(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に配置されたデフケースと、このデフケースに一体回転可能に収容されたピニオンシャフトと、このピニオンシャフトに自転可能に支持され前記デフケースの回転により公転するピニオンと、このピニオンと噛み合い相対回転可能に配置された一対のサイドギヤとを有する差動機構と、この差動機構の差動を断続する断続機構とを備えたデファレンシャル装置であって、
前記ピニオンシャフトと前記一対のサイドギヤとの間には、前記差動機構と前記断続機構とにイニシャルトルクを付与する皿バネが配置され、
前記ピニオンシャフトの前記皿バネの荷重を受ける受面は、平面で形成され、
前記ピニオンシャフトは、２つの短尺のピニオンシャフトと、長尺の１つのピニオンシャフトからなり、
それぞれの前記ピニオンシャフトには、前記受面が形成され、
前記受面は、前記皿バネの周方向に均等に配置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２】
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
前記ピニオンシャフトと前記皿バネとの間には、ワッシャが配置されていることを特徴
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、車両に適用されるデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デファレンシャル装置としては、回転可能に配置されたデフケースと、このデフケースに一体回転可能に収容されたピニオンシャフトと、このピニオンシャフトに自転可能に支持されデフケースの回転により公転するピニオンと、このピニオンと噛み合い相対回転可能に配置された一対のサイドギヤとを有する差動機構と、この差動機構の差動を断続する断続機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このデファレンシャル装置では、断続機構が、デフケースと一体回転可能で軸方向移動可能に配置された断続部材を有し、断続部材と一対のサイドギヤの一方との軸方向間に差動機構の差動を断続する断続部が設けられている。
【０００４】
このようなデファレンシャル装置では、断続部材を軸方向に移動させ、断続部を接続させることにより、デフケースと一方のサイドギヤとが一体回転可能に接続され、差動機構の差動がロック状態とされる。
【０００５】
この上記特許文献１のようなデフロック機能を有するデファレンシャル装置では、差動機構と断続機構とにイニシャルトルクが付与されておらず、差動機構と断続機構とにイニシャルトルクを付与することで、断続機構の断続特性を向上させることが考えられる。
【０００６】
これに対して、差動機構の差動を制限する差動制限機構を有したデファレンシャル装置において、差動制限機構に対してイニシャルトルクを付与する皿バネを配置したものが知られている（例えば、特許文献２，３参照）。
【０００７】
特許文献２のデファレンシャル装置では、ピニオンシャフトと一対のサイドギヤとの間にピニオンシャフトと一体回転可能に係合されたプレッシャプレートが配置され、ピニオンシャフトとプレッシャプレートとの間に皿バネが配置されている。
【０００８】
特許文献３のデファレンシャル装置では、ピニオンシャフトがホルダに支持され、ホルダと一対のサイドギヤとの間に皿バネが配置されている。
【０００９】
これら特許文献２，３のようなデファレンシャル装置では、皿バネが、内側に位置するピニオンシャフト側から一対のサイドギヤを外側に向けて押圧し、差動制限機構にイニシャルトルクを付与している。
【００１０】
このように皿バネによって内側から外側に向けてイニシャルトルクを付与することにより、外側から内側に向けて差動制限機構にイニシャルトルクを付与する場合に比較して、デフケース内に皿バネを配置させるためのスペースを確保する必要がなく、デフケースの肉厚が減少したり、デフケースが大型化することがない。
【００１１】
加えて、差動制限機構にイニシャルトルクを付与する部材を皿バネとすることにより、複数のピニオンシャフトに対して複数のコイルバネを配置するときのような組付性の低下や配置位置の制限などを引き起こすがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−３３１０３０号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３２６３号公報
【特許文献３】特開平１１−２２８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、上記特許文献２，３のような皿バネの配置構造では、ピニオンシャフトと一体回転可能に係合されたプレッシャプレートやピニオンシャフトを支持するホルダを介して皿バネが差動制限機構にイニシャルトルクを付与している。
【００１４】
このような構成では、皿バネの付勢力がピニオンシャフトとの係合部や支持部を有する別部材を介して差動制限機構に伝達されるので、係合部や支持部などでのがたつきによって皿バネの付勢力が不均一に伝達される恐れがあった。
【００１５】
このため、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置に、上記特許文献２，３のような皿バネの配置構造に適用した場合には、皿バネが差動機構と断続機構とに安定してイニシャルトルクを付与することができず、断続機構の断続特性が不安定になる恐れがあった。
【００１６】
そこで、この発明は、差動機構と断続機構とに安定してイニシャルトルクを付与することができ、断続機構の断続特性を向上することができるデファレンシャル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】
【００１７】
本発明は、回転可能に配置されたデフケースと、このデフケースに一体回転可能に収容されたピニオンシャフトと、このピニオンシャフトに自転可能に支持され前記デフケースの回転により公転するピニオンと、このピニオンと噛み合い相対回転可能に配置された一対のサイドギヤとを有する差動機構と、この差動機構の差動を断続する断続機構とを備えたデファレンシャル装置であって、前記ピニオンシャフトと前記一対のサイドギヤとの間には、前記差動機構と前記断続機構とにイニシャルトルクを付与する皿バネが配置され、前記ピニオンシャフトの前記皿バネの荷重を受ける受面は、平面で形成され、前記ピニオンシャフトは、２つの短尺のピニオンシャフトと、長尺の１つのピニオンシャフトからなり、それぞれの前記ピニオンシャフトには、前記受面が形成され、前記受面は、前記皿バネの周方向に均等に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
このデファレンシャル装置では、ピニオンシャフトと一対のサイドギヤとの間に、差動機構と断続機構とにイニシャルトルクを付与する皿バネが配置されているので、係合部や支持部を有する別部材を介さずに、皿バネによってピニオンシャフトとサイドギヤとを直接的に付勢することができ、差動機構と断続機構とに均一にイニシャルトルクを付与することができる。
【００１９】
従って、このようなデファレンシャル装置では、差動機構と断続機構とに安定してイニシャルトルクを付与することができ、断続機構の断続特性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、差動機構と断続機構とに安定してイニシャルトルクを付与することができ、断続機構の断続特性を向上することができるデファレンシャル装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のピニオンシャフトと皿バネとワッシャの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のピニオンシャフトと皿バネとワッシャの側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のピニオンシャフトと皿バネとワッシャの正面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置のピニオンシャフトと皿バネとワッシャの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１〜図５を用いて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説明する。
【００２３】
本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、回転可能に配置されたデフケース３と、このデフケース３に一体回転可能に収容されたピニオンシャフト５，７と、このピニオンシャフト５，７に自転可能に支持されデフケース３の回転により公転するピニオン９と、このピニオン９と噛み合い相対回転可能に配置された一対のサイドギヤ１１，１３とを有する差動機構１５と、この差動機構１５の差動を断続する断続機構１７とを備えている。
【００２４】
そして、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３との間には、差動機構１５と断続機構１７とにイニシャルトルクを付与する皿バネ１９，１９が配置されている。
【００２５】
また、ピニオンシャフト５，７の皿バネ１９の荷重を受ける受面２１は、平面で形成されている。
【００２６】
さらに、ピニオンシャフト５，７と皿バネ１９との間には、ワッシャ２３が配置されている。
【００２７】
図１〜図５に示すように、差動機構１５は、デフケース３と、ピニオンシャフト５，７と、ピニオン９と、一対のサイドギヤ１１，１３とを備えている。
【００２８】
デフケース３は、軸方向の両側に設けられたボス部２５，２７の外周でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。
【００２９】
このデフケース３には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部２９が設けられ、リングギヤが入力側の機構からの駆動力を伝達する伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、デフケース３に駆動力が伝達される。
【００３０】
このようなデフケース３には、ピニオンシャフト５，７と、ピニオン９と、一対のサイドギヤ１１，１３とが収容され、デフケース３に入力された駆動力が伝達される。
【００３１】
ピニオンシャフト５，７は、２つの短尺のピニオンシャフト５と長尺の１つのピニオンシャフト７とからなる。
【００３２】
２つの短尺のピニオンシャフト５は、外端部をデフケース３に係合してピン３１で抜け止め及び回り止めされ、デフケース３と一体に回転駆動される。
【００３３】
長尺の１つのピニオンシャフト７は、中間に設けられた孔に２つの短尺のピニオンシャフト５の内端部が係合されて抜け止め及び回り止めがなされ、デフケース３と一体に回転駆動される。
【００３４】
このようなピニオンシャフト５，７のそれぞれの外端側には、複数のピニオン９がそれぞれ支承されている。
【００３５】
複数のピニオン９は、デフケース３の周方向等間隔に４つ配置される４ピニオンタイプとなっており、それぞれ短尺の２つのピニオンシャフト５の外端側と長尺のピニオンシャフト７の両端側に支承されてデフケース３の回転によって公転する。
【００３６】
このピニオン９の背面側とデフケース３との径方向間には、ピニオン９の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ３３が配置されている。
【００３７】
このようなピニオン９は、一対のサイドギヤ１１，１３に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ１１，１３に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト５，７に自転可能に支持されている。
【００３８】
一対のサイドギヤ１１，１３は、それぞれに形成されたボス部でデフケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン９と噛み合っている。
【００３９】
この一対のサイドギヤ１１，１３とデフケース３との軸方向間には、ピニオン９との噛み合い反力によるサイドギヤ１１，１３の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ３５，３７がそれぞれ配置されている。
【００４０】
このような一対のサイドギヤ１１，１３は、内周側にスプライン形状の連結部３９，４１がそれぞれ設けられ、出力側の機構に一体回転可能に連結された駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ１１，１３と一体回転可能に連結され、デフケース３に入力された駆動力を駆動軸を介して出力側の機構に出力する。
【００４１】
このような差動機構１５における一対のサイドギヤ１１，１３の差動は、断続機構１７の接続によってロック状態とされ、一対のサイドギヤ１１，１３に伝達された駆動力が左右の出力側の機構に均一に出力される。
【００４２】
このように差動機構１５の差動を断続する断続機構１７を有するデファレンシャル装置１は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。
【００４３】
この断続機構１７は、断続部材４３と、断続部４５と、可動部材４７と、電磁石４９とを備えている。
【００４４】
断続部材４３は、環状に形成され、周方向に連続する一部材で形成された基部５１がデフケース３の壁部５３とサイドギヤ１３の背面側との軸方向間に軸方向移動可能に配置されている。
【００４５】
この断続部材４３のデフケース３の壁部５３側には、デフケース３と一体回転可能に係合する係合部５５が設けられ、断続部材４３のサイドギヤ１３の背面側には、断続部４５が設けられている。
【００４６】
係合部５５は、断続部材４３の基部５１に周方向等間隔に設けられた複数の凸部５７と、デフケース３の壁部５３に周方向等間隔に軸方向に貫通して設けられた複数の孔部５９とからなる。
【００４７】
この凸部５７と孔部５９とが回転方向に係合することにより、断続部材４３がデフケース３に回り止めされ、断続部材４３とデフケース３とが一体回転可能となる。
【００４８】
この係合部５５には、断続部材４３を断続部４５の接続方向に移動させるカムが設けられている。詳細には、凸部５７と孔部５９との周方向両側の対向面には、同一傾斜のカム面がそれぞれ形成されている。
【００４９】
このため、断続部材４３が断続部４５の接続方向に移動され、断続部４５に回転方向の噛み合い作用が生じたときに、デフケース３の回転によってそれぞれのカム面が係合することにより、断続部材４３をさらに断続部４５の噛み合い方向に移動させ、断続部４５の接続を強化させる。
【００５０】
断続部４５は、断続部材４３の基部５１の係合部５５と軸方向反対側の側面で断続部材４３とサイドギヤ１３の背面側との軸方向間に設けられ、断続部材４３とサイドギヤ１３とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯となっている。
【００５１】
この断続部４５は、互いの噛み合い歯が噛み合うことにより、断続部材４３とサイドギヤ１３とが一体可能に接続、すなわちデフケース３とサイドギヤ１３とが一体回転可能に接続され、差動機構１５の差動がロック状態となる。
【００５２】
一方、断続部材４３とサイドギヤ１３の背面側との軸方向間で断続部４５の径方向内側には、付勢部材６１が設けられ、断続部材４３を断続部４５の接続解除方向に付勢している。
【００５３】
この付勢部材６１によって、断続部材４３が断続部４５の接続解除方向に移動され、断続部４５の接続が解除され、差動機構１５の差動がアンロック状態となる。
【００５４】
この断続部４５の断続状態は、可動部材４７と電磁石４９とからなるアクチュエータによって制御される。
【００５５】
可動部材４７は、電磁石４９の内径側でデフケース３のボス部２７の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ６３と、リング部材６５とを備えている。
【００５６】
プランジャ６３は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石４９の内径側に配置されている。
【００５７】
リング部材６５は、非磁性材料から形成され、プランジャ６３の内径側に一体に固定され、プランジャ６３の内周側からデフケース３側へ磁束が漏れることを防止している。
【００５８】
このリング部材６５は、デフケース３のボス部２７の外周に軸方向移動可能に配置され、デフケース３のボス部２７の外周に圧入固定された非磁性材料からなる規制部材６７によって軸方向外側への移動規制がなされている。
【００５９】
このようなリング部材６５は、断続部材４３側の軸方向の端面に、断続部材４３の凸部５７と当接可能な押圧部６９が設けられ、電磁石４９によって作動される可動部材４７による軸方向の移動操作力を押圧部６９を介して断続部材４３に伝達し、断続部材４３を断続部４５の接続方向に押圧操作する。
【００６０】
電磁石４９は、デフケース３のボス部２７の外周側でデフケース３の壁部５３に対して軸方向に隣接配置されると共に、キャリアなどの静止系部材に回り止めされ、電磁コイル７１と、コア７３とを備えている。
【００６１】
電磁コイル７１は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。
【００６２】
この電磁コイル７１には、外部に引き出されるリード線（不図示）が接続され、このリード線を介して通電を制御するコントローラ（不図示）に接続されている。
【００６３】
コア７３は、電磁コイル７１への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。
【００６４】
このコア７３は、電磁コイル７１の内外周面及び電磁コイル７１のデフケース３の壁部５３と反対側に位置する軸方向一側端面を環状に覆っている。
【００６５】
このようなコア７３の外径側には、デフケース３の壁部５３から軸方向に延設された延設部７５が磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって覆うように配置されていると共に、延設部７５の軸方向端面によって電磁石４９の軸方向内側への位置決めがなされている。
【００６６】
一方、コア７３の軸方向外側の端面は、可動部材４７の軸方向外側への移動を規制する規制部材６７によって、可動部材４７と共に電磁石４９の軸方向外側への位置決めがなされている。
【００６７】
このように構成されたデファレンシャル装置１では、電磁石４９の励磁によりコア７３とプランジャ６３とデフケース３の壁部５３とを透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ６３が断続部材４３側に移動操作され、リング部材６５が押圧部６９を介して断続部材４３を押圧する。
【００６８】
この可動部材４７による断続部材４３の押圧操作により、断続部材４３が付勢部材６１の付勢力に抗して断続部４５の接続方向に移動され、断続部４５が接続される。
【００６９】
この断続部４５の接続により、サイドギヤ１３と断続部材４３とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ１３とデフケース３とが接続されて差動機構１５がロック状態となる。
【００７０】
一方、断続部４５の接続解除では、電磁石４９への通電を停止することにより、断続部材４３が付勢部材６１の付勢力によって断続部４５の接続解除方向に移動され、断続部４５の接続が解除される。
【００７１】
この断続部４５の接続解除により、サイドギヤ１３と断続部材４３とが相対回転可能となり、サイドギヤ１３とデフケース３とが相対回転可能となって差動機構１５のロック状態が解除される。
【００７２】
ここで、断続部材４３の凸部５７の軸方向の端面には、ボルトを介して断続部材４３と軸方向に一体移動可能に連動部材７７が固定されている。
【００７３】
この連動部材７７は、デフケース３の壁部５３に設けられた孔部５９に対して径方向に貫通して設けられた径方向孔７９に配置され、径方向の端部がデフケース３の外周面から露出して配置される操作部８１となっている。
【００７４】
このような連動部材７７の操作部８１は、キャリアなどの静止系部材に固定されたポジションスイッチ（不図示）のスイッチ部に係合され、断続部材４３の軸方向移動によってスイッチ部を断続操作する。
【００７５】
この連動部材７７によるポジションスイッチの断続を検出することにより、断続部材４３の位置、すなわち断続機構１７が接続状態であるか否かを検出することができ、デファレンシャル装置１がロック状態であるか否かを検出することができる。
【００７６】
このようなデファレンシャル装置１において、差動機構１５と断続機構１７とにイニシャルトルクを付与することにより、差動機構１５と断続機構１７との初期位置が安定して保持され、断続機構１７の断続特性を向上することができる。
【００７７】
そこで、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３との間には、差動機構１５と断続機構１７とにイニシャルトルクを付与する皿バネ１９，１９が配置されている。
【００７８】
皿バネ１９，１９は、環状に形成され、所定の付勢力を有し、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３との軸方向間に配置されている。
【００７９】
この皿バネ１９，１９は、内側のピニオンシャフト５，７側から一対のサイドギヤ１１，１３を軸方向外側に向けて付勢し、差動機構１５と断続機構１７との初期位置を規定するように差動機構１５と断続機構１７とにイニシャルトルクを付与する。
【００８０】
このように皿バネ１９によって直接的にピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３とを付勢することにより、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３とを周方向に均一に付勢することができ、差動機構１５と断続機構１７とに安定してイニシャルトルクを付与することができる。
【００８１】
ここで、ピニオンシャフト５，７の皿バネ１９の荷重を受ける受面２１，２１は、平面で形成されている。
【００８２】
このピニオンシャフト５，７の受面２１，２１は、ピニオンシャフト５，７の軸方向の両端部より内側で、ピニオンシャフト５，７に対して皿バネ１９，１９の配置位置に対応するように対称に２箇所設けられている。
【００８３】
このように受面２１，２１をピニオンシャフト５，７に設けることにより、ピニオンシャフト５，７のデフケース３に対する係合を安定することができると共に、ピニオン９の支持を安定することができ、差動機構１５の動力伝達を安定化することができる。
【００８４】
このようなピニオンシャフト５，７の受面２１，２１を平面で形成することにより、皿バネ１９の荷重を点ではなく、面（線）で受けることができ、皿バネ１９の荷重を受ける面積を増大させ、より安定して皿バネ１９の荷重をピニオンシャフト５，７に付与することができる。
【００８５】
ここで、ピニオンシャフト５，７と皿バネ１９，１９との軸方向間には、それぞれワッシャ２３，２３が配置されている。
【００８６】
このワッシャ２３，２３は、ピニオンシャフト５，７に対して一体回転可能に係合する係合部などを介して支持されておらず、皿バネ１９，１９の付勢力によって軸方向位置が保持され、ピニオンシャフト５，７に支持された４つのピニオン９によって径方向の移動が規制されている。
【００８７】
このようにピニオンシャフト５，７と皿バネ１９，１９との間にワッシャ２３，２３を配置することにより、ワッシャ２３，２３を介してピニオンシャフト５，７の周方向により均一に皿バネ１９，１９の付勢力を付与することができる。
【００８８】
加えて、ワッシャ２３，２３は、ピニオンシャフト５，７との間に係合部を有していないので、係合部におけるがたつきなどがなく、皿バネ１９，１９による差動機構１５と断続機構１７へのイニシャルトルクの付与を安定化することができる。
【００８９】
なお、皿バネ１９は、ピニオンシャフト５，７に受面２１を平面で形成させたときの削り代以上の残存撓み代をもって配置されており、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３とに十分な付勢力を付与することができる。
【００９０】
このようなデファレンシャル装置１では、ピニオンシャフト５，７と一対のサイドギヤ１１，１３との間に、差動機構１５と断続機構１７とにイニシャルトルクを付与する皿バネ１９，１９が配置されているので、係合部や支持部を有する別部材を介さずに、皿バネ１９，１９によってピニオンシャフト５，７とサイドギヤ１１，１３とを直接的に付勢することができ、差動機構１５と断続機構１７とに均一にイニシャルトルクを付与することができる。
【００９１】
従って、このようなデファレンシャル装置１では、差動機構１５と断続機構１７とに安定してイニシャルトルクを付与することができ、断続機構１７の断続特性を向上することができる。
【００９２】
また、ピニオンシャフト５，７の皿バネ１９の荷重を受ける受面２１は、平面で形成されているので、皿バネ１９の荷重を面で受けることができ、皿バネ１９の荷重を受ける面積を増大させ、より安定して皿バネ１９の荷重をピニオンシャフト５，７に付与することができる。
【００９３】
さらに、ピニオンシャフト５，７と皿バネ１９との間には、ワッシャ２３が配置されているので、ワッシャ２３を介してピニオンシャフト５，７の周方向に均一に皿バネ１９の付勢力を付与することができる。
【００９４】
なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置では、断続機構のアクチュエータが、電磁式アクチュエータとなっているが、これに限らず、モータ・ギヤ・カム機構、油圧シリンダ・ピストン機構、モータ・シフトロッド機構、エアダイアフラムなど、種々のアクチュエータを利用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１…デファレンシャル装置
３…デフケース
５，７…ピニオンシャフト
９…ピニオン
１１，１３…サイドギヤ
１５…差動機構
１７…断続機構
１９…皿バネ
２１…受面
２３…ワッシャ
【図１】
0006709685.tif 000002
【図２】
0006709685.tif 000003
【図３】
0006709685.tif 000004
【図４】
0006709685.tif 000005
【図５】
0006709685.tif 000006