JPH0599284A - デフアレンシヤル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 それぞれ大きな差動制限力を有するトルク感
応型と速度感応型の両差動制限機能を備えたデファレン
シャル装置の提供を目的とする。 【構成】 この発明のデファレンシャル装置は、複数個
のピニオンギヤからなるピニオンギヤ組と、回転部を介
してこれらのピニオンギヤを支承するピニオンキャリヤ
とを有するプラネタリーギヤ式の差動歯車機構と、前記
回転部の摩擦抵抗により差動歯車機構の差動回転を制限
する差動制限手段と、差動歯車機構の差動トルクを受け
てスラカト力を発生するカムと、このスラカト力により
駆動されるアキシャルオイルポンプとを備えたことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両などに用いられ
るデファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ３８８４０９６号
登録証に「ＦＬＯＡＴＩＮＧ ＪＯＵＲＮＡＬ ＰＩＮ
ＩＮ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＧＥＡＲ ＤＩＦＦＥＲＥ
ＮＴＩＡＬ」が記載されている。これは、ウォームギヤ
を用いたデファレンシャル装置に関するものである。
又、特開昭６２−１１８１４１号公報に「空転制限機能
を持つ差動歯車」が記載されている。これは、傘歯車式
差動機構の各歯車でオイルポンプを構成したデファレン
シャル装置である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ウォームギヤを用いた
デファレンシャル装置では、ウォームギヤがトルク伝達
を行うときの機械的なロスにより差動制限力が得られ
る。この機械的ロスは伝達トルクが大きい程増加するか
ら、その差動制限機能はトルク感応型であり、速度感応
型ではない。

【０００４】このようなトルク感応型のデファレンシャ
ル装置を車軸上に配置した車両において、一方の駆動輪
が空転して左右の車輪間の差動回転数が大きくなって
も、この差動回転数に応じた大きな差動制限力が得られ
ず、従って他方の車輪も駆動力を失う。

【０００５】図３は左右の車輪の一方が空転したときこ
れらの車輪に分配されるトルクの比（トランスファレシ
オ）を表わすグラフである。４５°の直線Ｓは両輪のト
ルク配分が等しい状態を示し、グラフ１１５，１１７で
示すようにトランスファレシオのグラフと直線Ｓとの角
度が大きい程一方の車輪が空転したとき他方の車輪に送
られるトルクが大きいことを示している。

【０００６】トルク感応型のデファレンシャル装置の場
合一方の車輪が空転して駆動力を失うと他方の車輪も駆
動力を失う。

【０００７】一方、特開昭６２−１１８１４１号公報の
デファレンシャル装置は、オイルポンプによる負荷が差
動回転数が高い程大きくなるから速度感応型であり、ト
ルク感応型ではない。従って、限界コーナリングのよう
に車輪に大きなトルクが掛るとき車輪の空転を効果的に
抑えることができない。又、差動歯車機構をギヤポンプ
（オイルポンプ）とする機械では、ポンプ仕事が限られ
ており大きな差動制限力を得ることが難しい。

【０００８】そこで、この発明は、トルク感応型と速度
感応型との両差動制限機能を併せ持ち、それぞれの差動
制限力が大きいデファレンシャル装置の提供を目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のデファレンャ
ル装置は、複数個のピニオンギヤからなるピニオンギヤ
組と、回転部を介してこれらのピニオンギヤを支承する
ピニオンキャリヤとを有するプラネタリーギヤ式の差動
歯車機構と、前記回転部の摩擦抵抗により差動歯車機構
の差動回転を制限する差動制限手段と、差動歯車機構の
差動トルクを受けてスラカト力を発生するカムと、この
スラカト力により駆動されるアキシャルオイルポンプと
を備えたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】各ピニオンギヤの２個所の噛合い部にはそれぞ
れ伝達トルクによる力とその反力とが働き、これらの合
成力によりピニオンギヤとピニオンギヤの支承部との間
の回転部に生じる摩擦抵抗によってピニオンギヤの回転
が制動され、差動歯車機構の差動制限が行われる。この
回転摩擦抵抗は伝達トルクが大きい程大きくなるから、
この差動制限手段の差動制限機能はトルク感応型であ
る。

【００１１】複数個を１組とするピニオンギヤを用いた
ことによりピニオンギヤの回転摩擦抵抗が増大し、それ
だけ大きな差動制限力が得られる。

【００１２】又、アキシャルオイルポンプはそのポンプ
仕事によりカムを介して差動回転を制限する。ポンプ仕
事は差動回転数が高い程大きくなるから、このオイルポ
ンプは速度感応型の差動制限手段となる。又、オイルポ
ンプの流量や流動抵抗を増してポンプ仕事を増大するこ
とは容易であるから大きな差動制限力が得られる。

【００１３】こうして、それぞれ差動制限力が大きいト
ルク感応型及び速度感応型の差動制限機能を備えたデフ
ァレンシャル装置が得られる。

【００１４】

【実施例】図１ないし図５により一実施例の説明をす
る。

【００１５】図１はこの実施例を示し、図５はこの実施
例を用いた車両の動力系を示す。以下、左右の方向はこ
の車両及び図１での左右の方向であり、図１の上方はこ
の車両の前方（図５の上方）に相当する。

【００１６】先ず、図５によりこの動力系の構成を説明
する。

【００１７】この動力系は、エンジン１、トランスミッ
ション３、プロペラシャフト５、リヤデフ７（後輪側に
配置した実施例のデファレンシャル装置）、車軸９，１
１、左右の後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９など
から構成されている。

【００１８】図５に示すように、リヤデフ７のデフケー
ス２１はデフキャリヤ２３内に回転自在に支承されてい
る。デフケース２１にはリングギヤ２５が固定され、こ
のリングギヤ２５はドライブピニオンシャフト２７の後
端に一体形成されたドライブピニオンギヤ２９と噛合っ
ている。ドライブピニオンシャト２７はプロペラシャト
５側に連結されている。

【００１９】こうして、デフケース２１はエンジン１か
らの駆動力により回転駆動される。

【００２０】図１に示すように、デフケース２１の内部
には左右のハブ３１，３３が相対回転自在に同軸配置さ
れている。左のハブ３１はデフケース２１の左のボス部
３５から貫入する左の後車軸９にスプライン連結され、
右のハブ３３は右のボス部３７から貫入する右の後車軸
１１に軸方向移動自在にスプライン連結されている。

【００２１】デフケース２１の内部にはプラネタリーギ
ヤ式の差動歯車機構３９が配置されている。この差動歯
車機構３９はインターナルギヤ４１、４組のピニオンギ
ヤ組４３、サンギヤ４５を備えている。インターナルギ
ヤ４１はデフケース２１に形成され、サンギヤ４５は左
のハブ３１に形成されている。

【００２２】各ピニオンギヤ組４３は互いに噛合った外
側のピニオンギヤ４７と内側のピニオンギヤ４９とから
なり、外側のピニオンギヤ４７はインターナルギヤ４１
と噛合い、内側のピニオンギヤ４９はサンギヤ４５と噛
合っている。

【００２３】各ピニオンギヤ４７，４９はそれぞれのピ
ニオンシャフト５１，５３上に回転自在に支承されてお
り、各ピニオンシャフト５１，５３は両端を左右のピニ
オンキャリヤ５５，５７に支持されている。ピニオンシ
ャフト５１，５３の外周には螺旋状の油溝５９が設けら
れている。ピニオンキャリヤ５５，５７は一体に溶接さ
れており、右のピニオンキャリヤ５７は右のハブ３３と
一体に形成されている。

【００２４】こうして、差動歯車機構３９が構成され、
インターナルギヤ４１から入力したエンジン１の駆動力
はピニオンギヤ組４３（ハブ３３）とサンギヤ４５（ハ
ブ３１）とに分割され、ハブ３１，３３を介して左右の
後輪１３，１５側に伝達される。このとき、後輪間の駆
動抵抗に差が生じるとピニオンギヤ４７，４９の自転と
公転とによりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配
される。

【００２５】図２はインターナルギヤが矢印６１の方向
に回転したときの各ギヤの噛合状態を示す。αは噛合圧
力角である。

【００２６】インターナルギヤ４１とピニオンギヤ４７
との噛合部には力Ｆ₁ とその反力Ｆ₁ ′を作用し、ピニ
オンギヤ４７，４９の噛合部には力Ｆ₂ とその反力
Ｆ₂ ′が作用し、ピニオンギヤ４９とサンギヤ４５の噛
合部には力Ｆ₃ とその反力Ｆ₃ ′が作用する。

【００２７】従って、ピニオンギヤ４７とピニオンシャ
フト５１の回転部にはＦ₁ とＦ₂ ′の合成力Ｍが働き、
回転部に生じた摩擦抵抗によりピニオンギヤ４７の回転
が制動される。又、ピニオンギヤ４９とピニオンシャフ
ト５３の回転部には力Ｆ₂ とＦ₃ ′の合成力Ｎが働き、
その回転摩擦抵抗によりピニオンギヤ４９の回転が制動
される。これらの制動力により差動歯車機構３９の差動
回転が制動される。こうして差動制限手段６３が構成さ
れている。

【００２８】これらの制動力は伝達トルクが大きい程強
くなるから差動制限手段６３はトルク感応型の差動制限
手段となる。

【００２９】各ピニオンギヤ４７，４９とピニオンキャ
リヤ５５，５７との間にはワッシャ６５，６５が配置さ
れ、ハブ３１とデフケース２１との間にはワッシャ６７
が、又ハブ３１とハブ３３の間にはワッシャ６９がそれ
ぞれ配置されている。デフキャリヤ２３にはオイルが封
入されており、このオイルはデフケース２１に設けられ
た開口７１からデフケース２１に流出入し、各ギヤの噛
合部、ピニオンギヤ４７，４９の回転部、各ワッシャ６
５，６７，６９の配置部などを潤滑する。

【００３０】デフケース２１の右側壁７３とピニオンキ
ャリヤ５７との間にはオイルが封入されたオイル室７５
が設けられている。ピニオンキャリヤ５７の外周に形成
された円筒部７７とデフケース２１との間にはシールリ
ング７９が配置され、ハブ３３と右側壁７３との間には
シールリング８１が配置され、オイル室７５からのオイ
ル洩れを防止している。

【００３１】右側壁７３にはシリンダ８３が軸方向に形
成されており、このシリンダ８３にはピストン８５が係
合している。ピストン８５にはオイル室７５とシリンダ
８３とを連通する油路８７が設けられている。この油路
８７内には止め輪８９で装着されたスプリング９１によ
り押圧されるボール９３で油路８７を塞ぎ、オイルがシ
リンダ８３から直接オイル室７５へ流れるのを防止する
逆止弁９５が設けられている。またシリンダ８３内部に
はスプリング９６が設けられ、油路８７からのオイルが
シリンダ８３内部に流入するのを円滑にしている。

【００３２】シリンダ８３は油路９７によりオイル室７
５に連通されている。油路９７には止め輪９９で装着さ
れたスプリング１０１により押圧されるボール１０３で
油路９７を塞ぎ、オイルがオイル室７５から油路９７に
流入するのを防止する逆止弁１０５が設けられている。

【００３３】こうして、ピストン８５が軸方向に移動す
るアキシャルオイルポンプ１０７が構成されており、複
数個のアキシャルオイルポンプ１０７が右側壁７３に周
方向等間隔に配置されている。ピニオンキャリヤ５７に
はピストン８５を移動させてアキシャルオイルポンプ１
０７を駆動するカム面１０９が形成されている。図１の
上半部と下半部とはピストン８５がそれぞれ最も左と右
に移動した状態を示す。なお、ピストン８５とカム面１
０９とでカム１１１が構成されている。

【００３４】差動歯車機構３９に差動回転が生じると図
１上半部の位置にあるピストン８５はカム面１０９に押
されて右へ移動しそのシリンダ８３内の油圧上昇により
逆止弁１０５が開放され、高圧のオイルがオイル室７５
に押し出される。さらに差動回転が続くとスプリング９
６によりピストン８５が押しもどされオイルは図１下半
部の位置にあるピストン８５の逆止弁９５を開放してシ
リンダ８３へ流入する。

【００３５】こうして、アキシャルオイルポンプ１０７
が駆動され、そのポンプ仕事によりカム１１１を介して
ピニオンキャリヤ５７の差動回転が制動され差動歯車機
構３９の差動回転が制限される。このポンプ仕事（負
荷）は逆止弁１０５と油路９７のオイル流動抵抗により
強化されており、大きな差動制限力を得ている。このポ
ンプ仕事は差動回転数が高い程大きいから、アキシャル
オイルポンプ１０７は速度感応型の差動制限手段とな
る。

【００３６】従って、図４のグラフ１１３に示すように
アキシャルオイルポンプ１０７の伝達トルクＴ（差動制
限力）は差動回転数ΔＮが高い程大きくなる。又、図５
の車両において後輪１３，１５の一方が空転し後輪間に
差動回転が生じるとアキシャルオイルポンプ１０７の差
動制限力により他方の後輪に大きな駆動力が伝達され
る。

【００３７】アキシャルオイルポンプ１０７による差動
制限力は油路９７や逆止弁１０５の流動抵抗の他に、シ
リンダ８５の径とストローク、アキシャルオイルポンプ
１０７の数などを変えることにより、広い範囲で調節可
能であるから、差動制限力を充分大きくする等自由度が
高い。

【００３８】なお、ピニオンキャリヤ５５をカム１１１
の反力によりデフケース２１の左側壁１１９に押し付け
るように構成すれば、その摩擦力により差動制限力が更
に大きくなる。

【００３９】こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００４０】図５の車両において、悪路などで例えば左
後輪１３が空転すると、上記のように、アキシャルオイ
ルポンプ１０７の差動制限力によりリヤデフ７を介して
右後輪１５に大きな駆動力が送られ、悪路走破性が高く
保たれる。又、駆動輪に大きなトルクが掛る限界コーナ
リングでは差動制限手段６３により後輪１３，１５間の
差動が制限される。従って、内輪の空転により外輪の駆
動力が失われることが防止され、操安性が高く保たれ
る。又、通常のコーナリングでは後輪間の差動回転数と
トルクとが比較的小さいから、リヤデフ７の差動制限力
は緩やかになり円滑な安定した旋回が行える。

【００４１】なお、ピニオンギヤとピニオンキャリヤ間
で構成するトルク感応型の差動制限手段としては、他に
回転部の面粗度を粗くしたものや回転部を大径にしたも
のなどがある。

【００４２】

【発明の効果】この発明のデファレンシャル装置は、プ
ラネタリーギヤ式差動歯車機構において、ピニオンギヤ
とピニオンギヤの支承部との間の回転摩擦抵抗によりト
ルク感応型の差動制限手段を構成したと共に、差動トル
クを受けるカムによって駆動されるアキシャルオイルポ
ンプにより速度感応型の差動制限手段を構成した。又、
両方の差動制限手段共に大きな差動制限力が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図である。

【図２】差動制限手段６３の作用を説明する図面であ
る。

【図３】トルク感応型の差動制限特性を示すグラフであ
る。

【図４】実施例のアキシャルオイルポンプによる差動制
限力の特性を示すグラフである。

【図５】実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン
機構図である。

【符号の説明】

３９ 差動歯車機構 ４３ ピニオンギヤ組 ４７，４９ ピニオンギヤ ５５ ５７ ピニオンキャリヤ ６３ 差動制限手段 １０７ アキシャルオイルポンプ １１１ カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のピニオンギヤからなるピニオン
   ギヤ組と、回転部を介してこれらのピニオンギヤを支承
   するピニオンキャリヤとを有するプラネタリーギヤ式の
   差動歯車機構と、前記回転部の摩擦抵抗により差動歯車
   機構の差動回転を制限する差動制限手段と、差動歯車機
   構の差動トルクを受けてスラカト力を発生するカムと、
   このスラカト力により駆動されるアキシャルオイルポン
   プとを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。