JP5345569B2 - 車両の差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、差動を停止させる機構（デフロック）を備える車両の差動装置に関する。

差動装置は、車両が旋回するときの左右駆動輪の回転数差を吸収し、それぞれの車輪に応じた回転数を発生させながら各車輪へ駆動トルクを配分する装置である。

差動装置には差動を停止させる機構（デフロック）を備えるものがある。このデフロックは、差動装置の差動を一時的に停止させるもので、無条件に左右の車輪に均等に駆動トルクが伝達されるようにする機構である。デフロックは、典型的には左右の一輪がぬかるみ等の摩擦係数の小さな路面でスリップして脱出不能になったりした場合に機能させるものであり、四輪駆動車や不正地走行等を行う車両では、差動制限機構付きの差動装置にデフロックを採用することが多くある。例えば特許文献１には差動制限機構とデフロックとを併せ持つ差動装置が開示されている。

特開２００８−２６７５６１号公報

ところで、特許文献１に開示されたようなデフロック付きの差動装置において高速走行時にデフロック状態に入ってしまうと、ロック機構に大きな負荷がかかるため、ロック機構を強固にする必要があり、装置全体の大型化、重量増となる。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、デフロック付きの差動装置において、走行時にデフロック状態とならないようにする車両の差動装置を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、プロペラシャフト（例えば実施形態におけるフロントプロペラシャフト２５）に設けられたピニオンギヤ（例えば実施形態におけるピニオンギヤ３５）に噛み合うリングギヤ（例えば実施形態におけるリングギヤ４８）と、前記リングギヤの側面に取付けられ差動機構室（例えば実施形態における収容空間Ｓ２）を形成するデフケース（例えば実施形態におけるデフケース４９）と、前記デフケースに収容される差動機構（例えば実施形態における差動機構部５０）と、前記差動機構に噛み合い前記プロペラシャフトからの駆動力を左右に配された被駆動軸（例えば実施形態におけるフロントアクスル３１Ｌ，３１Ｒ）を介し車輪（例えば実施形態における前輪ＦＷ）に伝達するサイドギヤ（例えば実施形態における左出力側カム６９、右出力側カム７０）と、前記デフケースを貫いて前記サイドギヤに形成されたピン孔（例えば実施形態におけるピン孔７５）に挿入することで、前記差動機構の差動を停止してデフロック状態とするロックピン（例えば実施形態におけるロックピン６６）と、前記ロックピンを操作する操作子（例えば実施形態におけるフォーク部材７７）とを備え、前記リングギヤ又は前記デフケースに前記被駆動軸を挿通させるボス部（例えば実施形態におけるボス部６４）が一体形成され、該ボス部に、該ボス部の軸方向に沿って摺動可能な環状部材（例えば実施形態における環状部材６５）が設けられるとともに、該環状部材に前記ロックピンが設けられた車両の差動装置において、前記リングギヤ又は前記デフケースに、該リングギヤ又は該デフケースの回転に連動して回転する係止片（例えば実施形態における係止片８４）が取り付けられ、前記操作子に、前記係止片に当接可能な当接片（例えば実施形態における当接片８５）が形成され、前記リングギヤ又は前記デフケースが所定の回転数に至ると、前記係止片が前記当接片と対面する位置に移動して、前記操作子の作動を規制することを特徴とする。
これによれば、走行時にデフロック状態に入ってしまうことを防止できる。
なお、本発明において差動機構は、その形式を特に限定されるものでなく、差動制限機構付きの構造のもの、所謂オープンデフと呼ばれる一般的な構造のもののいずれの形式も含む概念のものである。本発明では、差動機構と噛み合って駆動力を伝達する媒体をサイドギヤと称しているが、このサイドギヤは差動制限機構付きの差動機構である場合の例えばカム部材も含む概念であって、オープンデフで用いられる一般的なサイドギヤに限定されるものでなく、広く解釈可能なものである。

請求項２に記載の発明は、前記ボス部に挿通され前記リングギヤ又は前記デフケースに連動して回転し、周縁部に溝部（例えば実施形態における溝部９１）が形成されているリング部材（例えば実施形態におけるリング部材８２）と、前記ボス部に挿通され前記係止片が設けられる環状の係止部材（例えば実施形態における係止リング部材８３）と、前記リング部材の前記溝部に巻き付けられ該溝部を締め付けるとともに、端部（例えば実施形態における端部９３）を前記係止部材に支持される締結スプリング（例えば実施形態における締結スプリング９２）とが設けられ、前記リング部材と前記締結スプリングは、締付摩擦を越えるとスリップすることを特徴とする。
これによれば、リングギヤ又はデフケースの回転によりリング部材が回転し、それと共に係止部材が回転し、回転数が増していくと、締結スプリングの締付摩擦を越えて締結スプリングとリング部材とがスリップして独立に動く。これにより、係止片が当接片と対面する位置（デフロック規制状態）に保持されたまま、車速が上がりデフロックがかからないようにすることができる。

請求項３に記載の発明は、前記リング部材に一端を支持されるとともに、前記ロックピンが設けられた前記環状部材に他端を支持され、前記リング部材が回転する方向と反対方向に付勢力を付与するリターンスプリング（例えば実施形態におけるリターンスプリング９０）が設けられ、前記ボス部と前記リング部材との間には、所定の範囲内で回転可能となる遊び（例えば実施形態における長孔８７）が設けられていることを特徴とする。
これによれば、車両を停止させると、リターンスプリングによりリング部材と係止部材のみを回転させて、デフロック規制状態を解除させることができる。

請求項４に記載の発明は、当該差動装置は外壁面を構成する最終減速機ケース（例えば実施形態におけるハウジング３３）を有し、前記最終減速機ケースの内壁に、前記係止片が前記当接片と対面する位置に移動した状態で、前記係止片を当接保持するケース側当接部（例えば実施形態におけるケース側当接片８６）が設けられていることを特徴とする。
これによれば、係止片が当接片と対面する位置に移動した状態で、係止片を当接保持できる。

本発明によれば、走行時にデフロック状態に入ってしまうことを防止できる。また、簡易な機構であるため、コストダウン、コンパクト化、軽量化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る車両の概略構成を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る差動装置の横断面図である。 図２の要部拡大断面図である。 差動装置の右側面図である。 差動装置一部の下面図である。 差動装置一部を斜め後から見た斜視図である。 差動装置のインヒビター機構部を説明する図である。 差動装置のインヒビター機構部の動作を説明する図である。 本発明の実施形態に係る差動装置の変形例を説明する横断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図１は、本発明に係る差動装置を備える車両１の概略構成を示す平面図である。以下の説明で用いる図面には、車両前方を示す矢印ＦＲ、車両左方を示す矢印ＬＨを適所に示しており、以下では、これらの方向を適宜用いるものとする。また、図中Ｃ１は車両１の車幅方向における中心線を示している。

図１に示す本発明に係る差動装置を備える車両１は、不正地走行を主目的とする比較的小型の車両として構成され、車両の基本骨格を構成する車体フレーム２を有している。かかる車体フレーム２は、前輪ＷＦを懸架するフロントフレーム部３と、フロントフレーム部３の後方に設けられ乗員が着座するシートＳ等が配設される空間を形成するセンターフレーム部４と、センターフレーム部４の後方に設けられ後輪ＷＲを懸架するとともにエンジンＥを搭載するリヤフレーム部５とで構成されている。

フロントフレーム部３は、車両下部前方において前後方向に延在する左右一対のフロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒと、フロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒの前端部から上方に立ち上がり、その後湾曲して後上方に延びる左右一対のフロントアッパフレーム７Ｌ，７Ｒとを有している。フロントアッパフレーム７Ｌ，７Ｒ間の下方には第一サブクロスフレーム９が架設されるとともに、フロントアッパフレーム７Ｌ，７Ｒ間の上方には第二サブクロスフレーム１０が架設されている。

フロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒの前方には左右一対のバンパ支持パイプ１１Ｌ，１１Ｒが設けられ、バンパ支持パイプ１１Ｌ，１１Ｒの前端には左右に延在するバンパ１２が固定されている。また、フロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒとフロントアッパフレーム７Ｌ，７Ｒとの間には補強部材としての倒立フレーム（図示せず）が複数設けられており、このような倒立フレームの適所には左右方向に延びる複数のクロスフレームが架設されている。符合３Ａは図示しない倒立フレームに架設されたフロントサブクロスフレームを示している。

センターフレーム部４は、フロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒの後端と接続し、車幅方向に延びる第一ロアクロスフレーム１３と、第一ロアクロスフレーム１３の略中央領域から後方へ延出する左右一対の中央ロアフレーム１４Ｌ，１４Ｒと、中央ロアフレーム１４Ｌ，１４Ｒの後端に接続されるとともに車幅方向に延びる第二ロアクロスフレーム１５と、第一ロアクロスフレーム１３及び第二ロアクロスフレーム１５の両端部と接続し、車両前後方向に延在する左右一対のサイドフレーム１６Ｌ，１６Ｒとを有している。サイドフレーム１６Ｌ，１６Ｒは、第一ロアクロスフレーム１３との接続位置から車幅方向内側に湾曲し、その前端がフロントフレーム部３のフロントロアフレーム６Ｌ，６Ｒに接続されている。また、サイドフレーム１６Ｌ，１６Ｒの後端についても、第二ロアクロスフレーム１５との接続位置から車幅方向内側に湾曲しており、後述するリヤロアフレーム２４Ｌ、２４Ｒに接続されている。

中央ロアフレーム１４Ｌ，１４Ｒは、車幅方向における車両中心線Ｃ１から所定距離オフセットされた位置に配されており、それぞれ車両中心線Ｃ１から等距離で左右に振り分け配置されている。中央ロアフレーム１４Ｌとサイドフレーム１６Ｌとの間、及び、中央ロアフレーム１４Ｒとサイドフレーム１６Ｒとの間には、左サブクロスフレーム１７及び右サブクロスフレーム１８が架設され、これら左サブクロスフレーム１７及び右サブクロスフレーム１８は、第一ロアクロスフレーム１３と第二ロアクロスフレーム１５の略中央に位置付けられている。

左サブクロスフレーム１７と第一ロアクロスフレーム１３との間には、車幅方向に並んで車両前後方向に延びる補強部材としてのサブフレーム１９，１９が架設され、右サブクロスフレーム１８と第一ロアクロスフレーム１３との間には、車幅方向に並んで車両前後方向に延びる補強部材としてのサブフレーム２０，２０が架設されている。さらに、左サブクロスフレーム１７と第二ロアクロスフレーム１５の間には、車両前後方向に延びる補強部材としてのサブフレーム２１が架設され、右サブクロスフレーム１８と第二ロアクロスフレーム１５との間には、車両前後方向に延びる補強部材としてのサブフレーム２２が架設されている。シートＳは、左サブクロスフレーム１７、第二ロアクロスフレーム１５及びサブフレーム２１、及び、右サブクロスフレーム１８、第二ロアクロスフレーム１５及びサブフレーム２２に跨るようにして配置され車幅方向に並ぶ。

また第二ロアクロスフレーム１５の略中央領域には車両前方に向かって延びるセンターフレーム２３が接続されており、かかるセンターフレーム２３の前端はフロントフレーム部３のフロントクロスフレーム３Ａに接続されている。センターフレーム２３は、中央ロアフレーム１４Ｒと車幅方向における車両中心線Ｃ１との間を通って車両前方に向けて真直ぐに延びており、すなわち、センターフレーム２３は、車両中心線Ｃ１から右側へ所定距離オフセットされて配置されている。

リヤフレーム部５は、第二ロアクロスフレーム１５の略中央領域から後方へ延出する左右一対のリヤロアフレーム２４Ｌ、２４Ｒと、これらに架設される図示しない複数のクロスフレーム等とで構成されている。リヤロアフレーム２４Ｌ，２４Ｒは車両後方に向かうに従い、相互間距離を近づけるように湾曲形成されており、その後端間はリヤクロスメンバ２４Ａで結合されている。リヤクロスメンバ２４Ａには車両中心線Ｃ１に長手方向が沿うトレーラヒッチ２４Ｂが前後に延びるように設けられている。

エンジンＥは水冷式エンジンとして構成され、シートＳの後方においてリヤロアフレーム２４Ｌ、２４Ｒの上方に所謂縦置きで搭載されている。エンジンＥのクランクケース（図示せず）の前部には、駆動力の伝達のためのフロントプロペラシャフト２５が前方に向けて延ばして設けられ、後部にはリヤプロペラシャフト２６が後方に向けて延ばして設けられている。

フロントプロペラシャフト２５は、シートＳ間の車両中心線Ｃ１上を真直ぐに延び、フロントフレーム部３に設けられた前輪の最終減速機であるフロントファイナルアセンブリ２７に接続され、リヤプロペラシャフト２６は、その長さが比較的短く設定され、車両中心線Ｃ１上から左後方に向けて延び、リヤフレーム部５に設けられた後輪用の最終減速機であるリヤファイナルアセンブリ２８に接続されている。

リヤプロペラシャフト２６は、エンジンＥとリヤファイナルアセンブリ２８との間にユニバーサルジョイント等を介在させることで、左後方に向けて延びるように構成されている。リヤプロペラシャフト２６に接続されるリヤファイナルアセンブリ２８の後端はリヤクロスメンバ２４Ａの近傍まで後方に延びており、ここでリヤクロスメンバ２４Ａには車両中心線Ｃ１に沿って前方に延びるトレーラヒッチ２４Ｂが設けられている。このため、本実施形態の車両１では、リヤプロペラシャフト２６を左後方に延ばし、リヤファイナルアセンブリ２８を車両中心線Ｃ１から左方に偏倚（オフセット）して配置しており、リヤファイナルアセンブリ２８とトレーラヒッチ２４Ｂとの干渉を避けている。すなわち、リヤファイナルアセンブリ２８はトレーラヒッチ２４Ｂの左方に側面視で重なるように偏倚して配置されている。

フロントファイナルアセンブリ２７には前輪用差動装置２９が内蔵され、リヤファイナルアセンブリ２８には後輪用差動装置３０が内蔵されている。前輪用差動装置２９には左右方向に延びるフロントアクスル３１Ｌ，３１Ｒの一端が接続されるとともに、後輪用差動装置３０には左右方向に延びるリヤアクスル３２Ｌ，３２Ｒの一端が接続されている。フロントアクスル３１Ｌ，３１Ｒの他端は左右一対の前輪ＷＦを取付け、リヤアクスル３２Ｌ，３２Ｒの他端は左右一対の後輪ＷＲを取付けており、係る構成においては、エンジンＥからの動力が、「フロントプロペラシャフト２５」→「前輪用差動装置２９」→「フロントアクスル３１Ｌ，３１Ｒ」の順で前輪ＷＦに伝達され、「リヤプロペラシャフト２６」→「後輪用差動装置３０」→「リヤアクスル３２Ｌ，３２Ｒ」の順で後輪ＷＲに伝達されるようになっている。

図２に前輪用差動装置２９を内蔵するフロントファイナルアセンブリ２７周辺の横断面が示され、同図に示すように前輪用差動装置２９はフロントファイナルアセンブリ２７のケース部分に収容されている。以下、本発明が適用された前輪用差動装置２９について詳細に説明する。

前輪用差動装置２９を内蔵するフロントファイナルアセンブリ２７のケース部分について説明すると、フロントファイナルアセンブリ２７は、前輪用差動装置２９を収容するためのハウジング３３を有しており、このハウジング３３は、車両後方側に位置する円筒状ケース部３３Ａと、車両前方側に位置する差動装置ケース本体部３３Ｂとで構成されている。

円筒状ケース部３３Ａは、その軸方向を車両中心線Ｃ１に沿わせるように配置され、フロントプロペラシャフト２５の前端にジョイント３４を介して接続されたピニオンギヤ３５を収容している。円筒状ケース部３３Ａの前部内側及び後部内側にはベアリング３６，３７が嵌入され、これらベアリング３６，３７によってピニオンギヤ３５及びジョイント３４が円筒状ケース部３３Ａ内において回転自在に支持されている。ベアリング３６の後方にはロックナット３８が設けられ、このロックナット３８によりベアリング３６が所定位置に固定されるようになっている。

ピニオンギヤ３５の頭部には円筒状の先端部４０が突設され、この先端部４０は差動装置ケース本体部３３Ｂに形成された穿孔に嵌入されたベアリング４１に挿通され回転可能に支持されている。ピニオンギヤ３５の基端側にはスリーブ３９が軸方向（前後方向）に移動可能に設けられ、スリーブ３９にはレバー３９Ａが係合されており、レバー３９Ａはスリーブ３９を軸方向に移動させることでスリーブ３９をジョイント３４に係脱させることが可能とされている。これにより、車両１は四輪駆動、二輪駆動を切り替え可能に構成されている。

円筒状ケース部３３Ａと差動装置ケース本体部３３Ｂは内部で連通しており、ピニオンギヤ３５の傘状の噛合部３５Ａの一部は、差動装置ケース本体部３３Ｂが形成する収容空間Ｓ１に臨んでいる。差動装置ケース本体部３３Ｂは、右側部分を構成するカップ状の右半部４２と、左側部分を構成し、右半部４２の開口を塞ぐ左半部４３とに分けられ、上記収容空間Ｓ１は、これら右半部４２と左半部４３との協働により形成されている。

差動装置ケース本体部３３Ｂにおいて右半部４２は、右方向に向かうに従い縮径する形状を呈し、その右側端部には開口４４が形成されている。一方、左半部４３の左側端部には開口４５が形成されている。開口４４，４５はそれぞれ、フロントアクスル３１Ｒ，３１Ｌを挿通させるものであって、差動装置ケース本体部３３Ｂ内に挿通されたフロントアクスル３１Ｒ，３１Ｌは、開口４４，４５を通って前輪用差動装置２９に接続されるようになっている。

右半部４２の開口４４及び左半部４３の開口４５の内側には、開口４４，４５の軸線方向にその中心を沿わせたベアリング４６，４７が設けられ、これらベアリング４６，４７は前輪用差動装置２９を差動ケース本体部３３Ｂ内部で回転可能に支持している。ベアリング４６，４７はそれぞれ、右半部４２の内側及び左半部４３の内側に嵌入されている。ベアリング４６，４７の内径はフロントアクスル３１Ｒ，３１Ｌの外径よりも大きく設定されており、開口４４，４５を通過したフロントアクスル３１Ｒ，３１Ｌが、ベアリング４６，４７を介して前輪用差動装置２９に至るようになっている。

前輪用差動装置２９は、本実施形態では差動制限機構（ＬＳＤ：Limited Slip Differential）を有する差動装置として構成され、上述したように差動装置ケース本体部３３Ｂ内に収容され、該差動装置ケース本体部３３Ｂに回転可能に支持されている。

前輪用差動装置２９は、フロントプロペラシャフト２５に備えられたピニオンギヤ３５と噛み合うリングギヤ４８と、リングギヤ４８の側面に取付けられ、一定空間を形成するデフケース４９と、デフケース４９内に収容される差動機構部５０とを有している。差動機構部５０は、左右駆動輪の回転数差を吸収し、それぞれの車輪に応じた回転数を発生させながら各車輪へ駆動トルクを配分する差動機構を実質的に構成するものである。

リングギヤ４８は、円盤状のリングギヤ本体部５１を有し、このリングギヤ本体部５１の略中央領域にはフロントアクスル３１Ｌ等を挿通させるための挿通孔５２が形成されている。リングギヤ本体部５１の外周縁側には、ピニオンギヤ３５と噛み合う噛合部４８Ａが形成され、これがピニオンギヤ３５と噛み合い動力伝達がなされるようになっている。

リングギヤ本体部５１の噛合部４８Ａよりも内周側の側面には、左右方向に貫通するデフケース取付孔５３・・・が形成され、このデフケース取付孔５３・・・は、リングギヤ本体部５１の周方向において所定間隔を隔てて複数形成されている。デフケース４９はデフケース取付孔５３・・・を介してリングギヤ４８に取り付けられている。

またリングギヤ４８の挿通孔５２の周縁には、円筒状の車幅方向左側へ延びるボス部５４が一体に形成され、このボス部５４の先端側（左端部側）は、左半部４３の開口４５の内側に設けられたベアリング４７に嵌合される軸支部５５として設定されている。

デフケース４９は、断面ハット型状を呈し、円筒状に形成されたデフケース本体部４９Ａと、デフケース本体部４９Ａの端部周縁から径方向に広がるように形成されたフランジ部４９Ｂとで構成されている。フランジ部４９Ｂにはリングギヤ４８との取り付けのためのボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔はフランジ部４９Ｂの周方向に所定間隔を隔てて複数形成されている。デフケース４９は、ボルト挿通孔をデフケース取付孔５３・・・に重合し、ボルト６２を締結されることでリングギヤ４８に取付けられている。

デフケース本体部４９Ａには、差動機構部５０の大部分を収容する円筒状の収容部６３と、収容部６３の頭部内方側領域（図を参照した場合には、右側端面）から突出し、収容部６３と一体の円筒状のボス部６４とで構成されている。このボス部６４は、右半部４２の開口４４の内側に設けられたベアリング４６に嵌合されるとともに、円筒状の内部にフロントアクスル３１Ｒを挿通させている。

リングギヤ４８とデフケース４９とが結合されることで、これらの間に収容空間Ｓ２に形成される。この収容空間Ｓ２に差動機構部５０が収容されている。またデフケース４９のボス部６４には、この差動機構部５０の差動を停止させる、図中６０で示すデフロックが設けられている。このデフロック６０は、ボス部６４に挿通される環状部材６５、この環状部材６５に設けられたロックピン６６等で構成されている。

図３を参照し差動機構部５０を説明すると、この差動機構部５０は、デフケース４９と一体的に回転する二種類の入力側ブロック６７・・・，６８・・・と、これらの入力側ブロック６７・・・，６８・・・を相対滑り可能に挟み込むとともに各ブロック６７・・・，６８・・・との摩擦力で独立して回転することができる左・右出力側カム６９，７０と、左出力側カム６９に隣接配置させるスラストワッシャ７１と、このスラストワッシャ７１に隣接配置される皿ばね７２とを備えている。

左出力側カム６９は、リングギヤ４８の内面側にスラストワッシャ７１及び皿ばね７２を介して配置され、入力側ブロック６７・・・，６８・・・は左出力側カム６９に接するようにデフケース４９の周方向に並べられており、そして、右出力側カム７０は、これら入力側ブロック６７・・・，６８・・・に接するようにデフケース４９内に配置されている。

入力側ブロック６７・・・，６８・・・は、それぞれ凸部６７Ａ，６８Ａを備え、デフケース４９の内周面方向に複数形成された溝部７３・・・にそれぞれ凸部６７Ａ，６８Ａを嵌合させることでデフケース４９と一体的に回転することができるようになっている。また、入力側ブロック６７・・・，６８・・・はデフケース４９の軸方向に移動することができるようになっている。また、左・右出力側カム６９，７０は、それぞれ左方・右方に突出する円筒部６９Ａ，７０Ａを有しており、それぞれの円筒部６９Ａ，７０Ａにフロントアクスル３１Ｌ，３１Ｒをスプライン嵌合させることで、前輪ＷＦに駆動力を伝達するように構成されている。

この差動機構部５０の動作を説明すると、この差動機構部５０では、左出力側カム６９と右出力側カム７０とで回転数に差が生じない場合は、入力側ブロック６７・・・，６８・・・及び左・右出力側カム６９，７０は相対回転せず、一体的に回転する。また、入力側ブロック６７・・・，６８・・・は、左出力側カム６９と右出力側カム７０とで移動速度、即ち回転数に差が生じた場合には、左・右出力側カム６９，７０との間にそれぞれ摩擦力を発生させながら相対移動、即ち、相対回転する。このため、２つの出力側カム６９，７０の回転数により入力側ブロック６７，６８と出力側カム６９，７０の相対滑りにより変化する摩擦力の方向によって所定の比率で異ならせて駆動トルクを出力側カム６９，７０へ分配することができ、従って、路面の摩擦係数の変化によって一部の車輪の駆動力が小さくなったとしても、他の車輪の駆動力が低下せず、総駆動力を確保することができる。また、入力側ブロック６７，６８と左出力側カム６９、及び、入力側ブロック６７，６８と左出力側ブロック７０では、それぞれ独立に滑りを生じるが、滑り時の摩擦力のために左右輪の差動が制限されるようになっている。

次いでデフロック６０について説明すると、このデフロック６０は、環状部材６５をボス部６４の軸方向に摺動させることでロックピン６６をリングギヤ４８に形成されたピン孔７４に差し込み、右出力側カム７０に形成されたピン孔７５に至らしめることで、差動機構部５０の上述した差動を停止させる。

デフロック６０においてロックピン６６は、環状部材６５のリングギヤ４８側の端面に一体に設けられ、図４に参照されるように、環状部材６５の周方向において１２０度間隔で三つ形成されている。リングギヤ４８のピン孔７４及び右出力側カム７０のピン孔７５も、ロックピン６６に対応して、それぞれの周方向において１２０度間隔で三つ形成されている。

環状部材６５の周面（周領域）には、全周に渡り係合溝７６が形成され、この係合溝７６には環状部材６５を移動させるフォーク部材７７が係合されている。図４に示されるようにフォーク部材７７は、略Ｕ字状に形成され二股状に分岐しており、その両端部で環状部材６５を挟むようにして係合溝７６に係合している。

フォーク部材７７は、係合溝７６と係合する側と反対側の端部、換言すれば、Ｕ字形の底部においてレバーシャフト７８と連結しており、レバーシャフト７８は、例えば図３に示すように、ボス部６４の前方に配置されている。レバーシャフト７８は、上下方向に延在し、その上端を右半部４２から外部に臨ませ、右半部４２から外部に臨むレバーシャフト７８の上端には、右半部４２の上方に配され、このレバーシャフト７８とともにフォーク部材７７を回転させるレバー部材７９の一端が連結されている。

レバー部材７５の他端にはケーブル８０が連結されている。レバー部材７９は、乗員の操作（入力）に応じてフォーク部材７７をボス部６４の軸方向に沿って移動させるもので、乗員が操作するレバー等に結合されたケーブル８０のプッシュプル動作に応じ、レバーシャフト７８を中心に回転する。これにより、レバーシャフト７８も回転し、このレバーシャフト７８と連結したフォーク部材７７が移動され、環状部材６５がボス部６４に沿って移動されるようになっている。なお、詳しくはレバーシャフト７８に巻回されたスプリングがレバーシャフト７８の移動に伴いフォーク部材７７を押すようにしてフォーク部材７７を移動させる。これに代えて、フォーク部材７７とレバーシャフト７８とをカム溝とこれに係合するピン等で結合しフォーク部材７７を移動させるようにしても構わない。

デフロック６０の動作を説明すると、このデフロック６０では、フォーク部材７７によって環状部材６５を左方に移動させ、環状部材６５に設けたロックピン６６をリングギヤ４８のピン孔７４及び右出力側カム７０のピン孔７５に挿入することで、右出力側カム７０がデフケース４９に一体的になり、左出力側カム６９がリングギヤ４８と共に回転することになる。これにより、左出力側カム６９は、入力側ブロック６７・・・，６８・・・とも相対滑りなく一体的になる。一方、デフロック６０が作動しない状態では、入力側ブロック６７・・・，６８・・・に対して左・右出力側カム６９，７０の一方が回転すれば、他方もそれに伴って独立して回転することができる構造であるため、上記したように、デフロック６０の作動によって右出力側カム７０が入力側ブロック６７・・・，６８・・・に対して回転できなくなると、左出力側カム６９は回転しなくなる。すなわち、左出力側カム６９は、リングギヤ４８、デフケース４９とともに回転する右出力側カム７０と一体的に回転するようになり、換言すれば、差動機構部５０が差動を停止させるロック状態となり、これによって、左右の前輪ＷＦは同一のトルクで一体に回転することになる。こうして本実施形態に係る前輪用差動装置２９では、乗員の操作に応じて、デフロック６０により差動機構部５０の差動を停止させることが可能になっている。

次に、本実施形態では前輪用差動装置２９に、車両１の走行に応じて作動する、図中８１で示すインヒビター機構部が備えられ、このインヒビター機構部８１により、車両１の走行中にデフロック６０がデフロック状態に入らなくなるようにされている。以下では、このインヒビター機構部８１の詳細について説明する。

図３〜図６を参照し、インヒビター機構部８１は、デフケース４９のボス部６４に挿通され環状部材６５に隣接し、デフケース４９に連動して回転するリング部材８２と、デフケース４９のボス部６４に挿通されリング部材８２に隣接し、リング部材８２と一体に回転可能であるとともに、リング部材８２に対して相対回転な環状の係止リング部材８３と、この係止リング部材８３と一体に形成され外径方向へ突出する係止片８４とを備えている。また、インヒビター機構部８１は、フォーク部材７７の基端側下部に設けられレバーシャフト７８の外径方向に突出する当接片８５と、図５において二点鎖線で示される、ハウジング３３の右半部４２の内壁に形成され車幅方向内側に突出するケース側当接片８６とを備えている。

図３を参照し、リング部材８２はその外周面に貫通した長孔８７を形成され、この長孔８７にボス部６４の外周面から外径方向に突出するピン８８を挿通させた状態で、ボス部６４に挿通されている。図７に示すように長孔８７はリング部材８２に周方向に沿って長く形成されており、つまり、ボス部６４とリング部材８２との間には、所定の範囲内で回転可能となる遊びが設けられ、リング部材８２はボス部６４の周方向に所定の範囲内で回転可能となっている。

またリング部材８２はデフケース４９が回転した際にボス部６４に形成されたピン８８が長孔８７の一端部に当接することで、デフケース４９と一体的に（連動して）回転するようになっている。なお、リング部材８２は長孔８７から軸方向に延びる図示しない切欠きを有しており、この切欠きにピン８８を通し、長孔８７まで至らすことでボス部６４と組みつけられるようになっている。

リング部材８２と環状部材６５との間には、付勢部材であるリターンスプリング９０が設けられ、このリターンスプリング９０は、リング部材８２に一端を支持されるとともに、環状部材６５に他端を支持され、環状部材６５の端面に形成された溝６５Ａに収容されるように設けられている。図７は説明の便宜のため、リング部材８２を環状部材６５から離間させ、かつ、ボス部６４を省略しており、この図７に示すようにリターンスプリング９０は、リング部材８２の周方向に沿ってボス部６４の周囲を巻回されるように配置され、リング部材８２の回転に対し付勢力を付与するようになっている。

図５，図７等に良く示すようにリング部材８２の外周面である周縁部には溝部９１が形成され、この溝部９１には締結スプリング９２が締め付けられている。締結スプリング９２は溝部９１を締め付けてリング部材８２に係止されるとともに、係止リング部材８３側へ突出させた端部９３を有しており、この端部９３は係止リング部材８３に形成された係合孔９４に係合されている。これにより、リング部材８２と係止リング部材８３とが連結され、デフケース４９の回転によりリング部材８２が回転し、それと共に係止リング部材８３が回転するようになっている。そして、リング部材８２の回転数が増していく、あるいは、係止リング部材８３が当接され回転を規制された場合には、締結スプリング９２の締付摩擦を越えて、締結スプリング９２とリング部材８２とがスリップして独立に動くようになっている。

係止リング部材８３に形成された係止片８４は、図４に良く示すように係止リング部材８３の前側下部から前方に延びるように突出形成されており、側面視三角形状に形成され、その先端をフォーク部材７７下部の当接片８５の近傍まで延出させている。係止片８４は、車両１が走行を開始した際に、つまり、デフケース４９が回転した際に、係止リング部材８３に伴って回転し、ハウジング３３の右半部４２の内壁に形成され車幅方向内側に突出するケース側当接片８６に至ると、これに当接して一定の姿勢を保持され回転を規制されるようになっている。

すなわち、ケース側当接片８６は、リング部材８２と共に回転した係止リング部材８３の係止片８４に当接して、リング部材８２を係止リング部材８３に独立させて回転させるものであり、図５に参照されるように、係止片８４の下側であって、係止リング部材８３を軸中心とした係止片８４の回動軌跡内に形成されている。なお、図３において９４は、ケース側当接片８６のちょうど上方において右半部４２の内壁に形成され車幅方向内側に突出する、係止片８４の回転範囲を規制するための規制部を示している。

そしてフォーク部材７７の当接片８５は、図３〜図７をまとめて参照し、右方に向けて延びて、デフケース４９の回転によりケース側当接片８６によって一定の姿勢を保持された係止片８４の先端と対面する位置に至るように形成されている。すなわち、この当接片８５は、レバー部材７９の作動によりレバーシャフト７８と共に回転するが、係止片８４がデフケース４９の回転によりケース側当接片８６によって一定の姿勢を保持されている場合には、係止片８４によりレバーシャフト７８の回転を規制される位置に形成されている。つまり、デフケース４９の回転によりケース側当接片８６によって一定の姿勢を保持された係止片８４は、レバーシャフト７８が回転された際の当接片８５の回動軌跡上に位置することになる。また、当接片８５は、車両１の停止時には上記リターンスプリング９０の付勢力により係止片８４が上方に移動された際には、係止片８４と離間し、レバーシャフト７８の回転は許容されるようになっている。

このインヒビター機構部８１の動作を図８を参照し説明すると、このインヒビター機構部８１では、車両の走行前、つまり、デフケース４９の回転前には、図中二点鎖線に示すように係止片８４が、ケース側当接片８６から離間して位置する。そして、デフケース４９の回転に連動してリング部材８２と係止リング部材８３とが回転すると、係止片８４も回転し、ケース側当接片８６に当接する位置までくる。そして、ここで係止リング部材８３は、係止片８４がケース側当接片８６（図５参照）に当接されることで、締結スプリング９２の締付摩擦を越えて、締結スプリング９２とリング部材８２とがスリップして独立に動く。つまり、リング部材８２のみが回転し、係止リング部材８３及び係止片８４は一定の姿勢を保持される。そして、ここで係止片８４は、当接片８５と対面する位置に移動し姿勢を保持されるため、フォーク部材７７は、当接片８５により作動を規制される。これにより、走行時にデフロック状態に入らなくなる。

一方で、車両１の走行が停止すると、つまり、デフケース４９の回転が停止すると、リターンスプリング９０の付勢力により、係止片８４は係止リング部材８３及びリング部材８２とともに、図中二点鎖線で示した位置に戻される（回転差が生じるため）。これにより、当接片８５は係止片８４と離間することになり、レバーシャフト７８の回転が許容され、デフロック６０によるデフロック操作が許容されるようになっている。こうして本実施形態に係る前輪用差動装置２９では、インヒビター機構部８１により走行時にデフロック６０がデフロック状態にならないようにされている。

以上のように本実施形態では、デフケース４９に、このデフケース４９の回転に連動して回転する係止片８４が取り付けられ、フォーク部材７７に、係止片８４に当接可能な当接片８５が形成され、デフケース４９が所定の回転数に至ると、つまり、本実施形態では車両が走行を開始しデフケース４９が回転しだすと、係止片８４が当接片８５と対面する位置に移動して、フォーク部材７７の作動を規制することで、差動機構部５０がデフロック状態に入らなくなる。したがって、走行時にデフロック状態に入ることが防止できる。また本実施形態では、かかる走行時のデフロック状態への規制を行うインヒビター機構部８１を機械部品からなる簡易な機構で構成しているため、前輪用差動装置２９ないし車両１のコストダウン、コンパクト化、軽量化を図ることができる。

なお、上記実施形態における構成はこの発明の一例であり、部品構成や構造、形状、大きさ、数及び配置等を含め、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、本実施形態では前輪用差動装置２９が差動制限機構（ＬＳＤ：Limited Slip Differential）を有する差動装置である例を説明したが、所謂オープンデフの差動装置、すなわち、本実施形態で説明した入力側ブロック６７，６８に対応する部分がピニオンギヤであり、左・右出力側カム６９，７０に対応する部分がサイドギヤであるような一般的な差動装置においても本発明は好適に適用でき、本発明は差動装置の形式に限定されるものではない。また、上記実施形態では、本発明を前輪用差動装置２９に用いた例を説明したが、本発明は後輪用差動装置３０にも好適に適用できるものであり、本発明は前輪用・後輪用等の用途によって限定されるものではない。また、本発明は、不正地走行車両（ＡＴＶ）等の各種の車両で好適に用いることができる。

また、本実施形態では、デフケース４９に形成されたボス部６４にロックピン６６を有する環状部材６５が設けられ、このボス部６４にインヒビター機構部８１を構成するリング部材８２や係止リング部材８３が設けられる例を説明したが、リングギヤ４８にボス部６４に相当するボス部を形成し、これに環状部材６５やリング部材８２を挿通させる図９に示すような態様であっても構わない。

すなわち、図９に示す差動装置を上記実施形態と同様の構成要素について同一符号で示して説明すると、リングギヤ４８にボス部６４が形成され、このボス部６４が形成される側と反対側のリングギヤ４８の側面にデフケース４９が設けられ差動機構部５０が収容されている。そして、ボス部６４にデフロック６０を構成する環状部材６５が設けられている。そして、環状部材６５に隣接してリング部材８２、係止リング部材８３、係止片８４、フォーク部材７７に設けられる当接片８５、左半部４３の内壁に形成されたケース側当接片８６等が設けられている。

また、本実施形態では、フォーク部材７７に係止片８４に当接可能な当接片８５を形成したが、当接片８５はレバーシャフト７９に設けるようにしても構わない。

２５ フロントプロペラシャフト（プロペラシャフト）
２９ 前輪用差動装置（差動装置）
３１Ｌ，３１Ｒ フロントアクスル
３３ ハウジング（最終減速機ケース）
３５ ピニオンギヤ
４８ リングギヤ
４９ デフケース
５０ 差動機構部（差動機構）
６４ ボス部
６５ 環状部材
６６ ロックピン
６９ 左出力側カム（サイドギヤ）
７０ 右出力側カム（サイドギヤ）
７４ ピン孔
７５ ピン孔
７７ フォーク部材（操作子）
８２ リング部材
８３ 係止リング部材（係止部材）
８４ 係止片
８５ 当接片
８６ ケース側当接片
８７ 長孔（遊び）
９０ リターンスプリング
９１ 溝部
９２ 締結スプリング
９３ 端部
ＦＷ 前輪（車輪）
Ｓ２ 収容空間（差動機構室）

Claims (4)

1. プロペラシャフトに設けられたピニオンギヤに噛み合うリングギヤと、前記リングギヤの側面に取付けられ差動機構室を形成するデフケースと、前記デフケースに収容される差動機構と、前記差動機構に噛み合い前記プロペラシャフトからの駆動力を左右に配された被駆動軸を介し車輪に伝達するサイドギヤと、前記デフケースを貫いて前記サイドギヤに形成されたピン孔に挿入することで、前記差動機構の差動を停止してデフロック状態とするロックピンと、前記ロックピンを操作する操作子とを備え、前記リングギヤ又は前記デフケースに前記被駆動軸を挿通させるボス部が一体形成され、該ボス部に、該ボス部の軸方向に沿って摺動可能な環状部材が設けられるとともに、該環状部材に前記ロックピンが設けられた車両の差動装置において、
   前記リングギヤ又は前記デフケースに、該リングギヤ又は該デフケースの回転に連動して回転する係止片が取り付けられ、
   前記操作子に、前記係止片に当接可能な当接片が形成され、
   前記リングギヤ又は前記デフケースが所定の回転数に至ると、前記係止片が前記当接片と対面する位置に移動して、前記操作子の作動を規制することを特徴とする車両の差動装置。
2. 前記ボス部に挿通され前記リングギヤ又は前記デフケースに連動して回転し、周縁部に溝部が形成されているリング部材と、
   前記ボス部に挿通され前記係止片が設けられる環状の係止部材と、
   前記リング部材の前記溝部に巻き付けられ該溝部を締め付けるとともに、端部を前記係止部材に支持される締結スプリングとが設けられ、
   前記リング部材と前記締結スプリングは、締付摩擦を越えるとスリップすることを特徴とする請求項１に記載の車両の差動装置。
3. 前記リング部材に一端を支持されるとともに、前記ロックピンが設けられた前記環状部材に他端を支持され、前記リング部材が回転する方向と反対方向に付勢力を付与するリターンスプリングが設けられ、
   前記ボス部と前記リング部材との間には、所定の範囲内で回転可能となる遊びが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車両の差動装置。
4. 当該差動装置は外壁面を構成する最終減速機ケースを有し、
   前記最終減速機ケースの内壁に、前記係止片が前記当接片と対面する位置に移動した状態で、前記係止片を当接保持するケース側当接部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両の差動装置。

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