JP2008095711A - Differential gear mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車軸を駆動のための動力を入力するデフリングギア等の入力部材と、該入力部材に枢支されたピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されたデフサイドギアとで構成されるデフギア装置に関し、特に、直進性やぬかるみでの走行性を向上させるためのデフロック機構に関する。 The present invention includes an input member such as a diff ring gear for inputting power for driving an axle, a pinion pivotally supported by the input member, and a differential side gear that meshes with the pinion and is fixed on the axle. More particularly, the present invention relates to a diff lock mechanism for improving the straightness and the runnability in a muddy state.
従来のデフロック機構においては、デフケースのボス部にスプライン嵌合されたデフロックスライダにデフロックピンを設け、該デフロックピンを、デフロックスライダの摺動操作によって、車軸に固設されたデフサイドギアに穿孔したピン孔に係合させることによりデフロックする技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、このようにデフロック用のピンやドッグ等の係合部材をデフサイドギア等に係合させるには大きな操作力や操作ストロークが必要なため、作業者の操作負担が重く、更に、係合部材に操作力を伝達するための操作金具に過剰な負荷がかかって変形する場合がある、という問題があった。 However, in order to engage the engagement member such as the differential lock pin and the dog with the differential side gear or the like in this way, a large operation force or operation stroke is required, so that the operation burden on the operator is heavy, and the engagement member There is a problem that the operation fitting for transmitting the operation force may be deformed due to excessive load.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項1においては、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成されたデフギア装置において、前記入力部材に接続されると共に前記デフサイドギアと係合可能なクラッチ部材を設け、該クラッチ部材と前記入力部材間の相対回転によってクラッチ部材を前記デフサイドギア側に押動して係合させ、入力部材のトルクをクラッチ部材からデフサイドギアを介して車軸に伝達するデフロック機構を備えたものである。
請求項2においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材と入力部材との向かい合う面にカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするものである。
請求項3においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材に設ける押出し部材と、該押出し部材をデフサイドギア側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダと、該デフロックスライダを摺動操作する操作金具とを有し、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、デフロック時に前記操作金具からの操作力を蓄力可能な構成を設けるものである。
請求項4においては、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、アンロック時に前記操作金具からの操作力を押出し部材に直接伝達可能な構成を設けるものである。
請求項5においては、前記デフロック機構には、前記操作金具を操作するアクチュエータを設けるものである。
The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
In other words, the present invention comprises an input member that inputs power for driving the axle, a pinion that pivotally supports the input member, and a differential side gear that meshes with the pinion and is fixed on the axle. In the differential gear device, a clutch member that is connected to the input member and engageable with the differential side gear is provided, and the clutch member is pushed toward the differential side gear by relative rotation between the clutch member and the input member. And a differential lock mechanism that transmits the torque of the input member from the clutch member to the axle via the differential side gear.
According to a second aspect of the present invention, the differential lock mechanism includes a cam mechanism on a surface where the clutch member and the input member face each other, and the clutch member and the input member are connected via the cam mechanism.
According to a third aspect of the present invention, the differential lock mechanism includes an extrusion member provided in the clutch member, a differential lock slider that pushes and pulls the extrusion member toward the differential side gear to switch between differential lock and unlock, and sliding operation of the differential lock slider An operation fitting is provided, and a configuration is provided between the push-out member and the diff lock slider so that an operation force from the operation fitting can be stored during the diff lock.
According to a fourth aspect of the present invention, a structure is provided between the push-out member and the differential lock slider so that the operation force from the operation fitting can be directly transmitted to the push-out member when unlocked.
According to a fifth aspect of the present invention, the differential lock mechanism is provided with an actuator for operating the operation fitting.
本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項1においては、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成されたデフギア装置において、前記入力部材に接続されると共に前記デフサイドギアと係合可能なクラッチ部材を設け、該クラッチ部材と前記入力部材間の相対回転によってクラッチ部材を前記デフサイドギア側に押動して係合させ、入力部材のトルクをクラッチ部材からデフサイドギアを介して車軸に伝達するデフロック機構を備えたので、デフロック時にはクラッチ部材を所定のストロークだけ押動し(以下、「初期押動操作」とする)、クラッチ部材をデフサイドギアに部分的に係合させる(以下、「部分係合」とする)だけで、その後は、クラッチ部材と入力部材間で互いに逆方向の相対回転することによって、自動的にクラッチ部材をデフサイドギアに最後まで係合させることができ、デフロック操作に必要な操作力や操作ストロークが小さくて済み、作業者の操作負担が軽減される。更に、デフロック操作のための操作金具に大きな負荷が作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、メンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。
請求項2においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材と入力部材との向かい合う面にカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするので、前記初期押動操作を行い、クラッチ部材をデフサイドギアに部分係合させると、該デフサイドギアによりクラッチ部材は入力部材に対して相対回転され、対向する面の位置が互いに回転方向に大きくずれるため、カム機構のカム部が面の浅い部分に乗り上げる。その結果、このカム部から受ける抗力の水平分力によって、クラッチ部材をデフサイドギア側に押動して最後まで確実に係合することができるのである。しかも、このような効果を、簡単な構成によって達成することができ、デフロック機構に必要な部品や構造を簡素化し、製造コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
請求項3においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材に設ける押出し部材と、該押出し部材をデフサイドギア側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダと、該デフロックスライダを摺動操作する操作金具とを有し、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、デフロック時に前記操作金具からの操作力を蓄力可能な構成を設けるので、デフロック時、初期押動操作後にクラッチ部材がデフサイドギアとなかなか部分係合しない場合であっても、クラッチ部材をデフサイドギア側に付勢した状態で保持しておくことができ、操作金具によるデフロック操作を何度も繰り返す必要がなく、係合する確率も高くなり短時間で部分係合してデフロックが可能となる。更には、操作金具に大きな負荷が直接作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、デフロック機構のメンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。
請求項4においては、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、アンロック時に前記操作金具からの操作力を押出し部材に直接伝達可能な構成を設けるので、アンロック時に、クラッチ部材がデフサイドギアと強く係合している状態にあっても、操作金具によるアンロック操作によって、デフロックスライダを介して押出し部材を確実に引き出してクラッチ部材とデフサイドギアとの係合を迅速に解除することができ、アンロックを迅速かつ確実に行うことができる。
請求項5においては、前記デフロック機構には、前記操作金具を操作するアクチュエータを設けるので、簡単なスイッチング操作によってデフロックとアンロックの切換操作を行うことができ、作業者の操作負担が軽減され、更に、切換操作が早くなって車両の状況に応じた迅速な対応が可能となる。
Since this invention was comprised as mentioned above, there exists an effect shown below.
In other words, the present invention comprises an input member that inputs power for driving the axle, a pinion that pivotally supports the input member, and a differential side gear that meshes with the pinion and is fixed on the axle. In the differential gear device, a clutch member that is connected to the input member and engageable with the differential side gear is provided, and the clutch member is pushed toward the differential side gear by relative rotation between the clutch member and the input member. And a differential lock mechanism that transmits the torque of the input member from the clutch member to the axle via the differential side gear, so that the clutch member is pushed by a predetermined stroke at the time of differential lock (hereinafter referred to as “initial push operation”). The clutch member is only partially engaged with the differential side gear (hereinafter referred to as “partial engagement”). By rotating the clutch member and the input member relative to each other in opposite directions, the clutch member can be automatically engaged with the differential side gear to the end, and the operation force and operation stroke required for the differential lock operation can be reduced. , The operator's operational burden is reduced. Furthermore, a large load does not act on the operation fitting for the diff lock operation, the deformation and breakage thereof can be prevented, and the time required for maintenance can be shortened and the cost can be reduced.
According to a second aspect of the present invention, the differential lock mechanism has a cam mechanism on a surface facing the clutch member and the input member, and the clutch member and the input member are connected via the cam mechanism. When the clutch member is partially engaged with the differential side gear by performing a pushing operation, the clutch member is rotated relative to the input member by the differential side gear, and the positions of the opposing surfaces are greatly displaced in the rotation direction. The cam part runs on the shallow part. As a result, the clutch member can be pushed toward the differential side gear and can be reliably engaged to the end by the horizontal component force of the drag received from the cam portion. In addition, such an effect can be achieved with a simple configuration, and parts and structures necessary for the diff lock mechanism can be simplified, thereby reducing manufacturing costs and improving maintainability.
According to a third aspect of the present invention, the differential lock mechanism includes an extrusion member provided in the clutch member, a differential lock slider that pushes and pulls the extrusion member toward the differential side gear to switch between differential lock and unlock, and sliding operation of the differential lock slider Since a structure is provided between the push-out member and the diff lock slider so that the operation force from the operation fitting can be stored when the diff lock is applied, the clutch member is attached after the initial pushing operation during the diff lock. Even when the differential side gear is not partly engaged, the clutch member can be held in a state of being biased toward the differential side gear, and it is not necessary to repeat the diff lock operation with the operating bracket many times. Therefore, the differential engagement can be achieved by partial engagement in a short time. Furthermore, a large load does not directly act on the operation fitting, and the deformation and breakage thereof can be prevented, and the time required for maintenance of the differential lock mechanism can be shortened and the cost can be reduced.
According to a fourth aspect of the present invention, a structure is provided between the push-out member and the diff-lock slider so that the operation force from the operation fitting can be directly transmitted to the push-out member when unlocked. Even when in a state of being strongly engaged, it is possible to quickly release the engagement between the clutch member and the differential side gear by reliably pulling out the pushing member via the differential lock slider by the unlocking operation using the operation fitting. Unlocking can be performed quickly and reliably.
In claim 5, since the actuator for operating the operation fitting is provided in the differential lock mechanism, the switching operation of the differential lock and the unlock can be performed by a simple switching operation, and the operation burden on the operator is reduced. In addition, the switching operation is accelerated, and a quick response according to the situation of the vehicle becomes possible.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明に関わるデフギア装置を搭載した車軸駆動部の動力伝達構成を示すスケルトン図、図2は本発明に係わるデフロック機構の部分正面断面図、図3は図2のA−A矢視図、図4はアンロック時のクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図、図5はデフロック時に部分係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図、図6はデフロック時に最後まで係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a skeleton diagram showing a power transmission configuration of an axle drive unit equipped with a differential gear device according to the present invention, FIG. 2 is a partial front sectional view of a differential lock mechanism according to the present invention, and FIG. 4 is a partial front sectional view showing the structure around the clutch member when unlocked, FIG. 5 is a partial front sectional view showing the structure around the clutch member in a partially engaged state during diff lock, and FIG. It is a fragmentary front sectional view which shows the clutch member peripheral structure in the engaged state.
まず、本発明に関わるデフギア装置12を搭載した車軸駆動部1の全体構成について、図1により説明する。
車両の車体5内に配設された車軸駆動部1は、原動機であるエンジン2と、左右の車輪6・6を固定した車軸7・7を支持して駆動する車軸駆動装置4と、該車軸駆動装置4と前記エンジン2とを接続してエンジン2からの動力を車軸駆動装置4に変速して伝達する主変速装置3とから構成される。
First, the overall configuration of the axle drive unit 1 equipped with the
An axle drive unit 1 disposed in a vehicle body 5 includes an
このうちの車軸駆動装置4は、前記エンジン2からの動力を変速する装置であるトランスミッション10が、前記車軸7・7とともに収納され、該トランスミッション10の入力軸9と上記エンジン2からの出力軸8とが、前記主変速装置3によって連結されている。
Of these, the axle drive device 4 includes a
そして、この車軸駆動装置4のハウジング11は、左右のハウジング半部を接合して構成され、その内部の区画に、左右一対の前記車軸7・7や、該車軸7・7を差動的に結合するための本発明に係わるデフロック機構13を備えたデフギア装置12や、前記入力軸9上に配置される遠心ガバナ14や、図外の副変速レバーの操作に連動して副変速を行う副変速機構15等が配置されている。更に、車軸駆動装置4の側部には、他の車軸駆動装置等に動力を出力するための動力取出部16が設けられている。
The housing 11 of the axle drive device 4 is formed by joining the left and right housing halves, and the pair of left and
このうちの遠心ガバナ14は、入力軸9に取り付けられて遠心力に応じて外側に回動することにより入力軸9の回転速度を検出するセンサであるガバナウェイト17と、該ガバナウェイト17の外側への回動に連係して軸方向に移動されるリフタ18とを有し、該リフタ18は、図示せぬガバナフォーク、ガバナ軸、出力アームを介して、前記エンジン2のスロットルバルブと適宜のリンク機構によって連係されている。これにより、前記遠心ガバナ14が入力軸9の回転速度を検出し、それに応じて前記エンジン2の燃料噴射量を調節することとし、該入力軸9の回転数増減に伴い前記エンジン2の動力の出力を変更できるようにしている。
Among these, the
前記副変速機構15においては、前記入力軸9が原動側を構成しており、該入力軸9には、高速ギア19が相対回転不能に固定されると共に、低速ギア20と後進ギア21とが一体的に刻設されている。更に、前記入力軸9と平行に変速軸22が配置され、該変速軸22には、高速従動ギア23と後進従動ギア25とが相対回転自在に遊嵌されると共に、前記高速従動ギア23のボス部上には低速従動ギア24が相対回転自在に設けられている。そして、このうちの高速従動ギア23は前記高速ギア19に噛合され、低速従動ギア24は前記低速ギア20に噛合され、更に、後進従動ギア25は、ハウジング11内に遊転自在に設けた図示せぬ逆転ギアを介して、前記後進ギア21に噛合されている。
In the
そして、前記変速軸22上の低速従動ギア24と後進従動ギア25との間には、スプラインハブ26が相対回転不能に取り付けられ、該スプラインハブ26上には、クラッチスライダ27が相対回転不能かつ軸方向摺動自在に設けられており、該クラッチスライダ27は、軸方向に摺動変位されることにより、高速従動ギア23・低速従動ギア24・後進従動ギア25のうちのいずれか一つに係合し、正方向の高速回転、低速回転、又は逆方向の回転を選択的に変速軸22に対して付与できるようにしている。あるいは、前記クラッチスライダ27が前記高速従動ギア23・低速従動ギア24・後進従動ギア25のいずれにも係合しない中立位置とすることもできるようにしている。更に、このクラッチスライダ27は、直線的に摺動可能に構成したクラッチフォークシャフトを介して、図示せぬ副変速レバーに連係されている。これにより、該副変速レバーの傾動操作によって、クラッチスライダ27を低速前進位置、高速前進位置、後進位置、あるいは中立位置に設定できるようにしている。
A
このようにして副変速された動力は、後述するデフギア装置12を介して差動的に前記左右一対の車軸7・7に伝達されるが、該車軸7・7上には摩擦式のディスクブレーキ装置37・37がそれぞれ配設されており、図示せぬブレーキペダルを操作することによって、車軸7・7に対して、フットブレーキによる制動力を付与できるように構成している。
The power thus sub-shifted is differentially transmitted to the pair of left and
前記動力取出部16においては、前記変速軸22の一端がハウジング11の機体左右一側へ延出され、該延出部分には、カップリング39を介して伝動軸40が連結され、該伝動軸40の先端は、更に同じ側へ延出してハウジング11側面より外方へ突出されている。この伝動軸40は、車軸駆動装置4側面に凸状に設けられた駆動取出ケース38内に突出され、この突出部分先端には、ベベルギア41が固定されると共に、前記駆動取出ケース38内にて機体前後方向に支持された出力軸42にも、ベベルギア43が固設され、該ベベルギア43は前記ベベルギア41と噛合されている。そして、この出力軸42は、前記駆動取出ケース38から前方へ突出されて、他の車軸駆動装置等の入力軸にドライブシャフト44を介して連結されるようにしている。これにより、変速した後の動力を動力取出部16から他の車軸駆動装置等に伝達できるようにして、四輪駆動や六輪以上の多輪駆動にも対応できる構成となっている。
In the power take-out
また、このような構成から成る車軸駆動装置4を前記エンジン2と接続する前記主変速装置3は、ベルト式の無段変速装置であって、前記エンジン2からの動力をトランスミッション10に伝達する動力伝達トレイン45と、該動力伝達トレイン45側方に並設した制動力伝達トレイン46とから構成される。
The
このうちの動力伝達トレイン45においては、第一ケース49内に駆動側ピッチ径可変装置51が収納され、該駆動側ピッチ径可変装置51において、出力軸8の回転速度が増加すると、該出力軸8に設けたウェイト等によって、V駆動プーリ47の可動側プーリ47bが固定側プーリ47aに向かって押動され、出力軸8からの動力がV駆動プーリ47に伝達された状態(以下、「動力接続状態」とする)で、固定側プーリ47aと前記可動側プーリ47bとの間の間隔が狭くなってV駆動プーリ47のピッチ径が増加し、減速比小の高速段となる。逆に、出力軸8の回転速度が減少すると、固定側プーリ47aと可動側プーリ47bとの間の間隔が広くなってV駆動プーリ47のピッチ径が減少し、減速比大の低速段となる。出力軸8の回転速度が更に減少し、可動側プーリ47bが固定側プーリ47aから一定距離以上離れると、可動側プーリ47bはVベルト54と完全に離間し、出力軸8の回転力がVベルト54に伝達されなくなり(以下、「動力遮断状態」とする)、これにより動力断接構造が形成されている。
In the
一方、前記入力軸9の左端部にはV従動プーリ48が設けられ、該V従動プーリ48より右方の入力軸9上には、第二ケース52内に収納された従動側ピッチ径可変装置53が配置されており、該従動側ピッチ径可変装置53においては、V従動プーリ48の可動側プーリ48bが固定側プーリ48aに向かってバネ等で常時付勢されている。そして、これらV駆動プーリ47とV従動プーリ48との間にはVベルト54が巻回されており、エンジン2からの動力は、出力軸8から、V駆動プーリ47、Vベルト54、V従動プーリ48を通って変速された後、入力軸9より前記トランスミッション10内に伝達されるようにしている。
On the other hand, a V driven
前記制動力伝達トレイン46においては、前記出力軸8の左端に駆動プーリ軸58の右端が締結されると共に、該駆動プーリ軸58には、歯付き駆動プーリ55が締結されている。一方、前記車体5または図示せぬ装置カバーに固設された軸受け62には、従動プーリ軸59の左端部が回動自在に支持され、該従動プーリ軸59の右部には歯付き従動プーリ56が外嵌固定され、該歯付き従動プーリ56と前記歯付き駆動プーリ55との間には歯付きベルト57が巻回されており、従動プーリ軸59が出力軸8に常時接続された状態となっている。
In the braking
該従動プーリ軸59の右端と、前記固定側プーリ48aに締結されたクラッチ軸64との間には、ワンウェイクラッチ65が介設されており、該ワンウェイクラッチ65では、前記クラッチ軸64の周りに、ワンウェイクラッチ65のハウジング65aが、クラッチエレメント65bを介して一方向(以下、「空転方向」とする)にのみ回転可能に外嵌されると共に、該ハウジング65aが前記従動プーリ軸59の右端に連結されている。このようなワンウェイクラッチ65において、トランスミッション10の入力軸9に接続されたクラッチ軸64の回転方向と、エンジン2からの出力軸8に接続された従動プーリ軸59の回転方向とは、いずれも前記空転方向と同一とし、クラッチ軸64の回転速度が従動プーリ軸59の回転速度以下であれば、該従動プーリ軸59に連結されたハウジング65aは、クラッチ軸64に対して前記空転方向に相対回転し、クラッチ軸64の周りを空転または連れ回ることができる。逆に、クラッチ軸64の回転速度が従動プーリ軸59の回転速度を上回ると、ハウジング65aは、クラッチ軸64に対して空転方向とは逆方向に相対回転して相対回転不可となりクラッチ軸64と係合し、ワンウェイクラッチ65が「入」状態となって、従動プーリ軸59とクラッチ軸64とが接続されることとなる。
A one-way clutch 65 is interposed between the right end of the driven
このような構成において、エンジン2の回転速度が増加すると、動力接続状態となって出力軸8にV駆動プーリ47が接続されると共に、固定側プーリ47aと可動側プーリ47bとの間の間隔が狭くなってV駆動プーリ47のピッチ径が増加し、これにより、出力軸8からの動力は、前記動力伝達トレイン45で減速比小の高速段の動力に変速されながら、入力軸9から前記トランスミッション10内に伝達される。
In such a configuration, when the rotational speed of the
そして、エンジン2が減速されていくと、固定側プーリ47aと可動側プーリ47bとの間の間隔が広くなってV駆動プーリ47のピッチ径が減少し、出力軸8からの動力は、動力伝達トレイン45で減速比大の低速段の動力に変速された後、入力軸9から前記トランスミッション10内に伝達される。
As the
更に、エンジン2が減速されて出力軸8の回転速度が所定の限界速度を下回ると、動力遮断状態となって出力軸8とVベルト54との間が遮断されると共に、エンジン2もアイドリング状態となり、V駆動プーリ47からの動力はV従動プーリ48に伝達されなくなる。このため、該V従動プーリ48は自由回転可能となるが、このV従動プーリ48の回転速度が増加してクラッチ軸64の回転速度が従動プーリ軸59の回転速度を上回ると、前述の如く、ハウジング65aがクラッチ軸64に対して空転方向とは逆方向に相対回転し相対回転不可となりワンウェイクラッチ65が「入」状態となって、従動プーリ軸59とクラッチ軸64とが接続され、エンジン2からの制動力、いわゆるエンジンブレーキが、制動力伝達トレイン46を介してトランスミッション10の入力軸9に作用するようにしている。これにより、アイドリング状態で長い下り坂を下ろうとする際のフットブレーキの使用を最小限に抑え、摩擦熱によるフェード現象やヴェイパーロック現象の発生を回避して、安定したブレーキ性能を確保することができるのである。
Further, when the
次に、車軸駆動装置4内に内設した前記デフギア装置12について、図1乃至図6により説明する。
図1、図2に示すように、該デフギア装置12には、変速軸22の回転が、前記変速軸22の一端側寄りの部位に固設された出力ギア28を介して伝達されるように構成されている。すなわち、デフギア装置12は、前記車軸7・7と同一回転軸心を有するように車軸駆動装置4内に支持された中空のデフケース29と、該デフケース29外周面にボルト100によって締結固設され前記変速軸22の出力ギア28と噛合されるリングギア30と、前記デフケース29内において車軸7・7と直交配置されデフケース29と一体的に回転するピニオン軸31と、該ピニオン軸31の両端に回転自在に配置されるベベルギアであるピニオン32・32と、前記車軸7・7の内端側に固定され前記ピニオン32・32に噛合されるベベルギアであるデフサイドギア33・33とにより構成されている。これにより、前記変速軸22から出力ギア28を介してリングギア30に入力された回転を、差動回転として車軸7・7に伝達するようにし、その上で、このようなデフギア装置12には、前記差動回転をロックするためのデフロック機構13が設けられている。
Next, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the rotation of the
図1乃至図4に示すように、該デフロック機構13においては、車軸7内端にデフサイドギア33がスプライン嵌合された上で筒状の固定部材117によって固定され、該固定部材117上にクラッチ部材103が軸方向・周方向ともに摺動自在に外嵌され、該クラッチ部材103の外側面からは、ロックピン102が軸方向に突設されている。該ロックピン102は、前記リングギア30のボス部30aの基部と接するようにして本体部30bに穿孔された長孔状の操作孔30c・30c・30cに挿通されると共に、このロックピン102の先半部は、前記ボス部30aに軸方向摺動自在に外嵌されたデフロックスライダ101のピン孔101aに、摺動可能に嵌合されている。
As shown in FIGS. 1 to 4, in the
更に、このロックピン102の先部には、リング状のストッパ102aが形成されており、デフロックスライダ101が外方に摺動しても、ロックピン102に係止されて抜け落ちないようにしている。一方、デフロックスライダ101とクラッチ部材103との間のロックピン102にはバネ104が外嵌されており、デフロックスライダ101が矢印113の方向に摺動すると、このバネ104が押し縮められ、発生した付勢力によって、クラッチ部材103がデフサイドギア33側に押動されるようにしている。
Further, a ring-shaped
また、前記デフサイドギア33でクラッチ部材103側には複数のクラッチ爪33aが形成され、該クラッチ爪33aに嵌合するようにして、複数のクラッチ爪103aがクラッチ部材103でデフサイドギア33側に形成されている。そして、クラッチ部材103のバネ受け103bとデフケース29のバネ受け29aとの間には、バネ105が圧縮状態で介設され、デフサイドギア33とクラッチ部材103間が離間するように付勢されており、通常は前記クラッチ爪33aとクラッチ爪103aとは嵌合できないようにしている。
A plurality of
更に、前記クラッチ部材103とリングギア30との間には、次のような構成のカム機構が設けられている。すなわち、クラッチ部材103でリングギア30側には、中央の最深部とこれに連続して円周方向に沿って徐々に浅くなっていきその両端部に最浅部を形成して成る椀状凹部103cが形成され、該椀状凹部103cと対向するようにして、リングギア30のクラッチ部材103側にも、前記椀状凹部103cと同様、中央の最深部とこれに連続して円周方向に沿って徐々に浅くなっていきその両端部に最浅部を形成して成る椀状凹部30dが形成されており、これら椀状凹部103cと椀状凹部30dにまたがるようにしてボール部材106が嵌入保持されている。本実施例のようにボール部材106を使用すれば摩擦抵抗を低減させることができるが、簡易的には突起等で代用してもよく、このカム機構の構成は特に限定されるものではない。
Further, a cam mechanism having the following configuration is provided between the
また、前記デフロックスライダ101には、フォーク状の操作金具108の先部が係合され、該操作金具108の基部のボス部108aは、フォーク軸109に外嵌されて吊持されている。そして、該フォーク軸109は、前記ハウジング11に対して摺動自在に支持されると共に、ハウジング11の一側面には、プッシュ・プル式の電動アクチュエータであるアクチュエータ107が配置され、該アクチュエータ107は、前記フォーク軸109の一側端で略同一軸心上に配置されている。
The
該アクチュエータ107においては、そのケース107aの外端にはモータ107bが備えられ、該モータ107bの出力軸は、遊星歯車式の増速装置107cを介してネジ軸107dに連結され、該ネジ軸107dに螺着したナット107eは、ピストン107fに対して相対回転不能でかつ軸方向摺動不能に係止されている。そして、図外のコントローラにより、前記モータ107bを作動させると、その回転出力が増速装置107cを経てネジ軸107dを高速回転させ、該ネジ軸107dとナット107eがその回転運動を直線運動に変換し、前記フォーク軸109の一端に当接しているピストン107fを軸方向に往復摺動できるようにしている。
In the
更に、前記フォーク軸109上には、右から順に止め輪110a・110bと摺動輪110cとが嵌着され、このうちの固定された止め輪110aと止め輪110bとの間にはバネ111と操作金具108のボス部108aが右から順に配置され、固定された止め輪110bと摺動可能な摺動輪110cとの間にはバネ112が配設され、いずれのバネ111・112も圧縮状態で介設されている。
Further, on the
このような構成において、図2、図4に示すように、デフロック時に、図示せぬスイッチを操作してコントローラから前記アクチュエータ107にデフロック信号を送信すると、モータ107が作動して矢印113の方向にピストン107fが摺動し、該ピストン107fによってフォーク軸109が押動され、該フォーク軸109に嵌着された止め輪110aにより、操作金具108が、バネ111を介して付勢状態で矢印113の方向に押動される。
In such a configuration, as shown in FIGS. 2 and 4, when a diff lock signal is transmitted from the controller to the
すると、図5に示すように、デフロックスライダ101がロックピン102上を摺動してバネ104を圧縮し、この圧縮によって発生したバネ104の付勢力が、デフケース29とクラッチ部材103との間の前記バネ105による付勢力に抗して、クラッチ部材103をデフサイドギア33側に押動して初期押動操作を行い、更に、前記バネ104の付勢力によって、クラッチ部材103をデフサイドギア33側に付勢した状態で、部分係合するまで保持することができる。
Then, as shown in FIG. 5, the
すなわち、前記デフロック機構13は、前記クラッチ部材103に設ける押出し部材であるロックピン102と、該ロックピン102をデフサイドギア33側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダ101と、該デフロックスライダ101を摺動操作する操作金具108とを有し、前記ロックピン102とデフロックスライダ101との間には、デフロック時に前記操作金具108からの操作力を蓄力可能な構成であるバネ104を設けるので、デフロック時、前記初期押動操作後にクラッチ部材103がデフサイドギア33となかなか部分係合しない場合であっても、クラッチ部材103をデフサイドギア33側に付勢した状態で保持しておくことができ、操作金具108によるデフロック操作を何度も繰り返す必要がなく、係合する確率も高くなり短時間で部分係合してデフロックが可能となる。更には、操作金具108に大きな負荷が直接作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、デフロック機構13のメンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができるのである。なお、これらの効果は、前記フォーク軸109上に設けたバネ111によって更に高めるようにしている。
That is, the
そして、前述のような初期押動操作によって、クラッチ部材103のクラッチ爪103aがデフサイドギア33のクラッチ爪33aに少しでも部分係合すると、該クラッチ爪33aによってクラッチ部材103は矢印115の方向に回転され、クラッチ部材103とリングギア30との間に逆方向に相対回転が生じ、対向していた椀状凹部103c・30dも回転方向に大きくずれる。これに伴い、前記ボール部材106は、椀状凹部103c・30d間に挟まれた空間を転動し、これら椀状凹部103c・30dの周縁近傍の浅い部分に乗り上げた状態となるため、このボール部材106から受ける抗力116の水平分力116aによって、クラッチ部材103はデフサイドギア33側に強く押動される。そして、この押動は、前記水平分力116aによって、図6に示すような係合状態になるまで自動的に持続されるのである。
When the
すなわち、前記デフロック機構13は、前記クラッチ部材103と入力部材であるリングギア30との向かい合う面に、椀状凹部103c・30dと、該椀状凹部103c・30d間にまたがって嵌入保持されるボール部材106とから成るカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするので、前記初期押動操作を行い、クラッチ部材103をデフサイドギア33に部分係合させると、該デフサイドギア33によりクラッチ部材103はリングギア30に対して相対回転され、対向する面の位置が互いに回転方向に大きくずれるため、カム機構のカム部であるボール部材106が椀状凹部103c・30dの周縁近傍の浅い部分に乗り上げる。その結果、このカム部であるボール部材106から受ける抗力116の水平分力116aによって、クラッチ部材103をデフサイドギア33側に押動して最後まで確実に係合することができるのである。しかも、このような効果を、簡単な構成によって達成することができ、デフロック機構13に必要な部品や構造を簡素化し、製造コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
That is, the
続いてアンロック時には、スイッチを操作して図示せぬコントローラから前記アクチュエータ107にアンロック信号を送信すると、モータ107が作動して矢印114の方向にピストン107fが摺動する。すると、フォーク軸109が、バネ112の付勢力を受けて、止め輪110aがハウジング11の内壁に当接するまで矢印114の方向に摺動すると同時に、操作金具108のボス部108aが、止め輪110bによって矢印114の方向に直接押動される。
Subsequently, at the time of unlocking, when an unlock signal is transmitted from the controller (not shown) to the
すると、デフロックスライダ101がロックピン102上を摺動してストッパ102aに当接し、ロックピン102を矢印114の方向に強く引き出して、デフサイドギア33とクラッチ部材103との係合を迅速に解除することができる。
Then, the
すなわち、前記押出し部材であるロックピン102とデフロックスライダ101との間には、アンロック時に前記操作金具108からの操作力をロックピン102に直接伝達可能な構成であるストッパ102aを設けるので、アンロック時に、クラッチ部材103がデフサイドギア33と強く係合している状態にあっても、操作金具108によるアンロック操作によって、デフロックスライダ101を介してロックピン102を確実に引き出してクラッチ部材103とデフサイドギア33との係合を迅速に解除することができ、アンロックを迅速かつ確実に行うことができるのである。なお、これらの効果は、前記フォーク軸109上に設けた止め輪110bによって更に高めるようにしている。
That is, a
以上のように、車軸7を駆動するための動力を入力する入力部材であるリングギア30と、該リングギア30と共に入力部材を構成するデフケース29に枢支するピニオン32と、該ピニオン32に噛合すると共に前記車軸7上に固定されるデフサイドギア33とで構成されたデフギア装置12において、前記リングギア30に接続されると共に前記デフサイドギア33と係合可能なクラッチ部材103を設け、該クラッチ部材103と前記リングギア30間の相対回転によってクラッチ部材103を前記デフサイドギア33側に押動して係合させ、リングギア30のトルクをクラッチ部材103からデフサイドギア33を介して車軸7に伝達するデフロック機構13を備えたので、デフロック時にはクラッチ部材103を所定のストロークだけ押動し、クラッチ部材103をデフサイドギア33に部分的に係合させるだけで、その後は、クラッチ部材103とリングギア30間で相対回転することによって、自動的にクラッチ部材103をデフサイドギア33に最後まで係合させることができ、デフロック操作に必要な操作力や操作ストロークが小さくて済み、作業者の操作負担が軽減される。更に、デフロック操作のための操作金具108に大きな負荷が作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、メンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。
As described above, the
なお、前記デフロック機構13には、前記操作金具108を操作するアクチュエータ107を設けるので、簡単なスイッチング操作によってデフロックとアンロックの切換操作を行うことができ、作業者の操作負担が軽減され、更に、切換操作が早くなって車両の状況に応じた迅速な対応が可能となる。
Since the
本発明は、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成された、デフロック機構付きのデフギア装置を搭載した各種駆動車両に適用することができる。 The present invention includes a differential lock comprising an input member for inputting power for driving an axle, a pinion pivotally supported by the input member, and a differential side gear meshing with the pinion and fixed on the axle. The present invention can be applied to various drive vehicles equipped with a differential gear device with a mechanism.
7 車軸
12 デフギア装置
13 デフロック機構
29・30 入力部材
32 ピニオン
33 デフサイドギア
101 デフロックスライダ
102 押出し部材
102a 操作力を直接伝達可能な構成
103 クラッチ部材
104 操作力を蓄力可能な構成
107 アクチュエータ
108 操作金具
7
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