JPH08291854A - 車両用差動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】安価かつ簡単な構造で差動制限を発揮すること
ができる車両用差動装置を提供する。 【構成】オープン差動装置をもとに、サイドギヤ４Ａ，
４Ｂを、ピニオンギヤ２Ａ，２Ｂと噛み合う歯部体４０
Ａ，４０Ｂと、車軸と一体回転する軸部体４１Ａ，４１
Ｂに分離構成し、前記歯部体４０Ａ，４０Ｂの内径側と
軸部体４１Ａ，４１Ｂの外周側には互いに噛み合うねじ
れ歯部４０１ａ，４０１ｂ，４１１ａ，４１１ｂを設
け、かつ前記歯部体４０Ａ，４０Ｂとハウジング間また
は軸部体４１Ａ，４１Ｂとハウジング間に摩擦発生手段
５Ａ，５Ｂを配している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用差動装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車における差動装置は、一般に、図
１に示すようにハウジング１内に左右２個のベベルギヤ
からなるサイドギヤ４，４と２個(または４個)の相対す
るピニオンギヤ２，２を互いに噛み合うように配し、ピ
ニオンギヤ２，２は中心孔にジャーナルピン３を貫通さ
せてハウシング１に支持させており、サイドギヤ４，４
はぞれぞれ左右の車軸Ａ，Ｂとスプライン嵌合されてい
る。この汎用差動装置においては、エンジントルクを車
軸に伝達する機能と、左右両車軸間の差動を許容してコ
ーナリングを容易にする機能を有している。しかし、左
右車軸へのトルクの伝達が等分であるため、たとえば両
車軸間に大きな路面抵抗の差があったりコーナリングに
よって内外輪への荷重負荷の差が大きいときに、条件の
よい方の車輪も条件の悪い方の車輪と同程度の駆動・制
動力しか得ることができず、車両運動性能が向上しない
という問題があった。この欠点を解消するため、特公昭
６１−５１６９６号公報や特開平５−２８０５９６号公
報等において、自動差動制限型の差動装置が提案されて
いる。しかしながらこれら先行技術はピニオンギヤとサ
イドギヤが特殊形状となっているため、高精度に加工す
ることに多大なコストがかかり、装置が非常に高価にな
るという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような
問題点を解消するために創案されたもので、その目的と
するところは、簡単かつ安価な構造で差動制限性能を発
揮することができる車両用差動装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、車軸にスプライン連結される左右２個のサイ
ドギャとこれと直交する位置にジャーナルピンにより支
持される２つ以上のピニオンギヤをハウジング内に配し
た形式の差動装置において、前記サイドギヤを、ピニオ
ンギヤと噛み合う歯部体と、車軸と一体回転する軸部体
に分離構成し、前記歯部体の内径側と軸部体の外周側に
は互いに噛み合うねじれ歯部を設け、かつ前記歯部体と
ハウジングの間または軸部体とハウジングの間若しくは
歯部体と軸部体の間に摩擦発生手段を配している構成と
したものである。前記摩擦発生手段としては、ハウジン
グに一体回転可能に取付けられた平板部材と、軸部体に
一体回転可能に取付けられた平板部材との組合せが挙げ
られる。

【０００５】

【作用】本発明においては、従来のようにサイドギヤが
軸部と歯部とを一体化したものでなく、歯部体と軸部体
とに分割されており、かつそれらがはす歯または多条ね
じなどからなるねじれ歯部により互いに噛み合ってい
る。したがって、エンジントルクがハウジングからジャ
ーナルピンよびピニオンギヤに伝えられ、これからのト
ルクが歯部体に伝えられると、これと噛み合っている軸
部体から車軸へと伝達され、しかも歯部体と軸部体の噛
み合いからトルクに応じてスラスト力が発生する。この
スラスト力が歯部体とハウジング間または軸部体とハウ
ジング間若しくは歯部体と軸部体間のいずれかに配した
摩擦発生手段で受け止められるため摩擦抵抗が発生す
る。これにより入力トルクに比例した差動制限力が得ら
れるため、滑りやすい路面でのトラクションや運動性能
の向上を図ることができる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明
する。図２ないし図６は本発明の第１実施例を示してい
る。１はハウジングであり、両端にギヤキャリアに軸受
を介して支持されるボス１００，１００を有し、一端よ
りの外周にはフランジ１０１を有し、これに図示しない
エンジン出力軸のドライブピニオンと噛み合うリングギ
ヤが取り付けられることで軸線Ｌを中心として回転され
るようになっている。２Ａ，２Ｂは外周にベベルギヤ部
２０，２０を有する２個一対からなるピニオンギヤであ
り、前記ハウジング１内中央部位に軸線Ｌと直交する関
係で上下に相対して配され、中心にハウジング１で支持
されるジャーナルピン３が貫通している。

【０００７】４Ａ，４Ｂはハウジング１の軸線Ｌと同心
上に配された２個一対のサイドギヤである。それらサイ
ドギヤ４Ａ，４Ｂは、従来の差動装置と異なり、歯部体
４０Ａ，４０Ｂとスラスト創成用の軸部体４１Ａ，４１
Ｂに分割構成されている。歯部体４０Ａ，４０Ｂはリン
グ状をなし、それぞれ外周に前記ベベルギヤ部２０，２
０と噛み合うべベルギヤ部４０ａ，４０ｂを有してい
る。軸部体４１Ａ，４１Ｂは筒状をなし、内面には車軸
Ａ，Ｂの外周と噛み合うスプライン４１３ａ，４１３ｂ
を有している。そして、図３と図４に示すように、前記
歯部体４０Ａ，４０Ｂの内周にはそれぞれリード方向が
異なるねじれ歯部４０１ａ，４０１ｂが設けられ、ま
た、軸部体４１Ａ，４１Ｂの外周にはそれぞれリード方
向が異なるねじれ歯部４１１ａ，４１１ｂが設けられて
おり、歯部体４０Ａと軸部体４１Ａは前記ねじれ歯部４
０１ａ，４１１ａによって互いに噛み合い、歯部体４０
Ｂと軸部体４１Ｂは前記ねじれ歯部４０１ｂ，４１１ｂ
によって互いに噛み合うことでアッセンブリとなってい
る。

【０００８】前記ねじれ歯部４０１ａ，４０１ｂ，４１
１ａ，４１１ｂとは歯筋がつる巻きをなす多条系の歯構
造のものを指し、具体的にはヘリカルギヤ、多条ねじな
どの形態である。図２ないし図５に示すものでは、図２
の矢印で示すドライブ方向において、紙面に対し左側の
歯部体４０Ａと軸部体４１Ａのねじれ歯部４０１ａ，４
１１ａは右ねじれ、紙面に対し右側の歯部体４０Ｂと軸
部体４１Ｂのねじれ歯部４０１ｂ，４１１ｂは左ねじれ
となっている。

【０００９】そして、前記歯部体４０Ａ，４０Ｂの軸方
向後端面とハウジング１の対応する内面との間には摩擦
発生手段５Ａ，５Ｂが配されている。この実施例では、
摩擦発生手段５Ａ，５Ｂはリングワッシャないしこれに
類する平板部材からなっている。この平板部材は１枚で
もよいが、摩擦抵抗を大きくするため好ましくは複数枚
の平板部材を用い、そのうちの１枚以上をハウシング側
と軸部体側にそれぞれ一体回転可能に取付ける。くわし
くは、この実施例では３枚の平板部材５１，５２，５３
を用いている。このうち２枚の平板部材５１，５３の内
径縁には、図５のように内方に張り出す突起５１０，５
３０を円周上に等間隔で形成し、また、軸部体４１Ａ，
４１Ｂにはねじれ歯部４１１ａ，４１１ｂよりも軸線方
向後方の直筒状外周面に、図３と図５のように複数の溝
４１２を等間隔で設け、それら溝４１２に前記突起５１
０，５３０を嵌め込んでいる。また、中間の１枚の平板
５２は内径が前記した平板部材５１，５３よりも大き
く、図４のように外径縁に複数個の突起５２０を円周上
に等間隔で形成しており、ハウジング１内には前記突起
５２０に対応する間隔で溝１０２を形成しており、これ
ら溝１０２にそれぞれ突起５２０をはめこんでいる。そ
して前記ジャーナルピン３には、推力を受け止めるとと
もに摩擦発生手段５Ａ，５Ｂの外れを防止するため、前
記軸部体４１Ａ，４１Ｂの軸方向前端面と接触可能なリ
ング状のスペーサ６を貫挿している。

【００１０】図６は摩擦発生手段５Ａ，５Ｂの他の例を
示している。(a)は各軸部体４１Ａ，４１Ｂのねじれ歯
部４１１ａ，４１１ｂよりも軸線方向後方部位にそれぞ
れ半径方向に張り出すフランジ部４１４ａ，４１４ｂを
形成し、これらフランジ部４１４ａ，４１４ｂの軸線方
向内面を歯部体４０Ａ，４０Ｂの軸方向後端面と当接さ
せ、フランジ部４１４ａ，４１４ｂの軸線方向外面をハ
ウジング内面と摺接させるようにしている。(b)は各軸
部体４１Ａ，４１Ｂの後端面外周にそれぞれテーパコー
ン面４１５ａ，４１５ｂを形成し、このテーパコーン面
４１５ａ，４１５ｂをハウジング内面のテーパコーン面
と摺接させるようにしている。(C)は軸部体４１Ａ，４
１Ｂのねじれ歯部４１１ａ，４１１ｂよりも軸線方向後
方部位に半径方向に張り出すフランジ部４１４ａ，４１
４ｂを形成する一方、歯部体４０Ａ，４０Ｂの軸方向後
端面と前記フランジ部４１４ａ，４１４ｂの軸線方向内
面との間にハウジング１と一体回転可能な平板部材５１
を介在させている。平板部材５１をハウジング１と一体
回転可能にするための構成は前記図４と同じであり、平
板部材５１の外径縁に複数個の突起５１０を円周上に等
間隔で形成し、ハウジング１内には前記突起５１０に対
応する間隔で溝１０２を形成し、これら溝１０２にそれ
ぞれ突起５１０を嵌めるものである。

【００１１】図７は本発明の第２実施例を示している。
この実施例も基本的な構成は前記第１実施例と同じであ
るが、図示する矢印のドライブ方向において、紙面に対
して左側の歯部体４０Ａと軸部体４１Ａのねじれ歯部４
０１ａ，４１１ａは左ねじれ、紙面に対して右側の歯部
体４０Ｂと軸部体４１Ｂのねじれ歯部４０１ｂ，４１１
ｂは右ねじれとなっている。そして、軸部体４１Ａ，４
１Ｂには、ねじれ歯部４１１ａ，４１１ｂよりも軸線方
向後方部位に半径方向に張り出すフランジ部４１４ａ，
４１４ｂを形成し、それらフランジ部４１４ａ，４１４
ｂよりも軸線方向後方に摩擦発生手段５Ａ，５Ｂを設け
ている。前記フランジ部４１４ａ，４１４ｂは軸線方向
後面が摩擦用面であり、軸線方向前面が歯部体４０Ａ，
４０Ｂと協働して軸線方向内方への移動防止面となって
いる。したがって、実施例１のようなスペーサは用いら
れていない。この実施例では、摩擦発生手段５Ａ，５Ｂ
は３枚の平板部材５１，５２，５３を用いている。その
うち、中間の平板部材５２が内径に複数の突起５２０を
有し、それらが軸部体４１Ａ，４１Ｂに設けた溝４１２
にはまることで一体回転されるようになっており、左右
の２枚の平板部材５１，５３は外径側に設けた突起５１
０，５３０をハウジング内面に設けた溝１０２に嵌めあ
わせることでハウジングと一体回転されるようになって
いる。その他の構造は第１実施例と同じであるから、同
じ部分について同じ符号を付し、説明は省略する。な
お、第１実施例と第２実施例において、前記平板部材の
枚数は４枚以上であってもよく、またそのハウジング側
と軸部体に取り付ける枚数の振り分けは任意である。ま
た、第１実施例と第２実施例ではピニオンギヤ２Ａ，２
Ｂが２つであるが、これに限定されるものではなく、４
つなどであってもよい。

【００１２】

【実施例の作用】車両加速時（エンジントルク入力）に
おいては、図８のようにリングギヤ７を介してハウジン
グ１にトルクが伝達され、そのトルクは、ハウジング１
からジャーナルピン３へ、またジャーナルピン３にはま
っているピニオンギヤ２Ａ，２Ｂからサイドギヤ４Ａ，
４Ｂの第１部材としての歯部体４０Ａ，４０Ｂへ伝えら
れる。歯部体４０Ａ，４０Ｂは内径側にねじれ歯部４０
１ａ，４０１ｂを有しており、これらが軸部体４１Ａ，
４１Ｂの外径側のねじれ歯部４１１ａ，４１１ｂと噛み
合っているため、トルクは軸部体４１Ａ，４１Ｂからス
プライン４１３ａ，４１３ｂを介して車軸Ａ，Ｂに伝達
される。そして、このときに歯部体４０Ａ，４０Ｂと軸
部体４１Ａ，４１Ｂはねじれ歯部同士の噛み合いである
ため、歯部体４０Ａ，４０Ｂ若しくは軸部体４１Ａ，４
１Ｂには伝達されるトルクに応じてスラスト力が発生
し、これにより摩擦発生手段５Ａ，５Ｂによりハウジン
グとの間に摩擦抵抗が発生し、トルクバイアス比が制御
される。

【００１３】すなわち、第１実施例おいては、図９のよ
うにトルク伝達方向が矢印の方向である場合、歯部体４
０Ａと軸部体４１Ａが右ねじれのねじれ歯部，歯部体４
０Ｂと軸部体４１Ｂが左ねじれのねじれ歯部であるた
め、軸部体４１Ａ，４１Ｂは（ａ）のよう内方に向かっ
て荷重が作用するスラストインとなり、歯部体４０Ａ，
４０Ｂは反力により（ｂ）のように外方に向かって荷重
が作用するスラストアウトとなる。そして、歯部体４０
Ａ，４０Ｂの軸方向端面によるスラスト力により、平板
部材５１とハウジング側の平板部材５２との間、該平板
部材５２と軸部体４１Ａ，４１Ｂ側の平板部材５３の
間、および該平板部材５３とハウジング内面との間の３
か所で大きな摩擦抵抗が創成されるため、差動が制限さ
れる。従来の差動装置ではサイドギヤとピニオンギヤの
ベベルギヤ部の噛み合いによるスラスト合力ｆ₀のみで
あったが、この実施例では、前記歯部体４０Ａ，４０Ｂ
と軸部体４１Ａ，４１Ｂのねじれ歯部との噛み合いによ
り歯部体４０Ａ，４０Ｂに発生するスライト力ｆ₁が追
加されるため、スラスト合力Ｆはｆ₀＋ｆ₁と大きくな
り、これにより摩擦力が増大し、ロッキング率すなわち
トルクバイアス比が大きくなる。なお、図６(c)の場合
にはスペース的にはコンパクトでありながら摩擦面数を
多くすることができる。すなわち、歯部体４０Ａ，４０
Ｂの軸方向端面によるスラスト力により、歯部体４０
Ａ，４０Ｂの軸方向後端面と平板部材５１との間、平板
部材５１と軸部体４１Ａ，４１Ｂのフランジ部４１４
ａ，４１４ｂの間およびフランジ部４１４ａ，４１４ｂ
とハウジング内面との間の３か所で大きな摩擦抵抗が創
成され、差動が制限される。

【００１４】第２実例においては、図１０のようにトル
ク伝達方向が矢印の方向である場合、歯部体４０Ａと軸
部体４１Ａが左ねじれのねじれ歯部，歯部体４０Ｂと軸
部体４１Ｂが右ねじれのねじれ歯部であるため、軸部体
４１Ａ，４１Ｂは（ａ）のよう外方に向かって荷重が作
用するスラストアウトとなり、歯部体４０Ａ，４０Ｂは
反力により内方に向かって荷重が作用するスラストイン
となる。そして、図７のように、軸部体４１Ａ，４１Ｂ
のフランジ部４１４ａ，４１４ｂにより３枚の平板部材
５１，５２，５３はハウジング内面に押しつけられ、フ
ランジ部４１４ａ，４１４ｂの軸線方向後面と平板部材
５１との間、ハウジング側の平板部材５１と軸部体４１
Ａ，４１Ｂ側の平板部材５２との間および該平板部材５
２とハウジング側の平板部材５３の間の３か所で大きな
摩擦抵抗が創成される。この実施例では前記歯部体４０
Ａ，４０Ｂと軸部体４１Ａ，４１Ｂのねじれ歯部との噛
み合いにより軸部体４１Ａ，４１Ｂに発生するスライト
力ｆ₁が追加されるためスラスト合力Ｆはｆ₀＋ｆ₁と大
きくなり、これにより摩擦力が増大し、ロッキング率す
なわちトルクバイアス比が大きくなる。

【００１５】一方、車両減速時すなわちタイヤからの減
速トルクが入力したときには、前記と逆に車軸→軸部体
４１Ａ，４１Ｂ→歯部体４０Ａ，４０Ｂ→ピニオンギヤ
２Ａ，２Ｂ→ハウジング１へとトルクが伝達されるが、
このときには軸部体４１Ａ，４１Ｂは歯部体４０Ａ，４
０Ｂへスラスト力を作用させるだけで、ハウジング１と
の摩擦力は生じない。以上のことから、本発明によれ
ば、入力されるトルクによって自動的にトルクセンシン
グされて差動が制限され、また、入力されるトルクの方
向によってそのロッキング率を変化させることができ、
車両のすべりやすい路面でのトラクションや運動性能の
向上を図ることができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、汎用の差動装置におけるサイドギヤの構成を変
更するだけの簡単かつ安価な構造により入力トルクの方
向とトルクの大きさに応じた差動制限を実現することが
できるというすぐれた効果が得られる。請求項２によれ
ば、摩擦発生手段が少なくとも２枚の平板部材からなっ
ているため摩擦個所が増し、差動制限をより確実にする
ことができるというすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の車両用差動装置の縦断側面図である。

【図２】本発明による車両用差動装置の第１実施例を示
す縦断側面図である。

【図３】第１実施例における歯部体と軸部体との取り合
いを示す部分切欠図である。

【図４】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図５】図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図６】第１実施例における摩擦発生手段の他の実施例
を示す部分的断面図ある。

【図７】本発明の第２実施例を示す半断側面図である。

【図８】本発明におけるトルク伝達系統を示す説明図で
ある。

【図９】第１実施例のスラスト力方向を示す説明図であ
る。

【図１０】第２実施例のスラスト力方向を示す説明図で
ある。

【符号の説明】 １ ハウジング ２Ａ，２Ｂ ピニオンギヤ ３ ジャーナルピン ４Ａ，４Ｂ サイドギヤ ４０Ａ，４０Ｂ 歯部体 ４１Ａ，４１Ｂ 軸部体 ５Ａ，５Ｂ 摩擦発生部材 ４０１ａ，４０１ｂ，４１１ｂ，４１１ｂ ねじれ歯部 ５１，５２，５３ 平板部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車軸にスプライン連結される左右２個のサ
   イドギヤとこれと直交する位置にジャーナルピンにより
   支持される２つ以上のピニオンギヤをハウジング内に配
   した形式の差動装置において、サイドギヤ４Ａ，４Ｂ
   を、ピニオンギヤ２Ａ，２Ｂと噛み合う歯部体４０Ａ，
   ４０Ｂと、車軸と一体回転する軸部体４１Ａ，４１Ｂに
   分離構成し、前記歯部体４０Ａ，４０Ｂの内径側と軸部
   体４１Ａ，４１Ｂの外周側には互いに噛み合うねじれ歯
   部４０１ａ，４０１ｂ，４１１ａ，４１１ｂを設け、か
   つ前記歯部体４０Ａ，４０Ｂとハウジングの間または軸
   部体４１Ａ，４１Ｂとハウジングの間若しくは歯部体４
   ０Ａ，４０Ｂと軸部体４１Ａ，４１Ｂの間に摩擦発生手
   段５Ａ，５Ｂを配していることを特徴とする車両用差動
   装置。
2. 【請求項２】摩擦発生手段５Ａ，５Ｂが、ハウジング１
   に一体回転可能に取付けられた平板部材と、軸部体４１
   Ａ，４１Ｂに一体回転可能に取付けられた平板部材であ
   る請求項１に記載の車両用差動装置。