JP2825441B2 - 差動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主に自動車の駆動力伝達
系に用いられる差動装置に関し、特に差動制限機能を持
った差動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車の駆動力伝達系に用いられ
る差動装置は、カーブを走行する際の左右駆動輪の回転
差、または四輪駆動車における前後駆動輪の回転差を許
容する装置であるが、一方の駆動輪のみが雪や砂等、摩
擦係数の極端に少ない路面に乗り上げると、その車輪が
空転して全体の駆動力が失われ、その場から脱出できな
くなるという状態に陥り易かった。また、カーブを高速
走行する際に遠心力によって内側の車輪の荷重が極端に
減少した場合にも、その車輪が空転し、カーブを高速で
走行するための駆動力が失われ易いという欠点もある。

【０００３】このような欠点を補うために、従来の差動
装置には差動制限機能を備えたものがあり、これにはピ
ニオンギヤから構成された一般的な差動伝達機構に、ビ
スカス・カップリングからなる回転数感応型の差動制限
機構を追加したものが知られている。ビスカス・カップ
リングは一種の粘性クラッチであり、粘性流体（シリコ
ンオイル等）の剪断抵抗を利用してトルクを伝えるよう
になっているため、回転差に応じてスムーズな差動制限
効果を得ることができる。

【０００４】また、差動制限機能を持った差動装置とし
ては、例えば特開平４−２７１９２６号に記載されてい
るように、ウォームギヤの組合わせによるトルク感応型
のものも知られている。このタイプでは、同軸上を互い
に独立して回転可能な一対のネジ状のウォームと、これ
に直角な回転軸を有する複数のウォームホイールとが噛
み合わされており、各ウォームを回転させるとウォーム
ホイールはスムーズに回転するが、逆にウォームホイー
ル側から回転させようとした場合は回転が困難であると
いうウォームギヤ特有の性質を利用しており、これによ
り条件に応じた差動及び差動制限効果が得られるという
特徴を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビスカ
ス・カップリングに代表される回転数感応型の差動制限
機構付き差動装置では、トルクの伝達率が流体の粘性に
依存するため、温度が変化すると流体の粘性が変わり、
常に安定した差動制限効果が得られないという欠点があ
った。また、このタイプでは、回転差が生じてから差動
制限が行われるまでに時間差があり、このため走行動作
の変化に瞬時に対応することができないという問題点も
あった。一方、ウォームギヤを用いた差動装置では、差
動制限が機械的に行われるので差動制限効果は安定して
いるが、その反面、部品点数が多く構造が複雑であると
ともに、部品の加工及び組立に極めて高い精度が要求さ
れる。このため、許容トルクに比べて装置全体が大型に
なるとともに、製造コストも高くつくという問題点があ
った。

【０００６】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、簡単な構造によって
確実な差動制限効果を得ることのできる差動装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、外部から入力された駆動力
によって軸心回りに回転する入力側回転体と、入力側回
転体の回転軸上に配置された一対の出力側回転体と、各
出力側回転体の回転差を許容しながら入力側回転体の回
転力を各出力側回転体に伝達する差動伝達機構とを備え
た差動装置において、前記出力側回転体の少なくとも一
方を、互いに軸方向に対向する第１及び第２回転体と、
第１及び第２回転体の間に介在する多数の転動体とから
構成し、第１及び第２回転体の対向面には各転動体に係
合する多数の溝を各転動体に回転力の作用する方向に対
して所定の傾斜角で接するように設けている。

【０００８】また、請求項２では、請求項１記載の差動
装置において、前記各転動体を保持する多数の孔を前記
第１及び第２回転体の一方または第１及び第２回転体の
間に介在させた他の部材に入力側回転体の回転軸から距
離の異なる位置にそれぞれ同数ずつ設け、各転動体を任
意の位置の孔に保持させている。

【０００９】また、請求項３では、請求項１記載の差動
装置において、前記各転動体に対する傾斜角の異なった
複数の溝を互い違いにそれぞれ同数ずつ設け、各転動体
を任意の傾斜角の溝に係合させている。

【００１０】

【００１１】また、請求項４では、請求項１、２または
３記載の差動装置において、前記第１及び第２回転体に
軸方向の予圧を付与する付勢手段を備えている。

【００１２】

【作用】請求項１の差動装置によれば、入力側回転体が
外部からの駆動力によって軸心回りに回転すると、この
回転力は差動伝達機構を介して各出力側回転体に伝達さ
れる。ここで、各出力側回転体に回転差が生ずると、こ
の回転差は差動伝達機構によって許容され、各出力側回
転体の差動が達成される。また、各出力側回転体の間に
トルクの変動が生ずると、出力側回転体を構成する第１
回転体と第２回転体では一方が他方に回転力を伝えよう
とし、第１及び第２回転体間の各転動体には溝が回転力
の作用する方向に対して所定の傾斜角で接しているた
め、第１回転体と第２回転体との間に軸方向の反力が生
じ、これが抵抗となって差動が制限される。

【００１３】また、請求項２の差動装置によれば、請求
項１の作用に加え、入力側回転体の回転軸から各転動体
までの距離が異なると、差動制限時の反力の大きさが変
わるため、各転動体を任意の孔に保持させることによ
り、効き具合の異なる差動制限効果が選択的に得られ
る。

【００１４】また、請求項３の差動装置によれば、請求
項１の作用に加え、各転動体に接する溝の傾斜角が異な
ると、差動制限時の反力の大きさが変わるため、各転動
体を任意の溝に係合させることにより、効き具合の異な
る差動制限効果が選択的に得られる。

【００１５】

【００１６】また、請求項４の差動装置によれば、請求
項１、２または３の作用に加え、第１及び第２回転体に
は軸方向に所定の強さの予圧が付与されていることか
ら、第１回転体と第２回転体との反力に加えて差動制限
効果が増大する。

【００１７】

【実施例１】図１乃至図５は本発明の第１の実施例を示
すもので、図１は差動装置の側面断面図、図２はそのＡ
−Ａ線方向矢視断面図、図３はその分解斜視図である。

【００１８】この差動装置は、入力側回転体をなすギヤ
ケース１と、ギヤケース１の一端を閉塞するギヤケース
カバー２と、一方の出力側回転体の第１回転体をなすギ
ヤディスク３と、一方の出力側回転体の第２回転体をな
す出力ディスク４と、他方の出力側回転体をなすサイド
ギヤ５と、ギヤディスク３及び出力ディスク４の間に配
置されたボールホルダ６と、ボールホルダ６に保持され
た多数の転動体をなすボール７と、ギヤケース１の回転
力をギヤディスク３及びサイドギヤ５に伝達する計４つ
のピニオンギヤ８とから構成されている。

【００１９】ギヤケース１は一端を開口した筒形をな
し、その中央にはサイドギヤ５を支持する軸受け１ａが
設けられている。ギヤケース１の周囲にはフランジ１ｂ
が設けられ、フランジ１ｂにはボルト挿通用の多数の孔
１ｃが設けられている。また、ギヤケース１の内周面に
は軸方向に延びる計４つの溝１ｄが設けられ、各溝１ｄ
にはピニオンギヤ８が固定される。

【００２０】ギヤケースカバー２は円盤状に形成され、
その中央には出力ディスク４を支持する軸受け２ａが設
けられている。ギヤケースカバー２の周囲にはフランジ
２ｂが設けられ、フランジ２ｂにはボルト挿通用の多数
の孔２ｃが設けられている。即ち、ギヤケースカバー２
は各フランジ１ｂ，２ｂを締結するボルト２ｄによって
ギヤケース１に組付けられる。

【００２１】ギヤディスク３は一端面を平坦に形成さ
れ、この面を出力ディスク４の一端面に対向させてい
る。ギヤディスク３の一端面には径方向に所定角度、即
ちギヤケース１の軸心回りに作用する回転力の方向に対
して傾斜した角度をなして直線状に延びる多数の溝３ａ
が周方向に等間隔で設けられ、その他端面には傘歯車３
ｂが形成されている。また、ギヤディスク３の他端面と
ギヤケース１内の段差との間にはスラストワッシャ３ｃ
が介装されている。

【００２２】出力ディスク４は一端面を平坦に形成さ
れ、この面をギヤディスク３の一端面に対向させてい
る。出力ディスク４の一端面にはギヤディスク３と同
様、径方向に所定角度をなして直線状に延びる多数の溝
４ａが周方向に等間隔で設けられ、この溝４ａとギヤデ
ィスク３の溝３ａとは軸方向に重ねると互いに反対方向
に傾斜するように形成されている。また、出力ディスク
４の他端には車輪側のドライブシャフト９との連結部４
ｂが設けられ、連結部４ｂはギヤケースカバー２の軸受
け２ａに挿入されている。更に、出力ディスク４の他端
面とギヤケースカバー２の内面との間にはスラストワッ
シャ４ｃが介装されている。

【００２３】サイドギヤ５は一端をギヤケース１の軸受
け１ａに回動自在に支持され、その他端には傘歯車５ａ
が形成されている。また、サイドギヤ５には車輪側のド
ライブシャフト９との連結部５ｂが設けられている。更
に、サイドギヤ５とギヤケース１との間にはワッシャ５
ｃが介装されている。

【００２４】ボールホルダ６は円盤状に形成され、その
両端面をギヤディスク３及び出力ディスク４に対向させ
ている。ボールホルダ６には軸方向に貫通する多数の孔
６ａ，６ｂがそれぞれ異なった二つの円周上に等間隔で
設けられている。

【００２５】各ボール７はボールホルダ６の内側の孔６
ａに保持され、その一部をギヤディスク３及び出力ディ
スク４の対向面側に突出させて各溝３ａ，４ａに転動自
在に係合している。

【００２６】各ピニオンギヤ８は互いに直交する支軸を
有するピニオンシャフト８ａに回動自在に支持され、そ
れぞれギヤディスク３及びサイドギヤ５の傘歯車３ｂ，
５ａに噛み合わされている。ピニオンシャフト８ａはワ
ッシャ８ｂを介してギヤケース１の各溝１ｄに固定さ
れ、ギヤケース１と一体に回転するようになっている。
即ち、各ピニオンギヤ８及びピニオンシャフト８ａによ
って差動伝達機構が構成され、各ピニオンギヤ８の自転
によりギヤディスク３及びサイドギヤ５が互いに反対方
向に回転するようになっている。

【００２７】以上のように構成された差動装置において
は、ギヤケース１のフランジ１ｂにエンジンからの駆動
力を伝達するリングギヤ（図示省略）が取付けられ、装
置全体がギヤケース１の軸心回りに回転するようになっ
ている。

【００２８】ここで、前記差動装置の動作を、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じていない場合と、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じた場合と、一方のドライブ
シャフト９のみが空転し易い状態に陥った場合について
それぞれ説明する。

【００２９】まず、車両が摩擦力の十分な路面を直進し
ているときなど、各ドライブシャフト９に回転差が生じ
ていない場合は、駆動力によってギヤケース１が回転す
るとギヤケース１と一体にピニオンシャフト８ａが回転
し、この回転力は各ピニオンギヤ８を介してギヤディス
ク３及びサイドギヤ５に伝達される。この場合、各ドラ
イブシャフト９には回転差が生じていないので、各ピニ
オンギヤ８は自転しない。また、ギヤディスク３に伝達
された回転力は各溝３ａから各ボール７を介して出力デ
ィスク４の各溝４ａに伝達される。

【００３０】次に、車両が摩擦力の十分な路面を旋回し
ているときなど、各駆動輪にトルクが均等に伝わってい
る状態で各ドライブシャフト９に回転差が生ずると、各
ピニオンギヤ８が自転し、ギヤディスク３及びサイドギ
ヤ５の逆転により差動が達成される。

【００３１】また、一方の駆動輪が路面との摩擦力を失
ったときなど、各ドライブシャフト９間にトルクの変動
が生じた場合には、ギヤディスク３と出力ディスク４で
は一方が他方に回転力を伝えようとするため、各ボール
７と各溝３ａ，４ａとの間に反力が生じ、これによりギ
ヤディスク３及び出力ディスク４が各スラストワッシャ
３ｃ，４ｃに押し付けられ、これが摩擦抵抗となって差
動が制限される。

【００３２】ここで、図４及び図５を参照し、前記差動
制限効果の原理について詳述する。まず、図４はボール
７と溝３ａ（４ａ）を差動装置の径方向から見た場合
で、同図に示すようにボール７の中心には主軸（ギヤケ
ース１の回転軸）回りにギヤディスク３及び出力ディス
ク４の一方から加わった回転力Ａが作用している。ここ
に、 Ａ≒Ａ′ …(1) この時、溝３ａ（４ａ）にはボール７との接触面に垂直
な力Ｃが発生し、その分力はギヤケース１の回転軸を中
心とする回転力Ａに平行なＡ′と、Ａ′と垂直なＢであ
る。Ｃはボール７との接触面に垂直であるので、ボール
７の中心を通る線分上に位置し、Ａ′とＣとのなす角度
をαとすると、Ｃの大きさは、 Ｃ＝Ａ′×１／cosα …(2) で表される。

【００３３】次に、図５に示すようにボール７と各溝３
ａ，４ａをギヤケース１の回転軸に直交する方向から見
ると、実際には各溝３ａ，４ａとボール７との接触面に
作用する垂直方向の反力はＤであり、その分力はギヤケ
ース１の回転軸に平行な力Ｅと、Ｅに垂直な力Ｃであ
る。ボール７は各溝３ａ，４ａに斜めに接するため、Ｃ
及びＥは転がり摩擦と滑り摩擦による力として作用し、
Ｅはスラスト力という。Ｄはボール７との接触面に垂直
であるので、ボール７の中心を通る線分上に位置し、Ｄ
とＣとのなす角度をβとすると、面圧Ｄの大きさは、 Ｄ＝Ｃ×１／cosβ …(3) で表される。また、スラスト力Ｅの大きさは、 Ｅ＝Ｃ×tanβ …(4) で表される。式(1) 、式(2) 及び式(3) より、反力Ｄは
次式のとおりである。 Ｄ＝Ａ×１／cosα×１／cosβ …(5) Ｃは、式(1) 及び式(2) より、 Ｃ＝Ａ×１／cosα …(6) また、スラスト力Ｅは式(1) 、式(2) 及び式(4) より、 Ｅ＝Ａ×１／cosα×tanβ …(7) で表される。

【００３４】即ち、ボール７が各溝３ａ，４ａから受け
る反力ＤはＣ及びＥの成分に分けられ、これらが転がり
摩擦と滑り摩擦による力として作用し、特にスラスト力
Ｅによってギヤディスク３及び出力ディスク４が各スラ
ストワッシャ３ｃ，４ｃに押し付けられることにより差
動制限効果が得られる。その際、ボール７と各溝３ａ，
４ａとの接触角α，βの大きさを任意に設定することに
より、必要に応じた差動制限効果を得ることができる。

【００３５】また、前記実施例では各ボール７をボール
ホルダ６の内側の孔６ａに保持させた場合を示したが、
これを外側の孔６ｂに入れて各溝３ａ，４ａに係合する
ことも可能である。つまり、内側の孔６ａと外側の孔６
ｂとでは、ギヤケース１の回転軸から各ボール７までの
距離が異なるため、差動制限時の反力の大きさが変わ
り、これにより効き具合の異なる差動制限効果を選択的
に得ることができる。

【００３６】このように、本実施例の差動装置によれ
ば、ギヤディスク３及び出力ディスク４に設けた溝３
ａ，４ａと、これに転動自在に係合する多数のボール７
との噛み合わせにより、ギヤディスク３及び出力ディス
ク４の一方から回転力が加わった場合は、各ボール７が
溝３ａ，４ａとの接触面から受ける反力によって軸方向
のスラスト力を発生させ、ギヤディスク３及び出力ディ
スク４とスラストワッシャ３ｃ，４ｃとの摩擦力によっ
て差動を制限するようにしたので、差動制限効果を得る
ための特別な機構を追加する必要がなく、しかも動作の
確実なトルク感応型の差動制限効果を得ることができ
る。また、各ボール７と各溝３ａ，４ａとの接触角の大
きさを任意に設定することにより、必要に応じた差動制
限効果を得ることも可能である。

【００３７】

【実施例２】図６乃至図８は本発明の第２の実施例を示
すもので、図６は差動装置の側面断面図、図７はそのＡ
−Ａ線方向矢視断面図、図８はその分解斜視図である。

【００３８】この差動装置は、入力側回転体をなすギヤ
ケース１０と、ギヤケース１０の一端を閉塞するギヤケ
ースカバー１１と、出力側回転体の第１回転体をなす一
対のギヤディスク１２と、出力側回転体の第２回転体を
なす一対の出力ディスク１３と、各ギヤディスク１２に
保持された多数の転動体をなすボール１４と、各出力デ
ィスク１３の回転に抵抗を付与する一対の多板クラッチ
１５と、ギヤケース１０内に収容されたインナーケース
１６と、ギヤケース１０の回転力を各ギヤディスク１２
に伝達する計４つのピニオンギヤ１７とから構成されて
いる。

【００３９】ギヤケース１０は一端を開口した筒形をな
し、その中央には一方の出力ディスク１３を支持する軸
受け１０ａが設けられている。ギヤケース１０の周囲に
はフランジ１０ｂが設けられ、フランジ１０ｂにはボル
ト挿通用の多数の孔１０ｃが設けられている。また、ギ
ヤケース１０の内周面には軸方向に延びる多数の溝１０
ｄが設けられ、各溝１０ｄにはインナーケース１７が固
定される。更に、ギヤケース１０の内面には一方の多板
クラッチ１５を固定するための多数の溝１０ｅが周方向
に間隔をおいて設けられている。

【００４０】ギヤケースカバー１１は円盤状に形成さ
れ、その中央には他方の出力ディスク１３を支持する軸
受け１１ａが設けられている。ギヤケースカバー１１の
周囲にはフランジ１１ｂが設けられ、フランジ１１ｂに
はボルト挿通用の多数の孔１１ｃが設けられている。即
ち、ギヤケースカバー１１は各フランジ１０ｂ，１１ｂ
を締結するボルト１１ｄによってギヤケース１０に組付
けられる。また、ギヤケースカバー１１の内面には他方
の多板クラッチを固定するための多数の溝１１ｅが周方
向に間隔をおいて設けられている。

【００４１】各ギヤディスク１２は一端面を平坦に形成
され、この面を各出力ディスク１３の一端面に対向させ
ている。各ギヤディスク１２の一端面には多数の孔１２
ａが同一円周上に等間隔で設けられるとともに、その他
端面には傘歯車１２ｂが形成されている。

【００４２】各出力ディスク１３は一端面を平坦に形成
され、この面を各ギヤディスク１２の一端面に対向させ
ている。各出力ディスク１３の一端面には径方向に互い
に異なった角度、即ちギヤケース１０の軸心回りに作用
する回転力の方向に対して傾斜した角度をなして直線状
に延びる多数の溝１３ａ，１３ｂが周方向に交互に設け
られ、これらの溝１３ａ，１３ｂは各出力ディスク１３
を軸方向に重ねると互いに反対方向に傾斜するように形
成されている。また、各出力ディスク１３の他端には車
輪側のドライブシャフト９との連結部１３ｃが設けら
れ、各連結部１３ｃはそれぞれギヤケース１０及びギヤ
ケースカバー１１の軸受け１０ａ，１１ａに挿入されて
いる。更に、各出力ディスク１３の他端面には多板クラ
ッチ１５を固定するための多数の溝１３ｄが周方向に間
隔をおいて設けられている。

【００４３】各ボール１４は各ギヤディスク１２の孔１
２ａに保持され、その一部を各出力ディスク１３側に突
出させて一方の溝１３ａに転動自在に係合している。

【００４４】各多板クラッチ１５は環状に形成された第
１及び第２クラッチ板１５ａ，１５ｂからなり、各クラ
ッチ板１５ａ，１５ｂは二枚ずつ交互に重ね合わされて
いる。第１クラッチ板１５ａは外周に多数の突起１５ｃ
を有し、一方の多板クラッチ１５の突起１５ｃはギヤケ
ース１０の溝１０ｅに、他方の多板クラッチ１５の突起
１５ｃはギヤケースカバー１１の溝１１ｅにそれぞれ係
合されている。また、第２クラッチ板１５ｂは内部周に
多数の突起１５ｄを有し、突起１５ｄは各出力ディスク
１３の溝１３ｄに係合されている。即ち、各多板クラッ
チ１５では第１クラッチ板１５ａがギヤケース１０また
はギヤケースカバー１１に固定されるとともに、第２ク
ラッチ板１５ｂは各出力ディスク１３と共に回転し、こ
れにより各クラッチ板１５ａ，１５ｂ同士の摩擦抵抗が
発生するようになっている。

【００４５】インナーケース１６は筒状に形成され、そ
の外周面に設けた多数の突条部１６ａをギヤケース１０
の各溝１０ｄに係合することによりギヤケース１０に固
定されている。また、インナーケース１６の内周面には
各ピニオンギヤ１６を保持するための多数の溝１６ｂが
周方向に間隔をおいて設けられている。

【００４６】各ピニオンギヤ１７は互いに直交する支軸
を有するピニオンシャフト１７ａに回動自在に支持さ
れ、それぞれ各ギヤディスク１２の傘歯車１２ｂに噛み
合わされている。ピニオンシャフト１７ａはワッシャ１
７ｂを介してインナーケース１６の各溝１６ｂに固定さ
れ、インナーケース１６を介してギヤケース１０と一体
に回転するようになっている。即ち、各ピニオンギヤ１
７及びピニオンシャフト１７ａによって差動伝達機構が
構成され、各ピニオンギヤ１７の自転により各ギヤディ
スク１２が互いに反対方向に回転するようになってい
る。

【００４７】以上のように構成された差動装置において
は、ギヤケース１０のフランジ１０ｂにエンジンからの
駆動力を伝達するリングギヤ（図示省略）が取付けら
れ、装置全体がギヤケース１０の軸心回りに回転するよ
うになっている。

【００４８】ここで、前記差動装置の動作を、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じていない場合と、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じた場合と、一方のドライブ
シャフト９のみが空転し易い状態に陥った場合について
それぞれ説明する。尚、差動制限効果の原理については
前記第１の実施例と同様なので説明を省略する。

【００４９】まず、車両が摩擦力の十分な路面を直進し
ているときなど、各ドライブシャフト９に回転差が生じ
ていない場合には、駆動力によってギヤケース１０が回
転するとギヤケース１０と一体にピニオンシャフト１７
ａが回転し、この回転力は各ピニオンギヤ１７を介して
各ギヤディスク１２に伝達される。この場合、各ドライ
ブシャフト９には回転差が生じていないので、各ピニオ
ンギヤ１７は自転しない。また、各ギヤディスク１２に
伝達された回転力は各ボール１４を介して各出力ディス
ク１３の溝１３ａに伝達される。

【００５０】次に、車両が摩擦力の十分な路面を旋回し
ているときなど、各駆動輪にトルクが均等に伝わってい
る状態で各ドライブシャフト９に回転差が生ずると、各
ピニオンギヤ１７が自転し、各ギヤディスク１２の逆転
により差動が達成される。

【００５１】また、一方の駆動輪が路面との摩擦力を失
ったときなど、各ドライブシャフト９間にトルクの変動
が生じた場合には、各ギヤディスク１２では一方が他方
に回転力を伝えようとするため、各ボール１４と溝１３
ａとの間に反力が生じ、これにより各ギヤディスク１２
及び各出力ディスク１３が各多板クラッチ１５を押圧
し、各クラッチ板１５ａ，１５ｂの摩擦抵抗が増大して
差動が制限される。この場合、各出力ディスク１３には
各多板クラッチ１５によって所定の強さの予圧が付与さ
れ、差動制限効果が増大するようになっている。

【００５２】また、前記実施例では各ボール１４を各出
力ディスク１３の一方の溝１３ａに係合させた場合を示
したが、これを角度の異なる他方の溝１３ｂに係合させ
ることも可能である。つまり、各ボール１４が各溝１３
ａ，１３ｂに接する角度が異なれば、各多板クラッチ１
５を押圧する力、即ちスラスト力の大きさが変わるた
め、これにより効き具合の異なる差動制限効果を選択的
に得ることができる。

【００５３】

【実施例３】図９乃至図１１は本発明の第３の実施例を
示すもので、図９は差動装置の側面断面図、図１０はそ
のＡ−Ａ線方向矢視断面図、図１１はその分解斜視図で
ある。

【００５４】この差動装置は、入力側回転体をなすギヤ
ケース２０と、ギヤケース２０の一端を閉塞するギヤケ
ースカバー２１と、一方の出力側回転体の第１回転体を
なすギヤディスク２２と、一方の出力側回転体の第２回
転体をなす出力ディスク２３と、他方の出力側回転体を
なすサイドギヤ２４と、ギヤディスク２２及び出力ディ
スク２３の間に配置されたローラホルダ２５と、ローラ
ホルダ２５に保持された多数の転動体をなすローラ２６
と、ギヤディスク２２及び出力ディスク２３に軸方向の
予圧を付与する多数のスプリング２７と、ギヤケース２
０の回転力をギヤディスク２２及びサイドギヤ２４に伝
達する計４つのピニオンギヤ２８とから構成されてい
る。

【００５５】ギヤケース２０は一端を開口した筒形をな
し、その中央にはサイドギヤ２４を支持する軸受け２０
ａが設けられている。ギヤケース２０の周囲にはフラン
ジ２０ｂが設けられ、フランジ２０ｂにはボルト挿通用
の多数の孔２０ｃが設けられている。また、ギヤケース
２０の内周面には軸方向に延びる計４つの溝２０ｄが設
けられ、各溝２０ｄにはピニオンギヤ２８が固定され
る。

【００５６】ギヤケースカバー２１は円盤状に形成さ
れ、その中央には出力ディスク２３を支持する軸受け２
１ａが設けられている。ギヤケースカバー２１の周囲に
はフランジ２１ｂが設けられ、フランジ２１ｂにはボル
ト挿通用の多数の孔２１ｃが設けられている。即ち、ギ
ヤケースカバー２１は各フランジ２０ｂ，２１ｂを締結
するボルト２１ｄによってギヤケース２０に組付けられ
る。

【００５７】ギヤディスク２２は一端面を平坦に形成さ
れ、この面を出力ディスク２３の一端面に対向させてい
る。ギヤディスク２２の一端面には径方向に直交、即ち
ギヤケース２０の軸心回りに作用する回転力の方向に対
して傾斜した角度をなす計３本の直線状の溝２２ａが互
いに三角形状を形成するように設けられ、その他端面に
は傘歯車２２ｂが形成されている。また、ギヤディスク
２２の他端面とギヤケース２０内の段差との間にはスラ
ストワッシャ２２ｃが介装されている。

【００５８】出力ディスク２３は一端面を平坦に形成さ
れ、この面をギヤディスク２２の一端面に対向させてい
る。出力ディスク２３の一端面にはギヤディスク２２と
同様、径方向に直交する計３本の直線状の溝２３ａが互
いに三角形状をなすように設けられている。また、出力
ディスク２３の他端には車輪側のドライブシャフト９と
の連結部２３ｂが設けられ、連結部２３ｂはギヤケース
カバー２１の軸受け２１ａに挿入されている。更に、出
力ディスク２３の他端面とギヤケースカバー２１の内面
との間にはスラストワッシャ２３ｃが介装されている。

【００５９】サイドギヤ２４は一端をギヤケース２０の
軸受け２０ａに回動自在に支持され、その他端には傘歯
車２４ａが形成されている。また、サイドギヤ２４には
車輪側のドライブシャフト９との連結部２４ｂが設けら
れている。更に、サイドギヤ２４とギヤケース２０との
間にはワッシャ２４ｃが介装されている。

【００６０】ローラホルダ２５は円盤状に形成され、そ
の両端面をギヤディスク２２及び出力ディスク２３に対
向させている。ローラホルダ２５には軸方向に貫通する
楕円形の多数の孔２５ａと円形の多数の孔２５ｂがそれ
ぞれ設けられている。

【００６１】各ローラ２６はローラホルダ２５の楕円形
の孔２５ａに保持され、その一部をギヤディスク２２及
び出力ディスク２３の対向面側に突出させて各溝２２
ａ，２３ａに計２個ずつ転動自在に係合している。

【００６２】各スプリング２７はローラホルダ２５の円
形の孔２５ｂに保持され、ギヤディスク２２と出力ディ
スク２３との間に圧縮状態で介装されている。

【００６３】各ピニオンギヤ２８は互いに直交する支軸
を有するピニオンシャフト２８ａに回動自在に支持さ
れ、それぞれギヤディスク２２及びサイドギヤ２４の傘
歯車２２ｂ，２４ａに噛み合わされている。ピニオンシ
ャフト２８ａはワッシャ２８ｂを介してギヤケース２０
の各溝２０ｄに固定され、ギヤケース２０と一体に回転
するようになっている。即ち、各ピニオンギヤ２８及び
ピニオンシャフト２８ａによって差動伝達機構が構成さ
れ、各ピニオンギヤ２８の自転によりギヤディスク２２
及びサイドギヤ２４が互いに反対方向に回転するように
なっている。

【００６４】以上のように構成された差動装置において
は、ギヤケース２０のフランジ２０ｂにエンジンからの
駆動力を伝達するリングギヤ（図示省略）が取付けら
れ、装置全体がギヤケース２０の軸心回りに回転するよ
うになっている。

【００６５】ここで、前記差動装置の動作を、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じていない場合と、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じた場合と、一方のドライブ
シャフト９のみが空転し易い状態に陥った場合について
それぞれ説明する。尚、差動制限効果の原理については
前記第１の実施例と同様なので説明を省略する。

【００６６】まず、車両が摩擦力の十分な路面を直進し
ているときなど、各ドライブシャフト９に回転差が生じ
ていない場合、駆動力によってギヤケース２０が回転す
るとギヤケース２０と一体にピニオンシャフト２８ａが
回転し、この回転力は各ピニオンギヤ２８を介してギヤ
ディスク２２及びサイドギヤ２４に伝達される。この場
合、各ドライブシャフト９には回転差が生じていないの
で、各ピニオンギヤ２８は自転しない。また、ギヤディ
スク２２に伝達された回転力は溝２２ａから各ローラ２
６を介して出力ディスク２３の溝２３ａに伝達される。

【００６７】次に、車両が摩擦力の十分な路面を旋回し
ているときなど、各駆動輪にトルクが均等に伝わってい
る状態で各ドライブシャフト９に回転差が生ずると、各
ピニオンギヤ２８が自転し、ギヤディスク２２及びサイ
ドギヤ２４の逆転により差動が達成される。

【００６８】また、一方の駆動輪が路面との摩擦力を失
ったときなど、各ドライブシャフト９間にトルクの変動
が生じた場合には、ギヤディスク２２と出力ディスク２
３では一方が他方に回転力を伝えようとするため、各ロ
ーラ２６と各溝２２ａ，２３ａとの間に反力が生じ、こ
れによりギヤディスク２２及び出力ディスク２３が各ス
ラストワッシャ２２ｃ，２３ｃに押し付けられ、これが
摩擦抵抗となって差動が制限される。この場合、ギヤデ
ィスク２２及び出力ディスク２３には各スプリング２７
によって各スラストワッシャ２２ｃ，２３ｃを押圧する
方向に所定の強さの予圧が付与され、差動制限効果が増
大するようになっている。

【００６９】

【実施例４】図１２乃至図１６は本発明の第４の実施例
を示すもので、図１２は差動装置の側面断面図、図１３
はその部分拡大断面図、図１４はそのＡ−Ａ線方向矢視
断面図、図１５はそのＢ−Ｂ線方向矢視断面図、図１６
はその分解斜視図である。

【００７０】この差動装置は、入力側回転体をなすギヤ
ケース３０と、ギヤケース３０の一端を閉塞するギヤケ
ースカバー３１と、一方の出力側回転体の第１回転体を
なすギヤディスク３２と、一方の出力側回転体の第２回
転体をなす出力ディスク３３と、他方の出力側回転体を
なすサイドギヤ３４と、ギヤケース３０の回転力をギヤ
ディスク３２及びサイドギヤ３４に伝達する計４つのピ
ニオンギヤ３５とから構成されている。

【００７１】ギヤケース３０は一端を開口した筒形をな
し、その中央にはサイドギヤ３４を支持する軸受け３０
ａが設けられている。ギヤケース３０の周囲にはフラン
ジ３０ｂが設けられ、フランジ３０ｂにはボルト挿通用
の多数の孔３０ｃが設けられている。また、ギヤケース
３０の内周面には軸方向に延びる計４つの溝３０ｄが設
けられ、各溝３０ｄにはピニオンギヤ３５が固定され
る。

【００７２】ギヤケースカバー３１は円盤状に形成さ
れ、その中央には出力ディスク３３を支持する軸受け３
１ａが設けられている。ギヤケースカバー３１の周囲に
はフランジ３１ｂが設けられ、フランジ３１ｂにはボル
ト挿通用の多数の孔３１ｃが設けられている。即ち、ギ
ヤケースカバー３１は各フランジ３０ｂ，３１ｂを締結
するボルト３１ｄによってギヤケース３０に組付けられ
る。

【００７３】ギヤディスク３２は一端面を出力ディスク
３３の一端面に対向させており、この面には径方向に延
びる多数の凹部３２ａが周方向に等間隔で設けられてい
る。各凹部３２ａは、図１３に示すように平坦状の底面
と、所定角度で傾斜した両側の斜面とから形成されてい
る。また、ギヤディスク３２の他端面には傘歯車３２ｂ
が形成されるとともに、この面とギヤケース３０内の段
差との間にはスラストワッシャ３２ｃが介装されてい
る。

【００７４】出力ディスク３３は一端面をギヤディスク
３２の一端面に対向させており、この面には径方向に延
びる多数の凸部３３ａが周方向に等間隔で設けられてい
る。各凸部３３ａは、図１３に示すように平坦状の頂部
と、所定角度で傾斜した両側の斜面とから形成され、各
斜面は若干外側に膨出している。即ち、出力ディスク３
３の各凸部３３ａとギヤディスク３２の各凹部３２ａと
は互いに係合しており、それぞれ斜面同士を接触させて
いる。また、出力ディスク３３の他端には車輪側のドラ
イブシャフト９との連結部３３ｂが設けられ、連結部３
３ｂはギヤケースカバー３１の軸受け３１ａに挿入され
ている。更に、出力ディスク３３の他端面とギヤケース
カバー３１の内面との間にはスラストワッシャ３３ｃが
介装されている。

【００７５】サイドギヤ３４は一端をギヤケース３０の
軸受け３０ａに回動自在に支持され、その他端には傘歯
車３４ａが形成されている。また、サイドギヤ３４には
車輪側のドライブシャフト９との連結部３４ｂが設けら
れている。更に、サイドギヤ３４とギヤケース３０との
間にはワッシャ３４ｃが介装されている。

【００７６】各ピニオンギヤ３５は互いに直交する支軸
を有するピニオンシャフト３５ａに回動自在に支持さ
れ、それぞれギヤディスク３２及びサイドギヤ３４の傘
歯車３２ｂ，３４ａに噛み合わされている。ピニオンシ
ャフト３５ａはワッシャ３５ｂを介してギヤケース３０
の各溝３０ｄに固定され、ギヤケース３０と一体に回転
するようになっている。即ち、各ピニオンギヤ３５及び
ピニオンシャフト３５ａによって差動伝達機構が構成さ
れ、各ピニオンギヤ３５の自転によりギヤディスク３２
及びサイドギヤ３４が互いに反対方向に回転するように
なっている。

【００７７】以上のように構成された差動装置において
は、ギヤケース３０のフランジ３０ｂにエンジンからの
駆動力を伝達するリングギヤ（図示省略）が取付けら
れ、装置全体がギヤケース３０の軸心回りに回転するよ
うになっている。

【００７８】ここで、前記差動装置の動作を、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じていない場合と、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じた場合と、一方のドライブ
シャフト９のみが空転し易い状態に陥った場合について
それぞれ説明する。尚、差動制限効果の原理については
前記第１の実施例と同様なので説明を省略する。

【００７９】まず、車両が摩擦力の十分な路面を直進し
ているときなど、各ドライブシャフト９に回転差が生じ
ていない場合、駆動力によってギヤケース３０が回転す
るとギヤケース３０と一体にピニオンシャフト３５ａが
回転し、この回転力は各ピニオンギヤ３５を介してギヤ
ディスク３２及びサイドギヤ３４に伝達される。この場
合、各ドライブシャフト９には回転差が生じていないの
で、各ピニオンギヤ３５は自転しない。また、ギヤディ
スク３２に伝達された回転力は各凹部３２ａから出力デ
ィスク３３の各凸部３３ａに伝達される。

【００８０】次に、車両が摩擦力の十分な路面を旋回し
ているときなど、各駆動輪にトルクが均等に伝わってい
る状態で各ドライブシャフト９に回転差が生ずると、各
ピニオンギヤ３５が自転し、ギヤディスク３２及びサイ
ドギヤ３４の逆転により差動が達成される。

【００８１】また、一方の駆動輪が路面との摩擦力を失
ったときなど、各ドライブシャフト９間にトルクの変動
が生じた場合には、ギヤディスク３２と出力ディスク３
３では一方が他方に回転力を伝えようとするため、各凹
部３２ａと各凸部３３ａとの間に反力が生じ、これによ
りギヤディスク３２及び出力ディスク３３が各スラスト
ワッシャ３２ｃ，３３ｃに押し付けられ、これが摩擦抵
抗となって差動が制限される。この場合、各凹部３２ａ
及び各凸部３３ａの斜面が緩やかなほど、差動制限効果
は大きく作用する。

【００８２】

【実施例５】図１７乃至図２０は本発明の第５の実施例
を示すもので、図１７は差動装置の側面断面図、図１８
はそのＡ−Ａ線方向矢視断面図、図１９はそのＢ−Ｂ線
方向矢視断面図、図２０はその分解斜視図である。

【００８３】この差動装置は、入力側回転体をなすギヤ
ケース４０と、ギヤケース４０の一端を閉塞するギヤケ
ースカバー４１と、出力側回転体の第１回転体をなす一
対のギヤディスク４２と、出力側回転体の第２回転体を
なす一対の出力ディスク４３と、各ギヤディスク４２及
び各出力ディスク４３に軸方向の予圧を付与する一対の
スプリング４４と、ギヤケース４０の回転力を各ギヤデ
ィスク４２に伝達する計４つのピニオンギヤ４５とから
構成されている。

【００８４】ギヤケース４０は一端を開口した筒形をな
し、その中央には一方の出力ディスク４３を支持する軸
受け４０ａが設けられている。ギヤケース４０の周囲に
はフランジ４０ｂが設けられ、フランジ４０ｂにはボル
ト挿通用の多数の孔４０ｃが設けられている。また、ギ
ヤケース４０の内周面には軸方向に延びる多数の溝４０
ｄが設けられ、各溝４０ｄには各ピニオンギヤ４５が保
持される。

【００８５】ギヤケースカバー４１は円盤状に形成さ
れ、その中央には他方の出力ディスク４３を支持する軸
受け４１ａが設けられている。ギヤケースカバー４１の
周囲にはフランジ４１ｂが設けられ、フランジ４１ｂに
はボルト挿通用の多数の孔４１ｃが設けられている。即
ち、ギヤケースカバー４１は各フランジ４０ｂ，４１ｂ
を締結するボルト４１ｄによってギヤケース４０に組付
けられる。

【００８６】各ギヤディスク４２は一端面を各出力ディ
スク４３の一端面に対向させており、この面には径方向
に延びる多数の凹部４２ａが周方向に等間隔で設けられ
ている。各凹部４２ａは前記第４の実施例と同様、平坦
状の底面と、所定角度で傾斜した両側の斜面とから形成
されている。また、各ギヤディスク４２の他端面には傘
歯車４２ｂが形成されている。

【００８７】各出力ディスク４３は一端面を各ギヤディ
スク４２の一端面に対向させており、この面には径方向
に延びる多数の凸部４３ａが周方向に等間隔で設けられ
ている。各凸部４３ａは前記第４の実施例と同様、平坦
状の頂部と、所定角度で傾斜した両側の斜面とから形成
されている。即ち、各出力ディスク４３の各凸部４３ａ
と各ギヤディスク４２の各凹部４２ａとは互いに係合し
ており、それぞれ斜面同士を接触させている。また、各
出力ディスク４３の他端には車輪側のドライブシャフト
９との連結部４３ｂが設けられ、各出力ディスク４３の
連結部４３ｂはギヤケース４０及びギヤケースカバー４
１の軸受け４０ａ，４１ａにそれぞれ挿入されている。
更に、各出力ディスク４３の他端面とギヤケース４０及
びギヤケースカバー４１の内面との間にはスラストワッ
シャ４３ｃがそれぞれ介装されている。

【００８８】各スプリング４４は各ギヤディスク４２の
中央部分に巻回され、各ギヤディスク４２と各出力ディ
スク４３との間に圧縮状態で介装されている。

【００８９】各ピニオンギヤ４５は互いに直交する支軸
を有するピニオンシャフト４５ａに回動自在に支持さ
れ、それぞれ各ギヤディスク４２の傘歯車４２ｂに噛み
合わされている。ピニオンシャフト４５ａはワッシャ４
５ｂを介してギヤケース４０の各溝４０ｄに固定され、
ギヤケース４０と一体に回転するようになっている。即
ち、各ピニオンギヤ４５及びピニオンシャフト４５ａに
よって差動伝達機構が構成され、各ピニオンギヤ４５の
自転により各ギヤディスク４２が互いに反対方向に回転
するようになっている。また、ピニオンシャフト４５ａ
と各ギヤディスク４２との間にはそれぞれスラストワッ
シャ４５ｃが介装されている。

【００９０】以上のように構成された差動装置において
は、ギヤケース４０のフランジ４０ｂにエンジンからの
駆動力を伝達するリングギヤ（図示省略）が取付けら
れ、装置全体がギヤケース４０の軸心回りに回転するよ
うになっている。

【００９１】ここで、前記差動装置の動作を、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じていない場合と、各ドライ
ブシャフト９に回転差が生じた場合と、一方のドライブ
シャフト９のみが空転し易い状態に陥った場合について
それぞれ説明する。尚、差動制限効果の原理については
第１の実施例と同様なので説明を省略する。

【００９２】まず、車両が摩擦力の十分な路面を直進し
ているときなど、各ドライブシャフト９に回転差が生じ
ていない場合には、駆動力によってギヤケース４０が回
転するとギヤケース４０と一体にピニオンシャフト４５
ａが回転し、この回転力は各ピニオンギヤ４５を介して
各ギヤディスク４２に伝達される。この場合、各ドライ
ブシャフト９には回転差が生じていないので、各ピニオ
ンギヤ４５は自転しない。また、各ギヤディスク４２に
伝達された回転力は各凹部４２ａから各出力ディスク４
３の各凸部４３ａに伝達される。

【００９３】次に、車両が摩擦力の十分な路面を旋回し
ているときなど、各駆動輪にトルクが均等に伝わってい
る状態で各ドライブシャフト９に回転差が生ずると、各
ピニオンギヤ４５が自転し、各ギヤディスク４２の逆転
により差動が達成される。

【００９４】また、一方の駆動輪が路面との摩擦力を失
ったときなど、各ドライブシャフト９間にトルクの変動
が生じた場合には、各ギヤディスク４２では一方が他方
に回転力を伝えようとするため、各凹部４２ａと各凸部
４３ａとの間に反力が生じ、各ギヤディスク４２が各ス
ラストワッシャ４５ｃに、各出力ディスク４３が各スラ
ストワッシャ４３ｃにそれぞれ押し付けられ、これが摩
擦抵抗となって差動が制限される。この場合、各ギヤデ
ィスク４２及び各出力ディスク４３には各スプリング４
４によって各スラストワッシャ４５ｃ，４３ｃを押圧す
る方向に所定の強さの予圧が付与され、差動制限効果が
増大するようになっている。

【００９５】

【００９６】

【００９７】

【００９８】

【００９９】

【０１００】

【０１０１】

【０１０２】

【０１０３】

【０１０４】

【０１０５】

【０１０６】

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の差動装
置によれば、従来の差動伝達機構のみの差動装置に簡単
な構造を追加するだけで差動制限機能を付加することが
でき、小型で安価な差動装置を実現することができる。
また、トルク感応型の極めて安定した差動制限効果を得
ることができるので、実用性に優れているという利点も
ある。

【０１０８】また、請求項２及び３の差動装置によれ
ば、請求項１の効果に加え、効き具合の異なる差動制限
効果を用途に応じて選択的に得ることができるので、汎
用性に優れているという利点がある。

【０１０９】

【０１１０】また、請求項４の差動装置によれば、請求
項１、２または３の効果に加えて、差動制限効果を増大
させることができるので、実用性をより高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す差動装置の側面断
面図

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図３】差動装置の分解斜視図

【図４】ボールから溝に加わる力の作用説明図

【図５】ボールから溝に加わる力の作用説明図

【図６】本発明の第２の実施例を示す差動装置の側面断
面図

【図７】図６のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図８】差動装置の分解斜視図

【図９】本発明の第３の実施例を示す差動装置の側面断
面図

【図１０】図９のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図１１】差動装置の分解斜視図

【図１２】本発明の第４の実施例を示す差動装置の側面
断面図

【図１３】差動装置の部分拡大断面図

【図１４】図１２のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図１５】図１２のＢ−Ｂ線矢視方向断面図

【図１６】差動装置の分解斜視図

【図１７】本発明の第５の実施例を示す差動装置の側面
断面図

【図１８】図１７のＡ−Ａ線矢視方向断面図

【図１９】図１７のＢ−Ｂ線矢視方向断面図

【図２０】差動装置の分解斜視図

【符号の説明】

１…ギヤケース、３…ギヤディスク、３ａ…溝、４…出
力ディスク、４ａ…溝、５…サイドギヤ、６…ボールホ
ルダ、６ａ，６ｂ…孔、７…ボール、８…ピニオンギ
ヤ、１０…ギヤケース、１２…ギヤディスク、１２ａ，
１２ｂ…溝、１３…出力ディスク、１４…ボール、１５
…多板クラッチ、１７…ピニオンギヤ、２０…ギヤケー
ス、２２…ギヤディスク、２２ａ…溝、２３…出力ディ
スク、２３ａ…溝、２４…サイドギヤ、２５…ローラホ
ルダ、２６…ローラ、２７…スプリング、２８…ピニオ
ンギヤ、３０…ギヤケース、３２…ギヤディスク、３２
ａ…凹部、３３…出力ディスク、３３ａ…凸部、３４…
サイドギヤ、３５…ピニオンギヤ、４０…ギヤケース、
４２…ギヤディスク、４２ａ…凹部、４３…出力ディス
ク、４３ａ…凸部、４４…スプリング、４５…ピニオン
ギヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 48/20 - 48/22 F16D 43/00 - 43/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部から入力された駆動力によって軸心
   回りに回転する入力側回転体と、入力側回転体の回転軸
   上に配置された一対の出力側回転体と、各出力側回転体
   の回転差を許容しながら入力側回転体の回転力を各出力
   側回転体に伝達する差動伝達機構とを備えた差動装置に
   おいて、 前記出力側回転体の少なくとも一方を、互いに軸方向に
   対向する第１及び第２回転体と、第１及び第２回転体の
   間に介在する多数の転動体とから構成し、 第１及び第２回転体の対向面には各転動体に係合する多
   数の溝を各転動体に回転力の作用する方向に対して所定
   の傾斜角で接するように設けたことを特徴とする差動装
   置。
2. 【請求項２】 前記各転動体を保持する多数の孔を前記
   第１及び第２回転体の一方または第１及び第２回転体の
   間に介在させた他の部材に入力側回転体の回転軸から距
   離の異なる位置にそれぞれ同数ずつ設け、 各転動体を任意の位置の孔に保持させたことを特徴とす
   る請求項１記載の差動装置。
3. 【請求項３】 前記各転動体に対する傾斜角の異なった
   複数の溝を互い違いにそれぞれ同数ずつ設け、 各転動体を任意の傾斜角の溝に係合させたことを特徴と
   する請求項１記載の差動装置。
4. 【請求項４】 前記第１及び第２回転体に軸方向の予圧
   を付与する付勢手段を備えたことを特徴とする請求項
   １、２または３記載の差動装置。