JPH01135945A - ウォームギア式ディファレンシャルのバイアス比均等化機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の差動装置に関し、特にその左右輪バイア
ス比の均等化機構に関する。本発明の装置は差動制限装
置として用いられる。

（従来の技術） 従来のウオームギア式差動制限装置として、米国特許第
４，４９１，０３５号公報記載のものがある。これを第
３図に示す。

同図において、アクスルシャフト　１１８及び１２０に
、それぞれ、スプライン嵌合する左右のウオームギア（
ドライブギア）１２２　、１２４はこれら対向面間にス
ラストエレメント　１Ｂ４を挟持し両者はこのエレメン
ト１６４を介して軸方向に接触してデフケース１１２内
に対向して配されている。これらウオームギアの歯は同
じ方向にねじれている。

左右両輪の抵抗が等しいときは、リングギア１１７を介
してデフケース°１１２に伝達された回転は、このケー
ス　１１２にシャフト　１２７回わりに回転可能に支承
されるウオームホイール１３６．及びこれとかみ会うウ
オームギア’　１２２及び１２４を介して各アクスルシ
ャフトに伝達され、車両の直進走行か行われる。このと
き、デフケース、ウオームギア及びウオームホイールは
一体となって回転する。

泥地、雪道等で片輪にスリップが発生し。

両輪間に抵抗差が生じると、差動装置が作動し。

ウオームギアとウオームホイール間、ウオームギアとデ
フケース間及び左右ウオームギア間に、それぞれ、相対
運動が起こる。これら相対運動面には伝達トルクにより
発生したスラスト力により摩擦トルクが発生する。これ
ら摩擦トルクによりトルクバイアス効果を得るものであ
る。

（発明により解決すべき問題点） 上記従来装置では、左右ウオームギア１２２及び１２４
は、これら対向面間にスラストエレメント１８４を挟持
し、これを介して両者は軸方向に対向して接触している
。このために、伝達トルクにより各つ第一ムギアに発生
するスラスト力は、デフケースの回転方向に応じて一方
のウオームギアに発生したスラスト力が他方のウオーム
ギアに作用し、左右ウオームギア間でスラスト力の干渉
を生ぜしむる。例えば、スペーサ１８０を介してデフケ
ース　１１２と接触する側のウオームギア１２４の受け
るスラスト力Ｆは、このウオームギア自体のウオームホ
イール　１３Ｂとのかみ合いにより発生するスラスト力
Ｆ１に、もう一方のウオームギア　１２２のウオームホ
イール１３Ｂとのかみ合いにより発生するスラスト力Ｆ
２が加わったＦ−Ｆ１＋Ｆ２となる。つまり、ウオーム
ギア　１２４はこれに当接するウオームギア１２２の干
渉を受け、そのスラスト力はＦ２が加算された形となる
。

このために、これらのスラスト力により発生する１ｆ擦
トルクは左右で異なる値となる。この摩擦トルクが、左
右両輪の相対回転に応じて、各輪の駆動トルクに加算さ
れたり減算されたりする。このとき、その摩擦トルクの
値が左右で異なるため、左右輪スリップ時に、それぞれ
発生するトルクバイアス比が左右で異なる結果となる。

そのために、車両の左右旋回時のステアリング特性に差
が生じ、互いに異なった重両運びを示し、車両の操縦安
定性に悪影響を及ぼすという欠点がある。

上記欠点を解消するために、−案として、左右ウオーム
ギアの歯のねじれ方向を互いに逆向きにして各ウオーム
ギアにかかるスラスト力を互いに逆向きに作用させ、こ
れによりスラスト力の干渉を排除するようにすることが
考えられる。しかしながら、ただ単に歯形成を逆向きと
しただけでは回転方向の関係で差動機能しない。そこで
、左右ウオームホイールの間に回転方向を調整するアイ
ドラギアを入れる必要がある。このような従来技術とし
て、米国特許第４．４９１．０３８号公報に示すものが
ある。これを第４図に示す。同図において、アイドラギ
ア（中間トランスファギア）２３４は、トランスファギ
ア　２３０とトランスファギア２３２との間に配され、
このアイドラギア２３４を介して両トランスファギア２
３０と　２３２とはかみ合っている。

しかしながら、この従来技術は、アイドラギアを介在さ
せる必要があるために、その分デフケースの軸長が長く
なるという大きな欠点を有する。

また左右ウオームギアの歯のねじれ方向が互いに逆向き
になっているので、左右側ギアの共通使用ができず、２
種類のウオームギアを必要とする。

更にまた。アイドラギア（通常３個）、及びこれを支承
するシャフト等の部品が増え、−がっデフケースへのシ
ャフト穴加工等も必要となり、コストアップ要因となる
等の欠点を有する。

よって２本発明は、上記従来技術の問題点を解消する新
規な差動装置のバイアス比均等化機構を提供することを
目的とする。

（発明による問題点の解決手段） 本発明のウオームギア式ディファレンシャルのバイアス
比均等化機構は、冒頭に記載の差動装置において、前記
回転部材の両側壁部を貫通して該壁部に、それぞれ１回
転可能に離間して支承される前記第１及び第２のウオー
ムギアと当該各壁部との間にラジアル方向に延在する対
向面を形成し、該対向面間にスラスト部材を配設し、該
各スラスト部材は同一のスラスト部材同一のすべり摩擦
力を発生する摩擦面を有し、該スラスト部材を介して該
各ウオームギアを該缶壁部に軸方向に固定し、該各ウオ
ームギアに発生するスラスト力により該スラスト部材と
該壁部との間に摩擦トルクを発生させることを特徴とす
る。

（実施例） 以下２本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は２本発明のウオームギア式ディファレンシャルのバ
イアス比均等化機構の一実施例を示す断面図、第２図は
その平面図である。

第１図において、ウオームギア３及び４は、軸線Ａ−Ａ
上に直列に配されている。これらウオームギア３及び４
の小径部３ａ及び４ａには、それぞれ、出力フランシロ
及び１０がスプライン１６及び１７嵌合されている。出
力フランシロは、スプライン１６により回転方向に固定
されると共に、その−端面６ａをウオームギア３の小径
部３ａと中径中間部３ｂとで形成される段部３Ｃに当接
させ、その他端面６ｂをウオームギア端面に螺着される
ボルトネジ１４に当接させて軸方向に固定されてウオー
ムギア３に配されている。

同様な構成により、出力フランジ１０は、スプライン１
７により回転方向に固定されると共に、その一端面１０
ａを段部４Ｃに当接させ、その他端面１０ｂをボルトネ
ジ１５に当接させて軸方向に固定されてウオームギア４
に配されている。

各出力フランジには１図示しない左右アクスルシャフト
が１両者のフランジ部を介して、それぞれ、締結される
。

ウオームギアの大径部３ｄ及び４ｄには同一のねじれ方
向を有する歯が形成されている。大径部３ｄの外周部に
形成される歯３ｅはウオームホイール１の歯１ａとかみ
合っている。同様にして、大径部４ｄのｍ４ｅはウオー
ムホイール２の歯２ａとかみ合っている。

第１及び第２図において、ウオームホイール１及び２は
軸線Ａ−Ａに直交して並置されている。

これらウオームホイール１及び２は中心軸回わりに回転
可能に回転部材、すなわちデフケース１１に支承されて
いる。ウオームホイール１は中心軸１８に回転可能に支
持され、この中心軸１８はデフケース１１に固定されて
いる。同様にして、ウオームホイール２は中心軸１９に
回転可能に支持され。

この中心軸１９はデフケース１１に固定されている。

これらウオームホイール１及び２の両端部にはスパーギ
ア１ｂ及び２ｂが形成されている。これらスパーギア１
ｂ及び２ｂはかみ合い、一方のウオームホイールの回転
を同期して他方のウオームホイールに伝える。これらウ
オームホイール１及び２の他に２図示しないもう２対の
ウオームホイールが同様な構成によりデフケース１１に
配されている。

ウオームギア３及び４は、デフケース１１の両側壁部、
すなわちデフケース側壁部１１ａと、このデフケース端
面１１ｇにボルト１３により固定されるデフカバ１２を
貫通し、これら壁部に回転可能に、かつ離間して支承さ
れている。デフケース側壁部１１ａには軸方向に貫通す
る孔部１１’　ｂが設けられ。

この孔部１１ｂにウオームギア３の中径中間部３ｂが嵌
合し、ウオームギア３はこの孔部１１ｂを介して壁部１
１ａに回転可能に支承されている。同様にして、デフカ
バの孔部１２ａにはウオームギア４の中径中間部４ｂが
嵌合し、ウオームギア４はこの孔部１２ａを介してデフ
カバ１２に回転可能に支承されている。

ウオームギア３の中径中間部３ｂにはこれに連続してラ
ジアル方向に延在する大径部３ｄが形成されている。ま
た、デフケース側壁部１１ａの内側壁面には円形溝部１
１ｃが軸方向に形成されている。この溝部底面１１ｄと
大径部側面３ｆとで対向面２１が形成されている。更に
、ウオームギア３の段部３ｃとボルトネジ１４との間で
軸方向に固定されウオームギア３に一体的に取付けられ
ている出力フランシロの端面６ａと、側壁部１１ａのハ
ブ部１１ｅに軸方向に形成されている孔部底面１１ｆと
の間にも対向面２０が形成されている。

同様な構成により、デフカバ１２の溝部底面１２ｂとウ
オームギア４の大径部側面４ｆとで対向面２２か形成さ
れている。また、出力フランジ１０の端面１０ａと孔部
底面１２ｃとの間にも対向面２３が形成されている。

これら対向面間には、それぞれ、スラスト部材、すなわ
ちスラストワッシャがその両端面を隣接する対向面に当
接させて配設されている。すなわち、対向面２０間には
スラストワッシャ５が、対向面２１間にはスラストワッ
シャ７が、対向面２２間にはスラストワッシャ８が、そ
して対向面２３間にはスラストワッシャ９が、それぞれ
、配設されている。スラストワッシャ５は出力フランシ
ロに。

スラストワッシャ７はウオームギア３に、スラストワッ
シャ８はウオームギア４に、そしてスラストワッシャ９
は出力フランジ１０に、それぞれ、固定されている。従
って、これら当接面間には相対回転はなく２両者間での
摩擦トルクは発生しない。固定方法としては１回わり止
め手段による固定等が考えられる。これらスラストワッ
シャとデフケースとの間には摺動摩擦面５ａ、７ａ、８
ａ及び９ａが形成されている。これら摺動摩擦面がスラ
スト力を受けつつ摺動する時に、これら摩擦面で発生す
る摩擦トルクが、同一スラスト力で同じ値となるように
、これらスラストワッシャの直径、材質等を選ぶ。簡単
な方法としては、これらスラストワッシャの直径及び材
質を同一とすることである。あるいは、径、又は材質を
変えても。

それに対応して他を変更することにより同一摩擦トルク
を得ることができる。例えばワッシャの径を２／３とし
た場合にはそのワこンシャの摩擦係数が３／２倍となる
ような材質を選べば摩擦トルクは同じ値となる。

上述のように、各スラストワッシャによる摩擦トルクは
同一とすることが好ましいが、車両の前進時と後退時と
でその摩擦トルクを違えることは可能である。例えば、
前進時摩擦面５ａ、ｇａと後進時摩擦而７ａ、９ａとの
間に同一スラスト力で異なる摩擦力を発生させる摩擦面
を形成してもよい。

また、スラストワッシャは、単一に限らず、複数のプレ
ートを組み合わせてもよい。更に、これら複数プレート
間に摺動材をはさんでもよい。

ウオームギア３及び４は・、これらスラストワッシャを
介して、それぞれ、デフケースに軸方向に固定され、離
間して配されている。つ讐−ムギア３は、スラストワッ
シャ７により図面左方向の移動が規制され、右方向の移
動は出力フランシロを介してスラストワッシャ５により
規制されている。同様にして、ウオームギア４は、スラ
ストワッシャ８により右方向の移動が、スラストワッシ
ャ９により左方向の移動が、それぞれ、規制されている
。従って、一方のウオームギアにかかるスラスト力が他
方のウオームギアに作用することはない。

デフケースのハブ部と出力フランジとの間隙には、それ
ぞれ、パツキン２４及び２５が装着されている。

（実施例の作用） デフケースに固定されるリングギア（図示せず）を介し
てデフケース１１に回転が伝えられると、この回転は、
デフケースに固定されるウオームホイール１及び２を介
してこれとかみ合うウオームギア３及び４に伝達される
。ウオームギアに伝達された回転は、ウオームギアに、
それぞれ、固定される出力フランシロ及びｌＯを介して
これらフランジに固定される図示しない左右アクスルシ
ャフトに伝達され、車両の直進走行が行われる。このと
き、デフケース、ウオームギア及ヒウォームホイールは
一体となって回転する。

ウオームギアにはウオームホイールとのトルク伝達によ
り、スラスト力が発生する。このスラスト力の方向はデ
フケースの回転方向によって異なり、デフケースが逆転
するとそのスラスト力も反対方向に転じる。今、ウオー
ムギア３及び４の歯のねじれ方向を左ねじれとし、デフ
ケース１１の回転方向を図面から手前へ向かうものとす
る。このとき、各ウオームギアの受けるスラスト力の方
向は右方向になる。ウオームギア３に作用するスラスト
力は、これと一体の出力フランシロに作用し、これより
スラストワッシャ５に伝達されて最終的にスラストワッ
シャ５とデフケース１１との当接面、すなわち摺動摩擦
面５ａで受は止められる。また、デフケースが逆転して
そのスラスト方向が左方になると、ウオームギア３に作
用するスラスト力はスラストワッシャ７に作用し、これ
とデフケース１１との当接面、すなわち摺動摩擦面７ａ
で受は止められる。

また、ウオームギア４に作用するスラスト力は、同様に
して、右方のときは摺動摩擦面８ａで、左方のときは摺
動摩擦面９ａで、それぞれ受は止められる。

ウオームギア３及び４に作用するスラスト力は互いに干
渉することなく、各ギアに独立して作用する。

泥地、雪道等で片輪にスリップが発生し。

両輪間に抵抗差が生じると、差動装置が作動し。

ウオームギアとウオームホイール間、及びウオームギア
とデフケース間に、それぞれ、相対運動が起こる。

ウオームギアとウオームホイール間にはすべりが生じ、
このすべりによるウオームギア歯面に沿って働く摩擦力
のウオームギア接線方向成分がスリップ側及び非スリツ
プ側のウオームギアの駆動トルクに、それぞれ、加減さ
れる。その摩擦力の接線方向成分をＦ　、ウオームギア
の駆動トルりをＦｔとすると、スリップ側のウオームギ
アの駆動トルクＰｇｌは。

Ｐｇｌ″″Ｆｔｌ−Ｆｆ’１ となり、非スリツプ側のウオームギアの駆動トルクＰｇ
２は。

Ｐ、ｇ２”　Ｆｒ２”　Ｆｒ２ となる。

ウオームギアとデフケース間にはスラスト力に応じた摩
擦トルクが発生する。今スリップ側のウオームギアとデ
フケース間に発生する摩擦トルクをＰ　　、非スリツプ
側の両者間のそれをｔｈｌ Ｐ　　とする。

ｈ２ 左側の車輪がスリップした時は、左側ウオームギアの回
転はデフケース１１に対しより速く回転し、このとき、
摩擦トルクは駆動トルクに対して逆方向に作用する。右
側の車輪ではこの逆になり、右側ウオームギアは、差動
装置を介して。

ケースに対してより遅く回転し、摩擦トルクは駆動トル
クに加えられる形となる。

スリップ側ウオームギアのトルクをＴ　、非ス■ リップ側ウオームギアのトルクをＴ２とすると。

左右スリップ時における各ウオームギアトルクは以下の
ようになる。

左側スリップ時 ＴＩ″″Ｐｇｌ　　’　ｔｈｌ Ｔ２　”　２ｇ２＋Ｐｔｈ２ 右側スリップ時 Ｔｔ″″Ｐｇｌ−Ｐｔｈｌ Ｔ２−Ｐｇ２″−Ｐｔｈ２ トルクバイアス比ＲはＲ−Ｔ２／’ｒ、であるので、左
右スリップ時で同じ値となる。この関係はデフケースの
回転方向が逆であっても、あるいはウオームギアの歯の
ねじれ方向が逆であっても成り立つ。従って、トルクバ
イアス比は車両の前・後進、あるいはギアのねじれ方向
にかかわらず常に同じとなる。

（効果） 本発明の差動装置は、左右輪スリップ時で、常に左右ト
ルクバイアス比を同じとすることができる。その結果、
車両の左右旋回時におけるステアリング特性に差が生じ
ることがなく、車両の操作性が安定する。

本差動装置は、前述のアイドラギアを使用した従来装置
のように、デフケースの軸長が伸長することはない。

また、アイドラギア、及びその支承シャフト等を必要と
せず、従ってシャフト穴加工も不要で。

史に左右ウオームギアの共通使用も可能である。

その結果２部品点数を増すこともなく、コスト的にも有
利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のウオームギア式ディファレンシャルの
バイアス比均等化機構の一実施例を示す断面図、第２図
は開平面図、第３図及び第４図は従来のウオームギア式
差動制限装置の断面図、を夫々示す。 １．２・・・ウオームホイール。 ３．４・・・ウォームギ゛ア。 ５．７，８．９・・・スラストワッシャ。 １１・・・デフケース。 １２・・・デフカバ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　同一軸線上に直列に配される２つのシャフトと，これ
   ら２つのシャフトの対向する各端部に，それぞれ，回転
   方向に固定して配される第１及び第２のウォームギアと
   ，これらシャフトに，それぞれ，直交して並置され，前
   記第１のウォームギアにかみ合う第１のウォームホイー
   ルと，前記第２のウォームギアにかみ合う第２のウォー
   ムホイールと，これら第１及び第２のウォームホイール
   を各ウォームホイール中心軸回りに回転可能に支承する
   と共に，これら第１及び第２のウォームホイールを前記
   第１及び第２のシャフトの回りに回転させる回転部材と
   ，該各ウォームホイールに固定され一方のウォームホイ
   ールの中心軸回りの回転を他方のウォームホイールに同
   期して伝えるスパーギアとを有する差動装置において， 前記回転部材の両側壁部を貫通して該壁部に，それぞれ
   ，回転可能に離間して支承される前記第１及び第２のウ
   ォームギアと当該各壁部との間にラジアル方向に延在す
   る対向面を形成し，該対向面間にスラスト部材を配設し
   ，該各スラスト部材は同一のスラスト力で同一のすべり
   摩擦力を発生する摩擦面を有し，該スラスト部材を介し
   て該各ウォームギアを該各壁部に軸方向に固定し，該各
   ウォームギアに発生するスラスト力により該スラスト部
   材と該壁部との間に摩擦トルクを発生させることを特徴
   とするウォームギア式ディファレンシャルのバイアス比
   均等化機構。