JP2010164161A

JP2010164161A - 差動装置のデフロック機構

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Publication number: JP2010164161A
Application number: JP2009007978A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Tohaku; 良隆東泊
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】従来のデフロック機構では、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでオペレータが切替操作を何度も繰り返すために作業負荷が増加し、ソレノイド等を用いる場合でも持続的通電が必要なために部品コスト等が増加する、という問題があった。
【解決手段】デフロックシフトフォーク５８とデフロック軸５９の間に、該デフロック軸５９への操作力を、デフロックシフトフォーク５８をデフロック・アンロック方向に移動する押動力として蓄力するバネ７６・７７を介設し、ロックピン５７を付勢状態で待ち受けさせると共に、デフロック軸５９には、デフロック時の該デフロック軸５９への操作力を、アンロック時に該デフロック軸５９をアンロック方向に移動する押動力として蓄力する復帰用バネ７８を配設し、アンロック時のデフロック軸５９への操作力を不要にし、更に復帰用バネ７８の弾性力は前記バネ７６・７７よりも大きくする。
【選択図】図３

Description

本発明は、差動装置を介して差動的に連結された一対の車軸のうちの一方に対して差動装置のリングギアを係脱可能な係合部材を設けるデフロックスライダと、該デフロックスライダを軸方向に摺動させて前記係合部材をデフロック位置とアンロック位置の間で切り替えるスライダ操作具と、該スライダ操作具の基部を連結支持して軸方向に移動するデフロック軸とを有する、差動装置のデフロック機構に関し、特に、簡単な構成により、部品の変形や破損を招くことなくデフロック状態とアンロック状態を切り替え可能な、差動装置のデフロック機構に関する。

従来より、運搬車等の走行車両には、旋回や曲進を容易にするために、左右の駆動輪に常に等しいトルクを加えながら異なった回転速度を付与する差動装置が備えられているが、直進時においても、地表条件や作業状況によっては、左右の駆動輪への抵抗が異なって直進しにくくなったり、あるいは、一方の駆動輪が溝に落ちる等して無負荷状態になると、その駆動輪は抵抗となるトルクが小さくなって空転し、地面に接地している他方の駆動輪が回転できずに脱出が困難となる場合がある。そこで、差動装置を作動させないように固定し、左右の車軸に同一回転速度を付与するようにしたデフロック機構が設けられ、特に、該デフロック機構は、ユーティリティ・ビークルやオフロード・ビークル等の各種走行車両に多用されている。

そして、該デフロック機構においては、デフケースのボス部に被嵌したデフロックスライダに、係合部材であるデフロックピンを設けてデフケースを貫通させ、該デフロックピンの先端を、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ケース内のデフサイドギアのピン孔に係合させることによりデフロックを行う技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

該技術においては、前記デフロックスライダを摺動操作するデフロックシフトフォークと、該デフロックシフトフォークの基部を連結支持して軸方向に移動させるデフロック軸との間にバネを介設し、該バネに前記デフロック軸への操作力を押動力として蓄力することにより、前記デフロックシフトフォークを介してデフロックピンをデフロック位置に向かって常に付勢した状態で待ち受けさせるようにしている。これにより、デフロックが完了するまでオペレータが切替操作を何度も繰り返さなくても、デフロックピンがピン孔に自動的に係合されるようにすることができると共に、バネを介することにより、過剰な負荷がデフロック軸からデフロックシフトフォークに直接には作用しないようにしている。

特開昭５２−６６２３５号公報

しかしながら、前記技術においては、前記デフロック軸の両端にデフロック・アンロック用のソレノイドのアームロッドを連結し、各ソレノイドの励磁と消磁をデフロックスイッチで切り替えることにより、アームロッドを介してデフロック軸を軸方向の前後に移動可能な軸移動構成であるため、ソレノイド、該ソレノイドを動作させる電力供給のためのバッテリ、該バッテリと前記ソレノイドやデフロックスイッチとの間を接続する電気回路等の高価な部品が必要となる。加えて、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでの間、前記ソレノイドによる切替操作を持続させるための持続的通電が必要となり、バッテリの大容量化や電気回路の複雑化が避けられず、デフロック機構の部品コストやメンテナンスコストが増加する、という問題があった。

更に、前記デフロック軸への操作力は、デフロックピンがデフロック位置に向かって移動する方向（以下、「デフロック方向」とする。）に前記デフロックシフトフォークを移動させる押動力として前記バネに蓄力され、デフロック時には、該バネを介して、デフロックピンがデフロック方向に付勢された状態で保持されているが、これに対し、デフロックピンがアンロック位置に向かって移動する方向（以下、「アンロック方向」とする。）には、デフロック軸への操作力が押動力として蓄力されないため、アンロック時には、バネを介することなく、過剰な負荷がデフロック軸からデフロックシフトフォークに直接作用する、という問題があった。

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、差動装置を介して差動的に連結された一対の車軸のうちの一方に対して前記差動装置のリングギアを係脱可能な係合部材を設けるデフロックスライダと、該デフロックスライダを軸方向に摺動させて前記係合部材をデフロック位置とアンロック位置の間で切り替えるスライダ操作具と、該スライダ操作具の基部を連結支持して軸方向に移動するデフロック軸とを有する、差動装置のデフロック機構において、前記スライダ操作具とデフロック軸との間には、該デフロック軸への操作力を、前記スライダ操作具をデフロック方向またはアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する待受け用弾性体を介設し、該待受け用弾性体により前記係合部材を付勢状態で待ち受けさせると共に、前記デフロック軸には、デフロック時の該デフロック軸への操作力を、アンロック時に該デフロック軸をアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する復帰用弾性体を配設し、該復帰用弾性体によりアンロック時のデフロック軸への操作力を不要にし、更に、該復帰用弾性体の弾性力は前記待受け用弾性体の弾性力よりも大きく設定するものである。
請求項２においては、前記デフロック軸には、該デフロック軸を軸方向に摺動操作するデフロック操作具を連動連結し、該デフロック操作具には、デフロック位置とアンロック位置に保持可能な位置決め構造を設けるものである。
請求項３においては、前記待受け用弾性体は、第一弾性部材と第二弾性部材から構成すると共に、前記基部のうちデフロック軸に摺動可能に外嵌している軸受け部を挟んで軸方向で前後に前記第一弾性部材と第二弾性部材を配置し、該第一弾性部材と第二弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の外周ストッパを前記デフロック軸の外周に設けるものである。
請求項４においては、前記待受け用弾性体は、単一の弾性部材から構成すると共に、前記デフロック軸には、前記スライダ操作具の基部を軸方向移動可能に遊嵌し、該基部の内周と前記デフロック軸の外周には、それぞれ、前記弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の内周ストッパと一対の外周ストッパを設け、該内周ストッパと外周ストッパは、軸方向移動時に互いに干渉しない離間位置に形成するものである。

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、差動装置を介して差動的に連結された一対の車軸のうちの一方に対して前記差動装置のリングギアを係脱可能な係合部材を設けるデフロックスライダと、該デフロックスライダを軸方向に摺動させて前記係合部材をデフロック位置とアンロック位置の間で切り替えるスライダ操作具と、該スライダ操作具の基部を連結支持して軸方向に移動するデフロック軸とを有する、差動装置のデフロック機構において、前記スライダ操作具とデフロック軸との間には、該デフロック軸への操作力を、前記スライダ操作具をデフロック方向またはアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する待受け用弾性体を介設し、該待受け用弾性体により前記係合部材を付勢状態で待ち受けさせると共に、前記デフロック軸には、デフロック時の該デフロック軸への操作力を、アンロック時に該デフロック軸をアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する復帰用弾性体を配設し、該復帰用弾性体によりアンロック時のデフロック軸への操作力を不要にし、更に、該復帰用弾性体の弾性力は前記待受け用弾性体の弾性力よりも大きく設定するので、前記デフロック軸を軸方向の前後一方に摺動操作してスライダ操作具をデフロック方向に移動すると、その後のスライダ操作具のアンロック方向への移動は、前記復帰用弾性体に蓄力された操作力によって自動的に行うことができ、前記デフロック軸の一端と機械的にリンクされたデフロック操作具を手動で一方向に押動操作するだけでデフロック軸を軸方向の前後に移動可能な簡単な軸移動構成を用いることができ、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでオペレータが切替操作を何度も繰り返す必要がなく、オペレータの作業負荷が大きく軽減できることに加え、ソレノイド等のアクチュエータが不要となり、該アクチュエータの動作に必要なバッテリや電気回路等のような高価な部品を省くことができる。特に、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでの持続的通電が不要となり、バッテリの大容量化や電気回路の複雑化を回避することができ、デフロック機構の部品コストやメンテナンスコストの著しい低減を図ることができる。更に、前記待受け用弾性体には、スライダ操作具をアンロック方向に移動させる押動力も蓄力されるため、アンロック時にも、該待受け用弾性体を介して、係合部材をアンロック方向に付勢された状態で保持することができ、過剰な負荷がデフロック軸からスライダ操作具に直接作用することがなく、該スライダ操作具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。しかも、前記復帰用弾性体の弾性力は、待受け用弾性体の弾性力よりも大きく設定するため、スライダ操作具のアンロック方向への移動が待受け用弾性体の弾性力によって阻害されるのを、確実に防止することができ、走行車両を差動駆動による走行状態に迅速に復帰させて走行安定性の低下を防止することができる。
請求項２においては、前記デフロック軸には、該デフロック軸を軸方向に摺動操作するデフロック操作具を連動連結し、該デフロック操作具には、デフロック位置とアンロック位置に保持可能な位置決め構造を設けるので、デフロック操作具をデフロック位置やアンロック位置に保持するための操作力が不要となり、デフロック・アンロック間の切替操作性が向上する。
請求項３においては、前記待受け用弾性体は、第一弾性部材と第二弾性部材から構成すると共に、前記基部のうちデフロック軸に摺動可能に外嵌している軸受け部を挟んで軸方向で前後に前記第一弾性部材と第二弾性部材を配置し、該第一弾性部材と第二弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の外周ストッパを前記デフロック軸の外周に設けるので、一対の弾性部材をデフロック軸の外周に直列となるように巻回するだけの簡単な構成により、前記待受け用弾性体を形成することができ、部品点数の減少による部品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４においては、前記待受け用弾性体は、単一の弾性部材から構成すると共に、前記デフロック軸には、前記スライダ操作具の基部を軸方向移動可能に遊嵌し、該基部の内周と前記デフロック軸の外周には、それぞれ、前記弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の内周ストッパと一対の外周ストッパを設け、該内周ストッパと外周ストッパは、軸方向移動時に互いに干渉しない離間位置に形成するので、部品点数を減少させることができ、部品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。

本発明に係わるデフロック機構を搭載した走行車両の動力伝達構成を示す平面図である。後車軸駆動装置の平面一部断面図である。デフロック操作によるデフロック軸の牽引操作直後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。デフロック軸の牽引操作から所定時間経過後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。アンロック操作による牽引力消滅に伴うデフロック軸の押動直後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。デフロック軸の押動から所定時間経過後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。別形態のデフロック機構におけるデフロック軸の牽引操作直後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。別形態のデフロック機構におけるデフロック軸の牽引操作から所定時間経過後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。別形態のデフロック機構におけるデフロック軸の押動直後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。別形態のデフロック機構におけるデフロック軸の押動から所定時間経過後の状態を示す、差動装置周辺の平面一部断面図である。リングギアをデフヨーク軸に直接結合する場合の、差動装置周辺の平面一部断面図である。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、以下の説明において、走行車両１の進行方向（図１に示す矢印８５の方向）を前方、その反対側を後方とし、進行方向に向かって右側を右方（図１に示す矢印８６の方向）、その反対側を左方とする。

まず、本発明に係わるデフロック機構３を搭載した走行車両１の全体構成について、図１、図２により説明する。
該走行車両１において、機体前部には、左右一対の前輪４・４を連結した前車軸６・６を駆動する前車軸駆動装置８が配置され、機体後部には、左右一対の後輪５・５を連結した後車軸７・７を駆動する後車軸駆動装置９が配置され、該後車軸駆動装置９と前記前車軸駆動装置８との間には、ミッションケース１１とエンジン１０が前後に連設されている。

該エンジン１０からのエンジン動力は、ミッションケース１１において変速された後に前後に分配され、そのうちの前方への変速動力は、前車軸駆動装置８に伝達されて前輪４・４を駆動し、後方への変速動力は、後車軸駆動装置９内の本発明に係わるデフロック機構３を備えた差動装置２に伝達された後、後輪５・５を差動駆動する。

このうちのミッションケース１１は、前後方向に配置された第一ケース１１ａと第二ケース１１ｂから成り、後方の第一ケース１１ａ内には、前記エンジン１０の前端に連設されるベルト式自動無段変速装置１２が収容される。そして、前方の第二ケース１１ｂ内には、該ベルト式自動無段変速装置１２からの変速動力の回転方向を前進方向と後進方向に切り替えるギア式の前後進切替装置１３と、該前後進切替装置１３からの出力部に連動連係するファイナルギア１４と、該ファイナルギア１４を固設した分配出力軸２１を制動する湿式多板式の走行ブレーキ装置１５が収容されている。

前記前後進切替装置１３においては、前進回転または後進回転の変速動力を選択的に前記出力部に対して付与したり、中立状態に設定することができる。

この前進回転または後進回転の変速動力は、前記ファイナルギア１４に伝達され、更に、該ファイナルギア１４を固設した前記分配出力軸２１に伝達される。そして、運転席近傍等に配置した図示せぬブレーキペダルを操作すると、該ブレーキペダルにリンク機構を介して連係された前記走行ブレーキ装置１５が作動し、分配出力軸２１が制動される。

該分配出力軸２１は、前記第二ケース１１ｂから前方に突出され、その突出端は、ユニバーサルジョイント２４、伝動軸２２、及びユニバーサルジョイント２５を介して、前記前車軸駆動装置８の前入力軸２６に連結されている。一方、前記分配出力軸２１は、前記第二ケース１１ｂから後方にも突出され、その突出端は、ユニバーサルジョイント２７、伝動軸２３、及びユニバーサルジョイント２８を介して、前記後車軸駆動装置９の後入力軸２９に連結されている。

また、前記前車軸駆動装置８においては、前記前入力軸２６の前端にベベルピニオン３０が形成され、該ベベルピニオン３０に噛合するリングギア３１の回転中心部に配したクラッチハウジング３２内に、左右の出力軸３３・３３が嵌入され、該出力軸３３・３３は、後輪５・５がスリップした時に前輪４・４を駆動するように作動する双方向クラッチを介して連結されている。そして、該出力軸３３・３３は、それぞれ、機体前部の図示せぬ車体フレームに操舵可能に配した各前輪４・４の中心軸である前輪軸３７・３７に対し、ユニバーサルジョイント３４、中間軸３５、操舵用ジョイント３６を介して駆動連結されている。

前記後車軸駆動装置９においては、前記後入力軸２９の後端にベベルピニオン３８が形成され、該ベベルピニオン３８に、差動装置２、等速ジョイント４２、中間軸４３、及びユニバーサルジョイント４４を介して、機体後部の図示せぬ車体フレームに配した各後輪５・５の中心軸である後輪軸４５・４５が駆動連結されている。

このようにして、前記ミッションケース１１からの変速動力が、前車軸駆動装置８の前輪軸３７・３７と、後車軸駆動装置９の後輪軸４５・４５に伝達される。

次に、前記後車軸駆動装置９について、図１、図２により説明する。
該後車軸駆動装置９において、そのハウジング５０は左右のハウジング半部を接合して構成され、該ハウジング５０の内部に、前記後車軸７・７のうちのデフヨーク軸４１・４１や、該デフヨーク軸４１・４１を差動的に結合するための前記差動装置２が配置されている。

該差動装置２は、前記デフヨーク軸４１・４１と同一回転軸心を有するように前記ハウジング５０内に支持されたデフケース４０と、該デフケース４０にボルト４６によって締結固設されたリングギア３９と、前記デフケース４０内においてデフヨーク軸４１・４１と直交配置されデフケース４０と一体的に回転するピニオン軸４７と、該ピニオン軸４７の両端に回転自在に配置されるピニオン４８・４８と、前記デフヨーク軸４１・４１の軸本体４１ａの内端側に固定され前記ピニオン４８・４８に噛合されるデフサイドギア４９・４９とから構成されている。

このリングギア３９に前記ベベルピニオン３８が噛合されており、前記後入力軸２９から入力された回転を、差動回転可能にデフヨーク軸４１・４１に伝達するようにし、その上で、このような差動装置２には、前記差動回転をロックするための、本発明に係わるデフロック機構３が設けられている。

また、前記デフヨーク軸４１・４１においては、前記軸本体４１ａの外端部に、内部にジョイント空間５１を有するジョイントハウス４１ｂが形成され、通例の如き等速ジョイント４２を構成している。なお、該等速ジョイント４２の関節部５４に、グリースなどの潤滑用の油脂類を充填することにより、等速ジョイント４２の動きを円滑化させると共に、この油脂類が車軸の回転による遠心力で飛散しないように、また、外気との接触によって油脂類の劣化や変質が生じないように、前記関節部５４の周辺空間は、蛇腹構造のジョイントカバー５５で密閉するようにしている。

次に、前記デフロック機構３について、図２、図３、図１１により説明する。
該デフロック機構３においては、前記デフケース４０でリングギア３９の固定位置と左右反対側に形成されたボス部４０ａにデフロックスライダ５６が軸方向摺動可能に外嵌され、該デフロックスライダ５６にはロックピン５７が固設されており、該ロックピン５７の先端は前記デフケース４０内に突入されている。

そして、該ロックピン５７の先端を係止可能とすべく、左右一側の前記デフサイドギア４９の背面には係合凹部４９ａが形成されている。前記デフロックスライダ５６の摺動動作によって、ロックピン５７が係合凹部４９ａに係止されてデフケース４０とデフヨーク軸４１が一体的に連結されると、差動装置２がロックされて左右のデフヨーク軸４１・４１が同一回転数で駆動される。

ここで、図１１に示すデフロック機構３Ｂのように、前記デフケース４０にかえて、ボス部１４０ａの外端面に固定デフロック爪１４０ｂを形成したデフケース１４０を設ける一方、前記デフロックスライダ５６にかえて、前記固定デフロック爪１４０ｂと対向する面に可動デフロック爪１５６ａを形成したデフロックスライダ１５６を設け、該デフロックスライダ１５６を、左右のデフヨーク軸１４１・１４１の一方の外周上に相対回転不能でかつ軸方向摺動自在に設置することにより、直接に、リングギア３９を一方のデフヨーク軸１４１に結合する構造としてもよい。

デフロック機構３の前記デフロックスライダ５６に対しては、デフロックシフトフォーク５８のフォーク状の先部が係合され、該デフロックシフトフォーク５８のボス部である基部５８ａは、デフロック軸５９に摺動可能に外嵌されている。そして、該デフロック軸５９の左端は、前記ハウジング５０内部に形成された支持凹部５０ａに嵌入して支持される一方、デフロック軸５９の右端は、ハウジング５０を貫通して突出され、その突出部に形成された小径部５９ａに、デフロック操作機構６３が連動連結されている。

該デフロック操作機構６３においては、前記ハウジング５０等に固定された回転軸６１を中心に、側面視略Ｌ字状のベルクランク６０が揺動自在に取り付けられ、該ベルクランク６０でハウジング５０側の端部６０ａが、前記デフロック軸５９の小径部５９ａに係合されている。そして、該端部６０ａと反対側の端部６０ｂには、ワイヤーケーブル６２の一端が連結され、該ワイヤーケーブル６２の他端は、運転席周囲等に設置されたデフロックレバー６８に連動連係されている。

該デフロックレバー６８は、図示せぬ車体フレームに回転軸６９を中心に揺動自在に取り付けられると共に、該デフロックレバー６８の傾倒方向前後には、ストッパ７２・７３が配置され、デフロックレバー６８を傾倒してストッパ７２またはストッパ７３に当接した位置を、それぞれ、アンロック位置６４またはデフロック位置６５として設定するようにしている。そして、該デフロックレバー６８の把持部６８ａと反対側の端部６８ｂに、前記ワイヤーケーブル６２の他端が連結されている。

更に、デフロックレバー６８には、該デフロックレバー６８がストッパ７２またはストッパ７３に向かって付勢されて前記アンロック位置６４またはデフロック位置６５のいずれかに確実に押圧保持されるように、位置決め構造７５が備えられている。該位置決め構造７５の実施例として、ここでは、デフロックレバー６８と図示せぬ車体フレームとの間に、支点越えバネ７０が張設されている。なお、このような位置決め構造としては、バネ以外にボール等を溝に付勢嵌合させる構造であってもよい。

また、前記デフロック軸５９においては、その左端近傍に止め輪７９が外嵌固定され、該止め輪７９の右側面に当接するようにして左方移動が規制されたバネ受け筒８１が嵌着され、該バネ受け筒８１は、前記基部５８ａ内に形成されたバネ室５８ｂ内に、軸方向摺動可能に左方から嵌入されている。そして、該バネ室５８ｂ内のデフロック軸５９上には第一バネ７６が巻回され、該第一バネ７６は、前記バネ室５８ｂの左方を閉塞するバネ受け筒８１と、デフロック軸５９に摺動可能に外嵌支持されてバネ室５８ｂの右壁を形成する軸受け部５８ｃとの間に介装されている。

一方、該軸受け部５８ｃと、前記ハウジング５０においてデフロック軸５９の右端近傍を摺動可能に支持する支持壁部５０ｂとの間のデフロック軸５９上には、バネ受けピン８０が半径方向に突設されている。そして、該バネ受けピン８０と、前記軸受け部５８ｃの右側面との間のデフロック軸５９上には、第二バネ７７が巻回され、更に、該バネ受けピン８０と前記支持壁部５０ｂとの間のデフロック軸５９上には、復帰用バネ７８が巻回されている。これら第一バネ７６、第二バネ７７、及び復帰用バネ７８のいずれも、両端は固設されることなく、デフロック軸５９上を軸方向に摺動可能に巻回されると共に、初期状態のアンロック時には、互いに圧縮された平衡状態で巻回されている。

なお、本実施例では、このデフロック機構３以外に、前記差動装置２に対して一定の差動制限を与える差動制限構造を有している。すなわち、前記デフサイドギア４９の外側面とデフケース４０のボス部４０ａの内側面との間に、該ボス部４０ａに係止ピン９５によって固定された摩擦板９６が介設されると共に、デフサイドギア４９の内側面と前記ピニオン軸４７の外側面との間に、該ピニオン軸４７の外側面に環設固定された皿バネ９７が圧縮状態で挟持されており、該皿バネ９７によって、デフサイドギア４９がデフケース４０のボス部４０ａに向かって常に一定力で押圧されている。これにより、前記差動装置２に対して一定の差動制限トルクを発生させるようにして、所定の直進走行性が確保できるようにしている。

次に、以上のような構成から成るデフロック機構３における、そのデフロック状態とアンロック状態との間の切替プロセスについて、図３乃至図６により説明する。
図３に示すように、前記デフロックレバー６８をアンロック位置６４からデフロック位置６５までデフロック操作すると、前記支点越えバネ７０が支点越えをしてデフロック位置６５に保持される。これに伴い、デフロックレバー６８の端部６８ｂが、回転軸６９を中心にして矢印６７の方向に回動され、前記ワイヤーケーブル６２が矢印８２の方向に牽引される。

そして、前記ベルクランク６０は、回転軸６１を中心にして矢印８３の方向に回動され、ベルクランク６０の端部６０ａに係合する前記デフロック軸５９の小径部５９ａが、右方、すなわちデフロック方向に向かって牽引操作される。すると、デフロック軸５９は、その右端が位置８７から位置８８に向かって右方に移動して位置８８に保持される。

このデフロック軸５９の牽引操作直後には、デフロック軸５９と一緒に右方に移動する前記バネ受けピン８０により、前記復帰用バネ７８は、バネ受けピン８０と前記ハウジング５０の支持壁部５０ｂとの間で圧縮され、後でアンロックする際にデフロック軸５９を左方、すなわちアンロック方向に移動させるための押動力が蓄力される。

この際、ロックピン５７の先端は、前記デフサイドギア４９の係合凹部４９ａより外れた位置にある時に、摩擦板９６の厚み分だけ僅かに右方へ移動するだけであり、このため、デフロックシフトフォーク５８の軸受け部５８ｃは、移動が規制されて略静止状態となっている。従って、前記第一バネ７６も、デフロック軸５９と一緒に右方に押動される前記バネ受け筒８１により、該バネ受け筒８１と基部５８ａの軸受け部５８ｃとの間で圧縮され、デフロックシフトフォーク５８をデフロック方向に移動させるための押動力が蓄力される。すなわち、前記ロックピン５７の先端が付勢状態で待ち受けることとなる。

図４に示すように、前記デフサイドギア４９は回転し続けているので、時間が経過すれば前記係合凹部４９ａはロックピン５７の先端に対して向かい合う位置となる。すると、前記復帰用バネ７８については、バネ受けピン８０の位置が変わらないために圧縮されたままであるが、前記第一バネ７６は、第二バネ７７の弾性力に抗して瞬時にデフロック方向に伸長する。

それに伴い、前記ロックピン５７の先端は、アンロック位置８９からデフロック位置９０に移動して係合凹部４９ａに係止し、デフケース４０、すなわちリングギア３９とデフヨーク軸４１が一体的に連結され、差動装置２がデフロックされる。この際、前記両バネ７６・７７の長さは、図３の状態にほぼ復帰する。

図５に示すように、前記デフロックレバー６８をデフロック位置６５からアンロック位置６４までアンロック操作すると、前記支点越えバネ７０が支点越えをしてアンロック位置６４に保持される。これに伴い、デフロックレバー６８の端部６８ｂが、回転軸６９を中心にして矢印９２の方向に回動され、前記ワイヤーケーブル６２が矢印９３の方向に押進されて、該ワイヤーケーブル６２に作用していた牽引力が消滅する。

そして、前記ベルクランク６０を介してデフロック軸５９に作用していたデフロック方向への牽引力も消滅し、しかも、前記復帰用バネ７８の弾性力は前記第一バネ７６・第二バネ７７の弾性力よりも大きく設定されているため、圧縮されて押動力が蓄力されていた前記復帰用バネ７８により、デフロック軸５９は図３の原位置である位置８７に戻される。

この際、ロックピン５７の先端が前記デフサイドギア４９の係合凹部４９ａの噛み合い個所でトルクを閉じ込んでいると、たとえデフロック軸５９が前述のようにして位置８７に戻っても、デフロックシフトフォーク５８の軸受け部５８ｃは、移動が規制されて略静止状態となっている。従って、前記第二バネ７７は、デフロック軸５９と一緒に左方に移動する前記バネ受けピン８０により、基部５８ａの軸受け部５８ｃとバネ受けピン８０との間で圧縮され、デフロックシフトフォーク５８をアンロック方向に移動させるための押動力が蓄力される。なお、同時に、前記バネ受け筒８１は、デフロック軸５９と一緒に左方に移動して軸受け部５８ｃから離間するため、前記バネ受け筒８１と基部５８ａの軸受け部５８ｃとの間に圧縮されていた前記第一バネ７６は開放状態となっている。

図６に示すように、時間が経過して、前記ロックピン５７と係合凹部４９ａのトルクの閉じ込みが解消すると、前記第二バネ７７の弾性力は、開放状態にある前記第一バネ７６とデフロックシフトフォーク５８の軸受け部５８ｃとを、両バネ７６・７７の弾性力が釣り合う平衡位置まで移動させる。

それに伴い、該デフロックシフトフォーク５８に係合されたデフロックスライダ５６のロックピン５７も、前記第二バネ７７の弾性力によってデフロック位置９０からアンロック位置８９に移動して係合凹部４９ａから抜脱され、デフケース４０とデフヨーク軸４１の連結が切れて、差動装置２がアンロックされる。

すなわち、差動装置２を介して差動的に連結された一対の車軸である後車軸７・７のうちの一方に対して前記差動装置２のリングギア３９を係脱可能な係合部材であるロックピン５７を設けるデフロックスライダ５６と、該デフロックスライダ５６を軸方向に摺動させて前記ロックピン５７をデフロック位置９０とアンロック位置８９の間で切り替えるスライダ操作具であるデフロックシフトフォーク５８と、該デフロックシフトフォーク５８の基部５８ａを連結支持して軸方向に移動するデフロック軸５９とを有する、差動装置２のデフロック機構３において、前記デフロックシフトフォーク５８とデフロック軸５９との間には、該デフロック軸５９への操作力を、前記デフロックシフトフォーク５８をデフロック方向またはアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する待受け用弾性体である第一バネ７６・第二バネ７７を介設し、該第一バネ７６・第二バネ７７により前記ロックピン５７を付勢状態で待ち受けさせると共に、前記デフロック軸５９には、デフロック時の該デフロック軸５９への操作力を、アンロック時に該デフロック軸５９をアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する復帰用弾性体である復帰用バネ７８を配設し、該復帰用バネ７８によりアンロック時のデフロック軸５９への操作力を不要にし、更に、該復帰用バネ７８の弾性力は前記第一バネ７６・第二バネ７７の弾性力よりも大きく設定するので、前記デフロック軸５９を軸方向の前後一方に摺動操作してデフロックシフトフォーク５８をデフロック方向に移動すると、その後のデフロックシフトフォーク５８のアンロック方向への移動は、前記復帰用バネ７８に蓄力された操作力によって自動的に行うことができ、前記デフロック軸５９の一端と機械的にリンクされたデフロック操作具であるデフロックレバー６８を手動で一方向に押動操作するだけでデフロック軸５９を軸方向の前後に移動可能な簡単な軸移動構成であるデフロック操作機構６３を用いることができ、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでオペレータが切替操作を何度も繰り返す必要がなく、オペレータの作業負荷が大きく軽減できることに加え、ソレノイド等のアクチュエータが不要となり、該アクチュエータの動作に必要なバッテリや電気回路等のような高価な部品を省くことができる。特に、デフロック・アンロックの切り替えが完了するまでの持続的通電が不要となり、バッテリの大容量化や電気回路の複雑化を回避することができ、デフロック機構３の部品コストやメンテナンスコストの著しい低減を図ることができる。更に、前記第一バネ７６・第二バネ７７には、デフロックシフトフォーク５８をアンロック方向に移動させる押動力も蓄力されるため、アンロック時にも、該第一バネ７６・第二バネ７７を介して、ロックピン５７をアンロック方向に付勢された状態で保持することができ、過剰な負荷がデフロック軸５９からデフロックシフトフォーク５８に直接作用することがなく、該デフロックシフトフォーク５８の変形や破損を防止することができ、デフロック機構３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。しかも、復帰用バネ７８の弾性力は、第一バネ７６・第二バネ７７の弾性力よりも大きく設定するため、デフロックシフトフォーク５８のアンロック方向への移動が第一バネ７６・第二バネ７７の弾性力によって阻害されるのを、確実に防止することができ、走行車両１を差動駆動による走行状態に迅速に復帰させて走行安定性の低下を防止することができる。

更に、前記デフロック軸５９には、該デフロック軸５９を軸方向に摺動操作するデフロック操作具であるデフロックレバー６８を連動連結し、該デフロックレバー６８には、デフロック位置６５とアンロック位置６４に保持可能な位置決め構造７５を設けるので、デフロックレバー６８をデフロック位置６５とアンロック位置６４に保持するための操作力が不要となり、デフロック・アンロック間の切替操作性が向上する。

加えて、前記待受け用弾性体は、第一弾性部材である第一バネ７６と第二弾性部材である第二バネ７７から構成すると共に、前記基部５８ａのうちデフロック軸５９に摺動可能に外嵌している軸受け部５８ｃを挟んで軸方向で前後に前記第一バネ７６と第二バネ７７を配置し、該第一バネ７６と第二バネ７７の軸方向前後への移動を規制する一対の外周ストッパであるバネ受け筒８１とバネ受けピン８０を前記デフロック軸５９の外周に設けるので、一対の弾性部材をデフロック軸５９の外周に直列となるように巻回するだけの簡単な構成により、前記待受け用弾性体を形成することができ、部品点数の減少による部品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。

次に、別形態のデフロック機構３Ａについて、図７乃至図１０により説明する。
該デフロック機構３Ａは、前記デフロック機構３では複数のバネ７６・７７から成る待受け用弾性体を、単一の待受け用バネ８４で構成して、部品点数を減少させたものである。なお、以下の説明では、前記デフロック機構３と異なる点を中心に説明すると共に、同じ部材については同じ符号を使用する。

図７に示すように、本形態のデフロックシフトフォーク１００においては、前記デフロック機構３のデフロックシフトフォーク５８と同様に、ボス部である基部１００ａがデフロック軸５９によって吊持されているものの、該基部１００ａには、前記軸受け部５８ｃのようにデフロック軸５９の外周に直接接触して摺動する部分は形成されておらず、基部１００ａは、デフロック軸５９に遊嵌されている。そして、この基部１００ａとデフロック軸５９との間の隙間には、軸方向前後に開放された筒状のバネ室１００ｂが形成され、該バネ室１００ｂ内のデフロック軸５９上に、前記待受け用バネ８４が巻回されている。

デフロック軸５９上には、この待受け用バネ８４を挟んで軸方向前後にバネ受け筒１０３ａ・１０３ｂが摺動可能に外嵌されると共に、該バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂは、前記基部１００ａの内周に摺動可能に挿嵌されている。更に、前記デフロック軸５９の外周には、この両バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂを挟んで軸方向前後に一対の外周止め輪１０２ａ・１０２ｂが外嵌固定されており、バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂに挟まれた待受け用バネ８４の左方への移動は、外周止め輪１０２ａによって規制され、右方への移動は、外周止め輪１０２ｂによって規制されている。

そして、該外周止め輪１０２ａ・１０２ｂの高さは、前記バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂは規制するが、前記基部１００ａの内周には接触しない高さに設定されると共に、外周止め輪１０２ａ・１０２ｂ間の間隔は、バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂがそれぞれ外周止め輪１０２ａ・１０２ｂに当接された状態で、待受け用バネ８４がバネ受け筒１０３ａ・１０３ｂ間に圧縮状態で介設するように設定されている。

更に、前記基部１００ａの内周には、前記外周止め輪１０２ａ・１０２ｂと対向する位置に、それぞれ内周止め輪１０１ａ・１０１ｂが固定されており、前記バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂに挟まれた待受け用バネ８４の左方への移動は、内周止め輪１０１ａによって規制され、右方への移動は、内周止め輪１０１ｂよって規制されている。

そして、該内周止め輪１０１ａ・１０１ｂの高さは、前記バネ受け筒１０３ａ・１０３ｂは規制するが、前記外周止め輪１０２ａ・１０２ｂの外周部には干渉しない高さに設定されている。つまり、該内周止め輪１０１ａ・１０１ｂと前記外周止め輪１０２ａ・１０２ｂとは、軸方向移動時に互いに干渉しない離間位置に形成されるようにしている。

以上のような構成から成るデフロック機構３Ａにおいて、図７に示すように、前記デフロックレバー６８をアンロック位置６４からデフロック位置６５までデフロック操作すると、前記デフロック機構３と同様にして、デフロック軸５９は、その右端が位置８７から位置８８に向かって右方に移動して位置８８に保持される。

このデフロック軸５９の牽引操作直後には、ロックピン５７の先端が、摩擦板９６の厚み分だけ僅かに右方へ移動するだけで、前記デフサイドギア４９の係合凹部４９ａに嵌入しなかった場合には、デフロックシフトフォーク１００は、移動が規制されて略静止状態となっている。このため、前記待受け用バネ８４も、デフロック軸５９と一緒に右方に移動する外周止め輪１０２ａにより、左右のバネ受け筒１０３ａ・１０３ｂの間で圧縮され、デフロックシフトフォーク１００をデフロック方向に移動させるための押動力が蓄力される。

図８に示すように、時間が経過して前記係合凹部４９ａがロックピン５７の先端に対して向かい合う位置になると、前記復帰用バネ７８については、バネ受けピン８０の位置が変わらないために圧縮されたままであるが、前記待受け用バネ８４は、バネ受け筒１０３ｂを外周止め輪１０２ｂの位置まで移動するように付勢する。

それに伴い、該デフロックシフトフォーク１００に係合されたデフロックスライダ５６のロックピン５７は、デフロック方向に向かって付勢されて係合凹部４９ａに係止し、差動装置２がデフロックされる。

図９に示すように、前記デフロックレバー６８をデフロック位置６５からアンロック位置６４までアンロック操作すると、前記デフロック機構３と同様にして、圧縮されて押動力が蓄力されていた前記復帰用バネ７８により、デフロック軸５９は図７の原位置である位置８７に戻される。

この際、前記ロックピン５７の先端が前記デフサイドギア４９の係合凹部４９ａの噛み合い個所でトルクを閉じ込んでいると、たとえデフロック軸５９が前述のようにして位置８７に戻っても、デフロックシフトフォーク５８の軸受け部５８ｃは、移動が規制されて略静止状態となっている。従って、前記待受け用バネ８４は、デフロック軸５９と一緒に左方に移動する前記外周止め輪１０２ｂにより、左右のバネ受け筒１０３ａ・１０３ｂの間で圧縮され、デフロックシフトフォーク１００をアンロック方向に移動させるための押動力が蓄力される。

図１０に示すように、時間が経過して、前述の閉じ込みが解消すると、前記待受け用バネ８４の弾性力は、バネ受け筒１０３ａから内周止め輪１０１ａを介して、前記デフロックシフトフォーク１００を左方へ移動させる。これにより、デフロックスライダ５６のロックピン５７も、デフロック位置９０からアンロック位置８９に移動して係合凹部４９ａから抜脱され、差動装置２がアンロックされる。このようにして、単一の待受け用バネ８４によっても、本発明に係わるデフロック機構を形成することができ、部品点数を少なくすることができる。

すなわち、前記待受け用弾性体は、単一の弾性部材である待受け用バネ８４から構成すると共に、前記デフロック軸５９には、前記スライダ操作具であるデフロックシフトフォーク１００の基部１００ａを軸方向移動可能に遊嵌し、該基部１００ａの内周と前記デフロック軸５９の外周には、それぞれ、前記待受け用バネ８４の軸方向前後への移動を規制する一対の内周ストッパである内周止め輪１０１ａ・１０１ｂと一対の外周ストッパである外周止め輪１０２ａ・１０２ｂを設け、該内周止め輪１０１ａ・１０１ｂと外周止め輪１０２ａ・１０２ｂは、軸方向移動時に互いに干渉しない離間位置に形成するので、部品点数を減少させることができ、部品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。

本発明は、差動装置を介して差動的に連結された一対の車軸のうちの一方に対して差動装置のリングギアを係脱可能な係合部材を設けるデフロックスライダと、該デフロックスライダを軸方向に摺動させて前記係合部材をデフロック位置とアンロック位置の間で切り替えるスライダ操作具と、該スライダ操作具の基部を連結支持して軸方向に移動するデフロック軸とを有する、ユーティリティ・ビークルやオフロード・ビークル等の各種走行車両に搭載される、差動装置のデフロック機構に適用することができる。

２差動装置
３デフロック機構
７後車軸（車軸）
３９リングギア
５６デフロックスライダ
５７ロックピン（係合部材）
５８・１００デフロックシフトフォーク（スライダ操作具）
５８ａ・１００ａ基部
５８ｃ軸受け部
５９デフロック軸
６４・８９アンロック位置
６５・９０デフロック位置
６８デフロックレバー（デフロック操作具）
７５位置決め構造
７６第一バネ（待受け用弾性体、第一弾性部材）
７７第二バネ（待受け用弾性体、第二弾性部材）
７８復帰用バネ（復帰用弾性体）
８０バネ受けピン（外周ストッパ）
８１バネ受け筒（外周ストッパ）
８４待受け用バネ８４（待受け用弾性体）
１０１ａ・１０１ｂ内周止め輪（内周ストッパ）
１０２ａ・１０２ｂ外周止め輪（外周ストッパ）

Claims

差動装置を介して差動的に連結された一対の車軸のうちの一方に対して前記差動装置のリングギアを係脱可能な係合部材を設けるデフロックスライダと、該デフロックスライダを軸方向に摺動させて前記係合部材をデフロック位置とアンロック位置の間で切り替えるスライダ操作具と、該スライダ操作具の基部を連結支持して軸方向に移動するデフロック軸とを有する、差動装置のデフロック機構において、前記スライダ操作具とデフロック軸との間には、該デフロック軸への操作力を、前記スライダ操作具をデフロック方向またはアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する待受け用弾性体を介設し、該待受け用弾性体により前記係合部材を付勢状態で待ち受けさせると共に、前記デフロック軸には、デフロック時の該デフロック軸への操作力を、アンロック時に該デフロック軸をアンロック方向に移動させる押動力として蓄力する復帰用弾性体を配設し、該復帰用弾性体によりアンロック時のデフロック軸への操作力を不要にし、更に、該復帰用弾性体の弾性力は前記待受け用弾性体の弾性力よりも大きく設定することを特徴とする差動装置のデフロック機構。
前記デフロック軸には、該デフロック軸を軸方向に摺動操作するデフロック操作具を連動連結し、該デフロック操作具には、デフロック位置とアンロック位置に保持可能な位置決め構造を設けることを特徴とする請求項１に記載の差動装置のデフロック機構。
前記待受け用弾性体は、第一弾性部材と第二弾性部材から構成すると共に、前記基部のうちデフロック軸に摺動可能に外嵌している軸受け部を挟んで軸方向で前後に前記第一弾性部材と第二弾性部材を配置し、該第一弾性部材と第二弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の外周ストッパを前記デフロック軸の外周に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の差動装置のデフロック機構。
前記待受け用弾性体は、単一の弾性部材から構成すると共に、前記デフロック軸には、前記スライダ操作具の基部を軸方向移動可能に遊嵌し、該基部の内周と前記デフロック軸の外周には、それぞれ、前記弾性部材の軸方向前後への移動を規制する一対の内周ストッパと一対の外周ストッパを設け、該内周ストッパと外周ストッパは、軸方向移動時に互いに干渉しない離間位置に形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の差動装置のデフロック機構。