(57)【要約】【課題】安定してクラッチを断続することができるデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】デファレンシャル装置１は、駆動源の駆動力によって回転駆動されるデフケース３と、デフケース３と相対回転可能に配置された回転ケース５と、回転ケース５の回転を車輪側に分配する差動機構７と、デフケース３側と回転ケース５側との間の回転を断続する動力断続用クラッチ９（第１のクラッチ）と、差動機構７の差動を制限する差動制限用クラッチ１１（第２のクラッチ）と、これらのクラッチ９，１１を断続操作する操作手段１３とを備え、動力断続用クラッチ９と差動制限用クラッチ１１は、それぞれ動力断続用クラッチリング１５（第１のクラッチリング）、差動制限用クラッチリング１７（第２のクラッチリング）を有し、動力断続用クラッチリング１５と差動制限用クラッチリング１７を、デフケース３にそれぞれ支持した。【選択図】図２
2007333133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の駆動力によって回転駆動されるデフケースと、前記デフケースと相対回転可能に配置された回転ケースと、前記回転ケースの回転を車輪側に分配する差動機構と、前記デフケース側と前記回転ケース側との間の回転を断続する第１のクラッチと、前記差動機構の差動を制限する第２のクラッチと、前記第１，第２のクラッチを断続操作する操作手段とを備えたデファレンシャル装置であって、
前記第１，第２のクラッチは、それぞれ第１，第２のクラッチリングを有し、前記第１，第２のクラッチリングは、前記デフケースにそれぞれ支持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、
前記操作手段は、前記第１，第２のクラッチリングとの間にそれぞれ第１，第２のスプリングを有し、前記第１，第２のスプリングは、ばね特性がそれぞれ異な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２記載のデファレンシャル装置であって、
前記第２のスプリングは、前記第１のクラッチが連結した後、前記第２のクラッチを連結させるように作動するばね特性を有す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、断続機能と差動制限機能を備えた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は、特許文献１にデフケースと回転ケースとを断続する動力断続用クラッチと、差動機構の差動回転をロックする差動ロック用クラッチとを備えたデファレンシャル装置が記載されている。このデファレンシャル装置における各クラッチは、それぞれ噛み合い歯を有するクラッチリングを有しており、各クラッチリングは、噛み合う相手側の噛み合い歯との距離がそれぞれ異なっており、１つの操作手段によって移動操作されて断続される。そして、操作手段の移動操作力を調節することによって、動力断続用クラッチのみを連結したり、動力断続用クラッチと差動ロック用クラッチとを連結するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−２１０８６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなデファレンシャル装置では、動力断続用クラッチのクラッチリングが差動ロック用クラッチのクラッチリングを介してデフケースに支持されている。このような構成では、動力断続用クラッチが連結された状態でデフケースに過大なトルクが入力されたとき、差動ロック用クラッチのクラッチリングとデフケースとの間でカムスラスト力が発生し、差動ロック用クラッチも連結状態に陥ってしまい、要求しない差動機構の差動制限機能をも作動させてしまう恐れがあった。
【０００４】
そこで、この発明は、安定してクラッチを断続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】
【０００５】
請求項１の発明は、駆動源の駆動力によって回転駆動されるデフケースと、前記デフケースと相対回転可能に配置された回転ケースと、前記回転ケースの回転を車輪側に分配する差動機構と、前記デフケース側と前記回転ケース側との間の回転を断続する第１のクラッチと、前記差動機構の差動を制限する第２のクラッチと、前記第１，第２のクラッチを断続操作する操作手段とを備えたデファレンシャル装置であって、前記第１，第２のクラッチは、それぞれ第１，第２のクラッチリングを有し、前記第１，第２のクラッチリングは、前記デフケースにそれぞれ支持されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記操作手段は、前記第１，第２のクラッチリングとの間にそれぞれ第１，第２のスプリングを有し、前記第１，第２のスプリングは、ばね特性がそれぞれ異なることを特徴とする。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２記載のデファレンシャル装置であって、前記第２のスプリングは、前記第１のクラッチが連結した後、前記第２のクラッチを連結させるように作動するばね特性を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１のデファレンシャル装置は、第１，第２のクラッチリングがそれぞれデフケースに支持されているので、第１のクラッチが連結された状態でデフケースに過大なトルクが入力されたとしても、第２のクラッチリングと差動機構との間はフリーの状態であるため、カムスラスト力が発生することがなく、第２のクラッチが連結状態になることがない。このため、第１，第２のクラッチをそれぞれ別々に安定して断続することができる。
【０００９】
請求項２のデファレンシャル装置は、第１，第２のスプリングのばね特性がそれぞれ異なるので、１つの駆動源によって第１，第２のクラッチをそれぞれ別々に断続することができる。
【００１０】
請求項３のデファレンシャル装置は、第２のスプリングは第１のクラッチが連結した後、第２のクラッチを連結させるように作動するばね特性を有するので、第１のクラッチのみを連結させようとしたとき、第２のクラッチが連結することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図５を用いて実施形態について説明する。
【００１２】
まず、図１を用いて本実施形態のデファレンシャル装置１が搭載された車両の動力系について説明する。
【００１３】
図１に示すように、車両の動力系は、エンジン１０１（駆動源）及びトランスミッション１０３と、デファレンシャル装置１と、前車軸１０５，１０７と、前輪１０９，１１１と、トランスファ１１３と、後輪側プロペラシャフト１１５と、リヤデフ１１７と、後車軸１１９，１２１と、後輪１２３，１２５などから構成されている。
【００１４】
エンジン１０１の駆動力はトランスミッション１０３においてデファレンシャル装置１のデフケース３に伝達され、トランスファ１１３と後輪側プロペラシャフト１１５とを介してリヤデフ１１７に伝達され、後車軸１１９，１２１から後輪１２３，１２５に配分される。デファレンシャル装置１の動力断続用クラッチ９（第１のクラッチ）が連結されると、デフケース３と回転ケース５とが連結され、前車軸１０５，１０７から前輪１０９，１１１に配分されて４輪駆動状態になる。また、動力断続用クラッチ９の連結が解除されると、車両は後輪駆動の２輪駆動状態になる。なお、リヤデフ１１７は、差動制限機構１２７を備えており、差動制限機構１２７を作動させると後輪１２３，１２５の差動回転が制限される。
【００１５】
このような車両に搭載されたデファレンシャル装置１では、動力断続用クラッチ９によって前輪１０９，１１１側へのエンジン１０１の駆動力の断続が行われ、差動制限用クラッチ１１（第２のクラッチ）によって前輪１０９，１１１の差動回転の制限が行われる。以下、デファレンシャル装置１について説明する。
【００１６】
本実施形態のデファレンシャル装置１は、エンジン１０１（駆動源）の駆動力によって回転駆動されるデフケース３と、デフケース３と相対回転可能に配置された回転ケース５と、回転ケース５の回転を車輪側に分配する差動機構７と、デフケース３側と回転ケース５側との間の回転を断続する動力断続用クラッチ９（第１のクラッチ）と、差動機構７の差動を制限する差動制限用クラッチ１１（第２のクラッチ）と、これらのクラッチ９，１１を断続操作する操作手段１３とを備えている。そして、動力断続用クラッチ９と差動制限用クラッチ１１は、それぞれ動力断続用クラッチリング１５（第１のクラッチリング）、差動制限用クラッチリング１７（第２のクラッチリング）を有し、動力断続用クラッチリング１５と差動制限用クラッチリング１７は、デフケース３にそれぞれ支持されている。
【００１７】
図２、図３に示すように、デフケース３は、トランスミッション１０３（図１参照）内に回転可能に支承され、エンジン１０１の駆動力によって回転駆動される。このデフケース３の回転が、トランスファ１１３（図１参照）と後輪側プロペラシャフト１１５（図１参照）とを介してリヤデフ１１７（図１参照）に伝達される。また、デフケース３には、回転ケース５が回転可能に収容されている。
【００１８】
回転ケース５は、デフケース３と相対回転可能に配置され、軸方向の一側に噛み合い歯１９が形成されている。この噛み合い歯１９は、後述する動力断続用クラッチ９の動力断続用クラッチリング１５の噛み合い歯２１と噛み合うことによってデフケース３と回転ケース５とが連結し、回転ケース５が回転駆動される。また、回転ケース５内には、差動機構７が収容されている。
【００１９】
差動機構７は、ピニオンシャフト２３と、ピニオンギヤ２５と、サイドギヤ２７，２９とから構成されている。
【００２０】
ピニオンシャフト２３は、端部を回転ケース５に係合してピン３１によって抜け止めされ、回転ケース５と一体に回転駆動される。ピニオンギヤ２５は、ピニオンシャフト２３に回転可能に支承され、一対のサイドギヤ２７，２９と噛み合っている。このピニオンギヤ２５は、一対のサイドギヤ２７，２９にエンジン１０１側からの駆動力を伝達すると共に、一対のサイドギヤ２７，２９に差回転が生じると差回転を吸収するようにピニオンシャフト２３に支承されている。
【００２１】
サイドギヤ２７，２９は、ボス部３３，３５が形成されている。ボス部３３，３５は、外周側においてデフケースの支承部３７，３９でデフケース３に回転自在に支承されている。また、ボス部３３，３５の内周側には、左右の前輪１０９，１１１側に連結された車軸がスプライン連結される。また、サイドギヤ２７には、噛み合い歯４１が形成されている。この噛み合い歯４１は、後述する差動制限用クラッチ１１の差動制限用クラッチリング１７の噛み合い歯４３と噛み合うことによってサイドギヤ２７とデフケース３とが連結し、差動機構７での差動が制限される。
【００２２】
動力断続用クラッチ９は、回転ケース５の噛み合い歯１９と、動力断続用クラッチリング１５の噛み合い歯２１とで構成されている。動力断続用クラッチリング１５は、デフケース３に形成された３箇所の動力断続用支持部４５によって軸方向移動可能に支持されている。この動力断続用クラッチリング１５の内周側には、差動制限用クラッチ１１の差動制限用クラッチリング１７がデフケース３に支持されている。
【００２３】
差動制限用クラッチ１１は、サイドギヤ２７の噛み合い歯４１と、差動制限用クラッチリング１７の噛み合い歯４３とで構成されている。差動制限用クラッチリング１７は、動力断続用支持部４５よりも内周側でデフケース３に形成された３箇所の差動制限用支持部４７によって軸方向移動可能に支持されている。
【００２４】
このような動力断続用クラッチリング１５と差動制限用クラッチリング１７は、操作手段１３によって移動操作される。
【００２５】
操作手段１３は、電磁石４９と、プランジャ５１と、動力断続用スプリング５３（第１のスプリング）と、差動制限用スプリング５５（第２のスプリング）とから構成されている。
【００２６】
電磁石４９は、トランスミッション１０３（図１参照）内で回り止め部材（不図示）によって回り止めされ、デフケース３のボス部５７の外周側に支持されている。この電磁石４９の内周側には、プランジャ５１がデフケース３のボス部５７の外周側に支持されている。プランジャ５１は、磁性材料から形成され、内周側にはスライド押圧部材５９がプランジャ５１と一体的に設けられている。スライド押圧部材５９は、非磁性材料から形成され、デフケース３のボス部５７の外周側に軸方向移動可能に支持されている。電磁石４９に通電すると、プランジャ５１が図２中軸方向右方へ移動操作され、このプランジャ５１の移動と共にスライド押圧部材５９も軸方向右方へ移動操作され、スライド押圧部材５９が差動制限用スプリング５５と差動制限用クラッチリング１７を軸方向右方へ押圧する。
【００２７】
差動制限用スプリング５５は、差動制限用クラッチリング１７とスライド押圧部材５９との間に配置され、差動制限用クラッチリング１７の内周側に固定されたリテーナ６１に支持されている。リテーナ６１がスライド押圧部材５９によって押圧されると、差動制限用スプリング５５が図２中軸方向右方へ移動操作され、動力断続用スプリング５３とリテーナ６３と動力断続用クラッチリング１５を軸方向右方へ押圧する。
【００２８】
動力断続用スプリング５３は、差動制限用スプリング５５とデフケース３との間に配置され、動力断続用クラッチリング１５の内周側に固定されたリテーナ６３に支持されている。リテーナ６３が差動制限用スプリング５５によって押圧されると、動力断続用クラッチリング１５が図２中軸方向右方へ移動し、動力断続用クラッチ９が連結されて回転ケース５が回転駆動され、エンジン１０１の駆動力が前輪１０９，１１１側に伝達される。
【００２９】
ここで、図４に示すように、動力断続用スプリング５３と差動制限用スプリング５５とでは、ばね特性がそれぞれ異なっている。動力断続用スプリング５３は、差動制限用スプリング５５よりも低い荷重で変位する。差動制限用スプリング５５は、動力断続用スプリング５３が変位する荷重では変位せず、動力断続用スプリング５３の変位が終了した後、さらに荷重が掛かると変位する。
【００３０】
これらのばね特性により、図５に示すように、スライド押圧部材５９（図２参照）を軸方向移動させると、まず、差動制限用スプリング５５が変位せずに軸方向に移動操作され、動力断続用スプリング５３が差動制限用スプリング５５に押圧されて変位する。このとき、動力断続用クラッチリング１５が軸方向に移動操作され、動力断続用クラッチ９が連結される。また、この状態では、差動制限用クラッチ１１は、連結されていない。次に、動力断続用スプリング５３が変位した状態で、さらにスライド押圧部材５９を軸方向移動させると、差動制限用スプリング５５が変位する。このとき、差動制限用クラッチリング１７が軸方向に移動操作され、差動制限用クラッチ１１が連結される。
【００３１】
このように、動力断続用スプリング５３と差動制限用スプリング５５とのばね特性を変えることにより、電磁石４９への通電量を調節することによって動力断続用クラッチ９のみを連結させたり、動力断続用クラッチ９と差動制限用クラッチ１１を連結させることができる。
【００３２】
なお、スプリングのばね特性は、材質、巻数、太さ等を変更することによって調節することができる。また、スプリングを変位させるアクチュエータとして本実施形態では電磁石４９等としたが、圧力源を有するアクチュエータ等でも良く、スプリングを変位させることができるものであれば良い。
【００３３】
このようなデファレンシャル装置では、動力断続用クラッチリング１５と差動制限用クラッチリング１７がそれぞれデフケース３に支持されているので、動力断続用クラッチ９が連結された状態でデフケース３に過大なトルクが入力されたとしても、差動制限用クラッチリング１７とサイドギヤ２７との間はフリーの状態であるため、カムスラスト力が発生することがなく、差動制限用クラッチ１１が連結状態になることがない。このため、動力断続用クラッチ９と差動制限用クラッチ１１とをそれぞれ別々に安定して断続することができる。
【００３４】
また、動力断続用スプリング５３と差動制限用スプリング５５のばね特性がそれぞれ異なるので、１つの電磁石４９等のアクチュエータによって動力断続用クラッチ９と差動制限用クラッチ１１とをそれぞれ別々に断続することができる。
【００３５】
さらに、差動制限用スプリング５５は動力断続用クラッチ９が連結した後、差動制限用クラッチ１１を連結させるように作動するばね特性を有するので、動力断続用クラッチ９のみを連結させようとしたとき、差動制限用クラッチ１１が連結することがない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態のデファレンシャル装置が搭載された車両の動力系の概略図である。
【図２】本実施形態のデファレンシャル装置の図３のＸ−Ｘ断面図である。
【図３】本実施形態のデファレンシャル装置の側面図である。
【図４】本実施形態の動力断続用スプリング、差動制限用スプリングのばね特性を示す図である。
【図５】本実施形態の動力断続用クラッチ、差動制限用クラッチの拡大図であり、（ａ）は初期状態を示す拡大図、（ｂ）は動力断続用クラッチのみが連結した状態の拡大図、（ｃ）は動力断続用クラッチと差動制限用クラッチが連結した状態の拡大図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…デファレンシャル装置
３…デフケース
５…回転ケース
７…差動機構
９…動力断続用クラッチ（第１のクラッチ）
１１…差動制限用クラッチ（第２のクラッチ）
１３…操作手段
１５…動力断続用クラッチリング（第１のクラッチリング）
１７…差動制限用クラッチリング（第２のクラッチリング）
１９，２１，４１，４３…噛み合い歯
２３…ピニオンシャフト
２５…ピニオンギヤ
２７，２９…サイドギヤ
４５…動力断続用支持部
４７…差動制限用支持部
５３…動力断続用スプリング（第１のスプリング）
５５…差動制限用スプリング（第２のスプリング）
６１，６３…リテーナ
１０１…エンジン
１０３…トランスミッション
１０５，１０７…前車軸
１０９，１１１…前輪
１１３…トランスファ
１１５…後輪側プロペラシャフト
１１７…リヤデフ
１１９，１２１…後車軸
１２３，１２５…後輪
１２７…差動制限機構
【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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