JPS59170558A - 確実クラッチ差動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 最も一般的に広く使用さねている自動車の差動装置は、
かさ歯車形のものである。この差動装置は自動車のエン
ジン駆動軸に連結されて、エンジンの出力とトルクを２
本の駆動車軸に等しく配分する。差動装置け、従動軸の
速度を必要に応じて変えることができる。

従来の差動装置は、けん引力の低い車輪に伝達できるト
ルク量の２倍を越える量のトルクを地面に伝達すること
ができない。そのため、いずれかの車輪のけん引力がゼ
ロであるとき、たとえば車輪が氷上を走行しているとき
などは、車輪と従動軸はいずれも地面に動力又はトルク
を伝達していない。周知のように、１つの車輪がスピン
しているときには、反対側の車輪を、この従来の差動装
置によって回転させることができない。

そこで、一方の車輪がスピンしているとき、９− すなわち、けん引力を失なったときに、他方の車輪に動
力を供給するだめの様々な動力分配差動装置又はスリッ
プ制限差動装置が開発されている。たとえば、そのよう
な動力分配差動装置の一例が、１９５５年１月１８日発
行の米国特許第２．７２０，７９６号に記載されている
。

［７かしながら、現在利用可能なスリップ制限動力分配
差動装置はかなり高価で且つ構成が複雑であり、前述の
従来の差動装置に比べて摩耗しやすい。さらに、自動車
がカーブに沿って走行し、外側の車輪が内側の車輪より
速く回転しなければならない場合に、地面との摩擦が少
ないときには差動装置は通常は十分に機能しない。

このような場合には、車輪がひきずられてタイヤがすり
減るため、自動車の制御ができなくなる。また、一方の
車輪が瞬間的に地面から離れ、他方の車輪は地面と接触
したままである場合にも問題が生じる。さらに、一方の
車輪がけん引力を失なうと、その車輪はある程度スピン
する傾向を示す。従って、一方の車輪がけん引力を１０
− 失なっている間に、けん引力を有する車輪に瞬間的にト
ルクを伝達することができ、且つ一方の車輪が他方より
速く回転しているときの問題を解決することができ、し
かも、差動装置の構成を複雑にしたり、コストを高くす
ることがなく、好ましくけコストを低減できるような改
良された差動装置を提供する必要があった。

本発明は、いわゆるかみ合いクラッチによる差動装置に
関する。差動装置のハウジングの大きさと形状は従来の
ものと全く同じである。しかしながら、差動装置の中に
２つの自動係止トルク応答形摩擦クラッチが設けられる
。各クラッチは、従動軸の一方又は他方に連結される。

自動車がまっすぐに走行するように駆動されているとき
、２つのクラッチは係止され、トルクは２本の出力軸に
ほぼ等しく配分されるので、車輪は同じように回転する
。これに対し、自動車がカーブを曲がるとき又は旋回す
るときにはカーブの外側に位置する車輪のクラッチの係
止が解除されるので、その車輪は自由に回転している。

すなわち、全ての動力とトルクは内側の車輪に伝達され
、この内側の車輪が地面に全てのトルクを伝達する。同
様に、いずれか一方の車輪がけん引力を失なった場合に
は、全ての駆動トルクは他方の車輪に供給される。本発
明の差動装置の性能は、いずれの駆動方向についても等
しく、従って、自動車が前進しているか、後退している
かにかかわらず常に等しい。

差動装置は、従来の差動装置のケーシング内に固定され
てケーシングと共に回転するリング形の中心駆動スラス
トカップリング部材を含む。

ケーシングは、エンジンの７０ロペラ軸又は出力軸に取
付けられるビニオンと係合するケーシングに固着された
かさ歯車により回転されるのが普通である。中心駆動リ
ングは、中心駆動リングに隣接して、駆動リングの面に
対して接離するように動く一対の圧力リングの間に配置
される。

中心駆動リングの両面には、それぞれ、楔形のカム状の
歯が形成されている。これらの歯は、圧力リングの隣接
する表面に形成された対応する歯と係合する。

各圧力リングは、ケーシング内へ延出する軸の一方の内
端部に連結される。この連結は、各各の圧力リングが外
方へ、すなわち中心駆動リングから離れる方向へ移動す
るときに係止し、圧力リングが中心駆動リングに向かっ
て動くときには係止解除する摩擦クラッチを介して行な
われる。

自動車がまっすぐな道を走行しているときのように、自
動車の車輪が同じ速度で回転しているとき、エンジンか
ら伝達された動力により、中心駆動リングは差動装置の
ケーシングと共に回転する。中心駆動リングの歯は、対
応する２つの圧力リングの歯と外へ向かうように係合す
る。圧力のリングには、喫の保合により軸方向外側へ作
用する力が加わっているので、圧力リングは外方へ押圧
されて、それぞれの摩擦クラッチを係合させる。摩擦ク
ラッチは、車軸に動力が伝達されるように車軸に連結さ
れている。

１３− 一方の車軸が他方より速く回転するとき、たとえば自動
車がカーブを曲がるときのようにカーブの外側に位置す
る車輪が内側の車輪より速く回転しなければなら々い場
合には、その車輪の圧力リングがオーバーランする、す
なわち中心駆動リングより速く回転する。その結果、圧
力リングの楔形の歯は中心駆動リングの楔形の歯より速
く動くので、双方の歯の係合が解除される。保合が解除
されることにより、圧力リングは軸方向内側へ、すなわ
ち中心駆動リングに向かって移動するので、圧力リング
のクラッチの保合が解除される。クラッチの係合が解除
されると、関連する車軸は動力又はトルクを受取らなく
なり、全てのトルクは他方の車軸に伝達される。そのた
め、一方の車軸は「自由に回転し」、他方の車軸は全て
のトルクを受取り、車輪を介してそのトルクを地面に伝
達する。

圧力リングの歯が、それと係合する中心駆動リングの歯
に対してオーバーラン、すなわちスピードアップするた
め、通常は、これらの歯は再１４− び係合する。すなわち、一方の而で歯の保合が解除され
ても、他方の面で歯が再び係合される。このような事態
が発生するのを防ぐため、すなわち、オーバーラン又は
スピードアップの状態の間に歯の間の間隙を維持するた
めに、ストップリングが設けられている。

１−ポーキング」リングとも呼ばれるストップリングは
、中止駆動リングの中央部に挿通され、２つの圧力リン
グを互いに連結する。この連結は、ストップリングの表
面に形成されるスプラインと、ストップリングが挿入さ
れる圧力リングの開口の内面に形成されるスプラインと
の係合により提供される。これらのスプライン、すなわ
ちスプラインを構成する歯は、比較的ゆるく歯合するの
で、所定量のあそひが得られる。このあそびにより、圧
力リングは、圧力リングの歯が中心駆動リングの対応す
る歯からはずれて、スプラインの歯と係合し、特定の圧
力リングを中心駆動リングに対してそれ以」一回転しな
いように保持するように、十分動くことができる。その
結果、圧力リングと中心駆動リングの歯合する楔形の歯
の対向する表面が離れる。すなわち、スプラインのあそ
びにより、圧力リングはわずかに移動し、次に、各圧力
リングは中心駆動リングに関してそれ以上回転しないよ
うに保持される。

より詳細に説明すれば、本発明の差動装置は、通常は、
楔形の歯の歯合により互いに結合される中心駆動リング
と一対の圧力リングとにより構成されるスラストカップ
リングを介して、２本の車軸又は駆動軸にほぼ等しいト
ルクを伝達する。圧力リングは、それぞれ、軸に摩擦ク
ラッチを介して連結されている。これに対し、たとえば
自動車がカーブを曲がっているとき又は一方の車輪がけ
ん引力を失なってスピンしたときなどのように一方の車
軸がオーバーラン又はスピードアップした場合には、そ
の車軸の圧力リングが中心駆動リングより速く回転する
ので、圧力リングの歯の後面は、通常ならばこれと接触
しているべき中心駆動リングの前面より先へ進む。その
ため、各々の歯の間に間隙が形成されて、スラストカッ
プリングの保合が解除される。

圧力リングの連続前進運動は、ストップリングにより停
止される。ストップリングのあそびにより、圧力リング
の歯の後面と中心駆動リングの前面との間に間隙が形成
され、その後、オーバーランの間は、対向する歯の面が
係合することのないように保持される。この時点で、楔
形の歯の保合が解除されるので、関連する車軸とその車
輪は「自由に走り」、全てのトルクは他方の車軸とその
車輪に伝達される。歯の保合が解除されたために圧力リ
ングは外方へ移動せず、軸方向内側へ移動するので、ク
ラッチの係合が解除される。

オーバーランしていた車軸がケーシング及び中心駆動リ
ングの速度に戻ると、その車軸の圧力リングの歯は中心
駆動リングの歯と再び係合し、動力は通常通りに伝達さ
れる。これは、再び係合した歯が圧力リングの歯を再び
外方へ押１７− 圧して、圧力リングのクラッチが再び係合するだめに起
こる。

本発明の差動装置は、本質的には、比較的簡単で且つ製
造コストの低い５つの構成要素から構成される。その５
つの構成要素のうち最初のものは、従来と同様の外観、
すなわち大きさと形状を有するケーシング又はハウジン
グで、従来のように、通常のエンジン駆動軸又はプロペ
ラ軸との伝動により回転される。第２の構成要素は、ケ
ーシングの内部に固定され、ケーシングと共に回転する
平坦な円板状又はリング形の中心駆動リングである。第
３の構成要素は、中心駆動リングの両側に配置される一
対の圧力リングであり、第４の構成要素は、軸方向に位
置合せされた圧力リングと中心駆動リングを挿通し、ゆ
るく歯合して対応するスプラインを介して圧力リングと
連結するストップリングである。

第５の構成要素は、ストップリングの周囲の、圧力リン
グの間に中心駆動リングの中心開口を挿通するように配
置されるコイルばねである。

＝１８− コイルばね（ｄ１軸方向外側に作用する小さな圧力を圧
力リングに加える。コイルばれは、駆動力が加わったと
きに、クラッチを実質的に瞬間的に係合する。

これら５つの構成要素、特にリングはきわめて簡単な構
成を有し、製造コストも低い。たとえば、リングの楔形
の歯は、最少限の機械加工により鍛造工程で製造するこ
とができる。さらに、クラッチの保合と保合解除に吸す
る運動の量はわずかであり、たとえば１インチの数十分
の−である。この運動は実質的に瞬間的なものであるの
で、保合又は係合解除中のクラッチの摩耗はほとんどな
い。従って、差動装置は、現在利用できる差動装置に比
べてはるかに摩耗しにくく、寿命が長くなるものと期待
される。

本発明の目的は、スリップ状態のときのけん引力が改善
され、いずれか一方の車輪がけん引を失なったときにそ
の車輪がスピンせず、且つ効率が高く、安全性が高い自
動車用の差動装置を提供することである。この種の差動
装置は、四輪駆動の自動車及び不整地用自動車に特に有
用である。動作が大きく改善されるにもかかわらず、構
成は非常に簡単であるので、他のロック型の差動装置に
比べて製造コストが低い。

本発明の別（ｉ’）　１１４的は、あらゆる駆動条件の
下で又はスリ、ｆ状態又はカーブ走行時又は旋回時に動
力が一方の従動軸から他の従動軸に切換えられるときに
も静かな差動装置を提供することである。さらに、差動
装置の構成により、装置内に誘起される負のトルク及び
現在利用されているスリップ制限型差動装置に共通する
いわゆる［スティックスリップ］状態を排除する。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説
明する。

第１図は、円錐形クラッチを利用する本発明の差動装置
の一実施例を示す。この差動装置は、フランツ部分１１
と、対向部分１２とから構成される回転可能なケーシン
グ１０を含む。フランツ部分１ノと対向部分１２との間
には環状部材１３が配置されている。これら２つの部分
はその各々に互いに一列に整列するように設けられた穴
と、環状部材の貫通孔１５とを貫通する？ルト１４によ
り固着されている。対向部分１２の穴は、２つの部分が
？ルトにより機械的に固着されて中空のケーシングを形
成することができるように、ねじ切りされている。

ケーシングを構成する２つの部分の各々は、スリーブ状
の軸受端１６を有し７、軸受端１６の周囲にはそれぞれ
軸受１７が取付けられている。

軸受１７自体は、差動装置の固定された外部構造すなわ
ち外側ケーシングの内部に固定されている。ケーシング
１０は、外側ケーシング内で軸受１７を中心として回転
する。固定された外側ハウジングは従来より公知のもの
であるので、ここでは説明しない。たとえば、前述の米
国特許第２，７２０，７９６号に記載の構成は、支持体
としてそのような外側ケーシングを含んでいる。

ケーシングのフランツ部分１１と一体に形成されたフラ
ンツ１９に、従来のかさ歯車１８が固着されている。か
さ歯車とフランツとの固着２１− にけ、適切ガがルト２０を使用する。かさ歯車は、従来
と同様にプロペラ軸又はエンジン駆動軸などを構成する
動力駆動軸２２の一端に固着される駆動ビニオン２１と
歯合する。

一対の軸２５が軸受端１６を介してケーシング内へ延出
している。軸の内端部はスプライン２６を有する。スプ
ライン歯２８を有する軸のハブ又はリング２７は、軸の
内端部のスプライン２６と歯合しており、ハブは軸に対
して軸方向に摺動することができる。

中心駆動リング又はスラスト部材３０は、ケーシングを
２つの部分に分離する平坦な環状部材１３と一体である
。従って、中心駆動リングは、ケーシングの一部である
かのようにケーシングと共に回転する。中心駆動リング
の両面には、横断面形状が７字形である楔形の歯３１が
形成されている。

中心駆動リングは一対の圧力リング３２の間に配置され
る。各圧力リングは、中心駆動リングの楔形の歯３１と
歯合する楔形の歯３３を有２２− する。

各圧力リングは、内側スプライン３４をさらに有する。

ケーシングの内部には、圧力リング及び中心駆動リング
の中心と同軸に且つそれらのリングを挿通するようにス
トップリング又はいわゆる「データ」リング３５が配設
されている。ストップリングの特にその対向する縁部に
形成されたスプライン歯３６は、圧力リング３２の内側
スプライン３４の歯とゆる歯合する。ス）７ノリングの
スプライン歯３６は、一対の離間した歯車の形又はリン
グの表面全体にわたって延出する一体の歯の形に形成し
ても良い。

圧力リング３２のリム３７はかなり広がっており、各々
のリムは、内側円錐形クラッチ面３９を南する。この内
側円錐形クラッチ面は、隣接する軸のクラソテノ・ブ２
７にある外側円錐形クラッチ而４０と係合する。各々の
ノ・ブには、ケーシングのフランヅ部分１１及び対向部
分１２に形成された円錐形の座部４２に嵌合される外側
円錐形部分４１も形成されている（第１図）。

ストッｆ　ＩＪソング取囲むコイルはね４３０両端は、
対向する圧力リングに当接する。コイルはねは、軸方向
外側に作用する小さな圧力を圧力リングに加えるので、
圧力リングは通常は瞬間的に外方へ移動してクラッチを
係合させようとする。

第２図から第５図は、差動装置の動作を説明するだめの
略図である。ます、第２図について説明する。中心駆動
リング３０は、犬さな矢印により示すように、回転する
ケーシングにより回転駆動される。中心駆動リング３０
が回転するとさ、その楔形の歯３１は、隣接する各圧力
リング３２の隣接する楔形の歯３３としつかり係合する
。この楔の係合による力は、係合し合う歯の箇所に小さ
い矢印によって示されている。

従って、中心駆動リングが回転するにつれて、圧力リン
グも同様に回転する。圧力リングの内側円錐形クラッチ
而３９は、二重円錐クラッチのハブ２７にある対応する
円錐形クラッチ而４０と係合する。その結果、ハブは圧
力リングと共に回転し、ハブと圧力リングはスプライン
により軸と連結しているため、軸も同じ速度で回転する
。これは、自動車が捷っすぐな道を走行している場合に
相当する。

楔形の歯の保合によるかみ合い作用によって圧力リング
は軸方向外側へ向かって運動するが、この運動の大きさ
は１インチの２０，０００分の１から３０，０００分の
１である。動きが小さくなれば、保合の時間は短くなる
。通常は、保合時間は非常に短かく、実際に差動装置が
使用される場合には常に瞬間的な保合が起こるだけであ
る。

そのだめ、２本の従動軸が差動装置にトルク出力を分配
する時間がかなり長くなる。

第２図に示される駆動状態の間に、ストップリング３５
のスプライン歯３６は、圧力リングのスプライン３４の
歯に対してセンタリングされている。スプライン３４の
歯とストップリングのスプラインは互いにゆるく歯合し
ているの２５− で、第３図に概略的に誇張して示したように、それらの
歯をセンタリングするのに十分なあそびが得られる。

次に、第４図について説明する。右側の圧力リング３２
は、軸のノ・ブとのクラッチ結合から解除されている。

このような状態は、自動車が左に旋回するとき又は左側
へ向かうカーブに沿って走行しているときのように、左
側の車輪より右側の車輪の方が速く回転しなければなら
ない場合に起こる。このような場合には、右側の車輪の
軸は、中心駆動リング３０及びケーシング１０より高速
で回転する。

軸の・・ブ２７と隣接する圧力リングとの間のクラッチ
結合によって、軸が中心駆動リングより高速で回転する
とき、圧力リングはオー・り−ラン、すなわち中心駆動
リングより先へ進みがちになる。その結果、圧力リング
の歯は中心駆動リングの楔形の歯より先へ先へと動いて
行くので、歯のかみ合いが解除される（第４図）。

すなわち、圧力リングの歯の後面が中心駆動リ２６一 ングの歯の対応する前面から離れるように前進する。こ
のような前進は、歯がそれぞれの反対側の面で再び係合
するまで続く。すなわち、前進運動を続けて行くうちに
、圧力リングの歯の前面は中心駆動リングの歯の後面と
再び係合する。

しかしながら、ここで、瞬間的に接離した楔形の歯がそ
の反対側の面で再び係合するのを防ぐために、ストツｆ
　ＩＪソング５の歯が２つの圧力リングの歯の表面と係
合するように、ストップリング３５の位置が定められる
。第５図から明らかなように、右側の圧力リングの歯の
後面は、ストップリングのスプライン歯の前面と係合し
ている。左側の歯では、これと逆のことが起こる。すな
わち、あそびがなくなり、歯は係合して停止し、それに
より、歯は第４図に示されるような状態に維持される。

第４図に示される楔形の歯は右側では係合していないた
め、右側の圧力リングは軸方向内側へ、すなわち左の方
向へ移動し、荷重を全く受けない状態でセンタリングさ
れる。その結果、クラッチ面の保合が解除きれる。ここ
で、軸のハブは圧力リングから離れるので、軸は中心駆
動リングとは無関係に自由に回転する。そのため、右側
の軸は自由に回転する、すなわち右側の軸には動力が供
給されない。しかしながら、左側の軸にはまだ動力が供
給されており、左側の圧力リングの歯は中心駆動リング
の楔形の歯と接触して、通常通りの動作を行なっている
。

このように、ストップリングと圧力リングのスプライン
の歯は互いにゆるく歯合して、ストツーｆ　全構成して
いる。このストツ・中は、中心駆動リングの楔形の歯を
圧力リングの歯と係合させる場合もあるが、一方の軸が
ケーシングより高速で回転するようなときには、楔形の
歯の係合を解除して、その状態を維持する。

楔形の歯が係合している間、模のがみ合い作用により各
々の圧力リングは外方へ押される。

これに対し、歯の保合が解除されると、圧力リングは内
方へ移動する。クラッチ係合の瞬間的な応答を得るため
に、通常は２つの圧力リングを軸方向外側へ向かって引
離して、クラッチを保合位［Ｈに保つように作用するわ
ずかなばね力を提供するコイルばね４３を利用する。

差動装置の円錐形クラッチの自動係止を成立させるため
に差動装置の構成要素に要求される相対的な関係は、次
の式によりあられされる。

ｔａｎ　Ａ　ｒ ＴａｎＢ＝− ＲＵ 式中、 Ｂｉｄスラスト角度、カム角度 ｒはスラスト結合の平均半径 Ｒはクラッチ面の平均半径 Ｕは摩擦係数 Ａは円錐角度である。

スラスト角度Ｂとは、１つの楔形の歯と、隣接する歯の
相対向する表面により形成される三角形を三等分する垂
直線とが成す角度である。

すなわち、隣接する楔形の歯の表面により形成される正
三角形の斜辺（歯の表面）と垂直二等２９− 分線とが成す角度である。

図示されているクラッチは円錐形のものであるが、差動
装置の構成によっては円板形のクラッチを使用してもよ
い。第７図及び第８図は第１図から第６図に示した差動
装置と動作及び構成の点では類似しているが、円錐クラ
ッチの代わりに円板クラッチを利用する差動装置を示す
。

第７図は、第１図に示されるケーシングと同様に、対向
する２つの部分１１及び１２から構成されるケーシング
１ｏを含む。対向する軸２５は前述のようにケーシング
の内部に挿入され、各々の軸は、軸２５の内端部に形成
されたスプラインと歯合する内側スプラインを有するハ
ブ４５を含む。

軸のハブ４５の内側の相対向する端部は、直径が小さく
なっており、外側スプライン歯列４７を有するストップ
リング４６が、この端部を取囲んでいる。コイルばね４
８は、スプライン歯列が形成されたストップリング４６
を取囲み、中心駆動リング３０の中心開口内に収容さ一
３〇− れている。中心駆動リングは、第１図に関して説明した
ものと同じである。

圧力リング３２ａは、前述のように中心駆動リング３０
に形成された対応する楔形の歯３１と歯合する倶形の歯
を有する。

圧力リング３２ば、第１図の実施例に関して第３図及び
第５図を参照して説明したように、ストップリングの外
側スプライン歯列４７と歯合する内側スプライン歯３４
を有する。捷だ、圧力リングの外面には第２のスプライ
ン歯４９が形成されている。第２のスプライン歯４９は
、圧力リングを取囲むクラッチリング５１に形成された
内側スプライン５０と歯合する。

複数枚の平坦なりラッチ板５２が各々のハブ４５を取凹
んでいる。これらのクラッチ板は、圧力リングの外側板
係合面５３と、ケーシング内に形成されたアンビル又は
環状リブ５４との間に係合している（第７図）。

クラッチ板５２は、外側クラッチリング５ノの内側スプ
ライン５０の歯を受入れる外側切欠きを有する板と、ハ
ブ４５のスプライン歯５５を受入れる内側切欠きを有す
る直径の板とを交互に配列することにより構成される。

すなわち、クラッチ板５２は、直径の大きい板５６と、
直径の小さい板５７とを交互に配列して構成したもので
あり、これらの板は、圧力リングの外側板保合面５３の
圧力により環状のアンビル５４の方向に押圧されている
。この圧力は、第２図に示すように圧力リングの楔形の
歯が中心駆動リングの楔形の歯３１と係合し、その歯３
１により駆動されているときに生じる。

軸がオーバーランすると、クラッチ板は第４図に示すよ
うな離間位置へ動く。すなわち、楔形の歯の保合が解除
され、平坦な外側板保合面５３は軸方向内側へ中心駆動
リングに向かって移動するので、クラッチ板に加わって
いた圧力が解放され、クラッチは開く。

圧力リング３２ｈの内側スプライン３４ａは、ストップ
リング４６のスプライン４７と係合し、スプライン４７
に対して軸方向に摺動して、第５図に示すような停止接
離作用を提供する。

円錐クラッチの場合と同様に、圧力リングの軸方向運動
は１インチの数十分の−と小さいが、クラッチの特定の
軸に対する保合又は保合解除を生じさせるには十分であ
る。従って、クラッチ面の摩耗はきわめて少なく、クラ
ッチの結合と解除は実質的に一瞬のうちに行なわれる。

円板クラッチ並びに円錐クラッチにおいては、各構成部
品が等速で動いているときにクラッチ面が係合するため
、保合又は保合解除に起因する摩耗は、はぼなくすこと
ができる。

第７図及び第８図の差動装置の円板形クラッチの自動係
止を構成させるために各構成要素に要求される相対的な
関係は、先に円錐形クラッチについて提示した式により
あられされる関係とは多少異なり、次のような式によっ
てあられされる。

式中、 ３３− Ｂはスラスト角度、カム角度 ｒはスラスト結合の平均半径 Ｒはクラッチ面の平均半径 Ｎは摩擦表面の数 Ｕは摩擦係数である。

以上説明した差動装置の構成は、円錐形であるか円板形
であるかにかかわらず複雑ではなく、構成部品は、比較
的低いコストで製造することができる。従って、本発明
の構成は紗済的に製造でき、先行技術の同型の差動装置
に比べてさらに有効であり、耐摩耗性にすぐれ且つ確実
な動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の差動装置を概略的に示す横断面図； 第２図は、通常の動力駆動状態にあるとき、すなわち２
本の軸が同じ速度で駆動されているときの差動装置の中
心駆動リングと２つの圧力リングを示す略図； 第３図は、第２図に示されるような通常の動３４− 力駆動状態にあるときのストップリングと２つの圧力リ
ングの互いに歯合する歯の相対的な位置を示す略図； 第４図は、右側の圧力リングが中心駆動リングからはず
れ、右側のクラッチが係合解除されて、右側の軸が自由
に回転できるようになった状態を示す第２図に類似した
略図； 第５図は、第４図に示される状態にあるときのストップ
リングと２つの圧力リングの互いに歯合する歯の相対的
な位置を示す第３図に類似した略図； 第６図は、差動装置を構成するいくつかの部品の部分分
解横断面図； 第７図は、円板形クラッチを有する別の差動装置を概略
的に示す部分横断面図；及び第８図は、第７図の円板ク
ラッチ型差動装置を構成するいくつかの部品の部分横断
面図である。 １０・・ケーシング；１１・・・フランヅ部分；１２・
・・対向部分；１３・・・環状部材：１７・・・軸受；
２５・・・軸；２７・・・ハブ；３０・・・中心駆動リ
ング；３ノ・・・楔形の歯；　３２　、３２　ａ・・・
圧力リング：３３・・・楔形の歯：３４．３４ａ・・・
内側スプライン；３５・・・ストツノリング；３６・・
・スプライン歯；３９・・・内側円錐クラッチ面；４０
・・・外側円錐クラッチ面；４３・・・コイルばね；４
５・・・ハブ；４６・・・ストップリング；４７・・・
外側スプライン歯列；４８・・・コイルばね；４９・・
・第２のスプライン；５０・・・内側スプライン；５１
・・・クラッチリング；５２・・・クラッチ板；５５・
・・スプライン歯。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦おわ　リ・７
・お１４Ｂ 特許庁長１　　　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 特願昭５８−４２４８６号 ２、発明の名称 差動装置及び差勅駆胛装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 トラフチク・インコーホレーテッド ４、代理人 ５、補正命令の日付 昭禾［５８年６月２８日 ６、補正の対象 適正な願も（代表苔の氏名）、委任状およびその訳文、
明利！＠ ７、補正の内容　別紙の通り 明細書の浄書（門番に変更なし） 特許庁長官　若　杉　和　夫　　　殿 １、事件の表示 特願昭５８−４２４８６号 ２、発明の名称 確実クラッチ差動装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 名称　　トラフチク・インコー７ｊ？レーテッド４、代
理人 ６、補正の対象 明細書（発明の名称を含む） ７、補正の内容 別紙の通り。 明　　　　細　　　　書 １、発明の名称 確実クラッチ差動装置 ２、特許請求の範囲 （１）、　　１対の車軸状シャフトの隣接した端部が内
部に延出されたハウジングを有しているとともに一直線
状に配置された１対の車軸状シャツトラ回転させ、ハウ
ジングが上記シャフトの回転中心線に対して一直線状に
配置された回転中心線のまわりを回転自在であるものに
おいて、シャフトの端部をハウソングに対して着脱自在
に相互連結させ、それによってシャツトラ回転させる為
にハウジング中に配置された改良された手段が、 ハウソングの回転中心線に対して回転中心線を一直線状
に配置させているとともにハウジングに対して連結され
ハウジングとともに回転する中央駆動リングと； 夫々が中央駆動リングの上述した如く配置された隣接の
一端に対して回転中心線を−直線状＝１− に配置させ、回転中心線に沿って中央駆動リングに向か
う方向及び中央駆動リングから遠ざかる方向へと短かい
距離を移動可能であり、中央駆動リングと同様に隣接し
た対向部を有している、１対の環状の圧力リングと； １対の圧力リングの夫々と中央駆動リングの隣接した対
向部上に一体的に形成され相互に保菌がゆるやかに歯合
することによって中央駆動リングの回転が中央駆動リン
グの歯に対して圧力リングの歯を係合させるとともに回
転中心線に沿った方向における外方に向かって楔止めを
行ない５中央駆動リングの速度よりも大きな速度による
１対の圧力リングのいずれか一方の回転がその圧力リン
グの歯をそれらの対応する隣接した中央駆動リングの歯
との接触から空間を介して遠ざけ、その結果楔作用が解
除され、ここにおいて圧力リングが回転中心線に沿って
中央駆動リングへと向かう方向に移動可能である、もの
と； 中央駆動リング中に延出し中央駆動リングに対して同心
的であり１対の圧力リングの夫々に形成されている回転
中心線を一直線状に配置された開口を貫通しているスト
ップリングであって、その正反対の外周縁部上に形成さ
れているとともに夫々の隣接した圧力リング中に形成さ
れている開口を規定しているその周縁部上に形成されて
いる対応する内側歯車状歯と歯合している歯車状歯を有
しており、ストップリングの歯と内側圧力リングの歯と
がゆるやかに嵌合して夫々の歯が係合する前にストッｆ
　ＩＪング及び夫々の圧力リングの相対的な回転運動を
制限する、ものと； 隣接した内側圧力リングの歯とストップリングの歯との
間に形成された空間であって、中央リングの楔状の歯と
隣接した圧力リングの楔状の歯とが空間を介して離間し
た時に隣接した歯を係合させ、それによって空間を介し
て離間した歯を相互に大略中心に配置させるとともに空
間を介して離間した歯の正反対の歯の表面が相互に係合
するのを防止する、ものと； 夫々の歯の係合中に中央圧力リングの外方へ向かう方向
において夫々の圧力リンダが楔作用を行なった時に夫々
の圧力リングをそれの対応した隣接している車軸端と相
互に係合させるとともに、夫々の歯が空間を介して離間
した時に圧力リングをそれの隣接した車軸端から解除す
る解除可能なりラッチ手段と： １対の圧力リングの間を延出し１対の圧力リングを相互
に離間させるように押圧して１対の圧力リングを弾性的
に付勢しそれらの対応するクラッチ手段と係合させるば
ねと； を有しており、 これによってハウジングと一緒の中央駆動リングの通常
の回転が夫々のクラッチ手段を介して１対の圧力リング
及び車軸シャフトの両者を回転させるが、ハウジングの
回転に対していずれかの車軸の速度が過大になった時そ
れの夫々の圧力リングの歯合している楔状の歯が中心部
４− 動リングの対応した楔状の歯に対して空間を介して隔て
られ、それによって圧力リングが回転中心線に沿った方
向において中央駆動リングに向って移動し、それによっ
てその車軸に対するそれのクラッチ連結が解除され、そ
の結果としてその車軸がハウジングに対して独立して自
由に回転自在となる、 ことを特徴とする確実クラッチ差動装置。 （２）、クラッチ手段が、夫々の圧力リングの上に形成
されその隣接した車軸端上に設けられている車軸リング
上に形成されたつがいとなる円錐形状クラッチ表面と表
面接触してその表面において摩擦係合することにより圧
力リング及びその夫々の車軸端とクラッチ係合及びクラ
ッチ係合の解除を行彦う円錐形状クラッチ表面を有して
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の確実
クラッチ差動装置。 （３）、　　１対の圧力リングの夫々の為のクラッチ手
段が、＝Ｐ：々の圧力リング及びそれの隣接したクラッ
チハブに対して互い違いに確保された一５− 連のさしはさまれたクラッチ板を有しており、さしはさ
まれたクラッチ板はそれらの圧力リングが回転中心線に
沿った方向において中心駆動リングから遠ざかる方向及
び中心駆動リングに向かう方向に移動することによりク
ラッチ表面に向かって相対的に回転中心線に沿った方向
に移動して表面接触及び係合解除を行なう、ととを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の確実クラッチ差動装
置。 （４）、ばねがストップリングに巻装され中央駆動リン
グを介して延出しその反対端の夫々が圧力板に対して係
合されており、１対の圧力リングを通常は相互に離間す
るように、即わち隣接した喫状の歯の列及びクラッチ手
段の係合の為に中央駆動リングから遠ざかる方向へと、
弾性的に押圧するコイルばねであることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の確実クラッチ差動装置。 ３、発明の詳細な説明 この発明は、差動装置に関するものであり、特に確実ク
ラッチ差動装置に関する。 最も一般的に広く使用されている自動車の差動装置はか
さ歯車型である。この差動装置は自動車のエンジンの出
力軸に連結されていて、エンジンの出力とトルクを２本
の駆動車軸に等しく配分する。この差動装置は、駆動車
軸（以下車軸という）の速度を必要に応じて変えること
ができる。 従来の差動装置は、２つの車輪のうちけん引力の低い方
の車輪に伝達できるトルク量の２倍を越える世のトルク
は地面に伝達することができない。そのため２つの車輪
のうちいずれか一方の車輪が例えば氷上で空転している
ことによりけん引力がゼロとなったときには車輪と車軸
はいずれも地面に動力又はトルクを伝達しない。 周知のように、一方の車輪が空転しているときには、こ
の従来の差動装置によっては、他方の車輪を全く回転さ
せることができない。 そこで、一方の車輪が空転しているとき、すなわち一方
の車輪がけん引力を失なったとき、他方の車輪に動力全
供給するための種々の動力分配差動装置又は空転制限差
動装置が開発されている。たとえば、この種の動力分配
差動装置の一例が、１９５５年１月１８日発行の米国特
許第２，７２０，７９６号中に記載されている。 しかしながら、現在利用可能な空転制限動力分配差動装
置はかなり高価で且つ構成が複雑であり、前述の従来の
差動装置に比べて摩耗しやすい。 さらに、自動車がカーブに沿って走行し外側の車輪が内
側の車輪より速く回転しなければならない場合であって
地面との摩擦が少ないときには上記の空転制限動力分配
差動装置が通常は十゛分に機能せず、このような場合に
は車輪の回転が停止してタイヤがひきずられるため、自
動車の制御ができなくなり易い。また、一方の車輪が瞬
間的に地面から離れ他方の車輪は地面と接触したままで
ある場合にも問題が生じる。さらに、一方の車輪がけん
引力を失なうと、その車輪はある程度空転する傾向を示
す。 この発明は上記事情の下でなされ、この発明８− の目的は、一方の車輪がけん引力を失なった時けん引力
を有している他方の車輪に瞬間的にトルクを伝達するこ
とができるばかりで々く一方の車輪が他方の車輪より速
く回転しているときであって地面との摩擦が少ない場合
であっても車輪の回転が停止して自動車の制御ができな
くなるようなことがなく、しかも装置の構成を複雑にし
たりコストを高くすることがない確実クラッチ差動装置
を提供することである。 この発明の確実クラッチ差動装置のハウジングの寸法と
形状は従来の差動装置のハウジングの寸法及び形状と全
く同じである。しかしながら、この確実クラッチ差動装
置の中には２つの自動係止トルク応答型摩擦クラッチが
設けられ２つの自動係止トルク応答型摩擦クラッチの夫
夫は２つの車軸の一方又は他方に連結される。 自動車がまっすぐに前方に走行するように駆動されてい
るときには、２つの自動係止トルク応答型摩擦クラッチ
が係止されてトルクが２本の車軸にほぼ等しく配分され
るので、その結果２９− つの車輪が等しく回転する。これに対し、自動車がカー
ブを曲がるとき又は旋回するときにはカーブの外側に位
置する車輪に対応した自動係止トルク応答型摩擦クラッ
チの係止が解除されるので、その車輪は自由に回転する
。この結果、全ての動力とトルクがカーブの内側に位置
する車輪に伝達され、この内側の車輪が全てのトルク全
地面に伝達する。同様に、いずれか一方の車輪がけん引
力を失なった場合には、全てのトルクが他方の車輪に供
給される。本発明の確実クラッチ差動装置の性能は、い
ずれの駆動方向においても等しく、従って自動車が前進
している場合であっても後退している場合であっても常
に等しい。 この確実クラッチ差動装置は、従来の差動装置のケーシ
ング内に固定されてケーシングと共に回転する中心駆動
リング形状のスラスト力ツノリング部材を有している。 ケーシングは、エンジンのグロベラ軸又は出力軸に取付
けられた一ニオンと係合しているケーシングに固着され
たかさ歯車により通常に回転される。中心駆動リングは
、中心駆動リングの隣接した面に対して近づいたり遠ざ
かったりするように動く１対の圧力リングの間に配置さ
れている。 中心駆動リングの正反対の面の夫々には、模形のカム状
の複数の歯が形成されている。これらの歯は、２つの圧
力リングの夫々の隣接する面に形成されている対応する
複数の歯と係合する。 各圧力リングは、ケーシング内へ延出している２つの車
軸の夫々の内端部に連結されている。 この連結は、夫々の圧力リングが外方へ、すなわち中心
駆動リングから離れる方向へ、移動するときに係合し、
圧力リングが内方へ、すなわち中心駆動リングに向かっ
て、移動するときには保合を解除する。 自動車がまっすぐな道を走行しているときのように自動
車の複数の車輪が同じ速度で回転しているときには、エ
ンジンから伝達きれた動力により、中心駆動リングは差
動装置のケーシングと共に回転する。中心駆動リングの
歯は、２つの圧力リングの対応する歯と係合するととも
に外方に向かって撲止めされる。圧力リングには回転中
心線に沿った方向において外方に向かう喫力が加わって
いるので、圧力リングは外方へ押圧されて、それぞれの
摩擦クラッチを係合させる。これらの摩擦クラッチは車
軸に動力が伝達されるように車軸に連結されている。 一方の車軸が他方より速く回転するとき、たとえば自動
車がカーブを曲がるときのようにカーブの外側に位置す
る車輪が内側の車輪より速く回転しなければならない場
合には、その車輪ノ圧カリングがオーバーランする、す
なわち中心駆動リングより速く回転する。その結果、圧
力リングの模形の歯は中心駆動リングの楔形の歯より速
く動くので、双方の歯の保合が解除される。保合が解除
されることにより、圧力リングは回転中心線に沿った方
向において内方へ、すなわち中心駆動リングに向かう方
向へ移動するので、圧力リングのクラッチの保合が解除
さ１２− れる。クラ、チの保合が解除されると、関連する車軸は
動力又はトルクを受取らなくなり、全てのトルクは反対
側の車軸に伝達される。そのため、一方の車軸は自由に
回転し他方の車軸は全てのトルクを受取り車輪を介して
その全てのトルクを地面に伝達する。 圧力リングの歯が、それと係合する中心駆動リングの歯
に対してオーバーラン、すなわちス−トアップするため
、通常は５これらの歯は再び係合する。すなわち、一方
の表面で歯の保合が解除されても、他方の表面で歯が再
び係合される。このような事態が発生するのを防ぐため
、すなわち、オーバーラン又はスピードアップの状態の
間において歯の間に間隙を維持するために、ストップリ
ングが設けられている。が−キング（ｂＶｌｋｌｎｇ　
）リングとも呼ばれるストップリングは、中心駆動リン
グの中央部を介して延出し、２つの圧力リングを互いに
連結する。 夫々の連結は、ストップリングの表面に形成されたスプ
ラインと、ストップリングが挿入され１３− た圧力リングの開口の内面に形成されたスプラインとの
相互係合により提供される。これらのスプライン、すな
わちスプラインを構成する歯は、比較的ゆるく歯合する
ので、所定量のパックラッシが得られる。このパックラ
ッシにより、圧力リングは、圧力リングの歯が中心駆動
リングの対応する歯との保合を解除して代わりにスプラ
インの歯と係合し特定の圧力リングを中心駆動リングに
対してそれ以上回転しないように保持するように、十分
動くことができる。その結果、圧力リングと中心駆動リ
ングの両者の歯合している楔形の歯の反対側の表面が空
間を介して離れる。すなわち、スプラインのベックラッ
シにより、移動が制限され、次に各圧力リングは中心駆
動リングに関してそれ以上回転しないように保持される
。 より詳細に説明すれば、本発明の確実クラッチ差動装置
は、通常は、楔形の歯の歯合により相互に結合された中
心駆動リングと】対の圧力リングとにより構成されたス
ラストカップリングを介して、２本の車軸にほぼ等しく
トルクを伝達する。圧力リングは、夫々の車軸に摩擦ク
ラッチを介Ｉ−で連結されている。これに対し、たとえ
ば自動車がカーブを曲がっているとき又は一方の車輪が
けん引力を失なってスピンしたときなどのように一方の
車軸がオーバーラン又はスピードアップした場合には、
その車軸の圧力リングが中心駆動リングより速く回転す
るので、圧力リングの歯の後面が、通常ならばこれと接
触Ｉ〜でいるべき中心駆動リングの前面より先へ進む。 そのため、各々の歯の間に間隙が形成されてスラスト機
構の係合が解除される。 圧力リングの連続した前進運動は、スペーサリングによ
り停止される。スペーサリングのパックラッシは、圧力
リングの歯の後面と中心駆動リングの前面との間に間隙
を形成させ、それによってオー・ぐ−ランの間に正対側
の歯の面が係合しないように保持される。この時点で、
楔形の歯の保合が解除されるので、関連する車軸とその
車輪は自由に回転し全てのトルクは反対側の車軸とその
車輪に伝達される。歯の係合がや 解除されたために圧力リングがもはや外方楔止めされな
いので、その係合の解除が、圧力リングが回転中心線に
沿った方向における内方へと移動しそのクラッチを解除
することを生じさせる。 オーバーランしていた車軸がケーシング及び中心駆動リ
ングの速度に戻ると、その車軸の圧力リングの歯が中心
駆動リングの歯と再び係合し、再び動力が通常通りに伝
達される。これは、再び保合ｌ〜だ歯が圧力リングの歯
を再び回転中心線に沿った方向において外方へ楔止めあ
るいは押圧して圧力リングのクラッチが再び係合するた
めに起こる。 本発明の確実クラッチ差動装置は５本質的には、比較的
簡単で且つ製造コストの低い５つの構成要素から構成さ
れる。その５つの構成要素のうち最初のものは、従来と
同様の外観、すなわち従来と同様の大きさと形状を有し
ており、エンノンの駆動軸又はプロにう軸からの通常の
＝１６＝ 伝動により従来の方法で回転されるケーシング又は・・
ウジングである。第２の構成要素は、ケーシングの内部
に固定されケーシングと共に回転する平坦な円板形状又
はリング形状の中心駆動リングである。第３の構成要素
は中心駆動リングの両側に配置された１対の圧力リング
であり、第４の構成要素は回転中心線に対して一直線状
に配置された圧力リング及び中心駆動リングに挿通して
延出し５ゆるく歯合した対応するスプラインを介して圧
力リングと相互に連結したストップリングである。第５
の構成要素は、ストップリングの周囲で、２つの圧力リ
ングの間に配置され中心駆動リングの中心開口を介して
延出しているコイルばねであり、このコイルはねは、回
転中心線に沿った方向において外方に向けて作用する小
さな圧力を圧力リングに加える。コイルはねは５駆動力
が加わったときに、クラッチを実質的に瞬間的に係合略
せる。 これら５つの構成要素、特にリングはきわめて簡単々構
成を有し、製造コストも低い。たと−１７＝ えば、リングの模形の歯は、最少限の機械加工により鍛
造工程で製造することができる。さらに、クラッチの保
合と保合解除に要する運動の量はわずかであり、たとえ
ば１インチの数十分の−である。この運動は実質的に瞬
間的なものであるので、保合又は保合解除中のクラッチ
の摩耗はほとんどない。従って５この発明の確実クラッ
チ差動装置は、現在利用できる差動装置に比べてはるか
に摩耗しに＜＜、寿命が長くなるものと期待される。 本発明の目的は、スリップ状態のときのけん引力が改善
され、いずれか一方の車輪がけん引を失なったときにそ
の車輪が空転せず、より高い効率及び、安全性を提供す
ることができる確実クラッチ差動装置を提供することで
ある。この種の確実クラッチ差動装置は、四輪駆動の自
動用及び不整地用自動車に特に有用である。動作が大き
く改善されるにもかかわらず、構成は非常に簡単である
ので、他のロック型の差動装置に比べて製造コストが低
い。 本発明の別の目的は、あらゆる駆動条件の下で又はスリ
ップ状態時やカーブ走行時や旋回時に動力が一方の車軸
から他方の車軸に切換えられるときにも静かである確実
クラッチ差動装置を提供することである。さらに、確実
クラッチ差動装置の構成が、装置内に誘起される負のト
ルク及び現在利用されているスリップ制限型差動装置に
共通するいわゆる「スティックスリップ」状態を排除す
る。 以下、添付の図面を参照して本発明の実旋例について説
明する。 第１図は、円錐形状クラッチを利用する本発明の確実ク
ラッチ差動装置の一実施例を示す。 この確実クラッチ差動装置は回転可能な内側ケーシング
１０を有しており、内側ケーシング１０はフランク部材
１ノと対向部材１２とから構成されており、フランツ部
材１１と対向部材１２との間には平坦なリング形状部材
１３が配置されている。フランツ部材１１と対向部材１
２はその各々に互いに一列に整列するように設けられた
穴とリング形状部材１３の貫通孔１５とを貫通する？ル
ト１４により相互に固定されている。対向部材１２の穴
は、フランク部材１１と対向部材１２とが日？ルト１４
により機械的に相互に固定されて中空の内側ケーシング
１ｏ２形成することができるようにねじ切りされている
。 フランジ部材１ノと対向部材１２の夫々には、スリーブ
形状の軸受端１６が設けられており。 夫々の軸受端１６の周囲には軸受１７が取り付けられて
いる。軸受１７は確実クラッチ差動装置の従来より公知
の固定された図示しない外側ケーシングの内部に固定さ
れており５内側ケーシングＩＯは図示しない外側ケーシ
ング内で軸受１７を中心として回転する。固定された図
示しない外側ケーシングは従来より公知なので、ここで
は説明しない。たとえば前述の米国特許第２，７２０，
７９６号に記載の動力分配差動装置は、そのような外側
ケーシングを含んでいる。 内側ケーシング１０のフランク部材１１と一体に形成さ
れているフランク１９に、従来のか２０− さ歯車１８が固定されている。フラン・ゾ１９へのかさ
歯車１８の固定には、適切が？ルト２０を使用する。か
さ歯車１８は従来と同様に、グｏ−ｅう軸又はエンシン
の出力軸などにより構成された動力伝達軸２２の一端に
固着された駆動ピニオン２１と歯合する。 １対の車軸２５が１対の軸受端１６を介して内側ケーシ
ング１θ内へ延出している。１対の車軸２５の夫々の内
端部にはスプライン２６が設けられている。車軸２５の
内端部部のスプライン２６には車軸ハブ２７のスプライ
ン歯２８が歯合しており、車軸ノ１ブ２７は車軸２５に
対して長手方向中心線に沿った方向に摺動することがで
きる。 中心駆動リング３０は、内側ケーシング１０のフランジ
部材１１と対向部材１２との間に介在されている平坦な
リング形状部材１３と一体でおる。従って、中心駆動リ
ング３０は、内側ケーシング１０の一部であるかのよう
に内側ケーシング１０と共に回転する。中心駆動リング
２１− ３００両面には、横断面形状がＶ字形である楔形の複数
の歯３１が形成されている。 中心駆動リング３０は１対の圧力リング３２の間に配置
されており、１対の圧力リング３２の夫々は、中心駆動
リング３０の楔形の歯３１と歯合する楔形の複数の歯３
３を有している。 １対の圧力リング３２の夫々には、内側スプライン３４
も設けられている。 内側ケーシング１０の内部にはストップリング３５１い
わゆるポーキング（ｂａｌｋｉｎｇ　）リング、が設け
られており、ストップリング３５は圧力リング３２及び
中心駆動リング３０の回転中心線に対して同心的に配置
され且つそれらのリングを挿通している。ストップリン
グ３５の特にその正反対側の縁部に形成されているスプ
ライン歯３６が圧力リング３２の内側スプライン３４の
歯とゆるやかに歯合している。なおストップリング３５
の正反対側の縁部のスプライン歯３６は、ストップリン
グ３５の表面全体にわたって延出した一体のスプライン
歯によって構成しても良い。 圧力リング３２のリム３７はかなり広がっており、各々
のリム３７には内側円錐形状クラッチ面３９が設けられ
ている。この内側円錐形状クラッチ面３９は、隣接する
車軸ハブ２７−ヒの外側円錐形状クラッチ面４０と係合
している連軸ハブ２７の夫々には、内側ケーシング１０
のフランジ部材１１及び対向部材１２に形成されている
円錐形状座部４２に嵌合１〜ている外側円錐形状部分４
１も形成されている（第１図参照）。 ストップリング３５をコイルばね４３が取り囲んでおり
、コイルばね４３の両端は対向する圧力リング３２に当
接している。コイルばね４３は、回転中心線に沿った方
向において相互に遠ざかる方向に作用する小さな圧力を
１対の圧力リング３２に加えるので、１対の圧力リング
３２は通常は回転中心線に沿った方向において相互に遠
ざかる方向へ移動して１対の圧力リング３２の内側円錐
形状クラッチ面３９と１対の車軸ノｈブ２７の外側円錐
形状クラッチ而４０との間の摩擦係合及び１対の車軸ハ
ブ２７の外側円錐形状部分４ノと内側ケーシング１０の
フランジ部材１１及び対向部材１２の円錐形状座部４２
との間の摩擦係合を行なわせている。 第２図ないし第５図は、第１図の確実クラッチ差！〔１
１装置の動作を説明するための略図である。 第２図において中心駆動リング３０は、回転する内側ケ
ーシング１０により大きな矢印で示すように回転駆動さ
れる。中心駆動リング３０が回転するとき、その楔形の
歯３）が、隣接する各圧力リング３２の楔形の歯３３と
係合する。 この楔の係合による楔作用の力は、係合し合う歯の箇所
に小さい矢印によって示されている。 従って中心駆動リング３０の回転が１対の圧力リング３
２の回転を生じさせる。１対の圧力リング３２の夫々の
内側円錐形状クラッチ面３９は、１対の車軸ハブ２７０
対応する外側円錐形状クラッチ面４０と摩擦係合する。 その結果、車軸ハシ２７が圧力リング３２と共に回転し
、＝２４− 車軸ハブ２７がスプライン歯２８により車軸２５のスプ
ライン２６と連結しているため、車軸２５も同じ速度で
回転する。これは、自動車がまっすぐな道を走行してい
る場合に相当する。 楔形の歯の係合により生じる楔作用によって回転中心線
に沿った方向において相互に遠ざかる方向へと移動する
１対の圧力リング３２の移動距離は１インチの２０，０
００分の１から３０．０００分の１である。移動の距離
が小さくなればなるほど係合に要する時間が短くなる。 通常その係合に要する時間は非常に短かく、実際に確実
クラ、チ差動装置が使用される場合には常に瞬間的に係
合が生じるので、確実クラッチ差動装置において２本の
車軸２５へのトルク出力の分配が瞬間的に行なわれる。 第２図に示される駆動状態の間にストップリング３５の
複数のスプライン歯３６は、圧力リング３２の内側スプ
ライン３４の複数の歯の間の中心位置に配置されている
。内側スプライン３４の歯とストップリング３５のスプ
ライン歯＝２５− ３６は互いにゆるやかに歯合しているので、第３図に概
略的に誇張して示したように、ストップリング３５の複
数のスプライン歯３６を圧力リング３２の内側スプライ
ン３４の複数の歯の間の中心位置に配置するのに十分々
あそびが得られる。 次に、第４図を見てみると、右側の圧力リング３２の内
側円錐形状クラッチ面３９は、右側の車軸ハブ２７の外
側円錐形状クラッチ面４０との摩擦係合が解除されてい
る。このような状態は、自動車が左に旋回するとき又は
左側へ向かうカーブに沿って走行しているときのように
、左側の車輪より右側の車輪の方が速く回転しなければ
ならない場合に生じる。このような場合には５右側の車
輪の車軸は、中心駆動リング３０及び内側ケーシング１
０より高速で回転する。 右側の駆動車軸２５が中心駆動リング３０より高速で回
転するとき、車軸ノ・ブ２７の外側円錐形状クラッチ面
４０と隣接する圧力リング３２の内側円錐形状クラッチ
面３９とが摩擦係合しているので右側の圧力リング３２
は中心駆動リング３０に対してオーバーラン、す彦わち
中心駆動リング３０より先へ進みがちになる。その結果
、右側の圧力リング３２の歯は中心駆動リング３０の楔
形の歯より先へ先へと動いて行くので、右側の圧力リン
グ３２の歯の後面が中心駆動リング３０の歯の対応する
前面から１時的に離れるが次の瞬間には右側の圧力リン
グ３２の歯の前面が中心駆動リング３０の歯の後面と再
び係合する。 しかしながら、ここで、瞬間的に離間された楔形の歯が
その反対側の面で再び係合するのを防ぐために、ストッ
プリング３５の歯が２つの圧力リング３２の歯の表面と
係合するようにストップリング３５の位置が定められて
いる。第５図から明らかなように、右側の圧力リング３
２の歯の後面はストップリング３５のスプライン歯の前
面と係合している。左側の歯では、これと逆のことが起
こる。すなわち、パックラッシが々くなり、歯は係合し
て停止し、それにより、楔形の歯は第４図に示されるよ
うな状態に維持される。 第４図に示される楔形の歯が右側では係合していないた
め、右側の圧力リング３２は軸方向内側へ、すなわち左
の方向へ移動し、荷重を全く受けない状態で中心位置に
保持される。その結果、相互に係合されているクラッチ
面が分離される。ここで、車軸ハブ２７が圧力リング３
２との保合を解除するので、車軸ハブ２７は中心駆動リ
ング３０とは無関係に自由に回転する。 そのため、右側の車軸は自由に回転する、すなわち右側
の車軸には動力が供給されない。しかしながら、左側の
車軸にはまだ動力が供給されており、左側の圧力リング
３２の歯は中心駆動リング３０の楔形の歯と以前として
接触していて通常通りの動作を行なっている。 このように、ストラフ６リング３５のゆるやかに歯合し
た歯及び圧力リング３２のスプラインは協働してストッ
パを構成している。ある状況においてこのストッ・母は
中心駆動リング３０の２８− 楔形の歯を圧力リング３２の歯と係合させるが、他の状
況下においては、即わち一方の車軸がケーシングよりも
高速で回転するようなときには、そのストップは楔形の
歯の保合を解除して保合解除の状態を維持する。 楔形の歯が係合している間、楔のかみ合い作用が各々の
圧力リング３２を外方へ押す。とけいうものの、楔形の
歯の係合が解除されると、圧力リング３２は内方へ移動
する。クラッチ係合の瞬間的な応答を得るために、通常
は２つの圧力リングを分離させて軸方向外側へ向かつて
付勢しクラッチ係合位置へと向かわせるようなわずかな
力のばね力をコイルばね４３が提供する。 円錐型差動クラッチの自動係止を成立させるために差動
装置の構成要素に要求される相対的な関係は、次の式に
よりあられされる。 式中、 ２９− Ｂはスラスト角度、カム角度 ｒはスラスト結合の平均半径 Ｒはクラッチ面の平均半径 Ｕは摩擦係数 Ａは円錐角度である。 スラスト角度Ｂとは、隣接した歯の相対向した表面によ
り形成される三角形全三等分する垂直線に対して１つの
楔形の歯の表面が成す角度である。すなわち、隣接した
楔形の歯の表面により形成される正三角形の斜辺（歯の
表面）と垂直二等分線とが成す角度である。 クラッチは円錐型として図示されているが、確実クラッ
チ差動装置の構成によっては円板型のクラッチを使用す
ることもできる。第７図及び第８図は第１図ないし第６
図に示した確実クラッチ差動装置と動作及び構成の点で
は類似しているが円錐クラッチの代わりに円板クラッチ
を利用する確実クラッチ差動装置を示している。 第７図は、第１図に示されるケーシングと同様に対向す
る２つの部分である７リング部材１１及び対向部材１２
から構成されるケーシング１０を含む差動装置を示して
いる。対向する車軸２５は前述したようにケーシングの
内部に挿入されており、各々の車軸は、車軸２５の内端
部に形成されているスプラインと歯合する内側スプライ
ンを有する車軸・・ブ４５を含む。 車軸ハブ４５の内側の相対向する端部は直径が小さくな
っており、外側スプライン歯列４７ヲ有スるストップリ
ング４６によって取り囲まれている。コイルばね４８が
スプライン歯列が形成されたストップリング４６を取囲
み、第１図に関連して述べられていた中心駆動リング３
０と同様な中心駆動リング３０の中心開口内に収容され
ている。 圧力リング３２ａは、前述のように中心駆動リング３０
上の対応した形状の楔形の歯３１と歯合する楔形の歯３
３を有する。 圧力リング３２は、第１図の実施例に関して第３図及び
第５図を参照して説明したのと同様に、ストップリング
３２の外側スプライン歯列４７と歯合する内側スプライ
ン３４を有する。 とはいうものの、圧力リングの外面には第２のスプライ
ン４９が形成されている。第２のスプライン４９は圧力
リングを取り囲むクラッチリング５ノ上に形成された内
側スプライン５０と歯合する。 複数枚の平坦なりラッチ板５２が各々の車軸ハブ４５を
取り囲んでおり、これらのクラッチ板５２は圧力リング
の外側板係合面５３とケーシング内に形成されたアノビ
ル又は環状リブ５４との間で係合している（第７図）。 クラッチ板５２は、外側のクラッチリング５１の内側ス
プライン５０の歯を受入れる外側切欠きを有する板と車
軸ハブ４５のスプライン歯５５を受入れる内側切欠きを
有する減少した直径の板との間で互い違いになっている
。すなわちクラッチ板５２は大きな直径の板５６と小さ
な直径の板５７との間で互い違いになっており、これら
の板は、圧力リングの外側板保合面５３の圧力により環
状リブ５４へと向かう方向に押圧３２− されている。この圧力は、第２図に示すように圧力リン
グの楔形の歯３３が中心駆動リング３０の楔形の歯３１
と係合し歯３ノにより駆動されたときに生じる。 車軸がオーバーランすると、クラッチ板は第４図に示す
如く空間を介して離間した位置へと動く。すなわち、楔
形の歯の係合が解除され、平坦な圧力あるいは外側板係
合面５３が中心駆動リング３０へと向かって回転中心線
に沿った方向における内方に移動するのでクラッチ板に
加わっていた圧力が解放されクラッチが開く。 圧力リング３２ｇの内側スプライン３４ａはストップリ
ング４６の外側スプライン歯列４７と係合し外側スプラ
イン歯列４７に対して軸方向に摺動して第５図に示すよ
うな停止及び離間作用を提供する。 円錐型のクラッチの場合と同様に圧力リングの回転中心
線に沿った方向における運動は１インチの数十分の−と
小さいが５特定の軸に対するクラッチの保合又は保合解
除を生じさせるに３３− は十分である。従って、クラッチ面の摩耗はきわめて少
なく、クラッチの結合と解除は実質的に一瞬のうちに行
なわれる。円板型のクラッチにおいては円錐型のクラッ
チと同様に、各構成部品が等速で動いているときにクラ
ッチ面が係合するため、保合又は係合解除に起因する摩
耗をほぼなくすことができる。 差動装置のクラッチの自動係止を行なわせるために第７
図及び第８図の円板型クラッチの各構成要素に要求され
る相対的な関係は、先に円錐型のクラッチについて提示
した式によりあられきれた関係とは多少異なっており、
次のような式によってあられされる。 ＴａｎＢ＝− １ｔ間 式中、 Ｂｌｄスラスト角度、カム角度 ｒはスラスト結合の平均半径 Ｒはクラッチ面の平均半径 Ｎは摩擦表面の数 Ｕは摩擦係数である。 以上説明した差動装置の構成は円錐クラッチ型であるか
円板クラッチ型であるかにかかわらず複雑ではなく、構
成部品を比較的低いコストで製造することができる。従
って、本発明の差動装置の構成を経済的に安く製造する
ことができ、先行技術の同型の差動装置に比べてよりに
効率が良く、そして耐摩耗性にすぐれ且つ確実な動作を
得ることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図は、本発明の一実施例による確実クラッチ差動装
置を概略的に示す横断面図；第２図は、通常の動力駆動
状態にあるとき、すなわち２本の車軸が同じ速度で駆動
されているとき、の確実クラッチ差動装置の中心駆動リ
ングと２つの圧力リングとを概略的に示す図；第３図は
、第２図に示されるような通常の動力駆動状態にあると
きのストップリングと２つの圧力リングの夫々の相互に
歯合した歯の相対的な位置を概略的に示す図； 第４図は、右側の圧力リングが中心１駆動リングとの保
合を解除され右側の車軸が自由に回転できるように右側
のクラ、チが係合解除された状態を第２図と同様に概略
的に示す図；第５図は、第４図に示される状態にあると
きのストップリングと２つの圧力リングの夫々の相互に
歯合した歯の相対的な位置を第３図と同様に概略的に示
す図； 第６図は、確実クラッチ差動装置を構成するいくつかの
部品を一部横断面を使用して示す分解図； 第７図は、円板型クラッチを有する別の確実クラッチ差
動装置ｔ一部横断面を使用して概略的に示す図；及び 第８図は、第７図の円板クラッチ型の確実クラッチ差動
装置を構成するいくつかの部品ｉ　一部横断面を使用し
て示す分解図である。 ｉｏ・・・内側ケーシング、１１・・・フランジ部材５
１２・・・対向部材、１３・・・リング形状部材、１４
・・・ボルト、１５・・・貫通孔、１６・・・軸受端、
１７・・・軸受、１８・・・かさ歯車、１９・・・フラ
ンツ、２θ３６− ・・・がルト、２ノ・・・駆動ビニオン、２２・・・動
力伝達軸、２５・・・車軸、２６・・・スプライン、２
７・・・車軸ハブ、２８・・・スプライン歯、３０・・
・中心駆動リング、３ノ・・・楔形の歯、３：ｌ、３２
ａ・・・圧力リング、３３・・・楔形の歯、３４，３４
ａ・・・内側スプライン、３５・・・ストップリング、
３６・・・スプライン歯、３７・・・リム、３９・・・
内側円錐形状クラッチ面、４０・・・外側円錐形状クラ
ッチ面５４３・・・コイルばね、４５・・・車軸ノ・ブ
、４６・・・ストップリング、４７・・・外側スプライ
ン歯列、４８・・・コイルばね、４９・・・第２のスプ
ライン、５０・・・内側スプライン、５１・・・クラッ
チリング５５２・・・クラッチ板、５３・・・外側板係
合面、５４・・・環状リブ、５５・・・スプライン歯、
５６・・・大きな直径の板。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦３７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一対の軸方向に位置合せされた車軸のような軸の隣
   接する端部が挿入されるハウジングを有し、該一対の軸
   の中心軸に位置合せされた軸の棟わりを回転するこのハ
   ウジングと協動して、核一対の軸を回転駆動する差動装
   置において、ハウジングに軸方向に位置合せされ且つハ
   ウジングに連結されて、ハウジングと共に回転する中心
   駆動リングと；それぞれ中心駆動リングに軸方向に位置
   合せされ且つ中心駆動リングの一端に隣接して配置され
   、中心駆動リングに対して接離するように軸方向にわず
   かな距離だけ移動可能な一対の環状の圧力リングと；中
   心駆動リングと各々の圧力リングとの隣接する対面方向
   に一体的に形成されて相互に歯合するは・ぼＶ字形の侯
   形の歯列であって；前記隣接して相互に歯合する歯列は
   ゆるく歯合しているだめ、中心駆動リングが回転すると
   圧力リングの歯列は中心駆動リングの歯列と係合して軸
   方向外側に拡がるが、いずれか一方の圧力リングが中心
   駆動リングより高速で回転すると、その圧力リングの歯
   列はそれぞれ隣接する中心駆動リングの歯列と接触しな
   くなり、その結果、楔の歯合が解除され、このとき、圧
   力リングは中心駆動リングに向かう軸方向に移動するよ
   うに構成されるものと；中心駆動リング内をそれと同軸
   に延出し、環状の圧力リングの各々に形成された軸方向
   に位置合せされて形成される開口を挿通するストップリ
   ングであって、前記ストップリングは、その両縁部に歯
   車状の歯を有し、前記歯は、隣接する圧力リングに形成
   される開口を規定する周縁部に形成されて対応する歯車
   状の歯を歯合し、前記ストップリングの歯と圧力リング
   の歯は互いにゆるやかに嵌合し、それぞれの歯が歯合す
   るまでに、ストップリングと各六の圧力リングとはわず
   かな量だけ相対的に回転運動し、隣接する圧力リングの
   歯とストップリングの歯との間隔は、中心駆動リングの
   歯列と隣接する圧力リングの歯列とが接離したときに隣
   接する圧力リングの歯とストップリングの歯とが歯合し
   、接離した歯列を互いにほぼセンタリング（〜、それに
   より接離した歯列の対向する歯の表面が互いに係合する
   のを阻止するように構成されるものと；各々の圧力リン
   グと中心駆動リングのそれぞれの歯列が歯合している間
   に各圧力リングが中心駆動リングの外方へ拡がるときに
   は、各圧力リングと隣接する軸端部とを係合し、各々の
   歯列が接離１〜でいるときには、圧力リングを隣接する
   軸端部から解除する解除可能なりラッチ手段と；２つの
   圧力リングの間に延圧して、圧力リングを互いに離れる
   方向に弾性的に押圧して、それぞれのクラッチ手段に係
   合させるばねとを具備し、中心駆動リングがハウジング
   と共に通常の回転をしているときには、２つの圧力リン
   グと軸は、各クラッチ手段を介し、て回転されるが、一
   方の軸が）・ウヅングの回転速度を越える速度で回転す
   るときには、関連する圧力リングの歯列と中心駆動リン
   グの対応する歯列との歯合が解除されるので、圧力リン
   グは軸方向に沿って中心駆動リングに向って移動し、そ
   れにより軸とのクラッチ結合が解除され、その結果、そ
   の軸はノ・ウジングとは無関係に自由に回転するように
   構成され、ノ・ウソンダ内に配置されて軸端部をハウジ
   ングに解除可能に連結して、軸を回転する差動装置。 ２　前記クラッチ手段は、各圧力リングに形成される円
   錐状のクラッチ面であって、前記クラッチ面は、隣接す
   る軸端部に取付けられる軸リングに対応して形成される
   円錐状のクラッチ面と対向接触して摩擦係合し、それに
   より、圧力リングを各々の軸端部とクラッチ手段を介し
   て保合はせたり、それから解除したりするように構成さ
   れるものを具備する特許請求の範囲第１項に記載の差動
   装置。 ３、前記クラッチ手段は、各圧力リングに対して、各圧
   力リング及びそれに隣接するクラッチハブに交互に固着
   される複数の交互配置クラッチ板を具備し、交互配置ク
   ラッチ板は、圧力リングが軸方向に移動して中心駆動リ
   ングに接離するのに伴ない、クラッチ表面に対して軸方
   向に移動１〜でクラッチ表面と接解し、接Ｉｆｆする特
   許請求の範囲第１項に記載の差動装置。 ４　前記ばねは、ストップリングを取囲み、中心駆動リ
   ングを挿通し、その両端で圧力板に係合して、２つの圧
   力リングを通常は弾性的に引離す方向、すなわち中心駆
   動リングから離れる方向に押圧し、隣接する楔形の歯列
   及びクラッチ手段を係合させるコイルとして形成されて
   いる特許請求の範囲第１項に記載の差動装置。 ５、　自動車の車軸のような一対の軸方向に位置合せさ
   れた軸の端部を回転軸と同軸に収容する回転ケーシング
   と；前記ケーシング内でこれと同軸に回転するように配
   設され、ケーシングの軸に対して垂直に対向する両端面
   を有し、両面に対向面カップリングを形成する一体的に
   形成される楔形の歯列を有する中心リングと；中心リン
   グの両面のそれぞれに隣接するノ・ウジン＝５− グと同軸に且つ隣接する軸端部を回読するように配設さ
   れる環状の圧力リングであって、各圧力リングは、隣接
   する中心リングの端面と重なるように位置合せされた端
   面に、隣接する中心リングの面の楔形の歯列と歯合して
   対応する一体的に形成される楔形の歯列を有し、双方の
   歯列の歯合は、比較的ゆるく、すなわち、各々の圧力リ
   ングが軸方向にわずかな距離だけ中心リングに接離する
   ように移動して、いずれか一方の圧力リングの歯列をそ
   れと歯合する中心リングの歯列に対してセンタリングす
   るのに十分なあそびを有するように構成されるものと；
   ケーシングと同軸に２つの圧力リングの間で中心リング
   を介して挿通されるように配設されるストップリングと
   であって、前記ストップリングは、その対向する端部に
   、圧力リングに形成きれ対応する歯とゆるく歯合する周
   辺歯を有し、前記周辺歯の寸法は、中心リングと圧力リ
   ングのそれぞれの歯列が接離したときにストップリング
   と各圧力リングの隣接する歯が歯合し、これに６一 対し、中心リングの歯列と圧力リングの歯列が歯合する
   ときには、ストップリングの歳と各圧力リングの歯が接
   離するように構成されるものと；圧力リングが前記中心
   リングに対して接離する方向に移動するのに伴い、各圧
   力リングをそれに隣接する軸端部と解除可能に連結し、
   またその連結を解除するクラッチ手段と；２つの圧力リ
   ングを通常は、弾性的に引離す方向、すなわち、中心リ
   ングから離れる方向に押圧して、隣接する投形の歯列を
   クラッチ手段に係合させるように、作用するばね手段と
   を具備し、通常の駆動状態においては、ケーシングの回
   転により、回転する中心リングが圧力リングを回転し、
   圧力リングはそれぞれ連結されているクラッチ手段を介
   して軸を回転するが、いずれか一方の軸がケーシングよ
   り高速で回転する場合、各圧力リングは中心リングより
   速く回転しようとするので、歯合する投影の歯列が接離
   し、スト７ノリングの歯と圧力リングの歯との保合によ
   りほぼセンタリングされるため、圧力リングは軸方向に
   中心リングに向って移動し、クラッチは解除され、その
   結果前記一方の軸は自由に回転するように構成されて、
   自動車の車軸のような一対の軸方向に位置合せされた軸
   を回転駆動する差動駆動装置。 ６、　前記クラッチ手段は、各圧力リングに形成される
   円錐状のクラッチ面であって、前記クラッチ面は隣接す
   る軸端部に取付けられるクラッチハブに対応して形成さ
   れる円錐状のクラッチ面と対向接触して摩擦係合し、そ
   れにより圧力リングを各々の軸端部とクラッチ手段を介
   して係合させたり、それから、解除したりするように構
   成されるものを具備する特許請求の範囲第５項に記載の
   差動駆動装置。 ７６　　前記クラッチ手段は各圧力リングに対して、各
   圧力リング及びそれに隣接するクラッチハブに交互に固
   着される複数の交互配置クラッチ板を具備し、交互配置
   クラッチ板は、圧力リングが軸方向に移動し７て中心リ
   ングに接離するのに伴い、クラッチ表面に対して軸方向
   に移動してクラッチ表面と接解し、接離する特許請求の
   範囲第５項に記載の差動駆動装置。