JP4841315B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

Description

本発明は、デファレンシャルキャリア内にリミテッドスリップデファレンシャルケースを設けたリミテッドスリップデファレンシャルギア等と称される差動制限機能を備えたデファレンシャル装置（以下ＬＳＤと称す）に係り、特に左右一対のプレッシャーリング間に配設している与圧スプリングのバネ力を調整可能とするデファレンシャル装置に関するものである。

ＬＳＤは、駆動力が伝達されてリミテッドスリップデファレンシャルケース（以下単にケースと称す）が回転すると、該ケース内に対向配置されている一対のプレッシャーリングに対し、該ケースと該各プレッシャーリングとの間に配置されている多板摩擦クラッチを介して該ケースから回転力が伝達される。また、前記一対のプレッシャーリングの対向部には十字形状のピニオン軸が配置され、これら４本のピニオン軸にそれぞれ回転自在に枢着されたピニオンギアが左右のサイドギアに噛み合っている。左右のサイドギアには左右の車軸が取り付けられている。なお、多板摩擦クラッチは軸方向に移動可能としているが、一部は前記ケースと一体に回転し、他部は前記サイドギアと一体に回転する。

前記一対のプレッシャーリングの外周部には、前記各ピニオン軸に形成したカム部と係合するカム溝部が形成され、該カム部と該カム溝部から構成されるカム分力機構により、該一対のプレッシャーリングが車軸方向外方に移動して前記多板摩擦クラッチを押圧し差動制限力を増加させる。この多板摩擦クラッチに対する押圧力の増加メカニズムは、駆動トルクが増加すると、一対のプレッシャーリングに加わる駆動トルクも増加し、前記カム溝部のカム面が前記カム部に当接して得られる軸方向の分力が増加することによる。

このようなＬＳＤにおいて、左右一対のプレッシャーリングの間にスプリングを配設し、該左右一対のプレッシャーリングを軸方向外方に向けて付勢し、左右の多板摩擦クラッチを与圧着させることが提案されている（引用文献１、２、３）。

左右の多板摩擦クラッチを与圧着させることにより、多板摩擦クラッチを介してある程度のトルク（イニシャルトルク）を直接サイドギアから車軸を経て駆動輪に伝達できるようにしている。

このイニシャルトルクは、差動制限の利き具合に影響を与えるため、イニシャルトルクを調節可能とする提案がなされている（引用文献１）。

この引用文献１に開示されているイニシャルトルクの調節は、与圧スプリングをバネ定数の異なるものと交換する、あるいは与圧スプリングの本数を増減させることにより行っている。そして、この与圧スプリングの交換作業は、ケース内の部品を分解することなく該ケースに形成した作業孔を通して行えるようにしている。
特開２００１−３２３９８７号公報 特開２０００−１０４８０７号公報 特開平０９−００４６９６号公報

上記した特許文献１に記載の与圧スプリング交換方式のＬＳＤにあっては、左右一対のプレッシャーリングの間から与圧スプリングを取り出す作業と、別の与圧スプリングを左右一対のプレシャーリングの間に差し込むという作業が必要となる。

このような交換作業はＬＳＤの分解を不要とする点において交換作業の簡素化を図れるが、更なる作業時間の短縮化を図ることが望まれている。

本発明の目的は、このような観点に鑑み為されたもので、与圧スプリングを左右一対のプレッシャーリングの間に配置した状態で与圧を調節可能として与圧調節作業に要する時間を短縮する差動制限機能を備えたデファレンシャル装置を提供しようとするものである。

本発明の目的を実現するデファレンシャル装置の第１の構成は、請求項１に記載のように、駆動力源からの駆動力が伝達されて回転するデファレンシャルケース内に対向配設した左右のプレッシャーリングの対向面間に周方向に沿って複数の与圧スプリングを配設し、左右の多板摩擦クラッチに左右のプレッシャーリングを介して与圧を付与し、左右の車軸に連結された左右のサイドギアに該各多板摩擦クラッチを介してイニシャルトルクを与える作動制限機能を備えたデファレンシャル装置において、前記左右のプレッシャーリングの対向面に車軸方向に沿って夫々形成した前記与圧スプリングが配設されるスプリング穴と、前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面と前記与圧スプリングの一端との間に車軸方向移動自在に配置されたスプリング押動体と、前記いずれか一方のスプリング穴が形成されているプレッシャーリングに径方向外方からねじ込み可能に装着されて前記スプリング押動体と干渉し、前記与圧スプリングのバネ力に抗して前記スプリング押動体を移動させるバネ力調節部材と、からなる与圧スプリング装置を有し、
前記与圧スプリング装置は、前記バネ力調節部材の装着の有無により、前記多板摩擦クラッチに対するイニシャルトルクを切替可能としたことを特徴とする。

本発明の目的を実現するデファレンシャル装置の第２の構成は、請求項２に記載のように、上記した第１の構成において、前記与圧スプリング装置は、前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面に隣接してプレッシャーリングの外周部に形成した前記バネ力調節部材の上部がはまり込む凹部を有し、前記スプリング押動体に前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面を貫通して前記凹部内に臨む作動棒を有し、該バネ力調節部材がねじ込まれた状態でバネ力調節部材の上部が該作動棒を前記いずれか他方のスプリング穴に向けて移動させることを特徴とする。

本発明の目的を実現する第３の構成は、請求項３に記載のように、上記したいずれかの構成において、前記デファレンシャルケースには、前記バネ力調節部材がねじ込まれる箇所にそれぞれ対応して作業孔を形成したことを特徴とする。

本発明の目的を実現する第４の構成は、請求項４に記載のように、上記したいずれかの構成において、前記デファレンシャルケースを収容するデファレンシャルキャリアには、該デファレンシャルケースに形成した作業孔に対応して作業孔を形成したことを特徴とする。

本発明の目的を実現する第５の構成は、請求項５に記載のように、上記したいずれかの構成において、前記バネ力調節部材を前記いずれか一方のスプリング穴が形成されているプレッシャーリングに対して非装着状態において前記与圧スプリングは与圧を与えない初期長さに設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、バネ力調節部材をプレッシャーリングにねじ込むか否かにより、左右のプレッシャーリングの間に与圧スプリングを配設したままで、与圧スプリングの初期セット長を長短の２段階に変更することができ、これにより、左右のプレッシャーリングを介して左右の各多板摩擦クラッチに付与するイニシャルトルクを調節することができる。

また、この調節作業はデファレンシャルケースに形成した作業孔を通して行えるので、短時間に調節作業を終了することができる。

以下本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態を示すデファレンシャル装置における与圧スプリング装置の上面図、図２は図１のＡ-Ａ矢視縦断面図、図３は本発明の一実施形態を示すデファレンシャル装置の全体構成の縦断面図、図４は図３に示すデファレンシャル装置の与圧バネの配置状態を示す図である。

先ず、差動制限機能を備えたデファレンシャル装置（ＬＳＤ）の全体的な構成について、図３および図４を参照して説明する。

本実施形態のＬＳＤは、デファレンシャルケース（以下ケースと略称する）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が噛み合い、エンジン（モータ）からの駆動力によりケース１が回転する。ケース１内には一対のプレッシャーリング２，３が駆動輪の車軸１０，１１の軸方向に移動可能に対向して収容されている。前記一対のプレッシャーリング２，３の間には、ピニオンシャフト（十字形状に形成されている）４が配置され、各シャフト４の先端部に回転自在にピニオンギア５が取り付けられ、各ピニオンギア５を左右両側から挟みこむようにして一対のサイドギア６，７が噛み合っている。左右一対のサイドギア６，７にはそれぞれ左右の車軸１０、１１がスプライン結合して一体的に回転する。

左右のプレッシャーリング２，３とケース１の左右内側側壁との間には、それぞれ多板摩擦クラッチ８，９が配置されており、多板摩擦クラッチ８，９は、例えば奇数番目の摩擦クラッチ板がケース１に対して軸方向移動可能且つ回転不能に取り付けられ、偶数番目の摩擦クラッチ板がサイドギア６，７に対して軸方向移動可能且つ回転不能に取り付けられている。

また、左右のプレッシャーリング２，３の間には、与圧スプリング１４が配設され、左右のプレッシャーリング２，３を押圧して左右の多板摩擦クラッチ８，９の各摩擦クラッチ板を予め所定の圧力で圧着させている。

本実施形態においてカム分力機構は、前進駆動の際に差動制限を機能させ（ＯＮ）、前進駆動時にエンジンブレーキを利かせて駆動輪側から駆動力が伝達される場合には差動制限機能をＯＦＦとする構成を採用している。

そして、この構成を得るために、ピニオンシャフト４は、ピニオンギア５よりも径方向外側位置に、ピニオンシャフトの軸形状を利用してカム分力機構の一部を構成するカム部４Ａが設けられ、カム部４Ａは車軸方向に沿って平行な直線状端面４ＡＡと円弧形状の曲面４ＡＢを有する軸横断面を略Ｄ字形状に形成している。

エンジン側から前進駆動力ＦがＬＳＤに伝達されると、ケース１→多板摩擦クラッチ８，９→プレッシャーリング２，３へと駆動力が伝達される。そうすると、プレッシャーリング８，９はカム分力機構の作用により多板摩擦クラッチ８，９を押圧して摩擦力を与圧スプリング１４によるイニシャルトルクに加えて更に摩擦力を大きくし、ケース１の回転を多板摩擦クラッチ８，９からサイドギア６，７へ直接伝達する割合が増大する。なお、前進走行中にアクセルペダルから足を離すと（ＯＦＦ）、エンジンの回転数が低下して駆動トルクの減少により多板摩擦クラッチ８，９がイニシャルトルクで押圧され、プレッシャーリング３，４→ピニオンシャフト４→ピニオン５→サイドギア６，７へと駆動力の伝達経路が繋がり、ピニオン５とサイドギア６，７とによる差動機能がＯＮする。

次に、与圧スプリング装置の構成を図１、図２を参照して説明する。なお、説明において左右方向とは車両に取り付けた状態において駆動輪の左右方向を示す。

本実施形態において、左右一対のプレッシャーリング２，３は筒状に形成されていて、対向する端面の外周部に与圧スプリング１４が差し込まれるスプリング穴２１，２２が周方向に複数形成されている。与圧スプリング１４をできるだけ左右一対のプレッシャーリング２，３の外端位置に配設するために、このスプリング穴２１，２２の径方向の一部が左右一対のプレッシャーリング２，３の外端縁にかかっており、スプリング穴２１，２２が軸方向に沿って開放している。

右側のプレッシャーリング２には、スプリング穴２１の奥壁面２１ａに隣接して座繰穴２３が形成され、この座繰穴２３の中心にねじ孔２４が形成されている。

そして、スプリング穴２１の奥壁面２１ａには、該スプリング穴２１と座繰穴２３とを連通する連通孔２５が形成されている。

この連通孔２５には、スプリング押動体２６の作動棒２７が貫通しており、スプリング押動体２６はスプリング穴２１内に配置されるバネ座２８の外端側から外方に向けて作動棒２７が延びている。

本実施形態において、スプリング穴２１内に配設される与圧スプリング１４は、一端側がスプリング穴２２の奥壁面２２ａに当接し、他端側がスプリング押動体２６のバネ座２８に当接し、与圧スプリング１４のバネ力によりスプリング押動体２６を車軸方向外方に向けて付勢している。

座繰穴２４のネジ孔２４には、ボルト状に形成されたバネ力調節部材２９のネジ部３０がネジ結合し、六角形の頭部３１を六角レンチなどで回すことにより、バネ力調節部材２９がねじ込まれる。

バネ力調節部材２９は、ネジ部３０と頭部３１との間に円盤状の鍔部３２が形成され、この鍔部３２はネジ部３０よりも直径を大きくしている。また、ネジ部３０と鍔部３２との繋ぎ目３３はテーパー面に形成されている。

図２（ａ）に示すように、ネジ孔２４にバネ力調節部材２９をねじ込まない場合、スプリング穴２１，２２に与圧スプリング１４を配設した状態において、スプリング押動体２６のバネ座２８はスプリング穴２１の奥壁面２１ａに当接し、バネ力が弱い、すなわちイニシャルトルクが小さい状態に設定される。その際、作動棒２７はバネ座２３内に臨み、作動棒２７の先端は、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込んだ状態での鍔部３２の内側に存在しており、本実施形態ではネジ孔２４の縁まで達するようにしている。

したがって、図２（ｂ）に示すように、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込む際、作動棒２７の先端がバネ力調節部材２９のネジ部３０との干渉が避けられる。なお、作動棒２７の先端部をテーパー面としているので、製作精度などにより、作動棒２７の先端とバネ力調節部材２９のネジ部３０との干渉が生じても、バネ力調節部材２９のねじ部３０がネジ孔２４にスムーズにねじ込まれる。

バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込み始めると、テーパー面に形成されている繋ぎ目３３に作動棒２７の先端が当接し、徐々に作動棒２７が与圧スプリング１４のバネ力に抗して内側に押され、与圧スプリング１４のバネ力を大きくする。さらに、バネ力調節部材２９がねじ込まれると、図２（ｃ）に示すように、作動棒２７は繋ぎ目３３をへてスムーズに鍔部３２と当接し、スプリング押動体２６が与圧スプリング１４を押して所定長さにセットする。この所定長さにセットしたときのバネ力は、図２（ａ）に示すバネ力調節部材２９をセットしていないときの長さよりも短いため、バネ力調節部材２９をセットした時のバネ力は大きくなる。

したがって、多板摩擦クラッチ８，９に対するイニシャルトルクは、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込まない低トルク状態と、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込んだ高トルク状態とに切替できることになる。

本実施形態において、バネ力調節部材２９のねじ込み作業は、ケース１に各ネジ孔２４に対応して形成した作業孔３４を通して行われる。この作業孔３４はネジ孔２４のみならずスプリング穴２１，２２を同時にカバーする車軸方向に延びた長孔形状としても良く、この場合与圧バネ１４の交換作業もこの作業孔３４を通して行える。

勿論、ケース１を収容しているデファレンシャルキャリア（不図示）にこの作業孔３４に対応して作業孔を形成しておけば、このデファレンシャルキャリアの作業孔からケース１の作業孔３４を通してバネ力調節部材２９のねじ込み作業、与圧バネ１４の交換作業が行えるので、車体からデファレンシャル装置を取り外すことなく上記の作業が行える。なお、デファレンシャルキャリアに形成する作業孔は１個でよく、車体をジャッキアップした状態で例えば車輪をゆっくりと回すことにより、ケース１が回転するので、各作業孔３４をデファレンシャルキャリアの作業孔に一つずつ合わせて必要な作業が行える。

なお、上記した実施形態は、デファレンシャル装置が非駆動状態において、与圧スプリング１４が左右のプレッシャーリング２，３に与圧を与えているが、バネ力調節部材２９をプレッシャーリング２のネジ孔２４から抜いた状態で、与圧スプリング１４が左右のプレッシャーリングに付与するバネ力をゼロとしてもよい。この場合、スプリング穴２１，２２の開口幅を与圧スプリング１４の幅よりも狭くすることで、フリーな状態にある与圧スプリング１４がスプリング穴２１，２２から径方向外方に抜け出ることがない。

したがって、多板摩擦クラッチ８，９に対するイニシャルトルクは、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込まないトルクゼロを含む低トルク状態と、バネ力調節部材２９をネジ孔２４にねじ込んだ高トルク状態とに切替できることになる。

また、バネ力調節部材２９の鍔部３２の直径を変更することにより、高トルク状態でのイニシャルトルクを任意に変更することができる。

さらに、左右のプレッシャーリング２，３の間には周方向に複数の与圧スプリング１４を配置できるようにしており、これら与圧スプリングの数、バネ定数などを適宜選択することにより、イニシャルトルクの設定範囲を広げることができる。

本発明の実施形態を示すデファレンシャル装置の一部を上方から見た図。 図１のＡ−Ａ矢視断面図で、（ａ）はバネ力調節部材を装着していない状態、（ｂ）はバネ力調節部材をネジ孔にねじ込む直前の状態、（ｃ）はバネ力調節部材をねじ込んだ状態を示す。 図１のデファレンシャル装置の全体構成の縦断面図。 図１に示すデファレンシャル装置の与圧バネの配置状態を示す図。

符号の説明

１ デファレンシャルケース（ケース）
１ａ 作業孔
２，３ プレッシャーリング
４ ピニオンシャフト
４Ａ カム部 ４ＡＡ 直線状端面 ４ＡＢ 曲面
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
１４ 与圧スプリング
２１，２２ スプリング穴
２１ａ，２２ｂ 奥壁面
２３ 座繰穴
２４ ねじ孔
２５ 連通孔
２６ スプリング押動体
２７ 作動棒
２８ バネ座
２９ バネ力調節部材
３０ ネジ部
３１ 頭部
３２ 鍔部
３３ 繋ぎ目
３４ 作業孔

Claims (5)

1. 駆動力源からの駆動力が伝達されて回転するデファレンシャルケース内に対向配設した左右のプレッシャーリングの対向面間に周方向に沿って複数の与圧スプリングを配設し、左右の多板摩擦クラッチに左右のプレッシャーリングを介して与圧を付与し、左右の車軸に連結された左右のサイドギアに該各多板摩擦クラッチを介してイニシャルトルクを与える作動制限機能を備えたデファレンシャル装置において、
   前記左右のプレッシャーリングの対向面に車軸方向に沿って夫々形成した前記与圧スプリングが配設されるスプリング穴と、前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面と前記与圧スプリングの一端との間に車軸方向移動自在に配置されたスプリング押動体と、前記いずれか一方のスプリング穴が形成されているプレッシャーリングに径方向外方からねじ込み可能に装着されて前記スプリング押動体と干渉し、前記与圧スプリングのバネ力に抗して前記スプリング押動体を移動させるバネ力調節部材と、からなる与圧スプリング装置を有し、
   前記与圧スプリング装置は、前記バネ力調節部材の装着の有無により、前記多板摩擦クラッチに対するイニシャルトルクを切り替え可能としたことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 前記与圧スプリング装置は、前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面に隣接してプレッシャーリングの外周部に形成した前記バネ力調節部材の上部がはまり込む凹部を有し、前記スプリング押動体に前記いずれか一方のスプリング穴の奥壁面を貫通して前記凹部内に臨む作動棒を有し、該バネ力調節部材がねじ込まれた状態でバネ力調節部材の上部が該作動棒を前記いずれか他方のスプリング穴に向けて移動させることを特徴とする請求項１に記載のデファレンシャル装置。
3. 前記デファレンシャルケースには、前記バネ力調節部材がねじ込まれる箇所にそれぞれ対応して作業孔を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のデファレンシャル装置。
4. 前記デファレンシャルケースを収容するデファレンシャルキャリアには、該デファレンシャルケースに形成した作業孔に対応して作業孔を形成したことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のデファレンシャル装置。
5. 前記バネ力調節部材を前記いずれか一方のスプリング穴が形成されているプレッシャーリングに対して非装着状態において前記与圧スプリングは与圧を与えない初期長さに設定されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のデファレンシャル装置。
   

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