| 【発明の名称】 |
デファレンシャル装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宇賀神 和光
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| 【要約】 |
【課題】速度感応型トルク伝達機構によって駆動力配分を行うデファレンシャル装置に、外部操作可能な差動ロック機構を組み込む。
【解決手段】エンジンによって回転駆動されるデフケ−ス３と、ハウジング２５がデフケ−ス３に連結され、ハブ３９、４１が出力軸４３、４５に連結された粘性カップリング５、７と、デフケ−ス３の側壁８５、８７を貫通する移動部材６１、６３と、ハウジング２５の側壁部２９、３１の内側からシ−ル５７の外部に突き出したハブ３９、４１の突き出し部５１、５３と、突き出し部５１、５３側のクラッチ部材６９、７１とカムリング６１、６３との間に設けられ差動をロックする噛み合いクラッチ９、１１と、カムリング６１、６３を移動操作してクラッチ９、１１を噛み合わせるアクチュエ−タ１３、１５とを備えた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケ−スと、ハウジングがデフケ−ス側に連結されハブが一対の出力軸にそれぞれ連結されると共に、ハウジングとハブとの間に流体の洩れを防止するシ−ルが配置された一対の速度感応型のトルク伝達機構と、デフケ−スの軸方向壁部を貫通する一対の移動部材と、ハウジングの軸方向壁部の径方向内側からシ−ルの外部へ軸方向に突き出した各ハブの突き出し部と、各突き出し部側と各移動部材との間に設けられた一対の差動ロック用クラッチと、移動部材を移動操作してクラッチを噛み合わせるアクチュエ−タとを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】 請求項１記載の発明であって、１式のアクチュエ−タで一方のクラッチを操作すると共に、このアクチュエ−タの移動操作力を受けて移動する操作部材を設け、この操作部材を介し同アクチュエ−タによって他方のクラッチも操作することを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項３】 請求項２記載の発明であって、操作部材が、デフケ−ス、又は、速度感応型トルク伝達機構のハウジング、又は、これらの間に設けられた貫通孔を移動自在に貫通する操作ロッドであることを特徴とするデファレンシャル装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両のデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特公平６−２６９３９号公報に図３のようなデファレンシャル装置２０１が記載されており、公開実用平成１−１３２４２６号公報に図４のようなデファレンシャル装置２０３が記載されている。
【０００３】図３のデファレンシャル装置２０１は、デフケ−ス２０５の内部にハウジング２０７を共用する速度感応型トルク伝達機構としての粘性カップリング２０９、２１１が配置されており、粘性カップリング２０９、２１１のハブ２１３、２１５はそれぞれ出力軸２１７、２１９にスプライン連結されている。
【０００４】又、デフケ−ス２０５とハウジング２０７との間には断続機構２２１が設けられており、ハウジング２０７以下の連結と切り離しとを行う。
【０００５】断続機構２２１が連結された状態で、デフケ−ス２０５を回転させるエンジンの駆動力は、粘性カップリング２０９、２１１を介して出力軸２１７、２１９から各車輪に伝達されると共に、車輪間に差動回転が生じると、それに伴い粘性流体に剪断抵抗を生じる粘性カップリング２０９、２１１によって差動回転が制限される。
【０００６】又、図４のデファレンシャル装置２０３では、デフケ−ス２２３の内部に速度感応型のトルク伝達機構であるベ−ンポンプ２２５、２２７が配置されている。各ベ−ンポンプ２２５、２２７のカムリング２２９、２３１はデフケ−ス２２３に固定され、ロ−タ２３３、２３５はそれぞれ出力軸２３７、２３９にスプライン連結されている。
【０００７】デフケ−ス２２３を回転させるエンジンの駆動力は、ベ−ンポンプ２２５、２２７を介して出力軸２３７、２３９から各車輪に伝達されると共に、車輪間に差動回転が生じると、それに伴いオイルの吐き出し抵抗を生じるベ−ンポンプ２２５、２２７によって差動回転が制限される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】車両が悪路などを走行中に一側車輪の空転によってスタックしたとき、このスタック状態から脱出するには、他側の車輪に大きな駆動力を送る必要がある。
【０００９】しかし、上記のように、デファレンシャル装置２０１、２０３のトルク伝達力は、それぞれ粘性流体の剪断抵抗とポンプの吐き出し抵抗によるものであり、これらは、車両をスタック状態から脱出させるほど大きくはない。
【００１０】又、速度感応型のトルク伝達機構は、高速の差動回転によってトルク伝達力を得るから、流体の発熱、流体の膨張による変形、シ−ル部の摩耗などが生じ易く、性能と耐久性とが低下し易い。
【００１１】車両をスタックから脱出させるための充分なトルク伝達力を得ると共に、速度感応型トルク伝達機構を高速の差動回転から保護するには、差動ロック機構を組み込めばよい。
【００１２】しかし、デファレンシャル装置２０１、２０３では、例えば、ハウジング２０７とハブ２１３、２１５との間や、カムリング２２９、２３１とロ−タ２３３、２３５との間に差動ロック機構を組み込むと、これを外部から操作するために、ハウジング２０７やカムリング２２９、２３１に穴を開けて操作部材を通す必要がある。
【００１３】ところが、ハウジング２０７とカムリング２２９、２３１の内部はシ−ルされて高圧になるから、操作部材用の穴を開けることが困難であり、従って、差動ロック機能を付加することは不可能である。
【００１４】そこで、この発明は、速度感応型のトルク伝達機構による駆動力配分機能を有するデファレンシャル装置に、外部操作可能な差動ロック機構を組み込むことによって、充分な悪路脱出性と、速度感応型トルク伝達機構の保護機能とが得られるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１５】
【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、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケ−スと、ハウジングがデフケ−ス側に連結されハブが一対の出力軸にそれぞれ連結されると共に、ハウジングとハブとの間に流体の洩れを防止するシ−ルが配置された一対の速度感応型のトルク伝達機構と、デフケ−スの軸方向壁部を貫通する一対の移動部材と、ハウジングの軸方向壁部の径方向内側からシ−ルの外部へ軸方向に突き出した各ハブの突き出し部と、各突き出し部側と各移動部材との間に設けられた一対の差動ロック用クラッチと、移動部材を移動操作してクラッチを噛み合わせるアクチュエ−タとを備えたことを特徴とする。
【００１６】デフケ−スを回転させるエンジンの駆動力は、デフケ−スと各出力軸との間に配置された速度感応型トルク伝達機構を介して出力軸から各車輪に伝達されると共に、車輪間に差動回転が生じると、この差動回転は速度感応型のトルク伝達機構によって制限される。
【００１７】又、本発明のデファレンシャル装置では、各トルク伝達機構のハブに、ハウジングの軸方向壁部の径方向内側からシ−ルの外部へ突き出した軸方向の突き出し部を設け、デフケ−スの軸方向壁部を貫通する一対の移動部材とこの突き出し部側との間に差動ロック用のクラッチを設けた。
【００１８】こうして、内部が高圧になるハウジングに穴を開けずに、外部からクラッチを操作することが可能になった。
【００１９】そこで、悪路などを走行するときは、クラッチで差動をロックすれば、車輪の空転が防止され、車両の悪路脱出性と走破性とが大きく向上してスタック状態から脱出することができる。
【００２０】又、クラッチを噛み合わせて、速度感応型トルク伝達機構の高速差動回転を停止させれば、流体の発熱、流体の膨張によるハウジングとハブの変形、シ−ル部の摩耗、性能の低下などが防止され、耐久性が大きく向上する。
【００２１】又、本発明のデファレンシャル装置は、差動ロック用クラッチを組み込んだことによってＲ．Ｖ．車（レクレ−ショナル・ビ−クル）など差動ロック機能が必要な車種にも適用範囲が広がった。
【００２２】請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、１式のアクチュエ−タで一方のクラッチを操作すると共に、このアクチュエ−タの移動操作力を受けて移動する操作部材を設け、この操作部材を介し同アクチュエ−タによって他方のクラッチも操作することを特徴とし、請求項１の構成と同等の効果を得る。
【００２３】これに加えて、この構成のデファレンシャル装置は、アクチュエ−タの移動操作力を他方のクラッチに伝える操作部材を設けたことにより、１式のアクチュエ−タで両方のクラッチの操作が可能になり、それだけ、構造簡単、軽量、低コストになる。
【００２４】請求項３の発明は、請求項２記載のデファレンシャル装置であって、操作部材が、デフケ−ス、又は、速度感応型トルク伝達機構のハウジング、又は、これらの間に設けられた貫通孔を移動自在に貫通する操作ロッドであることを特徴とし、請求項２の構成と同等の効果を得る。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１と図２によって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の特徴を備えており、図１はこの実施形態のデファレンシャル装置１を示している。又、左右の方向は図１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。
【００２６】デファレンシャル装置１は、デフケ−ス３、粘性カップリング（速度感応型のトルク伝達機構）５、７、噛み合いクラッチ（クラッチ）９、１１、アクチュエ−タ１３、１５、リタ−ンスプリング１７、１７などを備えている。
【００２７】デファレンシャル装置１はオイル溜りが設けられたデフキャリヤの内部に配置されている。デフケ−ス３はボス部１９、２１をベアリング２３、２３によってデフキャリヤに支承され、エンジンの駆動力によって回転駆動される。
【００２８】粘性カップリング５、７はハウジング２５を共用しており、このハウジング２５は円筒状の部材２７と、その軸方向両端に固定された側壁部材２９、３１（軸方向壁部）と、円筒状部材２７の中央部に固定された隔壁部材３３とから構成されている。
【００２９】図２のように、ハウジング２５は外周に設けられた軸方向凸部３５をデフケ−ス３の内周に設けられた軸方向凹部３７に係合し、回転方向に連結されている。
【００３０】ハウジング２５の内部には左右のハブ３９、４１が相対回転自在に配置されており、ハブ３９はスプライン連結された左の出力軸４３を介して左車輪側に連結され、ハブ４１はスプライン連結された右の出力軸４５を介して右車輪側に連結されている。
【００３１】又、各ハブ３９、４１とハウジング２５の間には、高粘度のシリコンオイルが封入された圧力室４７、４９が設けられている。各圧力室４７、４９の内部では、アウタ−プレ−トとインナ−プレ−トが交互配置され、アウタ−プレ−トはハウジング２５の内周に軸方向移動自在に係合し、インナ−プレ−トは各ハブ３９、４１の外周に軸方向移動自在に係合している。
【００３２】ハブ３９にはハウジング２５の左側壁部材２９の径方向内側から左方に突き出したボス部５１（突き出し部）が設けられており、ハブ４１には右側壁部材３１の径方向内側から右方に突き出したボス部５３（突き出し部）が設けられている。又、各ハブ３９、４１の対向部は互いの間に設けられた支承部５５によって支承し合っている。
【００３３】ハブ３９のボス部５１と左側壁部材２９との間、及び、ハブ４１のボス部５３と右側壁部材３１との間にはそれぞれ断面がＸ字状のＸリング（シ−ル）５７、５７が配置され、各ハブ３９、４１の支承部５５にはＸリング５９が配置されている。
【００３４】噛み合いクラッチ９、１１は、カムリング６１、６３（移動部材）に設けられた噛み合い歯６５、６７と、クラッチ部材６９、７１に設けられた噛み合い歯７３、７５から構成されている。
【００３５】カムリング６１、６３は、噛み合い歯６５、６７が設けられたリング状の基部７７、７９と、これらに一体に設けられた複数本の腕部８１、８３とからなり、各腕部８１、８３はデフケ−ス３の側壁部８５、８７（軸方向壁部）に設けられた開口８９、９１をそれぞれ軸方向移動自在に貫通している。
【００３６】又、クラッチ部材６９、７１は各ハブ３９、４１のボス部５１、５３外周に溶接されている。
【００３７】アクチュエ−タ１３、１５はデフキャリヤ側に固定されており、それぞれワッシャ９３、９３を介してカムリング６１、６３をクラッチ部材６９、７１側に押圧し、噛み合いクラッチ９、１１を噛み合わせる。
【００３８】又、リタ−ンスプリング１７、１７はそれぞれカムリング６１、６３を軸方向外側（噛み合いクラッチ９、１１の噛み合い解除方向）に付勢している。
【００３９】アクチュエ−タ１３、１５が噛み合いクラッチ９、１１を噛み合わせると、デフケ−ス３と各ハブ３９、４１が相対回転不能に連結され、各アクチュエ−タ１３、１５の作動を停止すると、リタ−ンスプリング１７、１７によって噛み合いクラッチ９、１１の噛み合いが解除される。
【００４０】噛み合いクラッチ９、１１の噛み合いが解除されると、デフケ−ス３を回転させるエンジンの駆動力は粘性カップリング５、７を介して出力軸４３、４５から左右の車輪に伝達されると共に、車輪間に差動回転が生じると、これに伴いシリコンオイルの剪断抵抗を生じる粘性カップリング５、７によって差動回転は制限される。
【００４１】悪路などを走行中に、例えば、左の車輪が空転しても、粘性カップリング７によって右側車輪が駆動されるから、車両は悪路から脱出できる。
【００４２】又、車両がスタックしたときは、噛み合いクラッチ９、１１を噛み合わせると、デフケ−ス３と各ハブ３９、４１（出力軸４３、４５）との間で差動がロックされ、左右輪の空転がそれぞれ防止されるから、車両はスタック状態から脱出することができる。
【００４３】又、粘性カップリング５、７が高速で差動回転しているときに、噛み合いクラッチ９、１１を噛み合わせてハウジング２５とハブ３９、４１とをロックすれば、シリコンオイルの発熱、シリコンオイルの膨張によるハウジング２５とハブ３９、４１の変形、シ−ル部（Ｘリング５７、５９）の摩耗、性能の低下などが防止され、耐久性が大きく向上する。
【００４４】こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００４５】上記のように、デファレンシャル装置１では、粘性カップリング５、７の各ハブ３９、４１に、ハウジング２５の側壁部材２９、３１の径方向内側からＸリング５７、５７の外側へ突き出したボス部５１、５３を設けてクラッチ部材６９、７１を固定し、デフケ−ス３側のカムリング６１、６３とこれらのクラッチ部材６９、７１との間に差動ロック用の噛み合いクラッチ９、１１を設けた。
【００４６】従って、内部が高圧になるハウジング２５に穴を開けずに、外部から噛み合いクラッチ９、１１を操作することが可能になった。
【００４７】そこで、噛み合いクラッチ９、１１で差動をロックすれば、従来例と異なって、悪路脱出性と走破性とが大きく向上し、車両はスタック状態から脱出できる。
【００４８】又、上記のように、噛み合いクラッチ９、１１によって粘性カップリング５、７の発熱、膨張と変形、摩耗、性能低下などが防止され、耐久性が大きく向上する。
【００４９】又、噛み合いクラッチ９、１１を設けたことにより、デファレンシャル装置１は差動ロック機能が必要なＲ．Ｖ．車のような車種にも適用範囲が広がった。
【００５０】なお、本発明において、速度感応型のトルク伝達機構は、粘性カップリングに限らず、例えば、ベ−ンポンプやプランジャポンプなどのポンプ仕事によって速度感応型のトルク伝達機能を得るものであってもよい。
【００５１】又、クラッチは上記の軸方向に対向して噛み合うクラッチに限るものではなく、スリーブ状のクラッチを軸方向に移動させて噛み合わせるクラッチなどでもよい。
【００５２】又、請求項２の発明において、トルク伝達機構のハウジングをデフケ−スと軸方向移動自在に連結することによって操作部材に利用し、このハウジングを一方の噛み合いクラッチ用アクチュエ−タで移動操作し、他方の噛み合いクラッチを操作するように構成してもよい。
【００５３】又、上記操作部材としてデフケ−スを利用するか、もしくはデフケ−スとハウジングとに貫通孔を設け、この貫通孔内で移動可能である操作ロッドを利用する構成としてもよい。
【００５４】又、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）とリヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）とセンタ−デフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００５５】
【発明の効果】請求項１のデファレンシャル装置は、速度感応型トルク伝達機構のハブにシ−ル外部への突き出し部を設け、デフケ−ス側の移動部材とこの突き出し部側との間に差動ロック用のクラッチを設けたことにより、内部が高圧になるハウジングに穴を開けずに、クラッチの外部操作を可能にした。
【００５６】このクラッチの差動ロック機能によって車輪の空転が防止され、車両は悪路脱出性と走破性とが大きく向上し、スタック状態からの脱出が可能になる。
【００５７】又、クラッチによって速度感応型トルク伝達機構の高速差動回転を停止させれば、流体の発熱、流体の膨張によるハウジングとハブの変形、シ−ル部の摩耗、性能の低下などが防止され、耐久性が大きく向上する。
【００５８】又、本発明のデファレンシャル装置は、差動ロック用クラッチを組み込んだことにより、Ｒ．Ｖ．車のように差動ロック機能が必要な車種にも適用範囲が広がった。
【００５９】請求項２の発明は、請求項１の構成と同等の効果を得ると共に、１式のアクチュエ−タで両方のクラッチを操作するこの構成のデファレンシャル装置は、構造簡単、軽量、低コストである。
【００６０】請求項３の発明は、請求項２の構成と同等の効果を得る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２５０５０
【氏名又は名称】栃木富士産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 秀和 （外８名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１８０２１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２７９２５３ |
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