JP2004116594A - 差動制限装置 - Google Patents

Abstract

【課題】イニシャルトルク付与手段がなくても迅速に差動制限作用を解除できるコンパクトな差動制限装置を提供することを目的とする。
【解決手段】差動部材５、１間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材８、９を備える差動制限装置において、前記クラッチ部材８、９と軸方向に重複して差動制限力を解除する弾性部材１０、１１を配設したことを特徴とするもので、差動制限力の解除を迅速に行えて、カム作用に基づく多板の摩擦クラッチ部材の引きずりトルクの発生を有効に抑制できる弾性部材を配設しても装置の軸方向の嵩が肥大化することがなくコンパクトな差動制限装置が実現できる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材は多くの種類のものが使用されている。差動装置は、転向時に回転数に差がある内輪側と外輪側とに差動配分して駆動トルクを伝達するものとして古くから車両に採用されているが、左右輪で摩擦係数の異なる路面状態すなわちオフロード等の悪路走行時には、脱輪タイヤの空転スリップを引き起こすことから、差動装置における差動部材間の差動を制限して、一方のタイヤが脱輪して空転スリップしても、他方のタイヤに駆動力を発生させることにより悪路脱出を可能にした差動制限装置が提案された。
【０００３】
差動部材間に差動制限力を発生させる形態としては種々のものが採用されており、差動部材間を固定ロックするものもあるが、通常は、差動部材間に駆動力に応じた差動制限力を緩やかに発生させるものが主流を占めている。そのようなものの典型例として、差動部材間に摩擦クラッチ部材を配設したものがあり、比較的構造が簡単なことから、デフケースと差動制限力発生部材である加圧リング（プレッシャリング）との間に多板クラッチプレートから構成される摩擦クラッチ部材を配設したもの（例えば下記特許文献１参照）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特公昭３９−２９５１２号公報（公報第２頁左欄下から第１０行目〜右欄第１７行目）
【０００５】
前記特許文献１に記載された従来例のものについて図４を用いて簡単に説明すると、図４（Ａ）に示すように、直進走行時には、デフケース１５に伝達された図示外のエンジンからの回転駆動力は、デフケース１５の内周面に刻設されたラグ溝に軸方向にスライドのみ自在に装着された左右一対の加圧リング４６、４８がドライブ方向に回転することになるが、図４（Ｂ）に示すように、これら加圧リング４６、４８の対向面のカム面５０、５２間に配置されたピニオン軸３６との間のカム作用により、加圧リング４６、４８は路面抵抗を受ける差動歯車のピニオン軸３６に対して軸方向の外側に向いたスラスト力を受けて拡開し、デフケース１５と回転を共にするクラッチ板とサイドギヤ２４あるいは２６と回転を共にするクラッチ板とを交互に配設した多板の摩擦クラッチ部材（６０〜７０、７２〜７８）が締結される。これにより、差動装置は一体化して強力な駆動力により直進走行がなされる。
【０００６】
次に、車両の転向時、例えば右側に転向する場合について考察すると、右駆動軸３４に接続された右サイドギヤ２６よりも、左駆動軸３２に接続された左サイドギヤ２４の方が回転速度が大きいため、ピニオンギヤ４２、４４は自転しつつ公転して、前記多板の摩擦クラッチ部材へのスラスト力を解除し、デフケース１５からの駆動力を差動配分して左右の駆動軸３２および３４に駆動力を伝達する。なお、本従来例のものでは、前記サイドギヤ２４、２６の背面と加圧リング４６、４８との間にスラストワッシャ３０が介設されていて、多板の摩擦クラッチ部材へのイニシャルトルクを付与することにより、片輪浮上時等にあっても空転することなく適正に駆動力を伝達することができるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなイニシャルトルク付与タイプのものであれば、入力トルクが解除された場合に、加圧リング４６、４８におけるそれぞれのカム面５０、５２をピニオン軸３６から迅速に隔離することができるので、カム作用に基づく多板の摩擦クラッチ部材の引きずりが発生することがない。しかしながら、片輪浮上の虞れのない重車両等についてはイニシャルトルクを付与する必要がなく、構造の簡素化が図られている。
【０００８】
また、ＡＢＳ（アンチブレーキシステム）装備車両等については、イニシャルトルクの挙動がＡＢＳ制御に悪影響を与えないようにする必要がある等、イニシャルトルクを必要としない差動制限装置の需要がある。ところが、このようなイニシャルトルクを付与しないものでは、入力トルクが解除された場合に、加圧リング等の差動制限力発生部材におけるカム面をピニオン軸から迅速に隔離できず、カム作用に基づく多板の摩擦クラッチ部材の切断がされない引きずり現象が発生してしまい、差動走行に支障を来す虞れがあった。そのため、もし、イニシャルトルク付与手段を廃止したものにおいて、差動制限力を迅速に解除しようとすると、別途の解除手段の設置により装置が複雑かつ肥大化する虞れがあった。
【０００９】
そこで本発明では、上記従来の差動制限装置における課題を解決して、イニシャルトルク付与手段がなくても迅速に差動制限作用を解除できるコンパクトな差動制限装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、前記クラッチ部材と軸方向に重複して差動制限力を解除する弾性部材を配設したことを特徴とする。また本発明は、差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、差動制限力発生部材とデフケース内側面との間に差動制限力を解除する弾性部材を配設したことを特徴とする。また本発明は、前記弾性部材を、デフケース内周面に設けられた摩擦クラッチ部材におけるクラッチプレートの係合突起を係合する係合溝の中、クラッチプレートの係合突起が係合される係合部を除いた係合溝内に配設したことを特徴とする。また本発明は、前記摩擦クラッチ部材における軸方向の最外側のクラッチプレートを前記弾性部材とデフケース内側面との間に介設したことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。
【００１１】
【実施の形態】
以下本発明の差動制限装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１（Ａ）は本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示す全体の断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図、図２は図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。本発明の基本構成は、図１（Ａ）に示すように、差動部材間（図示の例では、左デフケース１Ａと左プレッシャリング４との間および右デフケース１Ｂと右プレッシャリング５との間）に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材８、９を備える差動制限装置において、前記クラッチ部材８、９と軸方向に（径方向から見て）重複して差動制限力を解除する弾性部材１０、１１を配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
以下に詳述する。本実施の形態のものは、デフケースの回転駆動力をカム機構を介してプレッシャリングへのスラスト力に変換して、プレッシャリングとデフケース内側面との間に配設された摩擦クラッチ部材に差動制限力を付与する差動制限装置（ＬＯＭタイプ）に適用された例である。デフケース１は、差動歯車装置を収容した右デフケース１Ｂと、該右デフケース１Ｂを蓋状に閉塞する左デフケース１Ａとが締結ボルト等により締結一体化して構成される。
【００１３】
右デフケース１Ｂの内周面には、後述するプレッシャリングおよび各摩擦クラッチ部材におけるクラッチプレートアウタを軸方向にスライド自在および回止めのための軸方向の係合溝１Ｃが複数個設けられる。この係合溝１Ｃの設置状態は図２に明瞭に示される。詳しくは後述するが、係合溝１Ｃは円周方向に等分に８個設けられており、これは、各クラッチプレートアウタ８Ａ（図２ではクラッチ部材８）における４つの係合突起の倍の数だけ設けられていることになる。
【００１４】
前記右デフケース１Ｂの内周面の係合溝１Ｃには、左右一対のプレッシャリング４、５における係合突起４Ｃ、５Ｃが係合されるとともに、これらプレッシャリング４、５のそれぞれの背面とデフケース１Ａ、１Ｂの内側面との間に配設された摩擦クラッチ部材８、９におけるクラッチプレートアウタ８Ａ、９Ａにおける外周側の各係合突起が係合される（図２も参照）。前記一対のプレッシャリング４、５は、回転軸に直交配置されたピニオン軸２を挟んだ形態にて配設され、図１（Ｂ）に示すように、それらの対向面にはカム面４Ａおよび５Ａが形成される。そして、前記クラッチプレートアウタ８Ａ、９Ａと軸方向に交互配列された摩擦クラッチ部材８、９における各クラッチプレートインナ８Ｂ、９Ｂは、左右のサイドギヤ６、７とそれぞれ回転を共にすべく、内周側の係合突起を各サイドギヤ６、７におけるボス部外周に設けられた軸方向の係合溝６Ｃ、７Ｃに軸方向にスライド自在に係合される。
【００１５】
本実施の形態のものは、前記ピニオン軸２がデフケース１に対して浮動状態にあり、デフケース１と一体回転するプレッシャリング４、５からの回転駆動力を前記プレッシャリングのカム面４Ａ、５Ａを介してピニオン軸２に伝達されるように構成されている。ピニオン軸２に伝達された駆動力は、該ピニオン軸２に軸支された複数のピニオンギヤ３と、これらピニオンギヤ３の左右両側から傘歯噛合する左右一対のサイドギヤ６、７とに差動配分されて伝達され、これらのサイドギヤ６、７に連結された図示省略の左右の駆動軸を回転駆動して車両の走行に供される。なお、ピニオン軸とプレッシャリングとの間にカム機構が設置されるなら、プレッシャリングが浮動状態に配設され、ピニオン軸がデフケースに固定されたタイプにも適用できることは言うまでもない。
【００１６】
本発明の最も特徴的な構成は、前記クラッチ部材８、９と軸方向に（径方向から見て）重複して差動制限力を解除する弾性部材１０、１１を配設したことである。図１の第１実施の形態のものでは、差動制限力発生部材であるプレッシャリング４、５とデフケース１Ａ、１Ｂ内側面との間に差動制限力を解除する弾性部材であるリターンスプリング１０、１１を配設した。そして、リターンスプリング１０、１１を、デフケース１Ｂ内周面に設けられた係合溝１Ｃの中、クラッチプレート８Ａ、９Ａの係合突起が係合される係合部を除いた係合溝１Ｃ内に配設したものである。
【００１７】
つまり、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である図２（摩擦クラッチ部材８のみが見えている）に示すように、デフケース１の内周面の８個の係合溝１Ｃの中、半分の４個を各クラッチプレートアウタ８Ａにおける外周部の係合突起の係合に使用して係合部とし、これら係合部間の係合溝１Ｃ内に４個のリターンスプリング１０を配置させたものである。図示の例では、図１（Ａ）にて明確なように、前記摩擦クラッチ部材８における軸方向の最外側のクラッチプレート８−Ｎを前記弾性部材１０とデフケース１Ａの内側面との間に介設したものである。すなわち、図２に戻って、他のクラッチプレートアウタ８Ａ群に対して、最外側のクラッチプレートアウタ８−Ｎを円周上の係合溝１Ｃ、１Ｃの間隔分（４５°）だけずらせて組み付けることにより、最外側のクラッチプレートアウタ８−Ｎの係合突起８Ｃのみをリターンスプリング１０の受座として利用するものである。
【００１８】
図３は本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す全体の断面図である。本実施の形態のものは、デフケースの回転駆動力を、傘歯噛合の噛合反力によって生じるピニオンギヤからサイドギヤへのスラスト力の変換により、サイドギヤとデフケース内側面との間に配設された摩擦クラッチ部材に差動制限力を付与する差動制限装置（ＴＬタイプ）に適用された例である。デフケース１は、ピニオン軸２を境にして２分割され、左デフケース１Ａには左サイドギヤ６および左摩擦クラッチ部材８が配設され、右デフケース１Ｂには右サイドギヤ７および右摩擦クラッチ部材９が配設される、これらの左右デフケース１Ａ、１Ｂとは適宜の締結ボルト等により締結一体化して構成される。
【００１９】
デフケース１の回転軸に直交してデフケース１に固定されたピニオン軸２に複数のピニオンギヤ３が軸支され、これらのピニオンギヤ３の左右両側から左右のサイドギヤ６、７が傘歯噛合して配設される。各サイドギヤ６、７の背面と左右のデフケース１Ａ、１Ｂとの間にはそれぞれ多板の摩擦クラッチ部材８、９が配設される。摩擦クラッチ部材８、９における各クラッチプレートアウタ８Ａ、９Ａ群は、それらの外周部の係合突起がデフケース１の内周面の係合溝１Ｃに係合してデフケース１と回転を共にし、摩擦クラッチ部材８、９における各クラッチプレートインナ８Ｂ、９Ｂ群は、それらの内周部の係合突起が各サイドギヤ６、７のボス部の外周面の係合溝６Ｃ、７Ｃに係合してサイドギヤ６、７と回転を共にする。本実施の形態のものも、図２に示したものと同様の形態にてデフケース１の内周面の係合溝１Ｃ内にリターンスプリング１０、１１が配設される。
【００２０】
本実施の形態のものでは、好適には、クラッチプレートアウタ８Ａ、９Ａ群の中、最内側のもの８−１および最外側のもの８−Ｎをその他のものと４５°ずらせて配置することにより、これらのものにおける係合突起がリターンスプリング１０、１１の両端部の座部として機能することができ、デフケースの内側面およびサイドギヤの背面にリターンスプリング端部のためにの表面処理の必要がなくなる。
【００２１】
以上本発明の実施例を述べてきたが、本発明の趣旨の範囲内にて、左右のデフケースの形状およびその接続形態、プレッシャリングの形状およびそのデフケースとの関連構成（プレッシャリングがデフケースと一体回転してピニオン軸が浮動形態にあるものの他、ピニオン軸がデフケースと一体でプレッシャリングが浮動形態にあってもよい）、ピニオン軸とプレッシャリングとの間のカム機構の形態、摩擦クラッチ部材の形状、形式（設計上許容されるなら多板に限らない）、係合溝の数を含む摩擦クラッチ部材におけるクラッチプレートのデフケースおよびサイドギヤへの係合形態、ピニオン軸の形状およびピニオンギヤの数、リターンスプリングの形状、形式、クラッチプレートによるリターンスプリング端部の保持形態（他のクラッチプレートに対して円周方向に回転してずらせて最外側のクラッチプレートの係合突起で保持するものの他、最内側のクラッチプレートも同様にずらせてリターンスプリングの他端部を保持させてもよいし、最外側のクラッチプレートのみにリターンスプリングに対応した係合突起をさらに形成してもよい。あるいは、全てのクラッチプレートの係合突起とデフケース内周面の係合溝とを過不足なく同数とし、少なくとも最外側のクラッチプレートのみを除いて他の全てのクラッチプレートの係合突起にリターンスプリングを貫通させる孔を穿設することもできる）等については適宜選定することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、前記クラッチ部材と軸方向に重複して差動制限力を解除する弾性部材を配設したことにより、差動制限力の解除を迅速に行えて、カム作用に基づく多板の摩擦クラッチ部材の引きずりトルクの発生を有効に抑制できる弾性部材を配設しても装置の軸方向の嵩が肥大化することがなくコンパクトな差動制限装置が実現できる。
【００２３】
また、差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、差動制限力発生部材とデフケース内側面との間に差動制限力を解除する弾性部材を配設したことにより、差動制限力の解除を迅速に行える弾性部材を配設するに際して、摩擦クラッチ部材を跨ぐ比較的大きなスペース内に弾性部材が配設できるので、弾性部材による差動制限力の解除の力の調整の自由度が大きくなり、設計がし易くなる。
さらに、前記弾性部材を、デフケース内周面に設けられた摩擦クラッチ部材におけるクラッチプレートの係合突起を係合する係合溝の中、クラッチプレートの係合突起が係合される係合部を除いた係合溝内に配設した場合は、同一規格にて比較的容易に設置した倍数の係合溝を準備するだけで、クラッチプレートの係合に使用した残りの係合溝をそのまま利用して弾性部材を配設できるので、低コストとなる。
【００２４】
さらにまた、前記摩擦クラッチ部材における軸方向の最外側のクラッチプレートを前記弾性部材とデフケース内側面との間に介設した場合は、最外側のクラッチプレートのみを他のプレートと回転方向にずらせる等して、比較的耐磨耗性等に優れるクラッチプレートを弾性部材の座部として活用できるのみならず、該最外側のクラッチプレートの厚みを選定することで、弾性部材のばね力を変更して差動制限力解除の応答性の調整も可能となる。
かくして、イニシャルトルク付与手段がなくても迅速に差動制限作用を解除できるコンパクトな差動制限装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の差動制限装置の第１実施の形態を示すもので、図１（Ａ）は全体の断面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ矢視平面図である。
【図２】同、図１（Ａ）のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の差動制限装置の第２実施の形態を示す全体断面図である。
【図４】従来の差動制限装置の全体断面図およびカム部拡大平面図である。
【符号の説明】
１　　　デフケース
１Ａ　　　左デフケース
１Ｂ　　　右デフケース
１Ｃ　　　係合溝
２　　　ピニオン軸
３　　　ピニオンギヤ
４　　　左プレッシャリング（差動制限力発生部材）
４Ａ　　　カム面
４Ｃ　　　係合突起
５　　　右プレッシャリング（差動制限力発生部材）
５Ａ　　　カム面
５Ｃ　　　係合突起
６　　　左サイドギヤ
６Ｃ　　　係合溝
７　　　右サイドギヤ
７Ｃ　　　係合溝
８　　　左クラッチ部材
８−１　　最内側クラッチプレート
８Ａ　　　クラッチプレートアウタ
８Ｂ　　　クラッチプレートインナ
８Ｃ　　　係合突起
８−Ｎ　　最外側クラッチプレート
９　　　右クラッチ部材
９−１　　最内側クラッチプレート
９Ａ　　　クラッチプレートアウタ
９Ｂ　　　クラッチプレートインナ
９−Ｎ　　最外側クラッチプレート
１０　　　左弾性部材
１１　　　右弾性部材

Claims (4)

1. 差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、前記クラッチ部材と軸方向に重複して差動制限力を解除する弾性部材を配設したことを特徴とする差動制限装置。
2. 差動部材間に差動制限力を発生させる摩擦クラッチ部材を備える差動制限装置において、差動制限力発生部材とデフケース内側面との間に差動制限力を解除する弾性部材を配設したことを特徴とする差動制限装置。
3. 前記弾性部材を、デフケース内周面に設けられた摩擦クラッチ部材におけるクラッチプレートの係合突起を係合する係合溝の中、クラッチプレートの係合突起が係合される係合部を除いた係合溝内に配設したことを特徴とする請求項１または２に記載の差動制限装置。
4. 前記摩擦クラッチ部材における軸方向の最外側のクラッチプレートを前記弾性部材とデフケース内側面との間に介設したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の差動制限装置。

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