JPH07233864A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スラローム走行時の操安性を向上させる。 【構成】 この発明のデファレンシャル装置７は、デフ
ケース２１を介してエンジンの駆動力が入力する差動機
構３１と、デフケース２１と差動部材３５との間に配置
された多板式メインクラッチ５９と、差動部材３５に係
合した押圧部材６７と、摩擦式パイロットクラッチ７９
及びその締結手段９３と、クラッチ７９を介して差動ト
ルクを受け押圧部材６７を介してクラッチ５９を締結さ
せるカム７３とを備え、差動トルクの方向が変ったとき
押圧部材６７の係合部においてクラッチ５９の係合部よ
り先か同時に接触が生じるようにこれらのバックラッシ
ュを決定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両に用いられるデ
ファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−１４１４８７号公報にデファ
レンシャル装置が記載されている。これはパイロットク
ラッチを介して差動機構の差動トルクを受けるカムによ
りメインクラッチを締結して差動を制限するように構成
されている。図６はこれと類似構造のデファレンシャル
装置２０１であり、電磁多板式のパイロットクラッチ２
０３が締結されると差動機構２０５の差動トルクがカム
２０７に係り、そのカムスラスト力により押圧部材２０
９を介して多板式のメインクラッチ２１１が締結され、
差動が制限される。エンジンの駆動力はデフケース２１
３に入力し差動機構２０５からそのサイドギヤ２１５，
２１７を介して左右の駆動輪に分配される。押圧部材２
０９は一側のサイドギヤ２１５にスプライン連結されて
おり、カム２０７は押圧部材２０９とカムリング２１９
との間に形成され、カムリング２１９はパイロットトク
ラッチ２０３を介してデフケース２１３に連結される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７，８はデファレン
シャル装置２０１の上記のような差動制限機構部の断面
を示しており、図７は車両が左右交互に旋回するスラロ
ーム走行時の例えば右旋回時の状態を示し、図８は、右
旋回から左旋回に移ったときの状態を示している。

【０００４】スラローム走行に伴って旋回方向が変わる
と一側の駆動車輪と共にサイドギヤ２１５がデフケース
２１３に対して先行回転と後行回転とを繰り返し、カム
２０７に係る差動トルクの方向が逆転する。従来、メイ
ンクラッチ２１１とデフケース２１３及びサイドギヤ２
１５のバックラッシュ２２１，２２３、パイロットクラ
ッチ２０３とデフケース２１３及びカムリング２１９の
バックラッシュ２２５，２２７、押圧部材２０９とサイ
ドギヤ２１５間のバックラッシュ２２９、カム２０７の
バックラッシュ２３１などの相対的な大きさは管理され
ていない。そこで、例えば全てのバックラッシュが同じ
大きさである場合を考えると、スラローム走行中各バッ
クラッシュは図７の状態と図８の状態とを交互に繰り返
すが、図７の状態から図８の状態に移るときに、各バッ
クラッシュは中心からの距離が大きい外側にあるものか
ら内側にあるものの順に各部の隙間が詰って行くことに
なる。従って、バックラッシュ２２９が詰められて押圧
部材２０９がサイドギヤ２１５により反対方向に戻され
てカム２０７の作動が解除される前にメインクラッチ２
１１のバックラッシュ２２１，２２３が詰められて、そ
のクラッチトルクによりサイドギヤ２１５の回転が制動
され、下記のようにヒゲトルクと呼ぶクラッチトルクが
生じる。その後、バックラッシュ２２９が詰められて押
圧部材２０９が反対方向に移動しカム２０７の差動が解
除されてヒゲトルクが消失し、次にカム２０７のバック
ラッシュ２３１が詰められて本来のメインクラッチ２１
１のトルク（差動制限トルク）が立上がる。

【０００５】図９の波形２３３はスラローム走行時に発
生するメインクラッチ２１１のトルクと舵角との関係を
示すグラフであり、矢印２３５で示すものが旋回方向が
変ったときに現れる上記のヒゲトルクであり、矢印２３
７で示すものが本来のクラッチトルクである。又、矢印
２３９はトルクの消失部を示す。

【０００６】このように、従来のデファレンシャル装置
２０１では車両の旋回方向が変る度に生じるヒゲトルク
及びその後のトルク消失により差動制限特性が不安定に
なり、車両の操縦性と安定性とが低下する。

【０００７】そこで、この発明は、差動トルクを受けて
作動するカムにより差動制限用の多板クラッチを締結す
るように構成され、スラローム走行のような走行条件で
も安定した差動制限特性が得られるデファレンシャル装
置の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１発明のデファレンシ
ャル装置は、デフケースを介して入力するエンジンの駆
動力を車輪側に分配する差動機構と、この作動機構の車
輪側差動部材とデフケースとの間に配置された多板式の
メインクラッチと、車輪側差動部材に軸方向移動自在に
係合した押圧部材と、摩擦式のパイロットクラッチ及び
その締結手段と、パイロットクラッチが締結されると差
動機構の差動トルクを受け押圧部材を介してメインクラ
ッチを押圧して締結するカムとを備え、差動トルクの方
向が逆転したとき上記押圧部材の係合部においてメイン
クラッチ側の係合部と同時か又は先に接触が生じるよう
にこれらのバックラッシュを決定したことを特徴とす
る。

【０００９】第２発明のデファレンシャル装置は、デフ
ケースを介して入力するエンジンの駆動力を車輪側に分
配する差動機構と、この差動機構の車輪側差動部材とデ
フケースとの間に配置された多板式のメインクラッチ
と、車輪側差動部材に軸方向移動自在に係合した押圧部
材と、摩擦式のパイロットクラッチ及びその締結手段
と、パイロットクラッチが締結されると差動機構の差動
トルクを受け押圧部材を介してメインクラッチを押圧し
て締結するカムとを備え、差動トルクの方向が逆転した
とき上記押圧部材の係合部においてメインクラッチ側の
係合部と同時か又は先に接触が生じるようにこれらのバ
ックラッシュをそれぞれの半径に応じた移動量により決
定したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】第１発明のデファレンシャル装置では、車両の
旋回方向が変わりカムに掛る差動トルクの方向が変った
ときに押圧部材と差動部材間のバックラッシュがメイン
クラッチ側のバックラッシュより先に、あるいは同時
に、詰ってカムのスラスト力を消失させるから、従来例
のようなヒゲトルク及びヒゲトルクと本来のクラッチト
ルクとの間のトルク消失が発生せず、差動制限特性が安
定し車両の操安性が向上する。

【００１１】第２発明では押圧部材側とメインクラッチ
側の各バックラッシュをそれぞれの半径に応じて決定
し、旋回方向の反転に際して押圧部材側のバックラッシ
ュがメインクラッチ側のバックラッシュより先に、ある
いは同時に、詰るようにして、ヒゲトルクの発生を防止
した。

【００１２】

【実施例】図１ないし図５により第２発明の一実施例の
説明をする。図１はこの実施例を示し、図５はこの実施
例を用いた車両の動力系を示す。以下、左右の方向はこ
の車両及び図１での左右の方向である。また、符号が附
いていない部材等は図示されていない。

【００１３】図５のように、この動力系は、エンジン
１、トランスミッション３、プロペラシャフト５、リヤ
デフ７（後輪側に配置された実施例のデファレンシャル
装置）、後車軸９，１１、左右の後輪１３，１５、左右
の前輪１７，１９などから構成されている。

【００１４】リヤデフのデフケース２１はデフキャリヤ
２３内に回転自在に配置されており、デフケース２１に
はリングギヤ２５が固定されている。リングギヤ２５は
ドライブピニオンギヤ２７と噛合い、ドライブピニオン
ギヤ２７はプロペラシャフト５側に連結されたドライブ
ピニオンシャフト２９と一体に形成されている。こうし
て、エンジン１の駆動力はトランスミッション３からプ
ロペラシャフト５を介してデフケース２１を回転駆動す
る。

【００１５】図１のように、デフケース２１には傘歯車
式の差動機構３１が配置されている。差動機構３１は複
数個のピニオンギヤ３３と、ピニオンギヤ３３と噛合っ
た左右のサイドギヤ３５，３７（車輪側差動部材）を備
えている。各ピニオンギヤ３３はボス３９を中心にして
周方向等角度で放射状に配置され先端部をデフケース２
１に支持されたピニオンシャフト４１上にすべり軸受４
３を介して支承されている。各ピニオンギヤ３３とデフ
ケース２１との間には球面ワッシャ４５が配置されてい
る。

【００１６】左右のサイドギヤ３５，３７はそれぞれハ
ブ４７，４９に形成さており、ハブ４７はすべり軸受５
１を介してデフケース２１に支承され、ハブ４７，４９
とデフケース２１との間にはそれぞれワッシャ５５，５
７が配置されている。ハブ４７は左の後車軸９にスプラ
イン連結され、ハブ４９は右の後車軸１１にスプライン
連結されている。

【００１７】デフケース２１を回転させるエンジン１の
駆動力はピニオンシャフト４１からピニオンギヤ３３を
介して左右のサイドギヤ３５，３７に分配され、左右の
後輪１３，１５に伝達される。後輪間に駆動抵抗差が生
じるとエンジン１の駆動力はピニオンギヤ３３の自転に
より左右各側に差動分配される。

【００１８】左のハブ４７とデフケース２１との間には
多板式のメインクラッチ５９が配置されている。メイン
クラッチ５９のアウタープレート６１はデフケース２１
に係合し、インナープレート６３はハブ７に係合してい
る。メインクラッチ５９の右側にはワッシャ６５が配置
されデフケース２１に連結されており、左側にはメイン
クラッチ５９の押圧部材６７が配置されスプライン部６
９により軸方向移動自在にハブ４７に連結されている。
ハブ４７の外周にはカムリング７１が配置されており、
カムリング７１と押圧部材６７との間にはボールカム７
３（カム）が形成されている。カムリング７１とデフケ
ース２１との間にはボールカム７３のカム反力を受ける
ベアリング７５とワッシャ７７とが配置されている。

【００１９】カムリング７１とデフケース２１との間に
は多板式のパイロットクラッチ７９が配置されている。
パイロットクラッチ７９のアウタープレート８１はデフ
ケース２１に係合し、インナープレート８３はカムリン
グ７１に係合している。パイロットクラッチ７９の右側
にはアーマチャ８５が配置され、止め輪８７で位置決め
されている。デフケース２１の左ボス部８９の外周には
ベアリング９１，９１を介してリング状の電磁石９３
（締結手段）が支承され、デフキャリヤ２３側に回り止
めされている。デフケース２１の左側壁９５には電磁石
９３の磁束の短絡を防止してアーマチャ８５へ導くステ
ンレス鋼のリング９７が配置されている。

【００２０】電磁石９３がアーマチャ８５を吸引すると
パイロットクラッチ７９が締結され、差動機構３１の差
動トルクがボールカム７３に掛り、そのカムスラスト力
により押圧部材６７を介しメインクラッチ５９が押圧さ
れて締結される。各クラッチ５９，７９の締結力により
差動機構３１の差動が制限される。

【００２１】この差動制限力はコントローラによる電磁
石９３の励磁電流制御よって調節される。差動制限力を
強めると車両の直進安定性や悪路走破性が向上し、差動
制限力を適度に緩めると円滑で安定な旋回が行える。パ
イロットクラッチ７９を開放すると、ボールカム７３の
カムスラスト力が消失してメインクラッチ５９も開放さ
れ、差動はフリーになる。

【００２２】図２と図３は、上記のように各クラッチ５
９，７９、ボールカム７３などからなる差動制限機構９
９の横断面図（ボールカム７３は周方向断面）であり、
図２は図５の車両がスラローム走行しているときの、例
えば右旋回時の状態を示し、図３は右旋回から左旋回に
移ったときの状態を示している。又、図４はスラローム
走行時の舵角に対するメインクラッチ５９のトルク波形
のグラフ１０１である。

【００２３】図２と図３のように、メインクラッチ５９
のデフケース２１側とハブ側（サイドギヤ３５側）の各
バックラッシュを１０３，１０５、パイロットクラッチ
７９のデフケース２１側とカムリング７１側の各バック
ラッシュを１０７，１０９、ボールカム７３のバックラ
ッシュを１１１、押圧部材６７とハブ４７の間（スプラ
イン部６９）のバックラッシュを１１３とすると、各バ
ックラッシュ１０３，１０５、１０７，１０９はバック
ラッシュ１１３に対して、それぞれの半径差に応じた回
転方向の移動量より大きい値を与えられている。従っ
て、サイドギヤ３５（ハブ４７）がデフケース２１に対
して先行回転しても後行回転してもハブ４７によって押
圧部材６７が先に回転操作され、メインクラッチ５９と
デフケース２１及びハブ４７との接触はその後に生じ
る。

【００２４】スラローム走行時に車両が右旋回するとき
は左後輪１３の先行回転により、図２の矢印１１５，１
１７のようにハブ４７がデフケース２１より先行回転し
各バックラッシュはこの方向に詰められてボールカム７
３が作動し図４の矢印１１９で示すメインクラッチ５９
のクラッチトルクにより差動制限力が生じる。次に、車
両が左旋回に移ると左後輪１３の後行回転により、図３
の矢印１２１，１２３のようにハブ４７がデフケース２
１より後行回転して各バックラッシュはこの方向に詰め
られる。このとき上記のようにハブ４７により押圧部材
６７が反対方向に戻されてメインクラッチ５９の接触よ
り先にボールカム７３の作動が解除されるから、図４の
グラフ１０１のように図９に示す従来例の特性と異って
ヒゲトルクが生じない。左旋回から右旋回に戻るときも
同様であって、本来のクラッチトルク１２５の前にヒゲ
トルクが生じない。

【００２５】このようにして、旋回方向を変えたときの
ヒゲトルクの発生とその後のトルク消失とを防止したか
ら、差動制限特性が安定しスラローム走行時の車両の操
安性が大幅に向上する。

【００２６】

【発明の効果】この発明のデファレンシャル装置は、ス
ラローム走行などで差動トルクの方向が変ったときに押
圧部材と車輪側差動部材の係合部でメインクラッチ側の
係合部より先に又は同時に生じるようにこれらのバック
ラッシュを決定し、押圧部材を介してカムのスラスト力
を消失させるように構成したから、旋回方向が変ったと
きの不要なクラッチトルクの発生が防止され、車両の操
安性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】実施例のデファレンシャル装置の差動制限機構
部の断面図であり、車両が一方向に旋回しているときの
状態を示す。

【図３】実施例のデファレンシャル装置の差動制限機構
部の断面図であり、車両が他方向に旋回しているときの
状態を示す。

【図４】車両がスラローム走行しているときの実施例の
クラッチトルク波形を示すグラフである。

【図５】実施例を用いた車両の動力系を示すスケルトン
機構図である。

【図６】従来例の断面図である。

【図７】従来例のデファレンシャル装置の差動制限機構
部の断面図であり、車両が一方向に旋回しているときの
状態を示す。

【図８】従来例のデファレンシャル装置の差動制限機構
部の断面図であり、車両が他方向に旋回しているときの
状態を示す。

【図９】車両がスラローム走行しているときの従来例の
クラッチトルク波形を示すグラフである。

【符号の説明】

７ リヤデフ（デファレンシャル装置） ２１ デフケース ３１ 差動機構 ３５，３７ サイドギヤ（車輪側差動部材） ５９ メインクラッチ ６５ 押圧部材 ７３ ボールカム（カム） ７９ パイロットクラッチ ９３ 電磁石（締結手段） １０３，１０５、１０７，１０９、１１３ バックラッ
シュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デフケースを介して入力するエンジンの
   駆動力を車輪側に分配する差動機構と、この作動機構の
   車輪側差動部材とデフケースとの間に配置された多板式
   のメインクラッチと、車輪側差動部材に軸方向移動自在
   に係合した押圧部材と、摩擦式のパイロットクラッチ及
   びその締結手段と、パイロットクラッチが締結されると
   差動機構の差動トルクを受け押圧部材を介してメインク
   ラッチを押圧して締結するカムとを備え、差動トルクの
   方向が逆転したとき上記押圧部材の係合部においてメイ
   ンクラッチ側の係合部と同時か又は先に接触が生じるよ
   うにこれらのバックラッシュを決定したことを特徴とす
   るデファレンシャル装置。
2. 【請求項２】 デフケースを介して入力するエンジンの
   駆動力を車輪側に分配する差動機構と、この差動機構の
   車輪側差動部材とデフケースとの間に配置された多板式
   のメインクラッチと、車輪側差動部材に軸方向移動自在
   に係合した押圧部材と、摩擦式のパイロットクラッチ及
   びその締結手段と、パイロットクラッチが締結されると
   差動機構の差動トルクを受け押圧部材を介してメインク
   ラッチを押圧して締結するカムとを備え、差動トルクの
   方向が逆転したとき上記押圧部材の係合部においてメイ
   ンクラッチ側の係合部と同時か又は先に接触が生じるよ
   うにこれらのバックラッシュをそれぞれの半径に応じた
   移動量により決定したことを特徴とするデファレンシャ
   ル装置。