JP2505615B2 - 差動制限装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差動制限装置、例えば四輪駆動車のセンタ
ーディファレンシャルの前後輪駆動軸の回転速度差を制
限する差動制限装置、または、ファイナルディファレン
シャルの左右駆動軸の回転速度差を制限する差動制限装
置に関する。

（従来の技術） 従来の差動制限装置としては、例えば、第６図に示す
ようなものがある。第６図において、１はセンターディ
ファレンシャルであり、センターディファレンシャル１
はトランスミッションからの動力が伝わるドライブギヤ
２をボルトにより固定したディファレンシャルケース
（以下、デフ・ケースという）４と、デフ・ケース４と
同一の回転軸線（以下、単に軸線という）Ａを有し、前
後（図の左右）方向にそれぞれ離隔して配置した前輪駆
動軸に連結する前輪用サイドギヤ６および後輪駆動軸に
連結する後輪用サイドギヤ７と、を備えている。デフ・
ケース４の軸線Ａ方向の中央にはドライブギヤ２の回転
面と平行にピニオンシャフト８が固定され、ピニオンシ
ャフト８の先端には前輪用サイドギヤ６および後輪用サ
イドギヤ７に噛み合うピニオンギヤ９が設けられてい
る。

11はビスカスカップリングであり、ビスカスカップリ
ング11はデフ・ケース４の内側4aと前輪用サイドギヤ６
のハブ部6aの外周部分6bとからなる、固定した画壁によ
り区画され、高粘度の粘性流体であるオイル12を収納す
る環状の粘性流体室13を有している。粘性流体室13内に
はデフ・ケース４の内側4aに軸線Ａ方向に等間隔に配置
されるとともにデフ・ケース４と一体的に回転できる複
数のアウタプレート15と、アウタプレート15と交互に配
置され、ハブ部6aの外周部分6bに軸線Ａ方向に摺動する
とともにハブ部6aと一体的に回転する複数のインナプレ
ート16とが設けられている。

前後輪の駆動軸がぬかるみ等で空転し、前輪駆動軸と
後輪駆動軸とに回転速度差ΔＮ、すなわち、ディファレ
ンシャルに差動が発生すると、デフ・ケース４と前輪用
サイドギヤ６のハブ部6aとに回転速度差ΔＮが生じ、粘
性流体室13内のアウタプレート15とインナプレート16と
に回転速度差を生じて、オイル12に粘性せん断抵抗が発
生して回転速度差に応じた回転力、いわゆるビスカスト
ルクＴが低回転駆動軸に伝えられる。例えば、後輪駆動
軸が空転すると、ビスカストルクＴがデフ・ケース４か
ら低回転駆動軸である前輪用サイドギヤ６に伝達され
る。アウタプレート15とインナプレート16との回転速度
差ΔＮが小さいときは、デフ・ケース４から前輪用サイ
ドギヤ６への回転力Ｔは殆ど伝達しない。すなわち、セ
ンターディファレンシャル22の差動を制限して走破性を
高めるようになされている（実開昭63−134823号参
照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前述の差動の制限状態で回転速度差Δ
Ｎが一定時間以上継続すると、いわゆるハンプ現象が生
ずる。すなわち、回転速度差ΔＮが一定時間以上継続す
ると、オイル12の温度が第７図に示すように急激に上昇
し、オイル12が膨脹して粘性流体室13内のオイル12に混
入した空気を押しつぶして、粘性流体室13内の圧力が第
８図に示すように急上昇する。このため、インナプレー
ト16が軸線Ａ方向に動き、アウタプレート15に圧着して
デフ・ケース４から前輪用サイドギヤ６に、第９図に示
すように急激に高いトルクが伝達わり、高い伝達トルク
が発生する。いわゆる、第10図に示すハンプ現象が起こ
る。このインナプレート16とアウタプレート15との圧着
によりオイル12は静状態となり温度が急速に低下し、圧
力が低下し、高トルクが解除される。このように、ビス
カスカップリング11はビスカストルクＴによるトルク伝
達が不安定になることがあるという問題点がある。

そこで、本発明は、ビスカスカップリングの粘性流体
室の容積を好適に可変することにより、粘性流体の温度
上昇や粘性流体室内の圧力上昇等の変動を小さくして、
ビスカストルクによる伝達トルクが安定化できる差動制
限装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、駆動出力軸に連結される内側部材と、該内
側部材に回転方向一体に結合したインナープレートと、
駆動入力部を有し内側部材およびインナープレートを取
り囲む外側部材と、該外側部材と回転方向一体に結合し
インナープレートに対面して粘性流体のせん断抵抗力を
発生するアウタープレートとを有するビスカスカップリ
ングを備えた差動制限装置において、前記内側部材に、
前記外側部材に向かって突出する突出部を有し外側部材
との間にビスカスカップリングの粘性流体室を形成する
よう前記外側部材に摺動可能に係合する可動壁を設け、
該可動壁と外側部材との間に前記可動壁を粘性流体室の
容積を縮小する方向に付勢する付勢手段を介装したもの
であり、好ましくは、前記付勢手段が前記可動壁の突出
部に係合する皿バネからなるものである。

（作用） 本発明の差動制限装置では、突出部を有する可動壁と
外側部材とにより形成されるビスカスカップリングの粘
性流体室が、該可動壁と外側部材との間に介装された付
勢手段によって容積を縮小する方向に付勢される。した
がって、粘性流体の温度が変化すると粘性流体室内の圧
力に応じて可動壁が変位することによって急激な圧力変
動が防止され、ビスカストルクによる伝達トルクが安定
化される。また、可動壁が内側部材に設けられることか
ら、構成の簡素な低コストの差動制限装置となる。

さらに、前記付勢手段を可動壁に係合する皿バネで構
成すれば、皿バネを内側部材および外側部材に摺動させ
て差動制限クラッチとしての機能を付加することができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明に係る差動制限装置の第１実施例
を示す図である。

まず、構成について説明する。第１図において、21は
差動制限装置であり、差動制限装置21はセンターディフ
ァレンシャル22に適用した場合である。センターディフ
ァレンシャル22は、トランスミッションからの動力が伝
わるドライブギヤ23をボルトにより固定し軸線Ａを中心
に回転できるディファレンシャルケース（以下、単にデ
フ・ケースという）24を有している。デフ・ケース24内
にはデフ・ケース24と同一の軸線Ａを有し、前後輪軸方
向にそれぞれ離隔して配置され、前輪駆動軸に連結する
前輪用サイドギヤ26と、後輪駆動軸に連結する後輪用サ
イドギヤ27とが設けられている。デフ・ケース24の軸線
Ａ方向中央にはドライブギヤ23の回転面と平行にピニオ
ンシャフト28が固定され、ピニオンシャフト28の先端に
は前輪用サイドギヤ26および後輪用サイドギヤ27に噛み
合うピニオンギヤ29が設けられている。

差動制限装置21はビスカスカップリング31を備えてお
り、ビスカスカップリング31は一方の画壁であるデフ・
ケース24（外側部材）の内側壁24aと、内側壁24aに向か
って突出したフランジ36a（突出部）を有する、他方の
画壁である前輪用サイドギヤ26のハブ部26a（内側部
材）の外周部分26bとにより区画され、高粘度の粘性流
体部材であるシリコン33を収納する粘性流体室35を有し
ている。粘性流体室35の軸線Ａ方向でピニオンシャフト
28に近い側のフランジ36aの画壁は軸線Ａ方向に可動な
可動壁36であり、前輪用サイドギヤ26のハブ部26aの外
周部分26bと一体的に形成されている。可動壁36とデフ
・ケース24との間には皿バネ37（付勢手段）が設けら
れ、皿バネ37は可動壁36を粘性流体室35の容積を縮小す
る方向すなわち、ピニオンシャフト28から離れる方向に
可動壁36を付勢するよう可動壁36に係合している。粘性
流体室35内には、第６図に示す従来技術と同様に、デフ
・ケース24の内側壁24aに取付けられたアウタプレート3
8と、前輪用サイドギヤ26の外周部分26bに取付けられた
インナプレート39とが設けられ、アウタプレート38とイ
ンナプレート39との回転速度差ΔＮに応じた回転力Ｔが
デフ・ケース24または前輪用サイドギヤ26から低回転駆
動軸に伝達するようになされている。40はシールリング
である。

次に、作用について説明する。

本発明の差動制限装置は、前輪用サイドギヤ26の外周
部26bにフランジ36aを設けて可動壁36とし、可動壁36を
粘性流体室35の容積を縮小する方向に好適の付勢力によ
り付勢する皿バネ37を設けているので、デフ・ケース24
と前輪用サイドギヤ26との回転速度差ΔＮが生ずると、
シリコン33にせん断抵抗が発生して回転速度差ΔＮに応
じた回転力Ｔが低回転駆動軸に、例えば、デフ・ケース
24から前輪用サイドギヤ26に伝達される。デフ・ケース
24と前輪用サイドギヤ26との回転速度差ΔＮが或る一定
時間継続すると、シリコン33の温度が急激に上昇してシ
リコン33が膨張し、粘性流室35内の圧力が上昇しようと
するが、この圧力が或る圧力以上になると、粘性流体室
35の可動壁36は皿バネ37の付勢力に抗って粘性流体室35
の容積を拡大する方向に移動し、この圧力の急激な上昇
を抑制する。このため、粘性流体室35の空気を押しつぶ
されることなく、粘性流体室35内は安定したシリコン33
の状態をさらに維持する。すなわち、粘性流体室35内の
圧力の上昇は第２図に示すように殆どない。したがっ
て、デフ・ケース24と前輪用サイドギヤ26との回転速度
差ΔＮによるビスカストルクの伝達は、第３図に示すよ
うに、さらに延長され、安定した状態が保持される。

次に、本発明の第２実施例につき説明する。

第４図は本発明の第２実施例の差動制限装置41を示す
図であり、第１実施例と同じ構成には同じ符号をつけ
る。

第２実施例の差動制限装置41においては、粘性流体室
35の可動壁36を、軸線Ａ方向ピニオンシャフト28より遠
い側の画壁とした場合である。これ以外は、第１実施例
と同じである。

次に、本発明の第３実施例につき説明する。

第５図は本発明の第３実施例の差動制限装置51を示す
図であり、第１実施例と同じ構成には同じ符号をつけ
る。

第３実施例の差動制限装置51においては、粘性流体室
35のインナプレート39を取付けた前輪用サイドギヤ26の
外周部分26bと、前輪用サイドギヤ26のハブ部26aとが軸
線Ａ方向に摺動可能で、外周部分26bがハブ部26aと一体
的に回転するスプライン結合とした場合である。

このように、上記各実施例では、前輪用サイドギヤ26
のハブ部26aにフランジ36aを設けて可動壁36とし、この
前輪用サイドギヤ26のハブ部26aとデフ・ケース24とに
よりビスカスカップリングの粘性流体室を形成するとと
もに、可動壁36とデフ・ケース24との間に介装された皿
バネ37により、可動壁36を粘性流体室35の容積を縮小す
る方向に付勢しているので、付勢力が好適に調整された
簡単な付勢手段によって、可動壁が粘性流体の温度変化
よる粘性流体室内の圧力変動を抑制し、ビスカストルク
による伝達トルクを安定にすることができる。したがっ
て、構成の簡素な低コストの差動制限装置を提供するこ
とができる。

さらに、皿バネ37を内側部材および外側部材に対して
摺動させて、差動制限クラッチとしての作用をもたせる
ことができる。

（効果） 以上説明したように、本発明によれば、突出部を有す
る可動壁と外側部材とによりビスカスカップリングの粘
性流体室を形成するとともに、該可動壁と外側部材との
間に介装された付勢手段により粘性流体室の容積を縮小
する方向に付勢しているので、付勢力が好適に調整され
た簡単な付勢手段によって、可動壁が粘性流体の温度変
化よる粘性流体室内の圧力変動を抑制し、ビスカストル
クによる伝達トルクを安定にすることができる。したが
って、構成の簡素な低コストの差動制限装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る差動制限装置の第１実施例を
示す図であり、第１図はセンターディファレンシャルに
適用したその断面図、第２図はその粘性流体室内の圧力
の時間的変化を示すグラフ、第３図はその伝達トルクの
時間的変化を示すグラフである。第４図は本発明に係る
第２実施例を示す断面図である。第５図は本発明に係る
第３実施例を示す断面図である。第６〜10図は従来の差
動制限装置を示す図であり、第６図はその一部断面を含
む正面図、第７〜10図はそれぞれその粘性流体室内の温
度、圧力、伝達トルクおよびハンプ現象発生時の伝達ト
ルクの時間的変化を示すグラフである。 21、41、51……差動制限装置、 24……デフケース（外側部材）、 26a……ハブ部（内側部材）、 31……ビスカスカップリング、 35……粘性流体室、 36……可動壁、 36a……フランジ（突出部）、 37……皿バネ（付勢手段）。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動出力軸に連結される内側部材と、該内
   側部材に回転方向一体に結合したインナープレートと、
   駆動入力部を有し内側部材およびインナープレートを取
   り囲む外側部材と、該外側部材と回転方向一体に結合し
   インナープレートに対面して粘性流体のせん断抵抗力を
   発生するアウタープレートと、を有するビスカスカップ
   リングを備えた差動制限装置において、 前記内側部材に、前記外側部材に向かって突出する突出
   部を有し、外側部材との間にビスカスカップリングの粘
   性流体室を形成するよう前記外側部材に摺動可能に係合
   する可動壁を設け、 該可動壁と外側部材との間に前記可動壁を粘性流体室の
   容積を縮小する方向に付勢する付勢手段を介装したこと
   を特徴とする差動制限装置。
2. 【請求項２】前記付勢手段が前記可動壁の突出部に係合
   する皿バネからなることを特徴とする請求項１に記載の
   差動制限装置。