JP2002276770A - 差動装置及び車両動力伝達装置 - Google Patents
差動装置及び車両動力伝達装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 車両動力伝達装置と車輪との係合及び係合解
除に素早く応答する、費用を抑えた差動装置及び車両動
力伝達装置を提供する。 【解決手段】 差動装置１４は第一、第二、第三構造、
差動ギアセット、バイアス機構で成る。第一構造は回転
入力に応じて差動軸に沿って回転する。第二構造は差動
軸で回転すべく保持される。第三構造は差動軸で回転す
べく保持され、第一、第二構造の間に配置される。第三
構造は、第一構造から第二構造へトルクを伝達する係合
状態と第一構造から第二構造へのトルクの伝達を抑制す
る係合解除状態とで動作する。差動ギアセットは第二構
造に連結され、第二構造内部で回転可能に保持される。
バイアス機構は係合解除状態で第三構造にバイアスをか
ける。第三構造は、回転入力のねじれの大きさが差動ギ
アセットを通じて付与される回転力のねじれの大きさを
所定量上回る場合、係合状態に位置する。
除に素早く応答する、費用を抑えた差動装置及び車両動
力伝達装置を提供する。 【解決手段】 差動装置１４は第一、第二、第三構造、
差動ギアセット、バイアス機構で成る。第一構造は回転
入力に応じて差動軸に沿って回転する。第二構造は差動
軸で回転すべく保持される。第三構造は差動軸で回転す
べく保持され、第一、第二構造の間に配置される。第三
構造は、第一構造から第二構造へトルクを伝達する係合
状態と第一構造から第二構造へのトルクの伝達を抑制す
る係合解除状態とで動作する。差動ギアセットは第二構
造に連結され、第二構造内部で回転可能に保持される。
バイアス機構は係合解除状態で第三構造にバイアスをか
ける。第三構造は、回転入力のねじれの大きさが差動ギ
アセットを通じて付与される回転力のねじれの大きさを
所定量上回る場合、係合状態に位置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両のドライブラ
インに関連し、特に、各車輪に動力を選択的に伝達す
る、車両のドライブラインに用いる差動装置に関連する
ものである。
インに関連し、特に、各車輪に動力を選択的に伝達す
る、車両のドライブラインに用いる差動装置に関連する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、車両メーカーは、車両のトラクシ
ョンを向上させるために複数の駆動車軸を持った車両動
力伝達装置を採用している。通常の構成では、ドライブ
ライン前部と前輪との接続を選択的に切る前輪車軸分離
装置を使ったパートタイム四輪駆動システムが含まれて
いる。こういった構成は、一般に後輪駆動／補助前輪車
両動力伝達装置として知られている。車両動力伝達装置
前部から前輪を分離させると、車両動力伝達装置前部が
駆動用前輪によって路面速度で回転することがなくな
り、車両動力伝達装置の消耗を減らすことができる。ま
た、前輪車軸分離装置は、前輪のドライブシャフトが後
輪のドライブシャフトと同じ速度で回るように、前輪と
車両動力伝達装置前部との連結を制御する。
ョンを向上させるために複数の駆動車軸を持った車両動
力伝達装置を採用している。通常の構成では、ドライブ
ライン前部と前輪との接続を選択的に切る前輪車軸分離
装置を使ったパートタイム四輪駆動システムが含まれて
いる。こういった構成は、一般に後輪駆動／補助前輪車
両動力伝達装置として知られている。車両動力伝達装置
前部から前輪を分離させると、車両動力伝達装置前部が
駆動用前輪によって路面速度で回転することがなくな
り、車両動力伝達装置の消耗を減らすことができる。ま
た、前輪車軸分離装置は、前輪のドライブシャフトが後
輪のドライブシャフトと同じ速度で回るように、前輪と
車両動力伝達装置前部との連結を制御する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の車両動力伝達装
置の構成は、比較的広く使われているにも関わらず、コ
ストが高くつくこと、場合によっては前輪車軸分離装置
が前輪とドライブライン前部とを係合・係合解除させる
のに時間がかかることなど、欠点がいくつか存在するこ
とが知られている。前輪を前輪ドライブラインのほかの
部分から切り離す際、前輪車軸分離装置は、車軸シャフ
トと前輪差動サイドギアとを接続或いは分離するのに摺
動スリーブを使用するのが一般的である。一般に、車両
メーカーは係合スリーブを動かすのに真空又は熱のいず
れかを利用している。このため、摺動スリーブを所望の
位置まで動かすのに必要な時間が比較的長い。係合スリ
ーブを移動するのに必要な圧力を発生させるのに、熱を
使って液体を熱する方式では特に時間がかかる。
置の構成は、比較的広く使われているにも関わらず、コ
ストが高くつくこと、場合によっては前輪車軸分離装置
が前輪とドライブライン前部とを係合・係合解除させる
のに時間がかかることなど、欠点がいくつか存在するこ
とが知られている。前輪を前輪ドライブラインのほかの
部分から切り離す際、前輪車軸分離装置は、車軸シャフ
トと前輪差動サイドギアとを接続或いは分離するのに摺
動スリーブを使用するのが一般的である。一般に、車両
メーカーは係合スリーブを動かすのに真空又は熱のいず
れかを利用している。このため、摺動スリーブを所望の
位置まで動かすのに必要な時間が比較的長い。係合スリ
ーブを移動するのに必要な圧力を発生させるのに、熱を
使って液体を熱する方式では特に時間がかかる。
【０００４】こういった理由で、本分野では、車両動力
伝達装置と車輪とを係合するため、或いはその係合を解
除するために素早く応答する、費用を抑えた車両用ドラ
イブラインが求められている。
伝達装置と車輪とを係合するため、或いはその係合を解
除するために素早く応答する、費用を抑えた車両用ドラ
イブラインが求められている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一つの好適な形として、
本発明は、第一、第二、第三構造をもつ差動装置、差動
ギアセット、バイアス機構を備える。第一構造は回転入
力を受けて、それに応じて差動軸に沿って回転するよう
に構成されている。第二構造は差動軸で回転するように
保持される。第三構造は差動軸で回転するように保持さ
れ、第一構造と第二構造との間に配置される。第三構造
は、第一構造から第二構造へトルクを伝達する係合状
態、及び、第一構造から第二構造へのトルクの伝達を抑
制する係合解除状態で動作することができる。差動ギア
セットは第二構造に係合され、第二構造の内部で回転自
在に保持される。第三構造は、入力された回転力のねじ
れの大きさが、差動ギアセットを通じて付与される回転
力のねじれの大きさを所定量上回る場合、係合状態に配
置される。
本発明は、第一、第二、第三構造をもつ差動装置、差動
ギアセット、バイアス機構を備える。第一構造は回転入
力を受けて、それに応じて差動軸に沿って回転するよう
に構成されている。第二構造は差動軸で回転するように
保持される。第三構造は差動軸で回転するように保持さ
れ、第一構造と第二構造との間に配置される。第三構造
は、第一構造から第二構造へトルクを伝達する係合状
態、及び、第一構造から第二構造へのトルクの伝達を抑
制する係合解除状態で動作することができる。差動ギア
セットは第二構造に係合され、第二構造の内部で回転自
在に保持される。第三構造は、入力された回転力のねじ
れの大きさが、差動ギアセットを通じて付与される回転
力のねじれの大きさを所定量上回る場合、係合状態に配
置される。
【０００６】他の好適な形として、本発明は、トランス
ファー・ケース・アセンブリと、第一、第二車軸アセン
ブリを備える車両動力伝達装置を提供する。上記トラン
スファー・ケース・アセンブリは車両動力源から回転力
入力を受け、そこから第一、第二中間回転出力を作りだ
す。第一車軸アセンブリは、トランスファー・ケース・
アセンブリに連結され、そこから第一中間回転出力を受
け、第一駆動輪を回転させる第一駆動輪出力を作り出
す。第二車軸アセンブリは、第二中間回転出力を受けて
差動車軸を中心として回転するように構成された、差動
ハウジング部材を持った差動装置と、差動車軸で回転す
るように保持される差動ケース部材と、差動車軸で回転
するように保持されて、差動ハウジング部材と差動ケー
ス部材と差動ギアセットの間に配置されるカム部材とか
ら構成される。カム部材は差動ハウジング部材から差動
ケース部材にトルクを伝達する係合状態、及び、差動ハ
ウジング部材から差動ケース部材へのトルクの伝達を抑
制する係合解除状態で動作することができる。差動ギア
セットは、差動ケース部材に連結され、差動ケース部材
内部で回転自在に保持される。係合状態でのカム部材の
動作によって、差動ギアセットが第二駆動輪セットを回
転させる第二駆動輪出力を作り出す。係合解除状態での
カム部材の動作によって、差動ギアセットは第二駆動輪
出力が作られず、第二駆動輪セットは自在に回転するこ
とができる。
ファー・ケース・アセンブリと、第一、第二車軸アセン
ブリを備える車両動力伝達装置を提供する。上記トラン
スファー・ケース・アセンブリは車両動力源から回転力
入力を受け、そこから第一、第二中間回転出力を作りだ
す。第一車軸アセンブリは、トランスファー・ケース・
アセンブリに連結され、そこから第一中間回転出力を受
け、第一駆動輪を回転させる第一駆動輪出力を作り出
す。第二車軸アセンブリは、第二中間回転出力を受けて
差動車軸を中心として回転するように構成された、差動
ハウジング部材を持った差動装置と、差動車軸で回転す
るように保持される差動ケース部材と、差動車軸で回転
するように保持されて、差動ハウジング部材と差動ケー
ス部材と差動ギアセットの間に配置されるカム部材とか
ら構成される。カム部材は差動ハウジング部材から差動
ケース部材にトルクを伝達する係合状態、及び、差動ハ
ウジング部材から差動ケース部材へのトルクの伝達を抑
制する係合解除状態で動作することができる。差動ギア
セットは、差動ケース部材に連結され、差動ケース部材
内部で回転自在に保持される。係合状態でのカム部材の
動作によって、差動ギアセットが第二駆動輪セットを回
転させる第二駆動輪出力を作り出す。係合解除状態での
カム部材の動作によって、差動ギアセットは第二駆動輪
出力が作られず、第二駆動輪セットは自在に回転するこ
とができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の教示するところに沿って
構成した前輪差動装置１４との相互に関連した、パート
タイム四輪駆動車両１２用の車両動力伝達装置１０の概
略を図１に示す。該車両動力伝達装置１０には後輪ドラ
イブライン２０と前輪ドライブライン２２とが含まれ
る。両ドライブラインはエンジン２４などの動力源によ
って伝達装置２６を介して駆動可能である。伝達装置２
６はマニュアル・タイプでもオートマチック・タイプで
もよい。図示した実施例では、この車両動力伝達装置１
０は上記エンジン２４及び伝達装置２６から両ドライブ
ライン２０・２２に駆動トルクを伝達するトランスファ
ー・ケース２８を含んだ後輪駆動／前輪補助システムで
ある。トランスファー・ケース２８は、それぞれ後輪及
び前輪用トランスファー・ケース出力シャフト３０・３
２が同じ回転速度で回転させる非差動型トランスファー
・ケースであることが好ましい。
構成した前輪差動装置１４との相互に関連した、パート
タイム四輪駆動車両１２用の車両動力伝達装置１０の概
略を図１に示す。該車両動力伝達装置１０には後輪ドラ
イブライン２０と前輪ドライブライン２２とが含まれ
る。両ドライブラインはエンジン２４などの動力源によ
って伝達装置２６を介して駆動可能である。伝達装置２
６はマニュアル・タイプでもオートマチック・タイプで
もよい。図示した実施例では、この車両動力伝達装置１
０は上記エンジン２４及び伝達装置２６から両ドライブ
ライン２０・２２に駆動トルクを伝達するトランスファ
ー・ケース２８を含んだ後輪駆動／前輪補助システムで
ある。トランスファー・ケース２８は、それぞれ後輪及
び前輪用トランスファー・ケース出力シャフト３０・３
２が同じ回転速度で回転させる非差動型トランスファー
・ケースであることが好ましい。
【０００８】さらに、図２に示すように、上記後輪ドラ
イブライン２０は、構造と作動については既存のもので
あり、一組の後輪３６を含んでいる。後輪３６は、それ
ぞれ、後輪プロップシャフト４２の片方の端につながっ
た後輪差動装置４０を備えた後輪車軸アセンブリ３８の
両端に接続されている。後輪プロップシャフト４２の逆
の端はトランスファー・ケース２８の後輪トランスファ
ー・ケース出力シャフト３０と相互接続されている。上
記後輪車軸アセンブリ３８には、後輪車軸ハウジング４
４と後輪ピニオンシャフト４６とが含まれている。ま
た、左右の後輪３６それぞれに相互接続された後輪車軸
シャフト４８が一組含まれている。後輪車軸ハウジング
４４には壁部材５０があり、この壁部材５０は上記後輪
差動装置４０が回転可能なように該アセンブリを外側か
ら支持する差動キャビティ５２を形作っている。後輪ピ
ニオンシャフト４６には、後輪差動装置４０の差動ケー
ス５８に固定されたリングギア５６を駆動するピニオン
ギア５４が固定されている。差動ケース５５内で支持さ
れたギアセット６０は、差動ケース５８からの回転力を
上記後輪車軸シャフト４８へ伝えてその間の相対回転
（すなわち差動）を促す。このようにして、エンジン２
４の回転力が、左右の後輪３６を駆動するために、伝達
装置２６、トランスファー・ケース２８、後輪プロップ
シャフト４２、後輪ピニオンシャフト４６、差動ケース
５８、及びギアセット６０を通して後輪車軸シャフト４
８へ伝達される。
イブライン２０は、構造と作動については既存のもので
あり、一組の後輪３６を含んでいる。後輪３６は、それ
ぞれ、後輪プロップシャフト４２の片方の端につながっ
た後輪差動装置４０を備えた後輪車軸アセンブリ３８の
両端に接続されている。後輪プロップシャフト４２の逆
の端はトランスファー・ケース２８の後輪トランスファ
ー・ケース出力シャフト３０と相互接続されている。上
記後輪車軸アセンブリ３８には、後輪車軸ハウジング４
４と後輪ピニオンシャフト４６とが含まれている。ま
た、左右の後輪３６それぞれに相互接続された後輪車軸
シャフト４８が一組含まれている。後輪車軸ハウジング
４４には壁部材５０があり、この壁部材５０は上記後輪
差動装置４０が回転可能なように該アセンブリを外側か
ら支持する差動キャビティ５２を形作っている。後輪ピ
ニオンシャフト４６には、後輪差動装置４０の差動ケー
ス５８に固定されたリングギア５６を駆動するピニオン
ギア５４が固定されている。差動ケース５５内で支持さ
れたギアセット６０は、差動ケース５８からの回転力を
上記後輪車軸シャフト４８へ伝えてその間の相対回転
（すなわち差動）を促す。このようにして、エンジン２
４の回転力が、左右の後輪３６を駆動するために、伝達
装置２６、トランスファー・ケース２８、後輪プロップ
シャフト４２、後輪ピニオンシャフト４６、差動ケース
５８、及びギアセット６０を通して後輪車軸シャフト４
８へ伝達される。
【０００９】図１及び図３に示すように、上記前輪ドラ
イブライン２２には、前輪車軸アセンブリ６８の両端に
接続された一組の前輪６６が含まれている。前輪車軸ア
センブリ６８は、前輪プロップシャフト７２の片方の端
につながった前輪差動装置１４を有している。前輪プロ
ップシャフト７２の逆の端は、トランスファー・ケース
２８の前輪トランスファー・ケース出力シャフト３２に
相互接続されている。この前輪車軸アセンブリ６８に
は、前輪車軸ハウジング７４、前輪ピニオンシャフト７
６、及び前輪差動装置１４が含まれている。また、左右
の前輪６６と相互接続された前輪車軸シャフト７８が一
組含まれている。前輪車軸ハウジング７４には壁部材８
０があり、この壁部材８０は上記前輪差動装置１４が差
動軸８３を中心にして回転するように該アセンブリ６８
を外側から支持する差動キャビティ８２を形作ってい
る。前輪ピニオンシャフト７６には、前輪差動装置１４
の差動ハウジングアセンブリ８８に固定されたリングギ
ア８６を駆動するピニオンギア８４が固定されている。
イブライン２２には、前輪車軸アセンブリ６８の両端に
接続された一組の前輪６６が含まれている。前輪車軸ア
センブリ６８は、前輪プロップシャフト７２の片方の端
につながった前輪差動装置１４を有している。前輪プロ
ップシャフト７２の逆の端は、トランスファー・ケース
２８の前輪トランスファー・ケース出力シャフト３２に
相互接続されている。この前輪車軸アセンブリ６８に
は、前輪車軸ハウジング７４、前輪ピニオンシャフト７
６、及び前輪差動装置１４が含まれている。また、左右
の前輪６６と相互接続された前輪車軸シャフト７８が一
組含まれている。前輪車軸ハウジング７４には壁部材８
０があり、この壁部材８０は上記前輪差動装置１４が差
動軸８３を中心にして回転するように該アセンブリ６８
を外側から支持する差動キャビティ８２を形作ってい
る。前輪ピニオンシャフト７６には、前輪差動装置１４
の差動ハウジングアセンブリ８８に固定されたリングギ
ア８６を駆動するピニオンギア８４が固定されている。
【００１０】図４でさらに詳細に示すように、上記前輪
差動装置１４には、カム部材９０、差動ケース部材９
２、バイアス機構９４、ギアセット９６、及びスラスト
ワッシャ９８が含まれている。上記差動ハウジングアセ
ンブリ８８には、第１ハウジング部材１００と第２ハウ
ジング部材１０２とが含まれていて、両部材１００・１
０２で差動キャビティ１０４を形成している。第１ハウ
ジング部材１００は、一般に中空で、保持フランジ１０
６、延長部１０８、及び第１ハウジング開口部１１０を
含んでいる。保持フランジ１０６には、複数の留め具１
１４が挿入され、該第１、第２ハウジング部材１００・
１０２及びリングギア８６が互いにしっかりとではある
が、取り外しもできるように接続される。該延長部１０
８は、少なくともその一部が、第２ハウジング部材１０
２に開けられた第２ハウジング開口部１１８に入り込む
ように延長されている。延長部１０８は、カム部材９０
に形成された当たり面１２２に当接するように構成され
た当たり面１２０が終端になっている。この当たり面１
２０・１２２は、図示するように、どちらも複数の山１
２４と谷１２６とからなっているが、この目的は後程詳
細に述べる。
差動装置１４には、カム部材９０、差動ケース部材９
２、バイアス機構９４、ギアセット９６、及びスラスト
ワッシャ９８が含まれている。上記差動ハウジングアセ
ンブリ８８には、第１ハウジング部材１００と第２ハウ
ジング部材１０２とが含まれていて、両部材１００・１
０２で差動キャビティ１０４を形成している。第１ハウ
ジング部材１００は、一般に中空で、保持フランジ１０
６、延長部１０８、及び第１ハウジング開口部１１０を
含んでいる。保持フランジ１０６には、複数の留め具１
１４が挿入され、該第１、第２ハウジング部材１００・
１０２及びリングギア８６が互いにしっかりとではある
が、取り外しもできるように接続される。該延長部１０
８は、少なくともその一部が、第２ハウジング部材１０
２に開けられた第２ハウジング開口部１１８に入り込む
ように延長されている。延長部１０８は、カム部材９０
に形成された当たり面１２２に当接するように構成され
た当たり面１２０が終端になっている。この当たり面１
２０・１２２は、図示するように、どちらも複数の山１
２４と谷１２６とからなっているが、この目的は後程詳
細に述べる。
【００１１】同図に示すように、カム部材９０は、略中
空の管状であって、差動キャビティ１０４の中で第１ハ
ウジング部材１００と差動ケース部材９２との間に回転
可能に支持されている。このカム部材９０は、当たり面
１２２が形成されたカム部１３０、つば部１３２、複数
の歯１３４、及びカム部材９０をその長さ方向の軸に沿
って貫通する開口部１３６を含んでいる。図示しない軸
受或いはベアリングを上記第２ハウジング開口部１１８
の中の第２ハウジング部材１０２内部に取り付けて、差
動キャビティ１０４内部で差動軸８３の回りをカム部材
９０が回転するのを支えるようにしてもよい。同図に示
すように、カム部材９０に形成された複数の歯１３４
は、形状が略正方形で、差動ケース部材９２に形成され
た複数の歯１４０と係合するように構成されており、カ
ム部材９０と差動ケース部材９２との間で回転力を伝え
るようになっている。ただし、当業者であれば図示した
歯１３４・１４０の特定の形状が単なる一例にすぎず、
何等の制限を加える事項ではないことを理解できるはず
である。つまり、当業者には歯１３４・１４０が別の形
状でもよいし、或いはこれとは別の手段、例えばカム部
材９０の合わせ面と差動ケース部材９２の合わせ面との
間の摩擦を利用する手段を使って動力をカム部材９０と
差動ケース部材９２との間で伝達するのであれば、この
歯１３４・１４０は全く省略してしまってもいいことが
理解されよう。
空の管状であって、差動キャビティ１０４の中で第１ハ
ウジング部材１００と差動ケース部材９２との間に回転
可能に支持されている。このカム部材９０は、当たり面
１２２が形成されたカム部１３０、つば部１３２、複数
の歯１３４、及びカム部材９０をその長さ方向の軸に沿
って貫通する開口部１３６を含んでいる。図示しない軸
受或いはベアリングを上記第２ハウジング開口部１１８
の中の第２ハウジング部材１０２内部に取り付けて、差
動キャビティ１０４内部で差動軸８３の回りをカム部材
９０が回転するのを支えるようにしてもよい。同図に示
すように、カム部材９０に形成された複数の歯１３４
は、形状が略正方形で、差動ケース部材９２に形成され
た複数の歯１４０と係合するように構成されており、カ
ム部材９０と差動ケース部材９２との間で回転力を伝え
るようになっている。ただし、当業者であれば図示した
歯１３４・１４０の特定の形状が単なる一例にすぎず、
何等の制限を加える事項ではないことを理解できるはず
である。つまり、当業者には歯１３４・１４０が別の形
状でもよいし、或いはこれとは別の手段、例えばカム部
材９０の合わせ面と差動ケース部材９２の合わせ面との
間の摩擦を利用する手段を使って動力をカム部材９０と
差動ケース部材９２との間で伝達するのであれば、この
歯１３４・１４０は全く省略してしまってもいいことが
理解されよう。
【００１２】カム部材９０は係合状態及び係合解除状態
で差動する。係合解除位置にある場合、第１ハウジング
部材１００の当たり面１２０の山１２４と谷１２６と
は、カム部材９０の当たり面１２２の谷１２６と山１２
４とそれぞれ向かい合った位置にあり、また、カム部材
９０に形成された歯１３４と差動ケース部材９２に形成
された歯１４０とは当接していない。したがって、回転
力がカム部材９０と差動ケース部材９２との間で伝達さ
れない。一方、係合位置にある場合には、第１ハウジン
グ部材１００の当たり面１２０の山１２４と谷１２６と
は、カム部材９０の当たり面１２２の山１２４と谷１２
６とそれぞれ向かい合った位置にあり、また、カム部材
９０に形成された歯１３４と差動ケース部材９２に形成
された歯１４０とが係合していて、その間の回転力の伝
達を促している。
で差動する。係合解除位置にある場合、第１ハウジング
部材１００の当たり面１２０の山１２４と谷１２６と
は、カム部材９０の当たり面１２２の谷１２６と山１２
４とそれぞれ向かい合った位置にあり、また、カム部材
９０に形成された歯１３４と差動ケース部材９２に形成
された歯１４０とは当接していない。したがって、回転
力がカム部材９０と差動ケース部材９２との間で伝達さ
れない。一方、係合位置にある場合には、第１ハウジン
グ部材１００の当たり面１２０の山１２４と谷１２６と
は、カム部材９０の当たり面１２２の山１２４と谷１２
６とそれぞれ向かい合った位置にあり、また、カム部材
９０に形成された歯１３４と差動ケース部材９２に形成
された歯１４０とが係合していて、その間の回転力の伝
達を促している。
【００１３】図示するように、差動ケース部材９２も略
中空の管状である。差動ケース部材９２は、延長部１４
４に形成された歯１４０に加えて、フランジ部材１４６
と、差動ケース部材９２の長さ方向の軸に略垂直に設け
られたピニオンシャフト開口部１４８とを含んでいる。
カム部材９０と同様に、図示しない軸受或いはベアリン
グを上記第２ハウジング開口部１１８の中の第２ハウジ
ング部材１０２内部に取り付けて、差動キャビティ１０
４内部で差動軸８３の回りを差動ケース部材９２が回転
するのを支えるようにしてもよい。差動ケース部材９２
の、歯１４０のあるのとは反対の側は、スラストワッシ
ャ９８と接する構造になったスラスト・フランジ１５０
で終点となっている。スラストワッシャ９８は、スラス
ト・フランジ１５０と第２ハウジング部材１０２の端部
１５４との間に設けられていて、該スラスト・フランジ
１５０と端部１５４との間の摩擦を減らす構成になって
いる。
中空の管状である。差動ケース部材９２は、延長部１４
４に形成された歯１４０に加えて、フランジ部材１４６
と、差動ケース部材９２の長さ方向の軸に略垂直に設け
られたピニオンシャフト開口部１４８とを含んでいる。
カム部材９０と同様に、図示しない軸受或いはベアリン
グを上記第２ハウジング開口部１１８の中の第２ハウジ
ング部材１０２内部に取り付けて、差動キャビティ１０
４内部で差動軸８３の回りを差動ケース部材９２が回転
するのを支えるようにしてもよい。差動ケース部材９２
の、歯１４０のあるのとは反対の側は、スラストワッシ
ャ９８と接する構造になったスラスト・フランジ１５０
で終点となっている。スラストワッシャ９８は、スラス
ト・フランジ１５０と第２ハウジング部材１０２の端部
１５４との間に設けられていて、該スラスト・フランジ
１５０と端部１５４との間の摩擦を減らす構成になって
いる。
【００１４】同図に示すように、ギアセット９６は、ピ
ニオンシャフト１７０、ピニオン１７２、及びサイドギ
ア１７４を含んでいる。ピニオン１７２及びサイドギア
１７４については各一組ずつ含まれている。ピニオンシ
ャフト１７０は、ピニオンシャフト開口部１４８を貫通
し、差動ケース部材９２に接続・固定されている。ピニ
オンシャフト１７０はピニオン１７２を回転可能なよう
に支持し、ピニオン１７２はそれぞれが双方のサイドギ
ア１７４と係合している。前輪車軸シャフト７８は、第
１端では対応するサイドギア１７４と接続されていて、
また、逆の端では左右の前輪６６のいずれか対応する方
と接続されている。
ニオンシャフト１７０、ピニオン１７２、及びサイドギ
ア１７４を含んでいる。ピニオン１７２及びサイドギア
１７４については各一組ずつ含まれている。ピニオンシ
ャフト１７０は、ピニオンシャフト開口部１４８を貫通
し、差動ケース部材９２に接続・固定されている。ピニ
オンシャフト１７０はピニオン１７２を回転可能なよう
に支持し、ピニオン１７２はそれぞれが双方のサイドギ
ア１７４と係合している。前輪車軸シャフト７８は、第
１端では対応するサイドギア１７４と接続されていて、
また、逆の端では左右の前輪６６のいずれか対応する方
と接続されている。
【００１５】該バイアス機構９４は、所定の状態になる
までカム部材９０を係合解除状態で保持するように動作
する。図示した実施例では、バイアス機構９４はカム部
材９０と差動ケース部材９２との歯１３４・１４０を取
り囲む圧縮バネ１８０である。バネ１８０は、つば部１
３２とフランジ部材１４６とに伝達されるバイアス力を
作り出し、こうすることでカム部材９０を差動ケース部
材９２から差動軸８３に沿った方向に離間させておくよ
うに動作する。
までカム部材９０を係合解除状態で保持するように動作
する。図示した実施例では、バイアス機構９４はカム部
材９０と差動ケース部材９２との歯１３４・１４０を取
り囲む圧縮バネ１８０である。バネ１８０は、つば部１
３２とフランジ部材１４６とに伝達されるバイアス力を
作り出し、こうすることでカム部材９０を差動ケース部
材９２から差動軸８３に沿った方向に離間させておくよ
うに動作する。
【００１６】エンジン２４から加えられる回転力は、ト
ランスミッション２６、トランスファー・ケース２８、
前輪プロップシャフト７２、及びピニオンシャフト７６
を通って前輪差動装置１４に伝達され、差動ハウジング
アセンブリ８８を、差動軸８３を中心にして回転させ
る。カム部材９０が係合を解除した状態にある場合に
は、回転力はカム部材９０を通って差動ケース部材９２
に伝達されることがないので、該回転力は前輪車軸シャ
フト７８を通って前輪６６に伝達されることがない。た
だし、前輪６６は車両の路面速度では自由に回転できる
ので、前輪車軸シャフト７８、ギアセット９６、及び差
動ケース部材９２を、差動軸８３を中心にして回転させ
る。カム部材９０が係合状態にある場合には、回転力が
カム部材９０を通して差動ケース部材９２に伝達される
ので、該回転力は差動ケース部材９２、ギアセット９
６、及び前輪車軸シャフト７８を通じて前輪６６に伝達
される。本具体例では、カム部材９０が係合状態にある
場合、上記ギアセット９６の構成によって、前輪差動装
置１４のバイアス比が「１」になる。
ランスミッション２６、トランスファー・ケース２８、
前輪プロップシャフト７２、及びピニオンシャフト７６
を通って前輪差動装置１４に伝達され、差動ハウジング
アセンブリ８８を、差動軸８３を中心にして回転させ
る。カム部材９０が係合を解除した状態にある場合に
は、回転力はカム部材９０を通って差動ケース部材９２
に伝達されることがないので、該回転力は前輪車軸シャ
フト７８を通って前輪６６に伝達されることがない。た
だし、前輪６６は車両の路面速度では自由に回転できる
ので、前輪車軸シャフト７８、ギアセット９６、及び差
動ケース部材９２を、差動軸８３を中心にして回転させ
る。カム部材９０が係合状態にある場合には、回転力が
カム部材９０を通して差動ケース部材９２に伝達される
ので、該回転力は差動ケース部材９２、ギアセット９
６、及び前輪車軸シャフト７８を通じて前輪６６に伝達
される。本具体例では、カム部材９０が係合状態にある
場合、上記ギアセット９６の構成によって、前輪差動装
置１４のバイアス比が「１」になる。
【００１７】差動中には、エンジン２４が作り出す駆動
トルクが伝達装置２６とトランスファー・ケース２８と
を通して前後輪トランスファー・ケース出力シャフト３
２・３０に伝達される。前後輪６６・３６のトラクショ
ンが良好な正常作動状態では、エンジン駆動トルクが後
輪プロップシャフト４２を通って後輪車軸アセンブリ３
８に伝達されて左右の後輪３６を駆動すると言える。こ
のようなエンジン駆動トルクの配分は、係合解除状態に
あるカム部材９０にバイアスをかけた結果実現される。
後輪３６のトラクションが十分に良好であるので、車両
動力伝達装置１０が前輪プロップシャフト７２に伝達す
る駆動トルクでは、第１ハウジング部材１００をカム部
材９０に対して回転させるには不十分である。よって、
該カム部材９０は引き続き係合を解除した状態にあり、
前輪６６は自由に回転できるのである。
トルクが伝達装置２６とトランスファー・ケース２８と
を通して前後輪トランスファー・ケース出力シャフト３
２・３０に伝達される。前後輪６６・３６のトラクショ
ンが良好な正常作動状態では、エンジン駆動トルクが後
輪プロップシャフト４２を通って後輪車軸アセンブリ３
８に伝達されて左右の後輪３６を駆動すると言える。こ
のようなエンジン駆動トルクの配分は、係合解除状態に
あるカム部材９０にバイアスをかけた結果実現される。
後輪３６のトラクションが十分に良好であるので、車両
動力伝達装置１０が前輪プロップシャフト７２に伝達す
る駆動トルクでは、第１ハウジング部材１００をカム部
材９０に対して回転させるには不十分である。よって、
該カム部材９０は引き続き係合を解除した状態にあり、
前輪６６は自由に回転できるのである。
【００１８】ただし、後輪３６が所定量を超えてスリッ
プしだした際には、前輪プロップシャフト７２を通して
伝達されたこの駆動トルクが、回転する前輪６６がギア
セット９６を通して加えるトルクより大きくなってしま
うことになり、第１ハウジング部材１００はバイアス機
構９４が作り出すバイアス力に逆らってカム部材９０に
対して回転できるようになる。よってカム部材９０は係
合状態になる。したがって、エンジン駆動トルクがギア
セット９６を通じて前輪６６に配分される。
プしだした際には、前輪プロップシャフト７２を通して
伝達されたこの駆動トルクが、回転する前輪６６がギア
セット９６を通して加えるトルクより大きくなってしま
うことになり、第１ハウジング部材１００はバイアス機
構９４が作り出すバイアス力に逆らってカム部材９０に
対して回転できるようになる。よってカム部材９０は係
合状態になる。したがって、エンジン駆動トルクがギア
セット９６を通じて前輪６６に配分される。
【００１９】車両動力伝達装置１０のこのような構造
は、センサや電子制御機構を用いなくても車輪のスリッ
プに即答できる、比較的簡単安価なパートタイム四輪駆
動システムが前輪差動装置１４を用いれば構築できると
いう点で非常に有益である。
は、センサや電子制御機構を用いなくても車輪のスリッ
プに即答できる、比較的簡単安価なパートタイム四輪駆
動システムが前輪差動装置１４を用いれば構築できると
いう点で非常に有益である。
【００２０】本発明は上述のように実施例を挙げて図面
を参照しながら具体的に記述したが、請求項で規定する
本発明の範囲を逸脱しないでも様々な変更が可能で、ま
た、部材を等価なものと置き換えても構わないことは当
業者には理解されよう。また、本発明の本質的な範囲を
逸脱しないでも、本発明の教えるところに合わせてある
特定の状況や物に対応することができる。つまり、本発
明は、その実施のベストモードとして図面に示して詳述
した具体的な実施例だけに限定されるものではなく、添
付する請求項の記述の範囲内を逸脱しない実施例全てを
含むものとする。
を参照しながら具体的に記述したが、請求項で規定する
本発明の範囲を逸脱しないでも様々な変更が可能で、ま
た、部材を等価なものと置き換えても構わないことは当
業者には理解されよう。また、本発明の本質的な範囲を
逸脱しないでも、本発明の教えるところに合わせてある
特定の状況や物に対応することができる。つまり、本発
明は、その実施のベストモードとして図面に示して詳述
した具体的な実施例だけに限定されるものではなく、添
付する請求項の記述の範囲内を逸脱しない実施例全てを
含むものとする。
【図１】本発明の教示するところに沿って構成された車
両の好適な一例をなす車両動力伝達装置の概略図であ
る。
両の好適な一例をなす車両動力伝達装置の概略図であ
る。
【図２】図１に示した車両動力伝達装置の一部の分解斜
視図であって、後輪車軸アセンブリを細部まで描いたも
のである。
視図であって、後輪車軸アセンブリを細部まで描いたも
のである。
【図３】図１に示した車両動力伝達装置の一部の分解斜
視図であって、前輪車軸アセンブリを細部まで描いたも
のである。
視図であって、前輪車軸アセンブリを細部まで描いたも
のである。
【図４】図３に示した前輪車軸アセンブリの一部の分解
斜視図であって、差動装置を細部まで描いたものであ
る。
斜視図であって、差動装置を細部まで描いたものであ
る。
１０ 車両動力伝達装置 １４ 前輪差動装置（差動装置） ４０ 後輪差動装置（差動装置） ６０ ギアセット（差動ギアセット） ８３ 差動軸 ９６ ギアセット（差動ギアセット）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビッド マーシャル モールス アメリカ合衆国，ミシガン州 48329，ウ ォーターフォード，コベントリー 3180 (72)発明者 ジョン クリントン ハイブラー アメリカ合衆国，ミシガン州 48362，レ イク オリオン，レイクショア ブールバ ード 1253 Ｆターム(参考） 3D042 AA06 AB17 CA04 CA13 CA18 CB02 3D043 AA06 AB17 EA02 EA17 EA42 EB12 EE07 EF12 FA09 3J027 FA34 FB01 HA03 HB07 HC10 HC17 HC23 HD01 HE01 HF02
Claims (20)
- 【請求項１】回転力を受けて、差動軸に沿って回転する
ように構成される第一構造と、 差動軸で回転するように保持される第二構造と、 差動軸で回転するように保持され、上記第一構造と第二
構造との間に配置され、第一構造から第二構造へトルク
を伝達する係合状態、及び第一構造から第二構造へのト
ルクの伝達を抑制する係合解除状態で動作することので
きる第三構造と、 上記第二構造に連結され、第二構造内部で回転自在に保
持される差動ギアセットと、 係合解除状態で、上記第三構造にバイアスをかけるバイ
アス機構とで構成され、 回転入力のねじれの大きさが、差動ギアセットを通じて
付与される回転力のねじれの大きを所定量超過すると、
上記第三構造が係合状態に配置されることを特徴とする
差動装置。 - 【請求項２】前記第三構造を係合、及び、係合解除状態
に配置するために、差動軸に沿って上記第三構造をスラ
イドさせることが可能なカムをさらに有することを特徴
とする請求項１記載の差動装置。 - 【請求項３】前記カムは、一対の当接面で形成され、該
当接面は前記第一、第二構造に形成されることを特徴と
する請求項２記載の差動装置。 - 【請求項４】前記第三構造が係合位置にあるとき、前記
第二、第三構造のうち、少なくとも一方が、第二、第三
構造のうち他方と係合する複数の歯を有することを特徴
とする請求項１記載の差動装置。 - 【請求項５】差動軸を中心に回転する前記第一構造に連
結され、前記第二、第三構造と前記バイアス機構とを受
けるキャビティを、第一構造とともに形成する第四構造
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の差動装
置。 - 【請求項６】前記第二、第四構造で形成される一対の接
触面の間に配置されるスラストワッシャをさらに有する
ことを特徴とする請求項５記載の差動装置。 - 【請求項７】リングギアが前記第一、第二構造の一つに
固定して連結されることを特徴とする請求項５記載の差
動装置。 - 【請求項８】前記バイアス機構は、前記第二、第四構造
の間に配置されるスプリングからなることを特徴とする
請求項１記載の差動装置。 - 【請求項９】前記差動ギアセットは、一対のサイドギア
を有することを特徴とする請求項１記載の差動装置。 - 【請求項１０】前記第三構造が係合状態にあるとき、該
差動装置が約１のバイアス率を有することを特徴とする
請求項１記載の差動装置。 - 【請求項１１】車両動力源から回転力入力を受け、そこ
から第一、第二中間回転出力を作り出すトランスファー
・ケース・アセンブリと、 上記トランスファー・ケース・アセンブリに連結され、
上記第一中間回転出力を受け、第一駆動輪セットを回転
させるように調整される第一駆動輪出力を作り出す第一
車軸アセンブリと、 上記第二中間回転力を受け、それに応じて差動軸を中心
に回転するように構成された差動ハウジング部材を有す
る差動装置と、 差動軸で回転するために保持される差動ケース部材と、 差動軸で回転するように保持され、上記差動ハウジング
部材と差動ケース部材との間に配置され、上記差動ハウ
ジング部材から差動ケース部材へトルクを伝達する係合
状態で動作することが可能で、上記差動ハウジング部材
から差動ケース部材へのトルクの伝達を抑制する係合解
除状態でも動作することが可能なカム部材と、 上記差動ケース部材に連結され、差動ケース部材内部で
回転自在に保持される差動ギアセットを備える第二車軸
アセンブリとで構成され、 係合状態でのカム部材の動作によって、差動ギアセット
は第二駆動輪セットを回転させる第二駆動輪出力を作り
だし、係合解除状態でのカム部材の動作によって、差動
が第二駆動輪出力を作られず、第二駆動輪セットが自在
に回転することを特徴とする車両動力伝達装置。 - 【請求項１２】前記第二中間回転出力のねじれの大きさ
が、前記第二駆動輪セットが自在に回転するときに差動
ギアセットを通じて付与される回転力のねじれの大きさ
を上回るとき、カム部材は係合状態に位置することを特
徴とする請求項１１記載の車両動力伝達装置。 - 【請求項１３】バイアス機構が、係合解除状態のカム部
材にバイアスをかけるために用いられることを特徴とす
る請求項１１記載の車両動力伝達装置。 - 【請求項１４】前記バイアス機構は、カム部材と差動ケ
ース部材とを離間させるスプリングからなることを特徴
とする請求項１３記載の車両動力伝達装置。 - 【請求項１５】前記カム部材が、前記差動ハウジング部
材と該カム部材との間の相対回転によって係合状態に位
置することを特徴とする請求項１１記載の車両動力伝達
装置。 - 【請求項１６】前記カム部材が、前記差動ハウジング部
材と該カム部材との間の相対回転に応じて差動軸に沿っ
てスライドすることを特徴とする請求項１５記載の車両
動力伝達装置。 - 【請求項１７】複数の歯が前記カム部材と差動ケース部
材とのそれぞれに形成され、上記カム部材が係合状態の
ときに、上記カム部材に形成された複数の歯が上記差動
ケース部材に形成された複数の歯に係合してトルクを伝
達することを特徴とする請求項１６記載の車両動力伝達
装置。 - 【請求項１８】前記第二車軸アセンブリは、車両の前輪
車軸であることを特徴とする請求項１１記載の車両動力
伝達装置。 - 【請求項１９】前記カム部材が係合状態のとき、差動装
置が１のバイアス率を有することを特徴とする請求項１
１記載の車両動力伝達装置。 - 【請求項２０】前記差動ギアセットは、一対のサイドギ
アと、差動小歯車と、一対の差動小歯車ギアとを備え、 上記各差動小歯車ギアは、差動小歯車で回転するように
保持され、サイドギアに係合されることを特徴とする請
求項１１記載の車両動力伝達装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/782,700 US6540640B2 (en) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | Power on demand differential |
| US09/782700 | 2001-02-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002276770A true JP2002276770A (ja) | 2002-09-25 |
| JP4191414B2 JP4191414B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=25126907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002035956A Expired - Fee Related JP4191414B2 (ja) | 2001-02-13 | 2002-02-13 | 差動装置及び車両動力伝達装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6540640B2 (ja) |
| EP (1) | EP1231095A3 (ja) |
| JP (1) | JP4191414B2 (ja) |
| KR (1) | KR20020067437A (ja) |
| BR (1) | BR0200542A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7611437B2 (en) | 2004-03-05 | 2009-11-03 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Spacer pin arrangement for helical gear differential |
| US7022041B2 (en) * | 2004-03-05 | 2006-04-04 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Helical gear differential |
| US20060160652A1 (en) * | 2005-01-14 | 2006-07-20 | Team Industries, Inc. | Spur gear differential |
| US20070292068A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-20 | Jody Mayne | Free-wheel drive mechanism |
| US7837588B2 (en) * | 2007-07-20 | 2010-11-23 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Pre-load mechanism for helical gear differential |
| US7824296B2 (en) * | 2008-01-31 | 2010-11-02 | Ring And Pinion Service, Inc. | Locking differential having a split-center driver |
| US8371415B2 (en) * | 2008-02-22 | 2013-02-12 | Arvinmeritor Technology, Llc | Single reduction carrier for independent suspension |
| WO2010005411A1 (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-14 | Deere & Company | Electro-hydraulic differential lock |
| JP5941136B2 (ja) | 2011-04-20 | 2016-06-29 | ジーケーエヌ・ドライブライン・ニュートン・エルエルシイ | 動力伝達装置 |
| US8579754B2 (en) | 2011-07-28 | 2013-11-12 | Arvinmeritor Technology, Llc | Adjusting ring lock |
| US8764601B2 (en) | 2011-08-26 | 2014-07-01 | Arvinmeritor Technology, Llc | Carrier with center backbone and dual lateral cases |
| US9302581B1 (en) | 2014-10-10 | 2016-04-05 | American Axle & Manufacturing, Inc. | All-wheel drive driveline with disconnecting axle |
| US9587692B2 (en) | 2015-04-01 | 2017-03-07 | Akebono Brake Industry Co., Ltd | Differential for a parking brake assembly |
| CN105003619A (zh) * | 2015-05-09 | 2015-10-28 | 陈学福 | 液压驱动啮合锁止直连式差速器 |
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