JPH11108154A - リミテッドスリップデフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ギアの噛み合いを利用することなく、速度お
よび入力トルクに応じた適正な差動制御を行なうことが
でき、装置の小型軽量化を図ること。 【解決手段】 デフケース２の内部に内側面に凹凸面８
が形成された一対のドライブカム７を配設するととも
に、前記各ドライブカム７の間に環状のピストンキャリ
ア９を前記デフケースと一体に回転駆動するように配設
し、前記ピストンキャリア９に形成された複数の保持孔
１０の内部に先端部に前記凹凸面８に当接するボールカ
ム１４を配設してなる一対のピストン１３をそれぞれ配
設し、これら各ピストン１３の間にわずかな間隙１６を
もって各ピストン１３側に往来自在となるようにオイル
１５を充填したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリミテッドスリップ
デフに係り、特に、速度および入力トルクに応じて差動
制御を行なうことを可能としたリミテッドスリップデフ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車等の車両においては、エ
ンジン等の駆動機関からトランスミッションを介して出
力される駆動力をタイヤ等の車輪側に適正に伝達するた
めのデファレンシャルが用いられている。

【０００３】図４はこのような従来のデファレンシャル
を示したもので、このデファレンシャル３０は、図示し
ないトランスミッションのケーシング３１の内部に配設
されたデフケース３２を有しており、このデフケース３
２は、軸受３３により回転自在に支持されている。この
デフケース３２の外周部には、トランスミッションの出
力ギアに噛合されるリングギア３４が一体に固着されて
おり、前記デフケース３２には、一対の車輪駆動軸３
５，３５の一端がその回転軸がデフケース３２の回転軸
と一致するように取付けられている。

【０００４】また、デフケース３２の内部には、前記各
車輪駆動軸３５の端部にそれぞれ取付けられたサイドギ
ア３６およびこれら各サイドギア３６に噛合される一対
のピニオン３７からなるデファレンシャル機構３８が配
設されており、前記各ピニオン３７は、デフケース３２
の内部に前記車輪駆動軸３５の回転軸と直交する方向に
位置決めされたピニオンシャフト３９の両端部に取付け
られるようになっている。

【０００５】さらに、前記デフケース３２の外周には、
検出用ギア４０が一体に配設されており、この検出用ギ
ア４０には、スピードメータギア４１が噛合されるよう
になっている。

【０００６】このような従来のデファレンシャル３０に
おいては、エンジン等の駆動機関からトランスミッショ
ンに伝達された駆動力は、トランスミッションの出力ギ
アからデファレンシャル３０のリングギア３４に伝達さ
れ、これにより、リングギア３４とデフケース３２とが
回転軸を中心として一体に回転し、デフケース３２の内
部に配設されたデファレンシャル機構３８を介して車輪
駆動軸３５を駆動するようになっている。

【０００７】ところで、前記デファレンシャルにおいて
は、雪道、ぬかるみ等極端に滑りやすい路面において、
走行中に片側の車輪が空転すると、車体の走行安定性を
欠いたり、停止時においては、片側の車輪が空転する
と、発進することができなくなってしまう。

【０００８】このような不都合を回避するため、従来か
ら、リミテッドスリップデフが用いられており、このリ
ミテッドスリップデフは、前記デファレンシャル機構の
内部に別個の機構として設けられるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のリ
ミテッドスリップデフにおいては、デファレンシャルと
別個の機構として設けるものであるため、部品数の増加
を招き、装置の大型化を招いてしまうという問題を有し
ている。しかも、通常のデファレンシャルを用いるもの
であるため、ギアの噛み合いによるノイズが発生した
り、摩耗粉が発生してしまうという不都合を有してい
る。また、速度および入力トルクに応じて差動制御を行
なうためには、複雑な制御が必要となり、幅広いセッテ
ィングを行なうことができないという問題を有してい
る。

【００１０】本発明は前記した点に鑑みてなされたもの
で、ギアの噛み合いを利用することなく、速度および入
力トルクに応じた適正な差動制御を行なうことができ、
しかも、装置の小型軽量化を図ることのできるリミテッ
ドスリップデフを提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に記載の発明に係るリミテッドスリップデフ
は、トランスミッションの出力回転により回転駆動され
るデフケースの内部に、一対の車輪駆動軸の端部がそれ
ぞれ接続されるドライブカムをその外側面が前記デフケ
ースの内部端面に接するように配設するとともに、これ
ら各ドライブカムの内側面に周方向に連続する凹凸面を
形成し、前記各ドライブカムの間に環状のピストンキャ
リアを前記デフケースと一体に回転駆動するように配設
し、前記ピストンキャリアに前記車輪駆動軸の軸方向と
平行な複数の保持孔を周方向に所定間隔をもって形成
し、これら各保持孔の内部に先端部に前記各ドライブカ
ムの凹凸面に当接するボールカムを配設してなる一対の
ピストンをそれぞれ配設し、これら各ピストンの間にわ
ずかな間隙をもって各ピストン側に往来自在となるよう
にオイルを充填したことを特徴とするものである。

【００１２】この請求項１に記載の発明によれば、トラ
ンスミッションの出力回転によりデフケースが回転駆動
されると、ピストンキャリアも一体に回転され、この回
転力をボールカムを介してドライブカムに伝達すること
により、車輪駆動軸を駆動するようになっている。

【００１３】そして、一方の車輪駆動軸に負荷がかかる
と、この車輪駆動軸に取付けられたドライブカムに負荷
がかかり、このドライブカムの凹凸面により、ボールカ
ムを押圧する力が加わるため、ボールカムを介してピス
トンを移動させようとするが、前記間隙によるオリフィ
ス効果により、保持孔の内部に速度に応じたオイルの油
圧が発生し、この油圧により、ピストン軸の移動が制限
され、速度に感応した差動制御を行なうことができる。

【００１４】また、デフケースに回転力が付与される
と、ピストンキャリアがボールカムとともに回転され、
このボールカムの回転力によりボールカムが各ドライブ
カムの凹凸面の斜面に押圧力が加わり、この押圧力の分
力により、各ドライブカムに入力トルクに応じた外側に
向かう力が加わり、前記ドライブカムとデフケースの内
面との摩擦により入力トルクに感応した差動制御を行な
うことができるものである。

【００１５】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記各保持孔の内部ほぼ中央に、内径が小径とされ
た保持フランジを形成するとともに、この保持フランジ
に両端部に前記各ピストンが取付けられるピストン軸を
保持孔の軸方向に沿って移動自在に保持し、前記保持フ
ランジとピストン軸との間にわずかな間隙を形成し、こ
の間隙により、前記オイルが前記各ピストン側に往来で
きるようにしたことを特徴とするものである。

【００１６】この請求項２に記載の発明によれば、保持
フランジとピストン軸との間にわずかな間隙を形成し、
この間隙により、前記オイルが前記各ピストン側に往来
できるようにしているので、前記間隙により適正にオリ
フィス効果を得ることができ、油圧による適正な差動制
御を行なうことができるものである。

【００１７】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２において、前記１つの保持孔における各ピスト
ンを、前記ピストンキャリアの周方向に互い違いにオフ
セットして配設するようにしたことを特徴とするもので
ある。

【００１８】この請求項３に記載の発明によれば、１つ
の保持孔における各ピストンを、前記ピストンキャリア
の周方向に互い違いにオフセットして配設するようにし
ているので、前記各ドライブカムの位相がずれた場合で
も、ドライブカムの凹凸面の斜面に対して常時複数のボ
ールカムを当接させることができ、適正なトルク伝達を
行なうことができるものである。

【００１９】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記各保持孔のうち同一のオフセットを有するとと
もに、前記ドライブカムの凹凸面の同一傾斜面に当接す
るボールカムが装着された各保持孔同士を連通させるた
めの連通孔を形成したことを特徴とするものである。

【００２０】この請求項４に記載の発明によれば、各保
持孔のうち同一のオフセットを有するとともに、ドライ
ブカムの凹凸面の同一傾斜面に当接するボールカムが装
着された各保持孔同士を連通させるための連通孔を形成
するようにしているので、ボールカム、ピストン等の組
立時における高さ位置調整等を行なうことなく、各保持
孔の内部のオイルの圧力を等しくすることができ、差動
制御時に均一なトルク伝達を行なうことができるもので
ある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１から図３を参照して説明する。

【００２２】図１および図２は本発明に係るリミテッド
スリップデフの実施の一形態を示したもので、本実施形
態のリミテッドスリップデフ１は、図示しないトランス
ミッションのケーシングの内部に配設されたデフケース
２を有しており、このデフケース２は、テーパ軸受３に
より回転自在に支持されている。このデフケース２の外
周部には、トランスミッションの出力ギア（図示せず）
に噛合されるリングギア４がデフケース２の回転軸と平
行な方向に締付けられるボルト５により一体に固着され
ており、前記デフケース２には、一対の車輪駆動軸６，
６の一端がその回転軸がデフケース２の回転軸と一致す
るように配設されている。

【００２３】また、デフケース２の内部であって前記各
車輪駆動軸６の端部には、それぞれ環状のドライブカム
７，７がその外側面が前記デフケース２の内部端面に接
するように取付けられており、これら各ドライブカム７
の内側面には、周方向に連続する凹凸面８が形成されて
いる。また、前記デフケース２の内部の前記各ドライブ
カム７の間には、環状のピストンキャリア９が配設され
ており、このピストンキャリア９は、その一部が前記デ
フケース２の内面に係合されて前記デフケース２と一体
に回転駆動されるようになされている。このピストンキ
ャリア９には、前記車輪駆動軸６の軸方向と平行に延在
する複数の保持孔１０が周方向に所定間隔をもって形成
されており、この保持孔１０の内部中央には、内径が小
径とされた保持フランジ１１が形成されている。さら
に、この保持フランジ１１には、ピストン軸１２が保持
孔１０の軸方向に沿って移動自在に保持されており、こ
のピストン軸１２の両端部には、外周面が前記保持孔１
０の内面に摺接する一対のピストン１３がそれぞれ取付
けられている。これら各ピストン１３の先端部には、前
記ドライブカム７の凹凸面８にころがり接触するように
当接される球状のボールカム１４が配設されている。

【００２４】また、図３に示すように、前記各ピストン
１３は、ピストン軸１２に対してピストンキャリア９の
周方向に互い違いにオフセットされており、本実施形態
においては、一方向にオフセットされたピストン１３と
他方向にオフセットされたピストン１３とをそれぞれ周
方向に２つずつ交互に配置するようになっている。ボー
ルカム１４は、ドライブカム７の凹凸面８の斜面に当接
することにより、適正なトルク伝達を行なうことができ
るものであるが、本実施形態のようにピストン軸１２に
対して各ピストン１３をオフセットして取付けることに
より、前記各ドライブカム７の位相がずれた場合でも、
ドライブカム７の凹凸面８の斜面に対して常時複数のボ
ールカム１４を当接させることができるものである。な
お、本実施形態においては、上記ピストン１３は、オフ
セット方向の異なるピストン１３を周方向に２つずつ交
互に配置するようにしたが、この配置に限定されるもの
ではなく、ドライブカム７の凹凸面８の凹凸の数、傾斜
角度等の要素に応じて、１つずつあるいは３つ以上毎に
交互に配置するようにしてもよい。

【００２５】また、前記保持孔１０の内部であって前記
保持フランジ１１を挟んでピストン１３の間部分には、
オイル１５が充填されており、本実施形態においては、
前記保持フランジ１１とピストン軸１２との間には、わ
ずかな間隙１６が形成されており、この間隙１６によ
り、前記オイル１５は、前記保持フランジ１１の両側に
往来できるようになされている。さらに、本実施形態に
おいては、前記各保持孔１０のうち同一のオフセットを
有するとともに、ドライブカム７の凹凸面８の同一傾斜
面に当接するボールカム１４が装着された各保持孔１０
同士を連通させるための連通孔１７が形成されており、
この連通孔１７により、各保持孔１０の内部のオイル１
５の圧力を等しくするようになっている。

【００２６】さらに、本実施形態においては、前記デフ
ケース２の外周には、速度検出用ギア１８が形成されて
おり、この速度検出用ギア１８には、デフケース２の回
転数を取出すスピードメータギア１９が噛合されるよう
になっている。

【００２７】次に、本実施形態の作用について説明す
る。

【００２８】本実施形態においては、エンジン等の駆動
機関からトランスミッションに伝達された駆動力は、ト
ランスミッションの出力ギアからリミテッドスリップデ
フ１のリングギア４に伝達され、これにより、リングギ
ア４とデフケース２とが回転軸を中心として一体に回転
する。このデフケース２の回転により、ピストンキャリ
ア９も一体に回転され、この回転力をボールカム１４を
介してドライブカム７に伝達することにより、車輪駆動
軸６を駆動するようになっている。

【００２９】そして、一方の車輪駆動軸６に負荷がかか
ると、この車輪駆動軸６に取付けられたドライブカム７
に負荷がかかり、このドライブカム７の凹凸面８によ
り、ボールカム１４を押圧する力が加わる。そのため、
ボールカム１４を介してピストン１３およびピストン軸
１２を移動させようとするが、前記オイル１５の油圧に
より、ピストン軸１２の移動が制限されることになる。

【００３０】すなわち、車輪駆動軸６の回転速度が速い
と、ドライブカム７の凹凸面８を介してボールカム１４
に大きい力が加わるため、ピストン軸１２が移動しよう
とした場合に、前記保持フランジ１１に形成された間隙
１６によるオリフィス効果により、保持孔１０の前記力
が加わったボールカム１４側の内部に大きい油圧が発生
し、これにより、ピストン軸１２の移動が大きく制限さ
れることになる。一方、車輪駆動軸６の回転速度が遅い
と、ドライブカム７の凹凸面８を介してボールカム１４
に加わる力が小さいため、オリフィス効果も小さく、保
持孔１０の内部の油圧も小さくなり、これにより、ピス
トン軸１２の移動の制限も小さくなる。このように本実
施形態においては、車輪駆動軸６の回転速度に応じてピ
ストン軸１２の移動の制限を変化させることができるの
で、速度に感応した差動制御を行なうことができる。

【００３１】この場合に、本実施形態においては、連通
孔１７を設けるようにしているので、ボールカム１４、
ピストン１３、ピストン軸１２の組立時における高さ位
置調整等を行なうことなく、各保持孔１０の内部のオイ
ル１５の圧力を等しくすることができ、差動制御時に均
一なトルク伝達を行なうことができる。

【００３２】また、デフケース２に回転力が付与される
と、ピストンキャリア９がボールカム１４とともに回転
され、このボールカム１４の回転力によりボールカム１
４が各ドライブカム７の凹凸面８の斜面に押圧力が加わ
り、この押圧力の分力により、各ドライブカム７に入力
トルクに応じた外側に向かう力が加わり、前記ドライブ
カム７とデフケース２の内面との摩擦により入力トルク
に感応した差動制御を行なうことができる。このとき、
リングギア４を介してデフケース２に入力される入力ト
ルクが大きい場合は、ドライブカム７に加わる分力が大
きいため、前記ドライブカム７とデフケース２の内面と
の摩擦力が大きくなる。逆に、入力トルクが小さいと、
ドライブカム７に加わる分力が小さいことから、前記ド
ライブカム７とデフケース２の内面との摩擦力が小さく
なる。

【００３３】この場合に、例えば、粘性等オイル１５の
特性を変化させたり、前記保持フランジ１１の間隙１６
の寸法を変化させることにより、速度に応じた差動制御
特性を変化させることが可能である。

【００３４】さらに、ドライブカム７のカム面の傾斜角
度を変化させることにより、トルクバイアスレシオを変
更することができ、また、前記ドライブカム７の外側面
あるいは前記デフケース２の内部端面の表面粗さを変化
させて、ドライブカム７とデフケース２とが接触する場
合の摩擦力を変化させることにより、トルクバイアスレ
シオを変更することができる。さらに、前記ドライブカ
ム７の外側面あるいは前記デフケース２の内部端面の研
磨目等の形状に方向性を持たせることにより、左右旋回
時や加減速時におけるトルクバイアスレシオを変更する
ことができる。

【００３５】したがって、本実施形態においては、車輪
駆動軸６の回転速度に応じてピストン軸１２の移動の制
限を変化させることができるので、速度に感応した差動
制御を行なうことができるとともに、ドライブカム７に
加わる分力により、前記ドライブカム７とデフケース２
の内面との摩擦力を変化させることができるので、入力
トルクに感応した差動制御を行なうことができる。その
結果、極端に滑りやすい路面において片車輪がスリップ
した場合等のように、入力トルクがわずかしか伝達でき
ない場合でも、発進性および走行安定性を高めることが
でき、さらに、高速時の直進安定性、コーナリング時に
おける姿勢コントロール性を高めることができる。

【００３６】また、ボールカム１４を用いてドライブカ
ム７に対するころがり接触によりトルク伝達を行なうよ
うにしているので、常にフリクションが発生し、バック
ラッシュを除去してノイズの発生を著しく低減させるこ
とができ、しかも、機構の動作時に摩耗粉の発生が少な
いので、例えば、異物を嫌うオートマチックトランスミ
ッションにも内蔵することが可能となる。

【００３７】さらに、オイル１５の特性、保持フランジ
１１とピストン軸１２との間隙１６の寸法、ドライブカ
ム７の凹凸面８の傾斜角度、ドライブカム７とデフケー
ス２との摩擦力等を変更することにより、幅広いセッテ
ィングが可能である。

【００３８】しかも、従来のように、デファレンシャル
とリミテッドスリップデフ１とを別個の機構として設け
るものでないため、構造が簡単であり、製造が容易で、
しかも、装置の小型軽量化を図ることができる。

【００３９】なお、本発明は前記実施形態のものに限定
されるものではなく、必要に応じて種々変更することが
可能である。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように請求項１に記載の発明
に係るリミテッドスリップデフは、速度および入力トル
クに感応した差動制御を行なうことができるので、極端
に滑りやすい路面においても、発進性および走行安定性
を高めることができ、さらに、高速時の直進安定性、コ
ーナリング時における姿勢コントロール性を高めること
ができる。また、ボールカムを用いてドライブカムに対
するころがり接触によりトルク伝達を行なうようにして
いるので、ノイズの発生を著しく低減させることがで
き、しかも、機構の動作時に摩耗粉の発生が少なくする
ことができる。さらに、オイルの特性、間隙寸法、ドラ
イブカムの凹凸面の傾斜角度、ドライブカムとデフケー
スとの摩擦力等を変更することにより、幅広いセッティ
ングが可能である。しかも、従来のように、デファレン
シャルとリミテッドスリップデフとを別個の機構として
設けるものでないため、構造が簡単であり、製造が容易
で、しかも、装置の小型軽量化を図ることができる。

【００４１】請求項２に記載の発明は、保持フランジと
ピストン軸との間にわずかな間隙を形成し、この間隙に
より、前記オイルが前記各ピストン側に往来できるよう
にしているので、前記間隙により適正にオリフィス効果
を得ることができ、油圧による適正な差動制御を行なう
ことができる。

【００４２】請求項３に記載の発明は、各ピストンを互
い違いにオフセットして配設するようにしているので、
各ドライブカムの位相がずれた場合でも、ドライブカム
の凹凸面の斜面に対して常時複数のボールカムを当接さ
せることができ、適正なトルク伝達を行なうことができ
る。

【００４３】請求項４に記載の発明は、連通孔により、
ボールカム、ピストン等の組立時における高さ位置調整
等を行なうことなく、各保持孔の内部のオイルの圧力を
等しくすることができ、差動制御時に均一なトルク伝達
を行なうことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るリミテッドスリップデフの実施
の一形態を示す断面図

【図２】 図１に示すリミテッドスリップデフの側面図

【図３】 本発明のリミテッドスリップデフのドライブ
カムと各ボールカムとの関係を示す説明図

【図４】 従来のデファレンシャルを示す断面図

【符号の説明】

１ リミテッドスリップデフ ２ デフケース ６ 車輪駆動軸 ７ ドライブカム ８ 凹凸面 ９ ピストンキャリア １０ 保持孔 １１ 保持フランジ １２ ピストン軸 １３ ピストン １４ ボールカム １５ オイル １６ 間隙 １７ 連通孔

フロントページの続き (72)発明者 藤島 修 東京都西多摩郡瑞穂町高根字山下277 柳 河精機株式会社テクニカルセンター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスミッションの出力回転により回
   転駆動されるデフケースの内部に、一対の車輪駆動軸の
   端部がそれぞれ接続されるドライブカムをその外側面が
   前記デフケースの内部端面に接するように配設するとと
   もに、これら各ドライブカムの内側面に周方向に連続す
   る凹凸面を形成し、前記各ドライブカムの間に環状のピ
   ストンキャリアを前記デフケースと一体に回転駆動する
   ように配設し、前記ピストンキャリアに前記車輪駆動軸
   の軸方向と平行な複数の保持孔を周方向に所定間隔をも
   って形成し、これら各保持孔の内部に先端部に前記各ド
   ライブカムの凹凸面に当接するボールカムを配設してな
   る一対のピストンをそれぞれ配設し、これら各ピストン
   の間にわずかな間隙をもって各ピストン側に往来自在と
   なるようにオイルを充填したことを特徴とするリミテッ
   ドスリップデフ。
2. 【請求項２】 前記各保持孔の内部ほぼ中央に、内径が
   小径とされた保持フランジを形成するとともに、この保
   持フランジに両端部に前記各ピストンが取付けられるピ
   ストン軸を保持孔の軸方向に沿って移動自在に保持し、
   前記保持フランジとピストン軸との間にわずかな間隙を
   形成し、この間隙により、前記オイルが前記各ピストン
   側に往来できるようにした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フ。
3. 【請求項３】 前記１つの保持孔における各ピストン
   を、前記ピストンキャリアの周方向に互い違いにオフセ
   ットして配設するようにしたことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載のリミテッドスリップデフ。
4. 【請求項４】 前記各保持孔のうち同一のオフセットを
   有するとともに、前記ドライブカムの凹凸面の同一傾斜
   面に当接するボールカムが装着された各保持孔同士を連
   通させるための連通孔を形成したことを特徴とする請求
   項３に記載のリミテッドスリップデフ。