JP3462496B2 - 差動装置 - Google Patents
差動装置Info
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- Japan
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- gear
- gears
- output
- differential device
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
- F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
- F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
- F16H48/11—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears having intermeshing planet gears
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/06—Differential gearings with gears having orbital motion
- F16H48/10—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears
- F16H2048/106—Differential gearings with gears having orbital motion with orbital spur gears characterised by two sun gears
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、差動装置に関する。
差動装置は通常、自動車に用いられており、自動車の
両側の車輪間にエンジンからの駆動力を分配する。４輪
駆動車において、差動装置は、前輪及び後輪間でエンジ
ン駆動力を分配するために用いられ、そして差動装置
は、発生トルクを不均等に分配するように構成され得
る。該装置は更に、差動限界を設定するために構成され
得る。
両側の車輪間にエンジンからの駆動力を分配する。４輪
駆動車において、差動装置は、前輪及び後輪間でエンジ
ン駆動力を分配するために用いられ、そして差動装置
は、発生トルクを不均等に分配するように構成され得
る。該装置は更に、差動限界を設定するために構成され
得る。
本出願人により欧州特許出願され、EP0347165として
公開された出願においては、２つの出力ギヤ間に発生ト
ルクを不均等に分配する差動装置が記述された。差動装
置についての３つの実施例が開示された。３つの全ての
実施例とも、ハウジング内に回転自在に収容された２組
の複数中間ギヤを用いている。入力は上記ハウジングへ
伝達され、そのハウジングを、２つの出力ギヤの回転軸
と共軸に回転させる。ハウジングの回転は、上記２組の
複数中間ギヤの回転を生じさせ、次に上記出力ギヤの回
転を生じさせる。この両方の出力ギヤは、異なる直径を
有しており、そのため各々のギヤに対して異なるトルク
が付与される。第１複数中間ギヤは、小径ギヤと係合
し、また第２複数中間ギヤは、大径の第２出力ギヤと係
合する。両方の複数中間ギヤは相互に噛合し、これによ
りトルクが、一方の出力ギヤから他方の出力ギヤへ伝達
されるのを可能にする。
公開された出願においては、２つの出力ギヤ間に発生ト
ルクを不均等に分配する差動装置が記述された。差動装
置についての３つの実施例が開示された。３つの全ての
実施例とも、ハウジング内に回転自在に収容された２組
の複数中間ギヤを用いている。入力は上記ハウジングへ
伝達され、そのハウジングを、２つの出力ギヤの回転軸
と共軸に回転させる。ハウジングの回転は、上記２組の
複数中間ギヤの回転を生じさせ、次に上記出力ギヤの回
転を生じさせる。この両方の出力ギヤは、異なる直径を
有しており、そのため各々のギヤに対して異なるトルク
が付与される。第１複数中間ギヤは、小径ギヤと係合
し、また第２複数中間ギヤは、大径の第２出力ギヤと係
合する。両方の複数中間ギヤは相互に噛合し、これによ
りトルクが、一方の出力ギヤから他方の出力ギヤへ伝達
されるのを可能にする。
前記EP0347165の全ての実施例において、２組の複数
ギヤを形成する中間ギヤは、相互に独立している。各中
間ギヤは、その1/2の長さに沿って出力ギヤの１つと噛
合し、また残りの1/2の長さに沿って、他の出力ギヤと
噛合する少なくとも１つの中間ギヤと噛合する。EP0347
165に記述された各実施例の軸方向長さは、他の中間ギ
ヤに噛合する各中間ギヤの部位の軸方向長さと同様に、
両方の出力ギヤの軸方向長さを考慮して選定される必要
がある。従って、上記ハウジングの軸方向長さは、一般
的には各中間ギヤの長さの1.5倍以上の大きさに選定さ
れる必要がある。
ギヤを形成する中間ギヤは、相互に独立している。各中
間ギヤは、その1/2の長さに沿って出力ギヤの１つと噛
合し、また残りの1/2の長さに沿って、他の出力ギヤと
噛合する少なくとも１つの中間ギヤと噛合する。EP0347
165に記述された各実施例の軸方向長さは、他の中間ギ
ヤに噛合する各中間ギヤの部位の軸方向長さと同様に、
両方の出力ギヤの軸方向長さを考慮して選定される必要
がある。従って、上記ハウジングの軸方向長さは、一般
的には各中間ギヤの長さの1.5倍以上の大きさに選定さ
れる必要がある。
自動車内では、限られたスペースだけが利用可能であ
る。多くの適用例において、メーカーは、自動車のギヤ
ボックスに可能な限り近接配置される３もしくは４輪自
動車のための差動装置を必要としている。一般に極めて
小さなスペースしか利用できず、従って、差動装置は可
能な限りコンパクトでなければならない。
る。多くの適用例において、メーカーは、自動車のギヤ
ボックスに可能な限り近接配置される３もしくは４輪自
動車のための差動装置を必要としている。一般に極めて
小さなスペースしか利用できず、従って、差動装置は可
能な限りコンパクトでなければならない。
ここに本出願人は、改良された差動装置を意図してい
る。
る。
そこで本発明は、差動装置を提供するが、第１軸のま
わりに回転するようにしたギヤ支持体と、この支持体上
の手段であり、これにより該支持体が上記第１軸のまわ
りに回転され得る手段と、第１の直径の第１出力ギヤ及
びこれより大径の第２の直径の第２出力ギヤと、なお各
出力ギヤは、上記第１軸のまわりの回転のために上記支
持体に装着されており、該第１軸と平行な第１複数軸の
１つのまわりで上記支持体に対して回転するように、該
支持体のポケットに各々回転可能に支持され、前記第１
出力ギアと係合する第１複数中間ギヤと、なお上記第１
複数軸は、上記第１軸から等距離に配置されており、第
１軸と平行な第２複数軸の１つのまわりで上記支持体に
対して回転するように、該支持体のポケットに各々回転
可能に支持された第２複数中間ギヤを備え、なお上記第
２複数軸は、上記第１軸から等距離に配置され、そして
各々が上記第２出力ギヤと係合している。この差動装置
において、第１複数中間ギヤの少なくとも１つは、第２
複数中間ギヤの少なくとも１つと係合していて、各第１
複数中間ギヤは、出力ギヤの１つのみに対して延在する
と共に、各第２複数中間ギヤは、両方の出力ギヤに対し
て延在することを特徴とする。
わりに回転するようにしたギヤ支持体と、この支持体上
の手段であり、これにより該支持体が上記第１軸のまわ
りに回転され得る手段と、第１の直径の第１出力ギヤ及
びこれより大径の第２の直径の第２出力ギヤと、なお各
出力ギヤは、上記第１軸のまわりの回転のために上記支
持体に装着されており、該第１軸と平行な第１複数軸の
１つのまわりで上記支持体に対して回転するように、該
支持体のポケットに各々回転可能に支持され、前記第１
出力ギアと係合する第１複数中間ギヤと、なお上記第１
複数軸は、上記第１軸から等距離に配置されており、第
１軸と平行な第２複数軸の１つのまわりで上記支持体に
対して回転するように、該支持体のポケットに各々回転
可能に支持された第２複数中間ギヤを備え、なお上記第
２複数軸は、上記第１軸から等距離に配置され、そして
各々が上記第２出力ギヤと係合している。この差動装置
において、第１複数中間ギヤの少なくとも１つは、第２
複数中間ギヤの少なくとも１つと係合していて、各第１
複数中間ギヤは、出力ギヤの１つのみに対して延在する
と共に、各第２複数中間ギヤは、両方の出力ギヤに対し
て延在することを特徴とする。
本発明のギヤ構成によれば、従前の差動装置と比較し
て差動装置の軸方向長さを減少し、これは、自動車にお
ける差動装置の使用に対して極めて重要であり、車両ギ
ヤボックス内にその差動装置を配置するのを容易にし得
る。
て差動装置の軸方向長さを減少し、これは、自動車にお
ける差動装置の使用に対して極めて重要であり、車両ギ
ヤボックス内にその差動装置を配置するのを容易にし得
る。
本発明では、第１複数中間ギヤの１つは、その少なく
とも一部位に沿って、第２複数中間ギヤの１つと第１出
力ギヤとの両方と係合する（即ち、第１中間ギヤの１つ
の同一部位は、同時に２つの他の部位と係合する）。こ
のような可能性は、従来では考慮されなかったが、第１
複数ギヤが、第１出力ギヤの長さ以下かもしくは等しい
長さで要求通りの作用をなすようにすることができる。
第２複数中間ギヤの少なくとも１つは、その一部位に沿
って第２出力ギヤと、またその別部位に沿って第１複数
ギヤの１つと係合する。第２複数ギヤは、ギヤ間の係合
の全軸方向長さが最大となるように、第１複数ギヤより
も長くなるのが好ましい。代表的には、各出力ギヤ及び
第１中間ギヤは、同一の軸方向長さを有するであろう。
第２複数中間ギヤの各々は、好適には他のギヤの軸方向
長さの少なくとも２倍の軸方向長さを有するであろう
し、これにより第２複数中間ギヤの少なくとも１つは、
その軸方向長さに沿って第２出力ギヤと、またその軸方
向長さに沿って第１複数中間ギヤ１つと係合する。
とも一部位に沿って、第２複数中間ギヤの１つと第１出
力ギヤとの両方と係合する（即ち、第１中間ギヤの１つ
の同一部位は、同時に２つの他の部位と係合する）。こ
のような可能性は、従来では考慮されなかったが、第１
複数ギヤが、第１出力ギヤの長さ以下かもしくは等しい
長さで要求通りの作用をなすようにすることができる。
第２複数中間ギヤの少なくとも１つは、その一部位に沿
って第２出力ギヤと、またその別部位に沿って第１複数
ギヤの１つと係合する。第２複数ギヤは、ギヤ間の係合
の全軸方向長さが最大となるように、第１複数ギヤより
も長くなるのが好ましい。代表的には、各出力ギヤ及び
第１中間ギヤは、同一の軸方向長さを有するであろう。
第２複数中間ギヤの各々は、好適には他のギヤの軸方向
長さの少なくとも２倍の軸方向長さを有するであろう
し、これにより第２複数中間ギヤの少なくとも１つは、
その軸方向長さに沿って第２出力ギヤと、またその軸方
向長さに沿って第１複数中間ギヤ１つと係合する。
好適には、第１複数中間ギヤの各々は、第１軸方向長
さを有し、また第２複数ギヤの各々は、上記第１軸方向
長さよりも長い第２軸方向長さを有する。この第２軸方
向長さは、好適には上記第１軸方向長さの２倍である。
さを有し、また第２複数ギヤの各々は、上記第１軸方向
長さよりも長い第２軸方向長さを有する。この第２軸方
向長さは、好適には上記第１軸方向長さの２倍である。
第１の好適な実施例では、２つの出力ギヤは、それら
の対向する面の少なくとも一部位で互いに隣接する。
の対向する面の少なくとも一部位で互いに隣接する。
この差動装置は、２つの出力ギヤが互いに隣接すると
き、用いられるギヤに対して可能な最小の軸方向長さと
なる。
き、用いられるギヤに対して可能な最小の軸方向長さと
なる。
第２の好適な実施例では、差動装置は、２つの出力ギ
ヤの対向する面の間に介置されたスペーサ部材を備え、
そのスペーサ部材は、第１出力ギヤの少なくとも一部位
に隣接する第１面と、第２出力ギヤの少なくとも一部位
に隣接する第２面とを有している。
ヤの対向する面の間に介置されたスペーサ部材を備え、
そのスペーサ部材は、第１出力ギヤの少なくとも一部位
に隣接する第１面と、第２出力ギヤの少なくとも一部位
に隣接する第２面とを有している。
スペーサ部材等の挿入物は、２つの出力ギヤの対向す
る面の磨損を減少するために望ましい。
る面の磨損を減少するために望ましい。
上述の第１及び第２の好適な実施例の双方において、
好適には中間ギヤ及び出力ギヤは全てヘリカルギヤであ
り、各ヘリカル中間ギヤは、それが係合する中間ギヤ及
びそれが係合する出力ギヤに対して対向し、各多数ヘリ
カル中間ギヤ及び各ヘリカル出力ギヤは、出力ギヤと中
間ギヤとの間の相互作用によって生じる軸方向力が、２
つの出力ギヤを互いに近接させるように付勢するように
なっている。
好適には中間ギヤ及び出力ギヤは全てヘリカルギヤであ
り、各ヘリカル中間ギヤは、それが係合する中間ギヤ及
びそれが係合する出力ギヤに対して対向し、各多数ヘリ
カル中間ギヤ及び各ヘリカル出力ギヤは、出力ギヤと中
間ギヤとの間の相互作用によって生じる軸方向力が、２
つの出力ギヤを互いに近接させるように付勢するように
なっている。
ギヤが耐磨耗性に優れた材料により形成され、又は磨
損を制限するスペーサに対して材料が容易に選定される
ので、ケーシングに対してよりも寧ろ出力ギヤを近接さ
せるように付勢することが好ましい。
損を制限するスペーサに対して材料が容易に選定される
ので、ケーシングに対してよりも寧ろ出力ギヤを近接さ
せるように付勢することが好ましい。
好適には、出力ギヤの対向する面は、耐摩耗性材料に
よって被覆される。
よって被覆される。
好適には、第１及び第２複数ギヤの全ては同一直径を
有し、また各複数中間ギヤは第１軸方向長さを有し、そ
して各第２複数中間ギヤは、上記第１軸方向長さよりも
長い第２軸方向長さを有している。
有し、また各複数中間ギヤは第１軸方向長さを有し、そ
して各第２複数中間ギヤは、上記第１軸方向長さよりも
長い第２軸方向長さを有している。
好適には、各第２複数ギヤは、両方の出力ギヤの全長
に亘って延在する。
に亘って延在する。
両方の出力ギヤの全長に亘って延在する各第２複数ギ
ヤと共に、用いられる出力ギヤに対して、ギヤの最大係
合領域が可能である。
ヤと共に、用いられる出力ギヤに対して、ギヤの最大係
合領域が可能である。
好適には、２つの複数中間ギヤは全長にわたって、中
空である。これは、装置全体の質量を減少させ、また製
造の際にギヤを配置し易くする。
空である。これは、装置全体の質量を減少させ、また製
造の際にギヤを配置し易くする。
好適には、中間ギヤは、ギヤ支持体及び２つの出力ギ
ヤ間に形成されるキャビティ内に位置付けされ、個々の
中間ギアは、それが位置付けされたキャビティ内で回転
可能となっている。
ヤ間に形成されるキャビティ内に位置付けされ、個々の
中間ギアは、それが位置付けされたキャビティ内で回転
可能となっている。
好適には、ギヤ支持体は、キャビティを形成し、その
キャビティが、軸方向における上記支持体の全長に沿っ
て延在する中央部材と、キャビティ内の中間ギヤの軸方
向の動きを抑制するように、該キャビティの各端部の少
なくとも一部位に対して延在するようにした２つの端部
部材とを備えている。
キャビティが、軸方向における上記支持体の全長に沿っ
て延在する中央部材と、キャビティ内の中間ギヤの軸方
向の動きを抑制するように、該キャビティの各端部の少
なくとも一部位に対して延在するようにした２つの端部
部材とを備えている。
好適には、端部部材の１つは中央部材と一体化し、ま
た他の端部部材は、中央部材に取り外し可能に取り付け
られたプレート状部材である。
た他の端部部材は、中央部材に取り外し可能に取り付け
られたプレート状部材である。
これは、支持体の最も簡単な構造であり、製造コスト
を易くする。
を易くする。
好適には、支持体が上記第１軸のまわりに回転され得
る支持体上の手段は、該支持体の外側に取り外し可能に
取り付けられた環状ギヤを備えている。
る支持体上の手段は、該支持体の外側に取り外し可能に
取り付けられた環状ギヤを備えている。
取り外し可能な環状ギヤを用いることは、磨損した環
状ギヤの交換を可能にする。
状ギヤの交換を可能にする。
好適には、上記キャビティを密閉するためのシール手
段が設けられ、該キャビティ内に潤滑油流体が充填され
る。この潤滑油流体は、好適には粘性流体である。この
粘性流体は、好適には電気−流動性流体であり、好適に
は該流体を活性化するための活性化手段が設けられる。
段が設けられ、該キャビティ内に潤滑油流体が充填され
る。この潤滑油流体は、好適には粘性流体である。この
粘性流体は、好適には電気−流動性流体であり、好適に
は該流体を活性化するための活性化手段が設けられる。
１つの好適実施例では、大径の第２出力ギヤには、開
口が画成され、中空の第１出力シャフトが結合され、小
径の第１出力ギヤには、第１出力シャフトと同軸に配置
される第２出力シャフトが結合される。第２出力シャフ
トは、第２出力ギヤ内の前記開口と第１出力シャフトの
内部の空間に延在しており、第１出力シャフト内で回転
自在となっている。駆動力は、第２出力ギアから第１出
力シャフトを介して、および第１出力ギアから第２出力
シャフトを介して取り出される。
口が画成され、中空の第１出力シャフトが結合され、小
径の第１出力ギヤには、第１出力シャフトと同軸に配置
される第２出力シャフトが結合される。第２出力シャフ
トは、第２出力ギヤ内の前記開口と第１出力シャフトの
内部の空間に延在しており、第１出力シャフト内で回転
自在となっている。駆動力は、第２出力ギアから第１出
力シャフトを介して、および第１出力ギアから第２出力
シャフトを介して取り出される。
本発明はまた、上記のような差動装置を備えた４輪駆
動車を提供するが、上記ギヤ支持体はエンジンによって
回転駆動され、第１出力ギヤが、一対の車輪を駆動する
ために結合されると共に、第２出力ギヤが、他の一対の
車輪を駆動するために結合される。
動車を提供するが、上記ギヤ支持体はエンジンによって
回転駆動され、第１出力ギヤが、一対の車輪を駆動する
ために結合されると共に、第２出力ギヤが、他の一対の
車輪を駆動するために結合される。
以下に本発明の好適な実施例が、添付の図面を参照し
て記述される。
て記述される。
図１は、差動装置の第１実施例における破断断面図で
ある。
ある。
図２は、差動装置の第２実施例における破断断面図で
ある。
ある。
図１の差動装置40は差動ギヤ支持体を備えており、こ
の支持体は一体型エンドプレート及び外方へ突出するハ
ブ46を有するハウジング42の形態である。エンドプレー
ト45はハウジング42に固定され、また、このエンドプレ
ート45は、その外方へ突出するハブ46も備えている。上
記支持体は、ハウジング42に固定された環状の外周ギヤ
44上に形成されたギヤ歯手段49により、ハウジング42及
びエンドプレート45とに共通する軸47のまわりに回転駆
動され得る。
の支持体は一体型エンドプレート及び外方へ突出するハ
ブ46を有するハウジング42の形態である。エンドプレー
ト45はハウジング42に固定され、また、このエンドプレ
ート45は、その外方へ突出するハブ46も備えている。上
記支持体は、ハウジング42に固定された環状の外周ギヤ
44上に形成されたギヤ歯手段49により、ハウジング42及
びエンドプレート45とに共通する軸47のまわりに回転駆
動され得る。
ギヤ支持体は、前記のエンドプレート45と反対側、す
なわち図１に示す左側端部に外に向かって延びるハブ46
を有している。このハブ46は、前述のエンドプレート45
に設けられたハブより大きな外径の軸受部を有してい
る。ハウジング42より左方に向かって延びる部分の内部
の空間に出力ギア51が位置している。この出力ギヤ51
は、内側スプラインスリーブを有している。右側端部に
おいて、ギヤ支持体は、内側スプラインスリーブ部54を
有する出力ギヤ52を備えている。
なわち図１に示す左側端部に外に向かって延びるハブ46
を有している。このハブ46は、前述のエンドプレート45
に設けられたハブより大きな外径の軸受部を有してい
る。ハウジング42より左方に向かって延びる部分の内部
の空間に出力ギア51が位置している。この出力ギヤ51
は、内側スプラインスリーブを有している。右側端部に
おいて、ギヤ支持体は、内側スプラインスリーブ部54を
有する出力ギヤ52を備えている。
中間ギヤ55は、軸47と平行な軸のまわりに回転可能に
ハウジング42内に支持され、環状に配置されている。そ
して、後述する中間ギア56の配置に対して内側に配置さ
れている。内側環の中間ギヤ55の各々は、出力ギヤ52及
び外側環の２つの中間ギヤ56と噛合する。
ハウジング42内に支持され、環状に配置されている。そ
して、後述する中間ギア56の配置に対して内側に配置さ
れている。内側環の中間ギヤ55の各々は、出力ギヤ52及
び外側環の２つの中間ギヤ56と噛合する。
中間ギヤ56もまた、ハウジング42内に回転可能に支持
され、環状に配置されている。前述の中間ギア55の環状
配置の外側にやはり環状に配置されている。外側環の中
間ギヤ56の各々は、内側環の２つの中間ギヤ55及び出力
ギヤ51と噛み合っている。
され、環状に配置されている。前述の中間ギア55の環状
配置の外側にやはり環状に配置されている。外側環の中
間ギヤ56の各々は、内側環の２つの中間ギヤ55及び出力
ギヤ51と噛み合っている。
内側環の中間ギヤ55は、外側環の中間ギヤ56の各々の
長さの２分の１である。内側環の中間ギヤ55は、出力ギ
ヤ52と同一の歯幅であり、歯幅全体で出力ギア52と噛み
合っている。外側環の中間ギヤ56は、出力ギヤ51及び52
両方に噛み合うだけの全長を有し、各中間ギヤ56は、そ
の歯幅の1/2で出力ギヤ51と噛み合い、残りの1/2の歯幅
で内側環の２つの中間ギヤ55と噛み合う。
長さの２分の１である。内側環の中間ギヤ55は、出力ギ
ヤ52と同一の歯幅であり、歯幅全体で出力ギア52と噛み
合っている。外側環の中間ギヤ56は、出力ギヤ51及び52
両方に噛み合うだけの全長を有し、各中間ギヤ56は、そ
の歯幅の1/2で出力ギヤ51と噛み合い、残りの1/2の歯幅
で内側環の２つの中間ギヤ55と噛み合う。
本発明の構成によれば、出力ギヤ51及び52は接触状態
になり得る。従って差動装置は、その軸方向に可能な最
小長さを有する。
になり得る。従って差動装置は、その軸方向に可能な最
小長さを有する。
図１に示される第１実施例では、第１出力シャフト
は、出力ギヤ51と結合され、そこから真っ直ぐにハウジ
ング42から離れる方向に延びている。この第１出力シャ
フトは、ハウジング42と一体化したハブ46によって形成
される開口を介して延在し得る。出力ギヤ51を出力シャ
フトと係合させるために、この出力ギヤ51の中心スリー
ブ内にスプライン歯が形成されている。
は、出力ギヤ51と結合され、そこから真っ直ぐにハウジ
ング42から離れる方向に延びている。この第１出力シャ
フトは、ハウジング42と一体化したハブ46によって形成
される開口を介して延在し得る。出力ギヤ51を出力シャ
フトと係合させるために、この出力ギヤ51の中心スリー
ブ内にスプライン歯が形成されている。
出力ギヤ52は、第２出力シャフトと結合され、そこか
ら真っ直ぐに第１出力シャフトとは反対方向に延びてい
る。この第２出力シャフトは、エンドプレート45及びハ
ブ46によって形成される開口を介して延在し得る。ギヤ
52の開口内のスプライン54は、ギヤ52を出力シャフトと
係合させる。
ら真っ直ぐに第１出力シャフトとは反対方向に延びてい
る。この第２出力シャフトは、エンドプレート45及びハ
ブ46によって形成される開口を介して延在し得る。ギヤ
52の開口内のスプライン54は、ギヤ52を出力シャフトと
係合させる。
差動装置の第２実施例が図２に明示されている。この
差動装置は、図１に示される差動装置と基本的に同一で
ある。しかしながら、出力ギヤの駆動力は、異なる態様
で取り出される。
差動装置は、図１に示される差動装置と基本的に同一で
ある。しかしながら、出力ギヤの駆動力は、異なる態様
で取り出される。
図２の差動装置においては、駆動力は、その差動装置
から同一方向に延在する２つの共軸なシャフト60及び61
によって、２つの出力ギヤ51及び52から取り出される。
両方の出力シャフト60及び61は中空である。中空シャフ
ト60は、中空出力シャフト61内に設けられている。出力
シャフト60は出力ギヤ52と結合される一方、出力シャフ
ト61は出力ギヤ51と結合される。駆動力は、シャフト60
及び61のスプライン端部62及び63とギヤ係合させること
によって、出力シャフト60及び61から取り出される。
から同一方向に延在する２つの共軸なシャフト60及び61
によって、２つの出力ギヤ51及び52から取り出される。
両方の出力シャフト60及び61は中空である。中空シャフ
ト60は、中空出力シャフト61内に設けられている。出力
シャフト60は出力ギヤ52と結合される一方、出力シャフ
ト61は出力ギヤ51と結合される。駆動力は、シャフト60
及び61のスプライン端部62及び63とギヤ係合させること
によって、出力シャフト60及び61から取り出される。
図２から明らかなように、小径出力ギヤに結合された
シャフト60は、出力ギヤ51内に形成された開口を介して
延在する。
シャフト60は、出力ギヤ51内に形成された開口を介して
延在する。
第２実施例は、標準ギヤボックスに隣接して、又は実
際には変形型ギヤボックスの出力部と組合わせて使用す
るために用いられ得る。
際には変形型ギヤボックスの出力部と組合わせて使用す
るために用いられ得る。
好適な実施例の各差動装置は、差動限界の設定可能な
差動装置（a limted slip differential）である。各実
施例において、差動装置の中間ギヤ及びハウジング間の
摩擦力は、出力ギヤ間の差動を制限する。
差動装置（a limted slip differential）である。各実
施例において、差動装置の中間ギヤ及びハウジング間の
摩擦力は、出力ギヤ間の差動を制限する。
本発明の好適な実施例において、中間ギヤは、差動装
置のハウジングもしくはエンドプレートに公転可能に結
合されてはいない。その代わりに、中間ギヤは、差動装
置のハウジング内のポケットに設置される。該中間ギヤ
は、その中間ギヤ自体、また中間ギヤ及び出力ギヤ間
の、更にまた中間ギヤ及びハウジング間の相互作用によ
り所定位置に保持される。好適な実施例の中間ギヤは、
回転軸に装着されないので、中間ギヤの半径方向力は、
該中間ギヤとそれらを支持するハウジングとの間の摩擦
力を増加させる。かかる半径方向力が回転中の中間ギヤ
に及ぼされ、その半径方向力は、中間ギヤに伝達される
トルクに比例する。半径方向力に起因するハウジング及
び中間ギヤ間に作用する摩擦力は、出力ギヤ間の滑りを
制限するように作用する。その摩擦力は、半径方向力と
ギヤの回転速度との関数である。
置のハウジングもしくはエンドプレートに公転可能に結
合されてはいない。その代わりに、中間ギヤは、差動装
置のハウジング内のポケットに設置される。該中間ギヤ
は、その中間ギヤ自体、また中間ギヤ及び出力ギヤ間
の、更にまた中間ギヤ及びハウジング間の相互作用によ
り所定位置に保持される。好適な実施例の中間ギヤは、
回転軸に装着されないので、中間ギヤの半径方向力は、
該中間ギヤとそれらを支持するハウジングとの間の摩擦
力を増加させる。かかる半径方向力が回転中の中間ギヤ
に及ぼされ、その半径方向力は、中間ギヤに伝達される
トルクに比例する。半径方向力に起因するハウジング及
び中間ギヤ間に作用する摩擦力は、出力ギヤ間の滑りを
制限するように作用する。その摩擦力は、半径方向力と
ギヤの回転速度との関数である。
本発明の好適な実施例の出力ギヤ51及び52は、ヘリカ
ルギヤである。各々は、噛み合う他のギアに対して反対
向きの螺旋状になっている。外側環の中間ギヤ56は、ギ
ヤ51及び内側環の中間ギヤ55（これらは出力ギヤ52に対
してえ螺旋の向きが反対である）に対して、各々螺旋の
向きが反対になっている。各ギヤの螺旋の向きは、それ
らの噛合によって生成される軸方向力が、２つの出力ギ
ヤ51及び52を共に内向きに付勢するように選定される。
これにより、これらの出力ギアの左右方向よりの支持に
関する負荷が減少し、エンドプレート45を固定するため
の力が減少する。一般にギヤに用いられる材料は、ハウ
ジング材料に対抗する耐磨耗性において優れている。
ルギヤである。各々は、噛み合う他のギアに対して反対
向きの螺旋状になっている。外側環の中間ギヤ56は、ギ
ヤ51及び内側環の中間ギヤ55（これらは出力ギヤ52に対
してえ螺旋の向きが反対である）に対して、各々螺旋の
向きが反対になっている。各ギヤの螺旋の向きは、それ
らの噛合によって生成される軸方向力が、２つの出力ギ
ヤ51及び52を共に内向きに付勢するように選定される。
これにより、これらの出力ギアの左右方向よりの支持に
関する負荷が減少し、エンドプレート45を固定するため
の力が減少する。一般にギヤに用いられる材料は、ハウ
ジング材料に対抗する耐磨耗性において優れている。
ヘリカルギヤ間の相互作用は、中間ギヤに軸方向負荷
を生じさせ、それらをケーシングに対して軸方向に付勢
する。その結果生じる摩擦は、当該差動装置の差動動作
を制限するように作用する。与えられたトルクに対し
て、ヘリカル中間ギヤの摩擦力は、そのヘリカル角度、
圧力角及びギヤ及びケーシング間の摩擦係数に比例す
る。これらのパラメータは、異なる差動限界特性を与え
るように変化させることができる。
を生じさせ、それらをケーシングに対して軸方向に付勢
する。その結果生じる摩擦は、当該差動装置の差動動作
を制限するように作用する。与えられたトルクに対し
て、ヘリカル中間ギヤの摩擦力は、そのヘリカル角度、
圧力角及びギヤ及びケーシング間の摩擦係数に比例す
る。これらのパラメータは、異なる差動限界特性を与え
るように変化させることができる。
好適な実施例における中間ギヤは、中空である。これ
は、差動装置の質量を減少させ、また製造の際のギヤの
位置決めを容易にする。
は、差動装置の質量を減少させ、また製造の際のギヤの
位置決めを容易にする。
２つの出力ギヤ51及び52は、相互に隣接するので、そ
の隣接表面は好適には、ギヤ面の過度な摩損を防止する
材料で被覆される。
の隣接表面は好適には、ギヤ面の過度な摩損を防止する
材料で被覆される。
好適な実施例では、出力ギヤ51及び52は、相互に直接
隣接するが、その出力ギヤの対向する面の間に、薄ワッ
シャ等のスペーサ部材が挿入される。この薄いスペーサ
は、差動装置の軸方向長さを実質的に増加させることは
ないが、ギヤの摩損を最小化するのを助長する。
隣接するが、その出力ギヤの対向する面の間に、薄ワッ
シャ等のスペーサ部材が挿入される。この薄いスペーサ
は、差動装置の軸方向長さを実質的に増加させることは
ないが、ギヤの摩損を最小化するのを助長する。
差動装置の好ましい使用上、その差動装置は、４輪駆
動車の前輪及び後輪間で駆動力を分割するために用いら
れる。多くの場合、１組の車輪に対して他の組よりも、
大きな駆動力を分配することが有利であることが判明し
ている。自動車の前後輪間の駆動力の不均等な分配によ
って、有利な駆動特性が確保され得る。
動車の前輪及び後輪間で駆動力を分割するために用いら
れる。多くの場合、１組の車輪に対して他の組よりも、
大きな駆動力を分配することが有利であることが判明し
ている。自動車の前後輪間の駆動力の不均等な分配によ
って、有利な駆動特性が確保され得る。
差動装置の更に好適な実施例では、ギヤ支持体内に形
成されたキャビティを密閉するために、シール手段が設
けられる。そして該キャビティ内に潤滑油流体が充填さ
れる。この潤滑油流体は、好適には粘性流体であり、中
間ギヤの回転に抵抗する粘性力を形成し、これにより差
動限界特性を高める。
成されたキャビティを密閉するために、シール手段が設
けられる。そして該キャビティ内に潤滑油流体が充填さ
れる。この潤滑油流体は、好適には粘性流体であり、中
間ギヤの回転に抵抗する粘性力を形成し、これにより差
動限界特性を高める。
好適な実施例では、使用される粘性流体は、電気−流
動性流体である。この電気−流動性流体の粘性は、電界
の作用によって変化され得る。好適な実施例において、
プロセッサ又は駆動手段によって直接に制御される電界
が、差動装置内に形成される。差動装置の限界滑り特性
は、その電界を変化させることにより変化され得る。プ
ロセッサは、２つの出力ギヤの相対回転を検知するため
に設けられ、従って、上記電気−流動性流体の粘性を変
化させるための信号を生成する。
動性流体である。この電気−流動性流体の粘性は、電界
の作用によって変化され得る。好適な実施例において、
プロセッサ又は駆動手段によって直接に制御される電界
が、差動装置内に形成される。差動装置の限界滑り特性
は、その電界を変化させることにより変化され得る。プ
ロセッサは、２つの出力ギヤの相対回転を検知するため
に設けられ、従って、上記電気−流動性流体の粘性を変
化させるための信号を生成する。
上述の実施例において、ヘリカルギヤが図示され、ま
た記述されたが、直歯のスパーギヤの如き他のギヤが使
用可能であり、かかるギヤの場合、軸方向力は生じな
い。また好適な実施例の中間ギヤは、全て同一直径であ
るが、ギヤが完全に噛合する限り、異なる直径及び歯数
のものが使用可能である。
た記述されたが、直歯のスパーギヤの如き他のギヤが使
用可能であり、かかるギヤの場合、軸方向力は生じな
い。また好適な実施例の中間ギヤは、全て同一直径であ
るが、ギヤが完全に噛合する限り、異なる直径及び歯数
のものが使用可能である。
ギヤ材料は、強度、耐久性及び耐久力等を目的として
選定される。熱処理された鋼は、満足のいく性能を得る
ことができる。コーティングは、一般にはコスト的な理
由から大量生産にはむかないが、必要によりギヤ間の摩
擦係数を変えるために用いられ得る。競技用に用いられ
る製品として、十分な耐久性のためにコーティングされ
た軽量合金のケーシングを使用することによって、著し
い軽量設計が達成され得るであろう。
選定される。熱処理された鋼は、満足のいく性能を得る
ことができる。コーティングは、一般にはコスト的な理
由から大量生産にはむかないが、必要によりギヤ間の摩
擦係数を変えるために用いられ得る。競技用に用いられ
る製品として、十分な耐久性のためにコーティングされ
た軽量合金のケーシングを使用することによって、著し
い軽量設計が達成され得るであろう。
用いられるギヤの寸法は、全てが正確に噛合するのを
確立するように選定され、また与えられた収容上の制約
及びトルク容量に対して最適寿命のために選定される。
確立するように選定され、また与えられた収容上の制約
及びトルク容量に対して最適寿命のために選定される。
４輪自動車に対して、２つの出力ギヤ間の比率は、自
動車の重量配分を補って、性能を最適化するように選定
される。
動車の重量配分を補って、性能を最適化するように選定
される。
差動装置の支持体は、幾つかの構成部分から成り、ギ
ヤが噛合して保持される限り、多くの異なる形状をとり
得る。図面に示された支持体の形態は、それが安価で実
用的であるために選定されたものである。それは、２つ
のケーシング部のみを必要とするので安価である。それ
は、外側環のギヤの簡単な取外しと交換を可能にするの
で実用的である。
ヤが噛合して保持される限り、多くの異なる形状をとり
得る。図面に示された支持体の形態は、それが安価で実
用的であるために選定されたものである。それは、２つ
のケーシング部のみを必要とするので安価である。それ
は、外側環のギヤの簡単な取外しと交換を可能にするの
で実用的である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−38733（ＪＰ，Ａ)
特公 昭47−51375（ＪＰ，Ｂ１)
特公 昭46−3407（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 48/10
F16H 48/20
Claims (19)
- 【請求項１】差動装置であって、 第１軸のまわりに回転するようにされたギヤ支持体と、 前記支持体上の手段であって、これにより該支持体が前
記第１軸のまわりに回転され得る手段と、 第１の直径の第１出力ギヤと、より大径の第２の直径の
第２出力ギヤであって、各々が、前記第１軸のまわりの
回転のために前記支持体に装着された前記出力ギヤと、 前記第１軸と平行な第１複数軸の１つのまわりに前記支
持体に対して回転するように、前記支持体のポケットに
各々回転可能に支持された第１複数中間ギヤであって、
前記第１複数軸が、前記第１軸から等距離に配置されて
いて、そして各々が前記第１出力ギアと係合する前記第
１複数中間ギヤと、 前記第１軸と平行な第２複数軸の１つのまわりに前記支
持体に対して回転するように、前記支持体のポケットに
各々回転可能に支持された第２複数中間ギヤであって、
前記第２複数軸が、前記第１軸から等距離に配置されて
いて、そして各々が前記第２出力ギヤと係合する前記第
２複数中間ギヤと、を備え、 前記第１複数中間ギヤの少なくとも１つは、前記第２複
数中間ギヤの少なくとも１つと係合し、 前記各第１複数中間ギヤは、前記出力ギヤのうち第１出
力ギアのみに対して延在し、また前記各第２複数中間ギ
ヤは、両方の前記出力ギヤに対して延在することを特徴
とする差動装置。 - 【請求項２】請求の範囲１に記載の差動装置において、 前記第１複数中間ギヤの各々は、第１の軸方向長さを有
し、また前記第２複数ギヤの各々は、前記第１の軸方向
長さよりも長い第２の軸方向長さを有することを特徴と
する差動装置。 - 【請求項３】請求の範囲２に記載の差動装置において、 前記第２の軸方向長さは、前記第１の軸方向長さの２倍
であることを特徴とする差動装置。 - 【請求項４】請求の範囲１ないし３のいずれかに記載の
差動装置において、 ２つの前記出力ギヤが、それらの対向する面の少なくと
も一部位で互いに隣接することを特徴とする差動装置。 - 【請求項５】請求の範囲１ないし３のいずれかに記載の
差動装置において、 ２つの前記出力ギヤの前記対向する面の間に介置された
スペーサ部材を備え、前記スペーサ部材は、前記第１出
力ギヤの少なくとも一部位に隣接する第１面と、前記第
２出力ギヤの少なくとも一部位に隣接する第２面とを有
していることを特徴とする差動装置。 - 【請求項６】請求の範囲４又は５に記載の差動装置にお
いて、 前記中間ギヤ及び前記出力ギヤは、全てヘリカルギヤで
あり、各ヘリカル中間ギヤは、それが係合する前記中間
ギヤ、及びそれが係合する前記出力ギヤに対して対向
し、前記各複数ヘリカル中間ギヤ及び前記各ヘリカル出
力ギヤは、前記出力ギヤと前記中間ギヤとの間の相互作
用によって生じる軸方向力が、２つの前記出力ギヤを互
いに近接する方向に付勢するようになっていることを特
徴とする差動装置。 - 【請求項７】請求の範囲4,5又は６のいずれかに記載の
差動装置において、 前記出力ギヤの前記対向する面は、耐摩耗性材料によっ
て被覆されていることを特徴とする差動装置。 - 【請求項８】請求の範囲１ないし７のいずれかに記載の
差動装置において、 前記第１及び第２複数中間ギヤの全ては同一直径を有
し、また前記各第１複数中間ギヤは第１の軸方向長さを
有し、そして前記各第２複数中間ギヤは、前記第１の軸
方向長さよりも長い第２の軸方向長さを有していること
を特徴とする差動装置。 - 【請求項９】請求の範囲１ないし８のいずれかに記載の
差動装置において、 前記各第２複数中間ギヤは、両方の前記出力ギヤの全長
に亘って延在することを特徴とする差動装置。 - 【請求項１０】請求の範囲１ないし９のいずれかに記載
の差動装置において、 ２つの前記複数中間ギヤは、その全長に亘って中空であ
ることを特徴とする差動装置。 - 【請求項１１】請求の範囲１ないし10のいずれかに記載
の差動装置において、 前記中間ギヤは、前記ギヤ支持体及び２つの前記出力ギ
ヤ間に形成されるキャビティ内に位置付けされ、個々の
中間ギアは、それが位置付けされたキャビティ内で回転
可能となっていることを特徴とする差動装置。 - 【請求項１２】請求の範囲11に記載の差動装置におい
て、 前記ギヤ支持体は、キャビティを形成し、そのキャビテ
ィが、軸方向における前記支持体の全長に沿って延在す
る中央部材と、前記キャビティ内の前記中間ギヤの軸方
向の動きを抑制するように、前記キャビティの各端部の
少なくとも一部位に対して延在するようにした２つの端
部部材とを備えていることを特徴とする差動装置。 - 【請求項１３】請求の範囲12に記載の差動装置におい
て、 前記端部部材の１つは前記中央部材と一体化し、また他
の前記端部部材は、前記中央部材に取り外し可能に取り
付けられたプレート状部材であることを特徴とする差動
装置。 - 【請求項１４】請求の範囲12又は13に記載の差動装置に
おいて、 前記支持体が前記第１軸のまわりに回転され得る前記支
持体上の手段は、前記支持体の外側に取り外し可能に取
り付けられた環状ギヤを備えていることを特徴とする差
動装置。 - 【請求項１５】請求の範囲11,12,13又は14のいずれかに
記載の差動装置において、 前記キャビティを密閉するためのシール手段が設けら
れ、前記キャビティ内に潤滑油流体が充填されることを
特徴とする差動装置。 - 【請求項１６】請求の範囲15に記載の差動装置におい
て、 前記潤滑油流体は、粘性流体であることを特徴とする差
動装置。 - 【請求項１７】請求の範囲16に記載の差動装置におい
て、 前記粘性流体は、電気−流動性流体であり、前記流体を
活性化するための活性化手段が設けられることを特徴と
する差動装置。 - 【請求項１８】請求の範囲１ないし17のいずれかに記載
の差動装置において、 前記大径の第２出力ギヤには、開口が画成され、中空の
第１出力シャフトが結合され、 前記小径の第１出力ギアには、前記第１出力シャフトと
同軸に配置される第２出力シャフトが結合され、 第２出力シャフトは、前記第２出力ギアの開口と第１出
力シャフトの内部の空間に延在しており、第１出力シャ
フト内で回転自在であって、 駆動力は、第２出力ギアから第１出力シャフトを介し
て、および第１出力ギアから第２出力シャフトを介し
て、取り出される、 ことを特徴とする差動装置。 - 【請求項１９】請求の範囲１乃至18のいずれかに記載の
差動装置を備えた４輪駆動自動車であって、 前記ギヤ支持体はエンジンによって回転駆動され、前記
第１出力ギヤが、一対の車輪を駆動するために結合され
ると共に、前記第２出力ギヤが、他の一対の車輪を駆動
するために結合されることを特徴とする４輪駆動自動
車。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9100382.2 | 1991-01-09 | ||
| GB9100382A GB9100382D0 (en) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Differential unit |
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|---|---|
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ID=10688137
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| DE (1) | DE69206257T3 (ja) |
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| JPH10227348A (ja) * | 1997-02-14 | 1998-08-25 | Zexel:Kk | 平行軸差動歯車装置 |
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| DE102008027992A1 (de) * | 2008-06-15 | 2009-12-17 | Fzgmbh | Antriebsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit Allradantrieb |
| DE102009032286B4 (de) | 2008-12-18 | 2022-01-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stirnraddifferenzial mit positiver und negativer Profilverschiebung an den Sonnenrädern |
| WO2010112366A1 (de) * | 2009-03-28 | 2010-10-07 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Stirnraddifferenzialgetriebe |
| EP2452099B1 (de) * | 2009-07-09 | 2013-03-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stirnraddifferenzial |
| WO2013036483A1 (en) | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Eaton Corporation | Compact planetary differential gear set arrangement |
| DE102012208806B4 (de) | 2012-05-25 | 2021-09-16 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Axial kompaktes Stirnraddifferenzial mit in sich geschlossenem Umlaufplanetenkranz |
| DE102012216410A1 (de) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Differentialgetriebe |
| DE102013208731B4 (de) * | 2013-05-13 | 2018-04-05 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Verteilergetriebe mit Gelenkteil sowie Fahrzeug mit dem Verteilergetriebe |
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-
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