JP2016080162A - Differential motion limit device of four-wheel drive vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、パートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置に関する。 The present invention relates to a differential limiting device for a four-wheel drive vehicle in which a differential lock function is added to a differential of a part-time four-wheel drive vehicle.
エンジンからの動力伝達系に四輪駆動と二輪駆動の駆動切換え手段が設けられたパートタイム式四輪駆動車のディファレンシャルにデフロック機能が付加された四輪駆動車の差動制限装置として特許文献１に記載されたものが従来から知られている。 Patent Document 1 is a differential limiting device for a four-wheel drive vehicle in which a differential lock function is added to a differential of a part-time type four-wheel drive vehicle in which drive switching means for four-wheel drive and two-wheel drive is provided in a power transmission system from an engine What has been described in the past is known.
上記特許文献１に記載された四輪駆動車の差動制限装置においては、ディファレンシャルの一側部にローラ式の二方向クラッチとドグクラッチとを設け、上記２方向クラッチの係合によりディファレンシャルのサイドギヤとアクスルシャフトとを結合して四輪駆動に切換えるようにしている。また、ドグクラッチの係合によりサイドギヤをデフケースに結合してディファレンシャルをデフロックし、差動を制限するようにしている。 In the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle described in Patent Document 1, a roller-type two-way clutch and a dog clutch are provided on one side portion of the differential, and the differential side gear is engaged by the engagement of the two-way clutch. The axle shaft is connected to switch to four-wheel drive. Further, by engaging the dog clutch, the side gear is coupled to the differential case to differentially lock the differential, thereby limiting the differential.
上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ドグクラッチにおけるドグクラッチ部材としてのスライダをラック・ピニオン機構により二段階に移動可能とし、その一段階での移動により二方向クラッチを係合状態に切り換えて四輪駆動とし、二段階での移動によりドグクラッチを係合状態に切り換えてディファレンシャルをデフロックとして、単一の切換え手段で二方向クラッチおよびドグクラッチの係合、解除の切換えとしているため、二方向クラッチおよびドグクラッチを個別の切換え手段で切換えとする場合と比較して、構成の簡素化を図ることができるという特徴を有している。 In the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle, the slider as a dog clutch member in the dog clutch can be moved in two stages by the rack and pinion mechanism, and the two-way clutch is switched to the engaged state by the movement in one stage. Since it is a four-wheel drive, the dog clutch is switched to the engaged state by the movement in two stages, the differential is set as the differential lock, and the two-way clutch and the dog clutch are switched between engagement and release by a single switching means. Compared with the case where the dog clutch is switched by individual switching means, the configuration can be simplified.
ところで、上記四輪駆動車の差動制限装置においては、ローラ式二方向クラッチにおける外輪が車輪側に向かって開口しているため、二方向クラッチの係合による四輪駆動への切換えやドグクラッチの係合によるディファレンシャルのデフロックに際し、ドグクラッチ部材をディファレンシャル側に向かって移動させる必要がある。 By the way, in the differential limiting device for the four-wheel drive vehicle, since the outer ring in the roller type two-way clutch is open toward the wheel side, switching to the four-wheel drive by engagement of the two-way clutch or the dog clutch At the time of differential differential lock by engagement, it is necessary to move the dog clutch member toward the differential side.
そのため、ドグクラッチが係合した際、動力はディファレンシャルからドグクラッチを通り、アクスルシャフトに伝える必要がある。その動力伝達に際し、ドグクラッチ部材をアクスルシャフトに対してセレーションあるいはスプラインによる嵌合によって回り止めし、かつ、スライド自在に支持する必要があり、アクスルシャフトの加工に手間がかかり、コストを高める要因となっている。 Therefore, when the dog clutch is engaged, the power needs to be transmitted from the differential to the axle shaft through the dog clutch. When transmitting the power, it is necessary to stop the dog clutch member against the axle shaft by means of serration or spline fitting and to support it slidably. ing.
この発明の課題は、アクスルシャフトへのセレーションやスプラインの加工を不要とし、加工コストの低減を図ることができるようにした四輪駆動車の差動制限装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a differential limiting device for a four-wheel drive vehicle that eliminates the need for serration or spline machining on an axle shaft and can reduce machining costs.
上記の課題を解決するため、この発明においては、エンジンからの動力を左右一対のアクスルシャフトに分配するディファレンシャルの側部にデフケース内に組み込まれたサイドギヤとアクスルシャフトの締結、解除により四輪駆動と二輪駆動の切換えを行う二方向クラッチと、移動手段によって軸方向に移動されるドグクラッチ部材を有し、そのドグクラッチ部材によって前記サイドギヤをデフケースに結合、解除するデフロック用のドグクラッチとを設け、前記二方向クラッチが、外輪と内輪間に係合子を組み込み、その係合子を保持する保持器の回転制御によって係合子を外輪の内周と内輪の外周に係合させるようにした二方向クラッチとされ、前記ドグクラッチ部材で前記保持器の端部に設けられたフランジを弾性部材を介して外輪の開口端に押し付けて保持器の回転制御とし、二方向クラッチの係合状態への切換え後におけるドグクラッチ部材の二段階目の移動によってドグクラッチを係合状態に切り換える四輪駆動車の差動制限装置において、前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、そのドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、そのドグクラッチ部材と前記二方向クラッチの内輪の相互間に係脱可能な凹凸部を設けて内輪との間でドグクラッチを形成した構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, the four-wheel drive is achieved by fastening and releasing the side gear and the axle shaft incorporated in the differential case on the side of the differential that distributes the power from the engine to the pair of left and right axle shafts. A two-way clutch for switching between two-wheel drive; a dog clutch member that is moved in the axial direction by a moving means; and a dog clutch for a differential lock that connects and releases the side gear to the differential case by the dog clutch member. The clutch is a two-way clutch in which an engagement element is incorporated between the outer ring and the inner ring, and the engagement element is engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring by rotation control of a cage that holds the engagement element. A flange provided at the end of the cage by a dog clutch member is connected to the outer ring via an elastic member. In a differential limiting device for a four-wheel drive vehicle that presses against the open end to control the rotation of the cage and switches the dog clutch to the engaged state by the second-stage movement of the dog clutch member after switching to the engaged state of the two-way clutch The two-way clutch is incorporated so that the opening end of the outer ring faces the differential, the dog clutch member is disposed between the opening end of the outer ring and the opposite portion of the differential, and the dog clutch member is prevented from rotating with respect to the differential case. In addition, a configuration is adopted in which a dog clutch is formed between the dog clutch member and the inner ring by providing an uneven portion that can be engaged and disengaged between the dog clutch member and the inner ring of the two-way clutch.
上記の構成からなる四輪駆動車の差動制限装置において、ドグクラッチ部材を二方向クラッチの外輪に向けて移動させると、そのドグクラッチ部材の押圧により保持器が回転制御されて、内輪に対する保持器の相対回転により係合子が内輪の外周と外輪の内周に係合し、二方向クラッチが係合してサイドギヤとアクスルシャフトが結合され、四輪駆動の切換えとされる。 In the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle configured as described above, when the dog clutch member is moved toward the outer ring of the two-way clutch, the retainer is rotationally controlled by the pressing of the dog clutch member, and the retainer of the inner ring is By the relative rotation, the engagement element engages the outer periphery of the inner ring and the inner periphery of the outer ring, the two-way clutch engages, the side gear and the axle shaft are coupled, and the four-wheel drive is switched.
二方向クラッチの係合状態への切換えとしたドグクラッチ部材をさらに同方向に移動させると、ドグクラッチ部材と内輪の相互間に設けられた凹凸部が互いに噛合してドグクラッチが係合し、サイドギヤがデフケースに結合されてディファレンシャルがデフロックされ、差動が制限される。 When the dog clutch member, which is switched to the engaged state of the two-way clutch, is further moved in the same direction, the concave and convex portions provided between the dog clutch member and the inner ring mesh with each other to engage the dog clutch, and the side gear is the differential case. To the differential and the differential is limited.
ディファレンシャルのデフロックにより、エンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチおよび２方向クラッチからアクスルシャフトに伝達されるため、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がない。 Due to the differential differential lock, power from the engine is transmitted from the differential, dog clutch and two-way clutch to the axle shaft, which eliminates the need for power transmission from the dog clutch member to the axle shaft and is necessary for power transmission such as serrations and splines. It is not necessary to provide a simple fitting portion on the axle shaft.
ここで、デフケースの一側部にガイド筒を設け、ドグクラッチ部材には上記ガイド筒内にセレーション嵌合またはスプライン嵌合される筒部を設けてドグクラッチ部材を回り止め状態でスライド自在に支持し、上記ガイド筒内にデフケース内の潤滑オイルの外部への漏洩を阻止するシール部材を組み込んでおくことにより、潤滑オイルに混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ内に侵入するのを抑制することができる。 Here, a guide cylinder is provided on one side of the differential case, and the dog clutch member is provided with a cylinder portion that is serrated or spline-fitted in the guide cylinder to support the dog clutch member so as to be slidable in a non-rotating state. By incorporating a sealing member that prevents leakage of the lubricating oil in the differential case to the outside in the guide cylinder, it is possible to prevent foreign matters such as gear dust mixed in the lubricating oil from entering the two-way clutch. Can do.
この発明に係る四輪駆動車における差動制限装置において、ドグクラッチ部材を移動させる移動手段としては、モータを駆動源として回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛合するラックと、そのラックに設けられ、ドグクラッチ部材の外周に形成された周溝に回転自在に嵌合されたシフト部材とからなるものを採用することができる。シフト部材はピンであってもよく、フォークであってもよい。 In the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention, as a moving means for moving the dog clutch member, a pinion that is rotationally driven using a motor as a drive source, a rack that meshes with the pinion, and a rack are provided. It is possible to employ a shift member that is rotatably fitted in a circumferential groove formed on the outer periphery of the dog clutch member. The shift member may be a pin or a fork.
また、保持器のフランジを外輪に押し付ける弾性部材は、コイルスプリングであってもよく、皿ばねであってもよい。 The elastic member that presses the flange of the cage against the outer ring may be a coil spring or a disc spring.
さらに、二方向クラッチは、ローラを係合子とするローラ式のものであってもよく、あるいは、スプラグを係合子とするスプラグ式のものであってもよい。 Furthermore, the two-way clutch may be a roller type having a roller as an engaging element, or may be a sprag type having a sprag as an engaging element.
この発明に係る四輪駆動車の差動制限装置においては、ドグクラッチ部材の二方向クラッチの外輪に向けての２段階への移動によって二方向クラッチの係合状態への切り換えとディファレンシャルのデフロックとを行うものであるため、ドグクラッチ部材を移動させる移動手段として、上記のように、モータにより回転駆動されるピニオンと、そのピニオンに噛合するラックと、そのラックに連結され、前記ドグクラッチ部材の外周に形成された周溝に挿入されたシフト部材とからなる簡単な構成のものを採用することができる。 In the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention, the switching of the dog clutch member to the engaged state of the two-way clutch and the differential differential lock are performed by moving the dog clutch member toward the outer wheel of the two-way clutch. As described above, as a moving means for moving the dog clutch member, as described above, the pinion rotated by the motor, the rack meshing with the pinion, and the rack connected to the rack are formed on the outer periphery of the dog clutch member. The thing of the simple structure which consists of a shift member inserted in the surrounding circumferential groove | channel can be employ | adopted.
この発明に係る四輪駆動車の差動制限装置の耐久性の向上を図るため、ディファレンシャルのデフケースに設けられたリングギヤおよび前記サイドギヤ、前記二方向クラッチにおける外輪、内輪および保持器のそれぞれを熱処理して強度を高めるのがよい。 In order to improve the durability of the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle according to the present invention, each of the ring gear and the side gear provided in the differential differential case, the outer ring, the inner ring and the cage in the two-way clutch is heat-treated. To increase the strength.
熱処理として、ガス軟窒化処理、イオン窒化処理、浸炭焼入れ、高周波焼入れを採用することができる。 As the heat treatment, gas soft nitriding treatment, ion nitriding treatment, carburizing quenching, or induction quenching can be employed.
また、耐食性および耐摩耗性の向上を図るため、上記各種の部品の熱処理後、無電解ニッケルめっき、リン酸塩処理、黒色酸化クローム被膜処理、低温侵硫処理、固体潤滑処理、ショットブラスト処理、ショットピーニング処理の表面硬化処理を施すのがよい。 In addition, in order to improve corrosion resistance and wear resistance, after heat treatment of the above various parts, electroless nickel plating, phosphate treatment, black oxide chrome coating treatment, low temperature vulcanization treatment, solid lubrication treatment, shot blast treatment, A surface hardening treatment of shot peening treatment is preferably performed.
上記固体潤滑処理における固体潤滑剤として、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化タングステンを採用することができる。 As the solid lubricant in the solid lubricant treatment, molybdenum disulfide, graphite, fluororesin, and tungsten disulfide can be employed.
この発明においては、上記のように、二方向クラッチの外輪を開口端がディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間にドグクラッチ部材を配置し、そのドグクラッチ部材の外輪に向けての移動によって二方向クラッチを係合状態に切り換え、その切換え後のドグクラッチ部材の二段階目の移動でドグクラッチを係合させてディファレンシャルをデフロックすることができ、そのデフロックによってエンジンからの動力はディファレンシャル、ドグクラッチおよび２方向クラッチからアクスルシャフトに伝達されるため、ドグクラッチ部材からアクスルシャフトへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフトに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。 In the present invention, as described above, the outer ring of the two-way clutch is assembled so that the opening end faces the differential, and the dog clutch member is disposed between the opening end of the outer ring and the opposite portion of the differential, and is directed toward the outer ring of the dog clutch member. The two-way clutch is switched to the engaged state by all the movements, and the dog clutch is engaged by the second-stage movement of the dog clutch member after the switching, and the differential can be differentially locked, and the power from the engine is differentially locked by the differential lock. Because it is transmitted to the axle shaft from the dog clutch and the two-way clutch, it is not necessary to transmit power from the dog clutch member to the axle shaft, and it is necessary to provide a fitting portion necessary for power transmission such as serration or spline on the axle shaft. Disappear It is possible to reduce the cost.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、後輪１が常時駆動され、前輪２が駆動状態と非駆動状態とに切換えられるパートタイム式四輪駆動車の動力伝達系を示す。エンジン３からの動力はトランスミッション４に入力され、そのトランスミッション４からの出力はトランスファ５を介してリヤ側プロペラシャフト６およびフロント側プロペラシャフト７に分配される。四輪駆動時には、これらプロペラシャフト６、７からの駆動力がリヤ側ディファレンシャル８およびフロント側ディファレンシャル９を介して、リア側の左右のアクスルシャフト１０ａ、１０ｂおよびフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a power transmission system of a part-time four-wheel drive vehicle in which a rear wheel 1 is always driven and a
図２に示すように、フロント側ディファレンシャル９は、外装ケース１２内に収容されている。外装ケース１２は、デフケース部１２ａと、クラッチケース部１２ｂと、その両ケース部１２ａ、１２ｂを仕切る隔壁１２ｃからなり、上記フロント側プロペラシャフト７の軸端部はデフケース部１２ａの周壁を貫通し、その貫通部に組み込まれた軸受１３によって回転自在に支持されている。
As shown in FIG. 2, the
フロント側ディファレンシャル９は、フロント側プロペラシャフト７の軸端部に取り付けられたピニオン１４と、そのピニオン１４に噛合するリングギヤ１５と、そのリングギヤ１５を支持するデフケース１６と、そのデフケース１６内に組み込まれた対向一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂおよびその一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂのそれぞれに噛合する一対のサイドギヤ１８ａ、１８ｂとを有し、上記一対のデフピニオン１７ａ、１７ｂは、フロント側アクスルシャフト１１ａ、１１ｂと直交して両端部がデフケース１６に支持されたピニオン軸１９を中心にして回転自在に支持されている。
The
デフケース１６の上記リングギヤ１５を支持する一側部にはガイド筒２０がねじ止めによる手段を介して接続され、そのガイド筒２０の端部が隔壁１２ｃに形成された支持孔２１に挿入されている。支持孔２１には軸受２２が組み込まれ、その軸受２２によってガイド筒２０が回転自在に支持されている。
A
また、支持孔２１内にはシール部材２３が組み込まれ、そのシール部材２３は、デフケース部１２ａ内に貯留される潤滑オイルが支持孔２１内からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止している。
Further, a
デフケース１６の他側部はデフケース部１２ａの端壁に形成された段付き孔２４の大径孔部内に挿入され、その段付き孔２４の大径孔部内に組み込まれた軸受２５によって回転自在に支持されている。
The other side of the
また、段付き孔２４の小径孔部内にはフロント側アクスルシャフト１１ａを回転自在に支持する軸受２６が組み込まれている。フロント側アクスルシャフト１１ａの軸端部はデフケース１６の端壁を貫通し、そのデフケース１６内に位置する端部に左右一対の一方のサイドギヤ１８ａがセレーション嵌合（以下、スプライン嵌合も含む）されて一体回転可能に支持されている。
A bearing 26 that rotatably supports the
他方のサイドギヤ１８ｂは、ボス部１８ｃがデフケース１６の端壁を貫通し、そのボス部１８ｃの端部外周とガイド筒２０の内周間に、デフケース１６内の潤滑オイルがボス部１８ｃの貫通部からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するシール部材２７が組み込まれている。
In the
他方のサイドギヤ１８ｂはトルク伝達軸２８の一端部にセレーション嵌合されて一体回転可能な支持とされ、その嵌合部にＯリング２９が組み込まれている。Ｏリング２９は、デフケース１６内の潤滑オイルが嵌合部からクラッチケース部１２ｂ内にリークするのを防止するようになっている。
The
なお、図８に示すように、サイドギヤ１８ｂとトルク伝達軸２８を一体化してＯリング２９を省略してもよい。
As shown in FIG. 8, the
トルク伝達軸２８は左側のフロント側アクスルシャフト１１ｂと同軸上の配置とされて軸端面が対向し、そのトルク伝達軸２８とフロント側アクスルシャフト１１ｂの相互間に、両軸を結合、解除する二方向クラッチ３０が設けられている。
The
図２乃至図４に示すように、二方向クラッチ３０は、外輪３１と、その内側に組み込まれた内輪３２と、上記外輪３１と内輪３２の対向部間に組み込まれた係合子としてのローラ３３と、そのローラ３３を保持する保持器３４を有し、上記保持器３４の回転制御によりローラ３３を内輪３２の外周に形成されたカム面３５と外輪３１の内周に設けられた円筒面３６とで形成されるくさび空間の狭小部に噛み込ませるようにしたローラ式の二方向クラッチからなる。
As shown in FIGS. 2 to 4, the two-way clutch 30 includes an
二方向クラッチ３０は、外輪３１がフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部に取り付けられ、内輪３２がトルク伝達軸２８の軸端部に取り付けられて、外輪３１の開口端がディファレンシャル９に向く組み込みとされている。外輪３１はカップ形状をしており、その閉塞端に形成されたセレーション孔にフロント側アクスルシャフト１１ｂの軸端部を挿入してセレーション嵌合されている。内輪３２に形成されたセレーション孔にトルク伝達軸２８の軸端部を挿入してセレーション嵌合している。内輪３２とトルク伝達軸２８は外輪３１の開口端から挿入され、外輪３１の閉塞端に設けられた転がり軸受４４によって外輪３１と内輪３２が回転自在に支持されている。
The two-way clutch 30 includes an
内輪３２には、ディファレンシャル９と対向する端面にリング溝３７が形成され、そのリング溝３７内にスイッチばね３８が組み込まれている。スイッチばね３８は周方向の一部に切り離し部を有し、その切り離し部の両端から外方に向く一対の押圧片３９はリング溝３７の外周壁の一部に形成された切欠部４０から保持器３４の端部に形成された周方向に長い長孔４１内に挿入されて切欠部４０および長孔４１の周方向で対向する両端を押圧し、その押圧によってローラ３３は係合解除される中立位置に保持されている。
The
保持器３４は、外輪３１の閉塞端側内に組み込まれた弾性部材４３によって外輪３１の開口端から突出方向に向けて付勢されているその保持器３４の端部には外輪３１の開口端面と対向するフランジ４２が設けられ、そのフランジ４２を弾性部材４３の弾性に抗して外輪３１の開口端面に押し付けることにより保持器３４が外輪３１と一体化されて回転制御され、内輪３２と外輪３１の相対回転によりローラ３３がカム面３５と円筒面３６で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込んで二方向クラッチ３０が係合状態とされる。
The
二方向クラッチ３０とフロント側ディファレンシャル９の対向部間には、そのディファレンシャル９のサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合してディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０が設けられている。
A
ドグクラッチ５０は、二方向クラッチ３０の外輪３１の開口端側において内輪３２に対してドグクラッチ部材５１を対向配置し、そのドグクラッチ部材５１をデフケース１６に対して回り止めし、かつ、トルク伝達軸２８の軸方向に移動自在に支持し、上記ドグクラッチ部材５１の内輪３２に対する対向面に複数の凸部５２を周方向に等間隔に設け、内輪３２には上記凸部５２が係合可能な凹部５３を設け、その凹部５３に対する凸部５２の係合によってサイドギヤ１８ｂをデフケース１６に結合して、ディファレンシャル９をデフロックしている。
In the
ドグクラッチ部材５１の支持に際し、そのドグクラッチ部材５１の内周に筒部５４を設け、その筒部５４をガイド筒２０内に嵌合し、その嵌合面間に形成されたセレーション５５によりドグクラッチ部材５１を回り止めし、かつ、トルク伝達軸２８の軸方向に移動自在としている。
When the
ドグクラッチ部材５１は、移動装置６０によってトルク伝達軸２８の軸方向に移動される。図３に示すように、移動装置６０は、図示省略したモータを駆動源として定位置で回転されるピニオン６１と、そのピニオン６１に噛合するラック６２と、そのラック６２に連結されたシフト部材としてのピン６３とを有し、上記ピン６３をドグクラッチ部材５１の外周円筒部５６の外径面に形成された周溝６４に回転自在に嵌合し、上記ピニオン６１の回転によりラック６２を移動させ、ラック６２と共に移動するピン６３でドグクラッチ部材５１を移動させるようにしている。
The
ここで、ラック６２は、トルク伝達軸２８に平行配置されたガイド軸６５に沿って移動自在とされており、ガイド軸６５はクラッチケース部１２ｂによって両端部が支持されている。
Here, the
ドグクラッチ部材５１と保持器３４のフランジ４２間には弾性部材５７が組み込まれ、ドグクラッチ部材５１の二方向クラッチ３０に向けての移動時に、その弾性部材５７を介して保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられるようになっている。
An
弾性部材５７として、ここでは、複数のコイルスプリングを示したが、弾性部材５７はコイルスプリングに限定されるものではない。例えば、皿ばねであってもよい。
Here, a plurality of coil springs are shown as the
実施の形態で示す四輪駆動車の差動制限装置は上記の構造からなり、図２および図３は二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０のそれぞれが係合解除されている状態を示す。その二方向クラッチ３０の係合解除状態において、図１に示すパートタイム式四輪駆動車のエンジン３を駆動すると、四輪駆動車は後輪１のみが回転される二輪駆動状態で走行する。
The differential limiting device for a four-wheel drive vehicle shown in the embodiment has the above structure, and FIGS. 2 and 3 show a state where the two-way clutch 30 and the
上記のような二輪駆動での走行状態において、図３に示す移動装置６０のピニオン６１を同図の時計方向に回転させると、ラック６２が同図の左方向に移動し、ドグクラッチ部材５１が二方向クラッチ３０に向けて移動する。
When the
ドグクラッチ部材５１の移動により、二方向クラッチ３０の保持器３４に設けられたフランジ４２が弾性部材５７を介して外輪３１の開口端面に押し付けられる。このとき、弾性部材５７が圧縮される弾性力が外輪３１の閉塞端側に設けられた弾性部材４３の弾性力を上回り弾性部材４３を圧縮させることで保持器３４のフランジ４２を外輪３１の開口端面に押し付ける。
By the movement of the
図６は、保持器３４のフランジ４２が外輪３１の開口端面に押し付けられた状態を示し、フランジ４２と外輪３１の開口端面の接触部に作用する摩擦によって保持器３４が外輪３１に回り止めされ、内輪３２に対する保持器３４の相対回転により、図５に示すように、ローラ３３が外輪３１の円筒面３６と内輪３２のカム面３５で形成されるくさび空間の狭小部に噛み込み、二方向クラッチ３０が係合状態とされる。
FIG. 6 shows a state in which the
上記のような二方向クラッチ３０の係合により、サイドギヤ１８ｂを支持するトルク伝達軸２８とフロント側アクスルシャフト１１ｂが締結されて四輪駆動状態に切り換えられ、フロント側プロペラシャフト７の回転トルクが図９の矢印で示すように、フロント側ディファレンシャル９を介してフロント側の左右のアクスルシャフト１１ａ、１１ｂに伝達され、前輪２が駆動される。具体的には、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ｂ→トルク伝達軸２８→二方向クラッチ３０（内輪３２→ローラ３３→外輪３１）→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。
By the engagement of the two-way clutch 30 as described above, the
二方向クラッチ３０の係合後、ドグクラッチ部材５１を二方向クラッチ３０に向けてさらに移動させると、図７に示すように、弾性部材５７がさらに圧縮してドグクラッチ部材５１に設けられた凸部５２が内輪３２に形成された凹部５３に係合し、ドグクラッチ５０は係合状態とされる。そのドグクラッチ５０の係合により、図２に示されるサイドギヤ１８ｂが内輪３２、ドグクラッチ部材５１およびガイド筒２０を介してデフケース１６に結合され、フロント側ディファレンシャル９がデフロックされて差動が制限される。
When the
ディファレンシャル９のデフロックによってエンジン３からの回転トルクが図１０の矢印で示すように、ディファレンシャル９、ドグクラッチ５０および二方向クラッチ３０からアクスルシャフト１１ｂに伝達される。具体的には、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６（ガイド筒２０）→ドグクラッチ５０のドグクラッチ部材５１（筒部５４→凸部５２）→二方向クラッチ３０（凹部５３→内輪３２→ローラ３３→外輪３１）→フロント側アクスルシャフト１１ｂと回転トルクが伝達される。他方へは、フロント側プロペラシャフト７→ピニオン１４→リングギヤ１５→デフケース１６→デフピニオン１７ａ，ｂ→サイドギヤ１８ａ→フロント側アクスルシャフト１１ａと回転トルクが伝達される。そのため、先行特許文献１に記載のようなドグクラッチ部材５１からアクスルシャフト１１ｂへの動力伝達を不要とし、セレーションやスプラインのような動力の伝達に必要な嵌合部をアクスルシャフト１１ｂに設ける必要がなくなり、コストの低減を図ることができる。
Due to the differential 9's differential lock, the rotational torque from the engine 3 is transmitted from the differential 9, the
また、図２に示すように、ガイド筒２０内に組み込まれたシール部材２７は、デフケース１６内の潤滑オイルのガイド筒２０内からの外部への漏洩を防止するため、潤滑オイルが二方向クラッチ３０内に浸入し、その潤滑オイルに混入するギヤ粉等の異物が二方向クラッチ３０で噛み込まれるという不都合の発生を未然に防止することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the
ここで、内輪３２に対する保持器３４の相対回転により二方向クラッチ３０が係合状態とされるとき、図５に示すように、スイッチばね３８が弾性変形し、その復元弾性によってローラ３３を係合解除する中立位置に戻そうとする。
Here, when the two-way clutch 30 is engaged by the relative rotation of the
このため、ドグクラッチ部材５１をディファレンシャル９に向けて後退動させてフランジ４２の押圧を解除すると、スイッチばね３８の復元弾性により保持器３４が復帰回動されてローラ３３は中立位置に戻され、二方向クラッチ３０は係合解除状態とされる。
Therefore, when the
実施の形態においては、四輪駆動車の差動制限装置の耐久性の向上を図るため、ディファレンシャル９におけるリングギヤ１５やサイドギヤ１８ａ、１８ｂならびに二方向クラッチ３０における外輪３１、内輪３２および保持器３４のそれぞれをガス軟窒化処理、イオン窒化処理、浸炭焼入れ、高周波焼入れ等の熱処理を施して強度を高めている。
In the embodiment, in order to improve the durability of the differential limiting device for a four-wheel drive vehicle, the
また、耐食性および耐摩耗性の向上を図るため、上記各種の部品の熱処理後、無電解ニッケルめっき、リン酸塩処理、黒色酸化クローム被膜処理、低温侵硫処理、固体潤滑処理、ショットブラスト処理、ショットピーニング処理の表面硬化処理を施すようにしている。 In addition, in order to improve corrosion resistance and wear resistance, after heat treatment of the above various parts, electroless nickel plating, phosphate treatment, black oxide chrome coating treatment, low temperature vulcanization treatment, solid lubrication treatment, shot blast treatment, The surface hardening process of the shot peening process is performed.
ここで、上記固体潤滑処理における固体潤滑剤として、二硫化モリブデン、グラファイト、フッ素樹脂、二硫化タングステンを採用している。 Here, molybdenum disulfide, graphite, fluororesin, and tungsten disulfide are employed as the solid lubricant in the solid lubrication process.
実施の形態においては、フロント側のディファレンシャル９の一側方に二方向クラッチ３０およびディファレンシャル９をデフロックするドグクラッチ５０を設けるようにしたが、リヤ側のディファレンシャル８の一側方に二方向クラッチ３０およびドグクラッチ５０を設けるようにしてもよい。
In the embodiment, the two-way clutch 30 and the
また、図２乃至図４では、二方向クラッチ３０として、ローラ式のものを示したが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、外輪７１と内輪７２間に径の異なる保持器７３、７４を組み込み、内輪７２に固定された小径側保持器７４のポケット７５にスプラグ７７の一端部を挿入し、スプラグ７７の他端部を大径側保持器７３に形成されたポケット７６に挿入し、上記大径側保持器７３の内径面に取り付けられたリボンスプリング７８に対向一対のばね片７９を設け、その一対のばね片７９でスプラグ７７を中立位置に弾性保持し、上記大径側保持器７３の端部に設けられた図示省略のフランジを外輪７１の端面に押し付け、外輪７１と内輪７２の相対回転によりスプラグ７７を周方向に傾動させて外輪７１の円筒形内面７１ａおよび内輪７２の円筒形外径面７２ａに係合させるようにしたスプラグタイプのものであってもよい。
2 to 4, the two-way clutch 30 is shown as a roller type, but is not limited to this. For example, as shown in FIG. 11,
３ エンジン
９ ディファレンシャル（フロント側）
１１ａ アクスルシャフト（フロント側）
１１ｂ アクスルシャフト（フロント側）
１６ デフケース
１８ｂ サイドギヤ
２０ ガイド筒
２７ シール部材
３０ 二方向クラッチ
３１ 外輪
３２ 内輪
３３ ローラ（係合子）
３４ 保持器
４２ フランジ
５０ ドグクラッチ
５１ ドグクラッチ部材
５２ 凸部
５３ 凹部
５４ 筒部
６０ 移動装置（移動手段）
６１ ピニオン
６２ ラック
６３ ピン（シフト部材）
６４ 周溝
７１ 外輪
７１ａ 円筒形内面
７２ 内輪
７２ａ 円筒形外面
７３ 保持器
７４ 保持器
７７ スプラグ（係合子）
3
11a Axle shaft (front side)
11b Axle shaft (front side)
16
34
61
64
Claims (6)
前記二方向クラッチを、その外輪の開口端が前記ディファレンシャルに向く組み込みとし、その外輪の開口端とディファレンシャルの対向部間に前記ドグクラッチ部材を配置し、そのドグクラッチ部材をデフケースに対して回り止めし、かつ、軸方向にスライド自在とし、そのドグクラッチ部材と前記二方向クラッチの内輪の相互間に係脱可能な凹凸部を設けて内輪との間でドグクラッチを形成したことを特徴とする四輪駆動車の差動制限装置。 A two-way clutch that switches between four-wheel drive and two-wheel drive by fastening and releasing the side gear built into the differential case and the axle shaft on the side of the differential that distributes the power from the engine to the pair of left and right axle shafts, and moving means A dog clutch member that is moved in the axial direction by the dog clutch member, and a dog clutch for differential locking that connects and releases the side gear to the differential case by the dog clutch member, and the two-way clutch incorporates an engagement member between the outer ring and the inner ring, It is a two-way clutch in which the engagement element is engaged with the inner periphery of the outer ring and the outer periphery of the inner ring by rotation control of the retainer that holds the engagement element, and is provided at the end of the retainer by the dog clutch member. The flange is pressed against the open end of the outer ring via an elastic member to control the rotation of the cage. In limited slip differential for a four wheel drive vehicle that switches the engaged state dog clutch by movement of the second stage of the dog clutch after switching to the engaged state of the clutch,
The two-way clutch is incorporated so that the opening end of the outer ring faces the differential, the dog clutch member is disposed between the opening end of the outer ring and the opposite portion of the differential, and the dog clutch member is prevented from rotating with respect to the differential case. A four-wheel drive vehicle characterized in that it is slidable in the axial direction, and a dog clutch is formed between the dog clutch member and the inner ring of the two-way clutch by providing a concavo-convex portion between the dog clutch member and the inner ring. Differential limiting device.
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109236893A (en) * | 2017-09-11 | 2019-01-18 | 沈健龙 | One kind being based on gear-driven clutch |
| JP2019143652A (en) * | 2018-02-16 | 2019-08-29 | 株式会社イケヤフォ−ミュラ | Differential device |
| CN112963519A (en) * | 2021-04-02 | 2021-06-15 | 重庆隆鑫机车有限公司 | Drive axle, drive shaft machining method and drive axle assembling method |
| KR20230126955A (en) * | 2022-02-24 | 2023-08-31 | 현대위아 주식회사 | Differential lock system |
-
2015
- 2015-03-13 JP JP2015050640A patent/JP2016080162A/en active Pending
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