JPH0235171B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な型の差動装置において、傾斜面
の原理により、二つの軸たとえば自動車またはキ
ヤタピラ車の両方の駆動歯車の軸の間の回転数を
平衡せしめ得るようになつた差動装置に関する。
この伝導装置はさらに、在来普通の差動装置を使
用しているあらゆる場合に使用することができ
る。

この新規な差動装置は在来の差動装置に比して
構造が実質的に緊密であり、製造が容易であり、
したがつて安価である。差動装置内の摩擦は少な
く、走行は静かであり、かつ耐用寿命が永い。し
たがつて本発明の目的は新規な差動装置におい
て、在来の差動装置の機能を保有し、しかもこれ
に比して前述の如き利点を有する差動装置を供す
ることである。

この差動装置は自動車の場合は乾燥した道路上
を走行する時に普通の差動装置と同様に作動し、
すなわち出力はすべての車輪に均一に分配され
る。乾燥道路上において曲線走行を行う場合にも
普通の差動装置と同様に作動し、すなわち外方車
輪は内方車輪に比して長い距離を走行する。しか
しながら一つの車輪が、たとえば平滑な氷面の上
にある場合の如く抵抗を受けず、かつ他の車輪が
普通の抵抗を受けるような場合には、在来の差動
装置は機能を発揮しない。その理由は一つの車輪
が２倍の速度で回転し、他の車輪が静止状態に止
るからである。本発明による新規な差動装置はこ
のような場合においてもすぐれた性能を有してい
る。その理由は両方の車輪が同じ回転数で回転
し、すなわち前記の如き状態においても発進し得
るからである。これが可能となるのは両方のカム
皿の間に、ロール体によつて軸線方向の圧力が生
じ、この圧力が両方の車輪に同じモーメントを加
えるようになるためである。

次に添付図面によつて本発明の実施例を説明す
る。

次にカム面当り４個のロール体を有する実施例
を説明する。しかしながら相応してカム面を変え
得る場合には、カム面当りのロール体の数はこれ
より多くまたは少なくなし得ることは明らかであ
る。

第１図には差動装置によつて駆動し得る二つの
軸２，４が示されており、これらの軸の回転運動
は普通の差動装置の場合における如く相互に平衡
せしめられる。前記軸２，４は差動装置のケーシ
ング半部分６，８を通つて延び、該ケーシング半
部分自体は平軸受またはころ軸受１０，１２を通
してケーシング（図示せず）の中に軸持されてい
る。前記ケーシング半部分６，８自体は動力取出
部材、たとえば冠歯車１４に堅く結合または螺合
され、この時前記動力取出部材には普通の態様で
駆動モータの出力が与えられ、差動装置ケーシン
グ全体を回転させるようになつている。

前記二つの軸２，４は図示の如くその内端にス
プラインを有し、該スプラインは皿形カム１６，
１８の中央に対応するように形成されたスプライ
ンと係合するようにされている。これと異なる結
合方法も使用することができる。前記皿形カムは
相互に向い合つた端面に、それぞれ軸線方向内方
または外方に向いたカム面を有し、これらカム面
は後で詳述するローラ体を受入れるように形成さ
れ、またはローラ体の形に相応した他の断面を有
するものとなすことができる。前記カム面は図示
の如く伝動装置の軸線に対して同心的に配置する
ことができる。

第４図にはカム面の展開が示されている。図に
よつて明らかな如く、各カム面の高さは軸線方向
に見て可変的に形成され、すなわち二つの前後に
連続する正弦曲線のように形成され、皿形カムの
周囲360度にわたつて分配されている。この場合
内方カム面は外方カム面に対して位相がたとえば
45度ずらされ、すなわち皿形カムがそれ自体の軸
線のまわりを（第１図に示された回転軸線のまわ
りを）回転した時に、内方カム面の最大高さが周
囲方向に見て、所定の定点を外方カム面の最大高
さよりたとえば45度だけおくれて通るようにされ
ている。なお前記カム面はその位相が相互にずれ
ないように配置することができ、ただしこの場合
は相互に関係する内方および外方ロール体が、た
とえば45度ずれるようにされる。このような変型
は第２ａ図および第５ａ図に示されている。

第１図に示される如く、両方の皿形カム１６，
１８は相互に相対するように位置し、この時内方
および外方カム面の間の空隙は小さなおよび大き
なロール体２０，２２によつて満されるようにさ
れる。これらロール体はこの実施例においては樽
形に形成され、かつ場合によつては減摩中間層を
介して隣接する端面が平らに研磨され、前記ロー
ル体が相互に回転し得るように、かつ回転軸線に
対して横方向に移動するように、すなわち第２図
の場合は図面の面に対して直角に移動し得るよう
にされる。

ロール体が第２図または第３図に示される如
く、その回転軸線のまわりを回転することがで
き、かつ前述の如く第２図の面に対して直角に移
動し得るようにするために、大きな各ロール体２
２はその平らに研磨された端面と反対の側に内向
き円錐３８を有し、この円錐の中に対応する外向
き円錐３７を備えた案内、すなわち摺動部材２４
が差し込まれている。このようにして回転軸受２
１が形成される。この案内部材２４は第２図およ
び３図に示される如くその外向き端面にＶ形溝２
６の形をなした直線状案内２３と、相手支承部材
としての対応する楔面とを有している。前記Ｖ形
溝は図の面に対して直角に延びている。大きなロ
ール体２２のこのような支承状態によつて、該ロ
ール体はそれ自体の軸線２５，２９のまわりを回
転し得ると共に、図の面に対して直角に、すなわ
ち案内部材２４のＶ形溝２６の配置に対応して移
動することができる。前記案内部材２４はさらに
力伝達部材、すなわち冠歯車１４内に支持され、
この場合前記冠歯車対応するＶ字形案内２３を備
えている。小さなロール体２０は実際的に同じ態
様で冠歯車の中央に支持され、すなわち該冠歯車
のボスの部分において、すなわち比較し得るよう
に形成された案内および摺動部材２８を通して支
持される。小さなロール体２０はその内向き端面
に外方円錐４７を有し、該円錐は前記摺動部材２
８と係合し、回転軸受３１を形成するようになつ
ている。摺動部材２８はさらにその内向き面にＶ
形楔面２７を備え、該楔面は冠歯車１４の中央す
なわちボス内の対応する案内溝の中に支持されて
いる。

回転軸受および直線状案内は他の態様で形成さ
れた案内部材２４，２８によつても得ることがで
きる。たとえば前記内方および外方円錐の位置を
逆にすることができ、同様にＶ形溝および楔面の
位置を反対にすることができる。回転軸受および
直線状案内はさらに同様に作動する他の構造部材
によつても得られる。ロール体２０，２２の前記
の如き支持態様により、これらロール体は第２図
で見て相互に無関係に、かつカム面の形にしたが
つて図の面に対して直角に、昇降するようになす
ことができる。前記カム面の展開は第４図に示さ
れている。この実施例においては相互に90度ずれ
た４個のロール体２０，２２が使用され、これら
ロール体が摺動部材２４，２８によつて支持さ
れ、90度ずれた配置以外の配置が得られないよう
になつていることがわかる。内方および外方カム
面３０，３２上において作用する小さなロール体
２０および大きなロール体２２の配置は特に第２
図に良く示されている。

力伝達部材、すなわち歯車１４が駆動装置によ
つて回転せしめられれば、４個の小さなロール体
２０および大きなロール体２２と、摺動部材すな
わち案内部材２４，２８とよりなる第２図の“十
字”は必然的に回転する。内方および外方カム面
３０，３２は第４図に示される如く、周囲に分配
された異なる高さを有し、さらに相互に45度ずれ
た位相を有しているから、両方の軸２，４が同じ
抵抗を受ければ、これら両軸に対する駆動力は普
通の差動装置の場合と同様に等しい。すなわち、
第４図において実線で示した場合に相当し、互い
に対向する外方カム面が力伝達部材の回転面に関
して対称になるような位置関係になつている。こ
の時、ロール体２２は対向する両カム面から等し
い力を受けて上下に移動することはなく、ロール
体と両皿形カムとは一体になつて回転し、車両は
直線走行をする。これに対し、曲線走行を行おう
とする場合には、内方の車輪は外方の車輪よりも
大きい抵抗を受け、第４図において破線で示した
ように、ロール体２２は内輪に対応するカム面
（下側実線）に押されて上方に移動し、外輪に対
応するカム面（上側破線）を右方に移動させる。
この場合内輪の回転速度はロール体の回転速度よ
りも小さく、外輪の回転速度はロール体の回転速
度より大きくなつて、曲線走行の状態になる。す
なわち、軸２，４への力の配分が、カム面３２，
３０の傾斜面に衝接するロール体２０，２２の軸
方向の移動により実行されるのである。さらに、
内方カム面と外方カム面とが45度位相を異にして
いるため、死点が存在しない。死点とは、すべて
のロール体が同時に、力伝達部材の軸方向に向い
た力を該軸に垂直な面において作用させる状態、
いいかえれば、すべてのロール体が、カム面の正
弦曲線の頂点または底点においてカム面に接触し
ている状態である。内外のカム面が45度位相を異
にしている場合には、内外いずれかのカム面にお
いてロール体が上述のような死点位置にあると
き、他方のカム面においてはロール体の軸方向の
力はカム面の傾斜が最も急な領域に作用するので
ある。かくて、ロール体２０，２２を介して両皿
形カム１６，１８の間に作用する軸方向の力が、
両軸２，４の間の馬力、回転速度の配分をもたら
すのである。

ロール体２０，２２が力伝達部材の軸方向に前
後に運動するとき、ロール体はカム面に対し回転
運動を行い、この回転運動がロール体とカム面と
の間の摩擦を減少させている。摩擦をさらに少な
くするために、それぞれケーシング部分６，８と
皿形カム１６，１８との間に減摩円板３４，３６
が挿置され、該減摩円板はその端面に螺旋状に延
びる溝および軸と平行に延びる通路が設けられ、
差動装置のあらゆる部分に潤滑材を一様に分配す
るようになつている。

前述の駆動装置は減速駆動装置または加速駆動
装置として使用することができる。たとえば一つ
の軸における入力回転数が（ｎ）である時に他の
軸における出力回転数が（ｎ／２）となるように
することができる。

第７図には本発明の駆動装置を変速および加速
駆動装置として使用する１例が示されている。Ａ
およびＢは原理的なブレーキであり、該ブレーキ
は駆動装置のケーシング半部分を選択的に固定ま
たは釈放する時に役立つ。５１−５４および６
１，６２は別のブレーキを示し、これらブレーキ
は各皿形カムおよび第１図または２図の歯車１４
に対応する車輪を選択的に固定する時に使用され
る。

ブレーキＡ，Ｂおよび５２，５４を作動せし
め、かつ軸Ｘにｎなる回転数を与えれば、この軸
Ｘに結合されている皿形カム４１はロール体２
０，２２を通して車輪４２に回転運動を行わし
め、この回転運動は軸Ｙに伝達される。この回転
運動の回転数は（ｎ／２）である。次の集合体に
おいても同様な状態が起こり、軸Ｚの回転数は
（ｎ／４）となる。

次に第１駆動ユニツト（第７図の左方）が前述
の場合と同じ態様で作動しているものと仮定す
る。この時も軸Ｙの回転数は（ｎ／２）である。
第２の駆動ユニツト（第７図の右方）に対しては
ブレーキＢ、６２が作動すると共にブレーキ５
３，５４が釈放され、かつ軸Ｚが車輪４５の中央
とではなく、軸Ｘと皿形カム４１の結合と同様に
皿形カム４６を結合されているものと仮定する。
この時は駆動装置は軸Ｙの回転数（ｎ／２）と同
じ回転数で、しかも軸Ｚの回転数と反対となるよ
うに作動する。

次にブレーキＡが作動するが、ブレーキＢ、５
１，６１が釈放され、さらにブレーキ５２，５
３，６２，５４が作動する別の場合を仮定する。
この場合も軸Ｘにおける回転数ｎから出発して、
軸Ｙにおける回転数が（ｎ／２）になるものとす
る。次に右方の駆動ユニツトがブレーキ５３，６
２，５４の固着に起因して一体的に作動すれば、
軸Ｚの回転数は（ｎ／２）となる。

最後に両方のブレーキＡ，Ｂを釈放し、他のす
べてのブレーキ５１−５４，６１，６２が作動す
るようになすことができる。この時は軸Ｘにおけ
る回転数ｎは不変であり、軸Ｚにそのまま伝達さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は差動装置の好適な実施例の断面図；第
２図は第１図の中心面を通る垂直断面図；第２ａ
図は他の実施例の同様な断面図；第３図は駆動装
置内におけるロール体の配置と、正確な形とを示
す図；第４図は差動装置の同様に形成された両皿
形カムのカム面の展開図；第５図は皿形カムの側
面図；第５ａ図は位相ずれのないカム面を有する
皿形カムの側面図；第６図は前記カムの頂面図；
第７図はたとえば出力回転数を変えるために、変
速および減速駆動装置として使用した本発明によ
る駆動装置を示す図。 ２，４：軸、１４：冠歯車、１６，１８：皿形
カム、２０，２２：ロール体、１９，２３：直線
状案内、２４，２８：案内部材、３０，３２：カ
ム面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 力伝達部材１４を有し、駆動モーターから得
   られた回動運動を伝動装置によつて二つの軸に分
   配するようになつた差動装置において、軸線方向
   に相対する二つの皿形カム１６，１８を有し、前
   記皿形カムが力伝達部材と同軸をなすようにかつ
   該力伝達部材に対して回転自在に配置されている
   と共に軸２，４に連結され、前記皿形カム１６，
   １８が相互に向い合つた面の上に少なくとも一つ
   のカム面を有し、該カム面が円周上に延び、皿形
   カムの軸線方向に測つたカム面の高さが円周に沿
   つて変化しており、かつ前記両方の皿形カム１
   ６，１８のそれぞれのカム面３０，３２に対して
   少なくとも２個のロール体２０，２２が設けら
   れ、該ロール体がそれぞれ力伝達部材の空所内に
   配置され、ロール体の回転軸線が前記力伝達部材
   の半径方向に延び、かつロール体が前記回転軸線
   に対して垂直方向に移動し得るようになつている
   差動装置において、前記ロール体が案内および摺
   動部材２４，２８のような枢動軸受部材を介して
   前記力伝達部材１４に連結されており、該案内お
   よび摺動部材が力伝達部材の回転面に垂直な方向
   に移動可能であり、かつロール体を回転可能に支
   持していることを特徴とする差動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の差動装置にお
   いて、前記軸線方向に相対する２個の皿形カム１
   ６，１８が、互いに等しい形状を備え、かつ皿形
   カムの互いに向き合つた表面に、少なくとも１個
   の内方カム面３０と、少なくとも１個の外方カム
   面とが設けられている差動装置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   差動装置において、各ロール体２２，２０の端面
   側３９，４０が平らであり、かつ相対する端面側
   が案内および摺動部材２４，２８と共働し、該案
   内および摺動部材が前記ロール体２２，２０の直
   線状案内（２３，１９，第２図）および回転軸受
   ２１，３１をなしている差動装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の差動装置におい
   て、前記各直線状案内１９，２３がＶ形溝および
   楔面２７，２６として形成され、かつ前記各回転
   軸受３１，２１が内方円錐４８，３８および外方
   円錐４７，３７を有している差動装置。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項のいずれ
   かの項に記載された差動装置において、前記両方
   のロール体２２，２０がその平らな端面側３９，
   ４０によつて相互に、または力伝達部材１４に対
   して支持され、減摩中間層に対して支持されるよ
   うになつている差動部材。 ６ 特許請求の範囲第３項から第５項の何れか一
   つの項に記載された差動装置において、前記各案
   内および摺動部材２４，２８が各Ｖ形溝および楔
   面２６，２７によつて前記力伝達部材１４に対し
   て支持され、かつ回転軸受２１，３１を通してロ
   ール体の対応する端面側に対して支持されるよう
   になつている差動装置。 ７ 特許請求の範囲第３項から第６項の何れか一
   つの項に記載された差動装置において、前記回転
   軸受２１，３１の外方円錐３７，４７が前記案内
   部材２４，２８またはロール体２２，２０に対し
   て形成されている差動装置。 ８ 特許請求の範囲第１項から第７項までの何れ
   か一つの項に記載された差動装置において、前記
   ロール体の形が回転対称の樽形、円筒形または類
   似の形であり、かつ前記皿カムが前記の形に対応
   する断面を有するように形成されている差動装
   置。 ９ 特許請求の範囲第１項から第８項までのいず
   れか１項に記載の差動装置において、前記二つの
   皿形カム１６，１８のカム面３０，３２が二つの
   前後に連続せる正弦曲線のように形成され、かつ
   各皿形カム１６，１８上において内方カム面が外
   方カム面に対して、角度を有して位相ずれを有す
   るようになつている差動装置。 １０ 特許請求の範囲第１項から第８項までのい
   ずれか１項に記載の差動装置において、前記両方
   の皿形カム１６，１８上のカム面が二つの前後に
   連続せる正弦曲線のように形成され、該カム面が
   位相のずれを有せず、前記内方および外方カム面
   上を転がるロール体が相互に、角度間隔を有して
   いる差動装置。 １１ 特許請求の範囲第１項から第１０項までの
   何れか一つの項に記載されたる差動装置におい
   て、４個または他の任意の数の各ロール体２０，
   ２２が各カム面および力伝達部材の上に配置さ
   れ、かつその回転軸線が角度を有して相互にずら
   されている差動装置。 １２ 力伝達部材１４を有し、駆動モーターから
   得られた回転運動を伝動装置によつて二つの軸に
   分配するように構成された差動装置にして、軸線
   方向に相対する二つの皿形カム１６，１８を有
   し、該皿形カムが力伝達部材と同軸をなすように
   かつ該力伝達部材に対して回転自在に配置されて
   いると共に軸２，４に連結され、前記皿形カム１
   ６，１８が相互に向い合つた面の上に少なくとも
   一つのカム面を有し、該カム面が円周上に延び、
   皿形カムの軸線方向に測つたカム面の高さが円周
   に沿つて変化しており、かつ前記両方の皿形カム
   １６，１８のそれぞれのカム面３０，３２に対し
   て少なくとも２個のロール体２０，２２が設けら
   れ、該ロール体がそれぞれ力伝達部材の空所内に
   配置され、ロール体の回転軸線が前記力伝達部材
   の半径方向に延び、かつロール体が前記回転軸線
   に対して垂直方向に移動し得るようになつている
   差動装置を少なくとも１個含む加速、減速を可能
   にした変速装置において、前記ロール体が案内お
   よび摺動部材２４，２８のような枢動軸受部材を
   介して前記力伝達部材１４に連結されており、前
   記案内および摺動部材が力伝達部材の回転面に垂
   直な方向に移動可能であり、かつロール体を回転
   可能に支持していることを特徴とする加速、減速
   を可能にした変速装置。