(57)【要約】【課題】アウタケースとインナケースとの間の摺動を抑制し、断続部の接続解除状態を保持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】アウタケース３と、インナケース５と、差動ギヤ７と、一対の出力ギヤ９，１１と、アウタケース３とインナケース５との間に設けられアウタケース３とインナケース５との動力伝達を断続する断続部１３と、アウタケース３内に軸方向移動可能に配置され断続部１３を押圧して接続させる押圧部材１５とを備えたデファレンシャル装置１において、インナケース５と押圧部材１５との軸方向間に、押圧部材１５を断続部１３の接続解除方向に付勢する付勢部材１７を配置し、アウタケース３とインナケース５との径方向間に、アウタケース３とインナケース５とを相対回転可能に支持する第１の軸受１９，２１と、付勢部材１７によるインナケース５の軸方向移動を受ける第２の軸受１９とを設けた。【選択図】図１
2013160366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力が入力されるアウタケースと、このアウタケース内に相対回転可能に収容されたインナケースと、このインナケースに支承されて自転可能であると共に前記インナケースの回転によって公転する差動ギヤと、この差動ギヤと噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤと、前記アウタケースと前記インナケースとの間に設けられ前記アウタケースと前記インナケースとの動力伝達を断続する断続部と、前記アウタケース内に軸方向移動可能に配置され前記断続部を押圧して接続させる押圧部材とを備えたデファレンシャル装置であって、
前記インナケースと前記押圧部材との軸方向間には、前記押圧部材を前記断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材が配置され、
前記アウタケースと前記インナケースとの径方向間には、前記アウタケースと前記インナケースとを相対回転可能に支持する第１の軸受と、前記付勢部材による前記インナケースの軸方向移動を受ける第２の軸受と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２】
請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
前記インナケースは、前記差動ギヤと前記一対の出力ギヤとの噛み合い反力による前記一対の出力ギヤの軸方向移動を受ける当接部を有す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、
前記断続部は、前記一対の出力ギヤの外径側にそれぞれ分離して配置された一対の断続部からなり、前記差動ギヤの外径側には、前記一対の断続部を連結して連動させる連結部材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。
【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、駆動力が入力されるアウタケースとしてのデフケースと、このデフケース内に相対回転可能に収容されたインナケースとしてのクラッチ部材と、このクラッチ部材に支承されて自転可能であると共にクラッチ部材の回転によって公転する差動ギヤとしてのベベルピニオンと、このベベルピニオンと噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤとしてのベベルギヤと、デフケースとクラッチ部材との間に設けられデフケースとクラッチ部材との動力伝達を断続する断続部としての摩擦クラッチと、デフケース内に軸方向移動可能に配置され摩擦クラッチを押圧して接続させる押圧部材としての押動部材とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このデファレンシャル装置では、クラッチ部材がデフケース内に内嵌してデフケースと相対回転可能に配置され、摩擦クラッチの断続によってデフケースとクラッチ部材との間の動力伝達が断続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−８３９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、インナケースがアウタケース内に内嵌してアウタケースとインナケースとが相対回転可能に配置されているので、アウタケースとインナケースとの間の摺動抵抗が大きく、断続部が接続解除状態であるにも関わらず、アウタケースとインナケースとの間で動力伝達されてしまう恐れがあった。
【０００６】
また、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、断続部を押圧する押圧部材がリターンスプリングなどの付勢部材によって断続部の接続解除方向に押圧されていない。このため、断続部の接続解除状態で、押圧部材が断続部を押圧して断続部を接続させてしまう可能性があった。
【０００７】
この押圧部材の誤作動による断続部の接続を防止するために、インナケースと押圧部材との軸方向間に、押圧部材を断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材を配置することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、単純に、インナケースと押圧部材との軸方向間に付勢部材を配置させてしまうと、付勢部材の付勢力によってインナケースが移動操作され、インナケースの軸方向端面がアウタケースに当接されてしまう。このような場合にも、断続部が接続解除状態であるにも関わらず、アウタケースとインナケースとの間で摺動が発生してしまう。
【０００９】
そこで、この発明は、アウタケースとインナケースとの間の摺動を抑制し、断続部の接続解除状態を保持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】
【００１０】
本発明は、駆動力が入力されるアウタケースと、このアウタケース内に相対回転可能に収容されたインナケースと、このインナケースに支承されて自転可能であると共に前記インナケースの回転によって公転する差動ギヤと、この差動ギヤと噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤと、前記アウタケースと前記インナケースとの間に設けられ前記アウタケースと前記インナケースとの動力伝達を断続する断続部と、前記アウタケース内に軸方向移動可能に配置され前記断続部を押圧して接続させる押圧部材とを備えたデファレンシャル装置であって、前記インナケースと前記押圧部材との軸方向間には、前記押圧部材を前記断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材が配置され、前記アウタケースと前記インナケースとの径方向間には、前記アウタケースと前記インナケースとを相対回転可能に支持する第１の軸受と、前記付勢部材による前記インナケースの軸方向移動を受ける第２の軸受とが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このデファレンシャル装置では、インナケースと押圧部材との軸方向間に押圧部材を断続部の接続解除方向に付勢する付勢部材が配置されているので、断続部の接続解除状態で、押圧部材が断続部を押圧することがなく、断続部の接続解除状態を保持することができる。
【００１２】
また、アウタケースとインナケースとの径方向間には、アウタケースとインナケースとを相対回転可能に支持する第１の軸受が設けられているので、アウタケースとインナケースとの間の摺動抵抗を大幅に低減させることができる。
【００１３】
さらに、アウタケースとインナケースとの径方向間には、付勢部材によるインナケースの軸方向移動を受ける第２の軸受が設けられているので、付勢部材によってインナケースが軸方向移動されてもアウタケースとインナケースとが直接摺動することがない。
【００１４】
従って、このようなデファレンシャル装置では、アウタケースとインナケースとの間の摺動を抑制し、断続部の接続解除状態を保持することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、アウタケースとインナケースとの間の摺動を抑制し、断続部の接続解除状態を保持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】
【００１６】
【図１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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について説明する。
【００１８】
本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、駆動力が入力されるアウタケース３と、このアウタケース３内に相対回転可能に収容されたインナケース５と、このインナケース５に支承されて自転可能であると共にインナケース５の回転によって公転する差動ギヤとしてのピニオン７と、このピニオン７と噛み合って相対回転可能な一対の出力ギヤとしてのサイドギヤ９，１１と、アウタケース３とインナケース５との間に設けられアウタケース３とインナケース５との動力伝達を断続する断続部１３と、アウタケース３内に軸方向移動可能に配置され断続部１３を押圧して接続させる押圧部材１５とを備えている。
【００１９】
そして、インナケース５と押圧部材１５との軸方向間には、押圧部材１５を断続部１３の接続解除方向に付勢する付勢部材１７が配置され、アウタケース３とインナケース５との径方向間には、アウタケース３とインナケース５とを相対回転可能に支持する第１の軸受１９，２１と、付勢部材１７によるインナケース５の軸方向移動を受ける第２の軸受１９とが設けられている。
【００２０】
また、インナケース５は、差動ギヤとしてのピニオン７と一対の出力ギヤとしての一対のサイドギヤ９，１１との噛み合い反力による一対のサイドギヤ９，１１の軸方向移動を受ける当接部２３，２５を有する。
【００２１】
さらに、断続部１３は、一対のサイドギヤ９，１１の外径側にそれぞれ分離して配置された一対の断続部２７，２９からなり、ピニオン７の外径側には、一対の断続部２７，２９を連結して連動させる連結部材３１が設けられている。
【００２２】
図１に示すように、デファレンシャル装置１は、アウタケース３と、差動機構３３と、断続機構３５と、アクチュエータ３７とを備えている。アウタケース３は、軸方向両側に形成されたボス部３９，４１でそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持され、アウタケース３の径方向の一側壁部を構成するロータ４３と、アウタケース３の径方向の他側壁部と筒状壁とを構成するハウジング４５とから構成されている。
【００２３】
ロータ４３は、磁性材料からなり、軸方向の電磁石８５側に内外径に延設された延設部４４，４６と径方向の壁部４８とが電磁石８５の周囲を覆うように配置され、径方向の壁部が電磁石８５とパイロットクラッチ８１との軸方向間に配置されている。また、径方向の壁部には、磁束ループを形成させるための非磁性材料からなる磁路形成部材４７が溶接などの固定手段によってロータ４３と一体的に設けられている。また、ロータ４３は、電磁石８５のコア９３との径方向間に微小隙間を持って対向するエアギャップが設けられており、電磁石８５のコア９３からロータ４３への磁束の受け渡しが可能となっている。
【００２４】
このロータ４３の軸方向の延設部４４の外周には、ねじ形状の連結部４９が設けられている。この連結部４９には、ハウジング４５が一体回転可能に連結されると共に、ハウジング４５の軸方向端面とロータ４３の軸方向端部に設けられた凸部５１とが当接することによってロータ４３とハウジング４５との軸方向位置が位置決めされ、カシメや溶接などの固定手段によってハウジング４５と一体回転可能に固定される。なお、連結部４９は、ねじ形状に限らず、スプライン結合、或いは圧入などであってもよい。
【００２５】
ハウジング４５は、それぞれ構造用炭素鋼材又は非磁性材料から形成された筒状の部材と蓋状の部材とが溶接などの接合手段によって一体に固定された有底の筒状に形成されている。また、ハウジング４５の内周には、断続部１３の外側クラッチ板、パイロットクラッチ８１の外側プレート及びアーマチャ８３が係合されるスプライン形状の係合部５３が形成されている。
【００２６】
このハウジング４５の外周には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部５５が形成され、リングギヤが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アウタケース３を回転駆動させる。このようなアウタケース３には、差動機構３３が収容されている。
【００２７】
差動機構３３は、インナケース５と、ピニオンシャフト５７と、ピニオン７と、一対のサイドギヤ９，１１とを備えている。インナケース５は、軸方向両側に形成されたボス部５９，６１でそれぞれボールベアリングである第１の軸受１９とニードルベアリングである第１の軸受２１とを介してアウタケース３に相対回転可能に支持されている。この第１の軸受１９，２１でインナケース５とアウタケース３とを相対回転可能に支持することにより、アウタケース３とインナケース５との間の摺動抵抗を大幅に削減することができる。また、インナケース５の一対のサイドギヤ９，１１が位置する外周側には、一対の断続部２７，２９の内側クラッチ板がそれぞれ係合されるスプライン形状の係合部６３，６５が形成されている。このインナケース５には、ピニオンシャフト５７と、ピニオン７と、一対のサイドギヤ９，１１とが収容されている。
【００２８】
ピニオンシャフト５７は、端部をインナケース５に係合してピンなどの抜け止め部材（不図示）で抜け止めされインナケース５と一体に回転駆動される。このピニオンシャフト５７には、ピニオン７が支承されている。
【００２９】
ピニオン７は、インナケース５の周方向等間隔に複数配置され、それぞれピニオンシャフト５７に支承されてインナケース５の回転によって公転する。また、ピニオン７の背面側とインナケース５との径方向間には、ピニオン７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６７が配置されている。このピニオン７は、一対のサイドギヤ９，１１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９，１１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５７に自転可能に支持されている。
【００３０】
一対のサイドギヤ９，１１は、ボス部６９，７１でインナケース５に相対回転可能に支持され、ピニオン７と噛み合っている。また、サイドギヤ９，１１とインナケース５との軸方向間には、ピニオン７との噛み合い反力によるサイドギヤ９，１１の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ７３，７５が配置され、このスラストワッシャ７３，７５を介してインナケース５の当接部２３，２５に噛み合い反力が入力される。このように一対のサイドギヤ９，１１の噛み合い反力をインナケース５のみで受けることにより、動力伝達を安定化させることができる。
【００３１】
この一対のサイドギヤ９，１１は、内周側にスプライン形状の連結部７７，７９が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸（不図示）がそれぞれサイドギヤ９，１１と一体回転可能に連結され、インナケース５に入力された駆動力を出力側の部材に出力する。
【００３２】
このような差動機構３３に伝達される駆動力は、アウタケース３とインナケース５との間に設けられた断続機構３５によって断続される。なお、このようなデファレンシャル装置１は、いわゆるフリーランニングデフとなっている。
【００３３】
断続機構３５は、断続部１３と、押圧部材１５とを備えている。断続部１３は、一対のサイドギヤ９，１１の外径側にそれぞれ分離して配置された一対の断続部２７，２９からなる。この一対の断続部２７，２９は、それぞれ複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。
【００３４】
複数の外側クラッチ板は、アウタケース３の内周に形成された係合部５３に軸方向移動可能でアウタケース３と一体回転可能に係合されている。複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、インナケース５の外周に形成された係合部６３，６５に軸方向移動可能でインナケース５と一体回転可能に係合されている。
【００３５】
この一対の断続部２７，２９は、複数の外側クラッチ板と複数の内側クラッチ板とで構成された多板クラッチであり、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の摩擦クラッチとなっている。このような一対の断続部２７，２９は、連結部材３１によって連結されて連動される。
【００３６】
連結部材３１は、環状に形成され、ピニオン７の外径側で一対の断続部２７，２９の軸方向間に配置されている。なお、連結部材３１は、インナケース５の周方向に複数配置されたロッドなどであってもよい。この連結部材３１は、軸方向両側の端面がそれぞれ一対の断続部２７，２９のクラッチ板に当接され、一対の断続部２７，２９の断続を連動させる。このように連結部材３１をピニオン７の外径側に配置させることにより、インナケース５のピニオン７を支持する支持部の肉厚を確保することができ、インナケース５を径方向にコンパクト化させつつ、ピニオン７の支持を安定化させることができる。このような連結部材３１によって連結された一対の断続部２７，２９は、押圧部材１５によって押圧されて接続される。
【００３７】
押圧部材１５は、インナケース５のボス部６１の外周側で断続部２９に対して軸方向に隣接配置され、アウタケース３内に軸方向移動可能に配置されている。また、押圧部材１５とインナケース５との軸方向間には、押圧部材１５を断続部１３の接続解除方向に付勢する皿バネなどからなる付勢部材１７が配置されている。この付勢部材１７により、断続部１３の接続解除状態では、押圧部材１５が断続部１３を押圧することがなく、断続部１３における引きずりトルクの発生を抑制することができる。この押圧部材１５は、アクチュエータ３７によって断続部１３の接続方向に軸方向移動され、一方の断続部２９と連結部材３１を介して他方の断続部２７に押圧力を付与し、断続部１３を接続させる。
【００３８】
アクチュエータ３７は、パイロットクラッチ８１と、アーマチャ８３と、電磁石８５と、カム機構８７とを備えている。パイロットクラッチ８１は、アウタケース３内でロータ４３とアーマチャ８３との軸方向間に配置されている。このパイロットクラッチ８１は、アウタケース３の係合部５３に軸方向移動可能でアウタケース３と一体回転可能に連結する複数の外側プレートと、カムリング９５の外周に複数の外側プレートに対して軸方向間に交互に配置され軸方向移動可能でカムリング９５と一体回転可能に連結する複数の内側プレートとで構成されている。このようなパイロットクラッチ８１は、アーマチャ８３が電磁石８５の励磁によって吸引移動されることにより接続される。
【００３９】
アーマチャ８３は、磁性材料からなり、軸方向にパイロットクラッチ８１を挟んでロータ４３と対向配置され、アウタケース３の係合部５３に軸方向移動可能でアウタケース３と一体回転可能に係合されている。このアーマチャ８３は、電磁石８５が励磁されたときに形成される磁束ループによって電磁石８５側に吸引移動され、パイロットクラッチ８１を接続させる。
【００４０】
電磁石８５は、ロータ４３内でアウタケース３の外部に配置されると共に、回り止め部材８９によってキャリアなどの静止系部材に回り止めされ、電磁コイル９１とコア９３とを備えている。電磁コイル９１は、合成樹脂などの絶縁部材によってモールド成形され、コア９３の内部に配置されている。
【００４１】
コア９３は、磁性材料からなり、電磁コイル９１とロータ４３との径方向間に配置されてロータ４３と共に磁束を透過して磁束ループを形成させる。このコア９３は、電磁コイル９１とアウタケース３の外部に配置された通電を制御するコントローラ（不図示）とを接続するリード線（不図示）が外部に引き出され、コントローラによる制御によって断続部１３で必要な摩擦トルクを生じさせるように電磁コイル９１に通電される。この電磁コイル９１の通電により、パイロットクラッチ８１が接続され、カム機構８７でスラスト力が発生される。
【００４２】
カム機構８７は、カムリング９５と、カムリング９５と押圧部材１５とに周方向に形成された複数のカム面間に介在されたカムボール９７とからなる。カムリング９５は、インナケース５のボス部６１の外周に軸方向移動可能に配置されている。また、カムリング９５とロータ４３の軸方向間には、カム機構８７で生じるスラスト反力を受けるスラストベアリング９９が配置されている。このカムリング９５の外周には、パイロットクラッチ８１の複数の内側プレートが軸方向移動可能で一体回転可能に係合されている。
【００４３】
カムボール９７は、カムリング９５と押圧部材１５とに周方向に形成された複数のカム面を対向させ、これらのカム面間に介在されている。このカムボール９７は、パイロットクラッチ８１の接続によってカムリング９５と押圧部材１５との間に差回転が生じることにより、パイロットクラッチ８１に生じる摩擦トルクに応じた強さで押圧部材１５を断続部１３側へ軸方向押圧移動させるカムスラスト力を発生させる。
【００４４】
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８５への通電により、コア９３、ロータ４３、パイロットクラッチ８１、アーマチャ８３を介した磁力線が循環されて磁束ループが形成され、アーマチャ８３が電磁石８５側に吸引移動されてパイロットクラッチ８１が締結される。このパイロットクラッチ８１の締結トルクは、カム機構８７を介して軸方向推力に変換され、押圧部材１５が付勢部材１７の付勢力に抗して一方の断続部２９と連結部材３１を介して他方の断続部２７とを押圧して断続部１３が接続される。この断続部１３の接続により、アウタケース３とインナケース５とが接続されて駆動トルクの伝達が可能となる。
【００４５】
この断続部１３の接続状態は、電磁石８５への通電を停止することにより、付勢部材１７の付勢力によって押圧部材１５が断続部１３の接続解除方向に軸方向移動されて解除される。このとき、付勢部材１７の付勢力によってインナケース５は、断続部１３の接続方向に軸方向移動される。この付勢部材１７によるインナケース５の軸方向移動は、第１の軸受としての機能も有するボールベアリングである第２の軸受１９に入力される。このため、断続部１３の接続解除状態では、付勢部材１７の付勢力によってアウタケース３とインナケース５とが摺動することがなく、アウタケース３とインナケース５との間で動力伝達が行われることがない。
【００４６】
このようなデファレンシャル装置１では、インナケース５と押圧部材１５との軸方向間に押圧部材１５を断続部１３の接続解除方向に付勢する付勢部材１７が配置されているので、断続部１３の接続解除状態で、押圧部材１５が断続部１３を押圧することがなく、断続部１３の接続解除状態を保持することができる。
【００４７】
また、アウタケース３とインナケース５との径方向間には、アウタケース３とインナケース５とを相対回転可能に支持する第１の軸受１９，２１が設けられているので、アウタケース３とインナケース５との間の摺動抵抗を大幅に低減させることができる。
【００４８】
さらに、アウタケース３とインナケース５との径方向間には、付勢部材１７によるインナケース５の軸方向移動を受ける第２の軸受１９が設けられているので、付勢部材１７によってインナケース５が軸方向移動されてもアウタケース３とインナケース５とが直接摺動することがない。
【００４９】
従って、このようなデファレンシャル装置１では、アウタケース３とインナケース５との間の摺動を抑制し、断続部１３の接続解除状態を保持することができる。
【００５０】
また、インナケース５は、ピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１との噛み合い反力による一対のサイドギヤ９，１１の軸方向移動を受ける当接部２３，２５を有するので、一対のサイドギヤ９，１１の噛み合い反力をインナケース５のみで受けることができ、動力伝達を安定化させることができる。
【００５１】
さらに、断続部１３は、一対のサイドギヤ９，１１の外径側にそれぞれ分離して配置された一対の断続部２７，２９からなり、ピニオン７の外径側には、一対の断続部２７，２９を連結して連動させる連結部材３１が設けられているので、インナケース５のピニオン７を支持する支持部の肉厚を確保することができ、インナケース５を径方向にコンパクト化させつつ、ピニオン７の支持を安定化させることができる。
【００５２】
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、第１の軸受及び第２の軸受をボールベアリングとし、第１の軸受をニードルベアリングとしているが、これに限らず、軸受を摺動ブッシュのような低摩擦リングとしてもよい。
【００５３】
また、断続部は、一対のサイドギヤの外径側にそれぞれ分離して配置された一対の断続部となっているが、インナケースのピニオンが位置された部分の肉厚に制限がなければ、断続部を分離させずに複数のクラッチ板を並列に配置させてもよい。この場合には、断続部のクラッチ板の枚数を増加させることができ、断続部の断続特性を向上させることができる。
【００５４】
さらに、アクチュエータは、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、押圧部材を移動操作できるものであれば種々のアクチュエータを利用可能である。
【００５５】
本発明のデファレンシャル装置は、４輪駆動車両の副駆動輪側に用いられ、主駆動輪側のみが駆動される２輪駆動状態のときに断続部を切り離して副駆動輪への駆動系路を静止させることができる。
【００５６】
また、他の用途としては、エンジンや電動モータで駆動される駆動系路のデファレンシャル装置として用いられ、断続部を切換え制御することで発進クラッチとして機能させることができる。
【００５７】
加えて、いずれの用い方によっても、断続部に多板クラッチを用いることで、必要な伝達トルクをバリアブルに調整可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…デファレンシャル装置
３…アウタケース
５…インナケース
７…ピニオン（差動ギヤ）
９，１１…一対のサイドギヤ（出力ギヤ）
１３…断続部
１５…押圧部材
１７…付勢部材
１９…第１の軸受，第２の軸受
２１…第１の軸受
２３，２５…当接部
２７，２９…一対の断続部
３１…連結部材
【図１】
2013160366.tif 000003