JPH06239160A

JPH06239160A - フルタイム四輪駆動車両の差動装置

Info

Publication number: JPH06239160A
Application number: JP32045092A
Authority: JP
Inventors: Koshin Gan; 鴻森顔; Ryusho Sha; 龍昌謝
Original assignee: SHARYO KENKYU SOKUSHI CHIYUUSH; SHARYO KENKYU SOKUSHI CHIYUUSHIN; SHARYO KENKYU SOKUSHI CHUSHIN
Current assignee: SHARYO KENKYU SOKUSHI CHIYUUSH; SHARYO KENKYU SOKUSHI CHIYUUSHIN; SHARYO KENKYU SOKUSHI CHUSHIN
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1992-11-30
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】全体構造が簡単化しかつ機能が向上した四輪
駆動車両の差動装置の提供。【構成】遊星キャリヤＫを共用する２組のそれぞれ２
つの自由度をそなえた遊星歯車手段を設けて、そのうち
の第１の遊星歯車手段の太陽歯車ａとサイド歯車ｂの各
回転軸ａ１、ｂ１を、車両がカーブ走行する際に最大半
径および最小半径で回転する車輪に連結し、ならびにそ
のうちの第２の遊星歯車手段の太陽歯車ｃとサイド歯車
ｄの各回転軸ｃ１、ｄ１を他の両車輪に連結して、それ
ぞれ回転軸ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１により４つの各車輪
を個別に同時に駆動できるように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は四輪駆動車両の差動装置
に関する。さらに詳しくはとくに３つの自由度を備えた
フルタイム四輪駆動車両の差動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に車両がカーブを切るとき、回転半
径の相違により外側の車輪の走行距離は内側の車輪に比
べて長くなる。これによって生じる不都合をなくすた
め、通常、車両の左右両側の車輪のあいだに差動器を設
け、両側の車輪の回転半径が異なるばあいに各車輪がた
がいに異なる角速度で運動できるようにし、車両が円滑
にカーブできるようにしている。

【０００３】この種の従来の差動器の構造は、図１７に
示されるように、主として、キャリヤを駆動するための
内歯歯車Ｅとキャリヤとしての中空ハウジングＦとが一
体に同期回転できるように連結され、前記ハウジングＦ
内に大きさが等しい一対のサイド歯車Ｇ、Ｇ２が同心状
に軸支され、かつサイド歯車Ｇ、Ｇ２の外側に回転軸Ｇ
１、Ｇ１２が延伸されて両側の車輪に連結され、ならび
に前記ハウジングＦ内に回転軸Ｇ１、Ｇ１２と垂直方向
に前記両輪のサイド歯車Ｇ、Ｇ２と咬合する一対の差動
歯車Ｈ、Ｈ２が軸装されたものである。

【０００４】そして、エンジンから減速機構をへて出力
された動力は伝動軸Ｉおよび伝動歯車Ｉ１をへて内歯歯
車ＥおよびハウジングＦを駆動し、かつ差動歯車Ｈ、Ｈ
２を介して前記両側のサイド歯車Ｇ、Ｇ２を駆動して、
両側の車輪を駆動する。たとえば車両がカーブを切ると
きに内側の車輪が外側の車輪に比べて大きい抵抗力を受
ける。このときエンジンからの動力はその分だけ差動器
を介して外側の車輪に伝動される。したがって外側の車
輪の回転が速くなり、比較的大きい回転半径のカーブで
もマッチして車両を円滑にカーブさせることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この種の差動
器は前後いずれかの２輪を回転させるいわゆる２つの自
由度を有するのみで、一般の二軸を駆動する車両には使
用できる。しかし、四輪駆動車両では四つの車輪にそれ
ぞれ動力を伝達するもので、四つの車輪とも差動器を介
して駆動させる必要がある。それゆえ、現在知られてい
るフルタイム４×４四輪駆動車両（たとえば、ジープな
どの小型四輪駆動車、四輪駆動ライトバン、リムジンな
ど）の動力伝達は、一般に中央、前軸および後軸などの
３つの伝動器を備えるように設計され、差動装置全体が
４つの自由度を有するようにし、同時に４つの車輪をそ
れぞれ異なる速度で回転させることができる。

【０００６】しかし、このように多数の差動器によって
組み立てられた伝動機構は比較的複雑である。しかもい
ずれか１つの車輪がスリップするか、または前後それぞ
れ１つの車輪がスリップして動力が失効するのを防ぐた
め、いわゆるノースリップデフと言われる鎖状装置をそ
の中央または前後軸の差動器に付設する必要があるの
で、差動装置全体がさらに複雑になる。

【０００７】一方、６×４双後軸四輪駆動車両（たとえ
ば、双後軸大型トラックなど）は、現在のところほとん
どが両車輪軸にそれぞれ１個の差動器を備えるよう設計
されている。また、両車輪の間にさらに別の差動器を付
加したものもある。しかも、いずれか１つの車輪あるい
は前後のそれぞれ１つの車輪がスリップして動力の失効
現象が生じるのを防ぐため、各差動器にもそれぞれ鎖錠
装置を付設する必要があるので、このような差動装置も
前述と同様に比較的複雑になる。

【０００８】叙上の問題点に鑑み、本発明は、全体の構
造を簡単化しかつ動力の伝達機能を向上させたフルタイ
ム四輪駆動車両の差動装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の差動装置は、エ
ンジンに取り付けられた変速機の伝動軸の出力端に咬合
する内歯歯車と中空ハウジングとを一体にして車軸周り
を回転する共用の遊星キャリヤが形成され、前記ハウジ
ング内部に前記遊星キャリヤを共用する２組の遊星歯車
手段が左右対称で、かつ同心状に軸支され、前記遊星歯
車手段のうちの第１の遊星歯車手段の第１の太陽歯車お
よびサイド歯車の各回転軸は、車両がカーブする際に最
大半径および最小半径で回転するように車輪に連結さ
れ、ならびに前記遊星歯車手段のうちの第２の遊星歯車
手段の太陽歯車およびサイド歯車の各回転軸は他の両車
輪に連結され、それぞれ回転軸により四つの車輪を個別
に同時に駆動できるように構成される。

【００１０】そして前記差動装置は、前記第１の遊星歯
車手段の遊星歯車セット両側に咬合する太陽歯車および
サイド歯車の回転軸が、それぞれ前記ハウジング両側壁
より伸出させられて車両の右前輪および左後輪に連結さ
れ、前記第２の遊星歯車手段の遊星歯車セット両側に咬
合する太陽歯車およびサイド歯車の回転軸がそれぞれ前
記ハウジング両側壁より伸出させられて車両の左前輪お
よび右後輪に連結されて、４×４車両に使用されるのが
好ましい。

【００１１】また、前記差動装置は、前記第１の遊星歯
車手段の太陽歯車およびサイド歯車の回転軸がそれぞれ
前記ハウジング両側壁より伸出させられて車両の右中間
車輪および左後輪に連結され、前記第２の遊星歯車の太
陽歯車およびサイド歯車の回転軸がそれぞれ前記ハウジ
ング両側壁より伸出させられて車両の左中間車輪および
右後輪に連結され、６×４双後輪車両に使用されるのが
好ましい。

【００１２】さらに、前記差動装置は、前記第１の遊星
歯車手段の太陽歯車およびサイド歯車の回転軸が前記ハ
ウジング両側壁より伸出させられて右外輪および左外輪
に連結され、前記第２の遊星歯車手段の太陽歯車および
サイド歯車の回転軸がそれぞれ前記ハウジング両側壁よ
り伸出させられて右内輪および左内輪に連結され、６×
４単一後軸車両に使用されるのが好ましい。

【００１３】さらに、前記差動装置は、前記遊星キャリ
ヤを共用する前記２組の遊星歯車手段が、大小二重に囲
うごとく接合され、あるいは、前記各遊星歯車手段およ
びサイド歯車が、ウォームおよびウォーム歯車で構成さ
れるのが好ましい。

【００１４】

【作用】本発明のフルタイム四輪駆動車両の差動装置
（以下、差動装置とよぶ）では、２組の２つの自由度を
有する遊星歯車手段が、エンジンからの動力が伝達され
る内歯歯車と中空ハウジングとで形成された遊星キャリ
ヤを共用するように連結されている。そのうちの第１の
遊星歯車手段の太陽歯車およびサイド歯車の各回転軸
が、車両がカーブする際に最大半径および最小半径で回
転する車輪に連結されている。そして、第２の遊星歯車
手段の太陽歯車およびサイド歯車の各回転軸が他の両車
輪に連結されている。

【００１５】このように、１組の３つの自由度を備えた
差動装置として組み立てられているので、四輪駆動車両
の各車輪は個別に同時に駆動され、いずれの車輪が空転
もしくはスリップしてもその他の車輪にはなお動力が伝
達される。さらに顕著なばあい、たとえば右前輪と左後
輪または左前輪と右後輪が同時に空転してもなおその他
の両側の車輪で継続的に運行できるので、同じ側の前後
の車輪が同時に宙に浮かない限り（この情況は、車両が
転覆したことを意味する）常時、動力は車輪に伝達され
る。

【００１６】そして、前記第１の遊星歯車手段の遊星歯
車セット両側に咬合する太陽歯車およびサイド歯車の回
転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁より伸出させられ
て車両の右前輪および左後輪に連結され、前記第２の遊
星歯車手段の遊星歯車セットに咬合する太陽歯車および
サイド歯車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁よ
り伸出させられて車両の左前輪および右後輪に連結され
ることにより、４×４車両に使用される。

【００１７】また、前記第１の遊星歯車手段の太陽歯車
およびサイド歯車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両
側壁より進出させられて車両の右中間車輪および左後輪
に連結され、前記第２の遊星歯車の太陽歯車およびサイ
ド歯車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁より伸
出させられて車両の左中間車輪および右後輪に連結され
ることにより、６×４双後輪車両に使用される。

【００１８】さらに、前記第１の遊星歯車手段の太陽歯
車およびサイド歯車の回転軸は前記ハウジング両側壁よ
り伸出させられて右外輪および左外輪に連結され、前記
第２の遊星歯車手段の太陽歯車およびサイド歯車の回転
軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁より伸出させられて
右内輪および左内輪に連結されることにより、６×４単
一後軸車両に使用される。

【００１９】しかも、前記遊星キャリヤを共用する前記
２組の遊星歯車手段を、大小２組に二重に囲むように接
合するか、または前記各遊星歯車手段およびサイド歯車
を、ウォームおよびウォーム歯車で構成すれば、前記の
ような種々の四輪駆動車輌に適用でき、同様な効果を備
えた様々な態様に組立て、使用することができる。

【００２０】この発明の上記またはその他の目的、特徴
および利点は、図面を参照しての以下の実施例の詳細な
説明から一層あきらかとなろう。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の差動装置の実施例を図面を参
照しながら説明する。

【００２２】図１は本発明における差動装置の一実施例
を示す構造説明図、図２は４×４四輪駆動車両のカーブ
走行時における車輪の走行軌跡説明図、図３は６×４双
後軸四輪駆動車両のカーブ走行時における車輪の走行軌
跡説明図、図４は６×４単一後軸四輪駆動車両のカーブ
走行時における車輪の走行軌跡説明図、図５は本発明の
他の実施例における差動装置の説明図、図６は図１の差
動装置を４×４駆動車両に適用した説明図、図７は図５
の差動装置を４×４駆動車両に適用した説明図、図８は
図１の差動装置を６×４双後軸車両に適用した説明図、
図９は図５の差動装置を６×４双後軸車両に適用した説
明図、図１０は図１の差動装置を６×４単一後軸車両に
適用した説明図、図１１は図５の差動装置を６×４単一
後軸車両に適用した説明図、図１２は本発明におけるさ
らに他の実施例における差動装置を４×４駆動車両に適
用した説明図、図１３は図１２の差動装置を設計変更し
た実施例の説明図、図１４は本発明におけるさらに他の
実施例における差動装置を６×４双後軸車両に適用した
説明図、図１５は本発明におけるさらに他の実施例にお
ける差動装置を６×４単一後軸車両に適用した説明図、
図１６は図１５の差動装置を設計変更した実施例の説明
図である。

【００２３】図１に示されるように、本発明の差動装置
は、以下のように構成される。

【００２４】すなわち、エンジンの動力を伝達する内歯
歯車と、前記内歯歯車と連結した中空ハウジングとで共
用の遊星キャリヤＫが形成され、前記ハウジング内に一
対の遊星歯車セットＰ１、Ｐ２（各セットとも２個ある
いは３個の小遊星歯車を備えている）がそれぞれ適所に
設けられ、前記両遊星歯車セットＰ１、Ｐ２が前記遊星
キャリヤＫを共用している。そして、そのうちの１組の
遊星歯車セットＰ１は、中心の太陽歯車ａに咬合して回
転すると共に内歯歯車でなるサイド歯車ｂにも咬合する
ように設けられ、また他の１組の遊星歯車セットＰ２
は、他方の太陽歯車ｃに咬合して回転し、かつ他の内歯
歯車によって形成されたサイド歯車ｄにも咬合するよう
に設けられている。前記両方の太陽歯車ａ、ｃは互いに
干渉せず、かつ一方の太陽歯車ａの回転軸ａ１はサイド
歯車ｄの回転軸ｄ１内に挿通されて外側に延びている。
そして、他方の太陽歯車ｃの回転軸ｃ１はサイド歯車ｂ
の回転軸ｂ１内に挿通されて外側に延伸している。これ
ら回転軸ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１のそれぞれ延伸端が車
両の４つの車輪に連結され各自駆動できるようになって
いる。さらに、前記遊星キャリヤＫと太陽歯車ａ、サイ
ド歯車ｂ、および遊星歯車セットＰ１から一組の２つの
自由度を有する第１の遊星歯車手段が形成され、また、
前記遊星キャリヤＫは太陽歯車ｃ、サイド歯車ｄ、およ
び遊星歯車セットＰ２とでもう一組の２つの自由度を有
する第２の遊星歯車手段を形成している。すなわち、両
方の遊星歯車手段は前記遊星キャリヤＫを共用し、かつ
前記遊星キャリヤＫがエンジンの出力端と連結している
ので同一の動力源が伝達されうる。そのうち、第１の遊
星歯車手段の太陽歯車ａおよびサイド歯車ｂの回転軸ａ
１、ｂ１はそれぞれ車両の右側前輪および左側後輪に連
結され、第２の遊星歯車手段の太陽歯車ｃおよびサイド
歯車ｄの回転軸ｃ１、ｄ１はそれぞれ車両の左側前輪お
よび右側後輪に連結される。

【００２５】かかる点で、差動器の両サイド歯車の回転
軸を必ず両前輪または両後輪に連結する従来の基本方式
と相違している。

【００２６】前記両方の太陽歯車ａ、ｃは、前記両方の
遊星歯車手段において、実質上それぞれサイド歯車ｂ、
ｄに相対するもう一方のサイド歯車を形成するものであ
る。したがって、差動装置全体の中で、前記遊星キャリ
ヤＫと４つのサイド歯車ａ、ｂ、ｃ、ｄとの間の角速度
ωの関係はつぎのとおりになる。

【００２７】 ω_K＝（ω_a−ξ_baω_b）／（１−ξ_ba）・・・・・（Ｉ） ω_K＝（ω_c−ξ_dcω_d）／（１−ξ_dc）・・・・・（ＩＩ）そのうち、ξ_baはサイド歯車ｂの太陽歯車ａに対するト
レーンバリュー（歯車セット減速比の逆数）である。設
計上、必ず４つの車輪が同時に右あるいは左にカーブす
ることを考慮しなければならないので、ξ_baはξ_dcと等
しくする必要がある。すなわちξ_ba＝ξ_dc＝ξとする
と、前式（Ｉ）と（ＩＩ）から（ω_a−ξω_b）＝（ω_c−ξω_d）・・・・・・・（ＩＩＩ）をうる。

【００２８】また、一般に角速度は必ず回転半径と正比
例になるのだから、前式（ＩＩＩ）はつぎのように表す
ことができる。

【００２９】（Ｒ₁−ξＲ₄）＝（Ｒ₃−ξＲ₂）・・・・・・（ＩＶ）この方程式（ＩＶ）が本発明の設計理念における運動軌
跡に対する拘束条件である。したがって、適当なトレー
ンバリューを選択し、あるいは新たにホイールベース
（車両軸距）および前、後車輪のそれぞれの間隔を設計
し直すと、差動装置全体は本発明の設計理念の運動軌跡
に対する要求を満足させることができる。

【００３０】たとえば、図２に示すフルタイム４輪駆動
車両の運転状態のごとく、その車両軸距Ｘおよび前、後
車輪のそれぞれ間隔Ｙ₁、Ｙ₂をＸ＝２．７ｍ、Ｙ₁＝
１．５２ｍ、Ｙ₂＝１．５２４ｍとすると、車両が最小
回転半径でカーブを切る時、各車輪の回転半径はそれぞ
れＲ₁＝５．７ｍ、Ｒ₂＝５．０２２ｍ、Ｒ₃＝４．２
４ｍ、Ｒ₄＝３．４９８ｍとなる。前記４×４四輪駆動
車両がカーブするとき、両前輪と両後輪とのそれぞれ軌
跡半径の和が等しくなく、それぞれ１０．１２ｍと８．
５２ｍである。それゆえ、従来では前輪と後輪との間に
差動器を取り付けるほか、さらに中央部位に差動器を設
けて前記原因の悪影響を消去していたが、このような装
置は明らかに複雑である。しかし本発明の設計を利用す
れば簡単化することができる。すなわち、（Ａ）車両軸
距および前、後車輪のそれぞれ間隔を変えずに、適当な
トレーンバリューを選択すればよく、差動装置の車輪運
動軌跡に対する要求を満足させることができる；もしＲ
₁＝５．７ｍ、Ｒ₂＝５．０２２ｍ、Ｒ₃＝４．４２ｍ
およびＲ₄＝３．４９８ｍなどを前記方程式（ＩＶ）に
代入すればトレーンバリューがえられる。

【００３１】ξ_ba＝ξ_dc＝−０．８４この設計は、最小回転半径を考慮した結果ではあるが、
その他の比較的大きい回転半径についても、方程式（Ｉ
ＩＩ）左右両項の誤差は１％より小さく、この誤差は取
るに足らない大きさといえる。

【００３２】（Ｂ）ξ_baおよびξ_dcを変えずに、適当に
車両軸距および前、後車輪のそれぞれ間隔を選択しても
よく、同様に差動装置の車輪運動軌跡に対する要求を満
足させることができる。

【００３３】たとえば、もしξ_ba＝ξ_dc＝−１であると
すれば、軸距（Ｘ）＝２．７ｍ、前車輪の間隔（Ｙ）＝
１．６６ｍ、後車輪の間隔（Ｙ）＝１．４ｍの条件の下
で、現在の車両データの中から、Ｒ₁＝５．７６２ｍ、
Ｒ₂＝４．９６ｍ、Ｒ₃＝４．３６７ｍ、Ｒ₄＝３．５
６ｍがえられる。したがって、（Ｒ₁−ξＲ₄）＝５．７６２−（−３．５６）＝９．
３２２および（Ｒ₃−ξＲ₂）＝４．３６７−（−４．９６）＝９．
３２７がえられる。

【００３４】この２つの値の誤差はわずかに約０．５％
でかなり小さく、車両の回転半径が変化してもこの２つ
の値の誤差は常に１％より小さく、取るに足らない大き
さである。それゆえ、本発明の３つの自由度を備えた１
個の差動装置は、従来の２つの自由度を備えた３個の差
動器によって組み立てられた差動装置にとって変わるこ
とができる。

【００３５】一方、図３に示すように、６×４双後軸４
輪駆動車両がカーブ走行するとき、そのＲ₁＝Ｒ₂、か
つＲ₃＝Ｒ₄であるから、後方の両車輪軸で１個の差動
器を共用するように設計できる。しかし、従来では、差
動装置は両車輪軸にそれぞれ１個の差動器を設け、両車
輪管にさらに１個の差動器を付設しているのである。

【００３６】したがって、本発明の設計理念を利用すれ
ば、差動装置は、前記図１で示したものと同じく、２個
の２つの自由度を有する遊星歯車手段を接合して構成し
たものとなる。そのうち、遊星キャリヤＫはエンジン動
力源の伝動軸と連結している。

【００３７】また、第１の遊星歯車手段のサイド歯車
ａ、ｂはそれぞれ右側中間車輪と左側後輪に連接し、第
２の遊星歯車手段のサイド歯車ｃ、ｄはそれぞれ左側中
間車輪と右側後輪に連接している。この設計は前記４×
４駆動車両と同じであるが、運動軌跡の条件を満足する
ために、そのξ_daは必ずξ_cbと等しくかつ−１であるこ
とが必要である。

【００３８】また、従来から通常よく見かける単一後軸
四輪駆動車両のなかに、その後方車輪に４つの車輪が取
り付けられたものがあるが、実際には、その右側両車輪
と左側両車輪はそれぞれ一体になっている。したがっ
て、両車輪で駆動しているように考えられ４つの車輪が
各自に駆動するのではない。もし本発明の設計理念を利
用すれば、真実の６×４単一後軸四輪駆動車両に形成す
ることができる。

【００３９】たとえば、図４に示すように、前記６×４
単一後軸四輪駆動車両は、その単一後軸の両側部に４つ
の回転半径Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃がそれぞれ異なる車輪が取
り付けられている。

【００４０】そして、本発明の差動装置を利用するばあ
い、前述と同様に２個の２つの自由度を有する遊星歯車
手段を接合して差動装置が構成される。その構造は図５
に示すように、前記差動装置の内歯歯車およびハウジン
グで遊星キャリヤＫが構成されている。ハウジング内部
に二重に囲むように大小２個の遊星歯車手段が設けられ
ている。このものは、その内側の第１の遊星歯車セット
Ｐ１２を外側の第２の遊星歯車セットＰ２２で包囲する
ようにし、前記第１の遊星歯車セットＰ１２両側にそれ
ぞれサイド歯車ａ２、ｂ２が咬合されて、前記２つの遊
星歯車セットＰ２２両側にもそれぞれサイド歯車ｃ２、
ｄ２が咬合されている。そしてサイド歯車ａ２の回転軸
ａ１２はサイド歯車ｃ２の回転軸ｃ１２に内挿されて外
向きに伸出され、一方サイド歯車ｂ２の回転軸ｂ１２も
サイド歯車ｄ２の回転軸ｂ１２に内挿されて外向きに伸
出される。各回転軸ａ１２、ｂ１２、ｃ１２、ｄ１２の
それぞれ伸出端は車両後方の４つの車輪にそれぞれ連結
されている。

【００４１】すなわち前記差動装置全体は、遊星キャリ
ヤＫがエンジンの動力を伝達する伝動軸に連結され、２
つの自由度を有する前記第１の遊星歯車手段の両方のサ
イド歯車ａ２、ｂ２の回転軸ａ１２、ｂ１２がそれぞれ
右外車輪と左外車輪に連結され、一方２つの自由度を有
する前記第２の遊星歯車手段の両サイド歯車ｃ２、ｄ２
の回転軸ｃ１２、ｄ１２がそれぞれ右内車輪と左内車輪
に連結されている。かかる構成から、前記６×４単一後
軸四輪駆動車両の同じ側の内外の車輪へそれぞれ各自に
動力を伝達でき、それとともに、その両側の内外の車輪
間の距離をやや大きくすることができる。そのため車両
の路面に対する圧力を比較的軽減しうるという優位点を
具備させることになる。

【００４２】なお、車両がカーブするとき、そのそれぞ
れの車輪の回転半径にＲ₁＋Ｒ₄＝Ｒ₂＋Ｒ₃の関係が
あるので、ξ_daとξ_cbが等しくかつ−１にも等しいこと
が要求される。

【００４３】一方、本発明の前記実施例を各種異なるタ
イプの四輪車両の駆動システムに連結するばあい、以下
のように差動装置は構成される。

【００４４】４×４四輪駆動車輪、たとえばジープ、四
輪駆動ライトバン、リムジンなどに使用するばあい、図
６に示されるような構成によって駆動することができ
る。

【００４５】すなわち、エンジン１から出力された動力
が、変速装置２をへて本発明の差動装置３に伝達される
と、まず遊星キャリヤ３０を駆動し、つぎに、下記の４
つのコース（１）、（２）、（３）、（４）に分力され
てそれぞれの車輪に伝達される。

【００４６】（１）遊星キャリヤ３０→遊星歯車３１→
太陽歯車３２→自在継手４０→駆動軸４１→自在継手４
２→右前輪４。

【００４７】（２）遊星キャリヤ３０→遊星歯車３１→
サイド歯車３３→かさ歯車３４→自在継手５０→駆動軸
５１→自在継手５２→かさ歯車５３→かさ歯車５４→自
在継手５５→駆動軸５６→自在継手５７→左後輪５。

【００４８】（３）遊星キャリヤ３０→遊星歯車３５→
太陽歯車３６→自在継手６０→駆動軸６１→自在継手６
２→左前輪６。

【００４９】（４）遊星キャリヤ３０→遊星歯車３５→
サイド歯車３７→かさ歯車３８→自在継手７０→駆動軸
７１→自在継手７２→かさ歯車７３→かさ歯車７４→自
在継手７５→駆動軸７６→自在継手７７→右後輪７。

【００５０】すなわち、前記４つの動力伝達コースによ
り同時に４つの車輪が駆動され、それぞれのコースで差
動効果が奏される。

【００５１】あるいは、図７に示される差動装置を用い
て駆動することもできる。

【００５２】すなわち、エンジン１の出力を、変速装置
２をへて本発明の差動装置に伝達すると、まず遊星キャ
リヤ８０を駆動し、つぎに下記の４つのコース（５）、
（６）、（７）、（８）によりそれぞれの車輪動力を伝
達する。

【００５３】（５）遊星キャリヤ８０→遊星歯車８１→
サイド歯車８２→平歯車８３→平歯車８４→自在継手４
０→駆動軸４１→自在継手４２→右前輪４。

【００５４】（６）遊星キャリヤ８０→遊星歯車８１→
サイド歯車８５→かさ歯車８６→自在継手５０→駆動軸
５１→自在継手５２→かさ歯車５３→かさ歯車５４→自
在継手５５→駆動軸５６→自在継手５７→左後輪５。

【００５５】（７）遊星キャリヤ８０→遊星歯車８７→
サイド歯車８８→自在継手６０→駆動軸６１→自在継手
６２→左前輪６。

【００５６】（８）遊星キャリヤ８０→遊星歯車８７→
サイド歯車８９→かさ歯車８９１→自在継手７０→駆動
軸７１→自在継手７２→かさ歯車７３→かさ歯車７４→
自在継手７５→駆動軸７６→自在継手７７→右後輪７。

【００５７】すなわち、これによっても４つの車輪の差
動効果を達成することができる。

【００５８】また、図６〜７で示される差動装置を、ジ
ープ、工作車または箱バンなど、一般にシャーシが比較
的高い四輪駆動車両に使用するばあいは、後車軸間の歯
車セットなどの伝動機構を省略して、後斜め向きに延伸
する駆動軸５１ａを設けて自在継手５０と自在継手５７
と連接し、並びに後斜め向きに延伸する駆動軸７１ａを
設けて自在継手７０と自在継手７７を連接して、直接左
後輪５および右後輪７を駆動することもでき、駆動機構
全体をより簡単化しうる。

【００５９】６×４双後軸四輪駆動車両、たとえば双後
軸大型トラックに使用するばあいは、図８のような差動
装置でそれぞれの車輪を個別に駆動することができる。

【００６０】エンジン１００から出力された動力を、変
速装置２００および自在継手２０１、駆動軸２０２、自
在継手２０３および小かさ歯車２０４などをへて、本発
明の差動装置３００に伝達すると、まず遊星キャリヤ３
０１を駆動し、つぎに下記の４つのコース（９）、（１
０）、（１１）、（１２）によりそれぞれ車輪に伝達さ
れる。

【００６１】（９）遊星キャリヤ３０１→遊星歯車３０
２、３０３→サイド歯車３０４→右中間車輪４００。

【００６２】（１０）遊星キャリヤ３０１→遊星歯車３
０２、３０３→サイド歯車３０５→かさ歯車３０６→自
在継手５０１→駆動軸５０２→自在継手５０３→かさ歯
車５０４→かさ歯車５０５→左後輪５００。

【００６３】（１１）遊星キャリヤ３０１→遊星歯車３
０７、３０９→サイド歯車３０８→左中間車輪６００。

【００６４】（１２）遊星キャリヤ３０１→遊星歯車３
０７、３０９→サイド歯車３１０→かさ歯車３１１→自
在継手７０１→駆動軸７０２→自在継手７０３→かさ歯
車７０４→かさ歯車７０５→右後輪７００。

【００６５】すなわち、この装置で双後軸駆動車両の後
方４つ車輪に差動機能を具備させることができる。

【００６６】また、図９に示されるような差動装置を用
いて下記のように４つの車輪をそれぞれ駆動してもよ
い。

【００６７】差動装置８００を、エンジン１００から出
力し、変速装置２００をへて伝達される動力により駆動
される小かさ歯車２０４に連結し、下記の４つのコース
（１３）、（１４）、（１５）により４つの車輪に動力
を伝達する。

【００６８】（１３）遊星キャリヤ８０１→遊星歯車８
０２→サイド歯車８０３→平歯車８０４→平歯車８０５
→右中間車輪４００。

【００６９】（１４）遊星キャリヤ８０１→遊星歯車８
０２→サイド歯車８０６→かさ歯車８０７→自在継手５
０１→駆動軸５０２→自在継手５０３→かさ歯車５０４
→かさ歯車５０５→左後輪５００。

【００７０】（１５）遊星キャリヤ８０１→遊星歯車８
０８→サイド歯車８０９→左中間車輪６００。

【００７１】（１６）遊星キャリヤ８０１→遊星歯車８
０８→サイド歯車８１０→かさ歯車８１１→自在継手７
０１→駆動軸７０２→自在継手７０３→かさ歯車７０４
→かさ歯車７０５→右後輪７００。

【００７２】すなわち、同様に双後軸四輪駆動車両に差
動効果を付与することができる。

【００７３】６×４単一後軸四輪駆動車両、たとえば単
一後軸大型トラックに使用するばあい、差動装置を図１
０に示すように、エンジン１００の動力は変速装置２０
０およびかさ歯車２０４をへて差動装置９００に伝達さ
れ、そして下記の４つのコース（１７）、（１８）、
（１９）、（２０）に分別されて各車輪に伝達される。

【００７４】（１７）遊星キャリヤ９０１→遊星歯車９
０２、９０３→サイド歯車９０４→右外輪４１０。

【００７５】（１８）遊星キャリヤ９０１→遊星歯車９
０２、９０３→サイド歯車９０５→左外輪５１０。

【００７６】（１９）遊星キャリヤ９０１→遊星歯車９
０６、９０７→サイド歯車９０８→右内輪６１０。

【００７７】（２０）遊星キャリヤ９０１→遊星歯車９
０６、９０７→サイド歯車９０９→左内輪７１０。

【００７８】または、図１１に示されるように、ハウジ
ング内部に重畳包囲するように大小２個の遊星歯車手段
で差動装置を形成して、下記の４つのコース（２１）、
（２２）、（２３）、（２４）沿いに分かれて動力をそ
れぞれの車輪に伝達させてもよい。

【００７９】（２１）遊星キャリヤ９１１→遊星歯車９
１２→サイド歯車９１３→右外輪４１０。

【００８０】（２２）遊星キャリヤ９１１→遊星歯車９
１２→サイド歯車９１４→左外輪５１０。

【００８１】（２３）遊星キャリヤ９１１→遊星歯車９
１５→サイド歯車９１６→右内輪６１０。

【００８２】（２４）遊星キャリヤ９１１→遊星歯車９
１５→サイド歯車９１７→左内輪７１０。

【００８３】そうすれば、単一後軸四輪車両に差動機能
を備えさせることができる。

【００８４】前述の例は本発明の差動装置を、それぞれ
異なるタイプの四輪駆動車両に適用した例である。ま
た、本発明の差動装置はウォーム歯車またはウォームで
組み立てられた歯車セットで実施することもできる。た
とえば、図１２に示されるように差動装置３ａが形成さ
れて、図６で示される差動装置３に取って代わることが
できる。この差動装置３ａを取付けた４×４車両の動力
は次に示す４つのコース（２５）、（２６）、（２
７）、（２８）で各車輪に伝達される。

【００８５】（２５）遊星キャリヤ３０ａ→遊星交差ウ
ォームセット３１ａ、３２ａ、３３ａ→ウォーム歯車３
３１ａ→自在継手４０→駆動軸４１→自在継手４２→右
前輪４。

【００８６】（２６）遊星キャリヤ３０ａ→遊星交差ウ
ォームセット３１ａ、３２ａ、３３ａ→ウォーム歯車３
２１ａ→かさ歯車３２２ａ→自在継手５０→駆動軸５１
→自在継手５２→かさ歯車５３→かさ歯車５４→自在継
手５５→駆動軸５６→自在継手５７→左後輪５。

【００８７】（２７）遊星キャリヤ３０ａ→遊星交差ウ
ォームセット３４ａ、３５ａ、３６ａ→ウォーム歯車３
５１ａ→自在継手６０→駆動軸６１→自在継手６２→左
前輪６。

【００８８】（２８）遊星キャリヤ３０ａ→遊星交差ウ
ォームセット３４ａ、３５ａ、３６ａ→ウォーム歯車３
６１ａ→かさ歯車３６２ａ→自在継手７０→駆動軸７１
→自在継手７２→かさ歯車７３→かさ歯車７４→自在継
手７５→駆動軸７６→自在継手７７→右後輪７。

【００８９】この差動装置３ａは図１３に示されるよう
に設計変更することもできる。このものは、咬合する平
歯車が基部に設けられたウォームセットで形成された遊
星歯車で伝動するものである。

【００９０】図１４に示されるものは、前記図９に示さ
れる差動装置８００にとって代わりうるもう１つの差動
装置８００ａであって、これを取り付けた６×４双後軸
車両のエンジンの動力は下記の４つのコース（２９）、
（３０）、（３１）、（３２）をへて伝達される。

【００９１】（２９）遊星キャリヤ８０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット８
０２ａ、８０３ａ→ウォーム歯車８０４ａ→右中間車輪
４００。

【００９２】（３０）遊星キャリヤ８０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット８
０２ａ、８０３ａ→ウォーム歯車８０５ａ→かさ歯車８
５１ａ→自在継手５０１→駆動軸５０２→自在継手５０
３→かさ歯車５０４→かさ歯車５０５→左後輪５００。

【００９３】（３１）遊星キャリヤ８０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット８
０６ａ、８０７ａ→ウォーム歯車８０８ａ→左中間車輪
６００。

【００９４】（３２）遊星キャリヤ８０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット８
０６ａ、８０７ａ→ウォーム歯車８０９ａ→かさ歯車８
９１ａ→自在継手７０１→駆動軸７０２→自在継手７０
３→かさ歯車７０４→かさ歯車７０５→左後輪７００。

【００９５】また、図１５に示される差動装置９００ａ
は、図１０で示される差動装置９００に取って代わりう
るものである。これを取付けた６×４単一後軸車両のエ
ンジンの動力は下記の４つのコース（３３）、（３
４）、（３５）、（３６）に分別して伝達される。

【００９６】（３３）遊星キャリヤ９０１ａ→遊星交差
ウォームセット９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ→ウォー
ム歯車９０５ａ→右内輪６１０。

【００９７】（３４）遊星キャリヤ９０１ａ→遊星交差
ウォームセット９０２ａ、９０３ａ、９０４ａ→ウォー
ム歯車９０６ａ→左内輪７１０。

【００９８】（３５）遊星キャリヤ９０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット９
０７ａ、９７０ａ→かさ歯車９０８ａ→右外輪４１０。

【００９９】（３６）遊星キャリヤ９０１ａ→（基部に
互いに咬合する平歯車を備えた）遊星ウォームセット９
０７ａ、９７０ａ→かさ歯車９０９ａ→左外輪５１０。

【０１００】また、図１６に示されるように図１５の差
動装置９００ａの遊星交差ウォームセット９０２ａ、９
０３、９０４を、咬合する平歯車９０３ａを基部に設け
ているウォームセット９０２ａ、９０３ａ、９０４ａに
代えたものでもよい。

【０１０１】前記各実施例から次のようなことが分か
る。本発明の設計概念を運用変化して形成される実施例
はかなり多くあるが、ひとえに同じ理念に基づいてい
る。すなわち、１個の遊星キャリヤを共用する２個の２
つの自由度を有する遊星歯車手段を接合して、１個の３
つの自由度を有する差動装置を組み立てて構成し、かつ
そのうちの一方の遊星歯車手段の両側のサイド歯車を、
車両がカーブ走行するときの最大および最小回転半径で
走行する車輪に連結する。そして、他方の遊星歯車手段
の両側のサイド歯車をそれぞれその他の両方の車輪に連
接して、そのエンジンの動力を常に（右前／左後）と
（左前／右後）の斜向き交差方式で伝達駆動するのであ
る。

【０１０２】それが６×４単一後軸車両に使用されるば
あいは、（右外／左外）と（右内／左内）の内外別々に
伝動駆動する方式を取る。したがって、いずれかの車輪
が空転またはスリップしても、その他の各車輪は必然的
になおも動力が伝達される。さらに顕著な例として右前
輪および左後輪があるいは左前輪および右後輪が一緒に
空転しても、その他の両側の車輪により継続して走行す
ることができ、同じ側の前後の車輪（たとえば左前輪お
よび左後輪、または右前輪および右後輪）が同時に宙に
浮いたときに始めて動力が失効される。このような状態
は正常のドライブでは生じないものである。ちなみに、
同じ側の前後の車輪が同時に宙に浮くことは、通常車両
が転覆したことを意味し、もはや動力が必要でないとき
であろう。

【０１０３】

【発明の効果】前述のように、本発明は、新しい設計理
念により、従来の四輪駆動車両における三組の２つの自
由度を有する差動器を装備しなければならないものを簡
単化して、一組の３つの自由度を有する差動装置を装備
すれば四輪駆動車両の各車輪にそれぞれ個別に駆動力を
与えることができるようにしたので製造コストを低減
し、かつ差動装置に鎖錠装置を設けなくても、従来の四
輪駆動車両における中央および後軸差動器に鎖錠装置を
付設したと同様な効果を保たせることができるため、結
果的に動力の伝達機能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における差動装置の一実施例を示す構造
説明図である。

【図２】４×４四輪駆動車両のカーブ走行時における車
輪の走行軌跡説明図である。

【図３】６×４双後軸四輪駆動車両のカーブ走行時にお
ける車輪の走行軌跡説明図である。

【図４】６×４単一後軸四輪駆動車両のカーブ走行時に
おける車輪の走行軌跡説明図である。

【図５】本発明における他の実施例における差動装置の
説明図である。

【図６】図１の差動装置を４×４駆動車両に適用した説
明図である。

【図７】図５の差動装置を４×４駆動車両に適用した説
明図である。

【図８】図１の差動装置を６×４双後軸車両に適用した
説明図である。

【図９】図５の差動装置を６×４双後軸車両に適用した
説明図である。

【図１０】図１の差動装置を６×４単一後軸車両に適用
した説明図である。

【図１１】図５の差動装置を６×４単一後軸車両に適用
した説明図である。

【図１２】本発明におけるさらに他の実施例における差
動装置を４×４駆動車両に適用した説明図である。

【図１３】図１２の差動装置を設計変更した実施例の説
明図である。

【図１４】本発明におけるさらに他の実施例における差
動装置を６×４双後軸車両に適用した説明図である。

【図１５】本発明におけるさらに他の実施例における差
動装置を６×４単一後軸車両に適用した説明図である。

【図１６】図１５の差動装置を設計変更した実施例の説
明図である。

【図１７】従来の差動器の構造説明図である。

【符号の説明】

ａ第１の遊星歯車手段における太陽歯車ａ１太陽歯車ａの回転軸ｂ第１の遊星歯車手段におけるサイド歯車ｂ１サイド歯車ｂの回転軸ｃ第２の遊星歯車手段における太陽歯車ｃ１太陽歯車ｃの回転軸ｄ第２の遊星歯車手段におけるサイド歯車ｄ１サイド歯車ｄの回転軸Ｋ遊星キャリヤＰ１第１の遊星歯車手段における遊星歯車セットＰ２第２の遊星歯車手段における遊星歯車セット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに取り付けられた変速機の伝動
軸の出力端に咬合する内歯歯車と中空ハウジングとを一
体にして車軸周りを回転する共用の遊星キャリヤが形成
され、前記ハウジング内部に前記遊星キャリヤを共用す
る２組の遊星歯車手段が左右対称で、かつ同心状に軸支
され、前記遊星歯車手段のうちの第１の遊星歯車手段の
第１の太陽歯車およびサイド歯車の各回転軸は、車両が
カーブする際に最大半径および最小半径で回転する車輪
に連結され、ならびに前記遊星歯車手段のうちの第２の
遊星歯車手段の太陽歯車およびサイド歯車の各回転軸は
他の両車輪に連結され、前記回転軸により四つの車輪を
個別に同時に駆動できるようにしてなるフルタイム四輪
駆動車両の差動装置。
【請求項２】前記第１の遊星歯車手段の遊星歯車セッ
ト両側に咬合する太陽歯車およびサイド歯車の回転軸は
それぞれ前記ハウジング両側壁より伸出させられて車両
の右前輪および左後輪に連結され、前記第２の遊星歯車
手段の遊星歯車セットに咬合する太陽歯車およびサイド
歯車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁より伸出
させられて車両の左前輪および右後輪に連結され、４×
４車両に使用されるようにしてなる請求項１記載のフル
タイム四輪駆動車両の差動装置。
【請求項３】前記第１の遊星歯車手段の太陽歯車およ
びサイド歯車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁
より進出させられて車両の右中間車輪および左後輪に連
結され、前記第２の遊星歯車の太陽歯車およびサイド歯
車の回転軸はそれぞれ前記ハウジング両側壁より伸出さ
せられて車両の左中間車輪および右後輪に連結され、６
×４双後輪車両に使用されるようにしてなる請求項１記
載のフルタイム四輪駆動車両の差動装置。
【請求項４】前記第１の遊星歯車手段の太陽歯車およ
びサイド歯車の回転軸は前記ハウジング両側壁より伸出
させられて右外輪および左外輪に連結され、前記第２の
遊星歯車手段の太陽歯車およびサイド歯車の回転軸はそ
れぞれ前記ハウジング両側壁より伸出させられて右内輪
および左内輪に連結され、６×４単一後軸車両に使用さ
れるようにしてなる請求項１記載のフルタイム四輪駆動
車両の差動装置。
【請求項５】前記遊星キャリヤを共用する前記２組の
遊星歯車手段を、大小２組に二重に囲むように接合して
なる請求項１記載のフルタイム四輪駆動車両の差動装
置。
【請求項６】前記各遊星歯車手段およびサイド歯車
を、ウォームおよびウォーム歯車で構成してなる請求項
１記載のフルタイム四輪駆動車両の差動装置。