JPH10278U - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速時の車両応答性を高く維持したまま旋回
運転時における車両の旋回性を向上することができる、
実用的なデファレンシャル装置の提供。 【解決手段】 駆動回転するケース２１と、サイドギヤ
４５，４５と、一方のサイドギヤ４３と噛合う第１のピ
ニオンギヤ５７と、他方のサイドギヤ４５及び第１のピ
ニオンギヤ５７とサイドギヤの軸方向外側の位置で噛合
う第２のピニオンギヤ５９とからなるデファレンシャル
装置であって、両サイドギヤ４３，４５の軸方向外側部
に、第１の側面４３ｄ，４５ｄと、これより外側の第２
の側面４３ｃ，４５ｃとを設け、第１の側面４３ｄ，４
５ｄとケース２１との間に皿ばね６１，６３を設け、前
記ギヤ同士の噛合い反力により皿ばね６１，６３の撓み
範囲内で第２の側面４３ｃ，４５ｃがケース２１に当接
するようにした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、車両に搭載さ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３−３７４５５号公報には、図６に示すようなデファレンシャル装置１ ０１が開示されている。このデファレンシャル装置１０１は、第１のピニオンギ ヤ１０３と、これと噛合った第２のピニオンギヤ１０５とが、ケース１０７内に 設けられた収容孔１０９に摺動回転自在に配置されたもので、第１のピニオンギ ヤ１０３は第１のサイドギヤ１１１と噛合い、第２のピニオンギヤ１０５は第２ のサイドギヤ１１３と噛合っている。これら第１，第２のピニオンギヤ１０３， １０５及び第１，第２のサイドギヤ１１１，１１３は、それぞれ反対方向の螺旋 角を有するはす歯形状に形成されている。

【０００３】 ケース１０７から入力したエンジンの駆動力は、第１，第２のピニオンギヤ１ ０３，１０５から第１，第２のサイドギヤ１１１，１１３に分配されて左右の車 輪を駆動すると共に、第１，第２のピニオンギヤ１０３，１０５の回転により左 右に差動分配される。また、この差動回転は、収容孔１０９との摩擦による第１ ，第２のピニオンギヤ１０３，１０５の回転抵抗及び第１，第２のサイドギヤ１ １１，１１３の側面の摩擦抵抗によって制限され、差動制限力が得られる。

【０００４】 図７は、前記デファレンシャル装置１０１を搭載した車両１１５が、左側へ旋 回走行している状態を示している。

【０００５】 かかる旋回時には、デファレンシャル装置１０１が左右のサイドギヤ間で差動 回転をするので、必然的に回転差に基づく摩擦力相当分、差のある、差動制限力 が作用し、この差動制限力のために左右の駆動輪に伝わる駆動力が異なってしま う。すなわち、図７の（ａ）に示すように、内側の駆動輪１１７（左側）に伝わ る駆動力ＦDiのほうが外側の駆動輪１１９（右側）に伝わる駆動力ＦDoよりも大 きくなる。つまり、内側が回転小故に発生する摩擦力は少なく、差動制限力、即 ち、駆動力ＦDiが大きくなる。

【０００６】 また、このような現象は、車両１１５が惰行運転（いわゆるエンジンブレーキ がかかった状態）で旋回している場合にも生じ、図７の（ｂ）に示すように、内 側の駆動輪１１７にかかる制動力ＦCiのほうが外側の駆動輪１１９にかかる制動 力ＦCoよりも大きくなる。

【０００７】 このように、内外の駆動輪１１７，１１９間で駆動力ＦDi，ＦDoや制動力ＦCi ，ＦCoが異なると、車両１０５には、次式 Ｍψ＝（Ｔr ／２ｒ）×ΔＦ 但、Ｍψ：ヨーイングモーメント Ｔr ：後輪トレッド ｒ ：タイヤ半径 ΔＦ：内外輪の駆動力差又は制動力差（ＦDi−ＦDo，ＦCi−ＦCo） によって求められるヨーイングモーメントＭψが作用する。このヨーイングモー メントＭψは、駆動運転時にはアンダーステア方向に発生し、惰行運転時には反 対にオーバーステア方向に発生する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、図６に示すデファレンシャル装置１０１にあっては、図８に示すよ うに、駆動運転から惰行運転への切替時における応答性が高いもの、即ち差動制 限トルクの切替時間が早いこととその上下限トルク差が大きいことであるため、 駆動から惰行への切替時に、車両１０５に作用するヨーイングモーメントＭψが アンダーステア方向からオーバーステア方向へ急に変化する可能性がある。

【０００９】 このように車両１０５に作用するヨーイングモーメントＭψの方向が急に変化 すると、車両１０５の姿勢変化が急に起こり、運転者に違和感を与える恐れがあ る。

【００１０】 本考案は、このような従来の課題を解決するためになされたもので、その目的 とするところは、装置内に皿ばねを配置すると共に、その皿ばねの押圧力を常時 保持することにより、旋回運転時における車両操作性の違和感を緩和できる実用 的なデファレンシャル装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案は、車両に搭載されたエンジンの駆動力によ り回転するケースと、このケースの一端側からケース内に挿入されケースと同軸 回転する第１のシャフトと、前記ケースの他端側からケース内に挿入されケース と同軸回転する第２のシャフトと、前記第１のシャフトの外周に設けられ前記ケ ース内で第１のシャフトと共に回転する第１のはす歯サイドギヤと、前記第２の シャフトの外周に設けられ前記ケース内で第２のシャフトと共に回転する第２の はす歯サイドギヤと、前記第１，第２のはす歯サイドギヤの外周に沿って所定の 間隔をおいて前記ケースに形成された一対又は複数対の第１，第２の収容孔と、 この第１の収容孔内に収容され前記第１のはす歯サイドギヤと噛合う第１のはす 歯ピニオンギヤと、前記第２の収容孔内に収容され前記第２のはす歯サイドギヤ と噛合うと共に前記第１のはす歯ピニオンギヤと噛合う第２のはす歯ピニオンギ ヤとからなるデファレンシャル装置であって、 前記第１のはす歯ピニオンギヤと第２のはす歯ピニオンギヤとの噛合いは前記 第１のサイドギヤ又は第２のサイドギヤの軸方向外側に位置し、前記第１のサイ ドギヤ及び第２のサイドギヤは外側面に第１の側面とこの第１の側面より軸方向 外側に位置する第２の側面とを有し、前記第１の側面は皿ばねを介してケースと 当接し、第２の側面は噛合い反力によるスラスト力を受けたとき第１の側面の当 接より遅れて前記皿ばねの撓み長さの範囲内でケースと当接するようになってい ることを特徴とするものである。

【００１２】 （作用） 皿ばねは、第１のサイドギヤと第１のピニオンギヤとの噛合い反力に応じて第 １のサイドギヤを押圧するとともに、第２のサイドギヤと第２のピニオンギヤと の噛合い反力に応じて第２のサイドギヤを押圧する。この皿ばねの作用により、 エンジンの駆動力に応じた、第１及び第２のサイドギヤ側面の摩擦抵抗による差 動制限トルクの発生が遅れる。このとき、サイドギヤは、皿ばねが撓み切る前に その第２の側面がケースと当接する。これにより皿ばねは押圧機能（ばね及びそ の復元性）が保持される。

【００１３】 しかも、皿ばねはサイドギヤの第１の側面即ち円筒部外周とケース間に同軸的 に配置されるので、実用性のある押圧機能を発揮できるものとなる。従って、旋 回運転時における違和感が緩和される実用的なデファレンシャル装置を得ること ができる。

【００１４】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１５】 図１は、本考案によるデファレンシャル装置の一実施形態の要部断面図、図２ は、図１のデファレンシャル装置を分解した斜視図、図３は、図１のデファレン シャル装置を搭載した車両の模式図であり、その構成から説明する。

【００１６】 図３に示すように、この動力系は、車両１に搭載されたエンジン２、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実施形態 のデファレンシャル装置）、左右の後車軸９，１１（第１，第２のシャフト）、 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、ケース２１はデフキャリヤ２３内に回転自在に配置されており、 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２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 ケース２１を回転駆動する。

【００１７】 図１及び図２に示すように、ケース２１はボルト３０によって締結される本体 ３１とカバー３３とからなり、本体３１のフランジ部３５には、図３に示したリ ングギヤ２５が固定されている。カバー３３には第１の軸孔３７が、また本体３ １には第２の軸孔３９が、それぞれケース２１の回転軸と同芯に形成されている 。第１の軸孔３７及び第２の軸孔３９には、ケース２１と同軸回転可能に第１の シャフト９と第２のシャフト１１とが挿通され、両シャフト９，１１の一端は、 ケース２１内に形成された収容室４１に挿入されている。

【００１８】 収容室４１に挿入された第１のシャフト９と第２のシャフト１１の外周部には 、第１のサイドギヤ４３と第２のサイドギヤ４５がスプライン連結されている。 第１，第２のサイドギヤ４３，４５の外周には、反対方向の螺旋角を有するはす ば歯車が形成され、第１，第２のサイドギヤ４３，４５からは、それぞれ第１， 第２のシャフト９，１１側に向かって、第１，第２の円筒部４３ａ，４５ａが一 体に延設されている。第１の円筒部４３ａと第２の円筒部４５ａとは、カバー３ ３に形成された支持孔３３ａと本体３１に形成された支持孔３１ａとにそれぞれ 摺動回転可能に嵌合され、これにより、第１，第２のサイドギヤ４３，４５は、 収容室４１内で同軸回転可能となっている。

【００１９】 本体３１には、第１の収容孔４７と第２の収容孔４９とが一対となり、４対の 収容孔４７，４９が、第１の軸孔３７及び第２の軸孔３９の外周に沿って等間隔 に設けられている。第１，第２の収容孔４７，４９は、共に第１の軸孔３７側か ら所定の深さに形成され、第２の収容孔４９は、第１の収容孔４７よりも略第２ のサイドギヤ４５の幅分だけ深く形成されている。対となっている第１の収容孔 ４７と第２の収容孔４９とは第１の軸孔３７側に連通部分（図示しない）を有し 、また、第１，第２の収容孔４７，４９には、収容室４１に開放された開口部５ ３，５５が形成されている。

【００２０】 第１の収容孔４７には第１のピニオンギヤ５７が収容され、第２の収容孔４９ には第２のピニオンギヤ５９が収容されている。各収容孔４７，４９の内周面は 、第１，第２のピニオンギヤ５７，５９の歯先外周面との間に所定の摩擦抵抗を 発生させるよう形成されている。第２のピニオンギヤ５９は、第１のピニオンギ ヤ５７よりも略第２のサイドギヤ４５の幅分だけ中間軸部６０を有して長く形成 され、第２のピニオンギヤ５９の両端には、螺旋角を有するはすば歯車が形成さ れている。一方、第１のピニオンギヤ５７には、第２のピニオンギヤ５９と反対 方向の螺旋角を有するはすば歯車が全体に形成されている。これら第１，第２の ピニオンギヤ５７，５９は、本体３１及びカバー３３の内壁部３１ｂ，３３ｂに よって軸方向の移動が阻止されている。

【００２１】 第１のピニオンギヤ５７は、第２の軸孔３９側の開口部５３で第１のサイドギ ヤ４３と噛合い、第２のピニオンギヤ５９は、第２の軸孔３９側の開口部５５で 第２のサイドギヤ４５と噛合っている。また、第１のサイドギヤ４３と第２のサ イドギヤ４５とは、ケース２１の回転軸方向に隣接対向配置されており、第１の ピニオンギヤ５７と第２のピニオンギヤ５９とは、第１のサイドギヤ４３の回転 軸方向外側で相互に噛み合っている。

【００２２】 このように各ギヤ４３，４５，５７，５９が噛合うことにより、エンジン２か らの駆動力が左右のシャフト９，１１に差動分配され、このとき、各収容孔４７ ，４９との摩擦による第１，第２のピニオンギヤ５７，５９の回転抵抗、及び第 １，第２のサイドギヤ４３，４５の側面の摩擦抵抗によって回転差に伴なう摩擦 抵抗の差分だけ左右の差動制限力に差が生じる。

【００２３】 各ギヤ４３，４５，５７，５９のはす歯の形成方向は、エンジン２の通常駆動 時、すなわちケース２１に図２に示すように矢印Ａ方向に正転駆動力が作用して いるときは、第１のサイドギヤ４３を本体３１側へ移動させると共に第２のサイ ドギヤ４５をカバー３３側へ移動させるスラスト力（噛合い反力）が発生し、惰 行運転時、すなわちケース２１に矢印Ａ方向の逆方向の逆転駆動力が作用してい るときは、第１のサイドギヤ４３をカバー３３側へ移動させると共に第２のサイ ドギヤ４５を本体３１側へ移動させるスラスト力（噛合い反力）が発生するよう な方向となっている。

【００２４】 第１の円筒部４３ａ及び第２の円筒部４５ａの外周には、これと同軸的に皿ば ね６１，６３が配設されている。第１の円筒部４３ａ外周の皿ばね６１は、カバ ー側支持孔３３ａの端縁部３３ｃと第１のサイドギヤ４３の第１の側面４３ｄと の間に位置決めされ、第２の円筒部４５ａ外周の皿ばね６３は、本体側支持孔３ １ａの端縁部３１ｃと第２のサイドギヤ４５の第１の側面４５ｄとの間に位置決 めされている。第１のサイドギヤ４３がカバー３３側へ移動しようとすると、第 １のサイドギヤ４３には皿ばね６１から押圧力が作用し、また、第２のサイドギ ヤ４５が本体３１側へ移動しようとすると、第２のサイドギヤ４５には皿ばね６ ３から押圧力が作用する。

【００２５】 次に、この実施形態によるデファレンシャル装置の作用について説明する。

【００２６】 図４は、第１，第２のサイドギヤ４３，４５にかかるスラスト力を示す模式図 であり、（ａ）は駆動運転時の状態を示し、（ｂ）は惰行運転時の状態を示して いる。また、図５は、駆動運転から惰行運転への切替時における差動制限トルク （これは左右輪の駆動力又は制動力の平均値といえる。）の経時変化を示す図で ある。

【００２７】 駆動運転時は、図４の（ａ）に示すように、ケース２１が駆動回転状態となる ので、第１のサイドギヤ４３には本体３１方向へのスラスト力が生じ、第２のサ イドギヤ４５にはカバー３３側へのスラスト力が生じる。このため、第１，第２ のサイドギヤ４３，４５には皿ばね６１，６３からの押圧力が作用せず、第１の サイドギヤ４３と第２のサイドギヤ４５の対向面４３ｂ，４５ｂが突き当てられ る。

【００２８】 一方、惰行運転時は、図４の（ｂ）に示すように、ケース２１が惰行回転状態 となるので、第１のサイドギヤ４３にはカバー３３側へのスラスト力が生じ、第 ２のサイドギヤ４５には本体３１側へのスラスト力が生じる。このため、第１， 第２のサイドギヤ４３，４５には、発生したスラスト力の大きさに応じて、皿ば ね６１，６３による押圧力が作用し、この皿ばね６１，６３が撓み切る前に第１ ，第２のサイドギヤ４３，４５の各々の第２の側面４３ｃ，４５ｃ（第１の側面 ４３ｄ，４５ｄより軸方向外側に位置している。）が、ケース２１に当接するの を遅らせる。このため、皿ばね６１，６３は常時、その押圧機能を保持すること ができる。

【００２９】 駆動運転から惰行運転へ切替えた場合には、図５に示すように、エンジン２の 駆動運転側（ケース２１の駆動回転側）では、第１，第２のサイドギヤ４３，４ ５に皿ばね６１，６３からの押圧力が作用せず、即座に差動制限が解除する。一 方、惰行運転側（ケース２１の惰行回転側）では、第１，第２のサイドギヤ４３ ，４５に皿ばね６１，６３からの押圧力が作用するので、徐々に差動制限トルク が上昇する。すなわち、駆動運転側では高い応答性が維持され、惰行運転側では 皿ばね６１からの押圧力に応じた所定の遅れ時間ｔが生じる。図１，図２のよう に、第１と第２のサイドギヤ４３，４５が駆動運転時に摺動する対向面４３ｂ， ４５ｂの摩擦トルクの有効半径が、惰行運転時にケース２１の本体３１、カバー ３３と摺動する側面４３ｃ，４５ｃのそれよりも大きくなるように設定されてお り、図５に示すように駆動運転時の差動制限トルクの上限が惰行運転時のそれに 比べ、高くなるように設定されている。

【００３０】 従って、図３に示すように、左側へ旋回走行中の車両１が駆動運転から惰行運 転へ切替えた場合、内側の後輪１３に伝わる力が駆動力ＦDiから制動力ＦCiへ即 座に変化せずにｔだけ遅れて伝わる。従って、惰行運転側では徐々に制動力が増 加するので、車両１に作用するヨーイングモーメントＭψがアンダーステア方向 からオーバーステア方向へ急変せず、車両１の急な姿勢変化が抑制され、車両１ の旋回性が向上する。しかも、駆動力に相当する差動制限トルクは駆動側の状態 での上限が惰行側より高くなっており、両状態間の上下トルク差が小さいので、 切替が円滑に行なわれる。これにより、運転者は違和感を感じることなく、快適 な車両操作性を得ることができる。

【００３１】 また、駆動運転側での応答性は高く維持されるので、加速時には迅速な応答性 を得ることができる。

【００３２】 なお、本考案は上記実施形態に限るものではなく、例えば、各ギヤ４３，４５ ，５７，５９のはす歯の形成方向を反対方向とし、第１のサイドギヤ４３と第２ のサイドギヤ４５の間に皿ばねを配設しても良い。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明してきたように、装置内の皿ばねが常時その機能を維持することがで き、もって車両旋回時における、実用的で快適な車両操作性を得ることができる デファレンシャル装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるデファレンシャル装置の一実施形
態の要部断面図である。

【図２】図１のデファレンシャル装置を分解した斜視図
である。

【図３】図１のデファレンシャル装置を搭載した車両の
模式図である

【図４】第１，第２のサイドギヤにかかるスラスト力を
示す模式図であり、（ａ）は駆動運転時の状態を示した
図、（ｂ）は惰行運転時の状態を示した図である。

【図５】本考案による駆動運転から惰行運転への切替時
における伝達トルクを示す図である。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】従来例及び本考案のものの車両が左側へ旋回し
ている状態を示す図である。

【図８】従来例のものの駆動運転から惰行運転への切替
時における応答性を示す図である。

【符号の説明】

１ 車両 ２ エンジン ９ 後車軸（第１のシャフト） １１ 後車軸（第２のシャフト） ２１ ケース ４３ 第１のはす歯サイドギヤ ４５ 第２のはす歯サイドギヤ ４７ 第１の収容孔 ４９ 第２の収容孔 ５７ 第１のはす歯ピニオンギヤ ５９ 第２のはす歯ピニオンギヤ ６１ 皿ばね ６３ 皿ばね

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載されたエンジンの駆動力によ
   り回転するケースと、このケースの一端側からケース内
   に挿入されケースと同軸回転する第１のシャフトと、前
   記ケースの他端側からケース内に挿入されケースと同軸
   回転する第２のシャフトと、前記第１のシャフトの外周
   に設けられ前記ケース内で第１のシャフトと共に回転す
   る第１のはす歯サイドギヤと、前記第２のシャフトの外
   周に設けられ前記ケース内で第２のシャフトと共に回転
   する第２のはす歯サイドギヤと、前記第１，第２のはす
   歯サイドギヤの外周に沿って所定の間隔をおいて前記ケ
   ースに形成された一対又は複数対の第１，第２の収容孔
   と、この第１の収容孔内に収容され前記第１のはす歯サ
   イドギヤと噛合う第１のはす歯ピニオンギヤと、前記第
   ２の収容孔内に収容され前記第２のはす歯サイドギヤと
   噛合うと共に前記第１のはす歯ピニオンギヤと噛合う第
   ２のはす歯ピニオンギヤとからなるデファレンシャル装
   置であって、 前記第１のはす歯ピニオンギヤと第２のはす歯ピニオン
   ギヤとの噛合いは前記第１のサイドギヤ又は第２のサイ
   ドギヤの軸方向外側に位置し、前記第１のサイドギヤ及
   び第２のサイドギヤは外側面に第１の側面とこの第１の
   側面より軸方向外側に位置する第２の側面とを有し、前
   記第１の側面は皿ばねを介してケースと当接し、第２の
   側面は噛合い反力によるスラスト力を受けたとき第１の
   側面の当接より遅れて前記皿ばねの撓み長さの範囲内で
   ケースと当接するようになっていることを特徴とするデ
   ファレンシャル装置。