JPH0620941U - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 駆動力の入力部材に対してピニオンギヤ側車
輪の先行回転時とサンギヤ側車輪の先行回転時とで差動
制限力を等しくできるデファレンシャル装置を提供す
る。 【構成】 デファレンシャル装置７は、エンジンの駆動
力の入力部材であるデフケース２１に形成されたインタ
ーナルギヤ３７と、互いに噛合った２個のピニオンギヤ
を回転自在に支承し一側の車輪に連結されたピニオンキ
ャリヤ４９と、他側の車輪に連結されたサンギヤ３９と
を有し各ギヤをヘリカルギヤで構成したプラネタリーギ
ヤ式の差動機構３５と、トルク伝達時にサンギヤ３９に
生じるスラスト力５５を受けて締結される差動制限用の
摩擦クラッチ６５と、摩擦クラッチ６５に対して直列に
配置されサンギヤ側車輪のデフケースに対する先行回転
時に連結状態となる断続手段７７とを備える。

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】

特開平４−７８３５０号公報に図４のようなダブルピニオンのプラネタリーギ ヤ式デファレンシャル装置２０１が記載されている。このデファレンシャル装置 ２０１において、ピニオンキャリヤ２０３，２０５には互いに噛合った外側と内 側のピニオンギヤ２０７，２０９が回転自在に支承されており、エンジンの駆動 力は入力部材２０２に形成されたインターナルギヤ２１１に入力し、サンギヤ２ １３は左側の車輪に連結され、ピニオンキャリヤ２０５は右側の車輪に連結され ている。このような構成のデファレンシャル装置２０１ではピニオンギヤ２０７ ，２０９の回転部２１５，２１７に発生する摩擦抵抗により差動制限力が得られ る。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、サンギヤ２１３に発生するトルクは左車輪（サンギヤ２１３側）が 路面をグリップしているときの方が空転時より大きいから、左車輪グリップ時の 方がピニオンギヤ２０７，２０９に流れるトルクが大きく、上記摩擦力による差 動制限力が大きい。こうして、左車輪の空転時と右車輪の空転時とでデファレン シャル装置２０１の差動制限力にアンバランスが生じる。

【０００４】 図５はデファレンシャル装置２０１の差動制限特性を示すグラフであり、グラ フ２１９は右車輪（ピニオンキャリヤ２０５側）が入力部材２０２より早く回転 する時（先行回転時）デファレンシャル装置２０１の差動制限力により左車輪に 送られる軸トルクＴL であり、グラフ２２１は左車輪が入力部材２０２より早く 回転する時右車輪に送られる軸トルクＴR である。各グラフ２１９，２２１にお いて先行回転側車軸のトルクに対するグリップ側車輪のトルク比をそれぞれのト ランスファーレシオという。４５°のグラフ２２３は差動制限力を零とした場合 のトランスファーレシオを示し、一方の車輪のトルクが零になると他方の車輪の トルクも零となって車両は駆動力を失うことを示し、グラフ２２３に対するグラ フ２１９の角度Ａはグラフ２２１の角度Ｂより大きくなっている。

【０００５】 従って、空転時に右車輪と左車輪のトルクがそれぞれＴR1，ＴL1（ＴR1＝ＴL1 ）に低下したとき、左車輪に送られるトルクＴL2と右車輪に送られるトルクＴR2 との間には大きな差が生じる。このようにバランスを欠いた状態では車両の操縦 性と安定性などが大きく損われる。

【０００６】 又、プラネタリーギヤ式のデファレンシャル装置をヘリカルギヤで構成し、そ のスラスト力で差動制限用の摩擦クラッチを締結するように構成したものもある が、従来のものは摩擦クラッチによる差動制限力に方向性がないからトランスフ ァーレシオのアンバランスを解決できない。

【０００７】 そこで、この考案は、ピニオンギヤ回転部の摩擦抵抗及びギヤ噛合い部のスラ スト力により差動制限力を得るヘリカルギヤ構成のプラネタリーギヤ式デファレ ンシャル装置であって、ピニオンキャリヤ側車輪の空転時とサンギヤ側車輪の空 転時とで差動制限力を等しくできるデファレンシャル装置の提供を目的とする。

【０００８】

【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、エンジンの駆動力の入力部材に形成され たインターナルギヤと、互いに噛合った２個のピニオンギヤを回転自在に支承し 一側の車輪に連結されたピニオンキャリヤと、他側の車輪に連結されたサンギヤ とを有し各ギヤをヘリカルギヤで構成したプラネタリーギヤ式の差動機構と、ト ルク伝達時にサンギヤに生じるスラスト力を受けて締結される差動制限用の摩擦 クラッチと、この摩擦クラッチに対して直列に配置されサンギヤ側車輪の回転数 が前記入力部材の回転数を上回る回転数に達した時連結状態となる断続手段とを 備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

プラネタリーギヤ式の差動機構はピニオンギヤ回転部において摩擦抵抗による 差動制限力が得られるが、この差動制限力はサンギヤ側の車輪が入力部材より早 く回転する時の方が弱くなる。一方、この差動機構はヘリカルギヤで構成されて おり、トルク伝達時にサンギヤに生じるスラスト力により摩擦クラッチが締結さ れて差動制限力が得られる。この差動制限力はサンギヤ側車輪の回転数が入力部 材の回転数を上回る回転数に達した時連結状態になる断続手段を介して作用し、 サンギヤ側車輪先行回転時の上記摩擦抵抗による差動制限力の低下を補う。従っ て、サンギヤ側車輪の先行回転時とピニオンキャリヤ側車輪の先行回転時とでト ランスファーレシオを均一化できる。又、弱い方の差動制限力を強化してトラン スファーレシオをバランスさせたから高いトランスファーレシオが得られる。

【００１０】 こうして、車両の操縦性と安定性などが著しく向上する。

【００１１】

【実施例】

図１ないし図３により一実施例の説明をする。図１はこの実施例を示し、図３ はこの実施例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り、符号を附していない部材等は図示されていない。

【００１２】 図３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。リヤデフ７において、デフケース２１はデフキャリヤ２３内に配置さ れており、デフケース２１に固定されたリングギヤ２５はドライブピニオンギヤ ２７と噛合っている。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。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、こうしてデフケース２１を回転駆動する。

【００１３】 図１のように、デフケース２１内部には左右のハブ３１，３３が同軸配置され ており、左のハブ３１は左の後車軸９にスプライン連結され、右のハブ３３は右 の後車軸１１にスプライン連結されている。

【００１４】 又、デフケース２１にはダブルピニオンのプラネタリーギヤ式差動機構３５が 配置されている。インターナルギヤ３７はデフケース２１（入力部材）に形成さ れ、サンギヤ３９は左のハブ３１に形成されている。外側のピニオンギヤ４１の 両端に設けられた軸部４３，４３はすべり軸受４５を介して左右のピニオンキャ リヤ４７，４９に支承されている。これらのすべり軸受にはピニオンキャリヤ４ ７，４９側にスラストワッシャ部５１が設けられている。又、内側のピニオンギ ヤも同様な形状のすべり軸受を介して両端の軸部をピニオンキャリヤ４７，４９ に支承されている。

【００１５】 左右のピニオンキャリヤ４７，４９は溶接で一体にされ、右のピニオンキャリ ヤ４９は右のハブ３３と一体に形成されている。このピニオンキャリヤ４９とサ ンギヤ３９との間にはスラストワッシャ５３が配置されている。差動機構３５を 構成する各ギヤはヘリカルギヤであり車両の前進時にサンギヤ３９に左向きのス ラスト力５５が生じるようなねじれ角が与えられている。

【００１６】 デフケース２１を回転させるエンジン１の駆動力はインターナルギヤ３７から ピニオンギヤを介してサンギヤ３９（ハブ３１）とピニオンキャリヤ４９（ハブ ３３）とに分配され、ハブ３１，３３を介してそれぞれ左後輪１３と右後輪１５ とに伝達される。又、左右の後輪１３，１５間に駆動抵抗差が生じると、ピニオ ンギヤ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。

【００１７】 このとき、各ピニオンギヤの軸部４３とすべり軸受４５との間に生じる摩擦抵 抗により差動制限力が生じ、右後輪１５（ピニオンキャリヤ４９側）が先行回転 したときは図２のグラフ５７のようなトランスファーレシオが得られ、左後輪１ ３（サンギヤ３９側）が先行回転したときは破線で描いたグラフ５９のようなト ランスファーレシオが得られる。グラフ６１は差動制限力を零とした場合の特性 である。冒頭に記載した理由によって、グラフ６１に対するグラフ５７の角度Ｃ はグラフ５９の角度Ｄより大きく、グラフ５９のトランスファーレシオはグラフ ５７のトランスファーレシオより小さい。

【００１８】 差動機構３５の左方にはクラッチリング６３が配置され、このクラッチリング ６３とデフケース２１との間には多板クラッチ６５が配置されている。又、多板 クラッチ６５と左のピニオンキャリヤ４７との間には多板クラッチ６５の押圧部 材６７が配置されている。押圧部材６７のハブ部６９はベアリング７１を介して ハブ３１に支承されており、ハブ部６９の右端はサンギヤ３９の左端と対向して いる。又、多板クラッチ６５の左右にはシム７３，７５が配置されている。車両 が前進するとサンギヤ３９に生じるスラスト力５５により押圧部材６７を介して 多板クラッチ６５がデフケース２１との間で押圧されて締結する。車両が後進す るとスラスト力は右向きとなって多板クラッチ６５の締結は解除され、この右向 きのスラスト力はスラストワッシャ５３を介してピニオンキャリヤ４９側が受け る。

【００１９】 クラッチリング６３とハブ３１との間にはワンウェイクラッチ７７（断続手段 ）が配置されている。このワンウェイクラッチ７７は、車両の前進時に左後輪１ ３（サンギヤ３９）がデフケース２１より先行回転すると連結され、その反対方 向の相対回転に対しては開放される方向に配置されている。従って、車両の前進 時に左後輪１３が空転すると摩擦抵抗による差動制限力に加えてワンウェイクラ ッチ７７を介して多板クラッチ６５の締結力が作用し図２のグラフ７９のような トランスファーレシオが得られる。グラフ７９とグラフ５９は角度Ｅをなし、多 板クラッチ６５は角度（Ｄ＋Ｅ）が角度Ｃになるように摩擦板の枚数や径などを 決めてある。又、右後輪１５が空転するとインターナルギヤ３７がサンギヤ３９ より先行回転してワンウェイクラッチ７７が開放され、多板クラッチ６５が切離 されて上記のような摩擦抵抗だけのグラフ５７のトランスファーレシオが得られ る。

【００２０】 こうして、リヤデフ７が構成され、リヤデフ７は後輪１３，１５のいずれが空 転しても左右均一なトランスファーレシオが得られる。従って、悪路などで図３ の車両の後輪１３，１５の一方が空転したときにリヤデフ７を介して他方の後輪 に送られる駆動力が均一になるから操縦性と安定性などが大幅に向上する。又、 トランスファーレシオの均一化は高い方を低減させて行うのではなく、低い方を 強化して行ったから左右共に高いトランスファーレシオが得られる。従って、悪 路などでグリップ側の後輪に送られる駆動力が大きく走破性が高い。

【００２１】 なお、この考案において、断続手段はワンウェイクラッチの他に、例えばサン ギヤとピニオンキャリヤの各回転センサと、これら回転センサからの信号により サンギヤのデフケースに対する先行回転を検知するコントローラと、このコント ローラの制御によりサンギヤ先行回転時にだけ摩擦クラッチを連結する電磁クラ ッチなどで構成したものでもよい。

【００２２】

【考案の効果】

この考案のデファレンシャル装置は、ヘリカルギヤで構成されピニオンギヤ回 転部の摩擦抵抗により差動制限力を得るプラネタリーギヤ式の差動機構において 、サンギヤのスラスト力で締結される差動制限用の摩擦クラッチを設け、上記摩 擦抵抗が低下するサンギヤ側車輪の先行回転時にだけ断続手段を介して摩擦クラ ッチの差動制限力を作用させるように構成したから、各出力間で均一で高いトラ ンスファーレシオが得られ、車両の操縦性や安定性などが大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の断面図である。

【図２】この実施例のトランスファーレシオを示すグラ
フである。

【図３】この実施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４】従来例の断面図である。

【図５】この従来例のトランスファーレシオを示すグラ
フである。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） １３ 左後輪（他側の車輪） １５ 右後輪（一側の車輪） ２１ デフケース（入力部材） ３５ 差動機構 ３７ インターナルギヤ ３９ サンギヤ ４１ ピニオンギヤ ４９ ピニオンキャリヤ ６５ 摩擦クラッチ ７７ ワンウェイクラッチ（断続手段）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力の入力部材に形成され
   たインターナルギヤと、互いに噛合った２個のピニオン
   ギヤを回転自在に支承し一側の車輪に連結されたピニオ
   ンキャリヤと、他側の車輪に連結されたサンギヤとを有
   し各ギヤをヘリカルギヤで構成したプラネタリーギヤ式
   の差動機構と、トルク伝達時にサンギヤに生じるスラス
   ト力を受けて締結される差動制限用の摩擦クラッチと、
   この摩擦クラッチに対して直列に配置されサンギヤ側車
   輪の回転数が前記入力部材の回転数を上回る回転数に達
   した時連結状態となる断続手段とを備えたことを特徴と
   するデファレンシャル装置。