JPH0529832U - 電磁制御式差動制限機構のデフロツク状態制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、車両の左右輪間の差動状態を電磁
式クラッチ機構を用いて制限しうる電磁制御式差動制限
機構によるデフロック状態を制御するための電磁制御式
差動制限機構のデフロック状態制御装置に関し、運転者
がロック状態にしたいとの意思をもっている場合には、
安全性を考慮して車速によってロック状態を変更するも
のの、運転者の意思を尊重できるようにすることを目的
とする。 【構成】 操作スイッチ４から差動制限機構１をデフロ
ック状態に移行させる旨の指示が出されている状態で、
車速に応じて差動制限機構１によるデフロック状態を低
速用のデフロック状態と高速用のデフロック状態とに選
択的にする制御手段５が設けられ、この制御手段５に、
低速用デフロック状態と高速用デフロック状態との切替
にヒステリシスをもたせる切替制御手段５ａを設けるよ
うに構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、車両の左右輪間の差動状態を電磁式クラッチ機構を用いて制限しう る電磁制御式差動制限機構に関し、特にかかる電磁制御式差動制限機構によるデ フロック状態を制御するための電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装 置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図５は従来における後輪用デフロック状態制御装置の構成を示すもので、図中 、１ａはプロペラシャフト２０とリヤシャフト３との連結部に介在される差動機 構（リヤ・デフ）で、その内部には、他からの操作により差動機能がロックされ る装置、即ち左右輪の差動機能をロック状態にするデフロック装置が内蔵されて いる。

【０００３】 また、図中、４は操作スイッチで、この操作スイッチ４は、運転者がデフロッ ク状態にしたい場合にオン操作し、デフロック状態を解除したい場合にオフ操作 するスイッチである。

【０００４】 ９はダッシュパネル７に設けられるスピードメータで、このスピードメータ９ からの車速情報は、操作スイッチ４からの操作情報とともに、コントローラ５へ 入力されるようになっている。

【０００５】 コントローラ５は、スピードメータ９からの車速情報および操作スイッチ４か らの操作情報を受けて、エアポンプ６へ制御信号を出力して、差動機構１ａのデ フロック装置を制御するものである。

【０００６】 すなわち、運転者が操作スイッチ４をオン操作すると、車速が例えば１２ｋｍ ／ｈ以下である場合には、コントローラ５は、差動機構１ａをロック状態に移行 させるための制御信号を出すが、運転者が操作スイッチ４をオン操作しても、車 速が例えば１２ｋｍ／ｈより速い場合には、コントローラ５は、差動機構１ａを ロック状態へは移行させないような制御信号を出すようになっている。

【０００７】 また、差動機構１ａがロック状態になると、ダッシュパネル７に設けられるイ ンジケータ８がその旨の表示を行なうようになっている。

【０００８】 なお、図中、１０はその他の計器類、１１は左側後輪、３Ｌは左側リヤシャフ ト、３Ｒは右側リヤシャフトを示している。

【０００９】 このような構成により、従来のデフロック制御装置では、運転者が操作スイッ チ４をオン操作すると、車速が例えば１２ｋｍ／ｈ以下である場合には、コント ローラ５が、差動機構１ａをロック状態に移行させるための制御信号を出すため 、差動機構１ａがロック状態、すなわち左・右輪をフリーからロック状態へと移 行する。これにより、車両の泥濘地・砂地などでの走行を容易にし、また、後輪 脱輪時よりの脱出を可能にする。

【００１０】 なお、差動機構１ａがロック状態になると、インジケータ８がその旨を表示す る。

【００１１】 一方、運転者が操作スイッチ４をオン操作しても、車速が例えば１２ｋｍ／ｈ より速い場合には、コントローラ５は、差動機構１ａをロック状態へは移行させ ないような制御信号を出すので、車速が例えば１２ｋｍ／ｈより速い場合には、 差動機構１ａはロック状態へは移行しない。

【００１２】 なお、運転者がロック状態を解除すべく操作スイッチ４をオフ操作した場合は 、車速に関係なく、差動機構１ａをアンロック状態、すなわち左・右輪をロック からフリー状態へと移行させる。もちろん、この場合、インジケータ８は消灯さ れる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のものでは、運転者がロック状態にしたいとの 意思をもっている場合に、ある車速を境に、それ以下では完全ロック状態とし、 ある車速より速い場合には、完全フリー状態にするので、運転者の意思はある車 速より速い場合には完全に無視されてしまうことになる。

【００１４】 本考案は、このような課題に鑑み創案されたもので、運転者がロック状態にし たいとの意思をもっている場合には、安全性を考慮して、車速によってロック状 態を変更するものの、運転者の意思を尊重できるようにした、電磁制御式差動制 限機構のデフロック状態制御装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装置は、車 両の左右輪間の差動状態を電磁式クラッチ機構を用いて制限しうる電磁制御式差 動制限機構をそなえ、該差動制限機構をデフロック状態に移行させるための操作 スイッチと、車速を検出する車速検出手段とが設けられるとともに、該操作スイ ッチおよび該車速検出手段からの信号を受けて、該操作スイッチから該差動制限 機構をデフロック状態に移行させる旨の指示が出されている状態で、車速に応じ て該差動制限機構によるデフロック状態を低速用のデフロック状態と高速用のデ フロック状態とに選択的にするための制御信号を該差動制限機構の電磁式クラッ チ機構へ供給する制御手段が設けられたことを特徴としている（請求項１）。

【００１６】 また、本考案の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装置は、該制御 手段に、該低速用デフロック状態と該高速用デフロック状態との切替にヒステリ シスをもたせる切替制御手段が設けられていることを特徴としている（請求項２ ）。

【００１７】

【作用】 上述の本考案の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装置では、制御 手段が、操作スイッチおよび車速検出手段からの信号を受けて、操作スイッチか ら差動制限機構をデフロック状態に移行させる旨の指示が出されている状態で、 車速に応じて差動制限機構によるデフロック状態を低速用のデフロック状態と高 速用のデフロック状態とに選択的にするための制御信号を差動制限機構の電磁式 クラッチ機構へ供給する（請求項１）が、このとき、制御手段の切替制御手段に よって、低速用デフロック状態と高速用デフロック状態との切替にヒステリシス がもたされる（請求項２）。

【００１８】

【実施例】

以下、図面により、本考案の一実施例について説明すると、図１〜図４は本考 案による電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装置の一実施例を示すも ので、図１は本制御装置の構成図、図２は電磁制御式差動制限機構の一例を示す 断面図、図３（ａ），（ｂ）は電磁制御式差動制限機構の作動状態を示す図２の Ａ−Ａ矢視断面図、図４は本制御装置のモード切替状態を説明する作動特性図で あり、図１中、図５と同じ符号はほぼ同様の部分を示している。

【００１９】 さて、図１において、１はプロペラシャフト２０とリヤシャフト３との連結部 に介在される電磁制御式差動制限機構（電磁クラッチ式ＬＳＤ）で、この差動制 限機構１は、制御手段としてのコントローラ５からの制御信号により、その電磁 式クラッチ機構４３０（図２参照）を電磁的に作動させて、差動制限機構１をデ フロック状態（このデフロック状態として差動制限トルクの異なる２種のデフロ ック状態をとりうる）にしたり非デフロック状態にしたりするよう構成されてい る。なお、この電磁制御式差動制限機構１については後段にて詳述する。

【００２０】 また、図１中、４は操作スイッチで、この操作スイッチ４は、運転者が差動制 限機構１をデフロック状態にしたい場合にオン操作し、差動制限機構１のデフロ ック状態を解除したい場合にオフ操作するスイッチである。

【００２１】 ２はダッシュパネル７に設けられ車速を検出するためリードスイッチ等をそな えて構成されたスピードメータ（車速検出手段）で、このスピードメータ９から の車速情報は、操作スイッチ４からの操作情報とともに、制御手段としてのコン トローラ５へ入力されるようになっている。

【００２２】 ここで、コントローラ５は、操作スイッチ４およびスピードメータ９からの信 号を受けて、操作スイッチ４から差動制限機構１をデフロック状態に移行させる 旨の指示が出されている状態で、車速に応じて差動制限機構１によるデフロック 状態を差動制限トルクの大きい低速用デフロック状態（低速モード）と差動制限 トルクの小さい高速用デフロック状態（高速モード）（図４参照）とに選択的に するための制御信号を差動制限機構１の電磁式クラッチ機構４３０へ供給するも のであるが、更にこのコントローラ５は、低速用デフロック状態と高速用デフロ ック状態との切替に図４に示すようにヒステリシスをもたせる切替制御手段５ａ の機能をそなえている。

【００２３】 なお、図１中、３Ｌは左側リヤシャフト、３Ｒは右側リヤシャフト、８はデフ ロック状態を表示するインジケータ、１１は左側後輪、１２は右側後輪を示して いる。

【００２４】 つぎに、上記した電磁制御式差動制限機構（電磁クラッチ式ＬＳＤ）の一例を 図２，図３を用いて説明する。

【００２５】 すなわち、図２に示すように、この電磁制御式差動制限機構では、入力軸４０ １がプロペラシャフト２０の後端に結合されており、入力軸４０１によりドライ ブピニオンギヤ４０２が一体回転するように支持されている。また、入力軸４０ １は、軸受４１２を介して、ケース４１３の前部内に回転自在に支持されている 。

【００２６】 そして、ドライブピニオンギヤ４０２には、ベベルギヤ機構２１を介してクラ ウン歯車４０３が噛合しており、このクラウン歯車４０３には、ボルト４３１に よって動力伝達用環状部材４０４および第１のハウジング４０５が一体に結合さ れている。

【００２７】 リヤデフ２２は、遊星歯車機構を用いた遊星歯車式ディファレンシャルであっ て、動力伝達用環状部材４０４およびこの内部に形成され環状部材４０４の内周 面に形成されたリングギヤ４０７と、左側後輪１１のシャフト３Ｌとスプライン 結合するサンギヤ４０８と、右側後輪１２のシャフト３Ｒとスプライン結合する キャリヤ４０９と、このキャリヤ４０９に軸４１０ａ，４１０ｂを介して取り付 けられたプラネタリギヤ４１１ａ，４１１ｂとから構成されている。

【００２８】 したがって、入力軸４０１から入った回転トルクは、ドライブピニオンギヤ４ ０２，クラウン歯車４０３を経て、環状部材４０４のリングギヤ４０７からプラ ネタリギヤ４１１ａ，４１１ｂ及びキャリヤ４０９を介して右側後輪１２のシャ フト３Ｒへ伝達されると共に、プラネタリギヤ４１１ａ，４１１ｂ及びサンギヤ ４０８を介して左側後輪１１のシャフト３Ｌへ伝達されるようになっている。

【００２９】 また、キャリヤ４０９の右側には、第２のハウジング４０６が設けられており 、この第２のハウジング４０６はベアリング４２８を介して環状支持部材４１８ に支持されている。

【００３０】 そして、このリヤデフ２２には、差動制限装置２３が設けられており、この差 動制限装置２３は、差動制限機構としての多板クラッチ４１４と、この多板クラ ッチを駆動する駆動装置４１７とをそなえて構成されている。

【００３１】 つまり、多板クラッチ４１４は、環状部材４０４の内部に設けられており、一 方のクラッチディスクを支持するホルダ部４１５ａは軸４１０ａ，４１０ｂを介 してキャリヤ４０９に結合されて、この一方のクラッチディスクがキャリヤ４０ ９と一体回転するようになっており、更に他方のクラッチディスクを支持するホ ルダ部４１５ｂはサンギヤ４０８の設けられた中空シャフト４１６に形成されて 、この他方のクラッチディスクがサンギヤ４０８と一体回転するようになってい る。

【００３２】 さらに、駆動装置４１７は、キャリヤ４０９と第２のハウジング４０６との間 に介設された力方向変換機構４２９と、この力方向変換機構４２９を駆動する電 磁式クラッチ機構４３０とからなっている。

【００３３】 この力方向変換機構４２９は、図２に示すように、キャリヤ４０９と第２のハ ウジング４０６との間に介装されたボール４２１と、図３（ａ）に示すように、 このボール４２１を収容する菱形（又は矩形）の室４２５とからなり、室４２５ は、キャリヤ４０９側に形成された溝４２２とキャリヤ４０９と第２のハウジン グ４０６との間の環状部材４２３に形成された溝４２４とによって形成されてい る。

【００３４】 そして、環状部材４２３は、キャリヤ４０９と第２のハウジング４０６との間 に介装されて、通常時にはこれらの部材に対して回転方向にフリーであって、ボ ール４２１を介してキャリヤ４０９と一体回転しているが、第２のハウジング４ ０６側（つまり、クラウン歯車４０３や動力伝達用環状部材４０４側）の回転ト ルクを受けると、キャリヤ４０９に対して差回転を生じて、この回転トルクによ る力が、方向を変更されて、多板クラッチ４１４の押圧力として作用するように なっている。

【００３５】 環状部材４２３に第２のハウジング４０６側の回転トルクを作用させるのは、 電磁式クラッチ機構４３０であり、この電磁式クラッチ機構４３０は、環状部材 ４２３と第２のハウジング４０６側（クラウン歯車４０３や動力伝達用環状部材 ４０４側）の部材４２６との間に介装されたクラッチ４２７と、磁石４１９とソ レノイド（ＥＭＣＤコイル）４２０とからなる電磁式クラッチ駆動系とからなっ ている。

【００３６】 つまり、クラッチ４２７が、第２のハウジング４０６の内側に配設されていて 、第２のハウジング４０６のさらに内側には磁石４１９が設置され、この一方、 第２のハウジング４０６の外側に、磁石４１９を吸引しうるソレノイド４２０が 設置されている。これにより、ソレノイド４２０が作動すると、磁石４１９が第 ２のハウジング４０６側に引き付けられて、第２のハウジング４０６との間で多 板クラッチ４１４を押圧するようになることで、多板クラッチ４１４が係合する ようになっている。

【００３７】 そして、多板クラッチ４１４が係合するようになると、環状部材４２３が、第 ２のハウジング４０６側の回転トルクを受けて、第２のハウジング４０６側と一 体的に回転しようとするようになる。この時に、第２のハウジング４０６側（し たがって、サンギヤ４０７側）とキャリヤ４０９とが回転速度差（差回転）を生 じていれば、つまり、左右輪間に回転速度差が生じていれば、環状部材４２３は 、キャリヤ４０９に対して差回転を生じ、このように環状部材４２３がキャリヤ ４０９に対して差回転を生じると、図３（ｂ）に示すように、ボール４２１と溝 ４２２，４２４の傾斜面とを介して、差回転方向の力Δｒが、これと直交する方 向の力、つまり、リヤデフの軸心方向や車軸方向に並行な力Ｆに変換されて、こ の力Ｆによりキャリヤ４０９が軸心方向へ駆動されて、軸４１０ａ，４１０ｂ， ホルダ部４１５ａを通じて、多板クラッチ４１４が押圧されて係合するようにな っている。

【００３８】 このような多板クラッチ４１４の係合力は、左右輪の回転速度差とソレノイド ４２０で生じる電磁力の大きさとに対応することになり、ソレノイド４２０への 電流を調整することで、多板クラッチ４１４の係合力、したがって、差動制限力 を制御できるのである。

【００３９】 上述の構成により、本考案によれば、操作スイッチ４の操作によるコントロー ラ５からの信号を受けて、差動制限機構１をデフロック状態に移行させる旨の指 示が出されている状態で、スピードメータ２からの車速検出信号により、車速が 低速であるときは差動制限機構１を差動制限トルクの大きい低速用デフロック状 態とし、また、車速が高速であるときは、差動制限機構１を差動制限トルクの小 さい高速用デフロック状態とするよう選択する。なお、低速と高速との境界速度 は例えば２０ｋｍ／ｈ程度に設定する。

【００４０】 このように安全性を考慮して、車速によってロック状態を低速用と高速用とに 変更するものの、運転者がロック状態にしたいとの意思をもっている場合には、 ロック状態を実現できるため、車両の低速時でのスキッドが減少し、また、高速 時での走行性が安定し、これにより走行性能を向上できるほか、運転者の意思を も尊重できるものである。

【００４１】 ところで、車速が上記２０ｋｍ／ｈを境に、低速用デフロック状態と高速用デ フロック状態との切り替えが行なわれるが、実際は、低速モードから高速モード への切替速度Ｖ_LHと、高速モードから低速モードへの切替速度Ｖ_HLとは異なって いる。すなわち、Ｖ_LH＞Ｖ_HLとなっている（図４参照）。

【００４２】 すなわち、低速用デフロック状態と高速用デフロック状態との切替にヒステリ シスをもたせていることになる。

【００４３】 このように低速用デフロック状態と高速用デフロック状態との切替にヒステリ シスをもたせているので、車両が２０ｋｍ／ｈ前後の車速で走行した場合でも、 デフロック状態が低速用と高速用との間で頻繁に切り替わることがなく、いわゆ るハンチングの防止に寄与するものである。

【００４４】 なお、差動機構１がロック状態になると、インジケータ７がその旨を表示する 。

【００４５】 また、運転者がロック状態を解除すべく操作スイッチ４をオフ操作した場合は 、差動機構１をアンロック状態、すなわち左・右輪をロックからフリー状態へと 移行させる。もちろん、この場合、インジケータ７は消灯される。

【００４６】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御 装置（請求項１）によれば、車両の左右輪間の差動状態を電磁式クラッチ機構を 用いて制限しうる電磁制御式差動制限機構をそなえ、該差動制限機構をデフロッ ク状態に移行させるための操作スイッチと、車速を検出する車速検出手段とが設 けられるとともに、該操作スイッチおよび該車速検出手段からの信号を受けて、 該操作スイッチから該差動制限機構をデフロック状態に移行させる旨の指示が出 されている状態で、車速に応じて該差動制限機構によるデフロック状態を低速用 のデフロック状態と高速用のデフロック状態とに選択的にするための制御信号を 該差動制限機構の電磁式クラッチ機構へ供給する制御手段が設けられているので 、安全性を考慮して、車速によってロック状態を低速用と高速用とに変更するも のの、運転者がロック状態にしたいとの意思をもっている場合には、ロック状態 を実現できるため、車両の低速時でのスキッドが減少し、また、高速時での走行 性が安定し、これにより走行性能を向上できるほか、運転者の意思をも尊重でき る利点がある。

【００４７】 また、本考案の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態制御装置（請求項２ ）によれば、該制御手段に、該低速用デフロック状態と該高速用デフロック状態 との切替にヒステリシスをもたせる切替制御手段が設けられているので、車両が デフロック状態切替車速付近で走行した場合でも、デフロック状態が低速用と高 速用との間で頻繁に切り替わることがなく、いわゆるハンチングの防止に寄与す る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての電磁制御式差動制限
機構のデフロック状態制御装置の構成図である。

【図２】本実施例による電磁制御式差動制限機構の一例
を示す断面図である。

【図３】本実施例による電磁制御式差動制限機構の作動
状態を示す図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】本実施例によるデフロック状態制御装置のモー
ド切替状態を説明する作動特性図である。

【図５】従来例によるデフロック制御装置の構成図であ
る。

【符号の説明】

１ 差動制限機構 １ａ 差動機構 ２ スピードメータ（車速検出手段） ３ リヤシャフト ３Ｒ 右側リヤシャフト ３Ｌ 左側リヤシャフト ４ 操作スイッチ ５ コントローラ（制御手段） ５ａ 切替制御手段 ６ エアポンプ ７ ダッシュパネル ８ インジケータ ９ スピードメータ １０ その他の計器 １１ 左側後輪 １２ 右側後輪 ２０ プロペラシャフト ２１ ベベルギヤ機構 ２２ リヤデフ ２３ 差動制限装置 ４０１ 入力軸 ４０２ ドライブピニオンギヤ ４０３ クラウン歯車 ４０４ 動力伝達用環状部材 ４０５ 第１のハウジング ４０６ 第２のハウジング ４０７ リングギヤ ４０８ サンギヤ ４０９ キャリヤ ４１０ａ，４１０ｂ 軸 ４１１ａ，４１１ｂ プラネタリギヤ ４１２ 軸受 ４１３ ケース ４１４ 差動制限機構としての多板クラッチ ４１５ａ，１４５ｂ ホルダ部 ４１６ 中空シャフト ４１７ 駆動装置 ４１８ 環状支持部材 ４１９ 磁石 ４２０ ソレノイド ４２１ ボール ４２３ 環状部材 ４２４ 溝 ４２５ 室 ４２６ 第２のハウジング側の部材 ４２７ クラッチ ４２８ ベアリング ４２９ 力方向変換機構 ４３０ 電磁式クラッチ機構 ４３１ ボルト

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の左右輪間の差動状態を電磁式クラ
   ッチ機構を用いて制限しうる電磁制御式差動制限機構を
   そなえ、該差動制限機構をデフロック状態に移行させる
   ための操作スイッチと、車速を検出する車速検出手段と
   が設けられるとともに、該操作スイッチおよび該車速検
   出手段からの信号を受けて、該操作スイッチから該差動
   制限機構をデフロック状態に移行させる旨の指示が出さ
   れている状態で、車速に応じて該差動制限機構によるデ
   フロック状態を低速用のデフロック状態と高速用のデフ
   ロック状態とに選択的にするための制御信号を該差動制
   限機構の電磁式クラッチ機構へ供給する制御手段が設け
   られたことを特徴とする、電磁制御式差動制限機構のデ
   フロック状態制御装置。
2. 【請求項２】 該制御手段に、該低速用デフロック状態
   と該高速用デフロック状態との切替にヒステリシスをも
   たせる切替制御手段が設けられたことを特徴とする、請
   求項１記載の電磁制御式差動制限機構のデフロック状態
   制御装置。