JP2602992Y2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

デファレンシャル装置

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JP2602992Y2
JP2602992Y2 JP1992077287U JP7728792U JP2602992Y2 JP 2602992 Y2 JP2602992 Y2 JP 2602992Y2 JP 1992077287 U JP1992077287 U JP 1992077287U JP 7728792 U JP7728792 U JP 7728792U JP 2602992 Y2 JP2602992 Y2 JP 2602992Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、車両に搭載されるデフ
ァレンシャル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平3−37455号公報には、図6
に示すようなデファレンシャル装置101が開示されて
いる。このデファレンシャル装置101は、第1のピニ
オンギヤ103と、これと噛合った第2のピニオンギヤ
105とが、ケース107内に設けられた収容孔109
に摺動回転自在に配置されたもので、第1のピニオンギ
ヤ103は第1のサイドギヤ111と噛合い、第2のピ
ニオンギヤ105は第2のサイドギヤ113と噛合って
いる。これら第1,第2のピニオンギヤ103,105
及び第1,第2のサイドギヤ111,113は、それぞ
れ反対方向の螺旋角を有するはす歯形状に形成されてい
る。
【0003】ケース107から入力したエンジンの駆動
力は、第1,第2のピニオンギヤ103,105から第
1,第2のサイドギヤ111,113に分配されて左右
の車輪を駆動すると共に、第1,第2のピニオンギヤ1
03,105の回転により左右に差動分配される。ま
た、この差動回転は、収容孔109との摩擦による第
1,第2のピニオンギヤ103,105の回転抵抗及び
第1,第2のサイドギヤ111,113の側面の摩擦抵
抗によって制限され、差動制限力が得られる。
【0004】図7は、前記デファレンシャル装置101
を搭載した車両115が、左側へ旋回走行している状態
を示している。
【0005】かかる旋回時には、デファレンシャル装置
101が左右のサイドギヤ間で差動回転をするので、必
然的に回転差に基づく摩擦力相当分、差のある、差動制
限力が作用し、この差動制限力のために左右の駆動輪に
伝わる駆動力が異なってしまう。すなわち、図7の
(a)に示すように、内側の駆動輪117(左側)に伝
わる駆動力FDiのほうが外側の駆動輪119(右側)に
伝わる駆動力FDoよりも大きくなる。つまり、内側が回
転小故に発生する摩擦力は少なく、差動制限力、即ち、
駆動力FDiが大きくなる。
【0006】また、このような現象は、車両115が惰
行運転(いわゆるエンジンブレーキがかかった状態)で
旋回している場合にも生じ、図7の(b)に示すよう
に、内側の駆動輪117にかかる制動力FCiのほうが外
側の駆動輪119にかかる制動力FCoよりも大きくな
る。
【0007】このように、内外の駆動輪117,119
間で駆動力FDi,FDoや制動力FCi,FCoが異なると、
車両105には、次式 Mψ=(Tr /2r)×ΔF 但、Mψ:ヨーイングモーメント Tr :後輪トレッド r :タイヤ半径 ΔF:内外輪の駆動力差又は制動力差(FDi−FDo,FCi−FCo) によって求められるヨーイングモーメントMψが作用す
る。このヨーイングモーメントMψは、駆動運転時には
アンダーステア方向に発生し、惰行運転時には反対にオ
ーバーステア方向に発生する。
【0008】
【考案が解決しようとする課題】ところが、図6に示す
デファレンシャル装置101にあっては、図8に示すよ
うに、駆動運転から惰行運転への切替時における応答性
が高いもの、即ち差動制限トルクの切替時間が早いこと
とその上下限トルク差が大きいことであるため、駆動か
ら惰行への切替時に、車両105に作用するヨーイング
モーメントMψがアンダーステア方向からオーバーステ
ア方向へ急に変化する可能性がある。
【0009】このように車両105に作用するヨーイン
グモーメントMψの方向が急に変化すると、車両105
の姿勢変化が急に起こり、運転者に違和感を与える恐れ
がある。
【0010】本考案は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、駆
動状態から惰行状態への切替時における応答性を改善す
ることにより、旋回運転時における車両操作性の違和感
を緩和できるデファレンシャル装置を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本考案は、車両に搭載されたエンジンの駆動力によ
り回転するケースと、このケースの一端側からケース内
に挿入されケースと同軸回転する第1のシャフトと、前
記ケースの他端側からケース内に挿入されケースと同軸
回転する第2のシャフトと、前記第1のシャフトの外周
に設けられ前記ケース内で第1のシャフトと共に回転す
る第1のはす歯サイドギヤと、前記第2のシャフトの外
周に設けられ前記ケース内で第2のシャフトと共に回転
する第2のはす歯サイドギヤと、前記第1,第2のはす
歯サイドギヤの外周に沿って所定の間隔をおいて前記ケ
ースに形成された一対又は複数対の第1,第2の収容孔
と、この第1の収容孔内に収容され前記第1のはす歯サ
イドギヤと噛合う第1のはす歯ピニオンギヤと、前記第
2の収容孔内に収容され前記第2のはす歯サイドギヤと
噛合うと共に前記第1のはす歯ピニオンギヤと噛合う第
2のはす歯ピニオンギヤとからなるデファレンシャル装
置であって、前記第1,第2のはす歯サイドギヤは、前
記ケースの惰行回転状態の時にはす歯の形成方向の設定
により生ずる、前記第1,第2のはす歯サイドギヤと第
1,第2のはす歯ピニオンギヤとの噛合い反力によるス
ラスト力を受ける側としての、その軸方向一側部に、前
記スラスト力に対向して前記第1,第2のはす歯サイド
ギヤを押圧する押圧部材を設けると共に、軸方向他側部
は、押圧部材を介在させることなく当該サイドギヤ同士
が対向するか、又は、夫々が前記ケースに対向するもの
であることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】ケースの駆動を解除して、駆動回転状態から惰
行回転状態へ切替えると、押圧部材は、切替後の惰行回
転側で、第1のサイドギヤと第1のピニオンギヤとの噛
合い反力に応じて第1のサイドギヤをサイドギヤの噛合
い反力に対向して押圧するとともに、第2のサイドギヤ
と第2のピニオンギヤとの噛合い反力に応じて第2のサ
イドギヤをその噛合い反力に対向して押圧する。この押
圧部材の作用により、ケースの惰行回転側では、第1及
び第2のサイドギヤ側面の摩擦抵抗による差動制限トル
クの発生が遅れる。
【0013】
【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0014】図1は、本考案によるデファレンシャル装
置の一実施例の要部断面図、図2は、図1のデファレン
シャル装置を分解した斜視図、図3は、図1のデファレ
ンシャル装置を搭載した車両の模式図であり、その構成
から説明する。
【0015】図3に示すように、この動力系は、車両1
に搭載されたエンジン2、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)、左右の後車軸9,11
(第1,第2のシャフト)、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。リヤデフ
7において、ケース21はデフキャリヤ23内に回転自
在に配置されており、ケース21に固定されたリングギ
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。エンジン2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とを介してリヤデフ7に伝達され、
こうしてケース21を回転駆動する。
【0016】図1及び図2に示すように、ケース21は
ボルト30によって締結される本体31とカバー33と
からなり、本体31のフランジ部35には、図3に示し
たリングギヤ25が固定されている。カバー33には第
1の軸孔37が、また本体31には第2の軸孔39が、
それぞれケース21の回転軸と同芯に形成されている。
第1の軸孔37及び第2の軸孔39には、ケース21と
同軸回転可能に第1のシャフト9と第2のシャフト11
とが挿通され、両シャフト9,11の一端は、ケース2
1内に形成された収容室41に挿入されている。
【0017】収容室41に挿入された第1のシャフト9
と第2のシャフト11の外周部には、第1のサイドギヤ
43と第2のサイドギヤ45がスプライン連結されてい
る。第1,第2のサイドギヤ43,45の外周には、反
対方向の螺旋角を有するはすば歯車が形成され、第1,
第2のサイドギヤ43,45からは、それぞれ第1,第
2のシャフト9,11側に向かって、第1,第2の円筒
部43a,45aが一体に延設されている。第1の円筒
部43aと第2の円筒部45aとは、カバー33に形成
された支持孔33aと本体31に形成された支持孔31
aとにそれぞれ摺動回転可能に嵌合され、これにより、
第1,第2のサイドギヤ43,45は、収容室41内で
同軸回転可能となっている。
【0018】本体31には、第1の収容孔47と第2の
収容孔49とが一対となり、4対の収容孔47,49
が、第1の軸孔37及び第2の軸孔39の外周に沿って
等間隔に設けられている。第1,第2の収容孔47,4
9は、共に第1の軸孔37側から所定の深さに形成さ
れ、第2の収容孔49は、第1の収容孔47よりも略第
2のサイドギヤ45の幅分だけ深く形成されている。対
となっている第1の収容孔47と第2の収容孔49とは
第1の軸孔37側に連通部分(図示しない)を有し、ま
た、第1,第2の収容孔47,49には、収容室41に
開放された開口部53,55が形成されている。
【0019】第1の収容孔47には第1のピニオンギヤ
57が収容され、第2の収容孔49には第2のピニオン
ギヤ59が収容されている。各収容孔47,49の内周
面は、第1,第2のピニオンギヤ57,59の歯先外周
面との間に所定の摩擦抵抗を発生させるよう形成されて
いる。第2のピニオンギヤ59は、第1のピニオンギヤ
57よりも略第2のサイドギヤ45の幅分だけ中間軸部
60を有して長く形成され、第2のピニオンギヤ59の
両端には、螺旋角を有するはすば歯車が形成されてい
る。一方、第1のピニオンギヤ57には、第2のピニオ
ンギヤ59と反対方向の螺旋角を有するはすば歯車が全
体に形成されている。これら第1,第2のピニオンギヤ
57,59は、本体31及びカバー33の内壁部31
b,33bによって軸方向の移動が阻止されている。
【0020】第1のピニオンギヤ57は、第2の軸孔3
9側の開口部53で第1のサイドギヤ43と噛合い、第
2のピニオンギヤ59は、第2の軸孔39側の開口部5
5で第2のサイドギヤ45と噛合っている。また、第1
のサイドギヤ43と第2のサイドギヤ45とは、ケース
21の回転軸方向において対向面43bと45bにて隣
接対向配置されており、第1のピニオンギヤ57と第2
のピニオンギヤ59とは、第1のサイドギヤ43の回転
軸方向外側で相互に噛み合っている。
【0021】このように各ギヤ43,45,57,59
が噛合うことにより、エンジン2からの駆動力が左右の
シャフト9,11に差動分配され、このとき、各収容孔
47,49との摩擦による第1,第2のピニオンギヤ5
7,59の回転抵抗、及び第1,第2のサイドギヤ4
3,45の側面の摩擦抵抗によって回転差に伴なう摩擦
抵抗の差分だけ左右の差動制限力に差が生じる。
【0022】各ギヤ43,45,57,59のはす歯の
形成方向は、エンジン2の通常駆動時、すなわちケース
21に図2に示すように矢印A方向に正転駆動力が作用
しているときは、第1のサイドギヤ43を本体31側へ
移動させると共に第2のサイドギヤ45をカバー33側
へ移動させるスラスト力(噛合い反力)が発生し、惰行
運転時、すなわちケース21に矢印A方向の逆方向の逆
転駆動力が作用しているときは、第1のサイドギヤ43
をカバー33側へ移動させると共に第2のサイドギヤ4
5を本体31側へ移動させるスラスト力(噛合い反力)
が発生するような方向となっている。
【0023】第1の円筒部43a及び第2の円筒部45
aの外周には、押圧部材としての皿ばね61,63が配
設されている。第1の円筒部43a外周の皿ばね61
は、カバー側支持孔33aの端縁部33cと第1のサイ
ドギヤ43との間に位置決めされ、第2の円筒部45a
外周の皿ばね63は、本体側支持孔31aの端縁部31
cと第2のサイドギヤ45との間に位置決めされてい
る。第1のサイドギヤ43がカバー33側へ移動しよう
とすると、第1のサイドギヤ43には皿ばね61から押
圧力が作用し、また、第2のサイドギヤ45が本体31
側へ移動しようとすると、第2のサイドギヤ45には皿
ばね63から押圧力が作用する。
【0024】次に、この実施例によるデファレンシャル
装置の作用について説明する。
【0025】図4は、第1,第2のサイドギヤ43,4
5にかかるスラスト力を示す模式図であり、(a)は駆
動運転時の状態を示し、(b)は惰行運転時の状態を示
している。また、図5は、駆動運転から惰行運転への切
替時における差動制限トルク(これは左右輪の駆動力又
は制動力の平均値といえる。)の経時変化を示す図であ
る。
【0026】駆動運転時は、図4の(a)に示すよう
に、ケース21が駆動回転状態となるので、第1のサイ
ドギヤ43には本体31方向へのスラスト力が生じ、第
2のサイドギヤ45にはカバー33側へのスラスト力が
生じる。このため、第1,第2のサイドギヤ43,45
には皿ばね61,63からの押圧力が作用せず、第1の
サイドギヤ43と第2のサイドギヤ45の対向面43
b,45bが突き当てられる。
【0027】一方、惰行運転時は、図4の(b)に示す
ように、ケース21が惰行回転状態となるので、第1の
サイドギヤ43にはカバー33側へのスラスト力が生
じ、第2のサイドギヤ45には本体31側へのスラスト
力が生じる。このため、第1,第2のサイドギヤ43,
45には、発生したスラスト力の大きさに応じて、皿ば
ね61,63による押圧力が前記スラスト力に対向して
作用し、第1,第2のサイドギヤ43,45の各々の側
面43c,45cが、ケース21に当接するのを遅らせ
る。
【0028】駆動運転から惰行運転へ切替えた場合に
は、図5に示すように、エンジン2の駆動運転側(ケー
ス21の駆動回転側)では、第1,第2のサイドギヤ4
3,45に皿ばね61,63からの押圧力が作用せず、
即座に差動制限が解除する。一方、惰行運転側(ケース
21の惰行回転側)では、第1,第2のサイドギヤ4
3,45に皿ばね61,63からの押圧力が作用するの
で、徐々に差動制限トルクが上昇する。すなわち、駆動
運転側では高い応答性が維持され、惰行運転側では皿ば
ね61からの押圧力に応じた所定の遅れ時間tが生じ
る。図1,図2のように、第1と第2のサイドギヤ4
3,45が駆動運転時に摺動する対向面43b,45b
の摩擦トルクの有効半径が、惰行運転時にケース21の
本体31、カバー33と摺動する側面43c,45cの
それよりも大きくなるように設定されており、図5に示
すように駆動運転時の差動制限トルクの上限が惰行運転
時のそれに比べ、高くなるように設定されている。
【0029】従って、図3に示すように、左側へ旋回走
行中の車両1が駆動運転から惰行運転へ切替えた場合、
内側の後輪13に伝わる力が駆動力FDiから制動力FCi
へ即座に変化せずにtだけ遅れて伝わる。従って、惰行
運転側では徐々に制動力が増加するので、車両1に作用
するヨーイングモーメントMψがアンダーステア方向か
らオーバーステア方向へ急変せず、車両1の急な姿勢変
化が抑制され、車両1の旋回性が向上する。しかも、駆
動力に相当する差動制限トルクは駆動側の状態での上限
が惰行側より高くなっており、両状態間の上下トルク差
が小さいので、切替が円滑に行なわれる。これにより、
運転者は違和感を感じることなく、快適な車両操作性を
得ることができる。
【0030】また、駆動運転側での応答性は高く維持さ
れるので、加速時には迅速な応答性を得ることができ
る。
【0031】なお、本考案は上記実施例に限るものでは
なく、例えば、各ギヤ43,45,57,59のはす歯
の形成方向を反対方向とし、第1のサイドギヤ43と第
2のサイドギヤ45の間に皿ばねを配設し他側はケース
21と皿ばね(押圧部材)を介在させることなく対向さ
せても良く、また、押圧部材も皿ばねに限るものではな
い。
【0032】
【考案の効果】以上説明してきたように、本考案によれ
ば、差動回転時に駆動側から惰行側に切替えた場合に、
惰行側では第1,第2のシャフト間の差動制限トルクが
遅れて発生するので、車両の旋回走行時に駆動側から従
動側へ切替えた場合、車両に作用するヨーイングモーメ
ントMψがアンダーステア方向からオーバーステア方向
へ徐々に変化する。一方、駆動側では応答性が高く維持
されるので、車両加速時の応答性は低下しない。従っ
て、加速時の車両応答性を高く維持したまま旋回運転時
における車両の旋回性を向上することができ、快適な車
両操作性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案によるデファレンシャル装置の一実施例
の要部断面図である。
【図2】図1のデファレンシャル装置を分解した斜視図
である。
【図3】図1のデファレンシャル装置を搭載した車両の
模式図である
【図4】本考案の第1,第2のサイドギヤにかかるスラ
スト力を示す模式図であり、(a)は駆動運転時の状態
を示した図、(b)は惰行運転時の状態を示した図であ
る。
【図5】本考案による駆動運転から惰行運転への切替時
における伝達トルクを示す図である。
【図6】従来例の断面図である。
【図7】従来例及び、本考案のもので車両が左側へ旋回
している状態を示す図である。
【図8】従来例のものの駆動運転から惰行運転への切替
時における応答性を示す図である。
【符号の説明】
1 車両 2 エンジン 9 後車軸(第1のシャフト) 11 後車軸(第2のシャフト) 21 ケース 43 第1のはす歯サイドギヤ 45 第2のはす歯サイドギヤ 47 第1の収容孔 49 第2の収容孔 57 第1のはす歯ピニオンギヤ 59 第2のはす歯ピニオンギヤ 61 皿ばね(押圧部材) 63 皿ばね(押圧部材)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両に搭載されたエンジンの駆動力によ
    り回転するケースと、このケースの一端側からケース内
    に挿入されケースと同軸回転する第1のシャフトと、前
    記ケースの他端側からケース内に挿入されケースと同軸
    回転する第2のシャフトと、前記第1のシャフトの外周
    に設けられ前記ケース内で第1のシャフトと共に回転す
    る第1のはす歯サイドギヤと、前記第2のシャフトの外
    周に設けられ前記ケース内で第2のシャフトと共に回転
    する第2のはす歯サイドギヤと、前記第1,第2のはす
    歯サイドギヤの外周に沿って所定の間隔をおいて前記ケ
    ースに形成された一対又は複数対の第1,第2の収容孔
    と、この第1の収容孔内に収容され前記第1のはす歯サ
    イドギヤと噛合う第1のはす歯ピニオンギヤと、前記第
    2の収容孔内に収容され前記第2のはす歯サイドギヤと
    噛合うと共に前記第1のはす歯ピニオンギヤと噛合う第
    2のはす歯ピニオンギヤとからなるデファレンシャル装
    置であって、 前記第1,第2のはす歯サイドギヤは、前記ケースの惰
    行回転状態の時にはす歯の形成方向の設定により生ず
    る、前記第1,第2のはす歯サイドギヤと第1,第2の
    はす歯ピニオンギヤとの噛合い反力によるスラスト力を
    受ける側としての、その軸方向一側部に、前記スラスト
    力に対向して前記第1,第2のはす歯サイドギヤを押圧
    する押圧部材を設けると共に、軸方向他側部は、押圧部
    材を介在させることなく当該サイドギヤ同士が対向する
    か、又は、夫々が前記ケースに対向するものであること
    を特徴とするデファレンシャル装置。
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