JP2010242936A

JP2010242936A - Differential gear device for vehicle

Info

Publication number: JP2010242936A
Application number: JP2009095021A
Authority: JP
Inventors: Koji Takaira; 幸司高以良
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-09
Filing date: 2009-04-09
Publication date: 2010-10-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential gear device for a vehicle, which changes the torque distribution of torque output from a pair of output shafts, in the differential gear device for the vehicle which makes the pair of output shafts generate rotation speed differences according to traveling states. <P>SOLUTION: A side gear 36r is constituted of a first side gear 60 and a second side gear 62 different form the first side gear 60 in diameter, and the output shafts 38r are selectively spline-engaged with one of the first side gear 60 and the second side gear 62. Hence, the torque distribution of a center differential gear 32 is changed by making the output shafts 38r selectively engaged with one of the first side gear 60 and the second side gear 62. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両用差動歯車装置に係り、特に、トルク配分を可変にする技術に関するものである。 The present invention relates to a vehicle differential gear device, and more particularly to a technique for making torque distribution variable.

軸心まわりに回転可能に両端部が支持されるデフケースと、そのデフケース内に収容され、その軸心上において相対向する一対のサイドギヤと、その一対のサイドギヤにスプライン嵌合されてている一対のアウトプットシャフトと、そのデフケース内においてその一対のサイドギヤ間にその一対のサイドギヤと噛み合う状態で収容され、そのデフケースに前記軸心に直交するように固設されたピニオンシャフトにより回転可能に支持される複数のデフピニオンギヤとを備えた車両用差動歯車装置が良く知られている。上記従来構造の差動歯車装置では、デフケースに入力されたインプットトルクが、ピニオンギヤを介して一対のサイドギヤに伝達され、一対のアウトプットシャフトからトルク分配されて出力される。 A differential case in which both end portions are supported so as to be rotatable around an axis, a pair of side gears that are accommodated in the differential case and opposed to each other on the axis, and a pair that is splined to the pair of side gears A plurality of output shafts are accommodated in the differential case between the pair of side gears in mesh with the pair of side gears, and are rotatably supported by a pinion shaft fixed to the differential case so as to be orthogonal to the axis. A differential gear device for a vehicle including a differential pinion gear is well known. In the differential gear device having the above-described conventional structure, the input torque input to the differential case is transmitted to the pair of side gears via the pinion gear, and the torque is distributed and output from the pair of output shafts.

図８は、従来構造である車両用差動歯車装置（以下、差動歯車装置と記載する）１１０を示す断面図である。図８において、差動歯車装置１１０は、例えば変速機などと共に図示しない共通のハウジング（トランスアクスルケースまたはデフキャリヤなど）内に配設され、そのハウジング内に所定量だけ貯溜された潤滑油に浸漬されて上記変速機や終減速機と共に潤滑されるようになっている。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a vehicle differential gear device (hereinafter referred to as a differential gear device) 110 having a conventional structure. In FIG. 8, a differential gear device 110 is disposed in a common housing (not shown) (transaxle case or differential carrier) together with a transmission, for example, and is immersed in a lubricating oil stored in a predetermined amount in the housing. Thus, it is lubricated together with the transmission and the final reduction gear.

差動歯車装置１１０は、リングギヤ１１２が外周部に固設され、前記ハウジングに軸心（一軸心）Ｃ１まわりに回転可能に支持されるデフケース１１４と、そのデフケース１１４内に収容され、軸心Ｃ１上において相対向する一対のサイドギヤ１１６と、外周部が一対のサイドギヤ１１６にそれぞれスプライン嵌合されることで軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている一対ののアウトプットシャフト１１７と、デフケース１１４内において一対のサイドギヤ１１６間にそれら一対のサイドギヤ１１６とそれぞれ噛み合う状態で収容され、デフケース１１４に軸心Ｃ１に直交するように固設されたピニオンシャフト１１８により回転可能に支持される一対のデフピニオンギヤ１２０とを備えている。この差動歯車装置１１０は、前記変速機や終減速機からリングギヤ１１２を介して入力されたトルクに従って回転駆動され、その後段に連結される図示しない一対の駆動軸および駆動輪の回転差を許容しつつそれら一対の駆動軸および駆動輪をそれぞれ回転駆動するものである。 The differential gear device 110 has a ring gear 112 fixed to the outer periphery, a differential case 114 that is rotatably supported by the housing around an axis (single axis) C1, and a housing that is accommodated in the differential case 114. A pair of side gears 116 that face each other on C1, a pair of output shafts 117 that are supported by the pair of side gears 116 so as to be rotatable around the axis C1 by being spline-fitted, and a differential case 114, respectively. A pair of differential pinion gears housed between the pair of side gears 116 so as to mesh with the pair of side gears 116 and rotatably supported by a pinion shaft 118 fixed to the differential case 114 so as to be orthogonal to the axis C1. 120. The differential gear device 110 is rotationally driven according to the torque input from the transmission or the final reduction gear via the ring gear 112, and allows a rotational difference between a pair of drive shafts and drive wheels (not shown) connected to the subsequent stage. However, the pair of drive shafts and drive wheels are rotationally driven.

上記デフケース１１４は、一対のサイドギヤ１１６、ピニオンシャフト１１８、および複数個のデフピニオンギヤ１２０を収容する本体部１１４ａと、その本体部１１４ａから軸心Ｃ１を中心として開口する一対の開口縁より軸心Ｃ１方向にそれぞれ突き出す円筒状の円筒部１１４ｂとを、備えている。そして、デフケース１１４は、図示しない軸受を介して、軸心Ｃ１回りに回転可能に支持されている。 The differential case 114 has a main body 114a that houses a pair of side gears 116, a pinion shaft 118, and a plurality of differential pinion gears 120, and a shaft center C1 from a pair of opening edges that open from the main body 114a around the shaft center C1. And a cylindrical cylindrical portion 114b protruding in the direction. The differential case 114 is supported so as to be rotatable around the axis C1 via a bearing (not shown).

ピニオンシャフト１１８は、デフケース１１４の本体部１１４ａに軸心Ｃ１に直交する軸心Ｃ２方向に貫通して形成された一対の貫通孔１３０に両端部がそれぞれ嵌め入れられた軸状部材である。このピニオンシャフト１１８の一端部および本体部１１４ａには、それぞれ同心状の貫通孔１３２および１３４が形成されており、ピニオンシャフト１１８は、上記貫通孔１３２および１３４の双方に例えば圧入等により嵌め着けられたピン１３６によって本体部１１４ａから抜け止めされている。このピニオンシャフト１１８は、デフケース１４が軸心Ｃ１まわりに回転させられることによってそのデフケース１４と共に軸心Ｃ１まわりに回転するようになっている。 The pinion shaft 118 is a shaft-like member having both ends fitted into a pair of through holes 130 formed through the body 114a of the differential case 114 in the direction of the axis C2 perpendicular to the axis C1. Concentric through holes 132 and 134 are formed in one end portion of the pinion shaft 118 and the main body portion 114a, respectively. The pinion shaft 118 is fitted into both of the through holes 132 and 134 by, for example, press fitting. The pin 136 prevents the main body 114a from coming off. The pinion shaft 118 rotates about the axis C1 together with the differential case 14 when the differential case 14 is rotated about the axis C1.

前記デフピニオンギヤ１２０は、本体部１１４ａ内においてピニオンシャフト１１８に挿通された状態で収容され、軸心Ｃ２回りに回転可能に支持されている傘歯車である。また、デフピニオンギヤ１２０は、ピニオンシャフト１１８を中心に軸心Ｃ２まわりに相対回転可能に支持されつつ、デフケース１１４およびピニオンシャフト１１８が軸心Ｃ１まわりに回転させられることによってそれらと共に軸心Ｃ１まわりに公転するようになっている。 The differential pinion gear 120 is a bevel gear that is housed in a state of being inserted through the pinion shaft 118 in the main body 114a and is rotatably supported about the axis C2. Further, the differential pinion gear 120 is supported around the pinion shaft 118 so as to be relatively rotatable about the axis C2, and the differential case 114 and the pinion shaft 118 are rotated about the axis C1 so that the differential pinion gear 120 is rotated around the axis C1. It has come to revolve.

前記一対のサイドギヤ１１６は、軸心Ｃ１上において相対向する一対の傘歯車部１１６ａと、それら傘歯車部１１６ａの背面側から軸心Ｃ１と平行に延設された円筒状の筒部１１６ｂとを備え、本体部１１４ａ内において一対のデフピニオンギヤ１２０にそれぞれ噛み合う状態で収容されている。そして、本体部１１４ａにより軸心Ｃ１まわりの回転可能に筒部１１６ｂがそれぞれ支持されている。また、筒部１１６ｂの内周面には、それぞれスプライン歯が形成されており、アウトプットシャフト１１７の外周面にそれぞれ形成されているスプライン歯と互いにスプライン嵌合されている。これら一対のサイドギヤ１１６は、デフケース１１４、ピニオンシャフト１１８、およびデフピニオンギヤ１１２０が軸心Ｃ１まわりに回転させられることによって軸心Ｃ１まわりに回転するようになっている。ここで、一対のサイドギヤ１１６は、一対のデフピニオンギヤ１２０がピニオンシャフト１１８に対してそれぞれ相対回転しない場合には、それぞれ軸心Ｃ１まわりの同じ回転速度で回転させられる。一方、一対のデフピニオンギヤ１２０がピニオンシャフト１１８に対してそれぞれ相対回転する場合には、相互に回転速度差を有する状態で軸心Ｃ２まわりに回転するようになっている。 The pair of side gears 116 includes a pair of bevel gear portions 116a facing each other on the axis C1, and a cylindrical tube portion 116b extending in parallel with the axis C1 from the back side of the bevel gear portions 116a. And is accommodated in a state of meshing with the pair of differential pinion gears 120 in the main body 114a. The cylindrical portion 116b is supported by the main body portion 114a so as to be rotatable around the axis C1. Spline teeth are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 116b, and are spline-fitted to the spline teeth formed on the outer peripheral surface of the output shaft 117, respectively. The pair of side gears 116 rotates around the axis C1 when the differential case 114, the pinion shaft 118, and the differential pinion gear 1120 are rotated around the axis C1. Here, when the pair of differential pinion gears 120 does not rotate relative to the pinion shaft 118, the pair of side gears 116 are rotated at the same rotational speed around the axis C1, respectively. On the other hand, when the pair of differential pinion gears 120 rotate relative to the pinion shaft 118, the pair of differential pinion gears 120 rotate around the axis C2 with a rotational speed difference therebetween.

このように構成された差動歯車装置１１０では、例えば変速機や終減速機からリングギヤ１１２を介して入力された駆動力（トルク）に従ってデフケース１１４およびピニオンシャフト１１８が軸心Ｃ１まわりに回転駆動され、一対のサイドギヤ１１６の回転速度差が許容されつつ一対のデフピニオンギヤ１２０および一対のサイドギヤ１１６をそれぞれ介して、一対のアウトプットシャフト１１７が回転駆動される。 In the differential gear device 110 configured as described above, the differential case 114 and the pinion shaft 118 are rotationally driven around the axis C1 in accordance with the driving force (torque) input from the transmission or the final reduction gear via the ring gear 112, for example. The pair of output shafts 117 are rotationally driven through the pair of differential pinion gears 120 and the pair of side gears 116 while allowing a difference in rotational speed between the pair of side gears 116.

ここで、リングギヤ１１２から入力されたトルク（駆動力）は、デフピニオンギヤ１２０およびサイドギヤ１１６を介して一対のアウトプットシャフト１１７にトルク分配される。そして、上記トルク配分は、デフピニオンギヤ１２０とサイドギヤ１１６との噛合径に基づいて決定される。例えば図８においては、デフピニオンギヤ１２０と一対のサイドギヤ１１６との噛合径が互いに等しいため、リングギヤ１１２から入力されたトルクは、一対のアウトプットシャフト１１７へ均等に分配（等トルク分配）される。 Here, the torque (driving force) input from the ring gear 112 is distributed to the pair of output shafts 117 via the differential pinion gear 120 and the side gear 116. The torque distribution is determined based on the mesh diameter between the differential pinion gear 120 and the side gear 116. For example, in FIG. 8, since the meshing diameters of the differential pinion gear 120 and the pair of side gears 116 are equal to each other, the torque input from the ring gear 112 is evenly distributed (equal torque distribution) to the pair of output shafts 117.

上記のように、従来構造の車両用差動歯車装置１１０においては、デフピニオンギヤ１２０と一対のサイドギヤ１１６との噛合径が等しいため、等トルク配分で一対のアウトプットシャフト１１７へ出力される。ところで、車種や走行状態によっては、異なるトルク配分である方が好ましいこともあり、近年において、異なるトルク配分を可能とする車両用差動歯車装置が実現されている。例えば、特許文献１に記載のセンタディファレンシャルもその一例である。特許文献１のセンタディファレンシャルにおいては、ピニオンギヤが所定の角の斜線方向に配置されることで、前輪および後輪への駆動力配分が異なるように構成されている。 As described above, in the vehicle differential gear device 110 having the conventional structure, since the meshing diameters of the differential pinion gear 120 and the pair of side gears 116 are equal, they are output to the pair of output shafts 117 with equal torque distribution. By the way, depending on the vehicle type and the running state, it may be preferable that the torque distribution is different. In recent years, a differential gear device for a vehicle that enables different torque distribution has been realized. For example, the center differential described in Patent Document 1 is an example. In the center differential of Patent Document 1, the pinion gear is arranged in a hatched direction of a predetermined angle so that the driving force distribution to the front wheels and the rear wheels is different.

特開２００１−１０５９１８号公報JP 2001-105918 A

ところで、上記特許文献１のセンタディファレンシャルにおいては、ピニオンギヤが斜めに配置されるなど構造が複雑となり、また、所定の角が一旦設定されると、トルクの固定配分はその所定の角に基づいて固定される。したがって、トルク配分を選択的に変更することは不可能なものであった。なお、ここでいうトルクの固定配分とは、センタディファレンシャルの基本となるトルク配分であって、例えばクラッチ板等による差動制限装置が作動した場合のトルク配分とは異なるものである。すなわち、トルクの固定配分とは、通常走行時（例えば直進走行時）において設定されるトルク配分に相当するものである。 By the way, in the center differential of the above-mentioned Patent Document 1, the structure is complicated such that the pinion gear is disposed obliquely, and once a predetermined angle is set, the fixed distribution of torque is fixed based on the predetermined angle. Is done. Therefore, it has been impossible to selectively change the torque distribution. Here, the fixed torque distribution is a torque distribution that is the basis of the center differential, and is different from the torque distribution when a differential limiting device such as a clutch plate is operated. That is, the fixed torque distribution corresponds to the torque distribution set during normal travel (for example, during straight travel).

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、走行状態に応じて一対のアウトプットシャフト（サイドギヤ）に回転速度差を発生させる車両用差動歯車装置において、一対のアウトプットシャフトから出力されるトルクのトルク分配を変更することができる車両用差動歯車装置を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to provide a differential gear device for a vehicle that generates a difference in rotational speed between a pair of output shafts (side gears) according to a traveling state. Another object of the present invention is to provide a vehicle differential gear device capable of changing the torque distribution of torque output from a pair of output shafts.

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)軸心まわりに回転可能に両端部が支持されるデフケースと、そのデフケース内に収容され、その軸心上において相対向する一対のサイドギヤと、その一対のサイドギヤにスプライン嵌合されてている一対のアウトプットシャフトと、そのデフケース内においてその一対のサイドギヤ間にその一対のサイドギヤと噛み合う状態で収容され、そのデフケースに前記軸心に直交するように固設されたピニオンシャフトにより回転可能に支持される複数のデフピニオンギヤとを備えた車両用差動歯車装置であって、(b)前記一対のサイドギヤの一方は、第１サイドギヤおよびその第１サイドギヤと径が異なる第２サイドギヤから構成され、(c)前記第１サイドギヤと第２サイドギヤとは、前記デフピニオンギヤと常時噛み合わされており、前記一対のアウトプットシャフトの一方は、前記第１サイドギヤおよび第２サイドギヤの一方に選択的にスプライン嵌合されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the gist of the invention according to claim 1 is as follows: (a) a differential case in which both ends are supported so as to be rotatable around an axis, and the axial center accommodated in the differential case; A pair of side gears opposed to each other, a pair of output shafts that are spline-fitted to the pair of side gears, and a pair of side gears in the differential case that are engaged with the pair of side gears. A differential gear device for a vehicle comprising a plurality of differential pinion gears rotatably supported by a pinion shaft fixed to a differential case so as to be orthogonal to the axis, and (b) one of the pair of side gears Is composed of a first side gear and a second side gear having a diameter different from that of the first side gear, and (c) the first side gear and the second side gear. Ya and, the are constantly meshed with differential pinion gears, one of which of the pair of the output shaft, and wherein the selectively be splined to one of the first side gear and second side gear.

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用差動歯車装置において、前記アウトプットシャフトの一方には、前記第１サイドギヤとスプライン嵌合するための第１スプライン歯と、前記第２サイドギヤとスプライン嵌合するための第２スプライン歯とが、形成され、そのアウトプットシャフトの一方は、軸方向に移動させられることにより、前記第１サイドギヤおよび第２サイドギヤのいずれか一方とスプライン嵌合されることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the vehicle differential gear device according to the first aspect, wherein one of the output shafts has a first spline tooth for spline fitting with the first side gear. And second spline teeth for spline fitting with the second side gear, and one of the output shafts is moved in the axial direction, so that one of the first side gear and the second side gear It is characterized by being spline fitted with one.

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項２の車両用差動歯車装置において、前記ピニオンシャフトには、前記アウトプットシャフトの一方が他方のアウトプットシャフト側へ移動させられた際に挿通される挿通孔が形成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the vehicle differential gear device according to the second aspect, wherein one of the output shafts is moved to the other output shaft side of the pinion shaft. An insertion hole to be inserted into the is formed.

請求項１にかかる発明の車両用差動歯車装置によれば、前記一対のサイドギヤの一方は、第１サイドギヤ、およびその第１サイドギヤと径が異なる第２サイドギヤから構成され、前記第１サイドギヤと第２サイドギヤとは、前記デフピニオンギヤと常時噛み合わされており、前記一対のアウトプットシャフトの一方は、前記第１サイドギヤおよび第２サイドギヤの一方に選択的にスプライン嵌合される。このようにすれば、第１サイドギヤの噛合径および第２サイドギヤの噛合径とが、互いに異なるように構成されるため、アウトプットシャフトの一方を第１サイドギヤおよび第２サイドギヤの一方に選択的にスプライン嵌合させることで、車両用差動歯車装置のトルク分配を変更することができる。 According to the vehicle differential gear device of the first aspect of the present invention, one of the pair of side gears includes a first side gear and a second side gear having a diameter different from that of the first side gear, The second side gear is always meshed with the differential pinion gear, and one of the pair of output shafts is selectively splined to one of the first side gear and the second side gear. In this case, since the meshing diameter of the first side gear and the meshing diameter of the second side gear are different from each other, one of the output shafts is selectively splined to one of the first side gear and the second side gear. The torque distribution of the vehicle differential gear device can be changed by fitting.

また、請求項２にかかる発明の車両用差動歯車装置によれば、前記アウトプットシャフトの一方には、前記第１サイドギヤとスプライン嵌合するための第１スプライン歯と、前記第２サイドギヤとスプライン嵌合するための第２スプライン歯とが、形成され、アウトプットシャフトの一方は、軸方向に移動させられることにより、前記第１サイドギヤおよび第２サイドギヤのいずれか一方とスプライン嵌合されるものである。このようにすれば、アウトプットシャフトを軸方向に移動させることで、第１サイドギヤと第２サイドギヤの何れか一方に選択的にスプライン嵌合させることができるため、それぞれのサイドギヤの噛合径に応じたトルク分配が可能となる。 According to the vehicle differential gear device of the invention of claim 2, one of the output shafts has a first spline tooth for spline fitting with the first side gear, the second side gear and the spline. Second spline teeth for fitting are formed, and one of the output shafts is moved in the axial direction to be spline-fitted with either the first side gear or the second side gear. is there. In this way, since the output shaft can be moved in the axial direction, it can be selectively splined to either the first side gear or the second side gear, so that it corresponds to the meshing diameter of each side gear. Torque distribution becomes possible.

また、請求項３にかかる発明の車両用差動歯車装置によれば、前記ピニオンシャフトには、前記アウトプットシャフトの一方が他方の前記アウトプットシャフト側へ移動させられた際に挿通される挿通孔が形成されているため、一方のアウトプットシャフトの他方のアウトプットシャフト側への軸方向の移動が可能となる。 According to the differential gear device for a vehicle of the invention of claim 3, the pinion shaft has an insertion hole that is inserted when one of the output shafts is moved to the other output shaft side. Since it is formed, it is possible to move one output shaft in the axial direction toward the other output shaft.

本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置を有する前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動車両の構成を説明する骨子図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a front and rear wheel drive vehicle based on a front engine rear wheel drive (FR) having a vehicle power transmission device to which the present invention is preferably applied. 図１のトランスファ内部に配設されているセンタデフの構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the center differential arrange | positioned inside the transfer of FIG. 図２において、ピニオンシャフトおよびデフピニオンギヤを矢印Ａ側から見た矢視図である。In FIG. 2, it is the arrow line view which looked at the pinion shaft and the differential pinion gear from the arrow A side. 第２サイドギヤのスプライン歯とアウトプットシャフトの第２スプライン歯とがスプライン嵌合されている状態を示す図であり、図２に対応するものである。It is a figure which shows the state by which the spline teeth of the 2nd side gear and the 2nd spline tooth of the output shaft are spline-fitted, and respond | corresponds to FIG. アウトプットシャフトを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示す図である。It is a figure which shows simply an example of the mechanism which moves an output shaft to an axial direction. アウトプットシャフトを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示す他の図である。It is another figure which shows simply an example of the mechanism which moves an output shaft to an axial direction. アウトプットシャフトを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示すさらに他の図（断面図）である。It is another figure (sectional drawing) which shows simply an example of the mechanism which moves an output shaft to an axial direction. 従来構造である車両用差動歯車装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the differential gear apparatus for vehicles which is a conventional structure.

ここで、好適には、差動歯車装置は、例えば四輪駆動車両のセンタデフとして機能するものである。このようにすれば、前後輪のトルク配分を選択的に変更することができ、運転者の希望する走行状態を実現することができる。 Here, preferably, the differential gear device functions as a center differential of a four-wheel drive vehicle, for example. In this way, the torque distribution of the front and rear wheels can be selectively changed, and the driving state desired by the driver can be realized.

また、好適には、アウトプットシャフトの一方の軸方向の移動は、例えばラック機構、カム機構、油圧シリンダ等によって実施される。このようにすれば、アウトプットシャフトの一方を軸方向に移動させることができる。また、ラック機構やカム機構においては、アウトプットシャフトの円周上にラックや係合部が形成されることで、アウトプットシャフトの回転が可能となる。 Preferably, the movement of the output shaft in one axial direction is performed by, for example, a rack mechanism, a cam mechanism, a hydraulic cylinder, or the like. In this way, one of the output shafts can be moved in the axial direction. In the rack mechanism and the cam mechanism, the output shaft can be rotated by forming the rack and the engaging portion on the circumference of the output shaft.

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, and the like of the respective parts are not necessarily drawn accurately.

図１は、本発明が好適に適用される車両用動力伝達装置１０を有する前置エンジン後輪駆動（ＦＲ）を基本とする前後輪駆動車両の構成を説明する骨子図である。この図１において、駆動力源であるエンジン１２により発生させられた駆動力（トルク）は、自動変速機１４を介してトランスファ２２に伝達される。トランスファ２２に伝達された駆動力は、前輪駆動力伝達軸であるフロントプロペラシャフト２３および後輪駆動力伝達軸であるリアプロペラシャフト２４に分配される。そして、フロントプロペラシャフト２３に伝達された駆動力は、前輪用差動歯車装置（フロントデフ）１６、及び左右一対の前輪車軸１８ｌ、１８ｒを介して左右１対の前輪２０ｌ、２０ｒへ伝達される。一方、リアプロペラシャフト２４に伝達された駆動力は、後輪用差動歯車装置２６、及び左右１対の後輪車軸２８ｌ、２８ｒを介して左右１対の後輪３０ｌ、３０ｒへ伝達される。 FIG. 1 is a skeleton diagram illustrating a configuration of a front and rear wheel drive vehicle based on a front engine rear wheel drive (FR) having a vehicle power transmission device 10 to which the present invention is preferably applied. In FIG. 1, the driving force (torque) generated by the engine 12 that is a driving force source is transmitted to the transfer 22 via the automatic transmission 14. The driving force transmitted to the transfer 22 is distributed to a front propeller shaft 23 that is a front wheel driving force transmission shaft and a rear propeller shaft 24 that is a rear wheel driving force transmission shaft. The driving force transmitted to the front propeller shaft 23 is transmitted to a pair of left and right front wheels 20l and 20r via a front wheel differential gear device (front differential) 16 and a pair of left and right front wheel axles 18l and 18r. . On the other hand, the driving force transmitted to the rear propeller shaft 24 is transmitted to the left and right pair of rear wheels 30l and 30r via the rear wheel differential gear device 26 and the left and right pair of rear wheel axles 28l and 28r. .

上記エンジン１２は、例えば、気筒内噴射される燃料の燃焼によって駆動力を発生させるガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン等の内燃機関である。また、上記自動変速機１４は、例えば、上記エンジン１２から入力される回転を所定の変速比γで減速或いは増速して出力する有段式の自動変速機（オートマチックトランスミッション）であり、前進変速段、後進変速段、及びニュートラルのうち何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換が成される。なお、この自動変速機１４の入力軸は、図示しないトルクコンバータ等を介して上記エンジン１２の出力軸に連結されている。 The engine 12 is, for example, an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine that generates driving force by combustion of fuel injected in a cylinder. The automatic transmission 14 is, for example, a stepped automatic transmission (automatic transmission) that outputs the rotation input from the engine 12 by decelerating or increasing the speed at a predetermined gear ratio γ. Any one of the first gear, the reverse gear, and the neutral is selectively established, and the speed conversion corresponding to each gear ratio γ is performed. The input shaft of the automatic transmission 14 is connected to the output shaft of the engine 12 via a torque converter (not shown).

トランスファ２２内には、自動変速機１４から出力される出力トルクを前輪２０および後輪３０に適宜配分する後述するセンタデフ３２や自動変速機１４の回転速度を２段階に切り換える副変速機構、並びに四輪駆動または二輪駆動のいずれかに切り換える走行モード切換機構等が配設されている。 Within the transfer 22, a center differential 32 (to be described later) for appropriately distributing the output torque output from the automatic transmission 14 to the front wheels 20 and the rear wheels 30, a sub-transmission mechanism for switching the rotational speed of the automatic transmission 14 in two stages, and four A travel mode switching mechanism or the like for switching to either wheel drive or two-wheel drive is provided.

図２は、図１に示すトランスファ２２の内部に配設されているセンタデフ３２（本発明の車両用差動歯車装置に相当）の構成を説明するための断面図である。図２において、センタデフ３２は、トランスファ２２のハウジング内に配設され、図示しない軸受を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されている。そして、自動変速機１４から出力される駆動力が、図２において図示しないリングギヤに伝達されることで、センタデフ３２が軸心Ｃ１まわりに回転駆動される。 FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a center differential 32 (corresponding to the vehicle differential gear device of the present invention) disposed inside the transfer 22 shown in FIG. In FIG. 2, the center differential 32 is disposed in the housing of the transfer 22, and is supported so as to be rotatable around an axis C1 via a bearing (not shown). The driving force output from the automatic transmission 14 is transmitted to a ring gear (not shown in FIG. 2), so that the center differential 32 is rotationally driven around the axis C1.

センタデフ３２は、両端部が図示しない軸受を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されているデフケース３４と、そのデフケース３４内に収容されて軸心Ｃ１を中心として互いに相対向して配設されている一対のサイドギヤ３６ｆ、３６ｒと、その一対のサイドギヤ３６ｆ、３６ｒにスプライン嵌合されている一対のアウトプットシャフト３８ｆ、３８ｒと、デフケース３４内において一対のサイドギヤ３６ｆ、３６ｒの間に配設されて両端がデフケース３４に固定されることでデフケース３４と共に軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持されるピニオンシャフト３９と、ピニオンシャフト３９に挿通されてピニオンシャフト３９に対して相対回転可能に支持された状態で、前記一対のサイドギヤ３６ｆ、３６ｒと互いに噛み合う複数個のデフピニオンギヤ４０とを、備えている。 The center differential 32 has a differential case 34 whose both ends are rotatably supported around a shaft center C1 via bearings (not shown), and is accommodated in the differential case 34 and arranged opposite to each other around the shaft center C1. The pair of side gears 36f, 36r, the pair of output shafts 38f, 38r that are spline-fitted to the pair of side gears 36f, 36r, and the pair of side gears 36f, 36r in the differential case 34. The both ends of the pinion shaft 39 are fixed to the differential case 34 so that the pinion shaft 39 is rotatably supported around the axis C1 together with the differential case 34, and the pinion shaft 39 is inserted into the pinion shaft 39 and supported relative to the pinion shaft 39. In the state, a plurality of devices meshing with the pair of side gears 36f and 36r are mutually connected. And a pinion gear 40, a.

デフケース３４は、上記一対のサイドギヤ３６ｆ、３６ｒ、ピニオンシャフト３９、および複数個（本実施例では２個）のデフピニオンギヤ４０を収容しており、軸心Ｃ１に対して径方向に突き出すフランジ部３４ａに固定される図示しないリングギヤが自動変速機１４から出力される駆動力によって回転駆動されることで、軸心Ｃ１回りに回転させられる。また、デフケース３４において、軸心Ｃ１上の両端にはそれぞれ挿通孔４２が形成されており、その挿通孔４２にアウトプットシャフト３８ｆ、３８ｒがそれぞれ挿通されている。なお、アウトプットシャフト３８ｒが本発明の一対のアウトプットシャフトの一方に対応しており、アウトプットシャフト３８ｆが本発明の一対のアウトプットシャフトの他方に対応している。 The differential case 34 accommodates the pair of side gears 36f and 36r, the pinion shaft 39, and a plurality of (two in this embodiment) differential pinion gears 40, and a flange portion 34a protruding in the radial direction with respect to the axis C1. A ring gear (not shown) fixed to the shaft is rotated by the driving force output from the automatic transmission 14, and is rotated about the axis C1. Further, in the differential case 34, insertion holes 42 are formed at both ends on the axis C1, and the output shafts 38f and 38r are inserted through the insertion holes 42, respectively. The output shaft 38r corresponds to one of the pair of output shafts of the present invention, and the output shaft 38f corresponds to the other of the pair of output shafts of the present invention.

ピニオンシャフト３９は、デフケース３４に軸心Ｃ１と直交する軸心Ｃ２を中心に配置され、その両端がデフケース３４に形成されている一対の貫通孔４４にそれぞれ嵌め入られている。また、このピニオンシャフト３９の一端部およびデフケース３４には、それぞれ同心状の貫通孔４６、４８が形成されており、ピニオンシャフト３９は、上記貫通孔４６および貫通孔４８の双方に圧入等によって嵌め着けられたピン５０によりデフケース３４から抜け止めされている。そして、デフケース３４が軸心Ｃ１まわりに回転させられることによって、ピニオンシャフト３９は、デフケース３４と共に軸心Ｃ１まわりに回転させられる。 The pinion shaft 39 is disposed in the differential case 34 around the axis C2 orthogonal to the axis C1, and both ends thereof are fitted into a pair of through holes 44 formed in the differential case 34, respectively. Further, concentric through holes 46 and 48 are formed in one end portion of the pinion shaft 39 and the differential case 34, respectively. The pinion shaft 39 is fitted into both the through hole 46 and the through hole 48 by press fitting or the like. The attached pin 50 prevents the differential case 34 from coming off. Then, when the differential case 34 is rotated about the axis C 1, the pinion shaft 39 is rotated about the axis C 1 together with the differential case 34.

デフピニオンギヤ４０は、デフケース３４内においてピニオンシャフト３９に挿通された状態で複数個収容されており、軸心Ｃ２まわりに回転可能に支持されている。また、デフピニオンギヤ４０は、ピニオンシャフト３９を中心として軸心Ｃ２まわりに回転可能に支持されると共に、デフケース３４およびピニオンシャフト３９が軸心Ｃ１まわりに回転するに伴って、それらと共に軸心Ｃ１まわりに公転するようになっている。 A plurality of differential pinion gears 40 are accommodated in the differential case 34 in a state of being inserted through the pinion shaft 39, and are rotatably supported around the axis C2. The differential pinion gear 40 is supported so as to be rotatable around the axis C2 around the pinion shaft 39, and as the differential case 34 and the pinion shaft 39 rotate around the axis C1, they rotate around the axis C1. To revolve around.

図３は、図２において、ピニオンシャフト３９およびデフピニオンギヤ４０を矢印Ａ側から見た矢視図である。図３に示すように、２個のデフピニオンギヤ４０がピニオンシャフト３９に相対回転可能に挿通されている。また、デフピニオンギヤ４０は、サイドギヤ３６ｆ、３６ｒと噛み合う歯車部４０ａと、ピニオンシャフト３９が挿通されて回転可能に支持される基部４０ｂとを、有している。また、ピニオンシャフト３９の中央には、軸心Ｃ１を中心とする後述する挿通孔５２が形成されている。なお、図３に基づいて作動を説明すると、デフケース３４の回転に伴って、軸心Ｃ１を中心として矢印Ｃ（図３において時計回り）または矢印Ｃ（図３において反時計回り）に回転させられ、例えば旋回時などでは、前後の回転速度差を許容するようにデフピニオンギヤ４０が軸心Ｃ２まわりに自転させられる。 3 is an arrow view of the pinion shaft 39 and the differential pinion gear 40 as viewed from the arrow A side in FIG. As shown in FIG. 3, two differential pinion gears 40 are inserted into the pinion shaft 39 so as to be relatively rotatable. The differential pinion gear 40 includes a gear portion 40a that meshes with the side gears 36f and 36r, and a base portion 40b that is rotatably supported by the pinion shaft 39 inserted therethrough. Further, an insertion hole 52 to be described later is formed in the center of the pinion shaft 39 with the axis C1 as the center. The operation will be described with reference to FIG. 3. As the differential case 34 is rotated, the differential case 34 is rotated around the axis C1 in the direction of arrow C (clockwise in FIG. 3) or arrow C (counterclockwise in FIG. 3). For example, during turning, the differential pinion gear 40 is rotated about the axis C2 so as to allow a difference in rotational speed between the front and rear.

図２に戻り、サイドギヤ３６ｆは、デフピニオンギヤ４０の歯車部４０ａと噛み合う歯車部５４と、内周部にスプライン歯が形成されている円環状の環状部５６とを、有している。そして、歯車部５４がデフピニオンギヤ４０の歯車部４０ａと互いに噛み合うことで、トルク伝達が可能となっている。また、環状部５６に形成されているスプライン歯は、アウトプットシャフト３８ｆの外周面に形成されているスプライン歯とスプライン嵌合されているため、サイドギヤ３６ｆとアウトプットシャフト３８ｆとが一体的に回転させられる。なお、アウトプットシャフト３８ｆから出力される駆動力は、フロントプロペラシャフト２３、前輪用差動歯車装置１６、および左右の前輪車軸１８ｌ、１８ｒを介して左右の前輪２０ｌ、２０ｒに伝達される。 Returning to FIG. 2, the side gear 36 f has a gear portion 54 that meshes with the gear portion 40 a of the differential pinion gear 40, and an annular annular portion 56 in which spline teeth are formed on the inner peripheral portion. The gear portion 54 meshes with the gear portion 40a of the differential pinion gear 40 so that torque can be transmitted. Further, since the spline teeth formed on the annular portion 56 are spline-fitted with the spline teeth formed on the outer peripheral surface of the output shaft 38f, the side gear 36f and the output shaft 38f are integrally rotated. . The driving force output from the output shaft 38f is transmitted to the left and right front wheels 20l and 20r via the front propeller shaft 23, the front wheel differential gear device 16, and the left and right front wheel axles 18l and 18r.

本実施例のサイドギヤ３６ｒは、第１サイドギヤ６０、および第１サイドギヤ６０と径が異なる第２サイドギヤ６２から構成されている。第１サイドギヤ６０と第２サイドギヤ６２とは、座金６４を介して軸心Ｃ１まわりに回転可能に配設されている。また、第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２は、共に常時デフピニオンギヤ４０の歯車部４０ａに噛み合わされており、ピニオンシャフト３９およびデフピニオンギヤ４０が回転すると、第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２が共に回転させられる。なお、サイドギヤ３６が、本発明の一対のサイドギヤの一方に対応している。 The side gear 36r of the present embodiment includes a first side gear 60 and a second side gear 62 having a diameter different from that of the first side gear 60. The first side gear 60 and the second side gear 62 are disposed so as to be rotatable around the axis C <b> 1 via a washer 64. The first side gear 60 and the second side gear 62 are always meshed with the gear portion 40a of the differential pinion gear 40, and when the pinion shaft 39 and the differential pinion gear 40 rotate, both the first side gear 60 and the second side gear 62 are brought together. Rotated. The side gear 36 corresponds to one of the pair of side gears of the present invention.

第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２の内周部には、それぞれスプライン歯６０ａ、６２ａが形成されている。また、アウトプットシャフト３８ｒには、第１サイドギヤ６０のスプライン歯６０ａとスプライン嵌合するための第１スプライン歯６６と、第２サイドギヤ６２のスプライン歯６８とスプライン嵌合するための第２スプライン歯６８とが、形成されている。そして、アウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動することで、アウトプットシャフト３８ｒが第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２のいずれか一方と選択的にスプライン嵌合されるようになっている。なお、アウトプットシャフト３８ｒから出力される駆動力は、リアプロペラシャフト２４、後輪用差動歯車装置２６、および左右の後輪車軸２８ｌ、２８ｒを介して左右の後輪３０ｌ、３０ｒに伝達される。 Spline teeth 60 a and 62 a are formed on the inner peripheral portions of the first side gear 60 and the second side gear 62, respectively. Further, the output shaft 38r has first spline teeth 66 for spline fitting with the spline teeth 60a of the first side gear 60, and second spline teeth 68 for spline fitting with the spline teeth 68 of the second side gear 62. Are formed. The output shaft 38r moves in the axial direction, so that the output shaft 38r is selectively splined to either the first side gear 60 or the second side gear 62. The driving force output from the output shaft 38r is transmitted to the left and right rear wheels 30l and 30r via the rear propeller shaft 24, the rear wheel differential gear device 26, and the left and right rear wheel axles 28l and 28r. .

図２においては、第１サイドギヤ６０のスプライン歯６０ａとアウトプットシャフト３８ｒの第１スプライン歯６６とがスプライン嵌合されている状態を示している。このとき、第２サイドギヤ６２のスプライン歯６２ａは、アウトプットシャフト３８ｒの第２スプライン歯６８と噛み合わないが、第２サイドギヤ６２はデフピニオンギヤ４０の歯車部４０ａと常時噛み合わされているため、第２サイドギヤ６２の軸心Ｃ１に対する偏心は抑制される。 FIG. 2 shows a state in which the spline teeth 60a of the first side gear 60 and the first spline teeth 66 of the output shaft 38r are spline-fitted. At this time, the spline teeth 62a of the second side gear 62 do not mesh with the second spline teeth 68 of the output shaft 38r, but the second side gear 62 is always meshed with the gear portion 40a of the differential pinion gear 40. The eccentricity with respect to the axial center C1 of 62 is suppressed.

図４は、第２サイドギヤ６２のスプライン歯６２ａとアウトプットシャフト３８ｒの第２スプライン歯６８とがスプライン嵌合されている状態を示している。このとき、第１サイドギヤ６０のスプライン歯６０ａは、アウトプットシャフト３８ｒの第１スプライン歯６６と噛み合わないが、第１サイドギヤ６０はデフピニオンギヤ４０の歯車部４０ａと常時噛み合わされているため、第１サイドギヤ６０の軸心Ｃ１に対する偏心は抑制される。ここで、第２サイドギヤ６２とアウトプットシャフト３８ｒとをスプライン嵌合させるに際して、アウトプットシャフト３８ｒをアウトプットシャフト３８ｆ側に向かって軸方向に移動させる必要が生じるが、アウトプットシャフト３８ｒには、アウトプットシャフト３８ｒがアウトプットシャフト３８ｆ側へ移動させられた際に挿通される挿通孔５２（図３および図４参照）が形成されているため、その移動が可能となる。 FIG. 4 shows a state in which the spline teeth 62a of the second side gear 62 and the second spline teeth 68 of the output shaft 38r are spline-fitted. At this time, the spline teeth 60a of the first side gear 60 do not mesh with the first spline teeth 66 of the output shaft 38r, but the first side gear 60 is always meshed with the gear portion 40a of the differential pinion gear 40. The eccentricity with respect to the 60 axis C1 is suppressed. Here, when the second side gear 62 and the output shaft 38r are spline-fitted, it is necessary to move the output shaft 38r in the axial direction toward the output shaft 38f, and the output shaft 38r includes the output shaft 38r. Since the insertion hole 52 (see FIGS. 3 and 4) that is inserted when moved to the output shaft 38f side is formed, the movement is possible.

上記より、アウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動することで、そのアウトプットシャフト３８ｒが第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２のいずれか一方と選択的にスプライン嵌合される。したがって、第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２のいずれか一方を介してアウトプットシャフト３８ｒに駆動力が伝達されることとなる。ところで、自動変速機１４からセンタデフ３２へ駆動力（トルク）が伝達されると、その駆動力がセンタデフ３２を介して一対のアウトプットシャフト３８へトルク分配される。上記トルク分配は、サイドギヤ３６ｆ、３６ｒ（６０、６２）およびデフピニオンギヤ４０との噛合径に基づいて決定される。図４に示すように、センタデフ３２では、サイドギヤ３６ｆの噛合径はＤｆで定義し（以下、噛合径Ｄｆと記載する）、第１サイドギヤ６０の噛合径はＤｒ１で定義し（以下、噛合径Ｄｒ１と記載する）、第２サイドギヤ６２の噛合径はＤｒ２で定義する（以下、噛合径Ｄｒ２と記載する）。また、デフピニオンギヤ４０がサイドギヤ３６ｆまたは第１サイドギヤ６０と噛み合う場合のデフピニオンギヤ４０の噛合径をＤ１と定義（以下、噛合径Ｄ１と記載する）し、デフピニオンギヤ４０が第２サイドギヤ６２と噛み合う場合のデフピニオンギヤ４０の噛合径をＤ２と定義（以下、噛合径Ｄ２と記載する）する。なお、噛合径とは、各歯車のピッチ円直径に相当するものである。また、本実施例では、サイドギヤ３６ｆおよび第１サイドギヤ６０のピッチ円が等しく（Ｄｆ＝Ｄｒ１）設計されているため、デフピニオンギヤ４０がサイドギヤ３６ｆと噛み合う場合、およびデフピニオンギヤ４０が第１サイドギヤ６０と噛み合う場合のデフピニオンギヤ４０の噛合径Ｄ１が等しくなる。 As described above, when the output shaft 38r moves in the axial direction, the output shaft 38r is selectively spline-fitted with one of the first side gear 60 and the second side gear 62. Therefore, the driving force is transmitted to the output shaft 38r via either the first side gear 60 or the second side gear 62. By the way, when the driving force (torque) is transmitted from the automatic transmission 14 to the center differential 32, the driving force is distributed to the pair of output shafts 38 via the center differential 32. The torque distribution is determined based on the meshing diameters of the side gears 36f and 36r (60, 62) and the differential pinion gear 40. As shown in FIG. 4, in the center differential 32, the meshing diameter of the side gear 36f is defined by Df (hereinafter referred to as meshing diameter Df), and the meshing diameter of the first side gear 60 is defined by Dr1 (hereinafter meshing diameter Dr1). The meshing diameter of the second side gear 62 is defined by Dr2 (hereinafter referred to as the meshing diameter Dr2). When the differential pinion gear 40 meshes with the side gear 36f or the first side gear 60, the meshing diameter of the differential pinion gear 40 is defined as D1 (hereinafter referred to as meshing diameter D1), and the differential pinion gear 40 meshes with the second side gear 62. The meshing diameter of the differential pinion gear 40 is defined as D2 (hereinafter referred to as meshing diameter D2). The meshing diameter corresponds to the pitch circle diameter of each gear. In the present embodiment, the pitch circles of the side gear 36f and the first side gear 60 are designed to be equal (Df = Dr1). Therefore, when the differential pinion gear 40 meshes with the side gear 36f and when the differential pinion gear 40 and the first side gear 60 The meshing diameter D1 of the differential pinion gear 40 when meshing is equal.

そして、センタデフ３２に伝達される駆動力（トルク）に対して、アウトプットシャフト３８ｆから前輪２０ｌ、２０ｒに向かって出力される駆動力をＴｆ、アウトプットシャフト３８ｒから後輪３０ｌ、３０ｒに向かって出力される駆動力をＴｒとすると、トルク配分（Ｔｆ：Ｔｒ）は、噛合径の比と等しくなる。例えば、図２に示すように、第１サイドギヤ６０とアウトプットシャフト３８ｒとがスプライン嵌合されている状態では、トルク分配（Ｔｆ：Ｔｒ）は式（１）の関係で示される。また、図４に示すように、第２サイドギヤ６２とアウトプットシャフト３８ｒとがスプライン嵌合されている状態では、トルク分配（Ｔｆ：Ｔｒ）は式（２）の関係で示される。 Then, with respect to the driving force (torque) transmitted to the center differential 32, the driving force output from the output shaft 38f toward the front wheels 20l, 20r is output to Tf, and the output shaft 38r is output toward the rear wheels 30l, 30r. Assuming that the driving force is Tr, the torque distribution (Tf: Tr) is equal to the ratio of the meshing diameters. For example, as shown in FIG. 2, in a state where the first side gear 60 and the output shaft 38r are spline-fitted, the torque distribution (Tf: Tr) is expressed by the relationship of the formula (1). Further, as shown in FIG. 4, in a state where the second side gear 62 and the output shaft 38r are spline-fitted, the torque distribution (Tf: Tr) is expressed by the relationship of the formula (2).

Ｔｆ：Ｔｒ＝Ｄｆ／Ｄ１：Ｄｒ１／Ｄ１＝Ｄｆ：Ｄｒ１・・・（１）
Ｔｆ：Ｔｒ＝Ｄｆ／Ｄ１：Ｄｒ２／Ｄ２・・・・（２） Tf: Tr = Df / D1: Dr1 / D1 = Df: Dr1 (1)
Tf: Tr = Df / D1: Dr2 / D2 (2)

例えば、センタデフ３２において、第１サイドギヤ６０とアウトプットシャフト３８ｒとがスプライン嵌合された場合、サイドギヤ３６ｆの噛合径Ｄｆと、第１サイドギヤ６０の噛合径Ｄｒ１とが等しく（Ｄｆ＝Ｄｒ１）、且つ、デフピニオンギヤ４０の噛合径Ｄ１が共通であるため、式（１）よりアウトプットシャフト３８ｆとアウトプットシャフト３８ｒとのトルク配分は等しくなる（Ｔｆ＝Ｔｒ：等トルク配分）。また、第２サイドギヤ６２とアウトプットシャフト３８ｒとがスプライン嵌合された場合、サイドギヤ３６ｆの噛合径Ｄｆと、第２サイドギヤ６２の噛合径Ｄｒ２とが異なり、且つ、デフピニオンギヤ４０とサイドギヤ３６ｆとが噛み合うときのデフピニオンギヤ４０の噛合径Ｄ１と、デフピニオンギヤ４０と第２サイドギヤ６２とが噛み合うときのデフピニオンギヤ４０の噛合径Ｄ２とが異なるため、式（２）に基づいてトルク配分が不等トルク配分（例えばＴｆ＞Ｔｒ）となる。上記より、センタデフ３２は、それぞれのギヤの噛合径を適宜設定することで、トルク配分を選択的に変更することが可能な構成となる。なお、トルク配分の切替は、例えばシフトレバーに近傍に設けられるトルク切替スイッチやレバー等によって実施され、運転者の所望するトルク配分が可能となる。また、上記トルク配分の切替は、車両停止中に実施されるのが好ましいが、例えばクラッチ等を設けることで走行中に切替可能な構成とすることもできる。すなわち、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる際には、クラッチを解放することで、動力伝達を遮断し、アウトプットシャフト３８ｒの移動が完了すると、クラッチを係合させて動力伝達状態に切り換える。 For example, in the center differential 32, when the first side gear 60 and the output shaft 38r are spline-fitted, the meshing diameter Df of the side gear 36f is equal to the meshing diameter Dr1 of the first side gear 60 (Df = Dr1), and Since the meshing diameter D1 of the differential pinion gear 40 is common, the torque distribution between the output shaft 38f and the output shaft 38r is equal from the equation (1) (Tf = Tr: equal torque distribution). Further, when the second side gear 62 and the output shaft 38r are spline-fitted, the meshing diameter Df of the side gear 36f is different from the meshing diameter Dr2 of the second side gear 62, and the differential pinion gear 40 and the side gear 36f mesh. Since the meshing diameter D1 of the differential pinion gear 40 is different from the meshing diameter D2 of the differential pinion gear 40 when the differential pinion gear 40 and the second side gear 62 are meshed, the torque distribution is unequal torque distribution based on the equation (2). (For example, Tf> Tr). From the above, the center differential 32 can be configured to selectively change the torque distribution by appropriately setting the meshing diameter of each gear. The torque distribution is switched by, for example, a torque switch or a lever provided in the vicinity of the shift lever, and the torque distribution desired by the driver can be achieved. The switching of the torque distribution is preferably performed while the vehicle is stopped. However, for example, a clutch or the like may be provided so that the torque distribution can be switched during traveling. That is, when the output shaft 38r is moved in the axial direction, the clutch is disengaged to cut off the power transmission, and when the movement of the output shaft 38r is completed, the clutch is engaged to switch to the power transmission state.

次に、アウトプットシャフト３８を軸方向に移動させる構成について説明する。図５は、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示す図である。アウトプットシャフト３８には、円周状にラック７０が形成されており、そのラック７０に噛み合うようにピニオンギヤ７２が噛み合わされている。そして、例えば図示しないモータ等のアクチュエータによってピニオンギヤ７２が回転させられると、ラック７０によってアウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動させられる。また、ラック７０は、円周状に形成されているため、アウトプットシャフト３８ｒの軸心Ｃ１まわりの回転は許容される。 Next, a configuration for moving the output shaft 38 in the axial direction will be described. FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a mechanism for moving the output shaft 38r in the axial direction. A rack 70 is formed on the output shaft 38 in a circumferential shape, and a pinion gear 72 is engaged with the output shaft 38 so as to engage with the rack 70. Then, for example, when the pinion gear 72 is rotated by an actuator such as a motor (not shown), the output shaft 38r is moved in the axial direction by the rack 70. Further, since the rack 70 is formed in a circumferential shape, rotation around the axis C1 of the output shaft 38r is allowed.

図６は、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示す他の図である。図６においては、アウトプットシャフト３８ｒに環状の係合溝７４が形成されており、その係合溝７４にカム状部材７６の先端部が係合されている。そして、例えば図示しないモータ等のアクチュエータによってカム状部材７６が回転させられると、係合溝７４を介してアウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動させられる。また、係合溝７４は、円周状に形成されているため、アウトプットシャフト３８ｒの軸心Ｃ１まわりの回転は許容される。 FIG. 6 is another view schematically showing an example of a mechanism for moving the output shaft 38r in the axial direction. In FIG. 6, an annular engagement groove 74 is formed in the output shaft 38 r, and the distal end portion of the cam-like member 76 is engaged with the engagement groove 74. When the cam-like member 76 is rotated by an actuator such as a motor (not shown), the output shaft 38r is moved in the axial direction via the engagement groove 74. Further, since the engagement groove 74 is formed in a circumferential shape, rotation around the axis C1 of the output shaft 38r is allowed.

図７は、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる機構の一例を簡略的に示すさらに他の図（断面図）である。図７においては、アウトプットシャフト３８ｒに固定されて一体的に回転させられる円板状の円板部材７８と、アウトプットシャフト３８ｒに相対回転可能に配置されている他方の円板部材８０と、その円板部材７８と円板部材８０との間に転動可能に介装されている複数個の球状のボール８２と、を備えて構成されている。また、円板部材７８および円板部材８０には、ボール８２を保持するための凹部８４がそれぞれ形成されている。そして、円板部材８０を、例えば図示しないモータ等のアクチュエータによって回転させることで、ボール８２を互いの凹部８４から移動させられることにより、円板部材７８およびアウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動させられる。 FIG. 7 is still another view (cross-sectional view) schematically showing an example of a mechanism for moving the output shaft 38r in the axial direction. In FIG. 7, a disk-shaped disk member 78 fixed to the output shaft 38r and rotated integrally therewith, the other disk member 80 disposed so as to be relatively rotatable with respect to the output shaft 38r, and its circular shape. A plurality of spherical balls 82 are provided between the plate member 78 and the disk member 80 so as to be able to roll. Further, the disc member 78 and the disc member 80 are respectively formed with recesses 84 for holding the balls 82. Then, the disk member 78 and the output shaft 38r are moved in the axial direction by rotating the disk member 80 by an actuator such as a motor (not shown) to move the ball 82 from the respective recesses 84. .

また、図５乃至図７に示す機構以外に、例えば油圧シリンダ等によってアウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる構成であっても構わない。上記のようなアウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させる機構を設けることで、アウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動可能、且つ、軸心Ｃ１まわりに回転可能に支持される。したがって、運転者によってセンタデフ３２のトルク配分が切り替えられると、上記機構が作動させられてアウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動させられることで、アウトプットシャフト３８ｒとスプライン嵌合されるサイドギヤ（第１サイドギヤ６０、第２サイドギヤ６２）が切り替えられ、トルク配分が変更される。 In addition to the mechanism shown in FIGS. 5 to 7, for example, the output shaft 38r may be moved in the axial direction by a hydraulic cylinder or the like. By providing a mechanism for moving the output shaft 38r in the axial direction as described above, the output shaft 38r is supported so as to be movable in the axial direction and rotatable about the axis C1. Accordingly, when the torque distribution of the center differential 32 is switched by the driver, the mechanism is operated and the output shaft 38r is moved in the axial direction, whereby the side gear (first side gear 60) that is spline-fitted with the output shaft 38r. , The second side gear 62) is switched, and the torque distribution is changed.

上述のように、本実施例によれば、サイドギヤ３６ｒは、第１サイドギヤ６０、およびその第１サイドギヤ６０と径が異なる第２サイドギヤ６２から構成され、第１サイドギヤ６０と第２サイドギヤ６２とは、デフピニオンギヤ４０と常時噛み合わされており、アウトプットシャフト３８ｒは、第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２の一方に選択的にスプライン嵌合される。このようにすれば、第１サイドギヤ６０の噛合径Ｄｒ１および第２サイドギヤ６２の噛合径Ｄｒ２が、互いに異なるように構成されるため、アウトプットシャフト３８ｒを第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２の一方に選択的にスプライン嵌合させることで、センタデフ３２のトルク分配を変更することができる。 As described above, according to the present embodiment, the side gear 36r includes the first side gear 60 and the second side gear 62 having a diameter different from that of the first side gear 60. The first side gear 60 and the second side gear 62 are The output pin 38r is always meshed with the differential pinion gear 40, and the output shaft 38r is selectively splined to one of the first side gear 60 and the second side gear 62. In this case, the meshing diameter Dr1 of the first side gear 60 and the meshing diameter Dr2 of the second side gear 62 are configured to be different from each other, so that the output shaft 38r is connected to one of the first side gear 60 and the second side gear 62. By selectively performing spline fitting, the torque distribution of the center differential 32 can be changed.

また、本実施例によれば、アウトプットシャフト３８ｒには、第１サイドギヤ６０とスプライン嵌合するための第１スプライン歯６６と第２サイドギヤ６２とスプライン嵌合するための第２スプライン歯６８が形成され、アウトプットシャフト３８ｒが軸方向に移動することで、そのアウトプットシャフト３８ｒが第１サイドギヤ６０および第２サイドギヤ６２のいずれか一方とスプライン嵌合される。このようにすれば、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させることで、第１サイドギヤ６０と第２サイドギヤ６２の何れか一方に選択的にスプライン嵌合させることができるため、それぞれのサイドギヤ６０、６２の噛合径に応じたトルク分配が可能となる。 According to the present embodiment, the output shaft 38r is formed with the first spline teeth 66 for spline fitting with the first side gear 60 and the second spline teeth 68 for spline fitting with the second side gear 62. When the output shaft 38r moves in the axial direction, the output shaft 38r is spline-fitted with one of the first side gear 60 and the second side gear 62. In this way, the output shaft 38r can be selectively splined to either the first side gear 60 or the second side gear 62 by moving the output shaft 38r in the axial direction. Torque distribution according to the mesh diameter is possible.

また、本実施例によれば、ピニオンシャフト３９には、アウトプットシャフト３８ｒがアウトプットシャフト３８ｆ側へ移動させられた際に挿通される挿通孔５２が形成されているため、アウトプットシャフト３８ｒのアウトプットシャフト３８ｆ側への軸方向の移動が可能となる。 Further, according to the present embodiment, the pinion shaft 39 is formed with the insertion hole 52 through which the output shaft 38r is moved when the output shaft 38r is moved toward the output shaft 38f. Therefore, the output shaft 38f of the output shaft 38r is formed. Axial movement to the side is possible.

また、本実施例によれば、アウトプットシャフト３８ｒの軸方向の移動は、例えばラック機構、カム機構、油圧シリンダ等によって実施されるため、アウトプットシャフト３８ｒを軸方向に移動させることができる。また、ラック機構やカム機構においては、アウトプットシャフト３８ｒの円周上にラックや係合部が形成されることで、アウトプットシャフト３８ｒの回転が可能となる。 Further, according to this embodiment, the output shaft 38r is moved in the axial direction by, for example, a rack mechanism, a cam mechanism, a hydraulic cylinder, or the like, and therefore the output shaft 38r can be moved in the axial direction. Further, in the rack mechanism and the cam mechanism, the output shaft 38r can be rotated by forming the rack and the engaging portion on the circumference of the output shaft 38r.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this invention is applied also in another aspect.

例えば、前述の実施例では、センタデフ３２は、２個のデフピニオンギヤ４０が配設されているが、２個以上のデフピニオンギヤ４０によって構成されるものであっても構わない。例えば、４個のデフピニオンギヤ４０で構成される場合、ピニオンシャフト３９が十字状に形成され、それぞれの軸に対してデフピニオンギヤ４０が回転可能に挿通されるように構成される。 For example, in the above-described embodiment, the center differential 32 is provided with the two differential pinion gears 40, but may be configured by two or more differential pinion gears 40. For example, in the case of four differential pinion gears 40, the pinion shaft 39 is formed in a cross shape, and the differential pinion gear 40 is configured to be rotatably inserted with respect to the respective shafts.

また、前述の実施例では、前輪２０側に配分されるトルクＴｆが後輪３０側に配分されるトルクＴｒよりも大きくなるが、各歯車のピッチ円直径を適宜変更することで、後輪３０側のトルクＴｒが前輪２０側のトルクＴｆよりも大きくなる構成であっても構わない。 In the above-described embodiment, the torque Tf distributed to the front wheel 20 side is larger than the torque Tr distributed to the rear wheel 30 side, but the rear wheel 30 can be changed by appropriately changing the pitch circle diameter of each gear. The torque Tr on the side may be larger than the torque Tf on the front wheel 20 side.

また、前述の実施例では、差動制限装置が設けられていないが、差動制限装置を設けて実施することもできる。 In the above-described embodiment, the differential limiting device is not provided. However, the differential limiting device may be provided.

また、前述の実施例では、センタデフ３２は、等トルク配分および不等トルク配分の２つに選択的に変更するものであったが、いずれに切り替えても不等トルク配分となる構成にすることもできる。すなわち、第１サイドギヤ６０の噛合径Ｄｒ１および第２サイドギヤ６２の噛合径Ｄｒ２を、共にサイドギヤ３６ｆの噛合径Ｄｆと異なる値に設定することで、アウトプットシャフト３８ｒがいずれにスプライン嵌合されても不等トルク配分となる。また、上記噛合径は、車種等に応じて好適なトルク配分となるように適宜変更しても構わない。 Further, in the above-described embodiment, the center differential 32 is selectively changed to the equal torque distribution and the unequal torque distribution. You can also. That is, by setting the meshing diameter Dr1 of the first side gear 60 and the meshing diameter Dr2 of the second side gear 62 to values different from the meshing diameter Df of the side gear 36f, the output shaft 38r is not spline-fitted in any way. It becomes equal torque distribution. Further, the meshing diameter may be appropriately changed so as to obtain a suitable torque distribution according to the vehicle type or the like.

また、前述の実施例では、第１サイドギヤ６０と第２サイドギヤ６２との間に座金６４が改装されているが、スラスト軸受が改装された構造であっても構わない。 In the above-described embodiment, the washer 64 is refurbished between the first side gear 60 and the second side gear 62. However, the thrust bearing may be refurbished.

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above description is only an embodiment, and the present invention can be implemented in variously modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art.

３２：センタデフ（車両用差動歯車装置）
３４：デフケース
３６ｆ：サイドギヤ（一対のサイドギヤの他方）
３６ｒ：サイドギヤ（一対のサイドギヤの一方）
３８ｆ：アウトプットシャフト（一対のアウトプットシャフトの他方）
３８ｒ：アウトプットシャフト（一対のアウトプットシャフトの一方）
３９：ピニオンシャフト
４０：デフピニオンギヤ
５２：挿通孔
６０：第１サイドギヤ
６２：第２サイドギヤ
６６：第１スプライン歯
６８：第２スプライン歯 32: Center differential (vehicle differential gear unit)
34: Differential case 36f: Side gear (the other of the pair of side gears)
36r: Side gear (one of a pair of side gears)
38f: Output shaft (the other of the pair of output shafts)
38r: Output shaft (one of a pair of output shafts)
39: Pinion shaft 40: Differential pinion gear 52: Insertion hole 60: First side gear 62: Second side gear 66: First spline teeth 68: Second spline teeth

Claims

A differential case whose both ends are supported so as to be rotatable about an axis, a pair of side gears accommodated in the differential case and opposed to each other on the axis, and a pair of splines fitted to the pair of side gears A plurality of output shafts, which are accommodated in a state engaged with the pair of side gears between the pair of side gears in the differential case, and are rotatably supported by a pinion shaft fixed to the differential case so as to be orthogonal to the axis. A differential gear device for a vehicle provided with a differential pinion gear of
One of the pair of side gears includes a first side gear and a second side gear having a diameter different from that of the first side gear,
The first side gear and the second side gear are always meshed with the differential pinion gear, and one of the pair of output shafts is selectively splined to one of the first side gear and the second side gear. A differential gear device for a vehicle characterized by the above.

One of the output shafts is formed with first spline teeth for spline fitting with the first side gear, and second spline teeth for spline fitting with the second side gear,
2. The vehicle differential gear device according to claim 1, wherein one of the output shafts is spline fitted to one of the first side gear and the second side gear by being moved in the axial direction. 3.

3. The vehicle differential gear device according to claim 2, wherein the pinion shaft is formed with an insertion hole through which one of the output shafts is moved toward the other output shaft.