JPS63658B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、駆動される車軸の回転速度の比の関
数として内部摩擦力が変動可能であつて、特に車
両の車軸に適した差動装置に関する。

（従来の技術） 堅固な車軸で達成可能な限度まで牽引摩擦抵抗
を増大するために、内部摩擦の増大する周知の差
動装置がある。

また、別な周知の差動装置は一定の内部摩擦モ
ーメントを有し、車軸と遊星ギヤのピニオン保持
器との間に多板クラツチを備えている。

終減速機の冠歯車にかかるモーメントに依存す
る内部摩擦力を有し、多板クラツチを有する周知
の差動装置がある。

特公昭 38−10553号公報に記載の差動装置に
おいては、小歯車の軸がケーシングに軸受されて
いなく、側歯車に取り付けられた摩擦円板とケー
シングに取り付けられた摩擦円板との間に生じる
内部摩擦モーメントが複数の小歯車および側歯車
により両車軸間で伝達されるトルクに応じて可変
である。

特公昭38−18254号公報に記載の差動装置にお
いては、ケーシングと側歯車との間に設けられた
クラツチ装置が、ばねによる所定値の初期内部摩
擦モーメントを有し、さらに側歯車および補正歯
車により両車軸間で伝達されるトルクに比例する
付加的な内部摩擦モーメントを生じる。

（発明が解決しようとする問題点） 周知の差動装置の不利な点は、追加の摩擦モー
メントが終減速機により伝達されるトルクに比例
することである。これは、差動装置のハウジング
にかかるモーメントが小さく、車両のかじ取りを
困難にするコーナリングが車輪にかかる駆動トル
クの非対称分布状態で生じるときに、不良なけん
引摩擦抵抗の条件下では前記構造の効率を低くす
る。内部摩擦の増大しない単純な差動装置の欠点
は車両を駆動する車軸の摩擦力を十分に活用して
いないことである。例えば、一方の車輪の駆動力
が地面に対する不十分な摩擦のため小さいと、他
方の車輪の駆動力もまた小さい。一方の車輪が地
面に接触しないという極端な場合、他方の車輪は
駆動力を伝達しない。この欠点を取り除くため、
現在までは差動装置の閉そくまたは差動装置の内
部摩擦の増大が利用されてきた。しかしながら、
差動装置の閉そくは次の欠点がある。即ち、運転
者は差動装置を閉そくしたり、閉そくを解除した
りする作業を行なう必要がある。また、摩擦の大
きい路面上で運転する際に、差動装置の閉そく解
除をしないことにより車軸を損傷する危険があ
る。さらに、差動制御、即ち閉そく制御装置およ
び車軸と車両との間の別個の連結部を設ける必要
がある。

内部摩擦を増大させる差動装置は種々の型式の
ものがあるが、共通の欠点を有する。即ち、良好
な差動を維持する傾向と路面による摩擦力を良好
に活用することを調和させる結果、摩擦トルクの
値が比較的に小さい。また、コーナリングの際
に、不均等な駆動力が車輪に生じ、タイヤの摩耗
および燃料の消費を増大させ、車両のかじ取りを
困難にする。さらに、摩擦クラツチが過度に摩耗
し、かつ特殊なオイルを使用する必要がある。

前記両特許公報に記載の装置においては、車両
がコーナリングを行う際に、より大きいトルクが
内側の車輪に伝達されるので、前記のような不都
合がある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の目的は、駆動車輪の一方が高速空回転
する場合に、差動装置に大きい内部抵抗モーメン
トを生じさせ、かくしてけん引摩擦抵抗を増大さ
せ、これにより内部抵抗モーメントの値は差動装
置の機素の運動学的パラメータの実際値によつて
制御されるようにした差動装置の構造を提供する
ことである。

本発明による差動装置は多板摩擦クラツチを備
え、差動装置のハウジングの一部を構成する該ク
ラツチの外方ハブは内方と外方の摩擦円板を介し
て内方ハブに連結され、外方摩擦円板の外部に圧
縮コイルばねが車軸の軸線に配置されている。多
角形スリーブが内方ハブの内方にあつて車軸に回
転しないように取に付けられ、ローラは多角形ス
リーブの壁と内方ハブの内側円筒状表面との間に
半径方向の隙間を置いて配置され、また保持器と
そのばね負荷心出し装置によつて多角形スリーブ
の壁い対して弾力的に対称の位置に保持されてい
る。保持器はフランジを具備した、好ましくは円
すい形状の摩擦部分を有し、この摩擦部分は差動
装置のハウジングの円すい状の凹みと係合するよ
うにされている。保持器のフランジは圧力板によ
り接触されるようになつており、この圧力板は周
返に均等に配置される好ましくは２個のタペツト
と連結され、タペツトの他端は車軸のハウジング
に対して固定されたクラウンカムと接触するよう
になつており、このクラウンカムの前面はタペツ
トの数と等しい数の周方向に均等に配置された凹
みを有する。差動装置のハウジングの外側に円板
がタペツトに連結されて設けられ、この円板と差
動装置のハウジングの間に圧縮ばねが設けられて
いる。

本発明による差動装置は従来の差動装置の利
点、即ち平常な運転条件のもとで両方の車輪にか
かるほぼ等しい駆動力を伝達するという利点を有
し、また内部摩擦モーメントは段階的に増大する
ので、一方の車軸によるけん引摩擦抵抗が失なわ
れる場合に相当の増大した内部摩擦を伴う差動装
置の利点を有し、車両の駆動車軸のけん引摩擦抵
抗をよりよく利用する。その代わり、内部摩擦の
一時的増大は装置自身の摩擦を小さくし、内部摩
擦を増大させ、タイヤの摩擦を小さくする。本発
明の別な利点は車両の良好なかじ取り性能を提供
することであり、差動装置が右と左の車輪の高速
空回転および前進後退駆動を制御する作用を行う
という事実である。

差動装置における増大した内部摩擦は、両方の
駆動輪に異なつたけん引摩擦抵抗が生じた場合に
車両の駆動力に備えるものである。車軸の回転速
度の比を内部摩擦により制御する方法を用いるこ
とは、駆動輪が高速空回転を行うことなく転がる
状態で生じる前記比の値に対して、増大した内部
摩擦が機構に生じないが、一方の駆動輪が相当に
高速空回転するときのみ起りうるような前記比の
一定の限界値を超越した場合に、内部摩擦の相当
な増大が差動装置に生じることを見越しておくこ
とになる。したがつて、本発明により提供される
差動装置は簡単な差動装置の利点と、増大した内
部摩擦の従来周知の差動装置の利点とを組み合わ
せ、一方これら双方の差動装置の欠陥を回避して
いる。

本発明による差動装置においては、車輪のスリ
ツプの無い走行の際には、トルクは両車輪に均等
に配分される。さらに、内部摩擦モーメントの大
きさは、両車軸の回転速度比の値に関係してお
り、両車軸のトルクが異なるのは、車輪が激しく
スリツプする際のように両車軸の回転速度比が一
定限界値を越える場合に起こる。

（実施例） 添付図面を参照した実施例により本発明を説明
する。

本発明による差動装置は、推進軸３０に固定さ
れた駆動小歯車３１、この駆動小歯車とかみ合
い、差動装置ハウジング２１に固定された駆動大
歯車３２、差動装置ハウジングに軸受けされた小
歯車軸３３に取り付けられた一対の差動小歯車３
４、これら差動小歯車とかみ合い、車軸６，６ａ
にそれぞれ固定された一対の差動大歯車３５およ
び多板摩擦クラツチ２０を備え、この多板摩擦ク
ラツチの外方ハブ１は差動装置ハウジング２１の
一部を構成し、複数個の外方摩擦円板４を取り付
けている。圧縮コイルばね５は差動装置ハウジン
グ２１と外方摩擦円板４の外側との間に設けら
れ、外方摩擦円板４に対し車軸の内方摩擦円板３
を取り付けた内方ハブ２は内方摩擦円板３および
外方摩擦円板４を介して外方ハブ１と継手結合を
なしている。内方摩擦円板３と外方摩擦円板４
は、リングの形態を有し、内方摩擦円板３は内穴
に突起を有し、外方摩擦円板４は外周部に同様な
突起を有する。内方ハブ２の外周円筒状表面に
は、溝が切られていて内方摩擦円板３の前記突起
と係合するようにされ、外方ハブ１の内側円筒状
表面には、同様な溝が切られていて外方摩擦円板
４の前記突起と係合するようにされている。内方
摩擦円板３と外方摩擦円板４は、交互に設置され
ている。多角形スリーブ７は内方ハブ２の内部に
おいて車軸６に固定され、複数個のローラ８は、
保持器９とその心出し装置１０により多角形スリ
ーブ７の壁部に対して対称な位置（第２図参照）
に保持され、かつ内方ハブ２の内側円筒状表面と
多角形スリーブ７の壁部との間に半径方向の隙間
を置いて配置されている。心出し装置１０は、多
角形スリーブ７に対するローラ８の一定範囲の相
対回転を許容するが、ローラ８を前記の対称な位
置へ戻す作用を行う。保持器９は、フランジ９ａ
および円錐形状の摩擦部９ｂを有し、該摩擦部９
ｂは差動装置ハウジング２１の円錐状の凹み２１
ａとかん合するようにされている。複数個、好ま
しくは２個のタペツト１２は、車軸の軸線方向に
運動可能に差動装置ハウジング２１に軸受けさ
れ、周方向に等間隔に配置されている。圧力板１
１は、タペツト１２に連結され、保持器９のフラ
ンジ９ａと接触係合するようにされている。円板
１５はタペツト１２に固定され、圧縮ばね１６は
該円板１５と差動装置ハウジング２１との間に設
けられている。タペツト１２との間に設けられて
いる。タペツト１２の一端は、車軸ハウジング１
４に固定されたクラウンカム１３ころが接触する
ようにされクラウンカム１３の表面にはタペツト
１２の個数と同じ数の凹み１３ａを周方向に等間
隔に形成されている（第３図参照）。車軸の構造
に応じて、車軸ハウジングの取り付けの態様は
種々に異なる。例えば、車軸式懸架の場合、車軸
ハウジングは垂直方向に車体に対し動けるように
ばね等を介して取り付けられ、車輪が独立懸架の
場合には車軸ハウジングは車体に対し堅固に取り
付けられる。

差動装置ハウジング２１に周方向に等間隔に配
置された圧縮ばね１６は、円板１５をクラウンカ
ム１３へ向かつて常に押圧している。円板１５
は、タペツト１２に摺動しないように固定されて
いる。圧力板１１は、タペツト１２の、クラウン
カム１３と係合していない方の端部に連結されて
いる。タペツト１２の摺動端部が第３図に示すよ
うにクラウンカム１３の突出部分に接触している
時、圧縮ばね１６の全合力はクラウンカム１３に
伝達され、圧力板１１は保持器９のフランジ９ａ
を押さず、したがつて保持器９の摩擦部９ｂは差
動装置ハウジング２１の凹み２１ａに対し押しつ
けられていない。他方、タペツト１２の摺動端部
がクラウンカム１３の凹み１３ａ内に位置する
時、タペツト１２は差動装置ハウジング２１に対
して動く。保持器９のフランジ９ａは圧力板１１
により押され、したがつて保持器９の摩擦部９ｂ
は圧縮ばね１６の力に等しい力で差動装置ハウジ
ング２１の凹み２１ａに対し押しつけられる。一
定の摩擦モーメントが保持器９の摩擦部９ｂと差
動装置ハウジング２１の凹み２１ａの間、また保
持器９のフランジ９ａと圧力板１１の表面との間
に生じる。車軸の回転速度比が所定値を越える
と、前記摩擦モーメントが保持器９を多角形スリ
ーブに対して回転させ、したがつてローラ８をウ
エツジングさせる。また、クラウンカム１３の凹
み１３ａとタペツト１２の長さは、保持器９のフ
ランジ９ａが差動装置フランジ２１の凹み２１ａ
に対し押しつけられている時、タペツト１２の摺
動端部がクラウンカム１３の凹み１３ａの底部に
接触せず、数ミリの間隔をあけるように設定され
ている。それで、クラウンカム１３はタペツト１
２に接触せず、軸線方向の力を受けない。

作動において、車両が直進走行する場合、差動
装置ハウジング２１と車軸６，６ａは、同じ速度
で回転し、それと共に多角形スリーブ７、ローラ
８、保持器９および圧力板１１も同じ速度で回転
し、これにより圧力板１１は回転運動の他にタペ
ツト１２と共に軸線方向の小さい往復運動を行
う。これにより、保持器９の摩擦部９ｂと差動装
置ハウジングの円錐状の凹み２１ａは、周期的に
接触するが、前記のように保持器９と差動装置ハ
ウジング２１は同じ速度で回転しているから、前
記接触は摩擦モーメントを生じない。車両の駆動
軸の回転トルクは、差動装置のギヤを介して車軸
６，６ａに伝達される。

車両がコーナリングを行う場合、差動装置ハウ
ジング２１と車軸６，６ａは、異なる速度で回転
するから、保持器９の摩擦部９ｂと差動装置ハウ
ジングの円錐状の凹み２１ａとの間に周期的な摩
擦モーメントが生じる。そのため、保持器９、し
たがつたローラ８は、多角形スリーブ７に対し角
度変位する。この角度は、ローラ８が多角形スリ
ーブ７の壁部と内方ハブ２の内側円筒状表面との
間に押し付けられ、すなわちウエツジングを生じ
るような角度よりも小さくなるようにされてい
る。すなわち、コーナリングの際に車軸間の回転
速度比が一定の限界値より小さい場合は前記のよ
うなウエツジツグは生じない。この一定の限界値
は、多角形スリーブ７および内方ハブ２とローラ
８との間の間隙およびクラウンカム１３の凹み１
３ａの周方向の長さ、すなわち角度により決定さ
れる。

すなわち、クラウンカム１３の凹み１３ａの周
方向の角度範囲と、多角形スリーブ７の壁と内方
ハブ２の内側円筒状表面との間におけるローラ８
の間隙は、車両が最小半径でコーナリングを行つ
ている時でさえ、ローラ８を内方ハブ２と多角形
スリーブ７の間でウエツジングさせるには保持器
９と多角形スリーブ７の相対回転の角度が小さ過
ぎるように、設定されている。

車軸間の回転速度比が一定限界値より小さい通
常のコーナリングにおいては、駆動軸の回転トル
クは直進走行の場合と同様に差動装置のギヤを介
して車軸６，６ａに伝達される。

全差動を通じて、多板摩擦クラツチ２０による
付加的に大きい摩擦モーメントが出現したり消失
したりするのは、ローラの作動状態、すなわちロ
ーラがウエツジングして摩擦モーメントを伝達す
るかどうかにのみ依存し、この状態は一方で両車
軸の回転速度比の値に依存している。本発明の差
動装置内の摩擦は段階的に増大するのであつて、
例えば、圧力を増大させて摩擦クラツチ円板を相
互に対し押すことにより付加的な摩擦が得られる
ような差動装置の場合のように、選択されたパラ
メータの値の増大に比例して増大することはな
い。

一方の車輪が実質的に高速空回転す場合のよう
に、駆動される車軸６，６ａの間の回転速度比が
一定の限界値を越える場合、摩擦モーメントが圧
力板１１と保持器９のフランジ９ａとの間、およ
び差動装置フランジ２１の凹み２１ａと保持器９
の摩擦部９ｂとの間に間欠的に生じ、保持器９
は、ローラ８と共に多角形スリーブ７に対して角
度変位して、ローラ８を内方ハブ２と多角形スリ
ーブ７に対して押し付けてウエツジングを生じさ
せ、車軸６を多板摩擦クラツチ２０を介して差動
装置ハウジング２１に接続させて差動装置の内部
摩擦モーメントを増大させる。一方、駆動軸の回
転トルクは、車輪の空転のため差動装置のギヤを
介しては伝達されず、多板摩擦モーメント２０を
介して内方ハブ２、ローラ８および多角形スリー
ブ７を経て車軸に伝達される。この際、圧力板１
１および差動装置ハウジング２１の円錐状の凹み
２１ａから保持器９を経て車軸に伝達される回転
トルクは、前記の多板摩擦クラツチ２０を経て回
転トルクに比較すれば無視しうる程度のものであ
る。

回転トルクの伝達方向が変化すると、多板摩擦
クラツチ２０が解除され、ローラ８は保持器スリ
ーブ７に対するウエツジング位置から後退し、心
出し装置１０により保持器スリーブ７の壁部に対
し対称な位置をとる。

本発明による差動装置は、右車軸および左車輪
の高速回転の際、また前進と後進の際にも働く。

（発明の効果） 本発明による差動装置は２つの作動状態、即ち
内部摩擦がない場合および極めて大きい内部摩擦
を伴う場合がある点に特徴を有する作動状態の変
化は駆動車軸の２つの半体６，６ａの角速度の比
の値により制御される。摩擦抵抗のある路面を進
行する際、前記比の値は一定の限界内にあつて、
差動装置の内部摩擦の利用の必要を生じさせな
い。車軸半体の速度比の限界値は、一方の車軸の
みが回転する間に超過することがある。この際、
差動装置内の大きな内部摩擦が利用される。本発
明の差動装置は閉そくおよび増大する内部摩擦を
伴う従来の差動装置に対して次の利点を有する。

(1) 良好な路面を進行する際、両車輪の駆動力
は、内部摩擦の増大しない単純な従来の差動装
置におけると同様に概ね互いに特しく、車両の
かじ取りに障害はない。

(2) 一方の車軸のみが回転して、車軸半体の速度
比の限界値に達する場合、内部摩擦が利用され
駆動力が相当に増大する。

(3) 自動的に、かつ極めて迅速に作動する。

(4) 極めて大きい摩擦トルクの摩擦クラツチが使
用可能であり、駆動軸に取り付けられた両車軸
のけん引力を全て運転状態において全面的に利
用するのが可能である。

(5) 駆動軸の要素に過負荷を作用させる危険がな
い。

(6) 特殊なオイルを必要としない。

(7) 内部摩擦はめつたに利用されないから、耐久
性がある。

(8) 車軸と車両との間に別個な連結部を必要とし
ない。

(9) 車軸半体の速度比の測定装置は極めて簡単で
信頼性がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は差動装置の概略の軸方向の断面図、第
２図は第１図の線Ａ―Ａに沿つた概略の断面図、
および第３図は第１図の詳細部“ａ”の展開図で
ある。 図において、１……外方ハブ、２……内方ハ
ブ、３……内方摩擦円板、４……外方摩擦円板、
６……車軸、７……多角形スリーブ、８……ロー
ラ、９……保持器、１０……心出し装置、１１…
…圧力板、１２……タペツト、１３……クラウン
カム、１５……円板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部摩擦モーメントが駆動される車軸の回転
   速度の比の関数として変動可能であり、特に車両
   の車軸に適し、多板摩擦クラツチおよびローラク
   ラツチを備えた差動装置において、差動装置ハウ
   ジング２１の一部を構成する多板摩擦クラツチ２
   ０の外方ハブ１が内方摩擦円板３および外方摩擦
   円板４を介して内方ハブ２に連結され、圧縮コイ
   ルばね５が外方摩擦円板４の外部に設けられ、多
   角形スリーブ７が内方ハブ２の内方にあつて車軸
   ６に回転しないように取り付けられ、ローラ８が
   多角形スリーブの壁と内方ハブ２の内側円筒状表
   面との間に半径方向の隙間を置いて配置され、前
   記ローラは保持器９とそのばね負荷心出し装置１
   ０によつて多角形スリーブ７の壁に対して弾力的
   に対称の位置に保持され、前記保持器９はフラン
   ジ９ａを具備した、好ましくは円すい形状の摩擦
   部分９ｂを有し、前記摩擦部分は差動装置ハウジ
   ング２１の円すい状の凹み２１ａと係合するよう
   になつており、保持器９のフランジ９ａは周方向
   に等間隔に配置された好ましくは２個のタペツト
   １２に連結された圧力板１１により接触されるよ
   うになつており、該タペツトの他端は車軸ハウジ
   ング１４に固定されたクラウンカム１３と接触す
   るようになつており、前記クラウンカムの前面は
   タペツトの数に等しい数の凹み１３ａを周方向に
   等間隔に設けられており、さらに円板１５はタペ
   ツト１２に固定され、また前記円板と差動装置ハ
   ウジング２１の間に圧縮ばね１６が設けられてい
   ることを特徴とする差動装置。