(57)【要約】【課題】デファレンシャルの耐久性を向上させる。【解決手段】回転可能な入力部材と、前記入力部材によって回転可能であり、第１及び第２の出力軸の間の差動を許容する差動機構を含み、前記差動機構は前記第１及び第２の出力軸とそれぞれ連結して互いに相対回転可能な第１及び第２の差動部材を含み、前記第１及び第２の差動部材のうち一方の差動部材と前記入力部材とを締結して前記第１及び第２の出力軸の間の差動を制限するクラッチを含み、前記クラッチは前記一方の差動部材によって前記入力部材へ向けて押されるクラッチ部材を含み、前記クラッチ部材は前記一方の差動部材に対して径方向へ移動可能である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な入力部材と、
前記入力部材によって回転可能であり、第１及び第２の出力軸の間の差動を許容する差動機構を含み、前記差動機構は前記第１及び第２の出力軸とそれぞれ連結して互いに相対回転可能な第１及び第２の差動部材を含み、
前記第１及び第２の差動部材のうち一方の差動部材と前記入力部材とを締結して前記第１及び第２の出力軸の間の差動を制限するクラッチを含み、前記クラッチは前記一方の差動部材によって前記入力部材へ向けて押されるクラッチ部材を含み、
前記クラッチ部材は前記一方の差動部材に対して径方向へ移動可能である、デファレンシャル。
【請求項２】
前記クラッチ部材と前記一方の差動部材との間に径方向の隙間を有する請求項１に記載のデファレンシャル。
【請求項３】
前記クラッチ部材は、前記一方の差動部材と同期して回転可能である請求項１に記載のデファレンシャル。
【請求項４】
前記クラッチ部材は、前記一方の差動部材と互いに設けられた凹凸部で結合した請求項３に記載のデファレンシャル。
【請求項５】
前記クラッチは、コーンクラッチである請求項１に記載のデファレンシャル。
【請求項６】
前記一方の差動部材の内周側には前記出力軸と連結する連結部が形成され、
前記クラッチ部材は、前記連結部に対して径方向外側に配置された請求項１に記載のデファレンシャル。
【請求項７】
前記第１及び第２の差動部材は、前記差動機構をなす連結ギヤ部を備え、
前記クラッチ部材は前記連結ギヤ部に対して回転軸方向外側に配置された請求項６に記載のデファレンシャル。
【請求項８】
前記入力部材と前記出力軸とは直接に互いに支持する関係にあり、
前記差動部材と前記入力部材とは前記クラッチ部材を介在して互いに支持する関係にある請求項１に記載のデファレンシャル。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動制限機構を有したデファレンシャルに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連のデファレンシャルは、デフケースと、デフケースに収容され且つ差動可能な一対のサイドギヤを含む。サイドギヤは、それぞれ、車軸と連結する。デファレンシャルは、サイドギヤ間の差動を制限可能なコーンクラッチとを含む。コーンクラッチは、互いに摺動可能に締結するデフケースとサイドギヤとのコーン面を含む。  
デフケースのコーン面は、サイドギヤをセンタリングする。デフケースのボス部は、車軸をセンタリングする。
【特許文献１】特開２００３−２５４４０８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、ボス部とコーン面とは回転軸方向に互いに近接して配置される。至近距離の二重センタリングは、車軸のボス部に対する局部的な当り又はサイドギヤのコーン面に対する局部的な当りを起こすので、避けるべきである。
【０００４】
発明の目的は、耐久性を向上したデファレンシャルを提供する。  
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の特徴は、次のデファレンシャルを提供する。デファレンシャルは、回転可能な入力部材を含む。デファレンシャルは、前記入力部材によって回転可能であり、第１及び第２の出力軸の間の差動を許容する差動機構を含む。前記差動機構は、前記第１及び第２の出力軸とそれぞれ連結して互いに相対回転可能な第１及び第２の差動部材を含む。デファレンシャルは、前記第１及び第２の差動部材のうち一方の差動部材と前記入力部材とを締結して前記第１及び第２の出力軸の間の差動を制限するクラッチを含む。前記クラッチは、前記一方の差動部材によって前記入力部材へ向けて押されるクラッチ部材を含む。前記クラッチ部材は、前記一方の差動部材に対して径方向へ移動可能である。
【０００６】
前記クラッチ部材と前記一方の差動部材との間に径方向の隙間を有してもよい。
【０００７】
前記クラッチ部材は、前記一方の差動部材と同期して回転可能であってもよい。
【０００８】
前記クラッチ部材は、前記一方の差動部材と互いに設けられた凹凸部で結合してもよい。
【０００９】
前記クラッチは、コーンクラッチでもよい。
【００１０】
前記一方の差動部材の内周側には前記出力軸と連結する連結部が形成され、前記クラッチ部材は、前記連結部に対して径方向外側に配置されてもよい。
【００１１】
前記第１及び第２の差動部材は、前記差動機構をなす連結ギヤ部を備え、前記クラッチ部材は前記連結ギヤ部に対して回転軸方向外側に配置されてもよい。
【００１２】
前記入力部材と前記出力軸とは直接に互いに支持する関係にあり、前記差動部材と前記入力部材とは前記クラッチ部材を介在して支持する関係にあってもよい。  
【発明の効果】
【００１３】
クラッチ部材は入力部材によって位置決めされ、前記一方のサイドギヤは入力部材に対して位置決めされない。この構造は、このサイドギヤの入力部材に対する局部的な当りを防止し、耐久性を向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図４を参照して、発明の実施の形態を説明する。同様な部材は同様の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００１５】
図１を参照して、ドライブトレイン１００は、動力源としてエンジン１０１と、エンジン１０１と接続されたトランスミッション１０３とを含む。ドライブトレイン１００は、トランスミッション１０３の出力部としてのセンターデフ２００と、センターデフ２００と接続したトランスファ２１０とを含む。    
トランスファ２１０は、センターデフ２１０のサイドギヤ２０５と回転可能に接続したフロントデフ２２０を含む。トランスファ２１０は、センターデフ２００のサイドギヤ２０７と回転可能に接続した駆動ギヤ２１３を含む。トランスファ２１０は、駆動ギヤ２１３と回転可能に接続したピニオンギヤ２１７を含む。トランスファ２１０は、駆動ギヤ２１３とフロントデフ２０と接続可能な油圧クラッチ２３０を含む。
【００１６】
フロントデフ２２０のサイドギヤ２２３、２２５は、トランスファ２２０は、前輪１０９、１１３と連結した両車軸１０７、１１１とそれぞれ連結する。
【００１７】
ドライブトレイン１００は、ピニオンギヤ２１７と接続したプロペラシャフト１１５と、プロペラシャフト１１５とピニオンギヤ１１７を介して接続したリヤデフ３００を含む。リヤデフ３００のサイドギヤ２４、２３は、後輪１２１、１２５に接続された車軸１１９、１２３（出力軸）と連結する。
【００１８】
本発明は、センターデフ２００、フロントデフ２２０、リヤデフ３００のいずれかに採用できるが、一例として、リヤデフ３００に搭載している。
【００１９】
図２を参照して、リヤデフとしてのデファレンシャル３００は、入力部材としてのデフケース１と、デフケース１によって回転可能な差動機構２と、差動機構２の差動を制限する差動制限機構３とを含む。
【００２０】
デフケース１は、差動機構２を囲む周壁１１と、周壁１１から径方向外方へ延びるフランジ１２とを含む。デフケース１は、周壁１１の両端から径方向内方へ延びる側壁１３、１４と、周壁１３、１４の内周からそれぞれ軸方向外方へ延びるボス部１６、１７を含む。ボス部１６、１７と車軸１２３、１１９の一部であり等速ジョイント１３０、１２８で各車輪１２５、１２１と一体回転するように連結する出力軸１２６、１２２とは、支持部１２４、１２０によって直接の支持関係にある。
【００２１】
周壁１１は、中央部に径方向に貫通する第１の取付孔１１ａを有する。周壁１１は、軸方向に延びて第１の取付孔と連通する第２の取付孔１１ｂを有する。周壁１１は、第１の取付孔１１ａから９０°角変位して位置決めされた流通孔１１ｃを有する。周壁１１は、軸方向の両端に、円錐形の内壁１１ｄ、１１ｅを有する。内壁１１ｄ、１１ｅは、それぞれ軸方向の外方へ延びるにつれて、デフケース１の回転軸に近づく。
【００２２】
フランジ１２は、リングギヤ２６（図１参照）を固定するためのボルトが挿入される取付孔１２ａを有する。
【００２３】
側壁１３、１４は、軸方向に貫通する流通孔１３ａ、１４ａを有する。側壁１３、１４は、内壁から軸方向へ突出する複数の回り止め１３ｂ、１４ｂを有する。これらの回り止め１３ｂ、１４ｂは、周方向に等間隔で位置決めされる。
【００２４】
筒状のボス部１６、１７は、デフキャリア４１（図１参照）に回転可能に支持される。車軸１２３、１１９は、それぞれボス１６、１７に挿入される。
【００２５】
差動機構２は、スプリングピン１８を使用してデフケース１に固定されたピニオンシャフト２１を含む。スプリングピン１８は、第２の取付孔１１ｂに挿入され、ピニオンシャフト２１を貫通する。ピニオンシャフト２１は、デファレンシャル３００における軸方向の基準となる。差動機構２は、ピニオンシャフト２１の周りで回転可能なピニオンギヤ２２を含む。ピニオンギヤ２２と周壁１１の内面との間は、球面ワッシャ２７が配置される。球面ワッシャ２７は、ピニオンギヤ２２の背面を支持し、その遠心力及び噛み合い反力を受ける。
【００２６】
差動機構２は、ピニオンギヤ２２と噛み合う第１及び第２のサイドギヤ２３、２４（以下、サイドギヤと称する）を含む。サイドギヤ２３、２４は、それぞれ、デフケース１によって位置決めされない一方、車軸１２３、１１９に対してセンタリングされる。サイドギヤ２３、２４は、後述するクラッチ部材３１、３２を介在して、デフケース１と支持関係にある。
【００２７】
サイドギヤ２３、２４は、軸方向内側に歯２３ａ、２４ａを有した連結ギア部２３ｂ、２４ｂを含む。連結ギヤ部２３ｂ、２４ｂは、軸方向において歯２３ａ、２４ａと反対側へ突出した環状の押圧部２３ｊ、２４ｊを含む。
【００２８】
サイドギヤ２３、２４は、側壁１３、１４の内周面によって支持される筒形の軸部２３ｃ、２４ｃを含む。
【００２９】
サイドギヤ２３、２４は、軸部２３ｃ、２４ｃと連結ギヤ部２３ｂ、２４ｂとの間に連結部２３ｄ、２４ｄを含む。連結部２３ｄ、２４ｄは、外周壁２３ｅに軸方向へ延びる凹凸部としての４つのスプライン溝２３ｆ、２４ｆを含む（図３参照）。スプライン溝２３ｆ、２４ｆは、周方向に等間隔で位置決めされる。スプライン溝２３ｆ、２４ｆは、半円弧形の底２３ｆ１を有する。
【００３０】
サイドギヤ２３、２４は、その内周側で軸方向に延びる、連結部としてのスプライン２３ｇ、２４ｇを有する。スプライン２３ｇ、２４ｇは、車軸１２３、１１９と連結する。
【００３１】
差動制限機構３は、サイドギヤ２３、２４とデフケース１の間にコーンクラッチ３０を含む。コーンクラッチ３０は、互いに摺動する環状の第１及び第２のクラッチ部材３１、３２（以下、クラッチ部材と称する）と第１及び第２のテーパリング３３、３４（以下、テーパリングと称する）を含む。但し、テーパリングを除いて、第１及び第２のクラッチ部材３１、３２を直接デフケース１と摺動させてもよい。
【００３２】
テーパリング３３、３４は、軸方向に対して斜めに延びる円錐形の摩擦板３３ａ、３４ａを含む。摩擦板３３ａ、３４ａは、周壁の内壁１１ｄ、１１ｅと接する。テーパリング３３、３４は、摩擦板３３ａ、３４ａから径方向内方へ延びる係合板３３ｂ、３４ｂとを含む。係合板３３ｂ、３４ｂは、円周方向に等間隔に配置される。係合板３３ｂ、３４ｂは、回り止め１３ｂ、１４ｂと係合して、テーパリング３３、３４を回り止めする。
【００３３】
テーパリング３３、３４は、浸炭処理の後焼き入れを施されている。摩擦板３３ａ、３４ａの表面は、多数の溝を有する。この溝は、潤滑油を均等に分散させて、オイルの保持性を高める。これは、磨耗と発熱を防止して耐久性を向上すると共に、差動制限を安定させる。
【００３４】
クラッチ部材３１、３２は、スプライン２３ｇ、２４ｇの径方向外側に位置決めされる。クラッチ部材３１、３２は、サイドギヤ２３、２４の連結ギヤ部２３ｂ、２４ｂの回転軸方向外側に位置決めされる。
【００３５】
クラッチ部材３１、３２は、軸方向に対して斜めに延びる円錐形の外周壁３１ａ、３２ａを有する。外周壁３１ａ、３２ａは、摩擦板３３ａ、３４ａと摺動して、摩擦クラッチとして作用する。図３を参照して、クラッチ部材３１、３２は、筒形の内周壁３１ｂ、３２ｂを有する。内周壁３１ｂ、３２ｂと外周壁２３ｅ、２４ｅとの間に、互いに半径方向に相対移動が可能な隙間が設定される。一例として、隙間Ｓ１が設定されている。この隙間Ｓ１は、サイドギヤ２３、２４に対してクラッチ部材３１、３２を径方向に移動可能にし、デフケース１に対するクラッチ部材３１，３２の位置決めを許容する。
【００３６】
クラッチ部材３１、３２は、内周壁３１ｂ、３２ｂに軸方向へ延びる凸部３１ｃ、３２ｃを有する。凸部３１ｃ、３２ｃは、半円弧形の先端３１ｃ１を有する。凸部３１ｃ、３２ｃは、スプライン溝２３ｆ、２４ｆの中に位置決めされて、クラッチ部材３１、３２とサイドギヤ２３、２４とを同期して回転可能にする。凸部３１ｃ、３２ｃとスプライン溝２３ｆ、２４ｆとの間に、隙間Ｓ１が設定される。クラッチ部材３１、３２は、サイドギヤ２３、２４に対して、軸方向に移動可能である。
【００３７】
次に、デファレンシャル３００の動作を説明する。
【００３８】
エンジン１０１は、トルクを発生させる。このトルクは、トランスミッション１０３、センターデフ２００、トランスファ２１０、プロペラシャフト１１５を経て、ピニオンギヤ１１７へ伝達される。
【００３９】
ピニオンギヤ１１７は、リングギヤ２６と噛み合いながら、デフケース１を回転する。デフケース１は、ピニオンシャフト２１、ピニオンギヤ２２、サイドギヤ２３、２４、車軸１２３、１１９と同期して回転する。
【００４０】
左右の車輪１２５、１２１と路面との接地抵抗が左右で異なった場合、サイドギヤ２３、２４は、互いに相対回転して、ピニオンギヤ２２をピニオンシャフト２１の周りに回転させる。この動作は、車軸１２３、１９９に差動を起こす。この間、クラッチ部材３１、３２は、サイドギヤ２３、２４と同期して回転し、テーパリング３３、３４に対して相対回転する。
【００４１】
デフケケース１への入力トルクに応じて、差動機構のピニオンギヤ２２と噛み合うサイドギヤ２３、２４は、噛み合い反力によって、クラッチ部材３１、３２と共にサイドギヤ２３、２４をそれぞれピニオンシャフト２１に関して軸方向外方へ移動させる。第１及び第２のサイドギヤ２３、２４の押圧部２３ｊ、２４ｊは、テーパリング３３、３４に対してクラッチ部材３１、３２を押し付ける。クラッチ部材３１、３２の外周壁３１ａ、３２ａとテーパリング３３、３４の摩擦板３３ａ、３４ａとは、互いに摺動して、コーンクラッチ３０を締結する。コーンクラッチ３０の締結は、サイドギヤ２３、２４の間の相対回転、即ち、車軸１２３、１１９間の差動を制限する。
【００４２】
この実施形態によれば、クラッチ部材３１、３２は、デフケース１によって位置決めされ、サイドギヤ２３、２４は、デフケース１によって位置決めされない。上述した隙間Ｓ１は、クラッチ部材３１とサイドギヤ２３との間の微小な振動や軸心ずれを吸収し、また、クラッチ部材３２とサイドギヤ２４との間の微小な振動や軸心ずれを吸収し、摩擦振動を安定させる。つまり、この構造は、サイドギヤ２３、２４のデフケース１に対する局部的な当りや異音を防止し、耐久性を向上する。
【００４３】
また、クラッチ部材３１、３２は、サイドギヤ２３、２４の外周にコーン面を形成した鍔を不要とする。この構造は、ワンピースのデフケース１を実現し、低コストを達成する。
【００４４】
本発明のデファレンシャルは、上述のように、リヤデフ３００（又はフロントデフ２２０）のような左右の車輪間デフと左右の車輪との間に等速ジョイント１２８、１３０を備えたような左右独立懸架方式の駆動系路を有したデファレンシャルの耐久性を向上させるために、特に有効である。
【００４５】
このデファレンシャル３００は、図４に示すような、サイドギヤ２３とクラッチ部材３１Ａとを連結する連結機構２３ｈ、３１ｄを有してもよい。連結機構は、サイドギヤ２３の外周壁２３ｅから径方向内方延びる４つのスプライン溝２３ｈを含む。スプライン溝２３ｈは、矩形の底２３ｈ１を有する。連結機構は、スプライン溝２３ｈの中に位置決めされた４つの凸部３１ｄを含む。凸部３１ｄは、クラッチ部材３１Ａから内周壁３１ｂから径方向内方へ延び、矩形の先端３１ｄ１を有する。先端３１ｄ１と底２３ｈ１との間に隙間Ｓ１が設定される。
【００４６】
実施の形態の差動機構は、ベベルギヤを用いた構造に限られるものではなく、プラネタリーギヤや複数のコマを用いたものなど他の差動機構であれば、適用できる。実施の形態のデファレンシャル３００は、センターデフ、フロントデフに使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】発明の実施形態に係るデファレンシャルを含む車両の動力伝達経路を示すスケルトン図である。
【図２】図１のデファレンシャルの径方向断面図を示し、上半部と下半部とは、互いに９０°角度変位した断面である。
【図３】図２のIII-IIIに沿ったクラッチ部材及びサイドギヤの断面図である。
【図４】変形形態に係るクラッチ部材及びサイドギヤの断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  デフケース
２  差動機構
３  差動制限機構
１１  周壁
１２  フランジ
１３、１４  側壁
１３ｂ、１４ｂ  回り止め
１６、１７  ボス部
２２  ピニオンギヤ
２３  第１のサイドギヤ
２４  第２のサイドギヤ
２３ａ、２４ａ  歯
２３ｂ、２４ｂ  連結ギヤ部
２３ｃ、２４ｃ  軸部  
２３ｄ、２４ｄ  連結部
２３ｅ、２４ｅ  外周壁
２３ｆ、２４ｆ  スプライン溝
２３ｇ、２４ｇ  スプライン
２３ｈ  スプライン溝
３１  第１のクラッチ部材
３２  第２のクラッチ部材
３１ａ、３２ａ  外周壁
３１ｂ、３２ｂ  内周壁
３１ｃ、３２ｃ  係合突起
３３  第１のテーパリング  
３４  第２のテーパリング
３３ａ、３４ａ  摩擦板
３３ｂ、３４ｂ  係合板
３００  デファレンシャル
【図１】
2007139167.tif 000003
【図２】
2007139167.tif 000004
【図３】
2007139167.tif 000005
【図４】
2007139167.tif 000006