(57)【要約】【課題】簡単な構成で、差動状態と差動制限状態とを適正に切替可能で、一方の車輪が地面から浮いた状態でも発進可能な差動制限機構付き差動装置を提供する。【解決手段】少なくとも一方のサイドギヤ１１とデフケース２０間に、サイドギヤ１１とデフケース２０の相対回転を制限するクラッチ手段１６を設け、クラッチ手段１６は、デフケース２０の内周面とサイドギヤ１１の外周面間に、サイドギヤ１１の軸方向に交互に配置される１乃至複数枚の内爪ディスク１８及び外爪ディスク１９を備え、サイドギヤ１１は、内爪ディスク１８が凹凸嵌合する軸方向に延びるギヤ側嵌合部１２を備え、デフケース２０は、外爪クラッチ１９が凹凸嵌合する軸方向に延びるケース側嵌合部２４を備え、ギヤ側嵌合部１２とケース側嵌合部２４の少なくとも一方を、軸方向に対して角度を有する螺旋状に形成した。【選択図】図１
2014105813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の車軸を回転中心としてエンジンからの駆動力により回転するデフケースと、前記デフケース内において左右の車軸の軸端に相対回転不能にそれぞれ設けた左右１対のサイドギヤと、前記左右１対のサイドギヤ間において車軸と直交状に設けた、前記デフケースとともに回転するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに回転自在に設けた、前記左右１対のサイドギヤに噛合する少なくとも１対のピニオンギヤとを備えた差動装置であって、
少なくとも一方のサイドギヤとデフケース間に、前記サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段を設け、
前記クラッチ手段は、前記デフケースの内周面とサイドギヤの外周面間にサイドギヤの軸方向に交互に配置される１乃至複数枚の内爪ディスク及び外爪ディスクを備え、
前記サイドギヤは、前記内爪ディスクが凹凸嵌合する前記軸方向に延びるギヤ側嵌合部を備え、
前記デフケースは、前記外爪クラッチが凹凸嵌合する前記軸方向に延びるケース側嵌合部を備え、
前記ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部の少なくとも一方を、前記軸方向に対して角度を有する螺旋状に形成した、
ことを特徴とする差動制限機構付き差動装置。
【請求項２】
前記軸方向に対する螺旋の角度を２０°〜６０°の範囲内に設定した請求項１記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項３】
右側のサイドギヤとデフケース間及び左側のサイドギヤとデフケース間に、サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段をそれぞれ設けた請求項１又は２記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項４】
前記ギヤ側嵌合部を螺旋状に形成し、前記１対のサイドギヤのギヤ側嵌合部を、組付状態において螺旋の方向が相互に逆方向となるように設定した請求項３記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項５】
前記１対のサイドギヤのギヤ側嵌合部の軸方向に対する螺旋の角度を相互に異なる角度に設定した請求項３又は４記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項６】
前記左右のサイドギヤの外周側をそれぞれ覆うようにして、前記デフケース内に車軸方向に移動自在で且つデフケースとともに回転する左右１対のプレッシャーリングを設け、前記両プレッシャーリング間のクリアランスが狭くなる方向へ両プレッシャーリングを付勢する付勢手段を設け、前記ピニオンシャフトをその軸端が左右のプレッシャーリング間に保持されるように設け、前記ピニオンシャフトの軸端と左右のプレッシャーリング間に、差動時におけるピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクの増大に応じて、両プレッシャーリング間のクリアランスが増大する方向へ、付勢手段の付勢力に抗してプレッシャーリングを操作し、クラッチ手段を作動させる操作手段を設けた請求項３〜５のいずれか１項記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項７】
一方のサイドギヤとデフケース間にのみ、前記サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段を設け、該一方のサイドギヤの外周側を覆うようにして、前記デフケース内に車軸方向に移動自在で且つデフケースとともに回転する１つのプレッシャーリングを設け、前記ピニオンシャフトをその軸端がプレッシャーリングとそれに対面するデフケースの壁部間に保持されるように設け、前記ピニオンシャフトの軸端とそれを保持するプレッシャーリング及びデフケースの壁部間に、差動時におけるピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクの増大に応じて、プレッシャーリングとデフケースの壁部間のクリアランスが増大する方向へ、付勢手段の付勢力に抗してプレッシャーリングを操作し、クラッチ手段を作動させる操作手段を設けた請求項１又は２記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項８】
前記クラッチ手段を介することなく前記クリアランスが狭くなる方向へプレッシャーリングを付勢する付勢手段を設けた請求項６又は７記載の差動制限機構付き差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動制限機構付き差動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の差動装置として、一方の車輪のみが浮き上がって空転しようとしたときに、クラッチ手段を介して他方の車輪に対しても十分な回転力が伝達されるようになした差動制限機構を有する差動装置（リミテッドスリップデファレンシャル）が、例えば一方の車輪が氷や雪、ぬかるみに乗り上がって空転し、他方の車輪に対して十分に回転力が伝達されなくなって、発進不能となることを防止したり、旋回や急発進時等における車体の尻振り現象を防止したりするために広く採用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、図１５に示すような差動制限機構を有する差動装置１００が記載されている。この差動装置１００は、デフケース１０１内に車軸１０２の方向に移動自在で且つ相対回転不能に設けた１対のプレッシャーリング１０３と、プレッシャーリング１０３間に軸端を保持させた状態で車軸１０２と直交状に設けたピニオンシャフト１０４と、ピニオンシャフト１０４に回転自在に設けたピニオンギヤ１０５と、左右の車軸１０２の軸端に相対回転不能にそれぞれ設けた１対のサイドギヤ１０６であって、ピニオンギヤ１０５を挟んでその両側においてピニオンギヤ１０５に噛合する１対のサイドギヤ１０６と、差動時におけるピニオンシャフト１０４とデフケース１０１間の相対回転トルクの増大に応じて、プレッシャーリング１０３間のクリアランス１０７が大きくなる方向へプレッシャーリング１０３を操作する操作手段１０８と、１対のプレッシャーリング１０３の車軸方向両側に配置したクラッチ手段１０９であって、プレッシャーリング１０３により操作されてクリアランス１０７が大きくなるにしたがって左右の車軸１０２の差動を制限するクラッチ手段１０９とを備えている。
【０００４】
操作手段１０８としては、種々の形状のものが提案されているが、例えば、ピニオンシャフト１０４の軸端に、一方の対角線が車軸方向に配置されるように設定した四角形状のカム部１１０を形成し、プレッシャーリング１０３にカム部１１０に係合する略Ｖ字状のカム溝１１１を形成したものが採用されている。
【０００５】
また、この差動装置１００では、ピニオンシャフト１０４とデフケース１０１間に相対回転トルクが発生して操作手段１０８によりプレッシャーリング１０３間のクリアランス１０７が広くなることにより、クラッチ手段１０９が作動して左右の車輪の差動が制限されることになるが、通常時には両プレッシャーリング１０３のクリアランス１０７が設定間隔に復帰するように、両クラッチ手段１０９の車軸方向外側に皿バネ等の弾性部材１１２を配置させて、クラッチ手段１０９の複数のクラッチ板１１３を介してプレッシャーリング１０３を相互に接近する方向へ付勢するように構成されている。
【０００６】
しかし、前記差動装置１００の弾性部材１１２は、クラッチ板１１３を介してプレッシャーリング１０３を相互に接近する方向へ付勢する関係上、付勢力を弱く設定した場合には、操作手段１０８によりクラッチ手段１０９が操作され易くなって、低速旋回時においても差動制限状態になることがあり、差動状態が安定せず、また付勢力を強くすると、操作手段１０８は差動可能な状態となるが、弾性部材１１２の付勢力によりクラッチ板１１３が常時摩擦圧接されて、実質的に差動制限状態になることから、結局は低速旋回時における差動状態を安定して確保できない。つまり、低速旋回時に小回りが利かなくなったり、差動制限状態と差動状態とが交互に切り替わる所謂チャタリング現象が発生し、操縦性が低下したり、チャタリング時の衝撃により差動装置１００及びその周辺装置に悪影響をおよぼすという問題があった。
【０００７】
そこで、本出願人は、特許文献３において、クラッチ板を介さないで、両プレッシャーリングを相互に接近する方向へ付勢する付勢手段を設けることにより、弾性部材１１２を省略したり、弾性部材１１２を設ける場合であっても、クラッチ板の遊びをなくする程度の弱い付勢力のものを採用したりしつつ、差動状態と差動制限状態とが適切に切り替わるように構成した差動制限機構を有する差動装置を提案し、実用化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特公昭５５−２７９８０号公報
【特許文献２】特開昭５８−２２１０４６号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献３記載の差動装置においても、一方の車輪が地面から完全に浮いた状態から自動車を発進させると、左右のプレッシャーリングの開くきっかけがないことから、該一方の車輪のみが回転（空転）してしまい、発進が非常に困難になるという問題がある。また、レーシングカーにおいては、サーキットでインコーナを旋回するとき、内側の車輪が路肩に乗りあがって、バウンドして空転し、アクセルペダルの操作を緩めると、左右のプレッシャーリングが閉じてしまい、差動制限状態から差動状態に切り替わってしまい、車輪が空転して失速するという問題がある。
【００１０】
このような問題を解決するため、弾性部材の付勢力を強くすることも可能であるが、このように構成すると、特許文献１、２記載の発明と同様に、弾性部材の付勢力によりクラッチ板が常時摩擦圧接されて、実質的に差動制限状態になることから、結局は低速旋回時における差動状態を安定して確保できない。つまり、低速旋回時に小回りが利かなくなったり、差動制限状態と差動状態とが交互に切り替わる所謂チャタリング現象が発生し、操縦性が低下したり、チャタリング時の衝撃により差動装置及びその周辺装置に悪影響をおよぼすという問題が発生する可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、簡単な構成で、差動状態と差動制限状態とを適正に切替可能で、一方の車輪が地面から浮いた状態でも発進可能な差動制限機構付き差動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る差動制限機構付き差動装置は、左右の車軸を回転中心としてエンジンからの駆動力により回転するデフケースと、前記デフケース内において左右の車軸の軸端に相対回転不能にそれぞれ設けた左右１対のサイドギヤと、前記左右１対のサイドギヤ間において車軸と直交状に設けた、前記デフケースとともに回転するピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに回転自在に設けた、前記左右１対のサイドギヤに噛合する少なくとも１対のピニオンギヤとを備えた差動装置であって、少なくとも一方のサイドギヤとデフケース間に、前記サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段を設け、前記クラッチ手段は、前記デフケースの内周面とサイドギヤの外周面間にサイドギヤの軸方向に交互に配置される１乃至複数枚の内爪ディスク及び外爪ディスクを備え、前記サイドギヤは、前記内爪ディスクが凹凸嵌合する前記軸方向に延びるギヤ側嵌合部を備え、前記デフケースは、前記外爪クラッチが凹凸嵌合する前記軸方向に延びるケース側嵌合部を備え、前記ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部の少なくとも一方を、前記軸方向に対して角度を有する螺旋状に形成したものである。
【００１３】
この差動装置では、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、サイドギヤ、ピニオンシャフト、ピニオンギヤ、クラッチ手段が一塊になってデフケースと一体的に回転して、左右の車輪が同速で回転するが、左右の車輪の回転抵抗が異なる場合には、デフケースに作用する回転力の一部でピニオンがサイドギヤに噛合しながら公転し、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度が回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度よりも速くなる差動状態となる。また、この差動状態では、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度がデフケースの回転速度よりも速くなり、回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度がデフケースの回転速度よりも遅くなって、左右のサイドギヤとデフケース間にそれぞれ回転差が発生し、クラッチ手段においては、内爪ディスクと外爪ディスクとが相互に摺接しながら相対回転することになる。そして、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が小さいときには、内爪ディスクと外爪ディスクとが殆ど自由に相対回転するが、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなると、それに応じて回転抵抗の小さな車輪側の回転トルクの一部が、回転抵抗の大きな車輪側に分配されて、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。具体的には、サイドギヤとデフケースとの回転速度差が小さいときには、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が小さく、内爪ディスクと外爪ディスクとは殆ど自由に相対回転するが、サイドギヤとデフケースとの回転速度差が大きくなると、それに応じて内爪ディスク及び／又は外爪ディスクが螺旋状のギヤ側嵌合部及び／又はケース側嵌合部に沿って軸方向へ移動して、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなり、分配される回転トルクが大きくなって、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００１４】
例えば、サイドギヤのギヤ嵌合部を螺旋状に形成した場合には、サイドギヤとデフケースとの回転速度差に応じて、クラッチ手段の内爪ディスクが螺旋状のギヤ側嵌合部に沿って軸方向へ移動して、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなり、分配される回転トルクが大きくなって、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００１５】
また、デフケースのケース側嵌合部を螺旋状に形成した場合には、サイドギヤとデフケースとの回転速度差に応じて、クラッチ手段の外爪ディスクが螺旋状のケース側嵌合部に沿って軸方向へ移動して、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなり、分配される回転トルクが大きくなって、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００１６】
更に、ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部とをそれぞれ螺旋状に形成した場合には、両者の相乗効果により、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００１７】
このように、この差動制限機構付き差動装置では、基本的には差動制限機構を有する従来の差動装置と同様に、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、左右の車輪が同速で回転するが、左右の車輪の回転抵抗が異なる場合には、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度が回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度よりも速くなる差動状態となる。一方、左右の車輪の回転速度差が大きくなると、それに応じて、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなって、回転抵抗の小さな車輪側の回転トルクの一部が、回転抵抗の大きな車輪側に分配されて、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００１８】
また、この差動装置では、プレッシャーリングとカムを用いる従来の差動装置と異なり、ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部の少なくとも一方を、前記軸方向に対して角度を有する螺旋状に形成するという簡単な構成により、差動制限状態が得られるので、プレッシャーリングを省略して、差動装置の部品点数を少なくすることが可能となる。しかも、サイドギヤとデフケースの回転速度の差により、螺旋状の嵌合部に沿ってディスクを移動させて、差動制限状態を得るように構成しているので、一方の車輪が地面から浮いた状態でも、地面に設置している他方の車輪に確実に回転トルクを伝達することが可能となり、一方の車輪が完全に浮いた状態での発進時や、レーシングカーにおいて、一方の車輪が、コーナーリング時に、サーキットの路肩に乗りあがってバウンドした場合においても、差動制限状態となり、路面に接している車輪に対して十分に回転トルクを供給できるので、コーナーリング時における走行安定性を格段に向上できる。
【００１９】
ここで、前記軸方向に対する螺旋の角度を２０°〜６０°の範囲内に設定することが好ましい。螺旋の角度が２０°未満の場合には、差動状態から差動制限状態に応答性良く切り替わらず、６０°を超えると、内爪ディスクとギヤ側嵌合部の凹凸嵌合部や、外爪ディスクとケース側嵌合部の凹凸嵌合部が噛み込んで、差動制限状態から差動状態への切り替わりが円滑になされないので、螺旋の角度は２０°〜６０°、好ましくは３０°〜５０°、更に好ましくは３５°〜４５°に設定することが好ましい。
【００２０】
右側のサイドギヤとデフケース間及び左側のサイドギヤとデフケース間に、サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段をそれぞれ設けることが好ましい実施の形態である。クラッチ手段は、一方のサイドギヤとデフケース間にのみ設けることも可能であるが、左右のサイドギヤとデフケース間にそれぞれ設けると、サイドギヤの外周側のデッドスペースを有効活用して、ディスクの枚数を極力増やすことができるので好ましい。
【００２１】
前記ギヤ側嵌合部を螺旋状に形成し、前記１対のサイドギヤのギヤ側嵌合部を、組付状態において螺旋の方向が相互に逆方向となるように設定することが好ましい。このように構成すると、左右のサイドギヤとして同一構成のものを採用することが可能となり、サイドギヤの製作コストを低減できるので好ましい。
【００２２】
前記１対のサイドギヤのギヤ側嵌合部の軸方向に対する螺旋の角度を相互に異なる角度に設定することもできる。ギヤ側嵌合部の螺旋の角度は、一般道を走行することを目的として製作される自動車においては、同じに設定することが好ましいが、サーキットを周回するレーシングカーにおいては、サーキットのコースに適合するように螺旋の角度を異なる角度に設定することが好ましい。
【００２３】
前記左右のサイドギヤの外周側をそれぞれ覆うようにして、前記デフケース内に車軸方向に移動自在で且つデフケースとともに回転する左右１対のプレッシャーリングを設け、前記両プレッシャーリング間のクリアランスが狭くなる方向へ両プレッシャーリングを付勢する付勢手段を設け、前記ピニオンシャフトをその軸端が左右のプレッシャーリング間に保持されるように設け、前記ピニオンシャフトの軸端と左右のプレッシャーリング間に、差動時におけるピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクの増大に応じて、両プレッシャーリング間のクリアランスが増大する方向へ、付勢手段の付勢力に抗してプレッシャーリングを操作し、クラッチ手段を作動させる操作手段を設けることも好ましい実施の形態である。この場合には、ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部の少なくとも一方を螺旋状に形成するという本発明の差動制限機構と、プレッシャーリングと付勢手段と操作手段とを有する従来の差動制限機構（以下、カム式差動制限機構と称する。）とを併用することで、より安定した差動状態と差動制限状態とを得ることができる。つまり、カム式差動制限機構では、操作手段によりピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクに応じて、両プレッシャーリング間のクリアランスが増大する方向への操作力が、両プレッシャーリングに作用するが、この操作手段による操作力が、クリアランスを減少させようとする付勢手段による付勢力よりも小さい場合には、クリアランスが変化せず、通常の差動状態が得られ、付勢力よりも大きくなると、それに応じて両プレッシャーリングのクリアランスが増大し、クラッチ手段の内爪ディスクと外爪ディスクとが摩擦圧接されて、左右の車軸の差動が制限されることになる。一方、カム式差動制限機構では、一方の車輪が完全に浮いてしまったときに、差動制限状態がなかなか得られない場合があるが、螺旋状のギヤ側嵌合部やケース側嵌合部を用いた本発明の差動装置では、デフケースとサイドギヤとに回転速度差が発生したときに、迅速に差動制限状態が得られるので、両者を組み合わせることで、より好適なタイミングで差動制限状態が得られることになる。
【００２４】
カム式差動制限機構を有する差動装置としては、一方のサイドギヤとデフケース間にのみ、前記サイドギヤとデフケースの相対回転を制限するクラッチ手段を設け、該一方のサイドギヤの外周側を覆うようにして、前記デフケース内に車軸方向に移動自在で且つデフケースとともに回転する１つのプレッシャーリングを設け、前記ピニオンシャフトをその軸端がプレッシャーリングとそれに対面するデフケースの壁部間に保持されるように設け、前記ピニオンシャフトの軸端とそれを保持するプレッシャーリング及びデフケースの壁部間に、差動時におけるピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクの増大に応じて、プレッシャーリングとデフケースの壁部間のクリアランスが増大する方向へ、付勢手段の付勢力に抗してプレッシャーリングを操作し、クラッチ手段を作動させる操作手段を設けたものを採用することもできる。この差動装置のカム式差動制限機構では、操作手段によりピニオンシャフトとデフケース間の相対回転トルクに応じて、プレッシャーリングとデフケースの壁部間のクリアランスが増大する方向への操作力が、プレッシャーリングに作用するが、この操作手段による操作力が、クリアランスを減少させようとする付勢手段による付勢力よりも小さい場合には、クリアランスが変化せず、通常の差動状態が得られ、付勢力よりも大きくなると、それに応じてプレッシャーリングとデフケースの壁部間のクリアランスが増大し、クラッチ手段の内爪ディスクと外爪ディスクとが摩擦圧接されて、左右の車軸の差動が制限されることになる。
【００２５】
前記クラッチ手段を介することなく前記クリアランスが狭くなる方向へプレッシャーリングを付勢する付勢手段を設けることも好ましい実施の形態である。この場合には、付勢手段の付勢力を強くしても、クラッチ手段のディスクが強く摩擦圧接することはないので、操作手段による差動状態から差動制限状態への切替タイミングは、操作手段の操作力と付勢手段の付勢力にのみ依存したものとなるので、付勢手段の付勢力を適正に設定することで、適正なタイミングで切り替えることが出来る。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る差動制限機構付き差動装置によれば、基本的には差動制限機構を有する従来の差動装置と同様に、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、左右の車輪が同速で回転するが、左右の車輪の回転抵抗が異なる場合には、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度が回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度よりも速くなる差動状態となる。一方、左右の車輪の回転速度差が大きくなると、それに応じて、内爪ディスクと外爪ディスクとの接触圧が大きくなって、回転抵抗の小さな車輪側の回転トルクの一部が、回転抵抗の大きな車輪側に分配されて、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となる。
【００２７】
また、この差動装置では、プレッシャーリングとカムを用いる従来の差動装置と異なり、ギヤ側嵌合部とケース側嵌合部の少なくとも一方を、前記軸方向に対して角度を有する螺旋状に形成するという簡単な構成により、差動制限状態が得られるので、プレッシャーリングを省略して、差動装置の部品点数を少なくすることが可能となる。しかも、サイドギヤとデフケースの回転速度の差により、螺旋状の嵌合部に沿ってディスクを移動させて、差動制限状態を得るように構成しているので、一方の車輪が地面から浮いた状態でも、地面に設置している他方の車輪に確実に回転トルクを伝達することが可能となり、一方の車輪が完全に浮いた状態での発進時や、レーシングカーにおいて、一方の車輪が、コーナーリング時に、サーキットの路肩に乗りあがってバウンドした場合においても、差動制限状態となり、路面に接している車輪に対して十分に回転トルクを供給できるので、コーナーリング時における走行安定性を格段に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】差動装置の横断面図（図２のI-I線断面図）
【図２】図１のII-II線断面図
【図３】内爪ディスク及び外爪ディスクとサイドギヤとの嵌合状態を示す説明図
【図４】サイドギヤの斜視図
【図５】サイドギヤの側面図
【図６】（ａ）は内爪ディスクの正面図、（ｂ）は外爪ディスクの正面図
【図７】操作手段の作動説明図
【図８】他の構成の差動装置のデフケースの横断面図
【図９】同差動装置のディスク及びプレッシャプレートの平面図
【図１０】他の構成の差動装置のデフケースの横断面図
【図１１】同差動装置のディスク及びプレッシャプレートの平面図
【図１２】他の構成の差動装置の横断面図
【図１３】同差動装置で用いるサイドギヤの側面図
【図１４】他の構成の差動装置の横断面図
【図１５】従来技術に係る差動装置の横断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１、図２に示すように、この差動装置１０は、ＦＲ車用の差動装置で、左右の車軸１を回転中心としてエンジンからの駆動力により回転するデフケース２０と、デフケース２０内において左右の車軸１の軸端に相対回転不能にそれぞれ設けた左右１対のサイドギヤ１１と、左右のサイドギヤ１１の外周側をそれぞれ覆うようにして、デフケース２０内に車軸１方向に移動自在で且つ相対回転不能に装着した左右１対のプレッシャーリング１３と、左右のプレッシャーリング１３間に軸端を保持させて車軸１と直交状に設けたピニオンシャフト１４と、左右のサイドギヤ１１のギヤ部１１ａに噛合するピニオンシャフト１４に回転自在に設けた少なくとも１対のピニオンギヤ１５と、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０間にそれぞれ設けたクラッチ手段１６と、両プレッシャーリング１３間のクリアランス１７が広くなる方向へ両プレッシャーリング１３を操作して、デフケース２０と両サイドギヤ１１間の差動を制限するカム式差動制限機構３０と、左右のサイドギヤ１１に形成した螺旋状のギヤ側嵌合部１２に沿ってクラッチ手段１６の内爪ディスク１８を軸方向に移動させ、デフケース２０と両サイドギヤ１１間の差動を制限する螺旋式差動制限機構５０とを備えている。
【００３０】
デフケース２０は、蓋部材２１とケース本体２２とに分割構成され、蓋部材２１はケース本体２２の左端部に形成したフランジ部２２ａに固定されている。蓋部材２１とは反対側においてフランジ部２２ａにはリングギヤ２３が固定され、このリングギヤ２３は、エンジンから延びる駆動軸２に設けたドライブピニオン３に噛合されている。また、デフケース２０には、蓋部材２１とケース本体２２の右壁とを貫通して左右の車軸１の軸端が同軸状に挿通され、デフケース２０は、ドライブピニオン３とリングギヤ２３とを介してエンジンからの駆動力により、車軸１を回転中心として回転するように構成されている。
【００３１】
ケース本体２２の内周面にはその全長にわたって車軸方向に延びる複数本の条溝からなるケース側嵌合部２４が周方向に間隔をあけて形成され、ケース本体２２内には左右１対のリング状のプレッシャーリング１３が部分球面状の内面側を対面させて設けられている。両プレッシャーリング１３の外周面にはケース本体２２のケース側嵌合部２４に凹凸嵌合する突条２５がそれぞれ形成され、両プレッシャーリング１３は、突条２５とケース側嵌合部２４との凹凸嵌合により、車軸方向に移動自在で且つ相対回転不能にケース本体２２内に設けられている。尚、デフケース２０のサイズや形状は適用する車両に応じて任意に設定可能である。また、ケース側嵌合部２４及び突条２５は、デフケース２０に対してプレッシャーリング１３を車軸１方向に移動自在で且つ相対回転不能に案内できる構成であれば、任意の断面形状に形成できるし、その個数も図に示す差動装置１０では８個設けたが任意に設定可能である。
【００３２】
両プレッシャーリング１３間に形成されるギヤ室２６内には略十文字状のピニオンシャフト１４が設けられ、ピニオンシャフト１４には車軸１と直交方向へ延びる４本の軸部１４ａが形成され、各軸部１４ａにはピニオンギヤ１５が回転自在に支持されている。ピニオンギヤ１５の個数は、任意に設定可能であるが少なくとも１対設けることになる。
【００３３】
図２、図３、図７に示すように、ピニオンシャフト１４の各軸端にはカム部４１が形成され、両プレッシャーリング１３の周壁の対面側部分には、各カム部４１に対応させてカム溝４３がそれぞれ形成され、ピニオンシャフト１４は、各軸部１４ａのカム部４１が両プレッシャーリング１３のカム溝４３間に挟持されることによりギヤ室２６内に支持されている。尚、カム部４１とカム溝４３とで操作手段４０が構成されるが、この操作手段４０については後で詳細に説明する。
【００３４】
図１〜図５に示すように、左右のプレッシャーリング１３の内側には左右１対のサイドギヤ１１がピニオンギヤ１５を挟んでその両側に設けられ、左右のサイドギヤ１１のギヤ部１１ａはピニオンギヤ１５に噛合されている。左側のサイドギヤ１１には左側の車軸１の軸端がスプライン嵌合等の嵌合構造により内嵌されて相対回転不能に連結され、また右側のサイドギヤ１１には右側の車軸１の軸端がスプライン嵌合等の嵌合構造により内嵌されて相対回転不能に連結されている。サイドギヤ１１は車軸方向に長さを有し、サイドギヤ１１の外周部には軸方向に対して角度θ１を有する螺旋状に延びる突条からなるギヤ側嵌合部１２が周方向に間隔をあけてサイドギヤ１１の略全長にわたって突出形成されている。なお、ギヤ側嵌合部１２の断面形状や本数は任意に設定可能である。
【００３５】
両サイドギヤ１１は両プレッシャーリング１３の左右両側へ突出され、両プレッシャーリング１３の車軸方向両側においてサイドギヤ１１にはクラッチ手段１６がそれぞれ外装されている。左右のクラッチ手段１６は、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とを交互に配置したもので、外爪ディスク１９の外周部にはデフケース２０のケース側嵌合部２４に凹凸嵌合する外爪部１９ａが周方向に間隔をあけて形成され、外爪ディスク１９は外爪部１９ａとケース側嵌合部２４との凹凸嵌合により車軸方向に移動自在で且つ相対回転不能にデフケース２０に内嵌されている。内爪ディスク１８の内周部にはギヤ側嵌合部１２に凹凸嵌合する内爪部１８ａが形成され、内爪ディスク１８は、内爪部１８ａと螺旋状のギヤ側嵌合部１２との凹凸嵌合により、サイドギヤ１１と相対回転しながらサイドギヤ１１の軸方向に移動するようにサイドギヤ１１に外嵌され、内爪ディスク１８の軸方向への移動により、ディスク１８、１９が圧接されると、ディスク１８、１９間に生じる摩擦力に応じて、デフケース２０とサイドギヤ１１との相対回転が制限されるように構成されている。左右のクラッチ手段１６のディスク１８、１９の枚数は同じに設定することもできるし、異なる枚数に設定することもできる。ディスク１８、１９の枚数は任意に設定可能であるが、少なすぎると差動制限機能が十分に発揮できないので、デフケース２０のサイズの許すかぎり多数設けることが好ましい。また、左右のクラッチ手段１６のディスクの外径は同じに設定することが好ましいが、異なる外径に設定することも可能である。更に、クラッチ手段１６は、左右両側に配置することが好ましいが、配設スペースを確保できない場合には、一方のクラッチ手段１６を省略することも可能である。
【００３６】
蓋部材２１及びケース本体２２の右壁部には溝部２７が形成され、両クラッチ手段１６の外側において溝部２７内にはディスク１８、１９をプレッシャーリング１３側へそれぞれ付勢する皿バネ２８が設けられている。この皿バネ２８は、ディスク１８、１９間の遊びを無くす目的で設けたものであり、ディスク１８、１９間に摩擦力がほとんど作用しない程度の付勢力に設定されている。但し、皿バネ２８は、クラッチ手段１６を略遊び無く組み付けることが可能な場合には、省略してもよい。また、本実施の形態では、ディスク１８、１９の枚数を極力増やすため、溝部２７内に皿バネ２８を収容したが、溝部２７は省略することも可能である。
【００３７】
カム式差動制限機構３０は、両プレッシャーリング１３間のクリアランス１７が狭くなる方向へ両プレッシャーリング１３を付勢する付勢手段３１と、差動時におけるピニオンシャフト１４とデフケース２０間の相対回転トルクの増大に応じて、両プレッシャーリング１３間のクリアランス１７が増大する方向へ、付勢手段３１の付勢力に抗してプレッシャーリング１３を操作し、クラッチ手段１６を作動させる操作手段４０とを備えている。
【００３８】
両プレッシャーリング１３間には両者を相互に接近する方向へ付勢する付勢手段３１が設けられている。具体的には、プレッシャーリング１３にはピニオンシャフト１４の隣接する軸部１４ａの軸端間において貫通孔３３が形成され、この貫通孔３３には両プレッシャーリング１３にわたって延びるロッド部材３４が装着されている。ロッド部材３４は両プレッシャーリング１３が最も接近した状態、つまり両プレッシャーリング１３間のクリアランス１７が最小になったときにおいても、プレッシャーリング１３外へ突出しない長さに設定され、ロッド部材３４の端部には鍔部３５が形成されている。ロッド部材３４の右部及び左部には圧縮コイルバネからなる弾性部材３６がそれぞれ外装され、両プレッシャーリング１３は、弾性部材３６の付勢力によりロッド部材３４を介して相互に接近する方向へ常時付勢されている。
【００３９】
尚、付勢手段３１は、両プレッシャーリング１３を、クラッチ手段１６を介することなく相互に接近する方向へ付勢可能に構成されていれば、任意の構成のものを、任意の位置に任意の個数設けることが可能である。例えば、ロッド部材３４に代えて一端部に螺子部を形成したロッド部材を用い、該ロッド部材の一端部を一方のプレッシャーリング１３に螺合させてもよい。この場合には付勢手段３１の組立作業が容易になるので好ましい。また、この場合には、隣接するロッド部材の螺子部が逆向きに配置されるようにロッド部材３４を設けることも可能である。圧縮コイルバネからなる弾性部材３６に代えて、皿バネや合成ゴム等からなる弾性部材を用いてもよいし、引張りバネ等を用いて両プレッシャーリング１３を相互に接近する方向へ引っ張ってもよい。更に、デフケース２０とプレッシャーリング１３間に付勢手段３１を設けることも可能である。
【００４０】
また、前述のように、付勢手段３１をプレッシャーリング１３のうちのピニオンシャフト１４の隣接する軸端間に設けると、軸端間のデッドスペース内に配置させることが可能となり、プレッシャーリング１３及びデフケース２０を径方向に小型に構成できるとともに、ピニオンシャフト１４の軸端をデフケース２０の内面付近まで延長して、次に説明する操作手段４０のカム部４１とカム溝４３との接触面積を増大できるので、カム部４１とカム溝４３間に作用する相対回転トルクによる、これらの両部材の摩耗や破損を効果的に防止でき、差動装置１０の耐久性を向上できる。但し、付勢手段３１のロッド部材３４をプレッシャーリング１３のうちのピニオンシャフト１４の軸端外方側に位置するように設けることも可能である。また、このような付勢手段３１を設けることが好ましいが、付勢手段３１を省略して、皿バネ２８により左右のプレッシャーリング１３を相互に接近する方向へ付勢するように構成した差動装置１０に対しても本発明を同様に適用することが可能である。
【００４１】
操作手段４０は、図３、図７に示すように、ピニオンシャフト１４の４つの軸部１４ａの軸端に設けたカム部４１と、両プレッシャーリング１３の対面部にそれぞれ形成したカム溝４３とで構成されている。カム部４１は、軸部１４ａの中心を含む車軸直交面に対して鏡面対称に略ハ字状に形成した１対の操作面４４と、軸部１４ａの中心を挟んで操作面４４とは反対側に形成した略車軸１方向に延びる当接面４５とを備えている。カム溝４３は、操作面４４に適合した形状の傾斜カム面４６と、当接面４５に適合した形状の係止面４２とで略直角三角形状に形成されている。
【００４２】
そして、図７（ａ）に示す状態から、ピニオンシャフト１４がプレッシャーリング１３に対して、図７（ａ）において上方へ微少相対回転すると、図７（ｂ）に示すように、両プレッシャーリング１３が操作面４４と傾斜カム面４６とを介して相互に離間する方向へ移動するが、図７（ａ）において下方へ微少相対回転しようとした場合には、当接面４５が係止面４２に係止されて、両プレッシャーリング１３とピニオンシャフト１４との相対回転が規制される。但し、操作手段４０としては、ピニオンシャフト１４とデフケース２０間の相対回転トルクにより、両プレッシャーリング１３を相互に離間する方向へ操作可能なものであれば任意の構成のものを採用できる。例えば、背景技術の欄において例示したように、カム部４１として一方の対角線を略車軸１方向に配置させた略四角形状や略菱形状のカム部を形成し、カム溝４３としてカム部に適合する略Ｖ字状のカム溝を形成したものを採用してもよい。
【００４３】
螺旋式差動制限機構５０は、サイドギヤ１１の螺旋状のギヤ側嵌合部１２とそれに凹凸嵌合する内爪部１８ａを有する内爪ディスク１８とを備え、ギヤ側嵌合部１２を車軸１方向に対して角度θ１を有する螺旋状に形成することで、サイドギヤ１１とそれに凹凸嵌合する内爪ディスク１８とが相対回転したときに、内爪ディスク１８がサイドギヤ１１の軸方向に移動して、左右のクラッチ手段１６のディスク１８、１９同士が圧接されて、差動制限状態が得られるように構成したものである。
【００４４】
左右のサイドギヤ１１のギヤ側嵌合部１２は、組付状態において螺旋の方向が相互に逆方向となるように構成され、左右のサイドギヤ１１として同一構成のものを採用して、サイドギヤ１１の製作コストを低減できるように構成されている。ただし、左右のサイドギヤ１１のギヤ側嵌合部１２を組付状態において螺旋の方向が同じ方向となるように構成することも可能である。螺旋の向きを逆にすると、サイドギヤ１１と内爪ディスク１８の相対回転の方向が同じであっても、内爪ディスク１８は逆方向に移動することになるが、皿バネ２８側とプレッシャーリング１３側のどちら側へ移動した場合でも、最終的には内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが圧接されることになる。また、サイドギヤ１１とデフケース２０の相対回転トルクに応じた圧接力で両ディスクが圧接されることになり、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９との接触圧に応じて、デフケース２０に作用する回転トルクの一部が回転抵抗の大きな車輪側に分配される。これにより、一方の車輪が完全に浮いている場合でも、他方の車輪に対してエンジンからの動力を伝達して、発進することができる。
【００４５】
ギヤ側嵌合部１２の軸方向に対する螺旋の角度θ１は２０°〜６０°の範囲内、好ましくは３０°〜５０°、更に好ましくは３５°〜４５°の範囲内に設定することが好ましい。螺旋の角度が２０°未満の場合には、差動状態から差動制限状態に応答性良く切り替わらず、６０°を超えると、内爪ディスク１８とギヤ側嵌合部１２の凹凸嵌合部や、外爪ディスク１９とケース側嵌合部２４の凹凸嵌合部が噛み込んで、差動制限状態から差動状態への切り替わりが円滑になされないので、螺旋の角度は２０°〜６０°に設定することが好ましい。
【００４６】
また、左右のサイドギヤ１１のギヤ側嵌合部１２の軸方向に対する螺旋の角度θ１は同じに設定することが好ましいが、相互に異なる角度に設定することもできる。つまり、左右のサイドギヤ１１のギヤ側嵌合部１２の螺旋の角度θ１は、一般道を走行することを目的として製作される自動車においては、同じに設定することが好ましいが、サーキットを周回するレーシングカーにおいては、サーキットのコースに適合するように異なる角度に設定することが好ましい。
【００４７】
次に、差動装置１０の作動について説明する。
この差動装置１０では、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、サイドギヤ１１、ピニオンギヤ１５、ピニオンシャフト１４、プレッシャーリング１３、クラッチ手段１６が一塊になってデフケース２０と一体的に回転して、左右の車輪が同速で回転する。
【００４８】
また、前進走行時において一方の車輪の回転抵抗が少なくなると、デフケース２０に作用する回転力の一部でピニオンギヤ１５がサイドギヤ１１のギヤ部１１ａに噛合しながら公転し、回転抵抗の少ない側の車輪が回転抵抗の大きい側の車輪よりも回転速度が速くなる差動状態になるが、高速、高負荷時には、カム式差動制限機構３０により、サイドギヤ１１とデフケース２０との相対回転が、クラッチ手段１６のディスク１８、１９同士の摩擦圧接力により制限され、低速時における旋回性を向上しつつ、高速、高負荷時における操縦性を十分に確保できることになる。また、差動状態では、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度がデフケース２０の回転速度よりも速くなり、回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度がデフケース２０の回転速度よりも遅くなって、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０間にそれぞれ回転差が発生し、クラッチ手段１６においては、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが相互に摺接しながら相対回転することになり、左右の車輪の回転差が一定値以上になると、螺旋式差動制限機構５０により、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが圧接されて、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０との相対回転が制限され、一方の車輪が浮いた状態での発進や、サーキットにおいて一方の車輪が路肩に乗り上がってバウンドした際の走行安定性が確保されることになる。
【００４９】
より具体的には、カム式差動制限機構３０では、前進走行時に左右の車輪の回転抵抗に差が発生した場合には、図７（ａ）に示すように、操作手段４０によりピニオンシャフト１４とデフケース２０間に相対回転トルクＰが発生し、この相対回転トルクＰにより、カム部４１の操作面４４とカム溝４３の傾斜カム面４６を介して、両プレッシャーリング１３を相互に離間する方向への操作力Ｆが両プレッシャーリング１３に作用し、図７（ｂ）に示すように、ピニオンシャフト１４とデフケース２０とが相対的に微小回転しようとして、カム部４１の操作面４４とカム溝４３の傾斜カム面４６との接触位置がずれることにより、クリアランス１７が増大しようとする。
【００５０】
一方、両プレッシャーリング１３には付勢手段３１により相互に接近させようとする付勢力が常時作用しているので、操作手段４０の操作力Ｆが付勢手段３１の付勢力よりも小さいときには、図７（ａ）に示すように、最小のクリアランス１７が維持されて差動状態となり、操作力Ｆが付勢力よりも大きくなると、図７（ｂ）に示すように、力の差分に応じてクリアランス１７が大きくなって、両プレッシャーリング１３の側面でディスク１８、１９が押圧され、ディスク１８、１９同士が摩擦圧接されることで差動制限状態になる。
【００５１】
また、この差動装置１０では、クラッチ手段１６を経由することなく、両プレッシャーリング１３を付勢手段３１により相互に接近する方向へ付勢するので、差動状態から差動制限状態への切替タイミングは、操作手段４０の操作力Ｆと付勢手段３１の付勢力に依存したものとなり、付勢手段３１の付勢力を適正に設定することで、低速旋回時においては確実に差動状態が得られ、高速、高負荷での旋回時においては確実に差動制限状態が得られるように構成することが可能となる。
【００５２】
一方、後退走行時において一方の車輪の回転抵抗が少なくなると、ピニオンシャフト１４とデフケース２０間に相対回転トルクが発生しても、この相対回転トルクはカム部４１の当接面４５がカム溝４３の係止面４２で係止されて両者の相対的な微少回転が規制されるので、最小のクリアランス１７が維持された状態となり、差動制限状態になることはない。但し、後退走行時においても、前進走行時と同様に、差動状態と差動制限状態とが切り替わるように構成することも可能である。この場合には、例えば操作手段４０として、前述のようにカム部を菱形状や四角形状に形成し、カム溝をカム部に適合した略Ｖ字状に形成したものを採用することになる。
【００５３】
また、螺旋式差動制限機構５０では、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０間の回転差が小さい場合には、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９は皿バネ２８の付勢力により圧接されているだけなので、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とは殆ど自由に相対回転するが、サイドギヤ１１とデフケース２０との回転速度差が大きくなると、それに応じて内爪ディスク１８が螺旋状のギヤ側嵌合部１２に沿って軸方向へ移動して、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９との接触圧が大きくなり、回転抵抗の小さな車輪側から回転抵抗の大きな車輪側に分配される回転トルクが大きくなって、左右の車輪の差動が制限される差動制限状態となり、一方の車輪が完全に浮いた状態での発進時や、レーシングカーにおいて、一方の車輪が、コーナーリング時に、サーキットの路肩に乗りあがってバウンドした場合においても、差動制限状態となり、路面に接している車輪に対して十分に回転トルクを供給できるので、コーナーリング時における走行安定性を格段に向上できる。
【００５４】
このように、この差動装置１０では、基本的には従来の差動装置と同様に、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、左右の車輪が同速で回転するが、左右の車輪の回転抵抗が異なる場合には、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度が回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度よりも速くなる差動状態となる。また、カム式差動制限機構３０と螺旋式差動制限機構５０により、高速、高負荷での旋回時においては、カム式差動制限機構３０により確実な差動制限状態が得られ、また一方の車輪が浮いた場合でも、螺旋式差動制限機構５０により確実に差動制限状態が得られ、適正なタイミングで差動状態と差動制限状態とが切り替わるので、走行安定性を向上できる。しかも、一方の車輪が完全に浮いた状態での発進に際しても、螺旋式差動制限機構５０により、設置側の他方の車輪に十分に動力を伝達して発進することが可能となる。また、螺旋式差動制限機構５０は、サイドギヤ１１のギヤ側嵌合部１２を螺旋状に形成するという簡単な構成のものなので、差動装置１０の製作コストが高くなることもない。なお、カム式差動制限機構３０と螺旋式差動制限機構５０との切り替えタイミングは、付勢手段３１の付勢力を調整したり、操作手段４０のカム面の角度を調整したり、螺旋式差動制限機構５０のギヤ側嵌合部１２の螺旋の角度θ１を調整することで、要求に応じて適正に調整できる。
【００５５】
次に、前記差動装置１０の構成を部分的に変更した他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態と同一部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
（１）図８、図９に示す差動装置１０Ａのように、前記ケース側嵌合部２４を有するデフケース２０に代えて、内周面に軸方向に対して角度θ２を有する螺旋状の条溝からなるケース側嵌合部２４Ａを周方向に間隔をあけて形成したデフケース２０Ａを設け、前記プレッシャーリング１３に代えて、ケース側嵌合部２４Ａに嵌合する螺旋状の突条２５Ａを形成したプレッシャーリング１３Ａを用い、左右のクラッチ手段１６の外爪ディスク１９の外爪部１９ａをケース側嵌合部２４Ａに嵌合させ、外爪ディスク１９がデフケース２０Ａの螺旋状のケース側嵌合部２４Ａに沿ってデフケース２０Ａと相対回転しながら軸方向に移動できるように構成し、ケース側嵌合部２４Ａとそれに凹凸嵌合する外爪ディスク１９とで螺旋式差動制限機構５０Ａを構成することもできる。
【００５６】
この差動装置１０Ａでは、カム式差動制限機構３０と螺旋式差動制限機構５０Ａとで差動状態と差動制限状態とに切り換えられ、螺旋式差動制限機構５０Ａでは、デフケース２０Ａとサイドギヤ１１との回転速度差が小さいときには、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが殆ど摩擦抵抗なく相対回転して、差動状態が得られるが、デフケース２０Ａとサイドギヤ１１との回転速度差が大きくなると、それに応じて外爪ディスク１９が螺旋状のケース側嵌合部２４Ａに沿って軸方向へ移動し、皿バネ２８又はプレッシャーリング１３Ａに圧接されるとともに、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９との接触圧が大きくなり、回転速度の小さいサイドギヤ１１側へ分配される回転トルクが大きくなって、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０Ａとの相対回転が制限される差動制限状態となる。
【００５７】
ケース側嵌合部２４Ａの軸方向に対する螺旋の角度θ２は、ギヤ側嵌合部１２の軸方向に対する螺旋の角度θ１と同様に、２０°〜６０°の範囲内、好ましくは３０°〜５０°、更に好ましくは３５°〜４５°の範囲内に設定することが好ましい。
【００５８】
なお、螺旋式差動制限機構５０Ａは、螺旋式差動制限機構５０と併用してもよいし、螺旋式差動制限機構５０と併用しないで単独で用いることも可能である。螺旋式差動制限機構５０、５０Ａを併用する場合には、螺旋状のギヤ側嵌合部１２と、螺旋状のデフ側嵌合部の螺旋の方向とは、同じ方向に設定してもよいし、逆方向に設定してもよい。また、ギヤ側嵌合部１２の螺旋の角度θ１と、デフ側嵌合部の螺旋の角度θ２とは、同じに設定してもよいし異なる角度に設定してもよい。
【００５９】
（２）図１０、図１１に示す差動装置１０Ｄのように、デフケース２０に代えて、車軸方向の略中央部において分割された左右対称な１対のケース本体２２Ｄからなるデフケース２０Ｄを用い、前記ケース側嵌合部２４に代えて、左側のケース本体２２Ｄの内周面に左側の車軸１に対して角度θ２を有する螺旋状の条溝からなるケース側嵌合部２４Ｄを周方向に間隔をあけて形成し、右側のケース本体２２Ｄの内周面に右側の車軸１に対して角度θ２を有する螺旋状の条溝からなるケース側嵌合部２４Ｄを周方向に間隔をあけて形成し、前記プレッシャーリング１３に代えて、左右のケース本体２２Ｄのケース側嵌合部２４Ｄにそれぞれ嵌合する螺旋状の突条２５Ｄを形成した左右１対のプレッシャーリング１３Ｄを用い、左右のクラッチ手段１６の外爪ディスク１９の外爪部１９ａを左右のケース本体２２Ｄのケース側嵌合部２４Ｄにそれぞれ嵌合させ、外爪ディスク１９がデフケース２０Ｄの螺旋状のケース側嵌合部２４Ｄに沿ってデフケース２０Ｄと相対回転しながら軸方向に移動できるように構成し、ケース側嵌合部２４Ｄとそれに凹凸嵌合する外爪ディスク１９とで螺旋式差動制限機構５０Ｄを構成することもできる。
【００６０】
この差動装置１０Ｄでは、基本的には、前記差動装置１０Ａと同様に作動することになるが、右側及び左側のケース側嵌合部２４Ｄの螺旋の傾斜方向と、右側及び左側のプレッシャーリング１３Ｄの傾斜カム面４６の傾斜方向とがそれぞれ略直交状に配置されているので、傾斜カム面４６によりプレッシャーリング１３Ｄが軸方向の外方側へ操作されたときに、プレッシャーリング１３Ｄがケース側嵌合部２４Ｄに沿って回転しながら軸方向に容易に移動可能となるので好ましい。
【００６１】
（３）図１２、図１３に示す差動装置１０Ｂのように、前記差動装置１０におけるプレッシャーリング１３と付勢手段３１と操作手段４０を省略することも可能である。具体的には、この差動装置１０Ｂでは、前記サイドギヤ１１に代えて、ギヤ部１１ａとそれよりも小径のスリーブ部１１ｂとを備えたサイドギヤ１１Ｂを用い、ギヤ部１１ａとスリーブ部１１ｂ間の段差部にディスク１８、１９の移動を規制する規制面１１ｃを形成し、前記ギヤ側嵌合部１２に代えて、スリーブ部１１ｂの外周部に軸方向に対して角度θ３を有する螺旋状の条溝からなるギヤ側嵌合部１２Ｂを周方向に間隔をあけて形成し、ギヤ側嵌合部１２Ｂとそれに凹凸嵌合する内爪ディスク１８とで螺旋式差動制限機構５０Ｂを構成し、ピニオンシャフト１４に代えて、カム部４１を省略したピニオンシャフト１４Ｂを用い、デフケース２０に代えて、筒状のケース本体２２Ｂと左側の蓋部材２１Ｂと右側の蓋部材６０とを備えたデフケース２０Ｂを用い、ピニオンシャフト１４Ｂの軸端をケース本体２２Ｂの長さ方向の途中部に形成した取付孔６１に嵌合固定したものを採用できる。
【００６２】
この差動装置１０Ｂでは、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、サイドギヤ１１Ｂ、ピニオンギヤ１５、ピニオンシャフト１４Ｂ、クラッチ手段１６がデフケース２０Ｂと一体的に回転して、左右の車輪が同速で回転する。
【００６３】
また、前進走行時において一方の車輪の回転抵抗が少なくなると、基本的には、デフケース２０Ｂに作用する回転力の一部でピニオンギヤ１５がサイドギヤ１１Ｂのギヤ部１１ａ、に噛合しながら公転し、回転抵抗の少ない側の車輪が回転抵抗の大きい側の車輪よりも回転速度が速くなる差動状態になるが、左右の車輪の回転速度差が一定値以上になると、内爪ディスク１８と螺旋状のギヤ側嵌合部１２との凹凸嵌合により、内爪ディスク１８がサイドギヤ１１Ｂと相対回転しながらサイドギヤ１１Ｂの軸方向に移動し、皿バネ２８又は規制面１１ｃで受け止められることで、ディスク１８、１９同士が相互に圧接されて、ディスク１８、１９間に生じる摩擦力に応じて、デフケース２０Ｂとサイドギヤ１１Ｂとの相対回転が制限され、低速時における旋回性を向上しつつ、高速、高負荷時における操縦性を十分に確保できるとともに、一方の車輪が浮いた状態での発進や、サーキットにおいて一方の車輪が路肩に乗り上がってバウンドした際の走行安定性が確保されることになる。
【００６４】
（４）図１４に示す差動装置１０Ｃは、ＦＦ車用の差動装置で、この差動装置１０Ｃのように、左側のサイドギヤ１１とデフケース２０Ｃ間にのみ、サイドギヤ１１とデフケース２０Ｃの相対回転を制限するクラッチ手段１６を設け、該一方のサイドギヤ１１の外周側を覆うようにして、デフケース２０Ｃ内に車軸方向に移動自在で且つデフケース２０Ｃとともに回転する１つのプレッシャーリング１３を設け、右側のサイドギヤ１１に代えて、ギヤ部１１ａとそれよりも小径のスリーブ部１１ｂとを備えたサイドギヤ１１Ｃを用い、ピニオンシャフト１４Ｃに代えて、軸端がプレッシャーリング１３とそれに対面するデフケース２０Ｃの壁部間に保持されるピニオンシャフト１４Ｃを設け、前記付勢手段３１に代えて、プレッシャーリング１３とデフケース２０Ｃのリング対向面６２間のクリアランス１７Ｃが縮小する方向へ、プレッシャーリング１３を付勢する付勢手段３１Ｃを設け、前記操作手段４０に代えて、ピニオンシャフト１４Ｃの軸端とそれを保持するプレッシャーリング１３及びデフケース２０Ｃのリング対向面６２に、差動時におけるピニオンシャフト１４Ｃとデフケース２０Ｃ間の相対回転トルクの増大に応じて、プレッシャーリング１３とデフケース２０Ｃのリング対向面６２間のクリアランス１７Ｃが増大する方向へ、付勢手段３１Ｃの付勢力に抗してプレッシャーリング１３を操作して、クラッチ手段１６を作動させる操作手段４０Ｃを設けることができる。
【００６５】
この差動装置１０Ｃのデフケース２０Ｃは、右部を縮径させたケース本体２２Ｃを備え、右側のサイドギヤ１１Ｃは、スリーブ部１１ｂをケース本体２２Ｃの右壁部に回転自在に嵌合させて、デフケース２０Ｃに回転自在に組み付けられている。
【００６６】
ケース本体２２Ｃのうちのプレッシャーリング１３の右側面に対面する部分には平坦な環状のリング対向面６２が車軸１と直交状に形成され、ピニオンシャフト１４Ｃの軸端には、前記実施の形態におけるカム部４１の右半部を切り欠いたカム部４１Ｃがそれぞれ設けられ、ピニオンシャフト１４Ｃは、カム部４１Ｃがプレッシャーリング１３に形成したカム溝４３とケース本体２２Ａのリング対向面６２間に挟持されることにより、プレッシャーリング１３とケース本体２２Ａ間に支持されている。
【００６７】
操作手段４０Ｃは、カム溝４３とカム部４１Ｃとで構成されている。この操作手段４０Ｃは、基本的には、前述の操作手段４０と同様に機能し、ピニオンシャフト１４Ｃとデフケース２０Ｃ間に相対回転トルクが発生すると、プレッシャーリング１３がリング対向面６２から相互に離間する方向へ操作され、プレッシャーリング１３とリング対向面６２間のクリアランス１７Ｃが増大するように構成されている。
【００６８】
付勢手段３１Ｃは、ロッド部材３４Ｃと、圧縮コイルバネからなる弾性部材３６Ｃとを備え、ロッド部材３４Ｃの左端部には鍔部３５が形成され、右部には螺子部が形成されている。そして、ロッド部材３４Ｃに弾性部材３６Ｃを外装した状態で、プレッシャーリング１３に形成した貫通孔にロッド部材３４Ｃを挿通させて、ケース本体２２Ａに締結固定され、プレッシャーリング１３は、この付勢手段３１Ｃによりリング対向面６２側、即ちプレッシャーリング１３とリング対向面間のクリアランス１７Ｃが狭くなる側へ常時付勢されている。
【００６９】
この差動装置１０Ｃでは、プレッシャーリング１３と操作手段４０と付勢手段とでカム式差動制限機構３０Ｃが構成され、左側のサイドギヤ１１の螺旋状のギヤ側嵌合部１２と内爪クラッチ１８の内爪部１８ａとで螺旋式差動制限機構５０Ｃが構成される。
【００７０】
この差動装置１０Ｃでは、エンジンからの回転力は駆動軸２Ｃに設けたドライブピニオン３Ｃを介してデフケース２０Ｃに取り付けたリングギヤ２３Ｃに伝達され、左右の車輪の回転抵抗が同じである場合には、サイドギヤ１１、１１Ｃ、ピニオンギヤ１５、ピニオンシャフト１４Ｃ、クラッチ手段１６がデフケース２０Ｃと一体的に回転して、左右の車輪が同速で回転する。
【００７１】
また、前進走行時において一方の車輪の回転抵抗が少なくなると、デフケース２０Ｃに作用する回転力の一部でピニオンギヤ１５がサイドギヤ１１、１１Ｃのギヤ部１１ａに噛合しながら公転し、回転抵抗の少ない側の車輪が回転抵抗の大きい側の車輪よりも回転速度が速くなる差動状態になるが、高速、高負荷時には、カム式差動制限機構３０Ｃにより、サイドギヤ１１とデフケース２０Ｃとの相対回転が、クラッチ手段１６のディスク１８、１９同士の摩擦圧接力により制限され、低速時における旋回性を向上しつつ、高速、高負荷時における操縦性を十分に確保できることになる。また、差動状態では、回転抵抗の少ない側の車輪の回転速度がデフケース２０Ｃの回転速度よりも速くなり、回転抵抗の大きい側の車輪の回転速度がデフケース２０Ｃの回転速度よりも遅くなって、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０Ｃ間にそれぞれ回転差が発生し、クラッチ手段１６においては、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが相互に摺接しながら相対回転することになり、左右の車輪の回転差が一定値以上に大きくなると、螺旋式差動制限機構５０Ｃにより、内爪ディスク１８が軸方向に移動して、内爪ディスク１８と外爪ディスク１９とが圧接されて、左右のサイドギヤ１１とデフケース２０Ｃとの相対回転が制限され、一方の車輪が浮いた状態での発進や、サーキットにおいて一方の車輪が路肩に乗り上がってバウンドした際の走行安定性が確保されることになる。
【００７２】
なお、差動装置１０Ｃでは、サイドギヤ１１に螺旋状にギヤ側嵌合部１２を形成してなる螺旋式差動制限機構５０Ｃを設けたが、螺旋式差動制限機構５０Ｃに代えて或いは螺旋式差動制限機構５０Ｃにとともに、前記差動装置１０Ａと同様に、ケース側嵌合部２４を螺旋状に形成してなる螺旋式差動制限機構５０Ａを設けることもできる。
【００７３】
このように、螺旋式差動制限機構は単独で用いることもできるし、カム式差動制限機構と併用することもできる。また、ケース側嵌合部と外爪ディスクとは、その凹凸嵌合の凹部と凸部の関係を逆に設定することもできる。更に、ギヤ側嵌合部と内爪ディスクとに関しても、その凹凸嵌合の凹部と凸部の関係を逆に設定することもできる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてその構成を変更し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７５】
１      車軸
２      駆動軸
３      ドライブピニオン
１０    差動装置
１１    サイドギヤ
１１ａ  ギヤ部
１２    ギヤ側嵌合部
１３    プレッシャーリング
１４    ピニオンシャフト
１４ａ  軸部
１５    ピニオンギヤ
１６    クラッチ手段
１７    クリアランス
１８    内爪ディスク
１８ａ  内爪部
１９    外爪ディスク
１９ａ  外爪部
２０    デフケース
２１    蓋部材
２２    ケース本体
２２ａ  フランジ部
２３    リングギヤ
２４    ケース側嵌合部
２５    突条
２６    ギヤ室
２７    溝部
２８    皿バネ
３０    カム式差動制限機構
３１    付勢手段
３３    貫通孔
３４    ロッド部材
３５    鍔部
３６    弾性部材
４０    操作手段
４１    カム部
４２    係止面
４３    カム溝
４４    操作面
４５    当接面
４６    傾斜カム面
５０    螺旋式差動制限機構
Ｐ      相対回転トルク
θ      角度
θ１    角度
１０Ａ  差動装置
１３Ａ  プレッシャーリング
２０Ａ  デフケース
２２Ａ  ケース本体
２４Ａ  ケース側嵌合部
２５Ａ  突条
５０Ａ  螺旋式差動制限機構
θ２    角度
１０Ｂ  差動装置
１１Ｂ  サイドギヤ
１１ａ  ギヤ部
１１ｂ  スリーブ部
１１ｃ  規制面
１２Ｂ  ギヤ側嵌合部
１４Ｂ  ピニオンシャフト
２０Ｂ  デフケース
２１Ｂ  蓋部材
２２Ｂ  ケース本体
５０Ｂ  螺旋式差動制限機構
６０    蓋部材
６１    取付孔
θ３    角度
１０Ｃ  差動装置
２Ｃ    駆動軸
３Ｃ    ドライブピニオン
１１Ｃ  サイドギヤ
１４Ｃ  ピニオンシャフト
１７Ｃ  クリアランス
２０Ｃ  デフケース
２２Ｃ  ケース本体
２３Ｃ  リングギヤ
３０Ｃ  カム式差動制限機構
３１Ｃ  付勢手段
３４Ｃ  ロッド部材
３６Ｃ  弾性部材
４０Ｃ  操作手段
４１Ｃ  カム部
５０Ｃ  螺旋式差動制限機構
６２    リング対向面
１０Ｄ  差動装置
２０Ｄ  デフケース
２２Ｄ  ケース本体
２４Ｄ  ケース側嵌合部
２５Ｄ  突条
５０Ｄ  螺旋式差動制限機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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