JPH094696A - リミテッドスリップディファレンシャルギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リミテッドスリップディファレンシャルギヤ
において、多板クラッチの摩耗にかかわらず安定したイ
ニシャルトルクが得られるようにする。 【構成】 ディファレンシャルケース１と一体的に回転
し、かつ車軸方向に移動可能にケース内に互いに対向し
て収容された一対のプレッシャーリング８、８と、これ
らプレッシャーリングに挟持されたピニオンシャフト７
に回転自在に取り付けられたピニオンギヤ６と、それぞ
れピニオンギヤに歯合して車軸に駆動力を伝達する一対
のサイドギヤ５と、プレッシャーリングの車軸方向外方
への移動により圧着されて両サイドギヤの差動を制限す
る多板クラッチ９と、プレッシャーリングを車軸方向外
方に移動させるカム分力機構とを備えたリミテッドスリ
ップディファレンシャルギヤにおいて、各プレッシャー
リングを車軸方向外方に付勢して、多板クラッチを予圧
着させる予圧付与手段１３を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車に用いられるリ
ミテッドスリップディファレンシャルギヤ（差動制限装
置）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車には、凹凸やぬかるみの多い悪路
での走行や高速でのカーブ走行をスムーズに行うためリ
ミテッドスリップデフレンシャルギヤ（以下、ＬＳＤと
略す）が取り付けられる。このＬＳＤは、例えば特公平
５−１７４２１号公報に示すように、エンジンからの駆
動力により回転するディファレンシャルケースと、車軸
方向に移動可能にケース内に互いに対向して収容された
一対のプレッシャーリングと、これら一対のプレッシャ
ーリングに挟持されたピニオンシャフトに回転自在に取
り付けられたピニオンギヤと、このピニオンギヤを両側
から挟むように配置され、それぞれピニオンギヤに歯合
して車軸に駆動力を伝達する一対のサイドギヤと、ケー
スと各サイドギヤの間に設けられ、プレッシャーリング
の車軸方向外方への移動により圧着されて両サイドギヤ
の差動を制限する多板クラッチとを有する。そして、プ
レッシャーリングおよびピニオンシャフトには、プレッ
シャーリングを車軸方向外方に移動させて多板クラッチ
を圧着させるカム分力機構が形成されている。

【０００３】また、このようなＬＳＤは、例えば、実開
昭５９−１７３５２号公報にて提案されているように、
ケースと多板クラッチとの間に配設された皿バネによっ
て多板クラッチを予圧着させ、一方の車輪に伝達される
トルクが極端に小さくなっても、他方の車輪へのある程
度のトルク（イニシャルトルク）の伝達を確保できるよ
うに構成されていることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記皿
バネの変形ストロークは小さく、摩耗の少ない状態の多
板クラッチを使用した場合には適切なイニシャルトルク
が得られるものの、多板クラッチの摩耗が進むと、皿バ
ネの変形ストロークつまりは多板クラッチに付与される
圧着力が不足し、必要なイニシャルトルクが得られなく
なるという問題がある。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、多板クラッチの摩耗にかかわらず安定し
たイニシャルトルクが得られるようにしたリミテッドス
リップディファレンシャルギヤを提供することを目的と
している。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するために、本発明では、エンジンからの駆動力に
より回転するディファレンシャルケースと、このケース
と一体的に回転し、かつ車軸方向に移動可能にケース内
に互いに対向して収容された一対のプレッシャーリング
と、これらプレッシャーリングに挟持されたピニオンシ
ャフトに回転自在に取り付けられたピニオンギヤと、こ
のピニオンギヤを両側から挟むように配置され、それぞ
れピニオンギヤに歯合して車軸に駆動力を伝達する一対
のサイドギヤと、ケースと各サイドギヤの間に設けら
れ、内部移動部材の車軸方向外方への移動により圧着さ
れて両サイドギヤの差動を制限する多板クラッチと、プ
レッシャーリングおよびピニオンギヤに形成され、プレ
ッシャーリングを車軸方向外方に移動させるカム分力機
構とを備えたリミテッドスリップディファレンシャルギ
ヤ（ＬＳＤ）において、各プレッシャーリングを車軸方
向外方に付勢して、多板クラッチを予圧着させる予圧付
与手段を設けている。

【０００７】このようなＬＳＤでは、予圧付与手段によ
り多板クラッチを予圧着させることにより、従来のＬＳ
Ｄと同様に、多板クラッチの摩耗が少ない状態において
は適切なイニシャルトルクを得ることができる。しか
も、変形ストロークが比較的大きいコイルスプリング等
を予圧付与手段として用いることにより、クラッチの摩
耗が進んだ状態となってもクラッチの予圧着状態を維持
でき、適切なイニシャルトルクを得ることができる。こ
うして、本発明のＬＳＤにおいては、クラッチの摩耗に
かかわらず、安定したイニシャルトルクを得ることがで
き、ＬＳＤのレスポンス（応答性）を一定に維持するこ
とができる。

【０００８】さらに、予圧付与手段の付勢方向がプレッ
シャーリングを車軸方向外方に移動させる方向、言い換
えればクラッチを圧着させる方向であるため、ＬＳＤの
レスポンスを向上させることができる。

【０００９】なお、予圧付与手段は、両プレッシャーリ
ングの対向面の間に挟んで配設するのが望ましい。これ
によれば、従来用いられているプレッシャーリングの対
向面に予圧付与手段を取付け可能な部分（例えば、上記
コイルスプリングの端部を挿入可能な孔）を形成するだ
けで予圧付与手段をセットすることができ、従来のＬＳ
Ｄに大幅な変更を加える必要がなくなる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら説明する。図１には、本発明のリミテッ
ドスリップディファレンシャルギヤ（以下、ＬＳＤと略
す）を示している。１はディファレンシャルケースであ
り、このケース１には、ドライブピニオン２に噛み合う
リングギヤ３が固定されている。ケース１は、ドライブ
ピニオン２に伝達されたエンジン駆動力によって回転す
る。

【００１１】また、ケース１内には、左右の車輪４、４
に連結されるサイドギヤ５、５と、これらサイドギヤ
５、５に噛み合うピニオンギヤ６と、このピニオンギヤ
６がそれぞれ先端部に回転自在に取り付けられ、十字状
に組み合わされたピニオンシャフト７と、このピニオン
シャフト７を車軸方向両側（図では左右）から挟んで互
いに対向して配設され、車軸方向に移動自在にケース１
にスプライン結合されたたプレッシャーリング８、８
と、ケース１の内壁と各プレッシャーリング８の車軸方
向外端面との間に配設された多板摩擦クラッチ９とが収
容されている。

【００１２】各プレッシャーリング８は、図２に示すよ
うに、前進方向の回転力がケース１に伝達されると図中
の矢印Ａの方向にケース１とともに回転し、後進方向の
回転力がケース１に伝達されると矢印Ｂの方向にケース
１とともに回転する。各プレッシャーリング８は、図２
および図３に詳しく示すように、略円筒状の外周面と、
車軸方向内方に開口した椀形状の内周面とを有してお
り、両プレッシャーリング８、８の周壁における車軸方
向内端面（以下、対向面という）が互いに対向すること
により、これらの内側に略球状の内周空間が形成され
る。サイドギヤ５、ピニオンギヤ６およびピニオンシャ
フト７における端部を除く部分はこの内周空間内に配設
され、各ピニオンシャフト７の端部は両プレッシャーリ
ング８、８の対向面に形成された切欠き溝１０に係合保
持される。

【００１３】ここで、切欠き溝１０は、図２に詳しく示
すように、前進時回転方向Ａの先方において車軸方向に
延びる係合面１０ａと、この係合面１０ａに連設されて
後進時回転方向Ｂの先方に向かって対向面に近付くよう
に傾斜した傾斜面１０ｂとを有して略三角形状に形成さ
れている。ピニオンシャフト７の端部は、端面が略Ｄ字
状になるように加工されており、このＤ字における平面
に相当する部分を上記係合面１０ａに当接させ、Ｄ字に
おける曲面部分を傾斜面１０ｂに当接させて、切欠き溝
１０に係合している。これにより、ＬＳＤのカム分力機
構が構成される。

【００１４】また、各プレッシャーリング８の周壁にお
ける周方向複数箇所には、対向面にて開口して車軸方向
に延びるスプリング収容孔１２が穿設されている。両プ
レッシャーリング８、８は、これらスプリング収容孔１
２、１２が対向するように配置され、対向する一対のス
プリング収容孔１２、１２の中には、予圧付与スプリン
グ１３が挿入配設されている。この予圧付与スプリング
１３は、皿バネ等に比べて変形ストロークの大きなコイ
ルスプリングからなり、ある程度圧縮された状態でスプ
リング収容孔１２、１２内に配設されて、各スプリング
収容孔１２の底部を押し、両プレッシャーリング８、８
を車軸方向外方に付勢する。

【００１５】多板摩擦クラッチ９は、サイドギヤ５と一
体的に回転する複数のフリクションディスク９ａと、こ
れらフリクションディスク９ａの間に挟まれてケース１
と一体的に回転する複数のフリクションプレート９ｂと
から構成されている。この多板摩擦クラッチ９では、後
述するようにプレッシャーリング８、８がそれぞれ左右
方向に押し開かれると、フリクションディスク９ａとフ
リクションプレート９ｂとが圧着され、その圧着力に応
じてサイドギヤ５および車軸４へのトルク伝達を行う。

【００１６】以上のように構成されたＬＳＤにおいて
は、前進走行時において、ドライブピニオン２によりリ
ングギヤ３を介してディファレンシャルギヤケース１が
回転駆動されると（以下、前進駆動走行時という）、こ
れにスプライン結合された両プレッシャーリング８、８
がケース１と等速で回転する。そして、両プレッシャー
リング８、８とピニオンシャフト７とが上記のカム分力
機構を介して係合しているため、両プレッシャーリング
８、８にとともにピニオンシャフト７が回転する。

【００１７】この際、ピニオンシャフト７が車輪、サイ
ドギヤ５を通じて路面から回転抵抗を受けているため、
両プレッシャーリング８、８が図２中の矢印Ａの方向に
回転すると、ピニオンシャフト７の端部が切欠き溝１０
の傾斜面１０ｂをこの傾斜面１０ｂに直交する方向に押
し（押圧力Ｆ）、双方のプレッシャーリング８、８は押
圧力Ｆの分力Ｐによって車軸方向外方に押し広げられ
る。押し広げられた両プレッシャーリング８、８は、多
板摩擦クラッチ９、９を圧着させ、このクラッチ９、９
を介してケース１の回転トルクが左右のサイドギヤ５、
５に伝達され、差動制限機能が働く。

【００１８】差動制限機能が働いた状態において、例え
ば右側の車輪の路面抵抗が少なくなり左車輪よりも速く
回転した場合、右側の車軸４の回転が最も速く、ケース
１がそれにつぎ、左側の車軸４の回転が最も遅くなる
が、左右の多板クラッチ９がカム分力機構によって生ず
るカム分力Ｐの下で滑りながら回転するため、回転の速
い右側車軸４がクラッチ９を介してケース１を駆動する
ので、クラッチ抵抗によるトルクが低速回転する左側車
軸４に伝達されるトルクに加算される。

【００１９】したがって、右側車輪がぬかるみに落ちた
ような場合でも、左側車輪に多くのトルクが伝達されて
容易にそのぬかるみから脱出することができ、また、高
速でのカーブ走行時に右側車輪が路面から浮き上がった
ような場合でも、右側車輪の空転が抑制されるとともに
左側車輪に進行方向へのトルクが伝達されるため、両輪
の回転差がなくなって、右側車輪が再接地した場合の車
体の尻振り現象が防止される。

【００２０】一方、エンジンブレーキ時においては、車
輪から入力されるトルクがサイドギヤ５、５、ピニオン
ギヤ６およびピニオンシャフト７に伝達され、ピニオン
シャフト７の端部が切欠き溝１０の係合面１０ａを押し
て両プレッシャーリング８、８を矢印Ａの方向に回転駆
動するかたちとなる。ここで、係合面１０ａは車軸方向
に延びているため、係合面１０ａからは両プレッシャー
リング８、８を左右に押し広げようとする力は得られな
い。このため、多板摩擦クラッチ９、９は前進駆動走行
時のように強く圧着することはなく、差動制限がほぼ解
除される。したがって、エンジンブレーキを使用して高
速でカーブに進入した場合は、左右の駆動車輪は差動回
転し、車輪を横滑りさせることなくカーブに進入するこ
とができる。

【００２１】但し、カム分力機構による圧着力を受けな
くても、両プレッシャーリング８、８は、上述した予圧
付与スプリング１３の付勢力Ｐ′によって左右に押し広
げられており、多板摩擦クラッチ９、９は弱く圧着（予
圧着）している。ここで、予圧着とは、ケース１からサ
イドギヤ５にイニシャルトルクを伝達可能な圧着状態を
いう。したがって、例えば、カーブの入口において片輪
がぬかるみに落ちこの車輪への伝達トルクが極端に小さ
くなっても、他方の車輪にはイニシャルトルク分のトル
ク伝達が確保され、スムーズにぬかるみから脱して安定
走行によりカーブ前半を通過することができる。

【００２２】そして、カーブの後半でアクセルをオンし
て加速すると、差動制限機能が作動するため、駆動輪に
ロスなくトルクを伝達することができ、速やかにカーブ
から脱出することができる。

【００２３】ところで、多板摩擦クラッチ９を使用して
いるうちにフリクションディスク９ａおよびフリクショ
ンプレート９ｂが摩耗し、これらの摩耗が進むに従って
クラッチ９を予圧着させる各プレッシャーリング８の車
軸方向位置が車軸方向外方に移動することになる。ここ
で、従来のように、変形ストロークの小さな皿バネが予
圧付与スプリング１３の代わりに用いられていたので
は、クラッチ９の摩耗がある程度進んだ時点で皿バネに
よってはプレッシャーリング８を付勢できなくなり、ク
ラッチ９を予圧着させることができなくなる。

【００２４】しかしながら、本実施例のＬＳＤでは、比
較的変形ストロークの大きなコイルスプリングである予
圧付与スプリング１３を用いてプレッシャーリング８を
付勢しているため、クラッチ９の摩耗が進んでもプレッ
シャーリング８を付勢し続けてクラッチ９の予圧着を維
持することができる。したがって、このＬＳＤでは、ク
ラッチ９の摩耗にかかわらず適正なイニシャルトルクを
得ることができる。

【００２５】しかも、予圧付与スプリング１３によるプ
レッシャーリング８の付勢方向が車軸方向外方、すなわ
ち、クラッチ９を圧着させる方向であるため、従来のよ
うに車軸方向内方に付勢するものに比べて、ＬＳＤにお
ける差動制限の応答性が良くなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、各プ
レッシャーリングを車軸方向外方に付勢して、多板クラ
ッチを予圧着させる予圧付与手段を設けてＬＳＤを構成
している。

【００２７】このため、本発明を用いれば、多板クラッ
チの摩耗が少ない状態においては当然に適切なイニシャ
ルトルクを得ることができる。しかも、変形ストローク
が比較的大きいコイルスプリング等を予圧付与手段とし
て用いることにより、クラッチの摩耗が進んだ状態とな
っても適切なイニシャルトルクを得ることができる。す
なわち、本発明によれば、クラッチの摩耗にかかわら
ず、安定したイニシャルトルクを得ることができ、ＬＳ
Ｄのレスポンス（応答性）を一定に維持することができ
る。

【００２８】さらに、予圧付与手段の付勢方向がプレッ
シャーリングを車軸方向外方に移動させる方向、言い換
えればクラッチを圧着させる方向であるため、車軸方向
内方（クラッチを解放させる方向）に付勢する場合に比
べてＬＳＤのレスポンスを向上させることができる。

【００２９】なお、予圧付与手段を両プレッシャーリン
グの対向面の間に挟んで配設するようにすれば、従来用
いられているプレッシャーリングの対向面に予圧付与手
段を取付け可能な部分を形成するといった簡単な加工だ
けで予圧付与手段をセットすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＬＳＤの断面図である。

【図２】上記ＬＳＤの作動説明図である。

【図３】上記ＬＳＤに用いられるプレッシャーリングの
側面図である。

【符号の説明】 １ ディファレンシャルケース ５ サイドギヤ ６ ピニオンギヤ ７ ピニオンシャフト ８ プレッシャーリング ９ 多板摩擦クラッチ １３ 予圧付与スプリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンからの駆動力により回転するデ
   ィファレンシャルケースと、このケースと一体的に回転
   し、かつ車軸方向に移動可能に前記ケース内に互いに対
   向して収容された一対のプレッシャーリングと、これら
   一対のプレッシャーリングに挟持されたピニオンシャフ
   トに回転自在に取り付けられたピニオンギヤと、このピ
   ニオンギヤを両側から挟むように配置され、それぞれ前
   記ピニオンギヤに歯合して車軸に駆動力を伝達する一対
   のサイドギヤと、前記ケースと前記サイドギヤの間に設
   けられ、前記プレッシャーリングの車軸方向外方への移
   動により圧着されて前記両サイドギヤの差動を制限する
   多板クラッチと、前記プレッシャーリングおよび前記ピ
   ニオンシャフトに形成され、前記各プレッシャーリング
   を車軸方向外方に移動させるカム分力機構とを備えたリ
   ミテッドスリップディファレンシャルギヤにおいて、 前記各プレッシャーリングを前記車軸方向外方に付勢し
   て、前記多板クラッチを予圧着させる予圧付与手段を設
   けたことを特徴とするリミテッドスリップディファレン
   シャルギヤ。
2. 【請求項２】 前記予圧付与手段が、前記両プレッシャ
   ーリングの対向面の間に挟まれて配設されていることを
   特徴とする請求項１に記載のリミテッドスリップディフ
   ァレンシャルギヤ。
3. 【請求項３】 前記予圧付与手段は、コイルスプリング
   であることを特徴とする請求項１又は２に記載のリミテ
   ッドスリップディファレンシャルギヤ。