JPH10184849A - 差動歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】部品点数を増加させることなく、入力トルクに
比例した差動制限トルクを発生させることができる差動
歯車装置を提供する。 【解決手段】本発明の差動歯車装置１００は、左右一対
の出力軸１０Ｌ，１０Ｒ間の差動を制限する差動制限機
構３０と、この差動制限機構３０と差動歯車ケース２０
とによって形成されるコーンクラッチ４０とを備えてい
る。そして、前記コーンクラッチ４０は、ピニオンギヤ
２４とサイドギヤ２６との噛み合いによって生じる接触
圧力によって、サイドギヤ２６および差動制限機構３０
が軸線Ｃ方向に一体に変位させられることによって作動
するようにされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の左右の駆動輪
を回転駆動する差動歯車装置に関し、特に左右一対の出
力軸間の差動を制限する差動制限機構を備えた差動歯車
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両が旋回走行するときの内外輪
差を吸収するために、駆動軸には差動歯車装置が用いら
れている。ところが通常の差動歯車装置では、左右いず
れかの駆動輪が例えばぬかるみに落ち込んだり路面上の
氷雪等に乗り上げたりして空転を始めると、左右の駆動
輪の両方に駆動力を伝達できなくなるという欠点を有し
ている。このため、近年においては、シリコンオイル等
の高粘性流体中に配置された多数の薄板間に生じる粘性
抵抗を利用して左右一対の出力軸間の差動を制限する、
ビスカスカップリングを備えた差動歯車装置が用いられ
ている。

【０００３】ところで、上述したビスカスカップリング
は、左右一対の出力軸の間に回転数差が生じた場合に差
動制限トルクを発生させるものであるため、レスポンス
が悪く、また、図３に示したように回転数差が大きくな
ると差動制限トルクが頭打ちとなる等のマイナス面を有
している。

【０００４】そこで本発明の出願人は、ビスカスカップ
リングと摩擦クラッチとを組み合わせ、ビスカスカップ
リングの作動室内の圧力が上昇すると前記摩擦クラッチ
が係合し、差動制限トルクを高めるように構成された差
動歯車装置を先に出願している。（実公平３−３２８４
０号公報参照）

【０００５】また、本発明の出願人は、ビスカスカップ
リングの作動室内の圧力が上昇すると、ビスカスカップ
リングを形成する壁面が弾性変形して差動歯車ケースと
接触し、差動制限トルクを高めるように構成された差動
歯車装置を先に出願している。（実公平３−４２２６１
号公報参照）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ビスカスカップリングと摩擦クラッチを組み合わせた先
願に係る差動歯車装置においては、摩擦クラッチを構成
する部品の点数が増加する分だけコストアップとなって
しまう。 また、上述のビスカスカップリングを形成す
る壁面が弾性変形する先願に係る差動歯車ケースにおい
ては、差動歯車装置に入力するトルクに比例した差動制
限トルクを発生させることができない。

【０００７】そこで、本発明の目的は、部品点数を増加
させることなく、かつ入力トルクに比例した差動制限ト
ルクを発生させることができる差動歯車装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の差動歯車装置は、互いに同軸な左右一対の
出力軸と、これらの出力軸の軸線周りに回転駆動される
差動歯車ケースと、この差動歯車ケース内に収納され、
かつ前記左右一対の出力軸とそれぞれ一体に回転する左
右一対のサイドギヤと、これらのサイドギヤと噛み合
い、かつ前記差動歯車ケースと一体に前記軸線周りに公
転して前記サイドギヤを回転駆動するピニオンギヤと、
前記左右一対の出力軸間の差動を制限する差動制限機構
を備える。前記差動制限機構は、前記左右一対のサイド
ギヤのいずれか一方と一体に前記軸線方向に変位可能と
され、かつ前記ピニオンギヤと前記サイドギヤとの噛み
合いによって生じる接触圧力によって前記軸線方向に変
位させられた時に係合するコーンクラッチを、前記差動
歯車ケースと共に形成する。

【０００９】すなわち、本発明の差動歯車装置によって
駆動される左右の駆動輪の一方が空転すると、差動制限
機構が左右一対の出力軸間の差動を制限する。すると、
サイドギヤとピニオンギヤとの間の噛み合い圧力が高ま
るので、いずれか一方のサイドギヤと一体とされた差動
制限機構は出力軸の軸線方向に変位させられる。これに
伴い、差動制限機構と差動歯車ケースとが形成するコー
ンクラッチが係合し、機械摩擦による差動制限トルクが
追加的に発生する。そして、この機械摩擦による差動制
限トルクは、ピニオンギヤとサイドギヤとの噛み合い圧
力、すなわちこの差動歯車装置に入力する駆動トルクに
比例するから、入力トルクに比例した差動制限トルクを
得ることができる。また、コーンクラッチは、差動制限
機構と差動歯車ケースとによって形成されるから、部品
点数が増加することもない。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づいて、
本発明に係る一実施形態の差動歯車装置を詳細に説明す
る。ここで、図１は本発明に係る一実施形態の差動歯車
装置の全体縦断面図、図２は本発明の差動歯車装置によ
って得られる差動制限トルクを模式的に示した線図であ
る。

【００１１】図１に示したように、本実施形態の差動歯
車装置１００は、互いに同軸とされた左右一対の出力軸
１０Ｌ，１０Ｒと、これらの出力軸の軸線Ｃ周りに回転
駆動される差動歯車ケース２０とを備えている。そし
て、前記左右一対の出力軸１０Ｌ，１０Ｒは、その嵌合
部１１Ｌ，１１Ｒが差動歯車ケース２０の嵌合部２１
Ｌ，２１Ｒと摺動自在に遊嵌し、差動歯車ケース２０に
よって相対回転自在に支持されている。

【００１２】前記差動歯車ケース２０の内部には、前記
軸線Ｃに直交するピニオンシャフト２３が取り付けられ
ている。そして、このピニオンシャフトによって回転自
在に支持されたピニオンギヤ２４は、左右一対のサイド
ギヤ２５，２６と噛み合い、差動歯車ケース２０に入力
した駆動トルクをこれらのサイドギヤ２５，２６に伝達
するようになっている。そして、図示右側のサイドギヤ
２５は図示右側の出力軸１０Ｒのスプライン部１２Ｒと
直接嵌合し、両者は一体に回転するようになっている。

【００１３】一方、本実施形態の差動歯車装置１００
は、左右一対の出力軸１０Ｌ，１０Ｒ間の差動を制限す
る、差動制限機構としてのビスカスカップリング３０を
備えている。このビスカスカップリング３０は、図示左
側のサイドギヤ２６に固着されて一体に回転するととも
に、図示左側の出力軸１０Ｌのスプライン部１２Ｌと嵌
合して一体に回転する第１の部材３１と、この第１の部
材３１に対して相対回転自在に嵌合するとともに、図示
右側の出力軸１０Ｒの先端に形成された第２のスプライ
ン部１３Ｒと嵌合して一体に回転する第２の部材３２と
を有している。これら第１および第２の部材３１，３２
は、前記軸線Ｃと同軸な環状の作動室３３を形成する。
この作動室３３内には、シリコンオイル等の高粘性流体
が封入されるとともに、前記第１の部材３１と回転方向
に係合する複数枚のアウタプレート３４と、前記第２の
部材３２と回転方向に係合する複数枚のインナプレート
３５とが交互に積層されている。また、第１の部材３１
と第２の部材３３とが回転嵌合する部分には、シールリ
ング３６．３７が取り付けられ、作動室３３内のシリコ
ンオイルが外部に漏れ出さないようにされている。な
お、このビスカスカップリング３０、およびこのビスカ
スカップリング３０と一体に回転する図示左側のサイド
ギヤ２６は、前記軸線Ｃ方向に変位できるように差動歯
車ケース２０に支持されている。

【００１４】また、本実施形態の差動歯車装置１００
は、差動歯車ケース２０と前記ビスカスカップリング３
０との間に介装されたコーンクラッチ４０を備えてい
る。すなわち、差動歯車ケース２０を構成する蓋体２７
には、前記ビスカスカップリング３０の半径方向外側に
延びる、前記軸線Ｃと同軸な円筒状の突出部２８が突設
されている。そして、その内周面は前記軸線Ｃに対して
傾斜するテーパ面２８ａとされている。さらに、ビスカ
スカップリング３０を構成する前記第１の部材３１の外
周面は、前記テーパ面２８ａと密着可能なテーパ面３１
ａとされ、両テーパ面２８ａ，３１ａによってコーンク
ラッチ４０が形成されている。

【００１５】次に、上述のように構成された本実施形態
の差動歯車装置１００の作動について説明する。

【００１６】まず、差動歯車ケース２０に伝達された駆
動力は、ピニオンシャフト２３およびピニオンギヤ２４
を介し、左右一対のサイドギヤ２５，２６にそれぞれ分
配される。これにより、図示右側の出力軸１０Ｒは図示
右側のサイドギヤ２５によって直接回転駆動される。ま
た、図示左側の出力軸１０Ｌは、図示左側のサイドギヤ
２６と一体に回転する第１の部材３１によって回転駆動
される。

【００１７】本実施形態の差動歯車装置１００によって
駆動される左右一対の駆動輪のいずれか一方が空転する
と、左右一対の出力軸１０Ｌ，１０Ｒ間に差動回転が生
じる。これにより、ビスカスカップリング３０を構成す
る第１および第２の部材３１，３２の間にも差動回転が
生じるので、作動室３３内に収納されたアウタプレート
３４とインナプレート３５との間には、シリコンオイル
の粘性抵抗に基づく差動制限トルクが発生する。そし
て、この差動制限トルクは左右一対の出力軸１０Ｌ，１
０Ｒ間に作用し、非空転側の駆動輪に駆動力が伝達され
る。

【００１８】このとき、ピニオンギヤ２４と左右一対の
サイドギヤ２５，２６との間では、ビスカスカップリン
グ３０が発生する差動制限トルクに等しい駆動力が伝達
されるので、ピニオンギヤ２４の歯面と左右一対のサイ
ドギヤ２５，２６の歯面との間には接触圧力が生じる。
すると、差動歯車ケース２０の内部で軸線Ｃ方向に変位
可能とされた図示左側のサイドギヤ２６及びビスカスカ
ップリング３０は、前記接触圧力によって押圧され、図
示左側に変位させられる。

【００１９】これにより、前記コーンクラッチ４０を構
成する一対のテーパ面２８ａ，３１ａが互いに密着して
両者の間に機械摩擦が生じるので、差動歯車ケース２０
と第１の部材３１との間、すなわち左右一対の出力軸１
０Ｌ，１０Ｒの間にはコーンクラッチ４０が発生する機
械摩擦トルクに等しい差動制限トルクが付加される。そ
して、前記コーンクラッチ４０が発生させる差動制限ト
ルクは、ピニオンギヤ２４と左右一対のサイドギヤ２
５，２６との間で伝達される駆動力、すなわちこの差動
歯車装置１００に入力する駆動力に比例するから、図２
に示したように差動制限トルクが頭打ちになることがな
く、充分に大きな差動制限トルクを確保することができ
る。なお、差動歯車ケース２０を構成する前記蓋体２７
とビスカスカップリング３０を構成する前記第１の部材
３１との間には皿ばね３８が介装されている。これによ
り、図示左側のサイドギヤ２６及びビスカスカップリン
グ３０が、ピニオンギヤ２４との噛み合いによって図示
左側に変位させられない際には、前記皿ばね３８によっ
て図示右側に押し戻され、コーンクラッチ４０のテーパ
面２８ａ，３１ａが離間するようにされている。

【００２０】すなわち、本実施形態の差動歯車装置１０
０によれば、左右一対の出力軸１０Ｌ，１０Ｒ間の差動
回転数に起因してビスカスカップリング３０が発生させ
る差動制限トルクと、コーンクラッチ４０が発生させる
入力トルクに比例した差動制限トルクとの両方を、左右
一対の出力軸１０Ｌ，１０Ｒ間に負荷することができ
る。これにより、ビスカスカップリングのみを用いた従
来の差動歯車装置のように差動制限トルクが頭打ちにな
ることがなく、充分に大きな差動制限トルクを確保する
ことができる。

【００２１】また、本実施形態の差動歯車装置１００の
コーンクラッチ４０は、差動歯車ケース２０とビスカス
カップリング３０とによって形成され、部品点数は従来
の差動歯車装置と同一であるから、部品点数の増加によ
る製造コストの上昇を避けることができる。

【００２２】以上、本発明に係る差動歯車装置の一実施
形態について詳しく説明したが、本発明は上述した実施
形態によって限定されるものではなく、種々の変更が可
能であることは言うまでもない。 例えば、上述した実
施形態においては、左右一対の出力軸の間の差動を制限
する差動制限機構としてビスカスカップリングを用いて
いるが、ハイドロリック・カップリング・ユニットやロ
ータリーブレード・カップリング若しくはオリフィス・
カップリング・ユニット等の、他のトルク伝達手段を用
いることもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の差動歯車装置は、左右一対の出力軸間の差動回転に応
じた差動制限トルクを発生させるビスカスカップリング
等の差動制限機構と、ピニオンギヤと左右一対のサイド
ギヤとの噛み合いによって生じる接触圧力に応じた差動
制限トルクを発生させるコーンクラッチとの両方を用い
て差動制限トルクを得るように構成したものであるか
ら、従来のビスカスカップリングのみを用いた差動歯車
装置のように差動制限トルクが頭打ちになることがな
く、入力トルクに比例した差動制限トルクを得ることが
できる。また、前記コーンクラッチを、差動歯車ケース
と左右一対の出力軸間の差動を制限する差動制限機構と
により形成するので、前記差動制限機構のみを用いた従
来の差動歯車装置と比較して部品点数の増加がなく、製
造コストの上昇を避けることができる。さらに、本発明
の差動歯車装置は、左右一対の出力軸間の回転差に感応
できるのみならず、左右一対の出力軸間のトルク差にも
感応できるので、レスポンスが良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の差動歯車装置の全体
縦断面図である。

【図２】本発明の差動歯車装置によって得られる差動制
限トルクを模式的に示した図である。

【図３】従来のビスカスカップリング付き差動歯車装置
によって得られる差動制限トルクを模式的に示した図で
ある。

【符号の説明】

１０Ｌ，１０Ｒ 出力軸 １１Ｌ，１１Ｒ 嵌合部 １２Ｌ，１２Ｒ スプライン部 １３Ｒ スプライン部 ２０ 差動歯車ケース ２１ 嵌合部 ２２ 本体部分 ２３ ピニオンシャフト ２４ ピニオンギヤ ２５，２６ サイドギヤ ２７ 蓋体 ２８ 突出部 ２８ａ テーパ面 ３０ ビスカスカップリング ３１ 第１の伝達部材 ３２ 第２の伝達部材 ３３ 作動室 ３４ アウタプレート ３５ インナプレート ３６，３７ シールリング ３８ 皿ばね ４０ コーンクラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに同軸な左右一対の出力軸(10)と、こ
   れらの出力軸(10)の軸線(C)周りに回転駆動される差動
   歯車ケース(20)と、この差動歯車ケース(20)内に収納さ
   れ、かつ前記左右一対の出力軸(10)とそれぞれ一体に回
   転する左右一対のサイドギヤ(25,26)と、これらのサイ
   ドギヤ(25,26)と噛み合い、かつ前記差動歯車ケース(2
   0)と一体に前記軸線(C)周りに公転して前記サイドギヤ
   (25,26)を回転駆動するピニオンギヤ(24)と、前記左右
   一対の出力軸(10)間の差動を制限する差動制限機構(30)
   とを備え、 前記差動制限機構(30)は、前記左右一対のサイドギヤ(2
   5,26)のいずれか一方と一体に前記軸線(C)方向に変位可
   能とされ、かつ前記ピニオンギヤ(24)と前記サイドギヤ
   (25,26)との噛み合いによって生じる接触圧力によって
   前記軸線方向に変位させられた時に係合するコーンクラ
   ッチを、前記差動歯車ケース(20)と共に形成しているこ
   とを特徴とする差動歯車装置(100)。