JP3638983B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開平６−８８４６号公報に図６のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３と、ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７と、出力側のヘリカルサイドギヤ２０９，２１１とを備えており、各ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７はデフケース２０３の収納孔２１３，２１５に摺動回転自在に収納されている。又、各サイドギヤ２０９，２１１とデフケース２０３との間には多板クラッチ２１７，２１９が配置されている。
【０００３】
エンジンの駆動力はデフケース２０３を回転させ、ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７からサイドギヤ２０９，２１１を介して車輪側に伝達される。
【０００４】
トルクを伝達している間、各ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７の歯先はヘリカルサイドギヤ２０９，２１１との噛み合い反力により収納孔２１３，２１５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じる。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によりヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７とデフケース２０３との間で摩擦抵抗が生じると共に、ヘリカルサイドギヤ２０９，２１１の噛み合いスラスト力が内側向きのときはヘリカルサイドギヤ２０９，２１１の間で、又、外側向きのときは多板クラッチ２１７，２１９がそれぞれヘリカルサイドギヤ２０９，２１１に押圧されて摩擦抵抗が生じる。デファレンシャル装置２０１はこれらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
デファレンシャル装置２０１のような基本構成のデファレンシャル装置では、差動制限力（トランスファレシオ）を上記のようにトルク伝達に伴って発生する摩擦抵抗に頼っているから、軽量、コンパクトであるが、大きなトランスファレシオは得られない。
【０００６】
デファレンシャル装置２０１では多板クラッチ２１７，２１９でトランスファレシオを強化しているが、これらはデフケース２０３とヘリカルサイドギヤ２０９，２１１との間に配置されており、その上、多板クラッチ２１７，２１９のデフケース２０３と係合するクラッチ板２１８，２２０とデフケース２０３とは相対回転しないからそれだけ摺動回転速度が低く、大きな差動回転を取り出すことができない。これらの理由により、トランスファレシオの増強効果には限界があると共に、多板クラッチ２１７，２１９のフリクションプレート枚数や摩擦半径などを十分に変えることができずトランスファレシオの調整効果は不充分である。
【０００７】
そこで、この発明は、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力を利用して大きなトランスファレシオが得られ、広い範囲でトランスファレシオを調整できるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合いヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される摩擦リングとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２のデファレンシャル装置は、摩擦リングが、一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のヘリカルサイドギヤとデフケースとの間に配置され、他方のヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１０】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングが、ヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置された請求項１又は２のデファレンシャル装置である。
【００１１】
請求項４のデファレンシャル装置は、摩擦リングに設けられた噛み合い部と、相対回転不能に連結されたデフケース上で軸方向に移動操作されて摩擦リングと噛み合いその回転をロックするロック部材とを有する差動ロック機構を備えた請求項３のデファレンシャル装置である。
【００１２】
請求項５のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるヘリカルピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合い、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚の摩擦リングと、該摩擦リングの各間に交互に配置されると共にヘリカルサイドギヤと係合し、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚のクラッチ板とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１のデファレンシャル装置は、差動制限用の摩擦リングを、従来例と異なってデフケースとヘリカルサイドギヤとの間ではなく、一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置してヘリカルピニオンギヤと噛み合わせ、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧するように構成した。
【００１４】
従って、摩擦リングはピニオンギヤとサイドギヤとの間の差動回転を利用でき、それだけ摩擦面数が増える上に、歯数の小さいヘリカルピニオンギヤはヘリカルサイドギヤ上で増速され公転する。つまりデフケースとの相対回転を大きく取り出せる。そして、サイドギヤの大きなスラスト力で押圧するので、大きなトランスファレシオが得られる。
【００１５】
又、摩擦リングにより得られるトランスファレシオが大きいから、摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることにより、トランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。
【００１６】
又、摩擦リングはピニオンギヤと噛み合うのでデフケース側には摩擦リングとの係合箇所を設ける必要がなく低コストである。
【００１７】
更に、ヘリカルピニオンギヤは、摩擦リングとの噛み合い部だけ支点間距離が長くなり、それだけ倒れの角度が減少し、収納孔や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００１８】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１のデファレンシャル装置において、一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のヘリカルサイドギヤとデフケースの間に摩擦リングを配置し、他方のヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力により押圧するように構成した。
【００１９】
従って、請求項１の構成による差動回転の増幅効果に加えて、摩擦リングが噛み合ったヘリカルピニオンギヤとこれを押圧するヘリカルサイドギヤは反対方向に回転するから、摩擦リングは両ヘリカルサイドギヤの間（車輪間の差動回転を受ける箇所）に配置した場合と近似して、従来例に較べて約２倍の差動回転数が得られるから、トランスファレシオがそれだけ大きくなると共に、摩擦リングとサイドギヤとの間と摩擦リングとデフケースとの間とでは異なった摺動回転を制止するので、よりスムーズな差動制限作用が得られる。摩擦リングの容量を変えることによってトランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。又、ヘリカルピニオンギヤの倒れ角を低減できる。
【００２０】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングをヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置したものであり、請求項１、２と同様に、大きなトランスファレシオが得られ、広い範囲でトランスファレシオを微調整することができると共に、サイドギヤの外周に同軸的に支承できるので摩擦リングの位置決めが確実になされ、ヘリカルピニオンギヤの倒れをさらに低減できる。
【００２１】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３のデファレンシャル装置において、デフケース側のロック部材と摩擦リングとを係脱させてヘリカルピニオンギヤの回転をロックする差動ロック機構を設けたものであり、簡単な構造で差動をロックし悪路などでの車両の走行性を大幅に改善することができる。
【００２２】
請求項５のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤと噛み合った摩擦リングとサイドギヤと噛み合ったクラッチ板とをそれぞれ複数枚交互に配置し、サイドギヤのスラスト力で押圧するようにしたので、請求項１、２、３以上に、大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングやクラッチ板の枚数や摩擦半径を変えることによりトランスファレシオを広い範囲で容易に微調整することができ、又、ヘリカルピニオンギヤの倒れ角を低減できる。
【００２３】
【実施例】
図１、２、３により本発明の第１実施例を説明する。この実施例は請求項２、３の特徴を備えている。図１は実施例の縦断面を示し、図２、３はそのギヤ組を示している。左右の方向は図１での左右の方向である。なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００２４】
図１のように、デファレンシャル装置７のデフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７（一対の出力側ヘリカルサイドギヤ）が配置されている。
【００２５】
各サイドギヤ３５，３７の中空のボス部３９，４１はデフケース２１の支承部４３，４５によって回転自在に支承されている。サイドギヤ３５，３７の間にはスラストブロック４７が配置されている。
【００２６】
図示外左右の後車軸は、それぞれデフケース２１のボス部４９，５１を貫通してサイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１にスプライン連結されており、スラストブロック４７を介して互いに付き当てられている。各サイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間には外周にスパーギヤ部５３，５５が形成された摩擦リング５７，５９が配置されており、これらのリング５７，５９はボス部３９，４１の周上に相対回転自在に支承されている。
【００２７】
デフケース２１には収納孔６１，６３が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔６１，６３にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ６５，６７が摺動回転自在に収納されている。
【００２８】
図２のように、ピニオンギヤ６５は、第１と第２のヘリカルギヤ部６９，７１とスパーギヤ部７３とこれらを連結する小径の軸部７５とからなり、第１ギヤ部６９は右のサイドギヤ３７と噛み合っている。又、ピニオンギヤ６７は、第１と第２のヘリカルギヤ部７７，７９とスパーギヤ部８１とこれらを連結する小径の軸部８３とからなり、第１ギヤ部７７は左のサイドギヤ３５と噛み合い、第２ギヤ部７９はピニオンギヤ６５の第２ギヤ部７１と噛み合っている。
【００２９】
又、ピニオンギヤ６５のスパーギヤ部７３は左側の摩擦リング５７のスパーギヤ部５３と噛み合い、ピニオンギヤ６７のスパーギヤ部８１は右側の摩擦リング５９のスパーギヤ部５５と噛み合っている。摩擦リング５７はサイドギヤ３５とデフケース２１のカバー３３との間に配置され、摩擦リング５９はサイドギヤ３７とデフケース２１のケーシング本体３１との間に配置されている。後述のように、摩擦リング５７，５９はサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力によってデフケース２１に押圧されることにより締結される。つまり、摩擦リング５７，５９、サイドギヤ３５，３７、デフケース２１によって摩擦クラッチ８５，８７を構成している。
【００３０】
デフケース２１を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ６５，６７からサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５側に分配される。又、例えば悪路走行中に、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ６５，６７の自転によりエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３１】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６５，６７の歯先はサイドギヤ３５，３７との噛み合い反力により収納孔６１，６３の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ６５，６７の端面とデフケース２１との間で摩擦抵抗が発生する。
【００３２】
又、サイドギヤ３５，３７の歯すじは車両が前進走行するときサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力が外側向きになる方向に形成されており、この外側向きの噛み合いスラスト力によって摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９がデフケース２１に押圧されて摩擦抵抗が発生する。又、車両が後進走行するときはサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力が内側向きになり、この内側向きの噛み合いスラスト力によりスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００３３】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００３４】
上記のように、ピニオンギヤと噛み合うと共にサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間に配置された摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リングは、従来例と異なってデフケース２１との差動回転を利用できる上に、歯数の小さいピニオンギヤ６５，６７はサイドギヤ３５，３７上で増速され公転するから差動回転を大きく取り出すことができる。
【００３５】
これに加えて、ピニオンギヤ６５，６７を介して連結されたサイドギヤ３５，３７の差動回転は互いに反対方向になるから、摩擦リング５７はサイドギヤ３５と反対方向に差動回転し、摩擦リング５９はサイドギヤ３７と反対方向に差動回転して、差動回転を更に大きく増幅する。
【００３６】
こうして、摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９の差動回転数は従来例の約２倍に増幅され、それだけ大きなトランスファレシオが得られる。
【００３７】
図１のように、デフケース２１には開口８９，９１，９３，９５が設けられており、ボス部４９，５１の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。デファレンシャル装置７の回転に伴ってオイル溜りから撥ね上げられたオイルは、これらの開口８９，９１，９３，９５とオイル溝とからデフケース２１に流出入し、摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９の摺動面、各ギヤの噛み合い部、収納孔６１，６３などの各摺動部を潤滑する。
【００３８】
こうして、デファレンシャル装置７が構成されている。
【００３９】
図１のデファレンシャル装置７を車両に搭載した場合、前進走行時にはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によって摩擦リング５７，５９がサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間で得る摺動摩擦抵抗によって、すなわち摩擦クラッチ８５，８７によるデファレンシャル装置７の大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上する。又、後進時にはそれより差動制限力が小さくなり、デファレンシャル装置７内部のトルクの方向が後進走行時と同じ方向になる前進中の制動時にＡ．Ｂ．Ｓ（アンチロック・ブレーキ・システム）との干渉を避けることができる。
【００４０】
又、デファレンシャル装置７はリング５７，５９の径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することができると共に、摩擦リングの摺動摩擦抵抗によってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。摩擦プレート５３，５５とサイドギヤ３５，３７との間と摩擦プレート５７，５９とデフケース２１との間とでは相対回転速度が異なり、この異なった摺動回転を同時に制止するので、よりスムーズな差動制限力が得られる。
【００４１】
ピニオンギヤ６５，６７はそれぞれスパーギヤ部７３，８１と小径の軸部７５，８３とを形成したことにより支点間距離が長くなり、それだけ倒れの角度が減少し、収納孔６１，６３や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００４２】
それぞれ摩擦リング５７，５９を配置しただけで摩擦クラッチ８５，８７を構成できるから、又、摩擦リング５７，５９がピニオンギヤ６５，６７と噛み合うのでデフケース２１側に係合部位を形成することがないから、デファレンシャル装置７の部品増加点数や加工工数は少なく、機能に較べて構造が簡単かつ低コストである。
【００４３】
なお、摩擦リングの噛み合い部は、上記の例と異なって、スパーギヤでなくヘリカルギヤでもよい。図３は、このようなギヤ組の例を示している。この例において図１、２の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００４４】
このギヤ組は、一対のヘリカルサイドギヤ３５，３７と、複数組のヘリカルピニオンギヤ９５，９７と、リング９９，１０１とから構成されている。
【００４５】
リング９９，１０１の外周にはヘリカルギヤ部１０３，１０５が形成されている。これらのリング９９，１０１はサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間にそれぞれ配置され、サイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１の周上に相対回転自在に支承されている。
【００４６】
ピニオンギヤ９５，９７はデフケース２１の収納孔６１，６３にそれぞれ摺動回転自在に収納されている。
【００４７】
ピニオンギヤ９５は、第１と第２のヘリカルギヤ部１０７，１０９と第３のヘリカルギヤ部１１１とこれらを連結する小径の軸部１１３とからなり、第１ギヤ部１０７はサイドギヤ３７と噛み合っている。又、ピニオンギヤ９７は、第１と第２のヘリカルギヤ部１１５，１１７と第３のヘリカルギヤ部１１９とこれらを連結する小径の軸部１２１とからなり、第１ギヤ部１１５はサイドギヤ３５と噛み合い、第２ギヤ部１１７はピニオンギヤ９５の第２ギヤ部１０９と噛み合っている。
【００４８】
又、ピニオンギヤ９５の第３のヘリカルギヤ部１１１は摩擦リング９９のヘリカルギヤ部１０３と噛み合い、ピニオンギヤ９７の第３のヘリカルギヤ部１１９は摩擦リング１０１のヘリカルギヤ部１０５と噛み合っている。摩擦リング９９とピニオンギヤ９５とサイドギヤ３５とで摩擦クラッチ１２３が構成され、リング１０１とピニオンギヤ９７とサイドギヤ３７とで摩擦クラッチ１２５が構成されている。
【００４９】
各リング９９，１０１はサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間に配置され、サイドギヤ３５，３７によってデフケース２１に押圧されることにより締結される。
【００５０】
この例のように、各リング９９，１０１のヘリカルギヤ部１０３，１０５と各ピニオンギヤ９５，９７のヘリカルギヤ部１１１，１１９とを噛み合わせると、噛み合いスラスト力によってリング９９，１０１がデフケース２１あるいはサイドギヤ３５，３７に押し付けられて生じる摩擦抵抗が加わって、図１、２のスパーギヤの例より更に大きなトランスファレシオが得られる。
【００５１】
又、この例においても、ピニオンギヤ９５，９７はそれぞれヘリカルギヤ部１１１，１１９と小径の軸部１１３，１２１とを形成したことにより支点間距離が長くなり、倒れの角度が減少し、収納孔６１，６３や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００５２】
又、摩擦クラッチ１２３，１２５を配置したことによる部品増加点数や加工工数が少なく、機能に較べて構造が簡単である。
【００５４】
次に、図４により第２実施例の説明をする。この実施例は請求項２、３、４の特徴を備えている。なお、この実施例において図１の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００５５】
図４のように、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデファレンシャル装置１２７のデフケース１２９はケーシング本体１３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース１２９の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７が配置されている。
【００５６】
左のサイドギヤ３５とデフケース１２９との間には外周にスパーギヤ部５３が形成された摩擦リング５７が配置されており、右のサイドギヤ３７とデフケース１２９との間には外周にスパーギヤ部１３３と噛み合い部１３５とが形成された摩擦リング１３７が配置されている。これらのリング５７，１３７は各サイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１の外周上に相対回転自在に支承されている。
【００５７】
デフケース１２９には収納孔１３９，１４１が周方向に複数組形成され、これらの収納孔１３９，１４１にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ６５，６７が摺動回転自在に収納されている。
【００５８】
ピニオンギヤ６５のスパーギヤ部７３は左側のリング５７のスパーギヤ部５３と噛み合い、ピニオンギヤ６７のスパーギヤ部８１は右側のリング１３７のスパーギヤ部１３３と噛み合っている。リング５７とピニオンギヤ６５とサイドギヤ３５とで摩擦クラッチ８５が構成され、リング１３７とピニオンギヤ６７とサイドギヤ３７とで摩擦クラッチ１４３が構成されている。後述のように、摩擦リングはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によってデフケース１２９に押圧されることにより摺動摩擦抵抗を発生する。
【００５９】
デフケース１２９の右側のボス部１４５には、軸方向溝１４７が設けられており、この溝１４７にはロック部材１４９が移動可能に係合し、止め輪１５１，１５１で位置決めされている。リング１３７の噛み合い部１３５はデフケース１２９軸方向溝１４７に位置を合わせ形成された開口１５３から外部に露出しており、ロック部材１４９にはこの噛み合い部１３５と係脱可能な噛み合い部１５５が設けられ、差動ロック機構１５７を構成している。ロック部材１４９とデフケース１２９との間にはリターンスプリング１５９が配置されている。
【００６０】
ロック部材１４９は操作手段によって左方に、又リターンスプリング１５９により右方に、図４のストローク長だけ移動操作される。
【００６１】
ロック部材１４９が左方に移動操作されると、噛み合い部１５５がリング１３７の噛み合い部１３５と噛み合ってロック機構１５７が作動し、リング１３７を介して各ギヤの差動回転がロックされる。又、ロック部材１４９が右方に移動操作されると、噛み合い部１３５、１５５の噛み合いが解除され、各ギヤの差動回転がフリーになる。
【００６２】
デフケース１２９を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ６５，６７からサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆動抵抗差が生じると、ロック機構１５７を解除した状態では、ピニオンギヤ６５，６７の自転により左右各側に差動分配される。
【００６３】
又、トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６５，６７の歯先はサイドギヤ３５，３７との噛み合い反力により収納孔１３９，１４１の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ６５，６７の端面とデフケース１２９との間で摩擦抵抗が発生する。
【００６４】
摩擦リング５７，１３７は、第１実施例と同様に車両が前進走行するときサイドギヤ３５，３７とデフケース１２９との間で押圧されて摩擦抵抗が発生し、車両が後進走行するときはスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００６５】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００６６】
第１実施例と同様に、デフケース１２９との差動回転、ピニオンギヤ６５，６７の公転と増速、サイドギヤ３５とピニオンギヤ６５（摩擦リング５７）及びサイドギヤ３７とピニオンギヤ６７（摩擦リング１３７）の反対方向の差動回転などにより、差動回転数は従来例の約２倍に増幅されて大きなトランスファレシオが得られる。
【００６７】
図４のように、デフケース１２９には開口８９，１５３，１６１，１６３が設けられており、ボス部４９，１４５の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。デファレンシャル装置１２７が回転すると、オイル溜りから撥ね上げられたオイルがこれらの開口８９，１５３，１６１，１６３とオイル溝とからデフケース１２９に流出入し、摩擦クラッチ８５，１４３の摩擦リング５７，１３７の摺動面、各ギヤの噛み合い部、収納孔１３９，１４１などの各摺動部を潤滑する。
【００６８】
こうして、デファレンシャル装置１２７が構成されている。
【００６９】
デファレンシャル装置１２９を車両に搭載した場合、前進走行時にはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によって摩擦リング５７，１３７がサイドギヤ３５，３７とデフケース１３１との間で発生させる摺動摩擦抵抗によって、すなわち摩擦クラッチ８５，１４３によるデファレンシャル装置１２７の大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上すると共に、制動時はＡ．Ｂ．Ｓとの干渉を避けることができる。
【００７０】
又、差動ロック機構１５７を作動させると後輪１３，１５の差動がロックされ、悪路脱出性や走破性が大きく向上する。
【００７１】
デファレンシャル装置１２７は、摩擦リング５７，１３７の径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することができると共に、摩擦リング５７，１３７の摺動摩擦抵抗によってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。
【００７２】
摩擦リング５７，１３７を用いた摩擦クラッチ８５，１４３と、ロック部材１４９を用いた差動ロック機構１５７を配置したことによるデファレンシャル装置１２７の部品増加点数は少なく、デファレンシャル装置１２７は機能に較べて構造が簡単である。
【００７３】
次に、図５により第３実施例の説明をする。この実施例は請求項２、５の特徴を備えている。図５はこのデファレンシャル装置１６５の縦断面を示している。なお、この実施例において図１の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００７４】
図５のように、デファレンシャル装置１６５のデフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７が配置され、サイドギヤ３５，３７はデフケース２１の収納孔６１，６３に収納されたヘリカルピニオンギヤ６５，６７を介して連結されている。
【００７５】
各サイドギヤ３５，３７の中空のボス部１６７，１６９はデフケース２１の支承部４３，４５によって回転自在に支承されており、サイドギヤ３５，３７の間にはスラストブロック４７が配置されている。
【００７６】
各サイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間にはピニオンギヤ６５，６７のスパーギヤ部７３，８１と噛み合う複数枚（本実施例では３枚）の摩擦リング１７４とサイドギヤ３５，３７のボス部１６７，１６９の外周に形成された溝１７９，１８１に係合した複数枚（本実施例では２枚）のクラッチ板１７６とが交互に配置されている。これらの摩擦リング１７４とクラッチ板１７６とにより多板クラッチ１７１，１７３が構成され、多板クラッチ１７１，１７３はサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力によってデフケース２１に押圧され、摺動摩擦抵抗が発生し締結される。
【００７７】
デフケース２１を回転させるエンジンの駆動力はサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ６５，６７の自転により左右各側に差動分配される。
【００７８】
トルクの伝達中、噛み合い反力と噛み合いスラスト力とによってピニオンギヤ６５，６７とデフケース２１との間で摩擦抵抗が発生する。
【００７９】
又、車両が前進走行するときは多板クラッチ１７１，１７３がサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間で押圧されて摩擦抵抗が発生し、車両が後進走行するときはスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００８０】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００８１】
第１、２実施例と同様に、デフケース２１との差動回転、ピニオンギヤ６５，６７の公転と増速、サイドギヤ３５とピニオンギヤ６５（摩擦リング１７４）及びサイドギヤ３７とピニオンギヤ６７（摩擦リング１７４）の反対方向の差動回転などにより、多板クラッチ１７１，１７３の差動回転数は従来例の約２倍に増幅されるから、それだけ大きなトランスファレシオが得られる。
【００８２】
摩擦リング１７４とクラッチ板１７６とで構成される多板クラッチ１７１，１７３、各ギヤの噛み合い部、収納孔６１，６３は、デフケース２１の開口８５，８７，９１，９３やボス部４９，５１のオイル溝から流出入する撥ね上げオイルによって潤滑される。
【００８３】
こうして、デファレンシャル装置１６５が構成されている。
【００８４】
デファレンシャル装置１６５は、前進走行時には多板クラッチ１７１，１７３による大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上すると共に、制動時はＡ．Ｂ．Ｓとの干渉が避けられる。
【００８５】
又、デファレンシャル装置１６５は、摩擦リング１７４やクラッチ板１７６の枚数や径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することが容易であると共に、摩擦リング１７４の摺動面数が増加することによってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。
【００８６】
なお、この発明において、摩擦クラッチは一方のサイドギヤ側にだけ設けてもよい。
【００８７】
又、摩擦リングとサイドギヤやデフケースとの摺動面は本実施例のラジアル方向平面に形成することに限らず、互いの摺動面にコーン形状を持たせても良い。この場合、摺動部の差動回転数が高く、サイドギヤのスラスト力が強いのでさらに大きなトランスファレシオを得ることができる。
【００８８】
以上、この発明のデファレンシャル装置はリヤデフ（後輪側の車軸デフ）に限らず、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やセンターデフ（前輪と後輪とに駆動力を分配するデファレンシャル装置）にも用いられる。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、差動制限用の摩擦リングを、一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置してヘリカルピニオンギヤと噛み合わせ、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される構成としたので、デフケースとの相対回転を大きくでき、大きなトランスファレシオが得られる。また摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることによりトランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。
【００９０】
請求項２のデファレンシャル装置は、一方のサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のサイドギヤとデフケースとの間に摩擦リングを配置し、他方のサイドギヤの噛み合いスラスト力により押圧されるよう構成したから、請求項１のデファレンシャル装置による効果に加えて、より大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングとサイドギヤの間と摩擦リングとデフケースの間とでは異なった摺動回転を制止するので、よりスムーズな差動制限作用が得られる。
【００９１】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングをヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置したので、請求項１、２のデファレンシャル装置による効果に加え、ヘリカルピニオンギヤの倒れをさらに低減できる。
【００９２】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３のデファレンシャル装置による効果に加え、デフケース側のロック部材と摩擦リングとを係脱させる構成にしたので、簡単な構造で差動をロックでき悪路などでの車両の走行性を大幅に改善することができる。
【００９３】
請求項５のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤと噛み合った摩擦リングとサイドギヤと噛み合ったクラッチ板とをそれぞれ複数枚交互に配置し、サイドギヤのスラスト力で押圧する構成にしたので、請求項１，２，３以上に大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることによりトランスファレシオを広い範囲で微調整することができ、またヘリカルピニオンギヤの倒れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】第１実施例に用いられたギヤ部の斜視図である。
【図３】第１実施例に用いられた他のギヤ部の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
７，１２７，１６５ デファレンシャル装置
２１，１２９ デフケース
３５，３７ 出力側ヘリカルサイドギヤ
５７，５９，１３７，１７４ 摩擦リング
６１，６３，１３９，１４１ 収納孔
６５，６７，９７，９９ ヘリカルピニオンギヤ
６９，７７，１０７，１１５ 第１ギヤ部
７１，７９，１０９，１１７ 第２ギヤ部
７５，８３，１１３，１２１ 小径の軸部
８５，８７，１４３ 摩擦クラッチ
１３５ 噛み合い部
１４９ ロック部材
１５７ ロック機構
１７１，１７３ 摩擦クラッチ
１７６ クラッチ板
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開平６−８８４６号公報に図６のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３と、ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７と、出力側のヘリカルサイドギヤ２０９，２１１とを備えており、各ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７はデフケース２０３の収納孔２１３，２１５に摺動回転自在に収納されている。又、各サイドギヤ２０９，２１１とデフケース２０３との間には多板クラッチ２１７，２１９が配置されている。
【０００３】
エンジンの駆動力はデフケース２０３を回転させ、ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７からサイドギヤ２０９，２１１を介して車輪側に伝達される。
【０００４】
トルクを伝達している間、各ヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７の歯先はヘリカルサイドギヤ２０９，２１１との噛み合い反力により収納孔２１３，２１５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じる。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によりヘリカルピニオンギヤ２０５，２０７とデフケース２０３との間で摩擦抵抗が生じると共に、ヘリカルサイドギヤ２０９，２１１の噛み合いスラスト力が内側向きのときはヘリカルサイドギヤ２０９，２１１の間で、又、外側向きのときは多板クラッチ２１７，２１９がそれぞれヘリカルサイドギヤ２０９，２１１に押圧されて摩擦抵抗が生じる。デファレンシャル装置２０１はこれらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力を得ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
デファレンシャル装置２０１のような基本構成のデファレンシャル装置では、差動制限力（トランスファレシオ）を上記のようにトルク伝達に伴って発生する摩擦抵抗に頼っているから、軽量、コンパクトであるが、大きなトランスファレシオは得られない。
【０００６】
デファレンシャル装置２０１では多板クラッチ２１７，２１９でトランスファレシオを強化しているが、これらはデフケース２０３とヘリカルサイドギヤ２０９，２１１との間に配置されており、その上、多板クラッチ２１７，２１９のデフケース２０３と係合するクラッチ板２１８，２２０とデフケース２０３とは相対回転しないからそれだけ摺動回転速度が低く、大きな差動回転を取り出すことができない。これらの理由により、トランスファレシオの増強効果には限界があると共に、多板クラッチ２１７，２１９のフリクションプレート枚数や摩擦半径などを十分に変えることができずトランスファレシオの調整効果は不充分である。
【０００７】
そこで、この発明は、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力を利用して大きなトランスファレシオが得られ、広い範囲でトランスファレシオを調整できるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合いヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される摩擦リングとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２のデファレンシャル装置は、摩擦リングが、一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のヘリカルサイドギヤとデフケースとの間に配置され、他方のヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される請求項１のデファレンシャル装置である。
【００１０】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングが、ヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置された請求項１又は２のデファレンシャル装置である。
【００１１】
請求項４のデファレンシャル装置は、摩擦リングに設けられた噛み合い部と、相対回転不能に連結されたデフケース上で軸方向に移動操作されて摩擦リングと噛み合いその回転をロックするロック部材とを有する差動ロック機構を備えた請求項３のデファレンシャル装置である。
【００１２】
請求項５のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるヘリカルピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合い、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚の摩擦リングと、該摩擦リングの各間に交互に配置されると共にヘリカルサイドギヤと係合し、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚のクラッチ板とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１のデファレンシャル装置は、差動制限用の摩擦リングを、従来例と異なってデフケースとヘリカルサイドギヤとの間ではなく、一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置してヘリカルピニオンギヤと噛み合わせ、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧するように構成した。
【００１４】
従って、摩擦リングはピニオンギヤとサイドギヤとの間の差動回転を利用でき、それだけ摩擦面数が増える上に、歯数の小さいヘリカルピニオンギヤはヘリカルサイドギヤ上で増速され公転する。つまりデフケースとの相対回転を大きく取り出せる。そして、サイドギヤの大きなスラスト力で押圧するので、大きなトランスファレシオが得られる。
【００１５】
又、摩擦リングにより得られるトランスファレシオが大きいから、摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることにより、トランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。
【００１６】
又、摩擦リングはピニオンギヤと噛み合うのでデフケース側には摩擦リングとの係合箇所を設ける必要がなく低コストである。
【００１７】
更に、ヘリカルピニオンギヤは、摩擦リングとの噛み合い部だけ支点間距離が長くなり、それだけ倒れの角度が減少し、収納孔や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００１８】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１のデファレンシャル装置において、一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のヘリカルサイドギヤとデフケースの間に摩擦リングを配置し、他方のヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力により押圧するように構成した。
【００１９】
従って、請求項１の構成による差動回転の増幅効果に加えて、摩擦リングが噛み合ったヘリカルピニオンギヤとこれを押圧するヘリカルサイドギヤは反対方向に回転するから、摩擦リングは両ヘリカルサイドギヤの間（車輪間の差動回転を受ける箇所）に配置した場合と近似して、従来例に較べて約２倍の差動回転数が得られるから、トランスファレシオがそれだけ大きくなると共に、摩擦リングとサイドギヤとの間と摩擦リングとデフケースとの間とでは異なった摺動回転を制止するので、よりスムーズな差動制限作用が得られる。摩擦リングの容量を変えることによってトランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。又、ヘリカルピニオンギヤの倒れ角を低減できる。
【００２０】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングをヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置したものであり、請求項１、２と同様に、大きなトランスファレシオが得られ、広い範囲でトランスファレシオを微調整することができると共に、サイドギヤの外周に同軸的に支承できるので摩擦リングの位置決めが確実になされ、ヘリカルピニオンギヤの倒れをさらに低減できる。
【００２１】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３のデファレンシャル装置において、デフケース側のロック部材と摩擦リングとを係脱させてヘリカルピニオンギヤの回転をロックする差動ロック機構を設けたものであり、簡単な構造で差動をロックし悪路などでの車両の走行性を大幅に改善することができる。
【００２２】
請求項５のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤと噛み合った摩擦リングとサイドギヤと噛み合ったクラッチ板とをそれぞれ複数枚交互に配置し、サイドギヤのスラスト力で押圧するようにしたので、請求項１、２、３以上に、大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングやクラッチ板の枚数や摩擦半径を変えることによりトランスファレシオを広い範囲で容易に微調整することができ、又、ヘリカルピニオンギヤの倒れ角を低減できる。
【００２３】
【実施例】
図１、２、３により本発明の第１実施例を説明する。この実施例は請求項２、３の特徴を備えている。図１は実施例の縦断面を示し、図２、３はそのギヤ組を示している。左右の方向は図１での左右の方向である。なお、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００２４】
図１のように、デファレンシャル装置７のデフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７（一対の出力側ヘリカルサイドギヤ）が配置されている。
【００２５】
各サイドギヤ３５，３７の中空のボス部３９，４１はデフケース２１の支承部４３，４５によって回転自在に支承されている。サイドギヤ３５，３７の間にはスラストブロック４７が配置されている。
【００２６】
図示外左右の後車軸は、それぞれデフケース２１のボス部４９，５１を貫通してサイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１にスプライン連結されており、スラストブロック４７を介して互いに付き当てられている。各サイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間には外周にスパーギヤ部５３，５５が形成された摩擦リング５７，５９が配置されており、これらのリング５７，５９はボス部３９，４１の周上に相対回転自在に支承されている。
【００２７】
デフケース２１には収納孔６１，６３が周方向に複数組形成されている。これらの収納孔６１，６３にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ６５，６７が摺動回転自在に収納されている。
【００２８】
図２のように、ピニオンギヤ６５は、第１と第２のヘリカルギヤ部６９，７１とスパーギヤ部７３とこれらを連結する小径の軸部７５とからなり、第１ギヤ部６９は右のサイドギヤ３７と噛み合っている。又、ピニオンギヤ６７は、第１と第２のヘリカルギヤ部７７，７９とスパーギヤ部８１とこれらを連結する小径の軸部８３とからなり、第１ギヤ部７７は左のサイドギヤ３５と噛み合い、第２ギヤ部７９はピニオンギヤ６５の第２ギヤ部７１と噛み合っている。
【００２９】
又、ピニオンギヤ６５のスパーギヤ部７３は左側の摩擦リング５７のスパーギヤ部５３と噛み合い、ピニオンギヤ６７のスパーギヤ部８１は右側の摩擦リング５９のスパーギヤ部５５と噛み合っている。摩擦リング５７はサイドギヤ３５とデフケース２１のカバー３３との間に配置され、摩擦リング５９はサイドギヤ３７とデフケース２１のケーシング本体３１との間に配置されている。後述のように、摩擦リング５７，５９はサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力によってデフケース２１に押圧されることにより締結される。つまり、摩擦リング５７，５９、サイドギヤ３５，３７、デフケース２１によって摩擦クラッチ８５，８７を構成している。
【００３０】
デフケース２１を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ６５，６７からサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５側に分配される。又、例えば悪路走行中に、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ６５，６７の自転によりエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。
【００３１】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６５，６７の歯先はサイドギヤ３５，３７との噛み合い反力により収納孔６１，６３の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ６５，６７の端面とデフケース２１との間で摩擦抵抗が発生する。
【００３２】
又、サイドギヤ３５，３７の歯すじは車両が前進走行するときサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力が外側向きになる方向に形成されており、この外側向きの噛み合いスラスト力によって摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９がデフケース２１に押圧されて摩擦抵抗が発生する。又、車両が後進走行するときはサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力が内側向きになり、この内側向きの噛み合いスラスト力によりスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００３３】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００３４】
上記のように、ピニオンギヤと噛み合うと共にサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間に配置された摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リングは、従来例と異なってデフケース２１との差動回転を利用できる上に、歯数の小さいピニオンギヤ６５，６７はサイドギヤ３５，３７上で増速され公転するから差動回転を大きく取り出すことができる。
【００３５】
これに加えて、ピニオンギヤ６５，６７を介して連結されたサイドギヤ３５，３７の差動回転は互いに反対方向になるから、摩擦リング５７はサイドギヤ３５と反対方向に差動回転し、摩擦リング５９はサイドギヤ３７と反対方向に差動回転して、差動回転を更に大きく増幅する。
【００３６】
こうして、摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９の差動回転数は従来例の約２倍に増幅され、それだけ大きなトランスファレシオが得られる。
【００３７】
図１のように、デフケース２１には開口８９，９１，９３，９５が設けられており、ボス部４９，５１の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。デファレンシャル装置７の回転に伴ってオイル溜りから撥ね上げられたオイルは、これらの開口８９，９１，９３，９５とオイル溝とからデフケース２１に流出入し、摩擦クラッチ８５，８７の摩擦リング５７，５９の摺動面、各ギヤの噛み合い部、収納孔６１，６３などの各摺動部を潤滑する。
【００３８】
こうして、デファレンシャル装置７が構成されている。
【００３９】
図１のデファレンシャル装置７を車両に搭載した場合、前進走行時にはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によって摩擦リング５７，５９がサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間で得る摺動摩擦抵抗によって、すなわち摩擦クラッチ８５，８７によるデファレンシャル装置７の大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上する。又、後進時にはそれより差動制限力が小さくなり、デファレンシャル装置７内部のトルクの方向が後進走行時と同じ方向になる前進中の制動時にＡ．Ｂ．Ｓ（アンチロック・ブレーキ・システム）との干渉を避けることができる。
【００４０】
又、デファレンシャル装置７はリング５７，５９の径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することができると共に、摩擦リングの摺動摩擦抵抗によってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。摩擦プレート５３，５５とサイドギヤ３５，３７との間と摩擦プレート５７，５９とデフケース２１との間とでは相対回転速度が異なり、この異なった摺動回転を同時に制止するので、よりスムーズな差動制限力が得られる。
【００４１】
ピニオンギヤ６５，６７はそれぞれスパーギヤ部７３，８１と小径の軸部７５，８３とを形成したことにより支点間距離が長くなり、それだけ倒れの角度が減少し、収納孔６１，６３や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００４２】
それぞれ摩擦リング５７，５９を配置しただけで摩擦クラッチ８５，８７を構成できるから、又、摩擦リング５７，５９がピニオンギヤ６５，６７と噛み合うのでデフケース２１側に係合部位を形成することがないから、デファレンシャル装置７の部品増加点数や加工工数は少なく、機能に較べて構造が簡単かつ低コストである。
【００４３】
なお、摩擦リングの噛み合い部は、上記の例と異なって、スパーギヤでなくヘリカルギヤでもよい。図３は、このようなギヤ組の例を示している。この例において図１、２の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００４４】
このギヤ組は、一対のヘリカルサイドギヤ３５，３７と、複数組のヘリカルピニオンギヤ９５，９７と、リング９９，１０１とから構成されている。
【００４５】
リング９９，１０１の外周にはヘリカルギヤ部１０３，１０５が形成されている。これらのリング９９，１０１はサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間にそれぞれ配置され、サイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１の周上に相対回転自在に支承されている。
【００４６】
ピニオンギヤ９５，９７はデフケース２１の収納孔６１，６３にそれぞれ摺動回転自在に収納されている。
【００４７】
ピニオンギヤ９５は、第１と第２のヘリカルギヤ部１０７，１０９と第３のヘリカルギヤ部１１１とこれらを連結する小径の軸部１１３とからなり、第１ギヤ部１０７はサイドギヤ３７と噛み合っている。又、ピニオンギヤ９７は、第１と第２のヘリカルギヤ部１１５，１１７と第３のヘリカルギヤ部１１９とこれらを連結する小径の軸部１２１とからなり、第１ギヤ部１１５はサイドギヤ３５と噛み合い、第２ギヤ部１１７はピニオンギヤ９５の第２ギヤ部１０９と噛み合っている。
【００４８】
又、ピニオンギヤ９５の第３のヘリカルギヤ部１１１は摩擦リング９９のヘリカルギヤ部１０３と噛み合い、ピニオンギヤ９７の第３のヘリカルギヤ部１１９は摩擦リング１０１のヘリカルギヤ部１０５と噛み合っている。摩擦リング９９とピニオンギヤ９５とサイドギヤ３５とで摩擦クラッチ１２３が構成され、リング１０１とピニオンギヤ９７とサイドギヤ３７とで摩擦クラッチ１２５が構成されている。
【００４９】
各リング９９，１０１はサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間に配置され、サイドギヤ３５，３７によってデフケース２１に押圧されることにより締結される。
【００５０】
この例のように、各リング９９，１０１のヘリカルギヤ部１０３，１０５と各ピニオンギヤ９５，９７のヘリカルギヤ部１１１，１１９とを噛み合わせると、噛み合いスラスト力によってリング９９，１０１がデフケース２１あるいはサイドギヤ３５，３７に押し付けられて生じる摩擦抵抗が加わって、図１、２のスパーギヤの例より更に大きなトランスファレシオが得られる。
【００５１】
又、この例においても、ピニオンギヤ９５，９７はそれぞれヘリカルギヤ部１１１，１１９と小径の軸部１１３，１２１とを形成したことにより支点間距離が長くなり、倒れの角度が減少し、収納孔６１，６３や相手ギヤとの偏った接触による偏磨耗や焼き付きなどが防止される。
【００５２】
又、摩擦クラッチ１２３，１２５を配置したことによる部品増加点数や加工工数が少なく、機能に較べて構造が簡単である。
【００５４】
次に、図４により第２実施例の説明をする。この実施例は請求項２、３、４の特徴を備えている。なお、この実施例において図１の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００５５】
図４のように、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデファレンシャル装置１２７のデフケース１２９はケーシング本体１３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース１２９の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７が配置されている。
【００５６】
左のサイドギヤ３５とデフケース１２９との間には外周にスパーギヤ部５３が形成された摩擦リング５７が配置されており、右のサイドギヤ３７とデフケース１２９との間には外周にスパーギヤ部１３３と噛み合い部１３５とが形成された摩擦リング１３７が配置されている。これらのリング５７，１３７は各サイドギヤ３５，３７のボス部３９，４１の外周上に相対回転自在に支承されている。
【００５７】
デフケース１２９には収納孔１３９，１４１が周方向に複数組形成され、これらの収納孔１３９，１４１にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ６５，６７が摺動回転自在に収納されている。
【００５８】
ピニオンギヤ６５のスパーギヤ部７３は左側のリング５７のスパーギヤ部５３と噛み合い、ピニオンギヤ６７のスパーギヤ部８１は右側のリング１３７のスパーギヤ部１３３と噛み合っている。リング５７とピニオンギヤ６５とサイドギヤ３５とで摩擦クラッチ８５が構成され、リング１３７とピニオンギヤ６７とサイドギヤ３７とで摩擦クラッチ１４３が構成されている。後述のように、摩擦リングはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によってデフケース１２９に押圧されることにより摺動摩擦抵抗を発生する。
【００５９】
デフケース１２９の右側のボス部１４５には、軸方向溝１４７が設けられており、この溝１４７にはロック部材１４９が移動可能に係合し、止め輪１５１，１５１で位置決めされている。リング１３７の噛み合い部１３５はデフケース１２９軸方向溝１４７に位置を合わせ形成された開口１５３から外部に露出しており、ロック部材１４９にはこの噛み合い部１３５と係脱可能な噛み合い部１５５が設けられ、差動ロック機構１５７を構成している。ロック部材１４９とデフケース１２９との間にはリターンスプリング１５９が配置されている。
【００６０】
ロック部材１４９は操作手段によって左方に、又リターンスプリング１５９により右方に、図４のストローク長だけ移動操作される。
【００６１】
ロック部材１４９が左方に移動操作されると、噛み合い部１５５がリング１３７の噛み合い部１３５と噛み合ってロック機構１５７が作動し、リング１３７を介して各ギヤの差動回転がロックされる。又、ロック部材１４９が右方に移動操作されると、噛み合い部１３５、１５５の噛み合いが解除され、各ギヤの差動回転がフリーになる。
【００６２】
デフケース１２９を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ６５，６７からサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆動抵抗差が生じると、ロック機構１５７を解除した状態では、ピニオンギヤ６５，６７の自転により左右各側に差動分配される。
【００６３】
又、トルクの伝達中、各ピニオンギヤ６５，６７の歯先はサイドギヤ３５，３７との噛み合い反力により収納孔１３９，１４１の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によって各ピニオンギヤ６５，６７の端面とデフケース１２９との間で摩擦抵抗が発生する。
【００６４】
摩擦リング５７，１３７は、第１実施例と同様に車両が前進走行するときサイドギヤ３５，３７とデフケース１２９との間で押圧されて摩擦抵抗が発生し、車両が後進走行するときはスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００６５】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００６６】
第１実施例と同様に、デフケース１２９との差動回転、ピニオンギヤ６５，６７の公転と増速、サイドギヤ３５とピニオンギヤ６５（摩擦リング５７）及びサイドギヤ３７とピニオンギヤ６７（摩擦リング１３７）の反対方向の差動回転などにより、差動回転数は従来例の約２倍に増幅されて大きなトランスファレシオが得られる。
【００６７】
図４のように、デフケース１２９には開口８９，１５３，１６１，１６３が設けられており、ボス部４９，１４５の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。デファレンシャル装置１２７が回転すると、オイル溜りから撥ね上げられたオイルがこれらの開口８９，１５３，１６１，１６３とオイル溝とからデフケース１２９に流出入し、摩擦クラッチ８５，１４３の摩擦リング５７，１３７の摺動面、各ギヤの噛み合い部、収納孔１３９，１４１などの各摺動部を潤滑する。
【００６８】
こうして、デファレンシャル装置１２７が構成されている。
【００６９】
デファレンシャル装置１２９を車両に搭載した場合、前進走行時にはサイドギヤ３５，３７のスラスト力によって摩擦リング５７，１３７がサイドギヤ３５，３７とデフケース１３１との間で発生させる摺動摩擦抵抗によって、すなわち摩擦クラッチ８５，１４３によるデファレンシャル装置１２７の大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上すると共に、制動時はＡ．Ｂ．Ｓとの干渉を避けることができる。
【００７０】
又、差動ロック機構１５７を作動させると後輪１３，１５の差動がロックされ、悪路脱出性や走破性が大きく向上する。
【００７１】
デファレンシャル装置１２７は、摩擦リング５７，１３７の径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することができると共に、摩擦リング５７，１３７の摺動摩擦抵抗によってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。
【００７２】
摩擦リング５７，１３７を用いた摩擦クラッチ８５，１４３と、ロック部材１４９を用いた差動ロック機構１５７を配置したことによるデファレンシャル装置１２７の部品増加点数は少なく、デファレンシャル装置１２７は機能に較べて構造が簡単である。
【００７３】
次に、図５により第３実施例の説明をする。この実施例は請求項２、５の特徴を備えている。図５はこのデファレンシャル装置１６５の縦断面を示している。なお、この実施例において図１の部材と同機能の部材は同一の符号で引用すると共に、これら同機能部材の説明は省く。
【００７４】
図５のように、デファレンシャル装置１６５のデフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とからなり、これらはボルトで固定されている。デフケース２１の内部には左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７が配置され、サイドギヤ３５，３７はデフケース２１の収納孔６１，６３に収納されたヘリカルピニオンギヤ６５，６７を介して連結されている。
【００７５】
各サイドギヤ３５，３７の中空のボス部１６７，１６９はデフケース２１の支承部４３，４５によって回転自在に支承されており、サイドギヤ３５，３７の間にはスラストブロック４７が配置されている。
【００７６】
各サイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間にはピニオンギヤ６５，６７のスパーギヤ部７３，８１と噛み合う複数枚（本実施例では３枚）の摩擦リング１７４とサイドギヤ３５，３７のボス部１６７，１６９の外周に形成された溝１７９，１８１に係合した複数枚（本実施例では２枚）のクラッチ板１７６とが交互に配置されている。これらの摩擦リング１７４とクラッチ板１７６とにより多板クラッチ１７１，１７３が構成され、多板クラッチ１７１，１７３はサイドギヤ３５，３７の噛み合いスラスト力によってデフケース２１に押圧され、摺動摩擦抵抗が発生し締結される。
【００７７】
デフケース２１を回転させるエンジンの駆動力はサイドギヤ３５，３７を介して左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ６５，６７の自転により左右各側に差動分配される。
【００７８】
トルクの伝達中、噛み合い反力と噛み合いスラスト力とによってピニオンギヤ６５，６７とデフケース２１との間で摩擦抵抗が発生する。
【００７９】
又、車両が前進走行するときは多板クラッチ１７１，１７３がサイドギヤ３５，３７とデフケース２１との間で押圧されて摩擦抵抗が発生し、車両が後進走行するときはスラストブロック４７を介してサイドギヤ３５，３７の間で摩擦抵抗が発生する。
【００８０】
これらの摩擦抵抗によって、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００８１】
第１、２実施例と同様に、デフケース２１との差動回転、ピニオンギヤ６５，６７の公転と増速、サイドギヤ３５とピニオンギヤ６５（摩擦リング１７４）及びサイドギヤ３７とピニオンギヤ６７（摩擦リング１７４）の反対方向の差動回転などにより、多板クラッチ１７１，１７３の差動回転数は従来例の約２倍に増幅されるから、それだけ大きなトランスファレシオが得られる。
【００８２】
摩擦リング１７４とクラッチ板１７６とで構成される多板クラッチ１７１，１７３、各ギヤの噛み合い部、収納孔６１，６３は、デフケース２１の開口８５，８７，９１，９３やボス部４９，５１のオイル溝から流出入する撥ね上げオイルによって潤滑される。
【００８３】
こうして、デファレンシャル装置１６５が構成されている。
【００８４】
デファレンシャル装置１６５は、前進走行時には多板クラッチ１７１，１７３による大きな差動制限力によって、発進時や加速時のように大きなトルクを掛けた時の車体の挙動が安定し操縦性が向上すると共に、制動時はＡ．Ｂ．Ｓとの干渉が避けられる。
【００８５】
又、デファレンシャル装置１６５は、摩擦リング１７４やクラッチ板１７６の枚数や径（摩擦半径）を変えることによりトランスファレシオを微調整することが容易であると共に、摩擦リング１７４の摺動面数が増加することによってトランスファレシオが強化されているからその調整範囲も広く、異なった車種に広く対応できる。
【００８６】
なお、この発明において、摩擦クラッチは一方のサイドギヤ側にだけ設けてもよい。
【００８７】
又、摩擦リングとサイドギヤやデフケースとの摺動面は本実施例のラジアル方向平面に形成することに限らず、互いの摺動面にコーン形状を持たせても良い。この場合、摺動部の差動回転数が高く、サイドギヤのスラスト力が強いのでさらに大きなトランスファレシオを得ることができる。
【００８８】
以上、この発明のデファレンシャル装置はリヤデフ（後輪側の車軸デフ）に限らず、フロントデフ（前輪側の車軸デフ）やセンターデフ（前輪と後輪とに駆動力を分配するデファレンシャル装置）にも用いられる。
【００８９】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、差動制限用の摩擦リングを、一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置してヘリカルピニオンギヤと噛み合わせ、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される構成としたので、デフケースとの相対回転を大きくでき、大きなトランスファレシオが得られる。また摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることによりトランスファレシオを広い範囲で微調整することができる。
【００９０】
請求項２のデファレンシャル装置は、一方のサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のサイドギヤとデフケースとの間に摩擦リングを配置し、他方のサイドギヤの噛み合いスラスト力により押圧されるよう構成したから、請求項１のデファレンシャル装置による効果に加えて、より大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングとサイドギヤの間と摩擦リングとデフケースの間とでは異なった摺動回転を制止するので、よりスムーズな差動制限作用が得られる。
【００９１】
請求項３のデファレンシャル装置は、摩擦リングをヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置したので、請求項１、２のデファレンシャル装置による効果に加え、ヘリカルピニオンギヤの倒れをさらに低減できる。
【００９２】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３のデファレンシャル装置による効果に加え、デフケース側のロック部材と摩擦リングとを係脱させる構成にしたので、簡単な構造で差動をロックでき悪路などでの車両の走行性を大幅に改善することができる。
【００９３】
請求項５のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤと噛み合った摩擦リングとサイドギヤと噛み合ったクラッチ板とをそれぞれ複数枚交互に配置し、サイドギヤのスラスト力で押圧する構成にしたので、請求項１，２，３以上に大きなトランスファレシオが得られると共に、摩擦リングの摩擦面数や摩擦半径などを変えることによりトランスファレシオを広い範囲で微調整することができ、またヘリカルピニオンギヤの倒れを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】第１実施例に用いられたギヤ部の斜視図である。
【図３】第１実施例に用いられた他のギヤ部の斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
７，１２７，１６５ デファレンシャル装置
２１，１２９ デフケース
３５，３７ 出力側ヘリカルサイドギヤ
５７，５９，１３７，１７４ 摩擦リング
６１，６３，１３９，１４１ 収納孔
６５，６７，９７，９９ ヘリカルピニオンギヤ
６９，７７，１０７，１１５ 第１ギヤ部
７１，７９，１０９，１１７ 第２ギヤ部
７５，８３，１１３，１２１ 小径の軸部
８５，８７，１４３ 摩擦クラッチ
１３５ 噛み合い部
１４９ ロック部材
１５７ ロック機構
１７１，１７３ 摩擦クラッチ
１７６ クラッチ板
Claims (5)
- エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合いヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される摩擦リングとを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
- 摩擦リングが、一方のヘリカルサイドギヤと噛み合ったヘリカルピニオンギヤと噛み合うと共に他方のヘリカルサイドギヤとデフケースとの間に配置され、他方のヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される請求項１のデファレンシャル装置。
- 摩擦リングが、ヘリカルサイドギヤと相対回転可能に同軸配置された請求項１又は２のデファレンシャル装置。
- 摩擦リングに設けられた噛み合い部と、相対回転不能に連結されたデフケース上で軸方向に移動操作されて摩擦リングと噛み合いその回転をロックするロック部材とを有する差動ロック機構を備えた請求項３のデファレンシャル装置。
- エンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、一対の出力側ヘリカルサイドギヤと、これらのヘリカルサイドギヤと各別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部を有するヘリカルピニオンギヤからなるヘリカルピニオンギヤ組と、デフケースに形成され各ヘリカルピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、前記一対のサイドギヤの少なくとも一方とデフケースとの間に配置されると共にヘリカルピニオンギヤと噛み合い、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚の摩擦リングと、該摩擦リングの各間に交互に配置されると共にヘリカルサイドギヤと係合し、ヘリカルサイドギヤの噛み合いスラスト力によって押圧される複数枚のクラッチ板とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
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