(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールをデフケース内に容易に組み付けることが可能であり、エンジンから入力される駆動力をボールを介して左右駆動輪へ効率良く伝達すると共に左右駆動輪間の差回転を効率良く吸収することが可能な軽量且つコンパクトなボール式の差動装置を提供する。【解決手段】デフケース５を左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒによって構成すると共に、複数の鉄球３を循環移動可能に収容する環状鉄管４を直管部とＵ字管部とによって構成し、直管部が左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒによって別々に支持されながら、左右ドライブシャフト１,１の各軸端部（円筒回転部材２,２）に係合するように、環状鉄管４をデフケース５に一体化する。なお、環状鉄管４の直管部の各軸端部との係合部には鉄球３を外部に露出させる切欠き部を形成し、鉄球３を軸端部（円筒回転部材２）の半円溝に嵌合させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの駆動力を受ける動力入力部と、駆動力を所定の駆動輪へそれぞれ伝達する第１駆動軸および第２駆動軸と、外周部に前記動力入力部が固定されると共に内部に前記第１及び第２駆動軸が互いに対向して同軸に配設される容器と、内部に複数の転動体を循環移動可能に収容する保持管とを備えた差動装置であって、
前記第１及び第２駆動軸が対向する各軸端部には前記転動体が嵌合可能な複数の第１凹部が周方向に沿って連続して形成され、
前記保持管は２つの直管部と該２直管部の各端部間をそれぞれ連結する２つの曲管部とから構成され且つ、前記第１及び第２駆動軸の双方の前記軸端部に同時に係合するように前記容器の内周面に一体化されていると共に、前記直管部には前記転動体を露出させ前記第１凹部に嵌合させる切欠き部がそれぞれ形成され、
前記容器は軸方向に対し少なくとも２つの分割容器から成り且つ前記２つの直管部が異なる分割容器によって別々に支持されていることを特徴とする差動装置。
【請求項２】
前記第１及び第２駆動軸は前記各軸端部に同軸に嵌合される円筒状部材をそれぞれ有し、前記第１凹部は該円筒状部材の軸端部外周面に形成されていることを特徴とするとする請求項１に記載の差動装置。
【請求項３】
隣接する前記転動体と転動体との間には接触面積を増加させる中間部材を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の差動装置。
【請求項４】
前記容器の内周面には前記保持管を収容する第２凹部と、前記円筒状部材を回転可能に収容する第３凹部とを有し、前記第１及び第２駆動軸は該第３凹部よりも小径に配置し、前記第３凹部の側面と前記円筒状部材の側面が摺動可能に構成されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の差動装置。
【請求項５】
前記保持管の前記曲管部は前記直管部と同一平面上にあることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は差動装置に関し、より詳細にはボールをデフケース内に容易に組み付けることが可能であり、エンジンから入力される駆動力をボールを介して左右駆動輪へ効率良く伝達すると共に左右駆動輪間の差回転を効率良く吸収することが可能な軽量且つコンパクトなボール式の差動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
左右駆動輪の差回転を吸収しながらエンジンからの駆動力を各駆動輪へそれぞれ配分する差動装置の中で差動制限機構を持たない、いわゆるオープンデフは、例えば引用文献１の図２に示されるように、デフケースと、このデフケースの外壁面にボルトを介して取り付けられたリングギヤと、デフケースの内壁面に両端部が固定されたピニオン軸と、このピニオン軸上に回転自在に設けられた一対のピニオンギヤと、これらのピニオンギヤに常に噛み合いながら左右の駆動軸に固設された一対のサイドギヤとから構成されている。デフケースは、ピニオンギヤ及びサイドギヤをケース内に組み込む都合上、左右のケース部材によって構成された２分割構造を成している。また、デフケースを一体構造で製作する場合、ケース内に上記ギヤ類を組み込む都合上、ケース表面に内部を貫通する大きな開口部が必要となり、デフケースの強度を確保することが難しかった。また、オープンデフの場合、片方の駆動輪（タイヤ）が固定されるとエンジンからの駆動力はすべて固定されていない駆動輪（タイヤ）に伝わってしまうという欠点を有している。
【０００３】
ところで、上述のオープンデフのようにリングギヤに入力されるエンジンからの駆動力を一対のピニオンギヤと一対のサイドギヤとの噛み合いによって各駆動輪へそれぞれ配分するのではなく、ボールとボールとの係合によってエンジンからの駆動力を各駆動輪へそれぞれ配分するように構成されたボール式差動装置が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
このボール式差動装置は、デフケースと、リングギヤと、デフケースの内面に形成された楕円形状の溝内をボール部材が循環する第１及び第２循環ボール列と、各駆動軸の軸端部にボール部材係合用球面が連続して形成された環状溝に嵌合し、上記第１及び第２循環ボール列に係合する循環不能な第１及び第２非循環ボール列とから構成されている。循環可能な第１及び第２循環ボール列は上記オープンデフの一対のピニオンギヤに対応し、循環不能な第１及び第２非循環ボール列は上記オープンデフの一対のサイドギヤに対応している。従って、エンジンからの駆動力は、リングギヤを介してデフケースに伝達され、そしてデフケースから第１及び第２循環ボール列に伝達され、第１及び第２循環ボール列から第１及び第２非循環ボール列を介して左右駆動輪へそれぞれ伝達される。他方、左右駆動輪間に差回転が発生する場合、第１及び第２循環ボール列が楕円形状の溝内をそれぞれ循環して、左右駆動輪間の差回転を吸収する。また、片方の駆動輪が固定される場合、その駆動輪に係る非循環ボール列も静止し、その結果第１及び第２循環ボール列は循環不能になり、これにより左右駆動輪があたかも共通の駆動軸で直結されたデフロック状態となり、固定された駆動輪にも駆動力が伝わるようになる。
【０００５】
また、上述のように循環可能なボール列と循環不能なボール列との係合によってエンジンからの駆動力を各駆動輪へそれぞれ配分するのではなく、循環可能なボール列と各駆動軸の軸端部に形成された凹部との係合によってエンジンからの駆動力を各駆動輪へそれぞれ配分するように構成されたボール式差動装置が知られている（例えば、特許文献３を参照。）。
【０００６】
このボール式差動装置は、ハウジングケースと、左右駆動輪にそれぞれ連結された円板状の左右のサイドボールホルダーと、左右のサイドボールホルダーに挟まれながらハウジングケースに一体化されボールを収容するリング状のボールキャリアとによって構成されている。左右のサイドボールホルダーとボールキャリアとの各突き合わせ面には凹溝が放射状に連続してそれぞれ設けられ、対するボールキャリアの各突き合わせ面にはその凹溝に対向する長溝がそれぞれ設けられ、長溝の各端部には軸方向に貫通する貫通穴がそれぞれ設けられ、複数のボールがボールキャリアの両側の長溝と両端の貫通穴に敷き詰められてボール列を形成している。従って、エンジンからの駆動力は、ハウジングケースに伝達され、ハウジングケースからボールキャリアに伝達され、そして各突き合わせ面においてボール列と凹溝がそれぞれ嵌合することによって、左右駆動輪へそれぞれ伝達される。他方、左右駆動輪間に差回転が発生する場合、ボール列は左右のサイドボールホルダーの凹溝にそれぞれ嵌合しながら、ボールキャリアの両側の長溝および両端の貫通穴によって形成される循環路を移動し、左右駆動輪間の差回転を吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９４７７１号公報
【特許文献２】特開平９−１８４５６２号公報
【特許文献３】特開平１１−８２６７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２に記載のボール式差動装置では、リングギヤに入力されたエンジンからの駆動力はボール（循環ボール列）とボール（非循環ボール列）との係合によって左右駆動軸へそれぞれ伝達される。それに加えて、入力側の循環ボール列の各ボールと出力側の非循環ボール列の各ボールは互いに斜めに接合しているため、循環ボール列からの駆動力は非循環ボール列に対し斜めに伝達され、循環ボール列からの駆動力の一部は左右駆動輪へ伝達されないものと考えられ、駆動力の伝達効率において更なる改良の余地があるものと考えられる。
【０００９】
また、左右駆動輪間の差回転を吸収する際、循環ボール列がデフケースの楕円形状の溝内を循環移動することになるが、その際、循環ボール列は非循環ボール列と係合しながら溝内を循環移動することになる。
しかし、非循環ボール列は循環ボール列の循環移動に対し抵抗となり、循環ボール列は溝内をスムーズに循環移動することは出来ないものと考えられ、左右駆動輪間の差回転を吸収する差動性能の応答性において更なる改良の余地があるものと考えられる。
また、循環ボール列に加えて非循環ボール列も必要となるため、ボール個数増大による差動装置全体の重量が増加するという問題も上記特許文献２に記載のボール式差動装置は有している。
【００１０】
更に、上記ボール式差動装置の組み付けに関し、円筒状のボール列ガイドの内周面に楕円形状の溝部が形成され、その溝部に循環ボール列が組み込まれている。従って、ボール列ガイド（循環ボール列）とボール列ホルダ（非循環ボール列）をデフケース内に組み付ける際、循環ボール列の各ボールが非循環ボール列のボール間に嵌合するように、回転方向に対し位置決めしながらボール列ガイド（循環ボール列）をボール列ホルダ（非循環ボール列）に組み付ける必要がある。
しかし、ボール列ガイド（循環ボール列）はデフケースと一体となって回転するものであるため、ボール列ガイド（循環ボール列）はデフケースに対しても係合させる必要がある。つまり、ボール列ガイド（循環ボール列）をデフケース内に組み付ける際、デフケース内周面とボール列ホルダ（非循環ボール列）の双方に係合させる必要があるため、上記特許文献２に記載のボール式差動装置においてデフケース内にボールを組み付けることは容易ではないと考えられる。
【００１１】
他方、上記特許文献３に記載のボール式差動装置では、ボールキャリアのボール（ボール列）と左右のサイドボールホルダーの各凹溝がそれぞれ係合することによってエンジンからの駆動力は左右駆動輪へそれぞれ配分される。ボールとそれが嵌合する凹溝はボールキャリアと左右のサイドボールホルダーとの各突き合わせ面にそれぞれ設けられ、ボールキャリアから突出したボール外周面が凹溝の内周面に係合することによって、エンジンからの駆動力は左右駆動輪へそれぞれ配分される。
しかし、ボール外周面はサイドボールホルダーの突き合わせ面内で係合しているため、ボール外周面の凹溝内周面に対する接触面積はボール外周面のせいぜい４分の１以下と考えられ、上記引用文献２と同様に動力の伝達効率において更なる改良の余地があるものと考えられる。また、左右駆動輪間に差回転が発生する走行状況において、その差回転を吸収するためにボールが循環するボールキャリアの循環路（両面の長溝＋両端の貫通穴）は、４つの直角路を成して構成されているため、これら直角路はボールが移動（循環）する際の抵抗になるものと考えられ、上記左右駆動輪間の差回転を吸収する差動性能の応答性において更なる改良の余地があるものと考えられる。
また、上記ボール式差動装置はデフケース内にボールキャリア及び左右のサイドボールホルダーという３つの円板体を収容し、ボールを収容するボールキャリアの長溝ならびにボールが嵌合するサイドボールホルダーの凹溝は駆動力伝達効率の観点から径方向外側に配置されるものと考えられるため、これら円板体の小型化には限界があり、デフケースの小型化（コンパクト化）が難しいという問題点も有しているものと考えられる。
【００１２】
更に、上記ボール式差動装置の組み付けに関し、ボールキャリアの両面の長溝は開口しているため、ボールが収容されたボールキャリアをデフケース内にそのまま組み付けることは難しく、ボールが脱落しないように予めボールキャリアの両側にボールサイドホルダーを組み付け、そのサブ組立をデフケース内に組み付けるものと考えられる。
しかし、一度にボールキャリアの両側にボールサイドホルダーを組み付けることは難しく、例えば、ボールキャリアを一方のボールサイドホルダーに対し位置決めし、続いて、他方のボールサイドホルダーをボールキャリアに対し位置決めしながら、ボールキャリアの両側にボールサイドホルダーを組み付けるものと考えられる。このように、上記特許文献２に記載のボール式差動装置と同様にデフケース内にボールを組み付けることは容易ではないと考えられる。
【００１３】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、ボールをデフケース内に容易に組み付けることが可能であり、エンジンから入力される駆動力をボールを介して左右駆動輪へ効率良く伝達すると共に左右駆動輪間の差回転を効率良く吸収することが可能な軽量且つコンパクトなボール式の差動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための本発明に係る差動装置では、駆動源からの駆動力を受ける動力入力部（６）と、駆動力を所定の駆動輪へそれぞれ伝達する第１駆動軸（１）および第２駆動軸（１）と、外周部に前記動力入力部（６）が固定されると共に内部に前記第１及び第２駆動軸（１、１）が互いに対向して同軸に配設される容器（５）と、内部に複数の転動体（３）を循環移動可能に収容する保持管（４）とを備えた差動装置であって、
前記第１及び第２駆動軸（１、１）が対向する各軸端部には前記転動体（３）が嵌合可能な複数の第１凹部（２ａ）が周方向に沿って連続して形成され、そして前記保持管（４）は２つの直管部（４ａ）と該２直管部の各端部間をそれぞれ連結する２つの曲管部（４ｂ）とから構成され且つ、前記第１及び第２駆動軸（１、１）の双方の前記軸端部に同時に係合するように前記容器（５）の内周面に一体化されていると共に、前記直管部（４ａ）には前記転動体（３）を露出させ前記第１凹部（２ａ）に嵌合させる切欠き部（４aa）がそれぞれ形成され、そして前記容器（５）は軸方向に対し少なくとも２つの分割容器（５Ｌ、５Ｒ）から成り且つ前記２つの直管部（４ａ）が異なる分割容器（５Ｌ、５Ｒ）によって別々に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成では、保持管の２つの直管部が異なる分割容器によって別々に支持されているため、例えば保持管を分割容器内周面に形成されたそれぞれの凹部に嵌合させることにより、保持管外周面に係合部を形成することなく保持管を容器内周面に一体に組み付けることが可能となる。また、保持管を容器内周面に一体に組み付けた後は、第１駆動軸または第２駆動軸を容器開口から挿入し、上下２箇所において転動体を第１凹部にそれぞれ嵌合させることにより、第１駆動軸および第２駆動軸を容器に容易に組み付けることが可能となる。
【００１６】
また、上記構成では、容器と一体となって回転する保持管の各直線部は各駆動軸の軸端部の径方向上部に設けられ、その切欠き部から転動体が露出して軸端部の第１凹部に嵌合する。つまり、各転動体が直に（ダイレクトに）各駆動軸を駆動するように構成されている。これにより、駆動源からの駆動力は転動体を介して効率良く各駆動軸へそれぞれ伝達されることになる。また、転動体は切欠き部から露出して第１凹部に係合しながら保持管内を循環可能に収容されている。つまり転動体は切欠き部以外では外部に露出することはなく外部と完全に遮蔽・隔離されている。従って、左右駆動輪間（第１駆動軸および第２駆動軸との間）に差回転が生じる車両走行状況において転動体が保持管内部の管路をスムーズに循環移動することにより、第１駆動軸と第２駆動軸との差回転を吸収することが可能となる。更に、上記構成では、保持管の切欠き部に位置する転動体のみが第１凹部に係合するため、転動体の個数を必要最小限度に抑えることが可能となる。
【００１７】
また、上記構成では、転動体が循環する保持管内部の管路が上記直管部と曲管部によって構成されているため、転動体は管路をスムーズに循環移動することが出来る。従って、第１及び第２駆動軸との間に差回転が生じる場合は、転動体が保持管内部の管路を循環移動することにより、第１及び第２駆動軸との間の差回転を好適に吸収して、駆動源からの駆動力を効率良く各駆動軸へ伝達することが可能となる。
【００１８】
本発明に係る差動装置の第２の特徴は、前記第１及び第２駆動軸（１、１）は前記各軸端部に同軸に嵌合される円筒状部材（２）をそれぞれ有し、前記第１凹部（２ａ）は該円筒状部材（２）の軸端部外周面に形成されていることである。
【００１９】
上記構成では、上記第１凹部が形成される加工対象物が小さくなり、且つ駆動軸に対する加工は少なくなるため、第１凹部の製作に係る生産性が向上し生産コストが好適に削減される。また、第１凹部の形状変更が容易となる。
【００２０】
本発明に係る差動装置の第３の特徴は、隣接する前記転動体（３）と転動体（３）との間には接触面積を増加させる中間部材（８）を有することである。
【００２１】
上記構成では、転動体に集中する荷重を好適に分散させることが可能となると共に、駆動源から駆動力を転動体を介して各駆動軸へ効率よく伝達し、第１及び第２駆動軸との間の差回転を転動体を介して素早く吸収することが可能となる。
【００２２】
本発明に係る差動装置の第４の特徴は、前記容器（５）の内周面には前記保持管（４）を収容する第２凹部（５aL、５aR）と、前記円筒状部材（２）を回転可能に収容する第３凹部（５cL、５cR）とを有し、前記第１及び第２駆動軸（１、１）は該第３凹部（５cL、５cR）よりも小径に配置し、前記第３凹部（５cL、５cR）の側面と前記円筒状部材（２）の側面が摺動可能に構成されていることである。
【００２３】
上記構成では、転動体、保持管および円筒状部材が容器内周面に収容することが可能となるため、差動装置全体を軽量且つコンパクトに構成することが可能なる。
【００２４】
本発明に係る差動装置の第５の特徴は、前記保持管（４）の前記曲管部（４ｂ）は前記直管部（４ａ）と同一平面上にあることである。
【００２５】
上記構成では、転動体が循環する管路の長さが短くなり、その結果、保持管に収容される転動体の個数を減らし装置全体の軽量化に寄与することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の差動装置によれば、容器（５）が軸方向に対し少なくとも２つの分割容器（５Ｌ,５Ｒ）によって構成され、保持管（４）の直管部（４ａ）が異なる分割容器によって別々に支持されながら、転動体（３）が詰まった保持管（４）が容器内周面に一体化され構成されている。このように、例えば保持管（４）の半分を一方の分割容器（５Ｌ）内周面に形成された半凹部（５aL）に、もう半分を他方の分割容器（５Ｒ）内周面に形成された半凹部（５aR）にそれぞれ嵌合させることにより、保持管（４）外周面に係合部を設けることなく、保持管（４）を容器（５）内周面に一体に組み付けることが可能となり、ひいては転動体（３）を容器（５）に容易に組み付けることが可能となる。
【００２７】
また、保持管（４）が容器（５）内周面に一体化された状態では、２つの直管部（４ａ,４ａ）が左右駆動軸（１,１）の各軸端部（２,２）にそれぞれ係合し且つ各直管部（４ａ）には切欠き部（４aa）がそれぞれ形成され、その切欠き部（４aa）から転動体（３）が外部に露出してその軸端部（２）に形成された半円溝（２ａ）に嵌合するように構成されている。そのため、駆動源からの駆動力によって動力入力部（６）が回転駆動されると、その切欠き部（４aa）から露出した転動体（３）が左右駆動軸（１,１）の各軸端部（２,２）を直に（ダイレクトに）回転駆動し、駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分すると共に、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、転動体（３）が保持管（４）内をスムーズに循環移動することにより、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
【００２８】
このように、本発明の差動装置は、少ない部品点数で軽量且つコンパクトに構成され、転動体（３）を容器（５）に容易に組み付けることが可能であると共に転動体（３）を介して駆動源からの駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分し、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
また、上記保持管（４）の直管部（４ａ,４ａ）と曲管部（４ｂ,４ｂ）が同一平面上にある場合は、転動体（３）がよりスムーズに内部を循環移動することを可能とし、これにより左右駆動輪間の差回転をより素早く吸収することが可能となる。それに加え、保持管（４）の管路長を短くすることが可能となり、これにより転動体（３）の個数を必要最小限とし、装置全体の軽量化に寄与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明のボール式差動装置を示す装置長手方向に沿っての断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る円筒回転部材を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る環状鉄管を示す斜視図である。
【図５】左半ケースに係る図１のＢ方向矢視図である。
【図６】本発明に係る円筒回転部材および環状鉄管の係合状態を示す斜視図である。
【図７】本発明のボール式差動装置の動作を示す説明図である。
【図８】本発明に係るスペーサを示す斜視図である。
【図９】本発明に係る鉄球およびスペーサの係合状態を示す説明図である。
【図１０】本発明のボール式差動装置の変形例を示す断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３１】
図１及び図２は、本発明のボール式差動装置１００を示す説明図である。なお、図１は装置長手方向（軸方向）に沿っての断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図である。
【００３２】
このボール式差動装置１００は、エンジン（図示せず）からの駆動力を左右駆動輪（図示せず）へそれぞれ伝達するドライブシャフト１,１と、ドライブシャフト１の軸端部の外周面に取り付けられドライブシャフト１と一体に回転する円筒回転部材２と、エンジンからの駆動力をドライブシャフト１へ伝達すると共に左右のドライブシャフト１,１間の差回転を吸収する鉄球３と、内部に複数の鉄球３を循環移動可能に収容する環状鉄管４と、左右のドライブシャフト１,１を対向して同軸に収容するデフケース５と、デフケース５の外周面に溶接・固定されエンジンからの駆動力を受けるファイナルドリブンギヤ６と、を具備して構成されている。
【００３３】
特に、本ボール式差動装置１００では、デフケース５が左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒに分割されて構成され、環状鉄管４の２つの直管部４ａ,４ａ（図４）が左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒによって別々に支持されながら、鉄球３が詰まった環状鉄管４がデフケース５内周面に一体化され構成されている。このように、例えば環状鉄管４の半分を左半ケース５Ｌ内周面に形成された左半凹部５aL（図５）に、もう半分を右半ケース５Ｒ内周面に形成された右半凹部５aR（図示せず）にそれぞれ嵌合させることにより、環状鉄管４外周面に係合部を設けることなく、環状鉄管４をデフケース５内周面に一体に組み付けることが可能となり、ひいては鉄球３をデフケース５に容易に組み付けることが可能となる。
【００３４】
また、環状鉄管４がデフケース５内周面に一体化された状態では、２つの直管部４ａ,４ａが左右ドライブシャフト１,１の各軸端部にそれぞれ係合し且つ各直管部４ａには切欠き部４aaがそれぞれ形成され、その切欠き部４aaから鉄球３が外部に露出してその軸端部に形成された半円溝２ａに嵌合するように構成されている。そのため、伝達されて来るエンジンからの駆動力によってファイナルドリブンギヤ（リングギヤ）６が回転駆動されると、その切欠き部４aaから露出した鉄球３が左右ドライブシャフト１,１の各軸端部を直に（ダイレクトに）回転駆動し、エンジンからの駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分すると共に、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、鉄球３が環状鉄管４内をスムーズに循環移動することにより、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
【００３５】
このように、本ボール式差動装置１００は、少ない部品点数で軽量且つコンパクトに構成され、鉄球３をデフケース５に容易に組み付けることが可能であると共に鉄球３を介してエンジンからの駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分し、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。以下、各構成について更に説明する。
【００３６】
ドライブシャフト１は、デフケース５に挿入される先端部が他の部位に比べ大きく絞られ、更にその先端部に円筒回転部材２が嵌合する段差が形成されている。その段差面にはスプライン溝が形成され、ドライブシャフト１は円筒回転部材２とスプライン嵌合している。従って、ドライブシャフト１は円筒回転部材２に対し軸方向に相対移動可能且つ相対回転不能である。
【００３７】
ドライブシャフト１のデフケース５に対する組み付けの一例を挙げると、ダミーシャフト（図示せず）上に環状鉄管４,４および円筒回転部材２,２を組み付け、左半ケース５Ｌと右半ケース５Ｒによって両側から組み付け、ファイナルドリブンギヤ６を介して溶接によって固定し、その後両側からダミーシャフトを引き抜いて、ドライブシャフト１,１を円筒回転部材２,２の各開口からそれぞれ挿入し、ドライブシャフト１,１と円筒回転部材２,２をスプライン嵌合させることにより、ドライブシャフト１,１はデフケース５に組み付けられる。このように、左・右ドライブシャフト１,１をデフケース５に容易に組み付けることが可能となる。
【００３８】
円筒回転部材２は、図３に示されるように、円筒回転部材２の軸端部の外周面には鉄球３が嵌る半円溝２ａが周方向に沿って連続して、例えば１２個形成されている。なお、図２に示されるように、鉄球３は全ての半円溝２ａに嵌るのではなく環状鉄管４の切欠き部４aaから露出する鉄球３のみが半円溝２ａに嵌合する。
【００３９】
環状鉄管４は、図４に示されるように平行な２つの直管部４ａ,４ａとこれらの両端をそれぞれ連結する２つのＵ字管部４ｂ,４ｂとから構成され、鉄球３の移動に関し抵抗の小さい管路形状を有している。また、内部には鉄球３が例えば１０個密に敷き詰められ、鉄球３が内部をスムーズに循環移動することが出来るように構成されている。特に、直管部４ａ,４ａとＵ字管部４ｂ,４ｂは、同一平面上に位置する、全体がいわゆる平坦状に（フラット状に）構成されている。これにより管路長が短くなり鉄球３の個数を最小限度の個数にすることが可能となると共に、鉄球３がスムーズに循環移動することが可能となる。また、図１に示されるように環状鉄管４がデフケース５に組み付けられた状態において、２つの直管部４ａ,４ａ及び２つのＵ字管部４ｂ,ｂはデフケース５の左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒによって別々に支持されている。これにより、環状鉄管４の外周面に係合部を設けることなく、環状鉄管４,４をデフケース５に一体に組み付け、ひいては鉄球３をデフケース５に組み付けることが可能となる。
【００４０】
直管部４ａには切欠き部４aaが設けられ、切欠き部４aaから鉄球３が露出し円筒回転部材２の半円溝２ａに嵌る。このように鉄球３は切欠き部４aaにおいて外部に露出し、切欠き部４aa以外では環状鉄管内部に収容され外部から遮蔽・隔離されており、更に直管部４ａ及びＵ字管部４ｂの低抵抗の管路形状の効果と相俟って、鉄球３は環状鉄管４内部をスムーズに循環移動することが出来る。
【００４１】
図１に戻って、デフケース５がファイナルドリブンギヤ６によって回転駆動される場合、環状鉄管４はデフケース５と一体となって回転するように構成されている。従って、デフケース５がファイナルドリブンギヤ６によって回転駆動される場合、左右のドライブシャフト１,１は鉄球３によって直に（ダイレクトに）回転駆動され、ファイナルドリブンギヤ６からの駆動力が効率良く左右のドライブシャフト１,１へ伝達されることになる。
【００４２】
デフケース５は、左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒに分割されて構成され、図５に示されるように各半ケース内周面には環状鉄管４,４の各半身部がそれぞれ嵌合する左半凹部５aL,５aLがそれぞれ形成されている。また、各左半凹部５aLの左右両端には左貫通穴５bL,５bLがそれぞれ形成され、図２に示されるように環状鉄管４がデフケース５に組み付けられた状態において、環状鉄管４の一部分がデフケース５から外部に突き出している。
【００４３】
また、図１に示されるように左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒは、上述した通り、ダミーシャフト上に円筒回転部材２及び環状鉄管４を組み付け、両側から左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒを組み付けながら、突き合わせ部の周端面にファイナルドリブンギヤ６を内接させ、ファイナルドリブンギヤ６と左半ケース５Ｌ又は右半ケース５Ｒとの各接合部を溶接することにより、固定されている。なお、ドライブシャフト１,１については、ファイナルドリブンギヤ６と左半ケース５Ｌ又は右半ケース５Ｒとの各接合部を溶接した後に、両側からダミーシャフトを引き抜き、円筒回転部材２,２の各開口から挿入しデフケース５に組み付けられる。
【００４４】
図６は、本発明に係る円筒回転部材２および環状鉄管４の係合状態を示す斜視図である。
環状鉄管４の直管部４ａ,４ａが左右ドライブシャフト１,１の各軸端部（円筒回転部材２）にそれぞれ係合し且つ各直管部４ａの切欠き部４aaから鉄球３が外部に露出してその軸端部に形成された半円溝２ａに嵌合している。上述した通り、環状鉄管４はデフケース５内周面に一体化されているため、デフケース５が回転駆動される場合、ドライブシャフト１は円筒回転部材２の半円溝２ａに嵌合している環状鉄管４の鉄球３によって直に（ダイレクトに）回転駆動される。
【００４５】
図７は、本発明に係る鉄球３の動作を示す説明図である。なお、図７(a)は左右のドライブシャフト１,１間に差回転が生じない場合の鉄球３の動作を示し、同(b)は左右のドライブシャフト１,１間に差回転が生じる場合の鉄球３の動作を示す説明図である。また、説明の都合上、上部の環状鉄管４については省略した。
【００４６】
図７(a)に示されるように、左右のドライブシャフト１,１間に差回転が生じない場合、鉄球３は環状鉄管４内に静止し、左右のドライブシャフト１,１をそれぞれ回転駆動する。従って、環状鉄管４が矢印方向Ｒ４へ回転する場合、左右のドライブシャフト１,１（円筒回転部材２,２）も環状鉄管４と同期して同方向Ｒ２Ｌ,Ｒ２Ｒへ回転する。
【００４７】
一方、図７(b)に示されるように、左右のドライブシャフト１,１間に差回転が生じる場合、例えば左のドライブシャフト１の回転数が右のドライブシャフト１の回転数より大きい場合、鉄球３は環状鉄管４内を時計方向へ循環移動して左右のドライブシャフト１,１間の差回転を吸収する。従って、環状鉄管４が矢印方向Ｒ４へ回転する場合、左のドライブシャフト１（円筒回転部材２）は環状鉄管４と同じ方向Ｒ２Ｌへ回転するが、右のドライブシャフト１（円筒回転部材２）は環状鉄管４と逆方向へ回転する。このように、左右のドライブシャフト１,１間に差回転が生じる場合、鉄球３が環状鉄管４内を循環移動して左右のドライブシャフト１,１間の差回転を素早く吸収する。特に、環状鉄管４は鉄球３の移動に関し抵抗の小さい管路形状を有しているため、左右のドライブシャフト１,１間の差回転に対し鉄球３が瞬時に反応し差回転を好適に吸収する。
【００４８】
なお、一方のドライブシャフト１（円筒回転部材２）が固定されると、鉄球３は環状鉄管４内を循環移動することが出来なくなるため、他方のドライブシャフト１（円筒回転部材２）も固定されてしまう。つまり、デフロック状態が形成される。
【００４９】
ところで、鉄球３と鉄球３が互いに点接触している場合、エンジンからの駆動力は鉄球３と鉄球３との間の点接触により伝達されることになる。仮に、鉄球３と鉄球３との間の面接触によってエンジンからの駆動力が伝達される場合、鉄球３の一点に集中する荷重を好適に分散させることが可能となり、エンジンからの駆動力を鉄球３を介してより効率良くドライブシャフト１に伝達することが可能となると共に、鉄球３を環状鉄管４内をより効率良く循環移動させることが可能となる。ここでは、鉄球３の一点に集中する荷重を好適に分散させる手段として、鉄球３と鉄球３との間にスペーサを挿入することとする。以下、鉄球３と鉄球３との間に挿入されるスペーサについて説明する。
【００５０】
図８及び図９は、鉄球３と鉄球３との間に挿入されるスペーサ８を示す説明図である。図８はスペーサ８の斜視図であり、図９は鉄球３と鉄球３との間にスペーサ８が挿入された状態を示す部分断面図である。
図８に示されるように、鉄球３を受ける面は鉄球３と同じ曲率半径を持つ凹部８ａが形成されている。これにより、鉄球３の一点に集中する荷重を好適に分散させることが可能となり、エンジンからの駆動力を鉄球３を介してより効率良くドライブシャフト１,１（左右駆動輪）へ伝達することが可能となると共に、鉄球３を環状鉄管４内をより効率良く循環移動させ左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
【００５１】
図１０は、本発明のボール式差動装置の変形例を示す断面説明図である。
このボール式差動装置２００は、環状鉄管４を収容する左・右半凹部５aL,５aRに加え、円筒回転部材２を収容する左・右半凹部５cL,５cRが左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒ内周面にそれぞれ形成されている。この場合、回転円筒部材２は軸方向に短縮されるため、デフケース５も軸方向に短縮され、更なる小型化が可能となる。なお、上記左・右半凹部５cL,５cR以外の構成については上記ボール式差動装置１００と同じである。
【００５２】
以上の通り、本発明のボール式差動装置１００,２００によれば、デフケース５が左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒに分割されて構成され、環状鉄管４の２つの直管部４ａ,４ａが左半ケース５Ｌ及び右半ケース５Ｒによって別々に支持されながら、鉄球３が詰まった環状鉄管４がデフケース５内周面に一体化され構成されている。このように、例えば環状鉄管４の半分を左半ケース５Ｌ内周面に形成された左半凹部５aL（図５）に、もう半分を右半ケース５Ｒ内周面に形成された右半凹部５aR（図示せず）にそれぞれ嵌合させることにより、環状鉄管４外周面に係合部を設けることなく、環状鉄管４をデフケース５内周面に一体に組み付けることが可能となり、ひいては鉄球３をデフケース５に容易に組み付けることが可能となる。
【００５３】
また、環状鉄管４がデフケース５内周面に一体化された状態では、２つの直管部４ａ,４ａが左右ドライブシャフト１,１の各軸端部（円筒回転部材２,２）にそれぞれ係合し且つ各直管部４ａには切欠き部４aaがそれぞれ形成され、その切欠き部４aaから鉄球３が外部に露出してその軸端部に形成された半円溝２ａに嵌合するように構成されている。そのため、伝達されて来るエンジンからの駆動力によってファイナルドリブンギヤ（リングギヤ）６が回転駆動されると、その切欠き部４aaから露出した鉄球３が左右ドライブシャフト１,１の各軸端部を直に（ダイレクトに）回転駆動し、エンジンからの駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分すると共に、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、鉄球３が環状鉄管４内をスムーズに循環移動することにより、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
【００５４】
このように、本発明のボール式差動装置１００,２００は、少ない部品点数で軽量且つコンパクトに構成され、鉄球３をデフケース５に容易に組み付けることが可能であると共に鉄球３を介してエンジンからの駆動力を左右駆動輪へ効率良く配分し、左右駆動輪間に差回転が発生する場合は、左右駆動輪間の差回転を素早く吸収することが可能となる。
【００５５】
なお、本発明の実施例は上記実施例のみに限定されず、本発明の技術的特徴の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等を加えることが可能である。例えば、環状鉄管４につては鉄球３が内部を循環移動することができ、且つ切欠き部４aaから鉄球３が露出して円筒回転部材２の半円溝に嵌合することが出来ればよく、従ってその形状については直管部４ａ,４ａとＵ字管部４ｂ,４ｂとの組合せだけに限定されない。
【符号の説明】
【００５６】
１                      ドライブシャフト
２                      円筒回転部材
３                      鉄球
４                      環状鉄管
４ａ                    直管部
４ｂ                    Ｕ字管部
４ａａ                  切欠き部
５                      デフケース
５Ｌ                    左半ケース
５Ｒ                    右半ケース
５aL、５cL              左半凹部
５aR、５cR              右半凹部
５bL                    左貫通穴
６                      ファイナルドリブンギヤ
７                      ボルト
８                      スペーサ
１００、２００          ボール式差動装置
【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】
2016125634.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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