JPH09144844A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きなトルク配分比と充分な差動制限力とを
得る。 【解決手段】 エンジンにより回転駆動されるデフケー
ス３７と、デフケース３７の支持孔５１に摺動回転自在
に支持された複数個のヘリカルピニオンギヤ４９と、各
ギヤ４９と噛み合う出力側のヘリカルサンギヤ５５及び
ヘリカルインターナルギヤ５３と、ギヤ５５とギヤ５３
との間に設けられ、各ギヤ５３、５５の噛み合いスラス
ト力により押圧されこれらの相対回転を制限する差動制
限力増強手段９１とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】特開平６−１３７３８６号公報に図１２
のようなデファレンシャル装置２０１が記載され、ＤＥ
３９０６６５０ Ａ１号公報に図１３のようなデファ
レンシャル装置２０３が記載されている。

【０００３】これらのデファレンシャル装置２０１、２
０３は４輪駆動車のセンターデフ（エンジンの駆動力を
前輪と後輪とに分配するデファレンシャル装置）等に用
いられる。

【０００４】デファレンシャル装置２０１は、デフケー
ス２０５、デフケース２０５の内部に配置され、互いに
歯数の異なる一対の出力側サイドギヤ２０７、２０９、
デフケース２０５の支持孔２１１、２１３にそれぞれ摺
動回転自在に支持され、互いに噛み合ってサイドギヤ２
０７、２０９を連結する複数個のピニオンギヤ２１５、
２１７などから構成されている。

【０００５】また、デファレンシャル装置２０３は、デ
フケース２１９、デフケース２１９の支持孔２２１に摺
動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤ２２３、
各ピニオンギヤ２２３の径方向内側でピニオンギヤ２２
３と噛み合った出力側のサンギヤ２２５、各ピニオンギ
ヤ２２３の径方向外側でピニオンギヤ２２３と噛み合っ
た出力側のインターナルギヤ２２７などから構成されて
いる。

【０００６】歯数の大きいサイドギヤ２０９とインター
ナルギヤ２２７は、例えば、４輪駆動車の後輪側に連結
され、歯数の小さいサイドギヤ２０７とサンギヤ２２５
は前輪側に連結される。

【０００７】デフケース２０５を回転させるエンジンの
駆動力はピニオンギヤ２１５、２１７からサイドギヤ２
０７、２０９を介して、また、デフケース２１９を回転
させるエンジンの駆動力はピニオンギヤ２２３からサン
ギヤ２２５とインターナルギヤ２２７とを介して、それ
ぞれ前輪側と後輪側とに伝達される。悪路走行時や旋回
時などで、前後輪間に駆動抵抗差が生じたときは各ピニ
オンギヤ２１５、２１７、２２３の自転により駆動力は
前後の車輪に差動分配される。

【０００８】トルクの伝達中は、サイドギヤ２０７、２
０９との噛み合い反力によってピニオンギヤ２１５、２
１７が支持孔２１１、２１３に押し付けられて摩擦抵抗
が生じ、サンギヤ２２５との噛み合い反力によってピニ
オンギヤ２２３が支持孔２２１に押し付けられて摩擦抵
抗が生じると共に、各ギヤの噛み合い部で摩擦抵抗が生
じ、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限
力が得られる。

【０００９】更に、サイドギヤ２０９、２０７と、イン
ターナルギヤ２２７とサンギヤ２２５にそれぞれ歯数比
を与えたことによって後輪側と前輪側に大小の駆動トル
クが送られ、センターデフとして好適なトルクの不等配
分特性が得られる。例えば、上記のように後輪側に大き
な駆動トルクを送るように構成すれば、発進時にエンジ
ンの駆動力を有効に利用して駆動力ロスを低減すること
ができ、旋回時に車両の姿勢を安定させることができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前後輪間に必要なトル
ク配分比は車種によって異なり、車種によってはかなり
大きなトルク配分比が要求されるものがある。

【００１１】しかし、デファレンシャル装置２０１のよ
うに、出力側のギヤに外歯歯車のサイドギヤ２０７、２
０９を用いるものは、トルク配分比を大きくするとピニ
オンギヤ２１５、２１７の径や配置を変える必要があ
り、トルク配分比を大きくすることには限界があると共
に、デファレンシャル装置２０１が径方向に大型化し車
両への搭載が不可能になる。

【００１２】一方、デファレンシャル装置２０３では、
出力側のギヤにサンギヤ２２５とインターナルギヤ２２
７を用いたことによって、トルク配分比を無理なく大き
くすることができる。また、後輪側の配分トルクを前輪
側より大きくし、このトルク配分比を増大すれば後輪駆
動車の特性に近づき、車両の旋回軌道がよりニュートラ
ルになって操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の
駆動力ロスを更に低減することができる。

【００１３】しかし、一方の出力ギヤにインターナルギ
ヤ２２７を用いたことにより、ピニオンギヤ２２３と支
持孔２２１との摺動面積が狭くなっていると共に、ピニ
オンギヤ２２３がシングルであるから、支持孔２２１で
大きな摩擦抵抗が得られず、充分な差動制限力を得るこ
とが難しい。差動制限力が不足すると、悪路などで空転
側の車輪からトルクが抜けて車両の運動性能が著しく低
下する。

【００１４】そこで、この発明は、大きなトルク配分比
と充分な差動制限力とが得られるデファレンシャル装置
の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１のデファレンシ
ャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデ
フケースと、デフケースに形成された支持孔に外周を摺
動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤと、各ピ
ニオンギヤの内側でこれらのピニオンギヤと噛み合う出
力側のサンギヤと、各ピニオンギヤの外側でこれらのピ
ニオンギヤと噛み合う出力側のインターナルギヤと、デ
フケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤ
の内の２部材間に設けられ、これらの相対回転を制限す
る差動制限力増強手段とを備えたことを特徴とする。

【００１６】デフケースを回転させるエンジンの駆動力
は、ピニオンギヤを介してサンギヤとインターナルギヤ
とに分配される。このとき、歯数の大きいインターナル
ギヤ側の車輪には大きな駆動トルクが送られ、歯数の小
さいサンギヤ側の車輪にはそれより小さな駆動トルクが
送られ、トルクの不等配分特性が得られる。

【００１７】このトルク配分比は、出力ギヤに外歯歯車
のサンギヤと内歯歯車のインターナルギヤとを用いるこ
とによって大きな値が得られるから、車両のセンターデ
フに用いて後輪側に大きなトルクを送るように構成すれ
ば、後輪駆動車に近い特性が得られ、旋回軌道のニュー
トラルな旋回が行え、操縦性が安定すると共に、発進時
と加速時の駆動力ロスが大きく低減する。

【００１８】また、トルクの伝達中は、噛み合い反力に
よってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩
擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによ
りトルク感応型の差動制限力が得られる。

【００１９】更に、このトルク感応型の差動制限力に加
えて、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインター
ナルギヤの内の２部材間に差動制限力増強手段を設けた
ことにより差動制限力が強化され、充分な差動制限力を
得ている。

【００２０】従って、悪路などの低μ路で一側車輪が空
転しても、この大きな差動制限力により他側の車輪に大
きな駆動力が送られて、車両の運動性能の低下が防止さ
れる。

【００２１】請求項２のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置において、ピニオンギヤと
サンギヤとインターナルギヤとがヘリカルギヤで構成さ
れると共に、差動制限力増強手段が摩擦クラッチであ
り、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナ
ルギヤの内の２部材間に設けられ、伝達トルクを受けて
発生するヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により少な
くともいずれかのギヤに押圧されて締結されるように構
成されたものであり、請求項１のデファレンシャル装置
と同様に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが
得られる。

【００２２】摩擦クラッチの差動制限力に加えて、ヘリ
カルギヤの噛み合いスラスト力によってギヤの端面で摩
擦抵抗が生じ、トルク感応型の差動制限機能が更に強化
される。

【００２３】また、摩擦クラッチをいずれかのギヤで押
圧するように構成したから、押圧用の部材を新規に設け
る必要がなく、部品点数の増加を防止できる。更に、摩
擦クラッチを相対回転する上記の２部材間に配置するだ
けで差動制限力増強手段を構成することができ、構造が
簡単で実施が容易である。

【００２４】請求項３のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置において、回転差感応型の
差動制限力増強手段をデフケースとピニオンギヤとサン
ギヤとインターナルギヤの内の２部材間に設けたもので
あり、請求項１のデファレンシャル装置と同様に、大き
なトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。

【００２５】これに加えて、回転差感応型の差動制限機
能を加えたことにより、差動制限力の急激な立ち上がり
が防止され、雪道や泥濘地のように車輪が急激に滑り易
い路面条件でも車体の挙動が安定し、運動性能が安定す
る。

【００２６】また、ピニオンギヤと支持孔との摩擦抵抗
などによるトルク感応型の差動制限機能と、回転差感応
型の差動制限機能とを併せ持っているから、アクセルに
対するレスポンスがよく、どのような路面状況でも車両
の操縦性と安定性とを向上させる。

【００２７】請求項４のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置において、デフケースとピ
ニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材
間に設けられた摩擦クラッチとこれを押圧するばね部材
とで差動制限力増強手段を構成したものであり、請求項
１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配分
比と充分な差動制限力とが得られる。

【００２８】これに加えて、ばね部材によって締結され
る摩擦クラッチにより、伝達トルクや差動回転数と無関
係に常時一定の差動制限力（初期差動制限力）が得られ
るから、車両の発進が円滑に行える。

【００２９】請求項５のデファレンシャル装置は、請求
項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置におい
て、サンギヤとインターナルギヤとを連結する差動制限
力増強手段を、デフケースの軸方向でピニオンギヤとイ
ンターナルギヤとの間に配置したものであり、請求項２
ないし４のいずれかのデファレンシャル装置と同様に、
大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られる。

【００３０】これに加えて、相対回転速度が高い２つの
出力軸間に差動制限力増強手段を配置するように構成し
たから、さらに強力な差動制限力が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１、２、３、４及び図１１によ
り本発明の第１実施形態を説明する。この実施形態は請
求項１、２、５の特徴を備えている。図１はこの実施形
態のデファレンシャル装置を示し、図１１は各実施形態
を用いた４輪駆動車の動力系を示す。なお、左右の方向
はこの車両及び図１での左右の方向であり、符号を与え
ていない部材等は図示されていない。

【００３２】図１１のように、この動力系は、横置きの
エンジン１、トランスミッション３、トランスファ５を
構成するセンターデフ７（図１のデファレンシャル装
置）及び方向変換機構９、トランスファケース１１の内
部に配置されたフロントデフ１３（左右の前輪に駆動力
を分配するデファレンシャル装置）、前車軸１５、１
７、左右の前輪１９、２１、プロペラシャフト２３、方
向変換機構２５、リヤデフ２７（左右の後輪に駆動力を
分配するデファレンシャル装置）、後車軸２９、３１、
左右の後輪３３、３５などから構成されている。

【００３３】エンジン１の駆動力はトランスミッション
３からセンターデフ７を介して分配され、前輪側には直
接フロントデフ１３に伝達され、後輪側には方向変換機
構９とプロペラシャフト２３と方向変換機構２５とを介
してリヤデフ２７に伝達される。伝達された駆動力は、
フロントデフ１３によって左右の前輪１９、２１に分配
され、リヤデフ２７によって左右の後輪３３、３５に分
配される。

【００３４】図１のように、センターデフ７のデフケー
ス３７はケーシング本体３９とケーシング部材４１とを
ボルト４３で固定して構成されている。デフケース３７
にはリングギヤ４５（図１１）が固定されており、リン
グギヤ４５はトランスミッション３の出力ギヤ４７（図
１１）と噛み合っている。こうして、デフケース３７は
エンジン１の駆動力によって回転駆動される。

【００３５】デフケース３７はベアリングを介してトラ
ンスファケース１１の内部に支承されており、トランス
ファケース１１にはオイル溜りが設けられている。この
オイルはセンターデフ７や方向変換機構９などトランス
ファケース１１内部の回転部材によって撥ね上げられ
る。

【００３６】デフケース３７の内部には複数本のヘリカ
ルピニオンギヤ４９が周方向等間隔に配置されており、
これらはデフケース３７に形成された支持孔５１に摺動
回転自在に支持されている。

【００３７】また、デフケース３７の内部にはそれぞれ
ヘリカルギヤで構成されたインターナルギヤ５３とサン
ギヤ５５とが配置されている。各ピニオンギヤ４９は、
径方向内側でサンギヤ５５と噛み合い、径方向外側でイ
ンターナルギヤ５３と噛み合っている。

【００３８】インターナルギヤ５３はフランジ部５７と
ハブ部５９とを備えており、ハブ部５９でケーシング部
材４１に形成されたボス部６１の内周に回転自在に支持
されている。ハブ部５９はケーシング部材４１の右端側
から外部に貫通しており、その右端部には後輪側に連結
するためのスプライン部６３が設けられている。また、
インターナルギヤ５３の外周面はケーシング部材４１の
内周に設けられた摺動面６５に摺動回転自在に支持され
ており、フランジ部５７とケーシング部材４１との間に
はスラストワッシャ６７が配置されている。

【００３９】サンギヤ５５は中空に形成されており、左
のハブ部６９でケーシング本体３９に形成されたボス部
７１の内周に回転自在に支持されている。ハブ部６９の
内周には前輪側に連結するためのスプライン部７３が設
けられている。

【００４０】図１のように、サンギヤ５５とインターナ
ルギヤ５３は、矢印７５の範囲で、径方向にオーバーラ
ップしている。また、支持孔５１の径方向外側部７７の
幅７９は各ピニオンギヤ４９の半分の歯幅８１より広く
してある。サンギヤ５５の左端部はこの径方向外側部７
７と径方向に対向している。

【００４１】図１１に示すように、インターナルギヤ５
３のハブ部５９は伝動ギヤ８３、８５からなるギヤ伝動
機構８７の伝動ギヤ８３側にスプライン連結され、方向
変換機構９を介して後輪３３、３５側に連結されてい
る。

【００４２】また、サンギヤ５５のハブ部６９はフロン
トデフ１３のデフケース８９側にスプライン連結されて
おり、フロントデフ１３の左の車軸１５はサンギヤ５５
のハブ部６９を貫通している。このように、センターデ
フ７はフロントデフ１３及び前車軸１５、１７と同軸上
に配置されている。

【００４３】サンギヤ５５とインターナルギヤ５３との
間には、これらを連結する多板クラッチ９１（摩擦クラ
ッチ：差動制限力増強手段）が配置されており、この多
板クラッチ９１はデフケース３７の軸方向でピニオンギ
ヤ４９とインターナルギヤ５３との間（ピニオンギヤ４
９の右方）に配置されている。

【００４４】サンギヤ５５上にはスナップリング９３が
装着され、サンギヤ５５の右端部とインターナルギヤ５
３のフランジ部５７との間には隙間９５が設けられてお
り、サンギヤ５５のスラスト力が、インターナルギヤ５
３に直接作用せず、スナップリング９３を介して多板ク
ラッチ９１に入力するようにされている。

【００４５】また、スナップリング９３を用いる代わり
に、図３のように、サンギヤ５５に段差部９７を設け、
図４のように、この段差部９７で多板クラッチ９９（摩
擦クラッチ：差動制限力増強手段）を押圧するように構
成してもよい。

【００４６】デフケース３７を回転させるエンジン１の
駆動力は、各ピニオンギヤ４９からインターナルギヤ５
３とサンギヤ５５とを介して後輪側と前輪側とに分配さ
れる。このとき、歯数の大きいインターナルギヤ５３側
の後輪３３、３５には大きな駆動トルクが送られ、歯数
の小さいサンギヤ５５側の前輪１９、２１にはそれより
小さな駆動トルクが送られ、センターデフに最適なトル
クの不等配分特性が得られる。

【００４７】また、例えば悪路などで前後輪間に駆動抵
抗差が生じると、各ピニオンギヤ４９の自転によってエ
ンジン１の駆動力は前後各側に差動分配される。

【００４８】トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で
摩擦抵抗が発生する。

【００４９】また、各ピニオンギヤ４９の外周はサンギ
ヤ５５との噛み合い反力によりデフケース３７の支持孔
５１に押し付けられて摩擦抵抗が発生し、インターナル
ギヤ５３は各ピニオンギヤ４９との噛み合い反力により
ケーシング部材４１の摺動面６５に押し付けられて摩擦
抵抗が発生する。更に、ヘリカルギヤの噛み合いスラス
ト力により、スラストワッシャ６７を介してインターナ
ルギヤ５３のフランジ部５７とケーシング部材４１との
間で摩擦抵抗が発生し、サンギヤ５５の左端部とデフケ
ース３７との間で摩擦抵抗が発生する。

【００５０】これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の
差動制限力が得られる。

【００５１】これに加えて、サンギヤ５５の噛み合いス
ラスト力によりスナップリング９３を介して多板クラッ
チ９１が押圧され、あるいは、段差部９７を介して多板
クラッチ９９が押圧されると共に、インターナルギヤ５
３の噛み合いスラスト力により多板クラッチ９１、９９
がピニオンギヤ４９との間で押圧されて締結し、トルク
感応型の差動制限力を強化する。

【００５２】各ギヤの捩じれ角は、車両の前進走行時に
噛み合いスラスト力が多板クラッチ９１、９９を押圧
し、後進時は押圧しない方向にされている。

【００５３】また、図１のように、デフケース３７には
開口１０１が設けられている。トランスファケース１１
のオイル溜りから撥ね上げられたオイルは開口１０１か
らデフケース３７の内部に流入し、ピニオンギヤ４９の
回転に伴うヘリカルギヤの歩みによって各ギヤの噛み合
い部やトルク感応型の差動制限力を発生する各摺動部に
強制的に導かれ、これらを充分に潤滑する。

【００５４】こうして、センターデフ７が構成されてい
る。

【００５５】センターデフ７では、上記のように、出力
ギヤに外歯歯車のサンギヤ５５と内歯歯車のインターナ
ルギヤ５３とを用いることによって大きなトルク配分比
（歯数比）を得、更に、上記のように後輪側に大きなト
ルクが送られるように構成されている。

【００５６】従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配
分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦
性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大
きく低減する。

【００５７】また、多板クラッチ９１、９９を配置して
差動制限力を強化したことにより、図１３の従来例と異
なって、充分な差動制限力を得ている。

【００５８】図２は、センターデフ７のトルク配分特性
を示すグラフであり、縦軸が後輪側に送られるトルク
（リヤ軸トルク）であり、横軸が前輪側に送られるトル
ク（フロント軸トルク）である。

【００５９】また、４５°の破線のグラフ１０３は前後
輪にトルクを等配分する場合の特性であり、グラフ１０
５はセンターデフ７のトルク配分特性である。グラフ１
０５がグラフ１０３より縦軸側に傾斜していることか
ら、後輪側に前輪側より大きいトルクが送られることが
分かる。

【００６０】更に、グラフ１０７は前輪側が空転したと
き、センターデフ７の差動制限機能によって後輪側に送
られる駆動トルクを示し、グラフ１０９は後輪側が空転
したとき前輪側に送られる駆動トルクを示す。

【００６１】グラフ１０７とグラフ１０５との角度αは
グラフ１０９とグラフ１０５との角度βより大きくなっ
ており、空転時もインターナルギヤ５３とサンギヤ５５
の歯数比によって後輪側に前輪側より大きい駆動力が送
られることが分かる。

【００６２】車両の後進時は、上記のように、多板クラ
ッチ９１、９９による差動制限力が発生しないから、
Ａ．Ｂ．Ｓ（アンチロック・ブレーキ・システム）との
干渉が防止され、制動時の車体の安定性が向上する。

【００６３】また、インターナルギヤ５３とサンギヤ５
５とで多板クラッチ９１、９９を押圧するように構成し
たから、押圧用の部材を新規に設ける必要がなく、部品
点数の増加を防止できる。更に、多板クラッチ９１、９
９をインターナルギヤ５３とサンギヤ５５の間に配置す
るだけで差動制限力増強手段を構成することができるか
ら、構造が簡単で実施が容易である。

【００６４】更に、多板クラッチ９１、９９を相対回転
速度の高い出力側のインターナルギヤ５３とサンギヤ５
５との間に配置したから、一層強力な差動制限力が得ら
れる。

【００６５】これに加えて、サンギヤ５５の左端部から
ピニオンギヤ４９に入力する噛み合い反力と、センター
デフ７が回転している時のピニオンギヤ４９の遠心力は
支持孔５１の径方向外側部７７が受けるが、上記のよう
に、径方向外側部７７の幅７９を各ピニオンギヤ４９の
半分の歯幅８１より広くしてあるから、ピニオンギヤ４
９が確実に保持され、遠心力によるピニオンギヤ４９の
倒れが防止される。

【００６６】また、サンギヤ５５とインターナルギヤ５
３が、矢印７５の範囲で、径方向にオーバーラップして
いるから、図１３に矢印で例を示したように、サンギヤ
５５とインターナルギヤ５３からピニオンギヤ４９に入
力する反対方向の噛み合い反力がこのオーバーラップ部
で相殺され、ピニオンギヤ４９の倒れが防止される。

【００６７】従って、ピニオンギヤ４９と支持孔５１と
の偏摩耗や焼き付きが防止されてこれらの間の摩擦抵抗
が安定し、差動制限機能が安定する。

【００６８】更に、サンギヤ５５を中空にし前車軸１５
を貫通させたことにより、図１１のように、センターデ
フ７とフロントデフ１３との同軸配置が可能になり、こ
れらを同軸配置したことによりトランスファ５がコンパ
クトになっている。

【００６９】次に、図５及び図１１により本発明の第２
実施形態を説明する。この実施形態は請求項１、３、５
の特徴を備えている。図５はこの実施形態のデファレン
シャル装置を示す。左右の方向は図１１の車両及び図５
での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図
示されていない。

【００７０】なお、図５と図１１及び第２実施形態の説
明において、第１実施形態のセンターデフ７との同機能
部材には同一の符号が与えられていると共に、主要部以
外の重複説明は省略する。

【００７１】第２実施形態のデファレンシャル装置は図
１１のセンターデフ１１１として用いられ、エンジン１
の駆動力を分配し、インターナルギヤ５３側の後輪３
３、３５に大きな駆動トルクを送り、サンギヤ５５側の
前輪１９、２１に小さな駆動トルクを送る。また、悪路
などで前後輪間に駆動抵抗差が生じると、前後各側に駆
動力を差動分配する。

【００７２】図５のように、サンギヤ５５とインターナ
ルギヤ５３は回転差感応型の差動制限機能を持ったカッ
プリング１１３（差動制限力増強手段）で連結されてい
る。

【００７３】このカップリング１１３は、ハウジング１
１５とハブ１１７との間に形成された、例えば粘性流体
のせん断抵抗を利用したものや、オイルポンプの吐出圧
力を利用したものなど、ハウジング１１５とハブ１１７
との間の回転数差の上昇に応じた回転抵抗を差動制限力
としたものである。

【００７４】トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で
摩擦抵抗が発生し、噛み合い反力により各ピニオンギヤ
４９と支持孔５１の間やインターナルギヤ５３とケーシ
ング部材４１の摺動面６５の間で摩擦抵抗が発生する。
また、インターナルギヤ５３が受ける右方向のヘリカル
ギヤの噛み合いスラスト力によりスラストワッシャ６７
を介してインターナルギヤ５３のフランジ部５７とケー
シング部材４１との間で摩擦抵抗が発生し、インターナ
ルギヤ５３の左方向の噛み合いスラスト力によりハウジ
ング１１５とピニオンギヤ４９及びピニオンギヤ４９と
ケーシング本体３９との間で摩擦抵抗が発生し、更に、
サンギヤ５５の噛み合いスラスト力によりサンギヤ５５
の両端部とデフケース３７との間で摩擦抵抗が発生す
る。

【００７５】これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の
差動制限力が得られる。

【００７６】悪路などで前後輪の一方が空転した場合
は、伝達トルクが低下しトルク感応型の差動制限機能で
は大きな差動制限力が得られず、悪路走破性を充分に改
善できないが、回転差感応型のカップリング１１３を設
けたことにより前後輪の一方が空転したときに大きな差
動制限力が発生し、悪路走破性が大きく改善される。

【００７７】また、カップリング１１３による回転差感
応型の差動制限機能を備えたことにより、トルク感応型
の差動制限機能による急激な差動制限力の立ち上がりが
防止され、雪道や泥濘地のように前後輪間で大きな差動
回転数差が生じる路面条件で、車体の挙動が安定し、運
動性能が向上する。

【００７８】更に、このようにトルク感応型の差動制限
機能と回転差感応型の差動制限機能の両方を備えている
から、アクセルワークに対するレスポンスが向上し、ど
のような路面状況でも車両に優れた操縦性と安定性とを
与える。

【００７９】こうして、センターデフ１１１が構成され
ている。

【００８０】センターデフ１１１では、出力ギヤに外歯
歯車のサンギヤ５５と内歯歯車のインターナルギヤ５３
とを用いることによって大きなトルク配分比（歯数比）
を得ており、更に、後輪側に大きなトルクが送られるよ
うに構成されている。

【００８１】従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配
分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦
性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大
きく低減する。

【００８２】これに加えて、回転差感応型のカップリン
グ１１３で差動制限力を強化したことにより充分な差動
制限力が得られ、上記のように、低μ路での走破性や運
動性能などが向上している。

【００８３】また、このカップリング１１３を相対回転
速度の高い出力側のインターナルギヤ５３とサンギヤ５
５の差動回転を直接制限するように配置したことによ
り、一層強力な差動制限力が得られる。

【００８４】更に、支持孔５１の径方向外側部７７の幅
７９を各ピニオンギヤ４９の半分の歯幅８１より広くし
て、ピニオンギヤ４９を確実に保持し遠心力によるピニ
オンギヤ４９の倒れを防止すると共に、サンギヤ５５と
インターナルギヤ５３を径方向にオーバーラップさせて
ピニオンギヤ４９の倒れを防止したから、ピニオンギヤ
４９と支持孔５１との偏摩耗や焼き付きが防止され、こ
れらの間の摩擦抵抗が安定し、差動制限機能が安定す
る。

【００８５】また、センターデフ１１１をフロントデフ
１３と同軸配置したことによりトランスファ５がコンパ
クトになっている。

【００８６】次に、図６ないし図１０及び図１１により
本発明の第３実施形態を説明する。この実施形態は請求
項１、４の特徴を備えている。図６はこの実施形態のデ
ファレンシャル装置を示す。左右の方向は図１１の車両
及び図６での左右の方向であり、符号を与えていない部
材等は図示されていない。

【００８７】なお、これらの図面及び第３実施形態の説
明において、第１、２実施形態のセンターデフ７、１１
１との同機能部材には同一の符号が与えられていると共
に、主要部以外の重複説明は省略する。

【００８８】第３実施形態のデファレンシャル装置は図
１１のセンターデフ１２５として用いられている。

【００８９】図６のように、センターデフ１２５は、デ
フケース１２７、ピニオンギヤ１２９、インターナルギ
ヤ１３１、サンギヤ１３３、差動制限力増強手段１３５
などから構成されている。

【００９０】図７のように、デフケース１２７はケーシ
ング本体１３７とプレート１３９とをボルト１４１で固
定して構成されている。デフケース１２７はケーシング
本体１３７の左端部に設けられたスプライン部１４３で
入力ギヤ１４５（図１１）側に連結されており、この入
力ギヤ１４５はトランスミッション３の出力ギヤ１４７
（図１１）と噛み合っている。こうして、デフケース１
２７はエンジン１の駆動力によって回転駆動される。

【００９１】各ギヤ１２９、１３１、１３３はヘリカル
ギヤで構成されている。

【００９２】デフケース１２７とインターナルギヤ１３
１はそれぞれベアリング１４９によってトランスファー
ケース１１の内部に支承されていると共に、これらのベ
アリング１４９により互いの間隔を一定に保持されてい
る。

【００９３】サンギヤ１３３は左のハブ部１５１でケー
シング本体１３７の内周に支承され、右のハブ部１５３
でインターナルギヤ１３１のハブ部１５５内周に支承さ
れている。サンギヤ１３３とケーシング本体１３７及び
インターナルギヤ１３１のフランジ部１５７との間には
それぞれスラストワッシャ１５９が配置されている。

【００９４】図１１に示すように、インターナルギヤ１
３１のハブ部１５５はギヤ伝動機構８７の伝動ギヤ８３
側にスプライン連結され、方向変換機構９を介して後輪
３３、３５側に連結されている。

【００９５】また、サンギヤ１３３のハブ部１５３はフ
ロントデフ１３のデフケース８９側にスプライン連結さ
れており、フロントデフ１３の左の車軸１５はサンギヤ
１３３のハブ部１５１、１５３を貫通している。このよ
うに、センターデフ１２５はフロントデフ１３及び前車
軸１５、１７と同軸上に配置されている。

【００９６】図８のように、ピニオンギヤ１２９は周方
向等間隔に４個配置されている。各ピニオンギヤ１２９
は径方向内側でサンギヤ１３３と噛み合い、径方向外側
でインターナルギヤ１３１と噛み合っている。

【００９７】図６、７のように、デフケース１２７のケ
ーシング本体１３７には支持孔１６１が形成されてお
り、各ピニオンギヤ１２９はこの支持孔１６１に摺動回
転自在に支持されている。これらの支持孔１６１には、
図７、１０のように、ピニオンギヤ１２９を全周で支持
する全周支持部１６３が形成されている。

【００９８】また、図６、７、９のように、デフケース
１２７のケーシング本体１３７には環状の支持壁１６５
が形成されており、この支持壁１６５は各ピニオンギヤ
１２９とインターナルギヤ１３１のフランジ部１５７と
の間に配置され、各ピニオンギヤ１２９の右側端面を支
持している。また、図６のように、プレート１３９は各
ピニオンギヤ１２９の左側端面を支持している。

【００９９】図８のように、ケーシング本体１３７の全
周支持部１６３と支持壁１６５とは延長支持部１６７で
連結されている。

【０１００】図６のように、サンギヤ１３３とインター
ナルギヤ１３１は、矢印１６９の範囲で、径方向にオー
バーラップしている。また、支持孔１６１の径方向外側
部１７１の幅１７３は各ピニオンギヤ１２９の半分の歯
幅１７５より広くしてある。サンギヤ１３３の左端部は
この径方向外側部１７１と径方向に対向している。

【０１０１】差動制限力増強手段１３５は、図６のよう
に、ケーシング本体１３７とインターナルギヤ１３１と
の間に配置されたリング状の摩擦板１７７（摩擦クラッ
チ）とウェーブリング１７９（ばね部材）とから構成さ
れており、図８のように、摩擦板１７７は内周のギヤ部
１８１で各ピニオンギヤ１２９と噛み合っている。

【０１０２】ウェーブリング１７９はばね圧で摩擦板１
７７をケーシング本体１３７に押し付けて各ピニオンギ
ヤ１２９の回転を制動し、差動回転数や伝達トルクと無
関係な一定の差動制限力（初期差動制限力）を発生させ
る。

【０１０３】デフケース１２７を回転させるエンジン１
の駆動力は、各ピニオンギヤ１２９からインターナルギ
ヤ１３１とサンギヤ１３３とを介して後輪側と前輪側と
に分配される。このとき、歯数の大きいインターナルギ
ヤ１３１側の後輪３３、３５には大きな駆動トルクが送
られ、歯数の小さいサンギヤ１３３側の前輪１９、２１
にはそれより小さな駆動トルクが送られ、センターデフ
に最適なトルクの不等配分特性が得られる。

【０１０４】また、悪路などで前後輪間に駆動抵抗差が
生じると、各ピニオンギヤ１２９の自転によってエンジ
ン１の駆動力は前後各側に差動分配される。

【０１０５】トルクの伝達中は、各ギヤの噛み合い部で
摩擦抵抗が発生する。

【０１０６】また、各ピニオンギヤ１２９はサンギヤ１
３３との噛み合い反力によりケーシング本体１３７の支
持孔１６１に押し付けられて摩擦抵抗が発生する。

【０１０７】更に、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力
により、各ピニオンギヤ１２９の両端面とケーシング本
体１３７の支持壁１６５とプレート１３９との間で摩擦
抵抗が発生し、スラストワッシャ１５９を介してサンギ
ヤ１３３の両端面とケーシング本体１３７及びインター
ナルギヤ１３１のフランジ部１５７との間で摩擦抵抗が
発生する。

【０１０８】これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の
差動制限機能が得られる。

【０１０９】このトルク感応型差動制限力に加えて、上
記のように、差動制限力増強手段１３５が差動制限力を
強化する。

【０１１０】図６のように、ケーシング本体１３７とプ
レート１３９との間には隙間１８３が設けられている。
トランスファケース１１のオイル溜りから撥ね上げられ
たオイルはこの隙間１８３からデフケース１２７とイン
ターナルギヤ１３１の内部に流入し、ピニオンギヤ１２
９の回転に伴って各ギヤの噛み合い部やトルク感応型の
差動制限力を発生する各摺動部に強制的に導かれ、これ
らを充分に潤滑する。また、差動制限力増強手段１３５
は外部に露出しているから、オイル溜りのオイルによっ
て充分に潤滑され冷却される。

【０１１１】こうして、センターデフ１２５が構成され
ている。

【０１１２】上記のように、センターデフ１２５では、
出力ギヤに外歯歯車のサンギヤ１３３と内歯歯車のイン
ターナルギヤ１３１とを用いることによって大きなトル
ク配分比（歯数比）を得ると共に、後輪側に大きなトル
クが送られるように構成されている。

【０１１３】従って、車両は後輪駆動車に近いトルク配
分特性が得られ、旋回軌道がニュートラルになって操縦
性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力ロスが大
きく低減する。

【０１１４】更に、差動制限力増強手段１３５の初期差
動制限力により、上記のように、車両の発進が円滑に行
える。

【０１１５】また、摩擦板１７７とウェーブリング１７
９とからなる差動制限力増強手段１３５は構造が簡単
で、実施が容易である。

【０１１６】これに加えて、サンギヤ１３３の左端部か
らピニオンギヤ１２９に入力する噛み合い反力と、セン
ターデフ１２５が回転している時のピニオンギヤ１２９
の遠心力は支持孔１６１の径方向外側部１７１が受ける
が、上記のように、径方向外側部１７１の幅１７３を各
ピニオンギヤ１２９の半分の歯幅１７５より広くしてあ
るから、ピニオンギヤ１２９が確実に保持され、遠心力
によるピニオンギヤ１２９の倒れが防止される。

【０１１７】また、サンギヤ１３３とインターナルギヤ
１３１とが、矢印１６９の範囲で、径方向にオーバーラ
ップしているから、サンギヤ１３３とインターナルギヤ
１３１からピニオンギヤ１２９に入力する反対方向の噛
み合い反力がこのオーバーラップ部で相殺され、ピニオ
ンギヤ１２９の倒れが防止される。

【０１１８】更に、支持孔１６１に全周支持部１６３を
設けたことによって、ピニオンギヤ１２９の支持状態が
更に向上する。

【０１１９】こうして、ピニオンギヤ１２９と支持孔１
６１との偏摩耗や焼き付きが防止されてこれらの間の摩
擦抵抗が安定し、差動制限機能が安定する。

【０１２０】また、ピニオンギヤ１２９の支持孔１６１
は単一のケーシング本体１３７に形成されているから、
ピニオンギヤを異なった部材で支持するデフケースと異
なって、ピニオンギヤ１２９の支持状態が良好であり、
偏摩耗や焼き付きが防止されて耐久性が向上し、センタ
ーデフ１２５の正常な機能が長く保たれる。

【０１２１】また、センターデフ１２５のデフケース１
２７は駆動力の入力部（スプライン部１４３）が、径方
向ではなく軸方向の端部に配置されているから、それだ
け小径でコンパクトであり、レイアウト上有利である。

【０１２２】更に、センターデフ１２５をフロントデフ
１３と同軸配置したことによりトランスファ５がコンパ
クトになっている。

【０１２３】また、インターナルギヤ１３１は外部に露
出しているから、オイルによる冷却効果が高く、それだ
け耐久性が向上する。

【０１２４】なお、本発明のデファレンシャル装置は、
エンジンのクランク軸に対して縦置きのトランスファに
も搭載可能である。

【０１２５】また、本発明のデファレンシャル装置にお
いて、各ギヤはスパーギヤで構成してもよい。

【０１２６】

【発明の効果】請求項１のデファレンシャル装置は、出
力ギヤに外歯歯車のサンギヤと内歯歯車のインターナル
ギヤとを用いることによって大きなトルク配分比が得ら
れるから、車両のセンターデフに用いて、例えば、後輪
側に大きなトルクが送られるように構成すれば、後輪駆
動車に近い特性が得られ、旋回軌道がニュートラルにな
って操縦性が安定すると共に、発進時と加速時の駆動力
ロスが大きく低減する。

【０１２７】また、トルクの伝達中は、噛み合い反力に
よってピニオンギヤが支持孔に押し付けられて生じる摩
擦抵抗と、各ギヤの噛み合い部で生じる摩擦抵抗とによ
りトルク感応型の差動制限力が得られる。

【０１２８】更に、このトルク感応型の差動制限力に加
えて、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインター
ナルギヤの内の２部材間に差動制限力増強手段を設けた
ことにより、差動制限力が強化されて充分な差動制限力
を得ており、低μ路で一側車輪が空転しても、この大き
な差動制限機能により他側の車輪に大きな駆動力が送ら
れて、車両の運動性能が大きく向上する。

【０１２９】請求項２のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配
分比と充分な差動制限力とが得られる。

【０１３０】更に、この差動制限力増強手段の摩擦クラ
ッチに加えて、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力によ
りギヤの端面で摩擦抵抗が生じ、トルク感応型の差動制
限機能が強化される。

【０１３１】また、いずれかのギヤで摩擦クラッチを押
圧するように構成したから、押圧用の部材を新規に設け
る必要がなく、部品点数の増加を防止できると共に、摩
擦クラッチを相対回転する上記の２部材間に配置するだ
けで差動制限力増強手段を構成することができ、構造が
簡単で実施が容易である。

【０１３２】請求項３のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配
分比と充分な差動制限力とが得られる。

【０１３３】これに加えて、回転差感応型の差動制限機
能により、差動制限力の急激な立ち上がりが防止され、
雪道や泥濘地のように車輪が急激に滑り易い路面条件で
も車体の挙動が安定し、運動性能が安定する。

【０１３４】また、トルク感応型と回転差感応型の両差
動制限機能を併せ持っているから、アクセルに対するレ
スポンスがよく、どのような路面状況でも車両の操縦性
と安定性とを向上させる。

【０１３５】請求項４のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置と同様に、大きなトルク配
分比と充分な差動制限力とが得られる。

【０１３６】これに加えて、ばね部材によって締結され
る摩擦クラッチにより初期差動制限力が得られ、車両の
発進が円滑に行える。

【０１３７】請求項５のデファレンシャル装置は、請求
項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置と同様
に、大きなトルク配分比と充分な差動制限力とが得られ
る。

【０１３８】これに加えて、相対回転速度の高いサンギ
ヤとインターナルギヤとの間に差動制限力増強手段を配
置するように構成したから、さらに強力な差動制限力が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。

【図２】第１実施形態のトルク配分特性を示す図であ
る。

【図３】図１の実施形態に用いられたサンギヤの他の態
様を示す断面図である。

【図４】図３のサンギヤを用いた第１実施形態の他の態
様を示す要部断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態を示す断面図である。

【図６】本発明の第３実施形態を示す断面図である。

【図７】図６の実施形態に用いられたデフケースの縦断
面図である。

【図８】図６のＸ−Ｘ断面図である。

【図９】図６のＹ−Ｙ断面図である。

【図１０】図７のＺ−Ｚ断面図である。

【図１１】各実施形態のデファレンシャル装置を用いた
４輪駆動車の動力系を示すスケルトン機構図である。

【図１２】従来例の断面図である。

【図１３】他の従来例の断面図である。

【符号の説明】

７、１１１、１２５ センターデフ（デファレンシャル
装置） ３７、１２７ デフケース ４９、１２９ ピニオンギヤ ５１、１６１ 支持孔 ５３、１３１ 出力側インターナルギヤ ５５、１３３ 出力側サンギヤ ９１、９９ 多板クラッチ（摩擦クラッチ：差動制限力
増強手段） １１３ カップリング（回転差感応型の差動制限力増強
手段） １３５ 差動制限力増強手段 １７７ 摩擦板（摩擦クラッチ） １７９ ウェーブリング（ばね部材）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力により回転駆動される
   デフケースと、デフケースに形成された支持孔に外周を
   摺動回転自在に支持された複数個のピニオンギヤと、各
   ピニオンギヤの内側でこれらのピニオンギヤと噛み合う
   出力側のサンギヤと、各ピニオンギヤの外側でこれらの
   ピニオンギヤと噛み合う出力側のインターナルギヤと、
   デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナルギ
   ヤの内の２部材間に設けられ、これらの相対回転を制限
   する差動制限力増強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。
2. 【請求項２】 ピニオンギヤとサンギヤとインターナル
   ギヤとがヘリカルギヤで構成され、差動制限力増強手段
   が、デフケースとピニオンギヤとサンギヤとインターナ
   ルギヤの内の２部材間に設けられ、伝達トルクを受けて
   発生するヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により少な
   くともいずれかのギヤに押圧されて締結される摩擦クラ
   ッチである請求項１のデファレンシャル装置。
3. 【請求項３】 差動制限力増強手段が、デフケースとピ
   ニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材
   間に設けられ、これら２部材間の回転数差の上昇に応じ
   て増大する回転抵抗を発生し差動制限力を増強する回転
   差感応型の差動制限力増強手段である請求項１のデファ
   レンシャル装置。
4. 【請求項４】 差動制限力増強手段が、デフケースとピ
   ニオンギヤとサンギヤとインターナルギヤの内の２部材
   間に設けられた摩擦クラッチ及びこれを押圧するばね部
   材からなる請求項１のデファレンシャル装置。
5. 【請求項５】 差動制限力増強手段が、サンギヤとイン
   ターナルギヤとを連結すると共に、デフケースの軸方向
   でピニオンギヤとインターナルギヤとの間に配置された
   請求項２ないし４のいずれかのデファレンシャル装置。