JP3392226B2 - 差動歯車装置 - Google Patents
差動歯車装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H48/20—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
- F16H48/28—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears
- F16H48/285—Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices using self-locking gears or self-braking gears with self-braking intermeshing gears having parallel axes and having worms or helical teeth
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の車輪を
回転駆動する動力伝達経路の途中に用いられる差動歯車
装置に関し、より詳しくは前記差動歯車装置に設けられ
ている一対の出力軸間に回転速度差が生じた場合に、そ
の差動を制限する差動制限機構（ＬＳＤ）を備えた差動
歯車装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えば自動車が旋回走行するとき
の内外輪差を吸収するために、動力伝達経路の途中に差
動歯車装置が用いられている。ところが通常の差動歯車
装置には、左右いずれかの駆動輪が例えばぬかるみに落
ち込んだり路面上の氷雪等に乗り上げたりして空転を始
めると、駆動輪に駆動力を伝達できなくなるという欠点
が有る。そこで近年、例えば左右の駆動輪の駆動トルク
に大きな差が生じた場合に差動歯車装置の差動を制限す
るトルク感応型の差動制限機構や、左右の駆動輪の回転
数差に応じて差動歯車装置の差動を制限する回転数感応
型の差動制限機構等を備えた差動歯車装置が多く用いら
れている。 【０００３】そして、回転数感応型に比べて作動レスポ
ンスに優れ、伝達駆動力の大きなトルク感応型の差動制
限機構を有する差動歯車装置の中には、ヘリカルＬＳＤ
あるいはクワイフデフと一般に呼称される差動歯車装置
がある。この種の差動歯車装置を図を用いて説明する
と、図４に示される差動歯車装置９０は、デフケース１
０と、大径のヘリカルギヤからなる被駆動歯車である第
１及び第２のサイドギヤ３１，３２と、小径のヘリカル
ギヤからなる第１及び第２の差動歯車３５，３６と、一
対の出力軸４１，４１とを備えている。 【０００４】前記デフケース１０は略円筒状の筒体１１
と、この筒体１１にボルト１９により螺着されてその両
端部の開口を塞ぐ第１及び第２の蓋体２１，２２とを有
している。そして、前記第１及び第２の蓋体２１，２２
にそれぞれ一体に形成されている略円筒状のボス部２
３，２４が、この差動歯車装置９０を収納するデフキャ
リアー１に支承されている軸受け２に嵌合し、このデフ
ケース１０は軸線Ｃ１の回りに回転自在とされている。
そして、このデフケース１０に固定されている図示され
ない駆動ギヤにエンジンからの回転駆動力が伝達される
と、このデフケース１０は前記軸線Ｃ１の回りを回転す
るようになっている。 【０００５】一対の前記出力軸４１，４１は、その軸部
４２がそれぞれ前記ボス部２３，２４に内嵌されて前記
軸線Ｃ１の回りを回転自在に支持されていると共に、サ
ークリップ４９により前記ボス部２３，２４に対してそ
れぞれ抜け止めされている。また、前記第１及び第２の
サイドギヤ３１，３２は、デフケース１０の両端に形成
された円筒状開口２７，２８内に保持されると共に一対
の前記出力軸４１，４１のスプライン部４３とそれぞれ
嵌合され、やはり前記軸線Ｃ１の回りを一体に回転する
ように構成されている。 【０００６】図４乃至図６に示すように、前記デフケー
ス１０の筒体１１には前記軸線Ｃ１と平行に延び、且つ
それぞれ前記軸線Ｃ１と等しい距離にある軸線Ｃ２，Ｃ
３をそれぞれ含む差動歯車保持用の収納部である第１及
び第２の円筒孔１２，１３の組が３組、互いに部分的に
対向した状態で前記筒体１１の円周方向に等間隔に穿設
されている。前記円筒孔１２，１３の内径は前記第１及
び第２の差動歯車３５，３６の外径よりもわずかに大き
くされており、第１及び第２の円筒孔１２，１３内に保
持された第１及び第２の差動歯車３５，３６は、前記軸
線Ｃ２，Ｃ３の回りを回転自在に支持される。さらに、
前記第１及び第２の差動歯車３５，３６は、互いに部分
的に噛み合うと共に、図５及び図６に示すように、その
外周面の一部が前記デフケース１０の円筒状開口２７，
２８にそれぞれ露出させられて前記第１及び第２のサイ
ドギヤ３１，３２とそれぞれ噛み合うように配設されて
いる。 【０００７】次に、上記のように構成された差動歯車装
置９０の作動を、図５及び図６を用いて説明する。デフ
ケース１０にエンジンの駆動力が伝達されると、デフケ
ース１０は図５中に矢印Ａで示すように軸線Ｃ１の回り
を時計回り方向へ回転する。これにより、デフケース１
０の前記第１及び第２の円筒孔１２，１３内にそれぞれ
収納保持されている第１及び第２の差動歯車３５，３６
は、デフケース１０と一体となってそれぞれ軸線Ｃ１の
回りを矢印Ｂ，Ｄ方向に公転させられる。 このとき、
第１及び第２の差動歯車３５，３６はそれぞれ第１及び
第２のサイドギヤ３１，３２と噛み合っているので、第
１の差動歯車３５は円筒孔１２内で軸線Ｃ２の回りを点
線の矢印Ｅ方向に自転しようとし、同様に第２の差動歯
車３６は円筒孔１３内で軸線Ｃ３の回りを点線の矢印Ｆ
方向に自転しようとする。ところが、第１及び第２の差
動歯車３５，３６は互いに噛み合っているので、それぞ
れ点線の矢印Ｅ，Ｆ方向に独立して回転することができ
ない。したがって、第１及び第２の差動歯車３５，３６
は、それぞれ軸線Ｃ２，Ｃ３の回りを自転することなく
デフケース１０と一体となって軸線Ｃ１の回りを公転
し、それぞれ噛み合っている第１及び第２のサイドギヤ
３１，３２を軸線Ｃ１の回りにそれぞれ矢印Ｇ，Ｈ方向
に駆動して回転させる。 【０００８】一方、自動車が旋回走行する際には、内外
輪差により生じる左右の駆動輪の回転数の差を差動歯車
装置により吸収しなければならない。この場合、図４に
示した差動歯車装置９０においては、図６に示すように
第１及び第２の差動歯車３５，３６がそれぞれ軸線Ｃ
２，Ｃ３の回りを矢印Ｉ，Ｊ方向に自転しながら軸線Ｃ
１の回りを矢印Ｂ，Ｄで示す時計回り方向に公転し、第
１のサイドギヤ３１をデフケース１０の回転数に対して
第１の差動歯車３５が自転する分だけ減速して駆動回転
するとともに、第２のサイドギヤ３２をデフケース１０
の回転数に対して第２の差動歯車３６が自転する分だけ
増速して駆動回転させることによって内外輪差を吸収す
るようになっている。 【０００９】ところで、この差動歯車装置９０において
は、第１及び第２の差動歯車３５，３６と第１及び第２
のサイドギヤ３１，３２とがヘリカルギヤとされている
ので、第１及び第２の差動歯車３５，３６は、第１及び
第２のサイドギヤ３１，３２と互いに噛み合う噛み合い
反力により軸線Ｃ２，Ｃ３に対して半径方向外側に付勢
されるばかりでなく、軸線Ｃ２，Ｃ３に沿った軸方向に
も付勢されて、円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１
５のみならずその底面１６，１７にも押圧付勢される。
同様に第１及び第２のサイドギヤ３１，３２は、それぞ
れ軸線Ｃ１に沿った軸方向に付勢されてデフケース１０
の第１及び第２の蓋体２１，２２の内側壁面２５，２６
に押圧付勢される。 【００１０】したがって、左右の駆動輪のいずれか一方
が、例えばぬかるみに落ち込んだり路面上の氷雪等に乗
り上げたりして空転を始めると、第１のサイドギヤ３１
と第２のサイドギヤ３２との間に回転速度差が生じ、第
１及び第２の差動歯車３５，３６はそれぞれデフケース
１０の円筒孔１２，１３内で自転を始める。このとき、
第１及び第２の差動歯車３５，３６は第１及び第２のサ
イドギヤ３１，３２との噛み合い反力により軸線Ｃ２，
Ｃ３に対して半径方向外側に付勢され、それぞれデフケ
ース１０の円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５に
押圧付勢されて摩擦摺動しながらそれぞれの軸線Ｃ２，
Ｃ３の回りを自転する。同様に第１及び第２のサイドギ
ヤ３１，３２は、第１及び第２の差動歯車３５，３６と
の噛み合い反力により軸線Ｃ１に沿った軸方向に付勢さ
れ、それぞれデフケース１０の蓋体２１，２２の内側壁
面２５，２６に押圧付勢されて摩擦摺動しながらそれぞ
れ軸線Ｃ１の回りを自転する。 【００１１】したがって、この差動歯車装置９０におい
ては、一対の出力軸４１，４１の間に、第１及び第２の
差動歯車３５，３６とデフケース１０の内側円筒面１
４，１５との間の摩擦抵抗と、第１及び第２のサイドギ
ヤ３１，３２とデフケース１０の内側壁面２５，２６と
の間の摩擦抵抗によって生じる差動制限トルクが作用す
る。これにより、空転している駆動輪とは反対側の駆動
輪にはこの差動制限トルクに等しい駆動力が伝達され、
ぬかるみに落ち込んだり氷雪に乗り上げた状態から脱出
することができるようにされている。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したト
ルク感応型の差動制限機構を備えた差動歯車装置９０に
おいて、左右の駆動輪のいずれか一方（例えば、図中左
側の駆動輪）が、超低μ路の氷上に乗り上げたり脱輪し
たりして路面に対するグリップ力がほぼゼロとなって空
転を始めた場合には、空転側である第１のサイドギヤ３
１と第１の差動歯車３５との間では噛み合い反力が作用
できず、伝達トルクがゼロとなってしまう。これによ
り、第１の差動歯車３５はデフケース１０の内側円筒面
１４に押圧付勢されず、同様に第１のサイドギヤ３１も
デフケース１０の内側壁面２５に押圧付勢されないこと
となる。 【００１３】そこで、上述した差動歯車装置９０におい
ては、一方の駆動輪の路面に対するグリップ力が完全に
ゼロとなった場合に差動制限トルクが発生しなくなるた
め、駆動輪に駆動力を伝達することができ無くなってし
まうという問題点がある。従って、本発明の目的は上記
課題を解消することに係り、作動レスポンスに優れると
共に、一方の出力軸が空転して噛み合い反力が作用でき
ない場合にも大きな差動制限トルクを発生することがで
きる良好な差動制限機構を備えた差動歯車装置を提供す
ることである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、同
軸とされる第１及び第２の出力軸の軸線の周りを駆動回
転されるデフケースと、該デフケース内に前記軸線と同
軸に回転自在に収納されると共に前記第１及び第２の出
力軸と夫々一体に回転する第１及び第２の被駆動歯車
と、各々前記第１及び第２の被駆動歯車の一つと噛み合
うと共に互いに部分的に噛み合うように前記デフケース
の収納部内に回転可能に支持され、前記デフケースと一
体に円運動する第１及び第２の差動歯車と、デフケース
内に前記軸線と同軸に回転自在に収納されると共に前記
第１及び第２の差動歯車と回転方向に係合してこれら第
１及び第２の差動歯車を前記収納部の内壁面に押圧付勢
可能なカム手段が外周面に設けられた第１の伝達部材
と、回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制限手段を
介在させて前記第１の伝達部材に対して相対回転可能に
配設されると共に前記第２の出力軸と一体的に回転する
第２の伝達部材とを備えた差動歯車装置により達成され
る。 【００１５】尚、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達
部材との間で回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制
限手段としては、ビスカスカップリング、ハイドロリッ
ク・カップリング・ユニット、ロータリーブレード・カ
ップリング及びオリフィス・カップリング・ユニット等
のトルク伝達機構を用いることができる。 【００１６】 【作用】本発明の上記構成によれば、第１の出力軸と第
２の出力軸とが同一回転する際には、第１の伝達部材と
第２の伝達部材との間でトルク伝達が行われないので、
カム手段を介して第１及び第２の差動歯車と回転方向に
係合している第１の伝達部材はデフケースと一体に回転
し、第２の伝達部材は第２の出力軸と一体的に回転す
る。そこで、第１の伝達部材のカム手段は、第１及び第
２の差動歯車を前記デフケースの収納部の内壁面に押圧
付勢しない。 【００１７】そして、第１の出力軸と第２の出力軸との
間に回転差が生じ、デフケースと第２の出力軸とが相対
回転すると、差動制限手段により第１の伝達部材と第２
の伝達部材との間にはデフケースと第２の出力軸との間
の相対回転数差に応じた伝達トルクが生じるので、第１
の伝達部材のカム手段が第１及び第２の差動歯車を収納
部の内壁面に押圧付勢し、第１及び第２の差動歯車とデ
フケースとの間に摩擦抵抗が発生する。そこで、第１の
出力軸と第２の出力軸との間には、第１及び第２の差動
歯車とデフケースとの間に生じる摩擦抵抗と、差動制限
手段により第１の伝達部材と第２の伝達部材との間に生
じる伝達トルクとによる差動制限トルクが作用する。従
って、一方の出力軸が空転して被駆動歯車と差動歯車と
の間で噛み合い反力が作用できない場合にも、第１の出
力軸と第２の出力軸との間に大きな差動制限トルクを発
生することができる 【００１８】 【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の差動歯車
装置の一実施例を詳細に説明する。ここで、図１は本発
明の一実施例に基づく差動歯車装置の全体縦断面図、図
２は図１に示す差動歯車装置のII−II断面矢視図、図３
は図１に示す差動歯車装置の作動を説明する為の要部拡
大横断面図である。尚、図１に示した従来の差動歯車装
置９０と同様の構成部材については、同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。 【００１９】差動歯車装置１００は、デフケース１０
と、大径のヘリカルギヤからなる被駆動歯車である第１
及び第２のサイドギヤ３１，３２と、小径のヘリカルギ
ヤからなる第１及び第２の差動歯車３５，３６と、第１
及び第２の出力軸４１，４５と、回転数差に応じたトル
ク伝達を行う差動制限手段であるビスカスカップリング
５０とを備えている。 【００２０】図１及び図２に示すように、前記ビスカス
カップリング５０は、第１の伝達部材としてのコ字形断
面を有する円環状のハウジング５１と、該ハウジング５
１に対して相対回転可能に配設された第２の伝達部材で
ある円筒状のハブ５２とを備えており、Ｘリング５３に
より液密に密封された円環状の作動室５４を形成してい
る。前記作動室５４内には、薄い鋼板を円盤状に打ち抜
くことにより成形された複数のアウタープレート５６
が、前記ハウジング５１の内周部と回転方向にスプライ
ン係合されると共にスペーサリング５７により等間隔に
配設されている。また前記作動室５４内には、やはり薄
い鋼板を円盤状に打ち抜くことにより成形された複数の
インナープレート５５が、前記アウタープレート５６の
間に一枚ずつ挟み込まれるように配設されると共に前記
ハブ５２の外周部と回転方向にスプライン係合されてい
る。さらに前記作動室５４内には、高粘性流体であるシ
リコンオイルが充填されている。 【００２１】これにより、ハウジング５１とハブ５２と
が相対回転すると、両部材の間にはシリコンオイルの粘
性に基づく差動制限トルクが発生する。そして、前記ビ
スカスカップリング５０のハウジング５１は、その外周
円筒面５９がデフケース１０の筒体１１に設けられてい
る内側円筒面１８に相対回転自在に内嵌させられ、第１
及び第２の出力軸４１，４５の軸線Ｃ１と同軸に回転自
在に収納されている。更に、外周円筒面５９には、差動
歯車保持用の収納部である第１及び第２の円筒孔１２，
１３に収納された第１及び第２の差動歯車３５，３６と
回転方向に係合してこれら第１及び第２の差動歯車３
５，３６を円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５に
押圧付勢可能なカム手段であるカム面５８が、軸線Ｃ１
方向に延びる一対の溝としてそれぞれ凹設されている。 【００２２】また、前記ハブ５２の内周部には第２の出
力軸４５の小径スプライン軸４８が嵌合し、ハブ５２は
第２のサイドギヤ３２と共に第２の出力軸４５と一体に
回転するように構成されている。次に、上記のように構
成された本実施例の差動歯車装置１００の作動につい
て、その特徴となる部分を説明する。例えば、上記第１
及び第２の出力軸４１，４５によりそれぞれ回転駆動さ
れる駆動輪がほぼ同一回転する際には、ハウジング５１
とハブ５２との間に回転差が生じず、トルク伝達が行わ
れないので、カム面５８を介して第１及び第２の差動歯
車３５，３６と回転方向に係合しているハウジング５１
はデフケース１０と一体に回転し、ハブ５２は第２の出
力軸４５と一体的に回転する。そこで、ハウジング５１
のカム面５８は、第１及び第２の差動歯車３５，３６を
前記デフケース１０の第１及び第２の円筒孔１２，１３
の内側円筒面１４，１５に押圧付勢しない。従って、差
動歯車装置１００には差動制限力が作用せず、第１及び
第２の出力軸４１，４５は差動回転可能である。 【００２３】そして、上記第１及び第２の出力軸４１，
４５によりそれぞれ回転駆動される駆動輪の一方が、ぬ
かるみに落ち込んだり路面上の氷雪等に乗り上げたりし
て空転を始めると、第１及び第２の出力軸４１，４５の
間に回転数差が生じ、デフケース１０と第２の出力軸４
５とが相対回転する。すると、ビスカスカップリング５
０によってハウジング５１とハブ５２との間にはデフケ
ース１０と第２の出力軸４５との間の相対回転数差に応
じた伝達トルクが生じるので、図３に示すように矢印Ｖ
方向へ回転するハウジング５１のカム面５８がクサビ作
用によって第１及び第２の差動歯車３５，３６を前記第
１及び第２の円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５
に押圧付勢する。 【００２４】円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５
に矢印Ｔ方向へ押圧付勢された第１及び第２の差動歯車
３５，３６は、その外周部が内側円筒面１４，１５と摩
擦摺動しながらそれぞれの軸線Ｃ２，Ｃ３の回りを自転
する。これにより、第１のサイドギヤ３１と第１の差動
歯車３５との間、及び第２のサイドギヤ３２と第２の差
動歯車３６との間には、それぞれ第１及び第２の差動歯
車３５，３６を内側円筒面１４，１５との摩擦摺動力に
抗して回転させるだけのトルクに等しいトルク伝達が行
われる。そこで、第１の出力軸４１と第２の出力軸４２
との間には、第１及び第２の差動歯車３５，３６とデフ
ケース１０との間に生じる摩擦抵抗と、ビスカスカップ
リング５０によりハウジング５１とハブ５２との間に生
じる伝達トルクとによる差動制限トルクが作用する。 【００２５】従って、本実施例の差動歯車装置１００に
おいては、一方の駆動輪が路面に対するグリップ力を完
全に失い、第１のサイドギヤ３１と第１の差動歯車３５
との間、又は第２のサイドギヤ３２と第２の差動歯車３
６との間で噛み合い反力が作用できない場合にも、第１
の出力軸４１と第２の出力軸４５との間に大きな差動制
限トルクを発生することができる 【００２６】即ち、本発明の差動歯車装置１００におい
ては、差動制限手段であるビスカスカップリング５０を
デフケース１０の内側に配設するとともに、ビスカスカ
ップリング５０に生じる差動制限トルクを用いて第１及
び第２の差動歯車３５，３６をデフケース１０に押圧付
勢し、イニシャルトルクを発生するように構成したの
で、例えば第１及び第２の出力軸４１，４５の間にビス
カスカップリングを単純に介装してビスカストルクのみ
で片輪空転時のイニシャルトルクを発生するように構成
する場合に比較して、作動レスポンスに優れると共にビ
スカスカップリングを小型化することができる。そこ
で、差動歯車装置１００を大型化させること無く良好な
大きな差動制限機構を得ることができる。 【００２７】なお、本実施例の差動歯車装置１００にお
いては、第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との間で
回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制限手段として
ビスカスカップリングを用いているが、これにとらわれ
る必要はなく、例えばハイドロリック・カップリング・
ユニット、ロータリーブレード・カップリング及びオリ
フィス・カップリング・ユニット等のトルク伝達機構を
用いることができることは言うまでもない。 【００２８】 【発明の効果】本発明の差動歯車装置によれば、第１の
伝達部材と第２の伝達部材との間で回転数差に応じたト
ルク伝達を行う差動制限手段をデフケースの内側に設
け、回転数差に応じて第１及び第２の差動歯車をデフケ
ースの収納部の内壁面に押圧付勢することにより、第１
及び第２の差動歯車と前記収納部の内壁面との間に生じ
る摩擦抵抗力を第１及び第２の出力軸間の差動制限トル
クとして作用させている。そこで、一方の出力軸が空転
して噛み合い反力が作用できない場合にも前記差動制限
手段によりイニシャルトルクを発生することができる。 【００２９】又、該差動制限手段は第１及び第２の差動
歯車をデフケースの収納部の内壁面に押圧付勢する為の
伝達トルクを発生するものであり、差動制限トルクは第
１及び第２の差動歯車と前記収納部の内壁面との間に生
じる摩擦抵抗力により主に得られるので、作動レスポン
スに優れると共に差動制限手段の伝達トルクを大きく設
定する必要がない。従って、作動レスポンスに優れると
共に、一方の出力軸が空転して噛み合い反力が作用でき
ない場合にも大きな差動制限トルクを発生することがで
きる良好な差動制限機構を備えた差動歯車装置を提供で
きる。
回転駆動する動力伝達経路の途中に用いられる差動歯車
装置に関し、より詳しくは前記差動歯車装置に設けられ
ている一対の出力軸間に回転速度差が生じた場合に、そ
の差動を制限する差動制限機構（ＬＳＤ）を備えた差動
歯車装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、例えば自動車が旋回走行するとき
の内外輪差を吸収するために、動力伝達経路の途中に差
動歯車装置が用いられている。ところが通常の差動歯車
装置には、左右いずれかの駆動輪が例えばぬかるみに落
ち込んだり路面上の氷雪等に乗り上げたりして空転を始
めると、駆動輪に駆動力を伝達できなくなるという欠点
が有る。そこで近年、例えば左右の駆動輪の駆動トルク
に大きな差が生じた場合に差動歯車装置の差動を制限す
るトルク感応型の差動制限機構や、左右の駆動輪の回転
数差に応じて差動歯車装置の差動を制限する回転数感応
型の差動制限機構等を備えた差動歯車装置が多く用いら
れている。 【０００３】そして、回転数感応型に比べて作動レスポ
ンスに優れ、伝達駆動力の大きなトルク感応型の差動制
限機構を有する差動歯車装置の中には、ヘリカルＬＳＤ
あるいはクワイフデフと一般に呼称される差動歯車装置
がある。この種の差動歯車装置を図を用いて説明する
と、図４に示される差動歯車装置９０は、デフケース１
０と、大径のヘリカルギヤからなる被駆動歯車である第
１及び第２のサイドギヤ３１，３２と、小径のヘリカル
ギヤからなる第１及び第２の差動歯車３５，３６と、一
対の出力軸４１，４１とを備えている。 【０００４】前記デフケース１０は略円筒状の筒体１１
と、この筒体１１にボルト１９により螺着されてその両
端部の開口を塞ぐ第１及び第２の蓋体２１，２２とを有
している。そして、前記第１及び第２の蓋体２１，２２
にそれぞれ一体に形成されている略円筒状のボス部２
３，２４が、この差動歯車装置９０を収納するデフキャ
リアー１に支承されている軸受け２に嵌合し、このデフ
ケース１０は軸線Ｃ１の回りに回転自在とされている。
そして、このデフケース１０に固定されている図示され
ない駆動ギヤにエンジンからの回転駆動力が伝達される
と、このデフケース１０は前記軸線Ｃ１の回りを回転す
るようになっている。 【０００５】一対の前記出力軸４１，４１は、その軸部
４２がそれぞれ前記ボス部２３，２４に内嵌されて前記
軸線Ｃ１の回りを回転自在に支持されていると共に、サ
ークリップ４９により前記ボス部２３，２４に対してそ
れぞれ抜け止めされている。また、前記第１及び第２の
サイドギヤ３１，３２は、デフケース１０の両端に形成
された円筒状開口２７，２８内に保持されると共に一対
の前記出力軸４１，４１のスプライン部４３とそれぞれ
嵌合され、やはり前記軸線Ｃ１の回りを一体に回転する
ように構成されている。 【０００６】図４乃至図６に示すように、前記デフケー
ス１０の筒体１１には前記軸線Ｃ１と平行に延び、且つ
それぞれ前記軸線Ｃ１と等しい距離にある軸線Ｃ２，Ｃ
３をそれぞれ含む差動歯車保持用の収納部である第１及
び第２の円筒孔１２，１３の組が３組、互いに部分的に
対向した状態で前記筒体１１の円周方向に等間隔に穿設
されている。前記円筒孔１２，１３の内径は前記第１及
び第２の差動歯車３５，３６の外径よりもわずかに大き
くされており、第１及び第２の円筒孔１２，１３内に保
持された第１及び第２の差動歯車３５，３６は、前記軸
線Ｃ２，Ｃ３の回りを回転自在に支持される。さらに、
前記第１及び第２の差動歯車３５，３６は、互いに部分
的に噛み合うと共に、図５及び図６に示すように、その
外周面の一部が前記デフケース１０の円筒状開口２７，
２８にそれぞれ露出させられて前記第１及び第２のサイ
ドギヤ３１，３２とそれぞれ噛み合うように配設されて
いる。 【０００７】次に、上記のように構成された差動歯車装
置９０の作動を、図５及び図６を用いて説明する。デフ
ケース１０にエンジンの駆動力が伝達されると、デフケ
ース１０は図５中に矢印Ａで示すように軸線Ｃ１の回り
を時計回り方向へ回転する。これにより、デフケース１
０の前記第１及び第２の円筒孔１２，１３内にそれぞれ
収納保持されている第１及び第２の差動歯車３５，３６
は、デフケース１０と一体となってそれぞれ軸線Ｃ１の
回りを矢印Ｂ，Ｄ方向に公転させられる。 このとき、
第１及び第２の差動歯車３５，３６はそれぞれ第１及び
第２のサイドギヤ３１，３２と噛み合っているので、第
１の差動歯車３５は円筒孔１２内で軸線Ｃ２の回りを点
線の矢印Ｅ方向に自転しようとし、同様に第２の差動歯
車３６は円筒孔１３内で軸線Ｃ３の回りを点線の矢印Ｆ
方向に自転しようとする。ところが、第１及び第２の差
動歯車３５，３６は互いに噛み合っているので、それぞ
れ点線の矢印Ｅ，Ｆ方向に独立して回転することができ
ない。したがって、第１及び第２の差動歯車３５，３６
は、それぞれ軸線Ｃ２，Ｃ３の回りを自転することなく
デフケース１０と一体となって軸線Ｃ１の回りを公転
し、それぞれ噛み合っている第１及び第２のサイドギヤ
３１，３２を軸線Ｃ１の回りにそれぞれ矢印Ｇ，Ｈ方向
に駆動して回転させる。 【０００８】一方、自動車が旋回走行する際には、内外
輪差により生じる左右の駆動輪の回転数の差を差動歯車
装置により吸収しなければならない。この場合、図４に
示した差動歯車装置９０においては、図６に示すように
第１及び第２の差動歯車３５，３６がそれぞれ軸線Ｃ
２，Ｃ３の回りを矢印Ｉ，Ｊ方向に自転しながら軸線Ｃ
１の回りを矢印Ｂ，Ｄで示す時計回り方向に公転し、第
１のサイドギヤ３１をデフケース１０の回転数に対して
第１の差動歯車３５が自転する分だけ減速して駆動回転
するとともに、第２のサイドギヤ３２をデフケース１０
の回転数に対して第２の差動歯車３６が自転する分だけ
増速して駆動回転させることによって内外輪差を吸収す
るようになっている。 【０００９】ところで、この差動歯車装置９０において
は、第１及び第２の差動歯車３５，３６と第１及び第２
のサイドギヤ３１，３２とがヘリカルギヤとされている
ので、第１及び第２の差動歯車３５，３６は、第１及び
第２のサイドギヤ３１，３２と互いに噛み合う噛み合い
反力により軸線Ｃ２，Ｃ３に対して半径方向外側に付勢
されるばかりでなく、軸線Ｃ２，Ｃ３に沿った軸方向に
も付勢されて、円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１
５のみならずその底面１６，１７にも押圧付勢される。
同様に第１及び第２のサイドギヤ３１，３２は、それぞ
れ軸線Ｃ１に沿った軸方向に付勢されてデフケース１０
の第１及び第２の蓋体２１，２２の内側壁面２５，２６
に押圧付勢される。 【００１０】したがって、左右の駆動輪のいずれか一方
が、例えばぬかるみに落ち込んだり路面上の氷雪等に乗
り上げたりして空転を始めると、第１のサイドギヤ３１
と第２のサイドギヤ３２との間に回転速度差が生じ、第
１及び第２の差動歯車３５，３６はそれぞれデフケース
１０の円筒孔１２，１３内で自転を始める。このとき、
第１及び第２の差動歯車３５，３６は第１及び第２のサ
イドギヤ３１，３２との噛み合い反力により軸線Ｃ２，
Ｃ３に対して半径方向外側に付勢され、それぞれデフケ
ース１０の円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５に
押圧付勢されて摩擦摺動しながらそれぞれの軸線Ｃ２，
Ｃ３の回りを自転する。同様に第１及び第２のサイドギ
ヤ３１，３２は、第１及び第２の差動歯車３５，３６と
の噛み合い反力により軸線Ｃ１に沿った軸方向に付勢さ
れ、それぞれデフケース１０の蓋体２１，２２の内側壁
面２５，２６に押圧付勢されて摩擦摺動しながらそれぞ
れ軸線Ｃ１の回りを自転する。 【００１１】したがって、この差動歯車装置９０におい
ては、一対の出力軸４１，４１の間に、第１及び第２の
差動歯車３５，３６とデフケース１０の内側円筒面１
４，１５との間の摩擦抵抗と、第１及び第２のサイドギ
ヤ３１，３２とデフケース１０の内側壁面２５，２６と
の間の摩擦抵抗によって生じる差動制限トルクが作用す
る。これにより、空転している駆動輪とは反対側の駆動
輪にはこの差動制限トルクに等しい駆動力が伝達され、
ぬかるみに落ち込んだり氷雪に乗り上げた状態から脱出
することができるようにされている。 【００１２】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したト
ルク感応型の差動制限機構を備えた差動歯車装置９０に
おいて、左右の駆動輪のいずれか一方（例えば、図中左
側の駆動輪）が、超低μ路の氷上に乗り上げたり脱輪し
たりして路面に対するグリップ力がほぼゼロとなって空
転を始めた場合には、空転側である第１のサイドギヤ３
１と第１の差動歯車３５との間では噛み合い反力が作用
できず、伝達トルクがゼロとなってしまう。これによ
り、第１の差動歯車３５はデフケース１０の内側円筒面
１４に押圧付勢されず、同様に第１のサイドギヤ３１も
デフケース１０の内側壁面２５に押圧付勢されないこと
となる。 【００１３】そこで、上述した差動歯車装置９０におい
ては、一方の駆動輪の路面に対するグリップ力が完全に
ゼロとなった場合に差動制限トルクが発生しなくなるた
め、駆動輪に駆動力を伝達することができ無くなってし
まうという問題点がある。従って、本発明の目的は上記
課題を解消することに係り、作動レスポンスに優れると
共に、一方の出力軸が空転して噛み合い反力が作用でき
ない場合にも大きな差動制限トルクを発生することがで
きる良好な差動制限機構を備えた差動歯車装置を提供す
ることである。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、同
軸とされる第１及び第２の出力軸の軸線の周りを駆動回
転されるデフケースと、該デフケース内に前記軸線と同
軸に回転自在に収納されると共に前記第１及び第２の出
力軸と夫々一体に回転する第１及び第２の被駆動歯車
と、各々前記第１及び第２の被駆動歯車の一つと噛み合
うと共に互いに部分的に噛み合うように前記デフケース
の収納部内に回転可能に支持され、前記デフケースと一
体に円運動する第１及び第２の差動歯車と、デフケース
内に前記軸線と同軸に回転自在に収納されると共に前記
第１及び第２の差動歯車と回転方向に係合してこれら第
１及び第２の差動歯車を前記収納部の内壁面に押圧付勢
可能なカム手段が外周面に設けられた第１の伝達部材
と、回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制限手段を
介在させて前記第１の伝達部材に対して相対回転可能に
配設されると共に前記第２の出力軸と一体的に回転する
第２の伝達部材とを備えた差動歯車装置により達成され
る。 【００１５】尚、前記第１の伝達部材と前記第２の伝達
部材との間で回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制
限手段としては、ビスカスカップリング、ハイドロリッ
ク・カップリング・ユニット、ロータリーブレード・カ
ップリング及びオリフィス・カップリング・ユニット等
のトルク伝達機構を用いることができる。 【００１６】 【作用】本発明の上記構成によれば、第１の出力軸と第
２の出力軸とが同一回転する際には、第１の伝達部材と
第２の伝達部材との間でトルク伝達が行われないので、
カム手段を介して第１及び第２の差動歯車と回転方向に
係合している第１の伝達部材はデフケースと一体に回転
し、第２の伝達部材は第２の出力軸と一体的に回転す
る。そこで、第１の伝達部材のカム手段は、第１及び第
２の差動歯車を前記デフケースの収納部の内壁面に押圧
付勢しない。 【００１７】そして、第１の出力軸と第２の出力軸との
間に回転差が生じ、デフケースと第２の出力軸とが相対
回転すると、差動制限手段により第１の伝達部材と第２
の伝達部材との間にはデフケースと第２の出力軸との間
の相対回転数差に応じた伝達トルクが生じるので、第１
の伝達部材のカム手段が第１及び第２の差動歯車を収納
部の内壁面に押圧付勢し、第１及び第２の差動歯車とデ
フケースとの間に摩擦抵抗が発生する。そこで、第１の
出力軸と第２の出力軸との間には、第１及び第２の差動
歯車とデフケースとの間に生じる摩擦抵抗と、差動制限
手段により第１の伝達部材と第２の伝達部材との間に生
じる伝達トルクとによる差動制限トルクが作用する。従
って、一方の出力軸が空転して被駆動歯車と差動歯車と
の間で噛み合い反力が作用できない場合にも、第１の出
力軸と第２の出力軸との間に大きな差動制限トルクを発
生することができる 【００１８】 【実施例】以下、添付図面に基づいて本発明の差動歯車
装置の一実施例を詳細に説明する。ここで、図１は本発
明の一実施例に基づく差動歯車装置の全体縦断面図、図
２は図１に示す差動歯車装置のII−II断面矢視図、図３
は図１に示す差動歯車装置の作動を説明する為の要部拡
大横断面図である。尚、図１に示した従来の差動歯車装
置９０と同様の構成部材については、同一の符号を付し
て詳細な説明を省略する。 【００１９】差動歯車装置１００は、デフケース１０
と、大径のヘリカルギヤからなる被駆動歯車である第１
及び第２のサイドギヤ３１，３２と、小径のヘリカルギ
ヤからなる第１及び第２の差動歯車３５，３６と、第１
及び第２の出力軸４１，４５と、回転数差に応じたトル
ク伝達を行う差動制限手段であるビスカスカップリング
５０とを備えている。 【００２０】図１及び図２に示すように、前記ビスカス
カップリング５０は、第１の伝達部材としてのコ字形断
面を有する円環状のハウジング５１と、該ハウジング５
１に対して相対回転可能に配設された第２の伝達部材で
ある円筒状のハブ５２とを備えており、Ｘリング５３に
より液密に密封された円環状の作動室５４を形成してい
る。前記作動室５４内には、薄い鋼板を円盤状に打ち抜
くことにより成形された複数のアウタープレート５６
が、前記ハウジング５１の内周部と回転方向にスプライ
ン係合されると共にスペーサリング５７により等間隔に
配設されている。また前記作動室５４内には、やはり薄
い鋼板を円盤状に打ち抜くことにより成形された複数の
インナープレート５５が、前記アウタープレート５６の
間に一枚ずつ挟み込まれるように配設されると共に前記
ハブ５２の外周部と回転方向にスプライン係合されてい
る。さらに前記作動室５４内には、高粘性流体であるシ
リコンオイルが充填されている。 【００２１】これにより、ハウジング５１とハブ５２と
が相対回転すると、両部材の間にはシリコンオイルの粘
性に基づく差動制限トルクが発生する。そして、前記ビ
スカスカップリング５０のハウジング５１は、その外周
円筒面５９がデフケース１０の筒体１１に設けられてい
る内側円筒面１８に相対回転自在に内嵌させられ、第１
及び第２の出力軸４１，４５の軸線Ｃ１と同軸に回転自
在に収納されている。更に、外周円筒面５９には、差動
歯車保持用の収納部である第１及び第２の円筒孔１２，
１３に収納された第１及び第２の差動歯車３５，３６と
回転方向に係合してこれら第１及び第２の差動歯車３
５，３６を円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５に
押圧付勢可能なカム手段であるカム面５８が、軸線Ｃ１
方向に延びる一対の溝としてそれぞれ凹設されている。 【００２２】また、前記ハブ５２の内周部には第２の出
力軸４５の小径スプライン軸４８が嵌合し、ハブ５２は
第２のサイドギヤ３２と共に第２の出力軸４５と一体に
回転するように構成されている。次に、上記のように構
成された本実施例の差動歯車装置１００の作動につい
て、その特徴となる部分を説明する。例えば、上記第１
及び第２の出力軸４１，４５によりそれぞれ回転駆動さ
れる駆動輪がほぼ同一回転する際には、ハウジング５１
とハブ５２との間に回転差が生じず、トルク伝達が行わ
れないので、カム面５８を介して第１及び第２の差動歯
車３５，３６と回転方向に係合しているハウジング５１
はデフケース１０と一体に回転し、ハブ５２は第２の出
力軸４５と一体的に回転する。そこで、ハウジング５１
のカム面５８は、第１及び第２の差動歯車３５，３６を
前記デフケース１０の第１及び第２の円筒孔１２，１３
の内側円筒面１４，１５に押圧付勢しない。従って、差
動歯車装置１００には差動制限力が作用せず、第１及び
第２の出力軸４１，４５は差動回転可能である。 【００２３】そして、上記第１及び第２の出力軸４１，
４５によりそれぞれ回転駆動される駆動輪の一方が、ぬ
かるみに落ち込んだり路面上の氷雪等に乗り上げたりし
て空転を始めると、第１及び第２の出力軸４１，４５の
間に回転数差が生じ、デフケース１０と第２の出力軸４
５とが相対回転する。すると、ビスカスカップリング５
０によってハウジング５１とハブ５２との間にはデフケ
ース１０と第２の出力軸４５との間の相対回転数差に応
じた伝達トルクが生じるので、図３に示すように矢印Ｖ
方向へ回転するハウジング５１のカム面５８がクサビ作
用によって第１及び第２の差動歯車３５，３６を前記第
１及び第２の円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５
に押圧付勢する。 【００２４】円筒孔１２，１３の内側円筒面１４，１５
に矢印Ｔ方向へ押圧付勢された第１及び第２の差動歯車
３５，３６は、その外周部が内側円筒面１４，１５と摩
擦摺動しながらそれぞれの軸線Ｃ２，Ｃ３の回りを自転
する。これにより、第１のサイドギヤ３１と第１の差動
歯車３５との間、及び第２のサイドギヤ３２と第２の差
動歯車３６との間には、それぞれ第１及び第２の差動歯
車３５，３６を内側円筒面１４，１５との摩擦摺動力に
抗して回転させるだけのトルクに等しいトルク伝達が行
われる。そこで、第１の出力軸４１と第２の出力軸４２
との間には、第１及び第２の差動歯車３５，３６とデフ
ケース１０との間に生じる摩擦抵抗と、ビスカスカップ
リング５０によりハウジング５１とハブ５２との間に生
じる伝達トルクとによる差動制限トルクが作用する。 【００２５】従って、本実施例の差動歯車装置１００に
おいては、一方の駆動輪が路面に対するグリップ力を完
全に失い、第１のサイドギヤ３１と第１の差動歯車３５
との間、又は第２のサイドギヤ３２と第２の差動歯車３
６との間で噛み合い反力が作用できない場合にも、第１
の出力軸４１と第２の出力軸４５との間に大きな差動制
限トルクを発生することができる 【００２６】即ち、本発明の差動歯車装置１００におい
ては、差動制限手段であるビスカスカップリング５０を
デフケース１０の内側に配設するとともに、ビスカスカ
ップリング５０に生じる差動制限トルクを用いて第１及
び第２の差動歯車３５，３６をデフケース１０に押圧付
勢し、イニシャルトルクを発生するように構成したの
で、例えば第１及び第２の出力軸４１，４５の間にビス
カスカップリングを単純に介装してビスカストルクのみ
で片輪空転時のイニシャルトルクを発生するように構成
する場合に比較して、作動レスポンスに優れると共にビ
スカスカップリングを小型化することができる。そこ
で、差動歯車装置１００を大型化させること無く良好な
大きな差動制限機構を得ることができる。 【００２７】なお、本実施例の差動歯車装置１００にお
いては、第１の伝達部材と前記第２の伝達部材との間で
回転数差に応じたトルク伝達を行う差動制限手段として
ビスカスカップリングを用いているが、これにとらわれ
る必要はなく、例えばハイドロリック・カップリング・
ユニット、ロータリーブレード・カップリング及びオリ
フィス・カップリング・ユニット等のトルク伝達機構を
用いることができることは言うまでもない。 【００２８】 【発明の効果】本発明の差動歯車装置によれば、第１の
伝達部材と第２の伝達部材との間で回転数差に応じたト
ルク伝達を行う差動制限手段をデフケースの内側に設
け、回転数差に応じて第１及び第２の差動歯車をデフケ
ースの収納部の内壁面に押圧付勢することにより、第１
及び第２の差動歯車と前記収納部の内壁面との間に生じ
る摩擦抵抗力を第１及び第２の出力軸間の差動制限トル
クとして作用させている。そこで、一方の出力軸が空転
して噛み合い反力が作用できない場合にも前記差動制限
手段によりイニシャルトルクを発生することができる。 【００２９】又、該差動制限手段は第１及び第２の差動
歯車をデフケースの収納部の内壁面に押圧付勢する為の
伝達トルクを発生するものであり、差動制限トルクは第
１及び第２の差動歯車と前記収納部の内壁面との間に生
じる摩擦抵抗力により主に得られるので、作動レスポン
スに優れると共に差動制限手段の伝達トルクを大きく設
定する必要がない。従って、作動レスポンスに優れると
共に、一方の出力軸が空転して噛み合い反力が作用でき
ない場合にも大きな差動制限トルクを発生することがで
きる良好な差動制限機構を備えた差動歯車装置を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に基づく差動歯車装置の全体
縦断面図である。 【図２】図１に示す差動歯車装置のII−II断面矢視図で
ある。 【図３】図１に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【図４】従来の差動歯車装置の全体縦断面図である。 【図５】図４に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【図６】図４に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【符号の説明】 １０ デフケース １１ 筒体 １２ 円筒孔 １４ 内側円筒面 １５ 内側円筒面 １８ 内側円筒面 ２１ 第１の蓋体 ２２ 第２の蓋体 ３１ 第１のサイドギヤ ３２ 第２のサイドギヤ ３５ 第１の差動歯車 ３６ 第２の差動歯車 ４１ 第１の出力軸 ４５ 第２の出力軸 ４８ 小径スプライン軸 ５０ ビスカスカップリング ５１ ハウジング ５２ ハブ ５３ Ｘリング ５４ 作動室 ５５ インナープレート ５６ アウタープレート ５７ スペーサリング ５８ カム面 ５９ 外周円筒面 １００ 差動歯車装置
縦断面図である。 【図２】図１に示す差動歯車装置のII−II断面矢視図で
ある。 【図３】図１に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【図４】従来の差動歯車装置の全体縦断面図である。 【図５】図４に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【図６】図４に示す差動歯車装置の作動を説明する為の
要部拡大横断面図である。 【符号の説明】 １０ デフケース １１ 筒体 １２ 円筒孔 １４ 内側円筒面 １５ 内側円筒面 １８ 内側円筒面 ２１ 第１の蓋体 ２２ 第２の蓋体 ３１ 第１のサイドギヤ ３２ 第２のサイドギヤ ３５ 第１の差動歯車 ３６ 第２の差動歯車 ４１ 第１の出力軸 ４５ 第２の出力軸 ４８ 小径スプライン軸 ５０ ビスカスカップリング ５１ ハウジング ５２ ハブ ５３ Ｘリング ５４ 作動室 ５５ インナープレート ５６ アウタープレート ５７ スペーサリング ５８ カム面 ５９ 外周円筒面 １００ 差動歯車装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−38733（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−99284（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−33996（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−81909（ＪＰ，Ａ)
米国特許5616096（ＵＳ，Ａ)
英国特許2292426（ＧＢ，Ｂ)
独国特許出願公開4027423（ＤＥ，Ａ
１)
独国特許発明19529650（ＤＥ，Ｃ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 48/28
F16H 48/26
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 同軸とされる第１及び第２の出力軸の軸
線の周りを駆動回転されるデフケースと、該デフケース
内に前記軸線と同軸に回転自在に収納されると共に前記
第１及び第２の出力軸と夫々一体に回転する第１及び第
２の被駆動歯車と、各々前記第１及び第２の被駆動歯車
の一つと噛み合うと共に互いに部分的に噛み合うように
前記デフケースの収納部内に回転可能に支持され、前記
デフケースと一体に円運動する第１及び第２の差動歯車
と、デフケース内に前記軸線と同軸に回転自在に収納さ
れると共に前記第１及び第２の差動歯車と回転方向に係
合してこれら第１及び第２の差動歯車を前記収納部の内
壁面に押圧付勢可能なカム手段が外周面に設けられた第
１の伝達部材と、回転数差に応じたトルク伝達を行う差
動制限手段を介在させて前記第１の伝達部材に対して相
対回転可能に配設されると共に前記第２の出力軸と一体
的に回転する第２の伝達部材とを備えた差動歯車装置。
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