JPH07243508A - クラッチ装置とデファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動制限用の摩擦クラッチに異常摩耗などを
与えずに充分な予圧力を得る。 【構成】 この発明のデファレンシャル装置７は、差動
機構３３と、その差動部材２１，５３，５５間に配置さ
れた摩擦クラッチ３５と、周方向交互に凹部と凸部を形
成し摩擦クラッチ３５を予圧するウェーブ状の皿ばね６
１とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、予圧機能を有するク
ラッチ装置と、このクラッチ装置により差動を制限する
デファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】公開実用 昭和５９−１７３５２号公報
に差動制限機能を備えたデファレンシャル装置が記載さ
れている。図１２はこれと同型式のデファレンシャル装
置２０１を示す。このデファレンシャル装置２０１では
デフケース２０３を回転させるエンジンの駆動力は一対
のプレッシャリング２０５，２０５からカム２０７を介
してピニオンシャフト２０９に伝達され、更にピニオン
ギヤ２１１からサイドギヤ２１３，２１５に分配され
る。デフケース２０３と各サイドギヤ２１３，２１５と
の間には多板クラッチ２１７，２１７が配置されてお
り、カム２０７のスラスト力は各プレッシャリング２０
５，２０５を介して多板クラッチ２１７，２１７を押圧
し、差動を制限する。又、多板クラッチ２１７，２１７
には予圧用の皿ばね２２１により初期トルクが与えられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１２のように、皿ば
ね２２１の予圧力は各多板クラッチ２１７の内周側にだ
け掛っているから、クラッチ板２２３は皿ばね２２１内
径側のばね定数で決まる予圧力に常時押圧されて、内周
側に異常摩耗やかじりが生じ、更にはクラッチ板２２３
が皿ばね状に変形することがある。しかし、このような
ことを避けるために皿ばね２２１のばね常数を下げると
予圧力不足により所要の初期差動制限力が得られない。

【０００４】そこで、この発明は、摩擦部材に予圧ばね
による異常摩耗や変形などを与えずに所要の予圧力が得
られるクラッチ装置及びこのクラッチ装置を差動制限装
置に用いたデファレンシャル装置の提供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の発明のクラッチ装
置は、摩擦クラッチと、周方向交互に凹部と凸部とが形
成されこの摩擦クラッチを予圧するウェーブ状の皿ばね
とを備えたことを特徴とする。

【０００６】第２の発明のデファレンシャル装置は、エ
ンジンの駆動力を車輪間に分配する差動機構と、その差
動部材間に摩擦クラッチが配置され、皿ばねの予圧力に
より初期差動制限力を与える請求項１記載のクラッチ装
置とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】皿ばねのばね定数は周長の長い外周側が小さく
周長の短い内周側が大きいが、この皿ばねをウェーブ状
に成形したことにより、ばね定数の小さい外周側の変位
が大きくばね定数の小さい内周側の変位が小さくなり、
皿ばねの外周から内周に亘って（皿ばねの径方向）ばね
力＝ばね定数×変位が平均化されるから、従来例と異っ
て、摩擦クラッチの部分的な摩耗やかじりあるいは変形
を起さずに皿ばねに充分なばね力（予圧力）を与えるこ
とができ、摩擦クラッチに必要な初期トルクを与えるこ
とができる。又、凹部と凸部のピッチを小さくすること
により周方向にもばね力を平均化することが可能であ
る。（第１の発明）又、第２の発明のデファレンシャル
装置は第１の発明のクラッチ装置を差動制限装置に用い
ており、充分な初期差動制限力を得ながら摩擦クラッチ
の異常摩耗やかじりから開放されている。

【０００８】

【実施例】図１ないし図１１により第２の発明の一実施
例の説明をする。図１はこの実施例を示し図１１はこの
実施例を用いた車両の動力系を示す。左右の方向はこの
車両及び図１での左右の方向である。

【０００９】図１１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れいる。

【００１０】リヤデフ７のデフケース２１はデフキャリ
ヤ２３内に配置されている。リヤデフ２１にはリングギ
ヤ２５が固定され、リングギヤ２５はドライブピニオン
ギヤ２７と噛合っている。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。

【００１１】図１のように、デフケース２１の内部には
一対のプレッシャリング３１，３１と、傘歯車式の差動
機構３３と、一対の多板クラッチ３５，３５（摩擦クラ
ッチ）とが配置されている。

【００１２】各プレッシャリング３１，３１は外周の凸
部３７を介してデフケース２１の溝３９に軸方向移動自
在に連結されている。差動機構３３は複数個のピニオン
ギヤ４１及びこれらと噛合った左右のサイドギヤ４３，
４５とを備え、各ピニオンギヤ４１はピニオンシャフト
４７上に回転自在に支承されている。各ピニオンシャフ
ト４７はボス４９を中心にして周方向等角度で放射状に
配置され、各先端部はカム５１を介してプレッシャリン
グ３１，３１に係合している。各サイドギヤ４３，４５
はボス５３，５５にそれぞれ形成されており、ボス５３
は左の後車軸９に又ボス５５は右の後車軸１１にスプラ
イン連結されている。

【００１３】デフケース２１を回転させるエンジン１の
駆動力はプレッシャリング３１，３１、カム５１、ピニ
オンシャフト４７、ピニオンギヤ４１からサイドギヤ４
３，４５を介して左右の後輪１３，１５に分配される。
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４１の自転により左右各側に差動分配され
る。

【００１４】各ボス５３，５５（差動部材）とデフケー
ス２１（差動部材）との間にはそれぞれ多板クラッチ３
５（摩擦クラッチ）が配置されている。各多板クラッチ
３５は交互に配置された２枚のアウタープレート５７と
１枚のインナープレート５９とからなり、アウタープレ
ート５７はデフケース２１の内周に、又インナープレー
ト５９は各ボス５３，５５の外周にそれぞれ軸方向移動
自在に係合している。各多板クラッチ３５の連結トルク
により差動機構３３の差動が制限される。

【００１５】各多板クラッチ３５とデフケース２１との
間には図２，図３，図４，図５に示すようなウェーブ状
の皿ばね６１が所定の変位量だけ撓められた状態で配置
され、デフケース２１とプレッシャリング３１との間で
多板クラッチ３５を予圧し、差動機構３３に初期差動制
限力を与えている。多板クラッチ３５と皿ばね６１とに
よりクラッチ装置６３が構成されている。

【００１６】カム５１はデフケース２１の両回転方向
（車両の前進時と後進時の回転方向）に形成され、車両
の前後進共にエンジンの駆動力をピニオンシャフト４７
に伝達しながら、カム力でプレッシャリング３１を介し
て多板クラッチ３５と皿ばね６１とを押圧する。各多板
クラッチ３５の差動制限力はこのカム力により皿ばね６
１の変位量が増す間はそのばね力の増加分だけ徐々に増
加し、皿ばね６１が撓み切ると急激に増大する。

【００１７】図２，図３，図４，図５に示すように、各
皿ばね６１は、厚さ方向一側から見て、周方向交互に各
４箇所の凹部６５と凸部６７とができるようにウェーブ
状に成形されている。

【００１８】図６は皿ばね６１の外周部６９が多板クラ
ッチ３５側とデフケース２１とに当っている様子を示
す。図７，図８，図９は外周部６９が多板クラッチ３５
側に当っている箇所（図６の上半部に相当）での皿ばね
６１の高さ（変位量）Ｈ（図７）と、ばね定数Ｋ（図
８）と、多板クラッチ３５の面圧（図９）のグラフであ
る。各グラフの横軸は皿ばね６１の径方向幅ｌであり、
ｌ₁ が外周部６９、ｌ₂ が内周部７１である。

【００１９】図７のグラフ７３のように、皿ばね６１の
高さＨは外周部６９が高く、内周部７１が低い。しか
し、皿ばね６１の周長は外周部６９が長く、内周部７１
が短いから、図８のグラフ７５のようにばね常数Ｋは外
周部６９が小さく、内周部７１が大きい。従って、皿ば
ね６１のばね力（Ｈ×Ｋ）は径方向に均一化される。

【００２０】従って、皿ばね６１を多板クラッチ３５と
デフケース２１との間で圧縮して行くと、図９の破線の
グラフの勾配が矢印７７の方向に変化し、実線のグラフ
７９のように多板クラッチ３５の受ける面圧が皿ばね６
１の径方向で等しくなる。この時、図１０のように皿ば
ね６１は多板クラッチ３５（アウタープレート５７）と
デフケース２１とに径方向の全長ｌで接触し、多板クラ
ッチを放射状に均一に押圧する。更に、皿ばね６１の凹
凸を増すことにより摩擦クラッチ３５が受ける面圧を周
方向にも均一化することができる。

【００２１】このように、多板クラッチ３５は従来例と
異って内周部だけに強い予圧力を受けることがないか
ら、部分的な摩耗やかじり及びプレート５７，５９の皿
ばね状の変形などが防止されて耐久性が大幅に向上する
と共に、皿ばね６１を所要の予圧力に応じて強化するこ
とができる。差動機構３３はこの大きな予圧力による多
板クラッチ３５の初期トルクによって、充分に大きな初
期差動制限力が得られる。又、多板クラッチ３５は皿ば
ね６１により広範囲に均一に押圧されるから、この初期
差動制限力を設計値に近似させることができ、リヤデフ
７に所要の差動制限特性を与えることができる。

【００２２】図１１の車両が悪路走行中に後輪１３，１
５の一方が空転しても、リヤデフ７の大きな初期差動制
限力により、他方の後輪に大きな駆動力が送られて悪路
走破性が高く保たれる。更に、走行中はカム５１による
差動制限力が皿ばね６１による初期差動制限力に加算さ
れて、安定で円滑な旋回が行えると共に、カム５１に大
きなトルクが掛る発進時や加速時は車両の直進安定性が
向上する。又、リヤデフ７は、クラッチ装置６３の長寿
命化に伴って保守間隔を長くすることができる。

【００２３】なお、この発明において摩擦クラッチは実
施例のような多板式のものに限らず、例えばコーンクラ
ッチでもよく、又カム力によって作動するものに限ら
ず、例えば、電磁式あるいは油圧式のものでもよい。
又、差動機構は他の型式、例えばプラネタリーギヤ式あ
るいはウェームギヤを用いたものなどでもよい。

【００２４】

【発明の効果】第１の発明のクラッチ装置は、予圧用の
皿ばねをウェーブ状に形成したから摩擦クラッチの受け
る面圧が径方向と周方向とに広範囲に均一化され、部分
的な摩耗やかじり、変形などが発生せず、従って皿ばね
の予圧力を強化して充分な初期トルクを与えることがで
きると共に、耐久性が向上する。

【００２５】第２の発明のデファレンシャル装置は、第
１の発明のクラッチ装置の大きな初期トルクにより充分
な初期差動制限力が得られると共に、このクラッチ装置
の長寿命化により保守間隔を長くできる。

【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】この実施例に用いられたウェーブ状の皿ばねを
示す斜視図である。

【図３】この皿ばねの平面図である。

【図４】この皿ばねの側面図である。

【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図６】皿ばねの高さを示す断面図である。

【図７】皿ばねの高さの径方向変化を示すグラフであ
る。

【図８】皿ばねのばね常数の径方向変化を示すグラフで
ある。

【図９】皿ばねの予圧力により多板クラッチに与えられ
る面圧の径方向変化を示すグラフである。

【図１０】装着状態での皿ばねを示す断面図である。

【図１１】図１の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１２】従来例の断面図である。

【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（差動部材） ３３ 差動機構 ３５ 多板クラッチ（摩擦クラッチ） ５３，５５ ボス（差動部材） ６１ 皿ばね ６３ クラッチ装置 ６５ 凹部 ６７ 凸部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦クラッチと、周方向交互に凹部と凸
   部とが形成されこの摩擦クラッチを予圧するウェーブ状
   の皿ばねとを備えたことを特徴とするクラッチ装置。
2. 【請求項２】 エンジンの駆動力を車輪間に分配する差
   動機構と、その差動部材間に摩擦クラッチが配置され、
   皿ばねの予圧力により初期差動制限力を与える請求項１
   記載のクラッチ装置とを備えたことを特徴とするデファ
   レンシャル装置。