JPH09142170A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切り換え位置を確実に保持し、小さな操作力
で移動操作を行う。 【解決手段】 ２輪駆動時の切り離し側車軸２１とサイ
ドギヤ１３とデフケース５とを係脱可能なカップリング
スリーブ４９と、シフトロッド５７とシフトフォーク５
５とを介してスリーブ４９を移動操作しこれらを選択的
に係脱させる２位置型のアクチュエータ６３と、フォー
ク５５に設けられた係合部８１と、係合部８１に係合可
能なロックピン７９と、ピン７９を移動操作し係合部８
１と係脱させるソレノイドバルブ８５と、係合部８１の
両側に設けられ、フォーク５５の移動に伴って係合部８
１をピン７９の先端に案内する斜面８７、８９とを備え
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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】特開昭６０−２１５４２８号公報に図４
のようなデファレンシャル装置２０１が記載されてい
る。このデファレンシャル装置２０１は、前輪駆動車を
ベースにした４輪駆動車の後輪側に配置されている。

【０００３】デファレンシャル装置２０１は、デフケー
ス２０３、デフケース２０３の内部に配置された差動ギ
ヤ機構２０５、中間軸２０７、断続機構２０９、断続機
構２０９の操作機構２１１、位置決め機構２１３などか
ら構成されている。

【０００４】ピニオンギヤ２１５、２１５を介して連結
された差動ギヤ機構２０５の一対の出力ギヤ２１７、２
１９は、それぞれ一側の車軸２２１と中間軸２０７とに
連結されている。

【０００５】断続機構２０９は、デフケース２０３に連
結された中空軸２２３と中間軸２０７と他側の車軸２２
５とにそれぞれ形成されたスプライン部２２７、２２
９、２３１と、これらと係脱可能なカップリングスリー
ブ２３３とから構成されている。

【０００６】操作機構２１１はワイヤー２３５によりシ
フトロッド２３７とシフトフォーク２３９とを介してカ
ップリングスリーブ２３３を移動操作する。また、位置
決め機構２１３はボール２４１をばね２４３の力でシフ
トロッド２３７の各溝２４５、２４７、２４９に係合さ
せてカップリングスリーブ２３３の位置決めをする。

【０００７】カップリングスリーブ２３３が図４の位置
に移動すると、中空軸２２３（デフケース２０３）と中
間軸２０７（出力ギヤ２１７）と車軸２２５との連結が
すべて解除され、出力ギヤ２１７の空転により後輪側へ
の駆動力が遮断され、車両は前輪駆動状態になる。ま
た、カップリングスリーブ２３３が中間軸２０７と車軸
２２５とを連結する位置に移動すると、車両は４輪駆動
状態になる。更に、カップリングスリーブ２３３が中空
軸２２３と中間軸２０７と車軸２２５とを連結する位置
に移動すると、４輪駆動状態で差動ギヤ機構２０５の差
動がロックされる。

【０００８】この前輪駆動時はトランスファの２−４切
換え機構によって後輪側が切り離されると共に、車軸２
２１側車輪の回転は差動ギヤ機構２０５を回転させ、車
軸２２５側車輪の回転は車軸２２５を回転させるだけで
あって、２−４切換え機構からデフケース２０３までの
動力伝達系は回転しないから、摩耗や騒音が軽減され、
燃費が向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、断続をカップ
リングスリーブ２３３と各スプライン部２２７、２２
９、２３１との係脱で行う断続機構２０９では、トルク
が掛かったときにスプライン部２２７、２２９、２３１
の僅かな捩じれによってスラスト力が生じ、カップリン
グスリーブ２３３が移動することがあり、例えば、４輪
駆動時に差動がロックされたり、前輪駆動状態になった
りすることがある。

【００１０】位置決め機構２１３はこのようなことを防
止するために、ボール２４１をばね２４３で溝２４５、
２４７、２４９に押しつけて位置決めし、運転者の意に
反したカップリングスリーブ２３３の動きを防止してい
る。

【００１１】従って、ばね２４３は上記のスラスト力と
対抗するために強くしなければならないが、ばね２４３
を強くすると操作機構２１１を介してカップリングスリ
ーブ２３３を移動操作するアクチュエータが大型にな
り、手動操作の場合は操作が困難になる。

【００１２】また、デファレンシャル装置２０１のよう
に、差動ロックと４輪駆動と前輪駆動の３位置にカップ
リングスリーブ２３３を移動させるものは、３位置型の
アクチュエータが必要であるが、このようなアクチュエ
ータはそれだけ高価である。

【００１３】そこで、この発明は、連結部材の移動操作
による車軸の切り離し機能、あるいは差動ロック機能を
有するデファレンシャル装置であって、連結部材の位置
保持が確実に行えると共に、小さな操作力で移動操作が
行えるデファレンシャル装置及び２位置型のアクチュエ
ータで連結部材を３位置に移動操作できるデファレンシ
ャル装置の提供を目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１のデファレンシ
ャル装置は、デフケースの回転を一対の出力側差動部材
を介して分配する差動機構と、２輪駆動時に切り離され
る車軸側と出力側差動部材側とデフケースの内の２者ま
たは３者の係合部と係脱可能な係合部を有する連結部材
と、操作力伝達機構を介してこの連結部材を移動操作
し、これら２者または３者を選択的に係脱させるアクチ
ュエータと、このアクチュエータの操作に伴って移動す
る移動部材に設けられた係合部と、静止側部材に移動自
在に設けられこの係合部に係合可能な位置決め部材と、
この位置決め部材を移動操作し係合部と係脱させるソレ
ノイドバルブとを備えたことを特徴とする。

【００１５】デフケースを回転させるエンジンの駆動力
は一対の出力側差動部材を介して車輪側に分配される。

【００１６】例えば、車軸側と出力側差動部材側の２者
を断続する構成では、アクチュエータによる連結部材の
移動操作により車両を４輪駆動状態と２輪駆動状態とに
切り換え可能であり、車軸側と出力側差動部材側とデフ
ケースとの３者を断続する構成では、連結部材の移動操
作によって車両の４輪駆動状態と２輪駆動状態及び差動
ロックの切り換えが可能である。

【００１７】このとき、連結部材の位置決めは位置決め
部材をソレノイドバルブの操作によって係合部に係脱さ
せて行われ、従来例と異なって、ばねの力を用いないか
ら、位置保持が確実である。従って、デファレンシャル
装置が運転者の意に反した状態に誤動作することが防止
される。

【００１８】また、移動操作力が小さくてすむから、小
型のアクチュエータを用いることができ、装置の大型化
が避けられると共に、手動でも容易に切り換え操作がで
きる。

【００１９】請求項２のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置において、連結部材が２輪
駆動時に切り離される車軸側と出力側差動部材側とデフ
ケースとを選択的に係脱する３位置に移動操作され、操
作力伝達機構がアクチュエータに連結されたシフトロッ
ドとシフトロッドの操作力を連結部材に伝えるシフトフ
ォークとからなり、アクチュエータが２位置型のもので
あり、位置決め部材は、連結部材が前記３位置の中央に
移動したときシフトフォークの係合部と係合する位置に
設けられると共に、この係合部の移動方向両側に斜面が
設けられ、これらの斜面はアクチュエータの操作力によ
るシフトフォークの移動に伴って係合部を位置決め部材
の先端に案内することを特徴とする。

【００２０】請求項２のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置と同様に、連結部材の位置
保持が確実で、操作力が小さくてすむから、運転者の意
に反した切り換え状態になることが防止されると共に、
アクチュエータが小型になって装置の大型化が避けら
れ、手動でも容易に切り換え操作ができる。

【００２１】これに加えて、連結部材が３位置の中央に
移動したときにシフトフォークの係合部と係合する位置
に位置決め部材を配置すると共に、この係合部の移動方
向両側に斜面を設け、これらの斜面がシフトフォークの
移動に伴って係合部を位置決め部材の先端に案内するよ
うに構成した。

【００２２】従って、シフトフォークを一側と他側とに
移動させる２位置型のアクチュエータを用いて連結部材
を３位置に移動操作することが可能になり、アクチュエ
ータがそれだけ小型で安価になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１、２、３により本発明の一実
施形態を説明する。この実施形態は請求項１、２の特徴
を備えている。図１はこの実施形態のデファレンシャル
装置を示す。なお、左右の方向はこのデファレンシャル
装置を用いた４輪駆動車及び図１ないし３での左右の方
向であり、符号を与えていない部材等は図示されていな
い。

【００２４】この実施形態のデファレンシャル装置は、
前輪駆動車をベースにした４輪駆動車のリヤデフ１（エ
ンジンの駆動力を左右の後輪に分配するデファレンシャ
ル装置）に用いられている。

【００２５】図１のように、リヤデフ１はデフキャリヤ
３（静止側部材）の内部に配置されており、そのデフケ
ース５はベアリング７、９により回転自在に支承されて
いる。デフケース５にはリングギヤ１１が固定されてお
り、このリングギヤ１１はドライブピニオンシャフトの
後端に形成されたドライブピニオンギヤと噛み合ってい
る。このドライブピニオンシャフトは継手を介して後輪
側のプロペラシャフトに連結されている。

【００２６】トランスファの２−４切換装置により後輪
側が連結されると、デフケース５はエンジンの駆動力に
より回転駆動され、後輪側が切り離されるとデフケース
５への駆動力は遮断される。

【００２７】デフケース５の内部にはそれぞれヘリカル
ギヤで構成されたサイドギヤ１３、１５（出力側差動部
材）が回転自在に配置されている。

【００２８】左のサイドギヤ１３は中間軸１７にスプラ
イン連結され、この中間軸１７の左端部外周にはベアリ
ング１９を介して中空軸２１（２輪駆動時に切り離され
る車軸）が支承されている。中空軸２１はベアリング２
３を介してデフキャリヤ３に支承され、ドライブシャフ
トハウジング２５を貫通する左側後車軸を介して左後輪
側に連結されている。

【００２９】中空軸２１に設けられたフランジ部２７の
右側外周にはリング２９が回転自在に支承されており、
このリング２９は互いの間に形成された噛み合い部３１
でデフケース５の左端部と噛み合っている。また、右の
サイドギヤ１５はスプライン連結された右側後車軸を介
して右後輪側に連結されている。

【００３０】サイドギヤ１３、１５とデフケース５との
間及びサイドギヤ１３、１５の間にはそれぞれスラスト
ワッシャ３３が配置されている。

【００３１】デフケース５には長い支持孔と短い支持孔
３５とが周方向に複数組形成されており、長い支持孔に
は長いヘリカルピニオンギヤが摺動回転自在に支持さ
れ、短い支持孔３５には短いヘリカルピニオンギヤ３７
が摺動回転自在に支持されている。

【００３２】長いピニオンギヤは、第１と第２のギヤ部
とこれらを連結する小径の軸部とからなり、第１ギヤ部
はサイドギヤ１３と噛み合っている。また、短いピニオ
ンギヤ３７は、互いの間に軸部を持たない第１と第２の
ギヤ部３９、４１からなり、第１ギヤ部３９はサイドギ
ヤ１５と噛み合い、第２ギヤ部４１は長いピニオンギヤ
の第２ギヤ部と噛み合っている。

【００３３】デフケース５を回転させるエンジンの駆動
力は、各ピニオンギヤとサイドギヤ１３、１５から車軸
を介して左右の後輪に分配され、悪路などを走行中に後
輪間に駆動抵抗差が生じると、各ピニオンギヤの自転に
よってエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。

【００３４】トルクの伝達中、各ギヤの噛み合い部で摩
擦抵抗が発生し、各ピニオンギヤの歯先はサイドギヤ１
３、１５との噛み合い反力により各支持孔の壁面に押し
付けられて摩擦抵抗が発生する。また、ヘリカルギヤの
噛み合いスラスト力により、各ピニオンギヤの端面とデ
フケース５との間で摩擦抵抗が発生すると共に、スラス
トワッシャ３３を介してサイドギヤ１３、１５とデフケ
ース５との間で、また、サイドギヤ１３、１５の間でそ
れぞれ摩擦抵抗が発生する。

【００３５】これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の
差動制限力が得られ、発進時や加速時のように大きなト
ルクが掛かった時の車体の挙動が向上する。

【００３６】中空軸２１（左後輪側）と、中間軸１７
（サイドギヤ１３側）のフランジ部２７と、リング２９
（デフケース５側）にはそれぞれスプライン部４３、４
５、４７が設けられている。また、これらの外周にはカ
ップリングスリーブ４９（連結部材）が移動自在に配置
されており、このカップリングスリーブ４９には各スプ
ライン部４３、４５、４７と係脱可能なスプライン部５
１が設けられている。

【００３７】カップリングスリーブ４９が図２の位置に
移動すると、カップリングスリーブ４９はスプライン部
４３とだけ噛み合って、スプライン部４５、４７との噛
み合いが解除される。このとき、カップリングスリーブ
４９の位置をセンサーで検知し、トランスファの２−４
切り換え装置によって後輪側が切り離される。

【００３８】このように、カップリングスリーブ４９と
スプライン部４５、４７との噛み合いが解除されると、
中空軸２１（左後輪）がサイドギヤ１３から切り離され
て車両は前輪駆動（２輪駆動）状態になる。この状態で
は左後輪の回転は中空軸２１を空転させ、右後輪の回転
は右のサイドギヤ１５から各ピニオンギヤと左のサイド
ギヤ１３とを空転させる。このように、デフケース５は
車輪側の回転を受けないから、前輪駆動時はトランスフ
ァからデフケース５までの駆動力伝達系の回転が停止
し、摩耗や騒音が軽減され、燃費が向上する。

【００３９】次に、カップリングスリーブ４９が図１の
位置に移動し、スプライン部４３、４５と噛み合うと、
左後輪はサイドギヤ１３側に連結される。このとき、カ
ップリングスリーブ４９の位置をセンサーで検知し、ト
ランスファの２−４切り換え装置によって後輪側にエン
ジンの駆動力が伝達され、車両は４輪駆動状態になり、
走破性、安定性、操縦性などが向上する。

【００４０】更に、カップリングスリーブ４９が図３の
位置に移動し、スプライン部４３、４５、４７と噛み合
うと、サイドギヤ１３とデフケース５との差動回転が停
止して差動がロックされ、特に悪路での車両の走破性や
走行安定性が向上する。

【００４１】カップリングスリーブ４９の周溝５３には
シフトフォーク５５（移動部材）の先端が摺動自在に係
合しており、このシフトフォーク５５はシフトロッド５
７に固定されている。シフトロッド５７の両端はデフキ
ャリヤ３に移動自在に支承されており、右端側には止め
輪５９が装着され、シフトロッド５７の右方への移動範
囲を規制し、カップリングスリーブ４９と周辺部材との
干渉を防止している。

【００４２】また、シフトロッド５７はデフキャリヤ３
を左方に貫通し、ベローズ６１を通ってアクチュエータ
６３に連結されている。この貫通箇所でシフトロッド５
７とデフキャリヤ３との間にシール６５が装着され、外
部へのオイル洩れを防止している。シフトフォーク５５
とシフトロッド５７とにより操作力伝達機構６７が構成
されている。

【００４３】アクチュエータ６３はケース６９の内部に
配置されたダイヤフラム７１、ダイヤフラム７１を保持
すると共にシフトロッド５７に固定された保持器具７
３、コイルばね７５、圧力室７７などから構成された２
位置型のものであり、圧力室７７に正圧が供給されると
操作力伝達機構６７を介してカップリングスリーブ４９
を右方へ移動させ、正圧の供給が停止されるとコイルば
ね７５によりカップリングスリーブ４９を左方へ移動さ
せる。

【００４４】デフキャリヤ３にはロックピン７９（位置
決め部材）が移動自在に取り付けられており、シフトフ
ォーク５５にはこのロックピン７９の先端と係合する係
合部８１が設けられている。ロックピン７９はコイルば
ね８３により係合部８１側へ付勢され、ソレノイドバル
ブ８５により係合部８１との係合解除側へ移動操作され
る。

【００４５】ロックピン７９と係合部８１は、図１のよ
うに、カップリングスリーブ４９が４輪駆動位置（３位
置の中央）に移動したときに係合するようにされてい
る。

【００４６】このようにロックピン７９と係合部８１と
が係合した状態では、操作力伝達機構６７を介してカッ
プリングスリーブ４９がしっかりと位置決めされ、スプ
ライン部４３、４５、５１にトルクによる捩じれが生じ
スラスト力が発生しても、カップリングスリーブ４９の
誤移動が防止され、運転者の意に反して２輪駆動状態や
差動ロック状態に切り変わることが避けられる。

【００４７】ソレノイドバルブ８５は、４輪駆動状態か
ら２輪駆動状態や差動ロック状態に切り換えるとき、こ
れらを切り換える運転席のスイッチ操作に連動して作動
し、ロックピン７９を吸引して係合部８１との係合を解
除するように構成されている。

【００４８】シフトフォーク５５には移動方向の両側に
斜面８７、８９が形成されている。ソレノイドバルブ８
５によるロックピン７９を吸引を解除しておけば、図２
のように、カップリングスリーブ４９が２輪駆動位置に
あるとき、アクチュエータ６３の圧力室７７に圧力を供
給してシフトフォーク５５を右方に移動させると、斜面
８９がコイルばね８３を撓めながらロックピン７９を後
退させ、係合部８１がロックピン７９の先端まで移動す
るとコイルばね８３の付勢力によってロックピン７９と
係合部８１とが係合すると共に、カップリングスリーブ
４９が４輪駆動状態に移動し、上記のように、ロックピ
ン７９と係合部８１との係合がこの状態を保持する。

【００４９】図２の状態では、ソレノイドバルブ８５に
よりロックピン７９を吸引しない限り、斜面８９を抑え
るコイルばね８３の付勢力によって２輪駆動状態が保持
されると共に、振動などを受けたときのカップリングス
リーブ４９とスプライン部４５との干渉が避けられる。

【００５０】また、図３のように、カップリングスリー
ブ４９が差動ロック位置にあるとき、アクチュエータ６
３の圧力室７７への圧力供給を停止してシフトフォーク
５５を左方に移動させると、斜面８７がコイルばね８３
を撓めながらロックピン７９を後退させ、係合部８１が
ロックピン７９の先端まで移動するとコイルばね８３の
付勢力によってロックピン７９と係合部８１とが係合す
ると共に、この４輪駆動状態が保持される。

【００５１】図３の状態では、スプライン部４３、４
５、４７、５１の捩じれによりカップリングスリーブ４
９がスラスト力を受けても、上と同様に、斜面８７を抑
えるコイルばね８３の付勢力によって差動ロック状態が
保持され、意に反する４輪駆動状態や２輪駆動状態への
切り換わりが防止される。

【００５２】このように、シフトフォーク５５に設けた
斜面８７、８９の案内機能及びロックピン７９と係合部
８１との係合により、アクチュエータ６３は２位置型で
あっても、３位置型のアクチュエータのように、カップ
リングスリーブ４９を３位置に移動操作することができ
る。

【００５３】こうして、リヤデフ１が構成されている。

【００５４】上記のように、リヤデフ１では、ソレノイ
ドバルブ８５、ロックピン７９、コイルばね８３、シフ
トフォーク５５の係合部８１などによってカップリング
スリーブ４９を位置決めするように構成されており、ば
ね２４３とボール２４１と溝２４５、２４７、２４９と
を用いた従来例と異なって、確実な位置保持機能を得る
ためにばね２４３の力を強くする必要がないから、アク
チュエータ６３に小型のものを用いることができ、装置
の大型化が避けられると共に、手動操作の場合も操作が
容易になる。

【００５５】更に、リヤデフ１のようにカップリングス
リーブ４９を３位置に移動操作するように構成された装
置でも、上記のように、安価な２位置型のアクチュエー
タ６３を用いることが可能であるから、低コストに実施
できる。

【００５６】なお、本発明はリヤデフに限らずフロント
デフにも適用することができる。

【００５７】

【発明の効果】請求項１のデファレンシャル装置は、車
軸側と出力側差動部材側の２者を断続する構成では、ア
クチュエータによる連結部材の移動操作により車両を４
輪駆動状態と２輪駆動状態とに切り換え、車軸側と出力
側差動部材側とデフケースの３者を断続する構成では、
車両を４輪駆動状態と２輪駆動状態と差動ロックとに切
り換える。

【００５８】請求項１のデファレンシャル装置では、２
輪駆動と４輪駆動の切り換えや差動ロックなどを行う連
結部材の位置決めをソレノイドバルブの操作による位置
決め部材と係合部との係脱で行い、従来例と異なってば
ねの力を用いないから、位置保持が確実であり、デファ
レンシャル装置が運転者の意に反した状態になることが
防止される。また、移動操作力が小さくてすむから、小
型で安価なアクチュエータを用いることができ、装置の
大型化が避けられ、低コストに実施できる。また、手動
でも容易に切り換え操作ができる。

【００５９】請求項２のデファレンシャル装置は、請求
項１のデファレンシャル装置と同様に、連結部材の位置
保持が確実で、運転者の意に反した状態になることが防
止される。また、移動操作力が小さくてすむから、アク
チュエータが小型になり、装置の大型化が避けられ、低
コストに実施できると共に、手動でも容易に切り換え操
作ができる。

【００６０】これに加えて、操作力伝達機構のシフトフ
ォークに設けた斜面の案内機能により、３位置型のアク
チュエータが必要な構成でも小型で安価な２位置型のア
クチュエータを用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す全体断面図である。

【図２】この実施形態の２輪駆動状態を示す部分断面図
である。

【図３】この実施形態の差動ロック状態を示す部分断面
図である。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１ リヤデフ（デファレンシャル装置） ３ デフキャリヤ（静止側部材） ５ デフケース １３、１５ サイドギヤ（出力側差動部材） ２１ 中空軸（２輪駆動時に切り離される車軸） ４３、４５、４７、５１ スプライン部（係合部） ４９ カップリングスリーブ（連結部材） ５５ シフトフォーク（移動部材） ５７ シフトロッド ６３ ２位置型のアクチュエータ ６７ 操作力伝達機構 ７９ ロックピン（位置決め部材） ８１ 係合部 ８５ ソレノイドバルブ ８７、８９ 斜面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デフケースの回転を一対の出力側差動部
   材を介して分配する差動機構と、２輪駆動時に切り離さ
   れる車軸側と出力側差動部材側とデフケースの内の２者
   または３者の係合部と係脱可能な係合部を有する連結部
   材と、操作力伝達機構を介してこの連結部材を移動操作
   し、これら２者または３者を選択的に係脱させるアクチ
   ュエータと、このアクチュエータの操作に伴って移動す
   る移動部材に設けられた係合部と、静止側部材に移動自
   在に設けられこの係合部に係合可能な位置決め部材と、
   この位置決め部材を移動操作し係合部と係脱させるソレ
   ノイドバルブとを備えたことを特徴とするデファレンシ
   ャル装置。
2. 【請求項２】 連結部材が２輪駆動時に切り離される車
   軸側と出力側差動部材側とデフケースとを選択的に係脱
   する３位置に移動操作され、操作力伝達機構がアクチュ
   エータに連結されたシフトロッドとシフトロッドの操作
   力を連結部材に伝えるシフトフォークとからなり、アク
   チュエータが２位置型のものであり、位置決め部材は、
   連結部材が前記３位置の中央に移動したときシフトフォ
   ークの係合部と係合する位置に設けられると共に、この
   係合部の移動方向両側に斜面が設けられ、これらの斜面
   はアクチュエータの操作力によるシフトフォークの移動
   に伴って係合部を位置決め部材の先端に案内することを
   特徴とする請求項１のデファレンシャル装置。