JPH0133701B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術的背景及び問題点〕 ヘリカル差動ピニオンを用いた差動装置は公知
であり、例えば本願出願人の米国特許第3706239
号及び第4365524号がある。これらの差動装置で
は、バイアストルクは、差動機構の差動運動によ
る相対運動に応じて生じる。ケーシングはそれぞ
れ被駆動軸に平行してピニオンを収める２つの円
形孔を有している。一方の孔と、他方の孔は平行
に並べられ、両孔の側方を連通して各差動ピニオ
ンに対し１つの孔が形成されるようになつてい
る。

ピニオン用の孔は別個にあけられ、相互の孔は
交わつている。ピニオンがそれぞれの孔に収めら
れたとき、相互に噛合う。各組の一方のピニオン
は一方のサイドギヤーと噛合い、他方のピニオン
は隣接する他方のサイドギヤーと噛合う。各組の
ピニオンは相互に軸方向にオフセツトされてい
る。サイドギヤーは、ケーシングの中央開口部に
回転可能に設けられている。

米国特許第4365524号では、出力軸の端部の間
隔を保つと共に、軸方向の内向きスラスト力を負
担する厚さ調整可能なウエツジブロツク（wedge
block）スペーサが設けられている。差動装置を
組立てる時、スペーサブロツクを縮めた状態にし
て、ケーシングの横孔から出力軸端間に装入す
る。ウエツジブロツクは軸方向に伸ばされて出力
軸端に当接する。

〔発明の目的及び概要〕

この発明は、簡単な構成でより安価で、軽量で
且つ耐久性のある差動装置を提供することを目的
とするもので、出力軸及びサイドギヤーを所望の
位置に維持すると共に、運転中の横方向スラスト
を積極的に負担させるようにしたものである。

この発明の差動装置は、上記目的を達成するた
めに出力軸端間に挿入される円柱スペーサピンを
備え、軸方向内向きスラスト力を負担するように
なつている。このスペーサピンは、ケーシングの
中央部材にあけられ横孔に挿入される円柱ピン部
及び対応する凹部に係合する円板状大径ヘツド部
を有している。保持用ボルト部材が、ヘツド部に
径方向にあけられた横孔に挿通され、この保持部
材はケーシングの横孔に対し斜め方向に突設され
た１対の支持突起の一方にあけられたねじ孔に螺
合している。サイドギヤーのストラストは、上記
米国特許第4365524号の場合はウエツジブロツク
で受けていたが、この発明では中央部材で受けて
いる。この発明の構成で必要な加工精度は、従来
に比べ緩く、安価に得られる。また、差動装置の
軸系への組込みはより簡単で組立時間を短かくで
きる。スペーサピンはただ一つの機能即ち出力軸
のスペーサとしての機能だけを受けもつものであ
る。この点、従来のウエツジブロツクが、サイド
ギヤーの軸方向内向きスラストをも受けるように
なつていたのと異なるものである。

この発明の他の目的は、ケーシングを中央部材
と、これにボルト止めされるエンドカバーとで構
成して、スラストワツシヤーを不要としたことで
ある。この目的のために少なくともエンドカバー
の材質をパーライト型球状黒鉛鋳鉄とし、中央部
材と当接する面に火炎焼入れ又は誘導加熱焼入れ
による硬化処理をしてある。これによりピニオン
及びサイドギヤーの軸方向スラストを受けるスラ
ストワツシヤーを不要にして、コストの低減を図
ると共に、高負荷のもとでピニオン及びサイドギ
ヤーの寿命を延ばすことができる。

また、他の目的はケーシングの中央部材にエン
ドカバーを比較的短いボルトで固定するようにし
たことである。これにより、ケーシング本体の長
孔の厳しい加工精度を不要とすると共に、各エン
ドカバーの取付孔位置に大きな許容差を許容す
る。こうして加工、組立時間を短縮してコストを
低減することができる。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を図面により説明す
る。ケーシング１０は、中央部材１０ａと、フラ
ンジ付エンドカバー１０ｂと、エンドカバー１０
ｃとから構成され、両エンドカバーは比較的短い
ボルト１２によつて中央部材に固定されている。
エンドカバーの材質はパーライト形球状黒鉛鋳鉄
で、中央部材に接する面は火炎焼入れ又は誘導加
熱焼入れにより硬化処理されている。そしてエン
ドカバーは中央部材に直接取付けられ、従来のス
ラストワツシヤーを不要にしている。中央部材１
０ａの材質はフエライト形又はパーライト形の球
状黒鉛鋳鉄である。パーライト形球状黒鉛鋳鉄の
場合は必要により端面に上記と同様の硬化処理を
施す。後述するように、エンドカバー１０ｂ，１
０ｃの硬化処理面は、ヘリカル差動ピニオン２
４，２６の端面及びサイドギヤー２８，３０の端
面に当接する。

ケーシング１０はプロペラシヤフト１４によつ
て、ドライブピニオン１６及びケーシングにボル
ト１９により固定されたリングギヤー１８を介し
て、回転駆動される。そして出力軸２０，２２
は、協働する左、右ヘリカルピニオン２４，２６
及び出力軸２０，２２にスプライン結合されたサ
イドギヤー２８，３０を介して駆動される。出力
軸２０，２２のサイドギヤー２８，３０に対する
外向き移動は、Ｃ形ロツク部材３４によつて防止
される。このロツク部材は、出力軸端部のスプラ
イン部に形成された周方向溝内に弾性的に取付け
られている。

ピニオン２４，２６は、中央部材１０ａの両端
面にそれぞれあけられた軸方向長孔４０，４２内
に回転自在に収められている。これらの長孔は側
方で相互に交わつて、ヘリカル差動ピニオン２
４，２６が噛合うようになつている。サイドギヤ
ー２８，３０は中央部材の両端面にあけられた孔
に回転自在に収められている。差動ピニオン２
４，２６はそれぞれ右、左のヘリカル歯を有して
いる。その歯数は通常８枚で、圧力角は約30度、
ねじれ角は約40度である（米国特許第4365524
号）。

中央部材に横向きに円柱状のスペーサピン５０
が設けられている。このスペーサピンは出力軸２
０，２２の端面間に設けられ、両軸の軸方向間隔
を保つようになつている。スペーサピン５０は、
第２図に示す如く、中央部材１０ａの中央部にあ
けられた横孔５２に挿入される円柱ピン部５０ａ
を有している。また中央部材１０ａに形成された
円形凹部５４に嵌まる大径円板状のヘツド部５０
ｂを有している。スペーサピンの中央部材に対す
る軸方向の動きは保持ボルト５６により防止され
ている。このボルトは、スペーサピンのヘツド部
５０ｂに径方向にあけられた孔５８に挿通され、
中央部材の突出支持部１０ｅにあけられた孔６０
にねじ込まれている。

〔作用〕

サイドギヤー２８，３０は、それぞれ出力軸２
０，２２にスプライン連結され、Ｃ形ロツク部材
３４が出力軸に形成された周方向溝に掛止されて
いるとする。リングギヤ１８が、エンドカバー１
０ｂのフランジ部にボルト１９により取付けられ
てから、スペーサピンが第２図に示す如く、横孔
５２及び凹部５４に嵌められる。出力軸の両端面
はスペーサピンのピン部５０ａに当接する。保持
ボルト５６が孔５８に挿通され、中央部材の支持
部の孔６０にねじ込まれる。こうしてスペーサピ
ンは、第２図に示す使用状態位置にロツクされ
る。

プロペラシヤフト１４を回転駆動すると、ドラ
イブピニオン１６、リングギヤー１８、ケーシン
グ１０、ヘリカルピニオン２４，２６及びサイド
ギヤー２８，３０を介して出力軸２０，２２は通
常は同速で回転する。リングギヤー１８に作用す
る駆動トルクは、複数組の差動ピニオン２４，２
４を含む２つの平行するトルク伝達経路を通つて
伝達される。そして回転に対する摩擦に起因し
て、ピニオンの歯にラジアル方向の荷重が作用
し、バイアストルクを生じさせる。ピニオン２
４，２６及びサイドギヤーのねじれ角により、ピ
ニオンにスラスト力が作用し、ピニオンと孔底部
との間に摩擦抵抗を生じさせる。またサイドギヤ
ーの歯に作用する軸方向の力によつて、スペーサ
ピン５４にスラスト力が作用する。そして、歯に
作用する軸方向力により生ずるピニオンのスラス
ト力は、最終的にエンドカバーの硬化処理面に直
接作用する。かくして、エンドカバーの硬化処理
面が、ピニオン２４，２６及びサイドギヤーに作
用する軸方向スラスト力を負担する。

各タイヤの牽引力が等しい通常の状態では、各
サイドギヤーに同じ摩擦抵抗が作用するので、ピ
ニオンは差動しない。しかし異なる路面抵抗など
により、一方のサイドギヤーが大きなトルク抵抗
をピニオンに作用させると、このピニオンはサイ
ドギヤーから離れて孔に押し込まれる。トルク入
力が増えると、ピニオンは益々押し込まれる。各
駆動輪の摩擦係が変るに伴い、各車輪へのトルク
配分は動的に制御される。従つて、牽引力の少な
い車輪のスリツプもコントロールされる。

この発明の差動装置では、入力トルクが増える
につれ、トルクバイアスも増加する。これは望ま
しい特性である。何故なら、差動装置は高速運転
時には小さいトルクしか必要とせず、標準型の差
動装置と同じに作用する。一方、低速で、大きい
トルクで運転するときは、差動装置は大きな抵抗
の作用している駆動輪に大きなトルクを自動的に
分配する。

差動装置は、バイアス動作（biasing action）
を生じさせるために、ある程度（軽トラツクのタ
イヤが雪上にある程度）の接地抵抗を必要とす
る。差動装置は、スピンホイールが地面から離れ
ているときはバイアスしない。若し、摩擦係数が
0.1以下或いは零（車輪が地面から離れている状
態）のときは、運転手が、差動装置にバイアスを
生じさせて、車を動かすに必要なトルク抵抗を生
じさせるまで、軽くブレーキを働かせる。

エンドカバー１０ｃに注油口８０を設け、ピニ
オン収容孔内に注油することにより、ピニオン、
ギヤーの潤滑をすることができる。

歯のねじり角を変えることによりピニオンのケ
ーシングに対するスラスト力を増加又は減少させ
ることができる。歯の圧力角を変えることによ
り、ピニオンのサイドギヤーに対する離反力を増
加又は減少させることができる。またピニオン対
の数を変えることにより差動装置のトルク容量を
増加又は減少させることができる。また歯のねじ
り及び圧力角を変えることにより所望のトルク分
布、トルクバイアスを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施の縦断面図、第２
図は第１図の２―２線矢視断面図、第３図はスペ
ーサピンの側面図、第４図は第３図の４―４線矢
視断面図、第５図及び第６図はそれぞれスペーサ
ピンの平面図と端面図である。 １０……ケーシング、１０ａ……中央部材、１
０ｂ……フランジ付エンドカバー、１０ｃ……エ
ンドカバー、１２……ボルト、１４……プロペラ
シヤフト、１６……ドライブピニオン、１８……
リングギヤー、１９……ボルト、２０，２２……
出力軸、２４，２６……差動ヘリカルピニオン、
２８，３０……サイドギヤー、３４……ロツク部
材、４０，４２……長孔、５０……スペーサピ
ン、５０ａ……ピン部、５０ｂ……ヘツド部、５
２……横孔、５４……凹部、５６……保持ボル
ト、５８……孔、６０……孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プロペラシヤフトの駆動トルクを、軸方向に
   離間した一対の同心の出力軸に供給する差動装置
   で、 (a) 上記プロペラシヤフトにより回転駆動される
   ケーシングで、このケーシングは中央部材と、
   この中央部材の両端に接続される１対のエンド
   カバーとを備え、上記中央部材は中心部に断面
   円形の横孔で、その入口部に大きな凹部を形成
   したものを有するものと、 (b) 上記中央部材の両側の同心の孔内にそれぞれ
   回転可能に設けられた１対のヘリカルサイドギ
   ヤーで、これらのサイドギヤーは、上記出力軸
   が上記エンドカバーの同心の開口部を通り、そ
   の端部が軸方向に離間している状態で、この出
   力軸にスプライン連結されているものと、 (c) 複数組の反対方向ねじれの差動ヘリカルピニ
   オンで、各組のピニオンは上記中央部材の両側
   の長孔内にそれぞれその外径部で支持され、上
   記長孔側端部は相互に連通して上記差動ヘリカ
   ルピニオンの側端部が噛合すると共に、これら
   ピニオンは、上記サイドギヤーの軸と平行に設
   けられて、サイドギヤーと噛合しており、 かくして、上記差動機構を介して伝達される
   トルクが上記ピニオンの歯に作用し、ピニオン
   がそれぞれの孔内で回転するときに摩擦トルク
   抵抗を生ぜしめ、差動機構にトルクバイアスを
   生じさせるものと、 (d) 両出力軸がサイドギヤーに対して軸方向外側
   に移動するのをそれぞれ防止するロツク手段
   と、 (e) 両出力軸の軸方向間隔を保つスペーサピン手
   段とからなり、上記スペーサピン手段は、 (イ) 上記中央部材の横孔に係合し、出力軸の端
   面に当接する円柱ピン部を有すると共に、端
   部に上記中央部材に形成した大きな凹部に係
   合するヘツド部を有するスペーサピンと、 (ロ) このスペーサピンの上記ケーシング中央部
   材に対する軸方向移動を防止する保持手段を
   備えているものと、 (f) 上記ケーシングのエンドカバーはパーライト
   形球状黒鉛鋳鉄で作られ、中央部材の端面に当
   接する面は硬化処理されており、 (g) エンドカバーは中央部材に比較的短かいねじ
   で接続されている、 差動装置。