JPS63184525A - 差動制限装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、遊星歯車装置などの差動装置による差動作
用を制限する装置に関し、特にフルタイム四輪駆動装置
におけるセンタディファレンシャル装置の差動制限に用
いることのできる差動制限装置に関するものである。

従来の技術 周知のように四輪の全てに常時駆動力を与えるフルタイ
ム四輪駆動装置では、旋回時の前後輪の回転数差に起因
するブレーキング現象を避けるために、前後輪での差動
を行なうセンタディファレンシャル装置を設けている。

しかしながらセンタディファレンシャル装置を設けてあ
れば、前輪もしくは後輪が脱輪した場合には、その車輪
が空転して走行力を得ることができなくなる。そのため
にセンタディファレンシャル装置を設けた四輪駆動装置
では、そのセンタディファレンシャル装置の差動作用を
制限し、もしくは禁止する差動制限装置を併せて設けて
いる。本出願人は、この種の四輪駆動装置を既に特願昭
６０−２８０６６２号として提案した。

その基本的な構成は、自動変速装置の出力軸を、センタ
ディファレンシャル装置を構成する遊星歯車装置のプラ
ネタリキャリヤに連結し、また一方の出力部材となるリ
ングギヤを後輪駆動軸に連結するとともに、他方の出力
部材となるサンギヤをスプロケットとチェーンとからな
る伝動手段を介して前輸出力軸に連結し、そしてプラネ
タリキャリヤおよびサンギヤならびにリングギヤの三者
のうちのいずれか三者の間、例えばリングギヤとサンギ
ヤとの間に、伝達トルク容量を変えることのできる差動
制限用のクラッチを設けたものである。

したがってこのような構成であれば、差動制限用クラッ
チを解放することによりセンタディファレンシャル装置
が完全な差動作用をなし、かつ差動制限用クラッチを完
全に係合させることにより、センタディファレンシャル
装置が作用しなくなって（ロックされて）後輸出力軸と
前輸出力軸とが所謂直結状態となる。またクラッチは幾
分滑らせた状態にすることにより伝達トルクを調整でき
るので、前掲の特願昭６０−２８０６６２号の装置では
、差動制限用クラッチによる伝達トルク容量を入力トル
クに応じて制御する制御装置を設けることにより、アク
セルを踏み込んでスロットル開度を大きくするに伴って
伝達トルク容量を大きくしくすなわち差動制限を強め）
、もって高出力の必要とされる状態での走破性あるいは
操縦安定性（操安性）を高めている。

そして従来一般には、上記の差動制限用クラッチの係合
・解放および伝達トルク容量を調整するための係合力の
調整を、ピストンを主体とした油圧サーボ機構によって
行なっている。この油圧サーボ機構は、押圧力を作用さ
せる対象物、具体的には差動制限用クラッチが遊星歯車
装置の入力部材や出力部材と共に回転しているために従
来では、以下のように構成していた。

すなわち遊星歯車装置のサンギヤと一体のサンギヤ軸な
どの回転軸に、有底円筒状のクラッチハブを嵌合させ、
そのクラッチハブの内部のうち底面となっている部分に
近い位置に、内外周側をシールしたピストンを収容し、
またクラッチハブの先端側内周面に摩擦板をスプライン
嵌合させ、さらに遊星歯車装置のリングギヤなどの出力
部材に一体化させた小径の他のクラッチハブを前記クラ
ッチハブの先端内周側に挿入し、その小径のクラッチハ
ブの先端外周面に前記摩擦板と対となる摩擦板をスプラ
イン嵌合させ、そして前記サンギヤ軸などの回転軸もし
くはクラッチハブを内周側で支承しているセンタサポー
トを介して油圧を供する構成である。したがって内径の
大きいクラッチハブがシリンダを形成し、その内部にピ
ストンが収容された状態となっており、そのためにこの
油圧サーボ機構は前記回転軸と一体となって回転するも
のである。

また従来、ピストンを主体とする油圧サーボ機構をトラ
ンスファケースやその内部に固定したサポート部材など
の固定部に設け、かつそのピストンとクラッチの摩擦板
との間に第３の部材を介在させることにより、油圧サー
ボ機構を回転させないよう構成したものも知られている
。

発明が解決しようとする問題点 しかるに油圧サーボ機構をクラッチハブに組込んだ差動
制限装置では、油圧サーボ機構に油圧を特にかけていな
い非動作状態であっても、回転軸と一体となって回転す
ることにより、内部に残っているオイルが遠心力を受け
て圧力が高くなり、その結果、油圧サーボ機構が動作し
て差動制限用クラッチが作用する問題がある。従来、こ
れを解決するためにピストンにチェックボールを設けて
遠心力を受けた場合にはその遠心力によって排圧するよ
うに構成しているが、チェックボールを設けるに伴って
構成が複雑化する問題が生じている。

また油圧サーボ機構の内周側はセンタサポートによって
支承しているが、この部分で円周方向の滑りが生じるた
めにここでのシールが困難であり、そのためピストンお
よびクラッチハブが回転していることと相俟って、外部
の任意の油圧源から油圧を供給することは実質上出来ず
、特にチェックボールを設けている場合には困難である
などの問題がある。

他方、固定した油圧サーボ機構と差動制限用クラッチの
摩擦板との間に第３の部材を介在させた構成では、回転
しないためにチェックボールが不要であること、シール
が容易であることなどの利点があるが、前記の第３の部
材は回転することになるために、この第３の部材を支持
する部材が必要となり、そのために構成が極めて複雑化
する問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、構
成を簡素化でき、しかも外部の圧力源を使用することの
できる差動制限装置を提供することを目的とするもので
ある。

問題点を解決するための手段 この発明は、上記の問題点を解消するために、差動制限
のための摩擦力を生じる第１および第２の摩擦板を、そ
れぞれ遊星歯車装置のいずれかの部材に連結した第１お
よび第２の保持部材に取付け、かつこれらの保持部材の
うち一方の保持部材を、摩擦板同士の接触離隔方向に移
動自在とし、かつその移動自在な保持部材に向けた流体
式押圧機構を所定の固定部に設けたものである。より具
体的には、この発明の差動制限装置は、一つの入力部材
とこの入力部材から回転力を受ける二つの出力部材とを
有する差動装置のうち、その入力部材といずれか一方の
出力部材との間もしくは出力部材同士の間に設けられて
、互いに対向する摩擦板の間に生じる摩擦力によって差
動作用を制限する差動制限装置において、前記入力部材
と出力部材とのいずれか一つの部材に連結一体化された
第１の保持部材に第１の摩擦板が取付けられるとともに
、入力部材と出力部材とのうちの他の部材に連結一体化
された第２の保持部材に第２の摩擦板が取付けられ、ま
たこれらの第１および第２の保持部材のうちのいずれか
一方の保持部材が前記摩擦板の接触離隔方向に移動自在
とされ、かつ他方の保持部材が摩擦板の接触離隔方向に
対して固定され、さらに前記一方の保持部材を摩擦板の
接触方向に押圧する流体圧式押圧機構がその一方の保持
部材に向けて所定の固定部に配置されていることを特徴
とするものである。

作　　　　用 この発明の差動制限装置では、流体圧式押圧機構によっ
て一方の保持部材を押すことにより、第１および第２の
摩擦板が加圧接触し、その結果、両者の間に生じる摩擦
力が各保持部材を介して差動装置の入力部材と一方の出
力部材もしくは出力部材同士の間の相対運動を制限する
よう作用し、差動制限が行なわれる。このような差動制
限を行なうための摩擦板の抑圧は、摩擦板を取付けであ
る一方の保持部材を押すことにより行なうから、流体圧
式押圧機構は摩擦板と共に特に回転する必要がなく、そ
のために流体圧式押圧機構は所定の固定部に配置され、
非回転構造となっている。それに伴い、流体圧式押圧機
構に対する流体圧の供給はハウジングもしくはケースや
その内部に固定した支持部材などを介して行なうことが
できるため、流体圧源の選定が自由となり、またシール
が容易になる。

実施例 つぎにこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明を四輪駆動トランスファの差動装置を
対象として適用した例を示す断面図であり、まずその四
輪駆動トランスファについて説明すると、変速機（図示
せず）から駆動力を伝達する入力軸１は、フロントケー
ス２からこれに接続して取付けたりャケース３の内部に
延びており、その先端部（第１図では右端部）に、セン
タディファレンシャル装置である遊星歯車機構のキャリ
ヤ４がスプライン嵌合し、かつスナップリング５によっ
て第１図の左方向への移動が阻止されている。キャリヤ
４ははす歯のピニオンギヤ６を保持しており、このピニ
オンギヤ６はリングギヤ７とサン、ギヤ８とに噛み合っ
ている。したがってキャリヤ４およびピニオンギヤ６が
入力部材となり、ピニオンギヤ６がはす歯であることに
より駆動力を伝達するに伴って、サンギヤ８に対しては
第１図の右方向へ、またリングギヤ７に対しては左方向
への軸方向力をそれぞれ生じさせるようになっている。

リングギヤ７は後輸出力軸９の基端部に形成した７ラン
ジ部１０の外周に回転不能に嵌合し、かつスナップリン
グ１１によって固定されている。

なお、そのフランジ部１０とキャリヤ４の端面との間に
はスラストスペーサ１２が介在され、したがってキャリ
ヤ４はそのスラストスペーサ１２とスナップリング５と
によって軸線方向での位置が決められている。後輸出力
軸９はリヤケース３に接続して設けたエクステンション
ハウジング１３の内部に、一対の軸受１４，１５によっ
て回転自在に保持されており、その後輸出力軸９のうち
各軸受１４，１５の間にはスピードメータドライブギヤ
１６が嵌合され、また後輸出力軸９のエクステンション
ハウジング１３からの突出部にはコンパニオンフランジ
１７が取付けられている。これらのスピードメータドラ
イブギヤ１６とコンパニオンフランジ１７との間に位置
する軸受１５はスナップリング１８によって軸線方向に
対して固定され、したがって後輸出力軸９は軸線方向に
対して固定されている。したがって前記リングギヤ７も
軸線方向に対して移動しないようになっている。

使方、サンギヤ８はサンギヤ軸１９の外周部の一部とし
て形成されており、そのサンギヤ軸１９は、前記入力軸
１の外周に回転自在に嵌合させたドライブスプロケット
２０のうち遊星歯車機構側に延びたボス部の外周に、軸
線方向に移動し得るようスプライン嵌合している。この
サンギヤ軸１９の後端部側（第１図の左端部側）にはス
ナップリング２１が配置されており、これに対してサン
ギヤ軸１９の先端部側（第１図のも端部側）には、前記
キャリヤ４との間にわずかな隙間Ｃが設定されており、
したがってサンギヤ軸１９はその隙間Ｃだけ第１図の右
方向に移動し得るよう前記ボス部に嵌合している。ドラ
イブスプロケット２０は、フロントケース２とリヤケー
ス３とによって形成されたチェーン至２２の内部に位置
し、フロントケース２およびリヤケース３に対してそれ
ぞれ軸受２３．２４によって回転自在に支持されている
。

またチェーン至２２の内部には、ドライブスプロケット
２０と平行にドリブンスプロケット２５が配置され、こ
のドリブンスプロケット２５も一対の軸受２６．２７に
よってフロントケース２およびリヤケース３に対して回
転自在に支持されており、これらのスプロケット２０．
２５にサイレントチェーン２８が巻き掛けられ、ここに
チェーン伝動機構が形成されている。そしてこのドリブ
ンスプロケット２５の中心軸線に沿って前輸出力軸２９
が挿入され、かつ回転不能となるようスプライン嵌合し
ている。

すなわち入力軸１と共にキャリヤ４を回転させることに
より、リングギヤ７を介して後輸出力軸９を回転させる
一方、サンギヤ８およびチェーン伝動機構を介して前輸
出力軸２９を回転させるよう構成されている。したがっ
てリングギヤ７およびサンギヤ８が、センタデイフルン
シャル装置の出力部材となっている。

つぎに上記の差動装置の差動作用を制限する装置につい
て説明すると、第１図に示す例では多板クラッチ３０と
油圧サーボ機構３１とによって差動制限装置が構成され
ている。多板クラッチ３０は互いに対となる多数の摩擦
板３２を交互に対向させて配置したものであって、第１
の摩擦板（以下、仮にディスクと記す）３２は、全体と
してほぼ円筒状をなす第１の保持部材であるリングギヤ
クラッチハブ３３の外周部にスプライン嵌合されており
、このリングギヤクラッチハブ３３は前記リングギヤ７
に固着一体化されている。また第２の摩擦板（以下、仮
にプレートと記す）３２は、前記サンギヤ軸１９に嵌合
させて固着した有底円筒状の第２の保持部材であるサン
ギヤクラッチハブ３４の内周面にスプライン嵌合されて
いる。そして第１図の右方向に向けた荷重を受ける背板
（換言すれば第１図の右方向に押圧する背板）３５がリ
ングギヤハブ３３に取付けられるとともにスナップリン
グ３６によって固定され、また第１図の左方向に向けた
荷重を受ける背板（換言すれば第１図の右方向に押圧す
る背板）３７がサンギヤクラッチハブ３４の内周面に取
付けられるとともにスナップリング３８によって固定さ
れている。

したがって前述したように、サンギヤ軸１９が軸線方向
に移動可能であることによって、サンギヤ軸１９と共に
サンギヤクラッチハブ３４が移動してディスク３２とプ
レート３２とが加圧接触し、両者の間で摩擦力を生じる
ようになっている。

これに対し油圧サーボ機構３１は、サンギヤクラッチハ
ブ３４の背面側（第１図では左側）に配置されている。

すなわちリヤケース３のうち前記チェーン至２２を区画
形成する隔壁３９には、はぼコ字状断面でかつ全体とし
て環状をなすセンタサポート４０がボルト４１によって
固定されており、サンギヤクラッチハブ３４に向けて前
進するほぼ環状のピストン４２が、内外周側をシールし
た状態でそのセンタサポート４０の内部に前後動自在に
挿入されている。またピストン４２の前面側にはピスト
ン４２を押し戻すリターンスプリング４３が配置されて
いる。したがって油圧サーボ機構３１はリヤケース３と
一体となった非回転構造となっており、この油圧サーボ
機構３１には、センタサポート４０および隔壁３９を貫
通して形成した油路４４を介して所定の油圧源（図示せ
ず）から油圧を供給するようになっている。

上述した構成では、入力軸１と共にキャリヤ４およびピ
ニオンギヤ６が回転することにより、リングギヤ７を介
して後輸出力軸側に、またサンギヤ８を介して前輸出力
軸側にそれぞれ駆動力が分配され、その場合、ピニオン
ギヤ６がはす歯歯車であることにより、リングギヤ７に
対しては第１図の左方向に、またサンギヤ８に対しては
第１図の右方向に軸方向力が作用する。リングギヤ７は
前記後輸出力軸９と実質的に一体であって軸線方向に対
しては固定されているが、サンギヤ軸１９の先端部に隙
間Ｃが形成されているから、結局、前記軸方向力によっ
てサンギヤ軸１９が第１図の右方向に移動する。したが
ってサンギヤ軸１９と共にサンギヤクラッチハブ３４も
移動するために、　　　□ディスク３２とプレート３２
とがある程度の力で接触し、それに伴って生じる摩擦力
によってセンタディファレンシャル装置の差動作用が制
限される。その場合の差動制限の度合すなわち多板クラ
ッチ３０に生じる摩擦力は、前後輪の間の差動状態に応
じて変化する。

なお、上記のような差動制限状態は、入力軸１から駆動
力を伝達する場合に生じ、制動時などのように前後の出
力軸から駆動力が伝達される場合には、リングギヤ７お
よびサンギヤ８に上記の場合とは反対方向に軸方向力が
生じ、したがって多板クラッチ３０は解放状態になって
差動制限は生じない。

以上の差動制限は車両の走行状態に応じて自動的に生じ
るものであるが、人為的な差動制限は前述した油圧サー
ボ機構３１を動作させて行なう。

すなわちスイッチ操作などによって前記油路４４を介し
て油圧サーボ機構３１に油圧を供給すれば、ピストン４
２がリターンスプリング４３を圧縮して前進し、サンギ
ヤクラッチハブ３４を押圧する。

サンギヤクラッチハブ３４はサンギヤ軸１９と共に移動
でき、また第１図の右方向に押圧し得るようプレート３
２を取付けであるから、ピストン４２によって押圧され
ることによりサンギヤクラッチハブ３４がプレート３２
と共に移動し、結局、プレート３２およびディスク３２
が係合してＩＩＩ力が生じ、差動制限が行なわれる。

なお、上記の実施例では、油圧サーボ機構３１をサンギ
ヤクラッチハブ３４の背面側に設けた構成としたが、こ
の発明は上記の実施例に限定されるものではなく、油圧
サーボ機構３１をセンタディファレンシャル装置より後
ろ側（第１図では右側）に設けてリングギヤもしくはリ
ングギヤクラッチハブを押圧するように構成することも
でき、その場合には、サンギヤクラッチハブを固定しリ
ングギヤもくしはリングギヤクラッチハブを移動自在と
することになるので、そのような構成となるよう適宜の
箇所に隙間を設定し、かつスナップリングなどの固定部
材を設ければよい。また上記の実施例では、ピストンで
サンギヤクラッチハブを直接押圧することにより、両者
を滑り接触させるよう構成したが、摩耗や発熱の防止な
どのためには、ピストンの先端部にスラストニードルベ
アリングやスラストボールベアリングなどのスラストベ
アリングを設けることが好ましい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の差動制限装置
では、差動作用を制限するよう作用する摩擦力を生じる
第１および第２の摩擦板を、それらを保持する保持部材
を押圧移動させることにより加圧接触させるよう構成し
、それに伴って流体圧式押圧装置を所定の固定部に設け
て非回転構造としたので、油圧ポンプなどの流体圧源の
選定を必要に応じて任意に行なうことができ、したがっ
て自動車においては自動変速機付き車両および手動変速
機付き車両のいずれにも好適に用いることができる。ま
た流体圧式押圧機構が非回転型であることにより、シー
ルが容易になり、そのために外部の圧力源を使用する場
合には、圧力漏れや流体漏れを容易かつ確実に防止する
ことができる。

さらにこの発明では、摩擦板を直接押圧することはない
から、押圧機構における押し面の位置の設定をかなり自
由に行なうことができるうえに、ピストン摩擦面での周
速を最大限まで小さくすることも可能となり、ピストン
摩擦面の摩耗や焼付きについても非常に有利になり、か
つまた全体としての組付性が良好になるなどの実用上の
優れた効果を１ｑることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図である。 ４・・・キャリヤ、　６・・・ピニオンギヤ、　７・・
・リングギヤ、　８・・・サンギヤ、　１９・・・サン
ギヤ軸、３０・・・多板クラッチ、　３１・・・油圧サ
ーボ機構、３２・・・摩擦板、　３３・・・リングギヤ
クラッチハブ、３４・・・サンギヤクラッチハブ、　３
９・・・隔壁、４０・・・センタサポート、　４２・・
・ピストン、　Ｃ・・・隙間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　一つの入力部材とこの入力部材から回転力を受ける二
   つの出力部材とを有する差動装置のうち、その入力部材
   といずれか一方の出力部材との間もしくは出力部材同士
   の間に設けられて、互いに対向する摩擦板の間に生じる
   摩擦力によつて差動作用を制限する差動制限装置におい
   て、 前記入力部材と出力部材とのいずれか一つの部材に連結
   一体化された第１の保持部材に第１の摩擦板が取付けら
   れるとともに、入力部材と出力部材とのうちの他の部材
   に連結一体化された第２の保持部材に第２の摩擦板が取
   付けられ、またこれらの第１および第２の保持部材のう
   ちのいずれか一方の保持部材が前記摩擦板の接触離隔方
   向に移動自在とされ、かつ他方の保持部材が摩擦板の接
   触離隔方向に対して固定され、さらに前記一方の保持部
   材を摩擦板の接触方向に押圧する流体圧式押圧機構がそ
   の一方の保持部材に向けて所定の固定部に配置されてい
   ることを特徴とする差動制限装置。