(57)【要約】  【課題】構造を複雑化することなく、入力トルクに応じた良好な差動制限特性が得られるようにする。  【解決手段】リングギヤ部材６を入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとに分割し、入力側リングギヤ部材６ａをプラネタリピニオン１１ａに噛合させ、出力側リングギヤ部材６ｂを多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５に連設させ、両部材６ａ，６ｂ間をドグ１５を介して噛合させ、入力側ドグ歯１３を歯元側から歯先側へ２段のカム面１３ａ，１３ｂで形成する。カム面１３ａ側のカム角θ１が緩角度に設定され、カム面１３ｂ側のカム角θ２が急角度に設定されているので、入力トルクが小のときは入力トルクの変化に対して差動制限トルクの変化を小さくし、入力トルクが大のときは入力トルクの変化に対して差動制限トルクの変化を大きくすることができる。【選択図】図３
2007002984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの駆動トルクを入力軸を介してプラネタリギヤ機構に伝達し、該プラネタリギヤ機構を介して第１の出力軸と第２の出力軸とに対してトルク配分する差動装置において、
上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との何れかに連設する第１の回転部材と、
上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸のうち上記第１の回転部材を除く何れかの軸に連設する第２の回転部材と、
上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に介装したクラッチ部材と、
上記クラッチ部材を一方から押圧すると共に上記第１の回転部材に連設する第１のプレッシャプレートと、
上記クラッチ部材を他方から押圧する第２のプレッシャプレートと
を備え、
上記第１の回転部材を入力側回転部材と出力側回転部材とに二分割すると共に、
上記出力側回転部材を軸方向へスライド自在に設け、
上記入力側回転部材と上記出力側回転部材との対向面にドグを設けると共に該ドグの噛合面をカム面とし、
上記カム面を、上記入力トルクが小さいときは上記クラッチ部材に付加する押圧力を小さい傾きで変化させ、該入力トルクが大きいときは該押圧力を大きな傾きで変化させる形状に形成した
ことを特徴とする差動制限機構付き差動装置。
【請求項２】
上記カム面が多段に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の差動制限機構付き差動装置。
【請求項３】
上記カム面が非線形状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の差動制限機構付き差動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラネタリギヤ機構を有する差動装置に関し、詳しくはプラネタリギヤ機構の入力側、或は出力側の何れかの要素に作用するトルクに応じて差動制限トルクを発生させる差動制限機構付き差動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フルタイム式の４輪駆動車では、センタデファレンシャルとしてプラネタリギヤ機構を用いたものが知られている。又、この種のセンタデファレンシャルには、センタデファレンシャルに作用するトルクに応じて前後輪の差動を制限することで、トルク配分を適切に行う差動制限機構を併設するものが多い。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開２００４−２２５７１６号公報）には、トルク感応型差動制限機構を備える差動装置が開示されている。すなわち、この文献では、プラネタリギヤ機構を構成するリングギヤ部材を入力側リングギヤ部材と出力側リングギヤ部材とに二分割し、入力側リングギヤ部材をプラネタリピニオンに噛合させ、出力側リングギヤ部材をクラッチ部材を介してサンギヤ軸に連設させると共に、入力側リングギヤ部材と出力側リングギヤ部材との間にドグを設ける。
【０００４】
そして、入力側リングギヤ部材に走行時の抵抗によって生じる入力トルクが印加され、ドグのカム面に軸方向に作用するカムスラスト力が発生すると、出力側リングギヤ部材がプレッシャプレートを介してクラッチ部材に押圧力を付加する。その結果、入力トルクに応じた差動制限が得られる。
【特許文献１】特開２００４−２２５７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した文献に開示されている技術では、ドグのカム面が線形であるため、クラッチ部材に付加される押圧力は、入力トルクにほぼ比例した値となる。
【０００６】
しかし、押圧力を入力トルクに比例して変化させた場合、入力トルクが低く、クラッチ部材に対する押圧力を殆ど必要としない領域でも相対的に高い押圧力が発生するため、引きずり抵抗によるトルク損失が発生し易くなる不都合がある。
【０００７】
一方、入力トルクの高い領域では差動制限を必要とするが、押圧力を入力トルクに比例して変化させた場合、充分な押圧力を得ることができず、良好な差動制限の効果を得ることができない不都合がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、差動制限を実行するクラッチ部材に付加する押圧力を、入力トルクが小さいときは低く設定して不必要な差動制限トルクの発生を抑制、かつ引きずり抵抗によるトルク損失を低減し、又、入力トルクが大きいときは押圧力を高く設定して良好な差動制限効果を得ることのできる差動制限機構付き差動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため本発明による差動制限機構付き差動装置は、エンジンからの駆動トルクを入力軸を介してプラネタリギヤ機構に伝達し、該プラネタリギヤ機構を介して第１の出力軸と第２の出力軸とに対してトルク配分する差動装置において、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との何れかに連設する第１の回転部材と、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸のうち上記第１の回転部材を除く何れかの軸に連設する第２の回転部材と、上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に介装したクラッチ部材と、上記クラッチ部材を一方から押圧すると共に上記第１の回転部材に連設する第１のプレッシャプレートと、上記クラッチ部材を他方から押圧する第２のプレッシャプレートとを備え、上記第１の回転部材を入力側回転部材と出力側回転部材とに二分割すると共に、上記出力側回転部材を軸方向へスライド自在に設け、上記入力側回転部材と上記出力側回転部材との対向面にドグを設けると共に該ドグの噛合面をカム面とし、上記カム面を、上記入力トルクが小さいときは上記クラッチ部材に付加する押圧力を小さい傾きで変化させ、該入力トルクが大きいときは該押圧力を大きな傾きで変化させる形状に形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、入力トルクが小さいときは、差動制限を実行するクラッチ部材に付加する押圧力が小さい傾きで変化されるので、不必要な差動制限トルクの発生を抑制することができ、且つ引きずり抵抗によるトルク損失が低減され、又、入力トルクが大きいときは押圧力が大きな傾きで変化されるので、良好な差動制限効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の一形態を説明する。図１〜図７に本発明の第１形態を示す。図１は差動装置の軸方向に沿った断面側面図、図２、図３はリングギヤ部材の要部側面図である。尚、以下においては、エンジントルクを前後輪へ配分するいわゆるセンタデファレンシャル装置に、本形態による差動制限機構付き差動装置１を採用した場合を例示して説明する。又、伝達トルクを説明するに際しては、便宜的に、図面左側を前輪（前）側、右側を後輪（後）側として説明する。
【００１２】
この差動制限機構付き差動装置１は、前後輪間の差動を吸収する機構として、プラネタリギヤ機構を備えている。このプラネタリギヤ機構は円筒状のデフケース２に収容されている。このデフケース２の前端に突出する入力軸３の基部に、プラネタリギヤ機構を構成するプラネタリキャリア４が一体形成されている。尚、この入力軸３に、トランスミッションの出力軸（図示せず）が結合される。
【００１３】
又、第２の回転部材としてのサンギヤ軸５が、デフケース２と同軸上に配設されている。このサンギヤ軸５の前端は、入力軸３内に相対回転自在に挿通支持されて、第１の出力軸であるフロントドライブ軸（図示せず）と一体結合される。
【００１４】
更に、デフケース２の内周に、第１の回転部材であるリングギヤ部材６が、デフケース２に対して相対摺動自在に支持されている。このリングギヤ部材６は円筒状に形成されており、前方へ開口する入力側の開口端がプラネタリキャリア４の内側面に対し、ニードルベアリング或はワッシャ等の軸受け部材７を介して当接されている。
【００１５】
一方、サンギヤ軸５に対して、後方から、第２の出力軸であるリヤドライブ軸８が同軸上に挿通され、このリヤドライブ軸８の先端部が、サンギヤ軸５の内周に軸受け２１を介して相対回転自在に軸支されている。
【００１６】
又、このリヤドライブ軸８の後部にボス部８ｂが突設され、このボス部８ｂに軸受け９が嵌合されている。ボス部８ｂは軸受け９を介して、図示しないトランスミッションケースに回動自在に支持される。尚、このリヤドライブ軸８に形成されているリヤドライブギヤ８ｃは、リダクションギヤ（図示せず）を介して、後輪側へ延出されているトランスファ軸に連設されており、このトランスファ軸がプロペラ軸及びリヤデフ装置を介して後輪軸に連設される。
【００１７】
リングギヤ部材６とサンギヤ軸５との後方へ延出されている端部に、クラッチ部材としての湿式多板クラッチ１０が配設されている。この湿式多板クラッチ１０は、リングギヤ部材６の延出部に形成されているクラッチドラム２０と、サンギヤ軸５の延出部に形成されているクラッチハブ２２と、このクラッチドラム２０とクラッチハブ２２との間に、所定間隔を開けて交互に配設されているドライブプレート１０ａ，１０ｂとを有している。
【００１８】
更に、リングギヤ部材６の中途に、湿式多板クラッチ１０の交互に配列されたプレート１０ａ，１０ｂを前方から後方へ押圧する、第１のプレッシャプレートとしての前側プレッシャプレート６ｄが突設されている。又、所定に配列されたプレート１０ａ，１０ｂの後端面に、第２のプレッシャプレートとしての後側プレッシャプレート３０が対設されている。この後側プレッシャプレート３０の外周が、リングギヤ部材６に形成されているクラッチドラム２０にスプライン嵌合され、又、ボス部３０ａがリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００１９】
更に、サンギヤ軸５の外周とリングギヤ部材６の内周との間に、複数（例えば６個）のプラネタリピニオン軸１１が等間隔で配設されており、このプラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａが、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂと、リングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。
【００２０】
又、このプラネタリピニオン軸１１の両端が、互いに対向配設されているプラネタリキャリア４，１２に軸受けを介して回動自在に支持されている。尚、この両プラネタリキャリア４，１２は、プラネタリピニオン軸１１と干渉しない部位で、連結部材を介して一体結合されている。
【００２１】
一方、リングギヤ部材６は、入力側回転部材としての入力側リングギヤ部材６ａと、出力側回転部材としての出力側リングギヤ部材６ｂとに二分割されている。入力側リングギヤ部材６ａに、プラネタリピニオン１１ａに噛合するリングギヤ６ｃが形成されており、出力側リングギヤ部材６ｂに前側プレッシャプレート６ｄ、及びクラッチドラム２０が形成されている。
【００２２】
出力側リングギヤ部材６ｂは、デフケース２の内周に支持されて軸方向へのスライドが許容されている。又、この入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとの対向面間にドグ１５が設けられている。
【００２３】
図２、図３に示すように、ドグ１５は、入力側リングギヤ部材６ａの端面の円周上に一定の間隔で形成されている入力側ドグ歯１３と、この入力側ドグ歯１３に噛合すると共に、出力側リングギヤ部材６ｂの端面の円周上に一定間隔で形成されている出力側ドグ歯１４とで構成されている。尚、図においては、前進走行時の回転方向を紙面上方から下方への流れとして示す。
【００２４】
又、この入力側ドグ歯１３の歯面が、２段の異なるカム角を有する線形状のカム面１３ａ，１３ｂで形成されている。一方、この入力側ドグ歯１３に噛合する出力側ドグ歯１４の歯面に、各カム面１３ａ，１３ｂに接触する曲線状のカム受け面１４ａが形成されている。
【００２５】
入力側ドグ歯１３の歯元側に形成されている１段目のカム面１３ａと、このカム面１３ａに摺接するカム受け面１４ａとの間のカム角（ドグ歯１３，１４を展開したときのドグ歯１４のスラスト方向の軸と両カム面１３ａ，１４ａ間の接線方向の軸との間の角度）θ１が比較的緩やかな角度に設定されており、又、歯先側に形成されている２段目のカム面１３ｂとカム受け面１４ａとの間のカム角（ドグ歯１３，１４を展開したときのドグ歯１４のスラスト方向の軸と両カム面１３ｂ，１４ａ間の接線方向の軸との間の角度）θ２が比較的急な角度に設定されている。
【００２６】
この各カム角θ１，θ２は、入力側ドグ歯１３の入力トルクと出力側ドグ歯１４に連設する出力側リングギヤ部材６ｂを介して湿式多板クラッチ１０に付加すべき押圧力との関係を、実験或いはシミュレーションなどから求め、最適な値となるように設定されている。
【００２７】
入力側リングギヤ部材６ａを回転させると、この回転が互いに噛合するドグ歯１３，１４を介して出力側リングギヤ部材６ｂに伝達される。入力側リングギヤ部材６ａの入力トルクが小さい場合、入力側ドグ歯１３の１段目のカム面１３ａが、出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａに係合して、出力側リングギヤ部材６ｂをスラスト方向へ押圧する。１段目のカム面１３ａとカム受け面１４ａとの間のカム角θ１が緩角度に設定されているため、入力トルクの上昇に比例してスラスト方向へ緩やかに移動する。そして、入力側リングギヤ部材６ａの入力トルクが増加すると、入力側ドグ歯１３の２段目のカム面１３ｂが、出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａに係合して、出力側リングギヤ部材６ｂをスラスト方向へ押圧する。尚、図２、図３にはドライブ走行時の各ドグ歯１３，１４の噛合状態が示されており、コースト走行時は、逆の歯面どうしが噛合される。
【００２８】
その結果、図４（ａ）に実線で示すように、湿式多板クラッチ１０に付加する押圧力は、１段目のカム面１３ａによる押圧では低く、２段目のカム面１３ｂによる押圧では高くなる。尚、同図の一点鎖線で示されている特性は、入力側ドグ歯のカム面が線形の従来の線形カムにおける入力トルクと押圧力との関係を示している。又、破線で示す特性は、後述する第２形態のカム面が非線形カムの場合の入力トルクと押圧力との関係が示されている。
【００２９】
一方、湿式多板クラッチ１０の後方に、電子制御型差動制限装置３１が配設されている。尚、この電子制御型差動制限装置３１の構成については、本出願人が先に提出した特開平６−３２０９７３号公報に詳述されている。
【００３０】
電子制御型差動制限装置３１の構成について簡単に説明する。この電子制御型差動制限装置３１は、電磁コイル３２を収容する電磁石３３を有し、又、この電磁石３３の前方に、その外周をデフケース２の後端部にスプライン嵌合された装置側プレッシャプレート３４が対設されており、この電磁石３３と装置側プレッシャプレート３４との間に、クラッチプレート３５が配設されている。
【００３１】
このクラッチプレート３５はドライブプレートとドリブンプレートとを所定間隔を開けて交互に配設されて構成されており、ドライブプレートの外周がデフケース２の内周にスプライン嵌合され、一方、ドリブンプレートの内周がクラッチハブ３６にスプライン嵌合されている。尚、符号３８は電磁石３３を軸受けを介して支持するドラムであり、このドラム３８はリヤドライブ軸８に軸受けを介して回動自在に支持されている。
【００３２】
クラッチハブ３６は、後側プレッシャプレート３０のボス部３０ａに回転自在で、且つ軸方向への移動が規制された状態で外装されている。
【００３３】
又、このクラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間にカムボール３７が介装されている。クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との対向面には、カムボール３７を収容するカム溝が形成されており、クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間に差回転が生じると、後側プレッシャプレート３０を前方へ押圧するようなカムスラスト力が発生する。
【００３４】
そして、図示しない制御ユニットから電磁石３３に収容されている電磁コイル３２に対して制御電流を通電すると、電磁石３３が励磁されて、装置側プレッシャプレート３４が吸引され、装置側プレッシャプレート３４と電磁石３３との間に介装されているクラッチプレート３５が、制御電流値に応じたカムスラスト力で締結される。
【００３５】
尚、制御ユニットでは、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサや、前後加速度センサ等、車両の挙動を検出するセンサ類で検出した値に基づいて、後側プレッシャプレート３０に対するカムスラスト力を設定する。
【００３６】
次に、このような構成による本形態の作用について説明する。  
前進走行時において、変速機にて所定に変速されて出力軸から出力される駆動トルクは、この出力軸に結合されている差動装置１の入力軸３に入力され、この入力軸３に連設するプラネタリキャリア４，１２を介して、このプラネタリキャリア４，１２に支持されているプラネタリピニオン軸１１を公転させる。
【００３７】
このプラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａは、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂとリングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。又、サンギヤ軸５がフロントドライブ軸（図示せず）に結合され、一方、リングギヤ部材６の出力側が後側プレッシャプレート３０を介してリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００３８】
従って、変速機から出力された駆動トルクは、このプラネタリピニオン軸１１により、サンギヤ軸５側とリングギヤ部材６側とに、サンギヤ５ｂとリングギヤ６ｃとのギヤ比で決定される配分比率（例えば、前輪４：後輪６）で配分され、前後輪へ伝達されて４輪駆動走行が行われる。
【００３９】
ところで、リングギヤ部材６の入力側リングギヤ部材６ａには、プラネタリギヤ機構によって所定に配分された駆動トルクが伝達されており、一方、出力側リングギヤ部材６ｂには、走行時の抵抗(走行抵抗、加速抵抗等)によって生じるトルクが印加されているため、この両者の分割面に設けたドグ１５のドグ歯１３，１４間には、図３に示すように、回転方向に作用する伝達トルクＴＦと軸方向に作用するカムスラスト力ＴＳとが発生する。
【００４０】
この場合、入力側リングギヤ部材６ａの入力側端面は、プラネタリキャリア４の内側面に軸受け部材７を介して当接されて軸方向への移動が規制されているため、両ドグ歯１３，１４間に発生したカムスラスト力ＴＳにて、出力側リングギヤ部材６ｂが後方へ押圧移動される。
【００４１】
その際、入力側ドグ歯１３の歯元側に形成されている１段目のカム面１３ａとカム受け面１４ａとの間のカム角θ１が緩角度に設定されている。そのため、１段目のカム面１３ａにてスラスト方向へ押圧される出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａに発生するカムスラスト力ＴＳは緩やかに上昇される。従って、図４（ａ）に実線で示すように、入力側ドグ歯１３からの入力トルクを受けて、湿式多板クラッチ１０で発生する差動制限トルクも緩やかに上昇する。
【００４２】
入力側ドグ歯１３に印加される入力トルクが小さい状態では、プラネタリギヤ機構の差動を制限する必要は殆ど無く、従って、湿式多板クラッチ１０に付加する押圧力を低くすることで、不必要な差動制限トルクの発生を押えることができ、湿式多板クラッチ１０の引きずり抵抗が低減され、その分、トルク損失を改善することができる。
【００４３】
そして、図３に示すように、入力側ドグ歯１３に印加される入力トルクが次第に大きくなり、出力側ドグ歯１４に発生するカムスラスト力ＴＳが大きくなるに従い、出力側ドグ歯１４はスラスト方向へ更に移動し、出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａが、入力側ドグ歯１３の歯先側に形成されている２段目のカム面１３ｂに噛合する。この２段目のカム面１３ｂとカム受け面１４ａとの間のカム角θ２は急角度に設定されている。
【００４４】
そのため、２段目のカム面１３ｂにてスラスト方向へ押圧される出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａに発生するカムスラスト力ＴＳは、出力側ドグ歯１４に印加される入力トルクに対して大きく変化することになる。従って、図４（ａ）に実線で示されているように、湿式多板クラッチ１０に発生する差動制限トルクも急上昇する。
【００４５】
入力側ドグ歯１３に印加される入力トルクが大きい状態では、押圧力を大きくし、プラネタリギヤ機構の差動を早期に制限することで、良好な走行性能を得ることができる。すなわち、この出力側リングギヤ部材６ｂに発生するカムスラスト力ＴＳが大きくなると、この出力側リングギヤ部材６ｂに一体形成されている前側プレッシャプレート６ｄが、湿式多板クラッチ１０の、交互に配設されているドライブプレート１０ａとドリブンプレート１０ｂとを、後側プレッシャプレート３０に押し付け、図４（ａ）に実線で示す差動制限トルクを湿式多板クラッチ１０に徐々に発生させる。
【００４６】
湿式多板クラッチ１０に差動制限トルクが発生すると、リヤドライブ軸８に後側プレッシャプレート３０を介して直結されている出力側リングギヤ部材６ｂとサンギヤ軸５に一体形成されているクラッチハブ２２との間に、湿式多板クラッチ１０を介してトルク経路がバイパス形成される。
【００４７】
その結果、フロントドライブ軸に連結されているサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間で、この両者の回転数ＮＦ，ＮＲの大きい方から小さい方へ、湿式多板クラッチ１０にて形成されたトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。尚、湿式多板クラッチ１０に発生する差動制限トルク(クラッチ締結力)は、各プレート１０ａ，１０ｂの枚数に応じて適宜設定することが可能である。
【００４８】
一方、コースト走行においては、後輪側からの駆動トルクがリヤドライブ軸８、後側プレッシャプレート３０を介して出力側リングギヤ部材６ｂに印加されるため、出力側リングギヤ部材６ｂに形成されている出力側ドグ歯１４のコースト側（図２、図３の下側）のカム受け面１４ａが、入力側リングギヤ部材６ａの入力側ドグ歯１３に形成されているコースト側（図２、図３の上側）のカム面１３ａ或いは１３ｂを押圧する。
【００４９】
すると、入力側リングギヤ部材６ａからの反作用により、出力側リングギヤ部材６ｂがカムスラスト力ＴＳにて押圧され、上述と同様、湿式多板クラッチ１０に、入力トルクが小さい状態では、入力側ドグ歯１３の１段目のカム面１３ａの押圧力によって発生する比較的低い押圧力によって、又、入力トルクが大きい状態では、２段目のカム面１３ｂにより発生する比較的大きい押圧力によって、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルクが発生し、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間にトルク経路がバイパス形成される。
【００５０】
その結果、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間で、この両者の回転数ＮＲ，ＮＦの大きい方から小さい方へトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。
【００５１】
次に、図５〜図７を用いて、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの関係から、前輪側へ伝達される伝達トルク(以下「前輪側伝達トルクＴＦ」と称する)と、後輪側へ伝達される駆動トルク(以下「後輪側伝達トルクＴＲ」と称する)の変化について説明する。
【００５２】
先ず、駆動トルクがほとんど作用していない場合、すなわち、例えば、実走行ではカーブに進入する際にアクセルペダルを解放した場合等の状態では、互いに噛合しているドグ１５のドグ歯１３，１４に作用するトルクが減少するため、軸方向へのカムスラスト力ＴＳが減少し、湿式多板クラッチ１０は小さな差動制限トルクしか発生しない。
【００５３】
そのため、カーブへの進入の際にステアリングを操作して旋回しようとするときに、プラネタリギヤ機構により前後輪の回転差がなめらかに吸収され、スムーズな旋回を行うことができる。
【００５４】
次に、図５に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態、すなわち、実走行ではカーブに進入した後、アクセルペダルを踏込んで加速した場合に生じるアンダーステア等の状態では、アクセルペダルの踏込み量の応じた入力トルクが、互いに噛合しているドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａの入力側ドグ歯１３に形成されているカム面１３ａ或いは１３ｂが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているカム受け面１４ａを押圧するため、軸方向へのカムスラスト力ＴＳが発生し、このカムスラスト力ＴＳによって、出力側リングギヤ部材６ｂが後方（図２の右方向）へ押圧移動され、湿式多板クラッチ１０に押圧力を付加する。
【００５５】
すると、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルクが発生し、湿式多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成され、図５に中線で示す矢印のように、サンギヤ軸５に入力された駆動トルクの一部が、湿式多板クラッチ１０を介してリヤドライブ軸８側へ伝達される。そのため、このリヤドライブ軸８には、リングギヤ部材６を介して入力される駆動トルク(細線の矢印で示す)と、上述したサンギヤ軸５から入力される駆動トルク(中線の矢印で示す)とが合算された伝達トルクＴＲ(太線の矢印で示す)が入力される。
【００５６】
その結果、アンダーステア等の状態では、前輪側へ伝達される駆動トルクが減少するためアンダーステアが抑制でき、良好なハンドル操作を行うことが可能となる。
【００５７】
又、図６に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態、すなわち、カーブを加速走行中に、後輪が横滑りした場合等の状態では、アクセルペダルの踏込み量に応じたトルクがドグ１５のドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａに形成されている入力側ドグ歯１３のカム面１３ａ或いは１３ｂが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているカム受け面１４ａを押圧して軸方向へのカムスラスト力ＴＳが発生する。
【００５８】
すると、このカムスラスト力ＴＳによって、湿式多板クラッチ１０が締結されて、デフケース２とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成され、図６に中線で示す矢印のように、出力側リングギヤ部材６ｂに入力された駆動トルクの一部が、当該トルク経路を経てサンギヤ軸５に入力される。
【００５９】
その結果、サンギヤ軸５には、プラネタリピニオン軸１１から入力される駆動トルク(細線の矢印で示す)と、湿式多板クラッチ１０を介して出力側リングギヤ部材６ｂ側から入力される駆動トルク(中線で示す)とが合算された伝達トルクＴＦ(太線の矢印で示す)が入力される。
【００６０】
従って、例えばカーブを走行中に後輪が横滑りする場合等の状態では、後輪側伝達トルクＴＲが低減されるため、横滑りが抑制されて良好な走行性を得ることができる。
【００６１】
ところで、雪路等の低μ路の路面での発進及び走行の際に前後輪の一方がスリップした場合は、走行時の抵抗(走行抵抗、加速抵抗等)によって生じるトルクは小さいため、入力側ドグ歯１３の１段目のカム面１３ａが出力側ドグ歯１４に形成されているカム受け面１４ａを押圧して発生させるカムスラスト力ＴＳは小さく、従って、湿式多板クラッチ１０に付加する押圧力も低いため差動制限がほとんど作用せず、路面のグリップ力が著しく低下してしまう。
【００６２】
このような状況では、電子制御型差動制限装置３１が作動して前後輪の差動を積極的に制限する。この電子制御型差動制限装置３１は、各車輪の回転速度（車輪速）を検出する車輪速センサを有しており、この各車輪速センサで車輪のスリップを検出した場合、湿式多板クラッチ１０を締結動作させて、前後輪の差動を制限する。
【００６３】
すると、例えば、後輪がスリップしている場合（ＴＲ≒０、且つＮＲ＞０）、図７に、白抜きの矢印で示すように、後輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、サンギヤ軸５側へ伝達されるため、後輪のスリップが抑制される。
【００６４】
一方、前輪がスリップしている場合（ＴＦ≒０、且つＮＦ＞０）は、図７に、ハッチングの矢印で示すように、前輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、リヤドライブ軸８側へ伝達されるため、前輪のスリップが抑制される。
【００６５】
このように、本形態では、ドグ１５にて必要な差動制限トルクを発生できない領域は、電子制御型差動制限装置３１を作動させて積極的に差動制限することで、雪路等の低μ路の路面での発進及び走行の際にも、スリップが抑制されて良好な走行性能を得ることができる。
【００６６】
次に、図４（ｂ）に示す特性図を用いて、前輪側回転数ＮＦ及び後輪側回転数ＮＲと、前輪側伝達トルクＴＦ及び後輪側伝達トルクＴＲとの関係を説明する。
【００６７】
前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの回転数が等しく湿式多板クラッチ１０によるトルク伝達が行われない場合、図の中央に実線で示すように、プラネタリギヤ機構により設定されるトルク配分で、前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲとが設定される。
【００６８】
一方、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態では、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、前輪側へ伝達される駆動トルクの一部が後輪側へ伝達されて、後輪側伝達トルクＴＲが大きくなる。
【００６９】
又、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態においても、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、後輪側へ伝達される駆動トルクの一部が前輪側へ伝達されて、前輪側伝達トルクＴＦが大きくなる。
【００７０】
更に、湿式多板クラッチ１０の締結力の限界を超えて前輪または後輪がスリップする領域、及び前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲが小さくドグ１５による差動制限力が小さい領域で前輪または後輪がスリップする領域では、図の一点鎖線で示すように、電子制御型差動制限装置３１の動作領域を設定し、当該領域で湿式多板クラッチ１０を締結動作させることで、例えば低μ路の路面での発進時及び走行時のスリップの発生を抑制することができる。
【００７１】
このように、ドグ１５では前後輪の差動を制限しきれない領域は、電子制御型差動制限装置３１を動作させて、差動を積極的に制限することで、低μ路の路面での発進及び走行する際のスリップを抑制することができる。
【００７２】
又、ドグ１５は、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの間に差回転が発生しようとする瞬間に動作し、ドグ１５の出力側ドグ歯１４にカムスラスト力ＴＳを発生させ、このカムスラスト力ＴＳによる押圧力で、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルクを発生させるようにしているので、電子制御型差動制限装置３１の制御動作に比し応答性がよく、電子制御型差動制限装置３１では制御しきれない領域を補完することができ、全体として良好な走行性能を得ることができる。
【００７３】
更に、ドグ１５の入力側ドグ歯１３と出力側ドグ歯１４との噛合面間のカム角を、歯元側の１段目のカム面１３ａとのカム角θ１を緩角度で形成し、歯先側の２段目のカム面１３ｂとのカム角θ２を急角度で形成した２段カムとし、入力側ドグ歯１３からの入力トルクが小さいときは、１段目のカム面１３ａが出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａを押圧して、湿式多板クラッチ１０に低い押圧力が発生するので、不必要な差動制限トルクの発生を押えることが出来る。また、湿式多板クラッチ１０に作用する引きずり抵抗が低減され、トルク損失を改善することが出来る。一方、入力トルクが大きくなると、２段目のカム面１３ｂが出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａを押圧して、湿式多板クラッチ１０に高い押圧力を発生させるので、湿式多板クラッチ１０が締結動作して、良好な差動制限効果を得ることが出来る。
【００７４】
この場合、ドグ１５の入力側ドグ歯１３に形成したカム面１３ａ，１３ｂ、及び出力側ドグ歯１４に形成したカム受け面１４ａ間の摺動によって、湿式多板クラッチ１０に付加する押圧力を発生させるようにしたので、特殊なギヤを必要とせず、製造が容易となり、製品コストの低減を実現することができる。
【００７５】
更に、差動制限トルクを発生させるための押圧力は、入力側ドグ歯１３に形成した２段カムの各カム面１３ａ，１３ｂのカム角θ１，θ２を変更することで容易に可変させることができ、この押圧力を機種毎に容易に設定することができる。
【００７６】
又、入力側ドグ歯１３のカム面１３ａ，１３ｂと出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａとで形成されるカム角θ１，θ２を、ドライブ走行時に噛合する面（図２の下側）とコースト走行時に噛合する面（図２の上面）とで、異なる圧力角に設定することも可能であり、例えば、コースト走行時に噛合するカム面１３ａ，１３ｂのカム角θ１，θ２を０°、すなわち、カムスラスト力ＴＳを０とし、コースト走行時は差動制限を行わないようにするなど、各車両の走行特性に応じて、差動制限特性を自在に設定することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。
【００７７】
又、ドグ１５及び電子制御型差動制限装置３１により湿式多板クラッチ１０を締結動作させるようにしたので、プラネタリギヤ機構自体は、特殊なギヤを使用する必要がなく、標準的なギヤで構成することができるため、製品コストの低減を図ることができる。
【００７８】
又、図８、図９に本発明の第２形態によるリングギヤ部材の要部側面図を示す。尚、本形態に示すドグ１５’は、第１形態のドグ１５に代えて適用するもので、その他の構成は、第１形態と同様である。従って、第１形態と同様の構成部分について同一の符号を付して説明を省略する。
【００７９】
上述した第１形態のドグ１５は、入力側ドグ歯１３のカム面１３ａ，１３ｂを線形状の２段カムで構成したが、本形態によるドグ１５’は、入力側ドグ歯１３’の歯元側の１段目のカム面１３ａ’と歯先側の２段目のカム面１３ｂ’とを異なる曲率のカム曲線で形成した非線形カムとしたものである。尚、各カム面１３ａ’，１３ｂ’とカム受け面１４ａとの間のカム角θ１，θ２は、第１形態と同様、カム角θ１が緩角度で形成され、カム角θ２が急角度で形成されている。又、各カム面１３ａ’，１３ｂ間は滑らかな曲線で連続形成されている。
【００８０】
本形態では、両カム面１３ａ，１３ｂ を異なる曲率のカム曲線で形成した非線形カムとし、各カム面１３ａ，１３ｂとカム受け面１４ａとの間のカム角θ１，θ２を、第１形態と同様、カム角θ１を緩角度、カム角θ２を急角度としたので、第１形態と同様の効果が得られるばかりでなく、図４（ａ）に破線で示すように、湿式多板クラッチ１０に付加する押圧力の上昇が、１段目のカム面１３ａから２段目のカム面１３ｂへ滑らかに移行させることができる。その他の作用効果は第１形態と同様である。
【００８１】
尚、本発明は上述した各形態に限るものではなく、各カム圧力θ１，θ２は、出力側ドグ歯１４のカム受け面１４ａの形状で設定するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１形態による差動制限機構付き差動装置の軸方向に沿った断面側面図
【図２】同、入力トルクが小さい状態のリングギヤ部材の要部側面図
【図３】同、入力トルクが大きい状態のリングギヤ部材の要部側面図
【図４】同、（ａ）ドグに対する入力トルクと、それによって発生する押圧力との関係を示す特性図、（ｂ）差動制限トルクの特性を示す説明図
【図５】同、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数が後輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図６】同、駆動トルクが作用しながら後輪側回転数が前輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図７】同、差動制限装置が動作したときの前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図８】第２形態による図２相当の要部側面図
【図９】同、図３相当の要部側面図
【符号の説明】
【００８３】
１  差動装置、
４，１２  プラネタリキャリア、
５  サンギヤ軸、
６  リングギヤ部材、
６ａ  入力側リングギヤ部材、
６ｂ  出力側リングギヤ部材、
１０  湿式多板クラッチ、
１１  プラネタリピニオン軸、
１３  入力側ドグ歯、
１３ａ，１３ｂ  カム面、
１４  出力側ドグ歯、
１４ａ  カム受け面、
１５  ドグ、
２２  クラッチハブ、
３１  電子制御型差動制限装置、
θ１，θ２  カム角、
ＴＳ  カムスラスト力
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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