特許 7606387 差動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-17

(45)【発行日】2024-12-25

(54)【発明の名称】差動装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 48/22 20060101AFI20241218BHJP

   F16H 48/38 20120101ALI20241218BHJP

   F16H 48/20 20120101ALI20241218BHJP

【ＦＩ】

F16H48/22

F16H48/38

F16H48/20

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021059013

(22)【出願日】2021-03-31

(65)【公開番号】P2022155668

(43)【公開日】2022-10-14

【審査請求日】2024-02-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 宏臣

(72)【発明者】

【氏名】辻 太一

(72)【発明者】

【氏名】米田 毅

(72)【発明者】

【氏名】双木 勝之

(72)【発明者】

【氏名】高柳 龍也

(72)【発明者】

【氏名】神 義幸

(72)【発明者】

【氏名】薮崎 佑介

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５９－１０８８５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平９－４９５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平４－８８２４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ４８／２２

Ｆ１６Ｈ ４８／３８

Ｆ１６Ｈ ４８／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトに設けられ、前記ピニオンシャフトの中心軸線方向に互いに離間する、第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤと、
前記ピニオンシャフトに設けられ、前記中心軸線方向において前記第１ピニオンギヤと前記第２ピニオンギヤとの間で互いに隣接する、円筒状の第１制限部材および第２制限部材と、
を備え、
前記第１制限部材および前記第２制限部材は、互いに噛み合う第１カムおよび第２カムをそれぞれ含み、
前記第１制限部材および前記第２制限部材に対して反対方向の回転トルクが加えられるときに、前記第１カムおよび前記第２カムは、前記第１制限部材および前記第２制限部材に対して、前記中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力をそれぞれ発生させ、
前記第１制限部材は、前記第１ピニオンギヤに隣接して配置され、かつ、前記第１ピニオンギヤに対して回転方向に固定され、
前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間には、前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間に摩擦トルクを発生させる摩擦機構が設けられる、
差動装置。

【請求項2】

前記摩擦機構は、前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間に配置される少なくとも１枚の摩擦シートを含み、
前記少なくとも１枚の摩擦シートは、基材と、合成樹脂からなるバインダーと、を含む、
請求項１に記載の差動装置。

【請求項3】

前記摩擦機構は、前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間に配置される少なくとも１枚の金属製の皿バネを含む、請求項１に記載の差動装置。

【請求項4】

前記第１制限部材および前記第１ピニオンギヤの一方が、突起を含み、
前記第１制限部材および前記第１ピニオンギヤの他方が、前記突起と係合する溝を含む、
請求項１－３のいずれか１項に記載の差動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、差動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

車両では、例えば、左右の駆動輪の間の回転差を吸収するために差動装置が使用される。しかしながら、例えば、滑り易い道路において、駆動輪の一方が自由に回転し他方が道路と接触し続ける場合、差動装置は、自由に回転する駆動輪にトルクを伝達する。この場合、車両は、意図されたように走行することができない。したがって、車両の技術分野では、差動装置の差動動作を制限するための様々な構成が提案されている（ＬＳＤ（Limited-slip differential）とも称され得る）。

【0003】

例えば、特許文献１は、このような差動動作を制限する装置を開示している。この装置は、一対のピニオンギヤの間に、一対のスリーブを備える。一対のスリーブの係合部は、互いに噛み合うカムを含む。駆動輪の間のトルク差に応じて２つのピニオンギヤに反対方向の回転トルクが加わると、２つのスリーブにも反対方向の回転トルクが加わる。スリーブに反対方向の回転トルクが加わると、一対のカムによって、スリーブに対してピニオンシャフトの軸線方向に沿って反対方向のアキシャル力がそれぞれ加えられる。これらのアキシャル力によって、各ピニオンギヤがケースに押し付けられる。このような構成によって、各ピニオンギヤの回転が制限され、それによって、差動動作が制限される。各ピニオンギヤは、ピニオンギヤとケースとの間の摺動による焼き付きを防止するために油溝を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平９－４９５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の装置では、ピニオンギヤとケースとが摺動するため、上記のように、ピニオンギヤに（または、ケースに）油溝を設ける必要がある。また、ピニオンギヤおよびケースの接触面は、摺動を許容するように設計される必要がある。したがって、特許文献１の装置の設計は複雑になり得る。

【0006】

本発明は、上記の課題を考慮して、シンプルな構成で差動動作を制限することができる差動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】

【0007】

本発明の一態様に係る差動装置は、
ピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトに設けられ、前記ピニオンシャフトの中心軸線方向に互いに離間する、第１ピニオンギヤおよび第２ピニオンギヤと、
前記ピニオンシャフトに設けられ、前記中心軸線方向において前記第１ピニオンギヤと前記第２ピニオンギヤとの間で互いに隣接する、円筒状の第１制限部材および第２制限部材と、
を備え、
前記第１制限部材および前記第２制限部材は、互いに噛み合う第１カムおよび第２カムをそれぞれ含み、
前記第１制限部材および前記第２制限部材に対して反対方向の回転トルクが加えられるときに、前記第１カムおよび前記第２カムは、前記第１制限部材および前記第２制限部材に対して、前記中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力をそれぞれ発生させ、
前記第１制限部材は、前記第１ピニオンギヤに隣接して配置され、かつ、前記第１ピニオンギヤに対して回転方向に固定され、
前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間には、前記第２制限部材と前記第２ピニオンギヤとの間に摩擦トルクを発生させる摩擦機構が設けられる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、シンプルな構成で差動動作を制限することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る差動装置を示す概略的な断面図である。

【図2】図２は、図１中のＡ部の概略的な拡大図である。

【図3】図３は、実施形態に係る第１制限部材、第２制限部材および摩擦部材を示す概略的な側面図である。

【図4】図４は、他の実施形態に係る摩擦部材を示す概略的な側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料および数値等は、理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、明細書および図面において、実質的に同一の機能および構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0011】

図１は、実施形態に係る差動装置１を示す概略的な断面図であり、差動装置１を上方から示す。例えば、差動装置１は、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）、ガソリン自動車またはディーゼル自動車等の車両１００に搭載される。なお、矢印Ｆは、車両１００の前進方向を示し、矢印Ｂは、車両１００の後進方向を示し、矢印Ｒは、車両１００の右方向を示し、矢印Ｌは、車両１００の左方向を示す。

【0012】

差動装置１は、ハウジング３内に設けられる。ハウジング３には、不図示の動力源（例えば、エンジンまたはモータ）に接続されるシャフト５が設けられる。シャフト５は、動力源から伝達される駆動力により回転する。シャフト５の端部には、出力ギヤ５ａが設けられる。出力ギヤ５ａは、シャフト５と一体回転する。

【0013】

差動装置１は、ケース１０を備える。ケース１０は、軸受ＢＢを介してハウジング３に回転可能に支持される。ケース１０は、本体部１０ａと、フランジ部１０ｂとを含む。

【0014】

本体部１０ａは、概ね円筒形状を有し、ＬＲ方向に延在する中心軸線を有する。本体部１０ａは、ギヤ室１４を画定する。

【0015】

フランジ部１０ｂは、概ね円盤形状を有し、本体部１０ａと同心に配置される。すなわち、フランジ部１０ｂは、ＬＲ方向に延在する中心軸線を有する。フランジ部１０ｂは、本体部１０ａの外面から径方向外側に突出する。例えば、フランジ部１０ｂは、本体部１０ａの外面に一体形成される。

【0016】

フランジ部１０ｂには、上記の出力ギヤ５ａと噛み合うリングギヤ１２が取り付けられる。ケース１０は、シャフト５から出力ギヤ５ａおよびリングギヤ１２を介して入力される回転動力によって、ＬＲ方向に延在する軸線を中心にして回転する。

【0017】

本体部１０ａは、一対の貫通孔１０ｃを含む。一対の貫通孔１０ｃの中心軸線は、互いに一致し、本体部１０ａの中心軸線に垂直な方向（すなわち、ＦＢ方向）に延在する。貫通孔１０ｃには、ピニオンシャフト１６が挿入される。ピニオンシャフト１６の両端部は、貫通孔１０ｃに支持される。ギヤ室１４は、ピニオンシャフト１６の中央部を収容する。

【0018】

本体部１０ａは、ピン孔１０ｄを含む。ピン孔１０ｄは、本体部１０ａの中心軸線に平行な方向（すなわち、ＬＲ方向）に延在する。ピン孔１０ｄは、一方の貫通孔１０ｃ（図１において、上側の貫通孔１０ｃ）と交差しかつ連通する。ピン孔１０ｄは、ギヤ室１４に対して、径方向外側に形成される。

【0019】

ピニオンシャフト１６は、ピン孔１０ｄに対応する位置に、連通孔１６ａを含む。したがって、連通孔１６ａは、ピン孔１０ｄと連続する。ピン孔１０ｄおよび連通孔１６ａには、ピンＰが挿入される。ピンＰは、ピニオンシャフト１６の軸方向および回転方向の移動を規制する。

【0020】

ピニオンシャフト１６には、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂが設けられる。第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂは、ピニオンシャフト１６によって回転可能に支持される。第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂは、ギヤ室１４に収容される。

【0021】

第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂは、ピニオンシャフト１６の中心軸線に沿って互いに離間される。ピニオンシャフト１６には、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂの間に、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材２４が設けられる（詳しくは後述）。

【0022】

本体部１０ａは、一対の貫通孔１０ｅを含む。一対の貫通孔１０ｅの中心軸線は、互いに一致し、かつ、本体部１０ａの中心軸線に一致する。すなわち、貫通孔１０ｅの中心軸線は、ＬＲ方向に延在する。一対の貫通孔１０ｅには、それぞれサイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒが挿入される。サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒの各々は、貫通孔１０ｅに回転可能に支持される。サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒは、ギヤ室１４に収容される。

【0023】

サイドギヤ２０Ｌは、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに対して、本体部１０ａの中心軸線方向において一方側に配置され、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂと噛み合う。サイドギヤ２０Ｒは、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに対して、本体部１０ａの中心軸線方向において他方側に配置され、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂと噛み合う。

【0024】

サイドギヤ２０Ｌには、駆動輪シャフト２２Ｌが取り付けられる。駆動輪シャフト２２Ｌの中心軸線は、本体部１０ａの中心軸線と一致する。駆動輪シャフト２２Ｌは、サイドギヤ２０Ｌと一体回転する。同様に、サイドギヤ２０Ｒには、駆動輪シャフト２２Ｒが取り付けられる。駆動輪シャフト２２Ｒの中心軸線は、本体部１０ａの中心軸線と一致する。駆動輪シャフト２２Ｒは、サイドギヤ２０Ｒと一体回転する。駆動輪シャフト２２Ｌ、２２Ｒには、それぞれ不図示の車輪が設けられる。

【0025】

以上のような差動装置１では、動力源からの駆動力によってシャフト５および出力ギヤ５ａが一体回転されると、出力ギヤ５ａによってリングギヤ１２が回転される。リングギヤ１２が回転されると、ケース１０がリングギヤ１２と一体回転する。

【0026】

例えば、車両１００が直線的に走行する場合には、ピニオンシャフト１６、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂは、本体部１０ａの中心軸線周りに、ケース１０と一体回転する（公転）。第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂが本体部１０ａの中心軸線周りに公転すると、サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒが、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂと一体回転する。サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒが互いに一体回転すると、駆動輪シャフト２２Ｌ、２２Ｒが、サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒと一体回転する。したがって、左右の駆動輪が同じ回転数で回転する。

【0027】

例えば、車両１００が左または右に旋回する場合、左右の駆動輪（すなわち、駆動輪シャフト２２Ｌ、２２Ｒ）は、異なる回転数で回転する。駆動輪シャフト２２Ｌ、２２Ｒが異なる回転数で回転すると、サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒも異なる回転数で回転する。サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒが異なる回転数で回転すると、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂは、ピニオンシャフト１６を中心として反対方向に回転する。このような構成によって、サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒの間の回転差が第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂによって吸収され、これによって、トルクが各車輪に各々の回転数に応じて分配される。

【0028】

続いて、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材（摩擦機構）２４について詳細に説明する。

【0029】

図２は、図１中のＡ部の概略的な拡大図である。上記のように、ピニオンシャフト１６には、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂの間に、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材２４が設けられる。

【0030】

第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの各々は、円筒形状を有する。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、ピニオンシャフト１６の周りに同心に配置される。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの内径は、互いに一致（または、ほぼ一致）し、ピニオンシャフト１６の外径よりも僅かに大きい。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、ピニオンシャフト１６を中心に回転可能に配置される。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの外径は、駆動輪シャフト２２Ｌ，２２Ｒと接触しないように寸法決めされる。

【0031】

ピニオンシャフト１６の中心軸線方向における長さについて、例えば、第１制限部材２３ａは、摩擦部材２４および突起２３ｄ（詳しくは後述）の長さの分だけ、第２制限部材２３ｂよりも長い。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの長さは、これに限定されず、例えば、第２制限部材２３ｂが、第１制限部材２３ａよりも長くてもよい。ピニオンシャフト１６の中心軸線方向において、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、互いに隣接して配置される。ピニオンシャフト１６の中心軸線方向において、第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａに隣接して配置される。ピニオンシャフト１６の中心軸線方向において、第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間には、摩擦部材２４が配置される。ピニオンシャフト１６の中心軸線方向において、第１ピニオンギヤ１８ａ、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂ、摩擦部材２４および第２ピニオンギヤ１８ｂは、互いに接触するように寸法決めされる。したがって、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材２４の軸線方向の移動は、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂによって制限される。

【0032】

図３は、実施形態に係る第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材２４を示す概略的な側面図である。第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａ（図３において不図示）に対向する端面２３ｃに、１つまたは複数の突起２３ｄを含む。本実施形態では、第１制限部材２３ａは、２つの突起２３ｄを含む。他の実施形態では、第１制限部材２３ａは、単一の突起２３ｄまたは３つ以上の突起２３ｄを含んでもよい。２つの突起２３ｄは、第１制限部材２３ａの円周方向において、例えば１８０度、互いに離間して設けられる。

【0033】

図２を参照して、第１ピニオンギヤ１８ａは、上記の突起２３ｄと対応する位置に、溝１８ｃを含む。溝１８ｃは、突起２３ｄを受け入れるように構成される。したがって、第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａの回転方向において、第１ピニオンギヤ１８ａに対して固定される。すなわち、第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａと一体回転する。

【0034】

図３を参照して、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、互いに噛み合う第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆをそれぞれ含む。図３の右図に示されるように、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆは、反対方向の回転トルクがそれぞれ第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して加えられるときに、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して、ピニオンシャフト１６の中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力Ｆａをそれぞれ発生させるように、構成される。なお、図３の右図では、より良い理解のために、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの間の隙間が誇張されているが、実際の隙間はゼロであってもよい（または、極めて小さくてもよい）、何故ならば、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの軸線方向の移動は、上記のように、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂ（図３において不図示）によって制限されるからである。

【0035】

具体的には、第１カム２３ｅは、円周方向に沿って複数の突起２３ｇを含む。突起２３ｇの頂点と谷とを結ぶ縁２３ｈは、第１制限部材２３ａの中心軸線に対して傾斜している。例えば、縁２３ｈは直線形状を有する。本実施形態では、縁２３ｈの傾斜角度は４５度であるが、これに限定されない。他の実施形態では、縁２３ｈは曲線形状を有してもよい。

【0036】

第２カム２３ｆは、第１カム２３ｅに対して相補的な形状を有する。具体的には、第２カム２３ｆは、円周方向に沿って複数の突起２３ｉを含む。突起２３ｉの頂点と谷とを結ぶ縁２３ｊは、第２制限部材２３ｂの中心軸線に対して傾斜しており、かつ、第１制限部材２３ａの縁２３ｈに対応するように形成されている。例えば、縁２３ｊは直線形状を有する。本実施形態では、縁２３ｊの傾斜角度は４５度であるが、これに限定されない。他の実施形態では、縁２３ｊは曲線形状を有してもよい。

【0037】

第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、例えば鉄等の金属によって形成される。

【0038】

摩擦部材２４は、上記の第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆからのアキシャル力Ｆａに応じて、第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間に、摩擦トルク（摩擦力）を発生するように構成される。例えば、摩擦部材２４は、円環形状または円筒形状を有し、ピニオンシャフト１６の周りに同心に配置される。本実施形態では、摩擦部材２４は、本体２４ａと、２枚の摩擦シート２４ｂと、を含む。

【0039】

本体２４ａは、円環形状または円筒形状を有する。本体２４ａは、例えば鉄等の金属によって形成される。

【0040】

摩擦シート２４ｂは、本体２４ａの両端面に貼り付けられる。例えば、摩擦シート２４ｂは、パルプ繊維、アラミド繊維またはカーボン等を含む基材と、フェノール樹脂等の合成樹脂からなるバインダーと、を含む。例えば、摩擦シート２４ｂは、自動車に使用される湿式のクラッチフェーシングと同様に形成されてもよい。

【0041】

例えば、摩擦部材２４によってもたらされる第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間の最大静止摩擦トルクＴｍａｘは、例えば、本実施形態では２０Ｎ・ｍ程度に調整される。例えば、最大静止摩擦トルクＴｍａｘは、摩擦シート２４ｂの種類または面積等を変えることによって、調整可能である。例えば、最大静止摩擦トルクＴｍａｘは、左右の駆動輪（または、駆動輪シャフト２２Ｌ，２２Ｒ）の間のトルク差を徐々に増加させ、差動装置１が差動動作を開始するとき（すなわち、以下に示す第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂの間の相対回転の制限が解除されるとき）のトルク差を測定することによって、決定可能である。例えば、測定値が変動する場合には、最大静止摩擦トルクＴｍａｘは、それらの平均値であってもよい。

【0042】

続いて、差動装置１の動作について説明する。

【0043】

図１を参照して、例えば、車両１００が高速道路または橋等の道路を真っ直ぐ走行中に突然の横風を受ける場合、左右の駆動輪のうちの一方と地面との間の接触圧力が減少し、他方の駆動輪と地面との間の接触圧力が増加する。この場合、駆動輪シャフト２２Ｌ、２２Ｒに加わるトルク（すなわち、サイドギヤ２０Ｌ、２０Ｒに加わるトルク）は、互いに異なる。したがって、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに対して、反対方向の回転トルクが加わる。

【0044】

図２を参照して、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第１制限部材２３ａは、突起２３ｄおよび溝１８ｃの係合によって、回転方向に互いに固定される。また、回転トルクが最大静止摩擦トルクＴｍａｘ（本実施形態では、２０Ｎ）以下である場合、第２ピニオンギヤ１８ｂおよび第２制限部材２３ｂも、摩擦部材２４からの摩擦トルクによって、回転方向に互いに固定される。したがって、上記のように、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに対して反対方向の回転トルクが加わる場合、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して、反対方向の回転トルクがそれぞれ加えられる。

【0045】

図３を参照して、反対方向の回転トルクがそれぞれ第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して加えられると、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆの間の反作用によって、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して、ピニオンシャフト１６の中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力Ｆａがそれぞれ加えられる。

【0046】

図２を参照して、アキシャル力Ｆａ（図２において不図示）は、第２制限部材２３ｂから摩擦部材２４を介して、第２ピニオンギヤ１８ｂに加わる。したがって、アキシャル力Ｆａに起因する摩擦部材２４からの摩擦トルクによって、第２制限部材２３ｂ、摩擦部材２４および第２ピニオンギヤ１８ｂは、回転方向に互いにロックされる。また、上記のように、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂの軸線方向の移動は、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂによって制限されるため、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆの係合によって回転方向に互いにロックされる。さらに、第１制限部材２３ａおよび第１ピニオンギヤ１８ａは、突起２３ｄおよび溝１８ｃの係合によって回転方向に互いにロックされる。すなわち、第１ピニオンギヤ１８ａ～第２ピニオンギヤ１８ｂ間の全ての部品（第１ピニオンギヤ１８ａ、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂ、摩擦部材２４および第２ピニオンギヤ１８ｂ）が、回転方向に互いにロックされる。したがって、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに反対方向の回転トルクが加えられるが、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂの相対回転は、アキシャル力Ｆａに起因する摩擦部材２４からの摩擦トルクによって制限される。よって、差動動作が制限される。

【0047】

以上のように、差動装置１では、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに加わる回転トルクが最大静止摩擦トルクＴｍａｘ（本実施形態では、２０Ｎ・ｍ程度）以下である場合、すなわち、左右の駆動輪の間のトルク差が比較的小さい場合に、差動動作が制限される。したがって、例えば、車両１００が高速道路または橋等の道路を真っ直ぐ走行中に突然の横風を受ける等の左右の駆動輪の間のトルク差が比較的小さい状況において、差動装置１は、左右の駆動輪に対して均等にトルクを分配し続ける。したがって、走行安定性が向上される。

【0048】

第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに加わる回転トルクが最大静止摩擦トルクＴｍａｘを超えると、第２ピニオンギヤ１８ｂは摩擦部材２４からの摩擦トルクに打ち勝って、第１ピニオンギヤ１８ａに対して反対方向に回転を始める。したがって、差動装置１は、差動動作を開始する。

【0049】

以上のような差動装置１は、ピニオンシャフト１６と、ピニオンシャフト１６に設けられ、ピニオンシャフト１６の中心軸線方向に互いに離間する第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂと、ピニオンシャフト１６に設けられ、中心軸線方向において第１ピニオンギヤ１８ａと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間で互いに隣接する円筒状の第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂと、を備える。第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、互いに噛み合う第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆをそれぞれ含み、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して反対方向の回転トルクが加えられるときに、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆは、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して、ピニオンシャフト１６の中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力Ｆａをそれぞれ発生させる。第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａに隣接して配置され、かつ、第１ピニオンギヤ１８ａに対して回転方向に固定される。第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間には、第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間に摩擦トルクを発生させる摩擦部材２４が設けられる。このような差動装置１において、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂに反対方向の回転トルクが加わると（すなわち、左右の駆動輪の間にトルク差が生じると）、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆによって、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂに対して、ピニオンシャフト１６の中心軸線に沿って反対方向のアキシャル力Ｆａが加えられる。このアキシャル力Ｆａに起因する摩擦部材２４からの摩擦トルクによって、第２制限部材２３ｂ、摩擦部材２４および第２ピニオンギヤ１８ｂは、回転方向に互いにロックされる。また、第１制限部材２３ａおよび第２制限部材２３ｂは、第１カム２３ｅおよび第２カム２３ｆの係合によって、回転方向に互いにロックされる。さらに、第１制限部材２３ａは、第１ピニオンギヤ１８ａに対して回転方向に固定される。したがって、第１ピニオンギヤ１８ａ、第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂ、摩擦部材２４および第２ピニオンギヤ１８ｂの全てが、回転方向に互いにロックされ、差動動作が制限される。よって、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第２ピニオンギヤ１８ｂの間に第１制限部材２３ａ、第２制限部材２３ｂおよび摩擦部材２４を挿入するというシンプルな構成によって、差動動作を制限することができる。また、差動装置１では、第１ピニオンギヤ１８ａ～第２ピニオンギヤ１８ｂ間の部品によって、差動動作の制限が完結される。したがって、ケース１０の設計変更等の複雑な設計変更を回避することができる。

【0050】

また、差動装置１では、摩擦部材２４は、第２制限部材２３ｂと第２ピニオンギヤ１８ｂとの間に配置される少なくとも１枚の摩擦シート２４ｂを含み、少なくとも１枚の摩擦シート２４ｂは、基材と、合成樹脂からなるバインダーと、を含む。このような摩擦シート２４ｂとして、例えば、自動車に使用される簡単に入手可能なクラッチフェーシングを使用することができる。また、摩擦シート２４ｂが摩耗した場合には、摩擦シート２４ｂを簡単に交換することができる。

【0051】

また、差動装置１では、第１制限部材２３ａが、突起２３ｄを含み、第１ピニオンギヤ１８ａが、突起２３ｄと係合する溝１８ｃを含む。このような構成によれば、第１ピニオンギヤ１８ａおよび第１制限部材２３ａを別々に準備することができる。したがって、例えば、既存の車両１００の第１ピニオンギヤ１８ａに対して、単に、溝１８ｃを形成することによって、既存の車両１００に対して、本実施形態に係る差動装置１を容易に適用することが可能である。

【0052】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0053】

例えば、上記の実施形態では、摩擦機構として、摩擦シート２４ｂを含む摩擦部材２４が使用される。しかしながら、他の実施形態では、摩擦機構は、他の部品を含んでもよい。例えば、図４は、他の実施形態に係る摩擦部材２５を示す概略的な側面図である。この実施形態では、摩擦機構として皿バネ２５が使用される。皿バネ２５は、例えば鉄等の金属によって形成される。この実施形態では、皿バネ２５が金属製であることから、耐摩耗性が向上し得る。

【0054】

また、例えば、図３の実施形態では、摩擦部材２４は、本体２４ａと、２枚の摩擦シート２４ｂと、を含む。しかしながら、他の実施形態では、例えば、摩擦部材２４は、１枚の摩擦シート２４ｂのみを含んでもよく、この摩擦シート２４ｂは、例えば、第２制限部材２３ｂの端面または第２ピニオンギヤ１８ｂの端面に直接的に貼り付けられてもよい。さらに他の実施形態では、摩擦機構は、第２制限部材２３ｂの端面または第２ピニオンギヤ１８ｂの端面の少なくとも一方に直接的に形成された粗い表面であってもよい。

【0055】

また、例えば、上記の実施形態では、第１制限部材２３ａが突起２３ｄを含み、第１ピニオンギヤ１８ａが溝１８ｃを含む。しかしながら、他の実施形態では、第１ピニオンギヤ１８ａが突起を含んでもよく、第１制限部材２３ａがこの突起を受け入れる溝を含んでもよい。さらに他の実施形態では、第１制限部材２３ａおよび第１ピニオンギヤ１８ａは、一体に形成されてもよい。

【符号の説明】

【0056】

１ 差動装置
１６ ピニオンシャフト
１８ａ 第１ピニオンギヤ
１８ｂ 第２ピニオンギヤ
１８ｃ 溝
２３ａ 第１制限部材
２３ｂ 第２制限部材
２３ｄ 突起
２３ｅ 第１カム
２３ｆ 第２カム
２４ 摩擦部材（摩擦機構）
２４ｂ 摩擦シート
２５ 皿バネ（摩擦機構）
Ｆａ アキシャル力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】