JPH01500365A - 差動装置 - 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】 差　動　装　置 本発明は、回転可能なハウジング内において、該ハウジングとともに回転するよ うに、自由回転可能な差動遊星歯車の軸および該遊星歯車と係合するサイド歯車 が設けられており、前記サイド歯車が、前記ハウジングに対して回転可能に軸受 けされて、前記ハウジングに対して回転可能な各々の軸とともに回転するように なっている差動装置に関する。

このような差動装置は、通常、自動車に使用されて駆動エンジンから２つの駆動 輪に駆動力を伝える。この差動装置のハウジングは、モーターによって駆動され る差動ビニオンと係合するクラウン歯車を有する。サイド歯車は、駆動輪を支持 している各々の出力軸に直接連結されている。公知の差動装置は、駆動輪が地面 と十分に摩擦係合していないかぎり所望通り機能しないという問題点を有する。

一方の駆動輪が地面と十分な摩擦係合しない場合、他方の駆動輪の駆動能力は、 それに応じて減少し、前記一方の駆動輪が地面との摩擦係合を完全に失ったとき 全面的に無くなる。この従来の差動装置は、いわゆる第２次滑りと称される滑り を生じる。該第２次滑りは、前述の両部動輪が駆動能力を失ったとき第１次滑り の後に生じる。前記第１次滑りの際、滑り方向に先行する方の駆動輪は、牽引方 向にいくらかの摩擦係合を有するが、他方の駆動輪は多かれ少なかれ地面から上 昇する。

その時、差動装置は、最も駆動し易い駆動輪、すなわち、上昇した方の駆動輪に 駆動力の略全部を伝え、該駆動輪に大きなエネルギーが蓄積される。

第１滑りが停止すると、駆動輪は再び地面と接触すると同時に蓄積エネルギーが 瞬時に地面に伝わり、その結果、反対方向に急激に動く。比較的低速の第１次滑 りと異なり、第２次滑りは、より高速に生じ、しばしば重大な結果をもたらす。

差動装置の出力軸に対する出力配分を制御する必要があるということがわかる。

この点について、出力軸が強く相互連結されるように、差動装置の出力配分機能 を遮断する差動ロックを使用するのが公知である。また、この公知技術の長所お よび短所も公知である。さらに、車輪のスピンが停止するまで駆動力を下げるい わゆる「アンチスピンシステム」が公知である。しかしながら、駆動力を選択さ れた駆動輪に伝えることができない。

本発明の目的は、２本の出力軸間に入力を完全自在に配分することができ、すな わち、純粋な差動ロック機能を軸が逆回転する機能にすることである。

この目的は、添付請求の範囲に記載した特徴を有する本発明によって達成された 。

本発明による差動装置は、基本的に、少なくとも１つの遊星歯車装置によって完 成される通常の差動装置である。より正確には、本発明による差動装置は、少な くとも１つの出力歯車（サイド歯車）が遊星歯車装置の遊星歯車ホルダーを支持 していて、遊星歯車装置の太陽歯車が前記サイド歯車の軸に対して自由回転可能 に軸受けされ、リング歯車が差動装置ハウジングに強固に連結されているもので ある。

本発明の第１実施例において、太陽歯車は、サイド歯車の軸上に軸受けされた中 空軸状の制御軸に連結され、前記サイド歯車の軸が差動装置の一方の出力軸とな っている。差動装置の制御は、制御軸および太陽歯車に前記出力軸またはハウジ ングのものと異なる回転速度が与えられることにより行なわれる。これは、前記 制御軸が前記ハウジングまたは出力軸に対して分離して駆動（能動的制御）可能 、または、制動（受動的制御）可能となっていることにより達成される。

第２実施例において、太陽歯車は出力軸に連結され、一方、サイド歯車の軸は、 前記出力軸のまわりに軸受けされた中空軸状の制御軸である。このようにして、 制御は、制御軸、遊星歯車およびサイド歯車が出力軸と異なる回転速度とされる ことによって行なわれる（前述のような能動的または受動的制御）。

両実施例において、制御軸を作動することによる差動装置の制御は、出力軸間の 回転速度差となる。制御軸の作動なき場合は、完全に通常の差動装置として作用 する。

ここで、添付図面を参照して本発明を説明する。第１図は本発明の好ましい実施 例による差動装置の軸方向断面図、第２図は前記装置の略図、第３図は受動制御 可能な前記装置の略図、第４図は交互に受動制御可能な装置の略図、第５図は能 動制御可能な装置の略図、第６図は第２実施例による装置の略図、第７図は２つ の遊星歯車装置を有する差動装置の略図、第８図は第７図による受動制御可能差 動装置の略図、第９図は第７図による能動制御可能差動装置を示す図である。

第１図で示す実施例によると、組立部材（２，３，４）からなる差動装置ハウジ ング（１）には、複数の放射方向軸［そのうち、２つの軸（５，６）を示すコが 設けられている。これらの軸は差動装置の各々の遊星歯車（７，８）を自由回転 可能に支持しており、該遊星歯車（７，８）は差動装置の各々のサイド歯車（９ ，１０）と係合している。

サイド歯車（９，１０）は、ハウジング（１）に対して自由回転可能となってお り、スプラインを介して、ハウジング（１）から延出し、該ハウジング（１）に 対して回転可能な軸（１１，１２）のそれぞれに回転不能に連結されている。ハ ウジング（１）の部材（４）にはクラウン歯車（図示せず）を取付けるためのフ ランジ（１３）が設けられており、該クラウン歯車により、ハウジング（１）は 回転可能となっている。この差動装置は、基本的には、歯車が永久的に噛合する 点で従来のものと同じである。

放射方向軸を備えた差動遊星歯車を有する前述の差動装置の代わりに、本発明は 、軸方向軸を備えた差動遊星歯車を有するその他の種類の差動装置にも適用する ことができる。

本発明によると、差動装置の少なくとも１つのサイド歯車は、遊星歯車用のホル ダーとして機能するようになっている。第１図で示した実施例において、サイド 歯車（１０）は、複数の遊星歯車［そのうち、軸（１４，１５）を中心として自 由回転可能となっている２つの遊星歯車（１６，１７）を示す］用のホルダーで ある。さらに、本発明によると、差動装置ハウジングは遊星歯車装置のリング歯 車に連結されている。第１図の実施例において、リング歯車（１８）は、ハウジ ング（１）の部材（４）中に押圧されていて、ハウジング（１）とともに回転可 能となっている。最後に、本発明によると、遊星歯車装置の太陽歯車は、該当サ イド歯車に連結された軸に対して回転可能となっている。第１図の実施例におい て、遊星歯車装置の太陽歯車（１９）は、サイド歯車（ｌＯ）の出力軸（１２） を中心として回転可能な中空軸（２０）の端部に配設されている。サイド歯車（ １０）に対して自由回転可能な遊星歯車（１６，１７）は、リング歯車（１８） および太陽歯車（１９）と係合している。

ハウジング（１）を回転し、軸（１１，１２）が等速度で回転（例えば、自動車 に使用される場合において前方に真直ぐ駆動）する際、ハウジング（１）ととも に回転する差動遊星歯車（７，８）は、同等回転速度で２つのサイド歯車（９， １０）を駆動する。リング歯車（１８）は遊星歯車（１６，１７）の軸（１４， １５）がサイド歯車（１０）とともに回転するのと同時にハウジング（１）の速 度で回転するため、差動装置に対応する遊星歯車装置はなんらの効果を有しない 。従って、遊星歯車（１６，１７）自体は回転せず、中空軸（２０）は出力軸（ １２）の速度で回転し、この差動装置は通常のもののように機能する。（カーブ 走行中の）軸（１１，１２）間の回転速度の差によって生じる相対的回転は、軸 ｃｓ、ｅ　＞を中心とした遊星歯車（７，８）の回転を生じさせるとともに遊星 歯車（１８，１７）の回転生じさせ、出力軸（１２）に対する中空軸（２０）の 回転が生じる。中空軸（２０）は自由回転可能なため、差動装置は依然として通 常の差動装置と同様に機能する。

第１図の差動装置の主要構造は第２図において示されており、第２図において第 １図と同一の参照符号を付す。

本発明によると、制御軸として作用する中空軸（２０）の回転を制御することに より、差動装置を制御することができる。この制御は、制御軸が駆動されている 点で能動的に、また、制御軸にブレーキがかけられている点で受動的に行なうこ とができる。

これらの可能性は、以下、第３図から第５図までを参照して説明する。これらの 図面において、第１図および第２図と同一の参照符号を用いる。

以上用いられた参照符号に加えて、（２１）はハウジング（１）に連結されたク ラウン歯車を示し、（２２）はクラウン歯車（２１）を駆動するビニオンを示す 。

差動装置の受動的制御は第３図に示される。この目的のため、ブレーキディスク （２３）が制御軸（２０）上に配設され、ブレーキディスク（２３）と共働する ブレーキ（２４）がハウジング（１）に連結されている。ブレーキ（２４）は、 ブレーキディスク（２３）のスリップを完全に阻止し、差動ブレーキおよび差動 ロックとして作用できるように設けられている。

差動装置のその他の受動的制御は第４図に示されている。出力軸（１２）上には ブレーキディスク（２５）が配設され、制御軸（２０）上には前記ブレーキディ スク（２５）と共働するブレーキ（２６）が設けられており、軸（１２゜２０） 同士は多かれ少なかれ強丙に連結可能となっている。

差動装置の能動的制御は第５図に示されている。ハウジンク（１）と制御軸（２ ０）との間には、ハウジング（１）と異なる回転速度を中空軸（２０）に与える ことのできるモーター、この実施例においては油圧モーター（２７）が設けられ ている。駆動輪が軸（１１，１２）に取り付けられた自動車に二〇差動装置が設 けられ、自動車が真直ぐ運転される場合、制御軸（２０）は、ｌ＼ウジング（１ ）および出力軸（１２）と同じ回転速度で回転する。

カーブ運転する場合、制御軸（２０）には、モーター（２７）を介して、ハウジ ング（１）より速い、または遅い回転速度が与えられる。このようなより速い回 転速度により、出力軸（１２）は軸（１１）より高速で回転する。この条件は、 カーブの曲率に応じて駆動輪に異なった回転速度を与えるために使用することが できる。このようなプロセスの制御は、例えば運転ハンドル位置等に応じて行な うことができる。差動ブレーキおよび差動ロックは、油圧モーターの入力と出口 との間に設けた制御バルブを介して機能するようになっている。

制御軸（２０）の駆動は、歯車またはチェーンによる動力伝送以外の多くの方法 で行なわれる。

第６図には本発明による差動装置の第２実施例が示されており、該実施例におい て、太陽歯車（１９）は出力軸（１２）に連結され、中空軸（２０）に同じ形を したサイド歯車（ｌＯ）の軸は軸（１２）のまわりに軸受けされている。

二の実施例にあっても、第３図、第４図および第５図を参照して説明ｌ、た方法 による受動的または能動的制御を用いることができ、ブレーキまたは駆動モータ ーは、制御軸として作用する中空軸（２０）とハウジング（１）との間に配設さ れている。

当業者によって明らかなように、再実施例において、受動的制御および能動的制 御、すなわち、ブレーキ掛けおよび駆動は組み合わせ可能である。

本発明による差動装置には、２個の遊星歯車を設けることができる。原理的には 第１図および第２図の装置を２つ用いることによって構成されるこのような差動 装置が、第７図に示されている。

第７図で示した装置において、出力軸（１２）から遊星歯車（７，８）に達する 装置の右側部分は第２図の装置に対応する。しかしながら、第７図の装置におい て、サイド歯車（９）は、第２遊星歯車装置の遊星歯車用のホルダーとして機能 する。第２遊星歯車装置に含まれるその他の部品と同様に、これらの部品には、 第１遊星歯車装置における対応部品と同じ参照符号を有する。

前述のものと同様に、第７図に示す装置の制限も、受動的または能動的なものと なり得る。差動ブレーキまたは差動ロック機能を有するための受動的制御におい て、１本または２本の制御軸、すなわち、中空軸（２０，２０°）は、第３図で 示した方法でハウジング（１）に対してブレーキ掛けされる。

第８図によると、ブレーキ掛けは、地面、例えば車台（２８）に連結されたブレ ーキ（２９，２９°）に対して行なわれる。中空軸（２０，２０′）の等しいブ レーキ掛けは駆動ブレーキ機能を伴ない、一方、等しくないブレーキ掛けは曲が りを行なう。

実際上、第７図装置の能動的制御は、制御軸（２０，２０°）のうちの一方のみ を駆動することによって行なわれる。特に、軌道車輌等において小さい曲がり半 径で曲がるとき受動的制御に対する補足として考えられるこの制御状態は、第９ 図で示され、原則的に第５図と第８図とで示す装置の組み合わせである。ハウジ ング（１）と中空軸（２０）との間において、ブレーキ（２３，２９）の内側に は油圧モーター（２７）が設けられている。

本発明による差動装置を能動的に制御する際、すなわち、制御軸を駆動する際、 車輌の回転は、駆動伝送が行なわれておらず、すなわち、ハウジングが停止して いるときに、駆動輪の中心または駆動軌道のまわりで行なわれる。

本発明の差動装置の特徴は、制御軸の能動的または受動的制御が２つの出力軸の 合計回転速度に影響を与えないということである。

能動的制御、すなわち、制御軸の駆動を行なうための実用的な方法は、差動装置 の外側にもう１つの遊星歯車装置を設け、遊星歯車装置のハウジングを差動装置 ハウジングによって駆動させ、遊星歯車ホルダーを制御軸によって駆動させ、差 動装置の出力軸が同一の回転速度を有するときに前記もう１つの遊星歯車装置の 太陽歯車が停止するような歯車比が選ばれる。これは、差動装置の制御を直接手 で行なうため、制御レバーまたは制御歯車が前記もう１つの遊星歯車装置の通常 停止太陽歯車軸に取り付は可能であることを意味する。

当業者にとって明らかなように、本発明による差動装置は多くの方法で実現可能 である。さらに、特別の機能が得られるように、本発明による差動装置の数個を 組み合わせることもできる。

例えば、４輪駆動車の場合、！５図で示した差動装置を各１対の駆動輪に設ける ことができ、また、各対間に第３の差動装置を設けることができる。その際車輌 の駆動モーターは中間差動装置のハウジングを駆動し、中間差動装置の出力軸は 駆動輪歯車の各ハウジングを駆動し、一方、駆動輪歯車の出力軸は駆動輪を支持 する。このような構成により、各々の駆動輪に関する分離した制御が可能となり 、さらに、前、後車軸間の力配分に関する分離した制御が可能となる。第５図で 示した差動装置の、実際は入力軸である出力軸の各々に連結されている２つの駆 動モーターにより、前記ハウジングは前記モーターに共通な出力軸を駆動する。

第５図で示した差動装置のハウジングを駆動する１つのモーターにより、角度駆 動歯車を介して出力軸に連結されたプロペラは分離制御可能となる。

ＦＩＧ、１ ＦｔＧ、３ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、９ 国際調査報牛

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕回転可能なハウジング（１）を有し、該ハウジング（１）内において該ハ ウジングとともに回転するように、自由回転可能な差動遊星歯車（７．８）の軸 （５．６）と該差動遊星歯車と係合するサイド歯車（９．１０）とが設げられて おり、前記サイド歯車が、前記ハウジング（１）に対して回転可能に軸受けされ 、前記ハウジング（１）に対して回転可能な各々の軸（１１．１２；１１，２０ ）と回転不能に連結されている差動装置において、前記ハウジング（１）が遊星 歯車装置のリング歯車（１８）に強固に連結されており、 前記サイド歯車のうちの少なくとも一方（１０）が、遊星歯車装置の遊星歯車ホ ルダー（１４，１５）および遊星歯車（１６，１７）を支持しており、 前記遊星歯車装置の太陽歯車（１９）が、前記一方のサイド歯車（１０）に連結 された軸（１１，２０）に対して回転可能となっていることを特徴とする差動装 置。 〔２〕前記太陽歯車（１９）は前記一方のサイド歯車（１０）に連結された軸（ １２）のまわりで回転可能であり、前記軸が出力軸であり、前記太陽歯車が、前 記軸（１２）に対する回転運動を受けるように作動可能となっていることを特徴 とする請求の範囲第１項記載の差動装置。 〔３〕前記太陽歯車（１９）が出力軸（１２）に回転不能に連結されており、サ イド歯車（１０）が前記軸（１２）に対する回転運動を受けるように作動可能と なっていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の差動装置。 〔４〕前記太陽歯車（１９）は、前記ハウジング（１）、または、前記サイド歯 車（１０）に連結された軸（１２）に対して制動可能となっていることを特徴と する請求の範囲第１項または第２項記載の差動装置。 〔５〕前記太陽歯車（１９）は、前記ハウジング（１）のものと異なる回転速度 を受けるように駆動可能となっていることを特徴とする請求の範囲第１項、第２ 項または第４項記載の差動装置。 〔６〕前記太陽歯車（１９）は前記出力軸（１２）のまわりに配設され中空軸（ ２０）に連結されていて、前記中空軸（２０）は差動装置の制御軸を構成してい ることを特徴とする請求の範囲第２項、第４項または第５項記載の差動装置。 〔７〕前記サイド歯車（１０）は、前記ハウジング（１）、または、前記サイド 歯車（１０）に連結された軸（１２）に対して制動可能となっていることを特徴 とする請求の範囲第１項または第３項記載の差動装置。 〔８〕前記サイド歯車（１０）は、前記ハウジング（１）のものと異なる回転速 度を受けるように駆動可能となつていることを特徴とする請求の範囲第１項、第 ３項または第７項記載の差動装置。 〔９〕前記サイド歯車（１０）は中空軸（２０）に連結され、該中空軸（２０） は、差動装置の制御軸であり、前記出力軸（１２）を貫通させていることを特徴 とする請求の範囲第３項、第７項または第８項記載の差動装置。