JPH0631237Y2

JPH0631237Y2 - 差動装置

Info

Publication number: JPH0631237Y2
Application number: JP1988093052U
Authority: JP
Inventors: 均東
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1988-07-15
Filing date: 1988-07-15
Publication date: 1994-08-22
Anticipated expiration: 2003-07-15
Also published as: JPH0219955U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は差動装置に関し、特に、被駆動のディファレン
シャルケースに、それぞれシャフトに結合されるねじ歯
車からなる第１のサイドギヤおよび第２のサイドギヤを
回転可能に支持すると共に、前記第１のサイドギヤにか
み合うねじ歯車からなる複数の第１のエレメントギヤ
と、前記第２のサイドギヤにかみ合うねじ歯車からな
る、第１のエレメントギヤと同数の第２のエレメントギ
ヤとを前記ディファレンシャルケースに支持した車両の
差動装置に関する。

（従来の技術）被駆動のディファレンシャルケースと、該ディファレン
シャルケースに回転可能に支持された、それぞれシャフ
トに結合されるねじ歯車からなる第１のサイドギヤおよ
び第２のサイドギヤと、前記第１のサイドギヤにかみ合
うねじ歯車からなる、円周方向へ間隔をおいて配置され
た複数の第１のエレメントギヤと、前記第２のサイドギ
ヤにかみ合うねじ歯車からなる、前記第１のエレメント
ギヤと同数のエレメントギヤであって各エレメントギヤ
が前記第１の各エレメントギヤに対向するように配置さ
れた第２のエレメントギヤとを備えた差動装置が提案さ
れている（米国特許第3,735,647号明細書、実開昭61-84
253号公報）。

前記複数の第１のエレメントギヤのそれぞれの両端に一
対の平歯車が設けられ、他方、前記複数の第２のエレメ
ントギヤのそれぞれの両端に一対の平歯車が設けられ、
対向する平歯車がかみ合わされる。これにより、第１お
よび第２のサイドギヤにそれぞれ結合されたシャフトの
間に差動を生ずることができる。

（考案が解決しようとする課題）前記差動装置では、ディファレンシャルケースから第１
のエレメントギヤを介して第１のサイドギヤに伝えられ
る力と、ディファレンシャルケースから第２のエレメン
トギヤを介して第２のサイドギヤに伝えられる力とが、
第１のエレメントギヤとディファレンシャルケースおよ
びシャフトとの摩擦、ならびに第２のエレメントギヤと
ディファレンシャルケースおよびシャフトとの摩擦によ
り、旋回方向によって異なり、結局、旋回時の高速側の
トルクに対する低速側のトルクの比で表わされるバイア
ス比が、旋回方向で異なってしまうこととなる。

たとえば、差動装置が、それぞれ左ねじの向きのねじれ
角をもつ第１および第２のエレメントギヤを有し、該差
動装置が、第１のエレメントギヤを左側に、第２のエレ
メントギヤを右側に配置して車体に取り付けられ、第１
のサイドギヤを左のドライブシャフトに、第２のサイド
ギヤを右のドライブシャフトにそれぞれ連結して使用さ
れる場合、走行中の車両が右へ旋回すると、第１のサイ
ドギヤが高速となり、第２のサイドギヤが低速となる。
このとき、ディファレンシャルケースから第１のエレメ
ントギヤを経て第１のサイドギヤに伝えられる力ｆ
_１は、ディファレンシャルケースから第２のエレメント
ギヤを経て第２のサイドギヤに伝えらる力ｆ_２より、所
定量Ｆだけ小さくなる。従って、ｆ_１＝ｆ_２−Ｆとな
り、バイアス比は、近似的に１＋Ｆ／ｆ_１で与えられ
る。

同じ車両が走行中左へ旋回すると、第２のサイドギヤが
高速となり、第１のサイドギヤが低速となる。このと
き、ディファレンシャルケースから第１のエレメントギ
ヤを経て第１のサイドギヤに伝えられる力ｆ_１は、ディ
ファレンシャルケースから第２のエレメントギヤを経て
第２のサイドギヤに伝えられる力ｆ_２より、所定量Ｆだ
け大きくなる。従って、ｆ_１＝ｆ_２＋Ｆとなり、バイア
ス比は、近似的に１−Ｆ／ｆ_１で与えられる。

両バイアス比は、所定量Ｆがゼロとなれば等しくなる
が、この所定量は前記のとおり、エレメントギヤとディ
ファレンシャルケースおよびシャフトとの摩擦に起因し
て生ずるものであって、これをゼロにすることはできな
い。

バイアス比が旋回方向で異なる結果、車両の挙動が旋回
方向で異なってしまい、旋回時の限界車速が異なるとい
う不具合が生ずる。

本考案の目的は、サイドギヤおよびエレメントギヤをね
じ歯車で構成した差動装置において、バイアス比を強制
的に変更できる差動装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）本考案に係る差動装置は、比駆動のディファレンシャル
ケースと、該ディファレンシャルケースに回転可能に支
持された、それぞれシャフトに結合されるねじ歯車から
なる第１のサイドギヤおよび第２のサイドギヤと、前記
第１のサイドギヤにかみ合うねじ歯車からなる、円周方
向へ間隔をおいて配置された複数の第１のエレメントギ
ヤと、前記第２のサイドギヤにかみ合うねじ歯車からな
る、前記第１のエレメントギヤと同数のエレメントギヤ
であって各エレメントギヤが前記第１の各エレメントギ
ヤに対向するように配置された第２のエレメントギヤ
と、前記複数の第１のエレメントギヤのそれぞれの両端
に設けられたはすば歯車からなる一対の第１のピニオン
と、前記複数の第２のエレメントギヤのそれぞれの両端
に設けられたはすば歯車からなる一対の第２のピニオン
であって各ピニオンが前記第１の対向する各ピニオンに
かみ合うように配置された第２のピニオンとを含む。

はすば歯車からなる第１および第２のピニオンの一方と
他方とは、互いにかみ合う必要性から当然に、ねじれの
向きが逆となる。そして、それぞれのピニオンのねじれ
の向きは、旋回時のバイアス比の定め方、一般にはその
差が小さくなるように定めるが、そのバイアス比の定め
方を勘案して設定される。

（作用および効果）リングギヤからディファレンシャルケースを経て第１お
よび第２のエレメントギヤに伝えられたトルクによっ
て、たとえば、第１および第２のサイドギヤが前進加速
される場合、はすば歯車で構成されたピニオンに、エレ
メントギヤの自転トルクに比例したスラスト荷重が発生
する。第１のピニオンに発生するスラスト荷重の向き
は、第２のピニオンに発生するスラスト荷重の向きとは
逆となり、いずれかの向きのスラスト荷重は、エレメン
トギヤを介して該エレメントギヤにかみ合うサイドギヤ
に伝えられ、アクスルトルクを増加させる。

バイアス比を変えることができることから、右旋回時と
左旋回時とのバイアス比をほぼ等しくすることができ、
車両の挙動を実質的に同じ状態に維持することが可能と
なる。

逆に、車種や用途によっては、右旋回時と左旋回時との
バイアス比の差を大きくすることができる。

（実施例）差動装置は、第１図および第２図に示すように、被駆動
のディファレンシャルケース１２と、第１のサイドギヤ
１４と、第２のサイドギヤ１６とを含む。

ディファレンシャルケース１２にリングギヤが取り付け
られ、これら全体は、車体に設置されるディファレンシ
ャルキャリア内に配置され、ディファレンシャルケース
１２はリングギヤと共に回転される。前記構成自体は公
知であるので、図示は省略してある。

第１のサイドギヤ１４と第２のサイドギヤ１６とは、デ
ィファレンシャルケース１２にころがり軸受を介して回
転可能に支持されたもので、第１のサイドギヤ１４は左
のドライブシャフト１８に、第２のサイドギヤ１６は右
のドライブシャフト２０に結合されている。両サイドギ
ヤ１４、１６は同じねじれ角のねじ歯車によって形成さ
れている。

複数、図示の実施例では３つの第１のエレメントギヤ２
２が、ディファレンシャルケース１２に円周方向へ等間
隔をおいて配置されている。エレメントギヤ２２は、前
記第１のサイドギヤ１４にかみ合うねじ歯車によって形
成されている。第１図に示す実施例では、エレメントギ
ヤ２２は、いわゆる左ねじとなるように、ねじれの向き
が定められている。

一対の第１のピニオン２４が、各エレメントギヤ２２の
両端に一体に設けられている。これらピニオン２４はは
すば歯車によって形成されており、図示の実施例では、
はすば歯車のねじれの向きは、エレメントギヤ２２のね
じれの向きと同じである。

エレメントギヤ２２と一対のピニオン２４とは、ピン２
６によってディファレンシャルケース１２に取り付けら
れ、回転可能に支持されている。ピン２６の軸線は、ド
ライブシャフト１８の軸線に直交する平面内に位置し、
しかも３つのピン２６は、それぞれの軸線の延長が正三
角形をなす関係に配置されている。

第１のエレメントギヤ２２と同数、したがって図示の実
施例では３つの第２のエレメントギヤ２８が、ディファ
レンシャルケース１２に円周方向へ等間隔をおいて、エ
レメントギヤ２２に対向する位置に配置されている。エ
レメントギヤ２８は、前記第２のサイドギヤ１６にかみ
合うねじ歯車によって形成されている。エレメントギヤ
２８はエレメントギヤ２２と同じく、左ねじとなるよう
に、ねじれ角が定められている。

一対の第２のピニオン３０が、各エレメントギヤ２８の
両端に一体に設けられている。これらピニオン３０はは
すば歯車によって形成されており、そのねじれの向き
は、前記ピニオン２４のねじれの向きとは逆である。ピ
ニオン３０は対向するピニオン２４とかみ合うように配
置されている。

エレメントギヤ２８と一対のピニオン３０とは、ピン３
２によってディファレンシャルケース１２に取り付けら
れ、回転可能に支持されている。ピン３２の軸線は、ド
ライブシャフト２０の軸線に直交する平面内に位置し、
しかも３つのピン３２は、それぞれの軸線の延長が正三
角形をなす関係に配置されている。

第３図に示したエレメントギヤ３３は、第１図に示した
エレメントギヤ２２の別の実施例であって、いわゆる右
ねじとなるように、ねじれの向きが定められたねじ歯車
である。そして、エレメントギヤ３３の両端に設けられ
た、はすば歯車からなる一対のピニオン３４のねじれの
向きは、エレメントギヤ３３のねじれの向きとは逆とな
っている。この場合、右に配置されるエレメントギヤの
ねじれの向きはエレメントギヤ３３のねじれの向きと同
じであり、ピニオンのねじれの向きはピニオン３４のそ
れとは逆となるように定められる。

第４図に示すように、差動装置１０が、第１のサイドギ
ヤ１４を左側に、第２のサイドギヤ１６を右側に配置し
て車体に取り付けられ、第５図に示すように、ディファ
レンシャルケース１２からＡ方向のトルクがエレメント
ギヤに働いた場合、第１および第２のサイドギヤ１４、
１６の歯面１５が図示のような向きにあることから、第
１および第２のエレメントギヤ２２、２８は常に右向き
の自転強制力を受ける。

走行中の車両が右へ旋回すると（第４図ａ）、ドライブ
シャフト１８に連結された第１のサイドギヤ１４が高速
となり、ドライブシャフト２０に連結された第２のサイ
ドギヤ１６が低速となり、サイドギヤ１４、１６とエレ
メントギヤ２２、２８とは、それぞれ第４図の実線の矢
印で示した方向へ回転することとなる。その結果、エレ
メントギヤ２２、２８とディファレンシャルケースおよ
びシャフトとの摩擦は、第４図ａの破線の矢印で示した
方向へ作用するため、左右のエレメントギヤ２２、２８
に働く自転力の釣合いから、結局、第１のサイドギヤ１
４に伝えられる力は、第２のサイドギヤ１６に伝えられ
る力より、小さくなる。

しかし、このとき、エレメントギヤ２２、２８の自転ト
ルクに比例したスラスト力がはすば歯車によって形成さ
れたピニオン２４、３０に発生し、ピニオン２４のスラ
スト力は第５図のＢ方向に、ピニオン３０のスラスト力
はＣ方向に作用する。これらスラスト力のうち、右のピ
ニオン３０に発生したスラスト力は、ディファレンシャ
ルケース１２によって受け止められるだけであるが、左
のピニオン２４に発生したスラスト力はエレメントギヤ
２２の歯面を介してサイドギヤ１４に伝えられ、左のド
ライブシャフト１８のトルクを増加させることとなる。
これにより、バイアス比を与える分母の値が大きくな
り、右旋回時のバイアス比が小さくなる。

同じ車両が走行中左へ旋回すると（第４図ｂ）、第２の
サイドギヤ１６が高速となり、第１のサイドギヤ１４が
低速となり、サイドギヤ１４、１６とエレメントギヤ２
２、２８とは、それぞれ第４図ｂの実線の矢印で示した
方向へ回転することとなる。その結果、エレメントギヤ
２２、２８とディファレンシャルケースおよびシャフト
との摩擦は、第４図ｂの破線の矢印で示した方向へ作用
するため、結局、第１のサイドギヤ１４に伝えられる力
は、第２のサイドギヤ１６に伝えられる力より、大きく
なる。

しかし、このとき、エレメントギヤ２２、２８の自転ト
ルクに比例してピニオン２４に発生するスラスト力が、
エレメントギヤ２２の歯面を介して低速側のサイドギヤ
１４に伝えられ、左のドライブシャフト１８のトルクを
増加させることとなる。これにより、バイアス比を与え
る分子の値が大きくなる結果、バイアス比が大きくな
る。

このようにして、右旋回時のバイアス比と左旋回時のバ
イアス比との差をほぼ等しくすることができる。

第３図に示したエレメントギヤ３３が左側となり、同様
に形成したエレメントギヤ４３が右側となるように配置
して差動装置を構成する場合、第１のサイドギヤ４４と
と第２のサイドギヤ４６との歯面４５は第６図に示す向
きとなる。この差動装置において、第５図と同じ方向の
トルクが、ディファレンシャルケースからエレメントギ
ヤに働いた場合、第１および第２のエレメントギヤ３
３、４３は常に左向きの自転強制力を受ける。

走行中の車両が右へ旋回すると（第６図ａ）、ドライブ
シャフト１８に連結された第１のサイドギヤ４４が高速
となり、ドライブシャフト２０に連結された第２のサイ
ドギヤ４６が低速となり、サイドギヤ４４、４６とエレ
メントギヤ３３、４３とは、それぞれ第６図の実線の矢
印で示した方向へ回転することとなる。その結果、エレ
メントギヤ３３、４３とディファレンシャルケースおよ
びシャフトとの摩擦は、第６図ａの破線の矢印で示した
方向へ作用するため、結局、第１のサイドギヤ４４に伝
えられる力は、第２のサイドギヤ４６に伝えられる力よ
り、小さくなる。

同じ車両が走行中左へ旋回すると（第６図ｂ）、第２の
サイドギヤ４６が高速となり、第１のサイドギヤ４４が
低速となり、サイドギヤ４４、４６とエレメントギヤ３
３、４３とは、それぞれ第６図ｂの実線の矢印で示した
方向へ回転することとなる。その結果、エレメントギヤ
３３、４３とディファレンシャルケースおよびシャフト
との摩擦は、第６図ｂの破線の矢印で示した方向へ作用
するため、結局、第１のサイドギヤ４４に伝えられる力
は、第２のサイドギヤ４６に伝えられる力より、大きく
なる。

エレメントギヤ３３、４３の両端に設けられるはすば歯
車によって形成されるピニオンのねじれの向きにより、
ピニオンに発生するスラスト力の向きを変えることがで
きることから、このスラスト力によって、いずれの側の
ドライブシャフトのトルクを増加させることとするかを
考慮し、ピニオンのはすば歯車のねじれの向きを定める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は差動装置の一部を破断した正面図、第２図は第
１図の２−２線に沿って切断した断面図、第３図はエレ
メントギヤとピニオンとを示す正面図、第４図ａ、ｂは
旋回時に各部品が回転する方向を示す模式図、第５図は
本考案の作用を示す模式図、第６図ａ、ｂは別の実施例
の、旋回時に各部品が回転する方向を示す模式図であ
る。１０：差動装置、１２：ディファレンシャルケース、１４、１６、４４、４６：サイドギヤ、２２、２８、３３、４３：エレメントギヤ、２４、３０：ピニオン。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】被駆動のディファレンシャルケースと、該
ディファレンシャルケースに回転可能に支持された、そ
れぞれシャフトに結合されるねじ歯車からなる第１のサ
イドギヤおよび第２のサイドギヤと、前記第１のサイド
ギヤにかみ合うねじ歯車からなる、円周方向へ間隔をお
いて配置された複数の第１のエレメントギヤと、前記第
２のサイドギヤにかみ合うねじ歯車からなる、前記第１
のエレメントギヤと同数のエレメントギヤであって各エ
レメントギヤが前記第１の各エレメントギヤに対向する
ように配置された第２のエレメントギヤと、前記複数の
第１のエレメントギヤのそれぞれの両端に設けられたは
すば歯車からなる一対の第１のピニオンと、前記複数の
第２のエレメントギヤのそれぞれの両端に設けられたは
すば歯車からなる一対の第２のピニオンであって各ピニ
オンが前記第１の対向する各ピニオンにかみ合うように
配置された第２のピニオンとを含む、差動装置。