JPS61165049A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヘリカルギヤ型の差動装置に関するものである
。

［従来の技術およびその問題点］ 摩擦トルクによりバイアス荷重を発生するヘリカルギヤ
型のトルク比例差動装置は周知であり、例えば米国特許
第３，７０６，２３９号および第４．３６５．５２４号
に記載されている。

上記米国特許第３，７０６．２３９号に記載のように、
ヘリカルギヤ差動装置のトルク出力側ギヤ部材は、差動
作用による相対移動が生じたときに斜め方向に摩擦トル
クバイアス荷重が発生する。

複数対のピニオン凹所は中央チャンバの回りに互いに周
方向に離隔されて設けられ、各凹所はこの中央チャンバ
と連通し、この中央チャンバの両端にははす歯のサイド
ギヤが装着されている。この複数対のピニオン凹所には
、長手方向にオフセットしたはす歯のピニオンの対がそ
れぞれ外径部を摺接するようにして装着される。このピ
ニオンは各隣接端部で互いに噛合い、各遠隔端部でサイ
ドギヤに噛合う。このサイドギヤは内周部でそれぞれ出
力軸にスプライン結合されている。ピニオンのギヤの歯
にかかる荷重により外周部の摺接部に摩擦抵抗を生じさ
せ、したがって、必然的にバイアストルクを発生する。

このバイアストルクの大きさはギヤの歯にかかる横方向
の荷重に比例し、この荷重は差動装置を介して伝達され
るトルクに比例する。ギヤのねじれ°角は各差動ピニオ
ンに軸方向のスラストを生じさせ、差動キャリヤのハウ
ジングのピニオン凹所と摩擦係合するピニオンの軸端の
摩擦杭力の原因となる。

ピニオンのねじれ角により、ピニオンが回転するとスラ
ストが発生し、ハウジングにはこのスラストの反力とし
て摩擦力が生じる。更に、ピニオン凹所の円形壁土に、
ピニオンの先端面が摺接することによる摩擦力がこのハ
ウジングにより生じる。ピニオン凹所を分割した対で配
置したため、ピニオンが分割配置されない場合よりもこ
のハウジングはピニオンギヤをより完全に囲む。これ等
の摩擦力はピニオンの径、ピッチ円あるいはねじれ角に
より変化することができ、これ等は用途に応じて変化可
能なパラメータとなる。更に、ピニオンの対の数を変化
すると、バイアス荷重が変化する。

上記米国特許第３，７０６，２３９号について説明した
ように、互いに噛合うピニオンの歯に作用する力はピニ
オンの歯の圧力角による半径方向成分を備えている。こ
れは各ピニオンを不整合にしあるいは相互に傾斜させせ
る。ねじれ角によるギヤの歯の軸方向の力は結合部を更
に傾斜させ、特にピニオン−個の場合には、半径方向成
分により傾斜結合を生じさせる原因を増大し、これはピ
ニオンが一個以外の場合には減少する。ねじれ角による
結合力はハウジングにスラスト荷重を与え、サイドギヤ
に反スラスト力を与える。サイドギヤに作用する力は、
ピニオンの噛合いにおける摩擦およびハウジングとピニ
オン間の摩擦により不均衡な力の原因となる。これは反
対側のサイドギヤに働く反作用とは異なるーのサイドギ
ヤの主伝達力に影響を与える。周囲のハウジングの壁部
に配置された多対のピニオンが噛合う点における横方向
の力は、従来のピニオンの全周が使用されている差動歯
車装置のピニオンの噛合い点における対応する横方向の
力よりも大きい。この様な従来の差動装置におけるピニ
オン噛合い点の横方向の荷重は互いに打ち消し１合う傾
向がある。

本発明はこれ等従来の差動機構を改善するためになされ
たもので、製造コストが低下し、加工精度が向上する。

［２１１点を解決するための手段、作用および効果Ｊ本
発明の主たる目的はトルク比例ヘリカルギヤ型の改良さ
れた差動装置を提供することにあり、この差動装置はハ
ウジングが体部を有し、この体部の一端に取外し可能な
カバ一部材が結合されている。この体部の一端に長手方
向に延在する別々のピニオンを収容するピニオン凹所の
対を複数内包し、このピニオン凹所は長手方向の中央開
口の回りに周方向に離隔して配置されている。カバ一部
は体部に案内されるのが好ましく、これにより、差動装
置の、各構成部材を整合させて組立てるのが容易になる
。

更に具体的には、各ピニオン凹所の対は互いに深さが異
なり、長手方向にオフセットした関連するはす歯のピニ
オン遠隔端部をそれぞれ体部とカバ一部の隣接する端部
スラスト面に保持する手段が設けられている。この端部
において、深い方の凹所に装着されたピニオンにはハブ
延長部が設けられ、このハブ延長部は軸方向に延びてそ
の自由端をカバ一部の端部スラスト面に係合する。他の
はす歯のピニオンの長さは浅い方の凹所に対応し、この
一端面はカバ一部の隣接する端部スラスト面に保持され
る。

本発明の他の特徴によれば、はす歯のサイドギヤの間に
ギヤスペーサ部材が設けられて端部のスラストを受け、
これ等のサイドギヤは中央チャンバの両端に装着されて
長手方向にオフセットして配置されたはす歯のピニオン
のそれぞれの遠隔端部に噛合う。このスペーサは半径方
向の通孔を含み、この通孔内に中実軸スペーサ部材が装
着され、このスペーサ部材は半径方向に延長されて軸方
向に離隔して配置された出力軸を支える。ハウジングの
体部には側面に近接窓が配置されており、Ｃ字状のロッ
ク装置を出力軸の各隣接端部に設けられた溝内に装着し
た債、この窓を介して出力軸間に中央スペーサ部材を半
径方向に挿入することができる。これにより、各出力軸
の関連するサイドギヤに対する軸方向外方の動きを防止
できる。

本発明の一実施例では、差動ハウジングは球状黒鉛鋳鉄
で形成され、これにより機械特性が改善され、熱処理に
よる変形が減少する。強度を増大し、内部の回転部材に
よる摩耗を減少するため、このハウジングは適宜の熱処
理により硬化することができる。あるいは、このハウジ
ングを加炭されて硬化された鋼で形成することもできる
。サイドギヤの収容チャンバおよびピニオン凹所は一の
立上部に機械加工するのが好ましく、これにより、関連
するピニオン凹所の加工誤差を減少する。サイドギヤの
収容凹所は一工程で形成される。ハウジングとカバーの
スラスト面が硬化されているため、別個のスラスト部材
は必要でない。この差動装置は簡単な構造を備えている
ため、製造時の問題が減少し、不良品がでない。また、
組立てた後に機械加工する必要がなく、このため、金属
片により内部機能が害されることがない。

［実施例］ 先ず第１図を参照すると、本発明における差動装置は分
割型のハウジング２を備え、このハウジング２は体部２
ａと、この体部の一端に案内されかつボルト４で取外し
可能に結合されるエンドカバー部２ｂとで形成されてい
る。体部２ａのこの一端は長手方向に延設された中央内
孔６と、周方向に離隔して配置された長軸のピニオン凹
所８゜１ｏの複数の対とを含み、この凹所８，１ｏは互
いに連通しかつ中央内孔６とも連通する。この中央内孔
６で限定されたチャンバの両端部には、それぞれ一対の
ばす歯のサイドギヤ１２．１４が配置されており、これ
等のサイドギヤ１２．１４の遠隔端部には軸方向に延長
するハブ１２ａ、１４ａが設けられ、これ等の各ハブ１
２ａ、１４ａは体部２ａとカバ一部２ｂとにそれぞれ形
成された対応する凹部で支承される。体部２ａおよびカ
バ一部２ｂはハウジングの長手方向軸線上で互いに整合
する出力軸開口２ｃ、２ｄを設けてあり、この開口２ｃ
、２ｄは軸方向に離隔し互いに整合した一対の出力軸１
６．１８を収容する。この各出力軸１６．１８はそれぞ
れサイドギヤ１２，１４にスプライン結合している。

サイドギヤ１２．１４の隣接端部間に略環状のサイドギ
ヤスペーサ２０が同軸上に配置されている。第６図およ
び第７図に示すように、サイドギヤスペーサ２０は略Ｃ
字状の形状を備え、両側端には平坦なスラスト受面が形
成され、このスラスト受面には油を供給する複数の溝２
０ａが互いに離隔されて半径方向に延在されている。サ
イドギヤの各対向する面にも第９図に示すように同様な
半径方向に延びる油の供給溝１２ｂが設けられている。

サイドギヤスペーサ２０の中間部には半径方向に延びる
通孔２０ｂが形成されて、下記説明する出力軸のスペー
サ部材を収容する。

上記ピニオン凹所８，１０の多対の内には、はす歯のピ
ニオン２４．２６がそれぞれ収容され、これ等各ピニオ
ン２４．２６の外周部ははそれぞれピニオン凹所８，１
０の内周部に摺接する。これ等のピニオンはそれぞれ右
および左のねじれ角を有し、各隣接端部において互いに
噛合い、また、遠隔端部においてはす歯のサイドギヤ１
２．１４に噛合う。これ等のサイドギヤ１２，１４はピ
ニオンに対応する左および右のねじれ角を備えている。

第１図に示すよに、ピニオン凹所８はピニオン２４を収
容し、このピニオン凹所８の深さはごニオン２６を収容
するピニオン凹所１０よりも深い。各ピニオン凹所１０
の深さはそれぞれ対応するピニオン２６の長さに対応し
、各ピニオン２６の右端面（第１図において）はカバ一
部２ｂの対応するスラスト受面の近部に位置する。ピニ
オン２４の左端面をこれに対応する体部２ａのスラスト
面に近接した所定位置に保持するため、ピニオン２４の
右端は一体のハブ延長部２４ａを有し、このハブ延長部
２４ａはピニオン凹所８の長手方向に延び、自由端をカ
バ一部２ｂの対応するスラスト面に係合する。はす歯の
ピニオン２６の各端部には油を収容する油凹部２６ａが
設けてあり、ピニオン２４の左端面およびハブ延長部の
端面には油を収容する油凹部２４ｂが設けである。

再度第１図を参照すると、ハウジングの体部２ａはその
中間部に近接用の窓３０を備えており、この窓３０を介
して各出力軸の端部にＣ字状の係上部材を取付けること
ができる。これにより、各出力、軸がサイドギヤに対し
て外方に移動するのを防止できる。各出力軸の隣接端部
を軸線方向に所定の間隔を置いて保持するため、上記窓
３０およびギヤスペーサ２０の半径方向開口２０ｂを介
して各出力軸の隣接端部間に円筒状スペーサ部材３４を
挿通する。このスペーサ部材２ｏはボルト３６により体
部２ａの横方向延長部２Ｃに固着され、ハウジング２に
対するスペーサ部材２０の回転が防止される。このギヤ
スペーサ部材２０の外周部には周方向に離隔した溝２０
ｃが軸線方向に延設されており、この溝２０ｃが互いに
噛合うピニオン２４．２６の隣接端部を支える。

ハウジングの体部２ａの他端には環状の外フランジ２ｅ
が設けられており、この外フランジ２ｅにリングギヤ３
７がボルト３８で結合される。このリングギヤ３７は駆
動軸４ｏより駆動用の小歯車４２を介して駆動され、こ
れによりハウジングがその長手方向の軸線の回りに回転
駆動される。

次に作用について説明する。

上記ハウジングが小歯車４２およびリングギヤ３７を介
して駆動軸４ｏにより回転駆動されると、出力軸には二
つの並列なトルク伝達路、すなわちはす歯のピニオン２
４．２６およびサイドギヤ１２．１４を介して駆動トル
クが伝達される。これ等のピニオンの歯には半径方向の
荷重が発生し、この荷重は回転時に摩擦抵抗を生じさせ
、したがって、バイアストルクの原因となる。ピニオン
２４およびこれに噛合うサイドギヤのねじれ角により、
各ピニオンにスラスト力が発生し、各ピニオンはそれぞ
れ対応するピニオン凹所の端部に係合していることから
摩擦抵抗を生じさせる。また、サイドギヤの歯にかかる
軸方向荷重により、更にスペーサ部材にもスラスト力が
発生する。歯にかかる軸方向荷重によるこれと反対の方
向のスラスト力は、それぞれハウジング各部２ａ、２ｂ
の肩部２ｆ、２Ｇに伝達される。

車両の直進中、この差動装置は差動作用を行わない。車
両が旋回する場合および一方の車輪が牽引力を消失して
スピンアウト状態生じさせる場合を除き、バイアストル
クは生じない。しかし、このような状態は一過性のもの
であり、長時間の摩擦による出力損失の生じる可能性は
ほとんどない。

過熱および油膜の切れも生じない。

良好な油膜を形成するため、第１図に示すようにカバ一
部２ｂの油孔５０および体部端部の７ランジにおける同
様な油孔（図示しない）からピニオンおよびギヤの凹所
内に適宜の潤滑油が供給される。潤滑油は通常差動機構
のハウジング内に保持されており、これ等の油孔を介し
てキャリヤのハウジング内部に供給される。

本発明は種々の利点を提供するものである。例えばフラ
ンジ２ｅを一体としたケーシングとしてこのハウジング
を形成することは、この装置全体を強固にする。更に、
軸線方向に沿う中央内孔およびピニオン凹所を一工程で
機械加工することができるため、平行な軸線を備えた内
孔を正確に形成でき、体部をより簡単にかつ正確に製造
することができる。最終的に組立てた後に、機械加工し
て仕上げを行うことがないため、金属の削り粉でこの装
置内部機能部が汚れることがない。ハウジング表面部の
スラスト受面を硬化したため、スラストパッド等を設け
る必要がない。更に、カバ一部２ｂの外縁部にフランジ
部２ｈを同心状に設けて、このカバ一部２ｂを体部２ａ
に対して案内させるため、各部を確実に整合させること
ができ、これにより、差動装置の各部材の組立てが更に
容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるトルク比例ヘリう断面図
、第４図および第５図は第１図の実施例に使用する２種
のピニオンの長手方向断面図、第６図および第７図はそ
れぞれサイドギヤ部材の端部および側部立面図、第８図
および第９図はそれぞれ第１図の実施例のサイドギヤの
長手方向断面図および端部の立面図である。 ２・・・ハウジング、２ａ・・・体部、２ｂ・・・カバ
一部、６・・・中央内孔、８．１０・・・ピニオン凹所
、１２゜１４・・・サイドギヤ、１６．１８・・・出力
軸、２ｏ・・・ギヤスペーサ、２４．２６・・・ピニオ
ン、３０・・・窓、３７・・・リングギヤ、４０・・・
駆動軸、４２・・・小歯車、５０・・・油孔。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ＦＩＧ、２

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）摩擦トルクによるスラスト荷重を発生するトルク
   比例ヘリカルピニオン型の差動装置であって、 （ａ）長手方向の軸線の回りに回転駆動される分割型ハ
   ウジングを備え、このハウジングは、ｉ）−端に体部を
   有し、この体部が、 ａ）長手方向の中央内孔と、 ｂ）この中央内孔の回りに周方向に離隔さ れて配置され、互いに連通すると共に前記中央内孔とも
   連通され、長手方向に延在する複数の対のピニオン凹所
   とを有し、更に、前記ハウジングは、ｉｉ）前記体部の
   一端に結合され、前記中央内孔とピニオン凹所とを閉鎖
   するエンドカバー部とを有し、 ｉｉｉ）このエンドカバー部と前記体部とがこの体部の
   長手方向軸線に同軸状に配置され、前記中央内孔で限定
   される中央チャンバに連通する出力軸開口を有し、 （ｂ）前記チャンバの両端で前記ハウジングの長手方向
   軸線と同軸状に支承されたはす歯のサイドギヤの対とを
   備え、このサイドギヤは前記ハウジングの開口を介して
   延在する互いに軸線上に整合して離隔する一対の出力軸
   の隣接端部にそれぞれスプライン結合され、かつ、各遠
   隔端部に前記体部とエンドカバー部の対応するスラスト
   面と協同するスラスト面を有し、 （ｃ）このサイドギヤ間に配置された略環状のスペーサ
   手段を備え、このスペーサ手段とサイドギヤが各隣接端
   部に協同するスラスト端面を有し、（ｄ）前記ピニオン
   凹所内で長手方向にオフセットして配置されかつ外周部
   を摺接させて支承されるはす歯のピニオンの対を備え、
   この各対のピニオンは互いに隣接端部で噛合い、それぞ
   れの遠隔端部が対応するサイドギヤに噛合い係合し、（
   ｅ）それぞれピニオン凹所の遠隔端部に隣接して各対の
   ピニオンを支承する手段を備え、このピニオンの遠隔端
   部がそれぞれ対応する前記体部およびエンドカバー部の
   スラスト面と協同するスラスト面に形成されていること
   を特徴とする差動装置。
2. （２）前記エンドカバー部は前記体部で案内される特許
   請求の範囲第１項に記載の差動装置。
3. （３）前記対の凹所の各凹部の深さが互いに異なり、深
   い方の凹部内に装着されたピニオンの支持手段は一体の
   ハブ部を有し、このハブ部が前記ピニオンから長手方向
   に延びて前記エンドカバー部の自由端に係合する特許請
   求の範囲第１項に記載の差動装置。
4. （４）前記スペーサ部材は中間部に半径方向の通孔が形
   成され、この通孔内に装着されて出力軸の隣接端部間に
   延びる軸スペーサ部材を含む特許請求の範囲第１項に記
   載の差動装置。
5. （５）前記軸スペーサ部材を前記体部にボルト止めする
   手段を含み、前記体部に対するサイドギヤスペーサ手段
   の回転を防止する特許請求の範囲第４項に記載の差動装
   置。
6. （６）前記軸スペーサ部材はＣ字状で、前記間隔部材の
   全長に沿う長手方向の開口を限定し、前記半径方向の開
   口が長手方向の開口の直径方向の両端で対向する特許請
   求の範囲第５項に記載の差動装置。
7. （７）前記ハウジングの体部が前記半径方向の通孔を含
   み、前記窓開口に隣接する制御チャンバ内に配置され出
   力軸の関連するサイドギヤに対する軸方向外方変位を係
   止する係止手段を含む特許請求の範囲第６項に記載の差
   動装置。
8. （８）前記ハウジングはこのハウジングを長手方向に軸
   線の回りに回転する駆動手段に結合される一体のフラン
   ジ部を他端に含む特許請求の範囲第１項に記載の差動装
   置。
9. （９）前記中央内孔とピニオンギヤ凹所は前記ハウジン
   グの一端からの一の立上がり部に機械加工されている特
   許請求の範囲第１項に記載の差動装置。
10. （１０）前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄で形成されてい
    る特許請求の範囲第１項に記載の差動装置。
11. （１１）前記ハウジングのスラスト面は熱処理により硬
    化されている特許請求の範囲第１０項に記載の差動装置
    。