JPH09196143A

JPH09196143A - 差動装置

Info

Publication number: JPH09196143A
Application number: JP308996A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Miwa; 裕一三輪
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-01-11
Filing date: 1996-01-11
Publication date: 1997-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】機械的に差動を制限する差動制限機能を備え
た差動装置において、差動量によって差動制限力を変化
させ、差動量が大きい時に大きな差動制限力が得られる
ようにする。【解決手段】サイドギヤシャフト１６ａの回転速度が
デフケース１４よりも速く、１回転当たりの位相差φが
差動制限位相差−φ₀に達すると、(a) のように係合凸
部１４ｂにボール３８ａが当接させられ、その状態で位
相差φ≒−φ₀になるとデフロック状態になる。その状
態で(b) のように係合凸部１４ｂが凹所１２ａの位置ま
で到達すると、ボール３８ａが凹所１２ａ内に入り込ん
で係合凸部１４ｂとの係合が解除され、中間回転部材３
６は相対回転制限手段４０のスプリング３４ａにより
(c) のようにφ₀だけ＋方向へ回転させられて位相差φ
が０にリセットされる。１回転当たりの位相差φが−φ
₀＜φ＜＋φ₀の時は、スプリング３４ａ，３４ｂの弾
性変形によって差動が吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は差動装置に係り、特
に、機械的に差動を制限する差動制限機能を備えた差動
装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一中心線まわりの相対回転可能に配設さ
れた入力回転部材および一対の出力回転部材を有し、そ
の一対の出力回転部材がその入力回転部材によって回転
駆動されるとともに、その一対の出力回転部材の回転数
がその入力回転部材の回転数を基準として相対的に増減
すること（すなわち差動）が許容された差動装置が、自
動車の左右の駆動輪、或いは前後の駆動輪に動力を分配
する動力分配装置などに広く用いられている。そして、
このような差動装置の一種に、上記差動を機械的に制限
する差動制限機能を備えたものが提案されている。実開
平１−１３６７５４号公報に記載の装置はその一例で、
まがり歯のねじれ角に応じて発生するスラスト力によっ
て多板式の摩擦クラッチを摩擦係合させることにより伝
達トルクに応じた差動制限力を発生させるようになって
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の差動装置は、差動量に応じて差動制限するもので
はないため、車両の旋回時など差動が必要な時にも差動
制限力が発生させられ、回頭性やエネルギー効率が損な
われるとともに、脱輪時に十分な差動制限力が得られな
いという問題があった。

【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、差動量によって差動
制限力を変化させ、差動量が大きい時に大きな差動制限
力が得られるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、一中心線まわりの相対回転可能に配設
された入力回転部材および一対の出力回転部材を有し、
その一対の出力回転部材がその入力回転部材によって回
転駆動されるとともに、その一対の出力回転部材の回転
数がその入力回転部材の回転数を基準として相対的に増
減することが許容された差動装置において、(a) 前記一
対の出力回転部材の一方および前記入力回転部材に対し
てそれぞれ前記一中心線まわりの相対回転可能に配設さ
れた中間回転部材と、(b) 前記一方の出力回転部材およ
び前記入力回転部材の何れか一方である第１回転部材と
前記中間回転部材とに跨がって配設され、両者が予め定
められた一定角度以上相対回転することを阻止するとと
もに、常にはその相対回転が許容された角度範囲の略中
央の基準位置に弾性的に位置決めする相対回転制限手段
と、(c) 前記一方の出力回転部材および前記入力回転部
材の他方である第２回転部材および前記中間回転部材の
何れか一方に配設されて一体的に前記一中心線まわりに
回転させられるとともに、その回転方向と略直角な方向
において予め定められた係合位置と退避位置との間の移
動可能に保持されている係合部材と、(d) 前記第２回転
部材および前記中間回転部材の他方に一体に設けられ、
前記係合部材が前記係合位置に保持されている場合はそ
の係合部材と係合可能で、その係合部材と係合させられ
ることによりその第２回転部材とその中間回転部材とを
前記一中心線まわりに一体回転させるが、その係合部材
が前記退避位置に保持されている場合はその係合部材と
の係合が不能となる係合凸部と、(e) 前記係合部材を前
記係合位置に保持する保持部と、前記一中心線まわりの
所定位置においてその係合部材が前記退避位置へ移動す
ることを許容し、その係合部材と前記係合凸部との係合
を解除することにより前記中間回転部材および前記第１
回転部材の相対位置が前記基準位置へ戻ることを許容す
る逃し部とを有して、その一中心線まわりの回転不能に
配設された係合制御部材とを有することを特徴とする。

【０００６】

【発明の効果】このような差動装置においては、入力回
転部材と一方の出力回転部材との間で差動が発生する
と、係合凸部と係合部材とが係合させられて中間回転部
材と第２回転部材とが一体回転させられるようになり、
第１回転部材と中間回転部材とが相対回転制限手段によ
って位置決めされた基準位置から相対回転させられるよ
うになる。この時、第１回転部材と中間回転部材との間
には、相対回転制限手段によって両者を基準位置に位置
決めするための弾性力に相当する比較的小さな差動制限
力が作用させられ、この差動制限力が入力回転部材と出
力回転部材との間にも作用させられる。そして、両者の
差動量（位相差φ）が予め定められた一定角度の１／２
（差動制限位相差φ₀）に達すると、相対回転制限手段
によってそれ以上の相対回転が阻止されるようになり、
入力回転部材と出力回転部材とが一体回転させられる。

【０００７】すなわち、本発明では入力回転部材と出力
回転部材との位相差φに応じて差動制限力が変化させら
れ、位相差φが差動制限位相差φ₀に達するまでは差動
制限力が比較的小さいが、差動制限位相差φ₀に達する
と差動が阻止されて両者が一体回転させられるようにな
るのであり、例えば車両の左右輪に駆動力を分配する動
力分配装置に適用した場合に、最小回転半径での旋回時
における入力回転部材と出力回転部材との位相差を上記
差動制限位相差φ₀とすれば、通常の旋回時の差動制限
力を小さく維持しつつスリップ時や脱輪時には差動を阻
止（デフロック）して左右輪を一体回転させることがで
きる。

【０００８】一方、前記係合部材は、係合制御部材によ
り一中心線まわりの所定位置において退避位置へ移動す
ることが許容され、前記係合凸部との係合が解除される
ことにより、中間回転部材および第１回転部材の相対位
置が前記相対回転制限手段によって定められた基準位置
へ戻される。すなわち、係合部材が退避位置へ移動する
ことを許容する逃し部の数に応じて前記差動制限位相差
φ₀は設定されるのであり、例えば逃し部が１箇所の場
合は差動制限位相差φ₀は１回転当たり（厳密には逃し
部を除いた角度範囲当たり）の差動量として設定され、
これにより、差動の蓄積による差動制限力の発生が防止
され、上記効果を実質的に享受できる。なお、このこと
から明らかなように、本発明の差動装置の差動制限機能
は、厳密には差動許容状態と差動制限状態とを繰り返し
て差動を制限するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】ここで、本発明の差動装置は、
(a) 前記一中心線と直交する軸心まわりの回転可能に入
力回転部材に配設されたピニオンギヤと、(b) その一中
心線と同心に一対の出力回転部材にそれぞれ設けられ、
前記ピニオンギヤを挟んで相対向するように配設されて
そのピニオンギヤと噛み合わされた一対のサイドギヤと
を有する傘歯車式のものに好適に適用されるが、遊星歯
車式の差動装置にも適用できる。また、必ずしも噛合い
式の差動装置である必要はなく、摩擦接触によって回転
させられるプーリなどを用いたものでも良い。

【００１０】前記中間回転部材は、例えば前記一中心線
と同心の円筒形状を成し、その軸方向の一端側が前記相
対回転制限手段を介して第１回転部材と係合させられる
とともに、他端側が第２回転部材および係合制御部材と
同心円状に相対回転可能に嵌合され、前記係合部材およ
び係合凸部を介して第２回転部材と係合させられるよう
に構成される。その場合の係合制御部材は最外周側また
は最内周側に配設されるとともに、係合部材は中間に位
置する部材に径方向に貫通して設けられた保持穴内に径
方向の移動可能に保持され、係合凸部は残りの部材に外
周側または内周側へ突き出すように設けられる。係合部
材としては、一中心線まわりに転動するボールやころが
望ましい。保持穴を設けることなく、ばねなどの弾性部
材を介して周方向の相対移動不能且つ係合位置および退
避位置への移動可能に係合部材を配設するようにしても
良い。なお、中間回転部材としては、一中心線と直角な
プレート状の部材であっても良く、その場合には、第２
回転部材および係合制御部材にも一中心線と直角なフラ
ンジ等を設け、それ等を一中心線と平行な方向に並べて
相対回転可能に配置するとともに、係合部材を一中心線
と平行な方向の移動可能に配設して、同じく一中心線と
平行な方向へ突き出す係合凸部と係合させるようにすれ
ば良い。

【００１１】前記相対回転制限手段は、例えば(a) 第１
回転部材および中間回転部材の何れか一方に、前記一中
心線を中心として前記一定角度に対応して設けられた円
弧形状の溝と、(b) その溝内に突き出すように第１回転
部材および中間回転部材の他方に突設されたキーと、
(c) 前記溝内において前記キーの両側に配設され、その
キーをその溝内の略中央である前記基準位置に位置決め
するとともに、縮み限界まで縮み変形させられることに
よりその溝とキーとのそれ以上の相対回転を阻止する一
対の弾性部材とを有して構成され、この場合は装置がコ
ンパクトに構成される。弾性部材としては、圧縮コイル
スプリングまたは引張コイルスプリングのコイルスプリ
ングが好適に用いられ、この弾性力をできるだけ小さく
すれば前記差動制限位相差φ₀に達するまでの差動制限
力を小さくできる一方、差動制限位相差φ₀に達した時
に相対回転を略阻止できる程度の弾性力が得られるよう
にすれば、差動制限位相差φ₀に達した時の衝撃や異音
の発生などを防止できる。差動制限位相差φ₀に達する
直前に挟圧されて弾性変形させられる弾性率の大きな第
２の弾性部材、例えばゴムブロックなどを、上記基準位
置に位置決めするための弾性部材とは別個に配設するこ
とも可能である。また、かかる相対回転制限手段は、必
ずしも第１回転部材と中間回転部材との間に直接設けら
れる必要はなく、上記溝またはキー等が設けられたホル
ダ等を第１回転部材に相対回転不能に配設して中間回転
部材と係合させるようにしても良い。

【００１２】前記係合部材および前記係合凸部のうち前
記出力回転部材側のものは前記一中心線まわりに略等角
度間隔で複数設けることが望ましい。すなわち、出力回
転部材が差動によって回転停止することがある場合に
は、その出力回転部材側に設けられた係合部材や係合凸
部が前記係合制御部材の逃し部で停止させられると、係
合部材と係合凸部との係合が不能となって一体回転でき
なくなってしまうのである。但し、一対の出力回転部材
の両方に同様な差動制限機構を設ける場合は、差動によ
って両方の出力回転部材の回転が停止することはなく、
何れか一方の出力回転部材は必ず回転しているため、係
合部材および係合凸部が１つずつであっても差動制限作
用が得られ、必ずしも常に出力回転部材側のものを複数
にする必要はない。

【００１３】前記係合制御部材は、前記入力回転部材お
よび一対の出力回転部材を一中心線まわりの相対回転可
能に保持しているデフキャリアの一部によって一体に構
成することが望ましいが、別体に構成された係合制御部
材をデフキャリア等に配設するようにしても良い。逃し
部の数は差動制限位相差φ₀等に応じて適宜定められ、
複数設ける場合は等角度間隔で設けることになるが、自
動車用の動力分配装置に適用する場合は一般に１つが適
当である。また、一中心線まわりにおける逃し部の大き
さは、中間回転部材に係合部材が保持されている時に
は、係合凸部を乗り越えて係合部材が一中心線まわりに
相対回転することを許容する必要があるため、少なくと
も係合部材２つ分と係合凸部とを合わせた寸法が必要で
あるが、第２回転部材に係合部材が保持されている時に
は、係合部材１つ分より少し大きめの寸法で且つ係合凸
部よりも大きければ良い。一方、この逃し部が大き過ぎ
ると、係合凸部と係合部材との係合により中間回転部材
および第２回転部材が一体回転する角度範囲が狭くなる
ため、必要最小限の寸法とすることが望ましい。前記差
動制限位相差φ₀は、厳密にはこの中間回転部材および
第２回転部材が一体回転することが可能な角度範囲に基
づいて設定され、逃し部が１つの場合、その逃し部を除
いた前記保持部の角度範囲当たりの差動量として設定す
ることになる。

【００１４】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は、本発明の一実施例である差動装
置１０が、自動車の左右の駆動輪に動力を分配する動力
分配装置に用いられている場合である。この差動装置１
０は傘歯車式のもので、車体に取り付けられるデフキャ
リア１２には、一中心線Ｏまわりの相対回転可能にデフ
ケース１４および一対のサイドギヤシャフト１６ａ，１
６ｂが配設されている。デフケース１４は入力回転部材
に相当するもので、一中心線Ｏと直交する軸心まわりの
回転可能に複数のピニオンギヤ１８が配設されている。
サイドギヤシャフト１６ａ，１６ｂは一対の出力回転部
材に相当するもので、それぞれ一中心線Ｏと同心にサイ
ドギヤ２０ａ，２０ｂが相対回転不能にスプライン嵌合
されているとともに、それ等のサイドギヤ２０ａ，２０
ｂは、ピニオンギヤ１８を挟んで相対向するように配設
されてその複数のピニオンギヤ１８と噛み合わされてい
る。

【００１５】そして、図示しないエンジン等の動力源か
ら出力された動力は、ドライブピニオン２２からリング
ギヤ２４を介してデフケース１４に伝達されるととも
に、上記ピニオンギヤ１８およびサイドギヤ２０ａ，２
０ｂを介して左右のサイドギヤシャフト１６ａ，１６ｂ
に分配され、図示しない車軸を経て左右の駆動輪２６
ａ，２６ｂ（図２参照）に伝達される。その場合に、上
記一対のサイドギヤシャフト１６ａ，１６ｂの回転数
は、デフケース１４の回転数を基準として相対的に増減
すること（差動）が許容され、図２に示すような旋回時
における左右の駆動輪２６ａ，２６ｂの回転数差が吸収
される。図２の２８ａ，２８ｂは左右の前輪である。

【００１６】一方、本実施例の差動装置１０は、上記デ
フケース１４とサイドギヤシャフト１６ａ，１６ｂとの
間に、それぞれ差動（相対回転）を制限する差動制限機
構３０ａ，３０ｂが配設されている。これ等の差動制限
機構３０ａ，３０ｂは全く同じ構成で左右対称に配設さ
れているだけであるため、以下、左側の差動制限機構３
０ａについて具体的に説明する。

【００１７】図３は、かかる差動制限機構３０ａの分解
図で、図４の(a) は図１におけるＡ−Ａ矢視部分の断面
図、図４の(b) は図１におけるＢ−Ｂ矢視部分の断面図
であり、ホルダ３２、一対の圧縮コイルスプリング３４
ａ，３４ｂ、中間回転部材３６、一対のボール３８ａ，
３８ｂ、デフケース１４の端部に一体に設けられた小径
部１４ａ、デフキャリア１２に形成された凹所１２ａな
どによって構成されている。ホルダ３２は、前記サイド
ギヤシャフト１６ａに相対回転不能にスプライン嵌合さ
れて、一中心線Ｏまわりに一体的に回転させられるとと
もに、外径寸法が小さい小径部３２ａおよび外径寸法が
大きい大径部３２ｂを備えている。中間回転部材３６
は、略円筒形状を成していて一中心線Ｏと同心に配設さ
れ、円筒形状を成すデフキャリア１２の内周側に相対回
転可能に嵌合されているとともに、軸方向の一端部３６
ａは上記ホルダ３２の小径部３２ａの外周側に相対回転
可能に嵌合され、軸方向の他端部３６ｂはデフケース１
４の小径部１４ａの外周側に所定の隙間を有して嵌合さ
れている。ホルダ３２の大径部３２ｂの外径寸法は、中
間回転部材３６の外径寸法、デフキャリア１２の内径寸
法と略同じである。

【００１８】上記ホルダ３２の大径部３２ｂには、小径
部３２ａ側の端面に一中心線Ｏを中心とする円弧形状の
溝３２ｃが設けられている一方、中間回転部材３６の一
端部３６ａ側の端面には、その溝３２ｃ内に突き出すよ
うにキー３６ｃが突設されている。前記一対の圧縮コイ
ルスプリング３４ａ，３４ｂは弾性部材として機能する
もので、上記溝３２ｃ内においてキー３６ｃの両側に配
設され、そのキー３６ｃが溝３２ｃ内の略中央の基準位
置に位置するように、中間回転部材３６とホルダ３２更
にはサイドギヤシャフト１６ａとの相対位置を位置決め
する。図４は、中間回転部材３６とサイドギヤシャフト
１６ａとが基準位置に位置決めされている状態である。
一方、図５，図６に示すように、それ等の圧縮コイルス
プリング３４ａまたは３４ｂが縮み限界まで縮み変形
（圧縮変形）させられることにより、その溝３２ｃとキ
ー３６ｃとのそれ以上の相対回転、すなわち中間回転部
材３６およびサイドギヤシャフト１６ａのそれ以上の相
対回転が阻止される。圧縮コイルスプリング３４ａ，３
４ｂは、中間回転部材３６およびサイドギヤシャフト１
６ａの相対位置を基準位置へ戻すためのもので、できる
だけ弾性率の小さいばねが用いられているとともに、基
準位置へ戻すことができる範囲でできるだけ小さい配設
荷重で配設されている。溝３２ｃ、キー３６ｃ、および
一対の圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂによって相
対回転制限手段４０が構成されており、出力回転部材で
あるサイドギヤシャフト１６ａは第１回転部材に相当す
る。

【００１９】上記相対回転制限手段４０により、中間回
転部材３６およびサイドギヤシャフト１６ａは基準位置
から正逆両方向へそれぞれ角度φ₀だけ相対回転した位
置でそれ以上の相対回転が阻止されるようになってお
り、この角度φ₀が差動制限位相差であり、請求項１に
記載の一定角度は２φ₀に相当する。差動制限位相差φ
₀は、最小回転半径Ｒでの旋回時におけるデフケース１
４の１回転当たりのデフケース１４とサイドギヤシャフ
ト１６ａ，１６ｂとの位相差で、トレッド幅をＬとする
と、次式(1) および(2) に従って求められる。例えばＲ
＝５．５ｍ、Ｌ＝１５６０ｍｍの場合、差動制限位相差
φ₀≒６０°となる。（２π−φ₀）／（２π＋φ₀）＝（Ｒ−Ｌ）／Ｒ・・・(1) φ₀＝２π×Ｌ／（２Ｒ−Ｌ）・・・(2)

【００２０】中間回転部材３６の他端部３６ｂには、前
記ボール３８ａ，３８ｂより僅かに大きい一対の保持穴
３６ｄが一中心線Ｏを挟んで正反対に位置する２箇所に
設けられており、それぞれ一中心線Ｏと直角な径方向へ
ボール３８ａ，３８ｂが移動できる状態でそのボール３
８ａ，３８ｂを保持している。これ等のボール３８ａ，
３８ｂは係合部材に相当するもので、デフキャリア１２
の内周面１２ｂとデフケース１４の小径部１４ａの外周
面とによって係合位置に位置決めされた状態で、保持穴
３６ｄ内に保持されたまま中間回転部材３６と共に一中
心線Ｏまわりに転動させられる。デフケース１４の小径
部１４ａには、一中心線Ｏまわりの１箇所に上記他端部
３６ｂの内径より僅かに小さい外径寸法まで突き出す係
合凸部１４ｂが一体に設けられており、上記係合位置に
位置決めされたボール３８ａまたは３８ｂと周方向にお
いて係合させられることにより、デフケース１４と中間
回転部材３６とが一中心線Ｏまわりに一体回転させられ
る。デフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとの差
動時に、上記のようにデフケース１４と中間回転部材３
６とが一体回転させられると、中間回転部材３６とサイ
ドギヤシャフト１６ａとが前記相対回転制限手段４０の
弾性力に抗して強制的に相対回転させられ、その位相差
（差動量）φが前記差動制限位相差φ₀に達すると、そ
れ以上の差動が阻止されてサイドギヤシャフト１６と中
間回転部材３６とデフケース１４とが一体回転させられ
る。上記他端部３６ｂの肉厚、係合凸部１４ｂの高さ寸
法、他端部３６ｂの内周面と小径部１４ａの外周面との
径方向隙間は、それぞれボール３８ａ，３８ｂの半径寸
法と略等しい。本実施例では入力回転部材であるデフケ
ース１４が第２回転部材に相当する。

【００２１】一方、前記凹所１２ａは、ボール３８ａ，
３８ｂの転動軌跡上に１箇所だけ設けられており、その
凹所１２ａ内にボール３８ａまたは３８ｂが入り込むこ
とにより、そのボール３８ａまたは３８ｂと上記係合凸
部１４ｂとの係合が解除され、デフケース１４と中間回
転部材３６との相対回転が許容される。凹所１２ａの深
さ寸法はボール３８ａ，３８ｂの半径寸法と略同じで、
一中心線Ｏまわりの幅寸法はボール３８ａ，３８ｂが略
３個入る程度の大きさで、係合凸部１４ｂの一中心線Ｏ
まわりの寸法はボール３８ａ，３８ｂの直径寸法より小
さく、係合凸部１４ｂが凹所１２ａの略真ん中に位置さ
せられると、ボール３８ａまたは３８ｂは、凹所１２ａ
内に入り込みながら係合凸部１４ｂを乗り越えて反対側
へ移動できるのである。このように、中間回転部材３６
がデフケース１４に対して相対回転することが許容され
ると、中間回転部材３６およびサイドギヤシャフト１６
ａの相対位置が、前記相対回転制限手段４０の弾性力に
従って前記基準位置へ戻される。上記凹所１２ａは逃し
部に相当し、ボール３８ａ，３８ｂが凹所１２ａ内に入
り込んだ位置は退避位置に相当する。また、デフキャリ
ア１２のうち、ボール３８ａ，３８ｂと係合させられて
保持する部分は係合制御部材として機能しており、その
部分の内周面１２ｂは保持部に相当する。

【００２２】このような差動制限機構３０ａにおいて
は、デフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとの間
で差動が発生すると、係合凸部１４ｂとボール３８ａま
たは３８ｂとが係合させられて中間回転部材３６とデフ
ケース１４とが一体回転させられるようになり、サイド
ギヤシャフト１６ａと中間回転部材３６とが相対回転制
限手段４０によって位置決めされた基準位置から相対回
転させられるようになる。この時、サイドギヤシャフト
１６ａと中間回転部材３６との間には、相対回転制限手
段４０の圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂの弾性力
に相当する比較的小さな差動制限力が作用させられ、こ
の差動制限力がデフケース１４とサイドギヤシャフト１
６ａとの間にも作用させられる。そして、両者の差動量
（位相差φ）が差動制限位相差φ₀に達すると、相対回
転制限手段４０によってそれ以上の相対回転が阻止（デ
フロック）されるようになり、デフケース１４，中間回
転部材３６，およびサイドギヤシャフト１６ａが一体回
転させられる。位相差φは、厳密には中間回転部材３６
およびサイドギヤシャフト１６ａの基準位置からの相対
回転角度であるが、係合凸部１４ｂとボール３８ａまた
は３８ｂとの係合時におけるデフケース１４とサイドギ
ヤシャフト１６ａとの相対回転角度（差動量）と同じで
ある。

【００２３】図５は、サイドギヤシャフト１６ａおよび
デフケース１４が何れも右まわりに回転するが、サイド
ギヤシャフト１６ａすなわち左側の駆動輪２６ａの回転
速度がデフケース１４よりも速くなり、ボール３８ａが
係合凸部１４ｂに当接させられた状態でデフケース１４
がサイドギヤシャフト１６ａに対して−φ₀だけ相対回
転させられ、それ以上のマイナス（−）方向の相対回転
が阻止された場合である。図６は、同じくサイドギヤシ
ャフト１６ａおよびデフケース１４が右まわりに回転す
るが、サイドギヤシャフト１６ａすなわち左側の駆動輪
２６ａの回転速度がデフケース１４よりも遅くなり、係
合凸部１４ｂがボール３８ａに当接させられた状態でデ
フケース１４がサイドギヤシャフト１６ａに対して＋φ
₀だけ相対回転させられ、それ以上のプラス（＋）方向
の相対回転が阻止された場合である。また、デフケース
１４の一回転当たりにおけるデフケース１４とサイドギ
ヤシャフト１６ａとの位相差φが−φ₀＜φ＜＋φ₀の
間は、圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂの弾性変形
によって差動が許容され、デフケース１４とサイドギヤ
シャフト１６ａとの間には、サイドギヤシャフト１６ａ
および中間回転部材３６の相対位置を図４に示す基準位
置（位相差φ＝０）へ戻すための圧縮コイルスプリング
３４ａ，３４ｂの弾性力に基づく比較的小さな差動制限
力が作用させられるだけである。なお、図５および図６
の(a) は前記図１におけるＡ−Ａ矢視部分の断面図に相
当し、(b) は図１におけるＢ−Ｂ矢視部分の断面図に相
当する。

【００２４】すなわち、本実施例の差動制限機構３０ａ
は、デフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとの位
相差φに応じて差動制限力が変化させられ、位相差φが
差動制限位相差φ₀に達するまでは差動制限力が比較的
小さいが、差動制限位相差φ ₀に達すると差動が阻止
（デフロック）されて両者が一体回転させられるように
なるのである。ここで、差動制限位相差φ₀は、最小回
転半径Ｒでの旋回時のデフケース１４の１回転当たりに
おけるデフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとの
位相差であるため、｜φ｜＜｜φ₀｜の通常の旋回時の
差動は圧縮コイルスプリング３４ａ，３４ｂの弾性変形
によって許容されるとともにその差動制限力は小さく、
良好な回頭性が得られる。また、スリップ時や脱輪時な
どに｜φ｜≒｜φ₀｜になると差動（相対回転）が阻止
され、デフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとが
一体回転させられるようになり、左右の駆動輪２６ａ，
２６ｂが略等速回転させられるようになって、スリップ
が抑制されるとともに脱輪状態から脱出し易くなる。

【００２５】一方、前記ボール３８ａ，３８ｂは、一中
心線Ｏまわりの１箇所に形成された凹所１２ａでは退避
位置へ移動することが許容され、前記係合凸部１４ｂと
の係合が解除することが許容されるため、旋回時等にお
けるデフケース１４とサイドギヤシャフト１６ａとの僅
かな差動によって係合凸部１４ｂとボール３８ａまたは
３８ｂとが係合させられ、デフケース１４と中間回転部
材３６とが一体回転させられるようになり、中間回転部
材３６とサイドギヤシャフト１６ａとの相対位置が基準
位置からずれても、デフケース１４の１回転毎に、それ
等の中間回転部材３６およびサイドギヤシャフト１６ａ
の相対位置が基準位置へ戻され、位相差φ＝０となる。
これにより、小さな差動の蓄積によって位相差φ≒±φ
₀となり、通常の旋回時等にデフケース１４とサイドギ
ヤシャフト１６ａとの差動が阻止されること（デフロッ
ク）が回避され、前述した効果を実質的に享受できる。

【００２６】図７は、前記図５と同様に左側の駆動輪２
６ａの回転速度がデフケース１４よりも速く、１回転当
たりの位相差φが差動制限位相差−φ₀に達している場
合で、(a) のように係合凸部１４ｂにボール３８ａが当
接させられ、その状態で位相差φ≒−φ₀になるととも
に(b) のように係合凸部１４ｂが凹所１２ａの位置まで
到達すると、ボール３８ａが凹所１２ａ内に入り込んで
係合凸部１４ｂとの係合が解除され、中間回転部材３６
は相対回転制限手段４０の圧縮コイルスプリング３４ａ
により(c) のようにφ₀だけ＋方向へ回転させられて位
相差φが０にリセットされる。図８は、前記図６と同様
に左側の駆動輪２６ａの回転速度がデフケース１４より
も遅く、１回転当たりの位相差φが差動制限位相差＋φ
₀に達している場合で、(a) のようにボール３８ａに係
合凸部１４ｂが当接させられ、その状態で位相差φ≒＋
φ₀になるとともに(b) のように係合凸部１４ｂが凹所
１２ａの位置まで到達すると、ボール３８ａが凹所１２
ａ内に入り込んで係合凸部１４ｂとの係合が解除され、
中間回転部材３６は相対回転制限手段４０の圧縮コイル
スプリング３４ｂにより(c) のようにφ₀だけ−方向へ
回転させられて位相差φが０にリセットされる。これ等
の図７および図８は、何れもサイドギヤシャフト１６ａ
とデフケース１４との位相差φ≒±φ₀となる場合であ
ったが、−φ ₀＜φ＜＋φ₀の場合には、圧縮コイルス
プリング３４ａまたは３４ｂが(b) のように縮み限界ま
で変形することなく、言い換えればデフロック状態にな
ることなく、(c) の時点で位相差φ＝０に戻される。な
お、図７および図８における左側の図はそれぞれ前記図
１におけるＡ−Ａ矢視部分の断面図に相当し、右側の図
はそれぞれ図１におけるＢ−Ｂ矢視部分の断面図に相当
する。

【００２７】上記図７および図８共、(c) の状態の後
は、サイドギヤシャフト１６ａとデフケース１４との位
相差がπ−φ₀となった時点で今度はボール３８ｂと係
合凸部１４ｂとが接触させられ、ボール３８ａと係合凸
部１４ｂとの係合時と同様に(a) 以下のように変化す
る。すなわち、この実施例では２個のボール３８ａ，３
８ｂが中間回転部材３６に略等角度間隔で配設されてい
るため、右側の駆動輪２６ｂの脱輪などで駆動輪２６ａ
更には中間回転部材３６の回転が図８(b) の状態で停止
しても、反対側のボール３８ｂと係合凸部１４ｂとの係
合により確実に差動制限作用が得られるのである。但
し、本実施例では一対のサイドギヤシャフト１６ａ，１
６ｂの両方に差動制限機構３０ａ，３０ｂが配設されて
おり、差動によって両方のサイドギヤシャフト１６ａ，
１６ｂの回転が共に停止することはないため、何れか一
方のボール３８ａまたは３８ｂを省略しても、差動装置
１０全体としては差動制限作用が確実に得られる。

【００２８】なお、このことから明らかなように、本実
施例の差動制限機構３０ａの差動制限機能は、厳密には
差動許容状態と差動制限状態とを繰り返して差動を制限
するものであるが、本実施例では左右のサイドギヤシャ
フト１６ａ，１６ｂの両方に差動制限機構３０ａ，３０
ｂが配設されているため、円滑な差動制限作用が得られ
る。また、係合凸部１４ｂとボール３８ａまたは３８ｂ
とが係合させられ、デフケース１４と中間回転部材３６
とが一体回転させられる角度範囲は、厳密には１回転よ
りも凹所１２の角度範囲分だけ少ない一方、前記差動制
限位相差φ₀は１回転当たりで求められているため、通
常の旋回時に位相差φが差動制限位相差φ₀となること
はなく、旋回時のデフロックが確実に回避される。

【００２９】以上、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明したが、これはあくまでも一実施態様であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更，改良
を加えた態様で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である差動装置が自動車の動
力分配装置に用いられた場合の一例を示す断面図であ
る。

【図２】自動車の旋回に伴って生じる左右の駆動輪の位
相差を説明する図である。

【図３】図１の実施例における一方の差動制限機構を分
解して示すとともに一部を切り欠いた斜視図である。

【図４】図１の実施例における差動制限機構の断面図
で、(a) は図１におけるＡ−Ａ矢視部分の断面図、(b)
は図１におけるＢ−Ｂ矢視部分の断面図である。

【図５】図４において、サイドギヤシャフトの回転が速
くてデフロック状態となった場合を示す断面図である。

【図６】図４において、サイドギヤシャフトの回転が遅
くてデフロック状態となった場合を示す断面図である。

【図７】図５の場合に１回転毎に位相差φが０に戻され
る作動を説明する図である。

【図８】図６の場合に１回転毎に位相差φが０に戻され
る作動を説明する図である。

【符号の説明】

１０：差動装置１２：デフキャリア（係合制御部材）１２ａ：凹所（逃し部）１２ｂ：内周面（保持部）１４：デフケース（入力回転部材，第２回転部材）１４ｂ：係合凸部１６ａ，１６ｂ：サイドギヤシャフト（出力回転部材，
第１回転部材）３６：中間回転部材３８ａ，３８ｂ：ボール（係合部材）４０：相対回転制限手段Ｏ：一中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一中心線まわりの相対回転可能に配設さ
れた入力回転部材および一対の出力回転部材を有し、該
一対の出力回転部材が該入力回転部材によって回転駆動
されるとともに、該一対の出力回転部材の回転数が該入
力回転部材の回転数を基準として相対的に増減すること
が許容された差動装置において、前記一対の出力回転部材の一方および前記入力回転部材
に対してそれぞれ前記一中心線まわりの相対回転可能に
配設された中間回転部材と、前記一方の出力回転部材および前記入力回転部材の何れ
か一方である第１回転部材と前記中間回転部材とに跨が
って配設され、両者が予め定められた一定角度以上相対
回転することを阻止するとともに、常には該相対回転が
許容された角度範囲の略中央の基準位置に弾性的に位置
決めする相対回転制限手段と、前記一方の出力回転部材および前記入力回転部材の他方
である第２回転部材および前記中間回転部材の何れか一
方に配設されて一体的に前記一中心線まわりに回転させ
られるとともに、その回転方向と略直角な方向において
予め定められた係合位置と退避位置との間の移動可能に
保持されている係合部材と、前記第２回転部材および前記中間回転部材の他方に一体
に設けられ、前記係合部材が前記係合位置に保持されて
いる場合は該係合部材と係合可能で、該係合部材と係合
させられることにより該第２回転部材と該中間回転部材
とを前記一中心線まわりに一体回転させるが、該係合部
材が前記退避位置に保持されている場合は該係合部材と
の係合が不能となる係合凸部と、前記係合部材を前記係合位置に保持する保持部と、前記
一中心線まわりの所定位置において該係合部材が前記退
避位置へ移動することを許容し、該係合部材と前記係合
凸部との係合を解除することにより前記中間回転部材お
よび前記第１回転部材の相対位置が前記基準位置へ戻る
ことを許容する逃し部とを有して、該一中心線まわりの
回転不能に配設された係合制御部材とを有することを特
徴とする差動装置。