JPS61220934A - 自動デイフアレンシヤル機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、車両において使用される自動ディファレンシ
ャル機構に関する。

従来の技術 自ｅ串等の車両においては、一般にディファレンシャル
装置（作動装置）が装備されているが、このディファレ
ンシャル装置には、旋回時にスムースなステアリングを
呈して旋回抵抗を小さくし、かつそれ以外のときはスリ
ップを起こさず駆動力を確保するために、差動制限装置
が設けられている。従来の差動制限ＩＩとしては、ノー
スリップディファレンシャル装置、ノースピンディファ
レンシャル装置、デフロックＳｉ置等が一般的である。

このうち、ノースリップディファレンシャル装置は、デ
ィファレンシャルケースと左右の車軸すなわもサイドギ
ヤとの間にＩ！！擦クラッチを設け、スリップ等により
差動が生じると、＊＊クラッチにおける摩擦トルクによ
り低速側中軸への伝達トルクを増大させるようにしたも
のである。

ノースピンディファレンシャル装置は、歯車に代えて噛
合クラッチを用い、旋回時には高速側車軸のクラッチが
外されて低速側のみに動力が伝達されるようにしたもの
である。

デフロック装置は、レバル等を用い外力により強制的に
一方の中軸とディファレンシャルケースとを結合させる
ものであり、ステアリングに連動させることにより自動
ロック、デフロックも可能とするものもある。

発明が解決しようとする問題点 ところが、前記ノースリップディファレンシャル装置で
は、摩擦クラッチの作用により旋回時に多少のブレーキ
ロスが生じて、抵抗が生じたり駆動力ロスが生じたりす
る問題がある。また、ノースピンディファレンシャル装
置では、高速側には全く動力が伝達されなくなるため、
旋回時に駆動に寄与するのは旋回内輪のみとなり、駆動
力が低下するという問題がある。さらに、デフロック装
置では、デフロック時のスリップを防止できないという
問題がある。

そこで本発明は、前記従来の各装置における問題点をこ
とごとく解消し、旋回時にブレーキロスや駆動力の低下
を少なくするとともに、スリップの発生を防止できるよ
うにすることを目的とする。

問題点を解決するための手段 前記目的を達成するため本発明は、左右いずれか一方の
車軸に、軸心方向に摺動可能かっこの車軸と一体回転可
能に外嵌されたカムスリーブと、互いに対向する周方向
の傾斜面を有するとともに、少なくとも前記カムスリー
ブの端面に一方の傾斜面が形成され、これら傾斜面が互
いに当接したときに前記カムスリーブとディファレンシ
ャルケースとを一体回転可能とさせるカム機構と、前記
カムスリーブに係合してこれを車軸の輪心方向に移動さ
せるフォークと、 を車軸ケースの内部に設けるとともに、この車軸ケース
の外部に、 前記フォークを動作させるためのフォークレバーと、 このフォークレバーに掛け合わされ、このフォークレバ
ーおよび前記フォークを介して前記カムスリーブをディ
ファレンシャルケース側へ付勢させ、こ付勢力により前
記カム機構の傾斜面どうしを互いに当接させるとともに
、車両旋回時に前記傾斜面に作用する旋回モーメントに
もとづき発生する中軸トルクにより、前記付勢力に抗し
た前記傾斜面どうしの当接解除にもとづく前記カムスリ
ーブとディファレンシャルケースとの解放を許容するば
ねと、 を設けたものである。

作用 このようなものであると、車両直進時にはカムスリーブ
とディファレンシャルケースとが互いに連結されてデフ
ロックされ、また旋回時にはディファレンシャル機構が
確実に機能することになる。

旋回時にスリップが生じた場合は、このスリップ側では
地面からの反力が無くなるため、ばねの付勢力により再
びカムスリーブとディファレンシャルケースとが連結さ
れ、デフロック状態に戻される。また、フォークレバー
とばねとは車軸ケース外に設けられているため、車両走
行面の状態に合わせたばね調整を容易に行なうことがで
きる。

実施例 第１図において、１は一方の車軸、２は他方の車軸であ
り、３はディファレンシャル装置である。

ディファレンシャル装置３において、４は駆動軸５側の
ビニオン、６はこのビニオン４と噛合するリングギヤで
ある。リングギヤ６は、スプライン部７を介してディフ
ァレンシャルケース８に一体回転可能に取付番ノられて
いる。ディファレンシャルケース８は、その両端が、ベ
アリング９，１０を介して車軸ケース１１に回転自在に
支持されている。

ディファレンシャルケース８内には、シャフト１２によ
り一対のビニオン１３が回転自在に支持されている。車
軸１．２の先端には、スプライン部１４゜１５を介して
サイドギヤ１６．１７が一体回転可能に取付けられ、こ
れらサイドギヤ１６．１７は前記ビニオン１３に噛合さ
れている。１８は車軸１．２．ｔｊよびサイドギヤ１６
．１７の先端に当接して位置規制するためのストッパで
ある。

サイドギヤ１６に続く車軸１部分にはストッパとしての
スリーブ１９が外嵌されている。このスリーブ１９は、
その一端がサイドギヤ１６の端面に当接し、かつ巾軸１
に対し相対回転自在なようにスプライン部１４に外嵌さ
れている。このスリーブ１９には、さらに第２のカムス
リーブ２Ｇが外嵌されている。

２１、２２はベアリングであり、カムスリーブ２０を車
軸ケース１１に回転自在に支持させている。カムスリー
ブ２０には環状の突起２３が形成されており、この突起
２３を、巾軸ケース１１に係止されるベアリング２１と
、ベアリング９を介してディファレンシャルケース８に
係止されるベアリング２２とで挾み込むことにより、カ
ムスリーブ２０を車軸１の軸心方向に位ｌｉ！！規制し
ている。２４は突起２３に対応してベアリング２１．２
２間に介装されたスベーザリングである。

ディファレンシャルケース８の端面には、第３図に示す
ような周方向に複数のロック爪２５が形成されており、
このロック爪２５は、前述の従来のデフロック装置用に
形成されたものである。第２のカムスリーブ２０の端面
にも同様のロック爪２６が形成され、両ロック爪２５．
２６は互いに噛合されている。したがって、前述のよう
にカムスリーブ２Ｇは車軸１の軸心方向に位置規制され
ていることがら、これらロック爪２５．２６どうしの噛
合は解除されることはなく、カムスリーブ２０は絶えず
ディファレンシャルケース８と一体回転することになる
。

第２のカムスリーブ２０に続く車軸１部分には、第１の
カムスリーブ２７が外嵌されている。すなゎち、車軸１
のスプライン部１４はこの第１のカムスリーブ２Ｔを越
えた位置まで形成されており、前記第１のカムスリーブ
２７は、車軸１にスプライン嵌合されるカムスリーブ本
体２８と、このカムスリーブ本体２８の外側に配置され
る軸受ハウジング２９と、前記カムスリーブ本体２８を
軸受ハウジング２９内に回転自在に支持するベアリング
３０とを有している。

互いに対向する第１および第２のカムスリーブ２７、２
０の端部には、カム機構３１が形成されている。

すなわち、第４図に示すように、第２のカムスリーブ２
０の端部には、周方向１８０度おきに、周方向の傾斜面
３２を有した突部３３が形成されている。また、カムス
リーブ本体２７には突部３３に対応した突部３４が形成
されており、この突部３４には、傾斜面３２に当接可能
な傾斜面３５が形成されている。３６゜３７は谷部であ
る。

前記スリーブ１９は、カム機構３１の内部を通り、その
先端３８がカムスリーブ本体２８の谷部３７に当接して
いる。すなわち、これによりカムスリーブ本体２８は位
置規制され、突部３３と谷部３７、あるいは突部３４と
谷部３６が互いに距離をおいて、接触しないようにされ
ている。

第１のカムスリーブ２７は、フォーク３９の作用により
、スプライン部１４に沿って串軸１の軸心方向に移動可
能とされている。すなわち、第２図にも示すように、４
０は両端が車軸ケース１１に回転自在に支持されたシャ
フトであり、このシｔｌフト４ｏにはカラー４１がスプ
ライン嵌合されている。カラー４１には、軸受ハウジン
グ２９を挾む一対の７オークアーム４２が固定されてお
り、各７オークアーム４２の先端には、軸受ハウジング
２９に形成された環状溝４３に係合するフォークピン４
４が固定されている。

シャフト４０の一端は車軸ケース１１がら突出し、この
突出部４５にはフォークレバー４６がスプライン嵌合さ
れている。フォークレバー４６には、中軸ケース８１１
外に配置された引張コイル式のばね４７の一°端部が掛
けられており、このばね４１によりフォーク３９を介し
て第１のカムスリーブ２７をディファレンシャルケース
８側に付勢している。ばね４１の他端部はブラケット４
８に掛けられ、このブラケット４８は、ばね４７の長さ
方向に変位することによりばね力を調節可能とされてい
る。

このような構成において、直進筒等通常の場合には、ば
ね４７の作用により第１のカムスリーブ２１はディファ
レンシャルケース８すなわち第２のカムスリーブ２０側
に付勢され、カム機構３１の突部３３゜３４の傾斜面３
２．３５が互いに当接する。これにより、ディファレン
シャルケース８からの回転力は、第２および第１のカム
スリーブ２０．２７を経て巾軸１に伝達される。このた
めデフロックが施された状態となり、安定した走行性が
得られる。

旋回時には、ディファレンシャルケース８と車軸１との
間で相対運動が生じることになるが、例えば車軸１を旋
回内輪側としたときは、タイヤと地面との間の摩擦力で
発生するモーメントによる旋回トルクと、車輪の走行抵
抗による負荷トルクとの和が、第１のカムスリーブ２７
に作用する。一方、ディファレンシャルケース８には左
右車軸トルクの総和で反対方向の駆動トルクが作用して
いる。旋回トルクと負荷トルクとの和が一定値を越える
と、ばね４７カに抗して傾斜面３２．３５どうしにすべ
りが生じ、第１のカムスリーブ２７が第２のカムスリー
ブ２０から外れる方向に変位し、突部３３゜３４の係合
が解かれる。これによりアンロックが達成され、ディフ
ァレンシャル装置３が機能することになって、スムース
な旋回が可能となる。

このとき、第１のｊｊムスリーブ２７のカムスリーブ本
体２８はスリーブ１９に係止され、突部３３．３４どう
しは互いの頂部近傍のみが当接しているため、車両の旋
回中は、突部３３．３４どうしは互いが乗り越えるまで
の間だけしかすべりが生じないことになる。この結果、
突部３３．３４の摩耗が抑えられ、これとともに摩耗粉
の発生も大幅に低減される。

また、突部３３．３４は周方向に距離をおいて形成され
ているため、一度その係合が外れると、しばらくの間は
再係合せず、このため旋回駆動抵抗の軽減化を図ること
も可能となる。なお、突部３３．３Ａどうしの係合の度
合は、スリーブ１９の長さを変更してカムスリーブ本体
２８の位置を変えることにより調節できる。

突部３３．３４の係合が外れるときの前記旋回トルクと
負荷トルクとの和の値は、走行面の状態に対応して、ば
ね４７の力と、傾斜面３２．３５の傾斜角とによって調
節できる。ばね４７の力は、ブラケット４８の位置を変
更してこのばね４７の長さを変えることにより調節でき
るが、ばね４７およびブラケット４８は車軸ケース１１
の外側に設けられているため、この調節を簡単に行なう
ことができる。

旋回中にスリップが発生した場合は地面からの負荷が小
さくなり、このときの車軸トルクはスリップが生じない
場合よりも小さくなる。このため、ばね４１の力が車軸
トルクに勝ち、突部３３．３４が互いに係合する。これ
により再びデフロック状態に戻るため、上記スリップは
速やかに収められる。

第１のカムスリーブ２７とディファレンシャルケース８
との間には第２のカムスリーブ２０が設けられ、両カム
スリーブ２７．２０の間にカム機構３１が形成され、第
２のカムスリーブ２０とディファレンシャルケース８と
はロック爪２５．２６にて連結される構成としたため、
前述の従来のデフロック用ディファレンシャルｔｉｌｌ
がそっくりそのまま使え、安価でフレキシブルな機構と
することが可能となる。

すなわち、上記従来のディファレンシャル装置を用いて
も、カム機構３１は任意の形状とできるためその制約が
なく、摩耗粉の出やすいカム機構３１をベアリング２１
から遠ざけることができ、また上記本発明による自動デ
ィファレンシャル機構を、従来のデフロック車両に追加
装置として簡単に取付けることが可能となる。

発明の効果 以上述べたように本発明によると、車両直進時にはデフ
ロックが施されることになるためスリップが起きずに駆
動力が確保され、また旋回時にはディファレンシャル機
構が確実に機能するためスムースなステアリングが可能
となり、余分なブレーキロスや駆動力の低下を防止でき
る。また、旋回時当アンロック時にスリップが生じても
、速やかにデフロック状態に戻されることになって、こ
のスリップを直ちに解消できる。ざらに、ばねは車軸ケ
ースの外側に設けられているため、ばね調節を簡単に行
なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
おけるＩ［−ＩＩ断面図、第３図はロック爪の展開図、
第４図はカム機構の展開図である。 １・・・車軸、８・・・ディファレンシャルケース、１
１・・・車軸ケース、２７・・・第１のカムスリーブ、
３１・・・カム機構、３２．３５・・・傾斜面、３９・
・・フォーク、４６・・・フォークレバー、４７・・・
ばね 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第２図 第３図 第４図 八 ｙｐ、ｙｓ−・−・４頭１斗面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、左右いずれか一方の車軸に、軸心方向に摺動可能か
   つこの車軸と一体回転可能に外嵌されたカムスリーブと
   、 互いに対向する周方向の傾斜面を有するとともに、少な
   くとも前記カムスリーブの端面に一方の傾斜面が形成さ
   れ、これら傾斜面が互いに当接したときに前記カムスリ
   ーブとディファレンシャルケースとを一体回転可能とさ
   せるカム機構と、 前記カムスリーブに係合してこれを車軸の軸心方向に移
   動させるフォークと、 を車軸ケースの内部に設けるとともに、この車軸ケース
   の外部に、 前記フォークを動作させるためのフォークレバーと、 このフォークレバーに掛け合わされ、このフォークレバ
   ーおよび前記フォークを介して前記カムスリーブをディ
   ファレンシャルケース側へ付勢させ、この付勢力により
   前記カム機構の傾斜面どうしを互いに当接させるととも
   に、車両旋回時に前記傾斜面に作用する旋回モーメント
   にもとづき発生する車軸トルクにより、前記付勢力に抗
   した前記傾斜面どうしの当接解除にもとづく前記カムス
   リーブとディファレンシャルケースとの開放を許容する
   ばねと、 を設けたことを特徴とする自動ディファレンシャル機構
   。