JP3776289B2 - リミテッドスリップディファレンシャルギア - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディファレンシャルキャリア内にリミテッドスリップディファレンシャルケースを設けたリミテッドスリップディファレンシャルギアに係り、差動制限の利き初めからロックまでの利き方の特性である応答性の変更をプレッシャーリングを交換することなく迅速に行なえるリミテッドスリップディファレンシャルギアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リミテッドスリップディファレンシャルギア（以下ＬＳＤと略す）として、例えば特開昭62-062040 号公報がある。このＬＳＤは、図８、図９に示すように、エンジン側から前進方向の回転駆動力が伝達されると、差動制限の利きが開始されるが、駆動輪側から回転駆動力が伝達された場合には差動制限が利かないタイプのもので、エンジンからの駆動力により回転するディファレンシャルケース１と、駆動輪の車軸１０，１１の軸方向に移動可能に前記ケース１内に互いに対向して収容された一対のプレッシャーリング２，３と、前記一対のプレッシャーリング２，３に挟持されたピニオンシャフト（十字形状に形成されている）４と、前記シャフト４の先端部に回転自在に取り付けられたピニオンギア５と、前記ピニオンギア５を両側から挟むように配置され、それぞれ前記ピニオンギア５に噛み合って前記車軸に駆動力を伝達する一対のサイドギア６，７と、前記ケース１と前記各サイドギア６，７の間に設けられ、前記プレッシャーリング２，３の前記車軸方向外方への移動により圧着されて両サイドギア６，７の差動を制限する多板摩擦クラッチ８，９とを有していて、前記プレッシャーリング２，３をそれぞれ車軸外方へ移動させて両者の隙間を広げ、前記多板摩擦クラッチ８，９をそれぞれ圧着させるるために、前記ピニオンシャフト４の軸横断面を略Ｄ字形状に形成するとともに、前記プレッシャーリング２，３には、前記ピニオンシャフト４の軸部と係合するカム面を形成する切欠き部２ａ，３ａが対称に形成された（両切欠き部が合わさって略三角形の形状に形成される）カム分力機構が設けられている。
【０００３】
このカム分力機構により、ＬＳＤは前進方向の回転駆動力が伝達されると、前記一対のプレッシャーリング２，３を押し広げて差動制限の利きが開始され、前進走行時にエンジンブレーキを動作させた際に駆動輪側から回転駆動力が伝達された場合には、前記一対のプレッシャーリング２，３が押し広げられず、差動制限が利かないことになる。もちろん、前記カム分力機構のカム面を上記の略三角形の形状ではなく菱形に形成すれば、前進・後進時にも差動制限が働くことになる。
【０００４】
なお、ケース１にリングギア１２が固定され、このリングギア１２にエンジンの回転が伝達されるピニオンギア１３が噛み合っている。
【０００５】
このようなＬＳＤにおいて、差動制限の利き具合、例えば前進走行時にアクセルを踏み込むと急激に差動制限の利きが開始されたり、あるいは緩やかに差動制限の利きが開始されるといったことは、前記カム分力機構の傾斜したカム面の傾斜角を変更することで可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＬＳＤは高価な部品であり、一対のプレッシャーリングにそれぞれ形成するカム分力機構を構成する切欠き部は、一つのプレッシャーリングに同一形状のものを４つ形成すると共に、相手側のプレッシャーリングの切欠き部と位置ずれがないように形成する必要があり、非常に手間のかかる加工作業であり、また、加工費も高くなる。
【０００７】
ところで、このような差動制限の利き具合については、ドライバーの好みや、走行する道路等の状況に応じて変更できるようにするには、カム分力機構におけるカム面の傾斜角度が異なる複数種類のプレッシャーリングを用意できればよいが、前述のようにプレッシャーリングは高価なものであり、また走行する道路等の状況に適合するカム面を備えたプレッシャーリングを用意することは非常に困難なことといえる。
【０００８】
さらに、プレッシャーリングの交換作業はケース１の外部からは行なえず、ケース１内の分解作業を行なわなければならず、非常に手間のかかる以下の作業を要していた。
【０００９】
１：車両からディファレンシャルキャリアの取り外し作業
２：ディファレンシャルキャリアの分解作業
３：プレッシャーリング取り出しのためのリミテッドスリップディファレンシャルの分解作業
４：別に用意にしたカム角仕様の異なるプレッシャーリングを装着するリミテッドスリップディファレンシャルの組み立て作業
５：ディファレンシャルキャリアの組み立て作業
６：車両へのディファレンシャルキャリアの組み付け作業
本出願に係る発明の目的は、プレッシャーリングの交換を行なうことなく差動制限の利き具合の変更を簡単に行なえるリミテッドスリップディファレンシャルギアを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を実現するリミテッドスリップディファレンシャルギアは、エンジンからの駆動力により回転するディファレンシャルケースと、前記ケースを内部に設けたディファレンシャルキャリアと、前記ケースと一体的に回転すると共に駆動輪の車軸方向に移動可能に前記ケース内に互いに対向して収容された一対のプレッシャーリングと、前記一対のプレッシャーリングに挟持された十字形状のピニオンシャフトに夫々回転自在に取り付けられたピニオンギアと、前記ピニオンギアを両側から挟むように配置され、それぞれ前記ピニオンギアに噛合して前記駆動輪の車軸に駆動力を伝達する一対のサイドギアと、前記ケースの側壁面と前記サイドギアの間に設けられ、前記プレッシャーリングの車軸方向外方への移動により圧着されて前記両サイドギアの差動を制限する多板クラッチと、前記プレッシャーリングおよび前記ピニオンシャフトに形成され、前記一対のプレッシャーリングを互いに離れる前記車軸方向外方に移動させるカム分力機構とを有するリミテッドスリップディファレンシャルギアにおいて、
前記カム分力機構は、前記一対のプレシャーリングの外周側の対向面間に周方向に複数装着され、個々の装着部に対して径方向外方から嵌め込むことにより交換可能なカム部材を有し、
前記ケースには前記各ピニオンシャフトの先端に対向してそれぞれ前記カム部材交換用の第１作業孔が形成され、
前記ディファレンシャルキャリアには前記第１作業孔と軸方向同位置で、前記ケースを回転させることにより各第１作業孔が一致する前記カム部材交換用の第２作業孔が形成されていて、前記カム部材を前記第１，第２作業孔を通して交換することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１、図２、図３、図５および図６は本発明によるリミテッドスリップディファレンシャルギアの第１の実施の形態を示す。
【００１２】
本実施の形態は、図８、図９に示す従来例のＬＳＤにおいて、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態のLSD は、車両側に取り付けられた不図示のディファレンシャルキャリア（以下単にキャリアと称す）内にケース１が設けられており、ケース１の外周面には各ピニオンシャフト４の軸心位置を略中心とする第１作業孔２０が図６に示すように周方向に４箇所形成されている。また、前記キャリアにも、前記第１作業孔２０と軸方向で一致する第２作業孔（不図示）が１箇所形成されており、この第２作業孔は外部からの作業が容易な位置に形成され、通常は不図示の栓部材により塞がれている。
従来の一対のプレッシャーリング２，３は、図４に示すようにカム分力機構を構成する切欠き部が一対のプレッシャーリング２，３に一体に機械加工により形成されているが、本実施の形態の一対のプレッシャーリング２１，２２には、図５に示すように、対向する内側に凹溝部２３を９０度間隔でピニオンシャフト４に対応して形成している。この凹溝部２３内には、２分割構成のカム部材２４ａと２４ｂとが取り外し可能に装着されており、このカム部材２４ａと２４ｂとによりカム分力機構を構成している。２分割構成のカム部材２４ａと２４ｂとは径方向外方から嵌め込むことにより凹溝部２３に緩みなく固定され、一対のプレッシャーリング２，３間の隙間から例えばドライバー等を差し込んで引っ掛け上げることで緩みをつくれば、後は指で摘み上げることができる。
４箇所のカム分力機構を構成する左右一対の２分割構成のカム部材２４ａと２４ｂは、ケース１に形成した第１作業孔２０に臨んだ位置に存在しており、またケース１を回転させると前記キャリアの第２作業孔に対してこの第１作業孔２０が順次移動する。
したがって、前記キャリアの第２作業孔から前記第１作業孔２０を通して２分割構成のカム部材２４ａと２４ｂとを一対のプレッシャーリング２，３から取り外し、カム角の異なる別の一対のカム部材に交換することができる。
カム角の差による差動制限力と駆動力との関係を図２、図３を用いて簡単に説明すると、カム角αの第１カム▲１▼と、カム角β（β＞α）の第２カム▲２▼とは、同じ駆動力ａの場合、第１カム▲１▼の差動制限力ｂは第２カム▲２▼の差動制限力ｃよりも小さい。
なお、図６の２分割構成のカム部材は両方のカム部材２４ａと２４ｂにカム面が形成されたものを示しており、前進駆動時だけでなく、後進駆動およびエンジンブレーキの作動時においても差動制限が動作するタイプのものに適用できることは言うまでもないことである。その際、ピニオンシャフト４のカム部材との係合面は、図６の場合では円柱形状とし、図１の場合は断面Ｄ字形状としているが、この図１の断面Ｄ字形状のピニオンシャフト４に外周面が円形の筒部材を取り外し可能に装着すれば、図６に示すピニオンシャフト４をピニオンシャフトを交換することなく得ることができる。
【００１３】
勿論、交換可能とするカム部材は、２分割式等の分割方式に限定されるものではなく、単品であっても、３分割であっても良い。
なお、本実施の形態では多板摩擦クラッチ８，９とケース１の側面との間にコーンスプリング１５を配設し、作動制限の利き具合の調整を図っている。
【００１４】
（第２の実施の形態）
図７は第２の実施の形態を示す。
【００１５】
本実施の形態は、カム部材２４ａと２４ｂにカム面をそれぞれ設けたもので、前進駆動時にピニオンシャフト４によりプレッシャーリング２１，２２を軸方向外方にそれぞれ移動させて差動制限力を発生させるためのカム面が形成されたカム部材２４ｂと、後進時（エンジンブレーキ動作時）にピニオンシャフト４によりプレッシャーリング２１，２２を軸方向外方にそれぞれ移動させて差動制限力を発生させるためのカム面が形成されたカム部材２４ａとでカム部材を構成し、カム部材２４ａのカム角をカム部材２４ｂのカム角よりも小さくし、後進時（エンジンブレーキ動作時）の差動制限力を小さくしている。このカム部材２４ａ、２４ｂは、第１の実施の形態と同様に、プレッシャーリングに対して径方向外方より凹溝部２３内に嵌め込むことができるようになっている。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、差動制限の利き具合の変更は、カム部材を交換するだけでよく、従来のようにプレッシャーリングの交換を不要とするので、高価なプレッシャーリングを複数種類用意する必要がなくなり、しかもカム部材の交換はリミテッドスリップディファレンシャルキャリアの第２作業孔、ケースの第１作業孔を通して行なえるので、従来のようにリミテッドスリップディファレンシャルキャリア、ケースの取り外し、分解、組み立てといった作業が不要となり、短時間に簡単に差動制限力の特性の変更を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すリミテッドスリップディファレンシャルギアの断面図。
【図２】（ａ）（ｂ）はカム角の差による差動制限力と駆動力との関係を示す図。
【図３】図２のカム角の差による差動制限力と駆動力との関係を示す図表
【図４】従来のプレッシャーリングの断面図。
【図５】第１の実施の形態のプレッシャーリングとカム部材の断面図。
【図６】第１の実施の形態のケースの側面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態のカム分力機構の正面図。
【図８】従来のリミテッドスリップディファレンシャルギアの断面図。
【図９】図８のリミテッドスリップディファレンシャルギアにサイドギアを記載した断面図。
【符号の説明】
１ ディファレンシャルケース
２，３、２１，２２ プレッシャーリング
４ ピニオンシャフト
５ ピニオンギア
６，７ サイドギア
８，９ 多板摩擦クラッチ
１０，１１ 車軸
１２ リングギア
１３ ピニオンギア
１５ コーンスプリング
２０ 第１作業孔
２３ 凹溝部
２４ａ、２４ｂ カム部材

Claims (3)

1. エンジンからの駆動力により回転するディファレンシャルケースと、前記ケースを内部に設けたディファレンシャルキャリアと、前記ケースと一体的に回転すると共に駆動輪の車軸方向に移動可能に前記ケース内に互いに対向して収容された一対のプレッシャーリングと、前記一対のプレッシャーリングに挟持された十字形状のピニオンシャフトに夫々回転自在に取り付けられたピニオンギアと、前記ピニオンギアを両側から挟むように配置され、それぞれ前記ピニオンギアに噛合して前記駆動輪の車軸に駆動力を伝達する一対のサイドギアと、前記ケースの側壁面と前記サイドギアの間に設けられ、前記プレッシャーリングの車軸方向外方への移動により圧着されて前記両サイドギアの差動を制限する多板クラッチと、前記プレッシャーリングおよび前記ピニオンシャフトに形成され、前記一対のプレッシャーリングを互いに離れる前記車軸方向外方に移動させるカム分力機構とを有するリミテッドスリップディファレンシャルギアにおいて、
   前記カム分力機構は、前記一対のプレシャーリングの外周側の対向面間に周方向に複数装着され、個々の装着部に対して径方向外方から嵌め込むことにより交換可能なカム部材を有し、
   前記ケースには前記各ピニオンシャフトの先端に対向してそれぞれ前記カム部材交換用の第１作業孔が形成され、
   前記ディファレンシャルキャリアには前記第１作業孔と軸方向同位置で、前記ケースを回転させることにより各第１作業孔が一致する前記カム部材交換用の第２作業孔が形成されていて、前記カム部材を前記第１，第２作業孔を通して交換することを特徴とするリミテッドスリップディファレンシャルギア。
2. 前記ディファレンシャルキャリアに設けた前記第２作業孔は栓部材により常時閉塞していることを特徴とする請求項１に記載のリミテッドスリップディファレンシャルギア。
3. 前記カム部材は複数の部品を組み合わせて構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のリミテッドスリップディファレンシャルギア。

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