JP2000291778A

JP2000291778A - 差動制限装置

Info

Publication number: JP2000291778A
Application number: JP9471099A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Fukuda; 義則福田
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-20

Abstract

(57)【要約】【課題】摺動面の摺接面積を大きくして安定した差動
制限力を得るとともに、耐久性をより向上させた差動制
限装置を提供することを目的とする。【解決手段】デフケース１のポケット内に収納されて
互いに噛合する一対のピニオンギヤ２、３と、これらの
いずれか一方にそれぞれ傘歯噛合するデフケースの回転
軸と同軸の左右一対のサイドギヤ４、５と、これら各サ
イドギヤ４、５の内周にそれぞれ接続される左右の出力
軸（９、１０）とからなる差動制限装置において、前記
一対のサイドギヤ４、５の互いに対向する摺動面の内径
を出力軸の外径より軸心側まで延設させたことを特徴と
するもので、摺動面の摺接面積が大きく面圧も小さいも
のとなり、耐久性が向上し、変化の少ないＲｔのもとに
安定した差動作用ならびに差動制限作用を行うことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デフケースのポケ
ット内に収納されて互いに噛合する一対のピニオンギヤ
と、これらのいずれか一方にそれぞれ噛合するデフケー
スの回転軸と同軸の左右一対のサイドギヤとから構成さ
れる差動制限装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の差動制限装置は、デフケースの
ポケット内に収納されて互いに噛合する一対のピニオン
ギヤと、これらのいずれか一方にそれぞれ噛合するデフ
ケースの回転軸と同軸の左右一対のサイドギヤとから構
成されるものであるが、典型的な例として図５に示す特
開平８−２４７２６１号公報に開示されたものがある。
これは、左右のデフケース２０Ａ、２０Ｂを結合したデ
フケース２０のポケット内に収納され、デフケースの回
転軸と平行な回転軸を有する一対の互いに噛合するピニ
オンショートギヤ（図示省略）とピニオンロングギヤ２
２と、これらのいずれか一方にそれぞれ噛合するデフケ
ース２０の回転軸と同軸の左右のサイドギヤ２４、２５
とから構成されており（ピニオンロングギヤ２２の歯部
２２Ｂと右サイドギヤ２５の歯部２５Ａとが噛合し、図
示省略のピニオンショートギヤの歯部と左サイドギヤ２
４の歯部２４Ａとが噛合する）、左右のサイドギヤ２
４、２５間にはスラストブロック２６が介設されて、左
右のサイドギヤ２４、２５内周にスプライン嵌合等によ
り嵌合された左右の出力軸（図示省略）の内側端を突き
当てるように構成したものである。

【０００３】このように構成された差動制限装置におい
て、左右のサイドギヤ２４、２５にスプライン嵌合等に
より接続された左右の出力輪に接続された左右駆動輪の
いずれか一方が軽くスリップした場合、差動装置におけ
る他方の駆動輪に対して空転して前記一対のピニオンギ
ヤおよびサイドギヤ２４、２５間の空転駆動側のはす歯
噛合にて生じた噛合反力によってピニオンギヤの歯先外
周面がデフケースのポケット内周面に圧接されるととも
に、空転側のサイドギヤを背面に介設されたサイドワッ
シャを介してデフケースの内壁面に押圧して制動させ、
その分の制限された駆動力が静止側の駆動輪に転嫁さ
れ、ヘリカル差動装置の差動作用が制限されて泥濘地等
の悪路からの脱出がなされる。また、前記左右のサイド
ギヤ２４、２５間で、スラストブロック２６の外周には
センタワッシャ２８が介設されており、サイドギヤ２
４、２５が離反しない程度での摺接や、コースト時の圧
接時に強く摺接されることになる。また、センタワッシ
ャ２８として予圧付与部材としての皿ばね等が介設され
た場合には、インシャルトルク発生による差動制限機能
も有することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記センタ
ワッシャ２８が介設されているサイドギヤ２４、２５間
の摺動面については、スラストブロック２６の外周部に
位置することもあって、比較的径が大きく、接触面積が
規制されて面圧も高く、センタリング機能も充分とは言
い難く、摺接時の周速も高くなりがちであった。したが
って、発生する差動制限力の左右サイドギヤへの配分比
率（トランスファレシオ：Ｒｔ）も安定せず、変化が大
きくなる虞れも生じた。さらに、前記摺動面に介設され
るセンタワッシャ２８として予圧付与が可能な皿ばね等
を設置する場合には、ばね荷重すなわちイニシャルトル
ク特性も規制されてしまった。

【０００５】そこで本発明では、上記差動制限装置をさ
らに改良して、摺動面の摺動面積を大きくして安定した
差動制限力を得るとともに、耐久性をより向上させた差
動制限装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、デフケ
ースのポケット内に収納されて互いに噛合する一対のピ
ニオンギヤと、これらのいずれか一方にそれぞれ噛合す
るデフケースの回転軸と同軸の左右一対のサイドギヤ
と、これら各サイドギヤの内周にそれぞれ接続される左
右の出力軸とからなる差動制限装置において、前記一対
のサイドギヤの互いに対向する摺動面の内径を出力軸の
外径より軸心側まで延設させたことを特徴とするもので
ある。また本発明は、デフケースのポケット内に収納さ
れて互いに噛合する一対のピニオンギヤと、これらのい
ずれか一方にそれぞれ噛合するデフケースの回転軸と同
軸の左右一対のサイドギヤと、これら各サイドギヤの内
周にそれぞれ接続される左右の出力軸とからなる差動制
限装置において、前記一対のサイドギヤ間に配設される
摺動部材の内径を出力軸の外径より軸心側まで延設させ
たことを特徴とするものである。また本発明は、前記摺
動部材がサイドギヤにスラスト力を付与するように構成
されたことを特徴とするものである。また本発明は、前
記摺動部材のセンタリングが軸心にてなされるように構
成したことを特徴とするもので、これらを課題解決のた
めの手段とするものである。

【０００７】

【実施の形態】以下、本発明の差動制限装置の実施の形
態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の差動制
限装置の第１実施の形態を示す全体断面図である。図１
に示すように、本発明の差動制限装置は、例えば、左デ
フケース１Ａによって蓋状に閉じられた右デフケース１
Ｂ内にデフケース１の回転軸と平行に軸方向に伸びて穿
設されたポケット内に一対の互いに噛合するピニオンロ
ングギヤ２とピニオンショートギヤ３（ピニオンショー
トギヤ３については図３を参照、図面下方に描かれてい
るものは、複数の対の別の組合せに係るものである。実
際には一対のピニオンショートギヤとピニオンロングギ
ヤとは隣接配置されて噛合するものが、例えば４組、円
周上に等間隔で配置される。）が浮動状態にて収納さ
れ、これらのいずれか一方にそれぞれ噛合するデフケー
ス１の回転軸と同軸の左右のサイドギヤ４、５とから構
成される。図示の例では、ピニオンロングギヤ２の第２
歯部２Ｂと右サイドギヤ５の歯部５Ａとが噛合し、ピニ
オンショートギヤ３の歯部３Ａと左サイドギヤ４の歯部
４Ａとが噛合し、ピニオンロングギヤ２の第１歯部２Ａ
とピニオンショートギヤ３の歯部３Ａとが互いに噛合し
て構成されている。さらに、各サイドギヤ４、５の内周
には、図示省略の左右の出力軸（図４の９、１０参照）
がスプライン嵌合等により挿入接続される。

【０００８】本発明の最も特徴的な点は、これら各サイ
ドギヤの内周にそれぞれ接続される左右の出力軸とから
なる差動制限装置において、前記一対のサイドギヤの互
いに対向する摺動面の内径を出力軸の外径より軸心側ま
で延設させたことを特徴とするもので、左右のサイドギ
ヤ４、５の各対向面を有底状に構成して、これらに嵌合
される左右の出力軸の突当て部が形成されたもので、こ
れらの対向する摺動面同士が摺接するように構成され
る。これら左右のサイドギヤ４、５の対向する摺動面
に、後述する実施の形態のものようなセンタリング突起
と凹部を刻設してもよい。また、各サイドギヤ４、５の
背面には左右のデフケース１Ａ、１Ｂの内壁面との間に
左右のサイドワッシャ１１、１２が介設されていて、差
動歯車の噛合反力により生じたスラスト力を受けて各サ
イドギヤを制動する際の摩擦を受け持つ。なお、本発明
の差動歯車としては、前述したようなピニオンギヤの軸
とサイドギヤの軸とが平行なヘリカルタイプに限定され
ることなく、ピニオンギヤの軸とサイドギヤの軸とが直
交するウォームタイプの差動制限装置にも採用され得る
ことは言うまでもない。

【０００９】このような差動制限装置の動作を説明する
と、デフケース１に伝達されてきた回転駆動力は、デフ
ケース１のポケット内に配置された一対の互いに噛合す
るピニオンロングギヤ２とピニオンショートギヤ３と、
これらのいずれか一方にそれぞれはす歯噛合する左右一
対のサイドギヤ４、５との差動作用によって適宜に差動
配分されて左右のサイドギヤ４、５すなわち左右の駆動
輪に伝達される。通常の直線走行時には差動装置は差動
作用を行うことなく一体化して左右の駆動輪に駆動力を
伝達する。このとき、車輪の駆動抵抗に対するデフケー
ス側の駆動力によって各差動歯車間の噛合反力によって
各ピニオンギヤ２、３とポケットとの間および、各サイ
ドギヤ４、５の背面とデフケース１の内壁面との間に生
じたサイドワッシャ１１、１２を介しての差動制限力に
よって一体にロックされて強力に駆動力が伝達される。

【００１０】また、左右駆動輪のいずれか一方が軽くス
リップした場合、差動装置における他方の駆動輪に対し
て空転して前記一対のピニオンギヤおよびサイドギヤ
４、５間の空転駆動側のはす歯噛合にて生じた噛合反力
によってピニオンギヤの歯先外周面がデフケースのポケ
ット内周面に圧接されるとともに、空転側のサイドギヤ
を背面に介設されたサイドワッシャを介してデフケース
の内壁面に押圧して制動させ、その分の制限された駆動
力が静止側の駆動輪に転嫁され、差動装置の差動作用が
制限されて泥濘地等の悪路からの脱出がなされる。ま
た、前記左右のサイドギヤ４、５間の摺動面について
は、サイドギヤ４、５が離反しない程度での摺接や、コ
ースト時の圧接時に強く摺接されることになるが、本発
明のサイドギヤ４、５間の対向する摺動面は、内径を出
力軸の外径より軸心側まで充分に延設されているので、
摺接面積が大きく面圧も小さいものとなり、さらに摺接
の周速も小さい部分が多くを占めることになり、耐久性
が向上する。

【００１１】図２は、本発明の差動制限装置の第２実施
の形態を示す全体断面図である。本実施の形態のもの
は、前記第１実施の形態のものと同様に、左右のサイド
ギヤ４、５の各対向面を有底状に構成して、これらに嵌
合される左右の出力軸の突当て部としたもので、前記一
対のサイドギヤ４、５間に配設される摺動部材８の内径
を出力軸（９、１０）の外径より軸心側まで延設させた
ことを特徴とする。摺動部材８としては、センタワッシ
ャあるいは予圧付与部材としての皿ばね等が採用され
る。これら左右のサイドギヤ４、５の対向端面のいずれ
か一方（図示に例では左サイドギヤ４）の軸心に形成さ
れたセンタリング突起４Ｂに前記摺動部材８が嵌合して
センタリングがなされる。なお、本実施の形態でも、右
サイドギヤ５の対向端面に前記センタリング突起４Ｂを
受け入れるセンタリング凹部を刻設してもよいことは言
うまでもない。かくして、本実施の形態では、スラスト
ブロック等を廃止できて構成が簡素化される。

【００１２】図３は、本発明の差動制限装置の第３実施
の形態を示す全体断面図である。本実施の形態では、前
記左右のサイドギヤ４、５の対向端面間に、軸方向に分
割されたスラストブロック６、７を介設するとともに、
該分割されたスラストブロック６、７間に摺動部材８を
配設したものである。該摺動部材８の内径が出力軸の外
径より軸心側まで充分に延設されていることによって、
センタワッシャ機能を有する摺動部材８としての摺接面
積を大きく採ることが可能となった。摺動部材８は、分
割されたスラストブロック６、７の対向端面のいずれか
一方（図示に例ではスラストブロック６）の軸心に形成
されたセンタリング突起６Ａに嵌合してセンタリングが
なされる。なお、後述する図４の例のもののように、ス
ラストブロックの他方の対向端面に前記センタリング突
起６Ａを受け入れるセンタリング凹部を刻設してもよい
ことは言うまでもない。

【００１３】また、各サイドギヤ４、５の背面には左右
のデフケース１Ａ、１Ｂの内壁面との間に左右のサイド
ワッシャ１１、１２が介設されていて、差動歯車の噛合
反力により生じたスラスト力、あるいは後述するように
摺動部材８として予圧付与機能を有する皿ばね等が採用
された場合のインシャルトルクを受けて各サイドギヤを
制動する際の摩擦を受け持つ。また、本発明では、前述
したように、前記摺動部材８として例えば皿ばねを介設
し、予圧付与による差動制限用のイニシャルトルクをサ
イドギヤ４、５に付与するように構成することもでき
る。

【００１４】かくして、デフケース１に伝達されてきた
回転駆動力は、デフケース１のポケット内に配置された
一対の互いに噛合するピニオンロングギヤ２とピニオン
ショートギヤ３と、これらのいずれか一方にそれぞれは
す歯噛合する左右一対のサイドギヤ４、５との差動作用
によって適宜に差動配分されて左右のサイドギヤ４、５
すなわち左右の駆動輪に伝達される。通常の直線走行時
には差動装置は差動作用を行うことなく一体化して左右
の駆動輪に駆動力を伝達する。このとき、車輪の駆動抵
抗に対するデフケース側の駆動力によって各差動歯車間
の噛合反力によって各ピニオンギヤ２、３とポケットと
の間および、各サイドギヤ４、５の背面とデフケース１
の内壁面との間に生じたサイドワッシャ１１、１２を介
しての差動制限力によって一体にロックされて強力に駆
動力が伝達され、左右駆動輪のいずれか一方が軽くスリ
ップした場合、差動装置における他方の駆動輪に対して
空転して前記一対のピニオンギヤおよびサイドギヤ４、
５間の空転駆動側のはす歯噛合にて生じた噛合反力によ
ってピニオンギヤの歯先外周面がデフケースのポケット
内周面に圧接されるとともに、空転側のサイドギヤを背
面に介設されたサイドワッシャを介してデフケースの内
壁面に押圧して制動させ、その分の制限された駆動力が
静止側の駆動輪に転嫁され、差動装置の差動作用が制限
されて泥濘地等の悪路からの脱出がなされる。

【００１５】また、摺動部材８は左右のサイドギヤ４、
５間で、サイドギヤ４、５が離反しない程度での摺接
や、コースト時の圧接時に分割されたスラストブロック
６、７を介して強く摺接されることになるが、本発明の
摺動部材８は、内径を出力軸の外径より軸心側まで充分
に延設されているので、摺接面積が大きく面圧も小さい
ものとなり、さらに摺接の周速も小さい部分が多くを占
めることになり、耐久性が向上する。しかも、分割され
たスラストブロック６、７の対向端面のいずれか一方の
軸心に形成されたセンタリング突起に嵌合してセンタリ
ングがなされるので、差動および差動制限力のトルク配
分に乱れを生じることがなく、変化の少ないＲｔのもと
に安定した差動作用ならびに差動制限作用を行うことが
できる。また、センタワッシャ８として予圧付与部材と
しての皿ばね等が介設された場合には、摺接面積が大き
くて面圧が小さく、かつ良好にセンタリングされた予圧
付与部材により広い幅でのインシャルトルク設定が可能
となる上、高い耐久性のもとに安定した差動制限作用が
行えることとなった。

【００１６】図４は、本発明の差動制限装置の第４実施
の形態を示す全体断面図である。本実施の形態では、前
述した２例と異なり、左右のサイドギヤ４、５の内周に
スプライン等により嵌合された左右の出力軸９、１０同
士が突き当たるように構成されたもので、これら出力軸
９、１０の対向端面間にセンタワッシャあるいは皿ばね
等の予圧付与部材としての摺動部材８を介設するもので
ある。出力軸９、１０の対向端面間のいずれか一方（図
示に例では左出力軸９）の軸心に形成されたセンタリン
グ突起９Ａに前記摺動部材８が嵌合してセンタリングが
なされる。なお、本実施の形態では、右出力軸１０の対
向端面に前記センタリング突起９Ａを受け入れるセンタ
リング凹部１０Ａが刻設されるが、センタリング突起９
Ａを摺動部材８の厚みと略等しくして、センタリング凹
部１０Ａを省略することもできる。かくして、本実施の
形態では、スラストブロック等の部材を省略できるとと
もに、サイドギヤにスプライン溝を有するストレートな
内周孔を形成するだけでよく、構成が簡素化されて製作
も容易となる。

【００１７】以上、本発明の実施の形態を述べてきた
が、本発明の趣旨の範囲内にて、ピニオンショートギヤ
およびピニオンロングギヤの形状およびそれらの噛合形
態、それらの対の数、摺動部材の形状および材質、スラ
ストブロックの形状、左右のサイドギヤの形状およびそ
れらの配置形態、出力軸の形状、それらスラストブロッ
ク、サイドギヤおよび出力軸の摺動部材へのセンタリン
グ形態、予圧付与部材としての摺動部材の形状、ピニオ
ンギヤおよびサイドギヤのデフケースへの装着形態、差
動装置の形式等については適宜のものが採用され得る。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、デフケースのポケット内に収納されて互いに噛合す
る一対のピニオンギヤと、これらのいずれか一方にそれ
ぞれ噛合するデフケースの回転軸と同軸の左右一対のサ
イドギヤと、これら各サイドギヤの内周にそれぞれ接続
される左右の出力軸とからなる差動制限装置において、
前記一対のサイドギヤの互いに対向する摺動面の内径を
出力軸の外径より軸心側まで延設させたことにより、サ
イドギヤ間の対向する摺動面における摺接面積が大きく
面圧も小さいものとなり、さらに摺接の周速も小さい部
分が多くを占めることになり、耐久性が向上する。ま
た、前記一対のサイドギヤ間に配設される摺動部材の内
径を出力軸の外径より軸心側まで延設させた場合は、セ
ンタワッシャ機能を有する摺動部材としての摺接面積を
大きく採ることが可能となり、摺動面における摺接面積
が大きく面圧も小さいものとなり、さらに摺接の周速も
小さい部分が多くを占めることになり、摺動部材の耐久
性が向上する。

【００１９】さらに、前記摺動部材のセンタリングが軸
心にてなされるように構成したことにより、摺動部材
は、分割されたスラストブロックの対向端面間や左右の
サイドギヤ間の対向する摺接面間あるいは左右の出力軸
の対向面間の軸心に形成されたセンタリング突起に嵌合
してセンタリングがなされるので、差動および差動制限
力のトルク配分に乱れを生じることがなく、変化の少な
いＲｔのもとに安定した差動作用ならびに差動制限作用
を行うことができる。また、前記摺動部材がサイドギヤ
にスラスト力を付与するように構成された場合には、摺
接面積が大きくて面圧が小さく、かつ良好にセンタリン
グされた予圧付与部材により広い幅でのインシャルトル
ク設定が可能となる上、高い耐久性のもとに安定した差
動制限作用が行えることとなった。このように、本発明
によれば、摺動面の摺接面積を大きくして安定した差動
制限力を得るとともに、耐久性をより向上させた差動制
限装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示す
全体断面図である。

【図２】本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す
全体断面図である。

【図３】本発明の差動制限装置の第３実施の形態を示す
全体断面図である。

【図４】本発明の差動制限装置の第４実施の形態を示す
全体断面図である。

【図５】本発明の背景となった差動制限装置を示す全体
断面図である。

【符号の説明】

１デフケース１Ａ左デフケース１Ｂ右デフケース２ピニオンロングギヤ２Ａ第１歯部２Ｂ第２歯部３ピニオンショートギヤ３Ａ歯部４左サイドギヤ４Ａ歯部４Ｂセンタリング突起５右サイドギヤ５Ａ歯部６左スラストブロック６Ａセンタリング突起７右スラストブロック８摺動部材（センタワッシャ、皿ばね）９左出力軸９Ａセンタリング突起１０右出力軸１０Ａセンタリング凹部１１左サイドワッシャ１２右サイドワッシャ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】デフケースのポケット内に収納されて互
いに噛合する一対のピニオンギヤと、これらのいずれか
一方にそれぞれ噛合するデフケースの回転軸と同軸の左
右一対のサイドギヤと、これら各サイドギヤの内周にそ
れぞれ接続される左右の出力軸とからなる差動制限装置
において、前記一対のサイドギヤの互いに対向する摺動
面の内径を出力軸の外径より軸心側まで延設させたこと
を特徴とする差動制限装置。
【請求項２】デフケースのポケット内に収納されて互
いに噛合する一対のピニオンギヤと、これらのいずれか
一方にそれぞれ噛合するデフケースの回転軸と同軸の左
右一対のサイドギヤと、これら各サイドギヤの内周にそ
れぞれ接続される左右の出力軸とからなる差動制限装置
において、前記一対のサイドギヤ間に配設される摺動部
材の内径を出力軸の外径より軸心側まで延設させたこと
を特徴とする差動制限装置。
【請求項３】前記摺動部材がサイドギヤにスラスト力
を付与するように構成されたことを特徴とする請求項２
に記載の差動制限装置。
【請求項４】前記摺動部材のセンタリングが軸心にて
なされるように構成したことを特徴とする請求項２また
は３に記載の差動制限装置。