(57)【要約】【課題】入力部材を分割構造としながら、クラッチ機構及びアクチュエータを備えた装置の大型化を抑制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】入力部材３と一対の出力部材５，７と中間部材９とを備えたデファレンシャル機構１１と、クラッチ部材１３の作動によりデファレンシャル機構１１の伝達トルクを断続するクラッチ機構１５と、クラッチ部材１３を作動させるアクチュエータ１７とを備えたデファレンシャル装置１において、入力部材３が、各種部材を収容可能な筒状部１９と、筒状部１９の軸方向一側に固定される第１の端壁２３と、筒状部１９の軸方向他側に形成された第２の端壁２５とを有し、クラッチ部材１３を、第１の端壁２３側に配置させ、入力部材３に一体回転可能に係合し、出力部材７を入力部材３に対して断続可能とし、アクチュエータ１７を、第１の端壁２３に軸方向に対向配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルクが入力される入力部材と、相対回転可能に配置され前記入力部材へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材と、前記入力部材と前記一対の出力部材との間の動力伝達経路に設けられた中間部材とを備えたデファレンシャル機構と、前記入力部材と前記一対の出力部材と前記中間部材とのうち２つの部材間を断続可能に配置されたクラッチ部材を備えたクラッチ機構と、前記クラッチ部材を第１の位置と第２の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置であって、
前記入力部材は、前記一対の出力部材と前記中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて固定される第１の端壁と、前記筒状部の軸方向他側に一体形成された第２の端壁とを有し、
前記クラッチ部材は、前記第１の端壁側に配置され、前記入力部材に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、前記一対の出力部材の一方或いは前記中間部材を前記入力部材に対して断続可能であり、
前記アクチュエータは、前記第１の端壁に軸方向に対向配置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、
前記筒状部の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部が一体形成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３】
請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
前記筒状部と前記第１の端壁との固定部は、前記クラッチ部材の外径側に配置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４】
請求項３記載のデファレンシャル装置であって、
前記固定部は、前記筒状部と前記第１の端壁とを一体に結合させる締結部材を備え、
前記第１の端壁には、前記筒状部と前記アクチュエータとの間に位置して前記締結部材を収容する凹部が設けら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５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、
前記アクチュエータは、電磁石を有し、前記第１の端壁は、前記電磁石が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成すことを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載のデファレンシャル装置であって、
前記締結部材と前記アクチュエータとの軸方向間には、空隙が設けられており、前記クラッチ部材と一体連結し、前記入力部材外部にクラッチ部材の作動を取り出し可能な連動部材が配置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７】
請求項４乃至６のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、
前記締結部材は、前記第１の端壁を前記筒状部に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等配置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８】
請求項７記載のデファレンシャル装置であって、
前記複数のボルトは、軸長さの異なる複数種を有してい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、車両に適用されるデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デファレンシャル装置としては、駆動トルクが入力される入力部材と、相対回転可能に配置され入力部材へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材と、入力部材と一対の出力部材とに連結する中間部材とを備え、入力部材へ入力された駆動トルクを中間部材を介して一対の出力部材に伝達するデファレンシャル機構と、入力部材と一対の出力部材と中間部材とのうち２つの部材間に配置されたクラッチ部材を備え、クラッチ部材の作動により２つの部材間の伝達トルクを断続するクラッチ機構と、クラッチ部材を第１の位置と第２の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータとを備えたものがしられている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
近年、車両の重量低減や走行抵抗の軽減を目的として、デファレンシャル装置における構成部材のサイズや使用材料に着目し、小型軽量化が進められている。上記特許文献１，２のようなデファレンシャル装置では、中間部材としてのピニオンを、所定駆動トルクを分散させ、また高強度材料を使用し、２ピニオンタイプから３ピニオン又は４ピニオンのタイプに移行させて小型化が図られている。これにより、入力部材としてのデフケースに収容される複数のピニオンの占有スペースを省くことができ、デフケースの外径も小型化することができる。
【０００４】
しかしながら、ピニオンの数を増やすことによる弊害が生じることとなった。従来、２ピニオンタイプでは、１ピースを基本とするデフケースの筒状部の外周に開口を形成し、この開口からピニオンや一対の出力部材としての一対のサイドギヤを組込むことができたが、３ピニオンや４ピニオンタイプでは、デフケースにおけるピニオンの保持形状がデフケースの周方向に分散されるため、デフケースの外周にピニオンや一対のサイドギヤを組込み可能な開口形状を形成することが困難になった。
【０００５】
このため、デフケースは、各種部材を組込み可能なように、デフケースを少なくとも２分割構成する必要があり、デフケースの分割構造が種々提案されてきた。
【０００６】
さらに、クラッチ機構を備えたデファレンシャル装置においては、クラッチ機構は、非回転系の部材を含むので、当然ながらデフケースの外部に配置されている。また、デファレンシャル装置は、非回転系の静止側部材であるキャリアハウジングに収容されている。
【０００７】
このため、デファレンシャル装置は、キャリアハウジング内に干渉することなく、省スペースで配置される必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１４４１９号公報
【特許文献２】特開２０１０−７８１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、デフケースのフランジ部側にアクチュエータを配置し、フランジ部と逆側にデフケースの分割部を設けている。このような分割部の構造は、シンプルでコンパクトに形成されているが、デフケースのフランジ部の内周側に位置するアクチュエータは、デフケースの軸方向外側に張り出してしまい、キャリアハウジングとの干渉の問題が生じ、キャリアハウジング内への搭載性を悪化していた。
【００１０】
これに対して、上記特許文献２のようなデファレンシャル装置では、デフケースのフランジ部側に分割部を設けて、フランジ部と逆側にアクチュエータを配置している。このフランジ部側の構造は、従来から行われている一般的な分割構造であるが、フランジ部の割り面が大径であるので、加工形成が容易ではなく、デフケースへ入力される駆動トルクを筒状部が一体形成された一方のフランジ部で受けてピニオンに伝達する必要があり、大きな駆動トルクが入力するにはフランジ部をさらに大径化または軸方向肉厚の増厚化をする必要があり、キャリアハウジングとの干渉の問題が生じ、上記特許文献１と同様にキャリアハウジング内への搭載性を悪化していた。
【００１１】
そこで、この発明は、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制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】
【００１２】
本発明は、駆動トルクが入力される入力部材と、相対回転可能に配置され前記入力部材へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材と、前記入力部材と前記一対の出力部材との間の伝達経路に設けられた中間部材とを備えたデファレンシャル機構と、前記入力部材と前記一対の出力部材と前記中間部材とのうち２つの部材間を断続可能に配置されたクラッチ部材を備えたクラッチ機構と、前記クラッチ部材を第１の位置と第２の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置であって、前記入力部材は、前記一対の出力部材と前記中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて固定される第１の端壁と、前記筒状部の軸方向他側に一体形成された第２の端壁とを有し、前記クラッチ部材は、前記第１の端壁側に配置され、前記入力部材に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、前記一対の出力部材の一方或いは前記中間部材を前記入力部材に対して断続可能であり、前記アクチュエータは、前記第１の端壁に軸方向に対向配置されていることを特徴とする。
【００１３】
このデファレンシャル装置では、入力部材が一対の出力部材と中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて筒状部の端部側に固定される第１の端壁と、筒状部の軸方向他側に一体形成された第２の端壁とを有している。
【００１４】
このため、筒状部と別体に設けられた第１の端壁側から筒状部内に各種部材を収容でき、入力部材の分割構造をシンプルでコンパクトに形成することができる。
【００１５】
また、クラッチ部材が第１の端壁側に配置され、アクチュエータが第１の端壁に軸方向に対向配置されているので、筒状部や筒状部と一体形成された第２の端壁に駆動トルクが入力されるフランジ部を設けることができる。
【００１６】
このため、入力部材の筒状部や第２の端壁は、フランジ部が大径化または軸方向肉厚の増厚化を必要とすることがなく、非回転系静止側部材との干渉を抑制でき、非回転系静止側部材内への搭載性を向上することができる。
【００１７】
従って、このようなデファレンシャル装置では、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制することができるデファレンシャル装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置が適用された車両の動力系を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の第１の端壁の側面図である。（ｂ）は本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の締結部材の長いボルトの側面図である。（ｃ）は本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の締結部材の短いボルトの側面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の第１の端壁側から見た筒状部の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず、図１を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置が適用される車両の動力系の一例について説明する。
【００２１】
図１に示すように、車両の動力系は、エンジンや電動モータなどの駆動源１０１と、変速機構としてのトランスミッション１０３と、２−４切換機構を有するトランスファ１０５と、前輪側プロペラシャフト１０７と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ１０９と、それぞれハブクラッチを備えた前車軸１１１，１１３と、前輪１１５，１１７と、後輪側プロペラシャフト１１９と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフとしてのデファレンシャル装置１と、後車軸１２１，１２３と、後輪１２５，１２７などから構成されている。
【００２２】
このように構成された車両の動力系では、駆動源１０１の駆動力がトランスミッション１０３を介してトランスファ１０５に伝達される。このトランスファ１０５に伝達された駆動力は、常時、後輪側プロペラシャフト１１９を介してデファレンシャル装置１に伝達される。このデファレンシャル装置１に伝達された駆動力は、後車軸１２１，１２３を介して後輪１２５，１２７に配分される。
【００２３】
また、トランスファ１０５の２−４切換機構が４輪駆動を選択しているときには、トランスファ１０５に伝達された駆動力が前輪側プロペラシャフト１０７を介してフロントデフ１０９に伝達される。このフロントデフ１０９に伝達された駆動力は、前車軸１１１，１１３を介してロックされたハブクラッチから前輪１１５，１１７に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態になる。また、２−４切換機構が２輪駆動を選択しているとき及びハブクラッチが解除されたときには、車両は後輪駆動の二輪駆動状態になる。
【００２４】
このような車両に適用されたデファレンシャル装置１には、デファレンシャル機構１１の差動を許容する又は規制するクラッチ機構１５が搭載され、このクラッチ機構１５はアクチュエータ１７によって断続操作される。このアクチュエータ１７によってクラッチ機構１５が接続状態とされると、デファレンシャル機構１１の差動が規制されたロック状態となる。このようなデファレンシャル装置１は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。以下、図２〜図４を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置について説明する。
【００２５】
本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、駆動トルクが入力される入力部材としてのデフケース３と、相対回転可能に配置されデフケース３へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ５，７と、デフケース３と一対のサイドギヤ５，７との間の伝達経路に設けられた中間部材としてのピニオン９を備え、デフケース３へ入力された駆動トルクをピニオン９を介して一対のサイドギヤ５，７に伝達するデファレンシャル機構１１と、デフケース３とサイドギヤ７との間に断続可能に配置されたクラッチ部材１３を備え、クラッチ部材１３の作動によりデフケース３とサイドギヤ７との間の伝達トルクを断続するクラッチ機構１５と、クラッチ部材１３を第１の位置と第２の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータ１７とを備えている。
【００２６】
そして、デフケース３は、一対のサイドギヤ５，７とピニオン９とを収容可能な筒状部１９と、この筒状部１９の軸方向一側に別体に設けられこの筒状部１９の軸方向一側端に締結部材２１により一体に固定される第１の端壁２３と、筒状部１９の軸方向他側に一体形成された第２の端壁２５とを有する。つまり、筒状部１９と第１の端壁２３とを一体結合するように形成された固定部２０は、クラッチ部材１３の外径側に配置されている。
【００２７】
また、クラッチ部材１３は、第１の端壁２３側に配置され、デフケース３の第１の端壁２３に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、サイドギヤ７をデフケース３に対して断続可能である。
【００２８】
さらに、アクチュエータ１７は、第１の端壁２３に軸方向に対向配置されている。
【００２９】
また、筒状部１９の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部２７が一体形成されている。
【００３０】
さらに、筒状部１９に対して第１の端壁２３を一体に固定する締結部材２１は、クラッチ部材１３の外径側に配置されている。
【００３１】
また、第１の端壁２３には、筒状部１９とアクチュエータ１７との間に位置して締結部材２１を収容する凹部２９が設けられている。
【００３２】
さらに、アクチュエータ１７は、電磁石３１を有し、第１の端壁２３は、電磁石３１が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成す。
【００３３】
また、締結部材２１とアクチュエータ１７との軸方向間には、空隙３０が設けられており、クラッチ部材１３と一体連結し、デフケース３外部にクラッチ部材１３の作動を取り出し可能な連動部材３３が配置されている。なお、実施例では、凹部２９の空間に空隙３０が形成されているが、それぞれは別の周方向位置に形成されてもよい。
【００３４】
さらに、締結部材２１は、第１の端壁２３を筒状部１９に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等配置されている。
【００３５】
また、複数のボルトは、後述する理由により軸長さの異なる複数種を有している。
【００３６】
図２〜図４に示すように、デファレンシャル装置１は、デファレンシャル機構１１と、クラッチ機構１５と、アクチュエータ１７とを備えている。デファレンシャル機構１１は、デフケース３と、ピニオンシャフト３５と、ピニオン９と、一対のサイドギヤ５，７とを備えている。
【００３７】
デフケース３は、軸方向両側に形成されたボス部３７，３９でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアハウジング４１などの非回転系静止側部材に回転可能に支持され、筒状部１９と、第１の端壁２３と、第２の端壁２５とを備えている。
【００３８】
筒状部１９は、内部にピニオン９、一対のサイドギヤ５，７などを収容している。なお、第１の端壁２３には、クラッチ部材１３が係合し、軸方向の肉厚範囲内でクラッチ部材１３を収容しているが、クラッチ部材１３は筒状部１９内に部分的に収容されてもよい。この筒状部１９の軸方向一側には、内部に各種部材を収容するための開口４３が設けられ、この開口４３は内部に各種部材を収容した後、第１の端壁２３によって閉塞される。
【００３９】
第１の端壁２３は、電磁石３１の励磁による磁力線を透過する磁性材料からなり、軸方向外側にボス部３９が延設されている。また、第１の端壁２３の外径側には、周方向等間隔に複数（ここでは３つ）の凹部２９が形成されている。この凹部２９には、第１の端壁２３を筒状部１９に固定する締結部材２１が配置されている。
【００４０】
締結部材２１は、第１の端壁２３を筒状部１９の軸方向一側端に対して共締め可能な複数のボルトとなっている。この複数のボルトは、複数本（ここでは３本）単位を一組としており、周方向等間隔に設けられた凹部２９に均等配置されている。また、複数のボルトは、軸長さの異なる長いボルト２１ａと短いボルト２１ｂとを有している。長いボルト２１ａは筒状部１９を挿通する際に、ピニオンシャフト３５との干渉が無い部分に用いられ、短いボルト２１ｂは筒状部１９を挿通する際に、ピニオンシャフト３５との干渉がある部分に用いられ、ピニオンシャフト３５と干渉しない軸長さに設定されている。さらに、クラッチ部材１３に固定される連動部材３３が位置する部分（ここでは中央部分）の締結部材２１は、他の締結部材２１が締結される部分よりも軸方向内部側に配置され、アクチュエータ１７との軸方向間に連動部材３３を配置させるための空隙３０が設けられている。
【００４１】
このような締結部材２１は、クラッチ部材１３の外径側に配置され、クラッチ部材１３の作動に干渉することなく、第１の端壁２３を筒状部１９の軸方向一側端に固定させる。この締結部材２１が締結される筒状部１９の軸方向反対側には、第２の端壁２５が設けられている。
【００４２】
第２の端壁２５は、筒状部１９の軸方向他側に筒状部１９と連続する一部材で形成され、軸方向外側にボス部３７が延設されている。また、第２の端壁２５が位置する筒状部１９の外径側には、リングギヤ（不図示）がボルト締結や溶接などの固定手段によって固定される環状のフランジ部２７が一体形成されている。このリングギヤは、駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース３を回転駆動させる。このようにフランジ部２７にデフケース３の分割部を設けないことにより、フランジ部２７の強度と剛性を十分に保持することができる。また、符号２８で示されるハッチング部分に近接するキャリアハウジング４１の配置エリアに対してフランジ部２７が張り出すことを抑制できる。
【００４３】
このようなデフケース３の筒状部１９には、ピニオンシャフト３５と、ピニオン９と、一対のサイドギヤ５，７とが収容されている。ピニオンシャフト３５は、端部をデフケース３に係合してピン４５で抜け止めされ、デフケース３と一体に回転駆動される。なお、締結部材２１が位置するピン４５のデフケース３からの抜け止めは、短いボルト２１ｂの先端面によって行われている。このピニオンシャフト３５には、ピニオン９が支承されている。
【００４４】
ピニオン９は、デフケース３の周方向等間隔に４つ配置される４ピニオンタイプとなっており、それぞれピニオンシャフト３５に支承されてデフケース３の回転によって公転する。また、ピニオン９の背面側とデフケース３の筒状部１９との間には、ピニオン９の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ４７が配置されている。このピニオン９は、一対のサイドギヤ５，７に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ５，７に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト３５に自転可能に支持されている。
【００４５】
一対のサイドギヤ５，７は、ボス部４９，５１でデフケース３に相対回転可能に支持され、ピニオン９と噛み合っている。また、サイドギヤ５，７とデフケース３との軸方向間には、ピニオン９との噛み合い反力によるサイドギヤ５，７の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ５３，５５が配置されている。この一対のサイドギヤ５，７は、内周側にスプライン形状の連結部５７，５９が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がサイドギヤ５，７と一体回転可能に連結され、デフケース３に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
【００４６】
このようなデファレンシャル機構１１のデフケース３には、デフケース３とサイドギヤ７との間の直接的な動力伝達、詳細にはデファレンシャル機構１１の差動を許容又は規制するように断続するクラッチ機構１５が収容されており、クラッチ機構１５が接続されると、デフケース３とサイドギヤ７とが接続され、デファレンシャル機構１１の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース３に入力された駆動力が一対のサイドギヤ５，７に対して均等に出力される。
【００４７】
クラッチ機構１５は、クラッチ部材１３と、断続部６１とを備えている。クラッチ部材１３は、基部６３と、係合凸部６５と、噛み合い歯６７とから構成されている。基部６３は、環状に形成され、サイドギヤ７のボス部５１の外周側でサイドギヤ７の背面側とデフケース３の第１の端壁２３との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、基部６３の外周面は、デフケース３の第１の端壁２３の内周支持面に対して径方向に支持され、クラッチ部材１３がセンタリングされている。また、基部６３とサイドギヤ７の背面との軸方向間には、クラッチ部材１３を断続部６１の接続解除方向に付勢する板バネ或いはウェブバネの環状のリターンスプリング６９が配置されている。この基部６３のデフケース３の第１の端壁２３側には、係合凸部６５が設けられている。
【００４８】
係合凸部６５は、基部６３の側面に基部６３と連続する一部材として周方向等間隔に複数（ここでは３つ）設けられている。なお、基部６３と係合凸部６５とを別体で形成し、一体的に固定してもよい。また、係合凸部６５は、基部６３の外周部に複数箇所形成し第１の端壁に形成した凹部と係合させてもよい。実施例の係合凸部６５は、デフケース３の第１の端壁２３の回転方向間に開口して設けられた複数（ここでは３つ）の係合窓部７１に係合してクラッチ部材１３がデフケース３に回り止めされ、デフケース３と一体回転可能に配置されている。
【００４９】
この係合凸部６５と係合窓部７１との周方向の対向面には、同一傾斜のカム面が形成されている。このため、クラッチ部材１３が断続部６１の接続方向に移動されたときに、デフケース３の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材１３をさらに断続部６１の噛み合い方向に移動させ、断続部６１の接続を強化させる。
【００５０】
このような係合凸部６５の基部６３を軸方向に挟んだ反対側の基部６３の側面には、複数の噛み合い歯６７が設けられ、この噛み合い歯６７と軸方向に対向するサイドギヤ７の背面側には、複数の噛み合い歯７３が設けられ、これらの噛み合い歯６７，７３で断続部６１が構成されている。
【００５１】
断続部６１は、クラッチ部材１３とサイドギヤ７の背面側との軸方向間に設けられ、クラッチ部材１３とサイドギヤ７の背面側とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯６７，７３となっている。この断続部６１が互いに噛み合うことにより、クラッチ部材１３とサイドギヤ７とが一体回転可能に接続、すなわちデフケース３とサイドギヤ７とが一体回転可能に接続され、デファレンシャル機構１１の差動がロック状態となる。このような断続部６１は、クラッチ部材１３を移動操作するアクチュエータ１７によって制御可能に断続操作される。
【００５２】
アクチュエータ１７は、電磁石３１と、可動部材７５と、第１の端壁２３とを備えている。電磁石３１は、デフケース３のボス部３９の外周側で第１の端壁２３に対して軸方向に隣接配置され、電磁コイル７７と、コア７９とを備えている。
【００５３】
電磁コイル７７は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル７７には、外部に引き出されてコントローラ（不図示）にコネクタ８１を介して接続されるリード線８３が接続され、コネクタコントローラによって通電が制御されている。この電磁コイル７７の周囲には、コア７９が配置されている。
【００５４】
コア７９は、電磁コイル７７への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。このコア７９は、電磁コイル７７の内外周面及び電磁コイル７７の第１の端壁２３と反対側に位置する軸方向一側端面を覆っている。また、コア７９の軸方向外側の端面には、デフケース３のボス部３９の外周に固定された固定部材８５によって軸方向外方への位置決めがなされている。なお、コア７９には、キャリアハウジング４１に係合して電磁石３１を回転方向に回り止めさせる回り止め部８０が設けられている。また、コア７９の外径側には、デフケース３の第１の端壁２３から軸方向に延設された延設部８７が磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって配置されている。このような電磁石３１の内径側には、可動部材７５が配置されている。
【００５５】
可動部材７５は、電磁石３１の内径側でデフケース３のボス部３９の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ８９と、リング部材９１とを備えている。プランジャ８９は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石３１の内径側に配置されている。このプランジャ８９の内周には、リング部材９１が一体に固定されている。
【００５６】
リング部材９１は、非磁性材料から形成され、プランジャ８９の内周側からデフケース３側へ磁束が漏れることを防止している。また、リング部材９１は、デフケース３のボス部３９の外周に軸方向移動可能に配置され、固定部材８５によって軸方向一側への移動規制がなされている。このリング部材９１には、デフケース３の第１の端壁２３の係合窓部７１内で、クラッチ部材１３の係合凸部６５との軸方向の対向面に互いに当接するように軸方向他側に凸状に設けられた押圧部９３が設けられている。この押圧部９３は、電磁石３１によって作動される可動部材７５による軸方向の移動操作力をクラッチ部材１３に伝達し、クラッチ部材１３を断続部６１の接続方向に押圧操作する。
【００５７】
なお、本実施例のように電磁石３１と第１の端壁２３との軸方向相対位置を不変すべく、図２に示すように、コア７９と延設部８７との間に摺動接触面を設けてもよいが、電磁石３１が第１の端壁２３に対して軸方向相対位置を変化させてクラッチ部材１３を押圧操作してもよい。この場合、係合凸部６５などの係合窓部７１を軸方向に貫通する部分は別体に構成され、相対回転部にはニードルベアリングやスラストワッシャなどの摩擦抑制部材を配置するとよい。
【００５８】
このような可動部材７５によって移動操作されるクラッチ部材１３の作動位置を検出することにより、断続部６１の状態を検出することができる。詳細には、クラッチ部材１３は、可動部材７５によって第１の位置である断続部６１の接続位置と第２の位置である断続部６１の接続解除位置との間を軸方向移動されるので、クラッチ部材１３の作動位置を検出することにより、断続部６１の状態を検出することができ、デファレンシャル装置１の状態を検出することができる。このクラッチ部材１３の作動位置は、連動部材３３と通電状態をＯＮ−ＯＦＦにより検出するポジションスイッチ９５によって検知される。
【００５９】
連動部材３３は、半径方向の断面がＬ字状に形成され、一端側がクラッチ部材１３の係合凸部６５の端面にネジなどの固定手段によって固定されている。この連動部材３３は、締結部材２１と電磁石３１との軸方向間に形成された空隙３０に配置され、クラッチ部材１３の軸方向移動に連動してクラッチ部材１３と一体に軸方向移動される。このような連動部材３３の他端側は環状部分３４を成し、軸方向に対向してポジションスイッチ９５が配置されている。
【００６０】
ポジションスイッチ９５は、キャリアハウジング４１に固定され、接点部９７が連動部材３３の他端側の環状部分３４に当接されている。この接点部９７は、連動部材３３の軸方向移動によって、ＯＮ−ＯＦＦ操作される。このポジションスイッチ９５の接点部９７の状態により、クラッチ部材１３の作動位置を検出し、デファレンシャル装置１の状態を検知することができる。
【００６１】
このように構成されたデファレンシャル装置１では、電磁石３１の励磁によりコア７９とプランジャ８９とデフケース３の第１の端壁２３を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ８９がクラッチ部材１３側に移動操作され、リング部材９１が押圧部９３を介してクラッチ部材１３を押圧する。この可動部材７５によるクラッチ部材１３の押圧操作により、クラッチ部材１３がリターンスプリング６９の付勢力に抗して断続部６１の接続方向に移動され、断続部６１が接続される。この断続部６１の接続により、サイドギヤ７とクラッチ部材１３とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ７とデフケース３とが接続されてデファレンシャル機構１１がロック状態となる。
【００６２】
また、断続部６１の接続解除では、電磁石３１への通電を停止することにより、クラッチ部材１３がリターンスプリング６９の付勢力によって断続部６１の接続解除方向に移動され、断続部６１の接続が解除される。この断続部６１の接続解除により、サイドギヤ７とクラッチ部材１３とが相対回転可能となり、サイドギヤ７とデフケース３とが相対回転可能となってデファレンシャル機構１１のロック状態が解除され、デファレンシャル機構１１の通常の作動機能が行われる。
【００６３】
このようなデファレンシャル装置１では、デフケース３が一対のサイドギヤ５，７とピニオン９とを収容可能な筒状部１９と、この筒状部１９の軸方向一側に別体に設けられ締結部材２１により筒状部１９の軸方向一側端に一体に固定される第１の端壁２３と、筒状部１９の軸方向他側に一体形成された第２の端壁２５とを有している。
【００６４】
このため、筒状部１９と別体に設けられた第１の端壁２３側から筒状部１９内に各種部材を収容でき、デフケース３の分割構造をシンプルでコンパクトに形成することができる。
【００６５】
また、クラッチ部材１３が第１の端壁２３側に配置され、アクチュエータ１７が第１の端壁２３に軸方向に対向配置されているので、分割部を有していない筒状部１９や筒状部１９と一体形成された第２の端壁２５に駆動トルクが入力されるフランジ部２７を設けることができる。
【００６６】
このため、デフケース３の筒状部１９や第２の端壁２５は、分割部を有していないので、フランジ部２７が余分に大径化または軸方向肉厚の増厚化を必要とすることがなく、キャリアハウジング４１との干渉を抑制でき、キャリアハウジング４１内への搭載性を向上することができる。
【００６７】
従って、このようなデファレンシャル装置１では、クラッチ機構１５及びアクチュエータ１７を備えたデファレンシャル装置において、デフケース３を分割構造としながら、装置の大型化を抑制することができる。
【００６８】
また、筒状部１９の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部２７が一体形成されているので、分割部を有していない第２の端壁２５側にフランジ部２７が位置され、リングギヤの固定手段がボルトに限定されず、溶接など様々な固定手段を適用することができる。
【００６９】
さらに、筒状部１９に対して第１の端壁２３を一体に固定する締結部材２１は、クラッチ部材１３の外径側に配置されているので、締結部材２１がクラッチ部材１３の作動に干渉することがなく、クラッチ機構１５の断続特性を安定化させることができる。
【００７０】
また、第１の端壁２３には、筒状部１９とアクチュエータ１７との間に位置して締結部材２１を収容する凹部２９が設けられているので、締結部材２１がアクチュエータ１７と干渉することがなく、アクチュエータ１７の配置に影響を及ぼすことがない。加えて、締結部材２１がデフケース３の軸方向に張り出すことがなく、デファレンシャル装置１の大型化を抑制することができる。
【００７１】
さらに、第１の端壁２３は、電磁石３１が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成すので、電磁石３１に隣接配置された第１の端壁２３に磁束を透過することによって、最短の磁束ループでクラッチ部材１３を操作することができ、クラッチ部材１３の作動応答性を向上することができる。
【００７２】
また、締結部材２１とアクチュエータ１７との軸方向間には、空隙が設けられており、クラッチ部材１３と一体連結し、デフケース３外部にクラッチ部材１３の作動を取り出し可能な連動部材３３が配置されているので、デファレンシャル装置１の軸方向の大型化を抑制しつつ、正確なクラッチ部材１３の作動位置を検出することができ、デファレンシャル装置１の状態を正確に検知することができる。
【００７３】
さらに、締結部材２１は、第１の端壁２３を筒状部１９に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等配置されているので、デフケース３の回転バランスへの影響を抑制することができる。
【００７４】
また、複数のボルトは、軸長さの異なる複数種を有しているので、例えば、長いボルト２１ａによって筒状部１９と第１の端壁２３との固定を強化し、短いボルト２１ｂによってピニオンシャフト３５などの他部材との干渉を防止しつつ、他機能として、ピン４５の抜け止めを行うなど、様々な用途によってボルトを使い分けることができる。
【００７５】
なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置では、アクチュエータが電磁式アクチュエータとなっているが、これに限らず、油圧シリンダ・ピストン機構、モータ・ギヤ・カム機構、モータ・ギヤ・ネジ機構、モータ・シフトロッド機構、エアダイアフラムなど、種々のアクチュエータを利用可能である。
【００７６】
また、デファレンシャル装置は、入力部材がデフケース、中間部材がピニオンとなっており、クラッチ機構がデファレンシャル機構の差動を断続するデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっているが、入力部材をアウタケース、中間部材をインナケースとして、クラッチ機構がアウタケースとインナケースとの間の動力伝達を断続する、いわゆるフリーランニングデフと称されるデファレンシャル装置などの考えうる他のデファレンシャル装置であってもよい。加えて、一対の出力部材のうち一方の出力部材が２部材に分割されたアクスルディスコネクトなどにも本発明を適用することができる。
【００７７】
また、筒状部の軸方向一側端に結合される第１の端壁は、固定手段として複数のボルトからなる締結部材を用いていた。しかしながら、他の固定手段として、複数のボルトを用いずに、筒状部と第１の端壁とを直接ネジ締結することが可能であり、又、筒状部と第１の端壁とを溶接することも可能である。他の例示は省くが、固定手段は適宜設計的な変更を加えることができる。いずれの場合でも、筒状部と第１の端壁とを結合する固定部は、クラッチ部材の外径側に配置されていることが本発明の目的を達する上で好ましい。
【符号の説明】
【００７８】
１…デファレンシャル装置
３…デフケース（入力部材）
５，７…サイドギヤ（出力部材）
９…ピニオン（中間部材）
１１…デファレンシャル機構
１３…クラッチ部材
１５…クラッチ機構
１７…アクチュエータ
１９…筒状部
２０…固定部
２１…締結部材
２３…第１の端壁
２５…第２の端壁
２７…フランジ部
２９…凹部
３１…電磁石
３３…連動部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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