JPH06509409A - 差動装置 - 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】 差動装置 本発明は、制約的にてはないが特に自動車車輛で使用するための差動装置に関す る。

一般的に車輌で使用される差動装置は太陽及び遊星歯車型であり、そしてその周 知の欠点として、一方の車輪か泥土面か氷結面のような滑り易い面上に乗り、他 方の車輪か牽引を行うことかできる堅固な面上に乗った場合、差動装置へ伝達さ れた全ての力がその第１の車輪に掛かるためにこの車輪だけがスピンする。

そのような問題点を克服するものとして、一方の車輪か他方の車輪に対してスピ ンできる程度を規制するようにされたスリップ規制差動装置か提示されているが 、このような差動装置はより複雑であり、従って製造コストも高くなる。

ヨーロッパ特許出願公開明細書第ＥＰ−Ａ−０３２６２８９号にはその変化形の 差動装置か提供され、この差動装置は、１つの軸心周りで回転できる２つの出力 カム部材であって、これら出力カム部材はそれぞれに、複数対の相互的に傾斜す る面で成る波形の単一の環状カム面を存し、一方の該カム部材か他方のカム部材 と異なる対の数の傾斜面を有し、両該カム部材の該カム面か相互方向へ収束する ような円錐台形である如き該２つの出力カへ部材、及び、これら２つの出力カム 部材の該カム面に係合する端面を有する複数個のカム従動子であって、両該出力 カム部材の相互に逆方向の回転によって軸方向へ摺動させられるように配置され る該複数個のカム従動子、そして、これらカム従動子に係合して摺動可能に支持 し、又それら従動子を周方向に両該出力カム部材に対して動かす入力要素であっ て、この入力要素は、各該カム従動子の半径方向外部分に係合してそれら従動子 を周方向に両該出力カム部材に対して動かし、又、両該出力カム部材か該従動子 を介して駆動されるとき軸方向外方向へ動かないようにそれら出力カム部材を支 持する該入力要素を備える。

上記のような差動装置を、以後、該型式の差動装置と称する。

該型式の差動装置の１つの好適な実施例において、２つの出力カム部材かそれぞ れにローラ要素軸受を介して人力要素に係合する。

該型式の差動装置の１つの問題点は、一方のカム面の傾斜面の対の数か他方のカ ム面のそれと異なるため、左カーブと右カーブのコーナリングで差動装置のトル ク比か異なることである。

この問題の１つの解決法はカム従動子の数を増やしてトルク比の差を小さくする ことである。しかしこの解決法は、従動子の深さか一定のままであった場合それ ら従動子の傾斜する傾向を大きくする。これは差動装置のストレスと摩耗を大き くする。

トルク比を変える他の方法はカム角度を小さくすることである。しかしこの解決 法も従動子に掛かる軸方向荷重を大きくし、ストレスと摩耗は増大する。

本発明によれば、該型式の差動装置において、少なくとも一方のカム出力部材が 入力要素に摩擦係合する如き差動装置が提供される。一方の出力部材の摩擦係合 は、左右コーナリング間のｌ・ルク比の均等化を助ける。両方の出力部材が入力 要素に摩擦係合した場合には差動装置のトルク比は大きくなろう。

好適に、該一方のカム出力部材と入力要素との間の摩擦係合は、他方のカム出力 部材と入力要素との間の摩擦係合と異なるものにされる。

好適に、一方のカム出力部材は、この一方のカム出力部材と入力要素とのいずれ か一方に固着し且つ他方に摩擦係合するスラスト・ワッシャを介して、入力要素 に摩擦係合する。

好適に、一方のカム出力部材はｎ対の面を有し、他方のカム出力部材はｎ−１対 の面を有し、そしてｎ対の面を有する該一方のカム出力部材が、他方の出力部材 より高い摩擦損失装置を介して入力要素に摩擦係合する。

そのような問題解決法は、通常前輪駆動差動装置よりも高いトルク比を必要とす る後輪駆動差動装置に特に有用である。

又本発明によれば、該型式の差動装置において、少なくとも一方のカム出力部材 か摩擦ワッシャを介して入力要素に摩擦係合し、そしてこの摩擦係合か所要のト ルク比を得るように選択される如き差動装置か提供される。

次に添付図面を参照に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による差動装置の出力カム部材を通る断面図、 第２図は第１図の差動装置の一部を破断した端面図、第３図はカム面及びこれら カム面の間の所定位置に置かれたカム従動子の展開図、そして、 第４図はカム従動子の概略端面図である。

第１図から第３図までに示されるように、差動装置１０は、周知のようにしてビ ニオン（図示せず）から駆動される歯車１２の形の駆動入力ハウジングを備える 。歯車１２はハブ１３．１４に駆動結合される。これらハブは、ハウジング１１ 内にネジ込み、それからカシメ、溶接、又は円周上に間隔を置いたボルトで所定 位置に錠止するような適当な方法によってハウジング内に保持される。

２つの出力カム部材１６．１７はこれの中心にスプライン１５を有し、これによ って使用時に、ハブ１３．１４のポア１８内の出力軸（図示せず）を駆動する。

ポア１８はそれぞれその内面にヘリカル給油溝１９を備え、差動装置内へ潤滑油 を送給する。出力部材１６．１７は軸受５０内て軸心ＡＪＩりてハブ１３．１４ に対し回転することかできる。出力部材１６．１７はそれぞれにフランジ２０． ２１を有し、これらフランジ上にそれぞれに波形面のカム２２．２３が形成され ている。カム２２は、第３図に詳細に示されるように、７対の相互に傾斜したヘ リカル面２４．２５で作られる環状ジグザグ面で構成される。カム２３も第３図 に示される環状ジグザグ面で構成されるが、このジグザグ面は８対の相互に傾斜 したヘリカル面２６．２７で作られる。第１図に示されるように波形カム面２２ は軸心Ａに対して角度Ｐで傾斜し、そして波形カム面２３は軸心Ａに対して角度 Ｐ２で傾斜し、これら２つのカム面は相互方向に収束する。カム２２．２３はｎ −１対とｎ対の傾斜面を有する。その他にｎ−２とｎ、ｎ−３とｎのような面の 組合せも使えよう。

カム２２．２３の間に１５個のカム従動子２８か設置される。これらカム従動子 はそれぞれに控え状の長い形をし、２組の相互に傾斜した端面２９，３０と３３ を有し、これら端面は比較的長い側面３４．３５へ続く。他面２９．３０間の傾 斜角度Ｑはカム面２４．２５間の傾斜角度に対応し、そして端面３２，３３間の 傾斜角度Ｓはカム面２６．２７間の傾斜角度に対応する。第１図から明らかなよ うに、端面２９，３０は又角度Ｐて傾斜し、そして端面３２，３３も角度Ｐ２て 傾斜している。各カム従動子はこれを端部の方から見ると円弧形になっており、 これによってそれらカム従動子は第２図に示されるように一緒に組立てることが できる。各カム従動子の円弧幅は、それらの個数をｎｆとすれば、実質的に３６ ０／ｎｆ度である。しかし必要であれば、それら従動子の間に間隙スペース２８ ′　（第４図参照）を残すために、円弧幅はそれより小さくしてもよい。

各カム従動子は、相互に傾斜した側面３７．３８を有する長形の駆動ドッグ３６ を備える（第４図）。これら駆動ドッグ３６は、入力ハウジング１１に形成され た円筒形の駆動入力要素４０の内周面に形成されたドッグと補合する形の溝３９ 内に小さな間隙３６ａを以って嵌合する。間隙３６ａは、各従動子２８の円孤形 外周面２８ａが駆動入力要素４０の内周面４０ａに当ることができるようにする に、きっちり充分なだけのものにされる。

溝３９は、少なくともこれに隣接する従動子２８の軸方向両端部を支持し、そし て好適には図示のようにその全長を支持するようにされる。

第２図と第３図から明らかなように、カム従動子の組立ては好適に、隣合う従動 子の側面３４．３５が相互に保合又はぴったり隣接するように行われる。こうし てカム従動子が収容されるスペースは最大限に利用され、それら従動子は全てか 一緒になって第２図に見られるような実質に連続的且つコンパクトな環状の配列 を作る。

駆動入力要素４０を通して入力が加えられ、そしてこのとき差動装置を備えた車 輌が直線運転をしているとすれば、カム従動子が荷重をカム面２２．２３へ加え て出力部材１６．１７を同し速度で回転させる。第３図で明らかなように、駆動 荷重が方向Ｘに加えられると、最左側のカム従動子の端面３０．３３が面２４． ２６に駆動係合し、そしてそこから１つ置きの同様にカム２２，２３に駆動係合 する。しかしそれらの間にあるカム従動子の面はカム面に駆動係合していない。

従動子２８から傾斜面２４．２６に加えられる駆動力は第４図に示される反作用 力Ｆを作る。カム従動子の端面か角度ＰとＰ２で傾斜しているので力の分力が作 られる。図面には角度Ｐを有するカム２２についてのみ示す。

力Ｆの分力として外向きの力Ｇが生じ、これによって、従動子２８の駆動ドッグ ３６とこれに隣接する外周面部分４０ａとの間のコーナーＣＩの好適には直ぐ近 く又は近傍を通って半径方向外方へ向かう合力Ｒが作られる。

こうしてカム従動子に掛かる荷重はこの従動子を駆動入力要素４０のコーナＣ２ に対して堅く楔止させ、これにより従動子がこれの縁部Ｅを支点として傾斜する ことが防止される。

差動装置の作用は、駆動要素４０を静止状態にあるものとし、そしてカム２２． ２３に第３図に示されるように相互に逆方向Ｊ、にの回転運動を与えた場合を考 えるとよく解かる。図示の場合カム面２６が左方向へ、そしてカム面２４が右方 向へ動く。カム面２６のその運動は従動子を軸方向にカム２２の方へ動かす。こ こで両方のカム２２．２３と駆動入力要素の全てに矢印Ｊ方向の追加の回転運動 を与えれば、カム２２と２３がそれぞれに要素４０より高速及び低速で回転する ことが解かる。２つのカム２２．２３及び駆動入力要素４０の間のその回転速度 の差は、両カムのカム面の数が異なることから作られるものである。従動子とカ ムとの間には大きな摩擦量があるから、トルクは一方のカムへ、他方のカムが滑 り易い面上でスピンする車輪の車軸に駆動結合されている場合でも、伝達される 。これは従来の差動装置にない非常な長所である。一方の車軸が他方の車軸より も高速で運動する結果、入力トルクが掛かつて軸方向へ動くカム従動子から加え られる荷重により当該カムを通してその車輪に加えられる正味トルクは小さくな る。この場合、他方のカムに加わる正味トルクは大きくなり、そしてそれら２つ の正味トルクの間の比は角度Ｑ、Ｓの値に応じて変わる。これら角度が大きけれ ばそれだけ、従動子からカム面に加えられる軸方向荷重によるそれらカム面にお ける摩擦も大きくなる。角度Ｑ、Ｓは普通、面カムがカム従動子を軸方向に駆動 するが、それらカム従動子の軸方向運動だけか面カムを駆動することがないよう に選択される。しかし必要であれば、角度Ｑ、Ｓはある程度の逆転性を備えるよ うに選択することができる。

既述のように、隣合うカム従動子は、その側面３４゜３５が非常に近く隣接する か又は相互に係合するように配置され、カム面と駆動係合していない従動子２８ に加えられる駆動力がそれらに掛かる駆動荷重を上記相互保合面を介して次の駆 動従動子へ伝達するように配置される。又、相互保合面の使用は更に、カム従動 子がカムに対して傾斜するのを防止する。

面の相互係合は従動子の全長に亘って行われる。

コーナーにおける内側及び外側出力軸の２つの正味トルクの間の所要なトルク比 はある用例では他の用例の場合より大きくされる。例えば３：１から５＝１のよ うな高いトルク差が必要な場合、これはカム従動子とカム面との間の摩耗率の問 題になろう。

カム出力部材１４．１７の一方と入力要素との間の摩擦係合を大きくすることに よって、ある差動装置におけるトルク比を大きくすることができる。更に、傾斜 面２６．２７の対の数かより大きいカム出力部材２３を選択することによって、 平均トルク差を大きくすることができ、そして右側ターンと左側ターンとの間の トルク差の広がりを特定レベルの摩擦係合まで小さくすることができる。

その点を超えると、摩擦係合の増大はトルクの広がりを逆転させる。即ち、最大 比は左側ターンから右側ターンへ移行し、そして広がりはそれ以後増大する。

第１図に示されるように、出力カム部材１７と入力部材１４との間にスラスト・ ワッシャ５１（摩擦ワッシャ）か設置され、このワッシャは必要であれば、カム ２３の所要の軸方向位置を調整するためシム５２上に支持される。

従動子によってカムに加えられる軸方向スラストはスラスト・ワッシャ５１を通 して入力部材１４へ、そしてスラスト・ニードル・ワッシャ軸受５２により入力 部材１３へ伝達される。ここでもシム５２を使って両カムの軸方向相対位置を調 整するようにできる。ベルビル・ワッシャ５４（このワッシャは第１図では平ら な形に圧縮された状態の所が示されている）が軸受ワッシャ５５に対して作用し 、従動子２８をカム２２．２３に堅く係合させるように押圧する。カムに対する 従動子の押圧は又、それら従動子２８に傾斜角度ＰとＰ２による半径方向外方向 の力を生じさせ、バックラッシュを少なくするのを助ける。

ニードル・ワッシャ軸受５３は、スラスト・ワッシャ５１より小さい摩擦係合の スラスト・ワッシャで代えてもよい。これは、より小さい摩擦係数を有する異な る材料を使用すること、あるいは又、出力部材１３に対してスラスト・ワッシャ ５１の半径方向内方向で作用する摩擦ワッシャを使用することによって達せられ よう。

第１図で見られるように、カム２２．２３の波形面の軸心Ａに対する傾斜角度は 相互に異なり、カム２２の波形面は角度Ｐで傾斜し、そしてカム２３の波形面２ は角度Ｐ２て傾斜している。又端面２９．３０はカム２２のヘリカル面２４．２ ５と同じ角度で相互に傾斜し、そして端面３２，３３はカム２３のヘリカル面２ ６．２７と同じ角度で相互に傾斜する。

面２４，２５間の傾斜角度が面２６，２７間のそれと異なっているから、カム２ ２．２３にスプライン止めされた出力軸（第１８図に５，６で指示される）間の トルクの分割は、両カムが１つの方向に相対的に回転する場合と、その逆の方向 に相対的に回転する場合とでは違ったものになる。

角度ＰとＰ２の適当な選択によって、それら出力軸へ伝達されるトルク比を変え ることができることが知られている。相互に異なる角度ＰとＰ２で傾斜するカム 従動子２７の端面は又、差動装置の適正な組立てを助ける。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．差動装置において、１つの軸心周りで回転できる２つの出力カム部材であっ て、これら出力カム部材はそれぞれに、複数対の相互に傾斜する面で成る波形の 単一の環状カム面を有し、一方の該カム部材が他方のカム部材と異なる対の数の 傾斜面を有し、両該カム部材の該カム面が相互方向へ収束するような円錐台形で ある如き該２つの出力カム部材、及び、これら２つの出力カム部材の該カム面に 係合する端面を有する複数個のカム従動子であって、両該出力カム部材の相互に 逆方向の回転によって軸方向へ摺動させられるように配置される該複数個のカム 従動子、そして、これらカム従動子に係合して摺動可能に支持し、又それら従動 子を周方向に両該出力カム部材に対して動かす入力要素であって、この入力要素 は、各該カム従動子の半径方向外部分に係合してそれら従動子を周方向に両該出 力カム部材に対して動かし、又、両該出力カム部材が該従動子を介して駆動され るとき軸方向外方向へ動かないようにそれら出力カム部材を支持する該入力要素 を備え、該２つのカム出力部材が該入力要素に係合し、少なくとも一方のカム出 力部材が該入力要素に摩擦係合する如き差動装置。
2. ２．該一方のカム出力部材と該入力要素との間の摩擦係合が、他方のカム出力部 材と該入力要素との間の摩擦係合と相違する、請求の範囲第１項の差動装置。
3. ３．該カム面と該カム従動子のカム係合面とを相互に抑圧させる弾性装備が備え られることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項の差動装置。
4. ４．該弾性装備が該カム従動子を該カム面に対し半径方向外方向へ抑圧すること を特徴とする請求の範囲第１項から第３項までの任意１項の差動装置。
5. ５．該弾性装備が該入力要素の部分と一方の該カム部材との間に作用して該一方 のカム部材を他方のカム部材の方へ押圧することを特徴とする請求の範囲第２項 又は第３項の差動装置。
6. ６．該弾性装備がベルビル・ワッシャであることを特徴とする請求の範囲第３項 から第５項までの任意１項の差動装置。
7. ７．一方の該カム出力部材が、この一方のカム出力部材と該入力要素とのいずれ か一方に固着するスラスト・ワッシャを介して、該入力要素に摩擦係合する、請 求の範囲第１項から第６項までの任意１項の差動装置。
8. ８．他方のカム出力部材が転がり要素スラスト軸受を介して該入力要素に係合す る、請求の範囲第６項の差動装置。
9. ９．該他方のカム出力部材が、この他方のカム出力部材と該入力要素とのいずれ か一方に固着する第２のスラスト・ワッシャを介して、該入力要素に摩擦係合し 、該第２スラスト・ワッシャが該第１スラスト・ワッシャと同じ又は異なる摩擦 係数を有する、請求の範囲第７項の差動装置。
10. １０．一方の該カム出力部材がｎ対の面を有し、他方のカム出力部材がｎ−１対 の面を有し、ｎ対の面を有する該一方のカム出力部材が、該他方のカム出力部材 より高い摩擦損失装置を介して、該入力要素に摩擦係合する、請求の範囲第１項 から第９項までの任意１項の差動装置。
11. １１．該他方のカム部材が、該一方のカム出力部材と入力要素との間に作用する 該第１スラスト・ワッシャの半径方向内方向に作用する第２スラスト・ワッシャ を介して、該入力要素に係合する、請求の範囲第７項に従属する場合の第１０項 の差動装置。
12. １２．該入力部材が、両該カム出力部材から延びる出力軸のためのボアを有する 入力要素ハウジングを備え、該ボアが差動装置の潤滑を行うための給油通路を有 する、請求の範囲第１項から第１１項までの任意１項の差動装置。
13. １３．該型式の差動装置のトルク出力比を変える方法において、少なくとも一方 のカム出力部材が摩擦ワッシャを介して入力要素に摩擦係合し、この摩擦係合が 所要のトルク比を得るように選択される、方法。