JP4676416B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents
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Description
このように回転差を両軸に与え、回転力を等分してホイールに伝達するもので、2個のサイドギヤと2個から4個のピニオンギヤが組み付けられ、両者は互いに噛みみ合っている。
作動は、平坦な道路を直進する場合は、ピニオンギヤは両サイドギヤの楔の役目をして、両サイドギヤと一緒に回転し、左右のホイールに等しい回転を伝える。
したがって、外側の回転は増速することになる。
すなわち、外側ホイールは内側ホイールより多く回転し、自動車の方向転換が容易となる。
そこで、エンジンからの動力を伝える方法として、自動車レースのラリーなどでは、デファレンシャル装置のピニオンギヤとサイドギヤを溶接して、走る方法があった。
これは、内輪差を無視した方法であるが、ラリーは土の道が多く、またカーブなども遠心力がかかり、内側のタイヤは殆ど宙に浮いた状態になるので、デファレンシャル装置は不要であった。
この内輪差と、宙に浮いて動力が伝わらない状態を無くすようにして、必要なときだけデファレンシャル装置を有効に使える方法として、
一方、アクチュエータがクラッチ部材を作動して摩擦クラッチを締結させると、摩擦クラッチはピニオンギヤとサイドギヤの噛み合い反力によって自動的に作動制限するようになる。
したがって、脱輪や悪路などで一方の車輪が空転しても、摩擦クラッチがサイドギヤの噛み合い反力によって押圧されて差動制御機能を得ることができ、脱輪からの脱出や悪路走行性を向上することができる。
しかし、大まかに見てもアクチュエータとクラッチ部材と摩擦クラッチ部分を新たに作らなければならず、コストが高くなっていたので一般的ではなかった。
したがって、毎秒1回転以上の回転差は不要である。
そこで、最も差動装置が必要とするときは、路面が滑りにくくスピードを出していない状態で、カーブを曲がるときにハンドルが切れず、大きく膨らんで脱輪してしまう。
このとき路面が滑り易いか、スピードを出して方輪が浮いた状態でカーブを曲がるときには、差動装置は必要ない。
最高毎秒1回転の回転のうち、通常は毎秒10分の1回転が精々で、カーブを曲がるときに抵抗にならない条件を満たす部材として、ゴムやスポンジのうち、低反発部材などを利用すると、速く潰すと力が要り、ゆっくり押すと余り力が要らない。
また、毎秒1回転以上の回転差ができないようにしたことで、従来はピニオンギャ(2)は毎秒20回転の回転に絶える堅固な物に設計していが、貧弱な物で良い。
そこで、これらの条件を鑑みて、サイドギヤ(1)に回転差ができピニオンギヤ(2)が回転するとき抵抗があって、毎秒1回転以上の回転差ができないように、サイドギヤ(1)とピニオンギヤ(2)に弾性リング(4)のゴムリングを噛ませて制御するデファレンシャル装置を提供するものである。
その溝(3)は、傘車の外端部(11)を残すように溝(3)を彫り、その溝(3)の中に、少し小さい内径の弾性リング(4)を広げて装着する。
そのサイドギヤ(1)とピニオンギヤ(2)を、デフケース(5)の中へ組み込むみ、デフケース(5)全体をリンクギヤ(8)が回す。
そのリンクギヤ(8)は、駆動軸(9)より駆動ギヤ(10)によって回すことで目的を達成した。
その溝(3)は、傘車の外端部(11)を残すように溝(3)を彫り、その溝(3)の中に、少し小さい内径の弾性リング(4)を広げて装着する。
ピニオンギヤ(2)はリンクギヤ(8)に取り付けてあり、リンクギヤ(8)は凸サイドギヤ(1a)のシャフトに回転自在に取り付け、凹サイドギヤ(1b)とピニオンギヤ(2)を接触させることでリンクギヤ(8)は固定される。
そして、凸サイドギヤ(1a)と凹サイドギヤ(1b)はデフケース(5)が無いため、凹サイドギヤ(1b)の凹部分に凸サイドギヤ(1a)の凸部分にはめ込む。
また、組み立てるとき弾性リング(4)を潰し、離れるのを防ぐため凸サイドギヤ(1a)にはキーの入る溝が付いてあり、凹サイドギヤ(1b)にもキーを取り付ける穴があり、キー(13)を挿入することで離れるのを防ぎ、自在に回転する。
そして、リンクギヤ(8)がギヤを介して回すことによって車輪に動力が伝わることで目的を達成した。
(イ)従来からある差動装置のサイドギヤとピニオンギヤにゴムリングを取り付けるだけで、差動の制御ができるため、従来の差動制御装置よりも簡単である。
(ロ)サイドギヤとピニオンギヤの改造でよいためコストが少ない。
(ハ)本発明のデファレンシャル装置の差動は、何時も抵抗が加わっているが、差動は多くなれば多くなるほど抵抗が増すから、理想的な差動制御が行われる。
その溝(3)は、図3のサイドギヤ(1)の正面図を参照して説明すると、傘車の外端部(11)を傷つけないように、図4の形状に旋盤などで削り弾性リング(4)が入るようにする。
それと同じくピニオンギヤ(2)も削り弾性リング(4)が入るようにする。
その溝(3)に、内径が少し小さい弾性リング(4)を広げて取り付け、デフケース(5)の中へ組み込んだ図が、図2の断面図である。
デフケース(5)内のサイドギヤ(1)は、傘車に弾性リング(4)を取り付けたため、傘車はピニオンギヤ(2)から離れるように力がかかり、サイドギヤ(1)はデフケース(5)に押しつけられるが、デフケース(5)内の摩擦は走るのには関係ないことと、毎秒1回転以上の回転は必要ないので、抵抗が手で回るぐらいなら無視して良い。
このカーブをもっと早く曲がろうとすると、内側の車輪は宙に浮き、左右のサイドギヤ(1)の回転差が起きると、ピニオンギヤ(2)は毎秒1回転以上では回らないように設計しているので、回るのに抵抗になった分だけ外側の車輪に動力が伝わる。
また、ぬかるみなどで片側の車輪が空転したときも同じく、ピニオンギヤ(2)の抵抗が、もう一方の車輪に伝わり動力となる。
最も差動装置が必要とするときは、路面が滑りにくく、スピードを出していない状態でカーブを曲がるとき、ハンドルが切れず大きく膨らんで脱輪するので、毎秒1回転以内のピニオンギヤ(2)の回転はできるようにする。
(イ)請求項2の電動車の差動装置を、改造して実験した理由は、自動車に比べて小さく、データが取易ためである。
図8の断面図は改造する前の差動装置で、図9の断面図は分解したときの図である。
その図を参照して説明すると、ピニオンギヤ(2)をリンクギヤ(8)に取り付け、リンクギヤ(8)は凸サイドギヤ(1a)のシャフトに回転自在に取り付け、凹サイドギヤ(1b)を接触させることでリンクギヤ(8)は図8のように連動して動く。
図6は改造した断面図で、図7は分解した断面図である。
まず溝(3)は、図3のサイドギヤ(1)の正面図を参照して説明すると、傘車の外端部(11)を少し残して、傘車の接触面(12)にあたる所を2ミリ残すように削った。
もう一方の端は、傘車の外端部(11)傷つけないように、図4の形状に旋盤などで削り、削った幅は3.5ミリで、深さは図1の噛み合ったときに半分になるように削る。
そのとき外端部(11)を削るとどうしてもギヤを削ってしまうので、弾性リング(4)を傷つけてしまうため、傷を付けないように角を取らなければならない。
また、弾性リング(4)は補修用Oリングの断面3.5ミリで、内径を30ミリを広げて装着した。
そして、凸サイドギヤ(1a)と凹サイドギヤ(1b)はデフケース(5)が無いため凹サイドギヤ(1b)の凹部分に凸サイドギヤ(1a)の凸部分を挿入させる。
図6のように、組み立てるのに弾性リング(4)を潰し離れるのを防ぐため、凸サイドギヤ(1a)にはキーの入る溝が付いてあり、凹サイドギヤ(1b)にもキーを取り付ける穴があり、キー(13)で離れるのを防ぎデフケース(5)の変わりをする。
このカーブをもっと早く曲がろうとすると、内側の車輪は宙に浮き、凸サイドギヤ(1a)と凹サイドギヤ(1b)の回転差が起きると、ピニオンギヤ(2)が回るのに抵抗になった分だけ外側の車輪に動力が伝わるため、スピードが落ちないので転倒しないように注意する。
また、ぬかるみなどで片側の車輪が空転したときも同じく、ピニオンギヤ(2)の抵抗がもう一方にかかるため脱出できる。
また、路面が滑りにくく、スピードを出していない状態でカーブを曲がるときは差動装置が動き、ハンドルが切れず大きく膨らんで脱輪することは無く、毎秒1回転以内のピニオンギヤ(2)の回転はできようになっていので、どこを改造したか分からない。
2 ピニオンギヤ
3 溝
4 弾性リング
5 デフケース
6 歯
7 ピニオンシャフト
8 リンクギヤ
9 駆動軸
10 駆動ギヤ
11 外端部
12 接触面
13 キー
Claims (2)
- サイドギヤ(1)どうしに挟まれたピニオンギヤ(2)の回転を制御するため、該サイドギヤ(1)の傘車と、該ピニオンギヤ(2)の傘車に溝(3)を付け、
該溝(3)は、傘車の外端部(11)と接触面(12)の間に溝を彫り、該溝(3)の中に、該溝(3)部分の外径よりも小さい内径の弾性リング(4)を広げて装着し、デフケース(5)の中へ組み込み、
該デフケース(5)全体をリンクギヤ(8)が回し、
該リンクギヤ(8)は、駆動軸(9)より駆動ギヤ(10)によって回すことを特徴とするデファレンシャル装置。 - 凸サイドギヤ(1a)と凹サイドギヤ(1b)に挟まれたピニオンギヤ(2)の回転を制御するため、該凸サイドギヤ(1a)と該凹サイドギヤ(1b)の傘車と、該ピニオンギヤ(2)の傘車に溝(3)を付け、
該溝(3)は、傘車の外端部(11)と接触面(12)の間に溝を彫り、該溝(3)の中に、該溝(3)部分の外径よりも小さい内径の弾性リング(4)を広げて装着し、
前記ピニオンギヤ(2)はリンクギヤ(8)に取り付けてあり、該リンクギヤ(8)は前記凸サイドギヤ(1a)のシャフトに回転自在に取り付け、前記凹サイドギヤ(1b)と前記ピニオンギヤ(2)を接触させることで該リンクギヤ(8)は固定され、
該凸サイドギヤ(1a)と該凹サイドギヤ(1b)はデフケース(5)が無いため、該凹サイドギヤ(1b)の凹部分に該凸サイドギヤ(1a)の凸部分を嵌め込み、
また、組み立てるとき弾性リング(4)を潰し、離れるのを防ぐため該凸サイドギヤ(1a)にはキーの入る溝が付いてあり、該凹サイドギヤ(1b)にもキーを取り付ける穴があり、キー(13)を挿入することで離れるのを防ぎ、自在に回転し、
そして、前記リンクギヤ(8)をモータがギヤを介して回すことで動力が車輪に伝わることを特徴とするデファレンシャル装置。
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