JPH0266343A - ウォームギア式差動歯車装置 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、トルク不等配分機能および差動制限機能の
両機能を併せ有するつ十−ムギア式差動歯車装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、トルク不等配分機能と差動制限機能の両機能を併
せ持つ差動装置としては、（■）プラネタリ式差動装置
とビスカスカップリングを組み合せたもの、（２）左右
が異なるサイズのベベルタイプサイドギアと多板クラッ
チとを組み合わせたもの等の技術があった。

また、従来のウオームギア式差動歯車装置としては、米
国特許箱４，４１９．０３５号に記載のものがあり、こ
れは、第６図に示すように、デファレンシャルケース（
以下デフケース）１内に収容された一対のウオームギア
２Ｌ、２Ｒとこのウオームギア２Ｌ、２Ｒと各々噛合す
るようウオームギアの円周方向に配列された３対のウオ
ームホイール３Ｌ、３Ｒとを有しているものであった。

（発明が解決しようとする課題） しかし−１−記（１）　、　（２）の従来の技術におい
ては、双ノｊとも！・ルク不等配分機能を前者で、差動
制限機能を後者で各々受は持つという構造であったため
。

（ｉ）軸長が伸び、オーブンデフとのデフキャリアの共
通化が出来ず、専用デフキャリアが必要となる。

（ｉｆ））Ｍ成部品点数人の為１重量アップ、コストア
ップとなる といった不都合をａしていた。

また前記米国特許箱４．４１９，０３５号のウオームギ
ア式差動爾１（装置は、トルク不等配分機能を有してお
らず差動制限機能のみを有するものである。

本発明は、上記従来の差動歯車装置の欠点を解消するこ
とを目的とする。すなわち、駆動トルクの左右または前
後への不等配分機能および差動制限機能の両機能を併せ
持ち、かつそのための構成がコンパクトで廉価なウオー
ムギア式差動南車装置を提供することを目的とする。

（課題を達成するための手段） この発明は、１．記目的を達成するために。

デファレンシャルケース内に一対のウオームギアが各々
両側の出力軸の内端部に一体回転するよう取付けられて
収容され、このウオームギアの端部とデファレンシャル
ケースとの間にスラストワッシャが介装され，ウォーム
ギアの軸回りにおいてデファレンシャルケース内に回転
自在に取付けられウオームギアと噛合するとともに互い
に連動回転するよう９合した複数対のウオームホイール
を介してデファレンシャルケースからウオームギアに回
転トルクを伝達するウオームギア式差動歯虫装置におい
て、前記ウオームホイールの対またはウオームギアの対
のうち少な（とも一方の対のギアのピッチ径が、互いに
異なった寸法となっていることを特徴としている。

（作用） １．２ウオ一ムギア式差動歯車装置は、デフ７レンシヤ
ルケースに伝達されたエンジンからの回転トルクをウオ
ームホイールを介してウオームギアに伝達して両側の出
力軸を回転させる。そして車輌が直進走行する際のよう
に両側の出力軸に差動が生じない場合には、デファレン
シャルケース。

ウオームホイールおよびウオームギアが一体回転して回
転トルクを両側の出力軸にスパーギアのピッチ径に比例
して配分するが、車輌が旋回走行する場合や片輪がスリ
ップする場合等のように左右の車輪抵抗が異なるような
場合には、デファレンシャルケース１．ウオームホイー
ルおよびウオームギアの間に相対回転が生じ、左右の車
輪に差動を生じさせるとともに，ウォームギアとスラス
トワッシャとの間における摩擦トルクによるトルクバイ
アス効果によって、トルク比例型差動制限装置として機
能する。

そして上述したように、エンジンからの駆動トルクはウ
オームホイールからウオームギアに伝達されるが、ウオ
ームホイール対においてウオームギアと噛合うギア部の
ピッチ径が異なる寸法の場合には、ウオームホイールか
らウオームギアに伝達される回転トルクが左右において
不等分となり、またウオームギア対においてウオームホ
イールと噛合うギア部のピッチ径が異なる寸法の場合に
は、ウオームホイールとの噛合部における円周ｈ゛向の
接線力によって左右のウオームギアに生ずる回転トルク
が異なり、またウオームホイール対およびウオームギア
対が共にそのピッチ径を異にする場合には、ウオームホ
イールからウオームギアに伝達される回転トルクおよび
ウオームギアにおいて生ずる回転トルクが共に異なるこ
ととなり、何れの場合にもエンジンからの駆動トルクは
ピッチ径の比に対応して配分されて両側の出力軸から出
力されることとなり、これによってトルク不等配分機能
が発揮される。

（実施例） 以ド、この発明を図面に示す実施例に基づいてさらに詳
細に説明する。

第１ないし４図において、　　１１はデファレンシャル
ケース（以下デフケースという）、１２Ｌおよび＋２Ｒ
は各々対となるようデフケース１１の内周部内に収容さ
れ軸線がデフケースの軸線に対し直角となるようデフケ
ースに回転目ｔ１：、に支持されるとともにスパーギア
１２Ｌ　ａ　、　１２Ｒａによって互いに噛合して連動
回転する左ウオームホイールおよび右ウオームホイール
であり、　１３Ｌおよび１３Ｒはデフケースｌｌ内にこ
のデフケースと同軸となるよう直列に収容され各々外周
部の歯部が左ウオームホイール１２Ｌ、右ウオームホイ
ール１２Ｒの歯部と噛合し内周部のスプライン１３Ｌ　
ａ　、　１３Ｒａが図ボしない左出力軸、右出力軸と各
々結合される左ウオームギアおよび右ウオームギアであ
り、　１４は左ウオームギア１３Ｌと右ウオームギアＬ
３Ｒとの間に介装されたスラストワッシャ、　１５は左
ウオームギア１３Ｌとデフケース１１の内壁面との間に
介装されたスラストワッシャ、１６は右ウオームギア１
３Ｒとデフケース１１の内壁面との間に介装されたスラ
ストワッシャであり、ここまでの構造は従来のウオーム
ギア式差動歯車装置とほぼ同様である。

本実施例においては、第２図に示すように。

左ウオームホイール＋２Ｌのピッチ半径ＲＬと右ウオー
ムホイール＋２Ｒのピッチ径ＲＩ？が１図からも明らか
なように、ＲＬ＞ＲＲという関係になっている。また左
右のウオームギア１３’Ｌ、　１３Ｒのピッチ径および
各ウオームホイールのスパーギア１２Ｌ　ａ　、　　１
２Ｒａのピッチ半径ｒ　は同寸法である。

上記差動南東装置は、従来と同様に１図示しないリング
ギアから入力された回転トルクを。

デフケース１１−左および右のつ寸−ムホイール１２Ｌ
、　１２Ｒ−左および右のウオームギア１３１．。

１３Ｒを介して左および右の出力軸に伝達する。

そして中輪が直進走行するときは、デフケース１１、ウ
オームホイール１２Ｌおよび１２Ｒ，ウオームギア１３
Ｌおよび＋３Ｒが一体回転し１両側の出力軸に回転トル
クを所定の割合で配分する。

また例えば車輌が旋回に入った場合等には。

内輪差により左右の出力軸に回転差が生じるが。

この時、高回転側（外輪）のウオームギア回転はこれと
噛合する一方のウオームホイールを回転させ、この一方
のウオームホイールの回転は、低回転側（内輪）のウオ
ームギアと噛合する他方のウオームホイールに谷々の互
いに噛合するスパーギア１２Ｌ　ａ　、　＋２Ｒａを介
して逆回転で伝達される。これにより、内輪側のウオー
ムギアがデフケース１１に対して相対的に逆回転されこ
のウオームギアと一体回転する内輪側の出力軸の回転が
減速することによって、左右の出力軸の回転数を車輌旋
回時の内輪差に対応して調節し、車輌のスムーズな旋回
を可能にする。そしてこのウオームギア式差動歯車装置
は、車輌の旋回時等において、つ十−ムホイール１２Ｌ
、　１２Ｒとウオームギア１３Ｌ、　１３Ｒの各々の噛
合部において発生する高い歯面摩擦力によって、高回転
側ウオームギアから低回転側ウオームギアへのトルク流
入を行うトルク比例型差動制限装置として機能する。

また以１−のようなウオームギア式差動歯車装置の作動
において、左ウオームホイール１２Ｌと右ウオームホイ
ール１２Ｒとの噛合部ではピッチ半径にの接線力Ｆが釣
り合っている。ここで左ウオームホイール＋２Ｌの回転
トルクをＴ　、右ウオーム１゜ ホイール＋２Ｒの回転トルクをＴＲとすると。

Ｔ　＋、″″ＦＸｒｐ ＴＲ−ＦＸｒ。

（ｒ　ニスパーギアのピッチ半径） であるから、Ｔ、−ＴＲとなる。

ここで左右のウオームホイールと左右のウオームギアの
各々の噛合部における回転トルクの伝達状態を考えると
、左ウオームホイール１２Ｌと左ウオームギア＋３Ｌの
噛合部における回転方向の接線力をｆ　、右ウオームホ
イール１２Ｒと右つオームギア１３Ｒの噛合部における
回転方向の接線力をとなり、前述の如＜Ｔ　　−Ｔ　　
、ＲＬ＞ＲＲであＲ るから ｆ、＜ｆＲ となる。

そしてウオームギア１３Ｌ　、　　１３Ｒに発生する各
々の出力軸トルクＴ’、Ｔ　　　は出力軸の差動Ｌ　　
　　　　ピ 回転差がない通常走行中には、上記接線力ｆＬ。

ｆ　に比例したトルクが発生するので、出力トル１？ りの不等配分が１１４られるわけである。即ちＴＬ＜Ｔ
　　’　となる。

また旋回時や泥地等の異μ路走行時のように左右の車軸
に差動が生じる場合には、従来と同様にウオームギア式
差動機構による差動制限機能が発揮され、左右の出力軸
の回転差の大小に対応して回転トルクの配分が変化する
。例えば各ウオームホイール＋２Ｌ、　＋２Ｒのビ・ソ
チ半径の割合をＲ１，：Ｒ−５：４とすると、差動が生
じていないときには回転トルクおよび出力トルクは。

ＴＬ：Ｔ　　　−ｆ　　：ｆ　　舞４：６１？　　　　
Ｌ　　　Ｒ となり、駆動トルクの不等配分が行われる。

また左右の出力軸に差動が生じた場合１例えば右ウオー
ムギア１３Ｒ側を低速側とすると、その出力トルクＴ　
′は増加してＴ’／Ｔ　　　＞６／４１？　　　　　　
　　　ＲＬ （例えばＴ　　’／Ｔ　　’−８／２）となり、逆１こ
１？　　　　　　　Ｌ 右ウオームギア１３Ｒ側が高速側のときは、出力トルク
Ｔ　′が減少し、Ｔ’／Ｔ　　　＜６／４ＲＲＬ （例えばＴ　　’／Ｔ　　　−４／６）となる。

Ｉ？１゜ なお、トルク不等配分による効果は次の通りである。

上記ウオームギア式差動歯車装置を車輌のセンタデフに
用いた場合には、前、後輪の荷重分配が仮にＲ／１）　
　−６／４（Ｆ　　：前輪荷重。

ｖ　　　　　　ｖ　　　　　　　　　　　　　　　ｖＲ
ｌ：後輪前！ｒ）の時、センタデフのトルク配分をＴＲ
／ＴＦ−６／４とすれば、タイヤのグリップ限界を前、
後輪で同じにすることがで出来（タイヤ、清元を同じと
した時）、エンジンパワーを最大限に引き出す事が出来
る。

また加速時には改心移動により前、後輪の荷重分配も例
えばＲ／Ｆ−８／２といった様に後輪側に移動する。こ
の時には前輪は浮きぎみになり。

前輪の回転数が後輪より速くなると１前後輪へのトルク
分配も例えばＴ　／”ｒ、、−８／２となり。

１？ やはりタイヤ接地６：１重に応じたトルクがタイヤに伝
達されるのでエンジンパワーを最大限引き出せる。また
急減速時（制動時）には前述の逆で前。

後輪荷重は前輪側が増加し、仮にＲ／Ｆ−４／６といっ
た値となる。この時には後輪が浮きぎみとなり、後輪の
回転数が速くなり１前後輪へのトルク分配も差動制限効
果により例えばＴ　Ｒ／　Ｔ　ｐ　−４／６となる。

第５図はこの発明の他の実施例を示すものであって、こ
のウオームギア式差動歯車装置においては、左右のウオ
ームホイール１２Ｌ’＋２Ｒ’のピッチ径は同じである
が、左右のウオームギア１３Ｌ’　、　＋３Ｒ’のピッ
チ径が異なる寸法となるよう形成しである。そして前記
実施例と同じ効果を得るため、左ウオームギア１３Ｌ′
のビ・ソチ甲径をＲ′、右ウオームギア１３Ｒ’のピッ
チ十１゜ 径をＲ′とすると、第５図からも分るように。

Ｒ’＜Ｒ’の関係に設定しである。

１７１？ この実施例においても、前記実施例と同様に。

差動制限機能およびトルク不等配分機能を共に発揮する
。

またさらに他の実施例としては、ウオームホイール対お
よびウオームギア対の各々のピッチ径をｔ７．いに異な
る・」法となるよう設定したものが掲げられる。

（発明の効果） 以１−のように本発明によれば，ウォームギア式差動歯
車装置において差動制限機能とトルク不等配分機能とを
併せて備えることが可能となり、しかもそのために装置
が大型化したり部品点数が増加したりすることがなく、
コンパクトで廉価な装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第２図は第
１図を上方から見た図、第３図は第１図の■−■線にお
ける断面図、第４図は第１図の■−ＩＶ線における断面
図、第５図は本発明の他の実施例を２１りず側断面図、
第６図は従来例を示す側断面図である。 １１・・・デファレンシャルケース。 ＋２Ｌ、　　＋２Ｒ，＋２Ｌ’　、　　＋２Ｒ’　・・
・ウオームホイール ２Ｌａ、１２Ｒａ・・・スパーギア １３Ｌ、　＋３Ｒ，＋３Ｌ’　、　＋３Ｒ’　・・・ウ
オームギアＲ、Ｒ、Ｒ、Ｒ’　・・・ピッチ径

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　デファレンシャルケース内に一対のウォームギアが各
   々両側の出力軸の内端部に一体回転するよう取付けられ
   て収容され，このウォームギアの端部とデファレンシャ
   ルケースとの間にスラストワッシャが介装され，ウォー
   ムギアの軸回りにおいてデファレンシャルケース内に回
   転自在に取付けられウォームギアと噛合するとともに互
   いに連動回転するよう噛合した複数対のウォームホイー
   ルを介してデファレンシャルケースからウォームギアに
   回転トルクを伝達するウォームギア式差動歯車装置にお
   いて，前記ウォームホイールの対またはウォームギアの
   対のうち少なくとも一方の対のギアのピッチ径が，互い
   に異なった寸法となっていることを特徴とするウォーム
   ギア式差動歯車装置。