(57)【要約】【課題】高差動回転が生じた場合でも、デフケース内の粘度だけを高めることのできる燃費効率の良い差動装置を提供する。【解決手段】リングギア３０に連動して回転されるデフケース４０と、前記デフケース４０内で当該デフケース４０と同方向に回転され、駆動輪を駆動するためのアクスルシャフト５３に連結された一対のサイドギア５２と、前記一対のサイドギア５２の間に噛合され、前記駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギア５１とを備えてなる差動装置において、前記デフケース４０は、密閉構造に形成されると共に、当該デフケース４０内には磁性流体Ｊが充填され、更に、前記デフケース４０の外部には、前記磁性流体Ｊに磁場を自在に印加可能な磁場印加手段７が設けられてなり、前記磁場印加手段７を制御して、前記磁性流体Ｊの粘度を調節可能にする。【選択図】図１
2010265981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングギアに連動して回転されるデフケースと、
前記デフケース内で当該デフケースと同方向に回転され、駆動輪を駆動するためのアクスルシャフトに連結された一対のサイドギアと、
前記一対のサイドギアの間に噛合され、前記駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギアとを備えてなる差動装置において、
前記デフケースは、密閉構造に形成されると共に、当該デフケース内には磁性流体が充填され、更に、前記デフケースの外部には、前記磁性流体に磁場を自在に印加可能な磁場印加手段が設けられてなり、
前記磁場印加手段を制御して、前記磁性流体の粘度を調節可能にしたことを特徴とする差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の駆動輪の回転差を吸収するための差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車がカーブを曲がる時、内側と外側の駆動輪（車輪）で速度差による内輪差が生じるが、それを吸収しつつ動力源から同じトルクを振り分けて伝えるために、一般に差動装置（「デファレンシャル装置」とも呼ばれる。）が、左、右の駆動輪の中央付近に設けられている。
【０００３】
図３は、従来の差動装置１００の一部断面された状態を示した正面図である。
【０００４】
この差動装置１００は、一般に、リングギア１０１に連動して回転される組付け用の開口窓１０２を備えたデファレンシャルケース（以下「デフケース」と呼ぶ。）１０３と、このデフケース１０３内で当該デフケース１０３と同方向に回転され、駆動輪（不図示）を駆動するためのアクスルシャフト１０４に連結された一対のサイドギア１０５と、これら一対のサイドギア１０５の間に噛合され、前記駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギア１０６とを備えてなる。
【０００５】
このような差動装置１００は、デフキャリア１０７内に収納されると共に、このデフキャリア１０７には、作動油（潤滑油）Ｏが貯留されており、リングギア１０１の一部が作動油Ｏに浸されている。
【０００６】
そして、作動油Ｏは、リングギア１０１の回転に伴って掻き上げられて、組付け用の開口窓１０２等を通じて、デフケース１０３内の各部品に供給され、当該各部品に油膜（被膜）を形成して、磨耗等を防止している。
【０００７】
ところで、ＦＲ車では自動変速機と離れた場所に、前記差動装置が設けられているために、当該差動装置内に比較的高粘度の作動油（ＡＴＦ）を用いることができる。
【０００８】
しかし、ＦＦ車等のようなトランスアクスルタイプの自動変速機では、ミッションと前記差動装置が一体化されており、低粘度の作動油（ＡＴＦ）を用いることで、当該作動油が、前記自動変速機だけでなく、差動装置の潤滑油まで賄うようにされているため、前記ＦＲ車に比べて、前記作動油が劣化し易いという問題がある。
【０００９】
更に、近年、差動装置内の作動油の攪拌抵抗を低減することで、燃費の向上を図るべく、作動油の低粘度化が進められており、前記作動油の劣化は、一層激しくなっている。
【００１０】
そこで、一部のスポーツタイプ変速機には、差動制限装置を追加して設けることで、差動回転を抑制するようにしているが、前記差動制限装置を増設すれば、機構全体が複雑となり、コスト、重量、サイズの増加、旋回性能との両立性等、新たな問題が生じることになる。
【００１１】
そのため、最近では、前記作動油として、磁性流体（磁場が印加されることで粘度が変化する流体）を用いると共に、この磁性流体の粘度を自在に調節可能な電磁石を設けた差動装置も開発されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
このように、前記磁性流体を用いた差動装置は、前記差動制限装置を増設することなく、前記電磁石の磁力を調節するだけで、前記磁性流体の粘度を調節できる点では好ましいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２３９４３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところが、例えば、前記駆動輪がスリップ、脱輪等によって、片輪の負荷が著しく軽減されると、前記一対のサイドギア及びピニオンギア等が高差動回転を生じ、これらサイドギア及びピニオンギアの噛合部分には、前記低粘度の作動油では油膜切れや磨耗等が生じる恐れがある。
【００１５】
この場合、従来の磁性流体を用いた差動装置では、デフキャリア内に磁性流体が貯留されているため、前記高差動回転が生じた際には、前記電磁石に電流を流して、前記磁性流体に磁場を印加することで、当該磁性流体の粘度を高くすれば、前記油膜切れや磨耗等を防止することができる。
【００１６】
しかしながら、この差動装置では、高粘度にされた磁性流体は、前記デフケース内だけでなく、貯留されている全ての作動油の粘度も高められるため、特に、トランスアクスルタイプのものでは、前記ミッションやリングギア等にも高粘度の作動油が用いられてしまい、その結果、燃費が悪化するという問題があった。
【００１７】
本発明は、かかる課題を解決することを目的とし、高差動回転が生じた場合でも、デフケース内の作動油の粘度だけを高めると共に、燃費効率も維持することのできる差動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、
本発明の差動装置は、リングギアに連動して回転されるデフケースと、前記デフケース内で当該デフケースと同方向に回転され、駆動輪を駆動するためのアクスルシャフトに連結された一対のサイドギアと、前記一対のサイドギアの間に噛合され、前記駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギアとを備えてなる差動装置において、前記デフケースは、密閉構造に形成されると共に、当該デフケース内には磁性流体が充填され、更に、前記デフケースの外部には、前記磁性流体に磁場を自在に印加可能な磁場印加手段が設けられてなり、前記磁場印加手段を制御して、前記磁性流体の粘度を調節可能にしたことを特徴とする。
【００１９】
ここで、密閉構造とは、前記デフケース内に充填された前記磁性流体が、当該デフケース内から漏出されずに維持できる構造を意味している。
【００２０】
また、磁場印加手段とは、例えば、電磁石等のように磁場を磁性流体に印加することのできる全ての手段を意味している。
【００２１】
すなわち、本発明の差動装置では、前記デフケースを密閉構造に形成することで、当該デフケース内にのみ磁性流体が充填されると共に、前記デフケース以外には、従来同様の低粘度の作動油を用いることができる点に特徴がある。
【００２２】
そのため、前記高差動回転が生じた際には、前記磁場印加手段によって、前記デフケース内に充填された前記磁性流体の粘度だけを高めることができ、前記デフケース内のサイドギア及びピニオンギア等の油膜切れや磨耗等を確実に防止できる。
【００２３】
特に、トランスアクスルタイプの差動装置では、前記自動変速機やリングギア等には、従来同様の低粘度の作動油を用いることができ、燃費効率も維持できる。
【００２４】
更に、前記磁性流体は、密閉された前記デフケース内にのみ充填されているだけなので、少量で足り、安価に製造することもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の差動装置によれば、高差動回転が生じた場合でも、デフケース内の作動油の粘度だけを高めて、油膜切れや磨耗等を確実に防止し、燃費効率も維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態の差動装置の一部断面された状態を示した正面図である。
【図２】本実施形態の差動装置の縦断面図である。
【図３】従来の差動装置の一部断面された状態を示した正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本実施形態の差動装置の一部断面された状態を示した正面図であり、図２は、本実施形態の差動装置の縦断面図である。
【００２９】
本実施形態で示した差動装置１は、ＦＦ車のトランスアクスルタイプの自動変速機に使用されるものであり、デフキャリア１０と、デフキャリア１０に保持されるドライブピニオン２０と、ドライブピニオン２０に噛み合うリングギア３０と、リングギア３０に連動して回転されるデフケース４０と、デフケース４０内で当該デフケース４０と同方向に回転され、駆動輪を駆動するためのアクスルシャフト５３に連結された一対のサイドギア５２と、これらのサイドギア５２の間に噛合され、前記駆動輪の回転差を吸収するための一対のピニオンギア５１とを備えてなる。
【００３０】
デフキャリア１０の底部には、低粘度の作動油（ＡＴＦ）Ｏが貯留され、本実施形態のようなトランスアクスルタイプの自動変速機の場合では、ミッションオイルとしても賄うようにされている。
【００３１】
この作動油Ｏは、差動装置１のデフケース４０の外部に設けられたリングギア３０等の各部品についての潤滑油としても用いられるが、本実施形態の作動油Ｏは、デフケース４０内には浸入されないため、従来のものに比べて少量で足りる。
【００３２】
ドライブピニオン２０は、インプットシャフト２１と一体に構成されており、回転可能に保持されている。
【００３３】
インプットシャフト２１は、ベアリング１２，１３によりデフキャリア１０に保持されており、ドライブピニオン２０を回転させることが可能である。
【００３４】
リングギア３０は、ドライブピニオン２０と噛み合っており、このリングギア３０の一部分が、デフキャリア１０内の差動油Ｏに浸されているので、リングギア３０が回転することで、差動油Ｏを掻き上げることが可能となる。
【００３５】
リングギア３０とドライブピニオン２０とは、所定のバックラッシを有するように噛み合っている。
【００３６】
デフケース４０は、密閉構造に形成されてなる。
【００３７】
具体的には、分割して形成された２つのケース体４２、４３内にピニオンギア５１、サイドギア５２等の各部品を内装すると共に、磁性流体Ｊを充填したうえで、これらケース体４２，４３を嵌合し、両者の取付孔に、一方からボルトＢをネジ止めして、デフケース４０を密閉構造にしている。
【００３８】
また、デフケース４０の外部には、磁性流体Ｊに磁場を自在に印加可能な磁場印加手段７が設けられている。
【００３９】
本実施形態の磁場印加手段７は、リング状に形成された電磁石がデフケース４０の外部に設置されており、前記電磁石に通電されると磁場が印加され、デフケース４０を介して、内部に充填された磁性流体Ｊの粘度が高くなるようにされている。
【００４０】
なお、前記電磁石の形状や個数、設置場所等は、本実施形態に限定されるものではなく、要は、前記電磁石に通電することによって、デフケース４０を介して、内部に充填された磁性流体Ｊの粘度を高くできる構造であれば良い。
【００４１】
また、デフケース４０は、ベアリング６０によりデフキャリア１０に回転可能に保持されている。
【００４２】
ベアリング６０は、デフケース４０と接触するインナーレース６１、デフキャリア１０と接触するアウターレース６３、インナーレース６１、アウターレース６３の間に介在する転動体としてのローラ６２とを有する。
【００４３】
更に、デフケース４０は、リングギア３０を保持している。
【００４４】
デフケース４０には、貫通孔が設けられ、この貫通孔にピニオンシャフト５０が差し込まれ、ピンによりデフケース４０内で保持されている。
【００４５】
このピニオンシャフト５０は、ピニオンギア５１を自転可能で、かつ公転可能に保持している。
【００４６】
サイドギア５２は、アスクルシャフト５３とスプライン嵌合しており、サイドギア５２の回転は、アスクルシャフト５３へ伝えられる。
【００４７】
サイドギア５２は、内周面としての貫通孔１５１と、外周面１５２と、回転軸３１に直交するスラスト面１５３とを有する。
【００４８】
外周面１５２は、円筒面であり、回転軸３１に対して平行に配置される。
【００４９】
外周面１５２は、デフケース４０の内周面４１に接触されており、内周面４１も回転軸３１に対して平行に構成されている。
【００５０】
内周面を構成する貫通孔１５１は、アスクルシャフト５３と嵌合し、アスクルシャフト５３とサイドギア５２とが一体的に回転する。
【００５１】
アスクルシャフト５３或いは前記駆動輪の適所には、夫々の回転数を検知可能な回転数センサ（不図示）が設けられており、この回転数センサによって検知された夫々の回転数は、ＣＰＵ等の演算回路、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶回路、入出力回路等を備えたマイクロコンピュータシステムとして構成された制御部（ＥＣＵ）（不図示）によって、監視されている。
【００５２】
なお、スラスト面１５３は、貫通孔１５１から外周面１５２まで延びており、回転軸３１に対して直交し、スラスト面１５３では、回転軸３１方向に突出する部分がなく平坦な面で構成されている。
【００５３】
このように構成された本実施形態の差動装置１では、例えば、車がカーブを曲がる時などでは、前記駆動輪のうち、片方の駆動輪の負荷が軽減されると、一対のピニオンギア５１が、ピニオンシャフト５０を中心にして、夫々逆方向に回転される。
【００５４】
このピニオンギア５１の回転によって、前記片方の駆動輪の回転数と、他方の駆動輪の回転数に差が生じ、カーブ等の内輪差が吸収される。
【００５５】
ところが、前記駆動輪がスリップ、脱輪等によって、この回転数の差が一定値以上になると、前記ＥＣＵは、高差動回転が生じる兆候を判断して、磁場印加手段７である前記電磁石に通電して磁場を印加し、デフケース４０を介して、内部に充填された磁性流体Ｊの粘度を高くする。
【００５６】
また、前記電磁石には、前記回転数の差に応じた電流が通電されるように前記ＥＣＵによって制御されており、当該電流値に応じた磁場が印加される。
【００５７】
そのため、磁性流体Ｊは、前記回転数の差に応じた粘度に調節されるのである。
【００５８】
このように、本実施形態の差動装置１によれば、デフケース内４０に設けられた一対のサイドギア５２及びピニオンギア５１等が高差動回転を生じる前に、前記回転数センサからの検出信号に基いて、前記回転数の差に応じた粘度が調節されることにより、これらサイドギア５２及びピニオンギア５１等の噛合部に油膜切れや磨耗等が生じることを確実に防止できる。
【００５９】
しかも、前記磁性流体Ｊは、デフケース４０内だけに充填されているので、安価であるうえ、特に、トランスアクスルタイプの自動変速機であっても、当該自動変速機やリングギア等には、磁性流体Ｊが影響することはなく、従来同様の低粘度の作動油が用いられるため、燃費が悪化することも防止できる。
【００６０】
従って、本実施形態の差動装置１によれば、前記高差動回転が生じた場合でも、デフケース４０内の粘度だけを高めて、油膜切れや磨耗等が生じることを防止でき、しかも燃費効率を維持することができるのである。
【符号の説明】
【００６１】
Ｏ  作動油（ＡＴＦ）
Ｊ  磁性流体
１  差動装置
３０  リングギア
４０  デフケース
５３  アスクルシャフト
５１  ピニオンギア
５２  サイドギア
７  磁場印加手段
【図１】
2010265981.tif 000003
【図２】
2010265981.tif 000004
【図３】
2010265981.tif 000005