荷。从而,可以提高由该差速机构40以及控制用电动机41的扭矩矢量控制的控制性。
图5所示的差动装置D构成从上述图4所示的差动装置D中省略驱动输入构件13、以及用于抑制控制用电动机41的连动旋转的行星齿轮机构(即,减速行星齿轮机构44以及增速行星齿轮机构45)而成的反转机构50。
具体地说,在该图5所示的差动装置D中,控制用电动机41的控制扭矩输出轴41b直接(不经由减速行星齿轮机构44等)连接于公转支承行星齿轮架42。另外,在图5所示的差动装置D中,第一齿轮4以及第二齿轮5均被安装于壳体12。即,第一齿轮4及第二齿轮5均被不能旋转地固定。第一偏心齿轮6以及第二偏心齿轮7分别啮合于这些第一齿轮4以及第二齿轮5。因此,控制扭矩被输入给公转支承行星齿轮架42,与此相伴,当第二偏心齿轮7绕旋转轴线AL公转时,第一齿轮4及第二齿轮5成为反作用力部件,第一偏心齿轮6向与第二偏心齿轮7的公转方向相反的方向绕旋转轴线AL公转。其结果是,第一旋转轴1和第二旋转轴2向彼此相反的方向相对旋转(差动旋转)。即。第一旋转轴21和第二旋转轴2相互反转。
这样,图5所示的差动装置D、即反转机构50借助控制用电动机41输出的控制扭矩使第一旋转轴1和第二旋转轴2相互反转。例如,可以在车辆的左右从动轮之间设置反转机构50,使左右从动轮相互反转,并且,控制左右从动轮的转速以及扭矩。因此,可以提高车辆的掉头性,使操纵性能提高。或者,可以将反转机构50作为所谓的中央差速器设置于四轮驱动车辆的前后驱动轮之间,控制从驱动力源对前后驱动轮的扭矩配额。因此,可以提高四轮驱动车辆的操纵性能、行驶性能。
图6所示的差动装置D与前面所述的图1、图2、图3所示的差动装置同样,构成车辆用的差速机构。与此同时,该图6所示的差动装置D与动力源一起构成具有扭矩矢量功能的动力单元60。
在该图6所示的差动装置D中,作为动力源设置有动力电动机61、以及制动机构62。具体地,在动力轴63的一方(图6的右侧)的端部,连接着动力电动机61的输出轴61a。动力电动机61产生对车辆加速的驱动扭矩、或者对车辆制动的再生扭矩。动力电动机61例如由永磁铁式的同步电动机、或者感应电动机等构成。在动力轴63的另一方(图6的左侧)的端部,连接着制动机构62的旋转轴62a。制动机构62产生制动扭矩,作为所谓的负驱动扭矩。制动机构62例如由利用通过通电产生的磁性吸引力对规定的旋转构件进行制动的励磁动作型的电磁制动器、或者利用被电动机驱动的进给丝杠机构产生摩擦制动力的电动制动器、或者利用在用电动机发电时产生的阻力对规定的旋转构件进行制动的再生制动器等构成。从而,在图6所示的差动装置D中,作为动力源,将带有制动功能的电动机组装于差速机构而单元化。
小齿轮64被安装于动力轴63的中央部分。小齿轮64和动力轴63成一体地旋转。小齿轮64与第一反转齿轮65啮合。第二反转齿轮67与第一反转齿轮65同轴地设置,即,设置于反转轴66上。第一反转齿轮65、第二反转齿轮67和反转轴66被能够旋转地支承于壳体12,全部成一体地旋转。第二反转齿轮67与作为驱动输入构件14的差动齿轮68啮合。输入齿轮68与第一齿轮4以及第二齿轮5成一体地旋转。从而,在图6所示的差动装置D中,输入齿轮68成为驱动输入构件13。
上述第一反转齿轮65与小齿轮64相比,直径大,齿数多。第二反转齿轮67与输入齿轮68相比,直径小,齿数少。因此,由小齿轮64、第一反转齿轮65、第二反转齿轮67、以及输入齿轮68构成的齿轮列形成使输入齿轮68的转速相对于小齿轮64的转速减小的减速齿轮机构。从而,被输入给动力轴63的动力源(在图6所示的例子中,为动力电动机61、以及制动机构62)的驱动扭矩被上述那样的减速齿轮机构增幅,并传递给差动装置D的第一齿轮4以及第二齿轮5。
如上所述,通过将动力电动机61以及制动机构62一起与本发明的实施方式中的差动装置D组合成一体,可以构成具有扭矩矢量功能的动力单元60。另外,本发明的实施方式中的差动装置D也可以是只组装了动力电动机61作为动力源的结构。在该情况下,可以构成具有扭矩矢量功能的电动机驱动单元(图中未示出)。或者,也可以是只组装了制动机构62作为动力源的结构。在该情况下,可以构成具有扭矩矢量功能的制动单元(图中未示出)。
图7所示的差动装置D设想为搭载于四轮驱动车辆,构成所谓的中央差速机构70。即,该图7所示的差动装置D的第一旋转轴1、以及第二旋转轴2分别在车辆(图中未示出)的全长方向(旋转轴线AL方向、图7的左右方向)同轴地在全长方向的前后相对向(在同一轴线上并列)地配置。
该图7所示的差动装置D配备有动力电动机71作为动力源。动力电动机71例如由永磁铁式的同步电动机、或者感应电动机等构成。动力电动机71与第一旋转轴1以及第二旋转轴2成一体地同轴配置,即,配置于旋转轴线AL上。动力电动机71输出对第一旋转轴1以及第二旋转轴2进行驱动或制动的驱动扭矩。
动力电动机71具有中空形状的转子71a、以及将转子51a支承为能够旋转的中空形状的转子轴71b。转子轴71b被能够旋转地支承于壳体72。另外,壳体72兼用作动力电动机71的壳体、差动装置D的壳体、以及控制用电动机41的壳体。第一旋转轴1被配置于转子轴71b的内周部分。转子轴71b与第一旋转轴1彼此相对旋转。转子轴71b经由减速齿轮机构73被连接于差动旋转机构3的驱动输入构件13。
减速齿轮机构73将动力电动机71输出的驱动扭矩增幅,并传递给差动旋转机构3的驱动输入构件13。减速齿轮机构73由利用所谓的“二级齿轮”的内切式行星齿轮机构构成。具体地,减速齿轮机构73由固定齿圈73a、内切齿圈73b、输出齿圈73c、偏心环73d、以及输入齿圈73e构成。固定齿圈73a、内切齿圈73b、输出齿圈73c、偏心环73d、以及输入齿圈73e均配置于同一旋转轴线AL上。
固定齿圈73a是“内齿齿轮”的齿圈,被安装于壳体72的内壁部分。即,固定齿圈73a被不能旋转地固定,成为减速齿轮机构73的反作用力部件。
内切齿圈73b是“外齿齿轮”的齿圈,与“内齿齿轮”的固定齿圈73a内切,与固定齿圈73a啮合。从而,利用上述的固定齿圈73a和内切齿圈73b构成“内切式行星齿轮机构”。
输出齿圈73c是“内齿齿轮”的齿圈,与“外齿齿轮”的内切齿圈73b形成为一体。内切齿圈73b与输出齿圈73c成一体地旋转。从而,由内切齿圈73b以及输出齿圈73c形成将“内齿齿轮”与“外齿齿轮”组合成一体的“二级齿轮”。
偏心环73d是圆筒状的旋转构件,在内周部分连接于动力电动机71的转子轴71b。偏心环73d的外周面73f成为以从旋转轴线AL偏心的规定的偏心轴线(图中未示出)为中心的截面为圆形的旋转体。偏心环73d经由设置于从旋转轴线AL偏心的外周面73f的轴承(图中未示出)支承内切齿圈73b、以及输出齿圈73c。即,偏心环73d绕旋转轴线AL旋转,分别对内切齿圈73b绕旋转轴线AL的公转运动、以及输出齿圈73c绕旋转轴线AL的公转运动进行支承。
输入齿圈73e被连接于差动旋转机构3的驱动输入构件13。输入齿圈73e是“外齿齿轮”的齿圈,与“内齿齿轮”的输出齿圈73c内切,与输出齿圈73c啮合。从而,由上述输出齿圈73c和输入齿圈73e构成“内切式行星齿轮机构”。
在上述减速齿轮机构73中,利用由固定齿圈73a和内切齿圈73b构成的内切式行星齿轮机构,使内切齿圈73b以及输出齿圈73c的(公转运动的)转速相对于偏心环73d的转速减小。并且,利用由输出齿圈73c和输入齿圈73e构成的内切式行星齿轮机构,将内切齿圈73b以及输出齿圈73c绕旋转轴线AL的公转运动转换成绕旋转轴线AL的旋转运动。
从而,对于减速齿轮机构73,当动力电动机71输出的驱动扭矩被传递给偏心环73d时,固定齿圈73a成为反作用力部件,对动力电动机71的转子轴71b进行减速。即,减速齿轮机构73将动力电动机71输出的驱动扭矩增幅,并向驱动输入构件13传递。
如上所述,利用图7所示的差动装置D,可以构成在同轴上成一体地内置有动力电动机71来作为动力源的中央差速机构70。并且,可以将该图7所示的单轴结构的中央差速机构70作为动力单元搭载于四轮驱动车辆。即,可以利用本发明的实施方式中的差动装置D构成兼具有中央差速机构70的功能和扭矩矢量功能的紧凑的动力单元。
图8所示的差动装置D与上述图7所示的差动装置D同样,设想为搭载于四轮驱动车辆,构成所谓的中央差速机构80。即,对于该图8所示的差动装置D,第一旋转轴1以及第二旋转轴2在车辆(图中未示出)的全长方向(旋转轴线AL方向,图8的左右方向)上同轴地在全长方向的前后相对向地(在同一轴线上并列地)配置。
在该图8所示的差动装置D中,第一偏心板24及第一偏心齿轮6、第二偏心板29及第二偏心齿轮7、以及第一齿轮4及第二齿轮5(即,后面将要描述的双齿偏心构件81)在径向上并列地配置,谋求旋转轴线AL方向上的体积的小型化。
具体地,图8所示的差动装置D配备有双齿偏心构件81。双齿偏心构件81是圆柱状的旋转构件,配置于旋转轴线AL上。在双齿偏心构件81上,形成有将以第一偏心轴线EL1为旋转中心的圆柱状的旋转体挖空而成的中空部81a。在该中空部81a的内周面81b,形成有第一齿轮4。并且,在双齿偏心构件81的外周面81c,形成有第二齿轮5。
在该图8所示的差动装置D中,第一偏心轴线EL1与第二偏心轴线EL2成为相互不同的轴线。即,第一偏心轴线EL1相对于旋转轴线AL的偏心量e1与第二偏心轴线EL2相对于旋转轴线AL的偏心量e2相互不同。在图8所示的实施方式中,第二偏心轴线EL2的偏心量e2比第一偏心轴线EL1的偏心量e1大。
如上所述,第一偏心齿轮6与形成于双齿偏心构件81的第一齿轮4啮合。另外,第二偏心齿轮7与形成于双齿偏心构件81的第二齿轮5啮合。从而,在该图8所示的差动装置D中,第一偏心齿轮6及第一偏心板24、第二偏心齿轮7及第二偏心板29、以及双齿偏心构件81(即,第一齿轮4及第二齿轮5)在径向上并列地配置。换句话说,第一偏心齿轮6及第一偏心板24、第二偏心齿轮7及第二偏心板29、以及双齿偏心构件81(即,第一齿轮4及第二齿轮5)在旋转轴线AL方向上相互重叠地配置。从而,在该图8所示的实施方式中,特别地,可以构成将旋转轴线AL方向上的体积小型化的、紧凑且简单的差动装置D。
另外,在图8中,表示出省略了用于抑制控制用电动机41的连动旋转的行星齿轮机构(即,减速行星齿轮机构44以及增速行星齿轮机构45)的结构的差动装置D。在该图8所示的差动装置D中,也与上述图7所示的差动装置D同样,可以设置用于抑制控制用电动机41的连动旋转的减速行星齿轮机构44以及增速行星齿轮机构45。
另外,在图8所示的差动装置D中,表示代替上述图7所示的差动装置D中的减速齿轮机构73,而设置有减速齿轮机构82的结构。减速齿轮机构82由将大直径齿轮82a和小直径的小齿轮82b形成为一体的行星齿轮82c、保持行星齿轮82c且被不能旋转地固定于壳体83的行星齿轮架82d、与动力电动机71的转子轴71b成一体地旋转且与大直径齿轮82a啮合的输入太阳齿轮82e、以及与差动旋转机构3的驱动输入构件13成一体地旋转且与小齿轮82b啮合的输出太阳齿轮82f构成。该减速齿轮机构82也与上述的减速齿轮机构73同样地起作用,将动力电动机71输出的驱动扭矩增幅,并向驱动输入构件13传递。在该图8所示的差动装置D中,也与上述图7所示的差动装置D同样,可以设置减速齿轮机构73作为动力电动机71的减速机构。
图9所示的差动装置D与上述图8所示的差动装置D同样,设想为搭载于四轮驱动车辆,构成所谓的中央差速机构90。即,对于该图9所示的差动装置D,第一旋转轴1以及第二旋转轴2分别在车辆(图中未示出)的全长方向(旋转轴线AL方向,图8的左右方向)上同轴地在全长方向的前后相对向地(在同一轴线上并列地)配置。
在该图9所示的差动装置D中,代替上述图8所示的差动装置D中的控制用电动机41,而设置有用于对差动装置D附加差动限制功能的离合器91。离合器91是通过卡合而使驱动输入构件13与第二偏心齿轮7成一体地旋转的卡合机构。离合器91能够控制卡合状态以及释放状态,选择性地使驱动输入构件13与第二偏心齿轮7卡合。作为离合器91,例如,可以采用摩擦离合器、或者啮合离合器。在图9中,表示出采用多板式的摩擦离合器的结构。另外,例如也可以对上述图8所示的差动装置D(与控制用电动机41一起)附加地设置上述这样的离合器91。
从而,通过设置该图9所示的差动装置D的离合器91这样的卡合机构,选择性地使驱动输入构件13与第二偏心齿轮7卡合,可以限制第一旋转轴1与第二旋转轴2之间的差动旋转。例如,可以将利用摩擦离合器作为卡合机构的差动限制机构的功能、或者利用啮合离合器作为卡合机构的所谓的差动锁定机构的功能赋予给差动装置D。因此,可以提高搭载了本发明的实施方式中的差动装置D的车辆的行驶性能或操纵稳定性。
在图10至图14中,表示出利用“二级齿轮”以及“内切式行星齿轮机构”构成“运动转换机构”的类型的差动装置D。
图10所示的差动装置D与所述图4所示的差动装置D(差速机构40)同样,构成利用“控制用电动机”具有扭转矢量化的功能的车辆用的差速机构100。并且,在该图10所示的实施方式中,第一运动转换机构9具有第一输出偏心齿轮101、以及第一输出齿轮102。
第一输出偏心齿轮101是“内齿齿轮”的齿圈,和“外齿齿轮”的第一偏心齿轮6成一体地形成。第一输出偏心齿轮101和第一偏心齿轮6成一体地旋转。第一输出偏心齿轮101从旋转轴线AL向图10的上方以偏心量e1偏心地形成。即,第一输出偏心齿轮101配置于第一偏心轴线EL1,绕第一偏心轴线EL1自转且绕旋转轴线AL公转。从而,由第一输出偏心齿轮101以及第一偏心齿轮6形成将“内齿齿轮”与“外齿齿轮”组合成一体的“二级齿轮”。
第一输出齿轮102是“外齿齿轮”的齿圈,配置于旋转轴线AL上。第一输出齿轮102被安装于第一旋转轴1。第一输出齿轮102与第一旋转轴1成一体地旋转。第一输出齿轮102与上述“内齿齿轮”的第一输出偏心齿轮101内切,与第一输出偏心齿轮101啮合。从而,利用“内齿齿轮”的第一输出偏心齿轮101、以及“外齿齿轮”的第一输出齿轮102构成所谓的“内切式行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第三内切式行星齿轮机构)。另外,如图10所示,第一输出偏心齿轮101与第一输出齿轮102的啮合位置相对于前面所述的第一齿轮4与第一偏心齿轮6的啮合位置而言,在由第一输出偏心齿轮101以及第一偏心齿轮6构成的“二级齿轮”的公转轨道上,相位彼此偏离180度。
从而,在输出侧的“二级齿轮”、即第一偏心齿轮6以及第一输出偏心齿轮101绕旋转轴线AL公转时,该图10所示的差动装置D的第一运动转换机构9将这些第一偏心齿轮6以及第一输出偏心齿轮101绕旋转轴线AL的公转运动转换成第一旋转轴1绕旋转轴线AL的旋转运动。或者,第一运动转换机构9将第一旋转轴1绕旋转轴线AL的旋转运动转换成第一偏心齿轮6以及第一输出偏心齿轮101绕旋转轴线AL的公转运动。
同样地,在图10、图11、图12所示的实施方式中,第二运动转换机构10具有第二输出偏心齿轮103、以及第二输出齿轮104。
第二输出偏心齿轮103是“外齿齿轮”的齿圈,与“内齿齿轮”的第二偏心齿轮7成一体地形成。第二输出偏心齿轮103与第二偏心齿轮7成一体地旋转。第二输出偏心齿轮103从旋转轴线AL向图10、图11、图12的上方以偏离量e2偏心地形成。即,第二输出偏心齿轮103被配置于第二偏心轴线EL2上,绕第二偏心轴线EL2自转且绕旋转轴线AL公转。从而,利用第二输出偏心齿轮103及第二偏心齿轮7形成将“内齿齿轮”和“外齿齿轮”组合成一体的“二级齿轮”。
第二输出齿轮104是“内齿齿轮”的齿圈,配置于旋转轴线AL上。第二输出齿轮104被安装于第二旋转轴2。第二输出齿轮104与第二旋转轴2成一体地旋转。第二输出齿轮104内切上述“外齿齿轮”的第二输出偏心齿轮103,与第二输出偏心齿轮103啮合。从而,利用“外齿齿轮”的第二输出偏心齿轮103以及“内齿齿轮”的第二输出齿轮104构成所谓的“内切式行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第四内切式行星齿轮机构”)。另外,如图10、图11、图12所示,第二输出偏心齿轮103与第二输出齿轮104的啮合位置相对于前面所述的第二齿轮5与第二偏心齿轮7的啮合位置而言,在由第二输出偏心齿轮103及第二偏心齿轮7构成的“二级齿轮”的公转轨道上,相位彼此偏离180度。
从而,在输出侧的“二级齿轮”、即第二偏心齿轮7以及第二输出偏心齿轮103绕旋转轴线AL公转时,该图10、图11、图12所示的差动装置D的第二运动转换机构10将这些第二偏心齿轮7以及第二输出偏心齿轮103绕旋转轴线AL的公转运动转换成第二旋转轴2绕旋转轴线AL的旋转运动。或者,第二运动转换机构10将第二旋转轴2绕旋转轴线AL的旋转运动转换成第二偏心齿轮7以及第二输出偏心齿轮103绕旋转轴线AL的公转运动。
如上所述,图10、图11、图12所示的差动装置D利用第一旋转轴1、第二旋转轴2、差动旋转机构3、第一运动转换机构9、以及第二运动转换机构10构成车辆用的差速机构100。差动装置D、即差速机构100将从规定的动力源输入给驱动输入构件13(以及,第一齿轮4及第二齿轮5)的驱动扭矩分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。具体地,将驱动扭矩分配给第一偏心齿轮6和第二偏心齿轮7,并且,将第一偏心齿轮6的扭矩经由第一运动转换机构9传递给第一旋转轴1,将第二偏心齿轮7的扭矩经由第二运动转换机构10传递给第二旋转轴2。在本发明的实施方式的差动装置D中,在第一旋转轴1和第二旋转轴2在相同的方向上等速(相同转速)旋转的情况下,第一旋转轴1及第二旋转轴2与差动旋转机构3成一体地旋转。在该情况下,驱动扭矩被均等地分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。与此相对,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速不同的情况下,第一旋转轴1与第二旋转轴2在彼此相反的方向上相对旋转,进行差动旋转。
因此,差动装置D使第一齿轮4与第一偏心齿轮6之间的齿轮比和第二齿轮5与第二偏心齿轮7之间的齿轮比分别相互不同。另外,在本发明的实施方式中,将第一偏心齿轮6的齿数z1B相对于第一齿轮4的齿数z1A的比例作为第一齿轮4与第一偏心齿轮6之间的齿轮比(第一齿轮比u11),将第二偏心齿轮7的齿数z2B相对于第二齿轮5的齿数z2A的比例作为第二齿轮5与第二偏心齿轮7之间的齿轮比(第二齿轮比u12)。
差动装置D例如如图10中由括号内的数值所示,构成为第一齿轮4的齿数z1A为“31”,第二齿轮5的齿数z2A为“28”,第一偏心齿轮6的齿数z1B为“30”,第二偏心齿轮7的齿数z2B为“29”。在该情况下,第一齿轮比u11、以及第二齿轮比u12分别为:
u11=z1B/z1A=30/31≈0.9677
u12=z2A/z2B=28/29≈0.9655
如上所述,第一偏心齿轮6的齿数z1B相对于第一齿轮4的齿数z1A少“1齿”而不同,第二偏心齿轮7的齿数z2B相对于第二齿轮5的齿数z2A多“1齿”而不同。由此,第一齿轮比u11以及第二齿轮比u12相互不一致,以微小的值不同。
如前面所述,本发明的实施方式中的差动装置D的差动旋转机构3成为将由第一齿轮4以及第一偏心齿轮6构成的“第一内切式行星齿轮机构”和由第二齿轮5及第二偏心齿轮7构成的“第二内切式行星齿轮机构”组合的结构。进而,在图10、图11、图12所示的差动装置D中,如上所述,第一运动转换机构9成为采用由第一输出偏心齿轮101及第一输出齿轮102构成的“第三内切式行星齿轮机构”的结构,第二运动转换机构10成为采用由第二输出偏心齿轮103以及第二输出齿轮104构成的“第四内切式行星齿轮机构”的结构。即,差动装置D由将“第一内切式行星齿轮机构”和“第三内切式行星齿轮机构”组合而成的一种“复合行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第一复合行星齿轮机构”)、以及将“第二内切式行星齿轮机构”和“第四内切式行星齿轮机构”组合而成的一种“复合行星齿轮机构”(为了进行说明,称作“第二复合行星齿轮机构”)构成。在这样的“复合行星齿轮机构”中,如上所述,第一齿轮比u11与第二齿轮比u12稍稍不同。假如第一齿轮比u11与第二齿轮比u12相等,则上述那样的各个“复合行星齿轮机构”中的减速比(输入旋转部件的转速与输出旋转部件的转速的比例)、即在该情况下第一输出齿轮102及第二输出齿轮104的转速相对于驱动输入构件13的转速(即,第一齿轮4及第二齿轮5的转速)的比例的倒数分别会变成无限大。在这样的情况下,上述那样的“第一复合行星齿轮机构”以及“第二复合行星齿轮机构”不成立。与此相对,在该图10、图11、图12所示的差动装置D中,如前面所述,通过使第一齿轮比u11与第二齿轮比u12彼此不同,既避免了上述那样的“第一复合行星齿轮机构”以及“第二复合行星齿轮机构”中的减速比会变得无限大的状态,又分别设定了相对大的减速比。相对于第一齿轮比u11和第二齿轮比u12相等时减速比变得无限大而言,当第一齿轮比u11与第二齿轮比u12之差变大时,减速比变小。从而,越减小第一齿轮比u11与第二齿轮比u12之差,则越能够设定大的减速比。
在如上所述构成的差动装置D、即差速机构100中,当被输入给驱动输入构件13的驱动扭矩被分配并传递给第一输出齿轮102和第二输出齿轮104时,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速相等的情况下,第一输出齿轮102与第二输出齿轮104成一体地旋转。
具体地,当扭矩被输入给第一齿轮4及第二齿轮5,第一齿轮4及第二齿轮5旋转时,通过第一齿轮比u11与第二齿轮比u12不同,第一输出齿轮102与第二输出齿轮104以相当于这些齿轮比之差的量进行差动旋转。即,在图10所示的实施方式中,第一输出齿轮102以与第一齿轮比u11比第二齿轮比u12大的量相应程度地比第二输出齿轮104慢地旋转。反之,第二输出齿轮104以与第二齿轮比u12比第一齿轮比u11小的量相应程度地比第一输出齿轮102快地旋转。即,第一输出齿轮102与第二输出齿轮104相对地向彼此相反的方向旋转。在该情况下,当第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速彼此相等时,即,当第一输出齿轮102的转速与第二输出齿轮104的转速彼此相等时,第一偏心齿轮6与第一齿轮4啮合,并且,绕旋转轴线AL公转。与此同时,第一输出偏心齿轮101啮合于第一输出齿轮102,并且,绕旋转轴线AL公转。另外,第二偏心齿轮7啮合于第二齿轮5,绕旋转轴线AL公转。与此同时,第二输出偏心齿轮103啮合于第二输出轮104,并且,绕旋转轴线AL公转。因此,彼此相反方向的扭矩作用于第一齿轮4与第二偏心齿轮6的啮合部、以及第二齿轮5与第二偏心齿轮7的啮合部,各个啮合部相互干扰。同样地,彼此相反方向的扭矩作用于第一输出偏心齿轮101与第一输出齿轮102的啮合部、以及第二输出偏心齿轮103与第二输出齿轮104的啮合部,各个啮合部相互干扰。其结果是,差动装置D的整体实质上成为卡合状态,成一体地旋转。从而,第一旋转轴1及第二旋转轴2不进行差动旋转,而成为一体地旋转。
与此相对,在第一旋转轴1的转速与第二旋转轴2的转速之间存在转速差的情况下,即,在第一输出齿轮102与第二输出齿轮104进行差动旋转的情况下,由上述那样的各个啮合部的干扰而导致的差动装置D的实质上的卡合状态被消除。因此,在从驱动输入构件13到第一输出齿轮102的动力传递路径、以及从驱动输入构件13到第二输出齿轮104的动力传递路径中,使第一输出齿轮102与第二输出齿轮104进行差动旋转,并且,分别传递驱动扭矩。在该情况下,如上所述,彼此相反方向的扭矩作用于第一输出偏心齿轮101与第一输出齿轮102的啮合部、以及第二输出偏心齿轮103与第二输出齿轮104的啮合部。从而,第一输出齿轮102与第二输出齿轮104在彼此相反的方向上相对旋转。即,这些第一输出齿轮102及第二输出齿轮104以第二输出齿轮104相对于第一输出齿轮102反转的方式分别旋转。其结果是,第一旋转轴1以及第二旋转轴2进行差动旋转,并且,在彼此相反的方向上相对旋转。
这样,该图10、图11、图12所示的差动装置D实质上由四组“内切式行星齿轮机构”构成,将从动力源输入的驱动扭矩分配并传递给第一旋转轴1和第二旋转轴2。与此同时,能够进行第一旋转轴1与第二旋转轴2的差动旋转,吸收这些第一旋转轴1与第二旋转轴2之间的转速差。从而,根据本发明的实施方式中的差动装置D,能够构成紧凑且简单的差速机构100。
另外,如前面所述,该图10、图11、图12所示的差动装置D在公转支承行星齿轮架42与第一偏心齿轮6之间、以及公转支承行星齿轮架42与第二偏心齿7之间分别将从控制用电动机41输入给公转支承行星齿轮架42的控制扭矩增幅,并传递给第一旋转轴1以及第二旋转轴2。另外,图10、图11、图12所示的差动装置D,通过从控制用电动机41向公转支承行星齿轮架42输入控制扭矩,使第一旋转轴1与第二旋转轴2进行差动旋转。并且,在第一旋转轴1与第二旋转轴2进行差动旋转时,第一旋转轴1以及第二旋转轴2在彼此相反的方向上旋转。
进而,图10、图11、图12所示的差动装置D构成为使得公转支承行星齿轮架42与第一输出齿轮102之间的减速比(为了进行说明,称作“第一减速比”)和公转支承行星齿轮架42与第二输出齿轮104之间的减速比(为了进行说明,称作“第二减速比”)彼此相等或者近似。“第一减速比”是第一输出齿轮102的转速相对于公转支承行星齿轮架42的转速的比例的倒数。“第二减速比”是第二输出齿轮104的转速相对于公转支承行星齿轮架42的转速的比例的倒数。
另外,图10、图11、图12所示的差动装置D构成为使得第一输出齿轮102的转速以及第二输出齿轮104的转速相对于公转支承行星齿轮架42的转速均减小。即,上述那样的“第一减速比”以及“第二减速比”(绝对值)均比“1”大。从而,差动装置D将被输入给公转支承行星齿轮架42的控制用电动机41的控制扭矩增幅,并传递给第一输出齿轮102以及第二输出齿轮104。
例如,如图10中括号内的数值所示,在第一齿轮4的齿数z1A为“31”,第一偏心齿轮6的齿数z1B为“30”,第二齿轮5的齿数z2A为“28”,第二偏心齿轮7的齿数z2B为“29”,进而,第一输出偏心齿轮101的齿数z1C为“31”,第一输出齿轮102的齿数z1D为“30”,第二输出偏心齿轮103的齿数z2C为“28”,第二输出齿轮104的齿数z2D为“29”的情况下,公转支承行星齿轮架42与第一输出齿轮102之间的第一减速比R11成为:
R11=1/{1-(z1A/z1D)×(z1C/z1B)}
=1/{1-(31/30)×(31/30)}
≈-14.7541
与在过去一般的行星齿轮机构中能够实现的减速比大概为“4”到“10”的程度相比,相对地,获得大的减速比。另外,在该情况下,与输出旋转部件相当的第一输出齿轮102相对于与输入旋转部件相当的公转支承行星齿轮架42的旋转方向在相反方向上旋转。因此,对于该第一减速比R11,为了方便起见,添加负(-)号。
同样地,公转支承行星齿轮架42与第二输出齿轮104之间的第二减速比R12成为:
R12=1/{1-(z2A/z2D)×(z2C/z2B)}
=1/{1-(28/29)×(28/29)}
≈14.7544
与上述第一减速比R11同样,与在过去一般的行星齿轮机构中能够实现的减速比大概为“4”到“10”的程度相比,相对地,获得大的减速比。另外,在图10中,将上述第一减速比R11以及第二减速比R12合起来在括号内记作“R=±14.754”。
另外,在图10所示的差动装置D中,如图中由括号内的数值所示,减速行星齿轮机构44中的减速太阳齿轮44a的齿数为“30”,减速齿圈44b的齿数为“72”,行星齿轮44d的齿数为“21”。因此,该减速行星齿轮机构44的减速比成为“3.4”。从而,由于如上所述,图10所示的差动装置D的减速比R(将第一减速比R11与第二减速比R12合起来表示的减速比)为“±14.754”,因此,叠加了该减速行星齿轮机构44的减速比的差动装置D的实质上的减速比R’成为:
R’=±14.754×3.4≈±50.164
利用减速行星齿轮机构44的减速功能,获得更大的减速比R’。
另外,在表1中记载了各个齿轮的齿数的关系、对应于各个齿数的第一减速比R11以及第二减速比R12、以及第一减速比R11与第二减速比R12之间的误差率。
表1
这样,图10、图11、图12所示的差动装置D,通过控制扭矩被输入给公转支承行星齿轮架42而使公转支承行星齿轮架42旋转,使第一输出齿轮102与第二输出齿轮104进行差动旋转。与此同时,第一输出齿轮102与第二输出齿轮104在彼此相反的方向上相对旋转。在该情况下,公转支承行星齿轮架42的转速与第一输出齿轮102的转速的比例、即第一减速比R11的大小和公转支承行星齿轮架42的转速与第二输出齿轮104的转速的比例、即第二减速比R12的大小彼此相等或者近似。在图10、图11、图12所示的差动装置D中,第一减速比R11和第二减速比R12的大小大致相等(如上述表1所示,第一减速比R11与第二减速比R12的误差率为“0.0019%”)。因此,控制用电动机41输出的控制扭矩以彼此大致相同的增幅率增大,并传递给第一输出齿轮102以及第二输出齿轮104。
另外,在图10、图11、图12所示的差动装置D中,例如,在控制用电动机41在正转(CW:顺时针)方向上旋转时,若以作为输入旋转部件的公转支承行星齿轮架42的旋转方向为正转方向,则作为输出旋转部件的第一输出齿轮102在与正转方向相反的反转方向上旋转,第二输出齿轮104在正转方向上旋转。在本发明的实施方式的差动装置D中,通过分别调整第一齿轮4及第二齿轮5的齿数、第一偏心齿轮6及第二偏心齿轮7的齿数、第一输出偏心齿轮101及第二输出偏心齿轮103的齿数、以及第一输出齿轮102及第二输出齿轮104的齿数,能够设定所希望的减速比,并且,将作为输出旋转部件的第一输出齿轮102以及第二输出齿轮104的旋转方向分别恰当地设定为正转方向或者反转方向。
具体地,第一齿轮4及第一偏心齿轮6、第二齿轮5及第二偏心齿轮7、第一输出偏心齿轮101及第二输出偏心齿轮103、以及第一输出齿轮102及第二输出齿轮104均由摆线齿形的齿轮(即,“摆线齿轮”)形成,并且,对于第一齿轮4的齿数z1A、第一偏心齿轮6的齿数z1B、第二齿轮5的齿数z2A、第二偏心齿轮7的齿数z2B、第一输出偏心齿轮101的齿数z1C、第二输出偏心齿轮103的齿数z2C、第一输出齿轮102的齿数z1D、以及第二输出齿轮104的齿数z2D,将各个齿轮的齿数分别设定成使得下述各关系式成立:
z1A=z1C
z1B=z1D=z1A-1
z2A=z2C=z1A-3
z2B=z2D=z2A+1
由此,可以将第一输出齿轮102的旋转方向设定为反转方向,将第二输出齿轮104的旋转方向设定为正转方向。另外,能够使各个“内齿齿轮”(第一齿轮4、第二偏心齿轮7、第一输出偏心齿轮101、以及第二输出齿轮104)的齿数与各个“外齿齿轮”(第二齿轮5、第一偏心齿轮6、第一输出齿轮102、以及第二输出偏心齿轮103)的齿数的齿数差为最小的“1”,获得对应于各个齿轮的齿数的最大的减速比R。
图13所示的差动装置D与前面所述的图10、图11、图12所示的差动装置D同样地构成车辆用的差速机构。与此同时,该图13所示的差动装置D与动力源一起构成具有扭转矢量功能的动力单元110。
该图13所示的差动装置D与前面所述的图6所示的差动装置D同样,作为动力源,配备有动力电动机61以及制动机构62。即,该图13所示的差动装置D,将带有制动功能的电动机作为动力源组装到差速机构中,并且被单元化。
通过将动力电动机61以及制动机构62一同与本发明的实施方式中的差动装置D组装成一体,可以构成具有扭转矢量功能的动力单元110。另外,本发明的实施方式中的差动装置D也可以为只组装了动力电动机61来作为动力源的结构。在该情况下,可以构成具有扭转矢量功能的电动机驱动单元(图中未示出)。或者,也可以为只组装了制动机构62来作为动力源的结构。在该情况下,可以构成具有扭转矢量功能的制动单元(图中未示出)。
图14所示的差动装置D设想为搭载于四轮驱动车辆,构成为所谓的中央差速机构120。即,对于该图14所示的差动装置D,第一旋转轴1以及第二旋转轴2分别在车辆(图中未示出)的全长方向(旋转轴线AL方向,图7的左右方向)上同轴地在全长方向的前后相对向地(在同一轴线上并列地)配置。
该图14所示的差动装置D与前面所述的图7所示的差动装置D同样,配备有动力电动机71作为动力源。因此,利用该图14所示的差动装置D,可以构成同轴地成一体内置有动力电动机71来作为动力源的中央差速机构120。并且,可以将该图14所示的单轴结构的中央差速机构120作为动力单元搭载于四轮驱动车辆。从而,利用本发明的实施方式中的差动装置D,可以构成兼具中央差速机构120的功能和扭矩矢量功能的紧凑的动力单元。
另外,在上述各个实施方式中,对于将各个轴或各个齿轮等支承为能够旋转的轴承、以及使壳体的内部形成液密封状态的密封构件等没有特别进行说明,但是,这些轴承或密封构件以在上述各个图中由各个符号所记载的方式配置。
另外,在本发明的实施方式的差动装置D中,除了上述的控制用电动机41之外,作为控制扭矩,也可以采用产生对差动装置D的输入旋转部件(例如,公转支承行星齿轮架42)进行制动的扭矩的制动机构。例如,如图15所示,作为产生制动扭矩的制动机构,也可以采用励磁动作型的电磁制动器130,所述电磁制动器130利用通过向线圈131通电而产生的磁性吸引力对差动装置D的输入旋转部件进行制动。或者,如图16所示,也可以采用电动制动器140等,所述电动制动器140利用由电动机141驱动的进给丝杠机构142产生摩擦制动力。
附图标记说明
1 第一旋转轴
2 第二旋转轴
3 差动旋转机构
4 第一齿轮
5 第二齿轮
6 第一偏心齿轮
7 第二偏心齿轮
8 公转支承构件
8a (公转支承构件的两端部分处的)外周面
8b (公转支承构件的中央部分处的)外周面
9 第一运动转换机构
10 第二运动转换机构
11 差速机构(机械锁式差速器)
12 (差速机构的)壳体
13 驱动输入构件
14 差动齿圈(驱动输入构件)
15 传动轴
16 驱动小齿轮
17 (支承公转支承构件的)轴承
18 (支承公转支承构件的)轴承
19 (支承第一偏心齿轮的)轴承
20 (支承第二偏心齿轮的)轴承
21 (支承第一齿轮以及第二齿轮的)轴承
22 (支承第一齿轮以及第二齿轮的)轴承
23 (第一运动转换机构的)第一板
24 (第一运动转换机构的)第一偏心板
24a (第一偏心板的)外周面
24b (第一偏心板的)内周面
25 (第一运动转换机构的)第一反作用力销
26 (第一运动转换机构的)第一反作用力孔
27 (支承第一反作用力销的)轴承
28 (第二运动转换机构的)第二板
29 (第二运动转换机构的)第二偏心板
29a (第二偏心板的)圆筒部
29b (第二偏心板的圆筒部的)外周面
29c (第二偏心板的圆筒部的)内周面
29d (第二偏心板29的基体部分的)内周面
30 (第二运动转换机构的)第二反作用力销
31 (第二运动转换机构的)第二反作用力孔
32 (支承第二反作用力销的)轴承
33 平衡配重
40 (带有扭矩矢量功能的)差速机构
41 控制用电动机
41a (控制用电动机的)转子
41b (控制用电动机的)控制扭矩输出轴
42 公转支承行星齿轮架(控制输入支承构件)
42a (公转支承行星齿轮架的)圆筒部
42b (公转支承行星齿轮架的圆筒部的)内周面
43 (支承第二偏心齿轮的)轴承
44 减速行星齿轮机构
44a (减速行星齿轮机构的)减速太阳齿轮
44b (减速行星齿轮机构的)减速齿圈
44c (减速行星齿轮机构的)减速行星齿轮架
44d (减速行星齿轮机构的)行星齿轮
45 增速行星齿轮机构
45a (增速行星齿轮机构的)增速太阳齿轮
45b (增速行星齿轮机构的)增速齿圈
45c (增速行星齿轮机构的)增速行星齿轮架
45d (增速行星齿轮机构的)行星齿轮
46 连接构件
50 反转机构
60 (带有扭矩矢量功能的)动力单元
61 动力电动机
61a (动力电动机的)输出轴
62 制动机构
62a (制动机构的)旋转轴
63 动力轴
64 小齿轮
65 第一反转齿轮
66 反转轴
67 第二反转齿轮
68 差动齿圈(驱动输入构件)
70 中央差速机构
71 动力电动机
71a (动力电动机的)转子
71b (动力电动机的)转子轴
72 (中央差速机构的)壳体
73 减速齿轮机构
73a (减速齿轮机构的)固定齿圈
73b (减速齿轮机构的)内切齿圈
73c (减速齿轮机构的)输出齿圈
73d (减速齿轮机构的)偏心环
73e (减速齿轮机构的)输入齿圈
73f (减速齿轮机构的偏心环的)外周面
80 中央差速机构
81 两齿偏心构件
81a (两齿偏心构件的)中空部
81b (两齿偏心构件的中空部的)内周面
81c (两齿偏心构件的)外周面
82 减速齿轮机构
82a (减速齿轮机构的)大直径齿轮
82b (减速齿轮机构的)小齿轮
82c (减速齿轮机构的)行星齿轮
82d (减速齿轮机构的)行星齿轮架
82e (减速齿轮机构的)输入太阳齿轮
82f (减速齿轮机构的)输出太阳齿轮
83 (中央差速机构的)壳体
90 中央差速机构
91 离合器(卡合机构)
100 差速机构
101 (第一运动转换机构的)第一输出偏心齿轮
102 (第一运动转换机构的)第一输出齿轮
103 (第二运动转换机构的)第二输出偏心齿轮
104 (第一运动转换机构的)第二输出齿轮
110 (带有扭矩矢量功能的)动力单元
120 中央差速机构
130 电磁制动器
131 (电磁制动器的)线圈
140 电动制动器
141 (电动制动器的)电动机
142 (电动制动器的)进给丝杠
D 差动装置
AL 旋转轴线
EL1 第一偏心轴线
EL2 第二偏心轴线
PC1 (第一反作用力销的)节圆
PC2 (第一反作用力孔的)节圆
PC3 (第二反作用力销的)节圆
PC4 (第二反作用力孔的)节圆
e1 (旋转轴线与第一偏心轴线之间的)偏心量
e2 (旋转轴线与第二偏心轴线之间的)偏心量

Claims (12)

1.一种差动装置,配备有:第一旋转轴以及第二旋转轴,所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴配置在彼此相同的旋转轴线上,能够彼此相对旋转;以及差动旋转机构,所述差动旋转机构能够进行所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的差动旋转,其特征在于,
所述差动旋转机构具有:
第一齿轮,所述第一齿轮配置于所述旋转轴线上,能够与所述第一旋转轴相对旋转;
第二齿轮,所述第二齿轮配置于所述旋转轴线上,能够与所述第二旋转轴相对旋转,与所述第一齿轮成一体地旋转;
第一偏心齿轮,所述第一偏心齿轮配置于从所述旋转轴线偏心的第一偏心轴线上,与所述第一齿轮啮合,绕所述第一偏心轴线自转,并且,绕所述旋转轴线公转;
第二偏心齿轮,所述第二偏心齿轮配置于从所述旋转轴线偏心的第二偏心轴线上,与所述第二齿轮啮合,绕所述第二偏心轴线自转,并且,绕所述旋转轴线公转;
公转支承构件,所述公转支承构件配置于所述旋转轴线上,能够与所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴分别相对旋转,分别对所述第一偏心齿轮的公转运动以及所述第二偏心齿轮的公转运动进行支承;
第一运动转换机构,所述第一运动转换机构将所述第一偏心齿轮的公转运动转换成所述第一旋转轴的旋转运动,或者,将所述第一旋转轴的旋转运动转换成所述第一偏心齿轮的公转运动;以及
第二运动转换机构,所述第二运动转换机构将所述第二偏心齿轮的公转运动转换成所述第二旋转轴的旋转运动,或者,将所述第二旋转轴的旋转运动转换成所述第二偏心齿轮的公转运动,
所述第一齿轮是内齿齿轮,
所述第一偏心齿轮是与所述第一齿轮内切并与所述第一齿轮啮合的外齿齿轮,
所述第二齿轮是外齿齿轮,
所述第二偏心齿轮是与所述第二齿轮内切并与所述第二齿轮啮合的内齿齿轮,
所述第一齿轮与所述第一偏心齿轮之间的齿轮比和所述第二齿轮与所述第二偏心齿轮之间的齿轮比相互不同,
在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴进行差动旋转时,使所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴向彼此相反的方向相对旋转。
2.如权利要求1所述的差动装置,其特征在于,
还配备有从规定的动力源被输入驱动扭矩的驱动输入构件,
所述驱动输入构件与所述第一齿轮以及所述第二齿轮成一体地旋转,
将所述驱动扭矩分配并传递给所述第一旋转轴和所述第二旋转轴。
3.如权利要求2所述的差动装置,其特征在于,还配备有:
控制用电动机,所述控制用电动机输出与所述驱动扭矩不同的控制扭矩;以及
控制输入支承构件,所述控制输入支承构件对所述第一偏心齿轮或所述第二偏心齿轮中的任一方的偏心齿轮的公转运动进行支承,并且,所述控制扭矩从所述控制用电动机被输入给所述控制输入支承构件,
所述控制输入支承构件将所述控制扭矩传递给所述一方的偏心齿轮,使所述一方的偏心齿轮绕所述旋转轴线公转,
通过所述控制扭矩被施加给所述控制输入支承构件,所述差动旋转机构使所述第一偏心齿轮与所述第二偏心齿轮向彼此相反的方向旋转,
通过控制所述控制扭矩,控制从所述驱动输入构件分别传递给所述第一旋转轴以及所述第二旋转轴的所述驱动扭矩的配额。
4.如权利要求3所述的差动装置,其特征在于,
还配备有增速行星齿轮机构和减速行星齿轮机构,所述增速行星齿轮机构具有增速太阳齿轮、增速行星齿轮架、以及增速齿圈,所述减速行星齿轮机构具有减速太阳齿轮、减速行星齿轮架、以及减速齿圈,
所述增速行星齿轮机构以及所述减速行星齿轮机构均配置于所述旋转轴线上,
所述增速太阳齿轮被不能旋转地固定,
所述增速行星齿轮架与所述驱动输入构件成一体地旋转,
在所述增速行星齿轮架旋转时,所述增速齿圈的转速相对于所述增速行星齿轮架的转速增大,
所述减速齿圈被连接于所述增速齿圈,与所述增速齿圈成一体地旋转,
所述减速行星齿轮架与所述控制输入支承构件成一体地旋转,并且,转速相对于所述减速齿圈的转速减小,
所述减速太阳齿轮与所述控制用电动机输出所述控制扭矩的控制扭矩输出轴成一体地旋转,并且,在所述第一旋转轴与所述第二旋转轴在相同方向上等速地旋转并且与所述驱动输入构件一起连动旋转的情况下,所述减速太阳齿轮与所述驱动输入构件相对旋转。
5.如权利要求3或4所述的差动装置,其特征在于,
与所述动力源以及所述控制用电动机一起搭载于在车辆宽度方向的左右具有驱动轮的车辆中,
所述第一旋转轴在所述左右的任一方的所述驱动轮与所述第一偏心齿轮之间传递扭矩,
所述第二旋转轴在所述左右的另一方的所述驱动轮与所述第二偏心齿轮之间传递扭矩,
所述第一旋转轴与所述第二旋转轴分别在所述左右相对向地配置。
6.如权利要求3或4所述的差动装置,其特征在于,
与所述动力源以及所述控制用电动机一起搭载于在全长方向的前后具有驱动轮的车辆中,
所述第一旋转轴在所述前后的任一方的驱动轮与所述第一偏心齿轮之间传递扭矩,
所述第二旋转轴在所述前后的另一方的驱动轮与所述第二偏心齿轮之间传递扭矩,
所述第一旋转轴与所述第二旋转轴分别在所述前后相对向地配置。
7.如权利要求2所述的差动装置,其特征在于,
还配备有卡合机构,所述卡合机构能够控制卡合状态以及释放状态,通过卡合而使所述驱动输入构件与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,
通过将所述卡合机构控制成卡合状态,所述差动旋转机构使所述第一偏心齿轮与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,限制所述第一旋转轴与所述第二旋转轴之间的差动旋转。
8.如权利要求1至7中任一项所述的差动装置,其特征在于,配备有:
第一偏心板,所述第一偏心板在外周面形成所述第一偏心齿轮;以及
第二偏心板,所述第二偏心板具有在内周面形成有所述第二偏心齿轮的圆筒部,与所述圆筒部成一体地形成并与所述第二偏心齿轮成一体地旋转,
所述第一运动转换机构具有:
所述第一偏心板;
第一板,所述第一板在所述旋转轴线上与所述第一偏心板相对向地配置,与所述第一旋转轴成一体地旋转;
多个第一反作用力销,所述第一反作用力销在所述第一板的侧面中的以所述旋转轴线为中心的节圆上等间隔地配置,被保持于所述第一板;以及
多个第一反作用力孔,所述第一反作用力孔在所述第一偏心板中的以所述第一偏心轴线为中心的节圆上形成于等间隔的位置,所述第一反作用力销分别松卡合于所述第一反作用力孔,
所述第一运动转换机构将所述第一偏心板绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第一板绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第一板绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第一偏心板绕所述旋转轴线的公转运动,
所述第二运动转换机构具有:
所述第二偏心板;
第二板,所述第二板在所述旋转轴线上与所述第二偏心板相对向地配置,与所述第二旋转轴成一体地旋转;
多个第二反作用力销,所述第二反作用力销在所述第二板的侧面中的以所述旋转轴线为中心的节圆上等间隔地配置,被保持于所述第二板;以及
多个第二反作用力孔,所述第二反作用力孔在所述第二偏心板中的以所述第二偏心轴线为中心的节圆上形成于等间隔的位置,所述第二反作用力销分别松卡合于所述第二反作用力孔,
所述第二运动转换机构将所述第二偏心板绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第二板绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第二板绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第二偏心板绕所述旋转轴线的公转运动。
9.如权利要求8所述的差动装置,其特征在于,
配备有双齿偏心构件,所述双齿偏心构件配置在所述旋转轴线上,形成有将绕所述第一偏心轴线的旋转体挖空而成的中空部,
所述第一齿轮形成于所述中空部的内周面,
所述第二齿轮形成于所述双齿偏心构件的外周面,
所述第一偏心轴线与所述第二偏心轴线成为相互不同的轴线,
所述第一偏心板、所述第二偏心板以及所述双齿偏心构件在所述旋转轴线方向上相互重叠地配置。
10.如权利要求8或9所述的差动装置,其特征在于,
所述第一齿轮及所述第一偏心齿轮、以及所述第二齿轮及所述第二偏心齿轮均由摆线齿形的齿轮形成,
当所述第一齿轮的齿数为z1,所述第一偏心齿轮的齿数为z2,所述第二齿轮的齿数为z3,所述第二偏心齿轮的齿数为z4时,下述关系分别成立:
z1=z3
z2=z1-1
z4=z1+1。
11.如权利要求1至7中任一项所述的差动装置,其特征在于,配备有:
第一输出偏心齿轮,所述第一输出偏心齿轮是配置于所述第一偏心轴线上且与所述第一偏心齿轮成一体地旋转的内齿齿轮;以及
第二输出偏心齿轮,所述第二输出偏心齿轮是配置于所述第二偏心轴线上且与所述第二偏心齿轮成一体地旋转的外齿齿轮,
所述第一运动转换机构具有:
所述第一输出偏心齿轮;以及
第一输出齿轮,所述第一输出齿轮是与所述第一输出偏心齿轮内切并与所述第一输出偏心齿轮啮合的外齿齿轮,与所述第一旋转轴成一体地旋转,
所述第一运动转换机构将所述第一偏心齿轮以及所述第一输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第一输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第一输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第一偏心齿轮以及所述第一输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动,
所述第二运动转换机构具有:
所述第二输出偏心齿轮;以及
第二输出齿轮,所述第二输出齿轮是与所述第二输出偏心齿轮内切并与所述第二输出偏心齿轮啮合的内齿齿轮,与所述第二旋转轴成一体地旋转,
所述第二运动转换机构将所述第二偏心齿轮以及所述第二输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动转换成所述第二输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动,或者,将所述第二输出齿轮绕所述旋转轴线的旋转运动转换成所述第二偏心齿轮以及所述第二输出偏心齿轮绕所述旋转轴线的公转运动。
12.如权利要求11所述的差动装置,其特征在于,
所述第一齿轮、所述第一偏心齿轮、所述第一输出齿轮及所述第一输出偏心齿轮、以及所述第二齿轮、所述第二偏心齿轮、所述第二输出齿轮及所述第二输出偏心齿轮均由摆线齿形的齿轮形成,
当所述第一齿轮的齿数为z11,所述第一偏心齿轮的齿数为z12,所述第一输出齿轮的齿数为z13,所述第一输出偏心齿轮的齿数为z14,所述第二齿轮的齿数为z21,所述第二偏心齿轮的齿数为z22,所述第二输出齿轮的齿数为z23,所述第二输出偏心齿轮的齿数为z24时,下述关系分别成立:
z11=z14
z12=z13=z11-1
z21=z24=z11-3
z22=z23=z21+1。
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