JP2602993Y2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

デファレンシャル装置

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JP2602993Y2
JP2602993Y2 JP1998003383U JP338398U JP2602993Y2 JP 2602993 Y2 JP2602993 Y2 JP 2602993Y2 JP 1998003383 U JP1998003383 U JP 1998003383U JP 338398 U JP338398 U JP 338398U JP 2602993 Y2 JP2602993 Y2 JP 2602993Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【考案の属する技術分野】本考案は、車両に搭載される
デファレンシャル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平3−37455号公報には、図6
に示すようなデファレンシャル装置101が開示されて
いる。このデファレンシャル装置101は、第1のピニ
オンギヤ103と、これと噛合った第2のピニオンギヤ
105とが、ケース107内に設けられた収容孔109
に摺動回転自在に配置されたもので、第1のピニオンギ
ヤ103は第1のサイドギヤ111と噛合い、第2のピ
ニオンギヤ105は第2のサイドギヤ113と噛合って
いる。これら第1,第2のピニオンギヤ103,105
及び第1,第2のサイドギヤ111,113は、それぞ
れ反対方向の螺旋角を有するはす歯形状に形成されてい
る。
【0003】ケース107から入力したエンジンの駆動
力は、第1,第2のピニオンギヤ103,105から第
1,第2のサイドギヤ111,113に分配されて左右
の車輪を駆動すると共に、第1,第2のピニオンギヤ1
03,105の回転により左右に差動分配される。ま
た、この差動回転は、収容孔109との摩擦による第
1,第2のピニオンギヤ103,105の回転抵抗及び
第1,第2のサイドギヤ111,113の側面の摩擦抵
抗によって制限され、差動制限力が得られる。
【0004】図7は、前記デファレンシャル装置101
を搭載した車両115が、左側へ旋回走行している状態
を示している。
【0005】かかる旋回時には、デファレンシャル装置
101が左右のサイドギヤ間で差動回転をするので、必
然的に回転差に基づく摩擦力相当分、差のある、差動制
限力が作用し、この差動制限力のために左右の駆動輪に
伝わる駆動力が異なってしまう。すなわち、図7の
(a)に示すように、内側の駆動輪117(左側)に伝
わる駆動力FDiのほうが外側の駆動輪119(右側)に
伝わる駆動力FDoよりも大きくなる。つまり、内側が回
転小故に発生する摩擦力は少なく、差動制限力、即ち、
駆動力FDiが大きくなる。
【0006】また、このような現象は、車両115が惰
行運転(いわゆるエンジンブレーキがかかった状態)で
旋回している場合にも生じ、図7の(b)に示すよう
に、内側の駆動輪117にかかる制動力FCiのほうが外
側の駆動輪119にかかる制動力FCoよりも大きくな
る。
【0007】このように、内外の駆動輪117,119
間で駆動力FDi,FDoや制動力FCi,FCoが異なると、
車両105には、次式 Mψ=(Tr /2r)×ΔF 但、Mψ:ヨーイングモーメント Tr :後輪トレッド r :タイヤ半径 ΔF:内外輪の駆動力差又は制動力差(FDi−FDo,FCi−FCo) によって求められるヨーイングモーメントMψが作用す
る。このヨーイングモーメントMψは、駆動運転時には
アンダーステア方向に発生し、惰行運転時には反対にオ
ーバーステア方向に発生する。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】ところが、図6に示す
デファレンシャル装置101にあっては、図8に示すよ
うに、駆動運転から惰行運転への切替時における応答性
が高いもの、即ち差動制限トルクの切替時間が早いこと
とその上下限トルク差が大きいことであるため、駆動か
ら惰行への切替時に、車両105に作用するヨーイング
モーメントMψがアンダーステア方向からオーバーステ
ア方向へ急に変化する可能性がある。
【0009】このように車両105に作用するヨーイン
グモーメントMψの方向が急に変化すると、車両105
の姿勢変化が急に起こり、運転者に違和感を与える恐れ
がある。
【0010】本考案は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、装
置内に皿ばねを配置すると共に、その皿ばねの押圧力を
常時保持することにより、旋回運転時における車両操作
性の違和感を緩和できる実用的なデファレンシャル装置
を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、車両に搭載されたエンジンの駆動力によ
り回転するケースと、このケースの一端側からケース内
に挿入されケースと同軸回転する第1のシャフトと、前
記ケースの他端側からケース内に挿入されケースと同軸
回転する第2のシャフトと、前記第1のシャフトの外周
に設けられ前記ケース内で第1のシャフトと共に回転す
る第1のはす歯サイドギヤと、前記第2のシャフトの外
周に設けられ前記ケース内で第2のシャフトと共に回転
する第2のはす歯サイドギヤと、前記第1,第2のはす
歯サイドギヤの外周に沿って所定の間隔をおいて前記ケ
ースに形成された一対又は複数対の第1,第2の収容孔
と、この第1の収容孔内に収容され前記第1のはす歯サ
イドギヤと噛合う第1のはす歯ピニオンギヤと、前記第
2の収容孔内に収容され前記第2のはす歯サイドギヤと
噛合うと共に前記第1のはす歯ピニオンギヤと噛合う第
2のはす歯ピニオンギヤとからなるデファレンシャル装
置であって、前記第1のはす歯ピニオンギヤと第2のは
す歯ピニオンギヤとの噛合いは前記第1のサイドギヤ又
は第2のサイドギヤの軸方向外側に位置し、前記第1の
サイドギヤ及び第2のサイドギヤは外側面に第1の側面
とこの第1の側面より軸方向外側に位置する第2の側面
とを有し、前記第1の側面は皿ばねを介してケースと当
接し、第2の側面は、はす歯の形成方向の設定により噛
合い反力によるスラスト力を受けたとき第1の側面の当
接より遅れて前記皿ばねの撓み長さの範囲内でケースと
当接するようになっていることを特徴とするものであ
る。
【0012】(作用) 皿ばねは、第1のサイドギヤと第1のピニオンギヤとの
噛合い反力に応じて第1のサイドギヤを押圧するととも
に、第2のサイドギヤと第2のピニオンギヤとの噛合い
反力に応じて第2のサイドギヤを押圧する。この皿ばね
の作用により、エンジンの駆動力に応じた、第1及び第
2のサイドギヤ側面の摩擦抵抗による差動制限トルクの
発生が遅れる。このとき、サイドギヤは、皿ばねが撓み
切る前にその第2の側面がケースと当接する。これによ
り皿ばねは押圧機能(ばね及びその復元性)が保持され
る。
【0013】しかも、皿ばねはサイドギヤの第1の側面
即ち円筒部外周とケース間に同軸的に配置されるので、
実用性のある押圧機能を発揮できるものとなる。従っ
て、旋回運転時における違和感が緩和される実用的なデ
ファレンシャル装置を得ることができる。
【0014】
【考案の実施の形態】以下、本考案の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0015】図1は、本考案によるデファレンシャル装
置の一実施形態の要部断面図、図2は、図1のデファレ
ンシャル装置を分解した斜視図、図3は、図1のデファ
レンシャル装置を搭載した車両の模式図であり、その構
成から説明する。
【0016】図3に示すように、この動力系は、車両1
に搭載されたエンジン2、トランスミッション3、プロ
ペラシャフト5、リヤデフ7(後輪側に配置された実施
形態のデファレンシャル装置)、左右の後車軸9,11
(第1,第2のシャフト)、左右の後輪13,15、左
右の前輪17,19などから構成されている。リヤデフ
7において、ケース21はデフキャリヤ23内に回転自
在に配置されており、ケース21に固定されたリングギ
ヤ25はドライブピニオンギヤ27と噛合っている。ド
ライブピニオンギヤ27はプロペラシャフト5側に連結
されたドライブピニオンシャフト29と一体に形成され
ている。エンジン2の駆動力はトランスミッション3と
プロペラシャフト5とを介してリヤデフ7に伝達され、
こうしてケース21を回転駆動する。
【0017】図1及び図2に示すように、ケース21は
ボルト30によって締結される本体31とカバー33と
からなり、本体31のフランジ部35には、図3に示し
たリングギヤ25が固定されている。カバー33には第
1の軸孔37が、また本体31には第2の軸孔39が、
それぞれケース21の回転軸と同芯に形成されている。
第1の軸孔37及び第2の軸孔39には、ケース21と
同軸回転可能に第1のシャフト9と第2のシャフト11
とが挿通され、両シャフト9,11の一端は、ケース2
1内に形成された収容室41に挿入されている。
【0018】収容室41に挿入された第1のシャフト9
と第2のシャフト11の外周部には、第1のサイドギヤ
43と第2のサイドギヤ45がスプライン連結されてい
る。第1,第2のサイドギヤ43,45の外周には、反
対方向の螺旋角を有するはすば歯車が形成され、第1,
第2のサイドギヤ43,45からは、それぞれ第1,第
2のシャフト9,11側に向かって、第1,第2の円筒
部43a,45aが一体に延設されている。第1の円筒
部43aと第2の円筒部45aとは、カバー33に形成
された支持孔33aと本体31に形成された支持孔31
aとにそれぞれ摺動回転可能に嵌合され、これにより、
第1,第2のサイドギヤ43,45は、収容室41内で
同軸回転可能となっている。
【0019】本体31には、第1の収容孔47と第2の
収容孔49とが一対となり、4対の収容孔47,49
が、第1の軸孔37及び第2の軸孔39の外周に沿って
等間隔に設けられている。第1,第2の収容孔47,4
9は、共に第1の軸孔37側から所定の深さに形成さ
れ、第2の収容孔49は、第1の収容孔47よりも略第
2のサイドギヤ45の幅分だけ深く形成されている。対
となっている第1の収容孔47と第2の収容孔49とは
第1の軸孔37側に連通部分(図示しない)を有し、ま
た、第1,第2の収容孔47,49には、収容室41に
開放された開口部53,55が形成されている。
【0020】第1の収容孔47には第1のピニオンギヤ
57が収容され、第2の収容孔49には第2のピニオン
ギヤ59が収容されている。各収容孔47,49の内周
面は、第1,第2のピニオンギヤ57,59の歯先外周
面との間に所定の摩擦抵抗を発生させるよう形成されて
いる。第2のピニオンギヤ59は、第1のピニオンギヤ
57よりも略第2のサイドギヤ45の幅分だけ中間軸部
60を有して長く形成され、第2のピニオンギヤ59の
両端には、螺旋角を有するはすば歯車が形成されてい
る。一方、第1のピニオンギヤ57には、第2のピニオ
ンギヤ59と反対方向の螺旋角を有するはすば歯車が全
体に形成されている。これら第1,第2のピニオンギヤ
57,59は、本体31及びカバー33の内壁部31
b,33bによって軸方向の移動が阻止されている。
【0021】第1のピニオンギヤ57は、第2の軸孔3
9側の開口部53で第1のサイドギヤ43と噛合い、第
2のピニオンギヤ59は、第2の軸孔39側の開口部5
5で第2のサイドギヤ45と噛合っている。また、第1
のサイドギヤ43と第2のサイドギヤ45とは、ケース
21の回転軸方向に隣接対向配置されており、第1のピ
ニオンギヤ57と第2のピニオンギヤ59とは、第1の
サイドギヤ43の回転軸方向外側で相互に噛み合ってい
る。
【0022】このように各ギヤ43,45,57,59
が噛合うことにより、エンジン2からの駆動力が左右の
シャフト9,11に差動分配され、このとき、各収容孔
47,49との摩擦による第1,第2のピニオンギヤ5
7,59の回転抵抗、及び第1,第2のサイドギヤ4
3,45の側面の摩擦抵抗によって回転差に伴なう摩擦
抵抗の差分だけ左右の差動制限力に差が生じる。
【0023】各ギヤ43,45,57,59のはす歯の
形成方向は、エンジン2の通常駆動時、すなわちケース
21に図2に示すように矢印A方向に正転駆動力が作用
しているときは、第1のサイドギヤ43を本体31側へ
移動させると共に第2のサイドギヤ45をカバー33側
へ移動させるスラスト力(噛合い反力)が発生し、惰行
運転時、すなわちケース21に矢印A方向の逆方向の逆
転駆動力が作用しているときは、第1のサイドギヤ43
をカバー33側へ移動させると共に第2のサイドギヤ4
5を本体31側へ移動させるスラスト力(噛合い反力)
が発生するような方向となっている。
【0024】第1の円筒部43a及び第2の円筒部45
aの外周には、これと同軸的に皿ばね61,63が配設
されている。第1の円筒部43a外周の皿ばね61は、
カバー側支持孔33aの端縁部33cと第1のサイドギ
ヤ43の第1の側面43dとの間に位置決めされ、第2
の円筒部45a外周の皿ばね63は、本体側支持孔31
aの端縁部31cと第2のサイドギヤ45の第1の側面
45dとの間に位置決めされている。第1のサイドギヤ
43がカバー33側へ移動しようとすると、第1のサイ
ドギヤ43には皿ばね61から押圧力が作用し、また、
第2のサイドギヤ45が本体31側へ移動しようとする
と、第2のサイドギヤ45には皿ばね63から押圧力が
作用する。
【0025】次に、この実施形態によるデファレンシャ
ル装置の作用について説明する。
【0026】図4は、第1,第2のサイドギヤ43,4
5にかかるスラスト力を示す模式図であり、(a)は駆
動運転時の状態を示し、(b)は惰行運転時の状態を示
している。また、図5は、駆動運転から惰行運転への切
替時における差動制限トルク(これは左右輪の駆動力又
は制動力の平均値といえる。)の経時変化を示す図であ
る。
【0027】駆動運転時は、図4の(a)に示すよう
に、ケース21が駆動回転状態となるので、第1のサイ
ドギヤ43には本体31方向へのスラスト力が生じ、第
2のサイドギヤ45にはカバー33側へのスラスト力が
生じる。このため、第1,第2のサイドギヤ43,45
には皿ばね61,63からの押圧力が作用せず、第1の
サイドギヤ43と第2のサイドギヤ45の対向面43
b,45bが突き当てられる。
【0028】一方、惰行運転時は、図4の(b)に示す
ように、ケース21が惰行回転状態となるので、第1の
サイドギヤ43にはカバー33側へのスラスト力が生
じ、第2のサイドギヤ45には本体31側へのスラスト
力が生じる。このため、第1,第2のサイドギヤ43,
45には、発生したスラスト力の大きさに応じて、皿ば
ね61,63による押圧力が作用し、この皿ばね61,
63が撓み切る前に第1,第2のサイドギヤ43,45
の各々の第2の側面43c,45c(第1の側面43
d,45dより軸方向外側に位置している。)が、ケー
ス21に当接するのを遅らせる。このため、皿ばね6
1,63は常時、その押圧機能を保持することができ
る。
【0029】駆動運転から惰行運転へ切替えた場合に
は、図5に示すように、エンジン2の駆動運転側(ケー
ス21の駆動回転側)では、第1,第2のサイドギヤ4
3,45に皿ばね61,63からの押圧力が作用せず、
即座に差動制限が解除する。一方、惰行運転側(ケース
21の惰行回転側)では、第1,第2のサイドギヤ4
3,45に皿ばね61,63からの押圧力が作用するの
で、徐々に差動制限トルクが上昇する。すなわち、駆動
運転側では高い応答性が維持され、惰行運転側では皿ば
ね61からの押圧力に応じた所定の遅れ時間tが生じ
る。図1,図2のように、第1と第2のサイドギヤ4
3,45が駆動運転時に摺動する対向面43b,45b
の摩擦トルクの有効半径が、惰行運転時にケース21の
本体31、カバー33と摺動する側面43c,45cの
それよりも大きくなるように設定されており、図5に示
すように駆動運転時の差動制限トルクの上限が惰行運転
時のそれに比べ、高くなるように設定されている。
【0030】従って、図3に示すように、左側へ旋回走
行中の車両1が駆動運転から惰行運転へ切替えた場合、
内側の後輪13に伝わる力が駆動力FDiから制動力FCi
へ即座に変化せずにtだけ遅れて伝わる。従って、惰行
運転側では徐々に制動力が増加するので、車両1に作用
するヨーイングモーメントMψがアンダーステア方向か
らオーバーステア方向へ急変せず、車両1の急な姿勢変
化が抑制され、車両1の旋回性が向上する。しかも、駆
動力に相当する差動制限トルクは駆動側の状態での上限
が惰行側より高くなっており、両状態間の上下トルク差
が小さいので、切替が円滑に行なわれる。これにより、
運転者は違和感を感じることなく、快適な車両操作性を
得ることができる。
【0031】また、駆動運転側での応答性は高く維持さ
れるので、加速時には迅速な応答性を得ることができ
る。
【0032】なお、本考案は上記実施形態に限るもので
はなく、例えば、各ギヤ43,45,57,59のはす
歯の形成方向を反対方向とし、第1のサイドギヤ43と
第2のサイドギヤ45の間に皿ばねを配設しても良い。
【0033】
【考案の効果】以上説明してきたように、装置内の皿ば
ねが常時その機能を維持することができ、もって車両旋
回時における、実用的で快適な車両操作性を得ることが
できるデファレンシャル装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案によるデファレンシャル装置の一実施形
態の要部断面図である。
【図2】図1のデファレンシャル装置を分解した斜視図
である。
【図3】図1のデファレンシャル装置を搭載した車両の
模式図である
【図4】第1,第2のサイドギヤにかかるスラスト力を
示す模式図であり、(a)は駆動運転時の状態を示した
図、(b)は惰行運転時の状態を示した図である。
【図5】本考案による駆動運転から惰行運転への切替時
における伝達トルクを示す図である。
【図6】従来例の断面図である。
【図7】従来例及び本考案のものの車両が左側へ旋回し
ている状態を示す図である。
【図8】従来例のものの駆動運転から惰行運転への切替
時における応答性を示す図である。
【符号の説明】
1 車両 2 エンジン 9 後車軸(第1のシャフト) 11 後車軸(第2のシャフト) 21 ケース 43 第1のはす歯サイドギヤ 45 第2のはす歯サイドギヤ 47 第1の収容孔 49 第2の収容孔 57 第1のはす歯ピニオンギヤ 59 第2のはす歯ピニオンギヤ 61 皿ばね 63 皿ばね

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載されたエンジンの駆動力によ
    り回転するケースと、このケースの一端側からケース内
    に挿入されケースと同軸回転する第1のシャフトと、前
    記ケースの他端側からケース内に挿入されケースと同軸
    回転する第2のシャフトと、前記第1のシャフトの外周
    に設けられ前記ケース内で第1のシャフトと共に回転す
    る第1のはす歯サイドギヤと、前記第2のシャフトの外
    周に設けられ前記ケース内で第2のシャフトと共に回転
    する第2のはす歯サイドギヤと、前記第1,第2のはす
    歯サイドギヤの外周に沿って所定の間隔をおいて前記ケ
    ースに形成された一対又は複数対の第1,第2の収容孔
    と、この第1の収容孔内に収容され前記第1のはす歯サ
    イドギヤと噛合う第1のはす歯ピニオンギヤと、前記第
    2の収容孔内に収容され前記第2のはす歯サイドギヤと
    噛合うと共に前記第1のはす歯ピニオンギヤと噛合う第
    2のはす歯ピニオンギヤとからなるデファレンシャル装
    置であって、 前記第1のはす歯ピニオンギヤと第2のはす歯ピニオン
    ギヤとの噛合いは前記第1のサイドギヤ又は第2のサイ
    ドギヤの軸方向外側に位置し、前記第1のサイドギヤ及
    び第2のサイドギヤは外側面に第1の側面とこの第1の
    側面より軸方向外側に位置する第2の側面とを有し、前
    記第1の側面は皿ばねを介してケースと当接し、第2の
    側面は、はす歯の形成方向の設定により生ずる噛合い反
    力によるスラスト力を受けたとき第1の側面の当接より
    遅れて前記皿ばねの撓み長さの範囲内でケースと当接す
    るようになっていることを特徴とするデファレンシャル
    装置。
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