JP4316196B2 - 差動制限装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置は、格別な制御手段を設けずとも、機械的な機構のみで容易に差動制限力を得ることができることから広く採用されている。図６に示したものは、特公昭４６−８２０７号公報に開示された差動制限装置で、デフケース１１０（左右のデフケース１１１、１１２からなる）の回転駆動力を、デフケース１１０の回転軸に直交して固定されたピニオン軸１１３に軸支されたピニオンギヤ１１４と、これの左右両側から傘歯噛合する左右のサイドギヤ１１５、１１６から構成される差動歯車によって、前記左右のサイドギヤ１１５、１１６にトルク配分して伝達するものであり、前記ピニオンギヤ１１４と左右のサイドギヤ１１５、１１６との間の噛合反力によって互いに離反するサイドギヤ１１５、１１６がその背面に介設されたプレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０（それぞれデフケース１１１、１１２と回転を共にする）に圧接して差動制限力を得るように構成されるとともに、前記テーパリング１１９、１２０間に介設されたばね１２１によって牽引されて差動制限のためのイニシャルトルクを発生するように構成されたものである。
【０００３】
このような構成の差動制限装置によって、通常の直進走行時にはエンジンからの駆動力によりデフケース１１０からの所定の駆動力を受けてピニオンギヤ１１４と噛合する左右の各サイドギヤ１１５、１１６に均等にその駆動力が伝達される。その際、左右の駆動輪の走行抵抗がほぼ同じであり、ピニオンギヤ１１４は静止状態にて噛合反力にて各サイドギヤ１１５、１１６を離反させ、プレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０を介してデフケース１１０との間を一体化させて、強固な駆動力が得られる。また、走行中の軽度のスリップ時には、ばね１２１によって発生したイニシャルトルクにより適度の差動制限力が得られ、さらに、車両が泥濘地等の悪路に遭遇して片輪空転等により過剰な差動作用が発生しようとした場合にも、ばね１２１による予圧がピニオンギヤ１１４とサイドギヤ１１５、１１６との間に噛合反力を効果的に生じさせて、サイドギヤ１１５と１１６とを離反させてデフケース１１１、１１２それぞれとの内壁面との間に差動制限力を発生させて、低速車輪側にも駆動力が伝達され、悪路での脱出性能を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の差動制限装置においては、差動制限部材である比較的大径の部品であるプレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０等をデフケース１１０内に組み付ける必要があることから、デフケース１１０を軸方向で左右に２分割して左デフケース１１１と右デフケース１１２とし、差動歯車や差動制限部材を組み付け収容した後に、左右のデフケース１１１、１１２を締結ボルト１２２によって締結一体化していた。そのため、左右のデフケース１１１、１１２における接合フランジ面に高い加工精度が要求される上に締結ボルト等の余分な部品が必要とされ、さらには、デフケース１１０左右のベアリング取付面やデフケース駆動ギヤ取付面の精度を確保するため、デフケース１１１、１１２を仮組みした上での該部加工が必要である等、コストアップや作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
そこで本発明では、前記従来の差動制限装置の諸課題を解決して、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤであり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠きを備えていることを特徴とする。また本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材が、サイドギヤとデフケースとの間の円錐面に介設されるとともに、前記差動制限部材として、デフケースと一体に回転するテーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面は、前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた切欠きが設けられていることを特徴とする。また本発明は、前記サイドギヤにおける円錐面に備えられた切欠きを、ピニオンギヤの少なくとも最小歯数の歯形に対応して切り欠いて形成したことを特徴とするもので、２分割型デフケースの諸欠点を解消した上で、比較的小さい孔を通じて差動制限部材を組み付けることが可能で、低コストである。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明の差動制限装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示し、図１は差動制限部材を組み付けるための孔の部分を含む１層テーパリング型の差動制限装置の外面図、図２は同、全体断面図、図３（Ａ）（Ｂ）は差動制限部材であるテーパリングの斜視図および側断面図である。本発明の差動制限装置は、図１に示すように、デフケース１の回転軸Ｌに直交して配設されるピニオン軸２（図２参照）と該ピニオン軸２に軸支されたピニオンギヤ３と該ピニオンギヤ３の両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤ４、５とを備える差動装置の前記デフケース１とサイドギヤ４、５との間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケース１を周面に孔８を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔８を、前記ピニオンギヤ３および差動制限部材７（サイドギヤ４、５も差動制限部材を構成する。）が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材７はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤ４、５であり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケース１への組付け状態において前記孔８に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ３投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠き５Ｃを備えていることを特徴とする。好適には、図示の例のように、ピニオンギヤ３が通過可能な短辺８Ｓと差動制限部材７が通過可能な長辺８Ｌとで孔８が構成される。
【０００８】
以下に詳述すると、本実施の形態のものは、低コストの１層テーパリング型の差動制限装置に適用された例で、図２に示すように、一体構造のデフケース１と該デフケース１の内部に収容される差動歯車からなる差動装置および差動制限部材から構成される。前記デフケース１の回転軸Ｌに直交してピニオン軸２が配設され、該ピニオン軸２に軸支されたピニオンギヤ３と、該ピニオンギヤ３の両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤ４、５とから差動装置が構成される。そして、デフケース１の外周面の前記ピニオン軸２の配設位置を回避した位置に図１に示したような孔８が穿設される。該孔８は一体構造のデフケース１でも、サイドギヤ４、５等を含む差動制限部材（本実施の形態ではテーパリング６、７）を外部から挿入して組み付けることを可能にするために穿設され、デフケース１が軸支されるキャリヤ内での潤滑油の循環や、冷却機能を有し、さらには軽量化にも寄与するものである。
【０００９】
本実施の形態における差動制限部材は、図３（Ａ）（Ｂ）に示す（右サイドギヤ５側についてのみ例示するが、左サイドギヤ４側も同様である）ように、サイドギヤ５とデフケース１との間の円錐面に介設されるお碗形状のテーパリング７から構成される。テーパリング７のディスク状部に形成された円周上複数の係止片７Ｂが、前記デフケース１の内側面の対応部位に形成された係止溝１Ｂに係止されてデフケース１と回転を共にする。テーパリング７の円錐面７Ａが前記サイドギヤ５とデフケース１との間に位置して、ピニオンギヤ３とサイドギヤ５、６との間の噛合反力に基づいてサイドギヤ５、６の軸方向の離反によって、サイドギヤ５の背面との間に差動制限力を発生するように構成されている。
【００１０】
デフケース１の周面に穿設された前記孔８は、図１に例示するように、少なくともピニオンギヤ３が通過可能な短辺８Ｓ（ピニオンギヤ３の外径より僅か大きい）と差動制限部材であるテーパリング７が通過可能な長辺８Ｌ（テーパリング７の外径より僅か大きい）とから構成される。そして、少なくとも一方のテーパリング７の円錐面７Ａを、少なくともピニオンギヤ３投影面に対応して切り欠いて（円弧状の）切欠き７Ｃを設けた（図示の例では直径対向位置に一対を設けた）。さらに、同様に、前記少なくとも一方のサイドギヤ５における円錐面を、少なくともピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いて（円弧状の）切欠き５Ｃを設けた（図示の例では直径対向位置に一対を設けた）ものである。サイドギヤやテーパリングの摺動面が犠牲になって（小さくなる）もよければ、これらの円弧状の切欠きに代えて、全周を切り欠いてもよい。この場合は、サイドギヤ５およびテーパリング７の切欠き縁は、前記図１における孔８の長辺に沿う縁部と重なる。そしてこの場合は、ピニオンギヤ３のサイドギヤ５およびテーパリング７への噛合組付け時の位置合せが不要となる。
【００１１】
一対のテーパリング６、７およびサイドギヤ４、５の一方のみに切欠きが設けられた場合は、ピニオンギヤ３をやや傾斜させて、切欠きが設けられていない他方側に組み付けてから、切欠きが設けられた一方側の切欠きに整合させることでピニオンギヤ３を一対のテーパリング６、７およびサイドギヤ４、５に組み付けることができる。これらの組付形態は後述する内側テーパリング９、１０へのピニオンギヤ３の組付けについても同様である。なお、他の部品との関係でデフケース１の外径寸法が規制される場合に、ピニオン軸孔部の周囲のデフケース１の内周側に補強のための肉盛り補強部が形成されるが、テーパリング６および７を軸方向に組み付ける際に、円弧状の切欠き（後述の図３（Ａ）（Ｂ）に切欠き７Ｃの例が明示）の存在によって、前記肉盛り補強部と干渉せずにクリアすることができる。
【００１２】
以上のように構成したので、デフケース１の周面におけるピニオン軸２の配設位置を回避した位置に穿設された前記孔８を通じて、差動制限部材であるテーパリング６、７および左右のサイドギヤ４、５を挿入の後、軸方向へ組み付ける。次いで、前記サイドギヤ４、５およびテーパリング６、７における円弧状の各切欠き４Ｃ、５Ｃおよび６Ｃ、７Ｃを揃えて図１の状態にして形成されたピニオンギヤ投影面に対応する部分にピニオンギヤ３を噛合挿入する。その後、ピニオンギヤ３を噛合させたままでサイドギヤ６、７を円周方向に回動させ、孔８を回避したピニオン軸２の正規の配設位置までピニオンギヤ３を移動させた後、ピニオン軸２をデフケース１の外側から挿入して組付けを完了する。ピニオン軸２には抜止めピン１５が回転軸方向に挿入係止される。
【００１４】
図４は本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す平面および要部断面図である。本実施の形態のものは、図４（Ａ）に示すように、前記少なくとも一方のサイドギヤ５における円錐面を、ピニオンギヤ３の少なくとも最小歯数（１個）の歯形に対応して切り欠いた（５Ｃ）ことを特徴とする。図示の例では左右一対のサイドギヤの両方に切欠きが設けられる。図４（Ｂ）の例では、歯数２個の歯形に対応して切欠き（サイドギヤ５について切欠き５Ｃ、５Ｃが形成）が設けられる。なお、拡大図である図４（Ｃ）および断面図である図４（Ｄ）に明示するように、サイドギヤ５の円錐面に形成される切欠き５Ｃは、サイドギヤ５における歯底５Ｄよりは浅い位置に留められ、円錐面の強度および該円錐面をバックとした歯間ひいては歯自体の強度を確保できるように構成される。
【００１５】
図５は本発明の差動制限装置の第３実施の形態を示す全体断面図で、前記第１実施の形態のものに、差動制限部材として、サイドギヤ４、５と一体に回転する内側テーパリング９、１０を配設し、これら内側テーパリング９、１０における少なくとも一方（図示の例では両方）の内側テーパリングの円錐面を、前記第１実施の形態のものと同様に、少なくともピニオンギヤ３の投影面に対応して切り欠いたことを特徴とする。これらの内側テーパリング９、１０における各ディスク状部には、前記図３（Ａ）（Ｂ）に示したものと同様に、円周上複数の係止片９Ｂ、１０Ｂが形成され、前記サイドギヤ４、５の対応部位に形成された係止溝に係止されてサイドギヤ４、５と回転を共にする。したがって、デフケース１と回転を共にする前記テーパリング６、７の円錐面の内側と、内側テーパリング９、１０の円錐面の外側との間が摺動回転して、差動制限力が生じるように構成される。このような構成によって、テーパリング６、７および内側テーパリング９、１０のみを耐磨耗性の素材等にて構成することで、サイドギヤ４、５およびデフケース１は低磨耗性材質で済み、素材の選択の自由度が向上する。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、一体型デフケースの形状、形式、ピニオン軸の形状、配置、本数、デフケースへの挿入形態、サイドギヤの形状、形式、テーパリングの形状およびそのデフケースへの係止形態、内側テーパリングの形状およびそのサイドギヤへの係止形態、多板クラッチの形状、形式およびそのデフケースおよびサイドギヤへの配設形態、プレッシャリングの形状、形式およびそのサイドギヤおよびデフケースへの配設形態ならびにピニオン軸との間のカム形状、孔の形状（短辺側の形状をピニオンギヤ外形と略一致させてもよい。）、サイドギヤおよびテーパリング（内側テーパリングも）における切欠きの形状（図４の歯形に対応した切欠き形状はテーパリングにも採用できる）、数（組付効率上はピニオンギヤの数に対応した数の対を形成することを好適とするが、少なくとも最小数の切欠きとして該切欠きを利用して、１つのピニオンギヤの組付け後に、サイドギヤとピニオンギヤを相対回転させて前記組み付けたピニオンギヤを奥側に移動させた上で、前面に戻った切欠き部を利用して次のピニオンギヤを組み付けることも可能である。さらには、切欠きの数を多数としたり、全周にわたり切欠きが形成されることも本発明の範疇である）等については適宜採用できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤであり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠きを備えていることにより、必要最小限の大きさの孔の穿設によってデフケースの強度を確保しつつ、差動制限部材の組付けを可能にした一体型デフケースを採用することが可能になって、従来の分割型デフケースのような接合フランジ面の加工や精度に煩わされることもなく、部品が削減でき、キャリヤ等への軸組み時の仮組み精度も向上させることができる。しかも比較的小径のサイドギヤをクリアできればよい孔の大きさを小さくでき、孔の大きさの設定の自由度すなわち設計の自由度が向上する。さらに、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる。
【００２０】
また、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材が、サイドギヤとデフケースとの間の円錐面に介設されるとともに、前記差動制限部材として、デフケースと一体に回転するテーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面は、前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた切欠きが設けられていることにより、必要最小限の大きさの孔の穿設によってデフケースの強度を確保しつつ、差動制限部材の組付けを可能にした一体型デフケースを採用することが可能になって、従来の分割型デフケースのような接合フランジ面の加工や精度に煩わされることもなく、部品が削減でき、キャリヤ等への軸組み時の仮組み精度も向上させることができる。しかも、比較的小径のサイドギヤをクリアできればよい孔の大きさを小さくでき、孔の大きさの設定の自由度すなわち設計の自由度が向上する。さらに、デフケースの材質を選ぶことなく材質の選定の自由度が向上する上に、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる。
【００２１】
また、前記サイドギヤにおける円錐面に備えられた切欠きを、ピニオンギヤの少なくとも最小歯数の歯形に対応して切り欠いて形成した場合は、円錐面における切欠き面積を必要最小限として強度低下を防止し、歯自体の耐久性を低下させることも抑止できる。
かくして、本発明によれば、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置が提供される。
【００２２】
さらに、前記差動制限部材として、サイドギヤと一体に回転する内側テーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面を、少なくともピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた場合は、前述同様に、ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いたサイドギヤおよびテーパリングと組み合わせて、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる他、テーパリングおよび内側テーパリングのみを耐磨耗性の素材等にて構成することで、サイドギヤおよびデフケースは低磨耗性材質で済み、素材の選択の自由度がさらに向上する。
さらにまた、前記差動制限部材として、サイドギヤ背面とデフケース内側面との間に多板クラッチを配設して構成した場合は、円錐面加工が不要な単純な構成の平板状のクラッチ部材の配設により構成された差動制限装置にも一体型デフケースが採用できる。
【００２３】
また、前記差動制限部材として、前記ピニオン軸との周方向相対移動にて軸動する一対のプレッシャリングを介して前記多板クラッチが配設された場合は、前述同様に、円錐面加工が不要な単純な構成の平板状のクラッチ部材の配設により構成された差動制限装置にも一体型デフケースが採用できる上に、ピニオンギヤとサイドギヤとの間の噛合反力に加えて、プレッシャリングとピニオン軸との間のカム作用によるスラスト力により大きな差動制限力を発生させることができる。
さらに、前記差動制限部材を、周方向に分割して組み付けることを可能に構成した場合は、孔における長辺の長さをさらに小さくできて、孔の大きさの設定自由度が向上する。
かくして、本発明によれば、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示し、差動制限部材を組み付けるための孔の部分を含む１層テーパリング型の差動制限装置の外面図である。
【図２】同、全体断面図である。
【図３】同、図３（Ａ）（Ｂ）は差動制限部材であるテーパリングの斜視図および側断面図である。
【図４】本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す平面および要部断面図である。
【図５】本発明の差動制限装置の第３実施の形態を示す全体断面図である。
【図６】従来の差動制限装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１ デフケース
１Ａ ラグ溝
１Ｂ 係止溝
２ ピニオン軸
３ ピニオンギヤ
４ 左サイドギヤ
４Ｃ 切欠き
５ 右サイドギヤ
５Ｃ 切欠き
６ 左テーパリング（差動制限部材）
６Ｃ 切欠き
７ 右テーパリング（差動制限部材）
７Ａ 円錐面
７Ｂ 係止片
７Ｃ 切欠き
８ 孔
８Ｓ 短辺
８Ｌ 長辺
９ 左内側テーパリング（差動制限部材）
１０ 右内側テーパリング（差動制限部材）
１１ 左多板クラッチ（差動制限部材）
１２ 右多板クラッチ（差動制限部材）
１３ 左プレッシャリング（差動制限部材）
１４ 右プレッシャリング（差動制限部材）
Ｌ デフケース回転軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置は、格別な制御手段を設けずとも、機械的な機構のみで容易に差動制限力を得ることができることから広く採用されている。図６に示したものは、特公昭４６−８２０７号公報に開示された差動制限装置で、デフケース１１０（左右のデフケース１１１、１１２からなる）の回転駆動力を、デフケース１１０の回転軸に直交して固定されたピニオン軸１１３に軸支されたピニオンギヤ１１４と、これの左右両側から傘歯噛合する左右のサイドギヤ１１５、１１６から構成される差動歯車によって、前記左右のサイドギヤ１１５、１１６にトルク配分して伝達するものであり、前記ピニオンギヤ１１４と左右のサイドギヤ１１５、１１６との間の噛合反力によって互いに離反するサイドギヤ１１５、１１６がその背面に介設されたプレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０（それぞれデフケース１１１、１１２と回転を共にする）に圧接して差動制限力を得るように構成されるとともに、前記テーパリング１１９、１２０間に介設されたばね１２１によって牽引されて差動制限のためのイニシャルトルクを発生するように構成されたものである。
【０００３】
このような構成の差動制限装置によって、通常の直進走行時にはエンジンからの駆動力によりデフケース１１０からの所定の駆動力を受けてピニオンギヤ１１４と噛合する左右の各サイドギヤ１１５、１１６に均等にその駆動力が伝達される。その際、左右の駆動輪の走行抵抗がほぼ同じであり、ピニオンギヤ１１４は静止状態にて噛合反力にて各サイドギヤ１１５、１１６を離反させ、プレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０を介してデフケース１１０との間を一体化させて、強固な駆動力が得られる。また、走行中の軽度のスリップ時には、ばね１２１によって発生したイニシャルトルクにより適度の差動制限力が得られ、さらに、車両が泥濘地等の悪路に遭遇して片輪空転等により過剰な差動作用が発生しようとした場合にも、ばね１２１による予圧がピニオンギヤ１１４とサイドギヤ１１５、１１６との間に噛合反力を効果的に生じさせて、サイドギヤ１１５と１１６とを離反させてデフケース１１１、１１２それぞれとの内壁面との間に差動制限力を発生させて、低速車輪側にも駆動力が伝達され、悪路での脱出性能を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の差動制限装置においては、差動制限部材である比較的大径の部品であるプレッシャプレート１１７、１１８およびテーパリング１１９、１２０等をデフケース１１０内に組み付ける必要があることから、デフケース１１０を軸方向で左右に２分割して左デフケース１１１と右デフケース１１２とし、差動歯車や差動制限部材を組み付け収容した後に、左右のデフケース１１１、１１２を締結ボルト１２２によって締結一体化していた。そのため、左右のデフケース１１１、１１２における接合フランジ面に高い加工精度が要求される上に締結ボルト等の余分な部品が必要とされ、さらには、デフケース１１０左右のベアリング取付面やデフケース駆動ギヤ取付面の精度を確保するため、デフケース１１１、１１２を仮組みした上での該部加工が必要である等、コストアップや作業効率の低下を招いていた。
【０００５】
そこで本発明では、前記従来の差動制限装置の諸課題を解決して、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤであり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠きを備えていることを特徴とする。また本発明は、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材が、サイドギヤとデフケースとの間の円錐面に介設されるとともに、前記差動制限部材として、デフケースと一体に回転するテーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面は、前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた切欠きが設けられていることを特徴とする。また本発明は、前記サイドギヤにおける円錐面に備えられた切欠きを、ピニオンギヤの少なくとも最小歯数の歯形に対応して切り欠いて形成したことを特徴とするもので、２分割型デフケースの諸欠点を解消した上で、比較的小さい孔を通じて差動制限部材を組み付けることが可能で、低コストである。
【０００７】
【実施の形態】
以下、本発明の差動制限装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３（Ａ）（Ｂ）は本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示し、図１は差動制限部材を組み付けるための孔の部分を含む１層テーパリング型の差動制限装置の外面図、図２は同、全体断面図、図３（Ａ）（Ｂ）は差動制限部材であるテーパリングの斜視図および側断面図である。本発明の差動制限装置は、図１に示すように、デフケース１の回転軸Ｌに直交して配設されるピニオン軸２（図２参照）と該ピニオン軸２に軸支されたピニオンギヤ３と該ピニオンギヤ３の両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤ４、５とを備える差動装置の前記デフケース１とサイドギヤ４、５との間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケース１を周面に孔８を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔８を、前記ピニオンギヤ３および差動制限部材７（サイドギヤ４、５も差動制限部材を構成する。）が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材７はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤ４、５であり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケース１への組付け状態において前記孔８に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ３投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠き５Ｃを備えていることを特徴とする。好適には、図示の例のように、ピニオンギヤ３が通過可能な短辺８Ｓと差動制限部材７が通過可能な長辺８Ｌとで孔８が構成される。
【０００８】
以下に詳述すると、本実施の形態のものは、低コストの１層テーパリング型の差動制限装置に適用された例で、図２に示すように、一体構造のデフケース１と該デフケース１の内部に収容される差動歯車からなる差動装置および差動制限部材から構成される。前記デフケース１の回転軸Ｌに直交してピニオン軸２が配設され、該ピニオン軸２に軸支されたピニオンギヤ３と、該ピニオンギヤ３の両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤ４、５とから差動装置が構成される。そして、デフケース１の外周面の前記ピニオン軸２の配設位置を回避した位置に図１に示したような孔８が穿設される。該孔８は一体構造のデフケース１でも、サイドギヤ４、５等を含む差動制限部材（本実施の形態ではテーパリング６、７）を外部から挿入して組み付けることを可能にするために穿設され、デフケース１が軸支されるキャリヤ内での潤滑油の循環や、冷却機能を有し、さらには軽量化にも寄与するものである。
【０００９】
本実施の形態における差動制限部材は、図３（Ａ）（Ｂ）に示す（右サイドギヤ５側についてのみ例示するが、左サイドギヤ４側も同様である）ように、サイドギヤ５とデフケース１との間の円錐面に介設されるお碗形状のテーパリング７から構成される。テーパリング７のディスク状部に形成された円周上複数の係止片７Ｂが、前記デフケース１の内側面の対応部位に形成された係止溝１Ｂに係止されてデフケース１と回転を共にする。テーパリング７の円錐面７Ａが前記サイドギヤ５とデフケース１との間に位置して、ピニオンギヤ３とサイドギヤ５、６との間の噛合反力に基づいてサイドギヤ５、６の軸方向の離反によって、サイドギヤ５の背面との間に差動制限力を発生するように構成されている。
【００１０】
デフケース１の周面に穿設された前記孔８は、図１に例示するように、少なくともピニオンギヤ３が通過可能な短辺８Ｓ（ピニオンギヤ３の外径より僅か大きい）と差動制限部材であるテーパリング７が通過可能な長辺８Ｌ（テーパリング７の外径より僅か大きい）とから構成される。そして、少なくとも一方のテーパリング７の円錐面７Ａを、少なくともピニオンギヤ３投影面に対応して切り欠いて（円弧状の）切欠き７Ｃを設けた（図示の例では直径対向位置に一対を設けた）。さらに、同様に、前記少なくとも一方のサイドギヤ５における円錐面を、少なくともピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いて（円弧状の）切欠き５Ｃを設けた（図示の例では直径対向位置に一対を設けた）ものである。サイドギヤやテーパリングの摺動面が犠牲になって（小さくなる）もよければ、これらの円弧状の切欠きに代えて、全周を切り欠いてもよい。この場合は、サイドギヤ５およびテーパリング７の切欠き縁は、前記図１における孔８の長辺に沿う縁部と重なる。そしてこの場合は、ピニオンギヤ３のサイドギヤ５およびテーパリング７への噛合組付け時の位置合せが不要となる。
【００１１】
一対のテーパリング６、７およびサイドギヤ４、５の一方のみに切欠きが設けられた場合は、ピニオンギヤ３をやや傾斜させて、切欠きが設けられていない他方側に組み付けてから、切欠きが設けられた一方側の切欠きに整合させることでピニオンギヤ３を一対のテーパリング６、７およびサイドギヤ４、５に組み付けることができる。これらの組付形態は後述する内側テーパリング９、１０へのピニオンギヤ３の組付けについても同様である。なお、他の部品との関係でデフケース１の外径寸法が規制される場合に、ピニオン軸孔部の周囲のデフケース１の内周側に補強のための肉盛り補強部が形成されるが、テーパリング６および７を軸方向に組み付ける際に、円弧状の切欠き（後述の図３（Ａ）（Ｂ）に切欠き７Ｃの例が明示）の存在によって、前記肉盛り補強部と干渉せずにクリアすることができる。
【００１２】
以上のように構成したので、デフケース１の周面におけるピニオン軸２の配設位置を回避した位置に穿設された前記孔８を通じて、差動制限部材であるテーパリング６、７および左右のサイドギヤ４、５を挿入の後、軸方向へ組み付ける。次いで、前記サイドギヤ４、５およびテーパリング６、７における円弧状の各切欠き４Ｃ、５Ｃおよび６Ｃ、７Ｃを揃えて図１の状態にして形成されたピニオンギヤ投影面に対応する部分にピニオンギヤ３を噛合挿入する。その後、ピニオンギヤ３を噛合させたままでサイドギヤ６、７を円周方向に回動させ、孔８を回避したピニオン軸２の正規の配設位置までピニオンギヤ３を移動させた後、ピニオン軸２をデフケース１の外側から挿入して組付けを完了する。ピニオン軸２には抜止めピン１５が回転軸方向に挿入係止される。
【００１４】
図４は本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す平面および要部断面図である。本実施の形態のものは、図４（Ａ）に示すように、前記少なくとも一方のサイドギヤ５における円錐面を、ピニオンギヤ３の少なくとも最小歯数（１個）の歯形に対応して切り欠いた（５Ｃ）ことを特徴とする。図示の例では左右一対のサイドギヤの両方に切欠きが設けられる。図４（Ｂ）の例では、歯数２個の歯形に対応して切欠き（サイドギヤ５について切欠き５Ｃ、５Ｃが形成）が設けられる。なお、拡大図である図４（Ｃ）および断面図である図４（Ｄ）に明示するように、サイドギヤ５の円錐面に形成される切欠き５Ｃは、サイドギヤ５における歯底５Ｄよりは浅い位置に留められ、円錐面の強度および該円錐面をバックとした歯間ひいては歯自体の強度を確保できるように構成される。
【００１５】
図５は本発明の差動制限装置の第３実施の形態を示す全体断面図で、前記第１実施の形態のものに、差動制限部材として、サイドギヤ４、５と一体に回転する内側テーパリング９、１０を配設し、これら内側テーパリング９、１０における少なくとも一方（図示の例では両方）の内側テーパリングの円錐面を、前記第１実施の形態のものと同様に、少なくともピニオンギヤ３の投影面に対応して切り欠いたことを特徴とする。これらの内側テーパリング９、１０における各ディスク状部には、前記図３（Ａ）（Ｂ）に示したものと同様に、円周上複数の係止片９Ｂ、１０Ｂが形成され、前記サイドギヤ４、５の対応部位に形成された係止溝に係止されてサイドギヤ４、５と回転を共にする。したがって、デフケース１と回転を共にする前記テーパリング６、７の円錐面の内側と、内側テーパリング９、１０の円錐面の外側との間が摺動回転して、差動制限力が生じるように構成される。このような構成によって、テーパリング６、７および内側テーパリング９、１０のみを耐磨耗性の素材等にて構成することで、サイドギヤ４、５およびデフケース１は低磨耗性材質で済み、素材の選択の自由度が向上する。
【００１８】
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、一体型デフケースの形状、形式、ピニオン軸の形状、配置、本数、デフケースへの挿入形態、サイドギヤの形状、形式、テーパリングの形状およびそのデフケースへの係止形態、内側テーパリングの形状およびそのサイドギヤへの係止形態、多板クラッチの形状、形式およびそのデフケースおよびサイドギヤへの配設形態、プレッシャリングの形状、形式およびそのサイドギヤおよびデフケースへの配設形態ならびにピニオン軸との間のカム形状、孔の形状（短辺側の形状をピニオンギヤ外形と略一致させてもよい。）、サイドギヤおよびテーパリング（内側テーパリングも）における切欠きの形状（図４の歯形に対応した切欠き形状はテーパリングにも採用できる）、数（組付効率上はピニオンギヤの数に対応した数の対を形成することを好適とするが、少なくとも最小数の切欠きとして該切欠きを利用して、１つのピニオンギヤの組付け後に、サイドギヤとピニオンギヤを相対回転させて前記組み付けたピニオンギヤを奥側に移動させた上で、前面に戻った切欠き部を利用して次のピニオンギヤを組み付けることも可能である。さらには、切欠きの数を多数としたり、全周にわたり切欠きが形成されることも本発明の範疇である）等については適宜採用できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤであり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠きを備えていることにより、必要最小限の大きさの孔の穿設によってデフケースの強度を確保しつつ、差動制限部材の組付けを可能にした一体型デフケースを採用することが可能になって、従来の分割型デフケースのような接合フランジ面の加工や精度に煩わされることもなく、部品が削減でき、キャリヤ等への軸組み時の仮組み精度も向上させることができる。しかも比較的小径のサイドギヤをクリアできればよい孔の大きさを小さくでき、孔の大きさの設定の自由度すなわち設計の自由度が向上する。さらに、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる。
【００２０】
また、デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材が、サイドギヤとデフケースとの間の円錐面に介設されるとともに、前記差動制限部材として、デフケースと一体に回転するテーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面は、前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた切欠きが設けられていることにより、必要最小限の大きさの孔の穿設によってデフケースの強度を確保しつつ、差動制限部材の組付けを可能にした一体型デフケースを採用することが可能になって、従来の分割型デフケースのような接合フランジ面の加工や精度に煩わされることもなく、部品が削減でき、キャリヤ等への軸組み時の仮組み精度も向上させることができる。しかも、比較的小径のサイドギヤをクリアできればよい孔の大きさを小さくでき、孔の大きさの設定の自由度すなわち設計の自由度が向上する。さらに、デフケースの材質を選ぶことなく材質の選定の自由度が向上する上に、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる。
【００２１】
また、前記サイドギヤにおける円錐面に備えられた切欠きを、ピニオンギヤの少なくとも最小歯数の歯形に対応して切り欠いて形成した場合は、円錐面における切欠き面積を必要最小限として強度低下を防止し、歯自体の耐久性を低下させることも抑止できる。
かくして、本発明によれば、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置が提供される。
【００２２】
さらに、前記差動制限部材として、サイドギヤと一体に回転する内側テーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面を、少なくともピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた場合は、前述同様に、ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いたサイドギヤおよびテーパリングと組み合わせて、左右のサイドギヤ間の距離を小さくしてコンパクトでありながら比較的大きなサイズのピニオンギヤの噛合組付けを可能としながら、差動制限部材とサイドギヤとの間の円錐摩擦面の面積を可及的に大きく採ることができる他、テーパリングおよび内側テーパリングのみを耐磨耗性の素材等にて構成することで、サイドギヤおよびデフケースは低磨耗性材質で済み、素材の選択の自由度がさらに向上する。
さらにまた、前記差動制限部材として、サイドギヤ背面とデフケース内側面との間に多板クラッチを配設して構成した場合は、円錐面加工が不要な単純な構成の平板状のクラッチ部材の配設により構成された差動制限装置にも一体型デフケースが採用できる。
【００２３】
また、前記差動制限部材として、前記ピニオン軸との周方向相対移動にて軸動する一対のプレッシャリングを介して前記多板クラッチが配設された場合は、前述同様に、円錐面加工が不要な単純な構成の平板状のクラッチ部材の配設により構成された差動制限装置にも一体型デフケースが採用できる上に、ピニオンギヤとサイドギヤとの間の噛合反力に加えて、プレッシャリングとピニオン軸との間のカム作用によるスラスト力により大きな差動制限力を発生させることができる。
さらに、前記差動制限部材を、周方向に分割して組み付けることを可能に構成した場合は、孔における長辺の長さをさらに小さくできて、孔の大きさの設定自由度が向上する。
かくして、本発明によれば、比較的小さな孔にて差動制限部材の組付けを可能にして、一体型のデフケースの採用を容易にした、低コストな差動制限装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示し、差動制限部材を組み付けるための孔の部分を含む１層テーパリング型の差動制限装置の外面図である。
【図２】同、全体断面図である。
【図３】同、図３（Ａ）（Ｂ）は差動制限部材であるテーパリングの斜視図および側断面図である。
【図４】本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す平面および要部断面図である。
【図５】本発明の差動制限装置の第３実施の形態を示す全体断面図である。
【図６】従来の差動制限装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１ デフケース
１Ａ ラグ溝
１Ｂ 係止溝
２ ピニオン軸
３ ピニオンギヤ
４ 左サイドギヤ
４Ｃ 切欠き
５ 右サイドギヤ
５Ｃ 切欠き
６ 左テーパリング（差動制限部材）
６Ｃ 切欠き
７ 右テーパリング（差動制限部材）
７Ａ 円錐面
７Ｂ 係止片
７Ｃ 切欠き
８ 孔
８Ｓ 短辺
８Ｌ 長辺
９ 左内側テーパリング（差動制限部材）
１０ 右内側テーパリング（差動制限部材）
１１ 左多板クラッチ（差動制限部材）
１２ 右多板クラッチ（差動制限部材）
１３ 左プレッシャリング（差動制限部材）
１４ 右プレッシャリング（差動制限部材）
Ｌ デフケース回転軸
Claims (3)
- デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材はギヤ部の背面に形成された円錐面を備えた前記一対のサイドギヤであり、前記少なくとも一方のサイドギヤにおける円錐面は前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して前記ギヤ部の歯底より浅い位置に留めて形成された切欠きを備えていることを特徴とする差動制限装置。
- デフケースの回転軸に直交して配設されるピニオン軸と該ピニオン軸に軸支されたピニオンギヤと該ピニオンギヤの両側に傘歯噛合して差動配分された駆動力を取り出す左右一対のサイドギヤとを備える差動装置の前記デフケースとサイドギヤとの間にて差動制限力を発生させるように構成された差動制限装置において、前記デフケースを周面に孔を穿設した一体構造に構成するとともに、前記孔を、前記ピニオンギヤおよび差動制限部材が通過可能な形状に構成し、前記差動制限部材が、サイドギヤとデフケースとの間の円錐面に介設されるとともに、前記差動制限部材として、デフケースと一体に回転するテーパリングを配設し、該少なくとも一方のテーパリングにおける円錐面は、前記デフケースへの組付け状態において前記孔に対向して露出して配置されるとともに、前記ピニオンギヤ投影面に対応して切り欠いた切欠きが設けられていることを特徴とする差動制限装置。
- 前記サイドギヤにおける円錐面に備えられた切欠きを、ピニオンギヤの少なくとも最小歯数の歯形に対応して切り欠いて形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の差動制限装置。
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