JP4360789B2 - Vehicle differential device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディファレンシャル装置に関し、特にプラネタリギヤ式のディファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、４輪駆動車は、エンジンからの動力を、変速機によって変速し、この変速出力をセンターディファレンシャル装置によってフロントディファレンシャル装置とリヤディファレンシャル装置に分配して動力伝達し、フロントディファレンシャル装置から左右の前輪に伝達し、リヤディファレンシャル装置から左右の後輪に伝達するように構成されている。このセンターディファレンシャル装置は、比較的コンパクトでかつ、前後輪へのトルク配分が可変調整できるプラネタリギヤ式のセンターディファレンシャル装置が広く使用されている。
【０００３】
プラネタリギヤ式のセンターディファレンシャル装置について、図１０を参照して説明する。センターディファレンシャル装置１００は、先端が中間部材１１１を介在して変速機の出力軸１０１に連結された入力軸１１２と、この入力軸１１２の内部に配置され先端が中間部材１１３を介してフロントドライブ軸１０２に連結されたフロント出力軸１１４と、フロント出力軸１１４の内部に先端が臨まされたリヤ出力軸１１６とを備え、これら入力軸１１２、フロント出力軸１１４、リヤ出力軸１１６が同軸上で相対回転自在に構成されている。
【０００４】
入力軸１１２の基端には大径の第１サンギヤ１２０が形成され、この第１サンギヤ１２０に小径の第１ピニオン１２１が噛合される一方、リヤ出力軸１１６に小径の第２サンギヤ１２３が設けられ、この第２サンギヤ１２３に大径の第２ピニオン１２４が噛合されている。これら第１ピニオン１２１及び第２ピニオン１２４は中空状のピニオン部材１２５に一体形成され、キャリヤ１３０に固定されたピニオン軸１２６に軸支されてプラネタリギヤを形成している。
【０００５】
キャリヤ１３０の内周に固定されたハブ１４０が第１サンギヤ１２０と第２サンギヤ１２３の間から入力軸１１２の内部に延びてフロント出力軸１１４の外周にスプライン嵌合されている。そして、ピニオン軸１２６を介してキャリヤ１３０に伝達された動力は、ハブ１４０、フロント出力軸１１４を介してフロントドライブ軸１０２に伝動される。一方、第２サンギヤ１２３を介してリヤ出力軸１１６に伝動された動力は、トランスファギヤ１０４、１０５によってリヤドライブ軸１０６に伝動される。
【０００６】
更に、キャリヤ１３０とリヤ出力軸１１６との間にイニシャルトルクを与えるイニシャルトルク付与手段１５０が配設されている。イニシャルトルク付与手段１５０は、キャリヤ１３０の後面に設けられてリヤ出力軸１１６にニードルベアリングを介して回転自在に支持されたクラッチハブ１５１及びリヤ出力軸１１６に固定されたクラッチドラム１５２を有している。クラッチハブ１５１にドリブンプレート１５３が軸方向に移動可能にスプライン嵌合する一方、ドライブプレート１５４がクラッチドラム１５２に軸方向に移動可能にスプライン嵌合し、クラッチドラム１５２に取り付けられたスナップリング１５５とドライブプレート１５４との間に荷重を付与した状態で皿ばね１５６が弾装されている。
【０００７】
また、第１サンギヤ１２０とハブ１４０との間、ハブ１４０と第２サンギヤ１２３との間及び第２サンギヤ１２３とキャリヤ１３０との間にフリクションワッシャ１４１、１４２、１４３が配置されている。第１サンギヤ１２０と第１ピニオン１２１をヘリカルギヤで構成し、前進時に第１ピニオン１２１が第１サンギヤ１２０をその噛み合い反力によってハブ１４０側に付勢するスラスト荷重を発生させ、かつ第２サンギヤ１２３と第２ピニオン１２４をヘリカルギヤで構成して前進時に第２ピニオン１２４がその噛み合い反力によって第２サンギヤ１２３をハブ１４０側に付勢するスラスト荷重が発生するように設定される。
【０００８】
そして、変速機の出力軸１０１からの変速出力は、入力軸１１２を介して第１サンギヤ１２０に入力され、第１ピニオン１２１を介してピニオン部材１２５に伝動される。ここで前進時には、センターディファレンシャル装置１００の各歯車諸元によりキャリヤ１３０及び第２サンギヤ１２３に動力が各々配分されて出力される。キャリヤ１３０からの動力は、ハブ１４０、フロント出力軸１１４、フロントドライブ軸１０２を介してフロントディファレンシャル装置から前輪に伝動される。また、第２サンギヤ１２３の動力はリヤ出力軸１１６、トランスファギヤ１０４、１０５、リヤドライブ軸１０６、プロペラ軸、リヤディファレンシャル装置を介して後輪に伝動される。
【０００９】
この時、イニシャルトルク付与手段１５０の皿ばね１５６によりドライブプレート１５４に押圧力が付与されて圧接するドライブプレート１５４とドリブンプレート１５３との間及びドリブンプレート１５３とクラッチドラム１５２との間に摩擦抵抗が発生し、この摩擦抵抗によってイニシャルトルクが付与される。
【００１０】
前後輪に差回転が発生すると、第１ピニオン１２１が第１サンギヤ１２０をハブ１４０方向及び第２ピニオン１２４が第２サンギヤ１２３をハブ１４０側に付勢するスラスト荷重が回転差と共に発生し、各フリクションワッシャ１４１、１４２を介して入力側の第１サンギヤ１２０とハブ１４０との間、及び第２サンギヤ１２３とハブ１４０との間に各々摩擦抵抗が発生すると共に、ピニオン部材１２５とピニオン軸１２６との間に摩擦抵抗を発生させ、これらの摩擦抵抗によってピニオン部材１２５の回転方向に対して反対方向の摩擦トルク、即ちトルク感応型差動制限トルクを発生させる。一方、後進時において前後輪に差回転が発生すると、第２サンギヤ１２３のスラスト荷重は逆方向に発生し、フリクションワッシャ１４３が第２サンギヤ１２３によってキャリヤ１３０に押圧されて摩擦抵抗が発生すると共に、ピニオン部材１２５とピニオン軸１２６との間に摩擦抵抗を発生させ、これらの摩擦抵抗によってピニオン部材１２５の回転に対して反対方向の摩擦トルク、即ちトルク感応型差動制限トルクを与えて操縦性及び走行安定性を確保する。
【００１１】
なお、同様のプラネタリギヤ式センターディファレンシャル装置を備えた４輪駆動車に関して種々提案されている（例えば特許文献１）。
【００１２】
また、デファレンシャル装置において、デフケースと一体的に回転する摩擦プレートを差動プレートに押圧して差動を制限するイニシャルトルクを得る先行技術がある（例えば特許文献１）。
【００１３】
【特許文献１】
特許第２６５２７１５号公報
【特許文献２】
特開平８−２１０４６４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記センターディファレンシャル装置によると、第１サンギヤ１２０と第１ピニオン１２１、及び第２サンギヤ１２３と第２ピニオン１２４の各噛み合いピッチ半径を適切に設定することで、前後輪への基準トルク配分を所望の配分に設定できる。また、前後輪に差回転が発生した際に、第１サンギヤ１２０とハブ１４０、ハブ１４０と第２サンギヤ１２３、第２サンギヤ１２３とキャリヤ１３０との間に配置した各フリクションワッシャ１４１、１４２、１４３に発生する摩擦抵抗によるトルク感応型差動制限トルク及びイニシャルトルク発生部１５０によるイニシャルトルクによって差動制限特性を確保して、操縦性及び走行安定性の向上を図っている。
【００１５】
しかし、イニシャルトルクが差動制限特性に与える影響は大きく、耐久性及び安定した作動を確保するためには、イニシャルトルク付与手段１５０の皿ばね１５６には十分なばね力が要求され、かつドリブンプレート１５３、ドライブプレート１５４等の摩擦係合プレートには十分な摩擦抵抗の確保と耐久性が必要であり、適切な処理、例えば表面処理や摩擦材を貼る等の処理を施す必要がある。また、十分なイニシャルトルク特性を確保するためにはイニシャルトルク付与手段１５０の大型化や製造コストの増大を招くと共に作動制限特性の設定に影響を及ぼすことが懸念される。
【００１６】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、車両の操縦性及び走行安定性の向上が得られ、かつ差動制限特性設定の自由度が大きく、しかもコンパクトで製造コストの低減が期待できる車両のディファレンシャル装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の車両のディファレンシャル装置の発明は、ヘリカルギヤに形成された第１サンギヤ及び第２サンギヤと、一体形成されて上記第１サンギヤ及び第２サンギヤに各々噛み合う第１ピニオン及び第２ピニオンと、上記第２サンギヤが設けられた出力軸と、これらのギヤ部材を回転自在に収容支持するキャリヤとを備え、上記第１サンギヤに入力された動力を上記キャリヤ及び出力軸に分配して出力する複合プラネタリギヤ式のディファレンシャル装置において、上記第２サンギヤが、トルク伝達時に上記第２ピニオンとの噛み合い反力により軸方向移動可能に上記出力軸にスプライン嵌合し、上記キャリヤに上記第２サンギヤの一方の端面と対向して形成されたスラスト受面と上記第２サンギヤの上記一方の端面の間に配置された摩擦係合プレートを有し、上記第２サンギヤにより上記摩擦係合プレートを上記スラスト受面に押圧し該摩擦抵抗によって差動制限トルクを与える第１摩擦係合手段と、上記第２サンギヤの他方の端面と上記キャリヤとの間に配置された摩擦係合プレートを有し、上記第２サンギヤにより該摩擦係合プレートをキャリヤに押圧し該摩擦抵抗によって差動制限トルクを与える第２摩擦係合手段と、上記第２摩擦係合手段と上記キャリヤとの間に配置され、第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを介して第２サンギヤを押動して上記第１摩擦係合手段の摩擦係合プレートを上記スラスト受面に押圧しかつ第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを第２サンギヤに押圧し該各々の摩擦抵抗によってイニシャルトルクを与えるイニシャルトルク付与手段とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明によると、入力部材となる第１サンギヤの回転方向に伴う第２ピニオンと第２サンギヤとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重方向により第１摩擦係合手段或いは第２摩擦係合手段によるスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクが与えられると共に、イニシャルトルク付与手段によるイニシャルトルクが与えられる。しかも、イニシャルトルク付与手段による第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを押圧によってイニシャルトルクを与えることから、第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートによる比較的大きなイニシャルトルクが容易に得られ、差動制限特性の設定自由度が拡大すると共に車両の操縦性及び走行安定性の向上が得られる。また、イニシャルトルク付与手段専用の摩擦係合プレートが不要になりイニシャルトルク付与手段の簡素化及びコンパクト化が可能になり製造コストの低減が期待できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１の車両のディファレンシャル装置において、上記第１摩擦係合手段は、上記キャリヤに設けられて上記第２サンギヤの一方の端面側で上記出力軸を囲みかつ内周に軸方向に延在するスプラインが形成された第１摩擦係合プレート収容部と、該第１摩擦係合プレート収容部と出力軸との間に配設されて上記第１摩擦係合プレート収容部のスプラインに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレート及び上記出力軸のスプラインに内周がスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備え、上記第２摩擦係合手段は、上記キャリヤに設けられ上記第２サンギヤの他方の端面側で上記出力軸を囲みかつ内周に軸方向に延在するスプラインが形成された第２摩擦係合プレート収容部と、該第２摩擦係合プレート収容部と出力軸との間に配設されて上記第２摩擦係合プレート収容部のスプラインに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレート及び上記出力軸のスプラインに内周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備え、上記イニシャルトルク付与手段は、上記第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートと上記第２摩擦係合プレート収容部との間に配置されて上記第２サンギヤと共に上記第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを押圧することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成をより具体的にしたものであって、第１摩擦係合手段をキャリヤに設けられた摩擦係合プレート収容部のスプラインにスプライン嵌合する摩擦係合プレートと出力軸のスプラインにスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備えた、いわゆる多板式の摩擦係合手段によって構成し、同様に第２摩擦係合手段をキャリヤに設けられた第２摩擦係合プレート収容部のスプラインにスプライン嵌合する摩擦係合プレートと出力軸のスプラインにスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備えた多板式の摩擦係合手段によって構成することによって、第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートによる摩擦抵抗が容易に確保でき、差動制限特性が向上して車両の操縦性及び走行安定性の向上が図れる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１の車両のディファレンシャル装置において、上記摩擦係合プレートがフリクションワッシャであることを特徴とする。
【００２２】
請求項３の発明によると、第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートをフリクションプレートにより構成することによって、第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の構造が簡単になり製造コストの削減が得られ、かつディファレンシャル装置の軸方向の短縮が可能になりディファレンシャル装置の小型及び軽量化が図れる。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の車両のディファレンシャル装置において、上記イニシャルトルク付与手段は、上記第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを介して上記第２サンギヤの他方の端面と対向して軸方向に移動自在に配置されたエンドプレートと、該エンドプレートと対向してキャリヤに設けられた係止部材と、上記エンドプレートと係止部材との間に設けられた皿ばねとを備えたことを特徴とする。
【００２４】
請求項４の発明によると、イニシャルトルク付与手段がエンドプレートと、係止部材と、これらエンドプレートと係止部材との間に配置された皿ばねとにより簡単に構成できると共に、皿バネのばね特性の設定、即ちばね特性の異なる皿ばねと交換することで容易に差動制限特性を調整することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、請求項４の車両のディファレンシャル装置において、上記エンドプレートは、上記係止部材と対向する側面に、係止部材と対向するばね受面を有して周方向に連続する断面略Ｌ字状に切り欠き形成された環状のばね収容部を備え、上記ばね受面から上記側面までの寸法が、上記皿ばねが軸方向から押圧されて密着する寸法より大であることを特徴とする。
【００２６】
請求項５の発明によると、エンドプレートの側面に、その側面からばね収容部のばね受面までの寸法を皿ばねが軸方向から押圧されて密着する寸法より大きく形成することによって、皿ばねが過剰に押し潰されることなく皿ばねの耐久性が向上すると共に、安定したばね特性が維持できる。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の車両のディファレンシャル装置において、上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、前進時と後進時とで上記第１摩擦係合手段と第２摩擦係合手段の一方または他方によって第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクを与えると共に、イニシャルトルク付加手段によるイニシャルトルクを付加することで車両の前進時と後進時とで異なる差動制限特性を設定することを特徴とする。
【００２８】
請求項６の発明によると、前進時と後進時における第２サンギヤと第２ピニオンの噛み合い反力により発生する第２サンギヤのスラスト方向により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段によって与えられる差動制限トルクが異なり、車両の前進時と後進時で異なる差動制限特性を設定することができる。
【００２９】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の車両のディファレンシャル装置において、上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、エンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時とで上記第１摩擦係合手段と第２摩擦係合手段の一方または他方によって第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクを与えると共に、イニシャルトルク付加手段によるイニシャルトルクを付加することでエンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時とで異なる差動制限特性を設定することを特徴とする。
【００３０】
請求項７の発明によると、エンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時とで第２サンギヤと第２ピニオンの噛み合い反力により発生する第２サンギヤのスラスト方向により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段によって与えられる差動制限トルクが異なり、エンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時で異なる差動制限特性を設定することができる。
【００３１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項の車両のディファレンシャル装置において、上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、エンジンによる変速機からの駆動による前進時に第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じた上記第１摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクを与え、かつ上記イニシャルトルク付与手段により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段によるイニシャルトルクを付加する一方、エンジンブレーキ時に第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じた上記第２摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクを与えることを特徴とする。
【００３２】
請求項８の発明によると、エンジンによる変速機からの駆動による前進時には、第１摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクに、イニシャルトルク付与手段に基づく第１摩擦係合手段及び第１摩擦係合手段によるイニシャルトルクが加わった大きな差動制限トルクが確保できて発進トラックション性能や走破性が向上すると共に操縦性や走行安定性が向上する一方、エンジンブレーキ時には第２摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクを与えることから、エンジンブレーキ時に付与される差動制限トルクが抑制されて旋回制動時のタックイン現象が抑制できて操縦性及び走行安定性が向上する。
【００３３】
請求項９に記載の発明は、請求項８のディファレンシャル装置において、上記エンジンブレーキによる低制動時に、上記イニシャルトルク付与手段により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートによるイニシャルトルクを付加することを特徴とする。
【００３４】
請求項９の発明によると、エンジンブレーキによる低制動時にイニシャルトルクを付加することによって、大きな差動制限トルクが付与されて低制動時における操縦性及び走行安定性が得られる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるディファレンシャル装置の実施の形態を、ディファレンシャル装置が手動変速機に配設されたセンターディファレンシャル装置の場合を例に図を参照して説明する。
【００３６】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態を図１乃至図８を参照して説明する。図１はトランスミッションのスケルトン図、図２はセンターディファレンシャル装置の要部断面図、図３は図２のＡ部拡大図、図４は図３のＢ部拡大図である。
【００３７】
図１において符号１はトランスミッションケースであり、トランスミッションケース１にトランスファケース２を介してエクステンションケース３が連結されている。符号１０はエンジンであり、エンジン１０のクランク軸１１がフライホイール１２を介して発進クラッチ１３に連結し、発進クラッチ１３から中間軸１４が副変速機１５に連結している。
【００３８】
副変速機１５は、中間軸１４と入力軸１６との間に常時噛み合い式のカウンターギヤ機構１７とシンクロ機構１８が設けられ、高低２段に切換えるように構成され、入力軸１６によって手動変速機３０に入力される。手動変速機３０の出力軸１９は入力軸１６と平行に配置され、エクステンションケース３内部のセンターディファレンシャル装置５０に連結されている。出力軸１９は中空状で内部にフロントドライブ軸２０が挿通され、センターディファレンシャル装置５０がこのフロントドライブ軸２０を介してフロントディファレンシャル装置２１に連結され、フロントディファレンシャル装置２１から前輪に動力伝達される。
【００３９】
また、エクステンションケース３内部では、手動変速機３０の入力軸１６と同一高さにリヤドライブ軸２３が配置され、リヤ出力軸５６とリヤドライブ軸２３が一対のトランスファギヤ２４、２５を介して連結している。そして、リヤドライブ軸２３は、プロペラ軸２６及びリヤディファレンシャル装置２７等を介して後輪に動力伝達される。
【００４０】
手動変速機３０は、常時噛み合い式であって、平行配置された入力軸１６と出力軸１９との間に第１速〜第５速ギヤ列３１〜３５及びシンクロ機構３６、３７、３８が配置され、第１速ギヤ列３１と第２速ギヤ列３２との間にリバースギヤ列３９が配置されている。そして、シンクロ機構３６、３７、３８を選択的に作動することで第１速から第５速のいずれかにシフトし、かつリバースギヤ列３９を噛合することで後退段を得るように構成されている。
【００４１】
センターディファレンシャル装置５０は、図２に示すように先端が中間部材５１を介して出力軸１９の外周にスプライン嵌合された中空のセンターデフ入力軸５２と、このセンターデフ入力軸５２の内部に配置され先端が中間部材５３を介してフロントドライブ軸２０にスプライン嵌合された中空のフロント出力軸５４と、フロント出力軸５４の内部に先端が臨まされたリヤ出力軸５６を備え、これらセンターデフ入力軸５２、フロント出力軸５４、リヤ出力軸５６が同軸上で相対回転自在に構成されている。
【００４２】
センターデフ入力軸５２の基端に大径の第１サンギヤ６０が一体に形成され、この第１サンギヤ６０に小径の第１ピニオン６１が噛合される一方、リヤ出力軸５６の中間位置に形成されたスプライン５７に一方の出力側となる小径の第２サンギヤ６３が軸方向に移動自在にスプライン嵌合され、この第２サンギヤ６３に大径の第２ピニオン６４が噛合されている。これら第１ピニオン６１及び第２ピニオン６４は軸受穴６５ａを有するピニオン部材６５に一体形成され、他方の出力側となるキャリヤ６６に固定されたピニオン軸６８の挿通によって軸支されている。
【００４３】
即ち、キャリヤ６６には、前方からセンターデフ入力軸５２が回転自在に挿入される一方、後方からリヤ出力軸５６が回転自在に挿入され、空間中央に第１サンギヤ６０と第２サンギヤ６３等のギヤ部材を回転自在に収容支持する。そして、第１ピニオン６１が第１サンギヤ６０に噛み合い、かつ第２ピニオン６４が第２サンギヤ６３に噛み合うようにピニオン軸６８が架設されて複合プラネタリギヤが形成される。
【００４４】
ピニオン軸６８によって軸支された第１ピニオン６１と第２ピニオン６４は、所定の間隔を隔ててキャリヤ６６の内部に配列される一方、キャリヤ６６の内周にハブ６９が固設されている。ハブ６９は第１サンギヤ６０と第２サンギヤ６３の間隙からセンターデフ入力軸５２の内部に配置されたフロント出力軸５４の外周にスプライン嵌合されている。そして、ピニオン軸６８を介してキャリヤ６６に伝達された動力は、ハブ６９、フロント出力軸５４を介してフロントドライブ軸２０に動力伝達される。一方、第２サンギヤ６３を介してリヤ出力軸５６に伝達された動力は、トランスファギヤ２４、２５を介してリヤドライブ軸２３に動力伝達される。
【００４５】
ここで、センタディファレンシャル装置５０は、第１サンギヤ６０と第１ピニオン６１、及び第２サンギヤ６３と第２ピニオン６４の各噛み合いピッチ半径を適切に設定することで、基準トルク配分が所望の配分、例えば後輪に偏重した不等トルク配分に設定することができる。
【００４６】
また、第２サンギヤ６３とハブ６９との間に第１摩擦係合手段７１が配置され、第２サンギヤ６３とキャリヤ６６との間に第２摩擦係合手段７５及びイニシャルトルク付与手段８０が配置されている。
【００４７】
第１摩擦係合手段７１は、図２及び図３に示すように、ハブ６９にリヤ出力軸５６と同軸上でリヤ出力軸５６の外周と間隙を有して囲みかつ第２サンギヤ６３側に突出する円筒状で内周に軸方向に延在するスプライン７０ａが形成された第１摩擦係合プレート収容部７０を有し、その基端に第２サンギヤ６３の端面６３ａと対向するスラスト受面７０ｂが形成されている。第２サンギヤ６３の一方の端面６３ａとスラスト受面７０ｂとの間に、第１摩擦係合プレート収容部７０のスプライン７０ａに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合するドリブンプレート７３とリヤ出力軸５６のスプライン５７に内周が軸方向移動可能にスプライン嵌合するドライブプレート７２の各摩擦係合プレートが交互に配置されて多板式の摩擦係合手段を構成している。
【００４８】
第２摩擦係合手段７５は、図３及び図４に図３のＢ部拡大図を示すようにキャリヤ６６にリヤ出力軸５６と同軸上で第２サンギヤ６３と反対側に突出する円筒状で内周に軸方向に延在するスプライン６７ａが形成された第２摩擦係合プレート収容部６７が突設されている。第２摩擦係合プレート収容部６７のスプライン６７ａに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する円筒状の筒部７６ａ及びこの筒部７６ａと一体形成されて第２サンギヤ６３の端面６３ｂと対向する円板状のスラスト受面７６ｂからなる断面略Ｌ字状で環状に連続するエンドプレート７６と、第２摩擦係合プレート収容部６７の内周に形成された係止溝６７ｂに係合支持されてエンドプレート７６の筒部７６ａの側面７６ｃに当接してエンドプレート７６の外方移動端を規制する係止部材であるスナップリング７７と、第２サンギヤ６３の端面６３ｂとエンドプレート７６のスラスト受面７６ｂとの間に第２摩擦係合プレート収容部６７のスプライン６７ａに外周がスプライン嵌合するドリブンプレート７８及びリヤ出力軸５６のスプライン５７に内周がスプライン嵌合するドライブプレート７９の各摩擦係合プレートとを有し、ドリブンプレート７８とドライブプレート７９が交互に配置されて多板式の摩擦係合手段を構成している。
【００４９】
このエンドプレート７６は、エンドプレート７６のスナップリング７７と対向する側面７６ｃには、その側面７６ｃから外周面に亘って周方向に連続する断面略Ｌ字状に切り欠き形成された環状のばね収容部８２が形成されている。ばね収容部８２の底部となるばね受面８２ａと側面７６ｃの間の寸法、即ち段差Ｌ１は、皿ばね８１がその軸方向から押圧されて密着される寸法より大きな寸法を有し、エンドプレート７６の側面７６ｃとスナップリング７７が当接してその間隙δが０になっても、ばね収容部８２に収容された皿ばね８１が押し潰されないように設定されている。よって、皿ばね８１が押し潰されることなく皿ばね８１の耐久性が向上し、かつ安定したばね特性が維持される。
【００５０】
イニシャルトルク付与手段８０は、図３及び図４に示すように、エンドプレート７６と、スナップリング７７と、これらエンドプレート７６とスナップリング７７との間に介装された付勢手段である皿ばね８１を有している。
【００５１】
これら第１摩擦係合手段７１の第２サンギヤ６３とハブ６９の間に配置されたドリブンプレート７３とドライブプレート７２、第２摩擦係合手段７５の第２サンギヤ６３とエンドプレート７６との間に配置されたドリブンプレート７８とドライブプレート７９、及びピニオン軸６８とピニオン部材６５の軸受穴６５ａの周面との間に発生する各摩擦力によってセンターディファレンシャル装置５０自体に差動制限機構が形成される。
【００５２】
なお、第１サンギヤ６０と第１ピニオン６１をヘリカルギヤで構成し、前進時にその噛み合い反力によって第１ピニオン６１が第１サンギヤ６０を後方、即ちハブ６９側に付勢するスラスト荷重が発生するように設定すると共に、第２サンギヤ６３と第２ピニオン６４をヘリカルギヤで構成して、前進時にその噛み合い反力によって第２ピニオン６４が第２サンギヤ６３を前方、即ちハブ６９側に付勢するスラスト荷重が発生するように構成されている。
【００５３】
また、第１サンギヤ６０とハブ６９との間、第２摩擦係合プレート収容部６７とトランスファギヤ２４の間、ピニオン部材６５の各端とキャリヤ６６の間に各々フリクションワッシャ８５、８６、８７、８８が配置されている。
【００５４】
そして、前進時には、フリクションワッシャ８５が第１サンギヤ６０によってハブ６９に押圧される一方、第２サンギヤ６３によって第１摩擦係合手段７１のドリブンプレート７３とドライブプレート７２がハブ６９に押圧されて圧接するドリブンプレート７３とドライブプレート７２との間に摩擦抵抗が発生する。
【００５５】
一方、後退時には第２サンギヤ６３のスラスト荷重は逆方向に発生し、第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８とドライブプレート７９が、スナップリング７７及び皿ばね８１によってキャリヤ６６の第２摩擦係合プレート収容部６７に支持されたエンドプレート７６に押圧されて摩擦抵抗が発生する。一方、第１サンギヤ６０及び第２サンギヤ６３と第２ピニオン６４の噛み合い点に作用する分離荷重と接線荷重との合成力を第１ピニオン６１、第２ピニオン６３及びピニオン軸６８の軸支部分に作用させて、ピニオン部材６５とピニオン軸６８との間に摩擦力を発生させることによって入力トルクに応じた、即ちトルク感応型差動制限トルクを発生させることができる。
【００５６】
ここで、前輪回転数と後輪回転数との差回転の大小関係により第１ピニオン６１及び第２ピニオン６４の回転方向が変化し、これに伴い差動制限トルクの作用具合も変わる。これにより前輪回転数が後輪回転数より大きい状態の旋回、前輪スリップ時、前輪回転数が後輪回転数より小さい状態の後輪スリップ時には、差動制限トルクが異なったものに自動的に制御される。
【００５７】
次に、このように構成されたセンターディファレンシャル装置５０の作用について、図５乃至図８を参照して説明する。
【００５８】
図５は第２ピニオン６４及び第２サンギヤ６３の作動を模式的に示す説明図、図６は第２サンギヤ６３、第１摩擦係合手段７１、第２摩擦係合手段７５、イニシャルトルク付与手段８０を模式的に示す構成説明図、図７は差回転発生時の第１摩擦係合手段７１、第２摩擦係合手段７５、イニシャルトルク付与手段８０の作動状態説明図であり、Ｆｆは前進走行時における第２ピニオン６４の回転方向である正転時における第２サンギヤ６３のスラスト荷重、Ｆｒは逆転時における第２サンギヤ６３のスラスト荷重、Ｆｉは皿ばね８１により付与される荷重を示し、各矢印は各々の荷重方向を示すと共に、○印は第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５の作動状態を示し×印は非作動状態を示している。
【００５９】
図８は、センターディファレンシャル装置による駆動トルクの配分特性を示す特性図であり、第１象限はエンジン１０による変速機３０からの駆動による車両が前進走行時の特性を示し、第３象限は車両の後進走行時、或いは前進しながらエンジンブレーキの作動時の特性を示す。９０は基本トルク配分を示し、９１、９２は各々第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５のトルク曲線、即ちトルク感応型差動制限トルクによるトルク性能曲線（イニシャルトルクがない場合）を示し、９３は後輪が前輪よりも速く回転したときに駆動トルク曲線を示し、９４は前輪が後輪よりも速く回転したときの駆動トルク曲線を示している。９５はイニシャルトルク付与手段８０によるイニシャルトルクを示している。
【００６０】
停車または走行中に発進クラッチ１３を切断し、前進段にシフトすると、シンクロ機構３６、３７または３８によって第１速〜第５速ギヤ列３１〜３５のいずれか１つが入力軸１６と同期しながら一体化して選択される。そこで発進クラッチ１３を接続すると、エンジン１０の動力が副変速機１５を介して手動変速機３０に入力され、選択された変速ギヤ列による変速動力が出力軸１９に伝動される。また、停止時に発進クラッチ１３を切断した状態でリバースシフトすると、リバースギヤ列３６が選択されて、逆転した変速動力が出力軸１９に出力されて前進５段後進１段に変速される。
【００６１】
出力軸１９に伝達された変速動力は、センターディファレンシャル装置５０のセンターデフ入力軸５２を介して第１サンギヤ６０に入力され、第１ピニオン６１を介してピニオン部材６５に動力伝達される。
【００６２】
ここで、前進時には、センターディファレンシャル装置５０は、各歯車諸元により前後輪へトルク配分されて出力される。そしてキャリヤ６６からの動力は、ハブ６９、フロント出力軸５４、フロントドライブ軸２０、フロントディファレンシャル装置２１等を介して前輪に動力伝達される。また、第２サンギヤ６３からの動力は、リヤ出力軸５６、トランスファギヤ２４、２５、リヤドライブ軸２３、プロペラ軸２６、リヤディファレンシャル装置２７等を介して後輪に動力伝達される。
【００６３】
通常のエンジン駆動による前進時は、図５に矢印ａで示すようにヘリカルギヤで構成された第２ピニオン６４が回転し、第２ピニオン６４に噛み合うヘリカルギヤで形成された第２サンギヤ６３が矢印ｂ方向に回転駆動される正転時には、その噛み合い反力によって第２サンギヤ６３にはハブ６９側へのスラスト荷重Ｆｆ（Ｆｆ＞０）が作用し、第１摩擦係合手段７１にスラスト荷重Ｆｆが付与される。一方、イニシャルトルク付与手段８０の皿ばね８１のばね荷重Ｆｉによりエンドプレート７６が押圧されて第２摩擦係合手段７５にばね荷重Ｆｉが作用し、圧接するドリブンプレート７８及びドライブプレート７９を介して第２サンギヤ６３が押動されて第１摩擦係合手段７１に更に皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉが付与される。即ち、第１摩擦係合手段７１のドリブンプレート７３とドライブプレート７２には荷重Ｆｆ＋Ｆｉが作用し、ドリブンプレート７３とドライブプレート７２が圧接してスラスト荷重Ｆｆによるドリブンプレート７３とドライブプレート７２の摩擦抵抗によるトルク感応型差動制限トルクに加え、ばね荷重Ｆｉによるドリブンプレート７３とドライブプレート７２の摩擦抵抗のイニシャルトルクが得られる。また、第２摩擦係合手段７５にばね荷重Ｆｉが作用し、ばね荷重Ｆｉによるドリブンプレート７８とドライブプレート７９の摩擦抵抗によるイニシャルトルクが与えられる。従って、図８の第１象限のように前進走行時の駆動トルク曲線９３、９４はトルク感応型差動制限トルク性能曲線９１、９２にイニシャルトルク９５を加えたものになり、差回転時にグリップ側の前輪或いは後輪に送られる駆動トルクがそれだけ大きくなり走破性が向上し、操縦性及び走行安定性が得られる。特に急激な駆動力が要求される車両発進時に良好な発進トラクション性能が得られて操縦性及び発進性が向上する。
【００６４】
また、前進走行時において図５に矢印ａで示すように第２ピニオン６４が回転し、第２ピニオン６４に噛み合う第２サンギヤ６３が矢印ｂ方向に回転駆動される正転時に、悪路等によって前輪或いは後輪の一方が完全に空転すると、ピニオン軸６８を介して第２ピニオン６４を支持すると共に前輪への出力側となるキャリヤ６６或いは、後輪への出力側となる第２サンギヤ６３の一方が空転して第２サンギヤ６３にスラスト荷重Ｆｆが発生することなく（Ｆｆ＝０）、第１摩擦係合手段７１には荷重Ｆｆによるトルク感応型差動制限トルクは発生しない。一方、イニシャルトルク付与手段８０の皿ばね８１によりエンドプレート７６を介して第２摩擦係合手段７５にばね荷重Ｆｉが作用し、圧接するドリブンプレート７８及びドライブプレート７９を介して第２サンギヤ６３が押動されて第１摩擦係合手段７１にばね荷重Ｆｉが付与される。従って、第１摩擦係合手段７１のドリブンプレート７３とドライブプレート７２が圧接してばね荷重Ｆｉによる摩擦抵抗のイニシャルトルクが得られる。また、第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８とドライブプレート７９が圧接してばね荷重Ｆｉによる摩擦抵抗のイニシャルトルクが得られる。このように、悪路走行等で前輪或いは後輪の一方が完全に空転してトルク感応型差動制限トルクが得られない場合でも、イニシャルトルク９５によってグリップ側の車輪側に送られる駆動トルクにより、脱出性や走破性が大きく向上する。
【００６５】
また、通常の後進走行時は、図５に矢印ｃで示すように第２ピニオン６４が回転し、第２ピニオン６４に噛み合う第２サンギヤ６３が矢印ｄ方向に回転駆動され、前進走行時に対して逆転する。この逆転時には、噛み合い反力により第２サンギヤ６３に後方のスラスト荷重Ｆｒが作用する。一方、前進走行時にエンジンブレーキを掛けたエンジンブレーキ時は、矢印ｅ方向に回転する第２ピニオン６４に対し、第２サンギヤ６３は車輪側から矢印ｆ方向の回転力が付与され、噛み合い反力により第２サンギヤ６３には後進走行時と同様に後方のスラスト荷重Ｆｒが作用する。
【００６６】
例えば、比較的駆動力が高い後進走行時或いは制動力が大きいエンジンブレーキ時等には、第２サンギヤ６３に発生するスラスト荷重Ｆｒが比較的大きく、そのスラスト荷重Ｆｒが皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉより大きい（Ｆｒ＞Ｆｉ）ときには、そのスラスト荷重Ｆｒによって移動する第２サンギヤ６３によって第２摩擦係合手段７５にスラスト荷重Ｆｒが作用してドリブンプレート７８とドライブプレート７９が圧接してトルク感応型差動制限トルクが与えられる。また、皿ばね８１のばね荷重Ｆｉより大きな第２サンギヤ６３のスラスト荷重Ｆｒによってエンドプレート７６が押動して、その側面７６ｃがスナップリング７７に当接して移動端が規制されたエンドプレート７６とスナップリング７７との間に圧縮された状態に保持される。
【００６７】
即ち、第１摩擦係合手段７１は作用することなく、第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８とドライブプレート７９にスラスト荷重Ｆｒが作用し、スラスト荷重Ｆｒによるトルク感応型差動制限トルクが得られる。従って、図８の第３象限のように後進時或いはエンジンブレーキ時の駆動トルク曲線９６、９７が、トルク感応型差動制限トルク性能曲線となり差動制限トルクが小さく設定され、差回転時にグリップ側の車輪に送られる駆動トルクが抑制されて車体の安定性及び操縦性が確保される。特に、旋回制動時に発生するタックイン現象が抑制されてタックイン性能が改善されて車体の安定性及び操縦性が確保される。
【００６８】
また、駆動力が低い後進走行時或いは制動力が小さいエンジンブレーキ時等で、第２サンギヤ６３に発生するスラスト荷重Ｆｒと皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉが等しい（Ｆｒ＝Ｆｉ）ときには、そのスラスト荷重Ｆｒによって移動する第２サンギヤ６３によって第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８とドライブプレート７９が圧接してスラスト荷重Ｆｒによるトルク感応型差動制限トルクが与えられる。また、皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉと等しい第２サンギヤ６３のスラスト荷重Ｆｒによってエンドプレート７６の外側端部７６ｃがスナップリング７７に当接或いは近接した状態となり、皿ばね８１はエンドプレート７６とスナップリング７７との間に圧縮付与された状態に保持される。即ち、第２摩擦係合手段７５にスラスト荷重Ｆｒが作用し、スラスト荷重Ｆｒによりドリブンプレート７８とドライブプレート７９が圧接してトルク感応型差動制限トルクが得られて、車体の安定性及び操縦性が維持される。
【００６９】
また、駆動力が更に低い後進走行時或いは制動力が更に小さいエンジンブレーキ時等では、第２サンギヤ６３に発生するスラスト荷重Ｆｒが比較小さく、そのスラスト荷重Ｆｒが皿ばね８１のばね荷重Ｆｉより小さく（Ｆｒ＜Ｆｉ）、第２摩擦係合手段７５に皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉが作用して、ドリブンプレート７８とドライブプレート７９の圧接により第２摩擦係合手段７５にはスラスト荷重Ｆｒによるトルク感応型差動制限トルクにばね荷重Ｆｉによるイニシャルトルクを加えたものになる。よって、第１摩擦係合手段７１には皿ばね８１のばね荷重Ｆｉから第２サンギヤ６３のスラスト荷重Ｆｒを減じた荷重が作用してドリブンプレート７３とドライブプレート７２が圧接してその摩擦抵抗によりトルク感応型差動制限トルクが発生する。従って、差回転時にグリップ側の前輪或いは後輪に送られる駆動トルクがそれだけ大きくなり、車体の安定性及び操縦性が確保される。
【００７０】
また、後進走行時において、悪路等によって前輪或いは後輪の一方が完全に空転すると、前輪への出力側となるキャリヤ６６或いは、後輪への出力側となる第２サンギヤ６３が空転して第２サンギヤ６３にスラスト荷重Ｆｒが発生することなく（Ｆｒ＝０）、第２摩擦係合手段７５には、スラスト荷重Ｆｒによるトルク感応型差動制限トルクは発生しない。一方、イニシャルトルク付与手段８０の皿ばね８１によりエンドプレート７６を介して第２摩擦係合手段７５にばね荷重Ｆｉが作用し、かつ圧接するドリブンプレート７８とドライブプレート７９を介して第２サンギヤ６３が押動されて第１摩擦係合手段７１にも皿ばね８１によるばね荷重Ｆｉが付与される。従って、第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８とドライブプレート７９の圧接によりばね荷重Ｆｉによるイニシャルトルクが得られると共に、第１摩擦係合手段７１のドリブンプレート７３とドライブプレート７２の圧接による摩擦抵抗によりばね荷重Ｆｉによるイニシャルトルクが与えられる。このように、悪路走行等で前輪或いは後輪の一方が完全に空転してトルク感応型差動制限トルクが得られない場合でも、イニシャルトルクによってグリップ側の車輪側に送られる駆動トルクにより、脱出性や走破性が大きく向上する。
【００７１】
このように、前進走行時には、第１摩擦係合手段７１によるトルク感応型の差動制限トルクに加え、イニシャルトルク付与手段８０によるイニシャルトルクを付与する大きな差動制限トルクによって車体の安定性や操縦性等が向上する。また、悪路等で前輪或いは後輪の一方が空転したときには、イニシャルトルク付与手段８０により第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５に生じるイニシャルトルクによって他方の車輪に大きな駆動トルクが送られ、トルク感応型差動制限トルクだけでは不足する脱出性や走破性が大きく改善される。
【００７２】
一方、比較的駆動力が高い後進走行時或いは制動力が大きい制動時には、第２摩擦係合手段７５によるトルク感応型差動制限トルクのみによる比較的小さな差動制限トルクを付与することによって操縦性の向上を図ると共に、旋回制動時におけるタックイン現象を抑制して車体の安定性を確保すると共に、低駆動力時にはイニシャルトルクを付加することのよって車両の安定性及び操縦性が大幅に向上する。
【００７３】
また、車両の前進時と後進時で異なる差動制限特性を設定することや、エンジンによる変速機３０からの駆動時とエンジンブレーキ時で異なる差動制限特性を設定することができる等種々の走行状態に応じた作動制限特性を与えることができ、車両の操縦性や走行安定性を向上することができる。
【００７４】
更に、前進時には、第１摩擦係合手段７１によるトルク感応型差動制限トルクに、イニシャルトルク付与手段８０に基づく第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５によるイニシャルトルクが加わった大きな差動制限トルクが確保できて発進トラックション性能や走破性が向上して操縦性や走行安定性が向上する一方、エンジンブレーキ時には第２摩擦係合手段７５によるトルク感応型差動制限トルクを与えることから、エンジンブレーキ時に付与される差動制限トルクが抑制されて旋回制動によるタックイン現象が抑制できて操縦性及び走行安定性が向上する一方、エンジンブレーキによる低制動時にイニシャルトルクを付加することによって、大きな差動制限トルクが付与されて低制動時における操縦性及び走行安定性が得られる。また、低制動時のみイニシャルトルクを与えることにより過度の作動制限が抑制されて燃費の向上が期待できる。
【００７５】
また、第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５を多板式の摩擦係合手段として構成することによって、ドリブンプレート７３とドライブプレート７２、ドリブンプレート７８とドライブプレート７９の各摩擦係合プレートによる摩擦抵抗が容易に確保でき、差動制限特性の向上が得られ、車両の操縦性及び走行安定性の向上が図れる。
【００７６】
更に、イニシャルトルク付与手段８０の皿ばね８１によって、エンドプレート７６及び第２サンギヤ６３を介して第１摩擦係合手段７１のドリブンプレート７３、ドライブプレート７２及び第２摩擦係合手段７５のドリブンプレート７８、ドライブプレート７９を押圧してイニシャルトルクを発生させることから、小さなばね荷重でも大きなイニシャルトルクが確保でき、かつ従来のようにイニシャルトルク付与手段自体にドリブンプレートやドライブプレート等の摩擦係合プレートを配置する必要がなく、イニシャルトルク付与手段８０の構成の簡素化が得られ、安価にコンパクトに形成できる。また、皿ばね８１のばね力を調整することによって種々の差動制限トルク特性が容易に得られ、差動制限トルク特性の設定の自由度が大幅に拡大される。更に、イニシャルトルク付与手段８０は、エンドプレート７６のばね収容部８２に収容された皿ばね８１が押し潰されることなく、皿ばね８１の安定したばね特性が維持され、安定した差動制限トルク特性が確保できる。
【００７７】
更に、第２サンギヤ６３及び第２ピニオン６４の捩じれ角を互いに反対方向に変えることによって、車両の前進時と後進時の差動制限トルクの特性を逆に設定することができる。
【００７８】
（第２実施の形態）
本発明の第２実施の形態を図９を参照して説明する。本実施の形態のセンターディファレンシャル装置は、第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５がフリクションワッシャ９８、９９を用い、その他の構成は第１実施の形態のセンターディファレンシャル装置と同様であるので、第１実施の形態と同一部分に同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
かかる、第１摩擦係合手段７１は、ハブ６９に第２サンギヤ６３の端面６３ａに対向して形成されたスラスト受面７０ｂと、第２サンギヤ６３の端面６３ａとスラスト受部７０ｂとの間に介装されたフリクションワッシャ９８によって構成されている。
【００８０】
第２摩擦係合手段７５は、第２サンギヤ６３の端面６３ｂとエンドプレート７６のスラスト受面７６ｂとの間にフリクションワッシャ９９を介装することによって構成されている。
【００８１】
従って、本実施の形態では、第１摩擦係合手段７１及び第２摩擦係合手段７５を構成が簡単なフリクションワッシャ９８、９９を用いることによって、第１実施の形態の効果に加え、第１摩擦係合手段７１、第２摩擦係合手段７５が安価でコンパクトに形成できると共に、センターディファレンシャル装置５０の軸方向の短縮が得られ、センターディファレンシャル装置５０の軽量化が得られる。
【００８２】
なお、上記各実施の形態では手動変速機のセンターディファレンシャル装置について説明したが、自動変速機のセンターディファレンシャル装置に適用することもできる。またセンターディファレンシャル装置を例に説明したが、左右の車輪に動力配分するディファレンシャル装置に適用することができる。この場合フロント出力軸５４及びリヤ出力軸５６が各々左右の車輪への出力軸となり車幅方向に延在すると共に、第１サンギヤ６０と第１ピニオン６１、及び第２サンギヤ６３と第２ピニオン６４の各噛み合いピッチ半径を等しくして左右の車輪への基準トルク配分を等しくすることが好ましい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明した本発明のディファレンシャル装置によると、複合プラネタリ式のデファレンシャル装置において、入力部材となる第１サンギヤの回転方向によって、第２ピニオンと第２サンギヤとの噛み合い反力によるスラスト荷重方向により第１摩擦係合手段或いは第２摩擦係合手段によるスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクが付与されるると共に、イニシャルトルク付与手段によって第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段によるイニシャルトルクが与えられ、かつイニシャルトルク付与手段により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを押圧してイニシャルトルクを与えることから、第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートによる比較的大きなイニシャルトルクが容易に得られ、差動制限トルク設定の自由度が拡大すると共に車両の操縦性及び走行安定性の向上が得られ、かつイニシャルトルク付与手段専用の摩擦係合プレートが不要になりイニシャルトルク付与手段の簡素化及びコンパクト化が可能になり製造コストの低減が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施の形態を示すトランスミッションのスケルトン図である。
【図２】センターディファレンシャル装置の要部断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】第２ピニオン及び第２サンギヤの作動を模式的に示す説明図である。
【図６】第２サンギヤ、第１摩擦係合手段、第２摩擦係合手段、及びイニシャルトルク付与手段を模式的に示す構成説明図である。
【図７】差回転発生時の第１摩擦係合手段、第２摩擦係合手段、イニシャルトルク付与手段の作動状態説明図である。
【図８】センターディファレンシャル装置のトルク性能特性図である。
【図９】本発明による第１実施の形態を示すセンターディファレンシャル装置の要部断面図である。
【図１０】従来のセンターディファレンシャル装置の概要を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１０ エンジン
２０ フロントドライブ軸
２１ フロントディファレンシャル装置
２３ リヤドライブ軸
２７ リヤディファレンシャル装置
５０ センターディファレンシャル装置
５２ センターデフ入力軸
５４ フロント出力軸
５６ リヤ出力軸（出力軸）
５７ スプライン
６０ 第１サンギヤ
６１ 第１ピニオン
６３ 第２サンギヤ
６３ａ、６３ｂ 端面
６４ 第２ピニオン
６５ ピニオン部材
６６ キャリヤ
６７ 第２摩擦係合プレート収容部
６７ａ スプライン
６７ｂ 係止溝
６８ ピニオン軸
６９ ハブ
７０ 第１摩擦係合プレート収容部
７０ａ スプライン
７０ｂ スラスト受面
７１ 第１摩擦係合手段
７２ ドライブプレート（摩擦係合部材）
７３ ドリブンプレート（摩擦係合部材）
７５ 第２摩擦係合手段
７６ エンドプレート
７６ｂ スラスト受面
７６ｃ 側面
７７ スナップリング（係止部材）
７８ ドリブンプレート（摩擦係合プレート）
７９ ドライブプレート（摩擦係合プレート）
８０ イニシャルトルク付与手段
８１ 皿ばね
８２ ばね収容部
８２ａ ばね受面
９８、９９ フリクションワッシャ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential device, and more particularly to a planetary gear type differential device.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a four-wheel drive vehicle, the power from the engine is changed by a transmission, and the transmission output is distributed to a front differential device and a rear differential device by a center differential device to transmit the power, and the front differential device has left and right front wheels. And transmitted from the rear differential device to the left and right rear wheels. As this center differential device, a planetary gear type center differential device that is relatively compact and capable of variably adjusting the torque distribution to the front and rear wheels is widely used.
[0003]
A planetary gear type center differential device will be described with reference to FIG. The center differential apparatus 100 includes an input shaft 112 whose tip is connected to the output shaft 101 of the transmission via an intermediate member 111, and a front drive shaft that is disposed inside the input shaft 112 and has a tip connected to the front shaft via the intermediate member 113. 102, and a rear output shaft 116 having a front end facing the inside of the front output shaft 114. The input shaft 112, the front output shaft 114, and the rear output shaft 116 are coaxially relative to each other. It is configured to be rotatable.
[0004]
A first sun gear 120 having a large diameter is formed at the base end of the input shaft 112, and a first pinion 121 having a small diameter is engaged with the first sun gear 120, while a second sun gear 123 having a small diameter is provided on the rear output shaft 116. The second sun gear 123 is meshed with the second pinion 124 having a large diameter. The first pinion 121 and the second pinion 124 are integrally formed with a hollow pinion member 125, and are supported by a pinion shaft 126 fixed to the carrier 130 to form a planetary gear.
[0005]
A hub 140 fixed to the inner periphery of the carrier 130 extends from between the first sun gear 120 and the second sun gear 123 into the input shaft 112 and is splined to the outer periphery of the front output shaft 114. The power transmitted to the carrier 130 via the pinion shaft 126 is transmitted to the front drive shaft 102 via the hub 140 and the front output shaft 114. On the other hand, the power transmitted to the rear output shaft 116 via the second sun gear 123 is transmitted to the rear drive shaft 106 by the transfer gears 104 and 105.
[0006]
Furthermore, an initial torque applying means 150 for applying an initial torque is disposed between the carrier 130 and the rear output shaft 116. The initial torque applying means 150 includes a clutch hub 151 provided on the rear surface of the carrier 130 and rotatably supported by a rear output shaft 116 via a needle bearing, and a clutch drum 152 fixed to the rear output shaft 116. Yes. A driven plate 153 is spline-fitted to the clutch hub 151 so as to be movable in the axial direction, while a drive plate 154 is spline-fitted to the clutch drum 152 to be movable in the axial direction, and a snap ring 155 attached to the clutch drum 152 A disc spring 156 is elastically mounted with a load applied to the drive plate 154.
[0007]
Further, friction washers 141, 142, and 143 are disposed between the first sun gear 120 and the hub 140, between the hub 140 and the second sun gear 123, and between the second sun gear 123 and the carrier 130. The first sun gear 120 and the first pinion 121 are constituted by helical gears, and the first pinion 121 generates a thrust load that urges the first sun gear 120 toward the hub 140 due to the meshing reaction force when moving forward, and the second sun gear 123. The second pinion 124 is configured by a helical gear, and a thrust load that biases the second sun gear 123 toward the hub 140 is generated by the meshing reaction force of the second pinion 124 during forward movement.
[0008]
Then, a transmission output from the output shaft 101 of the transmission is input to the first sun gear 120 via the input shaft 112 and transmitted to the pinion member 125 via the first pinion 121. Here, at the time of forward movement, power is distributed to the carrier 130 and the second sun gear 123 according to the respective gear specifications of the center differential device 100 and output. The power from the carrier 130 is transmitted from the front differential device to the front wheels via the hub 140, the front output shaft 114, and the front drive shaft 102. The power of the second sun gear 123 is transmitted to the rear wheels via the rear output shaft 116, the transfer gears 104 and 105, the rear drive shaft 106, the propeller shaft, and the rear differential device.
[0009]
At this time, a frictional resistance is generated between the drive plate 154 and the driven plate 153 that are pressed by the pressing force applied to the drive plate 154 by the disc spring 156 of the initial torque applying means 150 and between the driven plate 153 and the clutch drum 152. And the initial torque is applied by this frictional resistance.
[0010]
When differential rotation occurs in the front and rear wheels, a thrust load that urges the first sun gear 120 toward the hub 140 and the second pinion 124 toward the hub 140 and the second sun gear 123 toward the hub 140 is generated along with the rotation difference. Friction resistance is generated between the first sun gear 120 and the hub 140 on the input side via the friction washers 141 and 142, and between the second sun gear 123 and the hub 140, respectively, and the pinion member 125 and the pinion shaft 126 are connected to each other. Friction resistance is generated during this period, and frictional torque in the direction opposite to the rotation direction of the pinion member 125, that is, torque sensitive differential limiting torque is generated by these frictional resistances. On the other hand, when differential rotation occurs in the front and rear wheels during reverse travel, the thrust load of the second sun gear 123 is generated in the opposite direction, and the friction washer 143 is pressed against the carrier 130 by the second sun gear 123 to generate frictional resistance. Friction resistance is generated between the pinion member 125 and the pinion shaft 126, and the friction resistance in the opposite direction with respect to the rotation of the pinion member 125, that is, a torque-sensitive differential limiting torque is provided by these friction resistances, thereby improving maneuverability and Ensure running stability.
[0011]
Various proposals have been made regarding a four-wheel drive vehicle including a similar planetary gear type center differential device (for example, Patent Document 1).
[0012]
Further, in the differential device, there is a prior art that obtains an initial torque that limits the differential by pressing a friction plate that rotates integrally with the differential case against the differential plate (for example, Patent Document 1).
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2652715
[Patent Document 2]
JP-A-8-210464
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
According to the center differential device, by appropriately setting the meshing pitch radii of the first sun gear 120 and the first pinion 121 and the second sun gear 123 and the second pinion 124, the reference torque distribution to the front and rear wheels is desired. Can be set to distribution. Further, when differential rotation occurs between the front and rear wheels, the friction washers 141, 142, and 143 disposed between the first sun gear 120 and the hub 140, the hub 140 and the second sun gear 123, and the second sun gear 123 and the carrier 130 are arranged. Thus, the differential limit characteristic is ensured by the torque-sensitive differential limit torque generated by the frictional resistance generated by the initial torque and the initial torque generated by the initial torque generating unit 150, thereby improving the maneuverability and running stability.
[0015]
However, the influence of the initial torque on the differential limiting characteristic is great, and in order to ensure durability and stable operation, a sufficient spring force is required for the disc spring 156 of the initial torque applying means 150, and the driven plate The friction engagement plates such as 153 and the drive plate 154 need to have sufficient friction resistance and durability, and need to be subjected to an appropriate process such as a surface treatment or a process of applying a friction material. In addition, in order to ensure sufficient initial torque characteristics, there is a concern that the initial torque applying means 150 may be increased in size and manufacturing cost and may affect the setting of the operation restriction characteristics.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention made in view of the above points is to improve the maneuverability and running stability of the vehicle, to have a high degree of freedom in setting the differential limiting characteristics, and to be expected to be compact and reduce the manufacturing cost. The object is to provide a differential device for a vehicle.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, the first and second sun gears formed on the helical gear are integrally formed with the first sun gear and the second sun gear, respectively. A pinion and a second pinion; an output shaft provided with the second sun gear; and a carrier that rotatably accommodates and supports these gear members. The power input to the first sun gear is transmitted to the carrier and the output shaft. In the composite planetary gear type differential device that distributes and outputs to the carrier, the second sun gear is spline-fitted to the output shaft so that it can move in the axial direction by the meshing reaction force with the second pinion during torque transmission, and is attached to the carrier. A thrust receiving surface formed to face one end surface of the second sun gear, and the one of the second sun gear. First friction engagement means having a friction engagement plate disposed between the surfaces, and pressing the friction engagement plate against the thrust receiving surface by the second sun gear to provide a differential limiting torque by the friction resistance; A friction engagement plate disposed between the other end face of the second sun gear and the carrier, and the friction engagement plate is pressed against the carrier by the second sun gear, and the differential limiting torque is generated by the friction resistance. The second friction engagement means for providing the second friction engagement means, and the second friction engagement means and the carrier, and the second sun gear is pushed through the friction engagement plate of the second friction engagement means to The frictional engagement plate of the first frictional engagement means is pressed against the thrust receiving surface and the second frictional engagement means of friction Engagement Initial torque applying means for pressing the plate against the second sun gear and applying initial torque by the respective frictional resistances is provided.
[0018]
According to the first aspect of the invention, the first friction engagement means or the second friction engagement means or the second depending on the thrust load direction of the second sun gear due to the meshing reaction force between the second pinion and the second sun gear accompanying the rotation direction of the first sun gear serving as the input member. Torque-sensitive differential limiting torque according to the thrust load by the friction engagement means is given, and initial torque by the initial torque applying means is given. In addition, since the initial torque is applied by pressing the friction engagement plates of the first friction engagement means and the second friction engagement means by the initial torque application means, the friction of the first friction engagement means and the second friction engagement means. A relatively large initial torque by the engagement plate can be easily obtained, the degree of freedom in setting the differential limiting characteristic can be increased, and the maneuverability and running stability of the vehicle can be improved. In addition, a friction engagement plate dedicated to the initial torque applying means is not required, and the initial torque applying means can be simplified and made compact, and a reduction in manufacturing cost can be expected.
[0019]
According to a second aspect of the present invention, in the differential apparatus for a vehicle according to the first aspect, the first friction engagement means is provided on the carrier and surrounds the output shaft on one end face side of the second sun gear. A first friction engagement plate housing portion having a spline extending in the axial direction on the inner periphery; and the first friction engagement plate disposed between the first friction engagement plate housing portion and the output shaft. A friction engagement plate whose outer periphery is spline-fitted to the spline of the plate housing portion so as to be axially movable; and a friction engagement plate whose inner periphery is spline-fitted to the spline of the output shaft, and the second friction engagement means includes: A second friction engagement plate housing portion provided on the carrier and having a spline surrounding the output shaft on the other end face side of the second sun gear and extending in the axial direction on the inner periphery; Second friction engagement plate accommodating portion And a friction engagement plate disposed between the output shaft and the spline of the second friction engagement plate housing portion so that the outer periphery thereof is spline-fitted so as to be axially movable, and the inner periphery of the spline of the output shaft is axial. A friction engagement plate that is movably spline-fitted, and the initial torque applying means is disposed between the friction engagement plate of the second friction engagement means and the second friction engagement plate housing portion. The friction engagement plates of the first friction engagement means and the second friction engagement means are pressed together with the second sun gear.
[0020]
The invention of claim 2 is a more specific configuration of the invention of claim 1, and the first friction engagement means is spline-fitted to a spline of a friction engagement plate accommodating portion provided in the carrier. A friction engagement plate and a friction engagement plate that is spline-fitted to the spline of the output shaft are configured by so-called multi-plate friction engagement means. Similarly, the second friction engagement means is provided on the carrier. The first friction is formed by a multi-plate type frictional engagement means including a frictional engagement plate that is spline-fitted to the spline of the frictional engagement plate housing portion and a frictional engagement plate that is spline-fitted to the spline of the output shaft. Friction resistance due to the friction engagement plates of the engagement means and the second friction engagement means can be easily ensured, and the differential limiting characteristic is improved to improve the maneuverability and running stability of the vehicle. .
[0021]
A third aspect of the present invention is the vehicle differential apparatus according to the first aspect, wherein the friction engagement plate is a friction washer.
[0022]
According to the invention of claim 3, the friction engagement plates of the first friction engagement means and the second friction engagement means are constituted by friction plates, whereby the structure of the first friction engagement means and the second friction engagement means. Thus, the manufacturing cost can be reduced, and the axial direction of the differential device can be shortened, so that the differential device can be reduced in size and weight.
[0023]
According to a fourth aspect of the present invention, in the vehicle differential apparatus according to any one of the first to third aspects, the initial torque applying means is the first friction applying plate via the friction engagement plate of the second friction engagement means. (2) An end plate that is disposed so as to be axially movable facing the other end face of the sun gear, a locking member provided on the carrier facing the end plate, and between the end plate and the locking member And a disc spring provided on the head.
[0024]
According to the invention of claim 4, the initial torque applying means can be easily constituted by the end plate, the locking member, and the disc spring disposed between the end plate and the locking member, and the disc spring spring. The differential limiting characteristic can be easily adjusted by setting the characteristic, that is, by replacing the disk spring with a different spring characteristic.
[0025]
According to a fifth aspect of the present invention, in the differential apparatus for a vehicle according to the fourth aspect, the end plate has a spring receiving surface facing the locking member on a side surface facing the locking member, and is arranged in the circumferential direction. An annular spring accommodating portion formed in a continuous L-shaped notch is provided, and the dimension from the spring receiving surface to the side surface is larger than the dimension in which the disc spring is pressed and adhered in the axial direction. It is characterized by that.
[0026]
According to the invention of claim 5, the disc spring is formed on the side surface of the end plate so that the size from the side surface to the spring receiving surface of the spring accommodating portion is larger than the size in which the disc spring is pressed and adhered in the axial direction. The durability of the disc spring is improved without being excessively crushed, and stable spring characteristics can be maintained.
[0027]
According to a sixth aspect of the present invention, in the vehicle differential apparatus according to any one of the first to fifth aspects, a shift output from a transmission is input to the first sun gear, and a front wheel is provided from one of the output shaft and the carrier. And a center differential device that outputs to the rear wheel from the other side, depending on the meshing reaction force with the second pinion by one or the other of the first friction engagement means and the second friction engagement means during forward and reverse travel. A torque-sensitive differential limiting torque corresponding to the thrust load of the second sun gear is applied, and an initial torque is applied by the initial torque adding means to set different differential limiting characteristics when the vehicle is moving forward and backward. It is characterized by.
[0028]
According to the sixth aspect of the present invention, the first friction engagement means and the second friction engagement means are provided according to the thrust direction of the second sun gear generated by the meshing reaction force of the second sun gear and the second pinion during forward and reverse travel. Different differential limiting torques can be set, and different differential limiting characteristics can be set when the vehicle moves forward and backward.
[0029]
According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle differential apparatus according to any one of the first to fifth aspects, a shift output from a transmission is input to the first sun gear, and a front wheel is provided from one of the output shaft and the carrier. A center differential device that outputs to the rear wheel from the other side, and is driven by one or the other of the first friction engagement means and the second friction engagement means during driving from the transmission by the engine and during engine braking. Torque-sensitive differential limiting torque corresponding to the thrust load of the second sun gear due to the reaction force of meshing with the pinion is given, and the initial torque is added by the initial torque adding means, so that the engine is driven from the transmission and the engine brake It is characterized by setting a differential limiting characteristic that is different from time to time.
[0030]
According to the invention of claim 7, the first friction engagement means and the second sun gear in the thrust direction generated by the meshing reaction force of the second sun gear and the second pinion during driving from the transmission by the engine and during engine braking, and The differential limiting torque provided by the second friction engagement means is different, and different differential limiting characteristics can be set when the engine is driven from the transmission and when the engine is braked.
[0031]
According to an eighth aspect of the present invention, in the differential apparatus for a vehicle according to any one of the first to fifth aspects, a shift output from a transmission is input to the first sun gear, and a front wheel is provided from one of the output shaft and the carrier. The first differential friction engagement device according to the thrust load of the second sun gear caused by the meshing reaction force with the second pinion at the time of advance by the drive from the transmission by the engine. Torque-sensitive differential limiting torque is applied, and initial torque is applied by the first friction engagement means and the second friction engagement means by the initial torque application means, while the meshing reaction force with the second pinion is applied during engine braking. The torque-sensitive differential limiting torque by the second friction engagement means according to the thrust load of the second sun gear by Characterized in that it obtain.
[0032]
According to the eighth aspect of the present invention, the first friction engagement means based on the initial torque applying means and the first friction engagement means based on the initial torque applying means are added to the torque sensitive differential limiting torque by the first friction engagement means when the engine is driven forward from the transmission. A large differential limiting torque with the initial torque applied by the friction engagement means can be secured, so that the start track performance and running performance are improved and the maneuverability and running stability are improved, while the second friction engagement means is used during engine braking. Since the torque-sensitive differential limiting torque is applied, the differential limiting torque applied at the time of engine braking is suppressed, and the tuck-in phenomenon at the time of turning braking can be suppressed, thereby improving the maneuverability and running stability.
[0033]
According to a ninth aspect of the present invention, in the differential device according to the eighth aspect, the first torque engagement means and the friction engagement plates of the second friction engagement means are used by the initial torque application means during low braking by the engine brake. It is characterized by adding an initial torque.
[0034]
According to the ninth aspect of the invention, by adding the initial torque at the time of low braking by the engine brake, a large differential limiting torque is applied, and maneuverability and running stability at the time of low braking are obtained.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a differential device according to the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a case where the differential device is a center differential device provided in a manual transmission.
[0036]
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a skeleton diagram of a transmission, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a center differential device, FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG. 2, and FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG.
[0037]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a transmission case, and an extension case 3 is connected to the transmission case 1 via a transfer case 2. Reference numeral 10 denotes an engine. A crankshaft 11 of the engine 10 is connected to a starting clutch 13 via a flywheel 12, and an intermediate shaft 14 is connected to the auxiliary transmission 15 from the starting clutch 13.
[0038]
The auxiliary transmission 15 is provided with a constant-mesh counter gear mechanism 17 and a synchro mechanism 18 between the intermediate shaft 14 and the input shaft 16, and is configured to switch between two stages of high and low. 30. The output shaft 19 of the manual transmission 30 is disposed in parallel with the input shaft 16 and is connected to the center differential device 50 inside the extension case 3. The output shaft 19 is hollow, and the front drive shaft 20 is inserted therein. The center differential device 50 is connected to the front differential device 21 via the front drive shaft 20, and power is transmitted from the front differential device 21 to the front wheels.
[0039]
In the extension case 3, the rear drive shaft 23 is disposed at the same height as the input shaft 16 of the manual transmission 30, and the rear output shaft 56 and the rear drive shaft 23 are connected via a pair of transfer gears 24 and 25. is doing. The rear drive shaft 23 is transmitted with power to the rear wheels via the propeller shaft 26, the rear differential device 27, and the like.
[0040]
The manual transmission 30 is always meshed, and the first to fifth gear trains 31 to 35 and the synchro mechanisms 36, 37, and 38 are arranged between the input shaft 16 and the output shaft 19 that are arranged in parallel. A reverse gear train 39 is disposed between the first speed gear train 31 and the second speed gear train 32. And it is comprised so that it may shift from the 1st speed to the 5th speed by selectively operating the synchro mechanisms 36, 37, and 38, and the reverse gear train 39 is engaged to obtain the reverse gear. Yes.
[0041]
As shown in FIG. 2, the center differential device 50 has a hollow center differential input shaft 52 that is spline-fitted to the outer periphery of the output shaft 19 via an intermediate member 51, and is disposed inside the center differential input shaft 52. The hollow front output shaft 54 is spline-fitted to the front drive shaft 20 through the intermediate member 53, and the rear output shaft 56 has the front end facing the inside of the front output shaft 54. The shaft 52, the front output shaft 54, and the rear output shaft 56 are coaxially configured to be relatively rotatable.
[0042]
A large-diameter first sun gear 60 is integrally formed at the base end of the center differential input shaft 52, and a small-diameter first pinion 61 is engaged with the first sun gear 60, while being formed at an intermediate position of the rear output shaft 56. A small-diameter second sun gear 63 on one output side is spline fitted to the spline 57 so as to be movable in the axial direction, and a large-diameter second pinion 64 is engaged with the second sun gear 63. The first pinion 61 and the second pinion 64 are integrally formed with a pinion member 65 having a bearing hole 65a, and are supported by insertion of a pinion shaft 68 fixed to the carrier 66 on the other output side.
[0043]
That is, the center differential input shaft 52 is rotatably inserted into the carrier 66 from the front, while the rear output shaft 56 is rotatably inserted from the rear, and the first sun gear 60, the second sun gear 63, etc. The gear member is rotatably accommodated and supported. Then, a pinion shaft 68 is installed so that the first pinion 61 is engaged with the first sun gear 60 and the second pinion 64 is engaged with the second sun gear 63, so that a composite planetary gear is formed.
[0044]
The first pinion 61 and the second pinion 64 pivotally supported by the pinion shaft 68 are arranged inside the carrier 66 at a predetermined interval, and a hub 69 is fixed to the inner periphery of the carrier 66. The hub 69 is spline-fitted to the outer periphery of the front output shaft 54 disposed in the center differential input shaft 52 through the gap between the first sun gear 60 and the second sun gear 63. The power transmitted to the carrier 66 through the pinion shaft 68 is transmitted to the front drive shaft 20 through the hub 69 and the front output shaft 54. On the other hand, the power transmitted to the rear output shaft 56 via the second sun gear 63 is transmitted to the rear drive shaft 23 via the transfer gears 24 and 25.
[0045]
Here, the center differential device 50 appropriately sets the meshing pitch radii of the first sun gear 60 and the first pinion 61, and the second sun gear 63 and the second pinion 64, so that the reference torque distribution is a desired distribution, For example, it is possible to set the unequal torque distribution biased to the rear wheels.
[0046]
The first friction engagement means 71 is disposed between the second sun gear 63 and the hub 69, and the second friction engagement means 75 and the initial torque applying means 80 are disposed between the second sun gear 63 and the carrier 66. Has been.
[0047]
As shown in FIGS. 2 and 3, the first friction engagement means 71 is surrounded by the hub 69 coaxially with the rear output shaft 56 with the outer periphery of the rear output shaft 56 and a gap, and on the second sun gear 63 side. A thrust receiving surface having a first friction engagement plate accommodating portion 70 formed with a projecting cylindrical shape and having a spline 70a extending in the axial direction on the inner periphery, and facing the end surface 63a of the second sun gear 63 at the base end thereof. 70b is formed. Between the one end face 63a of the second sun gear 63 and the thrust receiving face 70b, a driven plate 73 and a rear output shaft whose outer periphery is spline-fitted to the spline 70a of the first frictional engagement plate accommodating portion 70 so as to be axially movable. The friction engagement plates of the drive plate 72 whose inner periphery is spline-fitted to the 56 splines 57 so as to be movable in the axial direction are alternately arranged to constitute a multi-plate type friction engagement means.
[0048]
The second friction engagement means 75 has a cylindrical shape that is coaxial with the rear output shaft 56 and protrudes to the opposite side of the second sun gear 63 on the carrier 66 as shown in the enlarged view of portion B in FIG. 3 and FIG. A second frictional engagement plate accommodating portion 67 having a spline 67a extending in the axial direction on the inner periphery is projected. A cylindrical tube portion 76a whose outer periphery is spline-fitted to the spline 67a of the second friction engagement plate housing portion 67 so as to be axially movable, and is formed integrally with the tube portion 76a so as to face the end surface 63b of the second sun gear 63. It is engaged and supported by an end plate 76 having a substantially L-shaped cross section consisting of a disc-shaped thrust receiving surface 76 b and continuing in an annular shape, and a locking groove 67 b formed on the inner periphery of the second frictional engagement plate accommodating portion 67. A snap ring 77 that is a locking member that contacts the side surface 76c of the cylindrical portion 76a of the end plate 76 and restricts the outwardly moving end of the end plate 76, the thrust surface of the end surface 63b of the second sun gear 63 and the end plate 76. The driven plate 78 whose outer periphery is spline-fitted to the spline 67a of the second friction engagement plate housing portion 67 between the surface 76b and the splice of the rear output shaft 56 Inner circumference 57 and a friction engagement plate of the drive plate 79 spline-fitted, driven plate 78 and drive plate 79 constitute the frictional engagement means are arranged alternately multi-plate.
[0049]
The end plate 76 has an annular spring housing in which a side surface 76c of the end plate 76 facing the snap ring 77 is cut out in a substantially L-shaped cross section that extends from the side surface 76c to the outer circumferential surface in the circumferential direction. A portion 82 is formed. The dimension between the spring receiving surface 82a and the side surface 76c serving as the bottom portion of the spring accommodating portion 82, that is, the step L1, has a dimension larger than the dimension in which the disc spring 81 is pressed from the axial direction and closely contacts. The disc spring 81 accommodated in the spring accommodating portion 82 is set so as not to be crushed even when the side surface 76c and the snap ring 77 come into contact with each other and the gap δ becomes zero. Therefore, the durability of the disc spring 81 is improved without the disc spring 81 being crushed, and stable spring characteristics are maintained.
[0050]
As shown in FIGS. 3 and 4, the initial torque applying means 80 includes an end plate 76, a snap ring 77, and a disc spring that is an urging means interposed between the end plate 76 and the snap ring 77. 81.
[0051]
Between the second sun gear 63 and the drive plate 72 disposed between the second sun gear 63 of the first friction engagement means 71 and the hub 69, and between the second sun gear 63 and the end plate 76 of the second friction engagement means 75. A differential limiting mechanism is formed in the center differential device 50 itself by each frictional force generated between the driven plate 78 and the drive plate 79 and the pinion shaft 68 and the peripheral surface of the bearing hole 65a of the pinion member 65. .
[0052]
The first sun gear 60 and the first pinion 61 are constituted by helical gears, and a thrust load is generated so that the first pinion 61 urges the first sun gear 60 rearward, that is, toward the hub 69 by the meshing reaction force during forward movement. And the second sun gear 63 and the second pinion 64 are constituted by helical gears, and the thrust load that the second pinion 64 urges the second sun gear 63 forward, that is, toward the hub 69 by the meshing reaction force when moving forward. Is configured to occur.
[0053]
Also, friction washers 85, 86, 87, between the first sun gear 60 and the hub 69, between the second friction engagement plate housing portion 67 and the transfer gear 24, and between each end of the pinion member 65 and the carrier 66, respectively. 88 is arranged.
[0054]
At the time of forward movement, the friction washer 85 is pressed against the hub 69 by the first sun gear 60, while the driven plate 73 and the drive plate 72 of the first friction engagement means 71 are pressed against the hub 69 by the second sun gear 63. A frictional resistance is generated between the driven plate 73 and the drive plate 72.
[0055]
On the other hand, the thrust load of the second sun gear 63 is generated in the reverse direction when reversing, and the driven plate 78 and the drive plate 79 of the second friction engagement means 75 are engaged with the second friction engagement of the carrier 66 by the snap ring 77 and the disc spring 81. A frictional resistance is generated by being pressed by the end plate 76 supported by the combined plate housing portion 67. On the other hand, the combined force of the separation load and the tangential load acting on the meshing point of the first sun gear 60 and the second sun gear 63 and the second pinion 64 is applied to the shaft support portion of the first pinion 61, the second pinion 63 and the pinion shaft 68 By acting and generating a frictional force between the pinion member 65 and the pinion shaft 68, it is possible to generate a torque-sensitive differential limiting torque corresponding to the input torque.
[0056]
Here, the rotational directions of the first pinion 61 and the second pinion 64 change depending on the magnitude relationship of the differential rotation between the front wheel rotational speed and the rear wheel rotational speed, and the action of the differential limiting torque changes accordingly. As a result, the differential limit torque is automatically controlled to be different during turning, front slip, and rear wheel slip when the front wheel speed is less than the rear wheel speed when the front wheel speed is greater than the rear wheel speed. Is done.
[0057]
Next, the operation of the center differential device 50 configured as described above will be described with reference to FIGS.
[0058]
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the operation of the second pinion 64 and the second sun gear 63, and FIG. 6 shows the second sun gear 63, the first friction engagement means 71, the second friction engagement means 75, and the initial torque applying means. FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the first friction engagement means 71, the second friction engagement means 75, and the initial torque applying means 80 when differential rotation occurs. Ff is the forward movement. The thrust load of the second sun gear 63 during forward rotation, which is the rotational direction of the second pinion 64 during travel, Fr is the thrust load of the second sun gear 63 during reverse rotation, and Fi is the load applied by the disc spring 81, Each arrow indicates the respective load direction, and ◯ indicates the operating state of the first friction engaging means 71 and the second friction engaging means 75, and the X indicates a non-operating state.
[0059]
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the distribution characteristics of the drive torque by the center differential device. The first quadrant shows the characteristics when the vehicle driven by the transmission 30 from the engine 10 travels forward, and the third quadrant shows the characteristics of the vehicle. It shows the characteristics when the engine is braked while traveling backward or while moving forward. Reference numeral 90 denotes basic torque distribution, and 91 and 92 denote torque curves of the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75, that is, torque performance curves based on torque-sensitive differential limiting torque (when there is no initial torque). 93 indicates a driving torque curve when the rear wheel rotates faster than the front wheel, and 94 indicates a driving torque curve when the front wheel rotates faster than the rear wheel. Reference numeral 95 denotes an initial torque by the initial torque applying means 80.
[0060]
When the starting clutch 13 is disconnected while the vehicle is stopped or traveling, and the gear is shifted to the forward gear, any one of the first to fifth gear trains 31 to 35 is synchronized with the input shaft 16 by the synchro mechanism 36, 37 or 38. It is selected as a unit. Therefore, when the starting clutch 13 is connected, the power of the engine 10 is input to the manual transmission 30 via the auxiliary transmission 15, and the transmission power by the selected transmission gear train is transmitted to the output shaft 19. Further, when the reverse shift is performed with the starting clutch 13 disconnected at the time of stopping, the reverse gear train 36 is selected, and the reversely shifted transmission power is output to the output shaft 19 and shifted to the fifth forward speed and the first reverse speed.
[0061]
The transmission power transmitted to the output shaft 19 is input to the first sun gear 60 via the center differential input shaft 52 of the center differential device 50 and is transmitted to the pinion member 65 via the first pinion 61.
[0062]
Here, at the time of forward movement, the center differential device 50 distributes the torque to the front and rear wheels by each gear specification and outputs the result. The power from the carrier 66 is transmitted to the front wheels via the hub 69, the front output shaft 54, the front drive shaft 20, the front differential device 21, and the like. The power from the second sun gear 63 is transmitted to the rear wheels via the rear output shaft 56, the transfer gears 24 and 25, the rear drive shaft 23, the propeller shaft 26, the rear differential device 27, and the like.
[0063]
During forward driving by normal engine driving, the second pinion 64 formed of a helical gear rotates as indicated by an arrow a in FIG. 5, and the second sun gear 63 formed of a helical gear meshing with the second pinion 64 moves in the direction of the arrow b. During forward rotation, the thrust force Ff (Ff> 0) toward the hub 69 acts on the second sun gear 63 due to the meshing reaction force, and the thrust load Ff is applied to the first friction engagement means 71. Is done. On the other hand, the end plate 76 is pressed by the spring load Fi of the disc spring 81 of the initial torque applying means 80, and the spring load Fi acts on the second friction engagement means 75 via the driven plate 78 and the drive plate 79 that are in pressure contact. The second sun gear 63 is pushed, and a spring load Fi by the disc spring 81 is further applied to the first friction engagement means 71. That is, the load Ff + Fi acts on the driven plate 73 and the drive plate 72 of the first friction engagement means 71, and the driven plate 73 and the drive plate 72 are pressed against each other to drive the driven plate 7 by the thrust load Ff. 3 And drive plate 7 2 In addition to the torque-sensitive differential limiting torque due to the frictional resistance, an initial torque of the frictional resistance between the driven plate 73 and the drive plate 72 due to the spring load Fi is obtained. Further, a spring load Fi acts on the second friction engagement means 75, and an initial torque due to the frictional resistance between the driven plate 78 and the drive plate 79 due to the spring load Fi is given. Accordingly, as shown in the first quadrant of FIG. 8, the driving torque curves 93 and 94 for forward traveling are obtained by adding the initial torque 95 to the torque-sensitive differential limiting torque performance curves 91 and 92, and the grip side during differential rotation. The driving torque sent to the front wheels or rear wheels of the vehicle is increased accordingly, and the running performance is improved, and the maneuverability and running stability are obtained. In particular, when starting a vehicle that requires a rapid driving force, good starting traction performance is obtained, and maneuverability and startability are improved.
[0064]
Further, during forward travel, the second pinion 64 rotates as indicated by an arrow a in FIG. 5, and the second sun gear 63 meshing with the second pinion 64 is rotated in the direction of the arrow b during forward rotation. When either the front wheel or the rear wheel is completely idle, the second pinion 64 is supported via the pinion shaft 68 and the carrier 66 serving as the output side to the front wheel or the second sun gear 63 serving as the output side to the rear wheel One of the wheels rotates idly and no thrust load Ff is generated in the second sun gear 63 (Ff = 0), and no torque-sensitive differential limiting torque due to the load Ff is generated in the first friction engagement means 71. On the other hand, a spring load Fi acts on the second friction engagement means 75 via the end plate 76 by the disc spring 81 of the initial torque applying means 80, and the second sun gear 63 is moved via the driven plate 78 and the drive plate 79 that are in pressure contact. The spring load Fi is applied to the first friction engagement means 71 by being pushed. Accordingly, the driven plate 73 of the first friction engagement means 71 and the drive plate 72 are brought into pressure contact with each other, and an initial torque of frictional resistance due to the spring load Fi is obtained. Further, the driven plate 78 and the drive plate 79 of the second friction engagement means 75 are brought into pressure contact with each other, and an initial torque of frictional resistance due to the spring load Fi is obtained. In this way, even when one of the front wheels or the rear wheels idles completely on a rough road or the like and a torque-sensitive differential limiting torque cannot be obtained, the driving torque sent to the grip side wheels by the initial torque 95 , Escape and running are greatly improved.
[0065]
Further, during normal reverse travel, the second pinion 64 rotates as shown by an arrow c in FIG. 5, and the second sun gear 63 meshing with the second pinion 64 is rotationally driven in the direction of the arrow d. Reverse. During this reverse rotation, a rear thrust load Fr acts on the second sun gear 63 due to the meshing reaction force. On the other hand, when the engine is braked during forward travel, the second sun gear 63 is given a rotational force in the direction of the arrow f from the wheel side to the second pinion 64 that rotates in the direction of the arrow e. The rear thrust load Fr acts on the second sun gear 63 as in the case of reverse travel.
[0066]
For example, during reverse travel with a relatively high driving force or engine braking with a large braking force, the thrust load Fr generated in the second sun gear 63 is relatively large, and the thrust load Fr is a spring load Fi by the disc spring 81. When larger (Fr> Fi), the second sun gear 63 moved by the thrust load Fr causes the thrust load Fr to act on the second frictional engagement means 75 so that the driven plate 78 and the drive plate 79 are in pressure contact with each other, and a torque sensitive type. A differential limiting torque is provided. Further, the end plate 76 is pushed by the thrust load Fr of the second sun gear 63 that is larger than the spring load Fi of the disc spring 81, and the side plate 76 abuts against the snap ring 77 to restrict the moving end, and the end plate 76. It is held in a compressed state between the snap ring 77.
[0067]
That is, the first friction engagement means 71 does not act, but the thrust load Fr acts on the driven plate 78 and the drive plate 79 of the second friction engagement means 75, and the torque sensitive differential limiting torque due to the thrust load Fr is generated. can get. Accordingly, as shown in the third quadrant of FIG. 8, the drive torque curves 96 and 97 during reverse driving or engine braking become a torque-sensitive differential limiting torque performance curve, and the differential limiting torque is set small. The driving torque sent to the wheels of the vehicle is suppressed, and the stability and maneuverability of the vehicle body are ensured. In particular, the tack-in phenomenon that occurs at the time of turning braking is suppressed, the tack-in performance is improved, and the stability and maneuverability of the vehicle body are ensured.
[0068]
Further, when the reverse driving with low driving force or the engine braking with low braking force, the thrust load Fr generated in the second sun gear 63 and the spring load Fi by the disc spring 81 are equal (Fr = Fi), the thrust load The driven plate 78 of the second friction engagement means 75 and the drive plate 79 are pressed against each other by the second sun gear 63 moved by Fr, and a torque sensitive differential limiting torque by the thrust load Fr is given. Further, the thrust load Fr of the second sun gear 63 equal to the spring load Fi by the disc spring 81 causes the outer end 76c of the end plate 76 to come into contact with or close to the snap ring 77, and the disc spring 81 snaps to the end plate 76. It is held in a state of being compressed between the ring 77. That is, a thrust load Fr is applied to the second friction engagement means 75, and the driven plate 78 and the drive plate 79 are pressed against each other by the thrust load Fr to obtain a torque sensitive differential limiting torque. Sex is maintained.
[0069]
Further, during reverse running with a lower driving force or engine braking with a smaller braking force, the thrust load Fr generated in the second sun gear 63 is relatively small, and the thrust load Fr is smaller than the spring load Fi of the disc spring 81. (Fr <Fi), the spring load Fi by the disc spring 81 acts on the second friction engagement means 75, and the torque by the thrust load Fr is exerted on the second friction engagement means 75 by the press contact of the driven plate 78 and the drive plate 79. This is the sensitive differential limiting torque plus the initial torque due to the spring load Fi. Therefore, a load obtained by subtracting the thrust load Fr of the second sun gear 63 from the spring load Fi of the disc spring 81 acts on the first friction engagement means 71, and the driven plate 73 and the drive plate 72 are pressed against each other due to the frictional resistance. Torque sensitive differential limiting torque is generated. Accordingly, the driving torque sent to the front wheel or rear wheel on the grip side during differential rotation is increased accordingly, and the stability and maneuverability of the vehicle body are ensured.
[0070]
Further, during reverse travel, if one of the front wheels or the rear wheels is completely idle due to a bad road or the like, the carrier 66 that is the output side to the front wheels or the second sun gear 63 that is the output side to the rear wheels is idle. No thrust load Fr is generated in the second sun gear 63 (Fr = 0), and no torque-sensitive differential limiting torque due to the thrust load Fr is generated in the second friction engagement means 75. On the other hand, a spring load Fi is applied to the second friction engagement means 75 via the end plate 76 by the disc spring 81 of the initial torque applying means 80, and the second sun gear 63 is connected via the driven plate 78 and the drive plate 79 that are in pressure contact. Is pushed, and the first friction engagement means 71 is also given a spring load Fi by the disc spring 81. Accordingly, an initial torque due to the spring load Fi is obtained by the pressure contact between the driven plate 78 and the drive plate 79 of the second friction engagement means 75, and friction caused by the pressure contact between the driven plate 73 and the drive plate 72 of the first friction engagement means 71. The initial torque by the spring load Fi is given by the resistance. In this way, even when one of the front wheels or the rear wheels idles completely on a rough road or the like and the torque sensitive differential limiting torque cannot be obtained, the driving torque sent to the wheel side on the grip side by the initial torque, Escapeability and running performance are greatly improved.
[0071]
As described above, during forward traveling, the stability and control of the vehicle body are controlled by the large differential limiting torque that applies the initial torque by the initial torque applying means 80 in addition to the torque-sensitive differential limiting torque by the first friction engagement means 71. Improve. Further, when one of the front wheels or the rear wheels idles on a rough road or the like, a large driving torque is applied to the other wheel by the initial torque generated in the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75 by the initial torque applying means 80. The escape performance and running performance, which are insufficient only with the torque-sensitive differential limiting torque, are greatly improved.
[0072]
On the other hand, when the vehicle is traveling backward with a relatively high driving force or braking with a large braking force, a relatively small differential limiting torque is applied only by the torque-sensitive differential limiting torque by the second friction engagement means 75. The stability of the vehicle is ensured by suppressing the tack-in phenomenon during turning braking and ensuring the stability of the vehicle body, and by adding the initial torque when the driving force is low.
[0073]
Various travels such as setting different differential limiting characteristics when the vehicle moves forward and reverse, and setting different differential limiting characteristics when driving from the transmission 30 by the engine and when braking the engine, etc. An operation limiting characteristic according to the state can be given, and the controllability and running stability of the vehicle can be improved.
[0074]
Further, at the time of forward movement, the initial torque by the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75 based on the initial torque applying means 80 is added to the torque sensitive differential limiting torque by the first friction engagement means 71. A large differential limiting torque can be secured to improve start-up tracking performance and running performance and improve maneuverability and running stability. On the other hand, torque sensitive differential limiting torque by the second friction engagement means 75 is applied during engine braking. Therefore, the differential limiting torque applied at the time of engine braking is suppressed, the tack-in phenomenon due to turning braking can be suppressed, and the maneuverability and running stability are improved, while the initial torque is added at the time of low braking by engine braking. Provides a large differential limiting torque and provides maneuverability and running stability during low braking. Further, by applying the initial torque only at the time of low braking, excessive operation restriction is suppressed, and improvement in fuel consumption can be expected.
[0075]
Further, by configuring the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75 as multi-plate friction engagement means, each friction engagement between the driven plate 73 and the drive plate 72 and the driven plate 78 and the drive plate 79 is achieved. Friction resistance due to the mating plate can be easily ensured, the differential limiting characteristic can be improved, and the controllability and running stability of the vehicle can be improved.
[0076]
Furthermore, the driven plate 73 of the first friction engagement means 71, the drive plate 72, and the driven plate of the second friction engagement means 75 via the end plate 76 and the second sun gear 63 by the disc spring 81 of the initial torque applying means 80. 78 and the drive plate 79 are pressed to generate an initial torque, so that a large initial torque can be secured even with a small spring load, and a friction engagement plate such as a driven plate or a drive plate is provided in the initial torque applying means as in the prior art. The initial torque applying means 80 can be simplified in configuration, and can be formed inexpensively and compactly. Further, various differential limiting torque characteristics can be easily obtained by adjusting the spring force of the disc spring 81, and the degree of freedom in setting the differential limiting torque characteristics is greatly expanded. Further, the initial torque applying means 80 maintains the stable spring characteristic of the disc spring 81 without the flat spring 81 accommodated in the spring accommodating portion 82 of the end plate 76 being crushed, and the stable differential limiting torque characteristic. Can be secured.
[0077]
Furthermore, by changing the twist angles of the second sun gear 63 and the second pinion 64 in opposite directions, the characteristics of the differential limiting torque when the vehicle is moving forward and when the vehicle is moving backward can be set in reverse.
[0078]
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the center differential device of the present embodiment, the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75 use friction washers 98 and 99, and other configurations are the same as those of the center differential device of the first embodiment. Therefore, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0079]
The first friction engagement means 71 includes a thrust receiving surface 70b formed on the hub 69 so as to face the end surface 63a of the second sun gear 63, and between the end surface 63a of the second sun gear 63 and the thrust receiving portion 70b. The friction washer 98 is interposed.
[0080]
The second friction engagement means 75 is configured by interposing a friction washer 99 between the end surface 63 b of the second sun gear 63 and the thrust receiving surface 76 b of the end plate 76.
[0081]
Therefore, in the present embodiment, the first friction engagement means 71 and the second friction engagement means 75 use the friction washers 98 and 99 having a simple configuration, thereby adding the effects of the first embodiment. The frictional engagement means 71 and the second frictional engagement means 75 can be formed inexpensively and compactly, the axial direction of the center differential device 50 can be shortened, and the weight of the center differential device 50 can be reduced.
[0082]
In each of the above embodiments, the center differential device for a manual transmission has been described. However, the present invention can also be applied to a center differential device for an automatic transmission. Although the center differential device has been described as an example, it can be applied to a differential device that distributes power to the left and right wheels. In this case, the front output shaft 54 and the rear output shaft 56 are output shafts to the left and right wheels, respectively, and extend in the vehicle width direction, and the first sun gear 60 and the first pinion 61, and the second sun gear 63 and the second pinion 64. It is preferable to equalize the meshing pitch radii of the two wheels so that the reference torque distribution to the left and right wheels is equal.
[0083]
【The invention's effect】
According to the differential device of the present invention described above, in the complex planetary type differential device, the first load is caused by the thrust load direction caused by the meshing reaction force between the second pinion and the second sun gear depending on the rotation direction of the first sun gear serving as the input member. Torque-sensitive differential limiting torque according to the thrust load by the friction engagement means or the second friction engagement means is applied, and the initial by the first torque engagement means and the second friction engagement means by the initial torque application means Since the torque is applied and the initial torque is applied by pressing the friction engagement plates of the first friction engagement means and the second friction engagement means by the initial torque application means, the first friction engagement means and the second friction A relatively large initial torque is easily obtained by the friction engagement plate of the engagement means, The degree of freedom in setting the dynamic limit torque is expanded, and the controllability and running stability of the vehicle are improved, and the friction engagement plate dedicated to the initial torque applying means is not required, and the initial torque applying means is simplified and made compact. Therefore, the manufacturing cost can be expected to be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a skeleton diagram of a transmission showing a first embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of the center differential device.
FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.
4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3;
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing the operation of a second pinion and a second sun gear.
FIG. 6 is a structural explanatory view schematically showing a second sun gear, first friction engagement means, second friction engagement means, and initial torque application means.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of the first friction engagement means, the second friction engagement means, and the initial torque application means when a differential rotation occurs.
FIG. 8 is a torque performance characteristic diagram of the center differential device.
FIG. 9 is a cross-sectional view of the main part of the center differential apparatus showing the first embodiment according to the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part showing an outline of a conventional center differential device.
[Explanation of symbols]
10 engine
20 Front drive shaft
21 Front differential device
23 Rear drive shaft
27 Rear differential device
50 Center differential unit
52 Center differential input shaft
54 Front output shaft
56 Rear output shaft (output shaft)
57 Spline
60 1st sun gear
61 First Pinion
63 2nd sun gear
63a, 63b End face
64 Second pinion
65 Pinion member
66 Carrier
67 Second Friction Engagement Plate Housing
67a spline
67b Locking groove
68 pinion shaft
69 Hub
70 1st friction engagement plate accommodating part
70a spline
70b Thrust receiving surface
71 1st friction engagement means
72 Drive plate (friction engagement member)
73 Driven plate (friction engagement member)
75 Second friction engagement means
76 End plate
76b Thrust receiving surface
76c side
77 Snap ring (locking member)
78 Driven plate (friction engagement plate)
79 Drive plate (friction engagement plate)
80 Initial torque applying means
81 disc spring
82 Spring housing
82a Spring bearing surface
98, 99 Friction washer

Claims (9)

ヘリカルギヤに形成された第１サンギヤ及び第２サンギヤと、一体形成されて上記第１サンギヤ及び第２サンギヤに各々噛み合う第１ピニオン及び第２ピニオンと、上記第２サンギヤが設けられた出力軸と、これらのギヤ部材を回転自在に収容支持するキャリヤとを備え、上記第１サンギヤに入力された動力を上記キャリヤ及び出力軸に分配して出力する複合プラネタリギヤ式のディファレンシャル装置において、
上記第２サンギヤが、トルク伝達時に上記第２ピニオンとの噛み合い反力により軸方向移動可能に上記出力軸にスプライン嵌合し、
上記キャリヤに上記第２サンギヤの一方の端面と対向して形成されたスラスト受面と上記第２サンギヤの上記一方の端面の間に配置された摩擦係合プレートを有し、上記第２サンギヤにより上記摩擦係合プレートを上記スラスト受面に押圧し該摩擦抵抗によって差動制限トルクを与える第１摩擦係合手段と、
上記第２サンギヤの他方の端面と上記キャリヤとの間に配置された摩擦係合プレートを有し、上記第２サンギヤにより該摩擦係合プレートをキャリヤに押圧し該摩擦抵抗によって差動制限トルクを与える第２摩擦係合手段と、
上記第２摩擦係合手段と上記キャリヤとの間に配置され、第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを介して第２サンギヤを押動して上記第１摩擦係合手段の摩擦係合プレートを上記スラスト受面に押圧しかつ第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを第２サンギヤに押圧し該各々の摩擦抵抗によってイニシャルトルクを与えるイニシャルトルク付与手段とを備えたことを特徴とする車両のディファレンシャル装置。A first sun gear and a second sun gear formed in a helical gear; a first pinion and a second pinion that are integrally formed and meshed with the first sun gear and the second sun gear, respectively; an output shaft provided with the second sun gear; A differential planetary gear type differential device that includes a carrier that rotatably accommodates and supports these gear members, and distributes and outputs power input to the first sun gear to the carrier and an output shaft.
The second sun gear is splined to the output shaft so as to be movable in the axial direction by a meshing reaction force with the second pinion during torque transmission;
The carrier has a frictional engagement plate disposed between a thrust receiving surface formed opposite to one end surface of the second sun gear and the one end surface of the second sun gear, and the second sun gear First friction engagement means for pressing the friction engagement plate against the thrust receiving surface and applying differential limiting torque by the friction resistance;
A friction engagement plate disposed between the other end surface of the second sun gear and the carrier; the friction engagement plate is pressed against the carrier by the second sun gear; Providing second friction engagement means;
Friction engagement of the first friction engagement means, which is disposed between the second friction engagement means and the carrier and pushes the second sun gear via the friction engagement plate of the second friction engagement means. Initial torque applying means for pressing the plate against the thrust receiving surface and pressing the friction engagement plate of the second friction engagement means against the second sun gear to apply initial torque by the respective frictional resistances. Vehicle differential device. 上記第１摩擦係合手段は、
上記キャリヤに設けられて上記第２サンギヤの一方の端面側で上記出力軸を囲みかつ内周に軸方向に延在するスプラインが形成された第１摩擦係合プレート収容部と、
該第１摩擦係合プレート収容部と出力軸との間に配設されて上記第１摩擦係合プレート収容部のスプラインに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレート及び上記出力軸のスプラインに内周がスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備え、
上記第２摩擦係合手段は、
上記キャリヤに設けられ上記第２サンギヤの他方の端面側で上記出力軸を囲みかつ内周に軸方向に延在するスプラインが形成された第２摩擦係合プレート収容部と、
該第２摩擦係合プレート収容部と出力軸との間に配設されて上記第２摩擦係合プレート収容部のスプラインに外周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレート及び上記出力軸のスプラインに内周が軸方向移動可能にスプライン嵌合する摩擦係合プレートを備え、
上記イニシャルトルク付与手段は、
上記第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートと上記第２摩擦係合プレート収容部との間に配置されて上記第２サンギヤと共に上記第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを押圧することを特徴とする請求項１に記載の車両のディファレンシャル装置。The first friction engagement means includes
A first friction engagement plate housing portion provided on the carrier and having a spline surrounding the output shaft on one end face side of the second sun gear and extending in the axial direction on the inner periphery;
The friction engagement plate disposed between the first friction engagement plate housing portion and the output shaft, and having the outer periphery spline-fitted to the spline of the first friction engagement plate housing portion so as to be axially movable, and the output It has a friction engagement plate whose inner periphery is spline-fitted to the spline of the shaft,
The second friction engagement means includes
A second friction engagement plate housing portion provided on the carrier and having a spline surrounding the output shaft on the other end face side of the second sun gear and extending in the axial direction on the inner circumference;
The second friction engagement plate accommodating portion and arranged to be the peripheral spline of the second friction engagement plate housing portion is axially movable spline fitting frictional engagement plate and the output between the output shaft A frictional engagement plate that fits the spline of the shaft so that the inner periphery can move in the axial direction is provided.
The initial torque applying means is
Friction of the first friction engagement means and the second friction engagement means together with the second sun gear disposed between the friction engagement plate of the second friction engagement means and the second friction engagement plate housing portion. The differential device for a vehicle according to claim 1, wherein the engagement plate is pressed. 上記摩擦係合プレートがフリクションワッシャであることを特徴とする請求項１に記載の車両のディファレンシャル装置。The differential apparatus for a vehicle according to claim 1, wherein the friction engagement plate is a friction washer. 上記イニシャルトルク付与手段は、
上記第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートを介して上記第２サンギヤの他方の端面と対向して軸方向に移動自在に配置されたエンドプレートと、
該エンドプレートと対向してキャリヤに設けられた係止部材と、
上記エンドプレートと係止部材との間に設けられた皿ばねとを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車両のディファレンシャル装置。The initial torque applying means is
An end plate that is disposed so as to be axially movable so as to face the other end surface of the second sun gear via the friction engagement plate of the second friction engagement means;
A locking member provided on the carrier opposite to the end plate;
The differential apparatus for a vehicle according to any one of claims 1 to 3, further comprising a disc spring provided between the end plate and the locking member. 上記エンドプレートは、
上記係止部材と対向する側面に、係止部材と対向するばね受面を有して周方向に連続する断面略Ｌ字状に切り欠き形成された環状のばね収容部を備え、上記ばね受面から上記側面までの寸法が、上記皿ばねが軸方向から押圧されて密着する寸法より大であることを特徴とする請求項４に記載の車両のディファレンシャル装置。The end plate is
An annular spring accommodating portion having a spring receiving surface facing the locking member and having a substantially L-shaped cross section continuous in the circumferential direction is provided on a side surface facing the locking member. The differential apparatus for a vehicle according to claim 4, wherein a dimension from a surface to the side surface is larger than a dimension in which the disc spring is pressed from an axial direction and closely contacts. 上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、前進時と後進時とで上記第１摩擦係合手段と第２摩擦係合手段の一方または他方によって第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクを与えると共に、イニシャルトルク付加手段によるイニシャルトルクを付加することで車両の前進時と後進時とで異なる差動制限特性を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両のディファレンシャル装置。A center differential device, in which a shift output from a transmission is input to the first sun gear and is output from one of the output shaft and the carrier to the front wheel and from the other to the rear wheel, the first friction during forward and reverse travel One or the other of the engagement means and the second friction engagement means gives a torque-sensitive differential limiting torque corresponding to the thrust load of the second sun gear due to the meshing reaction force with the second pinion, and the initial by the initial torque addition means The differential apparatus for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein a differential limiting characteristic is set differently when the vehicle moves forward and backward by applying torque. 上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、エンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時とで上記第１摩擦係合手段と第２摩擦係合手段の一方または他方によって第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じたトルク感応型差動制限トルクを与えると共に、イニシャルトルク付加手段によるイニシャルトルクを付加することでエンジンによる変速機からの駆動時とエンジンブレーキ時とで異なる差動制限特性を設定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両のディファレンシャル装置。A center differential device in which a shift output from a transmission is input to the first sun gear and is output from one of the output shaft and the carrier to the front wheel and from the other to the rear wheel, and when the engine is driven from the transmission and the engine brake In some cases, one or the other of the first friction engagement means and the second friction engagement means provides a torque sensitive differential limiting torque corresponding to the thrust load of the second sun gear due to the meshing reaction force with the second pinion. 6. The differential limiting characteristic that is different between when the engine is driven from the transmission and when the engine is braked is set by adding the initial torque by the initial torque adding means. A differential device for a vehicle as described in 1. 上記第１サンギヤに変速機からの変速出力が入力され、上記出力軸及びキャリヤの一方から前輪に他方から後輪に出力するセンターディファレンシャル装置であって、エンジンによる変速機からの駆動による前進時に第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じた上記第１摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクを与え、かつ上記イニシャルトルク付与手段により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段によるイニシャルトルクを付加する一方、エンジンブレーキ時に第２ピニオンとの噛み合い反力による第２サンギヤのスラスト荷重に応じた上記第２摩擦係合手段によるトルク感応型差動制限トルクを与えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車両のディファレンシャル装置。A center differential device in which a shift output from a transmission is input to the first sun gear and is output from one of the output shaft and the carrier to the front wheel and from the other to the rear wheel. Torque-sensitive differential limiting torque is applied by the first friction engagement means according to the thrust load of the second sun gear due to the reaction force of engagement with the two pinions, and the first friction engagement means and the first torque are applied by the initial torque application means. While the initial torque by the two friction engagement means is applied, the torque sensitive differential limiting torque by the second friction engagement means according to the thrust load of the second sun gear due to the meshing reaction force with the second pinion during engine braking is applied. The differential apparatus for a vehicle according to any one of claims 1 to 5, wherein the differential apparatus is provided. 上記エンジンブレーキによる低制動時に、上記イニシャルトルク付与手段により第１摩擦係合手段及び第２摩擦係合手段の摩擦係合プレートによるイニシャルトルクを付加することを特徴とする請求項８に記載のディファレンシャル装置。9. The differential according to claim 8, wherein the initial torque is applied by the friction engagement plates of the first friction engagement means and the second friction engagement means by the initial torque application means during low braking by the engine brake. apparatus.
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