JPH0581554U - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動ギヤの衝撃、振動、騒音やばねなどの異
常摩耗を低減して耐久性を高めたデファレンシャル装置
の提供を目的とする。 【構成】 この考案のデファレンシャル装置７は、エン
ジンの駆動力により回転駆動されるデフケース２１と、
デフケース２１に支持されたピニオンシャフト３１に回
転自在に支承されたピニオンギヤ３３と、それぞれがピ
ニオンギヤ３３と噛合うと共に車軸に連結された一対の
サイドギヤ３５，３７と、デフケース２１内周の円筒面
とピニオンギヤ３３との間に配置された球面ワッシャ３
９と、デフケース２１と球面ワッシャ３９との間でピニ
オンギヤ３３をサイドギヤ３５，３７に押圧するように
配置された板ばね４１とを備えたことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

特開昭５８−１４９４４０号公報に図６に示すようなデファレンシャル装置が 記載されている。これは差動機構２０１の差動制限用多板クラッチ２０３，２０ ３に皿ばね２０５でイニシャルトルクを与えるものである。又、図７に示すもの は、図６の装置と同様にデフケース２０７とサイドギヤとの間に多板クラッチが 配置されたデファレンシャル装置において、デフケース２０７とピニオンギヤ２ ０９との間に皿ばね２１１を配置し、ピニオンギヤ２０９をサイドギヤに押圧し 、発生するカムスラスト力により多板クラッチにイニシャルトルクを与えるよう に構成されている。

【０００３】 また、図８に示すようなデファレンシャル装置においては、デフケース３０１ 内に差動機構３０３と粘性流体により差動制限を行うカップリング装置３０５が 配置されている。ピニオンギヤ３０７は一方のサイドギヤ３０９及びカップリン グ装置３０５の側壁に形成された他方のサイドギヤ３１１と噛合い、デフケース とピニオンギヤとの間には球面ワッシャ３１３が配設されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、図６の装置では皿ばね２０５が相対回転するデフケース２１３とサイ ドギヤ２１５，２１５との間に配置されていると共に、皿ばね２０５のエッジで の当りが極部的であるから相方に摩擦が生じ易い。

【０００５】 図７の装置では円板状の皿ばね２１１は他部材との干渉を避けるために径ｄが 制限されるから、それだけばねが短くなり、ばね定数が大きくなると共に有効な 撓み量が小さくなる。撓み量が不充分であると撓みがピニオンギヤとサイドギヤ 間のバックラッシュに吸収されてばね力が多板クラッチに届かなくなる。この状 態ではイニシャルトルクによる差動制限力が得られず、悪路などで一方の車輪が 空転すると他方の車輪の駆動力も失われて車両の走破性が著しく低下する。

【０００６】 ピニオンギヤが皿ばねの撓みが零になる限界を超えて移動する毎にバックラッ シュ及び多板クラッチの押圧力が消失し又発生するような変化が生じ、ばね常数 が大きいことがこの変化を著しいものにする。従って、各ギヤの噛合い部と多板 クラッチで衝撃、振動、騒音などが生じ、耐久性が低下する。又、図７の装置で もピニオンギヤ２０９の回転により皿ばね２１１が異常摩耗を起し易い。

【０００７】 又、デファレンシャル装置に荷重が加わったときサイドギヤとの噛合い反力に よってピニオンギヤが移動する際に噛合い部の摩擦及びピニオンシャフトとの摩 擦によって衝撃が吸収されるが、皿ばねの撓み量不足によりピニオンギヤの移動 量を大きく設定できないから、この衝撃吸収効果も小さい。更に皿ばね２１１の ばね定数が大きくピニオンギヤ移動時の反力が大きいから噛合い部の衝撃もそれ だけ大きくなり耐久性を低下させる。

【０００８】 また、図８の装置では、差動機構の差動回転時にピニオンギヤと一対のサイド ギヤの噛合いによりガタ音が生じる。これは、これらの噛合い歯のバックラッシ ュによるものであり、ガタ音を防止する為に各ギヤの高精度化を行ったり、ワッ シャ３１５，３１７の板厚を変えたりしてガタ詰めを行っているが限界がある。 また経時的なギヤの摩耗によって噛合い歯のバックラッシュが大きくなり、さら に大きなガタ音を生じることがある。

【０００９】 そこで、この考案は、差動ギヤの衝撃、振動、騒音やばねなどの異常摩耗を低 減して耐久性を高めたデファレンシャル装置の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動される デフケースと、デフケースに支持されたピニオンシャフトに回転自在に支承され たピニオンギヤと、それぞれがピニオンギヤと噛合うと共に車軸に連結された一 対のサイドギヤと、デフケース内周の円筒面とピニオンギヤとの間に配置された 球面ワッシャと、デフケースと球面ワッシャとの間に配置されピニオンギヤをサ イドギヤに押圧するように配置された板ばねとを備えたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

板ばねは皿ばねと異なって外形に制限がないから、矩形の板ばねを用いて軸方 向は他部材と干渉しない程度の幅にしながらデフケースの周方向には充分な長さ を与えることができ、ばね定数を適度に小さくすると共にピニオンギヤの移動方 向に充分な撓み量が得られる。

【００１２】 従って、板ばねは常にバックラッシュ零の状態でピニオンギヤをサイドギヤに 押圧することができる。従って、差動ギヤでの衝撃、振動、騒音などが低減し、 耐久性が向上する。板ばねの撓み量が充分大きいから、ピニオンギヤの移動量を 大きく設定することが可能になり、デファレンシャル装置に荷重が加わったとき のサイドギヤとの噛合い部の摩擦及びピニオンシャフトとの摩擦による衝撃吸収 効果が大きく、又ばね定数が小さいから噛合い部への反力が小さく衝撃も小さい 。

【００１３】 又、板ばねをデフケースと球面ワッシャとの間に配置したから、ピニオンギヤ の回転による異常摩耗が生じない。

【００１４】

【実施例】

図１ないし図５により一実施例の説明をする。図１はこの実施例のデファレン シャル装置を示し、図５はこのデファレンシャル装置を用いた車両の動力系を示 す。以下、左右の方向はこの車両及び図１での左右の方向である。

【００１５】 図５のように、この動力系は、エンジン１、トランスミッション３、プロペラ シャフト５、リヤデフ７（後輪側に配置された図１のデファレンシャル装置）、 後車軸９，１１、左右の後輪１３，１５、左右の前輪１７，１９などから構成さ れている。エンジン１の駆動力はトランスミッション３とプロペラシャフト５と を介してリヤデフ７に伝達され、後述のように、リヤデフ７を介して左右の後輪 １３，１５に分配される。

【００１６】 リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリヤ２３内に回転自在に配置されてい る。デフケース２１にはリングギヤ２５が固定され、このリングギヤ２５はドラ イブピニオンギヤ２７と噛合っており、このドライブピニオンギヤ２７はプロペ ラシャフト５側に連結されたドライブピニオンシャフト２９と一体に形成されて いる。こうして、デフケース２１はエンジン１の駆動力により回転駆動される。

【００１７】 図１のように、デフケース２１にはピニオンシャフト３１が支持され、ピニオ ンシャフト３１にはピニオンギヤ３３，３３が回転自在に支承されている。これ らのピニオンギヤ３３，３３には左右のサイドギヤ３５，３７が噛合っており、 左のサイドギヤ３５は左の後車軸９にスプライン連結され、右のサイドギヤ３７ は右の後車軸１１にスプライン連結されている。

【００１８】 デフケース２１を回転させるエンジン１の駆動力はピニオンシャフト３１から ピニオンギヤ３３，３３を介して各サイドギヤ３５，３７に伝達されそれぞれ左 右の後輪１３，１５に分配される。又、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオン ギヤ３３の自転と公転とによりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される 。

【００１９】 各ピニオンギヤ３３のデフケース２１側には球面ワッシャ３９が配置されてお り、デフケース２１の円筒面と球面ワッシャ３９との間には矩形の板ばね４１が 配置されている。板ばね４１はフリーの状態では側面から見ると図２に破線で示 したような形状をしており、リヤデフ７の組立に際し、サイドギヤ３５，３７が 噛合わされて移動するピニオンギヤ３３の押圧力を受けて、図３に示すようにデ フケース２１の円筒面に沿って変形し撓みが与えられる。

【００２０】 デフケース２１と各サイドギヤ３５，３７の間にはそれぞれ多板クラッチ４３ ，４５が配置されている。板ばね４１は図１の矢印４７のように球面ワッシャ３ ９を介してピニオンギヤ３３をサイドギヤ３５，３７に押圧し、噛合い部に生じ るカムスラスト力４９によりサイドギヤ３５，３７を介して多板クラッチ４３， ４５を押圧し、イニシャルトルクを与える。又、後輪１３，１５の駆動中多板ク ラッチ４３，４５はピニオンギヤ３３と噛合うサイドギヤ３５，３７に生じる噛 合い反力を受けて締結される。このようにして締結された多板クラッチ４３，４ ５により差動制限が行われる。

【００２１】 図４のグラフ５１，５３はこのような差動制限力によるリヤデフのトルク配分 特性を示し、グラフ５１は右後輪１５が空転したときに左後輪１３に伝達される 軸トルクを示し、グラフ５３は左後輪１３が空転したときに右後軸１５に伝達さ れる軸トルクを示す。又、グラフ５５はこれらとの比較のために示した差動制限 機能のないデファレンシャル装置のトルク配分特性であり、一方の車輪が空転す ると他方の車輪も駆動力を失うことを示している。グラフ５１，５３の線分５７ ，５９は上記のイニシャルトルクによるものであり、線分６１，６３は噛合い反 力によるものである。噛合い反力は伝達トルクが大きい程大きくなるから各線分 ６１，６３の勾配は配分トルクが増加する方向に大きく傾斜している。

【００２２】 板ばね４１は図１のようにサイドギヤ３５，３７との干渉を避けるために幅ｗ を適度に狭くしながらデフケース２１の円筒内周面において周方向の長さｌ（図 ２）を充分に長くできる。従って、撓み量が充分大きくとれておりピニオンギヤ ３３の全移動範囲でピニオンギヤ３３に押圧力を与えることができ、ピニオンギ ヤ３３とサイドギヤ３５，３７のバックラッシュを零に保ちながら、多板クラッ チ４３，４５に安定したイニシャルトルクを与えることができる。従って、従来 例と異なって、ピニオンギヤが移動するとイニシャルトルクが消失し図４のグラ フ５５のように差動制限力が失われて車両の悪路走破性が低下することがない。 又、バックラッシュが零に保たれるからサイドギヤ３５，３７とピニオンギヤ３ ３との衝突がなく、衝撃、振動、騒音などが防止されて耐久性が向上する。更に 、多板クラッチ４３，４５は従来例と異なって押圧力が跡切れることなく常時安 定に締結されているから、衝撃、振動、騒音や摩擦板の異常摩耗などが防止され 、耐久性が向上する。

【００２３】 更に、板ばね４１の撓み量が充分に大きいことからピニオンギヤ３３のピニオ ンシャフト３１に沿った移動量を大きく設定できる。従って、サイドギヤ３５， ３７との噛合い部に荷重が掛ると噛合い反力によりピニオンギヤ３３は大きく移 動し、噛合い部の摩擦及びピニオンシャフト３１との摩擦による衝撃吸収効果が 大きい。又、板ばね４１の長さｌを長くしたことによりばね定数が小さくなり、 荷重が掛ったときにピニオンギヤ３３を押し返す力が適度に緩やかになって噛合 い部の衝撃がそれだけ小さくなる。これらの理由によって衝撃、振動、騒音が低 減し、耐久性が更に向上する。

【００２４】 又、球面ワッシャ３９の配置により板ばね４１とピニオンギヤ３３の相対回転 による異常摩耗が防止される。

【００２５】 こうして、リヤデフ７が構成されている。

【００２６】 図４のグラフ５１，５３に示すように、低トルク域から高トルク域までリヤデ フ７は後輪１３，１５の一方が空転すると他方に充分な駆動力を配分するから、 図５の車両は悪路走破性、直進安定性、旋回性に優れている。

【００２７】

【考案の効果】

この考案のデファレンシャル装置は、デフケースと球面ワッシャとの間に板ば ねを用いることにより、充分な撓み量を得ると共にばね定数を適度に小さくした から、差動ギヤに生じる衝撃、振動、騒音が低減し、耐久性が向上した。又、板 ばねとピニオンギヤの相対回転による異常摩耗をこれらの間に球面ワッシャを配 置することにより防止し、耐久性を向上させた。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図である。

【図２】板ばねの側面図である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図１の実施例のトルク配分特性を示すグラフで
ある。

【図５】図１の実施例を用いた車両の動力系を示すスケ
ルトン機構図である。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】その他の従来例の部分断面図である。

【図８】その他の従来例の断面図である。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） ２１ デフケース ３１ ピニオンシャフト ３３ ピニオンギヤ ３５，３７ サイドギヤ ３９ 球面ワッシャ ４１ 板ばね ４３，４５ 多板クラッチ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力により回転駆動される
   デフケースと、デフケースに支持されたピニオンシャフ
   トに回転自在に支承されたピニオンギヤと、それぞれが
   ピニオンギヤと噛合うと共に車軸に連結された一対のサ
   イドギヤと、デフケース内周の円筒面とピニオンギヤと
   の間に配置された球面ワッシャと、デフケースと球面ワ
   ッシャとの間でピニオンギヤをサイドギヤに押圧するよ
   うに配置された板ばねとを備えたことを特徴とするデフ
   ァレンシャル装置。