JP2652399B2 - センタディファレンシャル装置 - Google Patents
センタディファレンシャル装置Info
- Publication number
- JP2652399B2 JP2652399B2 JP5897988A JP5897988A JP2652399B2 JP 2652399 B2 JP2652399 B2 JP 2652399B2 JP 5897988 A JP5897988 A JP 5897988A JP 5897988 A JP5897988 A JP 5897988A JP 2652399 B2 JP2652399 B2 JP 2652399B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- planetary pinion
- wheel
- wheel side
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
- Retarders (AREA)
Description
本発明は、フルタイム４輪駆動車において前後輪の回
転差を吸収すべく装備されるセンタディファレンシャル
装置（以下センタデフという）に関する。
転差を吸収すべく装備されるセンタディファレンシャル
装置（以下センタデフという）に関する。
センタデフに関しては、いわゆるベベルギヤ方式が一
般的であるが、その他にプラネタリギヤ方式や、ウォー
ムギヤの非可逆性により差動制限するウォームギヤ方式
（実開昭61−123250号公報参照）などが知られている。
またベベルギヤ方式で前後輪のトルク配分比を任意に設
定したもの（実開昭59−35119号公報参照）も従来知ら
れている。
般的であるが、その他にプラネタリギヤ方式や、ウォー
ムギヤの非可逆性により差動制限するウォームギヤ方式
（実開昭61−123250号公報参照）などが知られている。
またベベルギヤ方式で前後輪のトルク配分比を任意に設
定したもの（実開昭59−35119号公報参照）も従来知ら
れている。
ところでベベルギヤ方式やプラネタリギヤ方式では、
前後輪の一方の空転を防止すべく差動制限機構を付加す
る必要があり、そうするとその分構造が複雑大型化す
る。この点ウォーム方式は有利であるが、摺動抵抗が大
きいために伝動効率が悪く、摩耗も大きい等の問題があ
る。またいずれの方式においても前後輪へのトルク配分
比を任意に設定しようとすれば構造の大型化は必至であ
る。 そこで本発明は、差動制限機能があり、トルク配分比
を任意に設定できるものでありながら構造が簡素であっ
て小形化できる作動性のよいセンタデフ装置を提供する
ことを目的とする。
前後輪の一方の空転を防止すべく差動制限機構を付加す
る必要があり、そうするとその分構造が複雑大型化す
る。この点ウォーム方式は有利であるが、摺動抵抗が大
きいために伝動効率が悪く、摩耗も大きい等の問題があ
る。またいずれの方式においても前後輪へのトルク配分
比を任意に設定しようとすれば構造の大型化は必至であ
る。 そこで本発明は、差動制限機能があり、トルク配分比
を任意に設定できるものでありながら構造が簡素であっ
て小形化できる作動性のよいセンタデフ装置を提供する
ことを目的とする。
この目的のため本発明によるセンタデフ装置は、回転
駆動力を入力する複列の入力インターナルギヤと、この
入力インターナルギヤに噛み合ってそれぞれキャリヤを
介して前輪側及び後輪側へ伝動構成される複列の前輪側
プラネタリピニオンと後輪側プラネタリピニオンと、両
プラネタリピニオンに跨って噛み合う複列のインターナ
ルギヤであるセンターギヤとを備え、上記入力インター
ナルギヤのセンターギヤに対するギヤ比のうち、後輪側
プラネタリピニオンを介するギヤ比K1と前輪側プラネタ
リピニオンを介するギヤ比K2とは、前輪側に対する後輪
側のトルク配分をＲとするとき、 −（１−K1）／（１−K2）＝Ｒ K1＞１かつK2＜１、或いはK1＜１かつK2＞１ を満足するような歯車構成とすると共に、前輪側プラネ
タリピニオンと後輪側プラネタリピニオンのそれぞれに
ついて一方のギヤ部と他方のギヤ部の噛合ピッチ円径の
差を僅少としてなることを特徴とする。
駆動力を入力する複列の入力インターナルギヤと、この
入力インターナルギヤに噛み合ってそれぞれキャリヤを
介して前輪側及び後輪側へ伝動構成される複列の前輪側
プラネタリピニオンと後輪側プラネタリピニオンと、両
プラネタリピニオンに跨って噛み合う複列のインターナ
ルギヤであるセンターギヤとを備え、上記入力インター
ナルギヤのセンターギヤに対するギヤ比のうち、後輪側
プラネタリピニオンを介するギヤ比K1と前輪側プラネタ
リピニオンを介するギヤ比K2とは、前輪側に対する後輪
側のトルク配分をＲとするとき、 −（１−K1）／（１−K2）＝Ｒ K1＞１かつK2＜１、或いはK1＜１かつK2＞１ を満足するような歯車構成とすると共に、前輪側プラネ
タリピニオンと後輪側プラネタリピニオンのそれぞれに
ついて一方のギヤ部と他方のギヤ部の噛合ピッチ円径の
差を僅少としてなることを特徴とする。
このような手段では、センタギヤに対する入力ギヤの
ギヤ比が、後輪側プラネタリピニオンを介するものK1と
前輪側プラネタリピニオンを介するものK2とで異なるこ
とから、入力インターナルギヤからの入力によりセンタ
ギヤがロックし、後輪側プラネタリピニオンと前輪側プ
ラネタリピニオンとが結合したデフロック状態となる。
そしてこのデフロック状態では、上記ギヤ比K1,K2が前
輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒに対し −（１−K1）／（１−K2）＝Ｒ の関係にあることから、上記Ｒのトルク配分比で前後輪
へトルク伝達される。 前輪側と後輪側との間に回転差が生じると、センタギ
ヤが回転することでその回転差が吸収される。
ギヤ比が、後輪側プラネタリピニオンを介するものK1と
前輪側プラネタリピニオンを介するものK2とで異なるこ
とから、入力インターナルギヤからの入力によりセンタ
ギヤがロックし、後輪側プラネタリピニオンと前輪側プ
ラネタリピニオンとが結合したデフロック状態となる。
そしてこのデフロック状態では、上記ギヤ比K1,K2が前
輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒに対し −（１−K1）／（１−K2）＝Ｒ の関係にあることから、上記Ｒのトルク配分比で前後輪
へトルク伝達される。 前輪側と後輪側との間に回転差が生じると、センタギ
ヤが回転することでその回転差が吸収される。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第１図は一実施例によるセンタデフ装置が組込まれた
４輪駆動車の伝動系を示し、図中符号１はエンジン、２
はクラッチ、３は変速機を示す。 変速機３からは、センタデフ装置４を介して前輪側の
フロントデフ装置５および後輪側のトランスファ装置６
に伝動構成される。すなわち、変速機３のドライブギヤ
７にはセンタデフ装置４の入力要素であるファイナルギ
ヤ８が噛合っており、このセンタデフ装置４の出力要素
である二つのキャリヤ9,10のうち一方のキャリヤ10がフ
ロントデフ装置５のデフケース11と一体形成され、他方
のキャリヤ９が出力ギヤ12を介してトランスファ装置６
の入力ギヤ13に噛合うことで、前輪側および後輪側へ伝
動構成されている。 センタデフ装置４は、第２図，第３図にも示すように
ファイナルギヤ８に結合されて前輪アクスル14を中心に
回転自在に支持された入力ギヤとしてのリングギヤ15
と、このリングギヤ15における一方のインタナルギヤ部
15aにギヤ部16aを介して噛合う後輪側プラネタリピニオ
ン16と、上記リングギヤ15の他方のインタナルギヤ部15
bにギヤ部17aを介して噛合う前輪側プラネタリピニオン
17と、一方のインタナルギヤ部18aを後輪側プラネタリ
ピニオン16の他方のギヤ部16bに、他方のインタナルギ
ヤ部18bを前輪側プラネタリピニオン17の他方のギヤ部1
7bにそれぞれ噛合せることで両者に跨るリング状のセン
タギヤ18とを備え、このセンタギヤ18は、前記リングギ
ヤ15の円周に嵌合して回転自在に支持されている。そし
て前輪側プラネタリピニオン17を支軸19を介して回転自
在に支持する前記キャリヤ10が、フロントデフ装置５の
デフケース11と一体形成されて前輪アクスル14廻りに回
転自在に支持されている。また、後輪側プラネタリピニ
オン16を支軸20を介して回転自在に支持するキャリヤ９
は、上記キャリヤ10の筒部10aに嵌合して回転自在に支
持され、このキャリヤ９に出力ギヤ12が一体形成されて
いる。 ここでセンタデフ装置４の歯数構成は、リングギヤ15
の一方のインタナルギヤ部15aをA,他方のインタナルギ
ヤ部15bをB,後輪側プラネタリピニオン16の一方のギヤ
部16aをC,他方のギヤ部16bをD,前輪側プラネタリピニオ
ン17の一方のギヤ部17aをE,他方のギヤ部17bをF,センタ
ギヤ18の一方のインタナルギヤ部18aをG,他方のインタ
ナルギヤ部18bをＨとするとき、インタナルギヤ部15aの
トルクをTa、インタナルギヤ部18aのトルクをTc、後輪
側出力軸のキャリヤ９のトルクをTRとすると、後輪側プ
ラネタリピニオン16に働く前輪アクスル14まわりのトル
クの釣り合いから、 Ta＋Tc＋TR＝０ …（１） となる。また、後輪プラネタリピニオン16の自転トルク
の釣り合いから、 Ta＝−Tc・（D/G）・（A/C）＝−K1・Tc …（２） （ここで、K1＝Ａ・D/（Ｃ・Ｇ）） （１），（２）式より、 Tc＝TR/（K1−１） …（３） 一方、インタナルギヤ部18bのトルクはインタナルギ
ヤ部18aのトルクと同量で逆方向のため−Tcとなり、イ
ンタナルギヤ部15bのトルクをTb、前輪側出力軸のキャ
リヤ10のトルクをTFとすると、前輪側プラネタリピニオ
ン17に働く前輪アクスル14のまわりのトルクの釣り合い
から、 Tb−Tc＋TF＝０ …（４） となる。また、前輪側プラネタリピニオン17の自転トル
クの釣り合いから、 Tb＝Tc・（F/H）・（B/E）＝K2・Tc …（５） （ここで、K2＝Ｂ・F/（Ｅ・Ｈ）） （４），（５）式より、 Tc＝−TF/（K2−１） …（６） （３），（６）式より、 TR/（K1−１）＝−TF/（K2−１） ゆえに、前輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒは、 Ｒ＝TR/TF＝−（K1−１）／（K2−１） となる。ここで前輪側のトルク配分比Ｒは正でなければ
ならないから、K1＞１かつK2＜１、或いはK1＜１かつK2
＞１を満足するような歯車構成としなければならない。
そして、その一例を示せば、Ａ＝36,B＝39,C＝12,D＝1
1,E＝15,F17,G＝36,H＝39の場合、Ｒ＝5/8となる。この
とき、前輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒは5/8と
なり、全入力トルクＴDのうちその5/13が後輪側へ、8/1
3が前輪側へトルク配分されるのであって、近似的には
前輪60％，後輪40％のトルク配分となる。 このような直進走行状態から転舵して前輪側が後輪側
より速く回転する状態となると、センタデフ装置４にお
いては、キャリヤ９側のプラネタリピニオン16とキャリ
ヤ10側のプラネタリピニオン17とが略々自転，公転して
前後輪の回転差を吸収しながら動力を伝達する。 次に、本発明の差動制限機構について説明する。プラ
ネタリピニオンからキャリヤに伝達されるトルクは、プ
ラネタリピニオンの一方のギヤ部と他方のギヤ部のギヤ
噛合力の差により生じる。そのため、プラネタリピニオ
ンの一方のギヤ部と他方のギヤ部のそれぞれの噛合ピッ
チ円径の差が小さいと上記ギヤ噛合力の差も小さくな
り、キャリヤのトルクも小さくなる。このキャリヤのト
ルクがプラネタリピニオンの軸受の摩擦トルクを下回る
とキャリヤのトルクが発生しなくなる。このような場
合、前後輪の差動ができなくなり、いわゆるデフロック
状態となる。すなわち、前輪側プラネタリピニオンと後
輪側のプラネタリピニオンのそれぞれについて、一方の
ギヤ部と他方にギヤ部の噛合ピッチ円径の差を僅少に設
定すると、大きな差動制限機能を発揮することができ
る。例えば、前後輪のいずれかが滑りやすい路面にあっ
た場合は、空転が規制されて接地車輪の前後いずれかに
動力伝達することができる。
明する。 第１図は一実施例によるセンタデフ装置が組込まれた
４輪駆動車の伝動系を示し、図中符号１はエンジン、２
はクラッチ、３は変速機を示す。 変速機３からは、センタデフ装置４を介して前輪側の
フロントデフ装置５および後輪側のトランスファ装置６
に伝動構成される。すなわち、変速機３のドライブギヤ
７にはセンタデフ装置４の入力要素であるファイナルギ
ヤ８が噛合っており、このセンタデフ装置４の出力要素
である二つのキャリヤ9,10のうち一方のキャリヤ10がフ
ロントデフ装置５のデフケース11と一体形成され、他方
のキャリヤ９が出力ギヤ12を介してトランスファ装置６
の入力ギヤ13に噛合うことで、前輪側および後輪側へ伝
動構成されている。 センタデフ装置４は、第２図，第３図にも示すように
ファイナルギヤ８に結合されて前輪アクスル14を中心に
回転自在に支持された入力ギヤとしてのリングギヤ15
と、このリングギヤ15における一方のインタナルギヤ部
15aにギヤ部16aを介して噛合う後輪側プラネタリピニオ
ン16と、上記リングギヤ15の他方のインタナルギヤ部15
bにギヤ部17aを介して噛合う前輪側プラネタリピニオン
17と、一方のインタナルギヤ部18aを後輪側プラネタリ
ピニオン16の他方のギヤ部16bに、他方のインタナルギ
ヤ部18bを前輪側プラネタリピニオン17の他方のギヤ部1
7bにそれぞれ噛合せることで両者に跨るリング状のセン
タギヤ18とを備え、このセンタギヤ18は、前記リングギ
ヤ15の円周に嵌合して回転自在に支持されている。そし
て前輪側プラネタリピニオン17を支軸19を介して回転自
在に支持する前記キャリヤ10が、フロントデフ装置５の
デフケース11と一体形成されて前輪アクスル14廻りに回
転自在に支持されている。また、後輪側プラネタリピニ
オン16を支軸20を介して回転自在に支持するキャリヤ９
は、上記キャリヤ10の筒部10aに嵌合して回転自在に支
持され、このキャリヤ９に出力ギヤ12が一体形成されて
いる。 ここでセンタデフ装置４の歯数構成は、リングギヤ15
の一方のインタナルギヤ部15aをA,他方のインタナルギ
ヤ部15bをB,後輪側プラネタリピニオン16の一方のギヤ
部16aをC,他方のギヤ部16bをD,前輪側プラネタリピニオ
ン17の一方のギヤ部17aをE,他方のギヤ部17bをF,センタ
ギヤ18の一方のインタナルギヤ部18aをG,他方のインタ
ナルギヤ部18bをＨとするとき、インタナルギヤ部15aの
トルクをTa、インタナルギヤ部18aのトルクをTc、後輪
側出力軸のキャリヤ９のトルクをTRとすると、後輪側プ
ラネタリピニオン16に働く前輪アクスル14まわりのトル
クの釣り合いから、 Ta＋Tc＋TR＝０ …（１） となる。また、後輪プラネタリピニオン16の自転トルク
の釣り合いから、 Ta＝−Tc・（D/G）・（A/C）＝−K1・Tc …（２） （ここで、K1＝Ａ・D/（Ｃ・Ｇ）） （１），（２）式より、 Tc＝TR/（K1−１） …（３） 一方、インタナルギヤ部18bのトルクはインタナルギ
ヤ部18aのトルクと同量で逆方向のため−Tcとなり、イ
ンタナルギヤ部15bのトルクをTb、前輪側出力軸のキャ
リヤ10のトルクをTFとすると、前輪側プラネタリピニオ
ン17に働く前輪アクスル14のまわりのトルクの釣り合い
から、 Tb−Tc＋TF＝０ …（４） となる。また、前輪側プラネタリピニオン17の自転トル
クの釣り合いから、 Tb＝Tc・（F/H）・（B/E）＝K2・Tc …（５） （ここで、K2＝Ｂ・F/（Ｅ・Ｈ）） （４），（５）式より、 Tc＝−TF/（K2−１） …（６） （３），（６）式より、 TR/（K1−１）＝−TF/（K2−１） ゆえに、前輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒは、 Ｒ＝TR/TF＝−（K1−１）／（K2−１） となる。ここで前輪側のトルク配分比Ｒは正でなければ
ならないから、K1＞１かつK2＜１、或いはK1＜１かつK2
＞１を満足するような歯車構成としなければならない。
そして、その一例を示せば、Ａ＝36,B＝39,C＝12,D＝1
1,E＝15,F17,G＝36,H＝39の場合、Ｒ＝5/8となる。この
とき、前輪側に対する後輪側のトルク配分比Ｒは5/8と
なり、全入力トルクＴDのうちその5/13が後輪側へ、8/1
3が前輪側へトルク配分されるのであって、近似的には
前輪60％，後輪40％のトルク配分となる。 このような直進走行状態から転舵して前輪側が後輪側
より速く回転する状態となると、センタデフ装置４にお
いては、キャリヤ９側のプラネタリピニオン16とキャリ
ヤ10側のプラネタリピニオン17とが略々自転，公転して
前後輪の回転差を吸収しながら動力を伝達する。 次に、本発明の差動制限機構について説明する。プラ
ネタリピニオンからキャリヤに伝達されるトルクは、プ
ラネタリピニオンの一方のギヤ部と他方のギヤ部のギヤ
噛合力の差により生じる。そのため、プラネタリピニオ
ンの一方のギヤ部と他方のギヤ部のそれぞれの噛合ピッ
チ円径の差が小さいと上記ギヤ噛合力の差も小さくな
り、キャリヤのトルクも小さくなる。このキャリヤのト
ルクがプラネタリピニオンの軸受の摩擦トルクを下回る
とキャリヤのトルクが発生しなくなる。このような場
合、前後輪の差動ができなくなり、いわゆるデフロック
状態となる。すなわち、前輪側プラネタリピニオンと後
輪側のプラネタリピニオンのそれぞれについて、一方の
ギヤ部と他方にギヤ部の噛合ピッチ円径の差を僅少に設
定すると、大きな差動制限機能を発揮することができ
る。例えば、前後輪のいずれかが滑りやすい路面にあっ
た場合は、空転が規制されて接地車輪の前後いずれかに
動力伝達することができる。
以上説明したとおり本発明によれば、入力ギヤからの
入力に対しては、センタギヤがロックして後輪側プラネ
タリピニオンと前輪側プラネタリピニオンとが結合した
デフロック状態となる。従って滑り易い路面で一方の車
輪が空転することがない。そしてこのデフロック状態で
は、前輪側に対し所定のトルク配分比Ｒで後輪へトルク
伝達される。 また前輪側と後輪側との間に回転差が生じると、セン
タギヤが回転してその回転差を吸収し、差動作用する。 プラネタリギヤ方式で構成されることから構造が簡素
で小型化でき、しかも作動性が良い。
入力に対しては、センタギヤがロックして後輪側プラネ
タリピニオンと前輪側プラネタリピニオンとが結合した
デフロック状態となる。従って滑り易い路面で一方の車
輪が空転することがない。そしてこのデフロック状態で
は、前輪側に対し所定のトルク配分比Ｒで後輪へトルク
伝達される。 また前輪側と後輪側との間に回転差が生じると、セン
タギヤが回転してその回転差を吸収し、差動作用する。 プラネタリギヤ方式で構成されることから構造が簡素
で小型化でき、しかも作動性が良い。
第１図は本発明の一実施例が適用される４輪駆動車の伝
動系のスケルトン図、第２図は一実施例によるセンタデ
フ装置の断面図、第３図は同スケルトン図である。 １……エンジン、２……クラッチ、３……変速機、４…
…センタデフ装置、５……フロントデフ装置、６……ト
ランスファ装置、７……ドライブギヤ、８……ファイナ
ルギヤ、9,10……キャリヤ、10a……筒部、11……デフ
ケース、12……出力ギヤ、13……入力ギヤ、14……前輪
アクスル、15……リングギヤ（入力ギヤ）、15a,15b…
…インタナルギヤ部、16,17……プラネタリピニオン、1
6a,16b,17a,17b……ギヤ部、18……センタギヤ、18a,18
b……インタナルギヤ部、19,20……支軸。
動系のスケルトン図、第２図は一実施例によるセンタデ
フ装置の断面図、第３図は同スケルトン図である。 １……エンジン、２……クラッチ、３……変速機、４…
…センタデフ装置、５……フロントデフ装置、６……ト
ランスファ装置、７……ドライブギヤ、８……ファイナ
ルギヤ、9,10……キャリヤ、10a……筒部、11……デフ
ケース、12……出力ギヤ、13……入力ギヤ、14……前輪
アクスル、15……リングギヤ（入力ギヤ）、15a,15b…
…インタナルギヤ部、16,17……プラネタリピニオン、1
6a,16b,17a,17b……ギヤ部、18……センタギヤ、18a,18
b……インタナルギヤ部、19,20……支軸。
Claims (1)
- 【請求項１】回転駆動力を入力する複列の入力インター
ナルギヤと、この入力インターナルギヤに噛み合ってそ
れぞれキャリヤを介して前輪側及び後輪側へ伝動構成さ
れる複列の前輪側プラネタリピニオンと後輪側プラネタ
リピニオンと、両プラネタリピニオンに跨って噛み合う
複列のインターナルギヤであるセンターギヤとを備え、 上記入力インターナルギヤのセンターギヤに対するギヤ
比のうち、後輪側プラネタリピニオンを介するギヤ比K1
と前輪側プラネタリピニオンを介するギヤ比K2とは、前
輪側に対する後輪側のトルク配分をＲとするとき、 −（１−K1）／（１−K2）＝Ｒ K1＞１かつK2＜１、或いはK1＜１かつK2＞１ を満足するような歯車構成とすると共に、前輪側プラネ
タリピニオンと後輪側プラネタリピニオンのそれぞれに
ついて一方のギヤ部と他方のギヤ部の噛合ピッチ円径の
差を僅少としてなることを特徴とするセンタディファレ
ンシャル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5897988A JP2652399B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | センタディファレンシャル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5897988A JP2652399B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | センタディファレンシャル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01229725A JPH01229725A (ja) | 1989-09-13 |
| JP2652399B2 true JP2652399B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=13099972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5897988A Expired - Lifetime JP2652399B2 (ja) | 1988-03-11 | 1988-03-11 | センタディファレンシャル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2652399B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-11 JP JP5897988A patent/JP2652399B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01229725A (ja) | 1989-09-13 |
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