JP3101148B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両などに用いられる
デファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両のデファレンシャル装置に
あっては、片輪スリップ時に、スリップを起こしていな
いタイヤに充分な回転力を与えるための種々の対処がな
されており、そのひとつに、例えば特開平５−２８０５
９６号公報に開示されたものがある。

【０００３】このデファレンシャル装置１００は、図４
及び図５に示すように、図外のエンジンの駆動力により
回転するケース５０内にスラストブロック１０３を挾ん
で第１及び第２のドライブシャフト１０１，１０２がケ
ース５０の回転中心と同心上に配置されると共に、この
第１及び第２のドライブシャフト１０１，１０２のそれ
ぞれに共に回転するように第１及び第２のサイドギヤ７
１，７２が対向配置されており、かつケース５０に設け
た収容孔６１，６２内にケース５０の回転力を第１及び
第２のサイドギヤ７１，７２に伝達する伝達ギヤとして
の第１及び第２のピニオンギヤ８１，８２が収容されて
大略構成されている。

【０００４】ケース５０は、ケース本体５１とカバー５
２とからなり、ケース５０内の収容室５０ａには、ケー
ス５０の回転軸と同心の第１のドライブシャフト１０１
と第２のドライブシャフト１０２とが回転可能に挿入さ
れている。

【０００５】このため、ケース本体５１には第１のドラ
イブシャフト１０１が挿通する第１の軸孔５１ａが、ま
たカバー５２には第２のドライブシャフト１０２が挿通
する第２の軸孔５２ａがそれぞれ形成されている。

【０００６】そして、ケース５０内に挿入された第１の
ドライブシャフト１０１と第２のドライブシャフト１０
２の外周部には、第１のサイドギヤ７１と第２のサイド
ギヤ７２がそれぞれスプライン係合されている。

【０００７】第１のサイドギヤ７１はその端部が大孔径
部７１ａに形成されており、かつ第２のサイドギヤ７２
はその端部が小径部７２ａに形成されており、第１及び
第２のサイドギヤ７１，７２は小径部７２ａを大孔径部
７１ａに嵌入させて第１及び第２のドライブシャフト１
０１，１０２の軸方向に直列に配置されている。このと
き第２のサイドギヤ７２の小径部７２ａにはスラストワ
ッシャ５３が嵌入しており、このスラストワッシャ５３
により第１，第２のサイドギヤ７１，７２間、及び各サ
イドギヤ７１，７２とケース５０との間のクリアランス
を調整している。

【０００８】スラストブロック１０３は、図６に示すよ
うに第２のサイドギヤ７２の内径と略同等の外径を有す
る柱状体からなり、第２のサイドギヤ７２の小径部７２
ａ側の端部内に嵌入されて、第１，第２のドライブシャ
フト１０１，１０２間に配置されている。このスラスト
ブロック１０３により第１，第２のドライブシャフト１
０１，１０２はその相互漸近方向の移動が規制されてい
る。

【０００９】また、ケース本体５１及びカバー５２に
は、第１の軸孔５１ａ及び第２の軸孔５２ａの外周に沿
って、一対の収容孔６１，６２がそれぞれ４箇所でカバ
ー５２に連通して形成されている。この収容孔６１，６
２のうちカバー５２に設けられた収容孔６１ａ，６２ａ
は全周に内周面が形成され、ケース本体５１に設けられ
た収容孔６１ｂ，６２ｂは収容室５０ａ側に開放されて
いる。

【００１０】この一対の収容孔６１，６２の一方には、
第１のピニオンギヤ８１が収容され、他方には、第２の
ピニオンギヤ８２が収容されている。この両ピニオンギ
ヤ８１，８２はカバー５２側の収容孔６１ａ，６２ａの
連通部位で相互に噛合っており、かつ第１のピニオンギ
ヤ８１がケース本体５１側の収容孔６１ｂで第１のサイ
ドギヤ７１に噛合っており、第２のピニオンギヤ８２が
ケース本体５１側の収容孔６２ｂで第２のサイドギヤ７
２に噛合っている。

【００１１】このように構成されたデファレンシャル装
置１００はそのケース５０が、図示しないベアリングに
よって車体側に保持されている。ケース本体５１のフラ
ンジ部５１ｂには、図示しないギヤが取り付けられ、こ
のギヤには、エンジンの回転力が動力伝達装置を経て入
力される。また、第１，第２のドライブシャフト１０
１，１０２は、それぞれ図示しない車両の左右の車輪に
連動連結されている。

【００１２】なお、図４中、符号５５はカバー５２をケ
ース本体５１へ固着するためのボルトである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この従来のデファレン
シャル装置１００は、ドライブ時に第１及び第２のサイ
ドギヤ７１，７２に相互に漸近する方向ａ及びｂの負荷
が作用したときに、両サイドギヤ７１，７２の同方向の
移動が両サイドギヤ７１，７２の対向側面間に位置する
スラストワッシャ５３を押圧することによって抑制され
る。

【００１４】このため、従来のデファレンシャル装置１
００は、ドライブ時の両サイドギヤ７１，７２間の摩擦
力を増大させることができず、この結果トランスファレ
シオがドライブ時とコースティング時とで略同一となっ
て、前記トランスファレシオを容易に変更することも難
しく設計自由度の狭いものとなっていた。

【００１５】また、従来のデファレンシャル装置１００
は、第１及び第２のドライブシャフト１０１，１０２の
スラスト方向の移動をスラストブロック１０３で規制し
ているが、スラストブロック１０３は位置決めされない
状態で第２のサイドギヤ７２に嵌入されているので、両
ドライブシャフト１０１，１０２のスラストガタを抑制
することが難しいという課題を有している。

【００１６】さらに、従来のデファレンシャル装置１０
０は、スラストワッシャ５３を用いていることにより、
部品点数が増加しており、その分作業能率を低下させる
という課題をも有している。

【００１７】本発明は、前記した事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は組立作業能率の向上，ドライブ
時の駆動力の向上、及び設計自由度の拡大を可能とし、
かつドライブシャフトの安定した取付状態の得られるデ
ファレンシャル装置を提供するにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ため請求項１記載の発明は、エンジンの駆動力により回
転するケース内に、スラストブロックを挾んで第１及び
第２のドライブシャフトが前記ケースの回転中心と同心
上に配置されると共に、前記第１及び第２のドライブシ
ャフトのそれぞれに共に回転するように第１及び第２の
サイドギヤが対向配置されており、かつ前記ケースに設
けた収容孔内に前記ケースの回転力を前記第１及び第２
のサイドギヤに伝達する伝達ギヤが前記ドライブシャフ
トと平行に収容されているデファレンシャル装置におい
て、前記第１及び第２のサイドギヤの各対向側面の内周
部に軸心に向かって傾斜するギヤ側傾斜周面が形成され
ており、かつ前記スラストブロックの前記第１及び第２
のドライブシャフトにそれぞれ対向する両側外周部に前
記ギヤ側傾斜周面に当接するブロック側傾斜周面が形成
されていることを特徴としている。

【００１９】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のデファレンシャル装置であって、前記スラストブロ
ックの両側部が大径部を共有する相互に逆向きの円錐台
形状に形成されていることを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１記載の発明は、前記した構成になって
いるので、ドライブ時に第１及び第２のサイドギヤに相
互に漸近する方向の負荷が作用したときに、ギヤ側傾斜
周面とブロック側傾斜周面との当接により、前記両サイ
ドギヤの同方向の移動が規制されると共に、前記負荷に
よる前記ブロック側傾斜周面に対する前記ギヤ側傾斜周
面の押付け力により、前記第１及び第２のサイドギヤと
スラストブロックとの間の摩擦力が増大し、結果として
両サイドギヤ間の摩擦力が増大する。

【００２１】また、請求項１記載の発明は、ブロック側
傾斜周面及びギヤ側傾斜周面の傾斜角度の増減により、
前記した摩擦力の大きさを制御することができる。

【００２２】さらに、請求項１記載の発明は、ブロック
側傾斜周面をギヤ側傾斜周面に当接させることによっ
て、スラストブロックを第１及び第２のサイドギヤ間に
容易に位置決めできる。

【００２３】請求項２記載の発明は、円錐台形状の周面
がブロック側傾斜周面を構成しており、この円錐台形状
の周面にギヤ側傾斜周面が当接することにより、第１及
び第２のサイドギヤの移動を規制し、前記両サイドギヤ
とスラストブロックとの間の摩擦力を増大し、かつスラ
ストブロックの位置決めを行なうことができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を図示した実施例に基づいて具
体的に説明する。

【００２５】図１は一実施例としてのデファレンシャル
装置１を示す。

【００２６】このデファレンシャル装置１はスラストブ
ロック２の形状、及び第１及び第２のサイドギヤ３，４
とスラストブロックとの組付構造が相違し、他の構成は
前述した従来のデファレンシャル装置１００と同様にな
っている。このとき第１及び第２のサイドギヤ３，４は
それぞれ従来のデファレンシャル装置１００の第１及び
第２のサイドギヤ７１，７２に対応して設けられてお
り、他の同一構成要素は同一符号を付して説明する。

【００２７】すなわち、デファレンシャル装置１は、図
外のエンジンの駆動力により回転するケース５０内にス
ラストブロック２を挾んで第１及び第２のドライブシャ
フト１０１，１０２がケース５０の回転中心Ｃと同心上
に配置されると共に、この第１及び第２のドライブシャ
フト１０１，１０２のそれぞれに共に回転するように第
１及び第２のサイドギヤ３，４が対向配置されており、
かつケース５０に設けた収容孔６１，６２内にケース５
０の回転力を第１及び第２のサイドギヤ３，４に伝達す
る伝達ギヤとしての第１及び第２のピニオンギヤ８１，
８２が収容されて構成されている。

【００２８】そして、デファレンシャル装置１は、従来
のデファレンシャル装置１００と同様に両ピニオンギヤ
８１，８２が収容孔６１ａ，６２ａの連通部位で相互に
噛合っており、かつ第１のピニオンギヤ８１が収容孔６
１ｂで第１のサイドギヤ３に噛合っており、第２のピニ
オンギヤ８２が収容孔６２ｂで第２のサイドギヤ４に噛
合っている。

【００２９】また、第１及び第２のサイドギヤ３，４の
各対向側の内周部には、軸心に向かって傾斜するギヤ側
傾斜周面３ａ，４ａが形成されており、かつスラストブ
ロック２の両側外周部にはギヤ側傾斜周面３ａ及び４ａ
にそれぞれ当接するブロック側傾斜周面２１及び２２が
形成されており、これら両サイドギヤ３，４とスラスト
ブロック２とはギヤ側傾斜周面３ａ及び４ａをそれぞれ
ブロック側傾斜周面２１及び２２に当接させて組付けら
れている。

【００３０】このときスラストブロック２は具体的には
図２に示すように、その両側部が大径部を共有する相互
に逆向きの略同一の円錐台形状に形成されており、この
円錐台形状の周面がブロック側傾斜周面２１，２２を構
成している。

【００３１】このように組付けられたデファレンシャル
装置１はドライブ時には、第１のサイドギヤ３と第２の
サイドギヤ４は相対運動をしないので、第１のピニオン
ギヤ８１と第２のピニオンギヤ８２も相対運動をしな
い。すなわち、エンジンの駆動により、動力伝達装置を
介してケース５０が回転し、第２のピニオンギヤ８２
は、ケース５０の収容孔６２からケース５０の回転方向
の力を受けて第２のサイドギヤ４に力を伝達し、第１の
ピニオンギヤ８１は、ケース５０の収容孔６１からケー
ス５０の回転方向の力を受けて第１のサイドギヤ３に力
を伝達する。これにより、第１，第２のドライブシャフ
ト１０１，１０２が回転する。

【００３２】このデファレンシャル装置１は、ドライブ
時に第１及び第２のサイドギヤ３，４に相互に漸近する
方向ａ，ｂの負荷が作用するが、このときにギヤ側傾斜
周面３ａ及び４ａがそれぞれブロック側傾斜周面２１及
び２２に当接して、両サイドギヤ３，４の同方向の移動
が規制されると共に、前記負荷によるブロック側傾斜周
面２１，２２に対するギヤ側傾斜周面３ａ，４ａの押付
け力により第１及び第２のサイドギヤ３，４とスラスト
ブロック２との間の摩擦力が増大し、結果として両サイ
ドギヤ３，４間の摩擦力が増大するようになっている。

【００３３】このようにデファレンシャル装置１は、両
サイドギヤ３，４の漸近方向ａ，ｂの移動をブロック側
傾斜周面２１，２２で受けるようにしたので、従来のス
ラストワッシャが不要となって部品点数の低減化を図る
ことができ、ひいては組立作業能率の向上を図ることが
できると共に、前記したサイドギヤ３，４間の摩擦の増
大によりコースティング時に比べドライブ時のトランス
ファレシオが向上し、この結果ドライブ時の駆動力を向
上させることができる。

【００３４】また、デファレンシャル装置１は、ブロッ
ク側傾斜周面２１，２２の傾斜角度の増減により、前記
した摩擦力の大きさを制御することができるので、トラ
ンスファレシオの変更が容易となって設計自由度の拡大
を図ることができる。

【００３５】すなわち、図３に示すように、スラストブ
ロック２の接触面の力学的半径Ｒｍ［ｍｍ］，軸方向の
押付け力Ｐ［Ｎ］，円錐台の半頂角α［°］，接触面の
垂直力Ｐｈ［Ｎ］、及び摩擦係数μとしたときの第１，
第２のドライブシャフト１０１，１０２間の伝達トルク
Ｔ［Ｎ］は下記（１）式で導かれる。

【００３６】 Ｔ＝μＲｍＰｈ ＝μＲｍ（Ｐ／（sin α＋μcos α））＝μ′ＲｍＰ …（１） ここで、軸方向の押付け力Ｐ［Ｎ］は下記（２）式で導
かれ、 Ｐ＝Ｐｈsin α＋Ｐｈμcos α ＝Ｐｈ（sin α＋μcos α） …（２） （２）式より、接触面の垂直力Ｐｈ［Ｎ］は Ｐｈ＝Ｐ／（sin α＋μcos α） …（３） となり、かつ見掛上の摩擦係数μ′は下記（４）式で導
かれる。 μ′＝μ／（sin α＋μcos α） …（４） 前記（１）式はこれら（２）乃至（４）式らか導出され
る。

【００３７】そして前記（１）式より導出されるトラン
スファレシオ（前進）はα＝１５°，２０°，３０°の
ときそれぞれ、３．３，３．１，２．７となり、容易に
トランスファレシオを変更することができる。

【００３８】さらに、デファレンシャル装置１は、ブロ
ック側傾斜周面２１，２２をギヤ側傾斜周面３ａ，４ａ
に当接させることによって、スラストブロック２を第
１，第２のサイドギヤ３，４間に容易に位置決めできる
ので、両ドライブシャフト１０１，１０２のスラスト方
向のガタつきを有効に阻止して両ドライブシャフト１０
１，１０２の安定した取付状態を得ることができる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１記
載の発明によれば、第１及び第２のサイドギヤの各対向
側面の内周部にギヤ側傾斜周面を形成し、かつスラスト
ブロックの両側外周部に前記ギヤ側傾斜周面に当接する
ブロック側傾斜周面を形成して、ドライブ時に第１及び
第２のサイドギヤに相互に漸近する方向の負荷が作用し
たときに、ギヤ側傾斜周面とブロック側傾斜周面との当
接により、前記両サイドギヤの同方向の移動を規制する
ように構成したので、従来のスラストワッシャの不要に
よる部品点数の低減により組立作業能率の向上を図るこ
とができる。

【００４０】また、請求項１記載の発明によれば、前記
した負荷により前記ブロック側傾斜周面に対する前記ギ
ヤ側傾斜周面の押付け力により、第１及び第２のサイド
ギヤとスラストブロックとの間の摩擦力が増大し、結果
として前記両サイドギヤ間の摩擦力が増大するので、コ
ースティング時に比べドライブ時のトランスファレシオ
が向上し、この結果ドライブ時の駆動力を向上させるこ
とができる。

【００４１】さらに、請求項１記載の発明によれば、ブ
ロック側傾斜周面及びギヤ側傾斜周面の傾斜角度の増減
により、前記した摩擦力の大きさを制御することができ
るので、トランスファレシオの変更が容易となって、設
計自由度の拡大を図ることができる。

【００４２】その上、請求項１記載の発明によれば、ブ
ロック側傾斜周面をギヤ側傾斜周面に当接させることに
よって、スラストブロックを第１及び第２のサイドギヤ
間に容易に位置決めできるので、ドライブシャフトのス
ラスト方向のガタつきを有効に阻止してドライブシャフ
トの安定した取付状態を得ることができる。

【００４３】また、請求項２記載の発明によれば、円錐
台形状の周面がブロック側傾斜周面を構成しており、こ
の円錐台形状の周面にギヤ側傾斜周面が当接することに
より、前記した請求項１記載の発明の効果を適確に奏す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例としてのデファレンシャル装置の図４
のＶ−Ｖ線に対応する断面図であり、両ドライブシャフ
トについてはケース外部両側の鎖線部分のみ示されケー
ス内部は図示を省略されてある。

【図２】図１のデファレンシャル装置に用いられるスラ
ストブロックの斜視図である。

【図３】図２のスラストブロックの設計説明図である。

【図４】従来のデファレンシャル装置の正面図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、両ドライ
ブシャフトについてはケース外部両側の鎖線部分のみ示
されケース内部は図示を省略されてある。

【図６】従来のスラストブロックの斜視図である。

【符号の説明】

１ デファレンシャル装置 ２ スラストブロック ３ 第１のサイドギヤ ４ 第２のサイドギヤ ３ａ，４ａ ギヤ側傾斜周面 ２１，２２ ブロック側傾斜周面 ５０ ケース ６１，６２ 収容孔 ８１ 第１のピニオンギヤ（伝達ギヤ） ８２ 第２のピニオンギヤ（伝達ギヤ） １０１ 第１のドライブシャフト １０２ 第２のドライブシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−37455（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−280596（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 1/45

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力により回転するケース
   内に、スラストブロックを挾んで第１及び第２のドライ
   ブシャフトが前記ケースの回転中心と同心上に配置され
   ると共に、前記第１及び第２のドライブシャフトのそれ
   ぞれに共に回転するように第１及び第２のサイドギヤが
   対向配置されており、かつ前記ケースに設けた収容孔内
   に前記ケースの回転力を前記第１及び第２のサイドギヤ
   に伝達する伝達ギヤが前記ドライブシャフトと平行に収
   容されているデファレンシャル装置において、 前記第１及び第２のサイドギヤの各対向側面の内周部に
   軸心に向かって傾斜するギヤ側傾斜周面が形成されてお
   り、かつ前記スラストブロックの前記第１及び第２のド
   ライブシャフトにそれぞれ対向する両側外周部に前記ギ
   ヤ側傾斜周面に当接するブロック側傾斜周面が形成され
   ていることを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のデファレンシャル装置で
   あって、 前記スラストブロックの両側部が大径部を共有する相互
   に逆向きの円錐台形状に形成されていることを特徴とす
   るデファレンシャル装置。