(57)【要約】【課題】  構造の複雑化と大型化と重量化と抑制すると共に、ハウジングに対するカム機構からの推力及び反推力の入力を防止する。【解決手段】  駆動トルクの入力部材３と、第１の出力部材５及び第２の出力部材７と、入力部材３と出力部材５と出力部材７を差動回転可能に連結する差動ギア９とからなる差動機構１１と、出力部材５に駆動力の出力側部材として連結された軸部材１３と、出力部材５に形成されたカム面１５と軸部材１３に形成されたカム面１７とが軸方向に対向して連結され駆動トルクに応じて軸方向一方の推力１９と軸方向他方の推力２１を発生させるカム機構２３と、出力部材５と出力部材７の間に配置されて差動制限トルクを伝達する摩擦クラッチ２５とを有し、出力部材５に生じる推力１９によって摩擦クラッチ２５を軸方向一端側から押圧し、軸部材１３に生じる推力２１によって摩擦クラッチ２５を軸方向他端側から押圧する。【選択図】  図１
2006300208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルクの入力部材と、第１の出力部材及び第２の出力部材と、前記入力部材と前記第１の出力部材と前記第２の出力部材とを差動回転可能に連結する差動ギアとからなる差動機構と、前記第１の出力部材に駆動力の出力側部材として連結された軸部材と、前記第１の出力部材に形成されたカム面と前記軸部材に形成されたカム面とが軸方向に対向して連結され駆動トルクに応じて軸方向一方の推力と軸方向他方の推力を発生させるカム機構と、前記入力部材と前記第１の出力部材と前記第２の出力部材のうちの２部材間に配置され差動制限トルクを伝達する摩擦クラッチとを有し、
前記第１の出力部材に生じる前記軸方向一方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向一端側から押圧し、前記軸部材に生じる前記軸方向他方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向他端側から押圧することを特徴とする差動制限装置。
【請求項２】
請求項１に記載された差動制限装置であって、
前記差動機構は、前記入力部材をプラネタリーキャリヤとして、前記第１の出力部材をサンギアとして、前記第２の出力部材をインターナルギアとして、前記差動ギアを前記プラネタリーキャリヤに支持されたピニオンとしたプラネタリーギアを用いた差動機構であり、
前記サンギアは、前記プラネタリーキャリヤを介し、前記軸方向一方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向一端側から押圧し、前記軸部材は、軸方向に一体的に移動可能な押圧部材を介し、前記軸方向他方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向他端側から押圧することを特徴とする差動制限装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載された差動制限装置であって、
前記摩擦クラッチの締結力を外部から制御可能なアクチュエータと、このアクチュエータの操作力を増幅し前記摩擦クラッチに締結力を付与する第２のカム機構とを備えたことを特徴とする差動制限装置。
【請求項４】
請求項３に記載された差動制限装置であって、
前記第２のカム機構の前記締結力である推力は、前記軸方向他方の推力と共に前記押圧部材を介して前記摩擦クラッチを押圧することを特徴とする差動制限装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動制限装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に「差動制限装置」が開示されている。この差動制限装置は、ハウジングと、このハウジングに軸方向移動可能に連結された２箇のプレッシャーリングと、ピニオンシャフトに支持されたピニオンギアに一対の出力側サイドギアが噛み合った差動機構と、各プレッシャーリングと前記ピニオンシャフトとの間に形成された一対のカムを用いたカム機構と、各サイドギアとハウジングの円筒部との間に配置された一対の摩擦クラッチとから構成されており、ハウジングからカム機構を介して両プレッシャーリングに入力したトルクに応じてカム機構が作動し、各摩擦クラッチが押圧されて締結され差動制限トルクが発生する装置であり、一般的にトルク感応式の差動制限装置と呼ばれ、ハウジングへの入力トルク（駆動トルク）に応じたレスポンスの良い差動制限機能が得られる。
【特許文献１】特開２００４−１１６５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の差動制限装置においては、ハウジング内の空間が差動機構により軸芯側から径方向外側にかけて広く占有されており、カム機構を配置する空間が差動機構の外周側とハウジング（円筒部）の内周側との間に限定されている。
【０００４】
また、各プレッシャーリングは差動機構を回避するように、その周囲を軸方向に回り込んで配置されており、カム機構に生じた推力と反推力は各プレッシャーリングを介して摩擦クラッチを締結し、ハウジングの両側壁に入力する。
【０００５】
このように、この差動制限装置は上記のように構造が複雑であるから大型化し易く、また、カム機構の推力と反推力が側壁に入力するハウジングはそれに応じた強度が必要であり、それだけ重くなり易い。
【０００６】
そこで、この発明は、構造の複雑化と大型化と重量化とを抑制すると共に、ハウジングに対するカム機構からの推力及び反推力の入力を防止する差動制限装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の差動制限装置は、駆動トルクの入力部材と、第１の出力部材及び第２の出力部材と、前記入力部材と前記第１の出力部材と前記第２の出力部材とを差動回転可能に連結する差動ギアとからなる差動機構と、前記第１の出力部材に駆動力の出力側部材として連結された軸部材と、前記第１の出力部材に形成されたカム面と前記軸部材に形成されたカム面とが軸方向に対向して連結され駆動トルクに応じて軸方向一方の推力と軸方向他方の推力を発生させるカム機構と、前記入力部材と前記第１の出力部材と前記第２の出力部材のうちの２部材間に配置され差動制限トルクを伝達する摩擦クラッチとを有し、前記第１の出力部材に生じる前記軸方向一方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向一端側から押圧し、前記軸部材に生じる前記軸方向他方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向他端側から押圧することを特徴とする。
【０００８】
請求項２の差動制限装置は、請求項１に記載された発明であって、前記差動機構は、前記入力部材をプラネタリーキャリヤとして、前記第１の出力部材をサンギアとして、前記第２の出力部材をインターナルギアとして、前記差動ギアを前記プラネタリーキャリヤに支持されたピニオンとしたプラネタリーギアを用いた差動機構であり、前記サンギアは、前記プラネタリーキャリヤを介し、前記軸方向一方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向一端側から押圧し、前記軸部材は、軸方向に一体的に移動可能な押圧部材を介し、前記軸方向他方の推力によって前記摩擦クラッチを軸方向他端側から押圧することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の差動制限装置は、請求項１または請求項２に記載された発明であって、前記摩擦クラッチの締結力を外部から制御可能なアクチュエータと、このアクチュエータの操作力を増幅し前記摩擦クラッチに締結力を付与する第２のカム機構とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の差動制限装置は、請求項３に記載された発明であって、前記第２のカム機構の前記締結力である推力は、前記軸方向他方の推力と共に前記押圧部材を介して前記摩擦クラッチを押圧することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の差動制限装置では、第１の出力部材の出力経路において、第１の出力部材と軸部材との連結機構を兼ねるカム機構は、それだけ簡易に、また、コンパクトに配置することができる。
【００１２】
また、カム機構による軸方向一方の推力と軸方向他方の推力が反対方向からそれぞれ摩擦クラッチを押圧して締結させるから、軸方向一方の推力と軸方向他方の推力の利用効率が極めて高く、充分な差動制限力が得られる。
【００１３】
また、第１の出力部材と軸部材と押圧部材と摩擦クラッチなどが形成する閉じたループ内でこれらの推力と反推力が相殺されるから、推力と反推力の各受け部を設ける必要がなくなり、それだけ装置の複雑化と大型化と重量化とを抑制することができる。
【００１４】
請求項２の差動制限装置は、軸方向一方の推力と軸方向他方の推力が差動機構より軸芯側（差動機構の内周側）で作用するように構成されているから、差動機構の外周側において構造の複雑化が避けられる。
【００１５】
請求項３の差動制限装置は、外部制御可能なアクチュエータで摩擦クラッチを操作することにより、トルク感応式と異なった特性の差動制限機能が得られる上に、カム機構とアクチュエータとでこの摩擦クラッチを共用するから、装置の大型化が抑制される。
【００１６】
また、アクチュエータによる差動制限制御領域が、トルク感応式の差動制限制御領域と重複する範囲では、アクチュエータの負担と動力損失がそれだけ軽減される。
【００１７】
請求項４の差動制限装置は、第１出力部材と軸部材間のカム機構とアクチュエータ操作の第２のカム機構が押圧部材と押圧経路とを共用するから、部品点数の増加を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施例＞
図１〜図３によって差動制限装置１の説明をする。この差動制限装置１は４輪駆動車においてエンジン（駆動力源）の駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置（センターデフ）である。以下、左右の方向は図１での左右の方向であり、図１の左方はこの車両の前方である。
【００１９】
［差動制限装置１の特徴］
差動制限装置１は、エンジン（駆動力源）の駆動トルク（駆動力）が入力する入力部材３と、第１の出力部材５及び第２の出力部材７と、入力部材３と第１の出力部材５と第２の出力部材７を差動回転可能に連結する差動ギア９とからなる差動機構１１と、第１の出力部材５に駆動力の出力側部材として連結された軸部材１３と、第１の出力部材５に形成されたカム面１５と軸部材１３に形成されたカム面１７とが軸方向に対向して連結され駆動トルクに応じて軸方向一方の推力１９と軸方向他方の推力２１を発生させるカム機構２３と、入力部材３と第１の出力部材５と第２の出力部材７のうちの２部材（部材５，７）間に配置されて差動制限トルクを伝達する多板式のメインクラッチ２５（摩擦クラッチ）とを有している。
【００２０】
また、第１の出力部材５に生じる軸方向一方の推力１９によってメインクラッチ２５を軸方向一端側（左方）から押圧し、軸部材１３に生じる軸方向他方の推力２１によってメインクラッチ２５を軸方向他端側（右方）から押圧し、差動機構１１は、入力部材３をプラネタリーキャリヤ３として、第１の出力部材５をサンギア５として、第２の出力部材７をインターナルギア７として、差動ギア９をプラネタリーキャリヤ３に支持されたピニオンとしたプラネタリーギア９を用いた差動機構１１であり、サンギア５は、プラネタリーキャリヤ３を介し、軸方向一方の推力１９によってメインクラッチ２５を軸方向一端側（左方）から押圧し、軸部材１３は、軸方向に一体的に移動可能なプレッシャープレート２７（押圧部材）を介し、軸方向他方の推力２１によってメインクラッチ２５を軸方向他端側（右方）から押圧している。
【００２１】
さらに、メインクラッチ２５の締結力を外部から制御可能なアクチュエータ２９と、アクチュエータ２９の操作力を増幅しメインクラッチ２５に締結力を付与するボールカム３１（第２のカム機構）とを備え、ボールカム３１の推力３３（締結力）は、軸方向他方の推力２１と共にプレッシャープレート２７を介してメインクラッチ２５を押圧する。
【００２２】
［差動制限装置１の構成］
プラネタリーキャリヤ３（入力部材）は中空の部材であり、トランスミッションを介してエンジン側に連結されている。また、プラネタリーキャリヤ３には相手側のプラネタリーキャリヤ３５がボルト３７によって連結されており、各キャリヤ３，３５は軸受け３９，３９を介しピニオンシャフト４１の両端を支持している。差動ギア９であるプラネタリーギア９はこのピニオンシャフト４１と一体に形成されている。
【００２３】
サンギア５（第１の出力部材）は中空の部材であり、プラネタリーギア９と噛み合っており、サンギア５とプラネタリーキャリヤ３５との間には上記の軸方向他方の推力２１をメインクラッチ２５側に伝達する環状のワッシャ４３が配置されている。
【００２４】
インターナルギア７（第２の出力部材）は円筒部材４５（ハウジング）の内周に設けられたスプライン部４７に外周を連結され、プラネタリーギア９と噛み合っている。円筒部材４５の前端側開口には側壁板４９がスプライン部４７に連結され、スナップリング５１で位置決めされている。また、側壁板４９とプラネタリーキャリヤ３との間にはスラスト力を受けたとき互いの摺動回転を防止するベアリング５３とワッシャが配置されている。
【００２５】
軸部材１３の内周には、第２の出力経路部材である出力軸５５がスプライン連結されており、出力軸５５の前端部内周には前後輪の一方（例えば、前輪側）への連結部であるスプライン部５７が設けられている。また、出力軸５５はプラネタリーキャリヤ３の内周にベアリング５９を介して支持されており、出力軸５５とプラネタリーキャリヤ３との間には出力軸５５の外周側の軸方向両側の潤滑環境を区画するためのオイルシール６１が配置されている。
【００２６】
図２と図３に示すように、カム機構２３はサンギア５に形成されたカム面１５と軸部材１３に形成されたカム面１７とからなり、各カム面１５，１７は軸方向に対向して噛み合うことによってサンギア５と軸部材１３とを連結しており、入力した駆動トルクに応じて軸方向一方の推力１９と軸方向他方の推力２１を発生させる。
【００２７】
メインクラッチ２５は、アウタープレート６３を円筒部材４５のスプライン部４７に連結し、インナープレート６５を軸部材１３の外周に設けられたスプライン部６７に連結して構成されている。また、最前方のインナープレート６５はプラネタリーキャリヤ３５側にスプライン連結され、互いの摺動回転を防止している。
【００２８】
ボールカム３１は、プレッシャープレート２７とカムリング６９との間に設けられており、プレッシャープレート２７は軸部材１３のスプライン部６７に連結され、軸部材１３には推力２１をプレッシャープレート２７に伝達するスナップリング７１と環状のリング７２とが隣接して取り付けられている。
【００２９】
アクチュエータ２９は、ロータ７３と、電磁マグネット７５と、多板式のパイロットクラッチ７７と、アーマチャ７９と、コントローラなどから構成されている。
【００３０】
ロータ７３は円筒部材４５の後端側開口に、これを塞ぐように外周方向から溶接されており、ロータ７３の形方向壁の中間部には銅又はステンレスのリングが磁性材の内外環状部材に接合され、ロータ７３の内周には前後輪の一方（例えば、後輪側）への連結部であるスプライン部８１が設けられている。カムリング６９とロータ７３との間にはボールカム３１のカム反力を受けるベアリング８３とワッシャが配置されている。電磁マグネット７５はベアリング８４によってロータ７３に支持されており、そのリード線８５はコネクター８７を介して外部に引き出され、コントローラを介して車軸のバッテリーに接続されている。
【００３１】
また、出力軸５５には軸方向のオイル流路８９と径方向のオイル流路９１，９３が設けられ、軸部材１３にはオイル流路９３に対向した径方向のオイル流路９５と、前端部には互いに通過する軸方向溝と径方向溝からなるオイル溝９７が設けられている。オイル流路８９のオイルは遠心力によりオイル流路９１から流出してベアリング８３を潤滑・冷却し、オイル流路９３から流出したオイルは、オイル流路９５を通ってメインクラッチ２５側を潤滑・冷却し、出力軸５５と軸部材１３間のスプライン部を通ってオイル溝９７側に移動し、軸部材１３とプラネタリーキャリヤ３との間に形成された空間からサンギヤ５とプラネタリーギヤ９との噛合い部に流入し差動機構１１を潤滑・冷却する。
【００３２】
プラネタリーキャリヤ３，３５に入力したエンジンの駆動力はピニオンシャフト４１からプラネタリーギア９を介してサンギア５とインターナルギア７に配分される。サンギア５に配分された駆動力は、サンギア５とカム機構２３と軸部材１３と出力軸５５のスプライン部５７を介して前輪側に伝達され、インターナルギア７に配分された駆動力は、円筒部材４５とロータ７３のスプライン部８１を介して後輪側に伝達される。
【００３３】
このとき、上記のようにサンギア５の動力伝達経路中にあるカム機構２３は路面に対する車輪の接地抵抗に応じて伝達トルクを受けて作動し、図１のように、発生した軸部材一方の推力１９はサンギア５とワッシャ４３とプラネタリーキャリヤ３５とを介して左側からメインクラッチ２５を押圧すると共に、発生した軸部材他方の推力２１は軸部材１３とスナップリング７１とプレッシャープレート２７とを介して右側からメインクラッチ２５を押圧し、締結されたメインクラッチ２５の差動制限トルクによって前後輪間（軸部材１３と円筒部材４５の間）で差動が制限される。
【００３４】
発生した推力１９，２１はカム機構２３を通る伝達トルクに応じて変化するから、カム機構２３の締結力によってメインクラッチ２５に生じた差動制限機能はトルク感応式である。
【００３５】
また、上記のようにトルク感応式の差動制限機能における軸部材一方の推力１９と軸方向他方の推力２１は、サンギア５とワッシャ４３とプラネタリーキャリヤ３５とメインクラッチ２５とプレッシャープレート２７とスナップリング７１と軸部材１３とによって構成されたループの中で相殺されるから、このループの外部には影響を与えず、従って、推力１９と推力２１の受け部を、例えば、円筒部材４５や側壁板４９やロータ７３に設ける必要がない。
【００３６】
また、図１のように、推力１９と推力２１はいずれも差動機構１１の径方向内側（軸芯側）で作動している。
【００３７】
また、コントローラがバッテリーによって電磁マグネット７５を励磁するとアーマチャ７９が右に吸引されてパイロットクラッチ７７が締結され、軸部材１３側と円筒部材４５側の間に配置されているボールカム３１にトルクが掛かって作動し、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート２７が左に押圧されて押圧力はメインクラッチ２５の背面のプラネタリーキャリヤ３５、３からスラストベアリング５３を介して側壁板４９、スナップリング５１に入力してメインクラッチ２５が締結され、差動制限トルクが得られる。なお、ボールカム３１のスラスト反力は、スラストベアリング８３からロータ７３に入力される。
【００３８】
電磁マグネット７５の励磁電流を変えてアーマチャ７９の吸引力を調整すると、パイロットクラッチ７７の滑り率が変わり、ボールカム３１のカムスラスト力が変化し、メインクラッチ２５による差動制限トルクを調整することができる。
【００３９】
また、電磁マグネット７５の励磁を停止すると、パイロットクラッチ７７が開放されてボールカム３１のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ２５が開放されて電磁マグネット７５による差動制限機能が停止される。
【００４０】
また、電磁マグネット７５による差動制限は、カム機構２３による差動制限と同時に行うことができる。
【００４１】
［差動制限装置１の効果］
差動制限装置１では、サンギア５の出力経路において、サンギア５と軸部材１３との連結機構を兼ねるカム機構２３は、それだけ簡易に、また、コンパクトに構成することができる。
【００４２】
また、トルク感応式の差動制限機能を生じるカム機構２３による軸方向一方の推力１９と軸方向他方の推力２１が反対方向からそれぞれメインクラッチ２５を押圧して締結させるから、各推力１９，２１の利用効率が極めて高く、充分な差動制限力が得られる。
【００４３】
また、サンギア５とワッシャ４３とプラネタリーキャリヤ３５とメインクラッチ２５とプレッシャープレート２７とスナップリング７１と軸部材１３が構成する閉じたループ内でこれらの推力１９と反推力２１が相殺されるから、推力１９，２１の各受け部を円筒部材４５側に設ける必要がなくなり、それだけ差動制限装置１の複雑化と大型化と重量化とを抑制することができる。
【００４４】
また、推力１９と反推力２１が差動機構１１の内周側で作用するように構成されているから、差動機構１１の外周側において構造の複雑化が避けられる。
【００４５】
また、外部制御可能な電磁マグネット７５でメインクラッチ２５を操作することにより、トルク感応式と異なった特性の差動制限機能が得られる上に、カム機構３１と電磁マグネット７５（ボールカム３１）とでこのメインクラッチ２５を共用するから、トルク感応式の差動制限機能と外部制御による差動制限機能を合わせ持った差動制限装置１の大型化が抑制される。
【００４６】
また、アクチュエータとしての電磁マグネット７５（ボールカム３１）による差動制限制御領域が、カム機構２３によるトルク感応式の差動制限制御領域と重複する範囲では、アクチュエータとしての電磁マグネットの差動頻度を抑えることにより電磁マグネット７５の負担と動力損失がそれだけ軽減される。
【００４７】
また、カム機構２３と、電磁マグネット７５（ボールカム３１）が、プレッシャープレート２７と押圧経路を共用するから、部品点数の増加を抑制することができる。
【００４８】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明の差動制限装置において、差動機構は、実施例に用いられたプラネタリーキャリヤ式の差動機構に限らず、例えば、ベベルギア式の差動機構や、平行軸型のギア機構（ハウジングの収容孔に摺動回転可能に収容されたピニオンギアで一対の出力側サイドギアを連結した差動機構）や、直交軸型のギア機構や、ボールと溝を用いた機構や、コマと傾斜カムを用いた機構など、駆動トルクの入力部材と、第１及び第２の各出力部材と、これらを差動回転可能に連結する差動ギアからなる差動機構（差動作用を行える既存の機構）であれば全て用いることができる。
【００４９】
また、摩擦クラッチは、多板クラッチに限らず、他の形式の摩擦クラッチでもよい。
【００５０】
また、摩擦クラッチは、実施例のように第１と第２の出力部材の間に配置するだけでなく、第１と第２の出力部材のいずれかと入力部材との間に配置してもよい。
【００５１】
また、本発明の差動制限装置は、実施例のように駆動力を前後輪に配分するセンターデフに限らず、駆動力を左右の車輪に配分する車輪デフ（フロントデフとリヤデフ）に用いてもよい。
【００５２】
また、第２のカム機構用のアクチュエータは、電磁マグネットだけでなく、液圧式のアクチュエータ（例えば、油圧ピストン・シリンダ）や、電動モータ式のアクチュエータでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】一実施例の差動制限装置１を示す断面図である。
【図２】（ａ）差動制限装置１に用いられた軸部材１３の縦断面図である。
【００５４】
（ｂ）図２（ａ）のＡ矢視図である。
【図３】（ａ）差動制限装置１に用いられたサンギア５の縦断面図である。
【００５５】
（ｂ）図３（ａ）のＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  差動制限装置
３，３５  プラネタリーキャリヤ（入力部材）
５  サンギア（第１の出力部材）
７  インターナルギア（第２の出力部材）
９  プラネタリーギア（差動ギア）
１１  差動機構
１３  軸部材（駆動力の出力側部材）
１５  サンギア５に形成されたカム面
１７  軸部材１３に形成されたカム面
１９  軸方向一方の推力
２１  軸方向他方の推力
２３  カム機構
２５  メインクラッチ（摩擦クラッチ）
２７  プレッシャープレート（押圧部材）
２９  アクチュエータ
３１  ボールカム（第２のカム機構）
３３  ボールカム３１の推力（締結力）
４５  円筒部材（ハウジング）
７５  電磁マグネット（アクチュエータ）
７７  パイロットクラッチ（アクチュエータ）
【図１】
2006300208.tif 000003
【図２】
2006300208.tif 000004
【図３】
2006300208.tif 000005