JP3306754B2

JP3306754B2 - 差動機構

Info

Publication number: JP3306754B2
Application number: JP50256695A
Authority: JP
Inventors: ヤング，アラステアー，ジョン; スプーナー，ジョン; チッペンデイル，ジョン，フィリップ
Original assignee: オートモーティヴ・プロダクツ・パブリック・リミテッド・カンパニー
Priority date: 1993-06-22
Filing date: 1994-06-20
Publication date: 2002-07-24
Anticipated expiration: 2017-07-24
Also published as: BR9405425A; CN1111067A; KR100361873B1; DE69410404D1; EP0655113A1; RU2120072C1; GB2284455B; EP0655113B1; GB9312856D0; US5557986A; DE69410404T2; UA27074C2; RU95107692A; GB2284455A; CN1043167C; WO1995000777A1; GB9501989D0; KR950703128A; TW254898B; JPH08500659A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は差動機構に関し、特に自動車に使用するため
のものではあるが、これに限定される訳ではない。

車両に一般的に用いられている差動機構は、太陽−遊
星歯車形式のものであるが、その周知の欠点は、車輪の
一つが泥や氷のようなスリップしやすい路面上にあり、
別の車輪が駆動をもたらしうる堅固な路面上にある場合
に、最初の方の車輪が差動機構に伝達される利用可能な
動力の全てを受けて、スピンするだけになってしまうと
いうことである。

この問題を克服するために、片方の車輪が他方に対し
て相対的にスピンすることのできる範囲を限定する、リ
ミテッドスリップ差動機構が提案されているが、こうし
た差動機構はより複雑であり、従って生産するのに非常
にコストがかかる。

本出願人の欧州特許出願EP−Ａ−0326289において
は、相互に傾斜した表面の対からなる起伏のある形状の
単一の円錐台形のカム表面を各々に有する、軸の周囲で
回転可能な二つの出力カム部材であって、これらのカム
部材の一つが有する傾斜表面対の数が他方のカム部材と
は異なるものと、出力カム部材のカム表面に係合する端
面を有する複数のカム従動子とからなる代替的な差動機
構が提案されており、この構成では、出力カム部材相互
の逆方向への回転がカム従動子の軸方向への摺動を生ず
るようになっており、また従動子を摺動可能に支持する
入力部材が設けられて、従動子を出力カム部材に対して
周方向へと動かすようになっている。

上記の差動機構に伴う一つの問題は、二つのカム部材
上の傾斜表面の数が異なることから、一方へとコーナリ
ングを行う場合に他方へとコーナリングを行う場合に比
して差動機構のトルク比が異なってしまうことである。

本発明によれば、相互に傾斜した表面の対からなる起
伏のある波形の単一の環状のカム表面を各々に有する、
軸の周囲で回転可能な二つの出力カム部材であって、傾
斜表面の対の数が同じであるものと、出力カム部材のカ
ム表面に係合する端面を有する複数のカム従動子とから
なり、出力カム部材相互の逆方向への回転がカム従動子
の軸方向への摺動を生ずるように構成され、また従動子
を摺動可能に支持する入力部材が設けられて、従動子を
出力カム部材に対して周方向へと動かすようになってい
るものにおいて、カム部材が同じ数の傾斜表面対を有
し、少なくとも二つの異なる形式のカム従動子が設けら
れ、カム従動子の数が傾斜表面対の数の倍数であり、こ
の倍数が１よりも大きい整数であることを特徴とする差
動機構が提供される。

好ましくは整数は２であり、カム従動子の数は４の倍
数であり、４つのカム従動子又は各々のカム従動子のグ
ループはカム従動子の二つの異なる対からなり、各々の
対をなす二つの従動子は相互に隣接している。

二つよりも多い異なる形式のカム従動子がある場合に
は、同じ形式の従動子がそれぞれのカム表面の異なる相
対位置に接触するように、各々の対の従動子は他の形式
の従動子を間に介在させることができる。これは、従動
子の各対の部材の間に偶数個の他の従動子を配置するこ
とによって達成される。例えば三つ又は五つの形式の従
動子については、これらを対にではなしに、順次にアセ
ンブルすることができる。この場合、従動子の数の合計
は、異なる形状の従動子の数の二倍の倍数になる。

好ましくは、異なる形状の従動子が二つある場合、表
面対の各々を構成する相互に傾斜した表面は対称的に配
置され、カム従動子のある一対をなすカム従動子は、カ
ム従動子を平面で見て、カム従動子の他の対と鏡像をな
す。

或いはまた、表面対の各々を構成する相互に傾斜した
表面は非対称に配置され、カム従動子のある一対をなす
カム従動子は平面で見て、カム従動子の他の対を反転し
たものとなる。

好ましくは、カム従動子は実質的に連続した環状列を
形成し、隣接するカム従動子は密に近接される。

好ましくは、カム従動子は相互に接触せず、間には差
動クリアランスが存在する。

さて本発明による差動機構について、添付図面を参照
して例示的に説明する。添付図面において、図１は本発明による差動機構の、出力カム部材に沿っ
て取った断面図であり、図２は図１の差動機構を部分的に破断して示す端面図
であり、図3a−ｄは対称的なカム表面を、それらの間にありカ
ム表面に沿って異なる相対変位位置にあるカム従動子と
共に示す展開図であり、図４は従動子の概略的な端面図であり、図５は図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、図６は図１の差動機構の展開斜視図であり、図７は非対称なカム表面を、それらの間で図示の位置
にあるカム従動子と共に示す展開図であり、図８は図７の部分拡大図であり、図9a−ｄはグループ当たり３対のカム従動子を有する
対称的なカム表面の展開図であり、図10は図１の差動機構のポンプスクープの端壁を示す
図であり、図11及び12は図１の差動機構に使用可能なオイルポン
プ構成の詳細を示し、図13及び14は図１の差動機構に使用可能な差動ロック
構成の詳細を示し、図15は図13及び図14のロック構成に関連して使用可能
な差動ロックアクチュエータの詳細を示し、図16は代替的な差動ロック構成を示し、及び図17及び18は、特に４輪駆動車のインターアクスル差
動機構に適した、本発明による差動機構の代替形態の詳
細を示す。

図１から３において、差動機構10は部分的に油が封入
された周囲のケーシング（図示せず）に、軸受け（やは
り図示せず）によって設けられている。この差動機構10
は、外側表面上にギア12を有するハウジング11からな
り、このギアは既知のようにして、ピニオン（図示せ
ず）から駆動力を受け取る。ギア12は端壁13、14に対し
て駆動力を伝達可能なように結合されており、これらの
端壁はハウジング11と一体に形成されてもよく、或いは
別体に形成されて、ハウジング11へのネジ込み後にその
位置で係止することや、ピーニング、溶接、周方向に間
隔を置いたボルトなど、何らかの適当な手段によってハ
ウジング11に保持させることもできる。ここに開示され
た構造においては、ハウジング11の領域11aが端壁13及
び14の切除部分13a及び14aへと変形されており、ハウジ
ング11と端壁とを一緒にロックするようになっている。

二つの出力カム部材16、17は、その中心にスプライン
15を有し、端壁13、14のボア18を通って延びる出力シャ
フト（図示せず）を駆動する。ボア18の各々は、その内
側表面上に螺旋状の給油溝19を有し、使用時に差動機構
に潤滑剤を給送し又は受け取るようになっている。差動
機構に給油し潤滑を行う他の手段については後述する。

出力カム部材16、17は、軸受け（図示せず）内で端壁
13及び14の内部において、軸Ｘの周りで回転可能なよう
に支持することができる。代替的には、図示の如くその
ような軸受けを使用しなくとも済むが、これは、そうし
た設計でも部材16、17に対して相当の半径方向のミスア
ライメント力を及ぼすことがないからである。出力カム
部材16、17の各々は、起伏のあるカム表面22、23をそれ
ぞれ表面に有し、これらは起伏のある円錐台形表面から
なる。カム表面22は、数対の相互に傾斜した螺旋表面2
4、25から構成される、図３に詳細を示す環状のジクザ
ク表面からなる。カム表面23もまた、図３から明らかな
ように、表面22で用いられたのと同じ数の対の相互に傾
斜した螺旋表面26、27を有する環状のジグザグ表面から
なる。

図１に示されているように、起伏のあるカム表面22及
び23は軸Ｘ−Ｘに対して角度Ｐで傾斜しており、これに
よって、各々のカム表面は相手方に向かって半径方向内
方へと収束する。

カム従動子28が、カム表面22、23の間に配置されてい
る。各々のカム従動子は支柱状の細長い形状を有し、相
互に傾斜した二組の端面29、30、32及び32からなり、こ
れらは側面34、35で終端している（図３参照）。端面2
9、30の間の傾斜角度Ｑ（図3c参照）は、相互に傾斜し
た表面24、25の間の傾斜角度に対応している。端面32、
33の間の傾斜角度は、相互に傾斜した表面26、27の間の
傾斜角度に対応しており、また角度Ｑに等しい。図１か
ら明らかなように、端面29、30、32及び33はまた角度Ｐ
で傾斜している。端の方から見ると、各々のカム従動子
は弧状であり、これによって従動子を全体として図２に
見られるように環状列でアセンブルすることが可能とな
る。各々のカム従動子は実質的に360/nf度の弧状範囲を
有し、ここでnfはカム従動子の数である。好ましくは、
この弧状範囲をより小さくして、従動子の間にクリアラ
ンス間隙28'（図４参照）を残し、かくして隣接する従
動子間の当接による駆動を防止することができる。

各々のカム従動子は、相互に傾斜した側面37、38を有
する細長い駆動ドッグ36を含む（図４）。この駆動ドッ
グ36は、入力ハウジング11上に形成された円筒形の駆動
入力要素40の内周に形成された、相補形状の溝39の中
に、僅かなクリアランス36aでもって配置されている。
このクリアランス36aはちょうど、各々のカム従動子28
の弧状の外側周縁（28aで示す）が、駆動入力要素40の
内側周面（40a）に当接することを確実にするのに十分
なものである。溝39は、少なくとも従動子28の軸方向端
部に隣接して、そして好ましくは図示のように実質的に
それらの全長にわたって、従動子28に対する支持をもた
らす。

図２及び４から明らかなように、カム従動子28のアセ
ンブリは好ましくは、隣接する従動子の側面34、35を、
それらが相互に係合するか或いは密に隣接して置かれる
ようにして配置する。このようにして、カム従動子が利
用可能な周方向空間の最大限の利用が図られ、従動子は
全体として、図２に見られるように、実質的に連続した
コンパクトな環状列を形成する。

図３において最も良く看取されるように、カム表面2
2、23は同一であり、対称的な傾斜表面の対24、25及び2
6、27をそれぞれに有し、これらは両方とも相互に角度
Ｑで傾斜している。駆動表面24、26は周方向に長さL1を
有し、これはオーバーラン表面25、27の周方向長さL2に
等しい。出力カム部材16及び17は、それらの等しく傾斜
した表面24、25及び26、27と共に、順方向又は逆方向駆
動方向の両者において、何れの方向にコーナリングする
についても、等しいバイアス又はトルク比をもたらす。

カム従動子28が、起伏のあるカム表面22、23上の向か
い合っている山と谷の間のギャップを通って、駆動力を
もたらすことなしに往復動することができないようにす
るためには、異なるカム従動子を提供することが必要で
ある。

これらの異なる形式のカム従動子は、従動子の数が単
一波長の倍数となるように配置される。例えばこの場合
には、波長当たり二つのカム従動子がある（一波長は相
互に傾斜した表面24、25及び26、27の各対による差し渡
し距離である）。

好ましくは、カム従動子28は４つの従動子28A、28B、
28C、28Dのグループで設けられる。これらの従動子28は
基準線、この場合には各々の従動子の中央線からずれた
頂点を有する。

従動子28A及び28Dは同一であり、また従動子28B及び2
8Cも同一であり、従動子28Bは隣接する従動子28Aの鏡像
であり（平面図においてのみ）、従動子28Cは隣接する
従動子28Dの鏡像である。従動子28A'及び28B'は次のグ
ループにある。従ってここにおいては二つの形式の従動
子があり、異なる形式の認識を助けるために、一つの形
式の従動子は駆動ドッグ36に36aで示すように溝が設け
られている（図５及び６参照）。

図3aにおいて、従動子28A及び28Cは駆動力をもたら
し、他方従動子28B及び28Dは逆方向の負荷を取る。

駆動入力が駆動入力ハウジング11を介して加えられた
場合、この差動機構を有している車両が直線走行してい
ると仮定すれば、カム従動子はカム表面22、23に対して
負荷を加え、出力カム部材16、17を等速度で回転させ
る。図３から明らかなように、駆動負荷がＹ方向に加え
られていると、最も左側にあるカム従動子28Aの端面2
9、32が表面24、26と駆動係合することになり、従動子
は一つおきに、同様にしてカム表面22、23と駆動係合す
る。しかしながら、間にあるカム従動子の表面は、上述
のようにカム表面と非駆動係合状態にある。

従動子28によって傾斜表面24、26に対して加えられる
駆動力は、図４に示されているように反力Ｆを生ずる。
カム従動子の端面が角度Ｐで傾斜していることにより力
の作用が生ずるが、これは角度Ｐを有するカム表面22に
ついてだけ示してある。力Ｆの印加は、外側方向への力
Ｇを生成し、それによって好ましくは駆動ドッグ36と隣
接する従動子28の外側周縁部との間の角C1を通って、又
はこれに隣接して、エッジＥの半径方向外方へと通る合
力Ｒを生ずる。こうして、カム従動子に対する負荷の印
加は、駆動入力要素40の角C2に対してその従動子をしっ
かりと楔状に押し付けるようになり、かくして従動子が
そのエッジＥの周りで傾動することが回避される。

本発明の差動機構の動作は、カム表面22に対するカム
表面23のＹ方向における漸進的な移動を示した図3a−3d
を参照することによって理解することができる。

カム表面22、23の相対的な動きは、カム従動子28の軸
方向の移動を生じ、図3cにおいて見られるように、従動
子28B及び28Cはカム表面23及び22のそれぞれのカム頂点
上に位置し、駆動力をもたらしていない。従動子28Aは
駆動力をもたらし、これに対して従動子28Dはオーバー
ラン又は逆進負荷を取るために利用可能である。

図3dにおけるように山と谷とが相互に向かい合ってい
る場合、ずれをもって設計された従動子であることか
ら、従動子が通り抜けてしまうことは不可能である。各
々の対にある従動子28A、28Bが駆動をもたらし、他方従
動子28C及び28Dは逆進負荷を取ることができる。図3a−
3dは、半波長分の漸進的な相対移動を示している。この
動きの他の半分も同様のものである。

あらゆる状況において、カム従動子は駆動負荷を取る
が、負荷担持のために利用可能な面積は一定ではなく、
最小限の利用可能な負荷担持面積は、カム従動子の先端
の中央線からのずれに依存している。

従動子の駆動表面29及び32（傾斜表面24及び26のそれ
ぞれに係合する）の長さ（従って面積）は、傾斜カム表
面25及び27のそれぞれに係合する従動子のオーバーラン
表面30及び33の長さに関して比a/b及びc/dにある。典型
的には、a/bの比は約2:1であり、比c/dは約1:2であり、
ここでａ＝ｄ及びｂ＝ｃである。

ここでは２カム波長について４つのカム従動子が設け
られており、半径方向に平衡のとれた設計については、
各々の出力カム部材上に少なくとも４カム波長が設けら
れる。

８又は12のカム従動子を用いた設計が好ましい。

従動子28とカムとの間にはかなりの量の摩擦があるか
ら、一方のカムがスリップしやすい路面上でスピンして
いるホイールを駆動するよう結合されている場合であっ
てさえも、トルクは他方のカムに対して伝達される。こ
れは従来の差動装置に比べて非常に有利である。一方の
ホイールが他方よりも速く動くことは、入力トルクが加
えられ軸方向に移動するカム従動子により印加される負
荷に基づき、組み合わせられているカムを介してそのホ
イールへと加えられる全トルクの低減につながる。この
場合には、他方のカムに印加される全トルクが増大し、
これら全トルクの間の比率は、角度Ｑの部分QFの値に依
存している（即ち駆動に際してのトルクバイアス比は駆
動表面24、26の傾斜（角度QF）に依存し、オーバーラン
に際してのトルクバイアス比はオーバーラン表面25、27
の傾斜（角度Ｑ−QF）に依存している。角度QFが大きく
なれば、従動子によりカム表面へと加えられる軸方向負
荷に基づき、駆動に際してのカム表面における摩擦はよ
り大きくなる。角度QFは通常、カム表面22、23がカム従
動子を軸方向に駆動することができ、カム従動子の軸方
向の移動でも対面するカムを依然として駆動可能なよう
に選択される。

出力カム部材16及び17と端壁13及び14の間にはニード
ル軸受け51及び53が配置されており、必要であればカム
23の所要の軸方向位置を設定するためにシム52によって
支持されている。

従動子28によりカム16、17へと印加される軸方向のス
ラストは、軸受け51及び53を通じて端壁13及び14へと伝
達される。各々のシム52に対して作用するように皿座金
54が配置され、従動子28をカム表面22、23としっかりと
係合するように付勢している。従動子をカム表面に対し
て付勢させることはまた、傾斜角度Ｐの結果として従動
子28に対して半径方向外側への力Ｚを生じさせ、これが
さらにバックラッシを低減させるのに役立つ。

上述したニードル軸受け51及び53は、平坦な軸受けに
よって置き換えることができる。何れかの方向へとコー
ナリングを行う際に等しいトルクバイアスが必要な場
合、軸受け51及び53は同じ形式のものとなる。

図７及び図８は、カム122及び123が非対称である代替
的なカム設計を示している。カム122、123は、非対称な
傾斜表面対124、125、126、127をそれぞれ有している。
非対称なカムは、より多くの駆動面積及び／又は異なる
駆動及びオーバーラン特性をもたらすために使用されう
る。

図７において、従動子128A、128B、128C、128D、128
A'、128B'が平面図で示されており、従動子128A、128D
及び128A'は同一であり、また従動子128B、128C及び128
B'も同一である。従動子128A、128D及び128A'は平面図
においてのみ、従動子128B、128C及び128B'を反転した
ものとなっている。

この特定の例において、カム122及び123の非対称性
は、駆動表面124、126がオーバーラン表面125、127に対
して4:3の比となるように選ばれている。非対称性の比
の度合いが選ばれたならば、従動子の設計が図８に示す
ようにして決定される。

一対の隣接するカム従動子128B、128Cについて、仮想
基準線R1、R2が、基準線R1、R2の各々がそれぞれの従動
子の先端から距離ｘとなるように引かれ、ここでｘはカ
ム駆動表面の長さ2xの半分に関する。（これはカム従動
子128が実質的に連続的な環状列を形成する場合にのみ
成り立つ）。

代替的に、従動子が間を隔ててはいるがそれらの間の
ピッチが半波長分である場合には、基準線の位置は式x/
x＋ｙによって与えられ、ここで2xは上記と同じくカム
の駆動表面の周方向長さであり、2yはカムのオーバーラ
ン表面の周方向長さである。

従って、基準線R1及びR2は従動子の先端からの距離ｘ
であり、従動子の後端からの距離ｙである。長さx:yは
図示の例では4:3の比にある。

この場合、従動子の頂点は距離「ｗ」だけずれている
が、この距離は二つのカムの相対回転に際して駆動及び
逆進における接触領域の摩耗を最小限とするように選ば
れる。図示の例では、ｗは典型的には従動子の周方向長
さ（ｘ＋ｙ）の約20％である。

図９は６つの従動子228A−Ｆ及び228A'−F'のグルー
プでもって配置されたカム従動子を有する対称的な一対
のカム222、223を示しており、従動子のグループの各々
は三対の従動子を含み、各々の対をなす部材は周方向に
隣接している。これらの従動子は図３を参照して説明し
た従動子と同様のものであるが、二対の対称的な従動子
228E、228F及び228E'、228F'が、ずれの程度の異なる従
動子228A−228D及び228A'−228D'の間に介在されている
点が異なっている。

さらに別の代替構成においては、図９のカム従動子は
次のような周方向に隣接した順序、即ち228A、228C、22
8E、228B、228D、228F、228A'、228C'、228E'、228B'、
228D'、228F'でもって配列することができる。この順序
においては、各々の対をなす部材は周方向に隣接しては
いない。

上述した差動機構の設計は、差動機構の内部を潤滑す
るための手段を取り入れている。一組の油通路64が、カ
ム表面22及び23を、各々の出力カム部材の背後のギャラ
リー65と接続している。図６から看取されうるように、
これらの通路は相互に傾斜したカム表面対24、25及び2
6、27の間に形成された谷間へと開口している。

端壁14にはその外側表面上に、一体型スクープの形態
の油ポンプ手段70が設けられており、これらのスクープ
は開口72（図１参照）を介してギャラリー65へとつなが
る角度のついた通路71（図10参照）を介して、ギャラリ
ー65へと接続されている。

端壁14が回転すると、スクープ70は周囲のケーシング
内から通路71を下って、出力部材14の背後にあるギャラ
リー65内へと油を送り込む。次いで油は出力カム部材17
にある通路64を通って流れ、カム表面22、23の間に現
れ、そこから半径方向外方へと流れて出力部材16及び17
の外側領域に至り、また部材16の通路64を通って出力カ
ム部材16の背後のギャラリー65内に至る。油はまた、軸
受け51及び53を介して半径方向外方へと流れる。これは
差動機構の全ての自由空間を充填し、差動機構から漏出
する全ての油、例えばカム表面22と23の間を半径方向内
方へと流れ、次いで螺旋溝19を介して軸方向外方へと流
れる油は、スクープ70により差動機構内部へと送り込ま
れるさらなる油によって補充される。

図11及び12は、別の代替潤滑構成を示しており、そこ
においては外部のスクープ70が、端壁を取り囲み且つ端
壁から駆動されるポンプ80によって置き換えられてい
る。

ポンプ80は、内側部分81と外側部分82を有する回転不
能なハウジングと、端壁14を囲む中央の円筒状バンド83
とこのバンドから半径方向外方へと周方向に間隔を空け
た位置から延伸するベーン84とを有するインペラからな
る。このインペラはゴム又はプラスチック材料から成形
されており、ベーン84は可撓性である。

図12から看取され得るように、周囲のケーシング内部
から油を受け取るピックアップ管85がポンプ80に対する
吸い込みを提供し、またそれが差動機構のケーシングの
非回転部分と接続されていることにより、ポンプハウジ
ングが回転しようとする動きに対して抵抗する。

ポンプハウジングからの吐き出しポート86は、環状の
収集リザーバ89と接続されており、このリザーバからは
通路88が延びていてギャラリー65に開口し、前述の構造
におけるようにして通路64その他に給送を行う。吸い込
み管85と吐き出しポート86との間において、ポンプの断
面積87で示すように低減されており、容積変化をもたら
してポンプ作用を行わせている。ポンプの断面積低減部
分87を通過する場合に、ポンプのベーンは84aで示すよ
うに撓曲する。

インペラの円筒状バンド部分83は端壁14上に摩擦接合
されていてもよく、或いはバンドと端壁上に設けられた
相互係合構成やバンドと端壁の間の他の固着手段によっ
て積極的に駆動されることもできる。

ポンプ80は、差動機構を油で満たし、ハウジング11の
回転に際して差動機構を通じて油の定常的な流れを維持
し、それと共に差動機構からなる如何なる油の喪失をも
ポンプによって補充するように設計されている。

上述した差動機構の設計には、図13から15及び16に示
すようなロック能力を備えさせることもできる。

ロックのための一つの方法が図13及び14に示されてお
り、そこにおいてはピン100が端壁14に設けられ、そこ
で軸方向に摺動可能とされている。このピンはヘッド10
1を有し、これはハウジング11の外側に枢着されたスネ
ールカム102と係合可能である。スネールカム102はスラ
イドカラー103によって差動され、ピン100をカム従動子
28に向けて押しやり、従動子の行程を制限し、かくして
作動機構をロックするようになっている。このスネール
カムの表面は十分に浅く、カム従動子端部の負荷がピン
を押し戻すことがないようにされる。或いは代替的に、
スネールカム表面を中央を越えて通すことができる。

カラー103は、多数の同様なスネールカム装置を通じ
て、一つ以上のピンを作動することができる。

ピンの行程は好ましくは、従動子28の全軸方向行程の
25％から75％であり、従動子の行程の中間位置付近にお
いて、従動子のカム表面上に適切な接触領域を与えるよ
うにされる。一つよりも多いピンが用いられる場合に
は、ピンの行程は50％未満に減少されて、影響を受ける
全ての従動子が一斉に同じ位置に達し得ることを確実な
ものとしなければならない。

図15を参照すると、カラー103は、作動機構のケーシ
ング107上に枢支ピン106により設けられたフォーク／レ
バー装置105によって、軸方向に動かされる。このフォ
ークは油圧アクチュエータ108によって作動され、アク
チュエータ108の作動が途切れると、レバーが戻りバネ1
09により元の位置へと戻る。警告装置110がフォークに
よって作動されて、ロックが係合していることを示す。

図16は、出力カム16又は17からの出力シャフト112上
にカラー111がスプライン係合されていることからな
る、代替的なロック手段が示されている。カラー111は
噛み合い歯113を表面に有し、これらの歯はハウジング1
1の端壁にあるボア18を取り巻く外側の歯114と係合する
ことができる。

動作は図15に関して上述したのと同様である。

この場合、一方の出力部材と入力部材との相対回転
は、カラーの歯がハウジング端壁上の歯と係合すること
によって直接的に防止される。

上述した全ての差動機構構成において、ハウジング11
は差動機構の入力要素として動作し、出力は同軸の出力
カム部材16及び17から取り出される。

ある種の用途においては、例えば本発明の差動機構が
４輪駆動車の前車軸及び後車軸を結合しているインター
アクスル差動機構として用いられる場合には、図17に示
されているように、差動機構に対する入力が、スプライ
ン161を介して入力シャフト162に接続されている入力ハ
ブ160を介して行われることが望ましい。

出力ピニオン170が、スプライン171を介して出力シャ
フト172に接続されている。シャフト162及び172は端壁1
30及び140のボア180を貫通する。

端壁130の軸方向内側の表面とピニオン170は、両方と
もカム表面220及び230を有し、これらのカム表面は前述
した構成中で記述した表面24、25及び26、27に類似し
た、相互に傾斜した螺旋表面の対からなる円錐台形の起
伏表面からなる。

カム220、230の間には８つのカム従動子280が配置さ
れている。各々の従動子は駆動ドッグ360を有し、これ
は入力ハブ160に設けられた相補的な形状の溝390に対し
てクリアランス380をもって係合すると共に、共働する
カム表面に係合する二組の相互に傾斜した端部表面（前
述の構成において説明した表面29、30及び32、33に類似
のもの）を有する。

典型的な４輪駆動車の用途においては、入力シャフト
162は車のエンジンから駆動され、出力シャフト172は車
の後輪を駆動し、そして端壁130に取着されたクラウン
ホイール102が車の前輪を駆動する。

カム表面220及び230はシャフト162及び172の回転軸に
対して角度P2でもって等しく傾斜しており、かくしてこ
れらの表面は相互に、半径方向外方へと収束する。表面
220及び230のこの等しい傾斜は、前後の駆動輪の間にお
ける等しいトルク分割をもたらす。

カム表面220及び230と従動シャフト280は全て、差動
機構のための駆動入力がユニットの中央からもたらされ
ハブ160から外方へと従動子280を介してカム表面220及
び230へ、かくして出力要素120及び172へと伝達される
ことを除き、前述したカム表面22、23及び従動子28と同
じ原理に基づいて構成されており、また動作する。

従動子280により傾斜したカム表面220及び230へと加
えられる駆動力は、図18に示されているように、各々の
従動子に反力F2を生成する。カム従動子の端部表面が角
度P2で傾斜していることは、この反力F2に内向きの力G2
を生成させ、これは組み合わせられた駆動ドッグ360の
角C1の右側において駆動ドッグの湾曲したエッジE2を通
過する合力R2を生ずる。このことは、従動子280に対す
る負荷の印加が関連する駆動ハブの溝390の丸みのつい
た角C2に対してその従動子をしっかりと楔状に押し付け
ることを確実なものとし、かくして従動子がその角C1の
周りで傾動することを回避する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者スプーナー，ジョンイギリス国ウォーウィックシャー・シーヴィー８・２キューゼット，ケニルワース，コートハウス・クローフト・22 (72)発明者チッペンデイル，ジョン，フィリップイギリス国ソリハル・ビー93・９エイチゼット，ノウル，コプト・ヒース，ウォーウィック・ロード・1296 (56)参考文献特開昭52−129124（ＪＰ，Ａ) 特表平３−502356（ＪＰ，Ａ) 特表平１−503799（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 48/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に傾斜した表面の対（24、25:26、2
7）からなる起伏のある波形の単一の環状のカム表面（2
2、23）を各々に有する、軸（Ｘ−Ｘ）の周囲で回転可
能な二つの出力カム部材（16、17）と、該出力カム部材
のカム表面に係合する端面（29、30:32、33）を有する
複数のカム従動子（28）とからなり、前記出力カム部材
（22、23）相互の逆方向への回転がカム従動子（28）の
軸方向への摺動を生ずるように構成され、且つ従動子を
摺動可能に支持する入力部材（11）が設けられて従動子
を出力カム部材に対して周方向へと動かす差動機構にお
いて、カム部材（16、17）が同じ数の傾斜表面対（24、
25:26、27）を有し、少なくとも二つの異なる形状のカ
ム従動子（28）が設けられ、カム従動子の数が傾斜表面
対の数の倍数であり、この倍数が１よりも大きい整数で
あることを特徴とする差動機構（10）。
【請求項２】整数が２である、請求項１の差動機構。
【請求項３】カム従動子（28）の数が４の倍数であり、
４つのカム従動子又は各々のカム従動子のグループ（28
B、28C、28D、28A'）が同一のカム従動子の二つの異な
る対（28B、28C:28D、28A'）からなり、各々の対をなす
二つのカム従動子が相互に隣接している、請求項１又は
２の差動機構。
【請求項４】表面対の各々を構成する相互に傾斜した表
面（24、25:26、27）が対称的に配置され、カム従動子
のある一対をなすカム従動子（28B、28C）が、カム従動
子を表面で見てカム従動子の他の対（28D、28A'）と鏡
像をなす、請求項３の差動機構。
【請求項５】表面対の各々を構成する相互に傾斜した表
面（124、125:126、127）が非対称に配置され、カム従
動子のある一対をなすカム従動子（128B、128C）が平面
で見て、カム従動子の他の対（128D、128A'）を反転し
たものである、請求項３の差動機構。
【請求項６】カム従動子（28）が実質的に連続した環状
列を形成し、隣接するカム従動子が密に近接されてい
る、請求項１から５の何れか一つの差動機構。
【請求項７】各々のカム従動子（128）が傾斜した端部
表面の対（124、125:126、127）を各々の端部に有し、
各々の対における傾斜表面の面積が実質的に2.5〜1.5:1
の比にある、請求項４に従属した場合の請求項６の差動
機構。
【請求項８】各々のカム従動子（128）が周方向長さａ
又はｂの駆動表面と周方向長さｃ又はｄのオーバーラン
表面とからなる傾斜表面の対（124、125:126、127）を
各々の端部に有し、長さａ、ｂ、ｃ及びｄが従動子の先
端から距離ｘにあり従動子の後端から距離ｙにある基準
線（Ｒ）を基準として定められ、ｘが傾斜したカムの駆
動表面の長さの半分でありｙがカムのオーバーラン表面
の長さの半分である、請求項５に従属した場合の請求項
６の差動機構。
【請求項９】比x/x＋ｙが0.5から0.6の間にある、請求
項８の差動機構。
【請求項１０】各々のカム従動子（128）上の傾斜端部
表面（124、125:126、127）が、何れの方向においても
基準線（Ｒ）から所定距離ｗに位置する点において交差
する、請求項５に従属した場合の請求項８の差動機構。
【請求項１１】比x:yがほぼ4:3である場合にｗが従属子
（128）の周方向長さの約20％である、請求項10の差動
機構。
【請求項１２】入力部材が入力ハウジング（11）からな
り、出力カム部材（16、17）がハウジング内に回転可能
に設けられている、請求項１から11の何れか一つの差動
機構。
【請求項１３】カム表面（22、23）が円錐台形であって
相互に相手方へと半径方向内方に収束（Ｒ）し、入力部
材（11）が各々のカム従動子（28）の半径方向外側部分
（36）に係合してカム出力部材の駆動に際してカム従動
子を通じ二つのカム出力部材（16、17）を軸方向外方へ
の動きに対して支持する、請求項１から12の何れか一つ
の差動機構。
【請求項１４】カム表面（220、230）が円錐台形であっ
て相互に相手方へと半径方向外方（P2）に収束し、入力
部材（160）が各々のカム従動子（280）の半径方向内側
部分（360）に係合する、請求項１から11の何れか一つ
の差動機構。
【請求項１５】相互に傾斜した表面の対（24、25:26、2
7）からなる起伏のある波形の単一の環状のカム表面（2
2、23）を各々に有する、軸（Ｘ−Ｘ）の周囲で回転可
能な二つの出力カム部材（16、17）と、該出力カム部材
（16、17）のカム表面（22、23）に係合する端面（29、
30:32、33）を有する複数のカム従動子（28）とからな
り、前記出力カム部材相互の逆方向への回転がカム従動
子の軸方向への摺動を生ずるように構成され、且つ従動
子を摺動可能に支持する入力部材（11）が設けられて従
動子を出力カム部材に対して周方向へと動かす差動機構
において、カム部材（16、17）が同じ数の傾斜表面対
（24、25:26、27）を有し、従動子がグループ化されて
おり、カム従動子（28）のグループの各々がカム従動子
の少なくとも二つの異なる対（28A、28B:28C、28D）か
らなり、この対がそれぞれのグループにおいて同一であ
ることを特徴とする差動機構（10）。
【請求項１６】各々の対をなす二つのカム従動子（28
A、28B:28C、28D）が相互に隣接している、請求項15の
差動機構。
【請求項１７】カム従動子の少なくとも二つのグループ
が存在する、請求項15又は16の差動機構。
【請求項１８】カム従動子（28）が４つのカム従動子
（28A、28B:28C、28D）のグループでもって配置されて
いる、請求項15から17の何れか一つの差動機構。
【請求項１９】カム従動子が６つのカム従動子のグルー
プでもって配置されている、請求項15から17の何れか一
つの差動機構。
【請求項２０】グループが対称的な端部表面を有するカ
ム従動子を含む、請求項15から19の何れか一つの差動機
構。
【請求項２１】相互に傾斜した表面の対（24、25:26、2
7）からなる起伏のある波形の単一の環状のカム表面（2
2、23）を各々に有する、軸（Ｘ−Ｘ）の周囲で回転可
能な二つの出力カム部材（16、17）と、該出力カム部材
のカム表面に係合する端面（29、30:32、33）を有する
複数のカム従動子（28）とからなり、前記出力カム部材
相互の逆方向への回転がカム従動子の軸方向への摺動を
生ずるように構成され、且つ従動子を摺動可能に支持す
る入力部材（11）が設けられて従動子を出力カム部材に
対して周方向へと動かす差動機構において、カム部材
（16、17）が同じ数の傾斜表面対（24、25:26、27）を
有し、少なくとも二つの異なる形状のカム従動子（28
A、28B:28C、28D）が、傾斜表面対（24、25:26、27）の
各々について二つずつ設けられていることを特徴とする
差動機構（10）。
【請求項２２】差動機構の使用に際して回転する差動機
構の部材（14）が、差動機構内へと油を送り込むべく油
ポンプ手段（70）を駆動する、請求項１から21の何れか
一つの差動機構。
【請求項２３】油ポンプ手段が、前記部材（14）の外部
に配置され前記部材を介して油通路（71）と接続された
スクープ（70）からなる、請求項22の差動機構。
【請求項２４】油ポンプ手段が、回転する前記部材（1
4）によって駆動される油ポンプ（80）からなる、請求
項22の差動機構。
【請求項２５】油ポンプが、回転する前記部材（14）の
外側表面上に設けられたインペラ（83、84）を収容した
非回転ハウジング（81、82）からなる、請求項24の差動
機構。
【請求項２６】油ポンプ手段（70、80）が、出力部材
（16、17）の通路（64）を介して、傾斜カム表面対（2
4、25:26、27）の間の溝の少なくとも幾つかへと油を給
送する、請求項22から25の何れか一つの差動機構。
【請求項２７】前記入力部材（11）と前記二つの出力カ
ム部材（16、17）の少なくとも何れか二つを相対回転に
関してロックし、差動機構をロックするロック手段（10
0、101、102、103）が設けられている、請求項１から26
の何れか一つの差動機構。
【請求項２８】ロック手段（100、101、102、103）がカ
ム従動子（28）の軸方向運動を、かくして出力カム部材
（16、17）の回転運動を阻止するよう作用する、請求項
27の差動機構。
【請求項２９】ロック手段（100）が、軸方向に移動可
能なスリーブ（103）によって動かされるカム部材（10
2）により動作される、請求項28の差動機構。
【請求項３０】ロック手段（111、113、114）が出力カ
ム部材（112、16）に関連して動作するよう接続されて
おり、且つ入力部材（11）と係合すべく出力カム部材に
関して軸方向に移動可能とされる、請求項27の差動機
構。
【請求項３１】ロック手段（100、111）が油圧アクチュ
エータ（108）により動作される、請求項27から30の何
れか一つの差動機構。