【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動制限用摩擦クラッチを付勢部材で締結させるデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、特公昭４７−１０４８４号に記載されたデファレンシャル装置５０１を示す。このデファレンシャル装置５０１は、エンジンの駆動力によって回転するデフケース５０３、ベベルギア式の差動機構５０５、一対のコーンクラッチ５０７、一対のリテーナ５０９、各リテーナ５０９を介して各コーンクラッチ５０７を押圧するコイルばね５１１などから構成されている。
【０００３】
各コーンクラッチ５０７は、デフケース５０３の内壁とクラッチ部材５１７との間にそれぞれ形成されている。クラッチ部材５１７は出力軸５２７連結されている。また、図５のように、各リテーナ５０９には、コイルばね５１１，５１１を保持する保持部５１９，５１９と、各サイドギア５１３，５１５の車軸の端部を貫入させるための貫通孔５２１が設けられている。
【０００４】
デフケース５０３を回転させるエンジンの駆動力は、デフケース５３１より差動機構５０５のピニオンギア５３２，５３２とかみ合うサイドギア５１３，５１５からそれぞれの車軸を介して車輪側に配分される。このとき、サイドギア５１３，５１５の噛み合いスラスト力は各コーンクラッチ５０７を押圧してトルク感応型の差動制限力を発生させ、発進時や加速時などに車両の操縦性や安定性を向上させる。また、各コイルばね５１１はリテーナ５０９，５０９と左右のサイドギア５１３，５１５を介して各コーンクラッチ５０７を押圧し、締結させるイニシャルトルクを与えている。車両の発進時や加速時、あるいは、悪路走行時などで一方の駆動輪が大きく空転しようとすると、各コーンクラッチ５０７のイニシャルトルクによってグリップ側の車輪に駆動力が送られ、発進性や加速性の低下が防止され、悪路走破性が高く保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、各コイルばね５１１は、リテーナ５０９、５０９と左右のサイドギア５１３、５１５を介して各コーンクラッチ５０７、５０７を押圧し、締結させることでイニシャルトルクを与えている。
【０００６】
このことから、各コイルばね５１１と、リテーナ５０９、５０９、各サイドギア５１３、５１５と各コーンクラッチ５０７、５０７をデフケースの回転軸に対する径方向の位置決めを適正に行うことが、最適なイニシャルトルクを得る上で重要である。
【０００７】
ところが、上記デファレンシャル装置５０１ではコイルばね５１１、５１１を支持する一対のリテーナ５０９、５０９は、イニシャルトルク付与に直接関与しない、ピニオン５２９、５２９の端面５３０、５３０によってデフケースの回転軸に対する径方向の位置決めがなされている。
【０００８】
よって各ピニオン５３２、５３２及び各ピニオン５３２、５３２を収容するデフケース５３１の寸法精度のばらつきや、各ピニオン５３２、５３２とデフケース５３１の組付け誤差が、リテーナ５０９、５０９の径方向位置決めに影響し、イニシャルトルクにばらつきが生じやすいという問題を有している。
【０００９】
一方、デファレンシャル装置５０１のリテーナ５０９の場合、図４のように、コイルばね５１１の保持部５１９が各サイドギア５１３、５１５との当接部５２３より径方向の外側にあり、当接部５２３から端部５２５までがオーバーハングしている。
【００１０】
さらに、各リテーナ５０９は、貫通孔５２１を設けたことによって断面積が小さくなり、剛性がそれだけ低下している。
【００１１】
このように、リテーナ５０９は剛性が低い上にオーバーハング部５２９（図５参照）でコイルばね５１１の荷重を受けるから、曲がりが生じ易く、曲がりによってリテーナ５０９とサイドギア５１３、５１５との間で局部的な当たり（片当たり）と偏摩耗が生じ、金属の摩耗粉によるコンタミネーションが発生する恐れがある。
【００１２】
この問題を解決する手段として、リテーナ５０９の強度（剛性）を高めて曲がりを防止するにはリテーナ５０９の板厚を厚くする必要があり、重量とコストの上昇を避けることは難しい。
【００１３】
そこで、この発明は、付勢部材によって差動制限用摩擦クラッチを締結するように構成されたデファレンシャル装置において、リテーナの径方向位置決め精度を向上し、適正なイニシャルトルクを得るとともに、付勢部材保持用のリテーナの軽量化を可能にし、曲がり、偏摩耗、コンタミネーションの発生などを防止することができるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、原動機の駆動力によって回転するデフケースと、デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースとサイドギアとの間に設けられて前記差動機構の差動を制限する摩擦クラッチと、前記サイドギアを介して前記摩擦クラッチを押圧して締結させる付勢部材と、前記付勢部材と前記サイドギアとの間に配置され保持部によって前記付勢部材を所定の位置に保持するリテーナとを備え、前記付勢部材の内周側に位置して前記デフケースの回転軸方向に沿って延設され、前記サイドギア又はサイドギアと車輪側とを連結する車軸のサイドギア側端部の少なくとも一方と係合してデフケースの回転軸の径方向の位置を決める延設部を前記リテーナに設けたことを特徴としている。
【００１５】
このデファレンシャル装置では、リテーナをイニシャルトルクの付与に関与するサイドギア又は、サイドギアと車輪側とを連結する車軸のサイドギア側端部の少なくとも一方を延設部と係合させる。これにより、リテーナのデフケース内での径方向の位置決めを精度が向上し、付勢手段の位置が異なることがないので、安定した締結力を発生させることができて安定したイニシャルトルクを発生させることができる。又、延設部を設けたことによりリテーナの剛性を向上することができリテーナの曲がり、偏摩耗、コンタミネーションの発生を防止することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記延設部が、前記サイドギアと前記車輪側とを連結する車軸のサイドギア側端部を収容する円筒状の凹部の前記デフケースの軸方向に沿う周壁であることを特徴としている。
【００１７】
このデファレンシャル装置では、請求項１の発明と同様の作用が得られる他に、リテーナに円筒状の凹部を設けるだけなので、簡単な構成でリテーナのデフケース内での径方向の位置決めを組み付け時に容易に行うことができる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のデファレンシャル装置であって、前記凹部には、前記周壁と一体に円板状の底壁が形成され、この底壁で前記車軸のサイドギア側端部が覆われていることを特徴としている。
【００１９】
このデファレンシャル装置では、請求項１、２の発明と同様の作用が得られる他に、車軸のサイドギア側端部を覆うように底壁が周壁と一体に形成されているので、リテーナの剛性を更に向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、図１は本発明の実施形態に係るデファレンシャル装置１を示す断面図であり、図２はデファレンシャル装置１に用いられたリテーナ９とサイドギア２７、２９及びピニオン２５との関係を示す斜視図、図３はリテーナ９を示す平面図である。
【００２１】
図１に示すように、デファレンシャル装置１は、デフケース３、ベベルギア式の差動機構５、コーンクラッチ７，７（摩擦クラッチ）、リテーナ９，９、コイルばね１１，１１（付勢部材）などから構成され、デフケース３は、オイル溜まりが設けられたデフキャリヤ内に配置されている。
【００２２】
デフケース３は、ケーシング本体１３とカバー１５から構成され、カバー１５はボルト１７によってケーシング本体１３の左側開口部に固定されている。ケーシング本体１３内には、差動機構５、コーンクラッチ７、７、リテーナ９、９、コイルばね１１、１１が内部にそれぞれ収納されている。また、ケーシング本体１３、カバー１５には、左右のボス部１９、２１がそれぞれ形成され、左右のボス部１９，２１はベアリング（不図示）によってデフキャリヤに支承されている。左右のボス部１９、２１の内側には、左右の車軸がデフケース内に挿入される貫通孔部がそれぞれ設けられている。
【００２３】
さらに、デフケース３にはリングギア（不図示）が固定されており、このリングギアと噛み合うドライブピニオンは動力伝達系を介してトランスミッション側に連結されている。そして、エンジン（原動機）の駆動力はトランスミッションとこの動力伝達系とを介してデフケース３を回転駆動する。
【００２４】
デフケース３のケーシング本体１３内に収納されている差動機構５は、ピニオンシャフト２３、ピニオンシャフト２３上で回転自在に支承されたピニオン２５、左右からピニオン２５と噛み合ったサイドギア２７，２９などから構成されている。左サイドギア２７のボス部３１はスプライン部３３に連結された左車軸を介して左車輪側に連結され、右サイドギア２９のボス部３５はスプライン部３７に連結された右車軸を介して右車輪側に連結されている。また、各ボス部３１，３５はデフケース３に設けられた支承部３９，４１によってそれぞれ支承されている。
【００２５】
さらに、ボス部３５、３５の反対側には、ピニオンシャフト２３側に向けて突出した凸部５９、６１がそれぞれ設けられている。これらの凸部５９、６１は、後述するリテーナ９、９の凹部８５に係合している。
【００２６】
ピニオンシャフト２３の端部はケーシング本体１３に設けられた貫通孔４３に係合し、スプリングピン４５によって抜け止めされている。また、ピニオン２５とケーシング本体１３との間には球面ワッシャ４７が配置されており、この球面ワッシャ４７はピニオン２５の背面を支持し、その遠心力と噛み合い反力とを受けている。ピニオン２５、２７とそれぞれ噛み合う左右のサイドギア２７、２９の背面側とケーシング本体１３の内壁との間には、テーパリング４９がそれぞれ配置されている。
【００２７】
左のテーパリング４９と左サイドギア２７との間に左のコーンクラッチ７が設けられている。また、右のテーパリング４９と右のサイドギア２９との間に右のコーンクラッチ７が設けられている。各テーパーリング４９には内側に４個の脚部５１が周方向等間隔にそれぞれ形成されている。左テーパーリング４９はカバー１５に形成された凹部５３に脚部５１を係合して回り止めされており、右テーパーリング４９はケーシング本体１３に形成された凹部５５に脚部５１を係合して回り止めされている。これらのコーンクラッチ７、７はコイルばね１１の付勢力によって締結されており、所定のイニシャルトルクを発生している。コイルばね１１は、リテーナ９、９を介してサイドギア２７、２９をデフケース側へ押圧することで、コーンクラッチ７、７を締結する。
【００２８】
リテーナ９、９はサイドギア２７，２９とピニオンシャフト２３との間にそれぞれ配置されている。このリテーナ９は、図２に示すように、板状のリテーナ本体９１と、このリテーナ本体９１の両端から屈曲・延設された屈曲部９２、９２とから形成されている。リテーナ本体９１の略中央部分には、ピニオンシャフト２３側に向けて凹んだ円筒状の凹部８５が形成されている。この凹部８５は、リテーナ本体９１からピニオンシャフト２３側に屈曲形成された環状の周壁（延設部）８７と、この周壁８７と一体に形成された円板状の底壁８９とで形成されている。また、凹部８５の内径寸法は、サイドギヤ２７、２９のピニオンシャフト２３側に向けて突出形成された凸部５９、６１の外径寸法より若干大きく形成され、上記したサイドギア２７、２９の凸部５９、６１が凹部８５内に挿入・係合された状態では、リテーナ９、９は、デフケース３の回転軸の径方向の位置決め（センタリング）がなされている。また、この凹部８５内には、サイドギア２７、２９のスプライン部３７に挿入された車軸の先端部もサイドギア２７、２９の凸部５９、６１とともに挿入されている。
【００２９】
また、リテーナ本体９１の幅方向の両側には、一対の腕部６３、６５がピニオンシャフト２３側に向けて略直角に屈曲形成されている。これらの腕部６３、６５の先端側の中央部分には、半円状の切り欠き６７、６９がそれぞれ形成されている。そして、左右のサイドギア２７、２９とピニオンシャフト２３との間に配置された状態では、一対のリテーナ９、９の腕部６３、６５同士がオーバーラップし、半円状の切り欠き６７、６９内にピニオンシャフト２３がそれぞれ挿通されている。これにより、リテーナ９、９が回り止めされている。この場合、一対のリテーナ９、９のうち一方のリテーナ９の腕部６３、６５の貫通孔９３からの位置が異なって形成されているので、ピニオンシャフト２３を間に挟んでオーバーラップするようになっている。
【００３０】
また、リテーナ本体９１の貫通孔９３の周囲は、一面側がコイルばね１１、１１が当接するばね止着面９４、９５となっており、これらの止着面９４、９５には、円筒状の保持部７１、７１がそれぞれ設けられている。このばね止着面９４、９５の反対側の面は、サイドギア２７、２９に当接する第１の支持面９６、９６となっている。さらに、リテーナ本体９１の長手方向の両端には、サイドギア２７、２９側に屈曲するとともに、弧状に形成された屈曲部９２、９２がそれぞれ設けられている。この屈曲部９２、９２の先端側には、サイドギア２７、２９の支持摺動部７３に当接する第２の支持面９７、９７が、外側に向けて屈曲形成されている。
【００３１】
ばね止着面９４、９５によって当接支持された各コイルばね１１はリテーナ９，９に設けられた円筒状の保持部７１の間で保持され、リテーナ９，９とサイドギア２７，２９とを介してコーンクラッチ７，７を押圧して締結し、その摩擦抵抗によってイニシャルトルク（一定の差動制限力）を与えている。
【００３２】
各サイドギア２７，２９の歯部の外周側には、支持摺動部７３が設けられている。この支持摺動部７３には、上記各リテーナ９、９の第２の支持面９７、９７が当接支持されている。この場合、第２の支持面９７、９７は、付勢部材（コイルばね１１、１１の保持部７１、７１の端部側の箇所になる。
【００３３】
各コイルばね１１の付勢力は、上記のように、コーンクラッチ７，７にイニシャルトルクを与えると共に、各リテーナ９の当接部７７を各サイドギア２７，２９の支持摺動部７３に押圧し、発生する摩擦抵抗によってイニシャルトルクを与えている。
【００３４】
また、この摩擦抵抗の発生箇所（当接部７７と支持摺動部７３）をサイドギア２７，２９の最外側（最大径部）に設けたことによって、このイニシャルトルクが強化されている。
【００３５】
次に、上記デファレンシャル装置の作用について説明する。
【００３６】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力はピニオンシャフト２３からピニオン２５を介してサイドギア２７，２９に配分され、それぞれの車軸を介して左右の車輪側に伝達される。発進時、加速時、悪路走行中などに車輪間に駆動抵抗差が生じると、エンジンの駆動力はピニオン２５の自転によって左右の車輪に差動配分される。また、車両の走行中は、前進走行と後進走行の両方で、ピニオン２５との噛み合いによってサイドギア２７，２９に伝達トルクに比例して大きくなる噛み合い反力が生じ、この噛み合い反力によって各コーンクラッチ７が押圧され締結される。このようにサイドギア２７，２９の噛み合い反力を受けて締結される各コーンクラッチ７にはトルク感応型の差動制限機能が得られ、差動機構５の差動が制限される。
【００３７】
例えば、デファレンシャル装置１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、トルク感応型の差動制限力が強化されて、車両の操縦性や安定性が大きく向上する。
【００３８】
また、各コイルばね１１により、各コーンクラッチ７と、上記の第２の支持面９７、９７と支持摺動部７３の間でそれぞれ発生するイニシャルトルクにより、発進時や加速時、あるいは、悪路走行中などのように、片輪が大きく空転しサイドギア２７，２９の噛み合い反力によるトルク感応型差動制限機能が低下するような条件下でも、発進性、加速性、悪路走破性などの低下が防止され、車体の挙動が安定し、操縦性が大きく向上する。
【００３９】
また、本実施形態では、リテーナ本体９１の略中央部分に凹部８５を設けたことにより、リテーナ９、９を組み付ける際に、サイドギア２７、２９の凸部５９、６１を凹部８５内に挿入・係合させれば、リテーナ９、９をデフケース３内の径方向の位置決め（センタリング）を容易に行うことができる。また、リテーナ９、９がセンタリングされているので、コイルばね１１、１１の位置がずれることもないので、コーンクラッチ７の安定した締結力を得ることができ、安定したイニシャルトルクを発生させることができる。
【００４０】
なお、各テーパーリング４９には多数のオイル溝が形成されており、各コーンクラッチ７においてオイルの保持性を高めて磨耗と発熱を防止し、オイルを均等に分散させて差動制限力を安定させている。
【００４１】
また、デフケース３には開口７９，８１，８３が設けられており、ボス部１９，２１の内周には螺旋状のオイル溝が設けられている。オイル溜りのオイルは、デフケース３の回転に伴ってこれらの開口７９，８１，８３と螺旋状のオイル溝からデフケース３に流出入し、コーンクラッチ７，７、当接部７７と支持摺動部７３の摺動面、ピニオン２５と各サイドギア２７，２９との噛み合い部、ピニオンシャフト２３とピニオン２５との摺動面、球面ワッシャ４７などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を高めている。
【００４２】
また、本実施形態のデファレンシャル装置１は、リテーナ９，９に設けた第２の支持面９７、９７をサイドギア２７，２９の支持摺動部７３に当接させて支持したので、従来例と異なって、コイルばね１１，１１の付勢力によるリテーナ９，９の曲がりと、曲がりによってリテーナ９，９とサイドギア２７，２９との間で発生する局部的な当たり及び偏磨耗と、この偏磨耗による金属の磨耗粉（コンタミネーション）の発生が防止される。
【００４３】
また、磨耗粉がオイルに乗ってデフケース３中に拡散することがなくなり、ピニオン２５と各サイドギア２７，２９との噛み合い状態の悪化、コーンクラッチ７，７、リテーナ９，９の当接部７７と各サイドギア２７，２９の支持摺動部７３、ピニオンシャフト２３とピニオン２５との摺動面、球面ワッシャ４７などの耐久性低下、異音の発生が防止される。
【００４４】
従って、リテーナ９，９の強度を高めて曲がりを防止するために、リテーナ９，９の板厚を厚くする必要がなくなり、これに伴う重量増加とコストの上昇が防止される。さらに、リテーナ９，９を薄肉にすることも可能になり、リテーナ９，９を薄肉にすれば、それだけ軽量化され、コストが低減される。
【００４５】
また、リテーナ９，９とサイドギア２７，２９との摺動部（第２の支持面９７と支持摺動部７３）でも、コイルばね１１，１１の付勢力によってイニシャルトルクが得られる上に、このイニシャルトルクの発生箇所（当接部７７と支持摺動部７３）をサイドギア２７，２９の最大径部に設けたことによってイニシャルトルクが強化されるから、悪路走破性、発進性、加速性などの向上効果がさらに大きくなっている。
【００４６】
これに加えて、リテーナ９，９は凹部８５の周壁８７がリブになって剛性が大きくなるので、コイルばね１１，１１によるリテーナ９，９の曲がり、偏磨耗、コンタミネーションなどの防止効果がさらに向上する。さらに、底壁８９を設けることにより、さらにリテーナ９、９の剛性が向上する。
【００４７】
また、剛性が大きくなっただけ、リテーナ９，９を薄肉にすることが可能になり、リテーナ９，９の薄肉化によってデファレンシャル装置２０１が軽量になり、コストが低減される。
【００４８】
なお、本発明のデファレンシャル装置では、各実施形態と異なって、摩擦クラッチはコーンクラッチに限らず、例えば、多板クラッチや単板クラッチでもよい。
【００４９】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）と、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、延設部がリテーナ本体９１に設けた円筒状の凹部８５の周壁８７である例を示したが、この延設部は円筒状の凹部８５のような形態以外でも良く、例えば、凹部８５において周壁のみ構成、環状の周壁８７以外の構成でも良く、好ましくは付勢部材の押圧力によるリテーナの撓み方向に対抗する形状であれば、直線状、曲線状、中空形状などの延設された部分の形状を採用することができる。
【００５１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、リテーナを組み付ける際に、サイドギア又は、サイドギアと車輪側とを連結する車軸のサイドギア側端部の少なくとも一方を延設部と係合させる。これにより、リテーナのデフケース内での径方向の位置決めを容易に行うことができ、付勢手段の位置が異なることがないので、安定した締結力を発生させることができて安定したイニシャルトルクを発生させることができる。
【００５２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が得られる他に、リテーナに円筒状の凹部を設けるだけなので、簡単な構成でリテーナのデフケース内での径方向の位置決めを組み付け時に容易に行うことができる。
【００５３】
請求項３の発明によれば、請求項１、２の発明と同様の作用が得られる他に、車軸のサイドギア側端部を覆うように底壁が周壁と一体に形成されているので、凹部を設けたとしてもリテーナの剛性を低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたデファレンシャル装置を示す断面図である。
【図２】本発明が適用されたデファレンシャル装置のリテーナとサイドギアとピニオンとの関係を示す斜視図である。
【図３】本発明が適用されたデファレンシャル装置のリテーナを示す平面図である。
【図４】従来例の断面図である。
【図５】従来例に用いられたリテーナの正面図である。
【符号の説明】
１ デファレンシャル装置
３ デフケース
５ ベベルギア式の差動機構
７，７ コーンクラッチ（摩擦クラッチ）
９，９ リテーナ
１１，１１ コイルばね（付勢部材）
２７，２９ サイドギア
８５ 凹部
８７ 周壁（延設部）
８９ 底壁[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential device for fastening a friction clutch for limiting differential with an urging member.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 shows a differential device 501 described in Japanese Patent Publication No. 47-10484. The differential device 501 includes a differential case 503 that rotates by the driving force of an engine, a bevel gear type differential mechanism 505, a pair of cone clutches 507, a pair of retainers 509, and a coil spring that presses each cone clutch 507 via each retainer 509. 511 and the like.
[0003]
Each cone clutch 507 is formed between the inner wall of the differential case 503 and the clutch member 517. The clutch member 517 is connected to the output shaft 527. Also, as shown in FIG. 5, each retainer 509 is provided with holding portions 519, 519 for holding the coil springs 511, 511, and through holes 521 for penetrating the ends of the axles of the side gears 513, 515. ing.
[0004]
The driving force of the engine for rotating the differential case 503 is distributed from the differential case 531 to side wheels via side axles from side gears 513 and 515 meshing with the pinion gears 532 and 532 of the differential mechanism 505. At this time, the meshing thrust force of the side gears 513 and 515 presses each of the cone clutches 507 to generate a torque-sensitive differential limiting force, thereby improving the maneuverability and stability of the vehicle at the time of starting or accelerating. Further, each coil spring 511 applies an initial torque for pressing and fastening each cone clutch 507 via retainers 509, 509 and left and right side gears 513, 515. When one of the driving wheels tries to spin largely when starting or accelerating the vehicle, or when traveling on a rough road, the driving force is transmitted to the wheels on the grip side by the initial torque of each cone clutch 507, so that the starting performance and acceleration can be improved. The fall of the performance is prevented, and the performance on rough roads is kept high.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, each of the coil springs 511 applies initial torque by pressing and fastening each of the cone clutches 507, 507 via the retainers 509, 509 and the left and right side gears 513, 515.
[0006]
From this, it is possible to obtain the optimal initial torque by appropriately positioning the respective coil springs 511, the retainers 509 and 509, the side gears 513 and 515, and the cone clutches 507 and 507 in the radial direction with respect to the rotation shaft of the differential case. Important above.
[0007]
However, in the differential device 501, the pair of retainers 509, 509 supporting the coil springs 511, 511 are not directly involved in the initial torque application, and are positioned radially with respect to the rotation axis of the differential case by the end surfaces 530, 530 of the pinions 529, 529. Has been made.
[0008]
Therefore, variations in the dimensional accuracy of the respective pinions 532, 532 and the differential case 531 accommodating the respective pinions 532, 532 and an assembly error between the respective pinions 532, 532 and the differential case 531 affect the radial positioning of the retainers 509, 509, There is a problem that the initial torque tends to vary.
[0009]
On the other hand, in the case of the retainer 509 of the differential device 501, as shown in FIG. 4, the holding portion 519 of the coil spring 511 is located radially outside of the contact portion 523 with the side gears 513 and 515, and the end from the contact portion 523. Section 525 is overhanged.
[0010]
Furthermore, each retainer 509 has a reduced cross-sectional area due to the provision of the through-hole 521, and the rigidity is accordingly reduced.
[0011]
As described above, since the retainer 509 has low rigidity and receives the load of the coil spring 511 at the overhang portion 529 (see FIG. 5), the retainer 509 is liable to bend, and the bend is locally generated between the retainer 509 and the side gears 513 and 515. There is a possibility that hitting (single hit) and uneven wear occur, and contamination due to metal wear powder may occur.
[0012]
As means for solving this problem, it is necessary to increase the thickness of the retainer 509 in order to increase the strength (rigidity) of the retainer 509 and prevent bending, and it is difficult to avoid an increase in weight and cost.
[0013]
Therefore, the present invention provides a differential device configured to fasten a differential limiting friction clutch by an urging member, thereby improving the radial positioning accuracy of a retainer, obtaining a proper initial torque, and holding an urging member. It is an object of the present invention to provide a differential device capable of reducing the weight of a retainer for use and preventing bending, uneven wear, contamination and the like.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 includes a differential case that rotates by a driving force of a prime mover, a differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output side gears to wheels, and a differential mechanism between the differential case and the side gears. A friction clutch for limiting the differential of the differential mechanism, an urging member for pressing and engaging the friction clutch via the side gear, and a urging member disposed between the urging member and the side gear. A retainer for holding the biasing member at a predetermined position by a holding portion, the retainer being located on the inner peripheral side of the biasing member and extending along the rotation axis direction of the differential case, and the side gear or the side gear and the wheel The retainer is provided with an extended portion that engages with at least one of the side gear side ends of the axle connecting the side and determines the radial position of the rotating shaft of the differential case. It is characterized.
[0015]
In this differential device, the retainer engages at least one of the side gear involved in imparting the initial torque or the side gear side end of the axle connecting the side gear with the wheel side with the extension. As a result, the accuracy of the positioning of the retainer in the radial direction in the differential case is improved, and the position of the urging means does not differ, so that a stable fastening force can be generated and a stable initial torque can be generated. Can be. Further, by providing the extension portion, the rigidity of the retainer can be improved, and bending of the retainer, uneven wear, and generation of contamination can be prevented.
[0016]
The invention according to claim 2 is the differential device according to claim 1, wherein the extension portion has a cylindrical concave portion that accommodates a side gear side end of an axle connecting the side gear and the wheel side. Is characterized by being a peripheral wall along the axial direction of.
[0017]
In this differential device, in addition to providing the same operation as that of the first aspect of the present invention, since the retainer is simply provided with a cylindrical concave portion, it is easy to radially position the retainer in the differential case with a simple configuration at the time of assembly. It can be carried out.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the differential device according to the second aspect, a disc-shaped bottom wall is formed integrally with the peripheral wall in the concave portion, and the bottom wall has a side gear side end of the axle. Is covered.
[0019]
In this differential device, in addition to obtaining the same effects as the first and second aspects of the present invention, since the bottom wall is formed integrally with the peripheral wall so as to cover the side gear side end of the axle, the rigidity of the retainer is further increased. Can be improved.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a differential device 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a relationship between a retainer 9 used in the differential device 1 and side gears 27 and 29 and a pinion 25. FIG. 3 is a plan view showing the retainer 9.
[0021]
As shown in FIG. 1, the differential device 1 includes a differential case 3, a bevel gear type differential mechanism 5, cone clutches 7 and 7 (friction clutches), retainers 9 and 9, coil springs 11 and 11 (biasing members), and the like. The differential case 3 is arranged in a differential carrier provided with an oil reservoir.
[0022]
The differential case 3 includes a casing body 13 and a cover 15, and the cover 15 is fixed to a left opening of the casing body 13 by bolts 17. In the casing body 13, the differential mechanism 5, the cone clutches 7, 7, the retainers 9, 9, and the coil springs 11, 11 are housed respectively. Further, left and right boss portions 19 and 21 are formed on the casing body 13 and the cover 15, respectively, and the left and right boss portions 19 and 21 are supported by a differential carrier by bearings (not shown). Inside the left and right bosses 19 and 21, there are provided through holes into which the left and right axles are inserted into the differential case.
[0023]
Further, a ring gear (not shown) is fixed to the differential case 3, and a drive pinion that meshes with the ring gear is connected to the transmission via a power transmission system. The driving force of the engine (motor) rotates the differential case 3 via the transmission and the power transmission system.
[0024]
The differential mechanism 5 housed in the casing body 13 of the differential case 3 includes a pinion shaft 23, a pinion 25 rotatably supported on the pinion shaft 23, side gears 27 and 29 meshing with the pinion 25 from right and left. Have been. The boss 31 of the left side gear 27 is connected to the left wheel via a left axle connected to a spline 33, and the boss 35 of the right side gear 29 is connected to the right wheel via a right axle connected to the spline 37. It is connected to. The boss portions 31 and 35 are supported by support portions 39 and 41 provided on the differential case 3, respectively.
[0025]
Further, on the opposite side of the boss portions 35, 35, there are provided convex portions 59, 61 protruding toward the pinion shaft 23 side, respectively. These convex portions 59 and 61 are engaged with concave portions 85 of retainers 9 and 9 described later.
[0026]
The end of the pinion shaft 23 is engaged with a through hole 43 provided in the casing body 13 and is prevented from coming off by a spring pin 45. In addition, a spherical washer 47 is disposed between the pinion 25 and the casing body 13, and the spherical washer 47 supports the rear surface of the pinion 25 and receives a centrifugal force and a meshing reaction force. Tapered rings 49 are respectively disposed between the rear surfaces of the left and right side gears 27 and 29 that mesh with the pinions 25 and 27, respectively, and the inner wall of the casing body 13.
[0027]
The left cone clutch 7 is provided between the left taper ring 49 and the left side gear 27. The right cone clutch 7 is provided between the right tapering 49 and the right side gear 29. Four legs 51 are formed inside each taper ring 49 at equal intervals in the circumferential direction. The left tapered ring 49 engages the leg 51 with the concave portion 53 formed on the cover 15 and is prevented from rotating. The right tapered ring 49 engages the leg portion 51 with the concave portion 55 formed on the casing body 13. Is stopped. These cone clutches 7, 7 are engaged by the urging force of the coil spring 11, and generate a predetermined initial torque. The coil spring 11 presses the side gears 27, 29 toward the differential case via the retainers 9, 9 to fasten the cone clutches 7, 7.
[0028]
The retainers 9 are arranged between the side gears 27 and 29 and the pinion shaft 23, respectively. As shown in FIG. 2, the retainer 9 is formed of a plate-shaped retainer body 91 and bent portions 92, 92 bent and extended from both ends of the retainer body 91. At a substantially central portion of the retainer main body 91, a cylindrical concave portion 85 concaved toward the pinion shaft 23 is formed. The recess 85 is formed by an annular peripheral wall (extended portion) 87 bent from the retainer main body 91 toward the pinion shaft 23 and a disk-shaped bottom wall 89 formed integrally with the peripheral wall 87. I have. The inner diameter of the concave portion 85 is slightly larger than the outer diameter of the convex portions 59 and 61 protruding toward the pinion shaft 23 of the side gears 27 and 29, and the convex portions 59 of the side gears 27 and 29 described above. , 61 are inserted and engaged in the recess 85, the retainers 9, 9 are positioned (centered) in the radial direction of the rotating shaft of the differential case 3. In the recess 85, the tip of the axle inserted into the spline 37 of the side gears 27, 29 is also inserted together with the projections 59, 61 of the side gears 27, 29.
[0029]
A pair of arms 63 and 65 are formed on both sides of the retainer body 91 in the width direction at substantially right angles toward the pinion shaft 23. Semicircular notches 67 and 69 are formed in the center portions of the arms 63 and 65 on the tip side, respectively. In a state where the arm portions 63 and 65 of the pair of retainers 9 and 9 are overlapped with each other in a state where the arm portions 63 and 65 are disposed between the left and right side gears 27 and 29 and the pinion shaft 23, the semicircular notches 67 and 69 The pinion shafts 23 are respectively inserted. Thereby, the retainers 9, 9 are prevented from rotating. In this case, since the positions of the arms 63 and 65 of one of the pair of retainers 9 and 9 from the through hole 93 are different from each other, the retainers 9 are overlapped with the pinion shaft 23 interposed therebetween. Has become.
[0030]
Around the through hole 93 of the retainer main body 91, one surface side is formed with spring fixing surfaces 94, 95 with which the coil springs 11 abut, and these fixing surfaces 94, 95 have cylindrical holding surfaces. Parts 71, 71 are provided respectively. The surfaces opposite to the spring fixing surfaces 94 and 95 are first support surfaces 96 and 96 that come into contact with the side gears 27 and 29. Further, at both ends in the longitudinal direction of the retainer main body 91, bent portions 92, 92 which are bent toward the side gears 27, 29 and formed in an arc shape are provided, respectively. On the tip side of the bent portions 92, 92, second support surfaces 97, 97 abutting on the support sliding portions 73 of the side gears 27, 29 are formed to be bent outward.
[0031]
Each of the coil springs 11 abutted and supported by the spring fixing surfaces 94 and 95 is held between the cylindrical holding portions 71 provided on the retainers 9 and 9, and via the retainers 9 and 9 and the side gears 27 and 29. The cone clutches 7, 7 are pressed and fastened, and an initial torque (a constant differential limiting force) is given by the frictional resistance.
[0032]
A support sliding portion 73 is provided on the outer peripheral side of the tooth portion of each of the side gears 27 and 29. The second supporting surfaces 97 of the retainers 9 are supported in contact with the support sliding portion 73. In this case, the second support surfaces 97, 97 are biasing members (locations on the end side of the holding portions 71, 71 of the coil springs 11, 11).
[0033]
As described above, the urging force of each coil spring 11 applies an initial torque to the cone clutches 7, 7 and presses the contact portions 77 of the retainers 9 against the support sliding portions 73 of the side gears 27, 29, The initial torque is given by the generated frictional resistance.
[0034]
In addition, the initial torque is strengthened by providing the location where the frictional resistance is generated (the contact portion 77 and the support sliding portion 73) on the outermost sides (maximum diameter portions) of the side gears 27 and 29.
[0035]
Next, the operation of the differential device will be described.
[0036]
The driving force of the engine for rotating the differential case 3 is distributed from the pinion shaft 23 to the side gears 27 and 29 via the pinion 25 and transmitted to the left and right wheels via the respective axles. If a difference in driving resistance occurs between the wheels at the time of starting, accelerating, or traveling on a rough road, the driving force of the engine is differentially distributed to the left and right wheels by the rotation of the pinion 25. In addition, during traveling of the vehicle, the meshing reaction with the pinion 25 generates a meshing reaction force that increases in proportion to the transmission torque in both the forward running and the reverse running, and the meshing reaction force causes each of the cone clutches to move. 7 is pressed and fastened. Thus, each of the cone clutches 7 engaged by receiving the meshing reaction force of the side gears 27 and 29 has a torque-sensitive differential limiting function, and the differential of the differential mechanism 5 is limited.
[0037]
For example, at the time of starting or accelerating when a large driving force is applied to the differential device 1, the torque-sensitive differential limiting force is strengthened, and the maneuverability and stability of the vehicle are greatly improved.
[0038]
In addition, the respective coil springs 11 cause the respective cone clutches 7 and the initial torque generated between the second support surfaces 97, 97 and the support sliding portion 73 to start or accelerate, or to perform rough roads. Even under running conditions such as when one wheel is largely idle and the torque-sensitive differential limiting function is reduced due to the meshing reaction force of the side gears 27 and 29, the start-up performance, acceleration performance, poor road performance, etc. The lowering is prevented, the behavior of the vehicle body is stabilized, and the controllability is greatly improved.
[0039]
Further, in the present embodiment, since the concave portion 85 is provided at a substantially central portion of the retainer main body 91, when assembling the retainers 9, 9, the convex portions 59, 61 of the side gears 27, 29 are inserted and engaged in the concave portion 85. If it is matched, positioning (centering) of the retainers 9 and 9 in the radial direction in the differential case 3 can be easily performed. Further, since the retainers 9, 9 are centered, the positions of the coil springs 11, 11 do not shift, so that a stable fastening force of the cone clutch 7 can be obtained, and a stable initial torque can be generated. it can.
[0040]
A number of oil grooves are formed in each taper ring 49 to increase the oil retention in each cone clutch 7 to prevent wear and heat generation, and to evenly distribute the oil to stabilize the differential limiting force. Let me.
[0041]
The differential case 3 is provided with openings 79, 81, 83, and a helical oil groove is provided on the inner periphery of the boss portions 19, 21. The oil in the oil sump flows into and out of the differential case 3 through the openings 79, 81, and 83 and the spiral oil groove with the rotation of the differential case 3, and the cone clutches 7, 7, the contact portion 77, and the support sliding portion. The lubrication and cooling of the sliding surface 73, the meshing portion between the pinion 25 and each of the side gears 27 and 29, the sliding surface between the pinion shaft 23 and the pinion 25, the spherical washer 47, etc. are sufficiently enhanced to enhance durability.
[0042]
Further, the differential device 1 of the present embodiment is different from the conventional example because the second support surfaces 97, 97 provided on the retainers 9, 9 are supported by being brought into contact with the support sliding portions 73 of the side gears 27, 29. Then, the bending of the retainers 9, 9 due to the urging force of the coil springs 11, 11, the local contact and uneven wear generated between the retainers 9, 9 and the side gears 27, 29 due to the bending, and the metal due to the uneven wear Generation of abrasion powder (contamination) is prevented.
[0043]
Further, the abrasion powder does not diffuse into the differential case 3 on the oil, so that the meshing state between the pinion 25 and each of the side gears 27 and 29 is deteriorated, and the contact portions 77 of the cone clutches 7 and 7 and the retainers 9 and 9 are removed. The support sliding portion 73 of each of the side gears 27 and 29, the sliding surface between the pinion shaft 23 and the pinion 25, the durability of the spherical washer 47, etc., and the generation of abnormal noise are prevented.
[0044]
Accordingly, it is not necessary to increase the thickness of the retainers 9, 9 in order to increase the strength of the retainers 9, 9 to prevent bending, thereby preventing an increase in weight and cost associated therewith. Further, it is possible to make the retainers 9 and 9 thinner. If the retainers 9 and 9 are made thinner, the weight can be reduced and the cost can be reduced.
[0045]
Also, in the sliding portion between the retainers 9 and 9 and the side gears 27 and 29 (the second supporting surface 97 and the supporting sliding portion 73), the initial torque is obtained by the urging force of the coil springs 11 and 11; By providing the initial torque generating portions (the contact portion 77 and the support sliding portion 73) at the maximum diameter portions of the side gears 27 and 29, the initial torque is strengthened. The effect of improvement is further increased.
[0046]
In addition to this, the retainers 9 and 9 have a greater rigidity because the peripheral wall 87 of the concave portion 85 serves as a rib, so that the coil springs 11 and 11 further prevent the retainers 9 and 9 from bending, uneven wear, contamination, and the like. improves. Further, by providing the bottom wall 89, the rigidity of the retainers 9, 9 is further improved.
[0047]
In addition, as the rigidity is increased, the thickness of the retainers 9, 9 can be reduced, and the thickness of the retainers 9, 9 reduces the weight of the differential device 201, thereby reducing the cost.
[0048]
Note that, in the differential device of the present invention, unlike each embodiment, the friction clutch is not limited to the cone clutch, and may be, for example, a multi-plate clutch or a single-plate clutch.
[0049]
Further, the differential device of the present invention includes a front differential (a differential device for distributing the driving force of the engine to the left and right front wheels), a rear differential (a differential device for distributing the driving force of the engine to the right and left rear wheels), and a center differential ( (A differential device for distributing the driving force of the engine to the front wheels and the rear wheels).
[0050]
In the above-described embodiment, the example in which the extending portion is the peripheral wall 87 of the cylindrical concave portion 85 provided in the retainer main body 91 has been described. However, the extending portion may have a form other than the cylindrical concave portion 85. For example, in the concave portion 85, only the peripheral wall may be configured, or a configuration other than the annular peripheral wall 87 may be used. The shape of the extended portion can be adopted.
[0051]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, at the time of assembling the retainer, at least one of the side gear and the side gear side end of the axle connecting the side gear and the wheel is engaged with the extension. As a result, the retainer can be easily positioned in the radial direction in the differential case, and the position of the biasing means does not differ, so that a stable fastening force can be generated and a stable initial torque is generated. Can be done.
[0052]
According to the second aspect of the invention, in addition to providing the same operation as the first aspect of the invention, since the retainer is simply provided with a cylindrical concave portion, the radial positioning of the retainer in the differential case can be performed with a simple configuration. It can be easily performed at the time of assembly.
[0053]
According to the third aspect of the invention, in addition to obtaining the same operation as the first and second aspects of the present invention, the bottom wall is formed integrally with the peripheral wall so as to cover the end of the axle on the side gear side. The rigidity of the retainer is not reduced even if the ridges are provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a differential device to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view showing a relationship among a retainer, a side gear, and a pinion of the differential device to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a plan view showing a retainer of the differential device to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a sectional view of a conventional example.
FIG. 5 is a front view of a retainer used in a conventional example.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1 differential device 3 differential case 5 bevel gear type differential mechanism 7, 7 cone clutch (friction clutch)
9, 9 Retainer 11, 11 Coil spring (biasing member)
27, 29 Side gear 85 Recess 87 Peripheral wall (extended part)
89 Bottom wall
