JPH01503799A - 差動機構の改良 - 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】 λ吸旦各竪 差動機構の改良 橡甑圀野 本発明は、差動機構に関し、特にこれに限られるものではないが、動力陸上走行 車おける自動式差動機構として使用されるものである。

背景技術 従来公知の自動式差動機構には、動力か速度分布に比例して広範囲に亙って自動 的に分配されるｔどの作用上の問題点力）ある。大ざっばに言って、差動＠構の 作用中に、この差動機構を介して駆動されている車輪が異ζった速度で回転して いる時、動力は、その動力をあまり利用することもない車輪に対して分配される 傾向が強い、と言える。

従って、一方の車輪が砂利道ないし氷上にあり、他方の車輪が、相当の牽引力が 得ら２−るよう声表面上にある状況では、牽引力がゼロとなる表面上にある車輪 には、差動機構を介して伝達される動力が総て、即ち、１００％伝達されること になり、その結果、スピンを起こす一方、相当の牽引力が得られる表面上Ｚこあ る他方の車輪には、トルクが伝達されず、従って、回転しなくなる。言うまでも なく、このようなことが起これば、差動機構が搭載されている車両は、殆ど動か なくなる。

このような問題は、長年に亙って知られているところであって、今なお解決策を めて当業者の間で努力かなされている。

従って、高性能スポーツカーやレーシングカーかみ重装備オフロードカーまでを 含む、二輪聡動車や四輪駆動車においては、前述した公知の差動機構を搭載する にしては無理かあることから、改良型を搭載するなりに悪影響を最小限に止どめ ている。この改良型差動装置は、「スリップ減少型、（“Ｌｉｍ１ｔｅｄ−ｓｌ ｉｐ”）差動装置として知られりも高速回転させる能力は、２０〜４０％内の数 値に限られているのが普通である。このようなスリップ減少型差動装置は、他の 公知差動機構に比べて非常に複雑、かつ、高価で、しかも、前述の問題点を解消 しｋものとは言えず、ｋだ、問題点が更に悪化するのを和らげているに過ぎない 。言うまでもないことではあるが、スリップ減少型差動装置は、今も改良されて おり、このスリップ減少型差動装置の改良型が、ザーラッドファブリク・フリー ドリッヒシャフエン社（ＺＦ、ＡＧ社）などのから出されている。

速度の関数としてトルクを出すことのできる、ある型式のスリップ減少型差動装 置は、粘性カップリングに基づくものであって、ＧＫＮ社から７粘性制御ユニツ ト２として出荷されている。

共通の駆動軸に装架した車輪の牽引力が異なるような状況では、粘性カップリン グは、牽引力の小さい車輪が費やすトルクを特に滑らかに限定する作用をなすの で、現在、大勢の自動車製造業者が特に四輪駆動車に利用している。しかし、そ れでも基本的な問題点の解消には至らず、問題が大きくなるのを和らげているに 過ぎない。

スリップ減少型差動装置に代わるものとして、ロック自在型差動装置がある。こ の装置での作用は、必要時に：ま完全にブロックされるように、なっていて、両 方の車輪が正確に同一速度で回転するようになっている。このような装置では、 悪条件下で有意的な牽引力が得られるようになっているものの、そのような状態 を、ある期間に亙って維持すると、タイヤの消耗が激しくなり、しかも、差動機 構を含む動力伝達系に過分の応力が蓄積されるようになる。

ロック自在型差動機構の最新の改良型と言えるものに、ダイムラ−ベンツ社が１ ９８６年の初頭に発表したｒＡＳＤ」システムがある。

この洗練された最新型システムは、ホイールスピンを検知するセンサーを複数備 えると共に、コンピュータ制御式流体作動型差動ロックシステムを用いている。

しかし、洗練されているだけに、複雑で高価である。

ともかく、公知の通常型差動機構における基本的な問題点は、その機構における 速度とトルクの分布の相互関係に源を発している。

このような基本的な問題点の理想的な解決策として、速度変化による関数とトル ク分布による関数とを完全に分割することが考えられており、実際にこの解決策 が成功しに例もある。例えば、ベロン・Ｅ・グリースマンに付与された米国特許 第２８５９６４１号に開示されたものがそれに当りる。この特許に開示された技 術は長年に亙って利用され、それを実施した差動機構が、グリースン社から商品 名「トーセン（Ｔｏｒｓｅｎ）ｊの下で製造販売されている。この差動機構は有 効に作動するものではあるものの、二つの欠点がある。

第１に、米国特許第２８５９６４１号に開示されている装置には、開示されてい る構成に、少なくとも２０個のギヤが用いられている。

公知の通常型の差動機構では、使用されているギヤは一般に４個に過ぎない。要 するに、このようにギヤの数が著しく増加していることから、この特許に開示さ れている差動機構が非常に莫大な製造コストを伴っているのは明らかである。し かも、使われているギヤの一部は、通常の歯車切削技術で製造できるものではな いことがち、別に特別な技術と切削機械を開発せざるを得ず、従って、ことも問 題を益々大きくしている。

もう一つの欠点は、差動機構が摩耗し易いことにある。その理由は、米国特許第 ２８５９６４１号に開示されているグリースマンによる設計を検討すれば判明な ことである。即ち、差動機構が全体として従来の差動機構と同一の大きさで同一 クラスのものであるとすれば、開示されている装置における半シャフトに取り付 けたウォー、ムギャはありふれた大きさくｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　５ｉｚｅ）で あるのに、遊星歯車装置を構成するウオームホイールの径は非常に小さすぎる。

実際、このようなウオームホイールは歯数が６山しかない大きさとなっている。

仮にもっと大きいウオームホイールを作って用いれば、差動装置の全体の径が増 加して、これを自動車に搭載すれば、路面と接触してしまうことがあって、大型 ウオームホイールを製造するのは不可能である。このように用いられるウオーム ホイールは小型で、しかも、歯数の少ないものを用いているから、ウオームギヤ とウオームホイールとの間での接触面積は小さい。接触面積がこのように小さけ れば、非常に太き戸ヘルツ応力か表面にてきるのみならず、それに伴う問題も起 こってくる。それに伴う摩耗：よ、差動機構内にバックラッシュをもにらずこと になり、結局、差動機構そのものを作り直すか、取り替える必要が生じる。

前述の問題点を解消する別の方法としては、バリー・ウェールズに付与された米 国特許第２０３４３１８号及び第２２２０４３２号に開示されｆ二ものがある。

これらの特許によれば、歯を備えた駆動伝達バーが、差動機構の半シャフトに固 着し１ニカラーの外周に形成されているジグザグ状の溝と係合している。

このウェールズによる装置は、駆動伝達バーに於ける歯と波形溝との間での接触 面積を増加させることにより、ヘルツ応力を減少させているけれども、依然とこ れにまつわる問題点が残っている。即ち、駆動伝達バーを幾つか設けることは、 必然的にバー間での負荷の分布について問題点が生ずる。更に、バーはハウジン グ内の溝に収まっていて、波形溝に沿って往復動するようになっているものの、 それ自体に長さがあること、それに、負荷か作用していることから、折曲する傾 向がある。

また、ウェールズの装置では、商品化するにしては問題がある。

即ち、装置それ自体は比較的長いものであるので、既存の差動装置用ハウジング に収めるには適していない。まｆ二、カラーに波形溝を形成するのも実際は非常 に困難でるること、更には、歯数や波形溝の設計などの点で幾つかのバーを同一 精度に製造するのも非常に困難である。

発明の開示 本発明は、前述した諸問題点を解消すべく成されたものである。

ある−面での本発明は、一つの入力と、二つの出力と、各出力に連結された面カ ム部材と、該面カム部材に対して軸方向に移動自在に装着されているカム追従子 とを備え、上記面カム部材は互いに同心的に配置されていると共にそれぞれに軸 方向に延在する螺旋状のカム面部が少なくとも一つ形成されており、かっ、それ ぞれの出力に連結される面カム部材の螺旋状にカム面部の向きか互いに反対方向 になっており、まに、前記カム追従子は前記カム面部と係合すべく向きが互いに 反対方向になっている螺旋状のカム追従面部が軸方向方向に隔てて形成されてお り、前記出力か互いに反対方向に回転すれば、前記カム追従子が軸方向に摺動す るように構成されてなるものである。　好ましくは、入力はケージに連結してそ のケージを駆動するようにし、他方、カム追従子は、そのケージに摺動自在に装 着させるものの、そこで保持されるようにするのが望ましい。

面カム部材の螺旋状のカム面部のリードピッチとしては、各カム面部と対応する カム追従子との間の駆動が一方向のみに行われるように選定するのが好ましい。

こうすることにより、面カム部材と対応するカム追従子とが、互い？こ逆転駆動 されるよう；ことを阻止できる。

また、各面カム部材は、左向き螺旋状のカム面部と、右向き螺旋状のカム面部と からなる少なくとも一組のカム面部を備え、両者を連接させて連続し７ニ力ム面 を構成するようにするのが望ましい。更に、各面カム部材には二組のカム面部を 設け、両方の面カム部材におけるカム面部が、面カム部材の外周を同心的に延在 するようにしておくのも望ましい。この場合、一方ρ面カム部材にお１テるカム 面部を他方の面カム部材におけるカム面部の内側に位置させ、各組錘のカム面部 に対して、少ｔくとも一つのカム追従子を用いている。

カム追従子を二組設けることも好ましいことであって、その場合、各組のカム追 従子を以て、−組のカム面部と協働するようにすると共に、互いに内側と外側を それぞれ占めるように同心的に配置している。また、外側の組のカム追従子をケ ージに摺動自在に装入させる一方、内側の組のカム追従子を外側の組に対して摺 動自在ではあるが、それに回転方向は捕捉して一体に回転するようにしている。

各組のカム追従子は、一対の回転方向にオフセットした追従子で構成しても良く 、その場合、出力とカム面部とが互いに逆方向に回転すれば、多対の追従子を互 いに反対方向に移動させるようになる。

この出力の相対逆回転を持続すると、各カム追従子が、その軸方向への移動範囲 内において、往復動するようになる。

それぞれの面カム部材にある二組のカム面部も、回転方向にオフセットさせても 良く、例えば、回転方向に１８０°ずらしても良く、こうすれば、−組のカム追 従子が先に軸方向に移動せし、その抜性の組のカム追従子が追従するようになる ので、−組のカム追従子が常に、出力と係合するようにしておくことができる。

ケージと外側組のカム追従子との間、及び、外側組のカム追従子と内側組のカム 追従子との間に係合手段を設けて、ケージと内外組のカム追従子とは一体として 回転されるように固定されるが、両者間で軸方向に摺動が出来るようにしている 。そうすれば、ケージの回転により、カム追従子と面カム部材との係合を介して 二つの出力が回転する。この係合手段としては、好ましくは、軸方向のスプライ ン係合を以て構成するのが望ましい。

内外側組のカム追従子の間Ｚこそねと同心的１こほぼ筒形の支持体を設け、その 支持体に対して各組のカム追従子は回転不自在に固定されているが、軸方向には 摺動自在となるようにしても良い。内外側組のカム追従子は、スプライン係合に て支持体に連結されている。

各カム追従子は単動型（ｓｉｎｇｌｅ　ａｃｔｉｎｇ）であって、面カム部材と の接触により圧縮した状態に保持されているが望ましい。面カム部材間の軸方向 への間隔を調節する手段を設けて、差動機構に於けるバックラッシュを吸収する ようにするのが望ましい。ま８、面カム部材に軸方向内側に作用する力を印加す る手段を設けて、差動機構に予圧をかけておいても良い。

各カム追従子の、互いに軸方向に隔離し１こカム追従部としては、それぞれ、向 きが反対になっている螺旋部で構成するのが望ましく、その場合、一方の螺旋部 は、前進段の時に対応するカム面部と協働するが、他方の螺旋部はオーバランな いし逆転段に対応するカム面部と協働する。多対の各カム追従子の軸方向に間隔 をあけたカム追従部は、左向き及び右向きの螺旋部に等分割され、各カム追従子 は約１８０°に亙って弧状を描くようにし得る。

各カム追従子の等分割した螺旋部は、左向き及び右向きの螺旋部がカム追従子の 弧状の半径中心点に向かって広がるが、前記弧状の端に向かって収斂するように 配置しても良く、その場合、カム追従子はほぼ半月形状を呈することになる。

多対のカム面部は、好ましくは、その面カム部材の外周全周に亙って、即ち、３ ６０°に亙って形成されていると共に、それぞれが１８０°に亙って弧状を描い て延在する右向き螺旋部と左向き螺旋部とで構成されている。

好ましい一実施例においては、カム面部の軸方向への両端部は湾曲し、しかも、 両端におけるカム面に対して正接をなし、かつ、曲率半径が各端から中間点にか けて増加する形状に湾曲しである。この湾曲形状は放物線の一部を占める形であ っても良く、又は、円形の一部を占める形であっても良い。

別の好ましい実施例では、螺旋状のカム面部のリード角は、各カム追従子が、出 力に作用するトルクの大きさにもよるが、面カム部材を部分的にも逆転させるこ とができる程度に選定されている。

それより沢山のカム追従子を用いることもできる。例えば、各組のカム追従子の 数をｎ個として、各カム追従子が３６０°／ｎの角度に亙って延在する一方、カ ム追従部における等分割した左向き及び右向き螺旋部が１８０’／ｎの角度に互 って延在するようにしても良い。ある実施例では、ｎは４にしである。個の場合 、各組のカム面部の左向き及び右向き螺旋部は３６０°／ｎの角度に互って弧状 に延在している。

差動機構のケージは、中心筒部と、該筒部の両端を閉塞する端板とからなり、面 カム部材とカム追従子との間でのバックラッシュを吸収するために、両端板間の 間隔を調節する手段が設けられている。

端板と面カム部材との間にバネ手段を介装して、差動機構に予圧をかけても良い 。

−また、好ましくは、ケージに１個の環状フランジと、該フランジに固定される 差動機構用の入力ギヤを備えていることが望ましい。

更に、各面カム部材としては、外周に軸方向に突出した環状部が形成されていて 、この環状部が前記カム面部を構成しているほぼ円形の板で構成するのか望まし い。そして、各面カム部材に、円板と同心的な出力シャフトを一体形成すると共 に、そのシャフトを、ケージの端板を貫通して支持している。筒状支持体は、カ ム追従子の半径方向内側において、面カム部材の板間に延在するように配置して も良い。また、この筒状支持体は、筒形支持体の解放端に取り付けられた円形部 と、面カム部材の板肉における凹所に設けた突起とを有する部材により配置され るようにしても良い。

各面カム部材とケージとの間に摩擦反動面を設けても良い。この場合、摩擦反動 面を、ケージの端板近傍の面カム部材に固定した円板の軸方向へ延在する突起、 例えば、ビードで構成して、その突起が前記端板とを摩擦係合するようにしてい る。環状ビードの半径は、反動面に所定のトルクアームの半径が得られるように 、予め選定されている。

種々の螺旋状のカム面部のリード角は、必ずしも同一にしなくても良い。外側組 のカム面部とカム追従子には、第１リード角の螺旋状面を持たせ、内側組のカム 面部とカム追従子には第２リード角の螺旋状面を持たせ、第１及び第２リード角 をそれぞれ異ならしめ、しかも、カム面部と対応する追従子との間での異なりｆ こ摺動接触半径を補償するように選定しても良い。

ある実施例では、いずれか一方の面カム部材の内側組と外側組のカム面部は、バ ックラッシュを補償するＬめに、軸方向に調節出来るようになっている。

前述の構成の差動４９構は、トランスファー差動装置（ｔｒａｎｓｆｅｒｄｉｆ ｆｅｒｅｎｔｉａｌ）として用いることのできるものであって、この場合、ｄｉ ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）として用いることのできるものであって、この場合、一 方の前記面カム部材はｐ個のカム面部を備え、他方の面カム部材はｐ−２個のカ ム面部を備えている。この場合、カム追従子の数はｐ＋ｌとなり、各カム追従子 は軸方向に隔離されに螺旋状カム追従面部を２個ずつ備えていると共に、リード 角は、対応するカム面部同志が当接し得るように選ばれている。

トランスファー差動装置の一実施例では、出力間でｌ：２の割合の偏りを設け、 一方の出力に固定される第１面カム部材に、１８０゜に亙って延在する１組の左 向き及び右向き螺旋状のカム面部を設け、また、他方の出力に固定される第２面 カム部材に、９０°に亙って延在する２組の左向き及び右向き螺旋状のカム面部 を設け、かっ、約１２０°に亙って弧状に延在するカム追従子を三個設け、それ ぞ　゛れのカム追従子の軸方向に隔離した螺旋状のカム追従面部を、互いに当接 するカム面部と一致するリード角を有する、共に等しい左向き及び右向き螺旋部 で構成しても良い。

他の面での本発明による差動機構は、前述の構成に加えて、各面カム部材と入力 との間で作用する摩擦反動面を設ける一方、少なくとも一つの面カム部材に、該 面カム部材の軸芯から異なった距離だけそれぞれ離れている少なくとも二つの摩 擦反動面を形成している一つ又はそｒ７以上の摩擦反動部材を持１こせ、かつ、 前記面カム部材を差動機構におけるトルクの変動に応じて、第１摩擦反動面と先 ず係合させ、その後第２摩擦反動面と係合させる手段を設けている。

上記摩擦面はそれぞれ固定摩擦部材とベアリングとで構成するのが望ましい。前 記係合手段としては、第１位置においては前記摩擦面の一方と係合するか、差動 機構におけるトルクが所定値を越えると第２位置へと移動して前記摩擦面の他方 と係合する弾性部材で構成しても良い。この弾性部材としてはベベルワッシャ（ Ｂｅｌ　Ｉｅｖｉ　ｌ　ｌｅｗａｓｈｅｒ）を用いるのか好ましい。

前記一方の摩擦面を固定反動面で、ま１こ、他方の摩擦面をベアリングで構成し ても良い。差動機構が、入力を備え１こケージを備え、摩擦反動面が面カム部材 と上記ケージの端板との間に介装されている構成になっている実施例では、固定 反動部材はケージの端板に形成した環状ビードで構成されており、ま１こ、前記 ベアリングは前記端板により支持されるようにしても良い。

他の実施例では、前記一方の摩擦面はベアリングで、他方の摩擦面は固定反動面 で構成されている。この場合、ベアリングは対応する面カム部材に支持させ、固 定反動面はこの面カム部材の軸方向に延在する突起で構成しても良い。

本発明の差動機構は、この機構により二つのトルク偏り比、即ち、高トルク偏り 比と低トルク偏り比との間を自動的に切り替えるようになっている。

更に他の実施例では、摩擦反動部材を、−面が半径方向に湾曲して内側と外側と に間に無限数の反動面を形成する環状部材で構成しても良い。環状部材の湾曲し に形状は、差動機構に所定の特性を持たせるようにそれを定めても良い。環状部 材の内側、又は、外側の反動面はベアリングで構成してし良い。

トランスファー差動機構として特に有用な実施例では、各面カム部材には環状摩 擦反動部材があって、それも湾曲しているものの、別の形状に選ばれている。

係合手段としては弾性可撓部材で構成して、前記外側、又は、内側ての第１位置 において環状部材と係合するが、差動機構におけるトルクの増加に応じて、前記 内側と外側との間での複数の位置において前記環状部材と係合するようにしても 良い。

環状部材は、差動機構のケージの端板に固着し、弾性部材はベベルワッシャで構 成するのも好ましい。

図面の簡単な説明 本発明のその他の特徴や利点などは、添付図面を参照しながろ行う本発明の幾つ かの実施例についての下記の説明から明らかになる。

第１図は、本発明の差動ギヤ機構の第１実施例の部分切欠き縦断面図、 第２図は、第１図における線２−２に沿う横断面図、第３図は、第１図に示し１ ニ機構の内部作動部品を示すものであって、第３Ａ図は第１図の機構の１組のカ ム面部とカム追従子との間での保合を示す説明図、第３Ｂ図は他の組のカム面部 とカム追従子との間での係合を示す説明図、第３Ｃ図は両方の組のカム面部とカ ム追従子とを重ね合わせて示した説明図、第４図は、第１図の外側組のカム追従 子を詳しく示すものであって、第４Ａ図はカム追従子の背面図、第４Ｂ図は第４ Ａ図を矢印４Ｂの方向に沿って見た側面図、 第５図は、内側組のカム追従子を示す第４図と類似の図で、第５Ａ図は背面図、 第５Ｂ図は側面図、 第６図は、第１図の機構の一方の面カム部材を示す側面図、第７図は、第１図の 機構の他方の面カム部材を示す分解図、第８図は、第３図と類似の図ではあるが 、第１図の面カム部材とカム追従子の変形例を示す図、 第９図は、構成部品がそれぞれ異なった位置を占めている状態での、第８図の変 形例を示す図、 第１０図は、第６図と類似の図であって、第６図に示した面カム部材の変形例を 示す図、 第１１図は、本発明の差動機構の第２実施例を示す部分切り欠き縦断面図、 第１２図は、上記第１１図における線１２−１２に沿う横断面図、第１３図は、 倍以上のカム追従子を備えた差動機構の別の実施例を示す、第３図と類似の図、 第１４図は、特にトランスファー差動装置として適し１こ差動機構の更に別の実 施例を示す縦断面図、 第１５Ａ図及び第１５Ｂ図は夫々、第１４図の内部構成部品を示す図、 第１６図は、本発明の差動ギヤ機構の別の実施例を示す部分切欠き縦断面図、 第１７図は、第１６図における線Ａ　−、Ａに沿う横断面図、第１８図は、第１ ６図に示した機構の内部作動部品を示すものであって、その機構におけるカム面 とカム追従子との間での係合を示す説明図、 第１９図は、第１６図に示すカム追従子の１つの側面図、第２０図は、第１９図 のカム追従子の背面図、第２１図は、第１図の右側の部分断面で、本発明の別の 実施例である変形例を示す断面図、 第２２図は、第２１図の変形例の第２実施例を示す、第２１図と類似の図、 第２３図は、本発明の差動機構の別の変形例を示す、第２１図と第２２図と類似 の図、 第２４図は、本発明のま几別の変形例を示す第２３図と類似の図、第２５図は、 第２４図に示し１こ実施例の変形例を示す、第２４図と類似の図である。

発明を実施するにめの最良の形態 添付図面には差動機構の幾つかの実施例が示されており、以下、これについて詳 述する。これらの実施例に組み込まれている機構の原理は、カム追従子と、それ ぞれに少なくとも一つのカム面部ある二つの面カム部材との間での係合にある。

カム追従子は両面に追従面部があって、面カム部材のカム面部と当接係合してい る。

−Ｐｌｉ論として、面カム部材は、従来の差動ギヤ機構における太陽歯車に代わ るものであって、機構の出力に固定されている。これらの出力としては、半シャ フトや、定速ジヨイント、スプライン連結部のいずれでも良いし、その他の出力 でも良い。カム追従子は、従来の差動ギヤ機構における遊星歯車に代わるもので あって、差動機構における入力ギヤと連結したケージに摺動自在に収納されてい るものである。入力ギヤは、ハイポイドギヤや、リング形スプールギヤのいずれ でも良いし、又は、その他の適当な出力でも良い。

面カム部材には、螺旋状カム面部があり、追従子にも、面カム部材の螺旋状カム 面部と当接し、かつ、係合する螺旋状カム面部が形成されている。このような構 成においては、螺旋状カム面部のリード角が、面カム部材とカム追従子との間で の係合がほぼ完全に非可逆、即ち、面カム部材がカム追従子を駆動してそれを軸 方向に移動させるが、カム追従子は面カム部材を駆動させるようなことがないよ うに、選ばれている。このような非可逆性を確保するには、リード角としては、 その正接が互いに係合している面間の摩擦係数よりも小さくなるように選定すれ ば良いことは、知られているところである。このような考え方を後述のより一層 複雑な機構に適用すれば、カム面部に適したリード角を算出することが容易にな る。因に、非可逆性を確保するのに典型的なリード角はＩＡ”である。

カム面とカム追従子との間で完全な非可逆性を得るようにリード角を選定したの であれば、機構は、本当の意味で「無スリップ」型差動装置になる。しかし、前 述し１こように、面カム部材と追従子との間での係合は、はぼ非可逆性である。

ある場合では、いずれか一方、又は、両方の面カム部材のカム面部のリード角を 、カム追従子との係合で部分的な可逆性、例えば、９６％の可逆性が得られるよ うに選定することらできる。このような部分的な可逆性が選ばれるのは、差動装 置においてトルクに偏りを持たせたい場合である。

尚、本明細書で用いる「非可逆（性）」なる用語は、前述したことから、完全な 非可逆性のみならず、部分的な非可逆性をも含むものと解すべきである。

後述の説明から、後述の差動機構におけるカム追従子は、これらのカム追従子が 取り付けられている二つの出力が互いに反対方向へ相対回転（ｃｏｎｔｒａ　ｒ ｏｔａｔｉｏｎ）しているときに、往復動するのが、明らかになるであろう。こ のような往復動を用いた差動機構を設計することは可能である。何故なら、機構 は、一方の車輪がスリップすると、差動装置において起きる出力間での高速相対 回転を無くすべく構成された「無スリップ−型差動装置となっているからである 。例えば、後述のいずれかの差動機構を搭載した自動車が高層駐車場における螺 旋状ランプを上るか、又は、下りるなどの最悪の場合を想定すれば、出力間の互 いに反対方向への回転（ｃｏｎｔｒａ　ｒｏｔａｔｉｏｎ）の最大相対速度は１ 分間当几り２５回回転度である。

まず第１図から第７図を参照しながら、差動機構ｌＯの第１実施例を説明する。

特に第１図と第２図とにおいて、差動機構１０は、入力クラウンギヤ１１、ケー ジ１２、左側の面カム部材１３、右側面カム部材１４、第１（外側）対のカム追 従子１５、第２（内側）対のカム追従子１６戸どの主構成部品で構成されている 。これろの主構成部品は、はぼ円筒形て、クラウンギヤ１１のあるところが拡大 しているハウジング１８に収容されている。

ケージ１２は、両端が開口し、一端に半径方向外側に延在する環状フランジ２１ を備えた円筒体２０で構成されていると共に、前記両端は、円形で中心部に中空 ボス２５．２６をそれぞれ備え几端板２３．２４により閉塞されている。端板２ ３はボルト２８により円筒体２０に、また、端板２４はポルト２９によりフラン ジ２１を介してクラウンギヤ１１に締結されている。第２図に示すように、ケー ジ１２の円筒体２０の内周面には軸方向に伸長するスプライン３１が形成されて いる。

中空ボス２５．２６は、ハウジング１９の端壁に設は几ベアリング３２に受承さ れている。このベアリング３２としては適当な構成であっても良く、オイルシー ルなどの適当な部品（図示せず）があるものであっても良い。

外側対のカム追従子１５の詳細な構成を第４図に示す。各カム追従子１５は、１ ８０°に亙って弧状に延在するほぼ半月状の部材で構成されている。この追従子 １５０半径方向外側の外周面に；よ、ケージ１２の内周面に形成し１こスプライ ン３１と係合するスプライン溝４０か形成されているので、各カム追従子１５は ケージ１２に対して軸方向に摺動自在ではあるが、回転方向にはケージ１２によ り捕捉されている。また、各カム追従子１５の内周面には、スプライン４２が形 成されている。

各カム追従子１４の両端面４３．４４はカム追従面部となっている。各カム追従 子１５の各端面４３．４４は、それぞれ９０°に亙って延在し、一方が左向き、 他方が右向きになった螺旋状の追従カム面部を以て構成されている。各端面４３ ．４４における左向き及び右向きの螺旋形状は、第４Ｂ図に示すように、カム追 従子１５の弧状形の中心に向かって広がり、両端に向かって収斂するようになっ ている。従って、各カム追従子１５は半月形状を呈している。そして、カム追従 面部４５．４６のリード角は、後述のようにそれぞれ対応するカム面部と噛合う ように選ばれており、また、各カム追従子１５の半径方向への厚みは、追従カム 面に充分な接触面積が得られるように選ばれている。

尚、外側のカム追従子１５は、対をなして３６０°に亙って延在することになる が、互いに独立して軸方向に相対摺動自在である。

内側対のカム追従子１６の詳細な構成を第５図に示す。各カム追従子１６の外周 面には、第２図に示すように外側のカム追従子１５と噛合うスプライン５０が形 成されている。従って、カム追従子１６は、カム追従子１５に対して相対的に摺 動するが、回転方向にはカム追従子１５、従って、ケージ１２にロックされる、 即ち、ケージ１２と共に一体回転する。第２図から見ても分かるように、対をな すカム追従子１６は、カム追従子１５に対して回転方向に９０゜オフセットさせ らて配置されている。カム追従子１６は、互いに関係なく、また、外側対のカム 追従子１５に関係なく、それぞれ自由に軸方向に移動自在とされているる。スプ ライン３１．４０．４２．５０などの構成は、計４個のカム追従子１５．１６が それぞれ独立してケージの軸方向に摺動自在ではあるが、ケージに対しては回転 することはないようになっている。

各内側カム追従子１６も半月状であって、両端面５３．５４にカム追従面部５１ ．５２が形成されている。これらのカム追従面部５１．５２は、前述し几カム追 従面部４５．４６と同様な形状であって、カム追従子１６の弧状形の中心に向か って広がり、両端に向かって収斂するようになった左向き及び右向き螺旋状の追 従カム面を構成している。これらのカム追従面部５１．５２のリード角は、後述 のようにカム面部と係合するように選ばれているが、カム追従面部４５．４６に おけるリード角と必ずしも同一にする必要はない。事点については後述する。

左側の面カム部材１３（第１図から見て）は、中空ボス２５を貫通する円筒形短 シャフト６１が一体形成され１こベース板６０で構成されていると共に、そこに おける平面ベアリングにより支持されている。ベース板６０の内面（右端面）に は、外側及び内側のカム追従子１５．１６とそれぞれ係合するカム面部６３．６ ４（第６図を参照のこと。）が形成されている。カム面部６３．６４は半径方向 に互いに内外に配置されていると共に、ベース板６０の外周に臨んでいる。

各カム面部は、二つの螺旋状カム面部からなり、各螺旋状カム面部は、１８０゛ に亙って延在していると共に、一方ｊよ左向き螺旋状に、他方は右向き螺旋状に ｔっている。

左側の面カム部材１３は第６図に更に詳細に示されている。該第６図から分かる ように、本実施例においては、カム面部６３．６４は互いに同位相で回転自在に 配置されていると共に同一のリード角である。この事は、２つのカム面部６３． ６４が面カム部材１３上でシングルとダブルのピッチを与える組み合わせ効果を あげている。

カム面部６３．６４は、当然、軸方向の内方に延在しており、かつ、そのリード 角はカム追従子１５．１６のカム追従面部４５．５１と係合するように設定され ている。

右側の面カム部材１４は円筒形短シャフト７１と一体に形成されに円環状のベー ス板７０て構成されている。シャフト７１はケージ１２の円環状ボス２６を貫通 し、該ボス内に平面ベアリングで支持されている。２つのカム面部７３．７４（ 第７図に示す）がベース板７０の内面（左側）に軸方向の内方に延在して設けら れている。左側の面カム部材１３に関して上記説明しにのと同様に、外側と内側 のカム面部７３．７４はそＺ−ぞれ２っ９螺旋形状のカム面部かりｔす、２つの カム面部は１８０°の円弧形状の長さを有し、左向＝ｍ旋状、右向き螺旋状に声 っている。しかしながら、面カム部材１４では、外側と内側のカム面部７３．７ ４は互いに１８０゛位相をずろせて回転自在に配置されており、そのため、一方 のカム面の軸方向の内端（最高部分）は、他方のカム面の軸方向の外端（最低部 分）と円周方向において隣接している。この事は第７図に明確に示されている。

第７図に示すように、面カム部材１４は２つの構成部材から形成されている。内 側の構成部材７６はベース板７０と短シャフト７１とを有し、内側のカム面部７ ４が形成されている。外側のカム面部７３は、構成部材７６と係合する筒状の外 側構成部材７７に形成されており、上記２つの構成部材７６．７７は穴７８に挿 入するボルトあるいは他の適宜な締結具（図示せず）によって固定されている。

上述したように、外側カム面部６３．７３はカム追従面部４５．４６とそれぞれ 係合する。同様に、内側カム面部６４．７４は内側カム追従面部５１．５２と係 合する。外側カム面部６３．７３も、同一のリード角の右向きおよび左向きの螺 旋形状となっている。さらに、内側の２つのカム面部６４．７４を互いに同一の リード角を有する右向き及び左向きの螺旋カム面形状としている。しかしながら 、内側のカム面部は、半径方向で外側のカム面部分のリード角と同一にする必要 はない。

筒状支持体８０が外側および内側カム追従子１５．１６の内部に同心に位置され ており、面カム部材１３．１４のベース板６０．７０の間で、カム面部内で半径 方向に延在している。該筒状支持体８０は、カム追従子１５．１６がケージ１２ に対して軸方向に移動できるように支持している。また、カム追従子１６がカム 追従子１５を支持している。第１図に示すように、筒状支持体８０は内側のカム 追従子１６をいずれの方法においても固定するものではないか、筒状支持体８０ ０両端に固定され几円盤形状の部材８１に管状の突起８２を一体に形成し、該突 起８２を面カム部材１３．１４の中心に形成された円筒状の凹部８３内に挿入す ることによって、カム追従子１６は筒状支持体８０で位置決め支持されている。

差動機構ＩＯに十分な作用させるために、面カム部材１３．１４とケージ１２の 端板２３．２４の間の摩擦反動面に、シャフト６１．７１を囲むのベース板６０ ．７０の外面に固定されに円形の円板８６上に、環状のビードを形成する軸方向 への突起８５が設けられ第１図に示すように、摩擦反動面となる突起８５は円板 ８６の外周端に設けられており、反動面の有効トルク・アーム半径は、ケージ１ ２の径に応じに制限範囲内で可能な限り大きくしている。この有効トルク・アー ム半径は、第１図に示されているビードよりも半径方向内方の位置に環状ビード の突起８５が形成されている他の同様なディスクを円板８６の代わりに用いて、 差動機構の組み付けの前に選定することが出来る。この方法によって、反動面の 有効トルク・アーム半径は小さい値から第１図に示される最大値に可変されうる 。他に、摩擦反動面に、環状ビードの突起８５に代えて、摩擦係数が非常に低く ほぼゼロであるニードル・スラスト・ローラ・ベアリングを用いて、実質的にゼ ロに減少しても良い。

カム追従子１５．１６は面カム部材１３．１４と対応するカムの隣接部との間に 組み付けられ、かつ、カム追従面部は、ケージ１２の中心筒部２０にボルト止め された端板２３．２４の把持作動によって保持されている。構成部品の間のバッ クラッシュを最小とするために、例えば詰め板９１が設けられており、該詰め板 ９１の厚さはカム面部とカム追従子の間での最適条件での係合を確保するために 選定される。

クラウンあるいはリンク・ギヤ１１として、現存の差動機構において公知タイプ のヒポイド・ベベルギヤ（ｈｙｐｏｉｄ　ｂｅ〜・ｅｌ　ｇｅａｒ）が用いられ ている。使用時において、リンク・ギヤ１１は公知の態様でヒポイド・ベベル・ ギヤ（第１図には図示していない）と噛み合っている。

差動機構１００作用は以下の通りである。上記したように、作用の要旨の基本は 、面カム部材１３．１４に形成されたカム面部とカム追従子１５．１６との間で の係合の非可逆性の点にある。

差動機構１０が設けられ几車両が直線走行している時、差動機構の出力シャフト ６１．７１の間には相対逆回転はなく、リンク・ギヤ１１に与えられて駆動力は ケージ１２、カム追従子１５．１６および面カム部材１３．１４を一体に回転し 、出力シャツ）６１．７１に駆動力を与えている。

しかしながら、車両がコーナーを回る時、出力シャフト６Ｌ７１の間に相対逆回 転が生じる必要がある。簡単に説明するために、仮に、ケージ１２が地面にロッ クされ、出力シャフト６１．７１の相対逆回転が生じたと過程すると、面カム部 材１３．１４は互いに相対的に回転し、それによって、カム面部を回転する。カ ム面部が回転する時、これらの間に隣接係合しているカム追従子を軸方向に移動 し、各一対の内側と外側のカム追従子の対応するものを、反対方向に移動するよ うに追従する。この作動は第３図を参照することにより明確に理解されるもので ある。第３図は面力°ム部材のカム面部とカム追従子を表示している。説明を明 確にするため、第３図は３個の図面からなる。第３Ａ図は外側のカム面部６３． ７３と外側のカム追従子１５の追従面部との間の係合を示している。面カム部材 １３が上方に移動する一方、面カム部材１４が下方に移動するとすれば、第３Ａ 図に示されている上部カム追従子１５は右に移動する一方、下部カム追従子１５ は左に移動する。

第３Ｂ図は内側のカム追従子１６と面カム部材１３．１４の内側カム面部６４． ７４の係合を示している。該第３Ｂ図の表示では、内側のカム追従子１６０１つ は第３Ｂ図の上端に現れている部分と下端に現れねている部分の半分に分れて示 されている。面カム部材１３が上方への移動すると共に面カム部材１４が下方へ 移動する差動が仮に発生すれば、別れて示されている一方のカム追従子１６が右 に移動し、他方の追従子１６が左に移動することが、第３Ｂ図から理解される得 る。

第３Ａ図および第３Ｂ図は説明を簡単かつ明確にするために、カム面部とカム追 従子の外側セットと内側セットとをそれぞれ示しているのみである。第３Ｃ図は 第３Ａ図と第３Ｂ図とを一方の上に他方を重ねて得られたものである。第３Ｃ図 はカム追従子１５．１６の間におけるオーバーラツプを明確に示している。（第 ３Ｃ図におけて水平線で現されている）第３Ｃ図は、一対のカム追従子がケ−ジ １２の外端側へ軸方向の移動範囲の限度に位置している最小のオーバーラツプ状 態あるいは最悪状態の位置を示しており、この一対のカム追従子（第３図ではカ ム追従子１６）はまさに逆転しようとしている。図面より分かるように、各一対 のカム追従子は、全てのカム追従子が移動範囲の限度に位置する時でさえ、十分 に軸方向の長さを有し、カム追従子の間で十分に長い軸方向のオーバーラツプが あり、よって、カム追従子間のスプライン係合を介して回転駆動力が伝達されて いる。

第３図に示されている表示から分かるように、出力シャフト６１．７１の相対逆 回転が継続するならば、外側と内側の各一対のカム追従子】５．１６は往復移動 する。上記したように、内側のカム追従子１６は第３Ｂ図において軸方向の移動 範囲の限度の位置で示されている。面カム部材１３．１４の相対移動は、カム追 従子１６を上記したようにそれぞれ右と左に移動させる。面カム部材１３．１４ の継続した相対移動は、第３Ｂ図において示されているような左側のカム追従子 １６を、第３Ｂ図に示されている右側のカム追従子によって占められている軸方 向の位置まで究極的に移動させることとなり、また、逆も同様である。同様に、 第３Ａ図に示されている外側の追従子１５は、それぞれ第３Ａ図に示された位置 から左に移動し、そして後、右に移動し、逆も同様である。上記したように２組 のカム追従子が９０°オフセツトされていることより、必要なオーバーラツプが 確保でき、そのｆこめ、常に、カム追従子の間に十分は保合がある。

上記したように、各カム追従子はその各軸端面上に右向き及び左向きの螺旋状カ ム追従面部が設けちれている。この一方の螺旋状カム追従面部は前進段に対応し 、他方の螺旋状カム追従面部はオーバランあるいは逆転段に対応するにめに必要 である。カム追従子と面カム部材のカム面部はシングル作動のみであることは注 目すべきことである。このため、伝動時におけるバックラッシュを非常に簡単に 吸収出来る。上記し乙ように、ケージの端板２３．２４の軸方向の位置が詰め木 によって調節され、バックラッシュはこれらの詰め木の厚さを調節することによ って吸収され得る。面カム部材のカム面部に従って作動されるカム追従子は、常 に圧縮されており、引張されず、カム追従子に曲げ力は付加されない。各組のカ ム追従子１５．１６は、差動機構の作動時において、カム追従子の間に十分に荷 重が分配されるように、１つのユニットとして機械加工しても良い。

ウオーム・ギヤおよびウオーム・ホイールが用いらている種々の従来技術の差動 機構の構成については、既に先に説明している。このような構成のものと比較す ると、上記差動機構ｌＯは非常に重要な利点を有している。主たる利点は、面カ ム部材１３．１４のカム面部と、カム追従子１５．１６の間の接触面積が非常に 大きいことである。特に、第３図の図面を検討すれば、どんなモーメントが与え られても、カム面部とカム追従子の間に非常に大きな接触が存在することが明白 であることが認められる。この大きな接触面積は差動機構の要素に付加されるハ ートジアン（Ｈｅｒｔｚｉａｎ）面圧を劇的に減少し、よって、疲労を非常に減 少する。このことは、限界に達した疲労は、この種の装置において不均衡に大き なバックラッシュを発生し、そのために、差動機構が不使用となる前に、許容さ れる疲労度が限定される故に、非常に重要な利点である。

差動機構１０の他の利点は、カム追従子が直線的な往復移動を繰り返すことによ って作動されるが、全ての配置、特に軸方向は、コンパクトにまとめられており 、差動機構ｌＯが車両の駆動軸や他の構成部品の変形を必要とすることなく、標 準的な自動車の現在使用されている差動ハウジング内に設置可能な事である。

上記した差動機構ｌＯに対して、基本的に機構の本質的な構成および作用方法を を変更することなく、多くの変形が為し得る。これらの変形例が第８図から第１ ０図に示されている。

第８図と第９図は、面カム部材の外側と内側の各組のカム面部とカム追従子が示 されている上記第３ａ図と第３ｂ図と同様な表示で、変形例を図示している。該 第８図および第９図においては、カム面部とカム追従子の両方の対向側の隣接す る螺旋部分は湾曲し１こ部分１００によって連結されている。いずらの場合にお いても、隣接する螺旋状カム面部の連結のために選定される湾曲は、該湾曲がそ の両端でカム面部と正接をなし、スムーズに１つになるようにされており、かつ 、該湾曲の曲率を、湾曲の両端から中心点にかけて増加する形状に曲げている。

第８図および第９図に示されている例においては、選定され湾曲は放物線である が、他の適宜な湾曲を用いることも出来る。第８図および第９図に図示されてい る変形は、差動機構の作動時において発生される騒音量を減少するために、各カ ム追従子が１つの軸方向の限度に達する時に、よりスムーズな移行を与えている 。

第１０図は左側の面カム部材１３の変形例を示している。上記したように、差動 機構１０に存在するバックラッシュは、ケージ１２の端板２３．２４の軸方向の 位置を調節することによって吸収される。しかしながら、これは装置内にある全 てのバックラッシュに関係するものであり、カム追従子の内側組と外側組の間の 差異は、カム追従子の２組の間にあるバックラッシュの量に相違があることを意 味している。カム面部とカム追従子の内側および外側の各組に独立しＬ軸方向の 調節を与えるにめに、第１０図に示す変形され几面カム部材１３が用いろれる。

第１Ｏ図においては、第６図に記載された部分と同一の部分を同一の符号を付し て示している。面カム部材１３は、出力シャフト６１と一体に形成されたベース 板６０を備え、内側カム面部６４を形成する内部面手段を支持している。しかし ながら、第１θ図の変形例では、外側カム面部６３が、面カム部材１３に対して 軸方向に調整出来る分離した筒状の構成部材＋０２上に設けられており、面カム 部材１３に上記構成部材１０２を固定する手段を備えている。第１Ｏ図に示され ているように、面カム部材の２つの部分は構成部材１０２を軸方向に調整出来る ようにスプライン係合されており、グレブ・スクリュー１０３か所要位置で構成 部材１０２を固定するにめに設けれらている。差動機構１０の最終の組み付けの 前に、カム面部６３．６４の相対的な軸方向の位置を調整することによって、端 板２３．２４の調整によって全てのバックラッシュが吸収される前に、２組の対 のカム追従子の間にあるバックラッシュは吸収される。

第１図に示されている簡支持体８０は、出力ンヤフ）６１，７１によってその両 端を支持されており、内側のカム追従子１６の内面と係合していないが支持して いるスムーズな外面を有していることが記載されている。該筒状支持体８０は、 カム追従子１６の内面上に形成され几スプラインと係合するスプラインを設けた 外面を有するように変形することが出来る。この変形は、筒状支持体８０を内側 カム追従子１６と共に確実に一体回転させるためになされ、それによって、内部 カム追従子に対してより強い制御を及ぼし、かつ、例えば、筒状支持体８０内で 、その円筒状のスペース内に設けられるサーボなどの他の装置のために反動点を 与えている。

筒状支持体の他の可能な変形を示している差動機構の別の実施例が、第１１図と 第１２図に示されている。第１１図と第１２図に示されているように、差動機構 １０５は上記差動機構１０と同様の主ζる構成部品、即ち、入力クランク・ギヤ １０６、ケージ１０７、左側および右側の面カム部材１０８．１０９、および内 側と外側のカム追従子１．１０１１１１を備えている。面カム部材１０８．１０ ９およびカム追従子１１０．１１１は係合する螺旋状カム面部を宵し、第１図を 参照して上記に記載されｌ二ような作用および基本形状を有する。

しかしながら、第１１図および第１２図においては、カム追従子のたδの筒状支 持体１１４は、内側組のカム追従子の半径方向の内部になく、代わって、外側と 内側のカム追従子１１０と１１１の間に設けられている。このことは、第２図と 第１２図との比較から明白に示されている。第１２図では、筒状支持体１１４は その外面上に軸方向に伸長するスプライン１１５が設けられており、かつ、その 内面上に軸方向に伸長するスプライン１１６が設けられている。

スプライン１１５は外側のカム追従子１１０の内面上のスプライン１１７と係合 する一方、スプライン１１６は内側のカム追従子１１１の外面上に設けられたス プライン１１８と係合する。外側のカム追従子１１０は第り図を参照して記載し 一実施例と正確に同一の方法でケージ１０７の内面にスプライン係合されている 。外側および内側のカム追従子１ｌＯ１１１１は互いに、かつ、ケージ１０７お よび筒状支持体１１４に対して軸方向への移動が自由とされているが、ケージ１ ０７、外側のカム追従子１１０、筒状支持体１１４および内側のカム追従子１１ １は、１つのユニットとして回転するように、・　一体に回転するようにロック されている。

第１１図および第１２図に示されている筒状支持体１１４は面カム部材１０８． １０９のベース板の間で軸方向に延在しており、かつ、この目的のために、両方 の面カム部材内で、内側と外側のカム面部の間に、筒状支持体１１４を収容する にめのスペースが設けられている。第１１図には、各面カム部材１０８．１０９ がボルト結合された２つの構成部材から形成されていることが示されている。

各面カム部材の外側の構成部材＋２０は、ベース板、該ベース板と一体に形成さ れたシャフトおよび外側のカム面部１２１を備えている。各面カム部材の第２の 内側の構成部材１２２は、内側のカム面部を形成し、該カム面部は２つの構成部 材の相対的な回転を防止するために、１２４で外側の構成部材１２０に対してキ ー締されると共に、ボルト１２５で外側の構成部材に固定されている。

２つの面カム部材１０８．１０９は同一の２つの構成部材１２０．１２２により 形成してもよい。第１１図においては、内側および外側のカム面部が１８０゛位 相をずらせている左側の面カム部材１０９が、図示の位置において、２つの構成 部材１２０．１２２からなることが示されている。内側および外側のカム面部を 位相内に有する左側の面カム部材１０８も、２つの構成部材１２０．１２２を一 体に固定することによって形成され、これらの構成部材は面カム部材１０９の構 成部材と比較して、互いに１８０゛回転されに位置としている。これらの２つの 位置のいずれにおいても、構成部材１２０に対して構成部材１２２を固定出来る こと：よ、外部の構成部材１２０が、第１１図に示されるように、第２キーウエ イ（ｋｅｙｗａｙ）　１２７を備えて形成されているからである。

第１１図に示される差動機構１０５の実施例は、差動機構の他の実施例に於いて も設けられ得る２つの他の特徴を示している。第１図に参照して上記に記載され た摩擦反動面に代わって、ニードル・レース・ローラ軸受１２６が用いられてい る。右側の面カム部材１０９のために設けられるニードル・レース・ローラ軸受 １２６が、面カム部材のベース板と円板１２Ｈの間に配置されている。波型スプ リング・ワッシャ１２９が円板１２８とケージ１０７の端板の間に配置されてい る。このスプリング・ワッシャ１２９はケージ１０７が組み付けられた時に、軸 方向の内方へ向けられた力を与え、それによって、差動機構の構成部品を予圧し ている。

支持体１１４の位置を変更することにより、内側及び外側のカム追従子が移動範 囲の限度に位置する時でさえ、これら内側および外側カム追従子に実質的な支持 を与えて４する。内側のカム追従子１１１のスプラインが形成された全ての表面 は、定常の駆動状態において、筒状支持体１１４と係合し、同様に、外側のカム 追従子１１０のスプラインが形成された全ての表面は、ε動時に、筒状支持体１ １４およびケージ１０７と係合する。この配置は、２組の対のカム追従子１１０ ．１１１の間における軸方向のオーバーラツプの必要性を無くしている。このた め、カム追従子は、第１図の実施例に於いて必要とされるオーバーラツプ量が、 本実施例ではもはや必要とされないことによって、軸方向に狭くすることが出来 る。

これは、また、大きな螺旋角とし、必要ならば、カム追従子を所定の軸方向の長 さとする余地がある。上記実施例では、カム追従子の間の軸方向のオーバーラツ プを除くことで、第１１図のカム追従子の軸方向の長さを短くして、カム追従子 の螺旋部のリード角を、第１図に於ける約１４°から約１７°に増加させている 。

差動機構１０５の別の利点は、互いにスライド接触している同一の材料の場合に 生じる問題を抱えることなく、カム追従子を、機構の残余の異なる材料により簡 単に形成することが出来ることである。

例えば、カム追従子は、面カム部材のカム面部とカム追従子の間の摩擦係数を調 節するために、燐青銅から製造してもよい。上記し１こように、差動機構におけ る偏り量は、種々の構成部品の間の摩擦係数と螺旋状カム面部のリード角の作用 に対応する。そのため、差動機構の偏り量を調整するために、カム追従子の製造 材料として燐青銅のような材料を、代りに使用し得る。

カム面部とカム追従子の間に完全な非可逆性の係合を確保するために、あるいは 、非可逆性を限定内で認められるように、螺旋状カム面部のリード角が選定され ることは、上記した通りである。第１図においては、全ての螺旋状カム面部の螺 旋のリード角が、同一に表示されている。しかしながら、内側のカム面部と対応 するカム追従子の間の接触面における有効トルクアーム半径は、外側のカム面部 とそれに対応するカム追従子の間の接触面積の有効トルクアーム半径より小さく 、同一リード角が使用された場合、２組のカム面部とカム追従子の間における非 可逆性の程度か相違する。これを補償するために、カム面部とカム追従子の内側 組に対して相違したリード角か選定される。

また、上記したように、差動機構１０５に於けるカム追従子を短くすることによ り、螺旋面のリード角の増加が為され得る。

上記の代わりに、螺旋のリード角はカム追従子の数を増加することによって、基 本的に増加させることも出来る。この例が第１３図に示されている。第１３図は 差動機構の第３図と同様な表示がなされており、面カム部材１３１．１３２のカ ム面部と、４組のカム追従子を備えている差動機構１３０が示されている。

第１３図において、半径方向において外側のカム追従子は１１３で示され、半径 方向において内側のカム追従子は１３４で示されている。第１３図の差動機構１ ３０においては、４つのカム追従子があり、かつ、各面カム部材上に対応して４ つのカム面部があり、９０度に亙る弧状の長さで２つの左向き螺旋部分と２つの 左向き螺旋部分がある。カム追従子１３３．１３４は軸方向両端の部分に、左向 き螺旋面と右向き螺旋面を有し、各部分は４５°である。各カム追従子の弧状は ９０”に亙って延在している。

カム追従子の数は、リード角の増加に応じてさらに増加させ得る。

一般にカム追従子がｎ個あれば、各カム追従子の円弧は、３６０／ｎ”の角度に 亙って延在し、各カム追従子は、１８０／ｎ’の軸方向の面のそれぞれに左向き と右向きの螺旋部を備え、かつ、各面カム部材は３６０／ｎ’の先端カム面部を 備えている。

上記した差動機構の基本の構成部品は、トランスファー差動機構内にも同様に用 いられており、該トランスファー差動機構の一例が第１４図と第１５図に示され ている。差動機構１４０はケージ１４０、左側および右側の面カム部材１４２． １４３、および１組のカム追従子１４５とからなる。先に提案されている差動機 構と上記第１４図および第１５図とを比較すると、差動機構１４０の各面カム部 材１４２、＋４３は１組のみのカム面部を有し、１組のみのカム追従子１４５が ある。第１５Ａ図および第１５Ｂ図は２つの相違する位置におけるカム面部とカ ム追従子を示している。

面カム部材１４２は２つのカム面部１４６．１４７を有し、一方は左向き螺旋面 を、他方は右向き螺旋面となっており、それぞれ１８０°にわたる円弧状の長さ である。面カム部材１４３は４つのカム面を有し、一対の左向き螺旋面と一対の 右向き螺旋面１４８、＋４９からなる。螺旋面１４８．１４９の円弧の長さは９ ０°である。

カム追従子１４５は上記と同様に半月形状であるが、この場合には１２０°に亙 る弧状となっている。各カム追従子＋４５は軸方向に間隔をあけてカム追従面部 １５０．１５１を有し、これらカム追従面１５０．１５１は６０°に亙る弧状の 左向きおよび右向きの螺旋部分を有している。カム追従面部１５１のリード角は 螺旋状カム面部１４６．１４７のリード角と螺合するように選定され、カム追従 面部１５０のリード角は螺旋状カム面部１４８．１４９のリード角と螺合するよ うに選定される。２個及び４個のカム面部をそれぞれ有する面カム部材と３つの カム追従子を用いた場合、２：１の割合で偏りを設けられているトランスファー 差動機構１４０を提供できる。他の数のカム面部とカム追従子もトランスファー 差動機構に用いることが出来、一般に、２つの面カム部材上のカム面部の数は、 ２つだけ相違させてもよく、かっ、採用されるカム追従子の数は２つの面カム部 材上のカム面部の数の中間となる。よって、仮に面カム部材の１つの面上にＰ個 のカム面部があると共に他の面カム部材上にｐ＋２個のカム面部があると、ｐ＋ １個のカム追従子が用いられる。カム追従子は実質的に全て同一であるけれども 、それらの螺旋追従面部のリード角は１つの軸端面と他の軸端面とては相違する 。

第１４図に示されているように、差動機構の基本的な構造は上記した差動機構と 同様である。面カム部材はケージ１４１の端板内にベアリングを介して支持され ている。右側の面カム部材１４３は中空シャフト１５５を有し、該シャフト１５ ５は、スプロケット１５８に固定されており、該スプロケット１５８は無音チェ イン１５６によって第２スプロケツト１５７に連結され、トランスファー差動機 構が用いられている車両の１組のホイールを駆動するようにしている。ケージ１ ４］に対する入力駆動力は、シャフト１５５．１５９から離れたケージ１４１の 端板の短シャフト１６０を通して伝えられる。

上記したように、差動機構１４０は１組のろのカム追従子と面カム部材１４２． １４３の１組のみのカム面部を有している。前進段駆動状態の時は、常に１つの カム追従子があり、逆状態においても常に１つのカム追従子があることより、カ ム追従子とカム面との内側組および外側組は、このトランスファー差動機構にお いて必要ではない。各カム追従子はその隣接物と連続して再係合（ｒｅｃｙｃｌ ｅ）　Ｌ、そのにめ、装置において固宵す、追従子の係合の間における、付加的 なオーバーラツプの必要性を無い。このことは、第１５Ｂ図に示従来の技術と比 較して上記した差動機構の多数の利点項目に付いて下記に記載する。上記記載さ れに差動機構のカム追従子は、常に単動式であり、圧縮状態にある。このことは 、装置内におけるバックラッシュの吸収を非常に容易としている。即ち、バック ラッシュは、構成部品の軸方向のスペースを一方向？こ調節を行うことによって 補償されると共に、装置の構成部品に対する予圧は、１つの軸方向から予圧の力 を与えて簡単に行える。さらに、単動型のカム追従子および対応するカム面部は 、常に、スライド接触しており、そ０にめ、多くの従来技術の装置で発生してい に噛み合わせに関する問題を無くすことが出来る。

第１６図かみ第２０図に、差動機構の更に別の好ましい実施例を示しており、第 １図から第１５図の説明に関連して、下記の説明が理解されるべきである。下記 に記載される本差動機構の作用および構成９基本的な特徴は、前記し１こ実施例 と同様である。

第１６図から第２０図において、差動機構２００は、追従する主構成部品、即ち 、入力クラウン・ギヤ２］１、ケージ２１２、左側および右側の面カム部材２　 ］　３．２１４と、１組のカム追従子２１５からなる。上記カム追従子と面カム 部材は上記説明し１こものと矛盾なく使用されるけれども、カム追従子２１５は ラックと同様に見なされ、面カム部材は対応する側に多数のウオームを有するウ オーム部材に見なされることが出来る。

左側の面カム部材２１３は、中心の円筒形状のボス２２０とカム面部２２３，２ ２４を備えている円環状のフランジ２２１とからなる。面カム部材２１３は、２ ４個のカム面部２２３と２４個のカム面部２２４を有し、カム面部の１組は本質 的に左向きのねじ切りウオームとなり、他は右向きのねじ切りウオームとなって いる。第３図において最も優ワにものが示されいるが、カム面部２２３．２２４ は面カム部材２１３の外周に交互に配列されており、各カム面部は面カム部材の 外周にｌ／４８の円弧位置に配置されている。面カム部材２１３の中心ボス２２ ０は、差動機構が設置される車両の半シャフトに固定されるにめ、内部にスプラ インが設けられている。

同様に、右側の面カム部材２１４は、車両の半シャフトに固定する几めのスプラ インを内面に形成しに中心の円筒状ボス２２０と、カム面部２２５．２２６が設 けられている円環状のフランジ２２１とからなる。カム面部２２５．２２６もま た、面カム部材２１４の外周に交互に配列されており、左向きのネジ切りされた ウオームと右向きのネジ切りされたウオームを構成している。しかしながら、面 カム部材２１４は２６個のカム面部２２５と２６個のカム面部２２６を備えてい る。その１こめ、各カム面部は面カム部材２１４の外周において１１５２の円弧 位置に配置さｒ、ている。

第１８図に最も好ましい例か示さメ−でおり、２つの面カム部材２１３と２１４ の間に、カム追従面が２５個の１組のカム追従子２１５が配置されている。各カ ム追従子２１５は通常は２つの同様なカム追従構成部材２３０からなり、これら ２つの構成部材２３０は軸方向に並んで隣接されている。各カム追従構成部材２ ３０の詳細は第１９図と第２０図に最もよく示されている。各カム追従構成部材 ２３０は、通常、矩形状のボディ部分２３＋からなり、該ボディ部分２３１のよ り大きな側面上にはオイル通路２３２が設けられている。カム追従構成部材２３ ０のヘッド部分２３３はボディ部分と一体に形成されており、該ヘッド部分２３ ３には、カム面部２２３．２２４あるいは２２５．２２６をそれぞれ係合するた めのリード角が設けられている。カム追従構成部材２３０は実質的に全の配置は 同一であるけれども、ヘッド部に形成され１こカム追従面部２２８はカム面部に 対してそれらが協働するように対応させられている。

カム追従構成部材２３０のボディ部分２３１は、一般にケージ２］２の中心部分 ２４０内に形成された軸方向の矩形状の穴内に位置されている。第１６図に示す ように、ケージ２１２の中心部分２４０は一般に管状で、厚さか変形された中心 部分２４１を有している。矩形状の断面の２５個の軸穴２４３があり、かつ、こ れらの軸穴は中心部分２４０の外部の回りに角度的に間隔をあけて配置されてい る。

ケージ２１２の中心部分２４０は、ケージ２１２の左側および右側の先端部分２ ４５．２４６に固定されている。各先端部分２４５．２４６は円環状のフランジ ２４８を有し、該フランジを貫通したボルト２５３が、組み付けられる関係にあ る先端部分２４５．２４６とケージの中心部分２４０を保持するために設けられ ている。中心の円筒状のボス２４９は、フランジ２４８から軸方向において外方 に伸長し、かつ、軸受を位置決めするための凹部２５０を有しており、上記軸受 内に車両の対応する短シャフトが回転自在に取り付けられる。ケージ２］２の左 側の先端部分２４５は半径方向に伸長されたフランジ部２５１を備え、該フラン ジ部に対して入力クラウン・ギヤ２＋１が貫通穴２５７を通るボルト（図示せず ）によって固定されている。

面カム部材２１３．２１４のための反動面が、これら面カム部材の軸方向の外面 と、ケージ２１２の先端部分２４５．２４６のフランジ部２４８の軸方向内面の 間に設けられている。これらの反動面には、第１６図に示されたような摩擦パッ ドあるいはニードル・レース軸受の形式のものが用いられている。差動機構２０ ０の作用は、本明細書の第１４図および第１５図を弁明した前記説明と同様であ る。差動機構２００における主たる相違は、カム追従子２＋５が非常に多数個用 いられており、対応する面カム部材２１３．２１４上のカム面部の数か多数であ ることで在る。

この非常に多数のカム追従子の用いることは重量な利点を存している。これらの 利点の主たるものは、各カム追従子の重さが、差動機構の従来例と比較して、非 常に減少されていることである。各カム追従子が一対の構成部材からなる構成は 、製造を非常に容易にすると共に、差動機構の組み付けも非常に容易とする。

前記した摩擦反動面８５は、差動機＋！Ｉｔ１０内においては面カム部材１３． １４の外端とケージ１２の端板２３．２４の間に設けられている。上記摩擦反動 面が面カム部材１３．１４の軸心から半径方向に相違した距離で設けることが出 来るように、この実施例の摩擦反動面も同様に出来る。さらに、摩擦反動面は面 カム部材とケージの端板の間の摩擦係数を実質的にゼロまで減少するために、ニ ードル・レース軸受を代わりに用いることも出来る。

第２１図から第２５図は、さらに別の有用な特徴を与える変形がなされた差動機 構の別の変形例を示している。

上記変形例の基本は、面カム部材１３．１４のうちの少なくとも１つのために、 ２あるいはそれ以上の摩擦反動状態を設けていることであり、かっ、差動機構内 にあるトルクが増加する時、これら２つ或いはそれ以上の状態の間での自動的な 切り替え手段を備えていることである。２つの摩擦反動状態を有する差動機構の ２つの実施例が第２１図及び第２２図に示されており、また、２つの限度状態の 間で無限的に可変する摩擦反動状態を有する別の実施例が第２３図から第２５図 に示されており、以下に説明する。

最初に、第２１図において、差動機構３００は差動機構１０と同一の多数の部分 を備えており、かつ、これらは第２１図には図示されておらず、あるいは、同一 の符号によって示されている。差動機構ｌＯ内の円板８６は差動機構３００内に は無く、環状ビードの形の摩擦反動面３０２がケージ１２の端板２４の内面に形 成されている。ニードル・レース・ローラ軸受３０３が端板２４の内面上で、か っ、摩擦反動面３０２の半径方向外方に設けられている。第２１図に示すように 、上記軸受３０３は摩擦反動面３０２より僅かに大きな距離をあけて端板２４か ら軸方向に伸長しており、それによって、軸受３０３の他面が、面カム部材Ｉ４ に僅かに近接させている。

ベベルギヤワッシャ３０５が面カム部材１４と端板２４の間に設けられている。

ベベルギャワッンヤ３０５の休止位置は第２１図に示されている。この位置にお いて、ベベルギヤワッシャ３０５は面カム部材１４と摩擦反動面３０２の間で作 動し、よって、面カム部材１４のための有効摩擦反動面：よ面３０２となるよう にしている。

差動機構３００内のトルクか増加する時、面カム部材１４は第２１図において右 方向の外方に移動しやすい。この移動：よベベルギャワッンヤ３０５によって抑 制されるが、トルクによって発生される軸方向の力かベベルギャワッンヤ３０５ によって規定されている値を越える時、ベベルギヤワンシャは１ニｉつみ、ニー ドル軸受３０３と接触する。この時点で、面カム部材１４と端板２４の間の摩擦 反動面は、もはや摩擦反動面３０２てはなく、代わって、ニードル軸受３０３と なる。上記し７二ように、摩擦反動は、ニードル軸受３０３の摩擦係数が非常に 小さいことより、実質的にゼロまで減少される。このため、差動機構３００にお いて、装置内のトルクが比較的低い時に高トルク比の偏り状態が与えれる一方、 装置内のトルクが設定値を越え１二時、上記し１こように、差動機構は、ニード ル軸受３０３によって与えちれる低トルク比の偏りの状態に自動的に切替わる。

差動機構３００内のトルクは再び減少すると、上記し几状顛が逆転され、ベベル ワッシャは第２１図に示されに位置に復帰すると共に、再び、摩擦反動面３０２ によって与えられる高トルク圧側りになる。　面カム部材１４かろの端板２４の 最初９間隔は、ベベルワッシ＋１０５への圧力を調整する詰木３０６によって調 整さと、それによって、トルク偏りシャフトの動きを調整する。ベベルワッンヤ の周囲のクリアランスは、第２１図および以下の図面において非常に誇張されて 図示されている。実際には、ベベルワッンヤの１こわみの程度は非常に小さい。

第２２図ては、第２１図に関して説明し几状態と反対の状態で、２つのトルク比 偏りの間で自動的な切り換えを与える差動機構３１０が示されている。

差動機構３１０では、面カム部材１４はケージ１２の端板２４の方向に伸長して 外方へ伸びる外周の環状ビード３１２を有している。

環状ビード３】２の半径方向の内方に、ニードル・レース・ローラ軸受３１３が 配置されている。ベベルワッシャ３１５か端板２４と上記ニードル・レース・ロ ーラ軸受の間に配置されている。第２２図に示すように、ベベルワッシャの休止 位置において、面カム部材１４と端板２４の間に最初の反動が、ベベルワッンヤ ３１５を通してニードル軸受３１３によって与えられるように為されている。こ の状態は低トルク比の偏り状態である。差動機構３］０内のトルクが増加すると 、発生される軸方向の力は、第２２図に示すように、面カム部材Ｉ４を外方の右 方向に付勢し、最終的に、ベベルワッシャ３１５の抵抗に打ち勝って、ケージ１ ２の端板２４に環状ビード３１２が係合する。この時点で、環状ビード３１２は 面カム部材１４に対して摩擦反動面を与え、高トルク偏り比の状態を与える。第 ２１図を参照して記載し１こように、この状態が発生するトルクレベルはベベル ワッシャ３１５によって決定される。さらに、装置内のトルクが減少すると、差 動機構３１０は最終的に第２２図に示す状態に復帰する。環状ビード３１２と端 板２４の間の最初の距離と、ベベルワッシャ３１５の最初の几わみは、端板２４ とケージ１２の中心筒部２０の間に介装する積木３１６によって調整される。積 木３１６の選定は、差動機構３１０内に設けられるトルク偏りシャフトの動きに 応じて調整されてる。

１つの面カム部材の１；めの２つの摩擦反動面を備えた機構に関しては、本発明 は、上記しに第２１図および第２２図に記載されｆこ実施例に限定されるもので はない。第２１図あるいは第２２図に示されている配置は、面カム部材１３の１ こめに設けられている摩擦反動面として、第２１図あるいは第２２図に示されて いる面カム部材１４のために設けられている構成と同一となる差動機構の一端に 設けられ得る。しかしながら、第１図に示されているような摩擦反動面８５或い は上記し１こようなニードル・レース・ローラ軸受を備え―トランスファー差動 機構として使用される差動機構においては、第２１図あるいは第２２図に示され ている配置は、差動機構の他端に同様に設けられるＺ要はない。異なる偏りが備 わっているトランスファー差動機構は、ニードル・レース・ローラ軸受および第 ２１図あるいは第２２図の装置などのいずれの組み合わせによって設けられ得る 。

さらに、第２Ｌ図および第２２図におけるニードル・レース・ローラ軸受３０３ ．３１３を別の環状ビードに代え、両方の摩擦反動面が、実質的にゼロの摩擦力 を与えるものよりも、異なる半径で正摩擦力を与えるようにしてもよい。

第２１図および笑２２図を参照して記載さメール差動機構は、乗合自動車および 大型車の両方に好適に使用され得る。２つのトルク偏り比状態を自動的に切り替 える手段を備えたものは、全ての種類の車両にとって重要な利点を有している。

例えば、乗合自動車において、高トルク偏り比を備えに現在使用さＺ−でいるロ ック可能あるいは°ノン・スリップ”型の差動機構は、該差動機構が設けられて いる乗合自動車において°振れ（％ａｇｇｉｎｇ）”を発生させる。車両の１つ のホイールがスリップしやすい情況において、差動機構の効果は、最初に１つの ホイールに、ついで、他のホイールに対して、各ホイールが順次スリップしやす くなるような、増加したトルクを与えるようにされている。

大型車両においては、上記した実施例の配置から、より重要な利点が生じる。従 来技術の装置では、重い物品を搭載している車両がスリップしがちである時、ト ルク比はスピンしているホイールに対して小さなトルクを、まｎ、道路面をまだ グリップしているホイールに対しては太きトルクを与えるためにトルク比か増加 されるようにしている。従来の装置では、上記し１ニことは、例えば、差動機構 にロックを与えることによって為し得る。このようにすることは、両方のホイー ルか再び道路面に係合した時、スリップしているホイールに対して連結されてい る半シャフトに対するトルクが突然に増加し、それが、該半シャフト上にかζり の引っ張りを与え、半シャフトをブレーキする程度まで達する、と言う不利な点 かある。差動機構のロックが手動でなされる差動機構においては、上記問題を避 けるために、スリップしているホイールの係合を解くのに十分に強く反作用を施 すことは、操作する者にとって殆ど不可能である。しかしながら、上記しに２つ のトルク比の状態の間での自動的な切り替えを備えていると、この問題が解消さ れる。

上記しｎように、第２３図から第２５図は、摩擦反動面が、摩擦反動面のトルク アーム半径の限度値の間で無限に可変できるように配置されており、それによっ て、偏りが無限に変化出来るようにされている別の改良例を示している。

各第２３図から第２５図において、差動機構は前記しｆ二差動機構１０と同一な 多くの部分を有している。これらは第２３図から第２５図に示されておらず、或 いは、同一の符号によって示されている。第２３図から第２５図は差動機構の右 側端部（第１図て見に場合）、特に、右側面カム部材１４とケージ１２の端板２ ４の間の、ケージ１２内の右側端部分を示している。

まず、第２３図においては、差動機構３２０は面カム部材！４の端面と端板２４ の間に位置される摩擦反動面３２１を有している。

該摩擦反動面３２１は出力シャフト１１を囲むと共にボルト３２３によって端板 ２４に固定されている摩擦反動部材３２２上に設けられている。面カム部材１４ に面する摩擦反動部材３２２の環状面にカーブした摩擦反動面３２１か設け、− ）ねている。第２３図に示すように、上記カーブは摩擦反動面３２１の最外縁が 面カム部材１４と平行で、かつ、そメーに最も近接している。面カム部材１４と 摩擦反動面３２】の間の距離は、摩擦反動面３２１の内端部分で最大となってい る。

ベベルワッシャ３２５が面カム部材１４と摩擦反動面３２１の間に設けられてい る。ベベルワッシャ３２５の休止位置が第２３図に示されている。この位置にお いて、ベベルワッシャ３２５は面カム部材１４と反動面３２１の内端位置の間で 作動し、差動機構３２０に低トルク偏り状態を与えている。

差動機構３２０におけて、トルクが増加すると、面カム部材１４は第２３図にお いて右方向の外方に移動される。差動機構内におけるトルクによって発生される 軸方向の力がベベルワッシャ３２５に１ユわみを発生させるにめ、ベベルワッシ ャ３２５と摩擦反動面の間・　の接触点は外方に移動し、軸方向の力が大きいと 、ベベルワッシャ３２５は面カム部材１４と摩擦反動面３２１の外側部分の間で 作動する。このことにより、高トルク偏り状態が生じる。

このように、差動機構３２０においては、装置内のトルクが比較的低い時は低ト ルク比偏り状態となり、ベベルワッシャ３２５が面カム部材１４と摩擦反動面３ ２１の外端の間で作用する上記した状態の時に設定される限度値までトルクが増 加する時に、偏りが増加する。

上記し几ベベルワッシャ３２５の移動は、差動機構３２内のトルクが再び減少し に時、当然、ベベルワッシャ３２５とそれに連結した部品が第２３図の状態にな るまで逆作動される。

面カム部材１４かろの端板２４の最初の間隔は、差動機構が組み立てられた時に 、ベベルワッシャ３２５上に作用する圧力を調整するための結水３２６によって 調整される。

次の第２４図には、第２３図に関連して記載されたのと反対の構成の、２つの限 度状態の間で無限の自動切り換が為しえる差動機構３３０が示されている。第２ ４図において、差動機構３３０は摩擦反動部材３２２を備え、該摩擦反動面３２ ２は、内端点、即ち、外端点から最も敵れた点で、面カム部材１４に最も近接す るようなカーブが設けられた摩擦反動面３３１を形成している。該摩擦反動部材 ３３２はボルト３３３によって端板２４に固定されている。

ベベルワッンヤ３３５が、面カム部材１４と端板２４の間に設けられており、第 ２４図に示す休止位置において、面カム部材１４と摩擦反動面３３１の最外端部 分の間で作動する。

装置内のトルクが増加し、面カム部材１４が第２４図において右方向の外方へ移 動しようとすると、ベベルワッシャ３３５はたわみ、摩擦反動面３３１との接触 点が、面カム部材１４と、摩擦反動面３３１の出力シャフト１１に近接する部分 との間でベベルワッシャが作用する限度状態に達するまで、第２４図に示された 位置から内方へ移動する。第２４図に示す休止位置は、差動機構３３０に低偏り 状態を与えている。差動機構３３０内のトルクが再び減少しに時、ベベルワッシ ャの軸方向の力は減少に転じ、ベベルワッシャを上記した状態より第２４図に示 す状態に戻るようにする。差動機構３３０内の部品の作用は上記した差動機構３ ２０と本質的に同一であるが、摩擦反動面３３１とベベルワッンヤが反対方向に 間隔をあけて配置されているため、差動機構３３０の低トルク状態の時に高い偏 りの１となり、ま１；、高トルク状態の時に低偏りの１つとなる。

ある状態のもとにおいて、摩擦反動を実質的にゼロに減少することが望まれるな らば、摩擦反動面をニードル・レース・ローラ軸受に代えても良いことが既に記 載されている。第２３図および第２４図において、ニードル・レース・ローラ軸 受が、摩擦反動部材３２２あるいは３３２に挿入して用いられ得る。

第２５図は第２４図に示された差動機構３３０に類似し几差動機構３４０を示し ているが、該第２５図の差、ｔ＋１機構３４０では、摩擦反動面３３１の半径方 向の内端部分に、ニードル・レース・ローラ軸受３４１が設けられている。同様 なニードル・レース・ローラ軸受が第２３図の摩擦反動部材３２２内に組み込ま れている。

摩擦反動面３２１．３３１の形状は第２３図および第２４図に示されにものに限 定されない。これらのカーブが設けられた摩擦反動面の形状は、各差動機構に、 異なる偏りの変化の特徴を与えるにめに選定されることが出来る。一般に、摩擦 反動面は端板２４に対してドーム型の面となるが、該ドームのカーブは変化され る。端板１４にボルト付けされる分離摩擦反動部材３２２．３３２上の摩擦反動 面の形成は、異なる摩擦反動面の形成を容易とし、かつ、差動機構の組み付けの 間に、これろの摩擦反動面の迅速な交換を容易とする。

第２１図および第２２図に関連して記載し几ように、第２３図および第２４図に 示された摩擦反動面の配置は、差動機構の左側端で同様に設置され、あるいは、 その他の摩擦反動面が用いられ得る。

一般に、第２３図あるいは第２４図に示されている配置、あるいは、第２Ｌ図お よび第２２図に示されている配置、あるいは第１図に示されているような固定し た摩擦反動面８５、或いはニードル・レース・ローラ軸受のいずれの組み合わせ も、差動機構の２つの端部に設けられ、望ましいトルク偏りの特徴を備えに差動 機構を提供出来る。特に、第２３図あるいは第２４図に示されているような差動 機構がトランスファー差動機構としての使用のために設けられｆ二時、異なるカ ーブ形状を備えた摩擦反動面は、差動機構が組み込まれる車両の前方および後方 の軸に所望のかつ前取て選定された特徴を与えるために、差動機構の両端に設け られる。

第２】図かみ第２５図の実施例は、第１図から第２０図に関して記載し１こ差動 機構との関連で記載されている。しかしながら、上記に記載された２つの摩擦反 動面の間での自動的な変位あるいは２つの限度の間での無限変泣は、差動機構の 他の実施例、例えは、米国特許第２８５９６４１号、ヨーロッパ特許出願第０１ ３０８０６号、あるいは、ヨーロッパ特許出願第０１４８６４＋号に開示されて いる装置の中に組み込まれ得る。

本発明は、上記に記載した実施例に限定されず、多くの変形が本発明の範囲内で なし得る。例えば、差動機構の種々の実施例に於けるケージとカム追従子の係合 のにめに設けられているスプラインは、平行な面的なスプラインとする必要は必 ずしもない。先細化されにスプラインが種々の構成部品間で半径方向内方あるい は外方の力を生じるために、設けみれ得る。蟻っぎの断面スプラインを採用する ことら出来る。

上記に記載した実施例において、差動機構のｋめの潤滑剤について為したことに は、特に記載されていない。これらの潤滑剤は差動機構の作動を改良するｋめに 選定され得る。一般に、差動機構のハウジング内に用いられている公知のタイプ のミネラル・オイルで潤滑される。図示の実施例においては、面カム部材とカム 追従子は同様なミネラル・オイルによって潤滑されている。

しかしながら、カムとカム追従子の間の駆動係合の非可逆性はそれらの間の摩擦 係数に応じることが知ちれている。よって、カム面部とカム追従子の間の有効摩 擦係数を増加させるために、シリコンをベースとした潤滑剤が、これらの構成部 品のために使用され得る。

そのような潤滑剤か使用されるなら：ｆ、差動機構が搭載される車両が目的とす る駆動用のにめに通常用でいるミネラル・オイル潤滑剤から、この潤滑剤を分離 するための手段が設けられなければならない。適切なシールの配置が上記記載の 実施例内に設けられ得る。上記実施例では、差動機構は自動車に使用する関連で 、差動機構についての説明が為されている。しかしながら、これらの差動機構の 使用は、自動車に限定されない。例えば、本差動機構を、２つのケーブルを引き 締めるｋめに２つの駆動体を有するウィンチに使用することも出来る。そのよう なウィンチにおいては、速度分配器もトルク分配器も設ける必要があるが、上記 に記載しに差動機構は両方の作用を与えるものである。

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Claims (58)

【特許請求の範囲】
1. １．１つの入力と、２つの出力と、上記各出力に連結された面カム部材と、上記 面カム部材に対して軸方向に移動自在に装着されている少なくとも１つのカム追 従子を備え、上記面カム部材は同心的に配置されると共に少なくとも１つの軸方 向に延在する螺旋状のカム面部が形成さわ且つ該螺旋状のカム面部の向きが互い に反対方向になっており、さらに、上記カム追従子は上記面カム部材のカム面部 と係合すべく向きが互いに反対方向になっている螺旋状カム追従面部を軸方向に 間隔をあけて２つ有し、上記出力の互いに反対方向に回転が、上記各カム追従子 を軸方向に移動させる構成としている差動機構。
2. ２．上記入力はケージを駆動し、かつ、各カム追従子はケージ内に保持されてい るが摺動自在に装着されている請求項１記載の差動機構。
3. ３．１つの入力と、該入力に連結されているケージと、２つの出力と、上記各出 力に連結されている面カム部材と、上記ケージ内に保持されているが摺動自在に 装着されている少なくとも１つのカム追従子を備え、上記面カム部材は同心的に 配置されると共に少なくとも１つの軸方向に延在する螺旋状のカム面部が形成さ れ且つ該螺旋状のカム面部の向きが互いに反対方向になっており、さらに、上記 カム追従子は上記面カム部材のカム面部と係合すべく向きが互いに反対方向にな っている螺旋状カム追従面部を軸方向に間隔をあけて２つ有し、上記出力が互い に反対方向に回転すれば、上記カム追従子が上記ケージ内で軸方向に移動される 差動機構。
4. ４．螺旋状のカム面部のリード角が、各対応するカム追従面部との間で駆動され る移動が、１つの方向にのみに可能なように選定されている前記請求項のいずれ かに記載の差動機構。
5. ５．各カム面部材は、１つの連続したカム面を形成するように連接された、１つ の左向き螺旋状部と、１つの右向き螺旋状部とからなる、少なくとも１組のカム 面部を備える前記請求項のいずれかに記載の差動機構。
6. ６．各カム面部材には２組のカム面部があり、両方のカム面部を面カム部材の外 周に同心的に延在し、一方のカム面部を他方のカム面部の半径方向の内側を位置 し、かつ、少なくとも１つのカム追従子が各組のカム面部に対して設けられてい る請求項５記載の差動機構。
7. ７．カム追従子は２組あり、１組はカム面部の各組と協働し、上記カム追従子は 同心的に配置された円弧状の部材からなり、１組は他方の粗の半径方向の内側に あり、半径方向の外側の組はケージ内に保持されているが摺動自在に取り付けら れ、かつ、半径方向の内側の組は外側の組に対して摺動自在であるが、外側の組 によって回転方向は捕捉されている請求項６記載の差動機構。
8. ８．カム追従子の各組は、回転方向にオフセットされた一対の追従子からなり、 出力とカム面部の相対的な逆回転が、各対の追従子を反対方向に駆動するように 配置としている請求項７記載の差動機構。
9. ９．出力の連続した相対逆回転が、各カム追従子を、軸方向への移動の限度内で 往復移動させる前記請求項のいずれかに記載の差動機構。
10. １０．１つの面カム部材の２組のカム面部が回転方向にオフセットされている請 求項７乃至９記載のいずれかに記載の差動機構。
11. １１．各組のカム面部は回転方向に互いに１８０°ずらせて配置され、カム追従 子の１組が常に他方の組より軸方向に先に移動され、カム追従子の１組が常に出 力と駆動係合するようにされている請求項１０記載の差動機構。
12. １２．ケージと外側組のカム追従子の間、外側組のカム追従子と内側組のカム追 従子の間に係合手段が設けられており、該係合手段はそれらの間で軸方向の移動 を可能とするが、回転方向においてはケージと外側組および内側組のカム追従子 を一体に固定し、よって、ケージが回転すると、カム追従子と面カム部材の係合 を介して、２つの出力を回転させる請求項７乃至１１のいずれかに記載の差動機 構。
13. １３．上記係合手段が軸方向のスプラインである請求項１２記載の差動機構。
14. １４．上記スプラインは、差動機構の構成部品間に半径方向の内方あるいは外方 への力を発生させるために、内方あるいは外方へ先細りの形状とされている請求 項１３記載の差動機構。
15. １５．筒状支持体が内側組と外側組のカム追従子の間にそれらと同心状に配置さ れ、カム追従子の各組は上記筒状支持体に対して、回転方向は固定されているが 、軸方向には移動自在である請求項７乃至１４のいずれかに記載の差動機構。
16. １６．内側組および外側組のカム追従子は、軸方向のスプラインによって上記筒 状支持体に連結されている請求項１５記載の差動機構。
17. １７．上記各カム追従子は、単独で作動し、面カム部材との接触によって圧縮し た状態に保持されている前記請求項のいずれかに記載の差動機構。
18. １８．面カム部材の軸方向の間隔を調整するための手段が設けられており、それ によって差動機構内のバックラッシュを吸収する請求項１７記載の差動機構。
19. １９．面カム部材に対して軸方向内方に向けられた力を与えるための手段が設け られており、それによって、差動機構に予圧を与える請求項１７あるいは１８記 載の差動機構。
20. ２０．各カム追従子の軸方向に間隔をあけて設けられたカム追従面部は、それぞ れ、向きが反対の２つの螺旋部からなり、１つの螺旋部は前進段状態において対 応する各面カム部と協働すると共に、他方の螺旋部はオーバランあるいは逆転状 態においてカム面部と協働する前記請求項のいずれかに記載の差動機構。
21. ２１．各対の各カム追従子の軸方向に間隔をあけたカム追従部は、左向き及び右 向きの螺旋部に等分に分割され、各カム追従子は約１８０°に亙って弧状を描く ものである請求項８記載の差動機構。
22. ２２．各カム追従子の上記等分された螺旋部は、カム追従子の円弧の中心に向け て広がると共に該円弧の両端に向かって収斂するように配置され、カム追従子を ほぼ半月形状を呈するようにしている請求項２１記載の差動機構。
23. ２３．カム面部の各組は、その面カム部材の外周全体の３６０°に亙って伸長し 、それぞれが１８０°に亙って弧状を描いて延在する右向き螺旋部と左向き螺旋 部を備えている請求項５乃至２２のいずれかに記載の差動機構。
24. ２４．カム面部の軸方向の両端部は湾曲し、該湾曲は両端位置でカム面部に対し て正接し、その曲率半径が各端から中間点に向けて増加している請求項２３記載 の差動機構。
25. ２５．上記湾曲は、放物線あるいは円形の一部を示す形状である請求項２４記載 の差動機構。
26. ２６．螺旋カム面部のリード角は、各カム追従子が、出力に作用するトルクの大 きさにより、少なくとも１つの面カム部材を部分的に逆転させ得るものである前 記請求項のいずれかに記載の差動機構。
27. ２７．各組内にｎ個のカム追従子があり、該各カム追従子が３６０／ｎの角度に 亙って弧状に延在すると共に、上記軸方向に間隔をあけて設けられる各カム追従 部における等分割した左向き及び右向きの螺旋状カム追従面部が１８０／ｎの角 度に亙って延在する前記請求項のいずれかに記載の差動機構。
28. ２８．上記ｎは４である請求項２７記載の差動機構。
29. ２９．上記ケージは、中心の筒状部と、該筒状部の両端を閉鎖する端板を備え、 上記面カム部材とカム追従子の間のバックラッシュを吸収するために、上記端板 の軸方向のスペースを変えるための手段が設けられている前記請求項のいずれか に記載の差動機構。
30. ３０．弾性手段が少なくとも１つの端板と面カム部材の間に設けられ、それによ って、差動機構を予圧する請求項２９記載の差動機構。
31. ３１．上記ケージは、更に、環状の１個のフランジと、該フランジに固定される 、差動機構の入力ギヤを備えている請求項２９あるいは３０記載の差動機構。
32. ３２．各面カム部材は、上記カム面部を構成する軸方向に伸長する環状部分を有 する円形の板を備えている請求項２９乃至３１のいずれかに記載の差動機構。
33. ３３．各面カム部材は、さらに、上記円板と同心で一体に形成されている出力シ ャフトを備え、該出力シャフトはケージの端板内に軸受を介して支持されて、ケ ージ内を貫通している請求項３２記載の差動機構。
34. ３４．カム追従子の半径方向の内側に位置すると共に、上記板と面カム部材の間 に伸長する筒状支持体を備えている請求項３２あるいは３３記載の差動機構。
35. ３５．上記筒状支持体の開口端に固定される円形部と、面カム部材の板内の凹部 分内に位置される突起を有する支持体位置決め手段を備えている請求項３４記載 の差動機構。
36. ３６．各面カム部材とケージの間に設けられる摩擦反動面を備えている請求項２ ９乃至３５のいずれかに記載の差動機構。
37. ３７．上記摩擦反動面はケージの端板に隣接する面カム部材に固定された円板の 軸方向の突起からなり、上記突起が端板に摩擦係合するようにしている請求項３ ６記載の差動機構。
38. ３８．上記突起が環状ビードからなり、該ビードの半径は摩擦反動面のために、 選定されたトルクアーム半径を備えているように前以て設定されている請求項３ ７記載の差動機構。
39. ３９．半径方向の外側組のカム面部とカム追従子は第１リード角の螺旋面を有す ると共に、半径方向の内側組のカム面部とカム追従子は第２リード角の螺旋面を 有し、これら第１リード角と第２リード角は相違し且つカム面部とそれに対応す るカム追従子の間で相違する径で摺動接触を補償するように選定されたものであ る請求項８記載の差動機構。
40. ４０．上記１つの面カム部材のカム面部の半径方向における外側組および内側組 は、バックラッシュを補償するために軸方向に相対的に調節可能である請求項８ 記載の差動機構。
41. ４１．上記１つの面カム部材はｐ個のカム面部を備えると共に、他方の面カム部 材はｐ−２個のカム面部を備え、かつ、ｐ−１個のカム追従子が備え、該各カム 追従子は軸方向に間隔をあけた２つの螺旋カム追従面部を有し、該カム追従面部 のリード角は対応して隣接するカム面部と係合するものであるトランスファー差 動機構用の請求項１記載の差動機構。
42. ４２．出力間で１：２の割合で偏りを設け、一方の出力に固定される第１面カム 部材に、夫々１８０°に亙って延在する左向きおよび右向きの１組の螺旋状カム 面部を設け、また、他方の出力に固定される第２面カム部材に、夫々９０°に亙 って延在する左向き及び右向きの２組の螺旋状カム面部を設け、かつ、約１２０ °の亙って弧状に延在するカム追従子を３個が設け、それぞれのカム追従子の互 いに隔離した螺旋状カム追従部を、互いに当接するカム面部と一致するリード角 を有する、共に等しい左向き及び右向き螺旋部で構成しているトランスファー差 動機構として使用される請求項４１記載の差動機構。
43. ４３．１つの入力と、２つの出力と、上記各出力に連結された面カム部材と、上 記面カム部材に対して軸方向に移動自在に装着されている少なくとも１つのカム 追従子を備え、上記面カム部材は同心的に配置されると共に少なくとも１つの軸 方向に延在する螺旋状のカム面部が形成され且つ該螺旋状のカム面部の向きが互 いに反対方向になっており、さらに、上記カム追従子は上記面カム部材のカム面 部と係合すべく向きが互いに反対方向になっている螺旋状のカム追従面部を軸方 向に間隔をあけて２つ有し、上記出力が互いに反対方向に回転すれば、上記カム 追従子が軸方向に移動されるものであり、上記各面カム部材と入力との間で作用 する摩擦反動面を設け、少なくとも１つの面カム部材に、面カム部材の軸芯から 相違する距離だけ離れている少なくとも２つの摩擦反動面を設けている１あるい は１以上の摩擦反動部材を設け、かつ、差動機構内のトルクの変動に応じて、上 記面カム部材と第１摩擦反動面とを係合させ、ついで、他方の摩擦反動面と係合 させる手段を備えている差動機構。
44. ４４．上記摩擦反動面の１つは、固定された摩擦部材からなり、他方はベアリン グからなる請求項４３記載の差動機構。
45. ４５．上記係合手段は、第１位置において上記摩擦反動面の１面に係合すると共 に、差動機構内のトルクが設定値を越えた時に、上記摩擦反動面の他面と係合さ れる第２位置に移動する弾性部材からなる請求項４３あるいは４４記載の差動機 構。
46. ４６．上記摩擦反動面の１面は固定反動面からなり、他面はベアリングからなる 請求項４５記載の差動機構。
47. ４７．上記摩擦反動面の１面はベアリングからなり、他面は固定反動面からなる 請求項４５記載の差動機構。
48. ４８．上記摩擦反動部材は、内側および外側の限度内で無限の反動面を与える半 径方向に湾曲した面を有する環状部材からなる請求項４３記載の差動機構。
49. ４９．上記円環状部材の湾曲形状は差動機構の所定の特徴を与える形状とされて いる請求項４８記載の差動機構。
50. ５０．環状部材の内側限あるいは外側限の反動面はベアリングで構成している請 求項４８記載の差動機構。
51. ５１．各面カム部材は連結された環状の摩擦反動部材を備え、該環状の摩擦反動 部材の湾曲形状は相違するものである請求項４８乃至５０のいずれかに記載の差 動機構。
52. ５２．上記係合手段は、上記内側限あるいは外側限での第１位置において、上記 環状部材と係合する弾性可撓部材からなり、差動機構内の増加するトルクに対応 して、上記内外限度間での多数の位置において、上記環状部材と係合する請求項 ４８乃至５１のいずれかに記載の差動機構。
53. ５３．上記弾性部材はベベルワッシャである請求項４５あるいは請求項５２に記 載の差動機構。
54. ５４．入力が与えられるケージと、１あるいは複数の摩擦反動部材が面カム部材 とケージの端板との間に介装される請求項５４記載の差動機構。
55. ５５．上記固定反動面はケージの端板上に形成される環状ビードからなると共に 、上記ベアリングは上記端板によって支持されている請求項５４記載の差動機構 。
56. ５６．上記ベアリングは上記面カム部材によって支持されると共に、上記固定反 動面は上記面カム部材の軸方向へ伸長する突起からなる請求項４７に基づく請求 項５４に記載の差動機構。
57. ５７．上記環状部材はケージの１つの端板に固定されている請求項４８に基づく 請求項５４記載の差動機構。
58. ５８．カム追従子が、隣接するカム追従子の隣接するカム追従面の間で、実質的 に円周方向のギャップが無い状態で、円周上に並列に配置されている前記請求項 のいずれかに記載の差動機構。