(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの駆動力により回転するデフケースと、デフケースに設けられた収納孔に摺動回転自在に収納されたピニオンギヤと、ピニオンギヤを介して連結された一対の車輪側サイドギヤとを備え、車両前進時の各ギヤの噛合い圧力角αを車両後進時の各ギヤの噛合い圧力角βより大きくしたことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
ピニオンギヤとサイドギヤとをヘリカルギヤで構成した請求項１記載のデファレンシャル装置。
【請求項３】
車両の前進時に各サイドギヤに対向方向のスラスト力が生じるねじれ角を与えた請求項２に記載のデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公平１−３３７０１号公報に図８のようなデファレンシャル装置２０１が記載されている。これは、デフケース２０３の収納孔２０５，２０７に収納されたヘリカルピニオンギヤ２０９，２１１と、これらを介して連結されたヘリカルサイドギヤ２１３，２１５を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
エンジンの駆動力はデフケース２０３を回転させピニオンギヤ２０９，２１１からサイドギヤ２１３，２１５を介して駆動車輪側に分配される。このときピニオンギヤ２０９，２１１はサイドギヤ２１３，２１５との噛合い圧力角により生じる噛合い反力を受け、サイドギヤ２１３，２１５はこの噛合い圧力角とねじれ角とにより生じる噛合いスラスト力を受ける。これらの力により生じた摩擦抵抗によってデファレンシャル装置２０１の差動が制限される。
【０００４】
しかし、従来各ギヤの歯は回転方向に対称形であり、従って上記のように差動制限力を左右する噛合い圧力角は車両の前進時と後進時の各噛合い側で同一であるから前進時と後進時のトランスファレシオ（空転側車輪トルクに対するグリップ側車輪トルクの比）は同一である。エンジンブレーキ作動時のＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）との干渉を避けるためには後進時のトランスファレシオは小さくしたいが、従来はデファレンシャル装置２０１のような構成で後進時だけトランスファレシオを小さくすることはできなかった。
【０００５】
そこで、この発明は、トランスファレシオを車両の前進時には大きく後進時には小さくできるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１発明のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力により回転するデフケースと、デフケースに設けられた収納孔に摺動回転自在に収納されたピニオンギヤと、ピニオンギヤを介して連結された一対の車輪側サイドギヤとを備え、車両前進時の各ギヤの噛合い圧力角αを車両後進時の各ギヤの噛合い圧力角βより大きくしたことを特徴とする。
【０００７】
第２発明のデファレンシャル装置は、ピニオンギヤとサイドギヤとをヘリカルギヤで構成した請求項１記載のデファレンシャル装置である。
【０００８】
第３発明のデファレンシャル装置は、車両の前進時に各サイドギヤに対向方向のスラスト力が生じるねじれ角を与えた請求項２に記載のデファレンシャル装置である。
【０００９】
【作用】
車両前進時の噛合い側でのサイドギヤとピニオンギヤの噛合い圧力角αを車両後進時の噛合い側での噛合い圧力角βより大きくしたから、前進時は大きい噛合い反力と噛合いスラスト力（請求項２の構成）が生じて大きなトランスファレシオが得られ、後進時は噛合い反力と噛合いスラスト力が小さくなってトランスファレシオを小さくできる。
【００１０】
こうして、前進時には充分な差動制限力が得られると共に、エンジンブレーキとＡＢＳとの干渉を防止できる。
【００１１】
【実施例】
図１ないし図７により第３発明の一実施例を説明する。図１はこの実施例を示し、図７はこの実施例を用いた車両の動力系を示している。左右の方向はこの車両及び図１での左右の方向である。
【００１２】
図７のように、この動力系は、エンジン１、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例のデファレンシャル装置）、後車軸９，１１、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。
【００１３】
リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリヤ２３内に配置されており、デフケース２１にはリングギヤ２５が固定され、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。こうして、エンジン１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とを介してデフケース２１を回転駆動する。
【００１４】
図１のように、デフケース２１はケーシング本体３１とカバー３３とをボルト３５で固定して構成されている。デフケース２１の内部には中空のヘリカルサイドギヤ３７，３９が左右に配置されている。各サイドギヤ３７，３９はデフケース２１に形成された軸支部４１，４３により回転自在に支承されると共に、互いの間に形成された軸支部４５により各自由端を支承し、センターリングしている。
【００１５】
これらのサイドギヤ３７，３９はそれぞれ左右の後車軸９，１１側にスプライン連結されており、サイドギヤ３７の内側には各車軸９，１１が突当たるスラストブロック４７が配置されている。各サイドギヤ３７，３９の間にはスラストワッシャ４９が配置され、サイドギヤ３９とデフケース２１との間にはワッシャ５１が配置されている。
【００１６】
デフケース本体３１には長短の収納孔５３，５５が周方向に４組形成されており、これらの収納孔５３，５５にはそれぞれ長短のヘリカルピニオンギヤ５７，５９が摺動回転自在に収納されている。
【００１７】
長いピニオンギヤ５７は第１ギヤ部６１（図２に図示）と第２ギヤ部６３及びこれらを連結する小径の軸部６５とからなり、第２ギヤ部６３は図３のように右のサイドギヤ３９と噛合っている。又、図２のように短いピニオンギヤ５９の左半部６７は第１ギヤ部６１と噛合い、右半部６９は左のサイドギヤ３７と噛合っている。なお、スラストワッシャ４９に形成された凸部７１は上記の軸部６５と回転方向に係合し、スラストワッシャ４９の回り止めをしている。
【００１８】
デフケース２１には開口７３，７５，７７が設けられ、オイル溜りのオイルがこれらからデフケース２１に流出入し、各ギヤの噛合い部、収納孔５３，５５の壁面、ワッシャ４９，５１などの摺動部を潤滑する。
【００１９】
デフケース２１を回転させるエンジン１の駆動力はピニオンギヤ５７，５９を介してサイドギヤ３９，３７を押圧し回転させて左右の後輪１３，１５に分配される。後輪間に駆動抵抗差が生じると、ピニオンギヤ５７，５９の自転によりエンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される。
【００２０】
こうした、トルク伝達の間、ピニオンギヤ５７，５９の歯先はサイドギヤ３７，３９との間の噛合い圧力角により生じる噛合い反力を受け、収納孔５３，５５の壁面に押付けられて摩擦抵抗を発生させる。又、サイドギヤ３７，３９はねじれ角と噛合い圧力角とにより生じる噛合いスラスト力を受けて、ワッシャ４９，５１やデフケース２１との間で摩擦抵抗を発生させる。各サイドギヤ３７，３９のねじれ角は各サイドギヤ３７，３９の噛合いスラスト力が車両の前進時に内向き（対向方向）になり、後進時は外向きになるような方向にされている。噛合いスラスト力をこのような方向にしたことにより、後輪１３，１５の一方が空転したときグリップしている車輪側サイドギヤの噛合いスラスト力と空転している車輪側サイドギヤの噛合いスラスト力との差だけ、前進時の摩擦抵抗は後進時より大きくなる。
【００２１】
これらの摩擦抵抗により、トルク感応型の差動制限力が得られる。
【００２２】
図４は右サイドギヤ３９の左側面図であり、図５は同方向から見たサイドギヤ３９の歯７９のプロフィールである。又、図２，３，４，５の矢印８１は車両前進時のデフケース２１の回転方向を示している。従って、図５において矢印８３側がピニオンギヤ５７と前進時に噛合い、矢印８５側が後進時に噛合うことになる。そして歯７９は非対称にされ前進時噛合側の圧力角αを後進時噛合い側の圧力角βより大きくしてある。左サイドギヤ３７も同様に前進時噛合側の圧力角を後進時噛合い側の圧力角より大きくしてあり、図２，３のように各ピニオンギヤ５７，５９もサイドギヤ３７，３９に合わせた圧力角を与えている。
【００２３】
図６は車両の旋回時にサイドギヤ３７，３９に生じる噛合いスラスト力の前進時と後進時の変化を示す図面である。矢印８１は前進時のデフケース２１の回転方向であり、この回転方向は図２にも示すように短いピニオンギヤ５９から長いピニオンギヤ５７の方向に向いている。又、ロックトルクは旋回の内輪側に生じるトルクであり、スピントルクは外輪側に受けるトルクである。
【００２４】
上記のように、サイドギヤ３７，３９は前進時圧力角αでピニオンギヤ５９，５７と噛合う。前進時の右旋回では左サイドギヤ３７（旋回の外輪側）はデフケース２１より先行回転するが路面からの抵抗により噛合いが圧力角αである前進時噛合い側に移り回転方向と逆向きの小さいスピントルクを受ける。又、右のサイドギヤ３９は回転方向と同じ向きの大きなロックトルクが生じる。左旋回時は内輪と外輪が逆になりサイドギヤ３７に回転方向と同じ向きのロックトルクが生じサイドギヤ３９は回転方向と逆向きのスピントルクを受ける。
【００２５】
また、サイドギヤ３７，３９は後進時圧力角βでピニオンギヤ５９，５７と噛み合う。後進時の右旋回では、左サイドギヤ３７（旋回の外側）はデフケース２１より、先行回転するが路面からの抵抗により、噛み合いが圧力角βである後進時噛み合い側に移り回転方向と逆向きの小さいスピントルクを受ける。又、右のサイドギヤ３９は、大きなロックトルクが生じる。左旋回時には内輪と外輪が逆になりサイドギヤ３７に回転方向と同じ向きのロックトルクが生じサイドギヤ３９は回転方向と逆向きのスピントルクを受ける。
【００２６】
後進時は各旋回方向で前進時と反対方向のロックトルクとスピントルクが生じる。
【００２７】
上記のように、各ギヤは車両の前進時に圧力角α側で噛合い後進時に圧力角β側で噛合うから、ピニオンギヤ５７，５９が受ける噛合い反力やサイドギヤ３７，３９が受ける噛合いスラスト力は前進時は大きく後進時はそれよりも小さくなり、前進時の差動制限力を大きくし後進時の差動制限力を小さくすることができる。
【００２８】
歯形が前進時と後進時とで対称であった従来のデファレンシャル装置では、例えば圧力角α，βが共に２２．５°であるとトランスファレシオ（空転側車輪トルクに対するグリップ側車輪トルクの比）は前進時と後進時共に２．５４である。これに対して、この実施例では前進側は圧力角αを３０°にしてトランスファレシオ２．８１を得、後進時は圧力角βを１０°にしてトランスファを２．３２まで小さくしている。
【００２９】
従って、前進時は充分大きな差動制限力が得られると共に、後進時は差動制限力を小さくして、前進時のエンジンブレーキ作動中（リヤデフ７でのトルク伝達方向が後進走行時と同じ向きになる）ＡＢＳとの干渉を避けることができる。
【００３０】
こうして、リヤデフ７が構成されており、図７の車両は大トルクを掛ける発進時や加速時には、従来のデファレンシャル装置２０１より大きな差動制限力が得られて直進安定性が向上し、旋回時は適度な差動制限力により円滑で安定な旋回性が得られる。又、上記のようにエンジンブレーキ作動時は差動制限力が小さくなりＡＢＳとの干渉が防止される。
【００３１】
なお、実施例と異ってピニオンギヤを等長にし、これらをサイドギヤの両外側で噛合わせるか又はサイドギヤの間で噛合わせるように構成してもよい。
【００３２】
【発明の効果】
この発明のデファレンシャル装置は、各ギヤの車両前進時の噛合い圧力角αを後進時の噛合い圧力角βより大きくしたからトランスファレシオを前進時に大きく後進時に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】図１のＹ−Ｙ断面図である。
【図４】サイドギヤの左側面図である。
【図５】サイドギヤの歯を拡大した図面である。
【図６】実施例においてサイドギヤに生じる噛合いスラスト力の方向変化を示す図面である。
【図７】図１の実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン機構図である。
【図８】従来の断面図である。
【符号の説明】
７  リヤデフ
３７，３９  ヘリカルサイドギヤ
５３，５５  収納孔
５７，５９  ヘリカルピニオンギヤ
α，β  噛合い圧力角
【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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