(57)【要約】【課題】トルク感応型の差動制限機能を備えながら、低トルク差動回転時の異音・振動の発生を抑制することを可能としたデファレンシャル装置を提供する。【解決手段】デフ・ケース３内に相対回転自在に支持され回転軸芯に沿った方向に対向する一対のサイド・ギヤ５，７と、デフ・ケース３に回転自在に支持されサイド・ギヤ５，７を噛み合い結合するピニオン・ギヤ９とを備え、デフ・ケース３とサイド・ギヤ５，７との間に、サイド・ギヤ５，７、ピニオン・ギヤ９の噛み合い反力でサイド・ギヤ５，７が移動して摩擦係合されサイド・ギヤ５，７の差動回転を制限する第１、第２摩擦係合部６４，６６を設け、サイド・ギヤ５，７とピニオン・ギヤ９との噛合い反力によりサイド・ギヤ５，７に生じる荷重が設定荷重を下回るときにサイド・ギヤ５，７の移動による第１、第２摩擦係合部６４，６６の摩擦係合を阻止する皿ばね５３，５５を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2012233520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持されるケース状の第１回転部材と、
この第１回転部材内に相対回転自在に支持され回転軸芯に沿った方向に対向する一対の第２回転部材と、
前記第１回転部材に回転自在に支持され前記各第２回転部材を噛み合い結合して前記第１回転部材と前記各第２回転部材とを連動回転させると共に第２回転部材間の相対回転を許容する第３回転部材とを備え、
前記第１回転部材と前記各第２回転部材の少なくとも一方との間に、前記第２，第３回転部材の噛み合い反力で該第２回転部材が移動して摩擦係合され第２回転部材の差動回転を制限する摩擦係合部を設け、
前記第２、第３回転部材の噛合い反力により前記第２回転部材に生じる荷重が設定荷重を下回るときに前記第２回転部材の移動による前記摩擦係合部の摩擦係合を阻止するキャンセル部を設けた、
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、
前記キャンセル部は、前記第1、第２回転部材間に介設された弾性体である、
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１回転部材は、デフ・ケースであり、
前記第２回転部材は、左右一対のサイド・ギヤであり、
前記第３回転部材は、ピニオン・ギヤであり、
前記摩擦係合部は、前記サイド・ギヤと前記デフ・ケース側とに形成されたテーパー形状の摩擦係合面であり、
前記弾性体は、内周側が前記サイド・ギヤに当接し外周側が前記デフ・ケースに当接する皿ばねである、
ことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項４】
請求項３記載のデファレンシャル装置であって、
前記皿ばねと前記デフ・ケースとの間に、ワッシャを介設した、
ことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項５】
請求項２記載のデファレンシャル装置であって、
前記第１回転部材は、デフ・ケースであり、
前記第２回転部材は、左右一対のサイド・ギヤであり、
前記第３回転部材は、ピニオン・ギヤであり、
前記摩擦係合部は、前記サイド・ギヤと前記デフ・ケース側とに形成されたテーパー形状の摩擦係合面であり、
前記摩擦係合面間には、テーパー・リングが介設され、
前記弾性体は、内周側が前記サイド・ギヤに当接し外周側が前記テーパー・リングの内周側に当接する皿ばねである、
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、自動車などに供される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、例えば特許文献１に記載のものがある。このデファレンシャル装置は、デフ・ケースに固定されたピニオン・シャフトと、ピニオン・シャフト上に回転自在に支承されたピニオン・ギヤと、ピニオン・ギヤと噛み合うサイド・ギヤとからなるベベル・ギヤ式の差動ギヤ機構を備えており、サイド・ギヤはそれぞれの車軸にスプライン連結される。
【０００３】
各サイド・ギヤ及びデフ・ケース側には、テーパー状の摩擦係合面が形成され、コ−ン・クラッチを構成する。
【０００４】
サイド・ギヤ間には、コイル・スプリングが介設され、摩擦係合面が差動回転当初からある程度締結され、イニシャルトルクが付与されている。
【０００５】
したがって、サイド・ギヤ１の噛み合い反力が伝達トルクに比例して大きくなると、摩擦係合面が比例して締結され、その摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が得られる。
【０００６】
このトルク感応型差動制限機能によって差動ギヤ機構の差動回転が制限され、特に、大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などに、車両の操縦性、安定性が向上する。
【０００７】
さらに、車両の発進時や加速時、あるいは、悪路や低μ路で一方の駆動輪が空転しようとするときでも、イニシャルトルクによりグリップ側の車輪に駆動力が送られて、走破性が高く保たれ、発進性や加速性が向上する。
【０００８】
しかし、イニシャルトルクにより低トルク時より差動制限トルクが発生して異音・振動の発生がみられ、運転者に違和感を与えるという問題があった。特に、車庫入れや駐車スペースへの移動時などに発生し、改善が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２６３８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
解決しようとする問題点は、トルク感応型の差動制限機能により、低トルク差動回転時に異音・振動の発生がみられ、運転者に違和感を与える点である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明は、トルク感応型の差動制限機能を備えながら、低トルク差動回転時の異音・振動の発生を抑制するため、回転自在に支持されるケース状の第１回転部材と、この第１回転部材内に相対回転自在に支持され回転軸芯に沿った方向に対向する一対の第２回転部材と、前記第１回転部材に回転自在に支持され前記各第２回転部材を噛み合い結合して前記第１回転部材と前記各第２回転部材とを連動回転させると共に第２回転部材間の相対回転を許容する第３回転部材とを備え、前記第１回転部材と前記各第２回転部材の少なくとも一方との間に、前記第２，第３回転部材の噛み合い反力で該第２回転部材が移動して摩擦係合され第２回転部材の差動回転を制限する摩擦係合部を設け、前記第２、第３回転部材の噛合い反力により前記第２回転部材に生じる荷重が設定荷重を下回るときに前記第２回転部材の移動による前記摩擦係合部の摩擦係合を阻止するキャンセル部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のデファレンシャル装置は、上記構成であるから、キャンセル部により第２回転部材に生じる荷重が設定荷重を下回るときに前記第２回転部材の移動による前記摩擦係合部の摩擦係合を阻止することができるため、車庫入れなどの低トルク差動回転時にトルク感応型の差動制限機能をキャンセルすることができ、異音・振動の発生を抑制することができる。
【００１３】
高速走行時の直進安定性確保、悪路走破や高速コーナリング走行などの際には、トルク感応型の差動制限機能を発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】上下半断面が９０度異なる位置におけるデファレンシャル装置の断面図である。（実施例１）
【図２】ＴＢＲと走行状態との関係を示すグラフである。（実施例１）
【図３】上下半断面が９０度異なる位置におけるデファレンシャル装置の断面図である。（実施例２）
【図４】上下半断面が９０度異なる位置におけるデファレンシャル装置の断面図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００１５】
トルク感応型の差動制限機能を備えながら、異音・振動の発生を抑制するという目的を、第２回転部材に生じる荷重が設定荷重を下回るときに第２回転部材の移動による摩擦係合部の摩擦係合を阻止するキャンセル部により実現した。
【実施例１】
【００１６】
［デファレンシャル装置の構成］
図１は本発明の実施例１に係り、デファレンシャル装置の断面図である。なお、図１において上半分と下半分とは９０°断面位置が異なっている。
【００１７】
図１のデファレンシャル装置１は、例えば左右の後輪間に配置され、リヤ・デファレンシャル装置として構成されている。
【００１８】
このデファレンシャル装置１は、車体側のデフ・キャリア内に回転自在に支持される。デファレンシャル装置１には、左右のアクスル・シャフトの一端側がボール型等速ジョイント等を介して結合され、アクスル・シャフトの他端側はボール型等速ジョイントを介して左右の後輪側に結合される。
【００１９】
従って、エンジンの駆動力により、デファレンシャル装置１へトルクが伝達されると、デファレンシャル装置１から左右のアクスル・シャフトを介して左右の後輪側へトルクが伝達され、左右の後輪によって駆動を行うことができる。
【００２０】
デファレンシャル装置１は、第１回転部材としてデフ・ケース３と、一対の第２回転部材としてサイド・ギヤ５，７と、第３回転部材としてピニオン・ギヤ９とを備えている。
【００２１】
デフ・ケース３は、本体部１１と端板部１３とからなっている。本体部１１と端板部１３とは、フランジ１５，１７がビス１８によって締結されている。フランジ１５，１７には、締結穴２１，２３に挿通される図示しないボルトにナットが締結されて、図示しないリング・ギヤが共締め固定される。デフ・ケース３には、潤滑用の窓３ａ，３ｂ，３ｃが形成されている。
【００２２】
本体部１１の一方の壁部１９側には、摩擦係合面としてテーパー形状の第１摩擦受け面２５が設けられている。端板部１３には、第１摩擦受け面２５に対応して、第２摩擦受け面２７が設けられている。
【００２３】
本体部１１の壁部１９及び端板部１３の内面には、第１、第２摩擦受け面２５，２７よりも内周側に凸条部２９，３１が周回状に形成されている。凸条部２９，３１には、係止溝３３，３５が形成されている。
【００２４】
本体部１１と端板部１３との内周部側には、ボス部３７，３９が設けられている。
【００２５】
サイド・ギヤ５，７は、ベベル・ギヤで構成され、内周側に結合ボス部４１，４３が設けられている。結合ボス部４１，４３には、インナー・スプライン４５，４７が設けられている。インナー・スプライン４５，４７には、ボス部３７，３９を貫通する左右のアクスル・シャフトがスプライン係合する。ボス部３７，３９には、サイド・ギヤ５，７の背面側には、凹条の皿ばね支持部４９，５１が周回状に設けられている。
【００２６】
皿ばね支持部４９，５１には、キャンセル部である弾性体として皿ばね５３，５５が収容支持され、デフ・ケース３の凸条部２９，３１とサイド・ギヤ５，７との間に介設されている。この皿ばね５３，５５は凸条部２９，３１に当接している。
【００２７】
したがって、皿ばね５３，５５は、差動回転が設定回転数を下回るときにサイド・ギヤ５，７の移動によるデフ・ケース３との間の摩擦係合部の摩擦係合を阻止する構成となっている。
【００２８】
サイド・ギヤ５，７のギヤ部５７，５９の背後側外周には、摩擦係合面としてテーパー形状の第１、第２摩擦当て面６１，６３が設けられている。この第１、第２摩擦当て面６１，６３と前記第１、第２摩擦受け面２５，２７との間には、第１、第２テーパー・リング６５，６７が介設されている。
【００２９】
各第１、第２テーパー・リング６５，６７には、係合凸部６５ａ，６７ａが設けられている。係合凸部６５ａ，６７ａは、本体部１１及び端板部１３の係止溝３３，３５に回転方向に係合している。
【００３０】
したがって、デフ・ケース３側の実質的な摩擦係合面は、第１、第２テーパー・リング６５，６７の表面で構成され、摩擦摺動は、第１、第２摩擦当て面６１，６３と第１、第２テーパー・リング６５，６７との間で行われる。このため、第１、第２摩擦受け面２５，２７及び第１、第２摩擦当て面６１，６３と第１、第２テーパー・リング６５，６７とで本実施例の第１、第２摩擦係合部６４，６６を構成する。
【００３１】
ピニオン・ギヤ９は、本実施例においてベベル・ギヤで形成され、デフ・ケース３にピニオン・シャフト６９を介して回転自在に支持され、各サイド・ギヤ５，７を噛み合い結合している。ピニオン・シャフト６９は、スプリング・ピン７１によりデフ・ケース３側に抜け止め保持されている。
【００３２】
ピニオン・ギヤ９は、デフ・ケース３とサイド・ギヤ５，７とをデフ・ケース３の回転軸芯を中心に連動回転させると共に、ピニオン・ギヤ９の自転により各サイド・ギヤ５，７間の相対回転を許容する構成となっている。ピニオン・ギヤ９の背面は球面ワッシャ７３によって、デフ・ケース３側に支持されている。
［差動制限機能］
（極低速走行時）
リング・ギヤからデフ・ケース３にトルク伝達が行われると、ピニオン・シャフト６９、ピニオン・ギヤ９を介して両サイド・ギヤ５，７にトルクが伝達され、両サイド・ギヤ５，７がデフ・ケース３と共に一体に回転する。これによって左右のアクスル・シャフトを介して左右の車輪側へトルク伝達を行うことができる。
【００３３】
このとき、ピニオン・ギヤ９とサイド・ギヤ５，７との間の噛み合い反力によって、サイド・ギヤ５，７には軸方向外向きの荷重が発生し相互に離間する方向へ移動しようとする。この場合、デフ・ケース３に入力されるトルクの増大に応じて、ピニオン・ギヤ９とサイド・ギヤ５，７間の噛み合い反力は、すなわち、サイド・ギヤ５，７に軸方向外向きに生じる荷重は増大する。
【００３４】
このサイド・ギヤ５，７の荷重に皿ばね５３，５５の押圧荷重が対抗し、すなわちサイド・ギヤ５，７に生じる荷重が皿バネの設定荷重を下回り、サイド・ギヤ５，７の移動が阻止され、第１、第２テーパー・リング６５，６７に対する第１、第２摩擦当て面６１，６３の摩擦係合を阻止する。
【００３５】
したがって、車庫入れなど車両の旋回を伴う低トルク差動回転時にトルク感応型の差動制限機能をキャンセルすることができ、第１、第２摩擦係合部６４，６６の摺動を避け、異音・振動の発生を阻止又は抑制することができる。
【００３６】
（通常走行時等）
通常走行、高速直進走行や悪路走行等において、左右車輪間の路面摩擦が異なった時には、差動回転によりサイド・ギヤ５，７に働く噛み合い反力が所定値を上回り、皿ばね５３，５５の設定荷重を上回り、皿ばね５３，５５が撓んで第１、第２摩擦当て面６１，６３が第１、第２テーパー・リング６５，６７側へ移動する。
【００３７】
この移動で第１、第２摩擦当て面６１，６３が、第１、第２摩擦受け面２５，２７の受けによって第１、第２テーパー・リング６５，６７に摩擦係合する。
【００３８】
これによって、サイド・ギヤ５，７間の差動回転が制限され、デファレンシャル装置１は、入力トルクに応じた大きさでサイド・ギヤ５，７間の差動回転を制限し、トルク感応型のリミットスリップデフとして機能することができる。
［ＴＢＲ］
図２は、ＴＢＲと走行状態との関係を示すグラフである。
【００３９】
図２において、横軸が右軸トルク（車軸）、縦軸が左軸トルク（車軸）、第１象限が前進時ＴＢＲ、第３象限が後進時ＴＢＲを示す。
【００４０】
中央部の四角の範囲Ｓが皿ばね５３，５５の対坑で第１、第２テーパー・リング６５，６７に対する第１、第２摩擦当て面６１，６３の摩擦係合が阻止されている状態のデフ・ケース３への低トルク入力領域である。前進、後進の右旋回、左旋回何れの場合も差動制限機能を持たないデファレンシャル装置（いわゆるコンベンショナル・デフ）と同様のＴＢＲとなり、一点鎖線図示のラインと同様の傾き特性となっている。
【００４１】
範囲Ｓを超えると前進、後進の右旋回、左旋回何れの場合も第１、第２テーパー・リング６５，６７に対して第１、第２摩擦当て面６１，６３が摩擦係合し、トルク感応型のリミットスリップデフとして機能し、実線の傾き特性が得られる。
【００４２】
従って、高速走行時における直進安定性を向上させ、また、左右車輪接地面のスプリットμ、悪路走破性、高速コーナリング性能等の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４３】
図３は、実施例２に係り、上下半断面が９０度異なる位置におけるデファレンシャル装置の断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＡを付し、重複した説明は省略する。
【００４４】
図３のように、本実施例のデファレンシャル装置１Ａでは、皿ばね５３，５５とデフ・ケース３との間に、ワッシャ７５，７７を介設した。
【００４５】
したがって、皿ばね５３，５５がワッシャ７５，７７に対して摺動することができ、デフ・ケース３の凸条部２９，３１側の摩耗を抑制することができる。
【００４６】
その他、本実施例でも、実施例１同様の作用効果を奏することができる。
【実施例３】
【００４７】
図４は、実施例３に係り、上下半断面が９０度異なる位置におけるデファレンシャル装置の断面図である。なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一構成部分には同符号を付し、対応する構成部分には同符号にＢを付し、重複した説明は省略する。
【００４８】
図３のように、本実施例のデファレンシャル装置１Ｂでは、皿ばね支持部４９Ｂ，５１Ｂ及び皿ばね５３Ｂ，５５Ｂが径方向に大きく形成され、皿ばね５３Ｂ，５５Ｂの外周側が第１、第２テーパー・リング６５，６７の内周側に当接する構成とされたものである。
【００４９】
したがって、皿ばね５３Ｂ，５５Ｂが第１、第２テーパー・リング６５，６７に対して摺動することができ、デフ・ケース３側の摩耗を抑制することができる。
【００５０】
また、皿ばね５３Ｂ，５５Ｂにより、第１、第２テーパー・リング６５，６７を初期位置に安定的に押圧保持させることができる。
【００５１】
その他、本実施例でも、実施例１同様の作用効果を奏することができる。
［その他］
第１、第２摩擦係合部６４，６６、皿ばね５３，５５、５３Ｂ，５５Ｂは、一方のみ設ける構成にすることもできる。
【００５２】
デファレンシャル装置は、フロント・デファレンシャル装置、センター・デファレンシャル装置などとして構成することもできる。
【００５３】
実施例１，２では、第１、第２テーパー・リング６５，６７を省略することもできる。
【符号の説明】
【００５４】
１，１Ｂ，１Ｃ  デファレンシャル装置
３  デフ・ケース（第１回転部材）
５，７  サイド・ギヤ（第２回転部材）
９  ピニオン・ギヤ（第３回転部材）
２５  第１摩擦受け面（摩擦係合面）
２７  第２摩擦受け面（摩擦係合面）
５３，５３Ｂ，５５，５５Ｂ  皿ばね（キャンセル部、弾性体）
６１  第１摩擦当て面（摩擦係合面）
６３  第２摩擦当て面（摩擦係合面）
６４  第１摩擦係合部
６６  第２摩擦係合部
６５  第１テーパー・リング
６７  第２テーパー・リング
７５，７７  ワッシャ
【図１】
2012233520.tif 000003
【図２】
2012233520.tif 000004
【図３】
2012233520.tif 000005
【図４】
2012233520.tif 000006