JPS6314218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はヘリカルギヤ型の差動装置に関するも
のである。

［従来の技術およびその問題点］ 摩擦トルクによりバイアス荷重を発生するヘリ
カルギヤ型のトルク比例差動装置は周知であり、
例えば米国特許第3706239号および第4365524号に
記載されている。

上記米国特許第3706239号に記載のように、ヘ
リカルギヤ差動装置のトルク出力側ギヤ部材は、
差動作用による相対移動が生じたときに斜め方向
に摩擦トルクバイアス荷重が発生する。複数対の
ピニオン凹所は中央チヤンバの回りに互いに周方
向に離隔されて設けられ、各凹所はこの中央チヤ
ンバと連通し、この中央チヤンバの両端にははす
歯のサイドギヤが装着されている。この複数対の
ピニオン凹所には、長手方向にオフセツトしたは
す歯のピニオンの対がそれぞれ外径部を摺接する
ようにして装着される。このピニオンは各隣接端
部で互いに噛合い、各遠隔端部でサイドギヤに噛
合う。このサイドギヤは内周部でそれぞれ出力軸
にスプライン結合されている。ピニオンのギヤの
歯にかかる荷重により外周部の摺接部に摩擦抵抗
を生じさせ、したがつて、必然的にバイアストル
クを発生する。このバイアストルクの大きさはギ
ヤの歯にかかる横方向の荷重に比例し、この荷重
は差動装置を介して伝達されるトルクに比例す
る。ギヤのねじれ角は各差動ピニオンに軸方向の
スラストを生じさせ、差動キヤリヤのハウジング
のピニオン凹所と摩擦係合するピニオンの軸端の
摩擦坑力の原因となる。

ピニオンのねじれ角により、ピニオンが回転す
るとスラストが発生し、ハウジングにはこのスラ
ストの反力として摩擦力が生じる。更に、ピニオ
ン凹所の円形壁上に、ピニオンの先端面が摺接す
ることによる摩擦力がこのハウジングにより生じ
る。ピニオン凹所を分割した対で配置したため、
ピニオンが分割配置されない場合よりもこのハウ
ジングはピニオンギヤをより完全に囲む。これ等
の摩擦力はピニオンの径、ピツチ円あるいはねじ
れ角により変化することができ、これ等は用途に
応じて変化可能なパラメータとなる。更に、ピニ
オンの対の数を変化すると、バイアス荷重が変化
する。

上記米国特許第30706239号について説明したよ
うに、互いに噛合うピニオンの歯に作用する力は
ピニオンの歯の圧力角による半径方向成分を備え
ている。これは各ピニオンを不整合にしあるいは
相互に傾斜させる。ねじれ角によるギヤの歯の軸
方向の力は結合部を更に傾斜させ、特にピニオン
一個の場合には、半径方向成分により傾斜結合を
生じさせる原因を増大し、これはピニオンが一個
以外の場合には減少する。ねじれ角による結合力
はハウジングにスラスト荷重を与え、サイドギヤ
に反スラスト力を与える。サイドギヤに作用する
力は、ピニオンの噛合いにおける摩擦およびハウ
ジングとピニオン間の摩擦により不均衡な力の原
因となる。これは反対側のサイドギヤに働く反作
用とは異なる一のサイドギヤの主伝達力に影響を
与える。周囲のハウジングの壁部に配置された各
対のピニオンが噛合う点における横方向の力は、
従来のピニオンの全周が使用されている差動歯車
装置のピニオンの噛合い点における対応する横方
向の力よりも大きい。この様な従来の差動装置に
おけるピニオン噛合い点の横方向の荷重は互いに
打ち消し合う傾向がある。

本発明はこれ等従来の差動機構を改善するため
になされたもので、製造コストが低下し、加工精
度が向上する。

［問題点を解決するための手段、作用および効
果］ 本発明の主たる目的はトルク比例ヘリカルギヤ
型の改良された差動装置を提供することにあり、
この差動装置はハウジングが体部を有し、この体
部の一端に取外し可能なカバー部材が結合されて
いる。この体部の一端に長手方向に延在する別々
のピニオンを収容するピニオン凹所の対を複数内
包し、このピニオン凹所は長手方向の中央開口の
回りに周方向に離隔して配置されている。カバー
部は体部に案内されるのが好ましく、これによ
り、差動装置の各構成部材を整合させて組立てる
のが容易になる。

更に具体的には、各ピニオン凹所の対は互いに
深さが異なり、長手方向にオフセツトした関連す
るはす歯のピニオン遠隔端部をそれぞれ体部とカ
バー部の隣接する端部スラスト面に保持する手段
が設けられている。この端部において、深い方の
凹所に装着されたピニオンにはハブ延長部が設け
られ、このハブ延長部は軸方向に延びてその自由
端をカバー部の端部スラスト面に係合する。他の
はす歯のピニオンの長さは浅い方の凹所に対応
し、この一端面はカバー部の隣接する端部スラス
ト面に保持される。

本発明の他の特徴によれば、はす歯のサイドギ
ヤの間にギヤスペーサ部材が設けられて端部のス
ラストを受け、これ等のサイドギヤは中央チヤン
バの両端に装着されて長手方向にオフセツトして
配置されたはす歯のピニオンのそれぞれの遠隔端
部に噛合う。このスペーサは半径方向の通孔を含
み、この通孔内に中央軸スペーサ部材が装着さ
れ、このスペーサ部材は半径方向に延長されて軸
方向に離隔して配置された出力軸を支える。ハウ
ジングの体部には側面に近接窓が配置されてお
り、Ｃ字状のロツク装置を出力軸の各隣接端部に
設けられた溝内に装着した後、この窓を介して出
力軸間に中央スペーサ部材を半径方向に挿入する
ことができる。これにより、各出力軸の関連する
サイドギヤに対する軸方向外方の動きを防止でき
る。

本発明の一実施例では、差動ハウジングは球状
黒鉛鋳鉄で形成され、これにより機械特性が改善
され、熱処理による変形が減少する。強度を増大
し、内部の回転部材による摩耗を減少するため、
このハウジングは適宜の熱処理により硬化するこ
とができる。あるいは、このハウジングを加炭さ
れて硬化された鋼で形成することもできる。サイ
ドギヤの収容チヤンバおよびピニオン凹所は一の
立上部に機械加工するのが好ましく、これによ
り、関連するピニオン凹所の加工誤差が減少す
る。サイドギヤの収容凹所は一工程で形成され
る。ハウジングとカバーのスラスト面が硬化され
ているため、別個のスラスト部材は必要でない。
この差動装置は簡単な構造を備えているため、製
造時の問題が減少し、不良品がでない。また、組
立てた後に機械加工する必要がなく、このため、
金属片により内部機能が害されることがない。

［実施例］ 先ず第１図を参照すると、本発明における差動
装置は分割型のハウジング２を備え、このハウジ
ング２は体部２ａと、この体部の一端に案内され
かつボルト４で取外し可能に結合されるエンドカ
バー部２ｂとで形成されている。体部２ａのこの
一端は長手方向に延設された中央内孔６と、周方
向に離隔して配置された長軸のピニオン凹所８，
１０の複数の対とを含み、この凹所８，１０は互
いに連通しかつ中央内孔６とも連通する。この中
央内孔６で限定されたチヤンバ両端部には、それ
ぞれ一対のはす歯のサイドギヤ１２，１４が配置
されており、これ等のサイドギヤ１２，１４の遠
隔端部には軸方向に延長するハブ１２ａ，１４ａ
が設けられ、これ等の各ハブ１２ａ，１４ａは体
部２ａとカバー部２ｂとにそれぞれ形成された対
応する凹所で支承される。体部２ａおよびカバー
部２ｂはハウジングの長手方向軸線上で互いに整
合する出力軸開口２ｃ，２ｄを設けてあり、この
開口２ｃ，２ｄは軸方向に離隔し互いに整合した
一対の出力軸１６，１８を収容する。この各出力
軸１６，１８はそれぞれサイドギヤ１２，１４に
スプライン結合している。

サイドギヤ１２，１４の隣接端部間に略環状の
サイドギヤスペーサ２０が同軸上に配置されてい
る。第６図および第７図に示すように、サイドギ
ヤスペーサ２０は略Ｃ字状の形状を備え、両側端
には平坦なスラスト受面が形成され、このスラス
ト受面には油を供給する複数の溝２０ａが互いに
離隔されて半径方向に延在されている。サイドギ
ヤの各対向する面にも第９図に示すように同様な
半径方向に延びる油の供給溝１２ｂが設けられて
いる。サイドギヤスペーサ２０の中間部には半径
方向に延びる通孔２０ｂが形成されて、下記説明
する出力軸のスペーサ部材を収容する。

上記ピニオン凹所８，１０の各対の内には、は
す歯のピニオン２４，２６がそれぞれ収容され、
これ等各ピニオン２４，２６の外周部はそれぞれ
ピニオン凹所８，１０の内周部に摺接する。これ
等のピニオンはそれぞれ右および左のねじれ角を
有し、各隣接端部において互いに噛合い、また、
遠隔端部においてはす歯のサイドギヤ１２，１４
に噛合う。これ等のサイドギヤ１２，１４はピニ
オンに対応する左および右のねじれ角を備えてい
る。第１図に示すよに、ピニオン凹所８はピニオ
ン２４を収容し、このピニオン凹所８の深さはピ
ニオン２６を収容するピニオン凹所１０よりも深
い。各ピニオン凹所１０の深さはそれぞれ対応す
るピニオン２６の長さに対応し、各ピニオン２６
の右端面（第１図において）はカバー部２ｂの対
応するスラスト受面の近部に位置する。ピニオン
２４の左端面をこれに対応する体部２ａのスラス
ト面に近接した所定位置に保持するため、ピニオ
ン２４の右端は一体のハブ延長部２４ａを有し、
このハブ延長部２４ａはピニオン凹所８の長手方
向に延び、自由端をカバー部２ｂの対応するスラ
スト面に係合する。はす歯のピニオン２６の各端
部には油を収容する油凹部２６ａが設けてあり、
ピニオン２４の左端部およびハブ延長部の端面に
は油を収容する油凹部２４ｂが設けてある。

再度第１図を参照すると、ハウジングの体部２
ａはその中間部に近接用の窓３０を備えており、
この窓３０を介して各出力軸の端部にＣ字状の係
止部材を取付けることができる。これにより、各
出力軸がサイドギヤに対して外方に移動するのを
防止できる。各出力軸の隣接端部を軸線方向に所
定の間隔を置いて保持するため、上記窓３０およ
びギヤスペーサ２０の半径方向開口２０ｂを介し
て各出力軸の隣接端部間に円筒状スペーサ部材３
４を挿通する。このスペーサ部材２０はボルト３
６により体部２ａの横方向延長部２ｃに固着さ
れ、ハウジング２に対するスペーサ部材２０の回
転が防止される。このギヤスペーサ部材２０の外
周部には周方向に離隔した溝２０ｃが軸線方向に
延設されており、この溝２０ｃが互いに噛合うピ
ニオン２４，２６の隣接端部を支える。

ハウジングの体部２ａの他端には環状の外フラ
ンジ２ｅが設けられており、この外フランジ２ｅ
にリングギヤ３７がボルト３８で結合される。こ
のリングギヤ３７は駆動軸４０より駆動用の小歯
車４２を介して駆動され、これによりハウジング
がその長手方向の軸線の回りに回転駆動される。

次に作用について説明する。

上記ハウジングが小歯車４２およびリングギヤ
３７を介して駆動軸４０により回転駆動される
と、出力軸には二つの並列なトルク伝達路、すな
わちはす歯のピニオン２４，２６およびサイドギ
ヤ１２，１４を介して駆動トルクが伝達される。
これ等のピニオンの歯には半径方向の荷重が発生
し、この荷重は回転時に摩擦抵抗を生じさせ、し
たがつて、バイアストルクの原因となる。ピニオ
ン２４およびこれに噛合うサイドギヤのねじれ角
により、各ピニオンにスラスト力が発生し、各ピ
ニオンはそれぞれ対応するピニオン凹所の端部に
係合していることから摩擦抵抗を生じさせる。ま
た、サイドギヤの歯にかかる軸方向荷重により、
更にスペーサ部材にもスラスト力が発生する。歯
にかかる軸方向荷重によるこれと反対の方向のス
ラスト力は、それぞれハウジング各部２ａ，２ｂ
の肩部２ｆ，２ｇに伝達される。

車両の直進中、この差動装置は差動作用を行わ
ない。車両が旋回する場合および一方の車輪が牽
引力を消失してスピンアウト状態生じさせる場合
を除き、バイアストルクは生じない。しかし、こ
のような状態は一過性のものであり、長時間の摩
擦による出力損失の生じる可能性はほとんどな
い。過熱および油膜の切れも生じない。

良好な油膜を形成するため、第１図に示すよう
にカバー部２ｂの油孔５０および体部端部のフラ
ンジにおける同様な油孔（図示しない）からピニ
オンおよびギヤの凹所内に適宜の潤滑油が供給さ
れる。潤滑油は通常差動機構のハウジング内に保
持されており、これ等の油孔を介してキヤリヤの
ハウジング内部に供給される。

本発明は種々の利点を提供するものである。例
えばフランジ２ｅを一体としたケーシングとして
このハウジングを形成することは、この装置全体
を強固にする。更に、軸線方向に沿う中央内孔お
よびピニオン凹所を一工程で機械加工することが
できるため、平行な軸線を備えた内孔を正確に形
成でき、体部をより簡単にかつ正確に製造するこ
とができる。最終的に組立てた後に、機械加工し
て仕上げを行うことがないため、金属の削り粉で
この装置内部機能部が汚れることがない。ハウジ
ング表面部のスラスト受面を硬化したため、スラ
ストパツド等を設ける必要がない。更に、カバー
部２ｂの外縁部にフランジ部２ｈを同心状に設け
て、このカバー部２ｂを体部２ａに対して案内さ
せるため、各部を確実に整合させることができ、
これにより、差動装置の各部材の組立てが更に容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるトルク比例ヘリ
カルピニオン差動装置の長手方向中央断面図、第
２図及び第３図は第１図のそれぞれ２―２線およ
び３―３線に沿う断面図、第４図および第５図は
第１図の実施例に使用する２種のピニオンの長手
方向断面図、第６図および第７図はそれぞれサイ
ドギヤ部材の端部および側部立面図、第８図およ
び第９図はそれぞれ第１図の実施例のサイドギヤ
の長手方向断面図および端部の立面図である。 ２……ハウジング、２ａ……体部、２ｂ……カ
バー部、６……中央内孔、８，１０……ピニオン
凹所、１２，１４……サイドギヤ、１６，１８…
…出力軸、２０……ギヤスペーサ、２４，２６…
…ピニオン、３０……窓、３７……リングギヤ、
４０……駆動軸、４２……小歯車、５０……油
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 摩擦トルクによるスラスト荷重を発生するト
   ルク比例ヘリカルピニオン型の差動装置であつ
   て、 (a) 長手方向の軸線の回りに回転駆動される分割
   型ハウジングを備え、このハウジングは、 一端に体部を有し、この体部が、 ａ 長手方向の中央内孔と、 ｂ この中央内孔の回りに周方向に離隔され
   て配置され、互いに連通すると共に前記中
   央内孔とも連通され、長手方向に延在する
   複数の対のピニオン凹所とを有し、更に、
   前記ハウジングは、 前記体部の一端に結合され、前記中央内孔
   とピニオン凹所とを閉鎖するエンドカバー部
   とを有し、 このエンドカバー部と前記体部とがこの体
   部の長手方向軸線に同軸状に配置され、前記
   中央内孔で限定される中央チヤンバに連通す
   る出力軸開口を有し、 (b) 前記チヤンバ両端で前記ハウジングの長手方
   向軸線と同軸状に支承されたはす歯のサイドギ
   ヤの対とを備え、このサイドギヤは前記ハウジ
   ングの開口を介して延在する互いに軸線上に整
   合して離隔する一対の出力軸の隣接端部にそれ
   ぞれスプライン結合され、かつ、各遠隔端部に
   前記体部とエンドカバー部の対応するスラスト
   面と協同するスラスト面を有し、 (c) このサイドギヤ間に配置された略環状のスペ
   ーサ手段を備え、このスペーサ手段とサイドギ
   ヤが各隣接端部に協同するスラスト端面を有
   し、 (d) 前記ピニオン凹所内で長手方向にオフセツト
   して配置されかつ外周部を摺接させて支承され
   るはす歯のピニオンの対を備え、この各対のピ
   ニオンは互いに隣接端部で噛合い、それぞれの
   遠隔端部が対応するサイドギヤに噛合い係合
   し、 (e) それぞれピニオン凹所の遠隔端部に隣接して
   各対のピニオンを支承する手段を備え、このピ
   ニオンの遠隔端部がそれぞれ対応する前記体部
   およびエンドカバー部のスラスト面と協同する
   スラスト面に形成されていることを特徴とする
   差動装置。 ２ 前記エンドカバー部は前記体部で案内される
   特許請求の範囲第１項に記載の差動装置。 ３ 前記対の凹所の各凹所の深さが互いに異な
   り、深い方の凹部内に装着されたピニオンの支持
   手段は一体のハブ部を有し、このハブ部が前記ピ
   ニオンから長手方向に延びて前記エンドカバー部
   の自由端に係合する特許請求の範囲第１項に記載
   の差動装置。 ４ 前記スペーサ部材は中間部に半径方向の通孔
   が形成され、この通孔内に装着されて出力軸の隣
   接端部間に延びる軸スペーサ部材を含む特許請求
   の範囲第１項に記載の差動装置。 ５ 前記軸スペーサ部材を前記体部にボルト止め
   する手段を含み、前記体部に対するサイドギヤス
   ペーサ手段の回転を防止する特許請求の範囲第４
   項に記載の差動装置。 ６ 前記軸スペーサ部材はＣ字状で、前記間隔部
   材の全長に沿う長手方向の開口を限定し、前記半
   径方向の開口が長手方向の開口の直径方向の両端
   で対向する特許請求の範囲第５項に記載の差動装
   置。 ７ 前記ハウジングの体部が前記半径方向の通孔
   を含み、前記窓開口に隣接する制御チヤンバ内に
   配置され出力軸の関連するサイドギヤに対する軸
   方向外方変位を係止する係止手段を含む特許請求
   の範囲第６項に記載の差動装置。 ８ 前記ハウジングはこのハウジングを長手方向
   に軸線の回りに回転する駆動手段に結合される一
   体のフランジ部を他端に含む特許請求の範囲第１
   項に記載の差動装置。 ９ 前記中央内孔とピニオンギヤ凹所は前記ハウ
   ジングの一端からの一の立上がり部に機械加工さ
   れている特許請求の範囲第１項に記載の差動装
   置。 １０ 前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄で形成され
   ている特許請求の範囲第１項に記載の差動装置。 １１ 前記ハウジングのスラスト面は熱処理によ
   り硬化されている特許請求の範囲第１０項に記載
   の差動装置。