(57)【要約】【課題】小型化が可能な差動装置を提供する。【解決手段】差動装置は、回転可能なデフケース１０と、プラネタリキャリア２０およびキャリアナット８０と、内部空間２１に保持されて外周面にヘリカル歯３１が形成されたピニオンギア３０と、ピニオンギア３０のヘリカル歯３１に噛み合うヘリカル歯４１，５１を有するリングギア４０およびサンギア５０と、サンギア５０に取付けられてサンギア５０とともに回転し、内部空間２１の外でキャリアナット８０に向かい合う表面６２を有する第１摩擦部材６０とを備える。プラネタリキャリア２０がピニオンギア３０を公転させるとピニオンギア３０のヘリカル歯３１に噛み合うリングギア４０およびサンギア５０が回転する。リングギア４０およびサンギア５０に第１の回転差が生じると第１摩擦部材６０をキャリアナット８０に押しつける方向にスラスト力が発生する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を有し、回転可能な第１部材と、
前記第１部材の内部空間に保持されて外周面にヘリカル歯が形成された第２部材と、
前記第２部材のヘリカル歯に噛み合うヘリカル歯を有する第３および第４部材と、
前記第１部材と前記第３部材との間に介在し、前記内部空間の外で前記第１部材に向かい合う部分を有する第１摩擦部材とを備え、
前記第１部材が前記第２部材を公転させると前記第２部材のヘリカル歯に噛み合う前記第３および第４部材が回転し、前記第３および第４部材に第１の回転差が生じると前記第２部材が第１方向に自転して前記第３部材には前記第１摩擦部材を前記第１部材に押しつける方向にスラスト力が発生するように前記第１摩擦部材が配置されている、差動装置。
【請求項２】
前記第１摩擦部材は前記第３部材の回転軸から離れる方向に延びるフランジ部を有する、請求項１に記載の差動装置。
【請求項３】
前記第１から第４部材の回転軸は互いにほぼ平行である、請求項１または２に記載の差動装置。
【請求項４】
前記第３部材と前記第４部材との間に介在する第２摩擦部材をさらに備え、
前記第３および第４部材に第１の回転差と反対の第２の回転差が生じると前記第２部材が第１方向と反対の第２方向に自転して第３部材には前記第２摩擦部材を前記第４部材へ押しつける方向にスラスト力が発生するように前記第２部材が配置されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の差動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は差動装置に関し、特に車両に用いられる差動装置であって差動制限機構を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
差動制限装置は、たとえば特開平９−１４４８４５号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１４４８４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
また、従来、差動装置として、トルセン（登録商標）タイプの差動装置も知られている。図６は、従来の差動装置の一部断面を含む斜視図である。図７は、図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。図８は、図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図６から図８を参照して、従来の差動装置１００は、デフケース１０と、デフケース１０に噛み合ってデフケース１０とともに回転するプラネタリキャリア２０と、プラネタリキャリア２０に保持されるピニオンギア３０と、ピニオンギア３０に噛み合うサンギア５０およびリングギア４０とを有する。
【０００５】
デフケース１０は円筒形状であり、その内部にプラネタリキャリア２０が嵌め合わされる。プラネタリキャリア２０は複数のピニオンギア３０を保持する。ピニオンギア３０表面にはヘリカル歯３１が形成されており、ピニオンギア３０が配置される軌道の外側にはリングギア４０が配置される。ピニオンギア３０の配置される軌道の内側にはサンギア５０が配置される。リングギア４０およびサンギア５０の表面には、それぞれヘリカル歯４１，５１が形成されており、ヘリカル歯４１，５１はピニオンギア３０のヘリカル歯３１と噛み合う。クラッチプレート７２，７３がデフケース１０内に設けられている。
【０００６】
図７で示すように、プラネタリキャリア２０の内部空間２１にはピニオンギア３０が保持されており、このピニオンギア３０の両端にはクラッチプレート７０，７１が設けられている。ピニオンギア３０はヘリカル歯３１を有するため、このヘリカル歯３１が他のヘリカル歯４１，５１と噛み合うことでスラスト力が発生する。このスラスト力をクラッチプレート７０，７１が受ける。ピニオンギア３０がある方向に回転（自転）すると、クラッチプレート７０はサンギア５０からプラネタリキャリア２０へ押しつけられる方向へ力を受ける。これにより、プラネタリキャリア２０とサンギア５０との間の回転差が少なくなるように差動が制限される。
【０００７】
これとは逆に、ピニオンギア３０が逆方向に自転すると、クラッチプレートとしての第２摩擦部材７１がサンギア５０によりリングギア４０へ押しつけられる。これにより、サンギア５０とリングギア４０との差動が制限される。
【０００８】
図９は、他の局面に従った差動装置の斜視図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図９および図１０を参照して、他の局面に従った差動装置１００では、デフケース２１０にリングギア２３０が取付けられている。デフケース２１０はリングギア２３０とともに回転する。デフケース２１０内には、エレメントギア２２１，２２２と、これに噛み合うサイドギア２４０，２５０が設けられている。エレメントギア２２１，２２２の表面にはウォームギア２２１ａ，２２２ａが設けられており、これらのウォームギアがサイドギア２４０，２５０に設けられたウォームホイルギアに噛み合う。
【０００９】
また、エレメントギア２２１，２２２には、差動機構のための平歯車２２１ｂ，２２２ｂが設けられている。
【００１０】
このような差動装置１００でも、サイドギア２４０，２５０間に回転差が生じると、エレメントギア２２１，２２２が自転する。この自転により、サイドギア２４０，２５０にはスラスト力が発生し、このスラスト力によりサイドギア２４０，２５０がデフケース２１０へ押しつけられる。その結果、サイドギア２４０，２５０の自転が制限されて差動制限効果を得ることができる。
【００１１】
図１１は、さらに別の局面に従った差動装置の一部断面を含む斜視図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１１および図１２を参照して、差動装置１００は、デフケース２１０と、デフケース２１０とともに回転するリングギア２３０と、デフケース２１０内に収納されるエレメントギア２２１，２２２と、エレメントギア２２１，２２２と噛み合うサイドギア２４０，２５０とを有する。エレメントギア２２１，２２２の表面にはウォームギア２２１ａ，２２２ａが設けられており、これらのウォームギア２２１ａ，２２２ａは、サイドギア２４０，２５０の表面のヘリカル歯と噛み合う。
【００１２】
サイドギア２４０，２５０間に回転差が生じると、エレメントギア２２１，２２２が自転する。これによりエレメントギア２２１，２２２はスラスト力とラジアル力を受け、デフケース２１０に押しつけられる。これによってエレメントギア２２１，２２２の自転が制限され、差動も制限される。
【００１３】
同時にサイドギア２４０，２５０にもスラスト力が発生し、デフケース２１０に押し付けられることでサイドギア２４０，２５０の自転が制限され、差動も制限される。
【００１４】
上述のような差動制限装置、特に、図６から図８で示した差動制限装置では、内部空間２１にクラッチプレート７０，７１を設ける必要があるため差動装置の小型化が困難であるという問題があった。
【００１５】
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装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った差動装置は、内部空間を有し、回転可能な第１部材と、第１部材の内部空間に保持されて外周面にヘリカル歯が形成された第２部材と、第２部材のヘリカル歯に噛み合うヘリカル歯を有する第３および第４部材と、第３部材に取付けられて第３部材とともに回転し内部空間の外で第１部材に向かい合う部分を有する第１摩擦部材とを備える。第１部材が第２部材を公転させると第２部材のヘリカル歯に噛み合う第３および第４部材が回転する。第３および第４部材に第１の回転差が生じると第２部材が第１方向に自転して第３部材には第１摩擦部材を第１部材に押しつける方向にスラスト力が発生するように第１摩擦部材が配置されている。
【００１７】
このように構成された差動装置では、第１摩擦部材は、第３部材に取付けられて第３部材とともに回転し、内部空間の外で第１部材に向かい合う部分を有する。このため、第１摩擦部材のうち、第１部材に向かい合う部分は内部空間の外に位置するため、内部空間から離れた位置で第１部材に対して接触することが可能である。その結果、第３部材を小型化でき、さらには差動装置全体を小型化することができる。
【００１８】
また好ましくは、第１摩擦部材は第３部材の回転軸から離れる方向に延びるフランジ部を有する。この場合、フランジ部では、回転軸からの径が大きくなるため、このフランジ部が第１部材と接触することで、第３部材の回転を効率よく制限することができる。
【００１９】
また好ましくは、第１から第４部材の回転軸は互いにほぼ平行である。この場合、入力回転と出力回転の回転軸がほぼ平行な差動装置の小型化が可能となる。
【００２０】
また好ましくは、差動装置は、第３部材と第４部材との間に介在する第２摩擦部材をさらに備える。第３および第４部材に第１の回転差と反対の第２の回転差が生じると第２部材が第１方向と反対の第２方向に自転して第３部材には第２摩擦部材を第４部材に押しつける方向にスラスト力が発生するように第２摩擦部材が配置されている。この場合、逆方向の回転差（第２の回転差）が生じると、第２摩擦部材の作用により第３部材と第４部材との回転差が減少するように差動機構が働く。その結果、より確実に差動を制限することができる差動装置を提供することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
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、以下で示す実施の形態において、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、その説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、この発明の実施の形態に従った差動装置の一部断面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１および図２を参照して、差動装置１００はケーシング（筐体）としてのデフケース１０を有する。デフケース１０にはプラネタリキャリア２０が取付けられている。また、プラネタリキャリア２０に接触するようにデフケース１０にはキャリアナット８０が取付けられている。
【００２３】
プラネタリキャリア２０は内部空間２１を有し、内部空間２１にピニオンギア３０が保持されている。ピニオンギア３０の外表面にはヘリカル歯３１が形成されている。ピニオンギア３０の一方端がプラネタリキャリア２０の壁面と接触し、他方端がクラッチプレート７２と接触する。
【００２４】
プラネタリキャリア２０のヘリカル歯３１には、リングギア４０のヘリカル歯４１が噛み合う。リングギア４０はピニオンギア３０の公転軌道の外側に設けられ、車両のリアタイヤへ動力を伝達する。リングギア４０とデフケース１０との間にはクラッチプレート７３が配置されている。また、リングギア４０とピニオンギア３０との間には別のクラッチプレート７２が配置されている。
【００２５】
ピニオンギア３０の公転軌道の内側には、サンギア５０が配置されている。サンギア５０の表面にはヘリカル歯５１が形成されており、このヘリカル歯５１はピニオンギア３０のヘリカル歯３１と噛み合う。
【００２６】
図２で示すように、サンギア５０およびリングギア４０の自転の中心であり、ピニオンギア３０の公転の中心である点Ｏからサンギア５０のヘリカル歯５１までの距離はｒ１である。これに対して、中心点Ｏからリングギア４０のヘリカル歯４１までの距離はｒ２であり、ｒ１よりも大きい。ピニオンギア３０が公転すると、この公転力はリングギア４０およびサンギア５０に伝わるが、このときのリングギア４０の回転トルクとサンギア５０の回転トルクが異なる。すなわち、サンギア５０およびリングギア４０の回転トルクは以下の式で表わされる。
【００２７】
サンギア５０の回転トルク＝ｒ１／（ｒ１＋ｒ２）×１００％
リングギア４０の回転トルク＝ｒ２／（ｒ１＋ｒ２）×１００％
サンギア５０は前輪に接続されており、リングギア４０は後輪に接続されているため、実施の形態に従った差動装置では、リングギア４０（後輪）へ多くのトルクが伝わるようになる。
【００２８】
第１摩擦部材６０がサンギア５０に固定されている。第１摩擦部材６０はサンギア５０と一体となってサンギア５０とともに回転する。第１摩擦部材６０は金属により構成され、ほぼ「Ｌ」型である。第１摩擦部材６０は回転軸から遠ざかるように延びるフランジ部６１を有し、フランジ部６１はキャリアナット８０に向かい合う表面６２を有する。表面６２とキャリアナット８０との間にはクラッチプレート７０が設けられている。また、サンギア５０と回転部材９０との間には第２摩擦部材７１（クラッチプレート）が設けられている。
【００２９】
図３は、図１で示す差動装置の一部分を拡大して示す分解斜視図である。図３を参照して、プラネタリキャリア２０は複数の内部空間２１を有し、この内部空間２１にピニオンギア３０が嵌め合わされる。ピニオンギア３０の外表面にはヘリカル歯３１が設けられる。ピニオンギア３０は複数個設けられ、その複数のピニオンギア３０を結ぶ円内にサンギア５０が配置される。サンギア５０の表面にもヘリカル歯５１が形成されており、このヘリカル歯５１はピニオンギア３０のヘリカル歯３１と噛み合う。
【００３０】
図４は、差動装置内を伝達するトルクを説明するための差動装置の断面図である。図５は、差動装置内を伝達するトルクの経路を説明するために示すブロック図である。図４および図５を参照して、エンジンからの出力は、トランスミッションおよびトランスファーを介してデフケース１０に伝えられる。デフケース１０の回転は矢印１０ａおよび２０ａで示すようにプラネタリキャリア２０へ伝えられる。このとき、デフケース１０とプラネタリキャリア２０とは一体となって回転する。プラネタリキャリア２０の回転は矢印３０ａで示すようにピニオンギア３０へ伝えられる。ピニオンギア３０はプラネタリキャリア２０に保持されているため、プラネタリキャリア２０が回転すると、ピニオンギア３０はデフケース１０およびプラネタリキャリア２０の回転軸１００ａを中心として公転する。この公転力が矢印４０ａ，５０ａで示すようにリングギア４０およびサンギア５０へ伝達する。リングギア４０は車両の後輪に接続されているため、リングギア４０のトルクは車両の後輪へ伝わる。サンギア５０は車両の前輪に接続されているため、サンギア５０のトルクは車両の前輪へ接続される。
【００３１】
次に、リングギア４０およびサンギア５０に回転差が生じた場合について説明する。旋回減速時または後輪スリップ時には、後輪の回転数、すなわち後輪に接続されたリングギア４０の回転数がサンギア５０の回転数よりも多くなる。この場合、リングギア４０とサンギア５０との間に介在するピニオンギア３０がある方向に自転する。ピニオンギア３０の外周にはヘリカル歯３１が形成されており、このヘリカル歯３１は、リングギア４０およびサンギア５０のヘリカル歯４１，５１に噛み合っているため、ピニオンギア３０の自転によりスラスト力が発生する。このスラスト力は旋回減速時または後輪スリップ時には、リングギア４０がクラッチプレート７３をデフケース１０を押しつける。また、サンギア５０および第１摩擦部材６０がクラッチプレート７０をキャリアナット８０を押しつける。これによりリングギア４０とデフケース１０との間の回転差が制限され、かつサンギア５０とデフケース１０との間の回転差も制限される。これにより差動制限機構が機能する。
【００３２】
旋回加速時または前輪スリップ時には、前輪の回転数が多くなる。この場合には、逆にサンギア５０が第２摩擦部材７１を回転部材９０およびリングギア４０を押しつけるスラスト力が発生する。この場合には、リングギア４０とサンギア５０との回転差が制限されて差動機構が働く。
【００３３】
すなわち、この発明に従った差動装置１００は、内部空間２１を有し回転可能な第１部材としてのデフケース１０、プラネタリキャリア２０、キャリアナット８０と、第１部材の内部空間２１に保持されて外周面にヘリカル歯３１が形成された第２部材としてのピニオンギア３０と、ヘリカル歯３１に噛み合うヘリカル歯４１，５１を有する第３および第４部材としてのサンギア５０およびリングギア４０と、サンギア５０に取付けられて内部空間２１の外でキャリアナット８０に向かい合う表面６２を有する第１摩擦部材６０とを備える。デフケース１０およびプラネタリキャリア２０がピニオンギア３０を公転させるとピニオンギア３０のヘリカル歯３１に噛み合うリングギア４０およびサンギア５０が回転する。リングギア４０およびサンギア５０に第１の回転差が生じるとピニオンギア３０が第１方向に自転してサンギア５０には第１摩擦部材６０をキャリアナット８０に押しつける方向にスラスト力が発生するように第１摩擦部材６０が配置されている。
【００３４】
第１摩擦部材６０は、サンギア５０の回転軸１００ａから離れる方向に延びるフランジ部６１を有する。
【００３５】
デフケース１０、プラネタリキャリア２０、リングギア４０およびサンギア５０の回転軸１００ａと、ピニオンギア３０の回転軸１００ｂとはほぼ平行である。
【００３６】
差動装置１００は、回転部材９０とサンギア５０との間に介在する第２摩擦部材７１をさらに備える。サンギア５０およびリングギア４０に第１の回転差と反対の第２の回転差が生じるとピニオンギア３０が第１方向と反対の第２方向に自転してサンギア５０には第２摩擦部材７１を回転部材９０に押しつけるスラスト力が発生するように第２摩擦部材７１が配置されている。
【００３７】
このように構成された、この発明に従った差動装置１００では、第１摩擦部材６０はサンギア５０とともに回転し、かつ内部空間２１の外でキャリアナット８０と向かい合うため、第１摩擦部材６０が内部空間２１内に設けられている場合に比べてサンギア５０の径を小さくすることができる。その結果、差動装置１００を小型化することができる。また、フランジ部６１が設けられているため、フランジ部６１が設けられない場合に比べて、クラッチプレート７０と接触することで第１摩擦部材６０は効率的に差動を制限することができる。
【００３８】
さらに、第２摩擦部材７１を設けることで、逆方向の回転差が生じた場合であっても差動を制限することができる。
【００３９】
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、この差動機構は、図９から図１２で示したような、従来の差動装置にも適用することが可能である。すなわち、ピニオンギアにヘリカル歯が形成されており、そのヘリカル歯によるスラスト力を用いて差動制限をする差動装置に対して本発明を適用することが可能である。
【００４０】
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。
【００４１】
【発明の効果】
この発明に従えば小型化が可能な差動装置であって差動制限機構を有する差動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に従った差動装置の断面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１で示す差動装置の一部を拡大して示す分解斜視図である。
【図４】差動装置内を伝達するトルクを説明するための差動装置の断面図である。
【図５】トルク経路を説明するための差動装置のブロック図である。
【図６】従来の差動装置の一部断面を含む斜視図である。
【図７】図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】図７中のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図９】従来の別の局面に従った差動装置の斜視図である。
【図１０】図９中のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１１】従来の別の局面に従った差動装置の一部断面を含む斜視図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０  デフケース、２０  プラネタリキャリア、２１  内部空間、３０  ピニオンギア、３１，４１，５１  ヘリカル歯、４０  リングギア、５０  サンギア、６０  第１摩擦部材、７０  クラッチプレート、７１  第２摩擦部材、１００差動装置。
【図１】
2005048832.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005048832.tif 000005
【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】
2005048832.tif 000013
【図１２】
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