(57)【要約】【課題】ディファレンシャル装置のディファレンシャルケースの可及的な低コスト化を図る。【解決手段】終減速装置内に設けられ、動力源からの動力が伝達される前記終減速装置の駆動軸の回転を車輪対へ伝達するディファレンシャル装置において、該ディファレンシャル装置のケースをプレス成形する。【選択図】図３
2005106157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
終減速装置内に設けられ、動力源からの動力が伝達される前記終減速装置の駆動軸の回転を車輪対へ伝達するディファレンシャル装置において、
該ディファレンシャル装置のケースがプレスにより成形されることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項２】
請求項１の前記ディファレンシャル装置において、
前記ディファレンシャル装置の一方の車輪側の出力部材である第１回転部材と、
該第１回転部材と相対回転可能に配設されるとともに一方の車輪と一体回転する第２回転部材と、
前記駆動軸の回転に応じて回転する前記ディファレンシャル装置の前記ケースと一体回転する第３回転部材と、
前記第１回転部材と第２回転部材との連結を解除する第１の位置と、
前記第１回転部材と第２回転部材とを連結する第２の位置と、
前記第１回転部材と前記第２回転部材と第３回転部材とを連結する第３の位置とに切換可能な切換部材と、
を備える動力切換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源からの動力を車輪対へ伝達するディファレンシャル装置に関する。また、動力源からの動力の伝達を切り換える駆動力切換機構に関するものであり、特に２輪駆動状態、４輪駆動状態（ディファレンシャルフリー）、４輪駆動状態（ディファレンシャルロック）の３つの状態に切換える駆動力切換機構に関連する。
【背景技術】
【０００２】
従来より２輪駆動と４輪駆動とを切替え、更に４輪駆動時にディファレンシャルのフリーとロックとを切換える駆動力切換機構が知られている。特開２００１−８０３８５号公報には、ドライブシャフトの外周部に軸方向移動可能にスプライン結合されたスリーブを設け、スリーブを軸方向に移動させることで、ドライブシャフト、サイドギヤ、デフケースの連結、解除を行い２輪駆動と４輪駆動とを切替え、更に４輪駆動時にディファレンシャルのフリーとロックを切替えている。
【特許文献１】特開２００１−０８０３８５号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている動力切換機構のディファレンシャル装置のディファレンシャルケースは、図面からも読み取れるように、粗材が鋳造により成形されるため、切削加工が必要でコストが高かった。また、このような動力切換機構は、比較的小さいエンジンを搭載し、丘陵地域や泥濘地域を走破するバギー等に適用が拡大しており、低価格化が課題である。
【０００４】
本発明は以上の問題に鑑みなされたものであり、ディファレンシャル装置のディファレンシャルケースを高精度プレス加工にて成形することにより、切削加工を省き、動力伝達装置の可及的な低コスト化を図ることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために請求項１おいて講じた技術的手段は、終減速装置内に設けられ、動力源からの動力が伝達される前記終減速装置の駆動軸の回転を車輪対へ伝達するディファレンシャル装置において、該ディファレンシャル装置のケースをプレスにより成形したことである。
【０００６】
上記の課題を解決するために請求項２おいて講じた技術的手段は、請求項１の前記ディファレンシャル装置において、該ディファレンシャル装置の一方の車輪側の出力部材である第１回転部材と、該第１回転部材と相対回転可能に配設されるとともに一方の車輪と一体回転する第２回転部材と、前記駆動軸の回転に応じて回転する前記ディファレンシャル装置の前記ケースと一体回転する第３回転部材と、前記第１回転部材と第２回転部材との連結を解除する第１の位置と、前記第１回転部材と第２回転部材とを連結する第２の位置と、前記第１回転部材と前記第２回転部材と第３回転部材とを連結する第３の位置とに切換可能な切換部材とを備える動力切換装置とした。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によると、終減速装置内に設けられるディファレンシャル装置のディファレンシャルケースがプレス加工により高精度に成形されるので、従来の鋳造では必要であった切削加工による仕上げが必要なくなり、コストが大幅に低減される。また、加工時間で比較しても、大幅な短縮となり工数が減り、低コスト化が図れる。
【０００８】
請求項２の発明によると、請求項１の低コストなディファレンシャル装置で、２輪駆動と４輪駆動とを切替え、更に４輪駆動時にディファレンシャルのフリーとロックとを切換える動力切換装置を構成することにより、動力切換装置のコストを大幅に減少できる。
【０００９】
尚、本発明における終減速装置とは、ディファレンシャルを含むアッセンブリを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するため最良の形態を図面を用いて説明する。
【００１１】
図１は本実施の形態の駆動力切換機構５０を備える車両の簡略図、図２は本実施の形態での主要部である。本実施の形態では、４つの車輪を有し、後輪に常に駆動力が伝達されて２輪駆動時に前輪への駆動力を切り離す形式の車両とする。
【００１２】
車両の全体の構成について説明する。車両は、動力源であるエンジン１と、エンジン１の出力側に連結される変速機２と、変速機２の出力側に取り付けられエンジン１の駆動力が伝達される駆動軸３と、駆動軸３の両端に配設されるとともに内部にディファレンシャルを備える終減速装置４、１０と、ディファレンシャル２０の出力と連結可能な前輪側車軸５、７と、前輪側車軸５、７に連結される操舵輪である前輪６、８と、終減速装置１０内のディファレンシャル２０からの出力である後輪側車軸１１、１３と、後輪側車軸１１、１３に連結される後輪１２、１４とを備える。尚、駆動軸３から終減速装置１０に入力される動力は常に後輪１２、１４に伝達され、駆動軸３から終減速装置４に入力される動力が前輪６、８へ伝達されるか否かは後述する駆動力切換機構５０の作用により決定される。
【００１３】
ディファレンシャル２０は車輪対の出力部材を構成する車軸の軸方向の２つのサイドギヤ２１、２２と、この２つのサイドギヤ２１、２２と噛み合い車軸５、７の垂直方向の２つのピニオンギヤ２３、２４とを有し、終減速装置４内を車軸５、７の軸方向に回転可能に取付けられるケース２５内に設けられる。ケース２５には、ヨーク２６を介して駆動軸３の回転をケース２５に伝達する入力軸２７の先端に形成されるピニオンギヤ２７ａと噛み合うリングギヤ２５ｂが形成されている。サイドギヤ２１とスプライン嵌合する出力軸３１は端部にてボールジョイント２８を介して車軸５と連結されている。
【００１４】
本発明の主要部である駆動力切換機構５０について説明する。駆動力切換機構５０は終減速装置４内に設けられており、ディファレンシャル２０と、ディファレンシャル２０の一方の車輪８側のサイドギヤ２２により構成される第１回転部材２２と、第１回転部材２２の外端部に隣接して第１回転部材２２と相対回転可能に配設されるとともに車輪８と一体回転する第２回転部材３２と、入力軸２７の回転に応じて回転するケース２５の一部を構成する第３回転部材２５Ａから構成される。
【００１５】
ケース２５は、プレス加工により板を精密絞り加工される。図３は、デファレンシャル装置の軸方向の断面図、図５は図３において右方からみた主要部分の図である。プレス加工されたケース２５は、フランジ部２５Ｆ、胴体部２５Ｂ及びボス部２５Ｃからなり、フランジを有する略円筒形状を呈しており、フランジ部２５Ａにより第３回転部材のリングギヤとボルト締結され、ボス部２５Ｃの外径が、ハウジング２９に嵌挿されたベアリングに嵌入され回転自在に軸支される。胴体部２５Ｂは、回転方向に摺動する座面を平らに形成されたピニオンギヤ２３、２４と摺接し、平坦に形成された摺動面２５Ｄが対向してプレス成形される。また、胴体部２５Ｂとボス部２５Ｃ間の段差部には、サイドギヤ２２の座面を回転方向に摺動可能に支持する支持面２５Ｅが設けられる。また、ケース２５の他の実施の形態として、図４、図６にケース１２５が示される。図４は、本発明に係るディファレンシャル装置の他の実施における軸方向の断面図、図６は、図４において右方からみた主要部分の図である。ケース１２５の円筒状に形成された胴部１２５Ｂには、球状に形成した摺動面１２５Ｄが形成される。この球状の摺動面１２５Ｂには、周知である球状の座面をしたピニオンギヤが適用可能である。残りの構成については、ケース２５と同じであるので、説明を省略する。
【００１６】
第１回転部材２２と第２回転部材３２との連結を解除する第１の位置と、第１回転部材２２と第２回転部材３２とを連結する第２の位置と、第１回転部材２２と第２回転部材３２と第３回転部材２５Ａとを連結する第３の位置とに切換可能な切換部材４１と、切換部材４１を軸方向に変位させるアクチュエータ４２とにより構成される。尚、切換部材４１とアクチュエータ４２とで切換装置４０が構成されている。第２回転部材３２は第１回転部材２２の外端部に隣接してハウジング２９に対して回転自在に取付けられている。第２回転部材３２の端部はボールジョイント３０を介して車軸７と連結されている。
【００１７】
第１回転部材２２の外周には第１スプライン２２ａが、第２回転部材３２の外周には第２スプライン３２ａが、第３回転部材２５Ａの内周には第３スプライン２５ａがそれぞれ形成されており、第２スプライン３２ａと第１スプライン２２ａの軸方向垂直断面形状は略同一である。また、第１スプライン２２ａと第３スプライン２５ａとは径方向に関して対向するように配置されている。切換部材４１は、各スプライン２２ａ、３２ａ、２５ａと係合可能なスプラインが内周及び外周に形成され且つ第１回転部材２２、第２回転部材３２及び第３回転部材２５Ａの回転軸方向に沿って変位する中空円筒状のスリーブ４１である。尚、本発明における軸方向垂直断面形状が略同一とは、スリーブの摺動により第１スプライン２２ａと第２スプライン３２ａとが嵌合可能な程度の形状のことをいうものとする。
【００１８】
スリーブ４１を軸方向に摺動させるアクチュエータ４２は、供給電流に応じて回転駆動するモータ（図示省略）と、モータの出力を減速する減速機（図示省略）と、スパイラルスプリング（図示省略）を介して減速機の出力が伝達される出力ギヤ４３と、出力ギヤ４３の回転を軸方向の変位に変換するラック４４を備えている。ラック４４は出力ギヤ４３の回転に応じてハウジング２９に取付けられたシャフト４６上を摺動する。尚、モータの駆動は制御装置ＥＣＵ（図示省略）により制御される。モータが駆動すると減速機とスパイラルスプリングを介して出力ギヤ４３に駆動力が伝達され、出力ギヤ４３が回転駆動するとラック４４が軸方向に移動して、ラック４４に固設されたフォーク４５も軸方向に移動する。したがって、フォーク４５の移動によりフォーク４５の端部に固設されるスリーブ４１は各スプライン２２ａ、３２ａ、２５ａとの係合が可能になる。
【００１９】
次に車両の駆動状態について説明する。車両が２輪駆動状態の場合には、スリーブ４１は図２の実線で示す第１の位置（左端）にあり、第２スプライン３２ａのみに嵌合して第１回転部材２２と第２回転部材３２との連結は解除している。変速機２から出力される駆動トルクは、駆動軸３からヨーク２６、入力軸２７、ケース２５の順に伝達されるが、第１回転部材２２は車軸７から切り離されているため第１回転部材２２が空転し、車軸７には駆動軸３からの動力は伝達されずに実質的には２輪駆動状態となる。
【００２０】
車両が２輪駆動から４輪駆動（ディファレンシャルフリー）に切換わる場合には、アクチュエータ４２の作動によりフォーク４５が図２の真中の位置に変位して、スリーブ４１が第２スプライン３２ａと第１スプライン２２ａに亘って嵌合する第２の位置になる。尚、この第２の位置ではスリーブ４１と第３スプライン２５ａとは嵌合していない。ここで、スリーブ４１が摺動してする際に第１スプライン２２ａと第２スプライン３２ａの断面形状が一致しない位相の不一致時では、モータが作動してもスリーブ４１の摺動が規制されて減速機と出力ギヤ４３との間のスパイラルスプリングがたわむ。そして、第１スプライン２２ａと第２スプライン３２ａの位相が一致したときにスリーブ４１の摺動が許容される。変速機から出力される駆動トルクは、駆動軸３からヨーク２６、入力軸２７、ケース２５の順に伝達され、更にディファレンシャル２０の出力であるサイドギヤ２１、２２から前輪側車軸５、７を介して前輪６、８にも伝達される。ここで、車両の旋回時には左右の車輪６、８で回転数の差が生じるが、ディファレンシャル２０のサイドギヤ２１、２２及びピニオンギヤ２３、２４が自転することで左右の車輪６、８の回転数の差が吸収され、円滑に走行できる。
【００２１】
４輪駆動のディファレンシャルフリーからディファレンシャルロックへ切換わる場合には、アクチュエータ４２の作動によりフォーク４５を介してスリーブ４１が第２の位置から右端の第３の位置に切換えられて、スリーブ４１が第１スプライン２２ａと第２スプライン３２ａに亘って嵌合するとともにスリーブ４１の外周のスプラインが第３スプライン２５ａに嵌合する。この第３の位置では車軸５と車軸７とケース２５とが直結され、変速機から出力される駆動トルクは、駆動軸３からヨーク２６、入力軸２７、ケース２５から車軸５、７を介して前輪６、８の順に伝達される。この状態では、前輪６、８の一方が路面と接触していなかったり泥濘に入り込んだりした場合でもディファレンシャル２０が作用せず左右の前輪６、８が一体で回転駆動するので、車両の走破性が向上する。
【００２２】
本実施の形態によると、スパイラルスプリングを備えるアクチュエータ４２を用いてスプラインの位相の不一致におけるスリーブ４１の摺動を規制しているが、とくにスパイラルスプリングを備えるアクチュエータに限定する意図はなく、スプラインの位相が一致した時に初めてスリーブ４１が摺動する形式であればどのような機構を用いても良い。また、アクチュエータ４２によりスリーブ４１を摺動させる機構ではなく、手動のレバー等によりスリーブ４１を摺動させる機構を用いても良い。
【００２３】
本実施の形態では、トランスファを備えることなく変速機から直接駆動軸に駆動力を伝達する構成であるが、変速機と前輪及び後輪の出力軸の間にトランスファを備える形式のものにも適用が可能である。
【００２４】
本実施の形態では、１つのスリーブを軸方向に摺動させることで車両を２輪駆動、４輪駆動（ディファレンシャルフリー）、４輪駆動（ディファレンシャルロック）の３つの駆動状態に切換えることができるので、構成が複雑にならずにコストの増大を可及的に抑えることができる。
【００２５】
本実施の形態では、第１スプラインと第３スプラインとが径方向に関して対向するように、即ち第１回転部材と第３回転部材が軸方向に関して重なるように配置されているので、ディファレンシャルが出力方向に長くなるのを抑えることができる。
【００２６】
本実施の形態では、切換部材と各回転部材との連結はスプラインによって行なわれるようにしたが、例えば、第１の実施の形態において、切換部材４１と第１回転部材２２の連結、切換部材４１と第３回転部材２５との連結はスプラインではなくドグクラッチによる連結であっても可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る４輪駆動車のディファレンシャル装置を搭載した車両の概略図。
【図２】本発明の実施形態に係る４輪駆動車の動力切換機構の主要部断面図。
【図３】本発明の実施形態に係る４輪駆動車のディファレンシャル装置の軸方向断面図
【図４】本発明の他の実施形態に係る４輪駆動車のディファレンシャル装置の軸方向断面図
【図５】本発明の実施形態に係る４輪駆動車のディファレンシャル装置の主要部正面図（図３においてＸ−Ｘに沿う断面を右方より見た図）
【図６】本発明の他の実施形態に係る４輪駆動車のディファレンシャル装置の主要部正面図（図４においてＹ−Ｙに沿う断面を右方より見た図）
【符号の説明】
【００２８】
１・・・エンジン
２・・・変速機
３・・・駆動軸
４・・・終減速装置
５・・・前輪側車軸
６・・・前輪
１１・・・後輪側車軸
１２・・・後輪
２０・・・ディファレンシャル
２１・・・サイドギヤ
２２・・・サイドギヤ（第１回転部材）
２３・・・ピニオンギヤ
２５・・・ケース（ディファレンシャルケース）
２５Ａ・・・第３回転部材
２５Ｂ、１２５Ｂ・・・胴体部
２５Ｃ、１２５Ｃ・・・ボス部
２５Ｄ、１２５Ｄ・・・摺動面
２５Ｅ、１２５Ｅ・・・支持面
２５Ｆ、１２５Ｆ・・・フランジ部
２６・・・ヨーク
２７・・・入力軸
２８、３０・・・ボールジョイント
２９・・・ハウジング
３１・・・出力軸
３２・・・第２回転部材
４０・・・切換装置
４１・・・スリーブ（切換部材）
４２・・・アクチュエータ
５０・・・駆動力切換機構
１２５・・・
【図１】
2005106157.tif 000003
【図２】
2005106157.tif 000004
【図３】
2005106157.tif 000005
【図４】
2005106157.tif 000006
【図５】
2005106157.tif 000007
【図６】
2005106157.tif 000008