JP2599271B2 - 差動制限装置 - Google Patents

差動制限装置

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JP2599271B2
JP2599271B2 JP62260978A JP26097887A JP2599271B2 JP 2599271 B2 JP2599271 B2 JP 2599271B2 JP 62260978 A JP62260978 A JP 62260978A JP 26097887 A JP26097887 A JP 26097887A JP 2599271 B2 JP2599271 B2 JP 2599271B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、自動車等の車両の駆動系の左右または前後
の車輪の間に配設されて、動力伝達,差動作用およびデ
フロック作用する差動制限装置に関し、詳しくは、ギヤ
機構で差動および差動制限する方式に関する。
【従来の技術】
一般に車両において動力伝達する駆動系の左右または
前後の車輪の間には、旋回走行時の回転差を吸収する差
動装置が設けてある。この差動装置はベベルギヤ,プラ
ネタリギヤから成り、路面抵抗の差により差動作用する
方式であるから、直進時でも片輪の路面抵抗が減じると
差動作用する不具合がある。そこで、かかる差動装置に
は主として摩擦により制動して回転差を規制する差動制
限手段が必要不可欠であり、この手段により構造が複雑
化する。また、差動制限しても若干の車輪スリップを防
ぐことはできず、常に差動制限の摩擦力が作用すること
で直進性は好ましいが、旋回走行時の操舵フィーリング
に欠ける。 このため近年、ギヤ自体の働きにより、旋回走行時は
何等規制されることなく自在に差動作用し、これ以外で
は路面抵抗,ブレーキ力等に関係なく差動制限する差動
制限装置が提案されつつある。 そこで従来、上記ギヤ式差動制限装置に関しては、例
えば実開昭61-123250号公報の先行技術がある。ここ
で、ウォームギヤ、ウォームホィール等によりギヤ構成
し、旋回走行時の差動は許容するがこれ以外はギヤ列の
非可逆性によりロックして差動制限することが示されて
いる。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記先行技術のものにあっては、ウォーム
のギヤ構成をベースにするものであるから、構造が複雑
で高価になる。また、摺動抵抗が大きいため、伝動効率
が悪く、摩耗も大きい等の問題がある。 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、プラ
ネタリギヤ構成により構造を簡素化し、差動およびその
制限の作動性を向上するようにした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】
上記目的を達成するため、本発明の差動制限装置は、
動力が入力する入力要素に一対のサイドギヤを一体的
に、1個のセンタギヤを回動可能に設け、一方のサイド
ギヤと上記センタギヤの第1ギヤ部に二連のプラネタリ
ギヤを噛み合せ、上記プラネタリングギヤを一方の出力
要素と一体的な第1のキャリアに回転可能に支持し、他
方のサイドギヤと上記センタギヤの第2のギヤ部に他の
二連のプラネタリギヤを噛み合せ、上記プラネタリギヤ
を他方の出力要素と一体的な第2のキャリアに回転可能
に支持し、デフケースに対して上記第1、第2のキャリ
ヤが逆方向に同量回転した際に、プラネタリギヤから上
記センタギの上記第1,第2のギヤ部に伝わる各回転数の
値と回転方向を等しく設定したことを特徴とする。
【作用】
上記構成に基づき、直進走行時では入力要素から動力
が入力し、2つの出力要素が同方向に回転するという条
件で各ギヤは相対回転が規制されて2つの出力要素に動
力伝達する。また、旋回時は2つの出力要素が相対的に
逆方向に同量回転するという条件で各ギヤは相対回転が
フリーになり、差動作用する。 こうして本発明では、プラネタリギヤの噛合い構成に
より構造が簡単で伝動効率の良いものになり、特に旋回
時の差動作用を円滑化することが可能となる。
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 第1図と第2図において、符号1は差動制限装置のデ
フキャリアであり、このデフキャリア1の内部で動力を
入力するドライブ軸2のドライブピニオン3に大径のリ
ングギヤ4が方向変換して噛合い、リングギヤ4にはデ
フケース5がボルト6により一体結合する。ここで、リ
ングギヤ4がリング状に形成されることで、デフケース
5は円筒状のケース本体5aに円板状の側板5bを取付けて
成り、ケース本体5aと側板5bの端部中心の軸筒部5c,5d
がベアリングケース7のベアリング8に軸支される。ま
た、左右の車輪10,11の車軸12,13が軸筒部5c,5dが挿通
してデフケース5の内部に入っており、ベアリングケー
ス7の部分で各車軸12,13にオイルシール9が嵌合す
る。 デフケース5の内部の中央には円筒状インターナルギ
ヤから成るセンターギヤ20が回動可能に嵌合し、内側左
右に歯数の異なるギヤ部20a,20bを有している。センタ
ーギヤ20の左右には同様のインターナルギヤから成る一
対のサイドギヤ21,22がノックピン23によりデフケース
5に固定されて設置され、各サイドギヤ21,22の歯数も
異なっている。 そこで、一方のサイドギヤ21とセンターギヤ20の左側
のギヤ部20aには、二連のプラネタリギヤ24の各ギヤ部2
4a,24a′が自動および公転可能に噛合っており、これら
のギヤ部24a,24a′の歯数も異なり、キャリア25に軸支
される。キャリア25は軸筒部25aの左右に支持板25bを有
し、軸筒部25aを車軸12にセレーション部26とスプリン
グピン27とにより一体的に固着し、支持板25bの間に支
軸28を圧入固定するものであり、この支軸28にプラネタ
リギヤ24が軸支される。そしてこれらのプラネタリギヤ
24は、円周上の3ケ所に等間隔で配置してある。一方、
サイドギヤ22とセンターギヤ20の右側のギヤ部20bにも
同様にして二連のプラネタリギヤ29の各ギヤ部29b,29
b′が噛合い、このプラネタリギヤ29は車軸13と一体的
なキャリア30に軸支される。 ここで、上記構成のギヤ列において旋回時の差動を可
能にするために、以下の関係になっている。即ち、旋回
を考察するとデフ中心で相対的に左右輪が互いに逆方向
に同量回転することになる。従って、キャリア25,30が
一回転した場合のセンターぎや20の各ギヤ部20a,20bの
回転数na,nbを示すと、次式のようになる。ここでサイ
ドギヤ21の歯数をS1、ギヤ部20aの歯数をC1,ギヤ部24
a,24a′の歯数をP1・P′1,サイドギヤ22の歯数をS2
ギヤ部20bの歯数をC2,ギヤ部29b,29b′の歯数をP2
P′2とすると、 na=1−(S1・P′1/C1・P1) nb=1−(S2・P′2/C2・P2) となる。 そこで、差動が成立するには両式の差が零,即ちセン
ターギヤ20の各ギヤ部20a,20bに伝わる回転数na,nb
値と方向が等しくなることであり、それは逆転側を負に
すると次式で示される。 −na−nb=0 (S1・P′1/C1・P1) +(S2・P′2/C2・P2)=2 このことから、各ギヤの歯数は上式を満足するように
設定されている。 一方、ギヤ列が上式を満足することは、逆に旋回走行
等以外では各ギヤの回転を規制してロック状態にする条
件が成立したことにもなる。 即ち、かかるギヤ列ではデフケース5から一対のサイ
ドギヤ21,22,プラネタリギヤ24,29を介してセンターギ
ヤ20に速度の異なる動力が入力し、センターギヤ20は回
転不能となり、従って全ギヤはロック状態となり、デフ
ケース5と一体化して左右輪へ動力を伝達する。 次いで、このように構成された差動制限装置の作用
を、第3図の略図を用いて述べる。 先ず、エンジン側の動力がドライブピニオン3,リング
ギヤ4を介してデフケース5に入力し、一対のサイドギ
ヤ21,22から二連の各プラネタリギヤ24,29に伝達する。 そこで、例えば左旋回の走行時には右車輪11が正転す
ると、キャリア30によりプラネタリギヤ29がサイドギヤ
22に噛合いながら公転および自転し、この結果、ギヤ部
29b′によりセンターギヤ20を回転する。この場合に、
車輪回転数をΔn,センターギヤ回転数をΔn′cギヤ比
をK′=S2・P′2/C2・P2とすると、次式のようにな
る。 Δn′c=(1−K′)Δn また、左旋回により左車輪10が逆転して同様にキャリア
25によりプラネタアリギヤ24を公転及び自動してセンタ
ーギヤ20を回転するのであり、この場合に車輪回転数を
−Δn,センターギヤ回転数をΔn′c,ギヤ比をK=S1
・P′1/C1・P1とすると、次式のようになる。 Δnc=−(1−K)Δn ここで、K+K′=2に設定されているので、これを代
入すると、 Δnc=(1−K′)Δn になり、Δn′c=Δncで円滑に差動作用する。 従って、デフケース5の一対のサイドギヤ21,22の同
一回転に対し、センターギヤ20を回転しながら左右輪1
0,11を相対的に同量逆転するように差動して旋回するこ
とになる。 また直進走行時には、デフケース5の一対のサイドギ
ヤ21,22により各プラネタリギヤ24,29が、車輪接地の抵
抗を受けて自転し、センターギヤ20を回転しようとす
る。しかし、ギヤ比の関係でセンターギヤ20に与える回
転数が左右で異なることになり、センターギヤ20は回転
不能である。従って、全ギヤはロック状態になり、デー
フケース5とキャリア29,30以降の左右輪10,11が一体化
して駆動することになる。 更に、上記走行時に左側片輪10が滑り易い路面にあっ
た場合は、そのキャリア25がプラネタリギヤ24の公転,
自転で空転したがる。しかし、噛合ピッチ円半径r1
r′1の差が僅少に設定されているので、この差による
プラネタリギヤ24への回転力は支軸28との摺動摩擦で大
略打消され、プラネタリギヤ24の公転,自転は規制さ
れ、従って、キャリア25の空転も規制されて接地車輪11
に動力伝達する。 なお、本発明は左右輪の間にデフ装置のみならず、4
輪駆動車のセンターデフ装置にも適用可能である。
【発明の効果】
以上述べてきたように、本発明によれば、 旋回走行時等に左右輪を相対的に同量逆回転して自在
に差動可能であり、両輪からの差動要求にフリクション
等の制限を受けることなく即応するので、操舵フィーリ
ングが向上する。 直進時には両輪が駆動軸に直結状態になるので、直進
性が増す。また、片輪のスリップや空転を生じないの
で、接地車輪へ確実に動力伝達できる。 プラネタリギヤ等のギヤ機構から成るので、摺動抵抗
等の影響がなくて効率が高く、構造が簡単で安価になり
得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の差動制限装置の実施例を示す断面図、 第2図は同切欠き斜視図、 第3図は作用を説明する略図である。 5……デフケース、12,13……車軸、20……センターギ
ヤ、21,22……サイドギヤ、24,29……プラネタリギヤ、
25,30……キャリア

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】動力が入力する入力要素に一対のサイドギ
    ヤを一体的に、1個のセンタギヤを回動可能に設け、 一方のサイドギヤと上記センタギヤの第1ギヤ部に二連
    のプラネタリギヤを噛み合せ、上記プラネタリギヤを一
    方の出力要素と一体的な第1のキャリアに回転可能に支
    持し、 他方のサイドギヤと上記センタギヤの第2のギヤ部に他
    の二連のプラネタリギヤを噛み合せ、上記プラネタリギ
    ヤを他方の出力要素と一体的な第2のキャリアに回転可
    能に支持し、 デフケースに対して上記第1,第2のキャリヤが逆方向に
    同量回転した際に、プラネタリギヤから上記センタギヤ
    の上記第1,第2のギヤ部に伝わる各回転数の値と回転方
    向を等しく設定したことを特徴とする差動制限装置。
  2. 【請求項2】一方のサイドギヤの歯数をS1、センタギヤ
    の一方の歯数をC1、それらと噛合うプラネタリギヤの歯
    数をP1,P′1、他方のサイドギヤの歯数をS2、センタギ
    ヤの他方の歯数をC2、それらと噛合うプラネタリギヤの
    歯数をP2,P′2とすると、歯数の関係が(S1・P′1/C1
    ・P1)+(S2・P′2/C2・P2)=2であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の差動制限装置。
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