JPH0516445Y2 - - Google Patents

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JPH0516445Y2
JPH0516445Y2 JP1986066885U JP6688586U JPH0516445Y2 JP H0516445 Y2 JPH0516445 Y2 JP H0516445Y2 JP 1986066885 U JP1986066885 U JP 1986066885U JP 6688586 U JP6688586 U JP 6688586U JP H0516445 Y2 JPH0516445 Y2 JP H0516445Y2
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roller
carrier
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output shafts
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は動力を車両の前後輪又は左右輪に分配
出力する差動装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a differential device that distributes and outputs power to front and rear wheels or left and right wheels of a vehicle.

(従来の技術) この種差動装置としては、動力を前後輪に向け
分配出力するものとしてセンターデイフアレンシ
ヤルギヤが、動力を左右輪に向け分配出力するも
のとして前輪用又は後輪用デイフアレンシヤルギ
ヤが常用されてきた。
(Prior Art) This type of differential device includes a center differential gear that distributes and outputs power to the front and rear wheels, and a center differential gear that distributes and outputs power to the left and right wheels. Fallencial gears have been commonly used.

これらデイフアレンシヤルギヤは入力軸からの
動力をデイフアレンシヤルギヤキヤリアに入力さ
れ、これに回転自在に取付けたピニオンメートギ
ヤを介し動力を一対のサイドギヤに差動下に伝達
し、これらサイドギヤから2個の出力軸へ動力を
分配出力するようにしたものである。
In these differential gears, power from the input shaft is input to the differential gear carrier, and the power is differentially transmitted to a pair of side gears via a pinion mate gear rotatably attached to the differential gear carrier. The power is distributed and output from the output shaft to two output shafts.

(考案が解決しようとする問題点) しかし、これに代表される従来の差動装置はい
ずれも、差動機能により両出力軸の回転差を吸収
し得るものの、両出力軸へのトルク比を変更する
ことができず、このトルク比が固定であつた。
(Problem that the invention seeks to solve) However, although all of the conventional differential devices represented by this device can absorb the rotation difference between the two output shafts due to the differential function, the torque ratio to the two output shafts is This torque ratio was fixed and could not be changed.

ところで、差動装置により駆動すべき前後輪間
の要求トルク比及び左右輪間の要求トルク比は路
面勾配や旋回状態等に応じて種々異なり、この要
求にかなうものでなかつた。従つて、或る車輪へ
の伝達トルクが他端へのそれに対し過大となつて
ホイールスピンを生ずる等の問題を生じ、所定の
トラクシヨンを得難いのが実情であつた。
Incidentally, the required torque ratio between the front and rear wheels to be driven by the differential device and the required torque ratio between the left and right wheels vary depending on the road surface gradient, turning condition, etc., and cannot meet these requirements. Therefore, the torque transmitted to one wheel becomes excessive compared to the torque transmitted to the other end, causing problems such as wheel spin, and it is actually difficult to obtain a predetermined traction.

(問題点を解決するための手段) 本考案はトロイダル伝動ユニツトにより差動装
置を構成して両出力軸へのトルク比を変更し得る
ようにしたもので、 一対の同軸対向するコーンデイスクと、 これらコーンデイスクの対向コーン面に摩擦係
合するコーンローラと、 該コーンローラをその回転軸線と直交する首振
り軸線の周りに回動自在に支持し、コーンデイス
クの軸線周りに回動可能なキヤリアとを具え、 コーンローラの首振り軸線周りにおける回動位
置を制御するトルク比制御手段を設け、 前記一対のコーンデイスク及びキヤリアの3要
素のうち、1要素を入力軸に、他の2要素を夫々
2個の出力軸に駆動結合したことを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention configures a differential device using a toroidal transmission unit to change the torque ratio to both output shafts, and includes a pair of coaxial cone disks facing each other, A cone roller that frictionally engages the opposing cone surfaces of these cone disks, and a carrier that supports the cone roller so as to be rotatable around an oscillation axis perpendicular to the axis of rotation of the cone roller, and that is rotatable around the axis of the cone disk. and a torque ratio control means for controlling the rotational position of the cone roller around the oscillation axis, one of the three elements of the pair of cone disc and carrier being used as an input shaft, and the other two elements being used as an input shaft. It is characterized by being drive-coupled to two output shafts, respectively.

(作用) 入力軸からの動力は、一対のコーンデイスク及
びキヤリアの3要素のうち、入力軸に駆動結合さ
れた1要素に入力される。この1要素に入力され
た動力は他の3要素を介し差動下に2個の出力軸
へ分配出力される。
(Function) Power from the input shaft is input to one of the three elements, a pair of cone discs and a carrier, which is drive-coupled to the input shaft. The power input to this one element is differentially distributed and output to two output shafts via the other three elements.

ここで、トルク比制御手段によりコーンローラ
の首振り軸線周りにおける回動位置を変更する
と、コーンローラの両コーンデイスクに対する摩
擦係合円弧径が変化し、上記の動力伝達中におけ
るコーンローラと両コーンデイスクとの間の伝動
比を夫々変化させることができる。従つて、両出
力軸へのトルク比を変化させ得ることとなり、こ
れを走行条件で異なる車輪間の要求トルク比にマ
ツチさせ、特定の車輪がホイールスピンして所定
のトラクシヨンが得られなくなるような問題をな
くすことができる。
Here, when the rotational position of the cone roller around the oscillation axis is changed by the torque ratio control means, the arc diameter of the frictional engagement of the cone roller with both cone discs changes, and the cone roller and both cones during power transmission are changed. The transmission ratio between the disk and the disk can be changed. Therefore, the torque ratio to both output shafts can be changed, and this can be matched to the required torque ratio between different wheels depending on the driving conditions, so that it is possible to prevent a particular wheel from spinning and not being able to obtain the desired traction. You can eliminate the problem.

(実施例) 以下、図示の実施例に基づき本考案を詳細に説
明する。
(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on the illustrated example.

第1図は本考案差動装置を4輪駆動車の中央差
動ユニツトとして用いた場合の例を示し、この差
動装置は入力軸1からの動力を第1出力軸2及び
第2出力軸3に分配出力する用をなす。なお、第
1出力軸2は前輪用デイフアレンシヤルギヤを介
して前2輪を駆動し、第2出力軸3は後輪用デイ
フアレンシヤルギヤを介して後2輪を駆動するも
のとする。
Figure 1 shows an example in which the differential device of the present invention is used as a central differential unit of a four-wheel drive vehicle.This differential device transfers power from an input shaft 1 to a first output shaft 2 and a second output shaft. It is used to distribute output to 3. Note that the first output shaft 2 drives the front two wheels via a front wheel differential gear, and the second output shaft 3 drives the rear two wheels via a rear wheel differential gear. do.

入力軸1及び第2出力軸3を同軸突合せ関係に
配置し、これらに平行に第1出力軸2を配置する
と共に、周知のトロイダル伝動ユニツト4を設け
る。
The input shaft 1 and the second output shaft 3 are arranged in a coaxial abutting relationship, the first output shaft 2 is arranged parallel thereto, and a well-known toroidal transmission unit 4 is provided.

トロイダル伝動ユニツト4は第2図に具体的な
構造を示すように、一対の同軸対向させたコーン
デイスク5,6を具え、これらの対向コーン面5
a,6aに摩擦係合する例えば一対のコーンロー
ラ7を有する。各コーンローラ7は軸8上に回転
自在に支持し、この回転軸8をこれと直交する首
振り軸9を介してキヤリア10内に首振り回動可
能に支持する。
As shown in FIG. 2, the toroidal transmission unit 4 includes a pair of coaxial cone disks 5 and 6 facing each other.
It has, for example, a pair of cone rollers 7 that are frictionally engaged with the rollers a and 6a. Each cone roller 7 is rotatably supported on a shaft 8, and this rotary shaft 8 is rotatably supported in a carrier 10 via an oscillating shaft 9 orthogonal thereto.

キヤリア10には更に、コーンデイスク5,6
に同心配置としたコーンデイスク出力軸11,1
2を回転自在に貫通設置し、これら軸11,13
の隣接端上に夫々コーンデイスク5,6を回転自
在に支持する。そして、コーンデイスク5,6と
キヤリア10の端壁との間に夫々ドライブプレー
ト13,14を同心に介在させ、これらをコーン
デイスク出力軸11,12に一体成形する。コー
ンデイスク5,6とドライブプレート13,14
との間をローデイングカム15,16により駆動
結合し、これらローデイングカムは伝達トルクに
応じたスラストをコーンデイスク5,6とドライ
ブプレート13,14との間に生じさせる周知の
ものとする。ドライブプレート13,14に付与
されるスラストはスラストベアリング17,18
を介してキヤリア10の端壁により受止め、コー
ンデイスク5,6に付与されたスラストはこれら
コーンデイスク間にコーンローラ7を挟圧してコ
ーンデイスク5,6に対するコーンローラ7の確
実な摩擦係合を保証する。
Carrier 10 also has cone disks 5 and 6.
Cone disk output shaft 11,1 arranged concentrically with
2 is rotatably installed through the shafts 11 and 13.
Cone disks 5 and 6 are rotatably supported on adjacent ends of the cone disks, respectively. Drive plates 13 and 14 are interposed concentrically between the cone disks 5 and 6 and the end wall of the carrier 10, respectively, and these are integrally molded onto the cone disk output shafts 11 and 12. Cone discs 5, 6 and drive plates 13, 14
The cone discs 5, 6 and the drive plates 13, 14 are drivingly connected by loading cams 15, 16, and these loading cams are known ones that generate thrust between the cone discs 5, 6 and the drive plates 13, 14 in accordance with the transmitted torque. The thrust applied to the drive plates 13 and 14 is generated by the thrust bearings 17 and 18.
The thrust applied to the cone disks 5 and 6 is received by the end wall of the carrier 10 through the cone disks and presses the cone roller 7 between these cone disks, thereby ensuring reliable frictional engagement of the cone roller 7 with the cone disks 5 and 6. guaranteed.

キヤリア10を軸受19,20によりハウジン
グ21内に回転自在に支持し、キヤリア10にド
ライブギヤ22を結着し、これに第1図の如く入
力ギヤ23を噛合させる。入力ギヤ23は入力軸
1に一体結合し、この入力軸1と第2出力軸3と
をビスカスカツプリングや直結クラツチ等の差動
制限手段24により適宜結合可能とする。なお、
コーンデイスク出力軸11,12は夫々伝動ギヤ
組25,26により第1出力軸2及び第2出力軸
3に駆動結合する。
A carrier 10 is rotatably supported within a housing 21 by bearings 19 and 20, a drive gear 22 is coupled to the carrier 10, and an input gear 23 is meshed with the drive gear 22 as shown in FIG. The input gear 23 is integrally connected to the input shaft 1, and the input shaft 1 and the second output shaft 3 can be appropriately connected by a differential limiting means 24 such as a viscous coupling spring or a direct coupling clutch. In addition,
The cone disc output shafts 11, 12 are drivingly coupled to the first output shaft 2 and the second output shaft 3 by transmission gear sets 25, 26, respectively.

コーンデイスク出力軸11,12は夫々第2図
に示す如く中空とし、夫々の中空孔にトルク比制
御ロツド27を摺動自在に挿置する。コーンデイ
スク5,6間においてロツド27にボールジヨイ
ント28を介してコーンローラ回転軸8の隣接端
を連節し、ロツド27の長手方向移動によりコー
ンローラ7の首振り軸9周りにおける回動位置を
調整可能とする。トルク比制御ロツド27の外端
をコーンデイスク出力軸12の中空孔を経てハウ
ジング21の外端に突出させ、ロツド27のかか
る外端に第1図の如くジヨイント29を介してト
ルク比制御手段としてのトルク比制御レバー30
の作用端を連節する。このレバー30は支点30
aの周りに回動操作されて、ロツド27を介しコ
ーンローラ首振り制御を行なうもので、ポジシヨ
ニングプレート31により回動操作位置を保ち得
るものとする。
The cone disk output shafts 11 and 12 are each hollow as shown in FIG. 2, and a torque ratio control rod 27 is slidably inserted into each hollow hole. The adjacent end of the cone roller rotating shaft 8 is connected to the rod 27 between the cone disks 5 and 6 via the ball joint 28, and the rotational position of the cone roller 7 around the swing axis 9 is determined by longitudinal movement of the rod 27. be adjustable. The outer end of the torque ratio control rod 27 is projected through the hollow hole of the cone disk output shaft 12 to the outer end of the housing 21, and a joint 29 is connected to the outer end of the rod 27 as a torque ratio control means as shown in FIG. Torque ratio control lever 30
Articulate the working end of. This lever 30 is a fulcrum 30
The cone roller is rotated around point a to perform oscillation control of the cone roller via the rod 27, and the rotation operation position can be maintained by the positioning plate 31.

上記実施例の作用を次に説明する。 The operation of the above embodiment will be explained next.

差動制限手段24の非作動により第2出力軸3
が入力軸1から切離されている場合、入力軸1へ
の動力はギヤ23,22を経てキヤリア10のみ
に伝達される。キヤリア10の回転はコーンロー
ラ7をコーンデイスク5,6回転軸線周りに公転
させ、コーンローラ7と摩擦係合するコーンデイ
スク5,6に分配出力される。コーンデイスク5
の回転は軸11及びギヤ組25を経て軸2に至
り、前2輪を駆動することができる。又コーンデ
イスク6の回転は軸12及びギヤ組26を経て軸
3に至り後2輪を駆動することができる。
Due to the non-operation of the differential limiting means 24, the second output shaft 3
When the input shaft 1 is separated from the input shaft 1, the power to the input shaft 1 is transmitted only to the carrier 10 via the gears 23 and 22. The rotation of the carrier 10 causes the cone roller 7 to revolve around the axis of rotation of the cone disks 5 and 6, and is distributed and output to the cone disks 5 and 6 that are frictionally engaged with the cone roller 7. corn disc 5
The rotation reaches the shaft 2 via the shaft 11 and the gear set 25, and can drive the two front wheels. Further, the rotation of the cone disc 6 reaches the shaft 3 via the shaft 12 and the gear set 26, and can drive the two rear wheels.

かくて車両は4輪駆動走行可能であり、この走
行中旋回状態に応じた内輪差により第1及び第2
出力軸2,3間に回転差を生ずると、この回転差
はコーンローラ7の回転軸8周りにおける自転に
より吸収され、所謂差動機能を達成することがで
きる。
In this way, the vehicle can run in four-wheel drive, and during this running, the first and second
When a rotation difference occurs between the output shafts 2 and 3, this rotation difference is absorbed by the rotation of the cone roller 7 around the rotation axis 8, thereby achieving a so-called differential function.

又、この差動機能故に、前輪又は後輪がスタツ
クして空廻りし、スタツクしていない後輪又は前
輪が回転駆動不能になると、差動制限手段24の
作動により入出力軸1,3間を直結して差動機能
を制限する。この場合、スタツクしていない後輪
又は前輪に動力が伝えられることとなり、走行不
能を防止することができる。
Also, because of this differential function, if the front wheels or rear wheels become stuck and spin idle, and the rear or front wheels that are not stuck become unable to rotate, the differential limiting means 24 operates to reduce the rotation speed between the input and output shafts 1 and 3. Directly connect to limit differential function. In this case, power is transmitted to the rear wheels or front wheels that are not stuck, and it is possible to prevent the vehicle from being unable to run.

更に、運転者がトルク比制御レバー30を支点
30aの周りに回動操作すると、ロツド27を介
してコーンローラ7が回転軸8と共に首振り軸9
の周りに回動され、コーンデイスク5,6に対す
るコーンローラ7の摩擦係合円弧径r1,r2(第1
図参照)が変更される。この場合、キヤリア10
の前記公転によりコーンローラ7を介してコーン
デイスク5,6に伝わるトルクの比、つまり第
1、第2出力軸2,3(前後輪)へのトルク比を
変化させることができる。ちなみに、r1=r2の時
前後輪トルク比は1:1となり、r1<r2の時後輪
へのトルクが前輪より大きくなり、r1>r2の時前
輪へのトルクが後輪より大きくなる。
Further, when the driver rotates the torque ratio control lever 30 around the fulcrum 30a, the cone roller 7 is rotated along with the rotating shaft 8 via the rod 27 and the oscillating shaft 9.
The cone roller 7 is rotated around the cone disks 5, 6 with frictional engagement circular arc diameters r 1 , r 2 (first
(see figure) is changed. In this case, carrier 10
Due to the revolution, it is possible to change the ratio of torque transmitted to the cone discs 5 and 6 via the cone roller 7, that is, the ratio of torque to the first and second output shafts 2 and 3 (front and rear wheels). By the way, when r 1 = r 2 , the front and rear wheel torque ratio is 1:1, when r 1 < r 2 , the torque to the rear wheels is greater than the front wheels, and when r 1 > r 2 , the torque to the front wheels is greater than the rear wheels. It becomes larger than the ring.

なお参考までに、入力軸1の回転速度をω、第
1及び第2出力軸2,3の回転速度をωF,ωR
コーンデイスク出力軸11,12の回転速度を
ωFD,ωFR、キヤリア10の回転速度をωDとし、
ギヤ22,23のギヤ比をiC、ギヤ組25のギヤ
比をiF、ギヤ組26のギヤ比をiRとすると、 iF=ωFD/ωF iR=ωRD/ωR iC=ω/ωD で各ギヤ比は表わされ、又 (ωFD−ωD)r1=(ωD−ωRD)r2 の関係式から ωFD・r1+ωRD・r2=ωD(r1+r2) が求まる。
For reference, the rotation speed of the input shaft 1 is ω, and the rotation speeds of the first and second output shafts 2 and 3 are ω F , ω R ,
The rotation speeds of the cone disc output shafts 11 and 12 are ω FD , ω FR , and the rotation speed of the carrier 10 is ω D ,
When the gear ratio of gears 22 and 23 is i C , the gear ratio of gear set 25 is i F , and the gear ratio of gear set 26 is i R , i F = ω FD / ω F i R = ω RD / ω R i Each gear ratio is expressed by C = ω/ω D , and from the relational expression (ω FD - ω D ) r 1 = (ω D - ω RD ) r 2 , ω FD・r 1 + ω RD・r 2 = ω D (r 1 + r 2 ) is found.

次に、コーンデイスク出力軸11,12への伝
達トルクをTFD,TRDとし、第1及び第2出力軸
2,3への伝達トルクをTF,TRとすると、 TFD/r1=TRD/r2 の関係式が成立するが、この式は TF=iF・TFD TR=iR・TRD であるから、 TF/r1・iF=TR/r2・iR と書換えることができる。ここで、iF=0.9、iR
1.1とし、r1,r2が2r1=r2とr1=2r2との範囲内で
レバー30により制御されるものとすると、上式
より TF:TR=1.64:1〜0.41:1 が求まり、この範囲内で前後輪トルク比を変化さ
せることができる。
Next, if the torques transmitted to the cone disk output shafts 11 and 12 are T FD and T RD , and the torques transmitted to the first and second output shafts 2 and 3 are T F and TR , then T FD /r 1 The relational expression =T RD /r 2 holds true, but since this formula is T F = i F・T FD T R = i R・T RD , T F /r 1・i F = T R /r It can be rewritten as 2・i R. Here, i F = 0.9, i R =
1.1, and assuming that r 1 and r 2 are controlled by the lever 30 within the range of 2r 1 = r 2 and r 1 = 2r 2 , from the above equation, T F :T R =1.64:1 to 0.41: 1 can be found, and the front and rear wheel torque ratio can be changed within this range.

なお、上述の例では動力を前後輪に向け分配出
力する中央差動装置として応用したが、動力を左
右輪に分配出力する前輪用又は後輪用差動装置と
しても用い得ることは言うまでもない。
In the above example, the present invention is applied as a central differential device that distributes and outputs power to the front and rear wheels, but it goes without saying that it can also be used as a differential device for front wheels or rear wheels that distributes and outputs power to left and right wheels.

(考案の効果) かくして本考案差動装置は、上述の如きトロイ
ダル伝動ユニツト4の特殊な応用により差動機能
が得られるよう構成したから、トルク比制御手段
30によるコーンローラ7の首振り回動によりコ
ーンデイスク5,6に対するコーンローラ7の摩
擦係合円弧径r1,r2を変化させて、両出力軸2,
3へのトルク比を変更することができる。従つ
て、このトルク比を走行条件に応じて異なる車輪
間の要求トルク比にマツチさせ、特定の車輪がホ
イールスピンして所定のトラクシヨンが得られな
くなるような問題をなくすことができる。
(Advantages of the Invention) Thus, the differential gear of the present invention is configured to obtain a differential function by a special application of the toroidal transmission unit 4 as described above, so that the frictional engagement arc diameters r1, r2 of the cone roller 7 with respect to the cone disks 5, 6 are changed by the oscillating rotation of the cone roller 7 by the torque ratio control means 30 , thereby achieving a high torque distribution between the output shafts 2,
The torque ratio to the first and second wheels can be changed to match the torque ratio required between the first and second wheels depending on the driving conditions, eliminating the problem of a specific wheel spinning and thus losing the desired traction.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本考案差動装置の一実施例を示す略線
図、第2図は同例で用いたトロイダル伝動ユニツ
トの要部切欠側面図である。 1……入力軸、2……第1出力軸、3……第2
出力軸、4……トロイダル伝動ユニツト、5,6
……コーンデイスク、7……コーンローラ、8…
…コーンローラ回転軸、9……コーンローラ首振
り軸、10……キヤリア、11,12……コーン
デイスク出力軸、13,14……ドライブプレー
ト、15,16……ローデイングカム、21……
ハウジング、22……ドライブギヤ、23……入
力ギヤ、24……差動制限手段、25,26……
伝動ギヤ組、27……トルク比制御ロツド、30
……トルク比制御レバー(トルク比制御手段)。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the differential device of the present invention, and FIG. 2 is a cutaway side view of a main part of a toroidal transmission unit used in the same embodiment. 1...Input shaft, 2...First output shaft, 3...Second
Output shaft, 4... Toroidal transmission unit, 5, 6
... Corn disc, 7... Corn roller, 8...
... Corn roller rotating shaft, 9 ... Corn roller swing shaft, 10 ... Carrier, 11, 12 ... Cone disc output shaft, 13, 14 ... Drive plate, 15, 16 ... Loading cam, 21 ...
Housing, 22... Drive gear, 23... Input gear, 24... Differential limiting means, 25, 26...
Transmission gear set, 27...Torque ratio control rod, 30
...Torque ratio control lever (torque ratio control means).

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 入力軸からの動力を2個の出力軸へ差動下に分
配出力する差動装置において、 一対の同軸対向するコーンデイスクと、 これらコーンデイスクの対向コーン面に摩擦係
合するコーンローラと、 該コーンローラをその回転軸線と直交する首振
り軸線の周りに回動自在に支持し、前記コーンデ
イスクの軸線周りに回転可能なキヤリアとを具
え、 前記コーンローラの首振り軸線周りにおける回
動位置を制御するトルク比制御手段を設け、 前記一対のコーンデイスク及びキヤリアの3要
素のうち、1要素を前記入力軸に、他の2要素を
夫々前記2個の出力軸に駆動結合したことを特徴
とする差動装置。
[Claims for Utility Model Registration] In a differential device that differentially distributes and outputs power from an input shaft to two output shafts, a pair of coaxial cone disks and a friction between opposing cone surfaces of these cone disks are used. a cone roller that engages with the cone roller; and a carrier that supports the cone roller rotatably about an oscillation axis perpendicular to the axis of rotation of the cone roller and is rotatable about the axis of the cone disc, Torque ratio control means for controlling the rotational position around the swing axis is provided, one of the three elements of the pair of cone discs and the carrier is connected to the input shaft, and the other two elements are connected to the two output shafts, respectively. A differential device characterized in that the drive is coupled to the
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