JPH0893882A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ギヤの回転抵抗による差動制限力に差動ロッ
ク機構を附加する。 【構成】 エンジンの駆動力により回転駆動されるデフ
ケース２１と、デフケース２１の収納孔７５，７７に摺
動回転自在に収納されたピニオンギヤ７９，８１と、ギ
ヤ７９，８１を介して連結された車輪側のサイドギヤ４
１，４３と、デフケース２１の側壁３７を外部に貫通す
るピニオンギヤ８１のロック用軸部９５と、デフケース
２１の既存の軸方向溝１０５に移動可能に連結され、ロ
ック用軸部９５と相対回転不能に係合するロック部材１
０３と、ロック部材１０３をロック位置とフリー位置と
に移動操作する操作手段１１９とを備えている。

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２−３８７３３号公報に図９のよ
うなデファレンシャル装置２０１が記載されている。

【０００３】このデファレンシャル装置２０１では、ピ
ニオンギヤ２０３，２０５はサイドギヤ２０７，２０９
と各別に噛み合うと共に、サイドギヤ２０７，２０９の
間で互いに噛み合っている。又、ピニオンギヤ２０３，
２０５はデフケース２１１に設けられた収納孔２１３，
２１５に摺動回転自在に収納されている。デフケース２
１１に入力するエンジンの回転は、ピニオンギヤ２０
３，２０５からサイドギヤ２０７，２０９を介して車輪
側に伝達される。この時、噛み合い反力によりピニオン
ギヤ２０３，２０５が収納孔２１３，２１５の壁面に押
し付けられて摩擦抵抗が生じ、ヘリカルギヤの噛み合い
スラスト力により各ギヤがデフケース２１１に押し付け
られて摩擦抵抗が生じる。これらの摩擦抵抗によってト
ルク感応型の差動制限機能が得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、摩擦抵抗によ
って生じる差動制限力はあまり大きいものではなく、そ
の上、トルク感応型の差動制限機能では、例えば悪路等
で一輪が空転すると、デファレンシャル装置２０１の伝
達トルクと共に差動制限力が著しく低下して、走破性や
脱出性が得られない。

【０００５】差動制限力を強化するには、ヘリカルギヤ
の捩じれ角を大きくする方法があるが、捩じれ角を大き
くするとギヤの加工性や耐久性等が急激に低下する上
に、差動をロック出来る程の大きな差動制限力は得られ
ない。又、この方法で差動制限力を強めると、良路走行
時の直進性が高まり、旋回時の円滑さが損なわれ、車体
の挙動が不安定になる。

【０００６】そこで、この発明は、ギヤの回転抵抗によ
る差動制限力に加えて、差動ロック機構を備えたデファ
レンシャル装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のデファレンシャ
ル装置は、エンジンの駆動力により回転駆動されるデフ
ケースと、デフケースの収納孔に摺動回転自在に収納さ
れたピニオンギヤと、ピニオンギヤを介して連結され車
輪側に駆動力を伝達する一対のサイドギヤと、ピニオン
ギヤに設けられデフケースの側壁を外部に貫通するロッ
ク用軸部と、このロック用軸部と相対回転不能に係合す
る係合部を有すると共に、デフケースに対して軸方向は
移動可能で相対回転は不能に連結されたロック部材と、
このロック部材を、係合部とロック用軸部とが係合しピ
ニオンギヤの回転がロックされるロック位置とこのロッ
クが解除されるフリー位置とに移動操作する操作手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明のデファレンシャル装置は、噛み合い反
力によりピニオンギヤが収納孔の壁面に押し付けられて
摩擦抵抗が生じ、あるいはヘリカルギヤの噛み合いスラ
スト力により各ギヤがデフケース等に押し付けられて摩
擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型
の差動制限機能が得られる。

【０００９】又、ピニオンギヤにロック用軸部を設けて
デフケースの外部に貫通させ、デフケースに軸方向移動
可能に連結されたロック部材とロック用軸部とを相対回
転不能に係合させることにより、差動をロックさせる。

【００１０】

【実施例】図１ないし図７により本発明の一実施例を説
明する。図１はこの実施例の全体を示し、図２はこの実
施例の差動機構部等の縦断面を示している。左右の方向
は図１、２、６での左右の方向である。又、符号を与え
ていない部材等は図示されていない。このデファレンシ
ャル装置７は車両のフロントデフ、センターデフ又はリ
ヤデフとして用いられる。

【００１１】図２のように、デフケース２１は、ケーシ
ング本体３１とカバー３３とをボルト３５で固定し、図
４のように、ケーシング本体３１に抜け止めプレート３
７を４本のボルト３９で固定して形成されている。デフ
ケース２１の内部には、左右のヘリカルサイドギヤ４
１，４３が配置されている。

【００１２】サイドギヤ４１，４３の左側には差動回転
速度に感応して差動を制限する速度感応型の差動制限機
構であるカップリング４５が配置されている。

【００１３】このカップリング４５は、ハウジング４７
とその内部に配置されたハブ４９とを備え、ハウジング
４７は左サイドギヤ４１の中空のボス部５１と車軸側の
ボス５３とを一体的に連結している。又、ハブ４９はボ
ス部５１とボス５３との隙間を通る連結部５５を介して
右サイドギヤ４３の中空のボス部５７にスプライン連結
されている。ハブ４９とボス５３との間及びボス部５１
と連結部５５との間にはそれぞれシール５９，６１が配
置されている。

【００１４】ボス５３とボス部５７はデフケース２１に
形成された軸支部６３，６５によってそれぞれ支承され
ている。左サイドギヤ４１はボス５３を介して左の車軸
にスプライン連結され、右サイドギヤ４３はボス部５７
を介して右の車軸にスプライン連結されている。サイド
ギヤ４１，４３の間にはワッシャ６７が配置されてい
る。又、ボス５３とデフケース２１との間にはワッシャ
６９が配置され、その爪７１をデフケース２１の開口７
３に折り込んで回り止めしている。

【００１５】デフケース２１には、長短の収納孔７５，
７７が、図４のように周方向等間隔に４組形成されてい
る。収納孔７５，７７にはそれぞれ長短のヘリカルピニ
オンギヤ７９，８１が摺動回転自在に収納されている。

【００１６】図２のように、長いピニオンギヤ７９は、
第１と第２のギヤ部８３，８５と、これらを連結する小
径の軸部８７と、第１ギヤ部８３の左端に形成された凸
部８９とからなり、第１ギヤ部８３は左のサイドギヤ４
１と噛み合っている。又、短いピニオンギヤ８１は第１
と第２のギヤ部９１，９３及び第２ギヤ部９３の右端に
形成されたロック用軸部９５からなっている。第１ギヤ
部９１は右のサイドギヤ４３と噛み合い、第２ギヤ部９
３はピニオンギヤ７９の第２ギヤ部８５と噛み合ってい
る。

【００１７】ロック用軸部９５は、図４のように、抜け
止めプレート３７に設けられた丸孔９７を回転自在に貫
通している。又、ロック用軸部９５の断面は、図３のよ
うに６角形であり、図２、６のように先端にテーパ部９
９が設けられている。

【００１８】長いピニオンギヤ７９は、凸部８９でカッ
プリング４５のハウジング４７と、第２ギヤ部８５で抜
け止めプレート３７と、それぞれ接触可能である。又、
短いピニオンギヤ８１は、第１ギヤ部９１でデフケース
２１と、第２ギヤ部９３で抜け止めプレート３７と、そ
れぞれ接触可能である。

【００１９】デフケース２１の開口７３からは、デフケ
ース２１の回転によってデフキャリヤ２３のオイル溜り
から撥ね上げられるオイルが流出入し、ギヤの噛み合い
部や各摺動部等を潤滑する。

【００２０】デフケース２１を回転させるエンジン１の
駆動力はピニオンギヤ７９，８１からサイドギヤ４１，
４３を介して左右の車軸側に分配され、車軸間に駆動抵
抗差が生じるとピニオンギヤ７９，８１の自転によって
エンジン１の駆動力は左右各側に差動分配される。

【００２１】トルクの伝達中、ピニオンギヤ７９，８１
はサイドギヤ４１，４３との噛み合い反力により収納孔
７５，７７の壁面に押しつけられて摩擦抵抗が発生す
る。又、ヘリカルギヤの噛み合いスラスト力により、ピ
ニオンギヤ８１とケーシング本体３１及び抜け止めプレ
ート３７との間、又、ピニオンギヤ７９とカップリング
４５のハウジング４７及び抜け止めプレート３７との間
で摩擦抵抗が発生すると共に、サイドギヤ４１，４３と
ワッシャ６７あるいはデフケース２１側との間で摩擦抵
抗が発生する。これらの摩擦抵抗により、トルク感応型
の差動制限機能が得られる。

【００２２】一方、上記のように、カップリング４５は
左右の車軸間の差動回転速度に感応して差動を制限す
る。

【００２３】デフケース２１の右ボス部１０１の外周に
はロックプレート１０３（ロック部材）が配置されてい
る。ボス部１０１の外周には短いピニオンギヤ８１の収
納孔７７を加工する際に軸方向に生じる４本のピニオン
ポケット溝１０５があり、ロックプレート１０３は内周
に形成したラグ１０７でこの溝１０５に軸方向移動自在
に係合している。

【００２４】ロックプレート１０３には、図５のよう
に、ロック用軸部９５と相対回転不能に係合する係合孔
１０９が設けられている。ロックプレート１０３がロッ
ク用軸部９５と係合する際に、この係合孔１０９とロッ
ク用軸部９５との位相が合っていない時は、係合孔１０
９がロック用軸部９５先端のテーパ部９９を押圧してピ
ニオンギヤ８１を回転させて係合孔１０９とロック用軸
部９５との位相を合わせるから、これらの係合は円滑に
行われる。

【００２５】ロックプレート１０３は、図６のようにロ
ック用軸部９５と係合するロック位置と、図２のように
ロック用軸部９５との係合が解除されるフリー位置とに
移動可能である。ロックプレート１０３がロック位置に
移動すると、短いピニオンギヤ８１の回転がロックされ
て差動がロックされる。又、ロックプレート１０３がフ
リー位置に移動すると、ピニオンギヤ８１の回転がフリ
ーになり、差動がフリーになる。

【００２６】ロックプレート１０３とデフケース２１と
の間には、ロックプレート１０３をフリー位置に付勢す
るリターンスプリング１１１が配置されている。又、ロ
ックプレート１０３の外周に設けられた周溝１１３に
は、図７に示す半円形のシフトフォーク１１５が摺動自
在に係合している。シフトフォーク１１５はデフキャリ
ヤ２３を貫通する操作ロッド１１７を介してデフキャリ
ヤ２３外部のエアベローズ１１９（操作手段）に連結さ
れている。

【００２７】ロックプレート１０３の係合孔１０９とロ
ック用軸部９５、ロックプレート１０３のラグ１０７と
デフケース２１のピニオンポケット溝１０５、ロックプ
レート１０３の周溝１１３とシフトフォーク１１５との
各摺動部には、デフケース２１の回転によりオイル溜り
からオイルが撥ね掛けられて潤滑され、円滑に動作す
る。

【００２８】エアベローズ１１９にはエアホース１２１
からエアポンプのエア圧が供給され、リターンスプリン
グ１１１に抗して、ロックプレート１０３をロック位置
に移動させる。エアベローズ１１９へのエア圧供給を停
止させると、リターンスプリング１１１の付勢力により
ロックプレート１０３はフリー位置に戻り、ロック用軸
部９５と干渉しないようにこの位置に保持される。

【００２９】こうして、デファレンシャル装置７は、差
動ロック機能を得ている。

【００３０】デファレンシャル装置７を車両に適用した
場合トルク感応型の差動制限機能によって、発進時や加
速時のようにトルクを掛けた時の車体の挙動が安定して
操縦性が向上すると共に、悪路などで車軸の一方が空転
した時は、カップリング４５の速度感応型差動制限機能
によって、接地側の車軸に駆動力が送られて走破性が向
上する。又、上記のように差動をロックすれば、オフロ
ード走行時等にトルク感応型と速度感応型の両差動制限
機能の限界を超える路面状況でも、車体の挙動を安定さ
せ操縦性を向上させることが出来ると共に、過度の差動
から両差動制限機能を保護し、磨耗、温度上昇、焼き付
き等を防止する。

【００３１】上記のように、デファレンシャル装置７
は、収納孔７７を加工する際にデフケース２１に生じる
４本の既存のピニオンポケット溝１０５をロックプレー
ト１０３の連結に利用しているから、従来品に僅かな変
更を施すだけで低コストで差動ロック機能を得ている。

【００３２】デファレンシャル装置７は、ピニオンギヤ
７９，８１がサイドギヤ４１，４３の軸方向外側で互い
に噛み合う構成であり、ピニオンギヤ８１の第２ギヤ部
９３がデフケース２１の側壁に近いからロック用軸部９
５が最短になり、ロック用軸部９５の捩じれや破損等が
防止され、大きな差動ロック力が得られる。

【００３３】又、ピニオンギヤ７９，８１がサイドギヤ
４１，４３の右側で互いに噛み合っているから、ギヤ組
の左側にカップリング４５を配置することにより、カッ
プリング４５とこの差動ロック機構とを互いに干渉せず
に配置することが出来る。

【００３４】なお、デファレンシャル装置７では、長い
ピニオンギヤ７９にもロック用軸部を設けてロックプレ
ート１０３と係合させてもよい。こうすれば、更に大き
い差動ロック力が得られると共に、ロック用軸部１個当
たりの負担が低減し、ロック用軸部を破損が防止され
る。

【００３５】又、このように、ピニオンギヤ７９，８１
がサイドギヤ４１，４３の軸方向外側で互いに噛み合う
構成では、両方のピニオンギヤ７９，８１のロックを１
枚のロックプレート１０３で行うことが出来、部品点数
を増やさずに差動ロック力を強化出来る。

【００３６】更に、デファレンシャル装置７では、４組
のピニオンギヤ組の各ピニオンギヤ８１全部にロック用
軸部９５を設けることにより、ロック用軸部９５が周方
向等間隔に配置されるから、ピニオンギヤ８１から受け
るロックトルクがロックプレート１０３に均等に分散
し、ロックプレート１０３とロック用軸部９５の係合部
（係合孔１０９）や、ロックプレート１０３とデフケー
ス２１の摺動部（溝１０５とラグ１０７）に無理な力が
掛からず、ロックプレート１０３の移動及びロックプレ
ート１０３とロック用軸部９５との係脱（差動ロックと
ロック解除の切り換え）が円滑に行える。

【００３７】図８は、本発明の他の実施例である。

【００３８】デファレンシャル装置１２３では、操作手
段をリング状のエアベローズ１２５にし、エアベローズ
１２５をデフキャリヤ２３の内部に配置してロックプレ
ート１０３を直接移動操作するようにして、部品点数を
減らしコンパクトに構成している。

【００３９】なお、ロック部材とロック用軸部とを相対
回転不能に係合する係合部は、６角形以外の多角形でも
よく、あるいはセレーションを用いてもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明のデファレンシャル装置は、噛み
合い反力によりピニオンギヤが収納孔の壁面に押し付け
られて摩擦抵抗が生じ、あるいはヘリカルギヤの噛み合
いスラスト力により各ギヤがデフケース等に押し付けら
れて摩擦抵抗が生じ、これらの摩擦抵抗によってトルク
感応型の差動制限機能が得られる。

【００４１】更に、ピニオンギヤにロック用軸部を設け
てデフケースの外部に貫通させ、デフケースに軸方向移
動可能に連結されたロック部材とこのロック用軸部とを
相対回転不能に係合することにより、差動をロックさせ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１の実施例の断面図である。

【図３】図２のＡ矢視図である。

【図４】ロックプレートを外した状態での図２のＡ矢視
図である。

【図５】ロックプレートに形成された係合孔１０９の拡
大図である。

【図６】差動をロックした状態の図１の実施例の要部拡
大断面図である。

【図７】図１のＢ矢視図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す側面図である。

【図９】従来例の断面図である。

【符号の説明】

７，１２３ デファレンシャル装置 ２１ デフケース ４１，４３ サイドギヤ ７５，７７ 収納孔 ７９，８１ ピニオンギヤ ８３，９１ 第１ギヤ部 ８５，９３ 第２ギヤ部 ９５ ロック用軸部 １０３ ロックプレート（ロック部材） １０９ 係合部 １１９，１２１ エアベローズ（操作手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力により回転駆動される
   デフケースと、デフケースの収納孔に摺動回転自在に収
   納されたピニオンギヤと、ピニオンギヤを介して連結さ
   れ車輪側に駆動力を伝達する一対のサイドギヤと、ピニ
   オンギヤに設けられデフケースの側壁を外部に貫通する
   ロック用軸部と、このロック用軸部と相対回転不能に係
   合する係合部を有すると共に、デフケースに対して軸方
   向は移動可能で相対回転は不能に連結されたロック部材
   と、このロック部材を、係合部とロック用軸部とが係合
   しピニオンギヤの回転がロックされるロック位置とこの
   ロックが解除されるフリー位置とに移動操作する操作手
   段とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。