JPH04185941A - デファレンシャル装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に
関する。

（従来の技術） 実開平１−１６６１５７号公報に「差動制限式差動装置
」が記載されている。これは、差動制限機構を備えたダ
ブルピニオンタイプのプラネタリ−ギヤ式デファレンシ
ャル装置であり、エンジンの駆動力はインターナルギヤ
に人力し、ピニオンキャリヤとサンギヤから左右の駆動
車軸に分割される。

しかしながら、上記公報の場合差動制限手段として、デ
フケースとプラネタリ−キャリアとの間に多板クラッチ
が設けであるため、構造が複雑となり、また装置が大型
化するという課題があった。

本出願人はこのような課題を解決するため、先に特願平
２−１８８１３６号を出願している。

（発明が解決しようとする課題） 第７図に示すように、インターナルギヤ２０１が矢印の
方向に回転駆動されサンギヤ２０Ｂ側の車輪が空転した
ときにサンギヤ２０３にかかるトルク（空転トルク）を
Ｔ５．とし、ピニオンキャリヤ側の車輪が空転したとき
にサンギヤ２０３にかかるトルク（グリップトルク）を
Ｔ。とすると、サンギヤ２０３側の車輪から入力する駆
動抵抗によってＴＧはＴｓＰより著しく大きくなる。

又、各ピニオンギヤ２０５，２０７とピニオンキャリヤ
との回転部には駆動トルクとその反力との合力が作用し
、回転部にはこの合力の大きさに応じた摩擦力による回
転抵抗（差動制限力）が生じる。

従って、差動制限力はキャリヤ側の車輪が空転したとき
は大きく、サンギヤ側の車輪が空転したときは小さくな
って、左車輪と右車輪の差動制限力の強さにアンバラン
スが生し、差動制限の片効きが生じる。又、差動制限力
は上記回転部の摩擦力に比例するからこの片効きは差動
制限力を大きくする程著しくなる。トルクがサンギアか
ら入力する場合、このような片効ではインターナルギヤ
側で生じる。

差動制限力を大きくすると、一方の駆動輪が空転したと
きの空転側と他方の駆動輪側とのトルク配分割合（トラ
ンスファレーショ）が大きくなって、悪路脱出性が向上
する。しかし、上記のようにトランスファレーシヨを大
きくすると左右輪間での差動制限の片効きが大きくなり
、サンギヤ側の車輪が空転した場合の悪路脱出性が低下
し、左旋回と右旋回とてコーナリング特性にアンバラン
スが生じ、直進安定性も右方向と左方向とてアンバラン
スとなり、操縦安定性が著しく低下する。

そこで、この発明は、トランスファレーショを高くして
も差動制限の片効きの少ないデファレンシャル装置の提
供を目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 第１の発明のデファレンシャル装置は、エンジン側のイ
ンターナルギヤと、車軸側のサンギヤと、互いに噛合っ
て回転する偶数個のピニオンギヤからなり外側のピニオ
ンギヤがインターナルギヤと噛合い内側のピニオンギヤ
がサンギヤと噛合うピニオンギヤ組と、各ピニオンギヤ
を回転自在に支承する車軸側のピニオンキャリヤとを備
え、トルク出力側のピニオンギヤとピニオンキャリヤと
の回転摩擦力を他のピニオンギヤより小さくしたことを
特徴とする。

第２の発明のデファレンシャル装置は、トルク出力側の
ピニオンギヤの回転部を他のピニオンギヤの回転部より
小径にしたことを特徴とする。

第３の発明のデファレンシャル装置は、トルク出力側の
ピニオンギヤの回転部の摩擦係数を他のピニオンギヤよ
り小さくしたことを特徴とする。

（作用） エンジンの駆動力がインターナルギヤまたはサンギヤか
ら入力するプラネタリ−ギヤ式のデファレンシャル装置
では、駆動抵抗はサンギヤ側またはインターナルギヤ側
からピニオンギヤ組に入力する。この駆動抵抗の影響は
ギヤ間のフリクションロスによりトルク出力側のピニオ
ンギヤ程大キく、他のピニオンギヤ程小さい。

そこで、ピニオンギヤとピニオンキャリヤ間の摩擦力に
対するこの駆動抵抗の影響を小さくするために、第１の
発明ではトルク出力側のピニオンギヤ程その回転部の摩
擦力を小さくしたから、トランスファレーショを高くし
た状態で差動制限の片効きを小さくできる。又、このよ
うな効果を得るために第２の発明ではトルク出力側のピ
ニオンギヤの回転部を他のニオンギャより小径にし、第
３の発明ではトルク出力側のピニオンギヤの回転部の摩
擦係数を他のピニオンギヤより小さくした。

（実施例） 第１図ないし第４図により第１実施例（第２の発明）の
説明をする。第１図はこの実施例のデファレンシャル装
置を示し、第４図はこのデファレンシャル装置を用いた
車両の動力系を示す。以下、左右の方向はこの車両及び
第１図での左右の方向である。

先ず、第４図によりこの車両の動力系の構成を示す。こ
の動力系は、エンジン１、トランスミッション３、前車
軸５，７、左右の前輪９，１１、プロペラシャフト１３
、リヤデフ１５（後輪側に用いた実施例のデファレンシ
ャル装置）、後車軸１７．１９、左右の後輪２１．２３
などから構成されている。

次に、リヤデフ１５の説明をする。

リヤデフ１−５のデフケース２５はデフキャリヤ２７内
に回転自在に支承されている。デフケース２５にはリン
グギヤ２９が固定されており、リングギヤ２９はドライ
ブピニオンギヤ３１と噛合っている。ドライブピニオン
ギヤ３１はドライブピニオンシャフト３３と一体に形成
され、ドライブピニオンシャフト３３はプロペラシャフ
ト１３側に連結されている。こうして、デフケース２５
はエンジン１からの駆動力により回転駆動される。

第１図に示すように、デフケース２５の内部には同軸上
に左右のハブ３５．３７か回転自在に配置されている。

左のハブ３５は左の後車軸１７にスプライン連結され、
右のハブ３７は右の後車軸１９にスプライン連結されて
いる。

デフケース２５の内部にはプラネタリ−ギヤ式の差動機
構３９が配置されている。この差動機構３９のインター
ナルギヤ４］はデフケース２５に形成され、サンギヤ４
３は左のハブ３５に形成されている。

第２図に示すように、インターナルギヤ４１とサンギヤ
４３との間には４組のピニオンギヤ組４５．４７，４９
．５１が配置されている。各ギヤ組はそれぞれ互いに噛
合って回転する外側と内側のピニオンギヤ５３．５５か
らなり、外側の各ピニオンギヤ５３はインターナルギヤ
４１と噛合い、内側の各ピニオンギヤ５５はサンギヤ４
３と噛合っている。

外側のピニオンギヤ５３は左右の大径の軸部５７．５７
と一体に形成され、これらの軸部５７゜５７を介して左
右のピニオンキャリヤ５９．６１に回転自在に支承され
ている。又、内側のピニオンギヤ５５は軸部５７より小
径のピニオンシャフト６３上に回転自在に支承されてお
り、ピニオンシャフト６３はその両端をピニオンキャリ
ヤ５９゜６１にカシメて固定されている。軸部５７は従
来例のピニオンシャフトに較べて大径にし、摩擦力を大
きくしである。

ピニオンシャフト６３の外周には螺旋状の油溝６５が設
けられ、ピニオンギヤ５５との摺動回転部に潤滑油を供
給し、摩擦力を小さくしている。

この潤滑油はデフキャリヤ２７に封入されており、貫通
孔６７．６９からデフケース２５に流出入する。

右のピニオンキャリヤ６１は右のハブ３７のフランジ部
をなしている。又、ピニオンキャリヤ５９．６１は右の
ピニオンキャリヤ６１の腕７１を左のピニオンキャリヤ
５９に溶接して一体にされている。各ピニオンギヤ５３
．５５とピニオンキャリヤ５９．６１との間にはワッシ
ャ７３．７４が配置され、右のピニオンキャリヤ６１と
デフケース２５との間にはワッシャ７５が配置され、ハ
ブ３５とデフケース２５及びハブ３７との間にはワッシ
ャ７７．７７か配置されている。

こうして、リヤデフ１５が構成されている。

デフケース２５（インターナルギヤ４１）の回転は各ピ
ニオンギヤ５３．５５からピニオンキャリヤ６１（ハブ
３７）とサンギヤ４３（ハブ３５）とに伝達され、ハブ
３５．３７を介して左右の後輪２１．２３に伝達される
。後輪２１．２３の駆動抵抗に差が生じると各ピニオン
ギヤ５３．５５の自転と公転とによりサンギヤ４３とピ
ニオンキャリヤ６１とが差動回転し、エンジン１の駆動
力は後輪２１．２３に分割出力される。

リヤデフ１５が回転すると、ピニオンギヤ５５とピニオ
ンシャフト６３間の摺動回転部と、ピニオンギヤ５３の
軸部５７とピニオンキャリヤ５９゜６１間の摺動回転部
に、エンジン１の駆動力と後輪２１．２３からの駆動抵
抗との合力が作用し、各摺動回転部の摩擦力（回転抵抗
）によってピニオンギヤ５３．５５の自転と公転とが制
動され、リヤデフ１５の差動が制限される。従って、一
方の後輪が空転するとこの差動制限力により他方の後輪
に駆動力が送られる。

上記の合力は各摺動回転部にかかるトルクに応じて増減
するから、リヤデフ１５の差動制限はトルク感応型であ
る。

次に、第３図のトルク配分特性図によりリヤデフ１５に
おける差動制限力の左右のバランスについて説明する。

この特性図において縦軸は左後車軸トルクＴＬであり、
横軸は右後車軸トルクＴＲである。４５″の特性７９は
差動制限力が零の場合のトルク配分特性であり、後輪２
１．２３のいずれが空転しても両方の配分トルクが等し
いことを示している。

実線の特性８１は右後輪２３が空転したときにリヤデフ
１５の差動制限力によって左後輪２１に配分されるトル
クの限界（トランスファレーショ）を示し、破線の特性
２０９は同じ場合の従来例のトランスファレーショを示
す。又、実線の特性８３は左後輪２１が空転したときに
リヤデフ１５の差動制限力によって右後輪２３に配分さ
れるトルクの限界（トランスファレーショ）を示し、破
線の特性２１１は同じ場合の従来例のトランスファレー
ショを示す。

特性２０９，２１１　（特性７９との角度をそれぞれα
１．α２とする）に示すように従来例のデファレンシャ
ル装置では空転が右の車輪に起きたときと左の車輪に起
きたときの各特性２０９，２１１の角度α１〉〉α２で
あって、トランスファレーショが著しくアンバランスで
あり、差動制限の片効きが起きていることを示している
。これは、上述のように、サンギヤの空転トルクとグリ
ップトルクとの差に起因するものである。

サンギヤ４３（左後輪２１）から入力するグリップトル
クの影響はギヤ間のフリクションロスにより内側のピニ
オンギヤ５５の方が外側のピニオンギヤ５３より強く受
ける。しかし、リヤデフ１５ではピニオンシャフト６３
がピニオンギヤ５３の軸部５７より小径であること及び
油溝６５からの潤滑油供給によって回転摩擦力は外側の
ピニオンギヤ５３より内側のピニオンギヤ５５の方が著
しく小さい。

従って、右後輪２３（ピニオンキャリヤ６１側）が空転
し、左後輪２１（サンギヤ４３側）が路面をグリップし
ているときの回転抵抗（差動制限力）は従来例より小さ
くなり、左後輪２１側へのトルク配分が減少し右後輪２
３側へのトルク配分が増える。従って、従来例の特性２
０９の角度α１より角度β１が小さい特性８１が得られ
る。

又、左後輪２１が空転したとき、グリップ側の右後輪２
３に配分されるトルクはピニオンギヤ５３の軸部５７を
従来より大径にしたから、全体として差動制限力が増加
し、左後輪２１側へ９トルク配分が減少し右後輪２３側
へのトルク配分が増える。従って、従来例の特性２１１
の角度ａ２より角度β２が大きい特性８３が得られる。

こうして、β１七β２となり、α１とα２の差が大きい
従来例と較べて、左後輪２１と右後輪２３の間のトラン
スファレーショのアンバランスが解消し、差動制限の片
効きが大巾に是正される。

又、トランスファレーショが高い場合（例えば、従来例
の特性２０９．２１１の角度α１．α２がより大きい場
合）でも、同様にしてトランスファレーショのアンバラ
ンスを是正できるから、トランスファレーショを高く保
ちながら、片効きの小さいデファレンシャル装置が得ら
れる。

次に、リヤデフ１５の機能を第４図の車両の動力性能に
即して説明する。

リヤデフ１５の差動制限力は、上記のように、リヤデフ
１５にかかるトルクが大きい程強くなるから、加速時に
は車両の直進安定性が向上する。

又、リヤデフ１５は差動制限の片効きが小さく、直進走
行中に車両のヨー角を進行方向に戻そうとするヨーモー
メントが左右はぼ均一であるから、操縦安定性に優れて
いる。同じ理由で左旋回と右旋回とでバランスの良いス
テアリング特性が得られる。

又、悪路などで一方の後輪が空転してもリヤデフ１５を
介して他方の後輪に送られる駆動力により悪路脱出性が
高く保たれる。この脱出性は空転が左右いずれの後輪に
生じても変らない。

次に、第５図と第６図とにより第２実施例（第３の発明
）の説明をする。この実施例のデファレンシャル装置も
第４図の車両のリヤデフ８５に用いられている。以下、
第１実施例と同機能の部材には同一の番号を附して引用
しながら第１実施例との相異点を説明する。

第６図に示すように、リヤデフ８５の差動機構８７は４
組のピニオンギヤ組８９，９１，９３゜９５を有し、各
ギヤ組はインターナルギヤ４１と噛合う外側のピニオン
ギヤ９７と、このピニオンギヤ９７とサンギヤ４３とに
噛合う内側のピニオンギヤ９９とからなっている。

外側のピニオンギヤ９７はピニオンシャフト１０１上に
回転自在に支承され、内側のピニオンギヤ９９はニード
ルベアリング１０Ｂを介してピニオンシャフト１０５に
支承されている。各ピニオンシャフト１０１，１０５は
両端を左右のピニオンキャリヤ５９．６１に固定されて
いる。

外側のピニオンギヤ９７とピニオンシャフト１０１の構
造と回転部の摩擦係数は従来例と同一であり、従って回
転摩擦力は従来例と同じである。

一方、内側のピニオンギヤ９９とピニオンシャフト１０
５間の摩擦係数はニードルベアリング１０３を介設した
ことにより外側のピニオンギヤ９７側より大巾に小さく
、回転摩擦力は著しく小さい。

従って、第１の実施例と同様に左右のトランスファレー
ショのバランスが良く、左後輪２１側に対する差動制限
の片効きが解消され、後輪２１゜２３間でほぼ均等の差
動制限力が得られる。又、外側のピニオンギヤの摩擦力
を大きくした第１実施例と異って、第２実施例は内側の
ピニオンギヤ９９側の摩擦力を小さくしたから、全体の
トランスファレーショは小さくなり、車両のアンダース
テアが防止されて良好な旋回性が得られる。

なお、第３発明でピニオンギヤの回転部の面粗度を、外
側のピニオンギヤを粗くし内側のピニオンギヤを滑らか
にしてもよい。

又、この発明のデファレンシャル装置はピニオンギヤ組
を４以上の偶数個のピニオンギヤで構成してもよい。こ
の場合、各ピニオンギヤの回転部の摩擦力は例えば最外
側のピニオンギヤから内側のピニオンギヤまで順次小さ
くするか、最内側のピニオンギヤを他のピニオンギヤよ
り充分に小さくする。

〔発明の効果〕

この発明のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤ組の
ピニオンギヤの回転摩擦力を他のピニオンギヤよりトル
ク出力側のピニオンギヤの方を小さくし、サンギヤ又は
インターナルギヤのグリップトルクと空転トルクとの差
が差動制限力に与える影響を小さくしたから、左右のト
ランスファレーショのバランスが良く、差動制限の片効
きが防止される。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の縦断面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図、第３図は第１実施例と従来例のトルク配分特
性図、第４図は各実施例を用いた車両の動力系を示すス
ケルトン機構図、第５図は第２実施例の縦断面図、第６
図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図はサンギヤに生じる
トルクを説明するための図面である。 ４１・・・インターナルギヤ ４３・・・サンギヤ ４５．４７，４９，５１，８９，９１．９３゜９５・・
・ピニオンギヤ組 ５３．９７・・・（外側の）ピニオンギヤ５５．９９・
・・（内側の）ピニオンギヤ５９．６１・・・ピニオン
キャリヤ 代理人　　弁理士　　　三　好　秀　和４１・・・イン
ターナルギヤ ４３・・・サンギヤ ４５．４７．４９，５１．８９，９１，９３．・９５・
・・ピニオンギヤ組 ５３．９７・・・（外側の）ピニオンギヤ５５．９９・
・・（内側の）ピニオンギヤ５９．６１・・・ピニオン
キャリヤ 第１図 第２図− 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インターナルギヤと、車軸側のサンギヤと、互い
   に噛合って回転する偶数個のピニオンギヤからなり外側
   のピニオンギヤがインターナルギヤと噛合い内側のピニ
   オンギヤがサンギヤと噛合うピニオンギヤ組と、各ピニ
   オンギヤを回転自在に支承するピニオンキャリヤとを備
   え、トルクがインターナルギヤ又はサンギヤから入力す
   るプラネタリーギヤ式のテファレンシャル装置であって
   トルク出力側ピニオンギヤとピニオンキャリアとの回転
   摩擦力を他のピニオンギヤより小さくしたことを特徴と
   するプラネタリーギヤ式のデファレンシャル装置。
2. （２）トルク出力側のピニオンギヤの回転部を他のピニ
   オンギヤの回転部より小径にしたことを特徴とする請求
   項（１）記載のデファレンシャル装置。
3. （３）トルク出力側のピニオンギヤの回転部の摩擦係数
   を他のピニオンギヤより小さくしたことを特徴とする請
   求項（１）記載のデファレンシャル装置。