(57)【要約】【課題】  パイロットクラッチの外径寸法を大きくしてトルク容量を増加することができ、しかも、パイロットクラッチがメインクラッチを押圧する際の抵抗を少なくすることのできるデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】  本発明のデファレンシャル装置５０は、デフケース５１と、デフケース５１内に配置された差動機構５２と、差動機構５２の差動回転を制限するメインクラッチ５３と、メインクラッチ５３を作動させるパイロットクラッチ５４と、パイロットクラッチ５４を制御するアクチュエータ５５とからなり、デフケース５１が、差動機構５２とメインクラッチ５３を収容する組付開口６２を備えた第１のケース５６と、メインクラッチ５３と軸方向に隣接するパイロットクラッチ５４を収容する組付開口９４を備え第１のケース５６に対して締結される第２のケース５７とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デフケースと、デフケース内に配置された差動機構と、差動機構の差動回転を制限するクラッチ手段と、クラッチ手段を作動させるパイロット機構と、パイロット機構を制御するアクチュエータとからなるデファレンシャル装置であって、
前記デフケースが、前記差動機構と前記クラッチ手段を収容する第１の開口を備えた第１のケースと、前記クラッチ手段と軸方向に隣接するパイロット機構を収容する第２の開口を備え第１のケースに対して締結される第２のケースとを備えていることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記差動機構は、インターナルギヤと、インターナルギヤと噛み合うピニオンギヤを支持するキャリヤと、前記ピニオンと噛み合うサンギヤとからなるプラネタリーギヤを用いた差動機構であり、前記インターナルギヤと前記ピニオンギヤと前記サンギヤのうちの何れか一つを前記第１のケースに形成し、残る２つを一対の出力軸に連結することを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項３】
請求項２記載のデファレンシャル装置であって、前記インターナルギヤは前記第１のケースに形成され、前記キャリヤ及び前記サンギヤが一対の出力軸に連結されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項４】
請求項３記載のデファレンシャル装置であって、前記第１のケースは、前記インターナルギヤに隣接し一体的に連結される側壁を備えていることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項５】
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記クラッチ手段と前記パイロット機構を軸方向に隣接配置したことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項６】
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記第１のケースは前記第１の開口の外周側に第１のフランジ部を備え、前記第２のケースは前記第２の開口の外周側に第２のフランジ部を備え、前記第１のフランジ部に対して駆動力伝達用のリングギヤを取り付け、前記第１と第２のフランジ部を境として駆動力伝達用のリングギヤの反対側にアクチュエータを備えていることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、前記第１の開口の縁部が前記パイロット機構に対向することを特徴とするデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンからの駆動力を左右の車輪に伝えるデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用のデファレンシャル装置が開示されている。このデファレンシャル装置１は、図２に示す車両の動力系２に組み込まれている。動力系２は、エンジン３と、エンジン３から駆動力が伝達されるトランスミッション４と、左右の後輪５、５間に配置されたリヤデフ（上記デファレンシャル装置）１と、トランスミッション４とリヤデフ（デファレンシャル装置）１とを連結して駆動力をリヤデフ１に伝達するプロペラシャフト６とで構成されている。また、上記リヤデフ１は、デフキャリヤ７内に回転可能に配置されると共に、左右の後輪からの車軸８、８と連結されている。
【０００３】
リヤデフ１は、図３に示すように、デフケース９と、デフケース９内に配置されたプラネタリーギヤ式の差動機構１０と、この差動機構１０の一側に配置されたパイロットクラッチ１１と、他側に配置されたメインクラッチ１２と、デフケース９の外側に配置されてパイロットクラッチ１１を駆動する電磁石１３と、パイロットクラッチ１１と差動機構１０との間に設けられたカム手段１４とで構成されている。
【０００４】
デフケース９には、リングギヤ１５（図２参照）がねじ止め固定されており、このリングギヤ１５はプロペラシャフト６の端末に連結されたドライブピニオンギヤ１６と噛み合っている。そして、エンジンからの駆動力がトランスミッション４、プロペラシャフト６、ドライブピニオンギヤ１６、リングギヤ１５を介してデフケース９に伝達される。
【０００５】
上記プラネタリーギヤ式の差動機構１０は、デフケース９の内壁に設けられたインターナルギヤ１７と、左車軸８とスプライン連結されたハブ１８と、このハブ１８の外周に設けられたサンギヤ１９と、ピニオンギヤ２０と、このピニオンギヤ２０の両側を支持するピニオンキャリヤ２１、２２と、ピニオンキャリヤ２２とスプライン連結されると共に、右車軸８とスプライン連結されるハブ２３とで構成されている。
【０００６】
また、ピニオンキャリヤ２１には、カム手段１４のボールカム２４を介してカムリング２５が連結されており、カムリング２５はパイロットクラッチ１１の締結によりデフケース９と連結されるようになっている。
【０００７】
電磁石１３の駆動力でパイロットクラッチ１１が締結されると、カムリング２５がデフケース９に連結され、カム手段１４がスラスト力を発生してピニオンキャリヤ２１を、図３において左側へ押圧する。ピニオンキャリヤ２１が左側に押圧されるとピニオンキャリヤ２２を介してメインクラッチ１２が締結されて、差動機構１０の差動が制限される。
【０００８】
また、パイロットクラッチ１１の締結が解除されると、カム手段１４のスラスト力が消失してメインクラッチ１２の締結状態が解除され、差動機構１０の差動がフリーになる。
【特許文献１】実開平７−３４２５０号公報（段落番号００１２〜００１７、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載されている従来技術では、ドライブピニオンギヤ１６がデフケース９及び電磁石１３の近傍に配置されており、ドライブピニオンギヤ１６の先端との干渉を避けるようにデフケース９及び電磁石１３の各外径寸法が規制されている。これに伴って、リヤデフ１の組立ての都合上、プラネタリーギヤ式の差動機構１０の寸法に合わせてパイロットクラッチ１１の大きさが決まってしまうため、パイロットクラッチ１１のトルク容量を大小種々設定することができないという問題がある。
【００１０】
例えば、差動機構１０のインターナルギヤ１７の外径寸法を大きくしようとすると、デフケース９の外径寸法を大きくする必要があるので、このデフケース９がドライブピニオンギヤ１６と干渉するおそれがある。このため、上記のようにパイロットクラッチ１１の大きさが限定されてしまう。同様に、電磁石１３の外径寸法も限定されているため、電磁石１３の容量を大きくするには軸方向の寸法を大きくする必要がある。
【００１１】
また、パイロットクラッチ１１の作動時にピニオンギヤ２０及びピニオンキャリア２１、２２を介してメインクラッチ１２を押圧するようになっているので、このときの抵抗が比較的大きくメインクラッチ１２を迅速に押圧することが困難で、メインクラッチ１２のトルク立上げ応答性が劣るという問題がある。
【００１２】
さらに、メインクラッチ１２の磨耗に伴ってトルク立上げ応答性の経時変化が大きいという問題もある。また、ピニオンキャリア２４と接触しないようにスナップリングによりアーマチャ３２の移動を規制しているので、上記のスナップリングを支持する構造を設けるために煩雑な手間を要するという問題もある。
【００１３】
そこで、本発明は、パイロットクラッチの外径寸法を大きくしてトルク容量の設定幅を広くすることができ、しかも、パイロットクラッチがメインクラッチを押圧する際の抵抗を少なくすることのできるデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、デフケースと、デフケース内に配置された差動機構と、差動機構の差動回転を制限するクラッチ手段と、クラッチ手段を作動させるパイロット機構と、パイロット機構を制御するアクチュエータとからなるデファレンシャル装置であって、前記デフケースが、前記差動機構と前記クラッチ手段を収容する第１の開口を備えた第１のケースと、前記クラッチ手段と軸方向に隣接するパイロットクラッチ機構を収容する第２の開口を備え第１のケースに対して締結される第２のケースとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記差動機構は、インターナルギヤと、インターナルギヤと噛み合うピニオンギヤを支持するキャリヤと、前記ピニオンと噛み合うサンギヤとからなるプラネタリーギヤを用いた差動機構であり、前記インターナルギヤと前記ピニオンギヤと前記サンギヤのうちの何れか一つを前記第１のケースに形成し、残る２つを一対の出力軸に連結することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載のデファレンシャル装置であって、前記インターナルギヤは前記第１のケースに形成され、前記キャリヤ及び前記サンギヤが一対の出力軸に連結されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載のデファレンシャル装置であって、前記第１のケースは、前記インターナルギヤに隣接し一体的に連結される側壁を備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記クラッチ手段と前記パイロット機構を軸方向に隣接配置したことを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記第１のケースは前記第１の開口の外周側に第１のフランジ部を備え、前記第２のケースは前記第２の開口の外周側に第２のフランジ部を備え、前記第１のフランジ部に対して駆動力伝達用のリングギヤを取り付け、前記第１と第２のフランジ部を境として駆動力伝達用のリングギヤの反対側にアクチュエータを備えていることを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であって、前記第１の開口の縁部が前記パイロットクラッチ機構に対向することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、クラッチ手段、差動機構のトルク容量に応じた第１のケースの形状とし、パイロットクラッチ機構のトルク容量に応じた第２のケース形状を各々独立して設定することができる。
【００２２】
また、請求項１の発明によれば、第１のケースに差動機構及びクラッチ手段を内蔵し、第２のケースにパイロットクラッチ機構を設けたので、差動機構の寸法に合わせてパイロットクラッチ機構の大きさを決める必要がないため、パイロットクラッチの外径寸法を大きくしてトルク容量を増加するなど種々設定幅を広くすることができる。
【００２３】
請求項２に記載の発明によれば、差動機構がプラネタリーギヤ式のものであり、この差動機構のインターナルギヤの外径寸法が限定されているが、この外径寸法に合わせてパイロットクラッチ機構の大きさを決める必要がないので、上記のようにパイロットクラッチ機構の外径寸法を大きくしてトルク容量を増加することができる。
【００２４】
請求項３に記載の発明によれば、インターナルギヤが第１のケースに形成されるので、高強度なギヤとすることができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、側壁を備えることで第１のケース分割構成とすることができ、第１のケースのインターナルギヤ部をブローチなどによる打ち抜き加工や、転造などで容易に形成することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、パイロットクラッチ及びメインクラッチが隣接しているので、パイロットクラッチがメインクラッチを直接的に押圧することができる。これによって、パイロットクラッチがメインクラッチを押圧する際の抵抗を少なくすることができる。
【００２７】
請求項６に記載の発明によれば、パイロットクラッチを駆動するアクチュエータが第２のケースに設けられ、フランジ部を境として駆動力伝達用のリングギヤの反対側に配置されているので、リングギヤと噛み合うピニオンギヤからアクチュエータが離れており、ピニオンギヤと干渉することなくアクチュエータの外径寸法を大きくすることができる。
【００２８】
請求項７に記載の発明によれば、第１の開口の縁部をパイロットクラッチ機構に対向させたので、パイロットクラッチ機構の位置決めを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置について図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１に示すデファレンシャル装置５０、デフケース５１と、デフケース５１内に配置されたプラネタリーギヤ式の差動機構５２と、差動機構５２の差動回転を制限する多板式のメインクラッチ（クラッチ手段）５３と、メインクラッチ５３を差動させる多板式のパイロットクラッチ（パイロット機構）５４と、パイロットクラッチ５４を制御するアクチュエータ５５とから構成されている。
【００３１】
また、本実施形態のデファレンシャル装置５０は、デフケース５１が、差動機構５２とメインクラッチ５３を収容する組付開口（第１の開口）６２を備えた第１のケース５６と、メインクラッチ５３と軸方向に隣接するパイロットクラッチ５４を収容する組付開口（第２の開口）９４を備え第１のケース５６に対して締結される第２のケース５７とを備えている。
【００３２】
第１のケース５６は、上記差動機構５２及びメインクラッチ５３を収容する円筒部５８を有している。この円筒部５８の一端側には、この一端側を塞ぐ右側壁部（壁部）５９、及び出力軸（図３に示す車軸６）が貫通する小開口６０を形成する右ボス部（ボス部）６１が設けられ、円筒部５８の他端側には、差動機構５２及びメインクラッチ５３を組み付ける組付開口６２、及び外径方向へ広がるフランジ部６３が形成されている。このフランジ部６３に対して駆動力伝達用のリングギヤ１５がボルト６４により取付けられている。
【００３３】
第２のケース５７は、第１のケース５６に対して組付開口６２側に固定され、この第２のケース５７の一端側に他の出力軸（図２に示す車軸８）が貫通する小開口６５を形成する左ボス部（ボス部）６６が設けられ、他端側に組付開口６２を塞ぐ左側壁部（壁部）６７と、パイロットクラッチ５４を組み付ける組付開口９４が形成されている。また、左側壁部６７より外径方向へ広がりフランジ部６３にねじ６８により締結される他のフランジ部６９が形成されている。フランジ部６３，６９を境としてリングギヤ１５の反対側に、パイロットクラッチ５４を駆動するアクチュエータ５５が配置されている。
【００３４】
上記差動機構５２は第１のケース５６の一端側（図１、図２の右側）に内蔵されている。この差動機構５２は、円筒部５８の内周に形成されるインターナルギヤ７２と、左のハブ７０の外周に形成されるサンギヤ７３と、これらのインターナルギヤ７２及びサンギヤ７３とそれぞれ噛み合う複数のピニオンギヤ７４と、左右のハブ７０、７１とを有し、各ピニオンギヤ７４の軸部７５は右のハブ７１及びピニオンキャリア７６に支承されている。
【００３５】
ピニオンキャリア７６の円筒部７７と左のハブ７０との間にはメインクラッチ５３が配置されている。このメインクラッチ５３の押圧時に、エンジン１の駆動力はデフケース５１（インターナルギヤ７２）からピニオンギヤ７４を介してサンギヤ７３（左のハブ７０）と右のハブ７１とに分配され、左右の後輪７，８に送られる。図示を省略したが、メインクラッチ５３のプレート間の所定箇所に皿ばねなどの弾性部材を介在させることにより与圧を与えてイニシャルトルクを発生できることもできる。また、左右のハブ７０、７１は、図２に示す左右の後車軸８、８にそれぞれスプライン連結されている。
【００３６】
ハブ７０の外周にはカムリング７８及び押圧部材７９が配置されており、カムリング７８と押圧部材７９との間にはボールカム８０が形成されている。第２のケース５７とカムリング７８との間にはパイロットクラッチ５４が配置されている。
【００３７】
アクチュエータ５５は、第２のケース５７の左ボス部６６にベアリング８１，８２を介して支承され、図２のデフキャリア７側に回り止めされるリング状の電磁石８３と、電磁石８３と対向する位置に配置され、左側壁部６７を貫通して磁束の短絡を防ぐ複数の非磁性材８４と、パイロットクラッチ５４の右側に配置され、非磁性材８４を介して磁束が付させるアーマチャ８５とから構成されている。アーマチャ８５の一端側はパイロットクラッチ５４に当接し、アーマチャ８５の他端側は第１のケース５６の組付開口６２の縁部に当接している。
【００３８】
左のハブ７０の外周と左ボス部６６の内周との間には軸受用ブッシュ８６が介在し、左のハブ７０の一端と左ボス部６６の段部との間、及び左のハブ７０の他端と右のハブ７１の段部との間には、それぞれ組付隙間調整用ワッシャ８７，８８が介在している。左ボス部６６の端部とカムリング７８との間には、ボールカム８０のスラスト反力を受けるベアリング８９とワッシャ９０とが配置され。同様に右のハブ７１と右ボス部６１の端部の間にも、ボールカム８０のスラスト反力を受けるベアリング９１とワッシャ９２とが配置されている。デファレンシャル装置５０の組立時には、所定厚さのワッシャ８７，８８を選択して使用することにより、左右のハブ７０、７１の軸方向の組付隙間を調整するようになっている。
【００３９】
さらに、軸部７５と右のハブ７１及びピニオンキャリア７６との間にはそれぞれワッシャ９３が介在している。これらの軸部７５と右のハブ７１及びピニオンキャリア７６との摺動面、またはピニオンギヤ７４と軸部７５との摺動面には所定の隙間設定や表面処理などが施され、差動機構５２へ駆動トルクが掛ったときに摺動面の摩擦抵抗を差動制限力として用いることが可能であり、いわゆるトルク感応型の差動制限機能を有している。
【００４０】
そして、電磁石８３がアーマチャ８５を吸収するとパイロットクラッチ５４が締結されてカムリング７８がデフケース５１（第２のケース５７）側に連結され、差動機構５２の差動トルクがボールカム８０に掛る。そのカムスラスト力により押圧部材７９でメインクラッチ５３が押圧されて締結し、各クラッチ５４，５３の摩擦トルクにより差動が制限される。
【００４１】
このようにして電磁石８３によりパイロットクラッチ５４の滑りを調節し差動制限力を適度に緩めると、車両は円滑で安定な旋回が行える。また、差動制限力を強めるかまたは差動をロックすると車両の直進安定性が向上すると共に、悪路などで後輪の一方が空転してもデファンレンシャル装置５０の差動制限力により大きな駆動力が他方の後輪に送られて悪路走破性が向上する。パイロットクラッチ５４を開放するとボールカム８０のカムスラスト力が消失してメインクラッチ５３も開放され、差動はフリーになる。
【００４２】
本実施形態のデファレンシャル装置５０では、メインクラッチ５３、差動機構５２のトルク容量に応じた第１のケース５６の形状とし、パイロットクラッチ５４のトルク容量に応じた第２のケース５７形状を各々独立して設定することができる。
【００４３】
また、本実施形態のデファレンシャル装置５０では、第１のケース５６にプラネタリーギヤ式差動機構５２及びメインクラッチ５３を内蔵し、第２のケース５７にパイロットクラッチ５４を設けたので、差動機構５２の寸法、特にインターナルギヤ７２の外径寸法に合わせてパイロットクラッチ５４の大きさが決める必要がないため、パイロットクラッチ５４の外径寸法を大きくしてトルク容量を増加することができる。その結果、パイロットクラッチ５４によりメインクラッチ５３を円滑に押圧できるため、メインクラッチ５３のトルク立上げ応答性を向上でき、しかも、メインクラッチ５３の磨耗に伴うトルク立上げ応答性の経時変化を抑制できる。さらに、第１のケース５６側で大部分の駆動トルクを受けるので、第２のケース５７側ではパイロットクラッチ５４の駆動トルクを主に考慮して、比較的低い強度で第２のケース５７の肉厚設定ができる。なお、第２のケース５７の形状を所望のパイロットトルクを得られるようなパイロットクラッチ５４の大きさを選定してこれに合わせて、決定することが可能になる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、パイロットクラッチ５３及びメインクラッチ５４が隣接し、パイロットクラッチ５４がメインクラッチ５３を押圧部材７９により直接的に押圧するので、その際の抵抗を少なくすることができる。その結果、この点からもパイロットクラッチ５４によりメインクラッチ５３を円滑に押圧できる。
【００４５】
また、本実施形態の配置構造にあっては、パイロットクラッチ５４を駆動するアクチュエータ５５が第２のケース５７に設けられ、フランジ部６３，６９を境として駆動力伝達用リングギヤ１３の反対側に配置されているので、リングギヤ１３と噛み合う駆動力伝達用ピニオンギヤ１４からアクチュエータ５５が離れており、ピニオンギヤ１４と干渉することなくアクチュエータ５５の電磁石８３の外径寸法を大きくすることができる。その結果、電磁石８３を軸方向に延長することなく電磁石８３の駆動力を増加させることができる。
【００４６】
また、本実施形態によれば、アーマチャ８５の他端側を第１のケース５６の組付開口６２の縁部に当接するように設けたので、アーマチャ８５の移動を規制するスナップリングなどを特に設ける必要がなく、このスナップリングを支持する構造を設ける際の煩雑な手間を省くことができる。
【００４７】
なお、上記実施形態にあっては、左側壁部６７を貫通する複数の非磁性材８４により磁束の短絡を防いでアーマチャ８５へ導くようにしたが、非磁性材８４の代わりに複数の開口を設けることもできる。そして、第２のケース５７をロータに用いた場合には、パイロットクラッチ５４の駆動トルクに合わせて非磁性体接合強度または複数開口を設けたブリッジ部強度を低く設定することができるので、成立性及び製作性が向上する。
【００４８】
さらに、上記実施形態にあっては、第１のケース５６を円筒部５８、右側壁部５９、右ボス部６１、組付開口６２、及びフランジ部６３から一体的に鍛造成形したが、本発明はこれに限らず、円筒部５８及び右側壁部５９を点線符号６０のように分割可能に構成して、円筒部５８をブローチ引抜加工によりインターナルギヤ７２と同時成形して、その後溶接などで円筒部５８と左側壁５９とを一体的に連結しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、メインクラッチのトルク立上げ応答性を向上でき、しかも、メインクラッチの磨耗に伴うトルク立上げ応答性の経時変化を抑制できるパイロットクラッチの配置構造が得られるという効果があるので、車両内の動力伝達経路の伝達切換えを行なうデファレンシャル装置などに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るデファレンシャル装置の横断面図である。
【図２】一般的な車両の動力系を説明する図である。
【図３】従来のデファレンシャル装置の横断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
５０  デファレンシャル装置
５１  デフケース
５２  差動機構
５３  メインクラッチ（クラッチ手段）
５４  パイロットクラッチ（パイロットクラッチ機構）
５５  アクチュエータ
５６  第１のケース
５７  第２のケース
６２、９４  組付開口
【図１】
2006046422.tif 000003
【図２】
2006046422.tif 000004
【図３】
2006046422.tif 000005