JP2008095711A

JP2008095711A - デフギア装置

Info

Publication number: JP2008095711A
Application number: JP2006274419A
Authority: JP
Inventors: Toshitaka Hasegawa; 利恭長谷川
Original assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Kanzaki Kokyukoki Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-24
Anticipated expiration: 2026-10-05
Also published as: JP4941819B2

Abstract

【課題】従来のデフロック機構においては、デフロック用のピンやドッグ等の係合部材をデフサイドギア等に係合させるには大きな操作力や操作ストロークが必要なため、作業者の操作負担が重く、更に、係合部材に操作力を伝達するための操作金具に過剰な負荷がかかって変形する場合がある、という問題があった。
【解決手段】入力部材３０に接続されると共に前記デフサイドギア３３と係合可能なクラッチ部材１０３を設け、該クラッチ部材１０３と前記入力部材３０間の相対回転によってクラッチ部材１０３を前記デフサイドギア３３側に押動して係合させ、入力部材３０のトルクをクラッチ部材１０３からデフサイドギア３３を介して車軸７に伝達するデフロック機構１３を備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車軸を駆動のための動力を入力するデフリングギア等の入力部材と、該入力部材に枢支されたピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されたデフサイドギアとで構成されるデフギア装置に関し、特に、直進性やぬかるみでの走行性を向上させるためのデフロック機構に関する。

従来のデフロック機構においては、デフケースのボス部にスプライン嵌合されたデフロックスライダにデフロックピンを設け、該デフロックピンを、デフロックスライダの摺動操作によって、車軸に固設されたデフサイドギアに穿孔したピン孔に係合させることによりデフロックする技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭５２−６６２３５号公報

しかしながら、このようにデフロック用のピンやドッグ等の係合部材をデフサイドギア等に係合させるには大きな操作力や操作ストロークが必要なため、作業者の操作負担が重く、更に、係合部材に操作力を伝達するための操作金具に過剰な負荷がかかって変形する場合がある、という問題があった。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成されたデフギア装置において、前記入力部材に接続されると共に前記デフサイドギアと係合可能なクラッチ部材を設け、該クラッチ部材と前記入力部材間の相対回転によってクラッチ部材を前記デフサイドギア側に押動して係合させ、入力部材のトルクをクラッチ部材からデフサイドギアを介して車軸に伝達するデフロック機構を備えたものである。
請求項２においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材と入力部材との向かい合う面にカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするものである。
請求項３においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材に設ける押出し部材と、該押出し部材をデフサイドギア側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダと、該デフロックスライダを摺動操作する操作金具とを有し、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、デフロック時に前記操作金具からの操作力を蓄力可能な構成を設けるものである。
請求項４においては、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、アンロック時に前記操作金具からの操作力を押出し部材に直接伝達可能な構成を設けるものである。
請求項５においては、前記デフロック機構には、前記操作金具を操作するアクチュエータを設けるものである。

本発明は、以上のように構成したので、以下に示す効果を奏する。
すなわち、請求項１においては、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成されたデフギア装置において、前記入力部材に接続されると共に前記デフサイドギアと係合可能なクラッチ部材を設け、該クラッチ部材と前記入力部材間の相対回転によってクラッチ部材を前記デフサイドギア側に押動して係合させ、入力部材のトルクをクラッチ部材からデフサイドギアを介して車軸に伝達するデフロック機構を備えたので、デフロック時にはクラッチ部材を所定のストロークだけ押動し（以下、「初期押動操作」とする）、クラッチ部材をデフサイドギアに部分的に係合させる（以下、「部分係合」とする）だけで、その後は、クラッチ部材と入力部材間で互いに逆方向の相対回転することによって、自動的にクラッチ部材をデフサイドギアに最後まで係合させることができ、デフロック操作に必要な操作力や操作ストロークが小さくて済み、作業者の操作負担が軽減される。更に、デフロック操作のための操作金具に大きな負荷が作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、メンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。
請求項２においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材と入力部材との向かい合う面にカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするので、前記初期押動操作を行い、クラッチ部材をデフサイドギアに部分係合させると、該デフサイドギアによりクラッチ部材は入力部材に対して相対回転され、対向する面の位置が互いに回転方向に大きくずれるため、カム機構のカム部が面の浅い部分に乗り上げる。その結果、このカム部から受ける抗力の水平分力によって、クラッチ部材をデフサイドギア側に押動して最後まで確実に係合することができるのである。しかも、このような効果を、簡単な構成によって達成することができ、デフロック機構に必要な部品や構造を簡素化し、製造コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。
請求項３においては、前記デフロック機構は、前記クラッチ部材に設ける押出し部材と、該押出し部材をデフサイドギア側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダと、該デフロックスライダを摺動操作する操作金具とを有し、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、デフロック時に前記操作金具からの操作力を蓄力可能な構成を設けるので、デフロック時、初期押動操作後にクラッチ部材がデフサイドギアとなかなか部分係合しない場合であっても、クラッチ部材をデフサイドギア側に付勢した状態で保持しておくことができ、操作金具によるデフロック操作を何度も繰り返す必要がなく、係合する確率も高くなり短時間で部分係合してデフロックが可能となる。更には、操作金具に大きな負荷が直接作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、デフロック機構のメンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。
請求項４においては、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、アンロック時に前記操作金具からの操作力を押出し部材に直接伝達可能な構成を設けるので、アンロック時に、クラッチ部材がデフサイドギアと強く係合している状態にあっても、操作金具によるアンロック操作によって、デフロックスライダを介して押出し部材を確実に引き出してクラッチ部材とデフサイドギアとの係合を迅速に解除することができ、アンロックを迅速かつ確実に行うことができる。
請求項５においては、前記デフロック機構には、前記操作金具を操作するアクチュエータを設けるので、簡単なスイッチング操作によってデフロックとアンロックの切換操作を行うことができ、作業者の操作負担が軽減され、更に、切換操作が早くなって車両の状況に応じた迅速な対応が可能となる。

次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に関わるデフギア装置を搭載した車軸駆動部の動力伝達構成を示すスケルトン図、図２は本発明に係わるデフロック機構の部分正面断面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図、図４はアンロック時のクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図、図５はデフロック時に部分係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図、図６はデフロック時に最後まで係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図である。

まず、本発明に関わるデフギア装置１２を搭載した車軸駆動部１の全体構成について、図１により説明する。
車両の車体５内に配設された車軸駆動部１は、原動機であるエンジン２と、左右の車輪６・６を固定した車軸７・７を支持して駆動する車軸駆動装置４と、該車軸駆動装置４と前記エンジン２とを接続してエンジン２からの動力を車軸駆動装置４に変速して伝達する主変速装置３とから構成される。

このうちの車軸駆動装置４は、前記エンジン２からの動力を変速する装置であるトランスミッション１０が、前記車軸７・７とともに収納され、該トランスミッション１０の入力軸９と上記エンジン２からの出力軸８とが、前記主変速装置３によって連結されている。

そして、この車軸駆動装置４のハウジング１１は、左右のハウジング半部を接合して構成され、その内部の区画に、左右一対の前記車軸７・７や、該車軸７・７を差動的に結合するための本発明に係わるデフロック機構１３を備えたデフギア装置１２や、前記入力軸９上に配置される遠心ガバナ１４や、図外の副変速レバーの操作に連動して副変速を行う副変速機構１５等が配置されている。更に、車軸駆動装置４の側部には、他の車軸駆動装置等に動力を出力するための動力取出部１６が設けられている。

このうちの遠心ガバナ１４は、入力軸９に取り付けられて遠心力に応じて外側に回動することにより入力軸９の回転速度を検出するセンサであるガバナウェイト１７と、該ガバナウェイト１７の外側への回動に連係して軸方向に移動されるリフタ１８とを有し、該リフタ１８は、図示せぬガバナフォーク、ガバナ軸、出力アームを介して、前記エンジン２のスロットルバルブと適宜のリンク機構によって連係されている。これにより、前記遠心ガバナ１４が入力軸９の回転速度を検出し、それに応じて前記エンジン２の燃料噴射量を調節することとし、該入力軸９の回転数増減に伴い前記エンジン２の動力の出力を変更できるようにしている。

前記副変速機構１５においては、前記入力軸９が原動側を構成しており、該入力軸９には、高速ギア１９が相対回転不能に固定されると共に、低速ギア２０と後進ギア２１とが一体的に刻設されている。更に、前記入力軸９と平行に変速軸２２が配置され、該変速軸２２には、高速従動ギア２３と後進従動ギア２５とが相対回転自在に遊嵌されると共に、前記高速従動ギア２３のボス部上には低速従動ギア２４が相対回転自在に設けられている。そして、このうちの高速従動ギア２３は前記高速ギア１９に噛合され、低速従動ギア２４は前記低速ギア２０に噛合され、更に、後進従動ギア２５は、ハウジング１１内に遊転自在に設けた図示せぬ逆転ギアを介して、前記後進ギア２１に噛合されている。

そして、前記変速軸２２上の低速従動ギア２４と後進従動ギア２５との間には、スプラインハブ２６が相対回転不能に取り付けられ、該スプラインハブ２６上には、クラッチスライダ２７が相対回転不能かつ軸方向摺動自在に設けられており、該クラッチスライダ２７は、軸方向に摺動変位されることにより、高速従動ギア２３・低速従動ギア２４・後進従動ギア２５のうちのいずれか一つに係合し、正方向の高速回転、低速回転、又は逆方向の回転を選択的に変速軸２２に対して付与できるようにしている。あるいは、前記クラッチスライダ２７が前記高速従動ギア２３・低速従動ギア２４・後進従動ギア２５のいずれにも係合しない中立位置とすることもできるようにしている。更に、このクラッチスライダ２７は、直線的に摺動可能に構成したクラッチフォークシャフトを介して、図示せぬ副変速レバーに連係されている。これにより、該副変速レバーの傾動操作によって、クラッチスライダ２７を低速前進位置、高速前進位置、後進位置、あるいは中立位置に設定できるようにしている。

このようにして副変速された動力は、後述するデフギア装置１２を介して差動的に前記左右一対の車軸７・７に伝達されるが、該車軸７・７上には摩擦式のディスクブレーキ装置３７・３７がそれぞれ配設されており、図示せぬブレーキペダルを操作することによって、車軸７・７に対して、フットブレーキによる制動力を付与できるように構成している。

前記動力取出部１６においては、前記変速軸２２の一端がハウジング１１の機体左右一側へ延出され、該延出部分には、カップリング３９を介して伝動軸４０が連結され、該伝動軸４０の先端は、更に同じ側へ延出してハウジング１１側面より外方へ突出されている。この伝動軸４０は、車軸駆動装置４側面に凸状に設けられた駆動取出ケース３８内に突出され、この突出部分先端には、ベベルギア４１が固定されると共に、前記駆動取出ケース３８内にて機体前後方向に支持された出力軸４２にも、ベベルギア４３が固設され、該ベベルギア４３は前記ベベルギア４１と噛合されている。そして、この出力軸４２は、前記駆動取出ケース３８から前方へ突出されて、他の車軸駆動装置等の入力軸にドライブシャフト４４を介して連結されるようにしている。これにより、変速した後の動力を動力取出部１６から他の車軸駆動装置等に伝達できるようにして、四輪駆動や六輪以上の多輪駆動にも対応できる構成となっている。

また、このような構成から成る車軸駆動装置４を前記エンジン２と接続する前記主変速装置３は、ベルト式の無段変速装置であって、前記エンジン２からの動力をトランスミッション１０に伝達する動力伝達トレイン４５と、該動力伝達トレイン４５側方に並設した制動力伝達トレイン４６とから構成される。

このうちの動力伝達トレイン４５においては、第一ケース４９内に駆動側ピッチ径可変装置５１が収納され、該駆動側ピッチ径可変装置５１において、出力軸８の回転速度が増加すると、該出力軸８に設けたウェイト等によって、Ｖ駆動プーリ４７の可動側プーリ４７ｂが固定側プーリ４７ａに向かって押動され、出力軸８からの動力がＶ駆動プーリ４７に伝達された状態（以下、「動力接続状態」とする）で、固定側プーリ４７ａと前記可動側プーリ４７ｂとの間の間隔が狭くなってＶ駆動プーリ４７のピッチ径が増加し、減速比小の高速段となる。逆に、出力軸８の回転速度が減少すると、固定側プーリ４７ａと可動側プーリ４７ｂとの間の間隔が広くなってＶ駆動プーリ４７のピッチ径が減少し、減速比大の低速段となる。出力軸８の回転速度が更に減少し、可動側プーリ４７ｂが固定側プーリ４７ａから一定距離以上離れると、可動側プーリ４７ｂはＶベルト５４と完全に離間し、出力軸８の回転力がＶベルト５４に伝達されなくなり（以下、「動力遮断状態」とする）、これにより動力断接構造が形成されている。

一方、前記入力軸９の左端部にはＶ従動プーリ４８が設けられ、該Ｖ従動プーリ４８より右方の入力軸９上には、第二ケース５２内に収納された従動側ピッチ径可変装置５３が配置されており、該従動側ピッチ径可変装置５３においては、Ｖ従動プーリ４８の可動側プーリ４８ｂが固定側プーリ４８ａに向かってバネ等で常時付勢されている。そして、これらＶ駆動プーリ４７とＶ従動プーリ４８との間にはＶベルト５４が巻回されており、エンジン２からの動力は、出力軸８から、Ｖ駆動プーリ４７、Ｖベルト５４、Ｖ従動プーリ４８を通って変速された後、入力軸９より前記トランスミッション１０内に伝達されるようにしている。

前記制動力伝達トレイン４６においては、前記出力軸８の左端に駆動プーリ軸５８の右端が締結されると共に、該駆動プーリ軸５８には、歯付き駆動プーリ５５が締結されている。一方、前記車体５または図示せぬ装置カバーに固設された軸受け６２には、従動プーリ軸５９の左端部が回動自在に支持され、該従動プーリ軸５９の右部には歯付き従動プーリ５６が外嵌固定され、該歯付き従動プーリ５６と前記歯付き駆動プーリ５５との間には歯付きベルト５７が巻回されており、従動プーリ軸５９が出力軸８に常時接続された状態となっている。

該従動プーリ軸５９の右端と、前記固定側プーリ４８ａに締結されたクラッチ軸６４との間には、ワンウェイクラッチ６５が介設されており、該ワンウェイクラッチ６５では、前記クラッチ軸６４の周りに、ワンウェイクラッチ６５のハウジング６５ａが、クラッチエレメント６５ｂを介して一方向（以下、「空転方向」とする）にのみ回転可能に外嵌されると共に、該ハウジング６５ａが前記従動プーリ軸５９の右端に連結されている。このようなワンウェイクラッチ６５において、トランスミッション１０の入力軸９に接続されたクラッチ軸６４の回転方向と、エンジン２からの出力軸８に接続された従動プーリ軸５９の回転方向とは、いずれも前記空転方向と同一とし、クラッチ軸６４の回転速度が従動プーリ軸５９の回転速度以下であれば、該従動プーリ軸５９に連結されたハウジング６５ａは、クラッチ軸６４に対して前記空転方向に相対回転し、クラッチ軸６４の周りを空転または連れ回ることができる。逆に、クラッチ軸６４の回転速度が従動プーリ軸５９の回転速度を上回ると、ハウジング６５ａは、クラッチ軸６４に対して空転方向とは逆方向に相対回転して相対回転不可となりクラッチ軸６４と係合し、ワンウェイクラッチ６５が「入」状態となって、従動プーリ軸５９とクラッチ軸６４とが接続されることとなる。

このような構成において、エンジン２の回転速度が増加すると、動力接続状態となって出力軸８にＶ駆動プーリ４７が接続されると共に、固定側プーリ４７ａと可動側プーリ４７ｂとの間の間隔が狭くなってＶ駆動プーリ４７のピッチ径が増加し、これにより、出力軸８からの動力は、前記動力伝達トレイン４５で減速比小の高速段の動力に変速されながら、入力軸９から前記トランスミッション１０内に伝達される。

そして、エンジン２が減速されていくと、固定側プーリ４７ａと可動側プーリ４７ｂとの間の間隔が広くなってＶ駆動プーリ４７のピッチ径が減少し、出力軸８からの動力は、動力伝達トレイン４５で減速比大の低速段の動力に変速された後、入力軸９から前記トランスミッション１０内に伝達される。

更に、エンジン２が減速されて出力軸８の回転速度が所定の限界速度を下回ると、動力遮断状態となって出力軸８とＶベルト５４との間が遮断されると共に、エンジン２もアイドリング状態となり、Ｖ駆動プーリ４７からの動力はＶ従動プーリ４８に伝達されなくなる。このため、該Ｖ従動プーリ４８は自由回転可能となるが、このＶ従動プーリ４８の回転速度が増加してクラッチ軸６４の回転速度が従動プーリ軸５９の回転速度を上回ると、前述の如く、ハウジング６５ａがクラッチ軸６４に対して空転方向とは逆方向に相対回転し相対回転不可となりワンウェイクラッチ６５が「入」状態となって、従動プーリ軸５９とクラッチ軸６４とが接続され、エンジン２からの制動力、いわゆるエンジンブレーキが、制動力伝達トレイン４６を介してトランスミッション１０の入力軸９に作用するようにしている。これにより、アイドリング状態で長い下り坂を下ろうとする際のフットブレーキの使用を最小限に抑え、摩擦熱によるフェード現象やヴェイパーロック現象の発生を回避して、安定したブレーキ性能を確保することができるのである。

次に、車軸駆動装置４内に内設した前記デフギア装置１２について、図１乃至図６により説明する。
図１、図２に示すように、該デフギア装置１２には、変速軸２２の回転が、前記変速軸２２の一端側寄りの部位に固設された出力ギア２８を介して伝達されるように構成されている。すなわち、デフギア装置１２は、前記車軸７・７と同一回転軸心を有するように車軸駆動装置４内に支持された中空のデフケース２９と、該デフケース２９外周面にボルト１００によって締結固設され前記変速軸２２の出力ギア２８と噛合されるリングギア３０と、前記デフケース２９内において車軸７・７と直交配置されデフケース２９と一体的に回転するピニオン軸３１と、該ピニオン軸３１の両端に回転自在に配置されるベベルギアであるピニオン３２・３２と、前記車軸７・７の内端側に固定され前記ピニオン３２・３２に噛合されるベベルギアであるデフサイドギア３３・３３とにより構成されている。これにより、前記変速軸２２から出力ギア２８を介してリングギア３０に入力された回転を、差動回転として車軸７・７に伝達するようにし、その上で、このようなデフギア装置１２には、前記差動回転をロックするためのデフロック機構１３が設けられている。

図１乃至図４に示すように、該デフロック機構１３においては、車軸７内端にデフサイドギア３３がスプライン嵌合された上で筒状の固定部材１１７によって固定され、該固定部材１１７上にクラッチ部材１０３が軸方向・周方向ともに摺動自在に外嵌され、該クラッチ部材１０３の外側面からは、ロックピン１０２が軸方向に突設されている。該ロックピン１０２は、前記リングギア３０のボス部３０ａの基部と接するようにして本体部３０ｂに穿孔された長孔状の操作孔３０ｃ・３０ｃ・３０ｃに挿通されると共に、このロックピン１０２の先半部は、前記ボス部３０ａに軸方向摺動自在に外嵌されたデフロックスライダ１０１のピン孔１０１ａに、摺動可能に嵌合されている。

更に、このロックピン１０２の先部には、リング状のストッパ１０２ａが形成されており、デフロックスライダ１０１が外方に摺動しても、ロックピン１０２に係止されて抜け落ちないようにしている。一方、デフロックスライダ１０１とクラッチ部材１０３との間のロックピン１０２にはバネ１０４が外嵌されており、デフロックスライダ１０１が矢印１１３の方向に摺動すると、このバネ１０４が押し縮められ、発生した付勢力によって、クラッチ部材１０３がデフサイドギア３３側に押動されるようにしている。

また、前記デフサイドギア３３でクラッチ部材１０３側には複数のクラッチ爪３３ａが形成され、該クラッチ爪３３ａに嵌合するようにして、複数のクラッチ爪１０３ａがクラッチ部材１０３でデフサイドギア３３側に形成されている。そして、クラッチ部材１０３のバネ受け１０３ｂとデフケース２９のバネ受け２９ａとの間には、バネ１０５が圧縮状態で介設され、デフサイドギア３３とクラッチ部材１０３間が離間するように付勢されており、通常は前記クラッチ爪３３ａとクラッチ爪１０３ａとは嵌合できないようにしている。

更に、前記クラッチ部材１０３とリングギア３０との間には、次のような構成のカム機構が設けられている。すなわち、クラッチ部材１０３でリングギア３０側には、中央の最深部とこれに連続して円周方向に沿って徐々に浅くなっていきその両端部に最浅部を形成して成る椀状凹部１０３ｃが形成され、該椀状凹部１０３ｃと対向するようにして、リングギア３０のクラッチ部材１０３側にも、前記椀状凹部１０３ｃと同様、中央の最深部とこれに連続して円周方向に沿って徐々に浅くなっていきその両端部に最浅部を形成して成る椀状凹部３０ｄが形成されており、これら椀状凹部１０３ｃと椀状凹部３０ｄにまたがるようにしてボール部材１０６が嵌入保持されている。本実施例のようにボール部材１０６を使用すれば摩擦抵抗を低減させることができるが、簡易的には突起等で代用してもよく、このカム機構の構成は特に限定されるものではない。

また、前記デフロックスライダ１０１には、フォーク状の操作金具１０８の先部が係合され、該操作金具１０８の基部のボス部１０８ａは、フォーク軸１０９に外嵌されて吊持されている。そして、該フォーク軸１０９は、前記ハウジング１１に対して摺動自在に支持されると共に、ハウジング１１の一側面には、プッシュ・プル式の電動アクチュエータであるアクチュエータ１０７が配置され、該アクチュエータ１０７は、前記フォーク軸１０９の一側端で略同一軸心上に配置されている。

該アクチュエータ１０７においては、そのケース１０７ａの外端にはモータ１０７ｂが備えられ、該モータ１０７ｂの出力軸は、遊星歯車式の増速装置１０７ｃを介してネジ軸１０７ｄに連結され、該ネジ軸１０７ｄに螺着したナット１０７ｅは、ピストン１０７ｆに対して相対回転不能でかつ軸方向摺動不能に係止されている。そして、図外のコントローラにより、前記モータ１０７ｂを作動させると、その回転出力が増速装置１０７ｃを経てネジ軸１０７ｄを高速回転させ、該ネジ軸１０７ｄとナット１０７ｅがその回転運動を直線運動に変換し、前記フォーク軸１０９の一端に当接しているピストン１０７ｆを軸方向に往復摺動できるようにしている。

更に、前記フォーク軸１０９上には、右から順に止め輪１１０ａ・１１０ｂと摺動輪１１０ｃとが嵌着され、このうちの固定された止め輪１１０ａと止め輪１１０ｂとの間にはバネ１１１と操作金具１０８のボス部１０８ａが右から順に配置され、固定された止め輪１１０ｂと摺動可能な摺動輪１１０ｃとの間にはバネ１１２が配設され、いずれのバネ１１１・１１２も圧縮状態で介設されている。

このような構成において、図２、図４に示すように、デフロック時に、図示せぬスイッチを操作してコントローラから前記アクチュエータ１０７にデフロック信号を送信すると、モータ１０７が作動して矢印１１３の方向にピストン１０７ｆが摺動し、該ピストン１０７ｆによってフォーク軸１０９が押動され、該フォーク軸１０９に嵌着された止め輪１１０ａにより、操作金具１０８が、バネ１１１を介して付勢状態で矢印１１３の方向に押動される。

すると、図５に示すように、デフロックスライダ１０１がロックピン１０２上を摺動してバネ１０４を圧縮し、この圧縮によって発生したバネ１０４の付勢力が、デフケース２９とクラッチ部材１０３との間の前記バネ１０５による付勢力に抗して、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３側に押動して初期押動操作を行い、更に、前記バネ１０４の付勢力によって、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３側に付勢した状態で、部分係合するまで保持することができる。

すなわち、前記デフロック機構１３は、前記クラッチ部材１０３に設ける押出し部材であるロックピン１０２と、該ロックピン１０２をデフサイドギア３３側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダ１０１と、該デフロックスライダ１０１を摺動操作する操作金具１０８とを有し、前記ロックピン１０２とデフロックスライダ１０１との間には、デフロック時に前記操作金具１０８からの操作力を蓄力可能な構成であるバネ１０４を設けるので、デフロック時、前記初期押動操作後にクラッチ部材１０３がデフサイドギア３３となかなか部分係合しない場合であっても、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３側に付勢した状態で保持しておくことができ、操作金具１０８によるデフロック操作を何度も繰り返す必要がなく、係合する確率も高くなり短時間で部分係合してデフロックが可能となる。更には、操作金具１０８に大きな負荷が直接作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、デフロック機構１３のメンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができるのである。なお、これらの効果は、前記フォーク軸１０９上に設けたバネ１１１によって更に高めるようにしている。

そして、前述のような初期押動操作によって、クラッチ部材１０３のクラッチ爪１０３ａがデフサイドギア３３のクラッチ爪３３ａに少しでも部分係合すると、該クラッチ爪３３ａによってクラッチ部材１０３は矢印１１５の方向に回転され、クラッチ部材１０３とリングギア３０との間に逆方向に相対回転が生じ、対向していた椀状凹部１０３ｃ・３０ｄも回転方向に大きくずれる。これに伴い、前記ボール部材１０６は、椀状凹部１０３ｃ・３０ｄ間に挟まれた空間を転動し、これら椀状凹部１０３ｃ・３０ｄの周縁近傍の浅い部分に乗り上げた状態となるため、このボール部材１０６から受ける抗力１１６の水平分力１１６ａによって、クラッチ部材１０３はデフサイドギア３３側に強く押動される。そして、この押動は、前記水平分力１１６ａによって、図６に示すような係合状態になるまで自動的に持続されるのである。

すなわち、前記デフロック機構１３は、前記クラッチ部材１０３と入力部材であるリングギア３０との向かい合う面に、椀状凹部１０３ｃ・３０ｄと、該椀状凹部１０３ｃ・３０ｄ間にまたがって嵌入保持されるボール部材１０６とから成るカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とするので、前記初期押動操作を行い、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３に部分係合させると、該デフサイドギア３３によりクラッチ部材１０３はリングギア３０に対して相対回転され、対向する面の位置が互いに回転方向に大きくずれるため、カム機構のカム部であるボール部材１０６が椀状凹部１０３ｃ・３０ｄの周縁近傍の浅い部分に乗り上げる。その結果、このカム部であるボール部材１０６から受ける抗力１１６の水平分力１１６ａによって、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３側に押動して最後まで確実に係合することができるのである。しかも、このような効果を、簡単な構成によって達成することができ、デフロック機構１３に必要な部品や構造を簡素化し、製造コストの低減やメンテナンス性の向上を図ることができる。

続いてアンロック時には、スイッチを操作して図示せぬコントローラから前記アクチュエータ１０７にアンロック信号を送信すると、モータ１０７が作動して矢印１１４の方向にピストン１０７ｆが摺動する。すると、フォーク軸１０９が、バネ１１２の付勢力を受けて、止め輪１１０ａがハウジング１１の内壁に当接するまで矢印１１４の方向に摺動すると同時に、操作金具１０８のボス部１０８ａが、止め輪１１０ｂによって矢印１１４の方向に直接押動される。

すると、デフロックスライダ１０１がロックピン１０２上を摺動してストッパ１０２ａに当接し、ロックピン１０２を矢印１１４の方向に強く引き出して、デフサイドギア３３とクラッチ部材１０３との係合を迅速に解除することができる。

すなわち、前記押出し部材であるロックピン１０２とデフロックスライダ１０１との間には、アンロック時に前記操作金具１０８からの操作力をロックピン１０２に直接伝達可能な構成であるストッパ１０２ａを設けるので、アンロック時に、クラッチ部材１０３がデフサイドギア３３と強く係合している状態にあっても、操作金具１０８によるアンロック操作によって、デフロックスライダ１０１を介してロックピン１０２を確実に引き出してクラッチ部材１０３とデフサイドギア３３との係合を迅速に解除することができ、アンロックを迅速かつ確実に行うことができるのである。なお、これらの効果は、前記フォーク軸１０９上に設けた止め輪１１０ｂによって更に高めるようにしている。

以上のように、車軸７を駆動するための動力を入力する入力部材であるリングギア３０と、該リングギア３０と共に入力部材を構成するデフケース２９に枢支するピニオン３２と、該ピニオン３２に噛合すると共に前記車軸７上に固定されるデフサイドギア３３とで構成されたデフギア装置１２において、前記リングギア３０に接続されると共に前記デフサイドギア３３と係合可能なクラッチ部材１０３を設け、該クラッチ部材１０３と前記リングギア３０間の相対回転によってクラッチ部材１０３を前記デフサイドギア３３側に押動して係合させ、リングギア３０のトルクをクラッチ部材１０３からデフサイドギア３３を介して車軸７に伝達するデフロック機構１３を備えたので、デフロック時にはクラッチ部材１０３を所定のストロークだけ押動し、クラッチ部材１０３をデフサイドギア３３に部分的に係合させるだけで、その後は、クラッチ部材１０３とリングギア３０間で相対回転することによって、自動的にクラッチ部材１０３をデフサイドギア３３に最後まで係合させることができ、デフロック操作に必要な操作力や操作ストロークが小さくて済み、作業者の操作負担が軽減される。更に、デフロック操作のための操作金具１０８に大きな負荷が作用することがなく、その変形や破損を防止することができ、メンテナンスに必要な時間の短縮やコストの低減を図ることができる。

なお、前記デフロック機構１３には、前記操作金具１０８を操作するアクチュエータ１０７を設けるので、簡単なスイッチング操作によってデフロックとアンロックの切換操作を行うことができ、作業者の操作負担が軽減され、更に、切換操作が早くなって車両の状況に応じた迅速な対応が可能となる。

本発明は、車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成された、デフロック機構付きのデフギア装置を搭載した各種駆動車両に適用することができる。

本発明に関わるデフギア装置を搭載した車軸駆動部の動力伝達構成を示すスケルトン図である。本発明に係わるデフロック機構の部分正面断面図である。図２のＡ−Ａ矢視図である。アンロック時のクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図である。デフロック時に部分係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図である。デフロック時に最後まで係合した状態でのクラッチ部材周辺構造を示す部分正面断面図である。

符号の説明

７車軸
１２デフギア装置
１３デフロック機構
２９・３０入力部材
３２ピニオン
３３デフサイドギア
１０１デフロックスライダ
１０２押出し部材
１０２ａ操作力を直接伝達可能な構成
１０３クラッチ部材
１０４操作力を蓄力可能な構成
１０７アクチュエータ
１０８操作金具

Claims

車軸を駆動するための動力を入力する入力部材と、該入力部材に枢支するピニオンと、該ピニオンに噛合すると共に前記車軸上に固定されるデフサイドギアとで構成されたデフギア装置において、前記入力部材に接続されると共に前記デフサイドギアと係合可能なクラッチ部材を設け、該クラッチ部材と前記入力部材間の相対回転によってクラッチ部材を前記デフサイドギア側に押動して係合させ、入力部材のトルクをクラッチ部材からデフサイドギアを介して車軸に伝達するデフロック機構を備えたことを特徴とするデフギア装置。
前記デフロック機構は、前記クラッチ部材と入力部材との向かい合う面にカム機構を有し、該カム機構を介して前記クラッチ部材と入力部材を接続する構成とすることを特徴とする請求項１記載のデフギア装置。
前記デフロック機構は、前記クラッチ部材に設ける押出し部材と、該押出し部材をデフサイドギア側に押し引き操作してデフロックとアンロックを切り換えるデフロックスライダと、該デフロックスライダを摺動操作する操作金具とを有し、前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、デフロック時に前記操作金具からの操作力を蓄力可能な構成を設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載のデフギア装置。
前記押出し部材とデフロックスライダとの間には、アンロック時に前記操作金具からの操作力を押出し部材に直接伝達可能な構成を設けることを特徴とする請求項３記載のデフギア装置。
前記デフロック機構には、前記操作金具を操作するアクチュエータを設けることを特徴とする請求項３または請求項４記載のデフギア装置。