JPH0614564U - ディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】粘性流体の圧力による歯車手段へのスラスト力
の発生を防止したディファレンシャル装置を提供する。 【構成】作動室３１と歯車手段１２、１４、１４、１６
等の間に粘性流体の圧力伝達を阻止する隔壁５４を設け
ると共に、ハブ５２の２箇所のシール径を等しくし、隔
壁５４により間隙Ｇ２からハブ５２の右側面に粘性流体
の圧力を生じさせ、間隙Ｇ１から左側面に受ける圧力を
相殺するように構成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、粘性流体を介してトルク伝達を行うビスカスカップリングにより、 自動的に差動を制限されるディファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、車両の左右駆動軸間の動力伝達系に、ディファレンシャル装置を使用し たものがある。ディファレンシャル装置の構成は多岐にわたるが、以下に図４を 参照してその一例を説明する。 ディファレンシャル装置１０の構成を大別すると、差動機構２０とビスカスカ ップリング３０により構成されている。先ず、差動機構２０の構成について説明 すると、ディファレンシャルケース（以下、デフケースと略称する。）１１は図 示を省略したエンジンにより回転駆動されるものである。デフケース１１の内部 には、ピニオンシャフト１２がスプリングピン１３により自転不能に支持され、 前記ピニオンシャフト１２にはピニオンギア１４が自転自在に支承され、前記ピ ニオンギア１４には左右のサイドギア１５、１６（出力歯車）が噛み合っている 。

【０００３】 左のサイドギア１５には一方の車軸（例えば左側車輪を駆動する車軸）が連結 され、右のサイドギア１６には他方の車軸（例えば右側車輪を駆動する車軸が連 結される。また、各サイドギア１５、１６とデフケース１１との間にはワッシャ １７、１８が配置されている。 そして、デフケース１１に伝達されたエンジンの駆動力はピニオンシャフト１ ２、ピニオンギア１４、サイドギア１５、１６に伝達され、更にピニオンギア１ ４の公転により図示を省略した左右の車輪に伝達される。

【０００４】 次に、ビスカスカップリング３０について説明すると、サイドギア１５とデフ ケース１１との間に円環状の作動室３１が形成され、高粘度の粘性流体（シリコ ンオイル）が封入されている。デフケース１１とサイドギア１５との間にはＸリ ング３２、３３（断面がＸ字状のシール材）とバックアップリング３４、３５が 配置され、作動室３１を液密状態に保っている。 作動室３１の内部には、アウタープレート３６とインナープレート３７が交互 に配置され、アウタープレート３６の外側面に形成したスプラインがデフケース １１に形成したスプライン３８に、またインナープレート３７の外側面に形成し たスプラインがサイドギア１５に形成したスプライン３９に係合している。 そして、左右の車輪の間に回転差が生じると、ピニオンギア１４の自転により デフケース１１とサイドギア１４との間に回転差が生じ、この回転差が大であれ ばシリコンオイルの剪断抵抗により差動が制限されて大きなトルクが伝達され、 小であれば差動が許容されて伝達トルクは小さくなる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前記構成のディファレンシャル装置１０のビスカスカップリング３０が作動し 続けた場合に、作動室内に封入されたシリコンオイルが攪拌抵抗により温度上昇 して膨張する。この結果、シリコンオイルによって左のサイドギア１５は作動室 ３１側からピニオンシャフト１２側に押されるようになる。また、シリコンオイ ルはワッシャ１７を配置した間隙にも浸潤しているので、膨張により左のサイド ギア１５を図の右方、即ちピニオンシャフト１２方向に押すように作用する。そ して、従来構造のディファレンシャル装置１０においては、ピニオンシャフト１ ２やピニオンギア１４の右方向への移動はハウジング１１により規制されている 。

【０００６】 このため、シリコンオイルの膨張に対応してサイドギア１５にスラスト力が生 じ、ピニオンシャフト１２は常に図の右方に不所望に付勢されるようになり、こ れに伴ってピニオンギア１４も右方向に押され、右のサイドギア１６を右方向に 押す。右のサイドギア１７はワッシャ１８を介してハウジング１１により支持さ れているが、サイドギア１６が図中右方へ恒常的に高圧で付勢されることにより ワッシャ１８が焼きついてしまう。 また、サイドギア１６が右方向に移動することにより、バックラッシが不良に なり回転障害が生じる。前記ワッシャ１８の焼きつきやサイドギア１６のバック ラッシ不良は、いずれも車両運転の重大な障害になる。 本考案の目的は、粘性流体の圧力による歯車手段へのスラスト力の発生を防止 したディファレンシャル装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る前記目的は、ハウジング内において回転自在に支持されて駆動さ れるディファレンシャルケースと、該ディファレンシャルケース内に同軸線上で 回転自在に収納されてそれぞれ各駆動軸と回転方向に係合する二つのサイドギア と、前記ディファレンシャルケースの回転軸線に対して直角なピニオンシャフト 上に回転可能に配置されて前記両サイドギアと噛み合っているピニオンギアとを 備えた差動歯車手段と、相対回転自在に配置された第１及び第２の伝達部材と、 粘性流体が封入された作動室と、前記第１の伝達部材と回転方向に係合した第１ のプレート組と、該第１のプレート組と前記作動室内で交互に配置されると共に 前記第２の伝達部材と回転方向に係合した第２のプレート組とを備えた差動制限 手段とからなるディファレンシャル装置において、 前記作動室は、前記作動室と前記歯車手段との間で前記粘性流体の圧力伝達を 阻止する隔壁と、前記第１及び第２の伝達部材とにより画成され、前記第２の伝 達部材は前記隔壁及び前記第１の伝達部材との間にシール径の等しいシール部材 が設けられていることを特徴とするディファレンシャル装置によって達成される 。

【０００８】

【作用】

前記隔壁部は前記作動室と前記歯車手段との間を遮蔽し、且つ前記第２の伝達 部材との間の間隙に前記粘性流体を浸潤させ得るように構成されている。このた め、前記粘性流体の圧力は前記隔壁部を支点として前記第２の伝達手段の位置側 面に掛かり、他の側面から掛かっていた圧力を相殺して第２の伝達部材の不所望 な移動を阻止し、前記隔壁部による遮蔽作用と相まって前記歯車手段への粘性流 体の影響を防止することができる。 従って、このディファレンシャル装置を例えば自動車に適用した場合、安定し た走行性が得られる。

【０００９】

【実施例】

以下、図１及び図２を参照して本考案の第１実施例を説明する。 なお、図１はディファレンシャル装置の断面図、図２は本考案を適用した前輪 駆動車（ＦＷＤ）の動力系を示す構成図である。実施例の説明にあたっては、本 考案の理解を容易になすため図２を参照して動力系の説明を行い、次いで要部の 説明を行う。 動力系は、エンジン１、トランスミッション２、前輪側のディファレンシャル 装置１０、前車軸３、４、等速継手５、６、左右の前輪７、８、左右の後輪４１ 、４２等から構成されている。エンジン駆動時には、エンジン１の回転はトラン スミッション２で変速され、ディファレンシャル装置１０により等速継手５、６ を介して左右の前輪３、４を駆動する。 そして、ディファレンシャル装置１０を構成する右のサイドギヤ１６と前車軸 ４とが連結され、左のサイドギア１５と前車軸３とが連結される。

【００１０】 次に、図１及び図２を参照してディファレンシャル装置１０の構成を説明する 。 ディファレンシャル装置１０は、図示を省略したハウジング内において両端の 回転軸４３を回転自在に支持され、駆動されるデフケース１１と、該デフケース １１内に同軸線上で回転自在に収納される左右のサイドギア１５、１６と、前記 デフケース１１の回転軸線に対して直角なピニオンシャフト１２上に回転可能に 配置されて前記サイドギア１５、１６と噛合っているピニオンギア１４とを備え 、前記左右のサイドギア１５、１６はそれぞれ左右の駆動軸３、４と共に回転可 能に結合されている。 そして、前記ディファレンシャル装置１０の差動制限装置として使用されるビ スカスカップリングは、カップリングハウジング５１（以下、ハウジングと略称 する）内に設けられているのであるが、該ハウジング５１と前記デフケース１１ とは位置Ｐにおいて溶接により一体化されている。 ハウジング５１（第１の伝達部材）とハブ５２（第２の伝達部材）とは相対回 転自在に配置され、ハブ５２は駆動軸３にスプライン嵌合されて前記サイドギア １５と共に回転し、ハウジング５１を含むデフケース１１は図示を省略したリン グギアによりトランスミッション５３により駆動される。

【００１１】 ハウジング５１とハブ５２、更に隔壁部５４とカバー部材５５に囲まれるよう にして作動室３１が形成され、この作動室３１内には粘性流体であるシリコンオ イルが封入されている。なお隔壁部５４は、位置Ｐにおいてハウジング５１、デ フケース１１に溶接により一体化されている。そして、作動室３１にはアウター プレート３６（第１のプレート）とインナープレート３７（第２のプレート）と が交互に配置されている。アウタープレート３６はハウジング５１の内周に軸方 向に移動自在にスプライン連結されており、インナープレート３７はハブ５２の 外周に軸方向に移動自在にスプライン連結されている。 ところで、ディファレンシャル装置１０が図示のように組み立てられた状態で は、デフケース１１、ハウジング５１、隔壁部５４、カバー部材５５は一体に回 転する。そこで、ハブ５２とカバー部材５５、ハブ５２と隔壁部５４との間にＸ リング５６、５７（断面がＸ状のシール）が配置され作動室３１を液密に保つよ うに構成されている。

【００１２】 次に、ディファレンシャル装置１０の動作について説明する。 直進時のように左右の駆動軸３、４が同じ回転数で回転する際は、トランスミ ッション５３からデフケース１１に伝達された駆動力がピニオンギア１４を介し て左右のサイドギア１５、１６に均等に伝達され、それぞれ左右の駆動軸３、４ を均等に駆動する。 一方、左右の駆動軸３、４に作動回転が生じ、ハウジング５１とハブ５２との 間に回転数差が生じると、シリコンオイルの剪断抵抗によりアウタープレート３ ６とインナープレート３７との間に差動制限力が生じるので、悪路などで左右の 前輪７、８のいずれか一方が空転しても空転側にだけ駆動力が流れることが防止 され、車両の走行が維持される。 この時、アウタープレート３６とインナープレート３７との間の相対回転に伴 う回転数差が大きいと差動制限力が強くなり、この回転数差が小さいと差動制限 力が小さくなり円滑な旋回を行い得るようになる。

【００１３】 ディファレンシャル装置１０のビスカスカップリング３０が動作している間、 作動室３１内のシリコンオイルの温度は次第に上昇し、且つ膨張する。シリコン オイルはカバー部材５５とハブ５２との間に形成された間隙Ｇ１に浸潤すると共 に、隔壁部５４とハブ５２との間に形成された間隙Ｇ２にも浸潤する。そして、 間隙Ｇ１に浸潤したシリコンオイルが膨張することによりハブ５２を図１の右方 に押す力が作用する。 しかし、本実施例に示したディファレンシャル装置１０にあっては、従来例で 説明したような問題点の発生を未然に防止することができる。

【００１４】 即ち、本実施例にあっては隔壁５４が設けられているが、隔壁５４の背面側、 換言すれば作動室３１の反対側はデフケース１１に形成された角部１１ａに嵌め 込まれ、更に位置Ｐにおいてデフケース１１とハウジング５１とに溶接により固 定されている。しかも、隔壁５４は板状ではなく、それ自体が容易に変形し難い 厚みを有している。 このため、間隙Ｇ２に浸潤したシリコンオイルが膨張すると、隔壁５４を支点 としてハブ５２を図１の左方に押すように作用する。即ち、ハブ５２には間隙Ｇ １、Ｇ２内のシリコンオイルから同時に押す力が作用する。更に注目すべきこと は、間隙Ｇ１、Ｇ２に面するハブ５２の面積がほぼ等しく設定されているので、 間隙Ｇ１からハブ５２を右方に押す力と間隙Ｇ２からハブ５２を左方に押す力と が相殺されることである。 このため、シリコンオイルが膨張しても、ハブ５２をピニオンシャフト１２側 に押して移動させるスラスト力が発生せず、左のサイドギア１５がピニオンシャ フト１２側に押されない。従って、ピニオンシャフト１２、右のサイドギア１６ のいずれにも、図１の右方に押されることはなく、ワッシャ１８の焼き付き事故 を未然に防止することができる。

【００１５】 隔壁部５４は、所定の厚みに設定され、しかも角部１１ａにより支持されてい るうえに溶接により固定されている。従って、シリコンオイルの膨張により背面 側に変形したり、移動するようなことがない。このため、シリコンオイルの膨張 による力が隔壁部５４により阻止され、左のサイドギア１５に不要な力を作用さ せない。故に、前記間隙Ｇ１、Ｇ２による力の相殺作用と相まって、ワッシャ１ ８の焼き付き防止が確実に行われ、安全な走行を行い得るようになる。 また、デフケース１１とハウジング５１とは溶接により一体化する構成である から、ディファレンシャル装置１０の組み立てに際しては、内部部材の組込みが 終了してからデフケース１１とハウジング５１との溶接を行い、次いでカバー部 材５５をネジ止め固定することができる。従って、組み立て作業が容易になり、 作業効率を向上させることもできる。

【００１６】 次に、図３を参照して本考案の第２実施例を説明する。 なお、本実施例と前記第１実施例との主な相違点は、デフケース１１とハウジ ング５１とを容易に分解できるように構成したことにある。従って、前記同様の 作用をなす部材には同一の符号を付して説明を省略する。 即ち、デフケース１１には軸方向に沿うようにネジ挿孔５８が形成され、ハウ ジング５１には前記ネジ挿孔５８と連通するようにネジ孔５９が形成されている 。そして、ネジ挿通孔５８を挿通したネジ６１をネジ孔５９に螺合させて、デフ ケース１１とハウジング５１とを一体化する構成になっている。デフケース１１ は隔壁５４の右側面に接し、隔壁５４の右方への移動を防止している。 前記構成にあっては、ネジ６１の螺合によりデフケース１１とハウジング５１ とを簡単に一体化することができると同時に、ネジ６１を緩めることにより簡単 に分解することができる。従って、ディファレンシャル装置１０の組み立てと分 解が容易に行われることになり、製造作業はもとよりメンテナンス作業も容易に 行い得るようになる。

【００１７】 なお、隔壁部５４はハウジング５１に溶接されていないが、角部１１ａにより 支持されているうえにハウジング５１との間にオーリング６２が設けられ、液密 構造になっている。従って、シリコンオイルの漏れはなく、しかも間隙Ｇ１、Ｇ ２の構成は前記同様であるから、シリコンオイル膨張による悪影響も前記同様に 防止することができる。

【００１８】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案に係るディファレンシャル装置は、粘性流体を 充填した前記作動室と前記歯車手段との間に粘性流体の圧力伝達を阻止する隔壁 部を設け、且つ前記第２の伝達部材との間の間隙から前記粘性流体の圧力を掛け て、前記第２の伝達手段の他の側面から掛かる圧力を相殺するように構成した。 従って、粘性流体により前記第２の伝達部材の前記歯車手段方向への移動を未 然に防止し、前記歯車手段の動作を安定化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示すディファレンシャル
装置の断面図である。

【図２】前輪駆動車の駆動系を示す模式的説明図であ
る。

【図３】本考案の第２実施例を示すディファレンシャル
装置の断面図である。

【図４】従来のディファレンシャル装置の一例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ トランスミッション ３、４ 車軸 ５、６ 等速継手 １０ ディファレンシャル装置 １１ ディファレンシャルケース １２ ピニオンシャフト １３ ピニオンシャフト １４ ピニオンギア １５、１６ サイドギア １７、１８ ワッシャ ２０ 差動機構 ３０ ビスカスカップリング ３１ 作動室 ３６ アウタープレート ３７ インナープレート ５１ カップリングハウジング ５２ ハブ ５３ トランスミッション ５４ 隔壁部 ６１ ネジ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング内において回転自在に支持さ
   れて駆動されるディファレンシャルケースと、該ディフ
   ァレンシャルケース内に同軸線上で回転自在に収納され
   てそれぞれ各駆動軸と回転方向に係合する二つのサイド
   ギアと、前記ディファレンシャルケースの回転軸線に対
   して直角なピニオンシャフト上に回転可能に配置されて
   前記両サイドギアと噛み合っているピニオンギアとを備
   えた差動歯車手段と、相対回転自在に配置された第１及
   び第２の伝達部材と、粘性流体が封入された作動室と、
   前記第１の伝達部材と回転方向に係合した第１のプレー
   ト組と、該第１のプレート組と前記作動室内で交互に配
   置されると共に前記第２の伝達部材と回転方向に係合し
   た第２のプレート組とを備えた差動制限手段とからなる
   ディファレンシャル装置において、 前記作動室は、前記作動室と前記歯車手段との間で前記
   粘性流体の圧力伝達を阻止する隔壁と、前記第１及び第
   ２の伝達部材とにより画成され、前記第２の伝達部材は
   前記隔壁及び前記第１の伝達部材との間にシール径の等
   しいシール部材が設けられていることを特徴とするディ
   ファレンシャル装置。