JPH06144040A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動制限手段を含めた状態で、軸方向と径方
向共に小型に構成され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（７）は、
デフケース（２１）と一体回転可能に連結されたピニオ
ンシャフト（３５）と、ピニオンシャフト（３５）に回
転自在に支承されたピニオンギヤ（３７）と、ピニオン
ギヤ（３７）とそれぞれ噛合った一対のサイドギヤ（３
９，４１）とを有するベベルギヤ型の差動機構（３３）
と、差動機構（３３）の径方向外側でデフケース（２
１）とサイドギヤ（３９，４１）との間に配置された差
動制限手段（５３，５５）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】特開昭６３−１９５４４９号公報に図１
１のような「すべり制限差動歯車アセンブリ」が記載さ
れている。これはプラネタリーギヤ型の差動機構２０１
と、その差動制限用の多板クラッチ２０３，２０５と、
アーマチャ２０７を吸引して多板クラッチ２０３，２０
５を締結する電磁石２０９と、カム２１１とを備えたデ
ファレンシャル装置２１３である。カム２１１は多板ク
ラッチ２０３が締結されると差動機構２０１の差動トル
クを受け、カム部材２１５が多板クラッチ２０３の内側
クラッチ板２１７との係合部で摺動して多板クラッチ２
０５を締結する。デファレンシャル装置は車両に搭載さ
れるから径方向と軸方向共に小型にしたいが、このデフ
ァレンシャル装置２１３ではカム２１１の力は多板クラ
ッチ２０３には作用せず、従って、多板クラッチ２０
３，２０５と電磁石２０９との小型化が不充分である。

【０００３】又、図１２のデファレンシャル装置２１９
はプラネタリーギヤ型の差動機構２２１と、電磁石２２
３により締結されるパイロットクラッチ２２５と、ボー
ルカム２２７と、メインクラッチ２２９とを備えてい
る。パイロットクラッチ２２５が締結されるとボールカ
ム２２７が差動トルクを受け、そのカムスラスト力によ
りピニオンキャリヤ２３１がスプラインを介して車軸上
を移動し、メインクラッチ２２９が締結される。このよ
うに、ボールカム２２７の倍力機能により大きなトルク
容量が得られるから、各クラッチ２２５，２２９と電磁
石２２３との小型化によりデファレンシャル装置２１９
はデファレンシャル装置２１３より小型に構成できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、プラネタリー
ギヤ型の差動機構２０１，２２１はインターナルギヤ２
３３，２３５が大径であるから径方向の小型化には限界
があり、軸方向も多板クラッチ２０３，２０５やメイン
クラッチ２２９、パイロットクラッチ２２５などの配置
により小型化が難しい。

【０００５】そこで、この発明は、差動制限手段を含め
て径方向と軸方向とに小型に構成できるデファレンシャ
ル装置の提供を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明のデファレンシ
ャル装置は、デフケースと一体回転可能に連結されたピ
ニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支承
されたピニオンギヤと、このピニオンギヤとそれぞれ噛
合った一対のサイドギヤとを有するベベルギヤ型の差動
機構と、この差動機構の径方向外側でデフケースとサイ
ドギヤとの間に配置された差動制限手段とを備えたこと
を特徴とする。

【０００７】

【作用】デフケースに入力した駆動力はピニオンシャフ
トとピニオンギヤから各サイドギヤに分配されると共
に、各サイドギヤ間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギ
ヤの回転により各サイドギヤに差動分配される。この差
動回転はデフケースとサイドギヤとの間に配置された差
動制限手段により制限される。

【０００８】図７と図８はそれぞれプラネタリーギヤ型
の差動機構とベベルギヤ型の差動機構の一般的な構造を
示し、図９はプラネタリーギヤ型の差動機構（ＢＰ−
１，ＢＰ−２，ＡＰ−１）とベベルギヤ型の差動機構
（ＢＢ−１，ＡＢ−１）の図７と図８に示した軸方向寸
法Ｌと径方向寸法Ｄ及びピニオンギヤＭ，Ｎのピニオン
ギヤ歯元応力比などのグラフであり、図１０はこのグラ
フを表にしたものである。サイズＡは大型、サイズＢは
それより大旨小型のものである。

【０００９】サイズＢではＢＰ−１，ＢＰ−２はＢＢ−
１に対して軸方向に１０mmと４mmそれぞれ短いが、いず
れも３０mm大径であり、サイズＡではＡＰ−１はＡＢ−
１より軸方向に８mm短いが３６mm大径である。又、ピニ
オンギヤ歯元応力比はサイズＢ，ＡにおいてそれぞれＢ
Ｐ−２，ＡＰ−１の歯元応力を１としたときの他の歯元
応力を比で示したものである。

【００１０】図８のように径方向のスペースＰに差動制
限手段を配置したプラネタリーギヤ型と、軸方向のスペ
ースＱに図７のように差動制限手段を配置したプラネタ
リーギヤ型ではデファレンシャル装置全体（差動機構＋
差動制限手段）で同等の条件と考えるとこの発明のよう
に差動制限手段をベベルギヤ型差動機構の径方向外側に
配置したデファレンシャル装置はプラネタリーギヤ型の
デファレンシャル装置に較べてピニオンギヤの歯元応力
は３〜４割低い。

【００１１】このように、ベベルギヤ型の差動機構はプ
ラネタリーギヤ型の差動機構に較べて軸方向には最大１
０mm大きいが径方向に最大３６mm小さい。従って、最大
伝達トルクを同等にし、更に歯元応力比を同等にすると
ベベルギヤ型はプラネタリーギヤ型より軸方向と径方向
共に小型が可能である。特に径方向には大幅に小径化で
きる。

【００１２】

【実施例】図１ないし図５により第１実施例の説明をす
る。図１はこの実施例のデファレンシャル装置を示し図
５は各実施例を用いた車両の動力系を示す。左右の方向
はこの車両及び図１での左右の方向であり、符号を附し
ていない部材等は図示されていない。

【００１３】図５のように、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（後輪側に配置された図１のデファレンシャル装
置）、後車軸９，１１、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。リヤデフ７に
おいて、デフケース２１はデフキャリヤ２３内に回転自
在に配置されており、デフケース２１にボルト２５で固
定されたリングギヤ２７はドライブピニオンギヤ２９と
噛合っている。ドライブピニオンギヤ２９はプロペラシ
ャフト５側に連結されたドライブピニオンシャフト３１
と一体に形成されている。こうして、エンジン１の駆動
力はトランスミッション３とプロペラシャフト５とを介
してリヤデフ７に伝達されて、デフケース２１を回転駆
動する。

【００１４】図１のように、デフケース２１内にはベベ
ルギヤ型の差動機構３３が配置されている。差動機構３
３は４本のピニオンシャフト３５と、ピニオンシャフト
３５上に回転自在に支承されたピニオンギヤ３７と、ピ
ニオンギヤ３７と噛合った左右のサイドギヤ３９，４１
とを備え、左のサイドギヤ３９は左の後車軸９とスプラ
イン連結され、右のサイドギヤ４１は右の後車軸１１と
スプライン連結されている。各サイドギヤ３９，４１と
デフケース２１との間にはそれぞれワッシャ４３，４５
が配置されている。

【００１５】各ピニオンシャフト３５はボス４７を中心
に等間隔で放射状に配置され、各先端部は図２のように
噛合い部４９を介してデフケース２１に回転方向に連結
されている。デフケース２１とピニオンギヤ３７との間
には球面ワッシャ５１が配置されている。

【００１６】デフケース２１に入力したエンジン１の駆
動力はピニオンシャフト３５とピニオンギヤ３７からサ
イドギヤ３９，４１を介して左右の後輪１３，１５側に
分配され、後輪１３，１５間に駆動抵抗差が生じるとピ
ニオンギヤ３７の回転によりエンジン１の駆動力は左右
各側に差動分配される。

【００１７】各サイドギヤ３９，４１とデフケース２１
との間にはそれぞれ多板式のメインクラッチ５３，５５
（差動制限手段）が配置されている。これらのメインク
ラッチ５３，５５はピニオンギヤ３７の径方向外側に配
置されている。各メインクラッチ５３，５５の間には図
３と図４に示したプッシュリング５７が配置されてい
る。プッシュリング５７は図４に展開して示したように
４本の足５９とこれらを連結する基部６１とからなり、
図２に示したようにピニオンシャフト３５と球面ワッシ
ャ５１とは各足５９の間に入る。右のメインクラッチ５
５の押圧力はこのプッシュリング５７を介して左のメイ
ンクラッチ５３に伝達される。

【００１８】右のメインクラッチ５５の右側には押圧部
材６３とカムリング６５とが配置され、押圧部材６３は
右のサイドギヤ４１に軸方向移動自在にスプライン連結
されている。押圧部材６３とカムリング６５との間には
ボールカム６７が設けられており、押圧部材６３とサイ
ドギヤ４１との間には押圧部材６３を右方へ戻す皿ばね
６９が配置され、カムリング６５とデフケース２１との
間にはボールカム６７の反力を受けるベアリング７１と
シム７３とが配置されている。

【００１９】デフケース２１とカムリング６５との間に
は多板式のパイロットクラッチ７５が配置され、その左
側には押圧部材７７が配置されている。この押圧部材７
７はデフケース２１を貫通したボルト７９を介してデフ
ケース２１外部のアーマチャ８１に連結されている。デ
フケース２１の右ボス部８３上にはベアリング８５を介
してリング状の電磁石８７が配置されており、電磁石８
７とアーマチャ８１との間にはエアギャップＳが形成さ
れている。電磁石８７は支持部材を介してデフキャリヤ
２３に回転不能に固定されている。ベアリング８５とデ
フケース２１との間にはエアギャップＳを調整するシム
８８が配置されている。

【００２０】アーマチャ８１が電磁石８７に吸引される
と押圧部材７７によりパイロットクラッチ７５が押圧さ
れて締結し、デフケース２１と右サイドギヤ４１間の差
動トルクがボールカム６７に掛り、そのカムスラスト力
によりメインクラッチ５３，５５が締結される。

【００２１】各クラッチ５３，５５，７５の連結力によ
り差動機構３３の差動が制限される。この差動制限力が
強い程、図５の車両の直進安定性が向上すると共に、悪
路などで後輪１３，１５の一方が空転するとこの差動制
限力により他方の車輪に駆動力が送られて走破性が高く
保たれる。電磁石８７の磁力調整によりパイロットクラ
ッチ７５を適度に滑らせてボールカム６７のカムスラス
ト力を調節すると、メインクラッチ５３，５５の滑りに
より差動が許容され、円滑で安定な旋回が行える。又、
パイロットクラッチ７５を開放するとカムスラスト力が
消失してメインクラッチ５３，５５も開放され、差動は
フリーになる。

【００２２】こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００２３】リヤデフ７はベベルギヤ型の差動機構３３
の径方向外側にメインクラッチ５３，５５を配置したか
ら、「作用」の項で説明したようにプラネタリーギヤ型
の差動機構を用いたデファレンシャル装置より軸方向と
径方向共に小型になると共にピニオンギヤ３７の歯元応
力を小さくし耐久性を向上させることもできる。

【００２４】又、図１１の従来例ではカム２１１の押圧
力がカム部材２１５とクラッチ板２１７との摺動抵抗を
受け、図１２の従来例ではボールカム２２７の押圧力が
ピニオンキャリヤ２３１と車軸のスプラインの摺動抵抗
を受けるのと異って、リヤデフ７では各クラッチ５３，
５５，７５の押圧にはこのような摺動抵抗が掛らないか
ら、レスポンスが速く、トルク容量が大きい。

【００２５】次に、図６により第２実施例の説明をす
る。この実施例も第１実施例と同様に図５の車両のリヤ
デフ８９として用いられている。以下、左右の方向はこ
の車両及び図６での左右の方向である。

【００２６】リヤデフ８９のデフケース９１はデフキャ
リヤ２３内に配置されており、エンジン１からの駆動力
によって回転駆動される。

【００２７】デフケース９１内にはベベルギヤ型の差動
機構９３が配置されている。差動機構９３は等間隔で放
射状に配置された複数本のピニオンシャフト９５と、ピ
ニオンシャフト９５上に回転自在に支承されたピニオン
ギヤ９７と、ピニオンギヤ９７と噛合った左右のサイド
ギヤ９９，１０１とを備え、これらのサイドギヤ９９，
１０１はそれぞれ左右の後車軸９，１１にスプライン連
結されている。左のサイドギヤ９９とデフケース９１と
の間にはワッシャ１０３が配置され、右のサイドギヤ１
０１とデフケース９１の右側壁１０５との間にはワッシ
ャ１０７，１０９が配置されている。

【００２８】各ピニオンシャフト９５の先端部は噛合い
部１１１を介してデフケース９１に回転方向に連結され
ている。デフケース９１とピニオンギヤ９７との間には
球面ワッシャ１１３が配置されている。デフケース９１
を回転させるエンジン１の駆動力はサイドギヤ９９，１
０１から左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間の駆
動抵抗差に応じて左右各側に差動分配される。

【００２９】各サイドギヤ９９，１０１とデフケース９
１との間にはそれぞれ多板式のメインクラッチ１１５，
１１７（差動制限手段）が配置されている。これらのメ
インクラッチ１１５，１１７はピニオンギヤ９７の径方
向外側に配置されている。各メインクラッチ１１５，１
１７の間にはプッシュリング１１９が配置されている。
このプッシュリング１１９は複数本の足１２１とこれら
を連結する基部１２３とからなり、ピニオンシャフト９
５と球面ワッシャ１１３はこれらの足１２１の間に入
る。右のメインクラッチ１１７の押圧力はプッシュリン
グ１１９を介して左のメインクラッチ１１５に伝達され
る。

【００３０】右のメインクラッチ１１５の右側には押圧
部材１２５とカムリング１２７とが配置され、押圧部材
１２５はデフケース９１に軸方向移動自在にスプライン
連結されている。押圧部材１２５とカムリング１２７と
の間にはボールカム１２９が設けられており、カムリン
グ１２７と右側壁１０５との間にはボールカム１２９の
スラスト反力を受けるベアリング１３１とシム１３３と
が配置されている。

【００３１】右のサイドギヤ１０１とカムリング１２７
との間には多板式のパイロットクラッチ１３５が配置さ
れ、その左側にはアーマチャ１３７が配置されている。
デフケース９１の右ボス部１３９にはベアリング１４１
を介してリング状の電磁石１４３が支承され、支持部材
を介してデフキャリヤ２３に回転不能に固定されてい
る。右側壁１０５には電磁石１４３の磁力１４５をアー
マチャ１３７へ導くためのステンレス鋼のリング１４７
が配置されている。

【００３２】アーマチャ１３７が電磁石１４３に吸引さ
れるとパイロットクラッチ１３５が締結され、デフケー
ス９１とサイドギヤ１０１間の差動トルクがボールカム
１２９に掛り、そのカムスラスト力によりメインクラッ
チ１１５，１１７が締結される。各クラッチ１１５，１
１７，１３５の連結力により差動機構９３の差動が制限
される。この差動制限力は電磁石１４３によるパイロッ
トクラッチ１３５の締結力調整により制御でき、パイロ
ットクラッチ１３５を開放するとカムスラスト力が消失
してメインクラッチ１１５，１１７も開放され、差動は
フリーになる。

【００３３】こうして、リヤデフ８９が構成されてい
る。

【００３４】リヤデフ８９はベベルギヤ型の差動機構９
３の径方向外側にメインクラッチ１１５，１１７を配置
したから、第１実施例と同様にプラネタリーギヤ型の差
動機構を用いたデファレンシャル装置より軸方向と径方
向共に小型になると共に、ピニオンギヤ９７の歯元応力
を小さくし耐久性を向上させることができる。又、従来
例と異って各クラッチ１１５，１１７，１３５の押圧に
摺動抵抗が掛らないから、レスポンスが速く、トルク容
量が大きい。

【００３５】なお、この発明で差動制限手段は摩擦クラ
ッチに限らず、例えばビスカスカップリングでもよい。

【００３６】

【発明の効果】この発明のデファレンシャル装置は、ピ
ニオンギヤの歯元応力を同等にしたときの外形寸法、特
に径方向寸法がプラネタリーギヤ型より大幅に小さいベ
ベルギヤ型差動機構の径方向外側に差動制限手段を配置
したから、プラネタリーギヤ型のデファレンシャル装置
に較べて外形寸法を小型にすると共に、歯元応力を小さ
くし耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】プッシュリングの斜視図である。

【図４】プッシュリングの展開図である。

【図５】各実施例を用いた車両の動力系を示すスケルト
ン機構図である。

【図６】第２実施例の断面図である。

【図７】一般的なプラネタリーギヤ型差動機構を示す断
面図である。

【図８】一般的なベベルギヤ型差動機構を示す断面図で
ある。

【図９】プラネタリーギヤ型差動機構とベベルギヤ型差
動機構の外形寸法や歯元応力などを比較するグラフであ
る。

【図１０】図９の比較事項を表にしたものである。

【図１１】第１の従来例を示す断面図である。

【図１２】第２の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】 ７，８９ リヤデフ（デファレンシャル装置） ２１，９１ デフケース ３３，９３ ベベルギヤ型の差動機構 ３５，９５ ピニオンシャフト ３７，９７ ピニオンギヤ ３９，４１，９９，１０１ サイドギヤ ５３，５５，１１５，１１７ メインクラッチ（差動制
限手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デフケースと一体回転可能に連結された
   ピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支
   承されたピニオンギヤと、このピニオンギヤとそれぞれ
   噛合った一対のサイドギヤとを有するベベルギヤ型の差
   動機構と、この差動機構の径方向外側でデフケースとサ
   イドギヤとの間に配置された差動制限手段とを備えたこ
   とを特徴とするデファレンシャル装置。