JPH0734247U - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の前進時と後進時で差動制限力の差を大
きくする。 【構成】 この考案のデファレンシャル装置７は、エン
ジンにより回転駆動されるデフケース２１と、デフケー
ス２１の収納孔４５，４７に摺動回転自在に収納された
ヘリカルピニオンギヤ４９，５１と、ピニオンギヤ４
９，５１を介して連結されたヘリカルサイドギヤ３１，
３３と、これらサイドギヤ３１，３３に生じる外向きの
噛合いスラスト力を受けるベアリング６７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、車両のデファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

特開昭６３−７６９３８号公報に図６のようなデファレンシャル装置２０１が 記載されいる。これはエンジンの駆動力により回転するデフケース２０３と、デ フケース２０３に設けられた収納孔２０５，２０７内に摺動回転自在に配置され たヘリカルピニオンギヤ２０９，２１１と、これらを介して連結されたヘリカル サイドギヤ２１３，２１５とを備えている。デフケース２０３を回転させるエン ジンの駆動力はピニオンギヤ２０９，２１１からサイドギヤ２１３，２１５を介 して車輪側に分配される。この時各ピニオンギヤ２０９，２１１と収納孔２０５ ，２０７との間に生じる摩擦抵抗及び、ピニオンギヤ２０９，２１１との噛合い スラスト力によりサイドギヤ２１３，２１５の間あるいはサイドギヤ２１３，２ １５とデフケース２０３との間に生じる摩擦抵抗により作動が制限される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

図７，８はデファレンシャル装置２０１のスケルトン図である。以下の説明中 、Ｔはサイドギヤ２１３，２１５に入力するエンジンのトルク、Ｒ_t はトランス ファレシオ、γはサイドギヤ２１３，２１５のピッチ円半径、βはサイドギヤ２ １３，２１５のねじれ角である。トランスファレシオはサイドギヤ２１３，２１ ５がそれぞれ連結されている車輪の一側が空転した時スリップ側（空転側）の車 輪に送られる駆動力に対するグリップ側（接地側）の車輪に送られる駆動力の比 であり、デファレンシャル装置の差動制限力の大きさを表わす値である。車両の 前進時のＲ_t と後進時のＲ_t との差は、例えばＡＢＳ（アンチ・ロック・ブレー キシステム）との干渉を避けるために大きくしたい。又、グリップ側のサイドギ アに生じる噛合いスラスト力Ｆ_G とスリップ側のサイドギヤに生じる噛合いスラ スト力Ｆ_S はそれぞれ数１，数２によって算出される。

【０００４】

【数１】 Ｆ_G ＝Ｔ×Ｒ_t ／（Ｒ_t ＋１）×１／γ×ｔａｎβ

【数２】 Ｆ_S ＝Ｔ×１／（Ｒ_t ＋１）×１／γ×ｔａｎβ サイドギヤ２１３，２１５は互いに異った方向のねじれ角を与えられているか らＦ_G とＦ_S の方向は常に逆向きであり、デフケース２０３の回転方向の変化に 伴って車両の前進と後進でＦ_G とＦ_S の方向はそれぞれ逆転する。なお、図７， 図８共にサイドギヤ２１３をグリップ側とし、サイドギヤ２１５をスリップ側と する。

【０００５】 図７はサイドギヤ２１５が矢印２１７の示すデフケース２０３の回転方向に空 転してサイドギヤ２１３，２１５に外向きのスラスト力Ｆ_G ，Ｆ_S が生じ、デフ ケース２０３側に押し付けられた状態である。この時サイドギヤ２１３，２１５ によって生じる差動制限力はスラスト力Ｆ_G ，Ｆ_S の和に応じた大きさになる。 又、図８は図７の状態からデフケース２０３の回転方向が逆になりサイドギヤ２ １５が矢印２１９の方向に回転すると共にサイドギヤ２１３，２１５のスラスト 力Ｆ_G ，Ｆ_S が内向きになる。この時のサイドギヤ２１３，２１５による差動制 限力はサイドギヤ２１３ではスラスト力Ｆ_G に応じたトルクが、サイドギヤ２１ ５にはスラスト力Ｆ_G ＋（Ｆ_G −Ｆ_S ）に応じたトルクが発生するため、２（Ｆ_G −Ｆ_S ）だけ図７の状態より大きくなる。一般に、Ｒ_t の小さい図７は車両の 後進時の状態であり、Ｒ_t の大きい図８は車両の前進時の状態である。

【０００６】 ここで、前進時のＲ_t と後進時のＲ_t との差を大きくするめに、例えば図７の 矢印２２１，２２３の箇所（サイドギヤ２１３，２１５とデフケース２０３との 間）にニードルベアリングなどを配置してＲ_t を更に小さくしようとすると、グ リップ側の大きいスラスト力Ｆ_G が掛るサイドギヤ２１３側のニードルベアリン グが過荷重を受けて破損や耐久性の低下が生じる。又、図８の状態ではサイドギ ヤ２１５側でスラスト力（Ｆ_G −Ｆ_S ）による差動制限力がこのニードルベアリ ングによってキャンセルされてＲ_t が小さくなるから、前後進のＲ_t の差を大き くできない。

【０００７】 そこでこの考案は、車両の前進時と後進時とで差動制限力の差を大きくしたデ 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】

上記課題を解決するために、本考案は、エンジンの駆動力により回転駆動され るデフケースと、デフケースに設けられた収納孔に摺動回転自在に収納されたヘ リカルピニオンギヤと、それぞれ車輪側に連結されると共にピニオンギヤを介し て互いに連結された一対のヘリカルピニオンギヤと、ヘリカルピニオンギヤとの 噛合いにより各ヘリカルサイドギヤに生じる外向きの噛合いスラスト力を受ける ベアリングとを備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】

サイドギヤに外向きのスラスト力が生じるＲ_t の小さい状態では、グリップ側 サイドギヤにはベアリングを介してスリップ側サイドギヤのスラスト力Ｆ_S がス ラスト力Ｆ_G に対して反対向きに掛ると共に、スリップ側ではスラスト力Ｆ_S に よる摩擦抵抗が生じない。こうして、（Ｆ_G ＋Ｆ_S ）による差動制限力が生じる 従来例と較べて、有効なスラスト力はグリップ側の（Ｆ_G −Ｆ_S ）だけになりＲ_t を大幅に小さくできる。又、この時ベアリングに掛るスラスト力はスリップ側 の小さいスラスト力Ｆ_S であるから過荷重によるベアリングの破損や耐久性低下 が避けられる。

【００１０】 サイドギヤに内向きのスラスト力が生じるＲ_t の大きい状態では、ベアリング はスラスト力の伝達に関与しないからＦ_G とＦ_G ＋（Ｆ_G −Ｆ_S ）の和による大 きな差動制限力が得られる。

【００１１】 こうして、サイドギヤの間にこれらの引張り力を受けるベアリングを配置する ことにより、このベアリングを保護すると共に、車両の前進時と後進時とでＲ_t の差を大幅に広げることができる。

【００１２】

【実施例】

図１ないし図４により第１実施例の説明をする。図１はこの実施例を示し、図 ４はこの実施例のデファレンシャル装置を用いた車両の動力系を示す。左右の方 向は、この車両及び図１ないし図３での左右の方向である。

【００１３】 図４のように、この動力系は、エンジン、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。

【００１４】 リヤデフのデフケース２１はデフキャリヤ２３内に配置されており、デフケー ス２１にはリングギヤ２５が固定されている。リングギヤ２５はドライブピニオ ンギヤ２７と噛合い、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、エン ジン１の駆動力はトランスミッション３からプロペラシャフト５を介してデフケ ース２１を回転駆動する。なお、デフキャリヤ２３にはオイルが封入され、オイ ル溜りが形成されている。

【００１５】 図１のように、デフケース２１の内部には中空のヘリカルサイドギヤ３１，３ ３が配置されている。各サイドギヤ３１，３３はデフケース２１との間に形成さ れた軸支部３５，３７により回転自在に支承されており、互いの間の形成された 軸支部３９により各自由端を支承してセンターリングしている。左右のサイドギ ヤ３１，３３はそれぞれ左右の後車軸９，１１側に軸方向移動自在にスプライン 連結されている。サイドギヤ３１，３３間にはワッシャ４１が配置され、各サイ ドギヤ３１，３３とデフケース２１との間にはそれぞれワッシャ４３，４３が配 置されている。

【００１６】 デフケース２１には周方向に複数組の収納孔４５，４７が設けられ、これらに は長短のヘリカルピニオンギヤ４９，５１がそれぞれ摺動回転自在に収納されて いる。長いピニオンギヤ４９は第１と第２のギヤ部５３，５５及びこれらを連結 する小径の軸部５７を備え、第２のギヤ部５５は右のサイドギヤ３３と噛合って いる。又、短いピニオンギヤ５１の左端部は第１のギヤ部５３と噛合い、右端部 は左のサイドギヤ３１と噛合っている。

【００１７】 各サイドギヤ３１，３３の内周側には円柱部５９とフランジ部６１とからなる ハブ６３が配置されており、円柱部５９には止め輪６５が挿着されフランジ部６ １の左側にはニードルベアリング６７（ベアリング）が配置されている。サイド ギヤ３１の凸部６９は止め輪６５の右側に配置され、サイドギヤ３３の凸部７１ はニードルベアリング６７の左側に配置されている。こうして、サイドギヤ３１ ，３３はハブ６３と止め輪６５とベアリング６７とを介して外向きに連結されて いる。又、各凸部６９，７１がそれぞれ止め輪６５とベアリング６７とに接触し た状態で各サイドギヤ３１，３３とデフケース２１との間には隙間が形成される 。

【００１８】 デフケース２１には収納孔４５，４７と連通する開口７３，７５，７７が設け られており、これらの開口７３，７５，７７からはデフキャリヤ２３のオイル溜 りからオイルが流出し、各ギヤの噛合い部や摺動部及びベアリング６７などを潤 滑する。

【００１９】 こうして、リヤデフ７が構成されており、デフケース２１を回転させるエンジ ン１の駆動力は各ピニオンギヤ４９，５１からサイドギヤ３１，３３を介して左 右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ４ ９，５１の移転によりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される。

【００２０】 トルクの伝達中、各ピニオンギヤ４９，５１の歯先はサイドギヤ３１，３３と の噛合い反力により収納孔４５，４７の壁面に押し付けられて摩擦抵抗が生じる 。又、サイドギヤ３１，３３は図２，図３に示すようにピニオンギヤ４９，５１ との噛合いスラスト力Ｆ_G ，Ｆ_S によりデフケース２１側に押し付けられ、ある いは互いに押圧し合って摩擦抵抗が生じる。これらの摩擦抵抗によりトルク感応 型の差動制限力が得られる。

【００２１】 図２と図３は図４の車両の右後輪１５がそれぞれ矢印７９，８１の方向に空転 した時のリヤデフの状態を示す。図２は車両の後進時であり各サイドギヤ３１， ３３にはそれぞれ外向きの噛合いスラスト力Ｆ_G ，Ｆ_S が生じる。図３は車両の 前進時であり、各サイドギヤ３１，３３のスラスト力Ｆ_G ，Ｆ_S は内向きになる 。

【００２２】 図２の状態ではグリップ側である左後車輪１３側のサイドギヤ３１にはベアリ ング６７を介してスリップ側サイドギヤ３３のスラスト力Ｆ_S が反対向きに加わ るからスラスト力は（Ｆ_G −Ｆ_S ）と小さくなる。この時サイドギヤ３３は上記 の隙間によりデフケース２１と接触しないからサイドギヤ３３側では差動制限力 が生じない。このように、Ｆ_G ＋Ｆ_S による差動制限力が生じる図７の従来例と 異って、有効なスラスト力はＦ_G −Ｆ_S に低下するからＲ_t を大幅に小さくでき る。又、この時ベアリング６７に掛るスラスト力は、従来例と異って、小さい方 のスラスト力Ｆ_S であるから破損や耐久性の低下は生じない。

【００２３】 図３の状態は、ベアリング６７はスラスト力の伝達に関与しないから、図８の 従来例と同様にＦ_G とＦ_G ＋（Ｆ_G −Ｆ_S ）の和による大きな差動制限力が生じ 、大きなＲ_t が得られる。

【００２４】 ここで、Ｒ_t を２．５とした時図２の状態での有効なスラスト力は図７のスラ スト力の４０％になり、その結果サイドギヤによるリヤデフ７の前後進間のＲ_t 差は従来例より大幅に広がる。

【００２５】 図４の車両が悪路などを走行中に、後輪１３，１５の一方が空転しても大きい トルクを掛けることによりリヤデフ７を介して他方の後輪に大きな駆動力が送ら れ、悪路走破性が高く保たれる。又、良路走行中はリヤデフ７の適度な差動制限 力により操安性が向上し、円滑で安定な走行性と旋回性が得られる。又、制動時 にはトルクの方向が後進時と同じになり、差動制限力が小さくなって後輪間の拘 束力が低減し、エンジンブレーキ使用時にＡＢＳとの干渉が避けられる。

【００２６】 次に図５により第２実施例の説明をする。図５及び以下の説明で第１実施例と 同機能の部材には同じ符号が与えられている。左右の方向は図４の車両及び図５ での左右の方向である。

【００２７】 図５はこの実施例のデファレンシャル装置を示し、このデファレンシャル装置 は図４の車両でリヤデフ８３として用いられている。

【００２８】 デフケース８５にはリングギヤ２５が固定され、エンジン１からの駆動力によ り回転駆動される。デフケース８５の内部には中空のヘリカルサイドギヤ８７， ８９が配置されている。左のサイドギヤ８７はビスカスカップリング９１のハウ ジング９３に溶接されている。このハウジング９３と右のサイドギヤ８９はそれ ぞれ左右の後車軸９，１１側に軸方向移動自在にスプライン連結されている。ビ スカスカップリング９１のハブ９５は右のサイドギヤ８９にスプライン連結され ている。

【００２９】 ハウジング９３とハブ９５との間に形成された圧力室９７には高精度のシリコ ンオイルが封入されており、ハウジング９３とハブ９５との間にはＸリング９９ ，９９とバックアップリング１０１，１０１とが配置されてオイル洩れを防止し ている。圧力室９７の内部にはハウジング９３に係合したアウタープレート１０ ３とハブ９５に係合したインナープレート１０５が交互に配置されている。

【００３０】 このように、ビスカスカップリング９１は左右のサイドギヤ８７，８９間に配 置され、これらの間の差動回転速度に感応して差動制限を行う。

【００３１】 デフケース８５の収納孔１０７，１０９にはヘリカルピニオンギヤ４９，５１ が摺動回転自在に収納されている。ピニオンギヤ４９の第１ギヤ部５３は左のサ イドギヤ８７と噛合っており、ピニオンギヤ５１の左端部は右のサイドギヤ８９ と噛合い、右端部は第２のギヤ部５５と噛合っている。デフケース８５の開口部 １１１では止め輪１１３，１１３とリング１１５とによりピニオンギヤ４９，５ １の抜け止めが施されている。

【００３２】 ビスカスカップリング９１のハウジング９３には連結部材１１７が溶接されて おり、その右端部には止め輪１１９とリング１２１とが装着されている。このリ ング１２１と右のサイドギヤ８９の凸部１２３との間にはニードルベアリング１ ２５（ベアリング）が配置されている。こうして、サイドギヤ８７，８９はベア リング１２５を介して外向きに連結されている。又、各サイドギヤ８７，８９の 間にはワッシャ１２７が配置され、デフケース８５に対してハウジング９３とサ イドギヤ８９との間にはそれぞれワッシャ１２９，１３１が配置されている。

【００３３】 デフケース８５を回転させるエンジン１の駆動力はピニオンギヤ４９，５１か らサイドギヤ８７，８９を介して左右の後輪１３，１５に分配され、後輪間に駆 動抵抗差が生じるとピニオンギヤ４９，５１の回転によりエンジン１の駆動力は 左右各側に差動分配される。この差動は各ギヤの摩擦抵抗によるトルク感応型の 差動制限力としてビスカスカップリング９１の差動速度感応型の差動制限力とに より制限される。

【００３４】 サイドギヤ８７，８９はベアリング１２５を介して外向きに連結されているか ら、サイドギヤ８７，８９に内向きの噛合いスラスト力が生じる車両の前進時は 大きなＲ_t が得られる。又、外向きの噛合いスラスト力が生じる車両の後進時に はＲ_t が大幅に低減されると共に、エンジンブレーキ使用時はビスカスカップリ ング９１による差動制限力も小さいから、ＡＢＳとの干渉を避けることができる 。又、ベアリング１２５にはスリップ側の小さな噛合いスラスト力しか掛らない から、破損や耐久性低下が生じない。

【００３５】 こうして、リヤデフ８３が構成されている。

【００３６】 図４の車両の後輪１３，１５の一方が悪路などで空転しても、リヤデフ８３に より上記のようなトルク感応型及び速度感応型の差動制限機能によって大きな駆 動力が他方の後輪に送られて、悪路走破性が向上し、良路走行中は円滑で安定な 走行性と旋回性とが得られる。

【００３７】

【考案の効果】

この考案のデファレンシャル装置は、ヘリカルピニオンギヤを介して連結され た一対の車輪側ヘリカルサイドギヤをベアリングを介して軸方向外向きに連結し たから、車両の進行方向によってサイドギヤに外向きの噛合いスラスト力が生じ た時は差動制限力が大幅に低減され、ＡＢＳとの干渉が避けられる。又、ベアリ ングにはスリップ側サイドギヤの小さな噛合いスラスト力しか掛らないから過荷 重による破損や耐久性の低下は生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面図である。

【図２】サイドギヤに外向きの噛合いスラスト力が生じ
た状態を示す第１実施例のスケルトン図である。

【図３】サイドギヤに内向きの噛合いスラスト力を生じ
た状態を示す第１実施例のスケルトン図である。

【図４】各実施例を用いた車両の動力系を示すスケルト
ン図である。

【図５】第２実施例の断面図である。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】サイドギヤに外向きの噛合いスラスト力が生じ
た状態を示す従来例のスケルトン図である。

【図８】サイドギヤに内向きの噛合いスラスト力が生じ
た状態を示す従来例のスケルトン図である。

【符号の説明】

７，８３ リヤデフ（デファレンシャル装置） ２１，８５ デフケース ３１，３３，８７，８９ ヘリカルサイドギヤ ４５，４７，１０７，１０９ 収納孔 ４９，５１ ヘリカルピニオンギヤ ６７，１２５ ニードルベアリング（ベアリング） Ｆ_G ，Ｆ_S 噛合いスラスト力

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、デフケースに設けられた収納孔に摺動回
   転自在に収納されたヘリカルピニオンギヤと、それぞれ
   車輪側に連結されると共にピニオンギヤを介して互いに
   連結された一対のヘリカルピニオンギヤと、ヘリカルピ
   ニオンギヤとの噛合いにより各ヘリカルサイドギヤに生
   じる外向きの噛合いスラスト力を受けるベアリングとを
   備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。