JPH03260437A - 車両用デファレンシャル装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両用デファレンシャル装置に関する。

［従来の技術］ 車両の左右の前輪の回転差を吸収するフロントデファレ
ンンヤル装置、左右の後輪の回転差を吸収するリアデフ
ァレンシャル装置、前輪と後輪（７）回転差を吸収する
センターデファレンシャル装置は、周知である。

特開昭４８−１６３３４．同４９−４３３２３号、同４
．９−５０６２５号に開示されているデファレンシャル
装置は、路面抵抗の小さい車輪に付与される駆動トルク
に比べて、路面抵抗の大きい車輪に付与される駆動トル
クを大きくできる。ここで、路面抵抗とはμ・Ｗである
（μ・・路面の摩擦係数、Ｗ・・・タイヤに加わる荷重
）。

上記デファレンシャル装置は、エンジンからトルクを伝
達されるハウジングと、このハウジングを貫通する一対
のシャフトを有している。一対のシャフトは一直線上に
配され、各々か少なくとも１つの車輪に連携されており
、その端部がノ１ウシング内て間隔をおいて互いに対向
している。これら一対のシャフトの端部には、それぞれ
一対のサイドギアかスプライン結合されており、両者の
間の回転伝達が可能になっている。サイドギアの外周に
はスクリューギア部が形成されている。また、ハウシン
グには一対のエレメントギアが回転可能に支持されてい
る。エレメントギアの回転軸は／ヤ７ト　サイドギアの
回転軸と交差している。各エレメントギアは、スクリュ
ーギア部と連携ギア部を有している。各エレメントギア
のスクリューギア部は対応するサイドギアのスクリュー
ギア部にかみ会う。一対のエレメントギアの連携ギア部
は互いにかみ合う。上記サイドギアとエレメントギアの
かみ合い、エレメントギア同士のかみ合いによって、デ
ファレンシャルギアが構成されている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成のデファレンシャル装置では、サイドギアは筒
形状をなしており、その外周にスクリューギア部が形成
され、内周にスプライン部が形成されている。これらス
クリューギア部とスプライン部が軸方向において同じ位
置にあるため、次の問題があった。

スプライン部は、伝達すべき駆動トルクに見合ったスプ
ライン部自身の強度およびシャフトの強度を得るため、
充分な大きさの径を必要する。また、スプライン部を囲
む周壁は必要な強度を得るために充分な肉厚を必要とす
る。このため、スプライン部の外側に位置するスクリュ
ーギア部の径か大きくなり、これに伴い、スクリューギ
ア部にかみ合うエレメントギアの位置もサイトギアの回
転軸から遠くなる。この結果、サイドギアおよびエレメ
ントギアを収容するハウジング、およびこのハウジング
を収容するデファレンシャルケースの径か大きくなる。

このように、デファレンシャル装置の径か太きいため、
車高を高くするか、車室内空間を垂直方向に狭くしなけ
ればならなかった。

［課題を解決するための手段〕 本発明は上記課題を解決するためになされたもので、そ
の要旨は、少なくとも一方のサイドギアでは、上記スク
リューギア部とスプライン部が軸方向に分離されている
ことを特徴とする車両用デファレンシャル装置にある。

し作用］ サイドギアのスプライン部とスクリューギア部が軸方向
に分離されているため、両者の径によってサイドギアの
肉厚が決定されることがない。したか１で、サイドギア
のスプライン部の径を充分なノくきさにしながら、スク
リューギア部の径を小さくすることが可能となり、ひい
てはテファレン／ヤル装置の径を小さくすることができ
る。

１実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図、第２図に基ついて説
明する。第１図は、四輪駆動車に用いられるセンターデ
ファレンンヤル装置を示す。この装置の図における左側
は車両の前側に位置し、右側は車両の後側に位置してい
る。この装置は、ハウシング１０を有している。ハウシ
ング１０は筒部１１と、筒部１１の両端に形成された端
壁１２１３と、端壁１２，１３からそれぞれ軸方向に延
びる補助筒部１４．．１５を有している。筒部１１には
、例えば３つの開口１１ａが形成されている。

端壁１２，１３には、それぞれ段１２ｂ、１．３ｂ付き
の開口１２ａ、１３ａが形成されている。前側の筒部１
４の内周にはスプライン部１４．　ａが形成されている
。

ハウジングｌＯはデファレンシャルケース（図示しない
）に収容されており、補助筒部１４，１５の外周にそれ
ぞれ配された軸受手段（図示しない）によりデファレン
シャルケースに回転可能に支持されている。補助筒部１
４にはホロー／ヤフト（図示しない）の端部が挿入され
てスプライン結合されており、エンジン（動力源）から
クラッチ、トランスミッション、ホローシャツトラ介シ
てハウジング１０に駆動トルクが伝達されるようになっ
ている。

上記ハウジング１０の前側の端壁１２の開口１２ａには
、フロントプロペラシャフト２０が貫通しており、後側
の端壁１３の開口１３ａにはリアプロペラシャフト３０
が貫通している。これらプロペラシャフト２０．３０は
、−直線上に配されており、開口１２ａ、１３ａの軸方
向における外側部分に配された軸受１８，１９を介して
、／％ウジング１０に回転可能に支持されている。プロ
ペラシャフト２０．３０の回転軸はハウジング１０の回
転軸と一致している。フロントプロペラシャフト２０は
、上述したホロー／ヤフトを通り、ハウジ用ク川Ｏ外の
端部力、フロントデファレンンヤル装置を介して左右の
前輪に連携されている。

リアプロペラシャフト３０のハウジング１０外の端部は
、リアデファレンシャル装置を介して左右の後輪に連携
されている。

７”ｏベランヤフト２０．３０の他方の端部ハウジング
１０内に入っており、互いに離れて対向している。これ
ら端部の外周には、スプライン部２０ａ、３０ａがそれ
ぞれ形成されており、これら端部に一対のサイドギア４
０．５０がそれぞれ連結されている。

前側のサイドギア４０は、軸方向に沿って第１部分４１
と第２部分４２を有している。ノ＼ウジング１０の端壁
１２に近い第１部分４１の外径は、端壁１２から遠い第
２部分４２より大径に形成されている。第１部分４１は
端面から軸方向に延びる穴４３を有し、その内周にはス
プライン部４１ａが形成されている。第２部分４２は中
実円柱形状をなし、その外周にはスクリューギア部４２
ａが形成されている。サイドギア４０の第１部分４１に
はフロントプロペラ７ヤフト２０の端部が挿入され、両
者のスプライン部４１ａ、２０ａの結合により、両者の
間の回転伝達が可能となる。

後側のサイドギア５０は前側のサイドギア４０と同一形
状をなしており、スプライン部５１ａを形成した穴５３
を有する第１部分５１と、スクリューギア部５２ａを形
成した第２部分５２とを備えており、リアプロペラシャ
フト３０の端部にスプライン結合されている。

ハウジング１０には、それぞれ開口１１ａに対応した位
置において、三対のエレメントギア６０゜７０が回転可
能に支持されている。前側のエレメントギア６０は、第
２図に最もよく示されているように、スクリューギア部
６１と、その両端に形成されたスクリューギア部６１よ
り大径のスパーギア部６２．６２　（連携ギア部）とを
備えている。

エレメントギア６０にはジャーナルピン６５が貫通して
おり、このジャーナルピン６５の両端部は、ハウジング
１０の孔（開口１１ａの周方向における両側部に形成さ
れている）に差し込まれて支持されている。エレメント
キ７６０の回転軸は、／ヤント２０．３０およびサイト
ギア４０，５０の回転軸と９０度で交差している。

後側のエレメントギア７０も前側のエレメントギア６０
と同一形状をなしており、スクリューギア部７１とスパ
ーギア部７２．７２を備え、ジャーナルピン７５を介し
てハウジング１０に回転可能に支持されている。各エレ
メントギア７０の回転軸は対をなすエレメントキ７６０
の回転軸と平行をなしている。

前側のエレメントギア６０のスクリューギア部６１は、
前側のサイトギア４０のスクリューギア部４２ａとかみ
合っている。後側のエレメントギア７０のスクリューギ
ア部７１は、後側のサイトギア５０のスクリューギア部
５２ａとかみ合っている。上記対をなすエレメントキ７
６０，７０のスパーギア部６２．７２は互いにかみ合っ
ている。

これらのかみ合いによって、デファレンシャルギア８０
か構成される。

端壁１２の環状の段１２ｂと、これに対向するサイドギ
ア４０の端面との間には、ワッ／ヤ８１８２か介在され
ている。また、端壁１３の段１３ｂと、サイドギア５０
の端面との間にも、ワッシャ８３，８４が介在されてい
る。さらに、サイドギア４０．５０の互いに対向する端
面間にもワッシャ８５が介在されている。これらサイド
ギア４０．５０の対向する端面には、ワッシャ８５の内
側に入り込んでこれを支持するための凸部４４５４が形
成されている。

上述構成において、まずセンターデファレンシャル装置
の一般的な作用について説明する。エンジンからの駆動
トルクが、ホローシャフト等を介してハウジング１０に
伝達され、更にこのハウジング１０から、デファレン７
ャルギア８０を介してプロペラシャフト２０．３０に伝
達される。

車両がスリップを伴うことなく直進している状態ではデ
ファレン７ャルギア８０はエレメントギア６０，７０が
回転しない非差動状態にある。

車両が例えば曲がりながら走行する場合には、デファレ
ン７ャルギア８０が作動してエレメントギア６０，７０
か回転し、これによりフロントブロペランヤフト２０と
リアブロペランヤフト３０の回転速度の相違を吸収する
。

上記非差動状態において、前輪と後輪での路面抵抗が同
一である状態、ないしは前輪、後輪に付与される駆動ト
ルクがスリップを起こさない限界値（路面抵抗によって
決定される）に達していない状態（以下、これらの状態
を基本状態と称することにする）では、ハウジング１０
からプロペラシャフト２０．３０へ分配される駆動トル
クが等しい。前輪、後輪の路面抵抗が異なると、これに
対応して前輪、後輪への駆動トルクの分配比が異なり、
例えば２５　＋　７５〜７５　：　２５の範囲で変化す
る。

上記駆動トルク分配比の変化のメカニズムは公知である
ので、概略的に説明すると、エレメントギア６０，７０
のスクリューギア部６１．７１から、それぞれサイドギ
ア４０．５０のスクリューギア部４２ａ、５２ａへ付与
される力の軸方向の分力により、例えば、ワッシャ８５
を介してサイドギア４０，５０間に摩擦力か生し、ワ、
／ヤ８３．８４を介してサイドギア５０とハウジング１
０の端壁Ｉ３との間に摩擦力か生しる。これら摩擦力等
により上述のトルク分配比の変化か生じるのである。

次に、本発明において最も重要な構成要素であるサイト
ギア４０，５０について詳述する。サイドギア４０にお
いて、スプライン部４１ａと、スクリューギア部４２ａ
が軸方向に分離されている。

このため、スプライン部４１ａの径は、スクリューギア
部４２ａの径に制約されず、サイドギア４０からフロン
トプロペラソヤフト２０への駆動トルクの伝達の際に充
分な強度を得られる大きさにすることができる。本実施
例ではプロペラシャツ１−２０とほぼ同径である。

また、スプライン部４１ａを囲むサイドギア４０の周壁
を、充分な強度を得られる肉厚にすることができる。こ
の周壁の外周にはエレメントギア６０か配されず、その
肉厚がハウジング１ｏの径に直接影響を与えないためで
ある。

他方、スクリューギア部４２ａの径を、スプライン部４
１ａの径に制約されず小さくすることかできる。本実施
例ではスクリューギア部４２ａの歯底円の径か、スプラ
イン部４１ａの径とほぼ等しい。

後側のサイドギア５０についても同じである。

サイドギア４０，５０のスクリューギア部４２ａ。

５２ａの径が小さいので、これにかみ合うエレメントギ
ア６０，７０もサイドギア４０．５０の回転軸に近付け
ることができ、ひいてはハウジング１０の径を小さくで
き、デファレンシャルケースの径を小さくできる。

上記のようにしてデファレンシャル装置の径を小さくで
きるので、車両の高さを抑えることができ、単室を垂直
方向に広くすることができる。なお、このデファレンシ
ャル装置は、従来構造に比べて軸方向に長（なるが、こ
の方向では車両のスペースに余裕があるから問題になら
ない。

次に、本発明の他の実施例をそれぞれ第３図。

第４図に基づいて説明する。なお、これら実施例におい
て、先行して説明する実施例に対応する構成部材につい
ては同番号を付してその詳細な説明を省略する。

第３図に示す実施例では、後側のサイドギア５０のスク
リューギア部５２ａの径か、前側のサイトギア４０のス
クリューギア部４２ａの径より大きくなっている。した
がって、基本状態において、ブロベラシャフ１−２０．
３０へ分配される駆動トルクは異なっており、その比は
、スクリューギア部４２ａ、５２ａのピッチ円径の比と
等しい。詳述すると、上記基本状態では、ハウジング１
０からの駆動トルクがエレメントギア６０，７０を介し
てのみサイドギア４０，５０へ分配されるが、この際、
エレメントギア６０，７０からサイドギア４０，５０へ
の力の伝達は、スクリューギア部４２ａ、６１の接触点
、スクリューギア部５２ａ。

７１の接触点を介して行われる。したがって、サイドギ
ア６０．７０への駆動トルクの分配比は、上記接触点と
回転軸の距離の比に等しく、サイドギア６０．７０のピ
ッチ円径の比に実質的に等しいのである。

前輪と後輪での路面抵抗が異なる場合には、上記基本状
態でのトルク分配比を基準にして、路面抵抗に応して変
化する。本実施例では、前述したように基本状態での駆
動トルクの分配がリアプロペラシャフト３０へ多く、フ
ロントプロペラシャフト２０へ少なく分配されるから、
駆動トルク分配比の変化の仕方も第１図の装置と異なる
。すなわち、分配比の変化の範囲が、リアプロペラシャ
フト３０への駆動トルクが犬となる方向にシフトするの
である。例えば、基本状態でのトルク分配比が４５＋５
５の場合には、トルク分配比は２０・８０〜７０　：　
３０まで変化する。また、基本状態でのトルク分配比が
３５：６５の場合には、トルク分配比は１０：９０〜６
０：４０まて変化できる。

上述したように、第３図の実施例では、前輪への駆動ト
ルクに対する後輪への駆動トルクの比を大きくできるの
で、後側の荷重負担が大きい車両に適している。詳述す
ると、荷重負担か小さい前輪では路面抵抗も小さく、ス
リングしない駆動トルクの限界値が低いため、前輪の駆
動トルクはこの限界値に容易に達する。この時、トルク
分配比か後輪に大となるように変化する。前輪への駆動
トルクか小さくても、上記分配比の上限は例えば１０：
９０であり、後輪への駆動トルクを最大で前輪への駆動
トルクの９倍程度にすることができるから、エンジンか
らの駆動トルクを余すことなく利用して車両に充分な推
進力を付与することかできる。特に、急発進時及び登板
時には荷重分担がより後側に偏るため、後輪と前輪の路
面抵抗の差が著しいものとなるが、この場合でも、上記
の分配比１０：９０によりエンジンからの駆動トルクを
最大限利用できるのである。

第３図の実施例では、エレメントギア６０，７０のスク
リューギア部６１．７１のピッチ円径の比は、上記スク
リューギア部４２ａ、５２ａのピッチ円径の比に等しい
。スクリューギア部４２ａ。

５２ａは、モジュール、圧力角、ねじれ角等のファクタ
ーが互いに等しく、歯数のみ異なる。また、スクリュー
ギア部６１．７１も互いに＠数のみ異なる。ただし、上
記駆動トルクの分配を実行するためには、第３図の形状
に制約されないことは勿論である。

第３図の場合、上記駆動トルクの分配比を得るためにス
クリューギア部４２ａ、５２ａの径を異ならせる必要が
あり、従来のサイドギアの構造では、後側のサイトギア
のスクリューギア部の径を大きしなければならない。し
かし、本発明を適用して、前側のサイドギア４０のスク
リューギア部４２ａをスプライン部４１ａと軸方向に分
離することにより、スクリューギア部４２ａの径を充分
に小さくすればよく、後側のサイトギア５０のスクリュ
ーギア部５２Ｈの径を大きくせずに済む。

この結果、デファレンンヤル装置の径を抑えることがて
きる。なお、この実施例では、第１図の実施例と同様に
後側のサイドギア５０についても本発明を適用してスク
リューギア部５２ａの径を小さくすることにより、デフ
アレン／セル装置の径をさらに小さくしている。

第３図において、後側のサイトギア５０において、第２
部分５２には、第１部分５１の穴５３に連なるとともに
これより小径の穴５５か形成されている。この穴５５に
は、リアプロペラシャフト３０のスプライン部３０ａか
ら延ひる小径の突出部３５か挿入されている。これによ
り、エレメントギア７０からサイドギア５０に力が付与
された時でも、このサイドギア５０の回転軸をリアプロ
ペラシャフト３０の中心軸と一致させることができる。

第４図の実施例では、第３図の実施例と同様に、基本状
態でのプロペラシャフト２０．３０への駆動トルクの分
配を異ならせている。ただし、この実施例では、前側の
サイトギア４０のみスプライン部４１ａとスクリューギ
ア部４２ａとが軸方向に離れている。他方、後側のサイ
ドギア５０には、軸方向に延びる貫通孔５６が形成され
ており、この貫通孔５６のほぼ全長にわたってスプライ
ン部５１ａが形成されている。このスプライン部５１ａ
およびこれにかみ合うリアプロペラシャフト３Ｏのスプ
ライン部３０ａは、前側のサイトギア４０のスプライン
部４１ａおよびこれにかみ会うフロントプロベランヤフ
ト２０のスプライン部２０ａとほぼ同径であるかこれよ
り長いため、より大きな駆動トルクの伝達に耐えられる
。

本発明は上記実施例に制約されず種々の態様か可能であ
る。例えば、第１図の装置は、センターデファレンシャ
ル装置に限らず、フロントテファレン／ヤル装置１　リ
アデファレンシャル装置にも適用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明では、サイドギアのスプラ
イン部の径を充分な大きさにしなから、サイドギアのス
クリューギア部の径を小さくすることが可能となり、そ
の結果、デファレンシャル装置の径を小さくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるデフアレン／セル装置の一実施
例を示す断面図、第２図は第１図のデファレンシャル装
置におけるサイドギアとエレメントギアのかみ今い状態
を示す斜視図である。第３図１第４図は、それぞれデフ
ァレンシャル装置の他の実施例を示す断面図である。 １０・　ハウシング、２０．３０・ンヤフト、４０．５
０・・サイトギア、４１ａ、５１ａ・・・スプライン部
、４２ａ、５２ａ　　スクリューギア部、６０．７０・
・エレメントギア、６１．７１−スクリューギア部、６
２．７２・・・連携ギア部（スバーギア部）、８０・デ
ファレンシャルギア。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）イ）車両の動力源からトルクを伝達されるハウジ
   ング。 ロ）各々が少なくとも１つの車輪に連携された一対のシ
   ャフト。一対のシャフトは互いに一直線上に配されて上
   記ハウジングを貫通し、その端部がハウジング内で対向
   している。各シャフトの上記端部外周にはスプライン部
   が形成されている。 ハ）一対のシャフトにそれぞれ連結された一対のサイド
   ギア。このサイドギアは、外周にスクリューギア部を有
   し、内周にスプライン部を有している。サイドギアとシ
   ャフトのスプライン部が結合することにより、両者の間
   の回転伝達が可能となる。 ニ）ハウジングに回転可能に支持された少なくとも一対
   のエレメントギア。エレメントギアの回転軸はシャフト
   およびサイドギアの回転軸と交差している。各エレメン
   トギアは、スクリューギア部と連携ギア部を有している
   。各エレメントギアのスクリューギア部は対応するサイ
   ドギアのスクリューギア部にかみ合う。一対のエレメン
   トギアの連携ギア部は互いにかみ合う。 上記構成をなす車両用デファレンシャル装置において、
   少なくとも一方のサイドギアでは、上記スクリューギア
   部とスプライン部が軸方向に分離されていることを特徴
   とする車両用デファレンシャル装置。