JP3847368B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents
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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】
ドイツ特許公開明細書 ＤＥ４０１３２０１Ａ１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。
【０００３】
このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３の内部に配置された出力側のサイドギヤ２０５、２０７と、サイドギヤ２０５、２０７と各別に連結された出力軸２０９、２１１と、サイドギヤ２０５、２０７と各別に噛み合うと共に互いに噛み合ったピニオンギヤ２１３、２１５からなる複数組のピニオンギヤ組と、サイドギヤ２０５を貫通し、各サイドギヤ２０５、２０７の間でデフケース２０３のトルク入力部２１７と噛み合った駆動軸２１９などから構成されている。各ピニオンギヤ２１３、２１５はデフケース２０３の収納孔２２１、２２３に摺動回転自在に収納されている。
【０００４】
エンジンの駆動力は駆動軸２１９からトルク入力部２１７を介してデフケース２０３に入力し、各ピニオンギヤ組からサイドギヤ２０５、２０７と出力軸２０９、２１１とを介して車輪側に配分される。
【０００５】
このとき、収納孔２２１、２２３とピニオンギヤ２１３、２１５との摺動抵抗などによって差動制限力が得られる。
【０００６】
また、このデファレンシャル装置２０１のように、中心に貫入した駆動軸２１９からデフケース２０３にトルク伝達する構成は、小径にすることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、駆動軸２１９を介してエンジンの駆動力が入力するトルク入力部２１７の径方向には、ピニオンギヤ２１３、２１５の収納孔２２１、２２３の両方が設けられており、これらの収納孔２２１、２２３によって、トルク入力部２１７から入力した駆動力をデフケース２０３の内部で伝達する駆動力伝達経路に大きな切り欠きが形成されたことになるから、大トルクの伝達が困難である。
【０００８】
また、トルク入力部２１７から入力した駆動力は、狭隘部２２５から径方向の中実部２２７に伝達されるが、この狭隘部２２５には捩じり力が掛かるから駆動力伝達経路として有効ではない。
【０００９】
従って、４輪駆動車でフロントデフ（エンジンの駆動力を両方の前輪に分配するデファレンシャル装置）とリヤデフ（エンジンの駆動力を両方の後輪に分配するデファレンシャル装置）の各伝達トルクを合計した大トルクを伝達するセンターデフ（エンジンの駆動力を前輪側と後輪側とに分配するデファレンシャル装置）に用いて大きな差動制限力を扱うには向いていない。
【００１０】
そこで、この発明は、中心部に貫入した駆動軸からデフケースにエンジンの駆動力が伝達されるデファレンシャル装置であって、デフケース内部の駆動力伝達経路を強化し、大トルクの伝達を可能にしたデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１１】
【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、デフケースに形成されたトルク入力部の軸方向両側に配置された一対の出力側サイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に配置され、サイドギヤと格別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部をそれぞれ有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、一側のサイドギヤを貫通し、前記デフケースのトルク入力部と噛み合ってエンジンの駆動力をデフケースに伝達する駆動軸とを備え、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方の収納孔だけが存在する軸方向範囲を前記トルク入力部に設けたことを特徴とする。
【００１２】
エンジンの駆動力は、駆動軸からトルク入力部を介してデフケースを回転させ、各ピニオンギヤからサイドギヤと出力軸とを介して各車輪に分配されると共に、悪路などを走行中、車輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤの自転によってエンジンの駆動力は各車輪側に差動分配される。
【００１３】
このとき、ピニオンギヤと収納孔との摩擦抵抗などによってトルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００１４】
これに加えて、デフケースに設けられたトルク入力部に、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在する軸方向範囲を設けたことによって、トルク入力部から入力した駆動力をデフケースの内部で伝達する駆動力伝達経路がそれだけ強化されている。
【００１５】
こうして、デフケースの内部で大トルクの伝達が可能になり、フロントデフとリヤデフだけでなく、センターデフに用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００１６】
また、中心に貫入する駆動軸を介してデフケースを回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べて、装置が小径化されて有利である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、各ピニオンギヤが互いに等長であり、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向内側で噛み合っていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００１８】
これに加えて、各ピニオンギヤを等長にしたから、トルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設けることが容易であり、このようにトルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設ければ、トルク入力部からデフケースの軸方向両端側に掛かるトルク（捩じれ）が均等になるから、例えば、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上する。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間にサイドギヤとの干渉を避ける小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に軸部を持たない短いピニオンギヤとで一対のピニオンギヤが構成され、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向外側で噛み合っていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００２０】
これに加えて、各ピニオンギヤを両サイドギヤの軸方向外側で噛み合わせたことにより、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在するトルク入力部の軸方向範囲を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にする。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項３記載のデファレンシャル装置であって、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在する軸方向範囲以外のトルク入力部の外周に、サイドギヤのセンタリング部を設けたことを特徴とし、請求項３の構成と同等の効果を得る。
【００２２】
これに加えて、トルク入力部が両サイドギヤの間に配置されていることを利用し、このトルク入力部にサイドギヤのセンタリング部を設けたことによって、このサイドギヤの支持状態がそれだけ向上する。
【００２３】
また、このセンタリング部だけトルク入力部が他側のサイドギヤ側に延長されるから、トルク入力部の軸方向中心をそれだけデフケースの軸方向中心に近づけることができ、デフケースの内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、両サイドギヤの一方が前輪側に連結され、両サイドギヤの他方が後輪側に連結されたことを特徴とし、請求項１ないし請求項４のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００２５】
これに加えて、駆動軸からトルク入力部に入力した駆動力をデフケースの内部で伝達する駆動力伝達経路を強化した本発明のデファレンシャル装置は、大トルクを扱うセンターデフに好適である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースが、ケーシング本体とその軸方向両側に固定されたカバーとからなり、このケーシング本体にトルク入力部及び軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔が設けられていることを特徴とし、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００２７】
デフケースにはトルク入力部が設けられるから、各サイドギヤはこのトルク入力部の軸方向両側からデフケースに取り付けなければならないが、このように、デフケースをケーシング本体とその軸方向両側に固定されるカバーとで構成すれば、このケーシング本体にトルク入力部と、軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔とを設けることができ、各サイドギヤをトルク入力部の軸方向両側から取り付けることができる。
【００２８】
また、一側と他側のカバーを同一のものにすることが可能になり、部品点数が低減する。
【００２９】
更に、各ピニオンギヤを請求項２のように互いに等長にする構成では、ケーシング本体を中心軸に対して対称形にすることができるから、ケーシング本体が加工容易で低コストになる。
【００３０】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースの内部にオイルを導く油路を駆動軸に形成したことを特徴とし、請求項１ないし請求項６のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００３１】
これに加えて、駆動軸がデフケースの中心に貫入することを利用してこの駆動軸に油路を設けたことにより、デフケースの中心にオイルを送ることができるから、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３と図５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、６、７の特徴を備えており、図１はこの実施形態のデファレンシャル装置を示し、図５はこ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している。なお、左右の方向はこの車両の左右の方向であり、図１の左方はこの車両の前方に相当する。また、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００３３】
図５のように、この動力系は、エンジン１、トランスミッション３、オイルポンプ５、トランスファ７、前後のプロペラシャフト９、１１、フロントデフ１３、リヤデフ１５、左右の前輪１７、１９、左右の後輪２１、２３などから構成されている。
【００３４】
トランスファ７は、センターデフ２５（この実施形態のデファレンシャル装置）とチェーン伝動機構２７などから構成されている。
【００３５】
エンジン１の駆動力は、トランスミッション３から駆動軸２９を介して、オイルポンプ５を回転させると共に、センターデフ２５に伝達され、センターデフ２５から前輪側と後輪側とに分配される。前輪側に分配された駆動力は、チェーン伝動機構２７とプロペラシャフト９からフロントデフ１３に伝達され、フロントデフ１３から左右の前輪１７、１９に分配される。後輪側に分配された駆動力は、プロペラシャフト１１からリヤデフ１５に伝達され、リヤデフ１５から左右の後輪２１、２３に分配される。
【００３６】
図１のように、センターデフ２５のデフケース３１は、ケーシング本体３３の軸方向両側にそれぞれカバー３５をボルト３７で固定して構成されている。各カバー３５とケーシング本体３３とはセンタリング部３９でセンタリングされている。
【００３７】
デフケース３１の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された同径の出力側サイドギヤ４１、４３が配置されている。
【００３８】
サイドギヤ４１には中空の出力軸４５が一体形成されており、サイドギヤ４３には出力軸４７が一体形成されている。各出力軸４５、４７はカバー３５、３５との間に設けられた支承部４９、５１によってそれぞれデフケース３１に回転自在に支承されている。
【００３９】
各出力軸４５、４７は、それぞれ前輪側と後輪側の伝達軸５３、５５にスプライン連結されており、図５のように、これらの伝達軸５３、５５はボールベアリング５７、５９によってトランスファケース６１に支承されている。伝達軸５３にはチェーン伝動機構２７の一方のスプロケット６３が形成され、伝達軸５５はプロペラシャフト１１側に連結されている。
【００４０】
ケーシング本体３３には、各サイドギヤ４１、４３を収納するために軸方向両端に開口した収納孔６５、６７が設けられている。また、ケーシング本体３３には、各サイドギヤ４１、４３の間にトルク入力部６９が形成されており、このトルク入力部６９とサイドギヤ４１、４３との間にはスラストワッシャ７１がそれぞれ配置されている。
【００４１】
駆動軸２９は中空の出力軸４５とサイドギヤ４１とを通ってデフケース３１に貫入し、トルク入力部６９にスプライン連結されている。
【００４２】
デフケース３１には収納孔７３、７５が、図２のように、周方向に４組形成されており、これらの収納孔７３、７５にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ７７、７９が摺動回転自在に収納されている。
【００４３】
各ピニオンギヤ７７、７９は、それぞれ第１のギヤ部８１、８３と第２のギヤ部８５、８７とからなり、第１ギヤ部８１、８３はサイドギヤ４１、４３と各別に噛み合い、第２ギヤ部８５、８７はサイドギヤ４１、４３の軸方向内側で互いに噛み合っている。
【００４４】
デフケース３１を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ７７、７９からサイドギヤ４１、４３を介して、上記のように、フロントデフ１３側とリヤデフ１５側とに分配され、悪路などを走行中に前後の車輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ７７、７９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。
【００４５】
各サイドギヤ４１、４３のピッチ円径は等しいから前輪側と後輪側に分配されるトルクは等しい（トルク等配分型）。
【００４６】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ７７、７９の歯先はサイドギヤ４１、４３との噛み合い反力により、それぞれの収納孔７３、７５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。また、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７７、７９の端面とデフケース３１との間で摩擦抵抗が発生すると共に、スラストワッシャ７１を介してサイドギヤ４１、４３とデフケース３１のトルク入力部６９との間で、また、サイドギヤ４１、４３とカバー３５との間でそれぞれ摩擦抵抗が発生する。
【００４７】
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。
【００４８】
なお、各ギヤは、それぞれの噛み合いスラスト力がデフケース３１の内部ですべて相殺されるように位置決めされており、従って、各ギヤ噛み合いスラスト力はデフケース３１に軸方向の力を与えない。
【００４９】
また、デフケース３１に貫入した駆動軸２９には油路８９が設けられており、サイドギヤ４３の出力軸４７には、この油路８９と連通するオイル溜り９１が形成されている。
【００５０】
駆動軸２９の回転によって駆動されたオイルポンプ５からのオイルは、油路８９を通ってデフケース３１内部のオイル溜り９１に導かれ、オイル溜り９１のオイルはデフケース３１の回転に伴う遠心力によって、各ギヤの噛み合い部や収納孔７３、７５などの潤滑部に供給され、各ピニオンギヤ７７、７９の外側のケーシング本体３３に形成された開口１００，１０２から放出される潤滑経路を形成し、効果的な潤滑を行う。
【００５１】
図１のように、デフケース３１のトルク入力部６９の軸方向範囲９３には、図２のように、径方向外側に両方のピニオンギヤ７７、７９（収納孔７３、７５）が配置される軸方向範囲９５と、図３のように、径方向外側にピニオンギヤ７７（収納孔７３）だけが配置される軸方向範囲９７と、径方向外側にピニオンギヤ７９（収納孔７５）だけが配置される軸方向範囲９９とが形成されている。
【００５２】
各軸方向範囲９５、９７、９９はデフケース３１の軸方向中心１０１に対して軸方向両側に均等配分されており、トルク入力部６９の軸方向中心はデフケース３１の軸方向中心１０１上にある。
【００５３】
軸方向範囲９５では、図２のように、トルク入力部６９からの駆動力伝達経路１０３が狭いのに対して、例えば、軸方向範囲９７では、図３のように、径方向外側にピニオンギヤ７７だけが配置されているから、駆動力伝達経路１０５が広い。軸方向範囲９９にも同様に広い駆動力伝達経路が形成されている。
【００５４】
センターデフ２５の組み立て順序は、先ず、ケーシング本体３３の収納孔６５、７３にそれぞれサイドギヤ４１とピニオンギヤ７７を装着し、収納孔６７、７５にそれぞれサイドギヤ４３とピニオンギヤ７９を装着した後、ケーシング本体３３の両側にカバー３５をボルト３７で固定する。
【００５５】
こうして、センターデフ２５が構成されている。
【００５６】
センターデフ２５を搭載した車両は、そのトルク感応型の差動制限機能によって、発進時や加速時のように大きなトルクが掛かった時の車体の挙動が向上する。
【００５７】
これに加えて、トルク入力部６９に、径方向に両ピニオンギヤ７７、７９のいずれか一方だけが存在する軸方向範囲９７、９９を設けたことによって、全体の駆動力伝達経路がそれだけ強化され、大トルクの伝達が可能になっている。
【００５８】
従って、フロントデフ１３とリヤデフ１５の各伝達トルクを合計した大トルクを扱うセンターデフ２５に好適であり、センターデフ２５に用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００５９】
また、このように、中心に貫入する駆動軸２９を介してデフケース３１を回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べてセンターデフ２５が小径化し、トランスファ７の小径化が可能になって有利である。
【００６０】
また、各ピニオンギヤ７７、７９を等長にしたことによって、トルク入力部６９をデフケース３１の軸方向中央部に設けることが容易になり、このようにトルク入力部６９をデフケース３１の軸方向中央部に設けたことにより、トルク入力時にデフケース３１の軸方向両端に掛かるトルク（捩じれ）が均等になる。
【００６１】
従って、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、センターデフ２５の耐久性が向上する。
【００６２】
また、デフケース３１にはトルク入力部６９が設けられているから、各サイドギヤ４１、４３はこのトルク入力部６９の軸方向両側からデフケース３１に取り付けなければならない。
【００６３】
そこで、デフケース３１をケーシング本体３３とその軸方向両側に固定されるカバー３５とで構成したから、このケーシング本体３３にトルク入力部６９と、軸方向両側に開口した各サイドギヤ４１、４３の収納孔６５、６７とを設けることができ、各サイドギヤ４１、４３をトルク入力部６９の軸方向両側から取り付けることができる。
【００６４】
また、一側と他側のカバー３５が同一になり部品点数が低減される。
【００６５】
更に、各ピニオンギヤ７７、７９を互いに等長にしたから、ケーシング本体３３を中心軸に対して対称形にすることができ、ケーシング本体３３が加工容易になり、低コストになる。
【００６６】
これに加えて、駆動軸２９がデフケース３１に貫入することを利用して、この駆動軸２９に油路８９を設けたことにより、デフケース３１の中心にオイルが送られて、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、センターデフ２５の耐久性が大きく向上する。
【００６７】
更に、上記のように、噛み合いスラスト力がデフケース３１の内部ですべて相殺されるように各ギヤの位置決めが行われ、デフケース３１には軸方向の力が掛からないから、ラジアル力だけを受ける安価なボールベアリング５７、５９でセンターデフ２５を支承することができ、それだけ低コストに構成できる。
【００６８】
次に、図４と図５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、４、５、６の特徴を備えており、図４はこの実施形態のデファレンシャル装置を示す。この実施形態は、第１実施形態と同様に、図５の車両においてセンターデフ１０７に用いられている。
【００６９】
図４のように、センターデフ１０７のデフケース１０９は、ケーシング本体１１１の軸方向両側にそれぞれカバー１１３、１１５をボルト１１７で固定して構成されている。各カバー１１３、１１５とケーシング本体１１１とはセンタリング部１１９でセンタリングされている。
【００７０】
デフケース１０９の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された同径の出力側サイドギヤ１２１、１２３が配置されている。
【００７１】
サイドギヤ１２１には中空の出力軸１２５が一体形成されており、サイドギヤ１２３には出力軸１２７が一体形成されている。各出力軸１２５、１２７は各カバー１１３、１１５との間に設けられた支承部１２９、１３１によってそれぞれデフケース１０９に回転自在に支承されている。
【００７２】
各出力軸１２５、１２７は、それぞれ前輪側と後輪側の伝達軸５３、５５にスプライン連結されている。
【００７３】
ケーシング本体１１１には、各サイドギヤ１２１、１２３を収納するために軸方向両端に開口した収納孔１３３と他の収納孔とが設けられている。また、ケーシング本体１１１には、各サイドギヤ１２１、１２３の間に、トルク入力部１３５が形成されており、このトルク入力部１３５とサイドギヤ１２１、１２３との間にはスラストワッシャ１３７、１３９がそれぞれ配置され、サイドギヤ１２３とカバー１１５との間にはスラストワッシャ１４０が配置されている。
【００７４】
トルク入力部１３５にはセンタリング部１４１が設けられ、サイドギヤ１２３の内周を支持し、センタリングしている。
【００７５】
また、中空の出力軸１２５とサイドギヤ１２１とを通って駆動軸１４３がデフケース１０９に貫入し、トルク入力部１３５にスプライン連結されている。
【００７６】
デフケース１０９には長短の収納孔１４５、１４７が周方向に４組形成されており、これらの収納孔１４５、１４７にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ１４９、１５１が摺動回転自在に収納されている。
【００７７】
長いピニオンギヤ１４９は第１のギヤ部１５３と第２のギヤ部１５５とこれらを連結する小径の軸部１５７とからなり、短いピニオンギヤ１５１は互いの間に軸部を持たない第１と第２のギヤ部１５９、１６１からなっている。
【００７８】
各ピニオンギヤ１４９、１５１の第１ギヤ部１５３、１５９はサイドギヤ１２１、１２３と各別に噛み合い、第２ギヤ部１５５、１６１はサイドギヤ１２３の外側で互いに噛み合っている。
【００７９】
デフケース１０９を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ１４９、１５１からサイドギヤ１２１、１２３を介して、フロントデフ１３側とリヤデフ１５側とに分配され、悪路などを走行中に前後の車輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ１４９、１５１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。
【００８０】
各サイドギヤ１２１、１２３のピッチ円径は等しいから前輪側と後輪側に分配されるトルクは等しい（トルク等配分型）。
【００８１】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ１４９、１５１の歯先はサイドギヤ１２１、１２３との噛み合い反力により、それぞれの収納孔１４５、１４７の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。また、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１４９、１５１の端面とデフケース１０９との間で摩擦抵抗が発生すると共に、スラストワッシャ１３７、１３９を介してサイドギヤ１２１、１２３とデフケース１０９のトルク入力部１３５との間で摩擦抵抗が発生し、更に、サイドギヤ１２１とカバー１１３との間、及びスラストワッシャ１４０を介してサイドギヤ１２３とカバー１１５との間で摩擦抵抗が発生する。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、各ギヤは、それぞれの噛み合いスラスト力がデフケース１０９の内部ですべて相殺されるように位置決めされており、従って、各ギヤ噛み合いスラスト力はデフケース１０９に軸方向の力を与えない。
【００８４】
図４のように、デフケース１０９のトルク入力部１３５の軸方向範囲１６３には、径方向外側に両方のピニオンギヤ１４９、１５１（収納孔１４５、１４７）が配置される軸方向範囲１６５と、第１実施形態における図３の状態と同様に、径方向外側にピニオンギヤ１４９（収納孔１４５）だけが配置される軸方向範囲１６７とが形成されている。
【００８５】
軸方向範囲１６５では、径方向外側に両方のピニオンギヤ１４９、１５１が配置されているから、トルク入力部１３５からの駆動力伝達経路が狭いのに対して、軸方向範囲１６７では、径方向外側にピニオンギヤ１４９だけが配置されているから、駆動力伝達経路が広い。
【００８６】
また、デフケース１０９に貫入した駆動軸１４３には油路１８０が設けられており、サイドギヤ１２３の出力軸１２７には、この油路１８０と連通するオイル溜り１７９が形成されている。
【００８７】
駆動軸１４３の回転によって駆動されたオイルポンプ５からのオイルは、油路１８０を通ってデフケース１０９内部のオイル溜り１７９に導かれ、オイル溜り１７９のオイルはデフケース１０９の回転に伴う遠心力によって、各ギヤの噛み合い部や収納孔１４５、１４７などの潤滑部に供給され、各ピニオンギヤ１４９、１５１の外側のケーシング本体１１１に形成された開口１８２，１８１から放出される潤滑経路を形成し、効果的な潤滑を行う。
【００８８】
センターデフ１０７の組み立て順序は、先ず、ケーシング本体１１１のサイドギヤ１２１、１２３用収納孔にそれぞれサイドギヤ１２１、１２３を装着し、収納孔１４５、１４７にそれぞれピニオンギヤ１４９、１５１を装着した後、ケーシング本体１１１の両側にカバー１１３、１１５をボルト１１７で固定する。
【００８９】
こうして、センターデフ１０７が構成されている。
【００９０】
センターデフ１０７を搭載した車両は、そのトルク感応型の差動制限機能によって、発進時や加速時のように大きなトルクが掛かった時の車体の挙動が向上する。
【００９１】
これに加えて、トルク入力部１３５に、径方向にピニオンギヤ１４９だけが存在する軸方向範囲１６７を設けたことによって、全体の駆動力伝達経路が強化され、それだけ大トルクの伝達が可能になっている。
【００９２】
また、各ピニオンギヤ１４９、１５１をサイドギヤ１２３の外側で噛み合わせたから、サイドギヤ１２１、１２３の内側に設けられる上記の軸方向範囲１６７を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にしている。
【００９３】
従って、フロントデフ１３とリヤデフ１５の各伝達トルクを合計した大トルクを扱うセンターデフ２５に好適であり、センターデフ２５に用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００９４】
また、中心に貫入する駆動軸１４３を介してデフケース１０９を回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べてセンターデフ１０７が小径化し、トランスファ７の小径化が可能になって有利である。
【００９５】
これに加えて、トルク入力部１３５がサイドギヤ１２１、１２３の内側に配置されていることを利用し、このトルク入力部１３５にサイドギヤ１２３のセンタリング部１４１を設けたことによって、サイドギヤ１２３の支持状態を向上させている。
【００９６】
また、トルク入力部１３５が、このセンタリング部１４１の幅だけサイドギヤ１２３側に延長されるから、トルク入力部１３５の軸方向中心をそれだけデフケース１０９の軸方向中心に近づけることができ、デフケース１０９の内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【００９７】
更に、上記のように、噛み合いスラスト力がデフケース１０９の内部ですべて相殺されるように各ギヤの位置決めが行われ、デフケース１０９には軸方向の力が掛からないから、ラジアル力だけを受ける安価なボールベアリング５７、５９でセンターデフ１０７を支承することが可能であり、それだけ低コストに構成できる。
【００９８】
なお、本発明のデファレンシャル装置はヘリカルギヤでなくスパーギヤで構成してもよい。
【００９９】
また、本発明のデファレンシャル装置は、各サイドギヤを異径にし、トルク不等配分型にしてもよい。
【０１００】
本発明のデファレンシャル装置は、センターデフ、フロントデフ、リヤデフのいずれにも用いることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、デフケースに設けられたトルク入力部に、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方の収納孔だけが存在する軸方向範囲を設けたことにより、デフケース内部の駆動力伝達経路の強度がそれだけ強化されて大トルクの伝達が可能になり、フロントデフとリヤデフだけでなくセンターデフに用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【０１０２】
また、中心に貫入する駆動軸を介してデフケースを回転させる構成は、装置が小径化されて有利である。
【０１０３】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、各ピニオンギヤを等長にしたことによって、トルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設けることが容易になり、トルク入力部からデフケースの軸方向両端に掛かるトルク（捩じれ）が均等になって、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上する。
【０１０４】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、各ピニオンギヤを両サイドギヤの軸方向外側で噛み合わせたことによって、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在するトルク入力部の軸方向範囲を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にする。
【０１０５】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３の構成と同等の効果を得ると共に、トルク入力部が両サイドギヤの間に配置されていることを利用し、このトルク入力部に他側のサイドギヤのセンタリング部を設けたことによって、このサイドギヤの支持状態をそれだけ向上させた。
【０１０６】
また、トルク入力部がこのセンタリング部の幅だけ他側のサイドギヤ側に延長されるから、トルク入力部の軸方向中心をそれだけデフケースの軸方向中心に近づけることができ、デフケースの内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【０１０７】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、駆動軸からデフケースのトルク入力部に入力した駆動力の伝達経路を強化した本発明の構成は、大トルクを扱うセンターデフに好適である。
【０１０８】
請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、デフケースをケーシング本体とその軸方向両側に固定されるカバーとで構成し、このケーシング本体にトルク入力部と、軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔とを設けたことにより、各サイドギヤをトルク入力部の軸方向両側から取り付けることができると共に、一側と他側のカバーを同一にすることが可能になり、それだけ部品点数が低減する。
【０１０９】
更に、各ピニオンギヤを請求項２のように互いに等長にする構成では、ケーシング本体を中心に対して対称形にすることができるから、ケーシング本体が加工容易で低コストになる。
【０１１０】
請求項７のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、駆動軸がデフケースの中心に貫入することを利用してこの駆動軸に油路を設けたことにより、デフケースの中心にオイルを送ることができるから、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【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】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】各実施形態を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
２５、１０７ センターデフ（各実施形態のデファレンシャル装置）
２９、１４３ 駆動軸
３１、１０９ デフケース
３３、１１１ ケーシング本体
３５、１１３、１１５ カバー
４１、４３、１２１、１２３ 出力側のヘリカルサイドギヤ
６５、６７、１３３ ヘリカルサイドギヤの収納孔
６９、１３５ デフケースのトルク入力部
７３、７５、１４５、１４７ ヘリカルピニオンギヤの収納孔
７７、７９、１４９、１５１ ヘリカルピニオンギヤ
８１、８３、１５３、１５９ 第１ギヤ部
８５、８７、１５５、１６１ 第２ギヤ部
８９、１８０ 油路
９７、９９、１６７ 径方向に両ピニオンギヤの一方だけが存在する軸方向範囲
１５７ 小径の軸部
【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】
ドイツ特許公開明細書 ＤＥ４０１３２０１Ａ１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。
【０００３】
このデファレンシャル装置２０１は、デフケース２０３の内部に配置された出力側のサイドギヤ２０５、２０７と、サイドギヤ２０５、２０７と各別に連結された出力軸２０９、２１１と、サイドギヤ２０５、２０７と各別に噛み合うと共に互いに噛み合ったピニオンギヤ２１３、２１５からなる複数組のピニオンギヤ組と、サイドギヤ２０５を貫通し、各サイドギヤ２０５、２０７の間でデフケース２０３のトルク入力部２１７と噛み合った駆動軸２１９などから構成されている。各ピニオンギヤ２１３、２１５はデフケース２０３の収納孔２２１、２２３に摺動回転自在に収納されている。
【０００４】
エンジンの駆動力は駆動軸２１９からトルク入力部２１７を介してデフケース２０３に入力し、各ピニオンギヤ組からサイドギヤ２０５、２０７と出力軸２０９、２１１とを介して車輪側に配分される。
【０００５】
このとき、収納孔２２１、２２３とピニオンギヤ２１３、２１５との摺動抵抗などによって差動制限力が得られる。
【０００６】
また、このデファレンシャル装置２０１のように、中心に貫入した駆動軸２１９からデフケース２０３にトルク伝達する構成は、小径にすることが可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、駆動軸２１９を介してエンジンの駆動力が入力するトルク入力部２１７の径方向には、ピニオンギヤ２１３、２１５の収納孔２２１、２２３の両方が設けられており、これらの収納孔２２１、２２３によって、トルク入力部２１７から入力した駆動力をデフケース２０３の内部で伝達する駆動力伝達経路に大きな切り欠きが形成されたことになるから、大トルクの伝達が困難である。
【０００８】
また、トルク入力部２１７から入力した駆動力は、狭隘部２２５から径方向の中実部２２７に伝達されるが、この狭隘部２２５には捩じり力が掛かるから駆動力伝達経路として有効ではない。
【０００９】
従って、４輪駆動車でフロントデフ（エンジンの駆動力を両方の前輪に分配するデファレンシャル装置）とリヤデフ（エンジンの駆動力を両方の後輪に分配するデファレンシャル装置）の各伝達トルクを合計した大トルクを伝達するセンターデフ（エンジンの駆動力を前輪側と後輪側とに分配するデファレンシャル装置）に用いて大きな差動制限力を扱うには向いていない。
【００１０】
そこで、この発明は、中心部に貫入した駆動軸からデフケースにエンジンの駆動力が伝達されるデファレンシャル装置であって、デフケース内部の駆動力伝達経路を強化し、大トルクの伝達を可能にしたデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１１】
【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、デフケースに形成されたトルク入力部の軸方向両側に配置された一対の出力側サイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に配置され、サイドギヤと格別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部をそれぞれ有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、一側のサイドギヤを貫通し、前記デフケースのトルク入力部と噛み合ってエンジンの駆動力をデフケースに伝達する駆動軸とを備え、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方の収納孔だけが存在する軸方向範囲を前記トルク入力部に設けたことを特徴とする。
【００１２】
エンジンの駆動力は、駆動軸からトルク入力部を介してデフケースを回転させ、各ピニオンギヤからサイドギヤと出力軸とを介して各車輪に分配されると共に、悪路などを走行中、車輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤの自転によってエンジンの駆動力は各車輪側に差動分配される。
【００１３】
このとき、ピニオンギヤと収納孔との摩擦抵抗などによってトルク感応型の差動制限機能が得られる。
【００１４】
これに加えて、デフケースに設けられたトルク入力部に、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在する軸方向範囲を設けたことによって、トルク入力部から入力した駆動力をデフケースの内部で伝達する駆動力伝達経路がそれだけ強化されている。
【００１５】
こうして、デフケースの内部で大トルクの伝達が可能になり、フロントデフとリヤデフだけでなく、センターデフに用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００１６】
また、中心に貫入する駆動軸を介してデフケースを回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べて、装置が小径化されて有利である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、各ピニオンギヤが互いに等長であり、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向内側で噛み合っていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００１８】
これに加えて、各ピニオンギヤを等長にしたから、トルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設けることが容易であり、このようにトルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設ければ、トルク入力部からデフケースの軸方向両端側に掛かるトルク（捩じれ）が均等になるから、例えば、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上する。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間にサイドギヤとの干渉を避ける小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に軸部を持たない短いピニオンギヤとで一対のピニオンギヤが構成され、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向外側で噛み合っていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００２０】
これに加えて、各ピニオンギヤを両サイドギヤの軸方向外側で噛み合わせたことにより、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在するトルク入力部の軸方向範囲を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にする。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項３記載のデファレンシャル装置であって、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在する軸方向範囲以外のトルク入力部の外周に、サイドギヤのセンタリング部を設けたことを特徴とし、請求項３の構成と同等の効果を得る。
【００２２】
これに加えて、トルク入力部が両サイドギヤの間に配置されていることを利用し、このトルク入力部にサイドギヤのセンタリング部を設けたことによって、このサイドギヤの支持状態がそれだけ向上する。
【００２３】
また、このセンタリング部だけトルク入力部が他側のサイドギヤ側に延長されるから、トルク入力部の軸方向中心をそれだけデフケースの軸方向中心に近づけることができ、デフケースの内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、両サイドギヤの一方が前輪側に連結され、両サイドギヤの他方が後輪側に連結されたことを特徴とし、請求項１ないし請求項４のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００２５】
これに加えて、駆動軸からトルク入力部に入力した駆動力をデフケースの内部で伝達する駆動力伝達経路を強化した本発明のデファレンシャル装置は、大トルクを扱うセンターデフに好適である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースが、ケーシング本体とその軸方向両側に固定されたカバーとからなり、このケーシング本体にトルク入力部及び軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔が設けられていることを特徴とし、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００２７】
デフケースにはトルク入力部が設けられるから、各サイドギヤはこのトルク入力部の軸方向両側からデフケースに取り付けなければならないが、このように、デフケースをケーシング本体とその軸方向両側に固定されるカバーとで構成すれば、このケーシング本体にトルク入力部と、軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔とを設けることができ、各サイドギヤをトルク入力部の軸方向両側から取り付けることができる。
【００２８】
また、一側と他側のカバーを同一のものにすることが可能になり、部品点数が低減する。
【００２９】
更に、各ピニオンギヤを請求項２のように互いに等長にする構成では、ケーシング本体を中心軸に対して対称形にすることができるから、ケーシング本体が加工容易で低コストになる。
【００３０】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースの内部にオイルを導く油路を駆動軸に形成したことを特徴とし、請求項１ないし請求項６のいずれか一項の構成と同等の効果を得る。
【００３１】
これに加えて、駆動軸がデフケースの中心に貫入することを利用してこの駆動軸に油路を設けたことにより、デフケースの中心にオイルを送ることができるから、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図１ないし図３と図５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、６、７の特徴を備えており、図１はこの実施形態のデファレンシャル装置を示し、図５はこ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している。なお、左右の方向はこの車両の左右の方向であり、図１の左方はこの車両の前方に相当する。また、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００３３】
図５のように、この動力系は、エンジン１、トランスミッション３、オイルポンプ５、トランスファ７、前後のプロペラシャフト９、１１、フロントデフ１３、リヤデフ１５、左右の前輪１７、１９、左右の後輪２１、２３などから構成されている。
【００３４】
トランスファ７は、センターデフ２５（この実施形態のデファレンシャル装置）とチェーン伝動機構２７などから構成されている。
【００３５】
エンジン１の駆動力は、トランスミッション３から駆動軸２９を介して、オイルポンプ５を回転させると共に、センターデフ２５に伝達され、センターデフ２５から前輪側と後輪側とに分配される。前輪側に分配された駆動力は、チェーン伝動機構２７とプロペラシャフト９からフロントデフ１３に伝達され、フロントデフ１３から左右の前輪１７、１９に分配される。後輪側に分配された駆動力は、プロペラシャフト１１からリヤデフ１５に伝達され、リヤデフ１５から左右の後輪２１、２３に分配される。
【００３６】
図１のように、センターデフ２５のデフケース３１は、ケーシング本体３３の軸方向両側にそれぞれカバー３５をボルト３７で固定して構成されている。各カバー３５とケーシング本体３３とはセンタリング部３９でセンタリングされている。
【００３７】
デフケース３１の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された同径の出力側サイドギヤ４１、４３が配置されている。
【００３８】
サイドギヤ４１には中空の出力軸４５が一体形成されており、サイドギヤ４３には出力軸４７が一体形成されている。各出力軸４５、４７はカバー３５、３５との間に設けられた支承部４９、５１によってそれぞれデフケース３１に回転自在に支承されている。
【００３９】
各出力軸４５、４７は、それぞれ前輪側と後輪側の伝達軸５３、５５にスプライン連結されており、図５のように、これらの伝達軸５３、５５はボールベアリング５７、５９によってトランスファケース６１に支承されている。伝達軸５３にはチェーン伝動機構２７の一方のスプロケット６３が形成され、伝達軸５５はプロペラシャフト１１側に連結されている。
【００４０】
ケーシング本体３３には、各サイドギヤ４１、４３を収納するために軸方向両端に開口した収納孔６５、６７が設けられている。また、ケーシング本体３３には、各サイドギヤ４１、４３の間にトルク入力部６９が形成されており、このトルク入力部６９とサイドギヤ４１、４３との間にはスラストワッシャ７１がそれぞれ配置されている。
【００４１】
駆動軸２９は中空の出力軸４５とサイドギヤ４１とを通ってデフケース３１に貫入し、トルク入力部６９にスプライン連結されている。
【００４２】
デフケース３１には収納孔７３、７５が、図２のように、周方向に４組形成されており、これらの収納孔７３、７５にはそれぞれヘリカルピニオンギヤ７７、７９が摺動回転自在に収納されている。
【００４３】
各ピニオンギヤ７７、７９は、それぞれ第１のギヤ部８１、８３と第２のギヤ部８５、８７とからなり、第１ギヤ部８１、８３はサイドギヤ４１、４３と各別に噛み合い、第２ギヤ部８５、８７はサイドギヤ４１、４３の軸方向内側で互いに噛み合っている。
【００４４】
デフケース３１を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ７７、７９からサイドギヤ４１、４３を介して、上記のように、フロントデフ１３側とリヤデフ１５側とに分配され、悪路などを走行中に前後の車輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ７７、７９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。
【００４５】
各サイドギヤ４１、４３のピッチ円径は等しいから前輪側と後輪側に分配されるトルクは等しい（トルク等配分型）。
【００４６】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ７７、７９の歯先はサイドギヤ４１、４３との噛み合い反力により、それぞれの収納孔７３、７５の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。また、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７７、７９の端面とデフケース３１との間で摩擦抵抗が発生すると共に、スラストワッシャ７１を介してサイドギヤ４１、４３とデフケース３１のトルク入力部６９との間で、また、サイドギヤ４１、４３とカバー３５との間でそれぞれ摩擦抵抗が発生する。
【００４７】
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。
【００４８】
なお、各ギヤは、それぞれの噛み合いスラスト力がデフケース３１の内部ですべて相殺されるように位置決めされており、従って、各ギヤ噛み合いスラスト力はデフケース３１に軸方向の力を与えない。
【００４９】
また、デフケース３１に貫入した駆動軸２９には油路８９が設けられており、サイドギヤ４３の出力軸４７には、この油路８９と連通するオイル溜り９１が形成されている。
【００５０】
駆動軸２９の回転によって駆動されたオイルポンプ５からのオイルは、油路８９を通ってデフケース３１内部のオイル溜り９１に導かれ、オイル溜り９１のオイルはデフケース３１の回転に伴う遠心力によって、各ギヤの噛み合い部や収納孔７３、７５などの潤滑部に供給され、各ピニオンギヤ７７、７９の外側のケーシング本体３３に形成された開口１００，１０２から放出される潤滑経路を形成し、効果的な潤滑を行う。
【００５１】
図１のように、デフケース３１のトルク入力部６９の軸方向範囲９３には、図２のように、径方向外側に両方のピニオンギヤ７７、７９（収納孔７３、７５）が配置される軸方向範囲９５と、図３のように、径方向外側にピニオンギヤ７７（収納孔７３）だけが配置される軸方向範囲９７と、径方向外側にピニオンギヤ７９（収納孔７５）だけが配置される軸方向範囲９９とが形成されている。
【００５２】
各軸方向範囲９５、９７、９９はデフケース３１の軸方向中心１０１に対して軸方向両側に均等配分されており、トルク入力部６９の軸方向中心はデフケース３１の軸方向中心１０１上にある。
【００５３】
軸方向範囲９５では、図２のように、トルク入力部６９からの駆動力伝達経路１０３が狭いのに対して、例えば、軸方向範囲９７では、図３のように、径方向外側にピニオンギヤ７７だけが配置されているから、駆動力伝達経路１０５が広い。軸方向範囲９９にも同様に広い駆動力伝達経路が形成されている。
【００５４】
センターデフ２５の組み立て順序は、先ず、ケーシング本体３３の収納孔６５、７３にそれぞれサイドギヤ４１とピニオンギヤ７７を装着し、収納孔６７、７５にそれぞれサイドギヤ４３とピニオンギヤ７９を装着した後、ケーシング本体３３の両側にカバー３５をボルト３７で固定する。
【００５５】
こうして、センターデフ２５が構成されている。
【００５６】
センターデフ２５を搭載した車両は、そのトルク感応型の差動制限機能によって、発進時や加速時のように大きなトルクが掛かった時の車体の挙動が向上する。
【００５７】
これに加えて、トルク入力部６９に、径方向に両ピニオンギヤ７７、７９のいずれか一方だけが存在する軸方向範囲９７、９９を設けたことによって、全体の駆動力伝達経路がそれだけ強化され、大トルクの伝達が可能になっている。
【００５８】
従って、フロントデフ１３とリヤデフ１５の各伝達トルクを合計した大トルクを扱うセンターデフ２５に好適であり、センターデフ２５に用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００５９】
また、このように、中心に貫入する駆動軸２９を介してデフケース３１を回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べてセンターデフ２５が小径化し、トランスファ７の小径化が可能になって有利である。
【００６０】
また、各ピニオンギヤ７７、７９を等長にしたことによって、トルク入力部６９をデフケース３１の軸方向中央部に設けることが容易になり、このようにトルク入力部６９をデフケース３１の軸方向中央部に設けたことにより、トルク入力時にデフケース３１の軸方向両端に掛かるトルク（捩じれ）が均等になる。
【００６１】
従って、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、センターデフ２５の耐久性が向上する。
【００６２】
また、デフケース３１にはトルク入力部６９が設けられているから、各サイドギヤ４１、４３はこのトルク入力部６９の軸方向両側からデフケース３１に取り付けなければならない。
【００６３】
そこで、デフケース３１をケーシング本体３３とその軸方向両側に固定されるカバー３５とで構成したから、このケーシング本体３３にトルク入力部６９と、軸方向両側に開口した各サイドギヤ４１、４３の収納孔６５、６７とを設けることができ、各サイドギヤ４１、４３をトルク入力部６９の軸方向両側から取り付けることができる。
【００６４】
また、一側と他側のカバー３５が同一になり部品点数が低減される。
【００６５】
更に、各ピニオンギヤ７７、７９を互いに等長にしたから、ケーシング本体３３を中心軸に対して対称形にすることができ、ケーシング本体３３が加工容易になり、低コストになる。
【００６６】
これに加えて、駆動軸２９がデフケース３１に貫入することを利用して、この駆動軸２９に油路８９を設けたことにより、デフケース３１の中心にオイルが送られて、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、センターデフ２５の耐久性が大きく向上する。
【００６７】
更に、上記のように、噛み合いスラスト力がデフケース３１の内部ですべて相殺されるように各ギヤの位置決めが行われ、デフケース３１には軸方向の力が掛からないから、ラジアル力だけを受ける安価なボールベアリング５７、５９でセンターデフ２５を支承することができ、それだけ低コストに構成できる。
【００６８】
次に、図４と図５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、４、５、６の特徴を備えており、図４はこの実施形態のデファレンシャル装置を示す。この実施形態は、第１実施形態と同様に、図５の車両においてセンターデフ１０７に用いられている。
【００６９】
図４のように、センターデフ１０７のデフケース１０９は、ケーシング本体１１１の軸方向両側にそれぞれカバー１１３、１１５をボルト１１７で固定して構成されている。各カバー１１３、１１５とケーシング本体１１１とはセンタリング部１１９でセンタリングされている。
【００７０】
デフケース１０９の内部には、それぞれヘリカルギヤで構成された同径の出力側サイドギヤ１２１、１２３が配置されている。
【００７１】
サイドギヤ１２１には中空の出力軸１２５が一体形成されており、サイドギヤ１２３には出力軸１２７が一体形成されている。各出力軸１２５、１２７は各カバー１１３、１１５との間に設けられた支承部１２９、１３１によってそれぞれデフケース１０９に回転自在に支承されている。
【００７２】
各出力軸１２５、１２７は、それぞれ前輪側と後輪側の伝達軸５３、５５にスプライン連結されている。
【００７３】
ケーシング本体１１１には、各サイドギヤ１２１、１２３を収納するために軸方向両端に開口した収納孔１３３と他の収納孔とが設けられている。また、ケーシング本体１１１には、各サイドギヤ１２１、１２３の間に、トルク入力部１３５が形成されており、このトルク入力部１３５とサイドギヤ１２１、１２３との間にはスラストワッシャ１３７、１３９がそれぞれ配置され、サイドギヤ１２３とカバー１１５との間にはスラストワッシャ１４０が配置されている。
【００７４】
トルク入力部１３５にはセンタリング部１４１が設けられ、サイドギヤ１２３の内周を支持し、センタリングしている。
【００７５】
また、中空の出力軸１２５とサイドギヤ１２１とを通って駆動軸１４３がデフケース１０９に貫入し、トルク入力部１３５にスプライン連結されている。
【００７６】
デフケース１０９には長短の収納孔１４５、１４７が周方向に４組形成されており、これらの収納孔１４５、１４７にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ１４９、１５１が摺動回転自在に収納されている。
【００７７】
長いピニオンギヤ１４９は第１のギヤ部１５３と第２のギヤ部１５５とこれらを連結する小径の軸部１５７とからなり、短いピニオンギヤ１５１は互いの間に軸部を持たない第１と第２のギヤ部１５９、１６１からなっている。
【００７８】
各ピニオンギヤ１４９、１５１の第１ギヤ部１５３、１５９はサイドギヤ１２１、１２３と各別に噛み合い、第２ギヤ部１５５、１６１はサイドギヤ１２３の外側で互いに噛み合っている。
【００７９】
デフケース１０９を回転させるエンジン１の駆動力は、各ピニオンギヤ１４９、１５１からサイドギヤ１２１、１２３を介して、フロントデフ１３側とリヤデフ１５側とに分配され、悪路などを走行中に前後の車輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤ１４９、１５１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。
【００８０】
各サイドギヤ１２１、１２３のピッチ円径は等しいから前輪側と後輪側に分配されるトルクは等しい（トルク等配分型）。
【００８１】
トルクの伝達中、各ピニオンギヤ１４９、１５１の歯先はサイドギヤ１２１、１２３との噛み合い反力により、それぞれの収納孔１４５、１４７の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。また、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１４９、１５１の端面とデフケース１０９との間で摩擦抵抗が発生すると共に、スラストワッシャ１３７、１３９を介してサイドギヤ１２１、１２３とデフケース１０９のトルク入力部１３５との間で摩擦抵抗が発生し、更に、サイドギヤ１２１とカバー１１３との間、及びスラストワッシャ１４０を介してサイドギヤ１２３とカバー１１５との間で摩擦抵抗が発生する。
【００８２】
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。
【００８３】
なお、各ギヤは、それぞれの噛み合いスラスト力がデフケース１０９の内部ですべて相殺されるように位置決めされており、従って、各ギヤ噛み合いスラスト力はデフケース１０９に軸方向の力を与えない。
【００８４】
図４のように、デフケース１０９のトルク入力部１３５の軸方向範囲１６３には、径方向外側に両方のピニオンギヤ１４９、１５１（収納孔１４５、１４７）が配置される軸方向範囲１６５と、第１実施形態における図３の状態と同様に、径方向外側にピニオンギヤ１４９（収納孔１４５）だけが配置される軸方向範囲１６７とが形成されている。
【００８５】
軸方向範囲１６５では、径方向外側に両方のピニオンギヤ１４９、１５１が配置されているから、トルク入力部１３５からの駆動力伝達経路が狭いのに対して、軸方向範囲１６７では、径方向外側にピニオンギヤ１４９だけが配置されているから、駆動力伝達経路が広い。
【００８６】
また、デフケース１０９に貫入した駆動軸１４３には油路１８０が設けられており、サイドギヤ１２３の出力軸１２７には、この油路１８０と連通するオイル溜り１７９が形成されている。
【００８７】
駆動軸１４３の回転によって駆動されたオイルポンプ５からのオイルは、油路１８０を通ってデフケース１０９内部のオイル溜り１７９に導かれ、オイル溜り１７９のオイルはデフケース１０９の回転に伴う遠心力によって、各ギヤの噛み合い部や収納孔１４５、１４７などの潤滑部に供給され、各ピニオンギヤ１４９、１５１の外側のケーシング本体１１１に形成された開口１８２，１８１から放出される潤滑経路を形成し、効果的な潤滑を行う。
【００８８】
センターデフ１０７の組み立て順序は、先ず、ケーシング本体１１１のサイドギヤ１２１、１２３用収納孔にそれぞれサイドギヤ１２１、１２３を装着し、収納孔１４５、１４７にそれぞれピニオンギヤ１４９、１５１を装着した後、ケーシング本体１１１の両側にカバー１１３、１１５をボルト１１７で固定する。
【００８９】
こうして、センターデフ１０７が構成されている。
【００９０】
センターデフ１０７を搭載した車両は、そのトルク感応型の差動制限機能によって、発進時や加速時のように大きなトルクが掛かった時の車体の挙動が向上する。
【００９１】
これに加えて、トルク入力部１３５に、径方向にピニオンギヤ１４９だけが存在する軸方向範囲１６７を設けたことによって、全体の駆動力伝達経路が強化され、それだけ大トルクの伝達が可能になっている。
【００９２】
また、各ピニオンギヤ１４９、１５１をサイドギヤ１２３の外側で噛み合わせたから、サイドギヤ１２１、１２３の内側に設けられる上記の軸方向範囲１６７を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にしている。
【００９３】
従って、フロントデフ１３とリヤデフ１５の各伝達トルクを合計した大トルクを扱うセンターデフ２５に好適であり、センターデフ２５に用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【００９４】
また、中心に貫入する駆動軸１４３を介してデフケース１０９を回転させる構成は、例えば、大径のリングギヤを介してデフケースを回転させる構成に較べてセンターデフ１０７が小径化し、トランスファ７の小径化が可能になって有利である。
【００９５】
これに加えて、トルク入力部１３５がサイドギヤ１２１、１２３の内側に配置されていることを利用し、このトルク入力部１３５にサイドギヤ１２３のセンタリング部１４１を設けたことによって、サイドギヤ１２３の支持状態を向上させている。
【００９６】
また、トルク入力部１３５が、このセンタリング部１４１の幅だけサイドギヤ１２３側に延長されるから、トルク入力部１３５の軸方向中心をそれだけデフケース１０９の軸方向中心に近づけることができ、デフケース１０９の内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【００９７】
更に、上記のように、噛み合いスラスト力がデフケース１０９の内部ですべて相殺されるように各ギヤの位置決めが行われ、デフケース１０９には軸方向の力が掛からないから、ラジアル力だけを受ける安価なボールベアリング５７、５９でセンターデフ１０７を支承することが可能であり、それだけ低コストに構成できる。
【００９８】
なお、本発明のデファレンシャル装置はヘリカルギヤでなくスパーギヤで構成してもよい。
【００９９】
また、本発明のデファレンシャル装置は、各サイドギヤを異径にし、トルク不等配分型にしてもよい。
【０１００】
本発明のデファレンシャル装置は、センターデフ、フロントデフ、リヤデフのいずれにも用いることができる。
【０１０１】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、デフケースに設けられたトルク入力部に、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方の収納孔だけが存在する軸方向範囲を設けたことにより、デフケース内部の駆動力伝達経路の強度がそれだけ強化されて大トルクの伝達が可能になり、フロントデフとリヤデフだけでなくセンターデフに用いて大きな差動制限力を扱うことができる。
【０１０２】
また、中心に貫入する駆動軸を介してデフケースを回転させる構成は、装置が小径化されて有利である。
【０１０３】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、各ピニオンギヤを等長にしたことによって、トルク入力部をデフケースの軸方向中央部に設けることが容易になり、トルク入力部からデフケースの軸方向両端に掛かるトルク（捩じれ）が均等になって、各ギヤの噛み合いが良好に保たれ、騒音が防止され、デファレンシャル装置の耐久性が向上する。
【０１０４】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、各ピニオンギヤを両サイドギヤの軸方向外側で噛み合わせたことによって、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在するトルク入力部の軸方向範囲を広くすることができ、更に、大トルクの伝達を可能にする。
【０１０５】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項３の構成と同等の効果を得ると共に、トルク入力部が両サイドギヤの間に配置されていることを利用し、このトルク入力部に他側のサイドギヤのセンタリング部を設けたことによって、このサイドギヤの支持状態をそれだけ向上させた。
【０１０６】
また、トルク入力部がこのセンタリング部の幅だけ他側のサイドギヤ側に延長されるから、トルク入力部の軸方向中心をそれだけデフケースの軸方向中心に近づけることができ、デフケースの内部でバランスのよい駆動力伝達が行える。
【０１０７】
請求項５のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、駆動軸からデフケースのトルク入力部に入力した駆動力の伝達経路を強化した本発明の構成は、大トルクを扱うセンターデフに好適である。
【０１０８】
請求項６のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項５のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、デフケースをケーシング本体とその軸方向両側に固定されるカバーとで構成し、このケーシング本体にトルク入力部と、軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔とを設けたことにより、各サイドギヤをトルク入力部の軸方向両側から取り付けることができると共に、一側と他側のカバーを同一にすることが可能になり、それだけ部品点数が低減する。
【０１０９】
更に、各ピニオンギヤを請求項２のように互いに等長にする構成では、ケーシング本体を中心に対して対称形にすることができるから、ケーシング本体が加工容易で低コストになる。
【０１１０】
請求項７のデファレンシャル装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか一項の構成と同等の効果を得ると共に、駆動軸がデフケースの中心に貫入することを利用してこの駆動軸に油路を設けたことにより、デフケースの中心にオイルを送ることができるから、各ギヤの噛み合い部や各摺動部の潤滑が効果的に行われ、デファレンシャル装置の耐久性が大きく向上する。
【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】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】各実施形態を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
２５、１０７ センターデフ（各実施形態のデファレンシャル装置）
２９、１４３ 駆動軸
３１、１０９ デフケース
３３、１１１ ケーシング本体
３５、１１３、１１５ カバー
４１、４３、１２１、１２３ 出力側のヘリカルサイドギヤ
６５、６７、１３３ ヘリカルサイドギヤの収納孔
６９、１３５ デフケースのトルク入力部
７３、７５、１４５、１４７ ヘリカルピニオンギヤの収納孔
７７、７９、１４９、１５１ ヘリカルピニオンギヤ
８１、８３、１５３、１５９ 第１ギヤ部
８５、８７、１５５、１６１ 第２ギヤ部
８９、１８０ 油路
９７、９９、１６７ 径方向に両ピニオンギヤの一方だけが存在する軸方向範囲
１５７ 小径の軸部
Claims (7)
- デフケースに形成されたトルク入力部の軸方向両側に配置された一対の出力側サイドギヤと、これらサイドギヤの径方向外側に配置され、サイドギヤと格別に噛み合う第１ギヤ部及び互いに噛み合う第２ギヤ部をそれぞれ有する少なくとも一対のピニオンギヤと、デフケースに形成され各ピニオンギヤを摺動回転自在に収納する収納孔と、一側のサイドギヤを貫通し、前記デフケースのトルク入力部と噛み合ってエンジンの駆動力をデフケースに伝達する駆動軸とを備え、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方の収納孔だけが存在する軸方向範囲を前記トルク入力部に設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、各ピニオンギヤが互いに等長であり、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向内側で噛み合っていることを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間にサイドギヤとの干渉を避ける小径の軸部を有する長いピニオンギヤと、第１ギヤ部と第２ギヤ部との間に軸部を持たない短いピニオンギヤとで一対のピニオンギヤが構成され、これらの第２ギヤ部が両サイドギヤの軸方向外側で噛み合っていることを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項３記載のデファレンシャル装置であって、径方向に両ピニオンギヤのいずれか一方だけが存在する軸方向範囲以外のトルク入力部の外周に、サイドギヤのセンタリング部を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、両サイドギヤの一方が前輪側に連結され、両サイドギヤの他方が後輪側に連結されたことを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースが、ケーシング本体とその軸方向両側に固定されたカバーとからなり、このケーシング本体にトルク入力部及び軸方向両側に開口した各サイドギヤの収納孔が設けられていることを特徴とするデファレンシャル装置。
- 請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、デフケースの内部にオイルを導く油路を駆動軸に形成したことを特徴とするデファレンシャル装置。
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