JPH0771486A - 流体粘性継手および差動制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体粘性継手および差動制限装置に関し、４
ＷＤ用としてもまたＬＳＤ用としても最も良く適用する
ことができるように幅広くトルク特性を変化させること
ができ、粘性継手に比べて大きなトルクを伝達すること
ができ、耐久性に優れ、同一の潤滑油で機能させること
を目的とする。 【構成】 単葉回転双曲面１０，１１をもつ一対の外輪
４，５と、相対した一対の単葉回転双曲面２，３をもつ
内輪１と、内外輪１，４，５に線接触する転動体１４，
１５と、所定の角度の挿入穴をもつ第１，第２の保持器
１２，１３と、内外輪１，４，５の軌道の間隔を狭する
ように外輪４，５を付勢する第１の弾性部材２０，２３
と、内外輪１，４，５の軌道の間隔が狭くなるのを抑制
するように外輪４，５を付勢し所定のトルク特性を決定
するための第２の弾性部材２４により構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内外輪の間に転動体を
用いた流体粘性継手およびこの流体粘性継手を用いた差
動制限装置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
の回転差を許容しながらトルクを伝達する継手として、
例えば特開平２−１４６３２０号公報に記載されている
ビスカスカップリングがある。この継手は、流体の粘性
抵抗を利用したもので、シリコンオイルを用い、複数枚
のプレートを重ねて、シリコンオイルと一緒に密閉して
構成するもので、４輪駆動車の原動機から、前輪に、ま
たは後輪に駆動力を伝達する所に適用されたり、終減速
機の左右輪の差動回転を制限したりする所（以下ＬＳＤ
と称す）に適用されている。

【０００３】しかしながら、この継手には以下のような
問題点があった。 （１）特性の基本カーブとしてトルクと回転差の関係が
上に凸、すなわち近似的に ｙ＝ａ√ｘ で表わされる
形にしか作ることができない。このため、大衆車向きの
ＬＳＤとしては、優れた車両適用が可能であるが４ＷＤ
車向きとしては必ずしも最適な車両適用ができない。 （２）継手内部に封入したシリコンオイルが作動により
昇温するとトルク伝達特性が低下し、一方、低温になる
と、シリコンオイルの粘度が高くなり、トルク伝達特性
が高くなる。すなわち、温度による特性の変化が大き
い。 （３）構成部品の点数が多く、重い。 （４）回転差をもって長時間回転を続けると、予期でき
ない時点でハンプ現象を生じ、トルクが突然大きく伝達
されることがある。 （５）ハンプを繰り返すと多板の表面が損傷し寿命が短
くなる。 （６）シリコンオイルは潤滑性がないため、シールが損
傷しやすい。

【０００４】これらの問題点を除くものとして、例えば
特開平３−２０４４１８号公報に記載されているような
流体摩擦伝達の制限装置が提案されている。この装置
は、軸と外輪の軌道面間に転動体を線接触させて介在
し、軸と外輪の相対変位力で転動体が楔となる手段を具
備し、転動体を潤滑剤の圧力効果で滑らせて力の伝達量
を制限し、且つ特定の力に対しては楔効果で力を直結さ
せるようにしたものである。

【０００５】しかしながら、この装置も記載されている
実施例の状態でＬＳＤに適用しようとすると、下記のよ
うな問題点があった。 （１）使用されるデフケースサイズに対し、すべり継手
のサイズが小さすぎて、特性を発揮することが困難であ
る。 （２）デファレンシャル装置のピニオンメートギアは強
度上、歯車の歯の部分を支持している本体のリング状の
部分が、発進急加速などの厳しい条件の下では破損し易
いため、前記のような転動体としてのローラを入れる
と、さらに寸法が小さくなり強度が低下し、実用上は成
立させることが困難である。 （３）ピニオンメートギアは駆動により、一方向に荷重
を受けるため、ローラに均等に力がかからなくなるた
め、すべり継手が所期の特性を発揮することができな
い。 （４）ピニオンメートギアは、回転が早いため、差動制
限の特性が一般ユーザー向けとしては強すぎるものとな
り、特殊な用途にしか使用できない。

【０００６】この装置のトルク特性は、図８のＡに示さ
れるが、大衆車向けＬＳＤとして良いとされているトル
ク特性は、図８のＢであり、トルク特性に大幅なずれが
あり、この装置のトルク特性では大衆車向けＬＳＤに適
用することができない。また、従来のビスカスカップリ
ングに代るものとして、特開平４−２９０６１９号公報
に記載されているトルク吸収装置がある。

【０００７】前記公報に記載されている発明の請求項１
〜４は、いずれも内輪と外輪の相対的な軸方向の動きを
規制することによりトルクを一定にすることを目的とし
ている。すなわち、請求項１の発明は、最大伝達トルク
に相当する回転抵抗を与えるように付勢手段の付勢力を
定めるので、動力伝達系において、駆動伝達時に軌道間
隔を広げようとする回転方向（自由回転側）になるよう
に、トルク吸収装置を駆動側および従動側に結合するこ
とにより、急激な負荷トルクの上昇時には、クラッチ状
態が外れて内外輪間が自由回転側に相対回転し、所期の
トルクで回転しながらトルクを吸収することになる。従
って、例えばオートテンションなどの定トルク機構とし
て良好に使用される。

【０００８】また、請求項２の発明は、移動停止部材に
より、軸受を介して、軌道間隔を狭くする方向への外側
回転体の移動を停止するので、クラッチ側に回転する方
向に駆動側と従動側とを結合しても、移動量又は捩じれ
量が一定以上の過大な値にならないので、その量に対応
したトルクＴ1 で駆動側と負荷側との間で相対回転が生
じ、回転により変動トルクを吸収したり、トルクを吸収
しつつトルクリミッタとして作動させることもできる。
この場合、外側回転体は軸受を介して移動停止部材の停
止力を受けるので、回転が円滑に行われトルクリミッタ
として良好に作動する。

【０００９】また、請求項３の発明は、第１中間回転体
より直径が小さく反対方向に傾斜した第２中間回転体を
設けるので、軌道間隔が狭くなる方向にトルクがかかり
外側回転体がねじ込まれたときに、第１中間回転体が内
側回転体と外側回転体との間で垂直荷重（ラジアル荷
重）を受けて弾性変形し、一定量ねじ込まれたときに第
２中間回転体が内側及び外側回転体に接触するようにな
る。ところが、第２中間回転体は第１中間回転体の反対
方向に傾斜しているため、ラジアル荷重を支持すると共
に回転により軌道間隔を広げる作用をする。その結果、
外側回転体はこれ以上ねじ込まれることがなく、トルク
吸収装置はこの状態で回転しつつトルクを吸収すること
になる。このような動作は確実であるため、トルクリミ
ッターとして良好に適用することができる。

【００１０】また、請求項４の発明は、円周方向に複数
個配設された第１中間回転体の間にこれにより直径の小
さい球形状の第２中間回転体を設けるので、請求項３の
発明の如く、第１中間回転体が変形したときに、内側回
転体と外側回転体とは、ラジアル軸受として作用する球
形状の第２中間回転体に支持され相対的に回転し、一定
以上のトルクが伝達されなくなる。

【００１１】このトルク吸収装置の特性は、図９のＣに
示される。このＣの特性と、４ＷＤ用継手として良いと
されている図９のＤの特性およびＬＳＤ用継手として良
いとされている図８のＢの特性を比較する。トルク吸収
装置を４ＷＤ用として適用した場合、Ｄの特性と比べ回
転差の低いところでは、トルクが大きいため、旋回時に
タイトコーナーブレーキが発生し、一方、スリップが大
きく生じた時、すなわち回転差が大きくついたときには
伝達トルクが不足する。

【００１２】また、ＬＳＤに適用した場合にも、回転差
の低いところではトルクが大きいため、旋回しづらくな
り、スリップした時にはトルクが不足する。本発明は、
このような従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、４ＷＤ用としても、またＬＳＤ用としても最も良く
適用することができるように幅広くトルク特性を変化さ
せることができ、粘性継手に比べて大きなトルクを伝達
することができ、耐久性に優れ、同一の潤滑油で機能さ
せることができる流体粘性継手および差動制限装置を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、各軌道面を単葉回転双曲面とし
た一対の外輪と、前記各単葉回転双曲面に相対した一対
の単葉回転双曲面を有する内輪と、該内外輪の間であっ
て各軌道面に線接触するように収納される円筒状の転動
体と、前記内外輪の相対回転の正転時に転動体を楔状に
食い込ませるように前記内輪の軸心に対し所定の角度を
つけて設けられた挿入孔を有する第１の保持器と、前記
内外輪の相対回転の逆転時に前記転動体を楔状に食い込
ませるように前記内輪の軸心に対し所定の角度をつけて
設けられた挿入孔を有する第２の保持器と、前記内輪と
前記外輪との間の各軌道の間隔を狭くする方向に前記一
対の外輪を両側から付勢する第１の弾性部材と、前記一
対の外輪の間に設けられ前記内輪と前記外輪との相対回
転により前記転動体が楔状に食い込むことにより軌道の
間隔が狭くなることを抑制するように付勢して所定のト
ルク特性を決定するための第２の弾性部材を備えたこと
を特徴とする。

【００１４】請求項２の発明は、デフケースと、該デフ
ケースに固定されたピニオンメートシャフトと、該ピニ
オンメートシャフトに形成された複数のピニオンメート
ギアと、該ピニオンメートギアに噛合する一対のサイド
ギアと、該一対のサイドギアが固定され右車輪および左
車輪に連結される一対の出力軸と、前記デフケースの内
側に嵌合し各軌道面を単葉回転双曲面とした一対の外輪
と、前記出力軸の一方に嵌合し前記各単葉回転双曲面に
相対した一対の単葉回転双曲面を有する内輪と、該内外
輪の間であって各軌道面に線接触するように収納される
円筒状の転動体と、前記内外輪の相対回転の正転時に転
動体を楔状に食い込ませるように前記内輪の軸心に対し
所定の角度をつけて設けられた挿入孔を有する第１の保
持器と、前記内外輪の相対回転の逆転時に前記転動体を
楔状に食い込ませるように前記内輪の軸心に対し所定の
角度をつけて設けられた挿入孔を有する第２の保持器
と、前記内輪と前記外輪との間の各軌道の間隔を狭くす
る方向に前記一対の外輪を両側から付勢する第１の弾性
部材と、前記一対の外輪の間に設けられ前記内輪と前記
外輪との相対回転により前記転動体が楔状に食い込むこ
とにより軌道の間隔が狭くなることを抑制するように付
勢して所定のトルク特性を決定するための第２の弾性部
材を備えたことを特徴とする。

【００１５】請求項３の発明は、前記第１の保持器の挿
入孔の角度と前記第２の保持器の挿入孔の角度を変え、
挿入される転動体の配置角度を変えるようにしたことを
特徴とする。請求項４の発明は、前記第２の弾性部材を
ばね定数が異なる複数の皿ばねにより構成したことを特
徴とする。

【００１６】

【作用】このような構成を備えた本発明の流体粘性継手
によれば、図１を左側よりみて内輪が右回転する正転時
であって、内輪と外輪の間に回転差が生じると、図１の
右側の転動体は右側の外輪と内輪の間の軌道に楔状に食
い込み、この楔状に食い込む力により、右側の転動体と
内輪および右側の外輪との間の面圧が上がり、この面圧
によりトルクが伝達され、一方、左側の転動体は内輪と
右側の外輪の軌道から離隔する方向に移動し、回転がフ
リーとなってトルクは伝達されない。

【００１７】内輪と外輪との相対回転より、右側の転動
体が楔状に食い込むとき、軌道の間隔が狭くなるのを抑
制するように第２の弾性部材が付勢するので、第２の弾
性部材の荷重特性を変えることにより、トルク特性を変
えることができ、ＬＳＤに最適なトルク特性および４Ｗ
Ｄに最適なトルク特性を得ることができる。右側および
左側の転動体を配置する角度などを同一にすれば、正転
時と逆転時では同じようなトルク特性を得ることができ
るが、右側と左側の転動体の配置角度を変えることによ
り、逆転時には正転時と異なるトルク特性を得ることが
できる。

【００１８】また、第２の弾性部材を複数の皿ばねで構
成することにより、トルク特性を変えることができる。
また、粘性継手に比べ、サイズが小さくても大きなトル
クを伝達することができる。また、トルクを伝達する転
動体の面がころがり滑りであるため、摩耗がほとんど生
じないので、耐久性が優れている。

【００１９】さらに、ベアリングなどを潤滑する潤滑油
と同一の潤滑油を使用することができ、ビスカスカップ
リングに比べシリコンオイルおよびこのオイルを分離す
るオイルシールなどの構成部品も不用となるので、コス
トを低減することができる。このような作用効果をもつ
流体粘性継手を差動装置に適用すると、ＬＳＤに最適の
トルク特性が得られる。すなわち、このようなトルク特
性は、従来は粘性継手（ビスカスカップリング）以外に
つくり出すことは困難であったが、本継手を用いること
により、ＬＳＤに最適なトルク特性を得ることができ
る。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図５は本発明の一実施例を示す図である。
図１は本発明の一実施例を示す断面図、図２は図１の側
面図である。まず、構成を説明すると、図１および図２
において、１は内輪であり、内輪１は出力軸または入力
軸により構成される。内輪１は、軌道面として円錐面に
近い一対の単葉回転双曲面２，３を有する。一方の単葉
回転双曲面２は断面形状が右上りに形成され、他方の単
葉回転双曲面３は断面形状が右下りに形成され、これら
の単葉回転双曲面２，３を合わせた断面形状は山型に形
成される。

【００２１】４，５は一対の外輪であり、その外径部に
は雄スプライン６，７をそれぞれ有し、雄スプライン
６，７はハウジング８の内径部に形成された雌スプライ
ン９に嵌合している。図示はしないが、このスプライン
は中間部にボールを入れた摺動抵抗の小さいボールスプ
ラインとすることもできる。すなわち、外輪４，５はハ
ウジング８に軸方向にスライド可能にスプライン嵌合し
ている。

【００２２】外輪４，５の内径部には内輪１の単葉回転
双曲面２，３に相対して軌道面としての単葉回転双曲面
１０，１１がそれぞれ形成されている。外輪４，５と内
輪１の間の軌道には、第１，第２の保持器としてのケー
ジ１２，１３により保持された転動体としての円筒形の
ローラ１４，１５が公転自在および自転自在に収納され
る。

【００２３】すなわち、ローラ１４は内輪１の単葉回転
双曲面２と外輪４の単葉回転双曲面１０にそれぞれ接し
て軌道に収納され、ローラ１５は内輪１の単葉回転双曲
面３と外輪５の単葉回転双曲面１１にそれぞれ接して軌
道に収納される。図３はケージ１２，１３の展開図であ
る。図３に示すように、ケージ１２，１３にはローラ１
４，１５を回転自在に収納する挿入孔１６，１７がそれ
ぞれ形成され、挿入孔１７は、例えばαのスキュー角を
もって形成され、挿入孔１６は、例えばβのスキュー角
をもって形成される。

【００２４】図１を左側よりみて内輪１が矢印Ｊで示す
スキュー角αは、右回転する内輪１と外輪４，５の相対
回転の正転時に、潤滑油の種類、コーンの角度、ローラ
１５の長さ、径などとともに、必要とされるトルク特性
が得られるように、設定されるが、ほぼ６〜１５度であ
る。一方、スキュー角βは、図１を右側からみて内輪１
が左回転する内輪１と外輪４，５の相対回転の逆転時
に、潤滑油の種類、コーンの角度、ローラ１４の長さ、
径などとともに必要とされるトルク特性が得られるよう
に、設定される。

【００２５】ハウジング８に固定されたサイドカバー１
９と外輪４の間には第１の弾性部材としての皿ばね２０
が介装され、また、ハウジング８に溶接部２１により溶
接されたエンドブロック２２との間には第１の弾性部材
としての皿ばね２３が介装されている。皿ばね２０，２
３にはローラ１４，１５が内輪１と外輪４，５にそれぞ
れ接するように予圧をかけている。すなわち、皿ばね２
０，２３は、内輪１と外輪４，５との相対回転でローラ
１４，１５が軌道に楔状に食い込むとき軌道の間隔が狭
くなる方向に外輪４，５をそれぞれ付勢する。つまり、
皿ばね２０は図１において、外輪４を右方向に押圧し、
皿ばね２３は外輪５を左方向に押圧する。

【００２６】２４は第２の弾性部材としての皿ばねであ
り、皿ばね２４は外輪４と外輪５の間にわずかのガタを
もって介装され、内輪１と外輪４，５との相対回転でロ
ーラ１４，１５が軌道に楔状に食い込むとき軌道の間隔
が狭くなるのを抑制するように付勢する。この皿ばね２
４の外輪４，５のストロークに対する荷重特性を変える
ことにより、トルク特性を変えることができる。

【００２７】皿ばね２４がない場合には、図８のＡに示
すようなトルク特性を示し、伝達トルクは回転差が少し
上昇すると、大きく上昇する。皿ばね２４の荷重特性
を、図４のＦに示すようなものにすると、トルク特性は
図９のＤに示すようなものになり、一方、皿ばね２４の
荷重特性を、図４のＥに示すようなものにすると、トル
ク特性は図８のＢに示すようなものになる。

【００２８】皿ばね２４は、トルク特性を決定するもの
であり、そのばね定数としては大きいものを用いる。こ
れに対して、前記皿ばね２０，２３はトルク特性を決定
するほどのものではないので、そのばね定数としては皿
ばね２４より小さなものを用いる。ハウジング８とサイ
ドカバー１９の間にはＯリング２５が介装され、サイド
カバー１９と内輪１の間にはオイルシール２６が介装さ
れている。また、サイドカバー１９の左方向への移動
は、スナップリング２７，２８により阻止される。

【００２９】エンドブロック２２にはボルト孔２９が形
成され、図示しない入力軸または出力軸が連結される。
したがって、エンドブロック２２、ハウジング８および
サイドカバー１９は入力軸または出力軸と一体で回転す
る。なお、３０はエンドブロック２２と内輪１の間に介
装されたＸリングである。次に、動作を説明する。

【００３０】図１において、矢印Ｊで示すように、内輪
１が右回転する正転時であって、内輪１と外輪４，５の
間で回転差が生じると、ローラ１５は内輪１と外輪５の
間の軌道に楔状に食い込むようになり、この楔状に食い
込む力によりローラ１５と内輪１および外輪５との間の
面圧が上がり、この力によりトルクが伝達される。すな
わち、ローラ１５はねじが締まる原理で内輪１および外
輪５の間に楔状に食い込み、このとき、皿ばね２３は外
輪５を左方向に押圧し、軌道が狭くなるように付勢する
ので、内輪１とローラ１５と外輪５とは完全に接触して
いるので上記楔作用が発生する。

【００３１】一方、ローラ１４は内輪１と外輪４の軌道
が広くなる方向に移動するので、ローラ１４と内輪１お
よび外輪４との間の面圧は発生せず、ローラ１４は内輪
１と外輪４との間で回転がフリーになり、トルクは伝達
されない。ローラ１５は図３に示すように、６〜１５度
のスキュー角αをもって配設されており、このようなス
キュー角αであると、内輪１と外輪５の回転差が小さい
ときは、ローラ１４が軌道に楔状に食い込む方向に回転
しても、ローラ１４はその軸心方向で、内輪１との接触
半径の大きい方向にすべりを生じるため、ロックするこ
となく回転する。

【００３２】この場合、ローラ１５と内輪１および外輪
５の間にある潤滑油は大きな圧力を受けるため、粘弾性
体潤滑膜（ＥＨＬ膜）を生じ、トラクション係数が上昇
し、トルクが伝達される。図５に接触面の面圧とトラク
ション係数の関係を示す。図５に示すように、面圧の上
昇により、トラクション係数（接線力／法線力）は上昇
する。すなわち、面圧の上昇により、潤滑油の限界せん
断応力が上昇し、ある面圧でトラクション係数が一定と
なる。この遷移圧力をガラス遷移圧力という。

【００３３】内輪１と外輪４，５の相対回転が大きくな
ると、ローラ１５は軸心方向のすべりが追いつかなくな
り、楔効果が強くなり、トルクが上昇する。内輪１と外
輪４，５の相対回転が大きくなると、ローラ１５は軌道
の間隔を狭くする方向に移動するが、皿ばね２４はこれ
を抑制する方向に作用する。この皿ばね２４がない場合
のトルク特性は、図８のＡに示すようになり、ＬＳＤお
よび４ＷＤに適用することができない。

【００３４】皿ばね２４の外輪５のストロークに対する
荷重特性を調整して、図４のＥに示すようなものとなる
ように設定すると、トルク特性は、図８のＢに示すよう
なものとなり、ＬＳＤに適用することができる。また、
皿ばね２４の外輪５のストロークに対する荷重特性を調
整して、図４のＦに示すようなものとなるように設定す
ると、トルク特性は、図９のＤに示すようなものとな
り、４ＷＤに適用することができる。

【００３５】次に、図１において、図１中左側からみて
内輪１を左回転すると、トルクが伝達される内輪１と外
輪４，５の関係が逆になる。すなわち、内輪１を右回転
する逆転時であって、内輪１と外輪４，５との間に回転
差が生じると、ローラ１４は内輪１と外輪４の間に楔状
に食い込み、この楔状に食い込む力によりローラ１４と
内輪１および外輪４との間の面圧が上がり、トルクが伝
達され、一方、ローラ１５は内輪１と外輪５の間から離
隔する方向に移動するので、ローラ１５は回転がフリー
となり、トルクは伝達されない。

【００３６】図３に示すローラ１４のスキュー角βがロ
ーラ１５のスキュー角αと同一であり、また、コーン角
度、ローラ１４の長さ、径が同一である場合には、正転
時と同様なトルク特性が得られる。すなわち、皿ばね２
４の荷重特性が図４のＥで示すようなものであるとき
は、トルク特性は図８のＢに示すようなものとなり、皿
ばね２４を荷重特性が図４のＦで示すようなものである
ときは、トルク特性は図９のＤに示すようなものにな
る。

【００３７】すなわち、皿ばね２４は、継手の正転時、
逆転時のどちらのケースにも共通的に作用し、したがっ
て、この継手は、正転時と逆転時において、それぞれ独
立して作用する。このため、コーン角度、スキュー角、
ローラ長さ、径などを変更することにより、正転時と逆
転時においてトルク特性を変えることができる。

【００３８】４ＷＤ用の継手として適用する場合には、
正転時では立上りを早目、すなわち、強い特性とし、逆
転時では遅い立上り、すなわち、弱い特性とすると、普
通の走行には４ＷＤとしてのフィーリングが直結４駆並
と強くなるが、旋回中のタイトコーナーブレーキ感は非
常に小さくなり、また、ＡＢＳとの組合せの搭載に対し
ても、その機能に対する干渉の程度を正転逆転同一特性
のものより少なくするように設定することができる。

【００３９】このように、皿ばね２４の荷重特性を変え
ることにより、トルク特性を幅広く変えることができ、
ＬＳＤおよび４ＷＤに適用することができる。また、ビ
スカスカップリングに比べ、サイズが小さくても大きな
トルクを伝達することができる。また、トルクを伝達す
るローラ１４，１５の面がころがり滑りであるため、摩
耗がほとんど生じないので、耐久性が優れている。

【００４０】さらに、ベアリングなどを潤滑する潤滑油
と同一の潤滑油を使用することができるため、シリコン
オイルが不要であり、コストを低減することができる。
次に、図６および図７は本発明の他の実施例を示す図で
ある。図６は差動制限装置の断面図、図７は外輪のスト
ロークとさらばねの荷重特性の関係を示すグラフであ
る。

【００４１】図６において、３１はエンジンからの駆動
力が伝達されるピニオンギアであり、ピニオンギア３１
にはリングギア３２が噛合している。リングギア３２は
ボルト３３によりデフケース３４，３５に固定され、デ
フケース３５には複数のピニオンメートシャフト３６が
放射状に固定されている。すなわち、デフケース３５に
は内溝３７が形成され、内溝３７にはピニオンメートシ
ャフト３６の２面幅部３８が挿入されて、ピニオンメー
トシャフト３６はデフケース３５に固定されている。

【００４２】ピニオンメートシャフト３６には複数のピ
ニオンメートギア３９が回転自在に設けられ、ピニオン
メートギア３９の自転により差動が行われる。ピニオン
メートギア３９は一対のサイドギア４０，４１に噛合し
ており、サイドギア４０，４１は右車輪および左車輪に
それぞれ連結される出力軸としてのアクスルシャフト４
２，４３に固定されている。すなわち、サイドギア４
０，４１の内径にはスプライン４４，４５がそれぞれ形
成され、これらのスプライン４４，４５はアクスルシャ
フト４２，４３の外径に形成したスプライン４６，４７
にそれぞれ嵌合している。

【００４３】４８，４９は外輪であり、外輪４８，４９
の外径にはスプライン５０，５１が形成され、これらの
スプライン５０，５１はデフケース３５の内径に形成し
たスプライン５２に嵌合している。こうして、外輪４
８，４９は軸方向に移動可能に連結されている。５３は
内輪であり、内輪５３の内径にはスプライン５４が形成
され、スプライン５４はアクスルシャフト４２に形成し
たスプライン４６に嵌合している。こうして、内輪５３
はアクスルシャフト４２に固定される。デフケース３４
と内輪５３の間には平ワッシャー５６が設けられ、ま
た、内輪５３とサイドギア４０の間にも平ワッシャー５
７が設けられ、これらのワッシャー５６，５７により内
輪５３が軸方向に移動するのを阻止する。

【００４４】内輪５３は軌道面として一対の単葉回転双
曲面５８，５９を有し、これらの単葉回転双曲面５８，
５９を合わせると、断面形状が山型になる。外輪４８は
内輪５３の単葉回転双曲面５８に相対した単葉回転双曲
面６０を有し、外輪４９は内輪５３の単葉回転双曲面５
９に相対した単葉回転双曲面６１を有する。内輪５３と
外輪４８の間の軌道にはケージ６２で保持されたローラ
６３が公転自在および自転自在に収納され、また、内輪
５３と外輪４９の間の軌道にはケージ６４に保持された
ローラ６５が公転自在および自転自在に収納される。ロ
ーラ６３，６５は所定のスキュー角をもってケージ６
２，６４の挿入孔にそれぞれ挿入される。

【００４５】デフケース３４と外輪４８の間および外輪
４９とスナップリング６６の間には皿ばね６７，６８が
それぞれ介装され、皿ばね６７，６８は内輪５３と外輪
４８および内輪５３と外輪４９のそれぞれの軌道の間隔
を狭くする方向にそれぞれ付勢する。外輪４８と外輪４
９の間には複数の皿ばね６９，７０が介装されており、
皿ばね７０は所定のばね定数を有し、皿ばね６９はこれ
より強いばね定数を有する。

【００４６】皿ばね７０の外輪４８，４９のストローク
に対する荷重特性は図７のＧに示すようなもので、外輪
４８，４９の初期のストロークから力を発生するが、皿
ばね６９の外輪４８，４９のストロークに対する荷重特
性は図７のＨに示すようなもので、外輪４８，４９が少
し移動してから強い力を発生させる。したがって、外輪
４８，４９の移動を阻止する所定のばね定数を有する皿
ばね７０の力とこれより強いばね定数を有する皿ばね６
９の力が合成された力は、図７のＩに示すようなものに
なる。皿ばね６９，７０はトルク特性を決定するもの
で、皿ばね６７，６８より強いばね定数を有する。

【００４７】なお、７１は平ワッシャー、７２はピニオ
ンメートスラストワッシャーであり、内側は球面、外側
はかまぼこ形になっている。次に、動作を説明する。内
輪５３と外輪４８，４９の間に回転差が生じないとき
は、エンジンからの駆動力は、ピニオンギア３１、リン
グギア３２、デフケース３５を経て、ピニオンメートギ
ア３９から左右一対のサイドギア４０，４１に等しく伝
達され、さらに左右車輪に伝達される。

【００４８】車両が旋回または片輪が空転するようなと
きは、内輪５３と外輪４８，４９の間に差動回転が生じ
る。この差動回転時には、ピニオンメートギア３９の自
転により、差動が行われるが、この実施例では、差動制
限を行う継手により差動制限トルクを伝達する。図６の
左側よりみて、アクスルシャフト４２が右回転（正転）
すると、ローラ６５は内輪５３と外輪４９との間の軌道
に楔状に食い込み、この食い込む力によりローラ６５と
内輪５３および外輪４９との間の面圧が上がり、この力
によりトルクが伝達される。

【００４９】一方、ローラ６３は内輪５３と外輪４８の
間の軌道から離隔する方向に移動するので、その回転は
フリーになり、トルクは伝達されない。外輪４９は内輪
５３の軌道の間隔を狭くする方向に皿ばね６８により押
圧されて移動するが、この外輪４９を阻止するものがな
いと、図８のＡに示すようにトルクは急激に上昇する。

【００５０】所定のトルク特性とするために、皿ばね６
９，７０が設けられており、皿ばね６９は外輪４９のス
トロークに対して図７のＨで示すような荷重特性を示
し、皿ばね７０は外輪４９のストロークに対して図７の
Ｇで示すような荷重特性を示す。ＨとＧを合成した荷重
特性は図７のＩで示すようなものとなり、この荷重特性
が皿ばね６９，７０の合成された力を示す。図７のＩで
示す合成した荷重特性では図８のＢに示すようトルク特
性となる。

【００５１】このようなトルク特性は、従来はビスカス
カップリング以外につくり出すことが困難であったが、
本実施例ではローラ６３，６５を用いた継手を内蔵する
ことにより、ＬＳＤに最も適したトルク特性を作り出す
ことができる。図６を左側からみて、内輪５３が回転す
る逆転時には、ローラ６３がトルクを伝達し、ローラ６
５はトルクを伝達しない。この逆転時にも図８のＢに示
すようなトルク特性を得ることができる。

【００５２】このように、本実施例においては、ＬＳＤ
に良いとされているトルク特性を得ることができる。な
お、皿ばね６９，７０の合成した力を図７のＧと同様な
ものにした場合には、図９のＤで示すような、４ＷＤに
良いとされているトルク特性を得ることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明してきたように、内輪と外輪の
回転差に対してトルク特性を幅広く変化させることがで
きるため、ＬＳＤに良いトルク特性および４ＷＤに良い
トルク特性を得ることができる。また、粘性継手に比
べ、サイズが小さくても大きなトルクを伝達することが
できる。また、トルクを伝達する転動体の面がころがり
滑りであるため、摩耗がほとんど生じないので、耐久性
が優れている。

【００５４】さらに、ベアリングなどを潤滑する潤滑油
と同一の潤滑油を使用することができるため、シリコン
オイルが不要となり、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図

【図２】図１の側面図

【図３】ケージの展開図

【図４】外輪のストロークと皿ばねの力の関係を示すグ
ラフ

【図５】面圧とトラクション係数の関係を示すグラフ

【図６】本発明の他の実施例を示す断面図

【図７】外輪のストロークと皿ばねの力の関係を示すグ
ラフ

【図８】回転差と伝達トルクの関係を示すグラフ

【図９】回転差と伝達トルクの関係を示す他のグラフ

【符号の説明】

１：内輪 ２，３，１０，１１：単葉回転双曲面 ４，５：外輪 ６，７，９：スプライン ８：ハウジング １２，１３：ケージ（第１，第２の保持器） １４，１５：ローラ（転動体） １６，１７：挿入孔 １９：サイドカバー ２０，２３：皿ばね（第１の弾性部材） ２１：溶接部 ２２：エンドブロック ２４：皿ばね（第２の弾性部材） ２５：Ｏリング ２６：オイルシール ２７，２８：スナップリング ２９：ボルト孔 ３０：Ｘリング ３１：ピニオンギア ３２：リングギア ３３：ボルト ３４，３５：デフケース ３６：ピニオンメートシャフト ３７：内溝 ３８：２面幅部 ３９：ピニオンメートギア ４０，４１：サイドギア ４２，４３：アクスルシャフト ４４，４５，４６，４７，５０，５１，５２，５４：ス
プライン ４８，４９：外輪 ５３：内輪 ５６，５７：平ワッシャー ５８，５９，６０，６１：単葉回転双曲面 ６２，６４：ケージ ６３，６５：ローラ ６６：スナップリング ６７，６８，６９，７０：皿ばね

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各軌道面を単葉回転双曲面とした一対の外
   輪と、前記各単葉回転双曲面に相対した一対の単葉回転
   双曲面を有する内輪と、該内外輪の間であって各軌道面
   に線接触するように収納される円筒状の転動体と、前記
   内外輪の相対回転の正転時に転動体を楔状に食い込ませ
   るように前記内輪の軸心に対し所定の角度をつけて設け
   られた挿入孔を有する第１の保持器と、前記内外輪の相
   対回転の逆転時に前記転動体を楔状に食い込ませるよう
   に前記内輪の軸心に対し所定の角度をつけて設けられた
   挿入孔を有する第２の保持器と、前記内輪と前記外輪と
   の間の各軌道の間隔を狭くする方向に前記一対の外輪を
   両側から付勢する第１の弾性部材と、前記一対の外輪の
   間に設けられ前記内輪と前記外輪との相対回転により前
   記転動体が楔状に食い込むことにより軌道の間隔が狭く
   なることを抑制するように付勢して所定のトルク特性を
   決定するための第２の弾性部材を備えたことを特徴とす
   る流体粘性継手。
2. 【請求項２】デフケースと、該デフケースに固定された
   ピニオンメートシャフトと、該ピニオンメートシャフト
   に形成された複数のピニオンメートギアと、該ピニオン
   メートギアに噛合する一対のサイドギアと、該一対のサ
   イドギアが固定され右車輪および左車輪に連結される一
   対の出力軸と、前記デフケースの内側に嵌合し各軌道面
   を単葉回転双曲面とした一対の外輪と、前記出力軸の一
   方に嵌合し前記各単葉回転双曲面に相対した一対の単葉
   回転双曲面を有する内輪と、該内外輪の間であって各軌
   道面に線接触するように収納される円筒状の転動体と、
   前記内外輪の相対回転の正転時に転動体を楔状に食い込
   ませるように前記内輪の軸心に対し所定の角度をつけて
   設けられた挿入孔を有する第１の保持器と、前記内外輪
   の相対回転の逆転時に前記転動体を楔状に食い込ませる
   ように前記内輪の軸心に対し所定の角度をつけて設けら
   れた挿入孔を有する第２の保持器と、前記内輪と前記外
   輪との間の各軌道の間隔を狭くする方向に前記一対の外
   輪を両側から付勢する第１の弾性部材と、前記一対の外
   輪の間に設けられ前記内輪と前記外輪との相対回転によ
   り前記転動体が楔状に食い込むことにより軌道の間隔が
   狭くなることを抑制するように付勢して所定のトルク特
   性を決定するための第２の弾性部材を備えたことを特徴
   とする差動制限装置。
3. 【請求項３】前記第１の保持器の挿入孔の角度と前記第
   ２の保持器の挿入孔の角度を変え、挿入される転動体の
   配置角度を変えるようにしたことを特徴とする請求項１
   の流体粘性継手および請求項２の差動制限装置。
4. 【請求項４】前記第２の弾性部材をばね定数が異なる複
   数の皿ばねにより構成したことを特徴とする請求項１の
   流体粘性継手および請求項２の差動制限装置。