JPH0150779B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 イ 発明の目的 ａ 産業上の利用分野 本発明は、自動車その他の車両に用いられる差
動制限型差動装置の改良に係り、特に運転者の意
思によつて通常の差動、あるいは差動制限の使い
分けができる差動制限機構付差動装置に関するも
のである。

ｂ 従来の技術 自動車その他の車両の差動装置は、車両の直進
時は両車輪を同一回転とし、旋回時には両車輪の
角速度を変えて車輪のスリツプを押え、旋回走行
をスムーズに行わせる装置である。しかし差動装
置を設けた車両は、片側車輪が例えば泥地や凍結
路面の如く摩擦係数の小さい場所に入つた場合、
その側の車輪は空転し他側の車輪には充分な駆動
力が伝わらず、脱出困難となる。これは、両車輪
に同一のトルクを伝える差動作用のためであり、
摩擦係数の大きい側の車輪にも、空転している摩
擦係数の小さい側と同じトルクしか伝達されぬか
らである。

そこで、この差動装置の欠点を補うため差動制
限機構が設けられている。従来の差動制限機構と
しては例えば特公昭38−18254号公報に見られる
ように、デフサイドギヤとデフケースとの間に常
時スプリングで押圧される摩擦クラツチを設ける
ことにより、差動を制限するものがある。また例
えば特公昭47−12770号公報に記載の如く、デフ
サイドギヤとデフケース間に爪やスプライン歯が
摺動可能な噛合いクラツチを設けて、摩擦クラツ
チの差動を制限可能としたもの等がある。

ｃ 発明が解決しようとする問題点 上記従来の差動制限機構付差動装置のうち、常
時スプリングで押圧される摩擦クラツチを備えた
ものは、差動制限が不必要な通常旋回時にも差動
するので、摩擦板の摩耗が進み修理・交換の期間
が早まり、また動力損失による燃費の低下をもた
らす等の問題点がある。

また爪やスプライン歯の噛合いクラツチをもつ
ものは、差動制限のためクラツチを噛合せる場
合、静止状態では爪またはスプライン歯の山と山
が接して噛合ぬことがある。そこで両者間に回転
差を与えるため運転者が軽くアクセルを踏んだ場
合、片側車輪が泥地や凍結路面にある状態では両
者間の回転差が急に大きくなる。そのため爪また
はスプライン歯の山と山同士が干渉し噛合わぬ状
態となつて、山部先端の摩耗や欠損が生じること
がある。さらにこの機構では、クラツチの山と谷
が噛合うまでフオークによつて押し続ける必要が
あるし、また駆動力が加わつているとスリーブ引
出し時にも、噛合いによる抵抗のためフオークに
よる引出しを続けねばならないので、フオークピ
ンとスリーブの接触部に発熱や摩耗が生じ、該部
の耐久性を損なうという問題点がある。

本発明は差動制限機構付差動装置に関し、上記
従来のものが有する問題点を解決しようとするも
のである。即ち本発明の第１の目的は、デフサイ
ドギヤとデフケースの相対回転速度が微・中・高
速および停止のいかなる場合においても、通常差
動と制限差動との選択・切換を、運転者が任意
に、確実・迅速・滑かに行なえるようにすること
にある。第２の目的は、フオークによるスリーブ
の押圧時間および引出し時間を最少限にして、フ
オークピンとスリーブの接触部の摩耗・発熱を防
止して耐久性を向上させることである。また第３
には、差動制限状態から通常差動へ切換るための
操作力を小さくし、第４には摩擦クラツチ開放時
の必要間〓を容易に適正に設定でき、併せて構造
のシンプル化・小型化・製造の容易化を図ること
である。

ロ 発明の構成 ａ 問題点を解決するための手段 本発明は、クラツチケース１内に、スプリング
プレート２の前進で押圧される摩擦クラツチ３
と、外部手段４で作動するフオーク５を介して摩
擦クラツチ方向へ摺動可能なスリーブ６を備えた
差動制限機構付差動装置において、スプリングプ
レート２にはボス部７に、周方向に適数個の通孔
８を形成して、各通孔８にその深さより高さをも
つ可動体９を係合させ、スリーブ６には外側部
に、通常差動用のスリーブ引出し時に前記各通孔
８の可動体９をクラツチケース１側へ押すスリー
ブ斜面１２と、その可動体９をスプリングプレー
ト係止のため後記クラツチケース斜面１５へ圧
接・係止させる押付け側面１３と、差動制限用の
スリーブ押入れ時に前記係止を解除のため可動体
９の一部分を係合可能な凹所１０を形成し、かつ
クラツチケース１には内側部に、可動体９の一部
分を係合可能な凹所１１と、前記通常差動用のス
リーブ引出し時にスプリングプレート後退のた
め、スリーブ斜面１２で押された可動体９を反摩
擦クラツチ方向へ移動させるクラツチケース斜面
１５を形成してなるものである。

上記構成において、可動体９は例えば図示実施
例の如く鋼球とすることが望しい。その場合はス
プリングプレート２のボス部７の通孔８は丸孔と
し、スリーブ６外側部とクラツチケース１内側部
の各凹所１０，１１は、各々の周囲に環状の凹所
を形成するのがよい。同様にスリーブ６外側部の
スリーブ斜面１２は、前記凹所１０の摩擦クラツ
チ側の側面であり、同側で大径となる外側円錐面
とするのがよく、押付け側面１３はそれに続く外
側円筒面とすればよい。またクラツチケース１内
側部のクラツチケース斜面１５は摩擦クラツチ側
で小径となる内側円錐面とし、例えばそのような
環体をクラツチケース１の内周面に装着すればよ
い。

しかし上記と異なり、可動体９を鋼球とせず例
えばくさび状のものとしてもよい。その場合に通
孔８は角形となるし、各凹所１０，１１・スリー
ブ斜面１２・押付け側面１３・クラツチケース斜
面１５も、可動体９が転動しないので周部に環状
で形成する必要はなく、各通孔８に対応する位置
にだけ形成すれば足りる。

前記凹所１０，１１の深さは、可動体９が押さ
れて各々係合した場合にも、押圧が解れた際の復
帰を容易にするため、可動体９の中心が通孔８内
にあるようにするのがよい。

フオーク５は、一端を外部手段としての例えば
油圧シリンダ４のピストンに連結し、他端をフオ
ークピン１６でスリーブ６に接続しておくのが望
しい。なお第５図の如く、スリーブ６のスリーブ
斜面１２と押付け側面１３との境界部２７は、摩
耗の軽減と可動体９の移動を滑かにするため曲面
に形成しておくのがよい。

図において、１７はデフキヤリヤで、内部には
公知の差動装置と同様にエンジンから連なるドラ
イブピニオン１８を有し、それと噛合するリング
ギヤ１９にデフケース２０と前記クラツチケース
１を固定してある。デフケース２０内には、ピニ
オンシヤフト２１を中心に可回転のデフピニオン
２２を適数個設けるとともに、ピニオンシヤフト
２１と直交する車軸（図示略）上のデフサイドギ
ヤ２３，２４を、各々デフピニオン２２に噛合さ
せてある。２５は差動箱、２６はフオーク軸であ
る。

ｂ 作 用 本発明の作動状態は次の通りであるが、第１図
でＸ−Ｘ線より上部は通常差動用のスリーブ引出
し時で、下部は差動制限用のスリーブ押入れ時を
示し、第２図から第５図は各状態の要部を示すも
のである。まず通常差動用には、シリンダ４によ
りフオーク５を作動させて第１図のＸ−Ｘ線の上
部や第２図で示す如く、スリーブ６を反摩擦クラ
ツチ方向（図で左方向）へ引出しておく。この際
の可動体９は、スリーブ斜面１２でクラツチケー
ス１側へ押出され、押付け側面１３でクラツチケ
ース斜面１５に圧接・係止されている。可動体９
の係止によりスプリングプレート２も、スブリン
グ１４の押力に抗して後退位置にて係止され前進
しないから、摩擦クラツチ３は開放状態が維持さ
れている。この状態では公知の差動装置と同様
に、エンジンの回転およびトルクはドライブピニ
オン１８・リングギヤ１９を介して差動箱２５を
回転・駆動し、ピニオンシヤフト２１によりデフ
ピニオン２２を公転させている。なお上記のスリ
ーブ引出し時に関し、本発明はスリーブ６の移動
方向に噛合い部がなく、クラツチケース１とスリ
ーブ６の内・外周の各斜面１５，１２や可動体９
で構成されている。そのため駆動力が加わつてい
る場合にも、噛合い部におけるようなスリーブ引
出し時に噛合いによる抵抗がなく、引出し方向へ
の力を保持する必要がない。それゆえ引出し保持
時間は最少限でよく、フオークピン１６とスリー
ブ６の接触部との摩耗・発熱は押えられる。

いま左右の車輪、したがつて左右のデフサイド
ギヤ２３，２４の回転抵抗トルクが同一の場合に
は、デフピニオン２２は公転のみで両サイドギヤ
２３，２４も等速で差動箱２５と同一回転し、直
進走行が行われる。もし左右のデフサイドギヤ２
３，２４の回転抵抗トルクに差がある場合には、
デフピニオン２２が公転しながらピニオンシヤフ
ト２１に対して自転を行ない、回転抵抗トルクの
大きい側のデフサイドギヤの回転速度を遅くし、
他方のデフサイドギヤを速くして旋回走行を円滑
に行わせる。

これに対して、片側の車輪が例えば泥地や凍結
路の如く摩擦係数の小さい場所へ入つた場合は、
その車輪の回転抵抗トルクが殆んど零になる。そ
のため差動作用が働きその車輪のみがスリツプ
し、他側の車輪には回転トルクが伝えられず、自
動車は走行不能となる。このような状態では、運
転者が運転席からシリンダ４への流路切換え指示
を出すことにより、ピストン・フオーク５を介し
てスリーブ６を押入れ、摩擦クラツチ３の方向
（図では右方向）へ移動させればよい。

上記の場合にスリーブ６は、それまで押付け側
面１３で可動体９をクラツチケース斜面１５に圧
接・係止していたのに代り、第１図のＸ−Ｘ線の
下部や第３図で示す如く凹所１０が可動体９の内
側位置に移動してくる。そのため可動体９は凹所
１０に係合して前記係止状態が解かれ、可動体９
を介してのスプリングプレート２の係止状態も解
かれる。これでスプリングプレート２は、スプリ
ング１４の押力により前進即ち摩擦クラツチ方向
へ移動することになり、摩擦クラツチ３が密着す
る。この摩擦クラツチ３の密着によつて差動が制
限されるので、デフサイドギヤ２３，２４に回転
抵抗トルクが生じて両車輪に充分な回転トルクが
伝えられ、泥地や凍結路からの脱出が可能とな
る。なお上記のスリーブ押入れ時に関し、本発明
は前記の如くスリーブ６の移動方向に噛合い部が
ない構成である。そのため、噛合い部のあるもの
のような山と山同士の干渉がないので、フオーク
５による押圧保持時間は最少限でよく、フオーク
ピン１６とスリーブ６の接触部との摩耗・発熱は
押えられる。

次にこの差動制限状態を解除するには、前記と
同様に運転者が運転席からシリスダ４への流路切
換指示を出し、フオーク５を介してスリーブ６を
引出し第４図の如く左方寄りへ戻せばよい。その
際スリーブ６の摺動により、スリーブ斜面１２が
可動体９をクラツチケース１の凹所１１側へ押出
すため、可動体９はクラツチケース斜面１５に沿
つて反摩擦クラツチ方向（図で左方向）へ移動す
ることになる。この可動体９の移動により、スプ
リングプレート２もそれと同じ方向へ後退し元の
後退位置へ戻るので、それまでとは代つて摩擦ク
ラツチ３へのスプリング１４の押力が解除され、
摩擦クラツチ板間に充分な間〓が生じる。

この摩擦クラツチ３に充分に間〓が生じた時点
で、スリーブ６は続く押付け側面１３が、クラツ
チケース１の凹所１１に係合した可動体９をクラ
ツチケース斜面１５へ圧接し係止させる。この状
態は先に第２図で説明したのと同じであり、スプ
リング１４によつてスプリングプレート２が摩擦
クラツチ３方向へ前進しようとしても、可動体９
が係止されているので前進しない。これにより、
摩擦クラツチ３の開放状態が維持されて通常の差
動状態となり、通常走行が可能となる。また上記
場合に、フオーク５を介してスリーブ６を引出し
ているシリンダ４の油圧を零としても、スプリン
グプレート２は可動体９のクラツチケース斜面１
５への圧接・係止を介して係止しており、前進す
ることはない。そのため摩擦クラツチ３の開放状
態は維持される。

なお、図示実施例の如く可動体９を鋼球とし、
スリーブ６を円筒状で、凹所１０・スリーブ斜面
１２・押付け側面１３を各々環状にし、またクラ
ツチケース１の凹所１１・クラツチケース斜面１
５も環状にしてあれば、可動体９との接触部が周
方向に変つていくことになるから、局部摩耗が少
ない。

ハ 発明の効果 以上で明かな如く、本発明の差動制限機構付差
動装置は次の如き効果を有する。

ａ デフサイドギヤとデフケースの相対回転速度
が微・中・高速、および停止のいかなる場合
も、運転者は運転席から通常差動と通動制限と
の選択・切換を、任意に確実・迅速・滑かに行
なえる。即ち、従来の爪やスプライン歯のクラ
ツチを用いたものでは、山と山が接して直ぐに
は噛合ぬ場合や山部先端の欠損が生じることが
ある。また従来の摩擦クラツチで常時スプリン
グで押圧しているものは、摩擦板の摩耗が激し
いし動力損失も多かつた。しかし本発明では前
記の如き構成により、通常差動と差動制限の選
択・切換を、いつでも確実・迅速・滑かに行な
うことができ、接触部の欠損・摩耗や動力低下
等を殆んどなくすことができる。

ｂ フオークピンとスリーブの接触部の摩耗・発
熱を押えて耐久性を図れる。即ち、スリーブの
移動方向に爪の如き噛合い部をもつものでは、
フオークによるスリーブの押入れ時に山と山同
士の干渉があるため、フオーク移動による押圧
を保持する必要があつた。またフオークによる
スリーブ引出し時にも、駆動力が加わつている
と、噛合いによつてスリーブ引出しに対する抵
抗力が生じているため、引出し方向の力を保持
する必要があつた。それゆえ、フオークによる
スリーブの押圧および引出しに保持時間を要す
るから、フオークピンとスリーブの接触部との
間に摩耗・発熱が生じ、耐久性が欠けている。

しかし本発明では、クラツチケースとスリー
ブの内・外周の斜面や可動体で構成され、スリ
ーブの移動方向に噛合い部がない。そのため、
スリーブ押入れ時に噛合い部の干渉がないし、
スリーブ引出し時に駆動力が加わつていても引
出し方向への抵抗がない。それゆえ本発明で
は、押圧や引出しの保持時間を最少限にでき、
フオークピンとスリーブの接触部との間で摩
耗・発熱を防止し、耐久性を大幅に向上でき
る。

他面、差動制限から通常差動に切換後、それ
を維持するためその位置のスリーブをフオーク
で押し続けるものは、フオークピンとスリーブ
の接触部の摩耗が激しい。しかし本発明では、
スリーブで押圧された可動体の係止を介して後
退位置のスプリングプレートを係止している。
そのためフオーク作動用シリンダの油圧を零に
してフオークによる押圧を解いても、その係止
状態は維持されており、フオークピンとスリー
ブの接触部の摩耗・発熱を防止することができ
る。

ｃ 切換のためスリーブ引出しに必要な力を、摩
擦クラツチ押圧用のスプリングの押力よりも小
さくできる。即ちスリーブの引出しは、スリー
ブ斜面を介して可動体を移動させ、その移動に
よつてスプリングプレートをスプリングに抗し
て移動させている。そのためスリーブ引出しに
要する力は、スリーブ斜面の傾斜角に比例する
から、傾斜角を小さくすることにより引出しに
必要な力を容易に小さく設定することができ
る。

ｄ 摩擦クラツチ開放時の必要間〓を適正に設定
することが容易である。即ち、スプリングプレ
ートを係止する可動体が当接するクラツチケー
ス斜面は、その傾斜角が前記必要間〓の増減と
比例するので、傾斜角によつて、摩擦クラツチ
の枚数等に応じた適当な間〓を容易に設定でき
ることになる。

ｅ しかも、本発明の構成はシンプルで小型化を
図れるので、既存の装置のスペースをそのまま
利用できるし、また製造を容易にすることもで
きる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は全
体の横断平面図、第２図は通常差動時の要部の横
断平面図、第３図は差動制限時の要部の横断平面
図、第４図はスリーブを引出し時の要部の横断平
面図、第５図はスリーブの一部の拡大横断平面図
である。 図面符号１……クラツチケース、２……スプリ
ングプレート、３……摩擦クラツチ、４……外部
手段、５……フオーク、６……スリーブ、７……
ボス部、８……通孔、９……可動体、１０，１１
……凹所、１２……スリーブ斜面、１３……押付
け側面、１４……スプリング、１５……クラツチ
ケース斜面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ クラツチケース１内に、スプリングプレート
   ２の前進で押圧される摩擦クラツチ３と、外部手
   段４で作動するフオーク５を介して摩擦クラツチ
   方向へ摺動可能なスリーブ６を備えた差動制限機
   構付差動装置において、スプリングプレート２に
   はボス部７に、周方向に適数個の通孔８を形成し
   て、各通孔８にその深さより高さをもつ可動体９
   を係合させ、スリーブ６には外側部に、通常差動
   用のスリーブ引出し時に前記各通孔８の可動体９
   をクラツチケース１側へ押すスリーブ斜面１２
   と、スプリングプレート２係止のため前記可動体
   ９を後記クラツチケース斜面１５へ圧接・係止さ
   せる押付け側面１３と、差動制限用のスリーブ押
   入れ時に前記係止を解除のため可動体９の一部分
   を係合可能な凹所１０を設け、かつクラツチケー
   ス１には内側部に、可動体９の一部分を係合可能
   な凹所１１と、前記通常差動用のスリーブ引出し
   時にスプリングプレート２を後退のため、スリー
   ブ斜面１２で押された可動体９を反摩擦クラツチ
   方向へ移動させるクラツチケース斜面１５を設け
   てなる、差動制限機構付差動装置。