JP2009508071A - 車輛用ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

車輛のホイールのうちの二つのホイールのアクスルシャフトと回転的に一体の一対の遊星歯車（２）を内部に収容した回転自在のカーカス（１）と、互いにリンクしており且つ互いに対して移動自在の少なくとも一対の衛星歯車（５）とを含み、これらの衛星歯車（５）の各々は、遊星歯車（２）の一方と回転的に一体である、車輛用ディファレンシャル装置を提供する。本発明の車輛用ディファレンシャル装置は、ピッチ及び直径が同じで逆方向のねじ山が設けられた、ねじ山付きシリンダ（３）によって衛星歯車（５）が互いにリンクしていることを特徴とする。ホイール間の回転のディファレンシエイションを常に行うことができる。

Description

本発明は、車輛の駆動輪のアクスルシャフト間に配置される車輛用ディファレンシャル装置に関する。

車輛用ディファレンシャル装置をシャフトの駆動輪のアクスルシャフト間に配置し、これにより、車輛の旋回時の各ホイールの回転のディファレンシエイション(differentiation) を可能にすることが知られている。

従来のディファレンシャル装置の性能を向上したディファレンシャル装置が知られている。これらのディファレンシャル装置は、一般的には、僅かに移動することにより構成要素間に摩擦を発生し、ホイールの回転を抑えるように互いに噛み合う歯車によって形成されている。

これらのディファレンシャル装置は、摩擦によってディファレンシャルシステムに力を加えてホイールの回転を抑えるが、こうしたディファレンシャル装置には、ホイールが互いに常に積極的に噛み合い、これによって性能が決まるという欠点があった。螺旋状の歯により、衛星歯車を連続的に回転させることができ、同時にこれらが互いに対して移動して摩擦を発生する。

知られているように、本明細書中には、ホイールのアクスルシャフトに回転運動を伝達する歯車として遊星歯車を開示した。衛星歯車は、ホイールの回転におけるディファレンシエイションを可能にする歯車である。

欧州特許第ＥＰ−Ａ−０ ２３３ ５８３号には、アクスルシャフトを係止できる、二対の斜歯歯車及び一対の互いに噛み合うワーム歯車を含むディファレンシャル装置が開示されている。互いに平行な二つの副シャフトには、夫々の接合平面に関して鏡像対称に形成された二部品ヨークが組み込まれている。この接合平面の左側及び右側には、等距離のところに、二つの等しい逆の配向の一部品アッセンブリが配置されている。これらのアッセンブリは、斜歯歯車、自動係止を制限するように形成されたワーム歯車、及びハブを含む。斜歯歯車が、接合平面に対して軸線が垂直なスリーブ型平歯車と噛み合う。この平歯車は、ヨークの支承ハブに支承されており、駆動輪シャフトのスプラインシャフトに配置される。

本発明のディファレンシャル装置により、上記問題点は解決され、以下に開示するこの他の利点が得られる。

車輛のホイールのうちの二つのホイールのアクスルシャフトと回転的に一体の一対の遊星歯車を内部に収容した回転自在のカーカスと、互いにリンクしており且つ互いに対して移動自在の少なくとも一対の衛星歯車とを含み、これらの衛星歯車の各々は、遊星歯車の一方と回転的に一体である、車輛用ディファレンシャル装置において、衛星歯車は、ピッチ及び直径が同じで逆方向のねじ山が設けられた、ねじ山付きシリンダによって互いにリンクし、各遊星歯車は、内歯が設けられたソケットによって形成され、または各遊星歯車はリムを含み、かつ各遊星歯車は、対応する摩擦ディスクを有することを特徴とするディファレンシャル装置を提供する。

有利には、衛星歯車の前記ねじ山は、台形ねじ山であってもよいし矩形ねじ山であってもよい。

本発明の車輛によっては、本発明のディファレンシャル装置は、一対、二対、三対、又はそれ以上の対をなした衛星歯車を含み、又は車輛の必要に従って適当な数の対を含む。

有利には、前記カーカスは、前記ねじ山付きシリンダ用のハウジングを含む。

本発明のディファレンシャル装置は、前輪、後輪、又は全てのホイールにトラクションが加わる車輛で使用でき、中央ディファレンシャル装置を持つ車輛でも使用できる。

本発明のディファレンシャル装置によれば、以下の利点が得られる。即ち、
ホイールの旋回のディファレンシエイションが常に可能であり、
ホイールの横滑り(skid)を許容せず、
一方のホイールが、他方のホイールの回転中に停止することを許容せず、
トラクションが両ホイールに常に分配された状態を維持し、
一方のホイールが地面との接触を失った場合に他方のホイールが全てのトラクションを受け取り、
製造が容易であり、
部品点数が少なく、
同等の標準的ディファレンシャル装置と比べて軽量であり且つ占有容積が小さく、
全ての特徴及び荷重に対して調節を行うことができ、
電子式トラクション制御装置を使用する必要がない。

本発明を更によく理解するため、実際的な実施例を添付図面に概略に且つ非限定的例として示す。

本発明のディファレンシャル装置の第１実施例を示す図１乃至図５からわかるように、このディファレンシャル装置は、車輛のトランスミッションによって駆動される回転カーカス１を含む。この回転カーカス１内に一対の遊星歯車２が収容されている。これらの遊星歯車２の各々は、車輛の二つのホイール（図示せず）のアクスルシャフトと回転的に一体化されている。更に、ねじ山付きシリンダ３を含む一対の衛星歯車５が設けられている。一方のシリンダのねじ山は左巻きであり、他方のシリンダのねじ山は右巻きであり、これらは、両方とも、ピッチ及び直径が同じである。これらのシリンダは周囲が相互連結されており、カーカス１に設けられたハウジング９によって案内され互いに長さ方向に移動できる。

ねじ山付きシリンダ３の各々は、一端に歯車５を有し、この歯車が一方の遊星歯車２と噛み合う。

図示の実施例によれば、各遊星歯車２は、内歯４が設けられたソケットによって形成されており、摩擦ディスク６が設けられている。

衛星歯車５は、台形又は矩形のプロファイルを持つ逆方向のねじ山(inverted thread) によって互いにリンクしている。これらのねじ山の役割は、一方のねじ山付きシリンダ３を他方のシリンダに対して長さ方向に移動することである。車輛が真っ直ぐに移動するとき、二つのホイールは同じ回転数で回転し、衛星歯車５はねじ山付きシリンダ３とともに互いに対して移動し、ディファレンシャル装置を係止する。

車輛が旋回するとき、即ち一方のホイールの回転数が他方のホイールの回転数と異なる場合、衛星歯車５はねじ山付きシリンダ３とともに移動しない。これは、これらの歯車が同じ速度で逆方向に回転し、従って、ディファレンシエイション(differentiation)を可能にするためである。

本発明のディファレンシャル装置の作動を更によく理解するため、先ず最初に、逆方向ねじ山付きシリンダによって相互連結された一対の衛星歯車の機能を理解することが重要である。これは、これが本システムの要旨であるためである。

逆方向ねじ山付きシリンダによって相互連結された両衛星歯車は、長さ方向に案内され且つ整合され、そのため、これらの衛星歯車のいずれも互いに対して突出しないということに鑑みると、
ａ）衛星歯車が同じ方向に回転するとき、これらの衛星歯車は、移動し且つ拡張し、
ｂ）衛星歯車が異なる速度で回転するとき、これらの衛星歯車は、その回転方向とは関係なく、移動し且つ拡張し、
ｃ）一方の衛星歯車が回転し且つ他方の衛星歯車が定置のままである場合、これらの衛星歯車は、移動し且つ拡張し、
ｄ）衛星歯車が同じ速度で逆方向に回転する場合にのみ、これらの衛星歯車は、移動も拡張もしない。

従って、衛星歯車は、ホイール間のディファレンシエイションを可能にし且つそれらの間のトラクションの損失をなくす状態ｄ）の場合を除き、常に移動し且つ拡張するということがわかる。

本発明のディファレンシャル装置の作動は以下の通りである。

車輛のトランスミッションのモータの作用によって、カーカス１を（ベアリング（図示せず）を中心として）強制的に回転させたとき、定置のホイールに直接連結された遊星歯車２は、車輛の重量を支持し且つ回転に抵抗するが、衛星歯車５は、ねじ山付きシリンダ３（これらのシリンダのねじ山は逆方向である）が噛み合っており且つ衛星歯車が遊星歯車２の内歯と直接噛み合った状態で、カーカス１のハウジング９と同じ方向及び速度で強制的に回転され、逆方向のねじ山の回転により押圧され、拡張時に遊星歯車２を外方に移動し、摩擦ディスク６をカーカス１と一体のリッド８に当てて捕捉する。従って、全ての機構が係止され、両ホイールが機構の回転に従って強制的に回転され、車輛の直線的移動を開始する。

車輛がホイール間で回転ディファレンシエイションを必要とする場合、及び車輛が旋回するとき、曲線の外側のホイールが強制的に比較的速い速度で回転され、曲線の内側のホイールがディファレンシャル装置のカーカス１の公称回転よりも低い速度で回転され、これにより、噛み合ったねじ山付きシリンダ３を逆方向に、しかし遊星歯車２の強制的回転と同じ速度で回転させ、ねじ山付きシリンダが外側のホイールの遊星歯車２から係止圧力を解放すると同時に内側の遊星歯車２のねじ山付きシリンダ３が圧力を比例して上昇し、車輛を旋回させるのに丁度のバランスのとれたディファレンシエイションを可能にする。

一方のホイールがトラクションを失い始めたとき、噛み合ったねじ山付きシリンダ３の回転が、逆方向で、しかし、異なる速度で続行される。これは、噛み合ったねじ山付きシリンダ３を拡張させる傾向があり、これと同時に、係止圧力を上昇する。これにより、トラクションが失われようとするのをその開始と同時に瞬間的になくす。ディファレンシャル装置の係止圧力はトルクと比例する。

図６には、本発明のディファレンシャル装置の第２実施例が示してある。上掲の実施例に関する主要な相違点は、二対の衛星歯車５が設けられているということである。これらの衛星歯車５には、対応するねじ山付きシリンダ３が設けられている。更に、各遊星歯車２は、ソケットの代りに、リム７を持つ歯車で形成されている。この場合も、各遊星歯車２に摩擦ディスク６が設けられる。

図７には、本発明のディファレンシャル装置の第３実施例が示してある。上掲の実施例に関する主要な相違点は、三対の衛星歯車５が設けられているということである。これらの衛星歯車５には、対応するねじ山付きシリンダ３が設けられている。更に、各遊星歯車２は、ソケットの代りに、リム７を持つ歯車で形成されている。この場合も、各遊星歯車２に摩擦ディスク６が設けられる。

衛星歯車のねじ山は任意の適当なねじ山であってもよく、即ちプロファイル及び深さが異なっていてもよいということを指摘しておかなければならない。上述のように、ねじ山の目的は、衛星歯車の一つが、抗力なしに互いに対して長さ方向に移動することであり、即ち、衛星歯車のうち、ねじ山の作用によって回転するものが一つとしてないということである。これは、螺旋状の歯車が前記回転運動を促す従来知られたディファレンシャル装置とは異なる。

本発明の特定の実施例を参照したけれども、開示のディファレンシャル装置には、特許請求の範囲に定義した保護範囲から逸脱することなく、多くの変形及び変更を加えることができ、細部を技術的に等価な他のものに代えてもよいということは、当業者には明らかであろう。

図１は、本発明の第１実施例によるディファレンシャル装置を形成する構成要素の分解斜視図である。 図２は、カーカスを部分断面で示す、本発明の第１実施例によるディファレンシャル装置の斜視図である。 図３は、図２のディファレンシャル装置の長さ方向断面図である。 図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、本発明の第２実施例によるディファレンシャル装置を形成する構成要素の分解斜視図である。 図７は、本発明の第３実施例によるディファレンシャル装置を形成する構成要素の分解斜視図である。

Claims (8)

1. 車輛のホイールのうちの二つのホイールのアクスルシャフトと回転的に一体の一対の遊星歯車（２）を内部に収容した回転自在のカーカス（１）と、互いにリンクしており且つ互いに対して移動自在の少なくとも一対の衛星歯車（５）とを含み、これらの衛星歯車（５）の各々は、前記遊星歯車（２）の一方と回転的に一体である、車輛用ディファレンシャル装置において、
   前記衛星歯車（５）は、ピッチ及び直径が同じで逆方向のねじ山が設けられた、ねじ山付きシリンダ（３）によって互いにリンクしている、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
2. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   前記衛星歯車（５）の前記ねじ山付きシリンダ（３）の前記ねじ山は、台形ねじ山である、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
3. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   前記衛星歯車（５）の前記ねじ山付きシリンダ（３）の前記ねじ山は、矩形ねじ山である、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
4. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   各遊星歯車（２）は、内歯（４）が設けられたソケットによって形成される、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
5. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   各遊星歯車（２）はリム（７）を含む、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
6. 請求項４または５に記載のディファレンシャル装置において、
   各遊星歯車（２）は、対応する摩擦ディスク（６）を含む、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
7. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   一対、二対、三対、又はそれ以上の対をなした衛星歯車（５）を含み、これらの衛星歯車には、対応するねじ山付きシリンダ（３）が設けられている、ことを特徴とするディファレンシャル装置。
8. 請求項１に記載のディファレンシャル装置において、
   前記カーカス（１）は、前記ねじ山付きシリンダ（３）用のハウジング（９）を含む、ことを特徴とするディファレンシャル装置。

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