JP2694397B2 - 差動機構駆動部 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車駆動系で使用さ
れる差動機構駆動部、所謂ディファレンシャルに関する
ものである。当該差動機構駆動部は、差動ハウジング内
で回転可能に収容され且つ駆動歯車を介して駆動される
差動機構支持部と、前記差動機構支持部内で回転可能に
収容され且つ互に同芯的に配設された第１サイドギヤ及
び第２サイドギヤと、該差動機構支持部の中心軸線から
偏心して該差動機構支持部内で支持され且つ該差動機構
支持部と一緒に回転する複数のピニオンギヤとを具備し
ており、該複数のピニオンギヤが第１群と第２群の２つ
のグループに分けられており、該第１群に属する各ピニ
オンギヤが該第１サイドギヤと噛み合っており、該第２
群に属する各ピニオンギヤが該第２サイドギヤと噛み合
っており、該第１群に属する各ピニオンギヤと該第２群
に属する各ピニオンギヤとが少なくとも間接的に相互に
係合しており、さらに、該第１サイドギヤと該第２サイ
ドギヤとが、トルク下において、軸方向推進力を発生す
るはすば歯車よりなることを特徴とするものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明に先行するこの種のディファレン
シャルは、例えばＧＢ１４５１３５８（Ｓａａｒｉ）ま
たはＷＯ８７／００９００（Ｒｕｓｓｅｌ）より知られ
ている。このディファレンシャルにおいては、サイドギ
ヤとピニオンギヤの歯のかみ合いによる摩擦により生ず
る自動制動作用（所謂、自己ロッキング作用）に加え
て、軸方向においてサイドギヤの端部表面を差動機構支
持部の対向面に接触させることにより、場合によっては
板ばねパケットによる支援を受けて、付加的な摩擦力が
発生される。また、ピニオンギヤがそれ自信の旋回なし
にピニオンギヤの歯頂で円筒状溝内をスライドするよう
構成されたディファレンシャルの場合には、摩擦力がピ
ニオンギヤの歯頂とピニオンギヤの端面においても発生
される。更に、ピニオンギヤが周方向で非対称的に分布
され且つサイドギヤがピニオンギヤの歯頂で支持されて
いる構成のディファレンシャルにおいては、摩擦力が、
半径方向においても発生される。

【０００３】上記の摩擦力は、自動車の通常運転時、所
謂推力付与運転時（ディファレンシャルにおける差動機
構支持部からサイドギヤへトルクが伝達される時）及び
自動車の制動時のような推力反転となる推力付与運転反
転時（ディファレンシャルにおけるサイドギヤから差動
機構支持部へトルクが伝達される時）においても、その
トルクの伝達方向とは、無関係に上記駆動部材間におい
て生じるものである。したがって、自動車のＡＢＳシス
テムに対するディファレンシャルの互換性を得るには、
推力付与運転反転時にディファレンシャルの差動動作の
自動制動作用をなくすことが要求される。この要求に応
じるために、フリーホイール機構、所謂ワンウェイクラ
ッチ機構乃至オーバーランニングクラッチ機構、または
自由切換え機構等といった様々なシステムが既に提案さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自動
車のホイール側から該駆動系へのトルク伝達、即ちサイ
ドギヤから差動機構支持部へのトルク伝達が行われる推
力付与運転反転時に、この種のフリーホイール特性（オ
ーバーランニング特性）を単純な構成で提供することの
できる差動機構駆動部を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、差動ハウジ
ング内で回転可能に収容され且つ駆動歯車を介して駆動
される差動機構支持部と、前記差動機構支持部内で回転
可能に収容され且つ互に同芯的に配設された第１サイド
ギヤ及び第２サイドギヤと、該差動機構支持部の中心軸
線から偏心して該差動機構支持部内で支持され且つ該差
動機構支持部と一緒に回転する複数のピニオンギヤとを
具備する自動車の駆動系で使用される差動機構駆動部に
おいて、該複数のピニオンギヤが第１群と第２群の２つ
のグループに分けられており、該第１群に属する各ピニ
オンギヤが該第１サイドギヤと噛み合っており、該第２
群に属する各ピニオンギヤが該第２サイドギヤと噛み合
っており、該第１群に属する各ピニオンギヤと該第２群
に属する各ピニオンギヤとが相互に係合しており、該第
１サイドギヤと該第２サイドギヤとの間には前記差動機
構支持部の軸方向において移動自在の中間部材が設けら
れており、前記サイドギヤ及び前記ピニオンギヤが、自
動車の推力付与運転反転時に該第１サイドギヤ及び該第
２サイドギヤが前記差動機構支持部の軸方向における中
心に向かって力を発生するような、且つ、自動車の推力
付与運転時に該第１サイドギヤ及び第２サイドギヤが前
記差動機構支持部の軸方向において前記中心から外側に
向かって力を発生するような、歯型を持ったはすば歯車
によって形成されており、前記第１サイドギヤ及び該第
２サイドギヤの中心側表面、及び、前記中心側表面と対
向して面接する前記中間部材の表面の中の少なくとも１
つには、該表面間の摩擦を低減する第１摩擦低減手段が
設けられていることを特徴とする差動機構駆動部によっ
て達成できる。

【０００６】上記目的は、前記差動機構駆動部におい
て、前記第１摩擦低減手段を、摩擦低減層、滑走プレー
ト、中間プレート、または、スラスト軸受けにより構成
することによっても達成可能である。また、上記目的
は、前記差動機構駆動部において、自動車の推力付与運
転反転時に、前記ピニオンギヤの表面が前記差動機構支
持部の表面に押圧されるように、前記サイドギヤ及び前
記ピニオンギヤがそれぞれはすば歯車によって形成され
ており、前記ピニオンギヤの軸方向端部の表面及び前記
差動機構支持部の表面の少なくとも１つには、表面間の
摩擦を低減する第２摩擦低減手段が設けられている構成
によっても達成することができる。

【０００７】

【作用】本発明の上記構成により、自動車のホイール側
から該駆動系へのトルク伝達が行われる推力付与運転反
転時、即ちサイドギヤ側から前記差動機構支持部側へト
ルクが伝達される時に、摩擦低減手段の介在によって駆
動系内で発生する摩擦力が通常運転時の発生摩擦力より
も小さくし、フリーホイール特性（オーバーランニング
特性）を提供すること可能となる。さらに、上記構成に
よれば、摩擦低減手段を追加するといった簡単な構造の
変更を行うのみで、通常運転時（所謂推力付与運転時）
と推力付与運転反転時とで駆動系内の摩擦力を異なら
せ、上記フリーホイール特性を得ることが可能となる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１および図２においては、差動機構の支持部とな
る差動機構支持部（所謂、差動機構ケージ）が示されて
いる。この差動機構支持部はケージ中央部１および装着
カバー２，３を有する。カバー２，３における突起部
４、５が、図示せぬローラ軸受により回転自在に支持さ
れることによって、本支持部は、図示されていない差動
機構ハウジング内で回転自在にに支持されている。ボル
ト６，７は差動機構支持部中央部１および装着カバー
２，３を相互に固定するものである。フランジ１８に
は、駆動歯を備えたホイールが取付けられる。ケージ中
央部１における貫通円筒孔部８には、第１及び第２サイ
ドギヤ１０、１１の歯頂が直接貫通円筒孔部８内をスラ
イドできるように、第１及び第２サイドギヤ１０、１１
が収容、支持されている。貫通円筒孔部８の内部で且つ
第１サイドギヤ１０と第２サイドギヤ１１の間には、中
間部材９が挿入されている。この中間部材９は、軸方向
において浮動状態に移動可能である。

【０００９】第１サイドギヤ１０は、複数個の第１ピニ
オンギヤ１２と歯を噛み合せた係合状態にされている。
この複数個の第１ピニオンギヤは周方向において分布し
て配備されている。第２サイドギヤ１１は、第１ピニオ
ンギヤ１２と同形状で且つ軸方向においてオフセットさ
れた複数個の第２ピニオンギア１３と歯を噛み合わせた
係合状態におかれる。各第１ピニオンギヤ１２は、それ
ぞれ、第２ピニオンギヤ１３の一つと嵌合しており、こ
れ等第１ピニオンギヤ１２及び第２ピニオンギヤ１３は
全体としてそれぞれ２つにグループ分けされ、周辺上に
非対象的配置で交互に交替分布し配置されている。

【００１０】第１サイドギヤ１０，第２サイドギヤ１
１、第１ピニオンギヤ１２、及び、第２ピニオンギヤ１
３は、はすば歯車である。このはすば歯車は、通常運転
時（所謂推力付与運転時）に軸方向の力が第１サイドギ
ヤ１０及び第２サイドギヤ１１に対してそれぞれ外側に
向うよう（図１における矢印Ａ方向）作動し、その結
果、第１サイドギヤ１０及び第２サイドギヤ１１と装着
カバー２，３の各内側との間に高い摩擦力（高摩擦力）
が発生する。一方、推力付与運転反転時に上記軸方向の
力は、第１サイドギヤ１０及び第２サイドギヤ１１に対
しそれぞれ軸方向内側に向けて（図１における矢印Ｂ方
向）作動する。第１サイドギヤ１０及び第２サイドギヤ
１１と中間部材９との間の相対向する表面には、摩擦低
減層１４，１５が設けてあり、推力付与運転反転時に対
応面の相互間での摩擦を低減するようにしている。な
お、摩擦低減層１４、１５として、滑走プレートを使用
することが可能である。

【００１１】一方、上記とは反対に、摩擦低減層１４、
１５に代えて、サイドギヤ１０，１１の外側に摩擦増強
層を設けることにより同様の効果を得ることも可能であ
る。また、摩擦低減層を、該ピニオンギヤに対向する装
着カバー２、３の表面に設けることも可能である。

【００１２】図３には、上記機構によって、推力付与運
転反転時に制動率が小さく、反対に、通常運転時（推力
付与運転時）には制動率（ＴＢ）が高くなることが示さ
れている。

【００１３】図４には、ケージ中央部２１とこれに連結
された２個の装着カバー２２，２３を有する差動機構支
持部（所謂、差動機構ケージ）が示されている。このケ
ージ中央部２１は、図示せぬ差動機構ハウジングの中で
回転可能に支承されている。装着カバー２２，２３の突
起部２４，２５は、図示せぬ軸受と球軸受２６を介し
て、差動機構ハウジング内に回転自在に支持されてい
る。球軸受２６は、環状のプレート２７に軸方向におい
て位置決めされて、装着カバー２３上に支持されてい
る。

【００１４】突起部２４の内側面には、駆動歯３８が設
けられている。ケージ中央部２１内の第１円筒孔部２８
には、回転自在に第１サイドギヤ３０が収容されてお
り、ケージ中央部２１内の第２円筒孔部２９には、回転
自在に第２サイドギヤ３１が収容されている。第１サイ
ドギヤ３０の歯頂と第２サイドギヤ３１の歯頂は、第１
円筒孔部２８及び第２円筒孔部２９で、それぞれ摺動可
能に支持されている。

【００１５】第１サイドギヤ３０には軸４０が挿入され
ており、また、第２サイドギヤ３１には軸４１が挿入さ
れており、軸４１は、球軸受３９を介して突起部２５の
内側で支持されている。図４の上半部に示した実施例に
よれば、第１サイドギヤ３０と第２サイドギヤ３１の間
の円筒孔部２９に中間プレート３６が挿入されている。
一方、図４の下半部に示した他の実施例によれば、第１
サイドギヤ３０と第２サイドギヤ３１の間の円筒孔部２
９にスラスト軸受３７（図の下半部参照）が挿入されて
いる。なお、これら中間プレート３６とスラスト軸受３
７とは、軸方向に浮動状態で収容されており、該軸方向
で移動自在である。

【００１６】第１サイドギヤ３０は、複数の第１ピニオ
ンギヤ３２と噛み合っている。複数の第１ピニオンギヤ
は周方向において分布配置されている。第２サイドギヤ
３１には、第２サイドギヤ３１よりも小さな径を持つ、
第２ピニオンギヤ３３が噛み合っている。なお、各第２
ピニオンギヤ３２は少なくとも１個のピニオンギヤ３３
と噛み合っている。

【００１７】第１サイドギヤ３０、第２サイドギヤ３
１、第１ピニオンギヤ３２と第２ピニオンギヤ３３は、
それぞれはすば歯車により形成されている。このはすば
歯車は、通常運転時（所謂、推力付与運転時）に、軸力
が第１サイドギヤ３０及び第２サイドギヤ３１に外側か
らそれぞれ作用するように配置されており、第１サイド
ギヤ３０及び第２サイドギヤ３１と装着カバー２２，２
３のそれぞれの内側との間に大きな摩擦力が発生する。

【００１８】一方、推力付与運転反転時には、軸力が第
１サイドギヤ３０及び第２サイドギヤ３１にそれぞれ軸
方向に内側に向って作用する。そこで、第１サイドギヤ
３０の中心側表面、第２サイドギヤ３１中心側表面、該
中心側表面に対向して面接する中間プレート３６及びス
ラスト軸受３７の表面に、それぞれ摩擦低減層３４，３
５を設け、推力付与運転反転時においてそれらの相対向
する面の間の摩擦を減少することを可能としている。一
方、第１サイドギヤ３０、第２サイドギヤ３１の外側
に、摩擦増強層を設けることによっても、同様の効果を
発揮することが可能となる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、自動車の推力付与運転
反転時、即ちサイドギヤ側から前記差動機構支持部側へ
トルクが伝達される時に、摩擦低減手段の介在によって
駆動系内で発生する摩擦力を通常運転時（所謂、推力付
与運転時）の発生摩擦力よりも小さくし、フリーホイー
ル特性（オーバーランニング特性）を提供すること可能
となる。さらに、上記構成によれば、摩擦低減手段を追
加するといった簡単な構造の変更を行うのみで、通常運
転時（所謂、推力付与運転時）と推力付与運転反転時と
で駆動系内の摩擦力を異ならせ、上記フリーホイール特
性を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる駆動部の差動機構
支持部の長さ方向断面図である。

【図２】図１に示す本発明による駆動部の差動機構の断
面図である。

【図３】駆動部の運転状態を原理的に示す図である。

【図４】本発明による第２実施例の駆動部の差動機構支
持部の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 差動機構支持部（ケージ中央部） ２ 差動機構支持部（カバー） ３ 差動機構支持部（カバー） ４ 突起部 ５ 突起部 ６ ボルト ７ ボルト ８ 円筒孔部 ９ 中間部材 １０ 第１サイドギヤ １１ 第２サイドギヤ １２ 第１ピニオンギヤ １３ 第２ピニオンギヤ １４ 摩擦低減層 １５ 摩擦低減層 １８ フランジ

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 差動ハウジング内で回転可能に収容され
   且つ駆動歯車を介して駆動される差動機構支持部（１，
   ２，３）と、前記差動機構支持部内で回転可能に収容さ
   れ且つ互に同芯的に配設された第１サイドギヤ（１０，
   ３０）及び第２サイドギヤ（１１，３１）と、該差動機
   構支持部の中心軸線から偏心して該差動機構支持部内で
   支持され且つ該差動機構支持部と一緒に回転する複数の
   ピニオンギヤ（１２、１３、３２、３３）とを具備する
   自動車の駆動系で使用される差動機構駆動部において、 該複数のピニオンギヤ（１２、１３、３２、３３）が第
   １群と第２群の２つのグループに分けられており、 該第１群に属する各ピニオンギヤ（１２、３２）が該第
   １サイドギヤ（１０，３０）と噛み合っており、 該第２群に属する各ピニオンギヤ（１３、３３）が該第
   ２サイドギヤ（１１，３１）と噛み合っており、 該第１群に属する各ピニオンギヤと該第２群に属する各
   ピニオンギヤとが相互に係合しており、 該第１サイドギヤ（１０，３０）と該第２サイドギヤ
   （１１，３１）との間には前記差動機構支持部の軸方向
   において移動自在の中間部材（９、３６、３７）が設け
   られており、 前記サイドギヤ及び前記ピニオンギヤが、自動車の推力
   付与運転反転時に該第１サイドギヤ（１０，３０）及び
   該第２サイドギヤ（１１，３１）が前記差動機構支持部
   の軸方向における中心に向かって力を発生するような、
   且つ、自動車の推力付与運転時に該第１サイドギヤ（１
   ０，３０）及び第２サイドギヤ（１１，３１）が前記差
   動機構支持部の軸方向において前記中心から外側に向か
   って力を発生するような、歯型を持ったはすば歯車によ
   って形成されており、 前記第１サイドギヤ（１０，３０）及び該第２サイドギ
   ヤ（１１，３１）の中心側表面、及び、前記中心側表面
   と対向して面接する前記中間部材（９、３６、３７）の
   表面の中の少なくとも１つには、該表面間の摩擦を低減
   する第１摩擦低減手段（１４、１５、３４、３５）が設
   けられていることを特徴とする差動機構駆動部。
2. 【請求項２】 自動車の推力付与運転反転時に前記ピニ
   オンギヤ（１２、１３、３２、３３）の軸方向端部の表
   面が前記差動機構支持部（２、３、２２、２３）の表面
   に押圧されるように、前記サイドギヤ及び前記ピニオン
   ギヤがそれぞれはすば歯車によって形成されており、 前記ピニオンギヤ（１２、１３、３２、３３）の軸方向
   端部の表面及び前記差動機構支持部（２、３、２２、２
   ３）の表面の少なくとも１つには、表面間の摩擦を低減
   する第２摩擦低減手段が設けられていることを特徴とす
   る請求項１に記載の差動機構駆動部。
3. 【請求項３】 前記第１摩擦低減手段が、該サイドギヤ
   の中心側表面に設けられていることを特徴とする請求項
   １に記載の差動機構駆動部。
4. 【請求項４】 前記第２摩擦低減手段が、該ピニオンギ
   ヤの軸方向端部の表面に設けられていることを特徴とす
   る請求項２に記載の差動機構駆動部。
5. 【請求項５】 前記中間部材が、摩擦低減層（３４、３
   ５）を有する中間プレートであることを特徴とする請求
   項１に記載の差動機構駆動部。