JP3844532B2

JP3844532B2 - Differential device

Info

Publication number: JP3844532B2
Application number: JP30151895A
Authority: JP
Inventors: 作雄栗原; 和隆川田
Original assignee: Ｇｋｎドライブライントルクテクノロジー株式会社
Priority date: 1995-11-20
Filing date: 1995-11-20
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: JPH09144844A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両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】
特開平６−１３７３８６号公報に図１２のようなデファレンシャル装置２０１が記載され、ＤＥ３９０６６５０Ａ１号公報に図１３のようなデファレンシャル装置２０３が記載されている。
【０００３】
これらのデファレンシャル装置２０１、２０３は４輪駆動車のセンターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪とに分配するデファレンシャル装置）等に用いられる。
【０００４】
デファレンシャル装置２０１は、デフケース２０５、デフケース２０５の内部に配置され、互いに歯数の異なる一対の出力側サイドギヤ２０７、２０９、デフケース２０５の支持孔２１１、２１３にそれぞれ摺動回転自在に支持され、互いに噛み合ってサイドギヤ２０７、２０９を連結する複数個のピニオンギヤ２１５、２１７などから構成されている。
【０００５】
また、デファレンシャル装置２０３は、デフケース２１９、デフケース２１９の支持孔２２１に摺動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤ２２３、各ピニオンギヤ２２３の径方向内側でピニオンギヤ２２３と噛み合った出力側のサンギヤ２２５、各ピニオンギヤ２２３の径方向外側でピニオンギヤ２２３と噛み合った出力側のインターナルギヤ２２７などから構成されている。
【０００６】
歯数の大きいサイドギヤ２０９とインターナルギヤ２２７は、例えば、４輪駆動車の後輪側に連結され、歯数の小さいサイドギヤ２０７とサンギヤ２２５は前輪側に連結される。
【０００７】
デフケース２０５を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ２１５、２１７からサイドギヤ２０７、２０９を介して、また、デフケース２１９を回転させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ２２３からサンギヤ２２５とインターナルギヤ２２７とを介して、それぞれ前輪側と後輪側とに伝達される。悪路走行時や旋回時などで、前後輪間に駆動抵抗差が生じたときは各ピニオンギヤ２１５、２１７、２２３の自転により駆動力は前後の車輪に差動分配される。
【０００８】
トルクの伝達中は、サイドギヤ２０７、２０９との噛み合い反力によってピニオンギヤ２１５、２１７が支持孔２１１、２１３に押し付けられて摩擦抵抗が生じ、サンギヤ２２５との噛み合い反力によってピニオンギヤ２２３が支持孔２２１に押し付けられて摩擦抵抗が生じると共に、各ギヤの噛み合い部で摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限力が得られる。
【０００９】
更に、サイドギヤ２０９、２０７と、インターナルギヤ２２７とサンギヤ２２５にそれぞれ歯数比を与えたことによって後輪側と前輪側に大小の駆動トルクが送られ、センターデフとして好適なトルクの不等配分特性が得られる。例えば、上記のように後輪側に大きな駆動トルクを送るように構成すれば、発進時にエンジンの駆動力を有効に利用して駆動力ロスを低減することができ、旋回時に車両の姿勢を安定させることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前後輪間に必要なトルク配分比は車種によって異なり、車種によってはかなり大きなトルク配分比が要求されるものがある。
【００１１】
しかし、デファレンシャル装置２０１のように、出力側のギヤに外歯歯車のサイドギヤ２０７、２０９を用いるものは、トルク配分比を大きくするとピニオンギヤ２１５、２１７の径や配置を変える必要があり、トルク配分比を大きくすることには限界があると共に、デファレンシャル装置２０１が径方向に大型化し車両への搭載が不可能になる。
【００１２】
一方、デファレンシャル装置２０３では、出力側のギヤにサンギヤ２２５とインターナルギヤ２２７を用いたことによって、トルク配分比を無理なく大きくすることができる。また、後輪側の配分トルクを前輪側より大きくし、このトルク配分比を増大すれば後輪駆動車の特性に近づき、車両の旋回軌道がよりニュートラルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスを更に低減することができる。
【００１３】
しかし、一方の出力ギヤにインターナルギヤ２２７を用いたことにより、ピニオンギヤ２２３と支持孔２２１との摺動面積が狭くなっていると共に、ピニオンギヤ２２３がシングルであるから、支持孔２２１で大きな摩擦抵抗が得られず、充分な差動制限力を得ることが難しい。差動制限力が不足すると、悪路などで空転側の車輪からトルクが抜けて車両の運動性能が著しく低下する。
【００１４】
そこで、この発明は、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１５】
【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、デフケースに形成された支持孔に外周を摺動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤと、各ピニオンギヤの内側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のサンギヤと、各ピニオンギヤの外側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のインターナルギヤとを備えたデファレンシャル装置であって前記ピニオンギヤと前記インターナルギヤ、前記ピニオンギヤと前記サンギヤの各噛合い部が径方向にオーバーラップしており、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に設けられ、これらの相対回転を制限する差動制限力増強手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
デフケースを回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンギヤを介してサンギヤとインターナルギヤとに分配される。このとき、歯数の大きいインターナルギヤ側の車輪には大きな駆動トルクが送られ、歯数の小さいサンギヤ側の車輪にはそれより小さな駆動トルクが送られ、トルクの不等配分特性が得られる。
【００１７】
このトルク配分比は、出力ギヤに外歯歯車のサンギヤと内歯歯車のインターナルギヤとを用いることによって大きな値が得られるから、車両のセンターデフに用いて後輪側に大きなトルクを送るように構成すれば、後輪駆動車に近い特性が得られ、旋回軌道のニュートラルな旋回が行え、操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。
【００１８】
また、トルクの伝達中は、噛み合い反力によってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによりトルク感応型の差動制限力が得られる。
【００１９】
更に、このトルク感応型の差動制限力に加えて、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に差動制限力増強手段を設けたことにより差動制限力が強化され、充分な差動制限力を得ている。
【００２０】
従って、悪路などの低μ路で一側車輪が空転しても、この大きな差動制限力により他側の車輪に大きな駆動力が送られて、車両の運動性能の低下が防止される。
また、ピニオンギヤと前記インターナルギヤ、前記ピニオンギヤと前記サンギヤの各噛合い部が径方向にオーバーラップしているので、ピニオンギヤの倒れを防止することができる。
【００２１】
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、ピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤとがヘリカルギヤで構成されると共に、差動制限力増強手段が摩擦クラッチであり、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に設けられ、伝達トルクを受けて発生するヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により少なくともいずれかのギヤに押圧されて締結されるように構成されたものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【００２２】
摩擦クラッチの差動制限力に加えて、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によってギヤの端面で摩擦抵抗が生じ、トルク感応型の差動制限機能が更に強化される。
【００２３】
また、摩擦クラッチをいずれかのギヤで押圧するように構成したから、押圧用の部材を新規に設ける必要がなく、部品点数の増加を防止できる。更に、摩擦クラッチを相対回転する上記の２部材間に配置するだけで差動制限力増強手段を構成することができ、構造が簡単で実施が容易である。
【００２４】
請求項３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、回転差感応型の差動制限力増強手段をデフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に設けたものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【００２５】
これに加えて、回転差感応型の差動制限機能を加えたことにより、差動制限力の急激な立ち上がりが防止され、雪道や泥濘地のように車輪が急激に滑り易い路面条件でも車体の挙動が安定し、運動性能が安定する。
【００２６】
また、ピニオンギヤと支持孔との摩擦抵抗などによるトルク感応型の差動制限機能と、回転差感応型の差動制限機能とを併せ持っているから、アクセルに対するレスポンスがよく、どのような路面状況でも車両の操縦性と安定性とを向上させる。
【００２７】
請求項４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、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に設けられた摩擦クラッチとこれを押圧するばね部材とで差動制限力増強手段を構成したものであり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【００２８】
これに加えて、ばね部材によって締結される摩擦クラッチにより、伝達トルクや差動回転数と無関係に常時一定の差動制限力（初期差動制限力）が得られるから、車両の発進が円滑に行える。
【００２９】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置において、サンギヤとインターナルギヤとを連結する差動制限力増強手段を、デフケースの軸方向でピニオンギヤとインターナルギヤとの間に配置したものであり、請求項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【００３０】
これに加えて、相対回転速度が高い２つの出力軸間に差動制限力増強手段を配置するように構成したから、さらに強力な差動制限力が得られる。
請求項６のデファレンシャル装置は、軸方向に対向する２つの側壁を有しエンジンの駆動力により回転駆動されるデフケースと、前記デフケースの一方の側壁側に形成された支持孔に外周を摺動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤと、各ピニオンギヤの内側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のサンギヤと、各ピニオンギヤの外側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のインターナルギヤと、前記デフケースの軸方向の他方の側壁と前記ピニオンギヤとの軸方向間に設けられ、これらの相対回転を制限する差動制限力増強手段とを備えたことを特徴とする。
請求項７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、デフケースに形成された支持孔に外周を摺動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤと、各ピニオンギヤの内側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のサンギヤと、各ピニオンギヤの外側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出力側のインターナルギヤと、デフケースとインターナルギヤとの間であって前記ピニオンギヤの径方向外側に設けられ、これらの相対回転を制限する差動制限力増強手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
図１、２、３、４及び図１１により本発明の第１実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、２、５の特徴を備えている。図１はこの実施形態のデファレンシャル装置を示し、図１１は各実施形態を用いた４輪駆動車の動力系を示す。なお、左右の方向はこの車両及び図１での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００３２】
図１１のように、この動力系は、横置きのエンジン１、トランスミッション３、トランスファ５を構成するセンターデフ７（図１のデファレンシャル装置）及び方向変換機構９、トランスファケース１１の内部に配置されたフロントデフ１３（左右の前輪に駆動力を分配するデファレンシャル装置）、前車軸１５、１７、左右の前輪１９、２１、プロペラシャフト２３、方向変換機構２５、リヤデフ２７（左右の後輪に駆動力を分配するデファレンシャル装置）、後車軸２９、３１、左右の後輪３３、３５などから構成されている。
【００３３】
エンジン１の駆動力はトランスミッション３からセンターデフ７を介して分配され、前輪側には直接フロントデフ１３に伝達され、後輪側には方向変換機構９とプロペラシャフト２３と方向変換機構２５とを介してリヤデフ２７に伝達される。伝達された駆動力は、フロントデフ１３によって左右の前輪１９、２１に分配され、リヤデフ２７によって左右の後輪３３、３５に分配される。
【００３４】
図１のように、センターデフ７のデフケース３７はケーシング本体３９とケーシング部材４１とをボルト４３で固定して構成されている。デフケース３７にはリングギヤ４５（図１１）が固定されており、リングギヤ４５はトランスミッション３の出力ギヤ４７（図１１）と噛み合っている。こうして、デフケース３７はエンジン１の駆動力によって回転駆動される。
【００３５】
デフケース３７はベアリングを介してトランスファケース１１の内部に支承されており、トランスファケース１１にはオイル溜りが設けられている。このオイルはセンターデフ７や方向変換機構９などトランスファケース１１内部の回転部材によって撥ね上げられる。
【００３６】
デフケース３７の内部には複数本のヘリカルピニオンギヤ４９が周方向等間隔に配置されており、これらはデフケース３７に形成された支持孔５１に摺動回転自在に支持されている。
【００３７】
また、デフケース３７の内部にはそれぞれヘリカルギヤで構成されたインターナルギヤ５３とサンギヤ５５とが配置されている。各ピニオンギヤ４９は、径方向内側でサンギヤ５５と噛み合い、径方向外側でインターナルギヤ５３と噛み合っている。
【００３８】
インターナルギヤ５３はフランジ部５７とハブ部５９とを備えており、ハブ部５９でケーシング部材４１に形成されたボス部６１の内周に回転自在に支持されている。ハブ部５９はケーシング部材４１の右端側から外部に貫通しており、その右端部には後輪側に連結するためのスプライン部６３が設けられている。また、インターナルギヤ５３の外周面はケーシング部材４１の内周に設けられた摺動面６５に摺動回転自在に支持されており、フランジ部５７とケーシング部材４１との間にはスラストワッシャ６７が配置されている。
【００３９】
サンギヤ５５は中空に形成されており、左のハブ部６９でケーシング本体３９に形成されたボス部７１の内周に回転自在に支持されている。ハブ部６９の内周には前輪側に連結するためのスプライン部７３が設けられている。
【００４０】
図１のように、サンギヤ５５とインターナルギヤ５３は、矢印７５の範囲で、径方向にオーバーラップしている。また、支持孔５１の径方向外側部７７の幅７９は各ピニオンギヤ４９の半分の歯幅８１より広くしてある。サンギヤ５５の左端部はこの径方向外側部７７と径方向に対向している。
【００４１】
図１１に示すように、インターナルギヤ５３のハブ部５９は伝動ギヤ８３、８５からなるギヤ伝動機構８７の伝動ギヤ８３側にスプライン連結され、方向変換機構９を介して後輪３３、３５側に連結されている。
【００４２】
また、サンギヤ５５のハブ部６９はフロントデフ１３のデフケース８９側にスプライン連結されており、フロントデフ１３の左の車軸１５はサンギヤ５５のハブ部６９を貫通している。このように、センターデフ７はフロントデフ１３及び前車軸１５、１７と同軸上に配置されている。
【００４３】
サンギヤ５５とインターナルギヤ５３との間には、これらを連結する多板クラッチ９１（摩擦クラッチ：差動制限力増強手段）が配置されており、この多板クラッチ９１はデフケース３７の軸方向でピニオンギヤ４９とインターナルギヤ５３との間（ピニオンギヤ４９の右方）に配置されている。
【００４４】
サンギヤ５５上にはスナップリング９３が装着され、サンギヤ５５の右端部とインターナルギヤ５３のフランジ部５７との間には隙間９５が設けられており、サンギヤ５５のスラスト力が、インターナルギヤ５３に直接作用せず、スナップリング９３を介して多板クラッチ９１に入力するようにされている。
【００４５】
また、スナップリング９３を用いる代わりに、図３のように、サンギヤ５５に段差部９７を設け、図４のように、この段差部９７で多板クラッチ９９（摩擦クラッチ：差動制限力増強手段）を押圧するように構成してもよい。
【００４６】
デフケース３７を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ４９からインターナルギヤ５３とサンギヤ５５とを介して後輪側と前輪側とに分配される。このとき、歯数の大きいインターナルギヤ５３側の後輪３３、３５には大きな駆動トルクが送られ、歯数の小さいサンギヤ５５側の前輪１９、２１にはそれより小さな駆動トルクが送られ、センターデフに最適なトルクの不等配分特性が得られる。
【００４７】
また、例えば悪路などで前後輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ４９の自転によってエンジン１の駆動力は前後各側に差動分配される。
【００４８】
トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で摩擦抵抗が発生する。
【００４９】
また、各ピニオンギヤ４９の外周はサンギヤ５５との噛み合い反力によりデフケース３７の支持孔５１に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、インターナルギヤ５３は各ピニオンギヤ４９との噛み合い反力によりケーシング部材４１の摺動面６５に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。更に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により、スラストワッシャ６７を介してインターナルギヤ５３のフランジ部５７とケーシング部材４１との間で摩擦抵抗が発生し、サンギヤ５５の左端部とデフケース３７との間で摩擦抵抗が発生する。
【００５０】
これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限力が得られる。
【００５１】
これに加えて、サンギヤ５５の噛み合いスラスト力によりスナップリング９３を介して多板クラッチ９１が押圧され、あるいは、段差部９７を介して多板クラッチ９９が押圧されると共に、インターナルギヤ５３の噛み合いスラスト力により多板クラッチ９１、９９がピニオンギヤ４９との間で押圧されて締結し、トルク感応型の差動制限力を強化する。
【００５２】
各ギヤの捩じれ角は、車両の前進走行時に噛み合いスラスト力が多板クラッチ９１、９９を押圧し、後進時は押圧しない方向にされている。
【００５３】
また、図１のように、デフケース３７には開口１０１が設けられている。トランスファケース１１のオイル溜りから撥ね上げられたオイルは開口１０１からデフケース３７の内部に流入し、ピニオンギヤ４９の回転に伴うヘリカルギヤの歩みによって各ギヤの噛み合い部やトルク感応型の差動制限力を発生する各摺動部に強制的に導かれ、これらを充分に潤滑する。
【００５４】
こうして、センターデフ７が構成されている。
【００５５】
センターデフ７では、上記のように、出力ギヤに外歯歯車のサンギヤ５５と内歯歯車のインターナルギヤ５３とを用いることによって大きなトルク配分比（歯数比）を得、更に、上記のように後輪側に大きなトルクが送られるように構成されている。
【００５６】
従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。
【００５７】
また、多板クラッチ９１、９９を配置して差動制限力を強化したことにより、図１３の従来例と異なって、充分な差動制限力を得ている。
【００５８】
図２は、センターデフ７のトルク配分特性を示すグラフであり、縦軸が後輪側に送られるトルク（リヤ軸トルク）であり、横軸が前輪側に送られるトルク（フロント軸トルク）である。
【００５９】
また、４５°の破線のグラフ１０３は前後輪にトルクを等配分する場合の特性であり、グラフ１０５はセンターデフ７のトルク配分特性である。グラフ１０５がグラフ１０３より縦軸側に傾斜していることから、後輪側に前輪側より大きいトルクが送られることが分かる。
【００６０】
更に、グラフ１０７は前輪側が空転したとき、センターデフ７の差動制限機能によって後輪側に送られる駆動トルクを示し、グラフ１０９は後輪側が空転したとき前輪側に送られる駆動トルクを示す。
【００６１】
グラフ１０７とグラフ１０５との角度αはグラフ１０９とグラフ１０５との角度βより大きくなっており、空転時もインターナルギヤ５３とサンギヤ５５の歯数比によって後輪側に前輪側より大きい駆動力が送られることが分かる。
【００６２】
車両の後進時は、上記のように、多板クラッチ９１、９９による差動制限力が発生しないから、Ａ．Ｂ．Ｓ（アンチロック・ブレーキ・システム）との干渉が防止され、制動時の車体の安定性が向上する。
【００６３】
また、インターナルギヤ５３とサンギヤ５５とで多板クラッチ９１、９９を押圧するように構成したから、押圧用の部材を新規に設ける必要がなく、部品点数の増加を防止できる。更に、多板クラッチ９１、９９をインターナルギヤ５３とサンギヤ５５の間に配置するだけで差動制限力増強手段を構成することができるから、構造が簡単で実施が容易である。
【００６４】
更に、多板クラッチ９１、９９を相対回転速度の高い出力側のインターナルギヤ５３とサンギヤ５５との間に配置したから、一層強力な差動制限力が得られる。
【００６５】
これに加えて、サンギヤ５５の左端部からピニオンギヤ４９に入力する噛み合い反力と、センターデフ７が回転している時のピニオンギヤ４９の遠心力は支持孔５１の径方向外側部７７が受けるが、上記のように、径方向外側部７７の幅７９を各ピニオンギヤ４９の半分の歯幅８１より広くしてあるから、ピニオンギヤ４９が確実に保持され、遠心力によるピニオンギヤ４９の倒れが防止される。
【００６６】
また、サンギヤ５５とインターナルギヤ５３が、矢印７５の範囲で、径方向にオーバーラップしているから、図１３に矢印で例を示したように、サンギヤ５５とインターナルギヤ５３からピニオンギヤ４９に入力する反対方向の噛み合い反力がこのオーバーラップ部で相殺され、ピニオンギヤ４９の倒れが防止される。
【００６７】
従って、ピニオンギヤ４９と支持孔５１との偏摩耗や焼き付きが防止されてこれらの間の摩擦抵抗が安定し、差動制限機能が安定する。
【００６８】
更に、サンギヤ５５を中空にし前車軸１５を貫通させたことにより、図１１のように、センターデフ７とフロントデフ１３との同軸配置が可能になり、これらを同軸配置したことによりトランスファ５がコンパクトになっている。
【００６９】
次に、図５及び図１１により本発明の第２実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、３、５の特徴を備えている。図５はこの実施形態のデファレンシャル装置を示す。左右の方向は図１１の車両及び図５での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００７０】
なお、図５と図１１及び第２実施形態の説明において、第１実施形態のセンターデフ７との同機能部材には同一の符号が与えられていると共に、主要部以外の重複説明は省略する。
【００７１】
第２実施形態のデファレンシャル装置は図１１のセンターデフ１１１として用いられ、エンジン１の駆動力を分配し、インターナルギヤ５３側の後輪３３、３５に大きな駆動トルクを送り、サンギヤ５５側の前輪１９、２１に小さな駆動トルクを送る。また、悪路などで前後輪間に駆動抵抗差が生じると、前後各側に駆動力を差動分配する。
【００７２】
図５のように、サンギヤ５５とインターナルギヤ５３は回転差感応型の差動制限機能を持ったカップリング１１３（差動制限力増強手段）で連結されている。
【００７３】
このカップリング１１３は、ハウジング１１５とハブ１１７との間に形成された、例えば粘性流体のせん断抵抗を利用したものや、オイルポンプの吐出圧力を利用したものなど、ハウジング１１５とハブ１１７との間の回転数差の上昇に応じた回転抵抗を差動制限力としたものである。
【００７４】
トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で摩擦抵抗が発生し、噛み合い反力により各ピニオンギヤ４９と支持孔５１の間やインターナルギヤ５３とケーシング部材４１の摺動面６５の間で摩擦抵抗が発生する。また、インターナルギヤ５３が受ける右方向のヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によりスラストワッシャ６７を介してインターナルギヤ５３のフランジ部５７とケーシング部材４１との間で摩擦抵抗が発生し、インターナルギヤ５３の左方向の噛み合いスラスト力によりハウジング１１５とピニオンギヤ４９及びピニオンギヤ４９とケーシング本体３９との間で摩擦抵抗が発生し、更に、サンギヤ５５の噛み合いスラスト力によりサンギヤ５５の両端部とデフケース３７との間で摩擦抵抗が発生する。
【００７５】
これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限力が得られる。
【００７６】
悪路などで前後輪の一方が空転した場合は、伝達トルクが低下しトルク感応型の差動制限機能では大きな差動制限力が得られず、悪路走破性を充分に改善できないが、回転差感応型のカップリング１１３を設けたことにより前後輪の一方が空転したときに大きな差動制限力が発生し、悪路走破性が大きく改善される。
【００７７】
また、カップリング１１３による回転差感応型の差動制限機能を備えたことにより、トルク感応型の差動制限機能による急激な差動制限力の立ち上がりが防止され、雪道や泥濘地のように前後輪間で大きな差動回転数差が生じる路面条件で、車体の挙動が安定し、運動性能が向上する。
【００７８】
更に、このようにトルク感応型の差動制限機能と回転差感応型の差動制限機能の両方を備えているから、アクセルワークに対するレスポンスが向上し、どのような路面状況でも車両に優れた操縦性と安定性とを与える。
【００７９】
こうして、センターデフ１１１が構成されている。
【００８０】
センターデフ１１１では、出力ギヤに外歯歯車のサンギヤ５５と内歯歯車のインターナルギヤ５３とを用いることによって大きなトルク配分比（歯数比）を得ており、更に、後輪側に大きなトルクが送られるように構成されている。
【００８１】
従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。
【００８２】
これに加えて、回転差感応型のカップリング１１３で差動制限力を強化したことにより充分な差動制限力が得られ、上記のように、低μ路での走破性や運動性能などが向上している。
【００８３】
また、このカップリング１１３を相対回転速度の高い出力側のインターナルギヤ５３とサンギヤ５５の差動回転を直接制限するように配置したことにより、一層強力な差動制限力が得られる。
【００８４】
更に、支持孔５１の径方向外側部７７の幅７９を各ピニオンギヤ４９の半分の歯幅８１より広くして、ピニオンギヤ４９を確実に保持し遠心力によるピニオンギヤ４９の倒れを防止すると共に、サンギヤ５５とインターナルギヤ５３を径方向にオーバーラップさせてピニオンギヤ４９の倒れを防止したから、ピニオンギヤ４９と支持孔５１との偏摩耗や焼き付きが防止され、これらの間の摩擦抵抗が安定し、差動制限機能が安定する。
【００８５】
また、センターデフ１１１をフロントデフ１３と同軸配置したことによりトランスファ５がコンパクトになっている。
【００８６】
次に、図６ないし図１０及び図１１により本発明の第３実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、４の特徴を備えている。図６はこの実施形態のデファレンシャル装置を示す。左右の方向は図１１の車両及び図６での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００８７】
なお、これらの図面及び第３実施形態の説明において、第１、２実施形態のセンターデフ７、１１１との同機能部材には同一の符号が与えられていると共に、主要部以外の重複説明は省略する。
【００８８】
第３実施形態のデファレンシャル装置は図１１のセンターデフ１２５として用いられている。
【００８９】
図６のように、センターデフ１２５は、デフケース１２７、ピニオンギヤ１２９、インターナルギヤ１３１、サンギヤ１３３、差動制限力増強手段１３５などから構成されている。
【００９０】
図７のように、デフケース１２７はケーシング本体１３７とプレート１３９とをボルト１４１で固定して構成されている。デフケース１２７はケーシング本体１３７の左端部に設けられたスプライン部１４３で入力ギヤ１４５（図１１）側に連結されており、この入力ギヤ１４５はトランスミッション３の出力ギヤ１４７（図１１）と噛み合っている。こうして、デフケース１２７はエンジン１の駆動力によって回転駆動される。
【００９１】
各ギヤ１２９、１３１、１３３はヘリカルギヤで構成されている。
【００９２】
デフケース１２７とインターナルギヤ１３１はそれぞれベアリング１４９によってトランスファーケース１１の内部に支承されていると共に、これらのベアリング１４９により互いの間隔を一定に保持されている。
【００９３】
サンギヤ１３３は左のハブ部１５１でケーシング本体１３７の内周に支承され、右のハブ部１５３でインターナルギヤ１３１のハブ部１５５内周に支承されている。サンギヤ１３３とケーシング本体１３７及びインターナルギヤ１３１のフランジ部１５７との間にはそれぞれスラストワッシャ１５９が配置されている。
【００９４】
図１１に示すように、インターナルギヤ１３１のハブ部１５５はギヤ伝動機構８７の伝動ギヤ８３側にスプライン連結され、方向変換機構９を介して後輪３３、３５側に連結されている。
【００９５】
また、サンギヤ１３３のハブ部１５３はフロントデフ１３のデフケース８９側にスプライン連結されており、フロントデフ１３の左の車軸１５はサンギヤ１３３のハブ部１５１、１５３を貫通している。このように、センターデフ１２５はフロントデフ１３及び前車軸１５、１７と同軸上に配置されている。
【００９６】
図８のように、ピニオンギヤ１２９は周方向等間隔に４個配置されている。各ピニオンギヤ１２９は径方向内側でサンギヤ１３３と噛み合い、径方向外側でインターナルギヤ１３１と噛み合っている。
【００９７】
図６、７のように、デフケース１２７のケーシング本体１３７には支持孔１６１が形成されており、各ピニオンギヤ１２９はこの支持孔１６１に摺動回転自在に支持されている。これらの支持孔１６１には、図７、１０のように、ピニオンギヤ１２９を全周で支持する全周支持部１６３が形成されている。
【００９８】
また、図６、７、９のように、デフケース１２７のケーシング本体１３７には環状の支持壁１６５が形成されており、この支持壁１６５は各ピニオンギヤ１２９とインターナルギヤ１３１のフランジ部１５７との間に配置され、各ピニオンギヤ１２９の右側端面を支持している。また、図６のように、プレート１３９は各ピニオンギヤ１２９の左側端面を支持している。
【００９９】
図８のように、ケーシング本体１３７の全周支持部１６３と支持壁１６５とは延長支持部１６７で連結されている。
【０１００】
図６のように、サンギヤ１３３とインターナルギヤ１３１は、矢印１６９の範囲で、径方向にオーバーラップしている。また、支持孔１６１の径方向外側部１７１の幅１７３は各ピニオンギヤ１２９の半分の歯幅１７５より広くしてある。サンギヤ１３３の左端部はこの径方向外側部１７１と径方向に対向している。
【０１０１】
差動制限力増強手段１３５は、図６のように、ケーシング本体１３７とインターナルギヤ１３１との間に配置されたリング状の摩擦板１７７（摩擦クラッチ）とウェーブリング１７９（ばね部材）とから構成されており、図８のように、摩擦板１７７は内周のギヤ部１８１で各ピニオンギヤ１２９と噛み合っている。
【０１０２】
ウェーブリング１７９はばね圧で摩擦板１７７をケーシング本体１３７に押し付けて各ピニオンギヤ１２９の回転を制動し、差動回転数や伝達トルクと無関係な一定の差動制限力（初期差動制限力）を発生させる。
【０１０３】
デフケース１２７を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ１２９からインターナルギヤ１３１とサンギヤ１３３とを介して後輪側と前輪側とに分配される。このとき、歯数の大きいインターナルギヤ１３１側の後輪３３、３５には大きな駆動トルクが送られ、歯数の小さいサンギヤ１３３側の前輪１９、２１にはそれより小さな駆動トルクが送られ、センターデフに最適なトルクの不等配分特性が得られる。
【０１０４】
また、悪路などで前後輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ１２９の自転によってエンジン１の駆動力は前後各側に差動分配される。
【０１０５】
トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で摩擦抵抗が発生する。
【０１０６】
また、各ピニオンギヤ１２９はサンギヤ１３３との噛み合い反力によりケーシング本体１３７の支持孔１６１に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。
【０１０７】
更に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により、各ピニオンギヤ１２９の両端面とケーシング本体１３７の支持壁１６５とプレート１３９との間で摩擦抵抗が発生し、スラストワッシャ１５９を介してサンギヤ１３３の両端面とケーシング本体１３７及びインターナルギヤ１３１のフランジ部１５７との間で摩擦抵抗が発生する。
【０１０８】
これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限機能が得られる。
【０１０９】
このトルク感応型差動制限力に加えて、上記のように、差動制限力増強手段１３５が差動制限力を強化する。
【０１１０】
図６のように、ケーシング本体１３７とプレート１３９との間には隙間１８３が設けられている。トランスファケース１１のオイル溜りから撥ね上げられたオイルはこの隙間１８３からデフケース１２７とインターナルギヤ１３１の内部に流入し、ピニオンギヤ１２９の回転に伴って各ギヤの噛み合い部やトルク感応型の差動制限力を発生する各摺動部に強制的に導かれ、これらを充分に潤滑する。また、差動制限力増強手段１３５は外部に露出しているから、オイル溜りのオイルによって充分に潤滑され冷却される。
【０１１１】
こうして、センターデフ１２５が構成されている。
【０１１２】
上記のように、センターデフ１２５では、出力ギヤに外歯歯車のサンギヤ１３３と内歯歯車のインターナルギヤ１３１とを用いることによって大きなトルク配分比（歯数比）を得ると共に、後輪側に大きなトルクが送られるように構成されている。
【０１１３】
従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。
【０１１４】
更に、差動制限力増強手段１３５の初期差動制限力により、上記のように、車両の発進が円滑に行える。
【０１１５】
また、摩擦板１７７とウェーブリング１７９とからなる差動制限力増強手段１３５は構造が簡単で、実施が容易である。
【０１１６】
これに加えて、サンギヤ１３３の左端部からピニオンギヤ１２９に入力する噛み合い反力と、センターデフ１２５が回転している時のピニオンギヤ１２９の遠心力は支持孔１６１の径方向外側部１７１が受けるが、上記のように、径方向外側部１７１の幅１７３を各ピニオンギヤ１２９の半分の歯幅１７５より広くしてあるから、ピニオンギヤ１２９が確実に保持され、遠心力によるピニオンギヤ１２９の倒れが防止される。
【０１１７】
また、サンギヤ１３３とインターナルギヤ１３１とが、矢印１６９の範囲で、径方向にオーバーラップしているから、サンギヤ１３３とインターナルギヤ１３１からピニオンギヤ１２９に入力する反対方向の噛み合い反力がこのオーバーラップ部で相殺され、ピニオンギヤ１２９の倒れが防止される。
【０１１８】
更に、支持孔１６１に全周支持部１６３を設けたことによって、ピニオンギヤ１２９の支持状態が更に向上する。
【０１１９】
こうして、ピニオンギヤ１２９と支持孔１６１との偏摩耗や焼き付きが防止されてこれらの間の摩擦抵抗が安定し、差動制限機能が安定する。
【０１２０】
また、ピニオンギヤ１２９の支持孔１６１は単一のケーシング本体１３７に形成されているから、ピニオンギヤを異なった部材で支持するデフケースと異なって、ピニオンギヤ１２９の支持状態が良好であり、偏摩耗や焼き付きが防止されて耐久性が向上し、センターデフ１２５の正常な機能が長く保たれる。
【０１２１】
また、センターデフ１２５のデフケース１２７は駆動力の入力部（スプライン部１４３）が、径方向ではなく軸方向の端部に配置されているから、それだけ小径でコンパクトであり、レイアウト上有利である。
【０１２２】
更に、センターデフ１２５をフロントデフ１３と同軸配置したことによりトランスファ５がコンパクトになっている。
【０１２３】
また、インターナルギヤ１３１は外部に露出しているから、オイルによる冷却効果が高く、それだけ耐久性が向上する。
【０１２４】
なお、本発明のデファレンシャル装置は、エンジンのクランク軸に対して縦置きのトランスファにも搭載可能である。
【０１２５】
また、本発明のデファレンシャル装置において、各ギヤはスパーギヤで構成してもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、出力ギヤに外歯歯車のサンギヤと内歯歯車のインターナルギヤとを用いることによって大きなトルク配分比が得られるから、車両のセンターデフに用いて、例えば、後輪側に大きなトルクが送られるように構成すれば、後輪駆動車に近い特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。
【０１２７】
また、トルクの伝達中は、噛み合い反力によってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによりトルク感応型の差動制限力が得られる。
【０１２８】
更に、このトルク感応型の差動制限力に加えて、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材間に差動制限力増強手段を設けたことにより、差動制限力が強化されて十分な差動制限力を得ており、低μ路で一側車輪が空転しても、この大きな差動制限機能により他側の車輪に大きな駆動力が送られて車両の運動性能が大きく向上する。
また、ピニオンギヤと前記インターナルギヤ、前記ピニオンギヤとサンギヤの各噛合い部が径方向にオーバーラップしているので、ピニオンギヤの倒れを防止することができ、発生する差動制限力が安定する。
【０１２９】
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と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【０１３０】
更に、この差動制限力増強手段の摩擦クラッチに加えて、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によりギヤの端面で摩擦抵抗が生じ、トルク感応型の差動制限機能が強化される。
【０１３１】
また、いずれかのギヤで摩擦クラッチを押圧するように構成したから、押圧用の部材を新規に設ける必要がなく、部品点数の増加を防止できると共に、摩擦クラッチを相対回転する上記の２部材間に配置するだけで差動制限力増強手段を構成することができ、構造が簡単で実施が容易である。
【０１３２】
請求項３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と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【０１３３】
これに加えて、回転差感応型の差動制限機能により、差動制限力の急激な立ち上がりが防止され、雪道や泥濘地のように車輪が急激に滑り易い路面条件でも車体の挙動が安定し、運動性能が安定する。
【０１３４】
また、トルク感応型と回転差感応型の両差動制限機能を併せ持っているから、アクセルに対するレスポンスがよく、どのような路面状況でも車両の操縦性と安定性とを向上させる。
【０１３５】
請求項４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と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【０１３６】
これに加えて、ばね部材によって締結される摩擦クラッチにより初期差動制限力が得られ、車両の発進が円滑に行える。
【０１３７】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。
【０１３８】
これに加えて、相対回転速度の高いサンギヤとインターナルギヤとの間に差動制限力増強手段を配置するように構成したから、さらに強力な差動制限力が得られる。
請求項６のデファレンシャル装置は、トルク伝達中は、噛み合い反力によってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによりトルク感応型の差動制限力が得られる。
また、サンギヤとインターナルギヤとの間であって、デフケースの他方の側壁と前記ピニオンギヤとの軸方向間に差動制限力増強手段を設けたことで、より強力な差動制限力が得られる。
また、差動制限力が強化されて充分な差動制限力を得ており、低μ路で一側車輪が空転しても、この大きな差動制限機能により他側の車輪に大きな駆動力が送られて車両の運動性能が大きく向上する。
請求項７のデファレンシャル装置は、トルク伝達中は、噛み合い反力によってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによりトルク感応型の差動制限力が得られる。
また、デフケースとインターナルギヤとの間であって前記ピニオンギヤの径方向外側に差動制限力増強手段を設けたことで、軸方向の全体の長さを短く設定することが可能となる。
また、差動制限力が強化されて充分な差動制限力が得られ、低μ路で一側車輪が空転しても、この大きな差動制限機能により他側の車輪に大きな駆動力が送られて車両の運動性能が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態のトルク配分特性を示す図である。
【図３】図１の実施形態に用いられたサンギヤの他の態様を示す断面図である。
【図４】図３のサンギヤを用いた第１実施形態の他の態様を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態を示す断面図である。
【図７】図６の実施形態に用いられたデフケースの縦断面図である。
【図８】図６のＸ−Ｘ断面図である。
【図９】図６のＹ−Ｙ断面図である。
【図１０】図７のＺ−Ｚ断面図である。
【図１１】各実施形態のデファレンシャル装置を用いた４輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図１２】従来例の断面図である。
【図１３】他の従来例の断面図である。
【符号の説明】
７、１１１、１２５センターデフ（デファレンシャル装置）
３７、１２７デフケース
４９、１２９ピニオンギヤ
５１、１６１支持孔
５３、１３１出力側インターナルギヤ
５５、１３３出力側サンギヤ
９１、９９多板クラッチ（摩擦クラッチ：差動制限力増強手段）
１１３カップリング（回転差感応型の差動制限力増強手段）
１３５差動制限力増強手段
１７７摩擦板（摩擦クラッチ）
１７９ウェーブリング（ばね部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential device used in a vehicle.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-137386 describes a differential device 201 as shown in FIG. 12, and DE 3906650 A1 describes a differential device 203 as shown in FIG.
[0003]
These differential devices 201 and 203 are used for a center differential of a four-wheel drive vehicle (a differential device that distributes the driving force of an engine to front wheels and rear wheels).
[0004]
The differential device 201 is disposed inside the differential case 205 and the differential case 205, and is supported by the pair of output side gears 207 and 209 having different numbers of teeth and the support holes 211 and 213 of the differential case 205 so as to be slidable and rotatable, and meshes with each other. And a plurality of pinion gears 215 and 217 for connecting the side gears 207 and 209.
[0005]
Further, the differential device 203 includes a differential case 219, a plurality of pinion gears 223 that are slidably and rotatably supported in the support holes 221 of the differential case 219, an output-side sun gear 225 that meshes with the pinion gears 223 radially inward of each pinion gear 223, Each pinion gear 223 includes an output-side internal gear 227 that meshes with the pinion gear 223 on the radially outer side.
[0006]
The side gear 209 and the internal gear 227 having a large number of teeth are connected to, for example, the rear wheel side of a four-wheel drive vehicle, and the side gear 207 and the sun gear 225 having a small number of teeth are connected to the front wheel side.
[0007]
The driving force of the engine that rotates the differential case 205 is from the pinion gears 215 and 217 through the side gears 207 and 209, and the driving force of the engine that rotates the differential case 219 is from the pinion gear 223 through the sun gear 225 and the internal gear 227. Each is transmitted to the front wheel side and the rear wheel side. When a driving resistance difference occurs between the front and rear wheels, for example, when traveling on a rough road or turning, the driving force is differentially distributed to the front and rear wheels by the rotation of the pinion gears 215, 217, and 223.
[0008]
During torque transmission, the pinion gears 215 and 217 are pressed against the support holes 211 and 213 by the meshing reaction force with the side gears 207 and 209 to generate frictional resistance, and the pinion gear 223 is brought into the support hole 221 by the meshing reaction force with the sun gear 225. A frictional resistance is generated by pressing, and a frictional resistance is generated at the meshing portion of each gear, and a torque-sensitive differential limiting force is obtained by the frictional resistance.
[0009]
Furthermore, by giving the gear ratio to the side gears 209, 207, the internal gear 227, and the sun gear 225, large and small driving torques are sent to the rear wheel side and the front wheel side, so that the torque distribution suitable for the center differential is unevenly distributed. Characteristics are obtained. For example, if it is configured to send a large driving torque to the rear wheel side as described above, the driving force loss can be reduced by effectively using the driving force of the engine when starting, and the vehicle posture can be stabilized during turning. Can be made.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The torque distribution ratio required between the front and rear wheels differs depending on the vehicle type, and there are some vehicles that require a considerably large torque distribution ratio.
[0011]
However, the differential gear 201 that uses the external gear side gears 207 and 209 as the output gear needs to change the diameter and arrangement of the pinion gears 215 and 217 when the torque distribution ratio is increased. In addition, there is a limit to increasing the difference, and the differential device 201 becomes larger in the radial direction and cannot be mounted on the vehicle.
[0012]
On the other hand, in the differential device 203, the torque distribution ratio can be increased without difficulty by using the sun gear 225 and the internal gear 227 for the output gear. In addition, if the torque distribution on the rear wheel side is made larger than that on the front wheel side and this torque distribution ratio is increased, the characteristics of the rear-wheel drive vehicle will be approached, the turning trajectory of the vehicle will become more neutral, maneuverability will be stabilized, and Driving force loss during time and acceleration can be further reduced.
[0013]
However, since the internal gear 227 is used as one output gear, the sliding area between the pinion gear 223 and the support hole 221 is reduced, and the pinion gear 223 is single, so that a large frictional resistance is generated at the support hole 221. Cannot be obtained, and it is difficult to obtain a sufficient differential limiting force. When the differential limiting force is insufficient, the torque is lost from the wheel on the idling side on a rough road or the like, and the motion performance of the vehicle is remarkably deteriorated.
[0014]
Therefore, an object of the present invention is to provide a differential device that can obtain a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The differential device according to claim 1 includes a differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a plurality of pinion gears that are supported by a support hole formed in the differential case so that the outer periphery is slidably rotatable, A differential device comprising: an output-side sun gear that meshes with the pinion gears; and an output-side internal gear that meshes with these pinion gears outside each pinion gear. The meshing portions of the pinion gear and the internal gear, the pinion gear and the sun gear overlap in the radial direction, It is provided between two members of a differential case, a pinion gear, a sun gear, and an internal gear, and is provided with a differential limiting force increasing means for limiting relative rotation of these members.
[0016]
The driving force of the engine that rotates the differential case is distributed to the sun gear and the internal gear via the pinion gear. At this time, a large driving torque is sent to the wheel on the internal gear side having a large number of teeth, and a smaller driving torque is sent to the wheel on the sun gear side having a small number of teeth, thereby obtaining an uneven distribution characteristic of the torque. .
[0017]
This torque distribution ratio can be obtained by using a sun gear as an external gear and an internal gear as an internal gear as output gears, so that a large torque can be sent to the rear wheel side using the center differential of the vehicle. With this configuration, characteristics close to those of a rear-wheel drive vehicle can be obtained, a neutral turning of the turning trajectory can be performed, controllability can be stabilized, and driving force loss at the time of start and acceleration can be greatly reduced.
[0018]
Further, during torque transmission, a torque-sensitive differential limiting force is obtained by the frictional resistance generated when the pinion gear is pressed against the support hole by the meshing reaction force and the frictional resistance generated at the meshing portion of each gear.
[0019]
Furthermore, in addition to this torque-sensitive differential limiting force, the differential limiting force is strengthened by providing differential limiting force increasing means between two members of the differential case, pinion gear, sun gear and internal gear, Sufficient differential limiting power is obtained.
[0020]
Accordingly, even if one side wheel idles on a low μ road such as a bad road, a large driving force is sent to the other wheel due to this large differential limiting force, thereby preventing a reduction in vehicle performance.
Further, since the meshing portions of the pinion gear and the internal gear, and the pinion gear and the sun gear overlap in the radial direction, the pinion gear can be prevented from falling.
[0021]
A differential device according to a second aspect is the differential device according to the first aspect, wherein the pinion gear, the sun gear, and the internal gear are constituted by helical gears, the differential limiting force increasing means is a friction clutch, and the differential case, the pinion gear, the sun gear, An internal gear is provided between two members, and is configured to be pressed and fastened to at least one of the gears by a meshing thrust force of a helical gear generated by receiving transmission torque. As in the case of the differential device, a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force can be obtained.
[0022]
In addition to the differential limiting force of the friction clutch, frictional resistance is generated at the end face of the gear by the meshing thrust force of the helical gear, further enhancing the torque-sensitive differential limiting function.
[0023]
Further, since the friction clutch is configured to be pressed by any gear, it is not necessary to newly provide a pressing member, and an increase in the number of parts can be prevented. Furthermore, the differential limiting force enhancing means can be configured simply by placing the friction clutch between the two members rotating relative to each other, and the structure is simple and easy to implement.
[0024]
The differential device according to claim 3 is the differential device according to claim 1, wherein a rotational differential-sensitive differential limiting force increasing means is provided between two members of the differential case, the pinion gear, the sun gear, and the internal gear. Similar to the differential device of claim 1, a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force can be obtained.
[0025]
In addition, by adding a differential differential function that is sensitive to rotation differences, sudden rises in the differential limiting force are prevented, and the vehicle body can be used even on road conditions where the wheels are slippery like snowy roads and muddy grounds. This stabilizes the movement and stabilizes the exercise performance.
[0026]
In addition, since it has both a torque-sensitive differential limiting function based on the frictional resistance between the pinion gear and the support hole and a rotation-sensitive differential limiting function, it has a good response to the accelerator and can be used in any road conditions. Improve vehicle handling and stability.
[0027]
The differential device according to claim 4 is the differential device according to claim 1, wherein a differential limiting force is generated by a friction clutch provided between two members of the differential case, the pinion gear, the sun gear, and the internal gear, and a spring member that presses the friction clutch. As in the differential apparatus of claim 1, a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force can be obtained.
[0028]
In addition, the friction clutch that is fastened by the spring member provides a constant differential limiting force (initial differential limiting force) that is always constant regardless of the transmission torque and the differential rotational speed, so that the vehicle starts smoothly. Yes.
[0029]
The differential device according to claim 5 is the differential device according to any one of claims 2 to 4, wherein the differential limiting force increasing means for connecting the sun gear and the internal gear is provided between the pinion gear and the internal gear in the axial direction of the differential case. As in the differential device according to any one of claims 2 to 4, a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force can be obtained.
[0030]
In addition to this, since the differential limiting force increasing means is arranged between the two output shafts having a high relative rotational speed, a stronger differential limiting force can be obtained.
The differential device according to claim 6 is: With two axially opposite side walls A differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine; Formed on one side wall of the differential case A plurality of pinion gears that are supported by the support holes so that the outer periphery is slidably rotatable, an output-side sun gear that meshes with these pinion gears inside each pinion gear, and an output-side internal that meshes with these pinion gears outside each pinion gear With gear, Provided between the axial side of the other side wall in the axial direction of the differential case and the pinion gear; A differential limiting force increasing means for limiting the relative rotation is provided.
A differential device according to a seventh aspect includes a differential case that is rotationally driven by a driving force of an engine, a plurality of pinion gears that are supported by a support hole formed in the differential case so as to be slidably rotatable on an outer periphery thereof, and the inside of each pinion gear. A sun gear on the output side that meshes with the pinion gears, and an internal gear on the output side that meshes with these pinion gears outside each pinion gear, Between the differential case and the internal gear, provided on the radially outer side of the pinion gear, A differential limiting force increasing means for limiting the relative rotation is provided.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment has the features of claims 1, 2, and 5. FIG. 1 shows a differential apparatus of this embodiment, and FIG. 11 shows a power system of a four-wheel drive vehicle using each embodiment. The left and right directions are the vehicle and the left and right directions in FIG. 1, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0032]
As shown in FIG. 11, this power system is arranged inside the horizontal engine 1, the transmission 3, the center differential 7 (differential device in FIG. 1), the direction changing mechanism 9, and the transfer case 11 constituting the transfer 5. Front differential 13 (differential device that distributes driving force to left and right front wheels), front axles 15 and 17, left and right front wheels 19 and 21, propeller shaft 23, direction change mechanism 25, rear differential 27 (drive power to left and right rear wheels) (Differential device to be distributed), rear axles 29 and 31, left and right rear wheels 33 and 35, and the like.
[0033]
The driving force of the engine 1 is distributed from the transmission 3 through the center differential 7, and is directly transmitted to the front differential 13 on the front wheel side, and the direction changing mechanism 9, the propeller shaft 23, and the direction changing mechanism 25 are provided on the rear wheel side. To the rear differential 27. The transmitted driving force is distributed to the left and right front wheels 19 and 21 by the front differential 13 and is distributed to the left and right rear wheels 33 and 35 by the rear differential 27.
[0034]
As shown in FIG. 1, the differential case 37 of the center differential 7 is configured by fixing a casing body 39 and a casing member 41 with bolts 43. A ring gear 45 (FIG. 11) is fixed to the differential case 37, and the ring gear 45 meshes with an output gear 47 (FIG. 11) of the transmission 3. Thus, the differential case 37 is rotationally driven by the driving force of the engine 1.
[0035]
The differential case 37 is supported inside the transfer case 11 via a bearing, and the transfer case 11 is provided with an oil reservoir. This oil is repelled by rotating members inside the transfer case 11 such as the center differential 7 and the direction changing mechanism 9.
[0036]
Inside the differential case 37, a plurality of helical pinion gears 49 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and these are supported in a support hole 51 formed in the differential case 37 so as to be slidable and rotatable.
[0037]
Further, an internal gear 53 and a sun gear 55 each formed of a helical gear are arranged inside the differential case 37. Each pinion gear 49 meshes with the sun gear 55 on the radially inner side and meshes with the internal gear 53 on the radially outer side.
[0038]
The internal gear 53 includes a flange portion 57 and a hub portion 59, and is rotatably supported by the hub portion 59 on the inner periphery of a boss portion 61 formed on the casing member 41. The hub portion 59 penetrates from the right end side of the casing member 41 to the outside, and a spline portion 63 for connecting to the rear wheel side is provided at the right end portion. The outer peripheral surface of the internal gear 53 is slidably supported by a sliding surface 65 provided on the inner periphery of the casing member 41, and a thrust washer 67 is provided between the flange portion 57 and the casing member 41. Is arranged.
[0039]
The sun gear 55 is formed hollow and is rotatably supported by the left hub portion 69 on the inner periphery of a boss portion 71 formed on the casing body 39. A spline portion 73 for connecting to the front wheel side is provided on the inner periphery of the hub portion 69.
[0040]
As shown in FIG. 1, the sun gear 55 and the internal gear 53 overlap in the radial direction within the range of the arrow 75. The width 79 of the radially outer portion 77 of the support hole 51 is wider than the half tooth width 81 of each pinion gear 49. The left end portion of the sun gear 55 is opposed to the radially outer portion 77 in the radial direction.
[0041]
As shown in FIG. 11, the hub portion 59 of the internal gear 53 is spline-connected to the transmission gear 83 side of the gear transmission mechanism 87 including the transmission gears 83 and 85, and the rear wheels 33 and 35 side through the direction changing mechanism 9. It is connected to.
[0042]
The hub portion 69 of the sun gear 55 is spline-connected to the differential case 89 side of the front differential 13, and the left axle 15 of the front differential 13 passes through the hub portion 69 of the sun gear 55. Thus, the center differential 7 is arranged coaxially with the front differential 13 and the front axles 15 and 17.
[0043]
Between the sun gear 55 and the internal gear 53, there is arranged a multi-plate clutch 91 (friction clutch: differential limiting force increasing means) for connecting them, and the multi-plate clutch 91 is arranged in the axial direction of the differential case 37. It is arranged between the pinion gear 49 and the internal gear 53 (to the right of the pinion gear 49).
[0044]
A snap ring 93 is mounted on the sun gear 55, and a gap 95 is provided between the right end portion of the sun gear 55 and the flange portion 57 of the internal gear 53, and the thrust force of the sun gear 55 is applied to the internal gear 53. However, the multi-plate clutch 91 is input via the snap ring 93.
[0045]
Further, instead of using the snap ring 93, a stepped portion 97 is provided in the sun gear 55 as shown in FIG. 3, and the multi-plate clutch 99 (friction clutch: differential limiting force enhancing means) is provided at the stepped portion 97 as shown in FIG. ) May be configured to be pressed.
[0046]
The driving force of the engine 1 that rotates the differential case 37 is distributed from each pinion gear 49 to the rear wheel side and the front wheel side via the internal gear 53 and the sun gear 55. At this time, a large driving torque is sent to the rear wheels 33 and 35 on the internal gear 53 side with a large number of teeth, and a smaller driving torque is sent to the front wheels 19 and 21 on the sun gear 55 side with a small number of teeth, Unequal torque distribution characteristics that are optimal for the center differential can be obtained.
[0047]
Further, when a driving resistance difference occurs between the front and rear wheels on a rough road, for example, the driving force of the engine 1 is differentially distributed to the front and rear sides by the rotation of each pinion gear 49.
[0048]
During torque transmission, frictional resistance is generated at the meshing portion of each gear.
[0049]
Further, the outer periphery of each pinion gear 49 is pressed against the support hole 51 of the differential case 37 by the meshing reaction force with the sun gear 55 to generate a frictional resistance, and the internal gear 53 is engaged with each pinion gear 49 by the meshing reaction force. A frictional resistance is generated by being pressed against the sliding surface 65. Further, due to the meshing thrust force of the helical gear, frictional resistance is generated between the flange portion 57 of the internal gear 53 and the casing member 41 via the thrust washer 67, and friction is generated between the left end portion of the sun gear 55 and the differential case 37. Resistance is generated.
[0050]
These frictional resistances provide a torque sensitive differential limiting force.
[0051]
In addition, the multi-plate clutch 91 is pressed via the snap ring 93 by the meshing thrust force of the sun gear 55, or the multi-plate clutch 99 is pressed via the stepped portion 97 and the internal gear 53 is meshed. The multi-plate clutches 91 and 99 are pressed and engaged with the pinion gear 49 by the thrust force, and the torque-sensitive differential limiting force is strengthened.
[0052]
The twist angle of each gear is set so that the meshing thrust force presses the multi-plate clutches 91 and 99 when the vehicle travels forward and does not press when the vehicle moves backward.
[0053]
As shown in FIG. 1, the differential case 37 is provided with an opening 101. The oil repelled from the oil reservoir of the transfer case 11 flows into the differential case 37 from the opening 101, and generates a meshing portion of each gear and a torque-sensitive differential limiting force by the step of the helical gear accompanying the rotation of the pinion gear 49. It is forcibly guided to each sliding part to fully lubricate them.
[0054]
Thus, the center differential 7 is configured.
[0055]
In the center differential 7, as described above, a large torque distribution ratio (tooth ratio) is obtained by using the sun gear 55 of the external gear and the internal gear 53 of the internal gear as the output gear. A large torque is sent to the rear wheel side.
[0056]
Therefore, the vehicle has a torque distribution characteristic close to that of the rear wheel drive vehicle, the turning trajectory becomes neutral, the maneuverability is stabilized, and the driving force loss at the start and acceleration is greatly reduced.
[0057]
Further, by arranging the multi-plate clutches 91 and 99 to enhance the differential limiting force, a sufficient differential limiting force is obtained unlike the conventional example of FIG.
[0058]
FIG. 2 is a graph showing the torque distribution characteristics of the center differential 7. The vertical axis is the torque (rear shaft torque) sent to the rear wheel side, and the horizontal axis is the torque (front shaft torque) sent to the front wheel side. is there.
[0059]
A broken line graph 103 of 45 ° is a characteristic when torque is equally distributed to the front and rear wheels, and a graph 105 is a torque distribution characteristic of the center differential 7. Since the graph 105 is inclined to the vertical axis side from the graph 103, it can be seen that torque larger than the front wheel side is sent to the rear wheel side.
[0060]
Further, the graph 107 shows the driving torque sent to the rear wheel side by the differential limiting function of the center differential 7 when the front wheel side idles, and the graph 109 shows the driving torque sent to the front wheel side when the rear wheel side idles.
[0061]
The angle α between the graph 107 and the graph 105 is larger than the angle β between the graph 109 and the graph 105, and even during idling, the rear wheel side has a larger driving force than the front wheel side due to the gear ratio of the internal gear 53 and the sun gear 55. Can be seen.
[0062]
As described above, since the differential limiting force due to the multi-plate clutches 91 and 99 is not generated when the vehicle is moving backward, A. B. Interference with S (anti-lock braking system) is prevented, and the stability of the vehicle body during braking is improved.
[0063]
Further, since the multi-gear clutches 91 and 99 are pressed by the internal gear 53 and the sun gear 55, there is no need to newly provide a pressing member, and an increase in the number of parts can be prevented. Furthermore, since the differential limiting force enhancing means can be configured simply by disposing the multi-plate clutch 91, 99 between the internal gear 53 and the sun gear 55, the structure is simple and easy to implement.
[0064]
Further, since the multi-plate clutches 91 and 99 are disposed between the output-side internal gear 53 and the sun gear 55 having a high relative rotational speed, a stronger differential limiting force can be obtained.
[0065]
In addition, the meshing reaction force input to the pinion gear 49 from the left end portion of the sun gear 55 and the centrifugal force of the pinion gear 49 when the center differential 7 is rotating are received by the radially outer portion 77 of the support hole 51. As described above, since the width 79 of the radially outer portion 77 is wider than the half tooth width 81 of each pinion gear 49, the pinion gear 49 is securely held, and the pinion gear 49 is prevented from falling due to centrifugal force.
[0066]
Further, since the sun gear 55 and the internal gear 53 overlap in the radial direction within the range of the arrow 75, the sun gear 55 and the internal gear 53 are changed from the sun gear 55 and the internal gear 53 to the pinion gear 49 as shown by an arrow in FIG. The meshing reaction force in the opposite direction to be input is canceled by this overlap portion, and the pinion gear 49 is prevented from falling.
[0067]
Therefore, uneven wear and seizure between the pinion gear 49 and the support hole 51 are prevented, the frictional resistance between them is stabilized, and the differential limiting function is stabilized.
[0068]
Furthermore, by making the sun gear 55 hollow and allowing the front axle 15 to penetrate, the center differential 7 and the front differential 13 can be coaxially arranged as shown in FIG. 11, and by arranging these coaxially, the transfer 5 is compact. It has become.
[0069]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment has the features of claims 1, 3 and 5. FIG. 5 shows the differential apparatus of this embodiment. The left and right directions are the left and right directions in FIG. 11 and the vehicle in FIG. 5, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0070]
In the description of FIGS. 5 and 11 and the second embodiment, the same functional members as those of the center differential 7 of the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions other than the main parts are omitted. .
[0071]
The differential device of the second embodiment is used as the center differential 111 of FIG. 11, distributes the driving force of the engine 1, sends a large driving torque to the rear wheels 33, 35 on the internal gear 53 side, and sends the front wheel on the sun gear 55 side. A small drive torque is sent to 19 and 21. Further, when a driving resistance difference occurs between the front and rear wheels on a rough road or the like, the driving force is differentially distributed to the front and rear sides.
[0072]
As shown in FIG. 5, the sun gear 55 and the internal gear 53 are connected by a coupling 113 (differential limiting force increasing means) having a differential limiting function of a rotation difference sensitive type.
[0073]
The coupling 113 is formed between the housing 115 and the hub 117, such as one using a shearing resistance of a viscous fluid or one using a discharge pressure of an oil pump, which is formed between the housing 115 and the hub 117. The rotational resistance corresponding to the increase in the rotational speed difference is used as the differential limiting force.
[0074]
During torque transmission, frictional resistance is generated at the meshing portion of each gear, and frictional resistance is generated between each pinion gear 49 and the support hole 51 and between the internal gear 53 and the sliding surface 65 of the casing member 41 by the meshing reaction force. Will occur. Further, a frictional resistance is generated between the flange portion 57 of the internal gear 53 and the casing member 41 via the thrust washer 67 by the meshing thrust force of the right helical gear received by the internal gear 53, and the internal gear 53 Friction resistance is generated between the housing 115 and the pinion gear 49 and between the pinion gear 49 and the casing body 39 by the meshing thrust force in the left direction, and further, between the both ends of the sun gear 55 and the differential case 37 by the meshing thrust force of the sun gear 55. Friction resistance is generated.
[0075]
These frictional resistances provide a torque sensitive differential limiting force.
[0076]
If one of the front and rear wheels slips on a rough road, etc., the transmission torque decreases and the torque-sensitive differential limiting function does not provide a large differential limiting force. By providing the differentially sensitive coupling 113, a large differential limiting force is generated when one of the front and rear wheels slips, and the rough road running performance is greatly improved.
[0077]
In addition, the provision of the rotation differential type differential limiting function by the coupling 113 prevents a sudden differential limiting force from rising due to the torque sensitive type differential limiting function. Under road conditions where a large differential rotational speed difference occurs between the front and rear wheels, the behavior of the vehicle body is stabilized and the motion performance is improved.
[0078]
Furthermore, because it has both a torque-sensitive differential limiting function and a rotation-sensitive differential limiting function in this way, the response to the accelerator work is improved, and the vehicle has excellent maneuverability under any road conditions. Gives sex and stability.
[0079]
Thus, the center differential 111 is configured.
[0080]
In the center differential 111, a large torque distribution ratio (tooth ratio) is obtained by using an external gear sun gear 55 and an internal gear internal gear 53 as output gears. Is configured to be sent.
[0081]
Therefore, the vehicle has a torque distribution characteristic close to that of the rear wheel drive vehicle, the turning trajectory becomes neutral, the maneuverability is stabilized, and the driving force loss at the start and acceleration is greatly reduced.
[0082]
In addition to this, sufficient differential limiting force is obtained by strengthening the differential limiting force with the rotation-difference-sensitive coupling 113, and as described above, running performance on low μ roads, exercise performance, etc. It has improved.
[0083]
Further, by arranging the coupling 113 so as to directly limit the differential rotation between the output-side internal gear 53 and the sun gear 55 having a high relative rotational speed, a stronger differential limiting force can be obtained.
[0084]
Furthermore, the width 79 of the radially outer portion 77 of the support hole 51 is made wider than the half tooth width 81 of each pinion gear 49 to securely hold the pinion gear 49 and prevent the pinion gear 49 from falling due to centrifugal force, and the sun gear 55. And the internal gear 53 are overlapped in the radial direction to prevent the pinion gear 49 from collapsing, so that uneven wear and seizure between the pinion gear 49 and the support hole 51 are prevented, and the frictional resistance between them is stabilized and differential The limiting function is stable.
[0085]
Further, since the center differential 111 is arranged coaxially with the front differential 13, the transfer 5 is compact.
[0086]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10 and FIG. This embodiment has the features of claims 1 and 4. FIG. 6 shows the differential apparatus of this embodiment. The left and right directions are the left and right directions in FIG. 11 and the vehicle in FIG. 6, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.
[0087]
In these drawings and the description of the third embodiment, the same reference numerals are given to the same functional members as the center differentials 7 and 111 of the first and second embodiments, and redundant explanations other than the main parts are provided. Omitted.
[0088]
The differential device of the third embodiment is used as the center differential 125 of FIG.
[0089]
As shown in FIG. 6, the center differential 125 includes a differential case 127, a pinion gear 129, an internal gear 131, a sun gear 133, a differential limiting force increasing means 135, and the like.
[0090]
As shown in FIG. 7, the differential case 127 is configured by fixing a casing body 137 and a plate 139 with bolts 141. The differential case 127 is connected to the input gear 145 (FIG. 11) side by a spline portion 143 provided at the left end portion of the casing body 137, and the input gear 145 meshes with the output gear 147 (FIG. 11) of the transmission 3. . Thus, the differential case 127 is rotationally driven by the driving force of the engine 1.
[0091]
Each gear 129, 131, 133 is constituted by a helical gear.
[0092]
The differential case 127 and the internal gear 131 are respectively supported inside the transfer case 11 by bearings 149, and the distance between them is kept constant by these bearings 149.
[0093]
The sun gear 133 is supported by the left hub portion 151 on the inner periphery of the casing body 137, and is supported by the right hub portion 153 on the inner periphery of the hub portion 155 of the internal gear 131. Thrust washers 159 are disposed between the sun gear 133 and the casing body 137 and the flange portion 157 of the internal gear 131, respectively.
[0094]
As shown in FIG. 11, the hub portion 155 of the internal gear 131 is spline-connected to the transmission gear 83 side of the gear transmission mechanism 87 and is connected to the rear wheels 33 and 35 via the direction changing mechanism 9.
[0095]
The hub portion 153 of the sun gear 133 is splined to the differential case 89 side of the front differential 13, and the left axle 15 of the front differential 13 passes through the hub portions 151 and 153 of the sun gear 133. Thus, the center differential 125 is arranged coaxially with the front differential 13 and the front axles 15 and 17.
[0096]
As shown in FIG. 8, four pinion gears 129 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. Each pinion gear 129 meshes with the sun gear 133 on the radially inner side and meshes with the internal gear 131 on the radially outer side.
[0097]
As shown in FIGS. 6 and 7, a support hole 161 is formed in the casing body 137 of the differential case 127, and each pinion gear 129 is supported by the support hole 161 so as to be slidable and rotatable. In these support holes 161, as shown in FIGS. 7 and 10, a full circumference support portion 163 that supports the pinion gear 129 over the full circumference is formed.
[0098]
6, 7, and 9, the casing body 137 of the differential case 127 is formed with an annular support wall 165, and this support wall 165 is formed between each pinion gear 129 and the flange portion 157 of the internal gear 131. It arrange | positions between and supports the right end surface of each pinion gear 129. As shown in FIG. 6, the plate 139 supports the left end face of each pinion gear 129.
[0099]
As shown in FIG. 8, the entire periphery support part 163 and the support wall 165 of the casing body 137 are connected by an extension support part 167.
[0100]
As shown in FIG. 6, the sun gear 133 and the internal gear 131 overlap in the radial direction within the range of the arrow 169. Further, the width 173 of the radially outer portion 171 of the support hole 161 is wider than the half tooth width 175 of each pinion gear 129. The left end of the sun gear 133 is opposed to the radially outer portion 171 in the radial direction.
[0101]
As shown in FIG. 6, the differential limiting force enhancing means 135 includes a ring-shaped friction plate 177 (friction clutch) and a wave ring 179 (spring member) disposed between the casing body 137 and the internal gear 131. As shown in FIG. 8, the friction plate 177 is engaged with each pinion gear 129 by an inner peripheral gear portion 181.
[0102]
The wave ring 179 presses the friction plate 177 against the casing body 137 with spring pressure to brake the rotation of each pinion gear 129, and provides a constant differential limiting force (initial differential limiting force) unrelated to the differential rotational speed and transmission torque. generate.
[0103]
The driving force of the engine 1 that rotates the differential case 127 is distributed from each pinion gear 129 to the rear wheel side and the front wheel side via the internal gear 131 and the sun gear 133. At this time, a large driving torque is sent to the rear wheels 33 and 35 on the internal gear 131 side with a large number of teeth, and a smaller driving torque is sent to the front wheels 19 and 21 on the sun gear 133 side with a small number of teeth, Unequal torque distribution characteristics that are optimal for the center differential are obtained.
[0104]
Further, when a driving resistance difference occurs between the front and rear wheels on a rough road or the like, the driving force of the engine 1 is differentially distributed to the front and rear sides by the rotation of each pinion gear 129.
[0105]
During torque transmission, frictional resistance is generated at the meshing portion of each gear.
[0106]
Further, each pinion gear 129 is pressed against the support hole 161 of the casing body 137 by the meshing reaction force with the sun gear 133 to generate a frictional resistance.
[0107]
Further, due to the meshing thrust force of the helical gear, a frictional resistance is generated between both end faces of each pinion gear 129, the support wall 165 of the casing body 137 and the plate 139, and both end faces of the sun gear 133 and the casing body are interposed via the thrust washer 159. A frictional resistance is generated between 137 and the flange portion 157 of the internal gear 131.
[0108]
These frictional resistances provide a torque sensitive differential limiting function.
[0109]
In addition to the torque-sensitive differential limiting force, the differential limiting force enhancing means 135 enhances the differential limiting force as described above.
[0110]
As shown in FIG. 6, a gap 183 is provided between the casing body 137 and the plate 139. The oil repelled from the oil reservoir of the transfer case 11 flows into the differential case 127 and the internal gear 131 from the gap 183, and the meshing portion of each gear and the torque-sensitive differential limit as the pinion gear 129 rotates. It is forcibly guided to each sliding part that generates a force and sufficiently lubricates them. Further, since the differential limiting force enhancing means 135 is exposed to the outside, it is sufficiently lubricated and cooled by the oil in the oil reservoir.
[0111]
Thus, the center differential 125 is configured.
[0112]
As described above, the center differential 125 uses a sun gear 133 as an external gear and an internal gear 131 as an internal gear as output gears to obtain a large torque distribution ratio (tooth number ratio) and to the rear wheel side. It is configured to send a large torque.
[0113]
Therefore, the vehicle has a torque distribution characteristic close to that of the rear wheel drive vehicle, the turning trajectory becomes neutral, the maneuverability is stabilized, and the driving force loss at the start and acceleration is greatly reduced.
[0114]
Furthermore, the vehicle can be started smoothly as described above by the initial differential limiting force of the differential limiting force increasing means 135.
[0115]
Further, the differential limiting force enhancing means 135 including the friction plate 177 and the wave ring 179 has a simple structure and is easy to implement.
[0116]
In addition, the meshing reaction force input to the pinion gear 129 from the left end portion of the sun gear 133 and the centrifugal force of the pinion gear 129 when the center differential 125 is rotating are received by the radially outer portion 171 of the support hole 161. As described above, since the width 173 of the radially outer portion 171 is wider than the half tooth width 175 of each pinion gear 129, the pinion gear 129 is securely held, and the pinion gear 129 is prevented from falling due to centrifugal force.
[0117]
In addition, since the sun gear 133 and the internal gear 131 overlap in the radial direction within the range of the arrow 169, the meshing reaction force in the opposite direction input from the sun gear 133 and the internal gear 131 to the pinion gear 129 is this overshoot. The lap portion cancels out the pinion gear 129 from falling down.
[0118]
Furthermore, the support state of the pinion gear 129 is further improved by providing the entire periphery support portion 163 in the support hole 161.
[0119]
Thus, uneven wear and seizure between the pinion gear 129 and the support hole 161 are prevented, the frictional resistance between them is stabilized, and the differential limiting function is stabilized.
[0120]
Further, since the support hole 161 of the pinion gear 129 is formed in the single casing body 137, unlike the differential case that supports the pinion gear with different members, the support state of the pinion gear 129 is good, and uneven wear and seizure are caused. This prevents the durability and improves the normal function of the center differential 125 for a long time.
[0121]
Further, the differential case 127 of the center differential 125 has a driving force input portion (spline portion 143) disposed at the end portion in the axial direction rather than in the radial direction, so that it has a small diameter and is compact, which is advantageous in terms of layout.
[0122]
Furthermore, the transfer 5 is made compact by arranging the center differential 125 coaxially with the front differential 13.
[0123]
Further, since the internal gear 131 is exposed to the outside, the cooling effect by the oil is high, and the durability is improved accordingly.
[0124]
The differential device of the present invention can also be mounted on a transfer placed vertically with respect to the crankshaft of the engine.
[0125]
In the differential device of the present invention, each gear may be a spur gear.
[0126]
【The invention's effect】
In the differential device according to claim 1, since a large torque distribution ratio can be obtained by using the sun gear of the external gear and the internal gear of the internal gear as the output gear, it is used for the center differential of the vehicle. If it is configured so that a large torque can be sent to the side, characteristics close to that of a rear-wheel drive vehicle can be obtained, the turning trajectory becomes neutral, the maneuverability is stabilized, and the driving force loss at start and acceleration is greatly reduced. To do.
[0127]
Further, during torque transmission, a torque-sensitive differential limiting force is obtained by the frictional resistance generated when the pinion gear is pressed against the support hole by the meshing reaction force and the frictional resistance generated at the meshing portion of each gear.
[0128]
Furthermore, in addition to this torque-sensitive differential limiting force, differential limiting force is strengthened by providing differential limiting force increasing means between the differential case, pinion gear, sun gear and internal gear. Therefore, even if one wheel runs idle on a low μ road, a large driving force is sent to the other wheel due to this large differential limiting function, which increases the vehicle's performance. improves.
Further, since the meshing portions of the pinion gear and the internal gear, and the pinion gear and the sun gear overlap in the radial direction, the pinion gear can be prevented from falling and the generated differential limiting force is stabilized.
[0129]
The differential apparatus according to the second aspect can provide a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force in the same manner as the differential apparatus according to the first aspect.
[0130]
Further, in addition to the friction clutch of the differential limiting force increasing means, frictional resistance is generated at the end face of the gear by the meshing thrust force of the helical gear, and the torque sensitive differential limiting function is enhanced.
[0131]
In addition, since the friction clutch is configured to be pressed by any gear, there is no need to provide a new pressing member, the increase in the number of parts can be prevented, and the friction clutch is rotated between the two members described above It is possible to configure the differential limiting force enhancing means simply by disposing in the structure, and the structure is simple and easy to implement.
[0132]
The differential apparatus according to the third aspect can provide a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force in the same manner as the differential apparatus according to the first aspect.
[0133]
In addition to this, the differential limiting function with rotational difference sensitivity prevents sudden rises in the differential limiting force and stabilizes the behavior of the vehicle even on road surfaces where the wheels are slippery like snowy roads and muddy areas. And exercise performance is stable.
[0134]
In addition, since it has both torque-sensitive and rotation-difference-sensitive differential limiting functions, it has a good response to the accelerator and improves the maneuverability and stability of the vehicle under any road conditions.
[0135]
The differential apparatus according to the fourth aspect can provide a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force in the same manner as the differential apparatus according to the first aspect.
[0136]
In addition, the initial differential limiting force is obtained by the friction clutch fastened by the spring member, so that the vehicle can be started smoothly.
[0137]
The differential apparatus according to the fifth aspect can provide a large torque distribution ratio and a sufficient differential limiting force in the same manner as the differential apparatus according to any one of the second to fourth aspects.
[0138]
In addition to this, since the differential limiting force increasing means is arranged between the sun gear and the internal gear having a high relative rotational speed, a stronger differential limiting force can be obtained.
In the differential device according to the sixth aspect, during torque transmission, the torque-sensitive differential limiting force is generated by the frictional resistance generated when the pinion gear is pressed against the support hole by the meshing reaction force and the frictional resistance generated at the meshing portion of each gear. can get.
Further, by providing a differential limiting force increasing means between the sun gear and the internal gear and between the other side wall of the differential case and the pinion gear, a stronger differential limiting force can be obtained. .
In addition, the differential limiting force is strengthened to obtain a sufficient differential limiting force, and even if one wheel rotates idly on a low μ road, this large differential limiting function gives a large driving force to the other wheel. The performance of the vehicle is greatly improved.
In the differential device according to the seventh aspect, during torque transmission, the torque-sensitive differential limiting force is generated by the frictional resistance generated when the pinion gear is pressed against the support hole by the meshing reaction force and the frictional resistance generated at the meshing portion of each gear. can get.
Further, by providing the differential limiting force increasing means between the differential case and the internal gear and on the radially outer side of the pinion gear, the overall length in the axial direction can be set short.
In addition, the differential limiting force is strengthened to obtain a sufficient differential limiting force, and even if one wheel runs idle on a low μ road, this large differential limiting function sends a large driving force to the other wheel. As a result, the motion performance of the vehicle is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing torque distribution characteristics of the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another aspect of the sun gear used in the embodiment of FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of a main part showing another aspect of the first embodiment using the sun gear of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
7 is a longitudinal sectional view of a differential case used in the embodiment of FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
9 is a YY cross-sectional view of FIG.
10 is a ZZ cross-sectional view of FIG.
FIG. 11 is a skeleton mechanism diagram showing a power system of a four-wheel drive vehicle using the differential device of each embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a conventional example.
FIG. 13 is a cross-sectional view of another conventional example.
[Explanation of symbols]
7, 111, 125 Center differential (differential device)
37, 127 differential case
49, 129 Pinion gear
51, 161 Support hole
53, 131 Output side internal gear
55, 133 Output sun gear
91, 99 Multi-plate clutch (friction clutch: differential limiting force increasing means)
113 Coupling (Rotational difference sensitive differential limiting force increasing means)
135 Differential limiting force enhancing means
177 Friction plate (friction clutch)
179 Wave ring (spring member)

Claims

A differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a plurality of pinion gears that are supported by a support hole formed in the differential case so that the outer periphery is slidably rotatable, and an output-side sun gear that meshes with these pinion gears inside each pinion gear And an output-side internal gear that meshes with these pinion gears on the outside of each pinion gear, wherein the meshing portions of the pinion gear and the internal gear, and the pinion gear and the sun gear overrun in the radial direction. wrapped and, provided between two members of the differential case and the pinion gear and the sun gear and the internal gear, differential gear, characterized in that a differential limiting force enhancing means for limiting their relative rotation.

The pinion gear, the sun gear, and the internal gear are constituted by a helical gear, and the differential limiting force increasing means is provided between two members of the differential case, the pinion gear, the sun gear, and the internal gear, and the helical gear that is generated by receiving the transmission torque is provided. The differential device according to claim 1, wherein the differential clutch is a friction clutch that is pressed and fastened to at least one of the gears by a meshing thrust force.

Differential limiting force increasing means is provided between two members of the differential case, the pinion gear, the sun gear, and the internal gear, and generates a rotational resistance that increases in response to an increase in the rotational speed difference between these two members, thereby limiting the differential. 2. The differential device according to claim 1, wherein the differential device is a rotational difference-sensitive differential limiting force enhancing means for enhancing the force.

2. The differential device according to claim 1, wherein the differential limiting force increasing means includes a friction clutch provided between two members of the differential case, the pinion gear, the sun gear, and the internal gear, and a spring member that presses the friction clutch.

The differential device according to any one of claims 2 to 4, wherein the differential limiting force increasing means connects the sun gear and the internal gear and is disposed between the pinion gear and the internal gear in the axial direction of the differential case.

A differential case having two side walls facing each other in the axial direction and rotated by the driving force of the engine, and a plurality of support holes formed on one side of the differential case so as to be slidably supported on the outer periphery. An axial direction of a pinion gear, an output sun gear that meshes with these pinion gears inside each pinion gear, an output internal gear that meshes with these pinion gears outside each pinion gear, the other side wall of the differential case, and the pinion gear A differential device provided with differential limiting force increasing means provided between them for limiting the relative rotation of the differential device.

A differential case that is rotationally driven by the driving force of the engine, a plurality of pinion gears that are supported by a support hole formed in the differential case so that the outer periphery is slidably rotatable, and an output-side sun gear that meshes with these pinion gears inside each pinion gear And an output-side internal gear that meshes with these pinion gears on the outside of each pinion gear, and a differential that is provided between the differential case and the internal gear and on the radially outer side of the pinion gear to limit the relative rotation thereof. A differential apparatus comprising a limiting force increasing means.