(57)【要約】【課題】  小型化が可能な差動制限装置を提供する。【解決手段】  差動制限装置１は、デフケース４０内部に対して相対回転可能に支持された１対のピニオンギア６１と、デフケース４０内部に該デフケース４０に対して相対回転可能に支持されて１対のピニオンギア６１と噛み合うサイドギア７１と、サイドギア７１の基部７１ａ外周に設けられ、デフケース４０の回転軸４０ａに対して傾斜した第１のテーパ面７２と、デフケース４０の内周面に設けられて第１のテーパ面７２と摺接可能に形成され、デフケース４０の回転軸４０ａに対して傾斜した第２のテーパ面４１とを備える。サイドギア７１の基部７１ａには等速自在継手８０のアウターレース８２が一体的に形成されている。第１のテーパ面７２はアウターレース８２外周面に位置するように設けられている。【選択図】        図１
2005201328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デフケース内部に該デフケースに対して相対回転可能に支持された１対のピニオンギアと、
前記デフケース内部に該デフケースに対して相対回転可能に支持されて前記１対のピニオンギアと噛み合うサイドギアと、
前記サイドギア基部外周に設けられ、前記デフケースの回転軸に対して傾斜した第１のテーパ面と、
前記デフケース内周面に設けられて前記第１のテーパ面と摺接可能に形成され、前記デフケースの回転軸に対して傾斜した第２のテーパ面とを備えた差動制限装置であって、
前記サイドギア基部には等速自在継手のアウターレースが一体的に形成され、
前記第１のテーパ面は前記アウターレース外周面に位置するように設けられている、差動制限装置。
【請求項２】
前記第１および第２のテーパ面の少なくとも一方は、前記デフケースまたは前記アウターレースよりも耐摩耗性の高い部材により形成されている、請求項１に記載の差動制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、差動制限装置に関し、特に自動車で用いられる差動制限装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の左右輪もしくは前後輪間の差動を許容する差動装置に、片輪が空転することにより他輪に駆動力が分配されなくなることを抑制するために差動制限機構を設けた装置がたとえば特開平１０−３１１４０３号公報（特許文献１）に開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３１１４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の差動制限装置では、サイドギア外周に円錐クラッチを設け、ピニオンギアとサイドギアとの噛み合い反力により円錐クラッチがデフケースに押圧されることにより差動が制限されている。このような円錐クラッチを備えた差動制限装置において、耐久性を向上させるために摩擦面の面積を増大させて面圧を低減させることが望まれるが、単に摩擦面の面積を大きくすると差動制限装置が大型化するという問題があった。
【０００４】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、小型化が可能な差動制限装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に従った差動制限装置は、デフケース内部に該デフケースに対して相対回転可能に支持された１対のピニオンギアと、デフケース内部に該デフケースに対して相対回転可能に支持されて１対のピニオンギアと噛み合うサイドギアと、サイドギア基部外周に設けられ、デフケースの回転軸に対して傾斜した第１のテーパ面と、デフケース内周面に設けられて第１のテーパ面と摺接可能に形成され、デフケースの回転軸に対して傾斜した第２のテーパ面とを備える。サイドギア基部には等速自在継手のアウターレースが一体的に形成され、第１のテーパ面はアウターレース外周面に位置するように設けられている。
【０００６】
このように構成された差動制限装置では、サイドギアの基部に等速自在継手のアウターレースが一体的に形成されるため、等速自在継手を一体化して形成することができる。そのためテーパ面を設けたとしても、差動制限装置自体の大型化を防止しながら、テーパ面の傾斜角度を調節することでテーパ面の面圧を低下させ、耐久性の向上を図ることができる。
【０００７】
より好ましくは、第１および第２のテーパ面の少なくとも一方は、デフケースまたはアウターレースよりも耐摩耗性の高い部材により形成されている。
【０００８】
この場合、耐摩耗性の高い部材により摩擦面を形成するため、耐久性の一層の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に従えば、小型化が可能な差動制限装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では、同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った差動制限装置の断面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った差動制限装置１は、デフケース４０内部に対して相対回転可能に支持された１対のピニオンギア６１と、デフケース４０内部にデフケース４０に対して相対回転可能に支持された１対のピニオンギア６１と噛み合うサイドギア７１と、サイドギア７１の基部７１ａ外周に設けられ、デフケース４０の回転軸４０ａに対して傾斜した第１のテーパ面７２と、デフケース４０の内周面に設けられて第１のテーパ面７２と摺接可能に形成され、デフケース４０の回転軸４０ａに対して傾斜した第２のテーパ面４１とを備える。サイドギア７１の基部７１ａには、等速自在継手８０のアウターレース８２が一体的に形成されている。第１のテーパ面７２はアウターレース８２外周面に位置するように設けられている。
【００１２】
第１および第２のテーパ面７２，４１の少なくとも一方は、デフケース４０またはアウターレース８２よりも耐摩耗性の高い部材により形成されている。
【００１３】
デフケース４０は内部空間４０ｉを有し、動力伝達部材としてのピニオンギア６１を自転可能に支持する。サイドギア７１はデフケース４０の内部空間４０ｉに設けられて、デフケース４０とともに公転するピニオンギア６１と噛み合う。サイドギア７１の外周面には、ピニオンギア６１から遠ざかるにつれて外径が小さくなり、デフケース４０内周面との間で直接または間接的に接触して摩擦力を発生させる傾斜面としての第１のテーパ面７２が形成されている。サイドギア７１の内周面には、等速自在継手８０のアウターレース８２が形成されている。
【００１４】
差動制限装置１はデフキャリア１０を有する。デフキャリア１０内には、ドライブピニオン２０が設けられている。ドライブピニオン２０はプロペラシャフトからの動力を伝達する部材であり、複数のベアリングによりデフキャリア１０内に保持されている。ドライブピニオン２０にはヘリカル歯が形成されており、このヘリカル歯がリングギア３０のヘリカル歯と噛み合っている。
【００１５】
デフキャリア１０内にはデフケース４０が設けられている。デフケース４０はサイドベアリング４３によりデフキャリア１０内で回転可能に保持されている。デフケース４０にはピニオンシャフト５０が固定されており、ピニオンシャフト５０に回転可能（自転可能）にピニオンギア６１が取付けられている。ピニオンシャフト５０はピン５１を用いてデフケース４０に固定されている。ピニオンギア６１はサイドギア７１の歯部７１ｂと噛み合っている。サイドギア７１は等速自在継手８０を介してドライブシャフト８３と接続されている。等速自在継手８０はアウターレース８２、ボール７５およびインナーレース８１により構成される。ドライブシャフト８３には、ブーツ９０が取付けられており、外部からのゴミなどの侵入を防止することができる。ボール７５は保持器７６により保持されている。
【００１６】
等速自在継手８０のアウターレース８２とサイドギア７１は一体化されている。サイドギア７１と一体化されたアウターレース８２の外周に第１のテーパ面７２が形成されている。第１のテーパ面７２を支持するために、デフケース４０に第２のテーパ面４１が形成されている。第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１との間には円錐リング７３が設けられている。円錐リング７３の材質としては、特に制限されるものではないが、耐摩耗性が高く、かつ耐久性に優れた金属が好ましい。また、この金属の製法としても鋳造法、鍛造法、粉末冶金法などのさまざまな方法で製造することができる。
【００１７】
なお、この実施の形態では第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１との間に円錐リング７３を設けているが、円錐リング７３を設けることなく第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１とを直接接触させてもよい。すなわち、第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１とは、図１で示すように間接的に接触して、これらの間で摩擦力を発生させてもよく、また第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１とが直接的に接触してこれらの間で摩擦力を発生させてもよい。
【００１８】
円錐リング７３は、第１および第２のテーパ面７２，４１のいずれかに固着されていてもよい。円錐リング７３は、第１および第２のテーパ面７２，４１のいずれかにも固着されていなくてもよい。
【００１９】
第１のテーパ面７２の傾斜角度θは、ｔａｎ-1μ＜θ≦６０°であることが好ましい。ここで、μは第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１との間での摩擦係数である。角度θがｔａｎ-1μ以下となれば傾斜角θが小さくなり過ぎて一旦サイドギア７１がサイドベアリング４３側へ押し込まれて食い込んでしまうと逆方向に移動することが困難となる。傾斜角θが６０°を超えると摩擦力が低減し、差動制限効果が十分に得られない。
【００２０】
なお、このμは図１では、円錐リング７３が介在する場合には、この円錐リング７３が介在した場合においての第１のテーパ面７２と第２のテーパ面４１との間での摩擦係数である。この場合、差動制限トルクは傾斜角θに依存し、図１で示す接触長さｘは影響しない。
【００２１】
図２は差動制限トルクを説明するために示す差動制限装置の一部断面図である。図２の（Ａ）では、傾斜角θが最大、（Ｂ）では傾斜角θが中間で、（Ｃ）では傾斜角θが最も小さい。このとき、矢印１０１で示す方向に大きさがＦの噛み合い反力を入力すると、この噛み合い反力の一部は矢印１００で示す押付け力となる。この押付け力の大きさはＦ／ｓｉｎθで表わされる。
【００２２】
この式から明らかなように、押付け力は傾斜角θが小さくなるほど大きくなる。また、傾斜角θが小さい場合には摺動面への負荷が大きくなるが、この場合には接触面積を確保することができる。その結果、従来の円錐クラッチ型差動制限装置に対し、耐久性を向上させることができる。
【００２３】
以上のように構成された、この発明に従った差動制限装置では、差動制限トルクを損なうことなく、サイドギアの噛み合いスラスト反力を支持する摺動面の面圧の低減が可能となる。差動制限トルクは傾斜面の角度θに依存し、接触長さｘは影響しない。また、摺動面が大きくなるため、摺動面をさまざまな形に変形可能で、差動制限トルクの設定の自由度が増す。
【００２４】
また、差動制限トルクが大きい場合には、摺動面に入力される荷重も大きくなるが、この場合に接触面積を広くとることが可能である。そのため耐久性が向上する。
【００２５】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に従った差動制限装置の断面図である。図４は、図３中のＩＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図３および図４を参照して、この発明の実施の形態２に従った差動制限装置１では、円錐リング７３がデフケース４０に圧入され、デフケース４０と一体となって回転する点で、実施の形態１に従った差動制限装置と異なる。実施の形態１では、円錐リング７３は第１のテーパ面７２および第２のテーパ面４１のいずれにも固定されておらず、第１のテーパ面７２および第２のテーパ面４１の回転と無関係に回転することが可能である。実施の形態２では、円錐リング７３はデフケース４０内に圧入されてデフケース４０と一体となって回転する。一般に、デフケース４０の耐摩耗性は低い。この実施の形態では、デフケース４０と円錐リング７３とを摺動させないことにより、耐久性を向上させることができる。円錐リング７３は第２のテーパ面４１を有し、この第２のテーパ面４１と、サイドギア７１に形成された第２のテーパ面７２とが摺動する。
【００２６】
このように構成された、この発明の実施の形態２に従った差動制限装置でも、実施の形態１に従った差動制限装置と同様の効果がある。
【００２７】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に従った差動制限装置の断面図である。図６は、図５中のＶＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図５および図６を参照して、この発明の実施の形態３に従った差動制限装置１では、サイドギア７１とデフケース４０との間に２つの円錐リング７３，７４が設けられている点で、実施の形態１および２に従った差動制限装置１と異なる。円錐リング７３はサイドギア７１に圧入されてサイドギア７１とともに回転する。円錐リング７４はデフケース４０に圧入されてデフケース４０とともに回転する。この実施の形態では、円錐リング７３，７４を耐摩耗性の高い材料で形成し、任意の部分で摺動させることにより、耐久性を向上させることができる。等速自在継手８０やデフケース４０全体の材料変更はコストが高いため、この実施の形態では、摺動する部分のみに耐摩耗性の高い材料を用いている。さらに、円錐リング７３，７４で構成される円錐リングセットの交換により、差動制限トルクを調整することも可能である。
【００２８】
このように構成された、この発明の実施の形態３に従った差動制限装置１では、実施の形態１および２に従った差動制限装置と同様の効果がある。
【００２９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、等速自在継手８０としては、従来知られているワイス型、トリポート型、バーフィールド型などのさまざまなものを採用することができる。また、この差動制限装置は、自動車の前輪および後輪の差動制限装置に用いるだけでなく、四輪駆動車または六輪駆動車のセンターデフとして用いることも可能である。
【００３０】
さらに、各要素については、たとえばピニオンギア６１は２個存在する場合だけでなく、４個存在してもよい。また、サイドベアリング４３としては、テーパローラベアリングを用いているが、これだけでなく、アンギュラ玉軸受などのさまざまなベアリングを用いることができる。
【００３１】
さらに、円錐リング７３，７４としては金属だけでなく、プラスチックまたは非金属の焼結体を用いることも可能である。
【００３２】
さらに、サイドギア７１およびデフケース４０に円錐リング７３および７４を圧入することで固定したが、圧入に限られず、サイドギア７１およびデフケース４０と、円錐リング７３，７４とをボルト止めまたは溶接により固定してもよい。
【００３３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
この発明は、たとえば車両の差動制限装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の実施の形態１に従った差動制限装置の断面図である。
【図２】差動制限トルクを説明するために示す差動制限装置の一部断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に従った差動制限装置の断面図である。
【図４】図３中のＩＶで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態３に従った差動制限装置の断面図である。
【図６】図５中のＶＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  差動制限装置、１０  デフキャリア、２０  ドライブピニオン、３０  リングギア、４０  デフケース、４１  第２のテーパ面、４３  サイドベアリング、５０  シャフト、５１  ピン、６１  ピニオンギア、７１  サイドギア、７１ａ  基部、７１ｂ  歯部、７２  第１のテーパ面、７３  円錐リング、７５  ボール、７６  保持器、８０  等速自在継手、８１  インナーレース、８２  アウターレース。
【図１】
2005201328.tif 000003
【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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