JP4541520B2

JP4541520B2 - Differential limiting device for planetary gear type differential device

Info

Publication number: JP4541520B2
Application number: JP2000297257A
Authority: JP
Inventors: 一男金澤
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: JP2002106681A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンギヤが設けられた軸部とキャリヤとの間の差動制限を行う遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ディファレンシャル装置においては、予め差動制限トルクをイニシャルトルクとして付加したり、一方の出力軸がスリップした際に他方の出力軸にトルクをバイパスして伝達するための差動制限装置が設けられている。
【０００３】
この種の差動制限装置は油圧多板クラッチ等によって構成されることが一般的であり、例えば特開平５−１１２１４９号公報には、遊星歯車式のセンターディファレンシャル装置において、キャリヤとリヤドライブ軸との間に油圧多板クラッチを設け、後輪スリップ等に応じて油圧多板クラッチに差動制限トルクを発生させる技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、油圧多板クラッチにおいては、一般に、複数のドライブプレートやドリブンプレート等が配列されて構成されるものであるため、装置の複雑化や大型化を招く虞がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、簡単かつ小型な構成の遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明による遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置は、キャリヤの中心に挿入された軸部と、上記軸部に設けられたサンギヤと、上記サンギヤに噛合されたピニオンと、上記ピニオンを回転自在に上記キャリヤに支持するピニオン軸とを備えた遊星歯車式ディファレンシャル装置に併設された差動制限装置であって、上記軸部に設けられた環状の摺動面と、上記キャリヤの端面から上記ピニオン軸の端部が突出して形成された突出部と、上記摺動面に摺動可能な摩擦面と上記突出部に係合可能なＶ字溝とを有し上記摺動面と上記突出部との間に配設されたカム部材と、上記キャリヤの端面に上記カム部材を挟んで突出形成され、上記キャリヤの回転方向への上記カム部材の移動を所定の揺動を許容して規制する一対の規制部とを備え、一対の上記規制部の間に、上記カム部材を上記摺動面に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明による遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置は、請求項１記載の発明において、上記軸部にドラム部材を固設し、このドラム部材の内周に上記摺動面を形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３記載の発明による遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置は、請求項１記載の発明において、上記軸部の外周或いは上記軸部に固設したリング部材の外周に上記摺動面を形成したことを特徴とする。
【０００９】
すなわち、請求項１記載の発明は、軸部とキャリヤとが差動した際に摺動面に対する摩擦面の摩擦抵抗によってカム部材が上記キャリヤに対して規制部間内で相対的に移動され、突出部に対するＶ字溝の係合位置がずれる。この突出部に対するＶ字溝の係合位置のずれ量に応じて、上記カム部材には摺動面方向への押圧力が発生し、上記摺動面に対する上記摩擦面の摩擦抵抗が増大されて上記軸部と上記キャリヤとの間で差動制限が行われる。この場合において、上記カム部材を上記摺動面に付勢する付勢手段によって、遊星歯車式ディファレンシャル装置におけるイニシャルトルクが発生される。
【００１０】
この場合、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記軸部に固設したドラム部材の内周に上記摺動面を形成することにより、上記カム部材が上記摺動面の内周に位置する構成となり、上記カム部材には遠心力による上記摺動面方向への押圧力が加わる。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記軸部の外周或いは上記軸部に固設したリング部材の外周に上記摺動面を形成することにより、上記カム部材が上記摺動面の外周に位置する構成となり、上記カム部材には遠心力による上記摺動面方向への押圧力を打ち消す力が加わる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１はセンターディファレンシャル装置の要部断面図、図２は図１のII−II断面図、図３はトランスミッションのスケルトン図である。
【００１４】
これらの図において、符号１は車体前部に配設されたエンジンを示し、符号２はこのエンジン１の後方に連結されたマニュアルトランスミッションを示す。このマニュアルトランスミッション２のクラッチハウジング３の後方には、変速機ケース４が一体に形成され、この変速機ケース４の後方には、トランスファケース５が連結され、さらに、このトランスファケース５の後方にはエクステンションケース６が順に連結されている。そして、クラッチハウジング３に発進クラッチ７が、変速機ケース４に前輪の終減速装置８と手動変速機９が、トランスファケース５にトランスファ部１０が配設される。
【００１５】
エンジン１のクランク軸１１は発進クラッチ７に連結され、発進クラッチ７が手動変速機９の入力軸２１に連結されている。
【００１６】
手動変速機９は入力軸２１に平行な中空のカウンタ軸２２を有し、変速機ケース４の内部において、これら入力軸とカウンタ軸２２との間に前方から第１速ギヤ列２３、第２速ギヤ列２４、第３速ギヤ列２５、第４速ギヤ列２６が順次配設され、２つのギヤ相互の間にシンクロ機構３０，３１がそれぞれ設けられている。また、第１速ギヤ２３と第２速ギヤの間には、リバースギヤ列２８が配置されている。
【００１７】
さらに、入力軸２１及びカウンタ軸２２は、トランスファケース５の内部に延設され、これらの間に第５速ギヤ列２７とシンクロ機構３２が配設されている。そして、手動変速機９は、以上の３組のシンクロ機構３０，３１，３２を選択的に作動して前進５段の何れか１つにシフトし、リバースギヤ列２８を噛合することでリバースにシフトされるよう構成されている。
【００１８】
トランスファケース５の内部において、カウンタ軸２２の同軸上には、遊星歯車式のセンターディファレンシャル装置３５が配設されている。このセンターディファレンシャル装置３５には、カウンタ軸２２の内部に配設されたフロントドライブ軸３６が連結されているとともに、入力軸２１と同軸上に配設されたリヤドライブ軸３７がトランスファギヤ列３８を介して連結され、カウンタ軸２２から入力された変速動力が両ドライブ軸３６，３７に配分される。そして、フロントドライブ軸３６に伝達された動力は前輪の終減速装置８に伝達される一方、リヤドライブ軸３７に伝達された動力はプロペラシャフト３９を介して後輪の終減速装置４０に伝達される。また、センターディファレンシャル装置３５の後部には差動制限装置４１が併設されており、前後輪間の差動制限を行う。
【００１９】
次に、センターディファレンシャル装置３５の構成について図１に基づいて詳細に説明すると、センターディファレンシャル装置３５は、先端側が中間部材５０を介してカウンタ軸２２の外周にスプライン結合された中空のセンターデフ入力軸５１と、このセンターデフ入力軸５１の内部に配設され先端側が中間部材５４を介してフロントドライブ軸３６の外周にスプライン結合された中空のフロント出力軸５５と、このフロント出力軸５５の内部に先端側が臨まされたリヤ出力軸５７とを備えて構成され、これら各軸５１，５５，５７が同軸上で互いに相対回転自在となっている。
【００２０】
センターデフ入力軸５１の後端側には大径の第１のサンギヤ６０が一体形成され、この第１のサンギヤ６０に小径の第１のピニオン６１が等間隔毎に複数（例えば３個）噛合されている。
【００２１】
また、リヤ出力軸５７の中途には小径の第２のサンギヤ６３がスプライン嵌合され、この第２のサンギヤ６３に大径の第２のピニオン６４が等間隔毎に複数（例えば３個）噛合されている。
【００２２】
これら第１，第２のピニオン６１，６４において、それぞれ互いに対応する第１，第２のピニオン６１，６４対はピニオン部材６５に一体形成され、各ピニオン部材６５がキャリヤ６６に固定されたピニオン軸６７に回転自在に軸支されている。
【００２３】
すなわち、キャリヤ６６は、前方からセンターデフ入力軸５１が回転自在に挿入される一方、後方からリヤ出力軸５７が回転自在に挿入され、空間中央に第１のサンギヤ６０と第２のサンギヤ６３を格納する。そして、各第１のピニオン６１が第１のサンギヤ６０に、各第２のピニオン６４が第２のサンギヤ６３に、ともに噛合可能なように各ピニオン軸６７が前後にかけて装架されている。
【００２４】
ここで、第１のサンギヤ６０と第２のサンギヤ６３は所定間隔隔ててキャリヤ６６の内部に配列されており、これら第１，第２のサンギヤ６０，６３の間隙からフロント出力軸５５の後端側がキャリヤ６６の内部に臨まされている。キャリヤ６６の内周にはハブ７０が固設されており、ハブ７０は、第１，第２のサンギヤ６０，６３の間隙からセンターデフ入力軸５１の内部に延設されてフロント出力軸５５の外周にスプライン結合されている。そして、ピニオン軸６７を介してキャリヤ６６に伝達された動力は、ハブ７０，フロント出力軸５５を介してフロントドライブ軸３６に伝達される。
【００２５】
一方、リヤ出力軸５７の後端寄りにはトランスファドライブギヤ３８ａが一体形成され、このトランスファドライブギヤ３８ａがリヤドライブ軸３７に一体形成されたトランスファドリブンギヤ３８ｂに噛合されてトランスファギヤ列３８を構成している。そして、第２のサンギヤ６３からリヤ出力軸５７に伝達された動力は、トランスファギヤ列３８を介してリヤドライブ軸３７に伝達される。
【００２６】
図１，２に示すように、差動制限装置４１は、センターディファレンシャル装置３５の後方でリヤ出力軸５７にスプライン嵌合されたドラム部材４２を備え、このドラム部材４２の内周には環状の摺動面４２ａが形成されている。
【００２７】
また、ピニオン軸６７を支持するキャリヤ６６の後端面からは、ピニオン軸６７の端部が突出され、このピニオン軸６７の突出部６７ａがドラム部材４２の内部で摺動面４２ａに対向されている。
【００２８】
また、これら摺動面４２ａと突出部６７ａとの間にはカム部材４３が配設されている。カム部材４３には、摺動面４２ａに摺動可能な部分円弧状の摩擦面４３ａと、突出部６７ａに係合可能なＶ字溝４３ｂとが設けられ、摩擦面４３ａが摺動面４２ａに当接されるとともに、Ｖ字溝４３ｂが突出部６７ａに対して係合されることによって、カム部材４３は摺動面４２ａと突出部６７ａとの間に支持されている。そして、カム部材４３がキャリヤ６６に対して相対移動されると、突出部６７ａに対するＶ字溝４３ｂの係合位置のずれ量に応じて、カム部材４３には、摺動面４２ａ方向への押圧力が発生し、摺動面４２ａに対する摩擦面４３ａの摩擦抵抗が増大されてリヤ出力軸５７とキャリヤ６６との間で差動制限が行われるようになっている。ここで、摩擦面４３ａは、カム部材４３への摩擦材のコーティング、或いは、摩擦材の貼付等によって形成される。
【００２９】
また、キャリヤ６６の後端面には、一対の規制部４５，４５が、カム部材４３を挟む位置に突出形成されている。この規制部４５，４５は、キャリヤ６６の両回転方向へのカム部材４３の移動を所定の揺動を許容して規制するもので、カム部材４３が突出部６７ａに対して対称位置にあるときカム部材４３の両側にそれぞれδ1の間隙を有する。ここで、間隙δ1を適切に設定することにより、カム部材４３のキャリヤ６６に対する移動量が規定されて、カム部材４３による差動制限トルクの最大値が設定されるとともに、カム部材４３の過剰な移動によるロックが防止されている。
【００３０】
また、キャリヤ６６には、突出部６７ａを挟む位置に一対の付勢部材としてのスプリング４６，４６設けられており、これらのスプリング４６，４６はカム部材４３を摺動面４２ａ方向に付勢するようになっている。ここで、スプリング４６，４６による付勢力は、カム部材４３が前後輪間にイニシャルトルクを発生するために必要最低限な付勢力に設定されている。同時に、スプリング４６，４６は、カム部材４３がキャリヤ６６に対して相対移動された際に、元の位置に復元されるよう付勢する機能を有する。
【００３１】
次に、上記構成によるマニュアルトランスミッション２の作用について説明する。先ず、停車または走行中に発進クラッチ７を切断して前進段にシフトするとシンクロ機構３０，３１または３２により第１速ないし第５速のギヤ列２３〜２７の何れか１つが入力軸２１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７を接続すると、エンジン１の動力が手動変速機９の入力軸２１に入力され選択された変速ギヤ列による変速動力がカウンタ軸２２に出力される。また、停車時に発進クラッチ７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２８が噛合され、逆転した変速動力がカウンタ軸２２に出力され、こうして前進５段後進１段に変速される。
【００３２】
手動変速機９で変速された動力は、センターディファレンシャル装置３５の第１のサンギヤ６０に入力され、第１のピニオン６１を介してピニオン部材６５に伝達される。
【００３３】
ここで、センターディファレンシャル装置３５は、各歯車緒元により、前後輪へのトルク配分比が、例えばＴＦ：ＴＲ＝３６．４：６３．６に設定されているため、変速動力の３６．４％がキャリヤに、６３．６％が第２のサンギヤ６３にそれぞれ配分して出力される。そしてキャリヤ６６の動力は、ハブ７０、フロント出力軸５５、フロントドライブ軸３６、終減速装置８を介して前輪に伝達される。また、第２のサンギヤ６３の動力は、リヤ出力軸５７、トランスファギヤ列３８、リヤドライブ軸３７、プロペラシャフト３９、終減速装置４０を介して後輪に伝達される。このような後輪偏重のトルク配分では、オーバーステア気味になって回頭性、操舵性等が良好になる。この４輪駆動走行の旋回時には、センターディファレンシャル装置３５の第１，第２のピニオン６１，６４の遊星回転により、旋回時に生じる前後輪の回転数差が吸収され、自由に旋回可能になる。
【００３４】
このとき、リヤ出力軸５７とキャリヤ６６とが差動され、すなわち、ドラム部材４２とキャリヤ６６とが相対回転され、摺動面４２ａに対する摩擦面４３ａの微少な摩擦抵抗によってカム部材４３がキャリヤ６６に対して相対移動されると、突出部６７ａに対するＶ字溝４３ｂの係合位置がずれる。そして、この突出部６７ａに対するＶ字溝４３ｂの係合位置のずれ量に応じて、カム部材４３には、摺動面４２ａ方向への押圧力が発生し、摺動面４２ａに対する摩擦面４３ａの摩擦抵抗が増大されてリヤ出力軸５７とキャリヤ６６との間で差動制限が行われる。すなわち、カム部材４３は、キャリヤ６６に対して相対移動されると、Ｖ字溝４３ｂの傾斜面が突出部６７ａに押圧されてドラム部材４２に対する摩擦抵抗を増大させる。
【００３５】
ここで、上記構成においては、カム部材４３は、キャリヤ６６の回転数に応じた遠心力によってドラム部材４２の摺動面４２ａ側に付勢されるので、差動制限トルクは回転数によっても可変に作用する。
【００３６】
このような実施の形態によれば、キャリヤ６６の端面からピニオン軸６７の端部を突出させて突出部６７ａを形成し、この突出部６７ａにカム部材４３を係合して差動制限装置４１の要部を構成したので、差動制限装置４１を簡単且つ小型なものとすることができる。
【００３７】
すなわち、複数のクラッチ板等を用いることなく差動制限装置を構成することができるので、構造を簡素化することができ、しかも軸方向への全長を短縮することができる。
【００３８】
また、Ｖ字溝４３ｂの傾斜角や規制部４５，４５の間隔等を変更するだけで差動制限装置４１による差動制限トルクの特性を容易に変更することができ、設計の自由度を増大させることができる。
【００３９】
また、スプリング４６，４６による所定の弱い付勢力によってカム部材４３を常に摺動面４２ａ側に付勢することにより、差動時における差動制限トルク発生のレスポンスを向上することができる。
【００４０】
次に、図４，図５は本発明の第２の実施の形態に係わり、図４はセンターディファレンシャル装置の要部断面図、図５は図４のＶ−Ｖ断面図である。なお、本実施の形態において、上述の第１の実施の形態と同様の構成については同符号を付して説明を省略する。
【００４１】
図４，５に示すように、差動制限装置７１は、センターディファレンシャル装置３５の後方でリヤ出力軸５７にスプライン嵌合されたリング部材７２を備え、このリング部材７２の外周には環状の摺動面７２ａが形成されている。ここで、リヤ出力軸５７にリング部材７２をスプライン嵌合することなく、リヤ出力軸５７上に直接、摺動面７２ａを形成してもよい。
【００４２】
また、ピニオン軸６７を支持するキャリヤ６６の後端面からは、ピニオン軸６７の端部が突出され、このピニオン軸６７の突出部６７ａがリング部材７２の摺動面７２ａに対向されている。
【００４３】
また、これら摺動面７２ａと突出部６７ａとの間にはカム部材７３が配設されている。カム部材７３には、摺動面７２ａに摺動可能な部分円弧状の摩擦面７３ａと、突出部６７ａに係合可能なＶ字溝７３ｂとが設けられ、摩擦面７３ａが摺動面７２ａに当接されるとともに、Ｖ字溝７３ｂが突出部６７ａに対して係合されることによって、カム部材７３は摺動面７２ａと突出部６７ａとの間に支持されている。そして、カム部材７３がキャリヤ６６に対して相対移動されると、突出部６７ａに対するＶ字溝７３ｂの係合位置のずれ量に応じて、カム部材７３には、摺動面７２ａ方向への押圧力が発生し、摺動面７２ａに対する摩擦面７３ａの摩擦抵抗が増大されてリヤ出力軸５７とキャリヤ６６との間で差動制限が行われるようになっている。ここで、摩擦面７３ａは、カム部材７３への摩擦材のコーティング、或いは、摩擦材の貼付等によって形成される。
【００４４】
また、キャリヤ６６の後端面には、一対の規制部７５，７５が、カム部材７３を挟む位置に突出形成されている。この規制部７５，７５は、キャリヤ６６の両回転方向へのカム部材７３の移動を所定の揺動を許容して規制するもので、カム部材７３が突出部６７ａに対して対称位置にあるときカム部材７３の両側にそれぞれδ2の間隙を有する。ここで、間隙δ2を適切に設定することにより、カム部材７３のキャリヤ６６に対する移動量が規定されて、カム部材７３による差動制限トルクの最大値が設定されるとともに、カム部材７３の過剰な移動によるロックが防止されている。
【００４５】
また、キャリヤ６６には、突出部６７ａを挟む位置に一対の付勢部材としてのスプリング７６，７６設けられており、これらのスプリング７６，７６はカム部材７３を摺動面７２ａ方向に付勢するようになっている。ここで、スプリング７６，７６による付勢力は、カム部材４３が前後輪間にイニシャルトルクを発生するために必要最低限な付勢力に設定されている。同時に、スプリング７６，７６は、カム部材７３がキャリヤ６６に対して相対移動された際に、元の位置に復元されるよう付勢する機能を有する。
【００４６】
このような構成によれば、上述の第１の実施の形態と略同様の作用、効果を得ることができる。この場合、カム部材７３にはキャリヤ６６の回転数に応じた遠心力が作用するが、この遠心力は上述の第１の実施の形態とは逆に、差動制限トルクを打ち消す方向に作用する。
【００４７】
なお、上述の各実施の形態においては、センターディファレンシャル装置に本発明による差動制限装置を設けた例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば左右輪間のトルク配分を行う遊星歯車式ディファレンシャル装置に上記差動制限装置を適用してもよい。
【００４８】
また、遊星歯車式ディファレンシャル装置の構成は、一対のサンギヤと一対のピニオンとを有するものに限定されるものではない。
【００４９】
また、上述の実施の形態において、キャリヤと第２のサンギヤがともに出力要素として設定されたディファレンシャル装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばキャリヤ或いは第２のサンギヤを入力要素として設定してもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、遊星歯車式ディファレンシャル装置の差動制限装置を簡単かつ小型に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１〜図３は本発明の第１の実施の形態に係わり、図１はセンターディファレンシャル装置の要部断面図
【図２】図１のII−II断面図
【図３】トランスミッションのスケルトン図
【図４】図４，図５は本発明の第２の実施の形態に係わり、図４はセンターディファレンシャル装置の要部断面図
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図
【符号の説明】
３５センターディファレンシャル装置（遊星歯車式ディファレンシャル装置）
４１差動制限装置
４２ドラム部材
４２ａ摺動面
４３カム部材
４３ａ摩擦面
４３ｂＶ字溝
４５規制部
４６スプリング（付勢部材）
５７リヤ出力軸（軸部）
６３第２のサンギヤ（サンギヤ）
６４第２のピニオン（ピニオン）
６６キャリヤ
６７ピニオン軸
６７ａ突出部
７１差動制限装置
７２リング部材
７２ａ摺動面
７３カム部材
７３ａ摩擦面
７３ｂＶ字溝
７５規制部
７６スプリング（付勢部材）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a differential limiting device for a planetary gear type differential device that performs differential limiting between a shaft portion provided with a sun gear and a carrier.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a differential device, a differential limiting device is provided in advance to add a differential limiting torque as an initial torque in advance or to bypass and transmit the torque to the other output shaft when one output shaft slips. It has been.
[0003]
This type of differential limiting device is generally constituted by a hydraulic multi-plate clutch or the like. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-112149 discloses a planetary gear type center differential device in which a carrier, a rear drive shaft, A technique is disclosed in which a hydraulic multi-plate clutch is provided between the two and a differential limiting torque is generated in the hydraulic multi-plate clutch in accordance with a rear wheel slip or the like.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the hydraulic multi-plate clutch is generally configured by arranging a plurality of drive plates, driven plates, and the like, the device may be complicated and large.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a differential limiting device for a planetary gear type differential device having a simple and small configuration.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a differential limiting device for a planetary gear type differential device according to a first aspect of the present invention includes a shaft portion inserted in the center of a carrier, a sun gear provided in the shaft portion, and the sun gear. A differential limiting device provided in a planetary gear type differential device provided with a meshed pinion and a pinion shaft that rotatably supports the pinion on the carrier, and an annular sliding device provided on the shaft portion A moving surface, a protruding portion formed by protruding an end portion of the pinion shaft from an end surface of the carrier, a friction surface slidable on the sliding surface, and a V-shaped groove engageable with the protruding portion. A cam member disposed between the sliding surface and the projecting portion, and an end surface of the carrier projecting from the cam member so as to move the cam member in the rotation direction of the carrier. Predetermined shaking And a pair of restricting portions for restricting and permitting, between the pair of the restricting portion, the cam member, characterized in that a biasing member for biasing the sliding surface.
A differential limiting device for a planetary gear type differential device according to a second aspect of the present invention is the differential limiting device of the first aspect, wherein a drum member is fixed to the shaft portion, and the sliding is arranged on the inner periphery of the drum member. A surface is formed.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the differential limiting device for a planetary gear type differential device according to the first aspect, wherein the sliding is performed on the outer periphery of the shaft portion or the outer periphery of a ring member fixed to the shaft portion. A surface is formed.
[0009]
That is, according to the first aspect of the present invention, when the shaft portion and the carrier are differentiated, the cam member is moved relative to the carrier within the regulating portion by the frictional resistance of the friction surface against the sliding surface, The engagement position of the V-shaped groove with respect to the protrusion is shifted. Depending on the amount of displacement of the engagement position of the V-shaped groove with respect to the protrusion, a pressing force is generated on the cam member in the sliding surface direction, and the frictional resistance of the friction surface against the sliding surface is increased. Differential limiting is performed between the shaft and the carrier. In this case, the initial torque in the planetary gear type differential device is generated by the biasing means that biases the cam member to the sliding surface.
[0010]
In this case, the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the cam member is formed on the sliding surface by forming the sliding surface on the inner periphery of the drum member fixed to the shaft portion. The cam member is subjected to a pressing force in the direction of the sliding surface by centrifugal force.
[0011]
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the cam member is formed by forming the sliding surface on an outer periphery of the shaft portion or an outer periphery of a ring member fixed to the shaft portion. It becomes a structure located in the outer periphery of the said sliding surface, and the force which cancels the pressing force to the said sliding surface direction by a centrifugal force is added to the said cam member.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of a main part of a center differential device, FIG. 2 is a sectional view taken along II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a skeleton diagram of a transmission. is there.
[0014]
In these drawings, reference numeral 1 denotes an engine disposed in the front portion of the vehicle body, and reference numeral 2 denotes a manual transmission connected to the rear of the engine 1. A transmission case 4 is integrally formed behind the clutch housing 3 of the manual transmission 2, a transfer case 5 is connected to the rear of the transmission case 4, and further, a rear of the transfer case 5 The extension cases 6 are connected in order. A starting clutch 7 is disposed in the clutch housing 3, a final reduction device 8 for a front wheel and a manual transmission 9 are disposed in the transmission case 4, and a transfer portion 10 is disposed in the transfer case 5.
[0015]
The crankshaft 11 of the engine 1 is connected to the start clutch 7, and the start clutch 7 is connected to the input shaft 21 of the manual transmission 9.
[0016]
The manual transmission 9 has a hollow counter shaft 22 parallel to the input shaft 21, and a first speed gear train 23, a second gear train 23 from the front between the input shaft and the counter shaft 22 in the transmission case 4. A speed gear train 24, a third speed gear train 25, and a fourth speed gear train 26 are sequentially arranged, and synchro mechanisms 30 and 31 are provided between the two gears, respectively. A reverse gear train 28 is disposed between the first speed gear 23 and the second speed gear.
[0017]
Further, the input shaft 21 and the counter shaft 22 are extended inside the transfer case 5, and a fifth speed gear train 27 and a sync mechanism 32 are disposed therebetween. The manual transmission 9 selectively operates the above three sets of synchro mechanisms 30, 31, 32 to shift to any one of the five forward speeds, and meshes with the reverse gear train 28 to reverse. It is configured to be shifted.
[0018]
In the transfer case 5, a planetary gear type center differential device 35 is disposed on the same axis as the counter shaft 22. A front drive shaft 36 disposed inside the counter shaft 22 is connected to the center differential device 35, and a rear drive shaft 37 disposed coaxially with the input shaft 21 includes a transfer gear train 38. The transmission power transmitted from the counter shaft 22 is distributed to both drive shafts 36 and 37. The power transmitted to the front drive shaft 36 is transmitted to the front wheel final reduction device 8, while the power transmitted to the rear drive shaft 37 is transmitted to the rear wheel final reduction device 40 via the propeller shaft 39. The In addition, a differential limiting device 41 is provided at the rear of the center differential device 35 to limit the differential between the front and rear wheels.
[0019]
Next, the configuration of the center differential device 35 will be described in detail with reference to FIG. 1. The center differential device 35 has a hollow center differential input shaft whose front end side is splined to the outer periphery of the counter shaft 22 via an intermediate member 50. 51, a hollow front output shaft 55 which is disposed inside the center differential input shaft 51 and whose front end side is splined to the outer periphery of the front drive shaft 36 via an intermediate member 54, and the front output shaft 55 A rear output shaft 57 facing the front end side is configured, and these shafts 51, 55, 57 are coaxially rotatable relative to each other.
[0020]
A large-diameter first sun gear 60 is integrally formed on the rear end side of the center differential input shaft 51, and a plurality (for example, three) of small-diameter first pinions 61 are meshed with the first sun gear 60 at equal intervals. Has been.
[0021]
A second sun gear 63 having a small diameter is spline-fitted in the middle of the rear output shaft 57, and a plurality of (for example, three) second pinions 64 having a large diameter are engaged with the second sun gear 63 at equal intervals. Has been.
[0022]
In these first and second pinions 61, 64, the first and second pinions 61, 64 corresponding to each other are formed integrally with a pinion member 65, and each pinion member 65 is fixed to a carrier 66. 67 is rotatably supported on the shaft.
[0023]
That is, in the carrier 66, the center differential input shaft 51 is rotatably inserted from the front, while the rear output shaft 57 is rotatably inserted from the rear, and the first sun gear 60 and the second sun gear 63 are inserted in the center of the space. Store. Each pinion shaft 67 is mounted on the front and rear so that each first pinion 61 can mesh with the first sun gear 60 and each second pinion 64 can mesh with the second sun gear 63.
[0024]
Here, the first sun gear 60 and the second sun gear 63 are arranged inside the carrier 66 at a predetermined interval, and the rear end of the front output shaft 55 extends from the gap between the first and second sun gears 60 and 63. The side faces the inside of the carrier 66. A hub 70 is fixed on the inner periphery of the carrier 66, and the hub 70 extends from the gap between the first and second sun gears 60 and 63 to the inside of the center differential input shaft 51, so that the front output shaft 55. Splined to the outer periphery. The power transmitted to the carrier 66 via the pinion shaft 67 is transmitted to the front drive shaft 36 via the hub 70 and the front output shaft 55.
[0025]
On the other hand, a transfer drive gear 38 a is integrally formed near the rear end of the rear output shaft 57, and this transfer drive gear 38 a meshes with a transfer driven gear 38 b formed integrally with the rear drive shaft 37 to constitute a transfer gear train 38. ing. The power transmitted from the second sun gear 63 to the rear output shaft 57 is transmitted to the rear drive shaft 37 via the transfer gear train 38.
[0026]
As shown in FIGS. 1 and 2, the differential limiting device 41 includes a drum member 42 that is spline-fitted to the rear output shaft 57 behind the center differential device 35, and an annular ring is formed on the inner periphery of the drum member 42. A sliding surface 42a is formed.
[0027]
Further, the end of the pinion shaft 67 protrudes from the rear end surface of the carrier 66 that supports the pinion shaft 67, and the protrusion 67 a of the pinion shaft 67 faces the sliding surface 42 a inside the drum member 42. .
[0028]
Further, a cam member 43 is disposed between the sliding surface 42a and the protruding portion 67a. The cam member 43 is provided with a partial arc-shaped friction surface 43a slidable on the sliding surface 42a and a V-shaped groove 43b engageable with the protruding portion 67a. The friction surface 43a is formed on the sliding surface 42a. The cam member 43 is supported between the sliding surface 42a and the projecting portion 67a by being abutted and engaging the V-shaped groove 43b with the projecting portion 67a. When the cam member 43 is moved relative to the carrier 66, the cam member 43 is pushed toward the sliding surface 42a in accordance with the amount of displacement of the engagement position of the V-shaped groove 43b with respect to the protrusion 67a. Pressure is generated, the frictional resistance of the friction surface 43a against the sliding surface 42a is increased, and differential limitation is performed between the rear output shaft 57 and the carrier 66. Here, the friction surface 43 a is formed by coating the cam member 43 with a friction material or attaching a friction material.
[0029]
Further, a pair of restricting portions 45, 45 are formed on the rear end surface of the carrier 66 so as to protrude from the cam member 43. The restricting portions 45 and 45 restrict the movement of the cam member 43 in both directions of rotation of the carrier 66 by allowing a predetermined swing, and when the cam member 43 is in a symmetrical position with respect to the protruding portion 67a. Each cam member 43 has a gap of δ1 on both sides. Here, by appropriately setting the gap δ1, the amount of movement of the cam member 43 with respect to the carrier 66 is defined, the maximum value of the differential limiting torque by the cam member 43 is set, and the excessive amount of the cam member 43 is excessive. Locking due to movement is prevented.
[0030]
Further, the carrier 66 is provided with springs 46, 46 as a pair of urging members at a position sandwiching the protruding portion 67a, and these springs 46, 46 urge the cam member 43 toward the sliding surface 42a. It is like that. Here, the biasing force by the springs 46 is set to a minimum biasing force necessary for the cam member 43 to generate an initial torque between the front and rear wheels. At the same time, the springs 46 and 46 have a function of urging the cam member 43 to be restored to the original position when the cam member 43 is moved relative to the carrier 66.
[0031]
Next, the operation of the manual transmission 2 configured as described above will be described. First, when the start clutch 7 is disengaged and the gear shifts to the forward gear while stopping or traveling, any one of the first to fifth gear trains 23 to 27 is synchronized with the input shaft 21 by the synchro mechanism 30, 31 or 32. While being integrated, it is selected. Therefore, when the starting clutch 7 is connected, the power of the engine 1 is input to the input shaft 21 of the manual transmission 9 and the speed-change power by the selected transmission gear train is output to the counter shaft 22. When the vehicle is stopped and the start clutch 7 is disengaged and the reverse shift is performed, the reverse gear train 28 is engaged, and the reversely shifted transmission power is output to the counter shaft 22, thus shifting the forward 5 speeds to the reverse 1 speed.
[0032]
The power shifted by the manual transmission 9 is input to the first sun gear 60 of the center differential device 35 and is transmitted to the pinion member 65 via the first pinion 61.
[0033]
Here, in the center differential device 35, the torque distribution ratio to the front and rear wheels is set to, for example, TF: TR = 36.4: 63.6 according to the gear specifications, so that 36.4% of the transmission power is changed. Are distributed to the carrier and 63.6% are distributed to the second sun gear 63 and output. The power of the carrier 66 is transmitted to the front wheels via the hub 70, the front output shaft 55, the front drive shaft 36, and the final reduction gear 8. The power of the second sun gear 63 is transmitted to the rear wheels via the rear output shaft 57, the transfer gear train 38, the rear drive shaft 37, the propeller shaft 39, and the final reduction gear 40. With such rear wheel biased torque distribution, the engine is oversteered and the turning performance, steering performance, etc. are improved. During the turning of the four-wheel drive traveling, the planetary rotation of the first and second pinions 61 and 64 of the center differential device 35 absorbs the difference in the rotational speed between the front and rear wheels during the turning, and the vehicle can turn freely.
[0034]
At this time, the rear output shaft 57 and the carrier 66 are differentiated, that is, the drum member 42 and the carrier 66 are relatively rotated, and the cam member 43 is moved to the carrier 66 by a slight frictional resistance of the friction surface 43a against the sliding surface 42a. When the relative movement is performed, the engagement position of the V-shaped groove 43b with respect to the protrusion 67a is shifted. Then, in accordance with the displacement amount of the engagement position of the V-shaped groove 43b with respect to the protruding portion 67a, a pressing force is generated in the cam member 43 in the direction of the sliding surface 42a, and the friction surface 43a against the sliding surface 42a is generated. The frictional resistance is increased and differential limitation is performed between the rear output shaft 57 and the carrier 66. That is, when the cam member 43 is moved relative to the carrier 66, the inclined surface of the V-shaped groove 43b is pressed by the protruding portion 67a and the frictional resistance against the drum member 42 is increased.
[0035]
Here, in the above configuration, the cam member 43 is biased toward the sliding surface 42a side of the drum member 42 by the centrifugal force according to the rotational speed of the carrier 66, so that the differential limiting torque is variable depending on the rotational speed. Act on.
[0036]
According to such an embodiment, the end portion of the pinion shaft 67 is protruded from the end surface of the carrier 66 to form the protruding portion 67a, and the cam member 43 is engaged with the protruding portion 67a so that the differential limiting device 41 is engaged. Thus, the differential limiting device 41 can be made simple and small.
[0037]
That is, since the differential limiting device can be configured without using a plurality of clutch plates or the like, the structure can be simplified and the total length in the axial direction can be shortened.
[0038]
Moreover, the characteristic of the differential limiting torque by the differential limiting device 41 can be easily changed simply by changing the inclination angle of the V-shaped groove 43b, the interval between the restricting portions 45, 45, etc., and the degree of freedom of design is increased. Can be made.
[0039]
Further, by always biasing the cam member 43 toward the sliding surface 42a by a predetermined weak biasing force by the springs 46, 46, it is possible to improve the response of generating the differential limiting torque at the time of differential.
[0040]
Next, FIGS. 4 and 5 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the center differential device, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of FIG. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0041]
As shown in FIGS. 4 and 5, the differential limiting device 71 includes a ring member 72 that is spline-fitted to the rear output shaft 57 behind the center differential device 35, and an annular sliding member is provided on the outer periphery of the ring member 72. A moving surface 72a is formed. Here, the sliding surface 72a may be formed directly on the rear output shaft 57 without spline fitting the ring member 72 to the rear output shaft 57.
[0042]
The end of the pinion shaft 67 protrudes from the rear end surface of the carrier 66 that supports the pinion shaft 67, and the protrusion 67 a of the pinion shaft 67 faces the sliding surface 72 a of the ring member 72.
[0043]
A cam member 73 is disposed between the sliding surface 72a and the protruding portion 67a. The cam member 73 is provided with a partial arc-shaped friction surface 73a slidable on the sliding surface 72a and a V-shaped groove 73b engageable with the protruding portion 67a. The friction surface 73a is formed on the sliding surface 72a. The cam member 73 is supported between the sliding surface 72a and the protruding portion 67a by being in contact with and engaging the V-shaped groove 73b with the protruding portion 67a. When the cam member 73 is moved relative to the carrier 66, the cam member 73 is pushed in the direction of the sliding surface 72a according to the shift amount of the engagement position of the V-shaped groove 73b with respect to the protrusion 67a. Pressure is generated, the frictional resistance of the friction surface 73a against the sliding surface 72a is increased, and differential limitation is performed between the rear output shaft 57 and the carrier 66. Here, the friction surface 73a is formed by coating the cam member 73 with a friction material or attaching a friction material.
[0044]
In addition, a pair of restricting portions 75 and 75 are formed on the rear end surface of the carrier 66 so as to protrude from the cam member 73. The restricting portions 75 and 75 restrict the movement of the cam member 73 in both rotational directions of the carrier 66 by allowing a predetermined swing, and when the cam member 73 is in a symmetrical position with respect to the protruding portion 67a. Each of the cam members 73 has a gap of δ2. Here, by appropriately setting the gap δ2, the amount of movement of the cam member 73 with respect to the carrier 66 is defined, the maximum value of the differential limiting torque by the cam member 73 is set, and the excessive amount of the cam member 73 is excessive. Locking due to movement is prevented.
[0045]
Further, the carrier 66 is provided with springs 76, 76 as a pair of biasing members at positions sandwiching the protruding portion 67a, and these springs 76, 76 bias the cam member 73 toward the sliding surface 72a. It is like that. Here, the biasing force by the springs 76 is set to a minimum biasing force necessary for the cam member 43 to generate an initial torque between the front and rear wheels. At the same time, the springs 76 and 76 have a function of urging the cam member 73 to be restored to the original position when the cam member 73 is moved relative to the carrier 66.
[0046]
According to such a configuration, substantially the same operations and effects as those of the first embodiment described above can be obtained. In this case, a centrifugal force corresponding to the number of rotations of the carrier 66 acts on the cam member 73, but this centrifugal force acts in a direction to cancel the differential limiting torque, contrary to the first embodiment described above. .
[0047]
In each of the above-described embodiments, the example in which the differential limiting device according to the present invention is provided in the center differential device has been described. However, the present invention is not limited to this, for example, torque distribution between the left and right wheels. The differential limiting device may be applied to a planetary gear type differential device that performs the above-described operation.
[0048]
Further, the configuration of the planetary gear type differential device is not limited to the one having a pair of sun gears and a pair of pinions.
[0049]
In the above-described embodiment, the differential device in which the carrier and the second sun gear are both set as output elements has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, the carrier or the second sun gear is used. It may be set as an input element.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the differential limiting device of the planetary gear type differential device can be configured simply and in a small size.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a sectional view of a main part of a center differential device, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 4 and 5 are related to the second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a sectional view of the main part of the center differential device. FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. Explanation of]
35 Center differential unit (Planet gear type differential unit)
41 Differential Limiting Device 42 Drum Member 42a Sliding Surface 43 Cam Member 43a Friction Surface 43b V-shaped Groove 45 Restricting Portion 46 Spring (Biasing Member)
57 Rear output shaft (shaft)
63 Second sun gear (sun gear)
64 Second pinion (pinion)
66 Carrier 67 Pinion shaft 67a Protrusion 71 Differential limiting device 72 Ring member 72a Sliding surface 73 Cam member 73a Friction surface 73b V-shaped groove 75 Restricting portion 76 Spring (biasing member)

Claims

A planetary gear type comprising a shaft portion inserted in the center of the carrier, a sun gear provided on the shaft portion, a pinion meshed with the sun gear, and a pinion shaft that rotatably supports the pinion on the carrier. A differential limiting device attached to the differential device,
An annular sliding surface provided on the shaft,
A projecting portion formed by projecting an end of the pinion shaft from an end surface of the carrier;
A cam member having a friction surface slidable on the sliding surface and a V-shaped groove engageable with the protrusion, and disposed between the sliding surface and the protrusion;
A pair of restricting portions formed on the end face of the carrier so as to sandwich the cam member and restricting movement of the cam member in the rotation direction of the carrier while allowing predetermined swinging ;
A differential limiting device for a planetary gear type differential device, wherein a biasing member for biasing the cam member to the sliding surface is provided between the pair of regulating portions .

The differential limiting device for a planetary gear type differential device according to claim 1, wherein a drum member is fixed to the shaft portion, and the sliding surface is formed on an inner periphery of the drum member.

2. The differential limiting device for a planetary gear type differential device according to claim 1, wherein the sliding surface is formed on an outer periphery of the shaft portion or an outer periphery of a ring member fixed to the shaft portion.