(57)【要約】【課題】差動制限機構の有無によるデファレンシャル装置の互換性の維持と、出力部材の加工精度維持との両立を容易にすることを可能とする。【解決手段】差動制限機構７は、デフ・ケース３の一側外部に配置されたソレノイド・アクチュエータ６７及び差動機構５を挟んでデフ・ケース３の他側内部に配置されロッド８３によりソレノイド・アクチュエータ６７に連動結合されたドグ・クラッチ６９を備え、ドグ・クラッチ６９は、サイド・ギヤ４５に回転方向へ係合するように配置されたクラッチ受部材８５及びロッド８３に結合されてクラッチ受部材８５に対して移動するクラッチ動作部材８７を備え、クラッチ動作部材８７の外周部と前記デフ・ケース３の内周部とに、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材８７をクラッチ受部材８５側へ付勢するセルフ・ロック用のカム機構７を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルクの入力を受けるデフ・ケースと、このデフ・ケースに入力される駆動トルクを一対の出力部材の差動を許容しつつ出力する差動機構と、この差動機構の差動回転を制限する差動制限機構とを備えたデファレンシャル装置であって、
前記差動制限機構は、前記デフ・ケースの一側外部に配置されて差動制限動作を行わせるためのアクチュエータ及び前記差動機構を挟んで前記デフ・ケースの他側内部に配置され前記デフ・ケースに通された連動部材により前記アクチュエータに連動結合された制限クラッチを備え、
前記制限クラッチは、前記出力部材の一方に回転方向へ係合するように配置されたクラッチ受部材及び前記連動部材に結合されて前記クラッチ受部材に対して移動するクラッチ動作部材を備え、
前記クラッチ動作部材の外周部と前記デフ・ケースの内周部とに、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材をクラッチ受部材側へ付勢するセルフ・ロック用のカム機構を設けた、
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、
前記出力部材は、ボス部を備えたサイド・ギヤであり、
前記ボス部に、係合溝を設け、
前記制限クラッチは、前記デフ・ケース内面と前記サイド・ギヤ背面との間で前記ボス部に嵌合配置され、
前記クラッチ受部材は、前記係合溝に回転方向に係合する内突部を備えると共に前記デフ・ケース内面に軸方向に支持される、
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１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
前記カム機構は、前記デフ・ケース内面に形成されたカム凹部及び前記クラッチ動作部材の外周部に形成され前記カム凹部に嵌合するカム凸部のそれぞれに形成されたカム面を備えた、
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１〜３の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、
前記連動部材は、ロッドであり、このロッドの一端が前記アクチュエータに連動結合され、他端が前記クラッチ動作部材のカム凸部に結合された、
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、自動車等のデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のデファレンシャル装置として、例えば特許文献１の図１１に記載のものがある。
【０００３】
このデファレンシャル装置では、デフ・ロック機構としてデフ・ケースの一側外部に差動ロック用の電磁式アクチュエータを備え、デフ・ケースの他側内部に差動ロック用のドグ・クラッチが配置されている。ドグ・クラッチは、クラッチ・リングを備え、このクラッチ・リングが電磁式アクチュエータのプランジャにプッシュ・ロッドにより連動構成されている。クラッチ・リングと出力部材であるサイド・ギヤとの各背面には、セルフ・ロック用のカム面が形成されている。
【０００４】
したがって、電磁式アクチュエータへの通電によりプランジャの動きがプッシュ・ロッドを介してドグ・クラッチのクラッチ・リングへ伝達され、ドグ・クラッチが噛み合い始める。この噛み合いによりクラッチ・リングとサイド・ギヤとのカム面間でカム作用が働き、ドグ・クラッチはセルフ・ロックする。このドグ・クラッチによるロックにより差動機構がロックされ、デファレンシャル装置をデフ・ロック状態にすることができる。
【０００５】
また、電磁式アクチュエータとドグ・クラッチとをデフ・ケースの両側に分けて配置したことにより、デファレンシャル装置の中心点とデフ・ケースを支持する一対のベアリング間中央点とを一致させ易く、デフ・ロック機構を有さないデファレンシャル装置との互換性の良い設計となる。
【０００６】
このため、デフ・ロック機構を有したデファレンシャル装置に代え、デフ・ロック機構を有さないデファレンシャル装置をデフ・キャリヤ等に無理なく収容支持させることができる。
【０００７】
しかし、上記構造では、セルフ・ロック用のカム面をサイド・ギヤの背面に形成するため、サイド・ギヤの歯の形成とカム面の形成とを共に行わなければならず、鍛造成形等による歯面の加工精度の維持が難しくなるなどの問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８９１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、差動制限機構の有無によるデファレンシャル装置の互換性の維持と、出力部材の加工精度維持との両立が困難であった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、差動制限機構の有無によるデファレンシャル装置の互換性の維持と、出力部材の加工精度維持との両立を容易にするため、駆動トルクの入力を受けるデフ・ケースと、このデフ・ケースに入力される駆動トルクを一対の出力部材の差動を許容しつつ出力する差動機構と、この差動機構の差動回転を制限する差動制限機構とを備えたデファレンシャル装置であって、前記差動制限機構は、前記デフ・ケースの一側外部に配置されて差動制限動作を行わせるためのアクチュエータ及び前記差動機構を挟んで前記デフ・ケースの他側内部に配置され前記デフ・ケースに通された連動部材により前記アクチュエータに連動結合された制限クラッチを備え、前記制限クラッチは、前記出力部材の一方に回転方向へ係合するように配置されたクラッチ受部材及び前記連動部材に結合されて前記クラッチ受部材に対して移動するクラッチ動作部材を備え、前記クラッチ動作部材の外周部と前記デフ・ケースの内周部とに、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材をクラッチ受部材側へ付勢するセルフ・ロック用のカム機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、駆動トルクの入力を受けるデフ・ケースと、このデフ・ケースに入力される駆動トルクを一対の出力部材の差動を許容しつつ出力する差動機構と、この差動機構の差動回転を制限する差動制限機構とを備えたデファレンシャル装置であって、前記差動制限機構は、前記デフ・ケースの一側外部に配置されて差動制限動作を行わせるためのアクチュエータ及び前記差動機構を挟んで前記デフ・ケースの他側内部に配置され前記デフ・ケースに通された連動部材により前記アクチュエータに連動結合された制限クラッチを備え、前記制限クラッチは、前記出力部材の一方に回転方向へ係合するように配置されたクラッチ受部材及び前記連動部材に結合されて前記クラッチ受部材に対して移動するクラッチ動作部材を備え、前記クラッチ動作部材の外周部と前記デフ・ケースの内周部とに、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材をクラッチ受部材側へ付勢するセルフ・ロック用のカム機構を設けた。
【００１２】
このため、アクチュエータ及び制限クラッチを差動機構を挟んでデフ・ケースの両側に配置することで差動制限機構の有無によるデファレンシャル装置の互換性の維持を容易にすることができる。
【００１３】
また、クラッチ動作部材の外周部とデフ・ケースの内周部とにセルフ・ロック用のカム機構を設けたため、出力部材にカム機構構成部を形成する必要がなく、出力部材をカム機構に係わりなく加工することができ、加工制度維持を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】デファレンシャル装置の断面図である。（実施例１）
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。（実施例１）
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。（実施例１）
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。（実施例１）
【図５】デファレンシャル装置に車軸を結合した状態の断面図である。（実施例１）
【図６】デファレンシャル装置に車軸を結合した状態の断面図である。（比較例）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
差動制限機構の有無によるデファレンシャル装置の互換性の維持と、出力部材の加工精度維持との両立を容易にするという目的を、カム機構の配置により実現した。
【実施例】
【００１６】
図１は、デファレンシャル装置の断面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図、図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、図５は、デファレンシャル装置に車軸を結合した状態の断面図である。なお、図１の上下断面は、９０°異なった位置のものである。
【００１７】
図１，図２のように、デファレンシャル装置１は、デフ・ケース３と差動機構５と差動制限機構７とを備えている。
【００１８】
前記デフ・ケース３は、本体部９と軸方向両側のケース・ボス部１１，１３とからなり、フランジ部１５、軸受受け部１７，１９、アクチュエータ配置部２１、開口２３、潤滑用窓２５、当接部２７，２９、支持孔３１，３３、連通溝３５が形成されている。
【００１９】
前記本体部９の軸方向一側外面には、前記フランジ部１５が形成されている。このフランジ部１５は、駆動トルクの入力を受ける図示しないリング・ギヤを取り付けるものである。
【００２０】
前記ケース・ボス部１１，１３は、本体部９の壁部３７，３９から突出し、その外周面には、前記軸受受け部１７，１９が形成されている。ケース・ボス部１１，１３の内周面には、潤滑用の螺旋溝４１，４３が形成されている。軸受受け部１７，１９は、ベアリングを介してデフ・キャリヤ側へ回転自在に支持させるものである。
【００２１】
前記アクチュエータ配置部２１は、ケース・ボス部１３側において壁部３９と一方の軸受受け部１９との間に形成されている。
【００２２】
開口２３は、一方の壁部３９に貫通形成され、例えば周方向９０°配置で４箇所に形成されている。
【００２３】
前記潤滑用窓２５は、他方の壁部３７に貫通形成されている。
【００２４】
前記当接部２７，２９は、壁部３７，３９の内面側に軸方向内側へ若干突出するように形成されている。
【００２５】
前記支持孔３１，３３は、壁部３７，３９の内周側に形成されている。
【００２６】
前記連通溝３５は、デフ・ケース３の内周面に、例えば周方向４箇所に形成されている。この連通溝３５は、壁部３７，３９の内面間に渡るように連通し、壁部３９側では開口２３に連通している。連通溝３５は、デフ・ケース３の内径側に開放形状となっている。
【００２７】
前記差動機構５は、デフ・ケース３に入力される駆動トルクを一対の出力部材であるサイド・ギヤ４５，４７の差動を許容しつつ出力するものである。
【００２８】
サイド・ギヤ４５，４７には、例えば４個のピニオン・ギヤ４９が噛み合っている。ピニオン・ギヤ４９は、デフ・ケース３にピニオン・シャフト５０，５１によって回転自在に支持されている。
【００２９】
ピニオン・シャフト５０は、デフ・ケース３に取り付けられたピン５２によって抜け止められている。左右のサイド・ギヤ４５，４７には、左右の車軸Ｓ１，Ｓ２（図５）が連動結合されている。車軸Ｓ１，Ｓ２は、サイド・ギヤ４５，４７のインナー・スプライン５３，５５にスプライン係合している。
【００３０】
前記サイド・ギヤ４５，４７には、ボス部であるギヤ・ボス部５７，５９が形成され、一方のギヤ・ボス部５７外周面には、軸方向に沿って係合溝６１が周方向所定間隔で複数形成されている。このギヤ・ボス部５７，５９は、前記支持孔３１，３３にそれぞれ回転自在に支持されている。
【００３１】
サイド・ギヤ４５と当接部２７との間には、後述する制限クラッチ及びシム６３が介設され、前記サイド・ギヤ４７と当接部２９との間には、シム６５が介設されている。
【００３２】
前記差動制限機構７は、前記差動機構５の差動回転を制限するものであり、アクチュエータとしてのソレノイド・アクチュエータ６７及び制限クラッチとしてのドグ・クラッチ６９を備えている。これらソレノイド・アクチュエータ６７及びドグ・クラッチ６９は、前記差動機構５を挟んで配置されている。
【００３３】
ソレノイド・アクチュエータ６７は、前記デフ・ケース３の一側外部に配置されて差動制限動作を行わせるためのものである。このソレノイド・アクチュエータ６７は、ソレノイド６９とプランジャ７１とを備えている。
【００３４】
ソレノイド６９は、ハーネスを介してコントローラ側に接続されている。ソレノイド６９は、電流制御に応じた電磁力を発生するもので、ヨーク７３とコイル７５とからなっている。
【００３５】
ヨーク７３は、磁性体により周回形状に形成された固定鉄心であり、デファレンシャル装置１の回転軸芯と同心状に配置されている。このヨーク７３は、デフ・ケース３のアクチュエータ配置部２１周囲に配置され、デフ・ケース３に対して相対回転自在で径方向及び軸方向に位置決め支持されている。
【００３６】
ヨーク７３の径方向の位置決めは、ヨーク７３が壁部４３外周に嵌合することで行われている。ヨーク７３の軸方向の位置決めは、アクチュエータ配置部２１に設けられたワッシャ７７及び壁部３９の端面によって行われている。ヨーク７３は、図示しない突部が固定側であるデフ・キャリヤ（図示せず）にし係合し、デフ・キャリヤに対して回り止めがなされている。
【００３７】
ヨーク７３に対応してデフ・ケース３に吸引部７９が形成されている。デフ・ケース３の壁部３９は、磁性体により形成され、前記ヨーク７３と共に固定鉄心を形成している。
【００３８】
プランジャ７１は、周回形状に形成され、固定鉄心の内周側に配置されデフ・ケース３のアクチュエータ配置部２１周囲に軸方向移動可能に支持された可動鉄心である。このプランジャ７１は、固定鉄心である壁部４３の吸引部７９に対し同軸状に配置され該吸引部７９により軸方向に吸引移動可能となっている。
【００３９】
このプランジャ７１には、デフ・ケース３の開口２３内においてプレート８１が取り付けられている。この各プレート８１には、連動部材としてのロッド８３の一端が結合されている。ロッド８３は、前記各連通溝３５に挿通配置されている。
【００４０】
前記ドグ・クラッチ６９は、リング状をなし、デフ・ケース３の他側内部である前記デフ・ケース３内面としての当接部２７と前記サイド・ギヤ４５背面との間で前記ギヤ・ボス部５７に嵌合配置されている。
【００４１】
このドグ・クラッチ６９は、前記デフ・ケース３に通されたロッド８３により前記ソレノイド・アクチュエータ６７に連動結合されている。
【００４２】
ドグ・クラッチ６９は、クラッチ受部材８５及びクラッチ動作部材８７を備えている。
【００４３】
クラッチ受部材８５及びクラッチ動作部材８７は、対向側に噛合歯８５ａ，８７ａを有し、クラッチ受部材８５及びクラッチ動作部材８７間に両者を離間方向へ付勢するリターン・スプリング８９が介設されている。
【００４４】
前記クラッチ受部材８５は、前記サイド・ギヤ４５のギヤ・ボス部５７に回転方向へ係合するように配置されたものであり、前記係合溝６１に回転方向に係合する内突部９１を備えている。このクラッチ受部材８５は、前記デフ・ケース３内面の当接部２７に前記シム６３を介して軸方向に支持される構成となっている。
【００４５】
前記クラッチ動作部材８７は、前記ロッド８３に結合されて前記クラッチ受部材８５に対して移動するものであり、外周部にカム凸部９３が、例えば周方向４箇所に形成されている。この各カム凸部９３は、前記デフ・ケース３側の各連通溝３５の端部に連続して形成されたカム凹部９５内に臨んでいる。
【００４６】
これら各カム凸部９３には、前記ロッド８３の他端が結合されている。
【００４７】
前記クラッチ動作部材８７の外周部である各カム凸部９３と前記デフ・ケース３の内周部である各カム凹部９５とに、カム機構としてカム面９７，９９が形成されている。カム面９７，９９は、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材８７をクラッチ受部材８５側へ付勢するセルフ・ロック用として設けられている。
【００４８】
そして、前記ソレノイド・アクチュエータ６７が電流制御されないときには、ドグ・クラッチ６９では、リターン・スプリング８９の付勢力によってクラッチ動作部材８７がクラッチ受部材８５から離間している。この離間により、噛合歯８５ａ，８７ａは噛み合わず、デファレンシャル装置１は図１のようにアン・ロック状態となっている。
【００４９】
従って、デフ・ケース３からピニオン・シャフト５０，５１、ピニオン・ギヤ４９を介して、左右のサイド・ギヤ４５，４７側へトルク伝達を行うことができ、また左右のサイド・ギヤ４５，４７間の差動回転が許容されることになる。
【００５０】
ソレノイド・アクチュエータ６７が通電によって電流制御されると、ヨーク７３及びプランジャ７１に渡って磁束が形成され、プランジャ７１が軸方向に吸引移動される。
【００５１】
このプランジャ７１の移動によってプレート８１、ロッド８３を介してクラッチ動作部材８７のカム凸部９３に押し力が働く。この押し力によりクラッチ動作部材８７がリターン・スプリング８９の付勢力に抗しクラッチ受部材８５側へ移動する。クラッチ動作部材８７の移動によって、噛合歯８５ａ，８７ａが噛み合い始める。
【００５２】
この噛み合いによりサイド・ギヤ４５の差動回転力がドグ・クラッチ６９を介してデフ・ケース３のカム凹部９５に伝達される。この伝達によりカム面９７，９９が当接力を強め、そのカム作用によりクラッチ動作部材８７がクラッチ受部材８５側へ付勢される。この付勢力により噛合歯８５ａ，８７ａの噛み合い力が差動回転力に応じて強められ、ドグ・クラッチ６９がセルフ・ロックする。
【００５３】
このセルフ・ロックによって、デファレンシャル装置１のピニオン・ギヤ４９が自転不能となり、ロック・アップ状態となる。
【００５４】
図６は、比較例のデファレンシャル装置に車軸を結合した状態の断面図である。なお、比較例のデファレンシャル装置には、本発明実施例のデファレンシャル装置と対応する構成部分に同符号にＡを付して示した。
【００５５】
図５のように、本発明実施例のデファレンシャル装置１では、デフ・ケース３の軸受受け部１７，１９から車軸Ｓ１，Ｓ２の内端部までの距離Ｌが等しくなるベアリング間中央点ＢＣが、デファレンシャル装置１の中心点ＤＣと一致させることができた。
【００５６】
これに対し、図６の比較例では、ベアリング間中央点ＢＣがデファレンシャル装置１Ａの中心点ＤＣと一致させることができず、ベアリング間中央点ＢＣとデファレンシャル装置１Ａの中心点ＤＣとの間にＳの間隔を生じている。
［実施例の効果］
本発明実施例は、駆動トルクの入力を受けるデフ・ケース３と、このデフ・ケース３に入力される駆動トルクを一対のサイド・ギヤ４５，４７の差動を許容しつつ出力する差動機構５と、この差動機構５の差動回転を制限する差動制限機構７とを備えたデファレンシャル装置１であって、前記差動制限機構７は、前記デフ・ケース３の一側外部に配置されて差動制限動作を行わせるためのソレノイド・アクチュエータ６７及び前記差動機構５を挟んで前記デフ・ケース３の他側内部に配置され前記デフ・ケース３に通されたロッド８３により前記ソレノイド・アクチュエータ６７に連動結合されたドグ・クラッチ６９を備え、前記ドグ・クラッチ６９は、前記サイド・ギヤ４５に回転方向へ係合するように配置されたクラッチ受部材８５及び前記ロッド８３に結合されて前記クラッチ受部材８５に対して移動するクラッチ動作部材８７を備え、前記クラッチ動作部材８７の外周部と前記デフ・ケース３の内周部とに、回転周方向の当接力によりクラッチ動作部材８７をクラッチ受部材８５側へ付勢するセルフ・ロック用のカム機構７を設けた。
【００５７】
このため、ソレノイド・アクチュエータ６７及びドグ・クラッチ６９を差動機構５を挟んでデフ・ケース３の両側に配置することで、ベアリング間中央点ＢＣとデファレンシャル装置１の中心点ＤＣとを一致させることができる。
【００５８】
この一致によって差動制限機構７の有無によるデファレンシャル装置１の互換性の維持を容易にすることができる。
【００５９】
また、クラッチ動作部材８７の外周部とデフ・ケース３の内周部とにセルフ・ロック用のカム面９７，９９を設けたため、サイド・ギヤ４５をカム機構構成部であるカム面とは係わりなく別に加工することができ、サイド・ギヤ４５の歯面等の加工精度維持を容易にすることができる。
【００６０】
前記ボス部５７に、係合溝６１を設け、前記ドグ・クラッチ６９は、前記デフ・ケース３内面と前記サイド・ギヤ４５背面との間で前記ボス部５７に嵌合配置され、前記クラッチ受部材８５は、前記係合溝６１に回転方向に係合する内突部９１を備えると共に前記デフ・ケース３内面の当接部２７に軸方向に支持された。
【００６１】
このため、ドグ・クラッチ６９の配置を精度良く無理なく支持することができる。またセルフ・ロックの反力をデフ・ケース３の当接部２７で確実に受けることができる。
【００６２】
前記カム機構は、前記デフ・ケース３内面に形成されたカム凹部９５及び前記クラッチ動作部材８７の外周部に形成され前記カム凹部９５に嵌合するカム凸部９３のそれぞれに形成されたカム面９７，９９を備えた。
【００６３】
このため、カム面９７，９９の加工を精度よく容易に行わせることができる。
【００６４】
前記ロッド８３の一端が前記ソレノイド・アクチュエータ６７に連動結合され、他端が前記クラッチ動作部材８７のカム凸部９３に結合された。
【００６５】
このため、ロッド８３によるソレノイド・アクチュエータ６７の操作力の伝達とカム面９７，９９のカム作用の連携を円滑に行わせることができる。
［その他］
なお、アクチュエータは、油圧アクチュエータ、或いは電動モータを用いたアクチュエータ等に代えることもできる。
【００６６】
制限クラッチは、摩擦クラッチにすることもできる。
【符号の説明】
【００６７】
１  デファレンシャル装置
３  デフ・ケース
５  差動機構
７  差動制限機構
４５，４７  サイド・ギヤ（出力部材）
６７  ソレノイド・アクチュエータ（アクチュエータ）
６９  ドグ・クラッチ（制限クラッチ）
８３  ロッド（連動部材）
８５  クラッチ受部材
８７  クラッチ動作部材
９７，９９  カム面（カム機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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