(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの回転部材間に配設された摩擦クラッチを締結させる押圧機構と、２系統の伝動機構を介して前記押圧機構を作動させる電動モータとを備える摩擦クラッチの締結機構であって、
前記２系統の伝動機構は、前記電動モータの出力軸に連結された軸上に隣接し固定された第１と第２のギヤと前記二つの回転部材のうち一方の回転部材の外周上に共に回転自在に隣接配置され該第１と第２のギヤとそれぞれ噛み合う第３と第４のギヤとを有し、第１と第３のギヤからなる第１の伝動系統と第２と第４のギヤからなる第２の伝動系統とからなると共に該両伝動系統の変速比間に所定の差を有し、前記押圧機構は、互いの対向面に周方向等分に対向して形成され係合するカム部を有する前記第３と第４のギヤと、該第３と第４のギヤに生じる回転速度差に応じて前記カム部のカム作用による前記第３のギヤのスラスト力を受け前記摩擦クラッチを押圧するピストンとを備え、前記カム部が形成された前記第３、第４のギヤにおける前記互いの対向面の両背面にはそれぞれスラストベアリングが当接配置されていることを特徴とする摩擦クラッチの締結機構。
【請求項２】
デフキャリア内に両端の支持部にて回転可能に支持されたデフケ−スに入力されるエンジンの回転を一対の出力側部材に差動配分する差動機構と、該差動機構の差動を制限する摩擦クラッチとを備えるディファレンシャル装置において、前記デフケ−スの支持部よりも軸方向内方に請求項１に記載の摩擦クラッチの締結機構の押圧機構と伝動機構とを備え、前記デフケースが前記一方の回転部材を成していることを特徴とするディファレンシャル装置。
【請求項３】
請求項２に記載のディファレンシャル装置であって、
前記差動機構は、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、前記摩擦クラッチは、前記デフケースと前記二つの回転部材のうち他方の回転部材を成す一方の出力側部材との間に設けられる多板クラッチであることを特徴とするディファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、差動制限機能を有するディファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のアクチュエータとしては特公平８−１９９７１号公報に図４に示すものが開示されている。
【０００３】
このアクチュエータ１０１は、四輪駆動車のセンターデフの差動制限用多板クラッチ１０３の締結用に適用されたものである。モータ１０５が回転すると、モータ軸上の駆動ギヤ１０７，１０９から中間ギヤ１１１，１１３を介して中空軸１１５，１１７へ回転が伝達される。中空軸１１５，１１７へのギヤ比が僅かに異なっているので、中空軸１１５，１１７は相互間に相対回転を伴って回転しようとする。これにより、中空軸１１５，１１７のフランジ状対向面部にそれぞれ形成されたカム部１１９，１２１が中間のローラ１２３を介してカム作用し、中空軸１１５，１１７間にスラストが発生する。
【０００４】
このスラストを利用してベアリング１２５、ピストン１２７を介して多板クラッチ１０３を押圧し、係合させる構成であり、油圧制御に代るモータ１０５の制御によりセンターデフの差動制限を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、モータ１０５がトランスファケース１３１の外に配置されているので、モータ１０５から中空軸１１５，１１７までの噛み合い部品に生じる僅かな位相のズレやガタの累積により回転方向の位相合わせが難しく、加工時に高精度加工を要すると共に、モータ１０５から多板クラッチ１０３へ至るまでの部品点数が多く、コスト高になる。
【０００６】
また、モータ１０５の外部配置によりデフ装置が通常のものとの互換性がなくなるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、摩擦クラッチの締結機構の部品点数の削減と小スペース化と共に、これにより通常のディファレンシャル装置と互換性を有する装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、二つの回転部材間に配設された摩擦クラッチを締結させる押圧機構と、２系統の伝動機構を介して前記押圧機構を作動させる電動モータとを備える摩擦クラッチの締結機構であって、
前記２系統の伝動機構は、前記電動モータの出力軸に連結された軸上に隣接し固定された第１と第２のギヤと前記二つの回転部材のうち一方の回転部材の外周上に共に回転自在に隣接配置され該第１と第２のギヤとそれぞれ噛み合う第３と第４のギヤとを有し、第１と第３のギヤからなる第１の伝動系統と第２と第４のギヤからなる第２の伝動系統とからなると共に該両伝動系統の変速比間に所定の差を有し、前記押圧機構は、互いの対向面に周方向等分に対向して形成され係合するカム部を有する前記第３と第４のギヤと、該第３と第４のギヤに生じる回転速度差に応じて前記カム部のカム作用による前記第３のギヤのスラスト力を受け前記摩擦クラッチを押圧するピストンとを備え、前記カム部が形成された前記第３、第４のギヤにおける前記互いの対向面の両背面にはそれぞれスラストベアリングが当接配置されていることを特徴とする摩擦クラッチの締結機構
【０００９】
したがって、電動モータ軸に連結された軸上の第１と第２のギヤとカム部を有する第３と第４のギヤが直接噛み合う構成であるので、前記従来例のようなカム部が形成された中空軸が不要となり、回転方向の位相合わせが容易になると共に構造が大幅に簡素化されて部品点数が少なく低コストになり、小スペース化が達成される。
【００１０】
なお、カム部は第３、第４のギヤにそれぞれ直接対向形成された面カムや、第３、第４のギヤにそれぞれ形成されたカム溝に転動部材を介したカムを意味する。
【００１１】
また、噛み合い部品が少ないので両伝動系統のガタが少なく、カム作用すなわち摩擦クラッチの締結作用のレスポンスが向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、デフキャリア内に両端の支持部にて回転可能に支持されたデフケ−スに入力されるエンジンの回転を一対の出力側部材に差動配分する差動機構と、該差動機構の差動を制限する摩擦クラッチとを備えるディファレンシャル装置において、前記デフケ−スの支持部よりも軸方向内方に請求項１に記載の摩擦クラッチの締結機構の押圧機構と伝動機構とを備え、前記デフケースが前記一方の回転部材を成していることを特徴とする。
【００１５】
したがって、請求項１に記載の摩擦クラッチの締結機構による作用・効果が得られると共に、該締結機構の押圧機構と伝動機構とをデフケ−スの支持部よりも軸方向内方に備えているので、電動モータをデフキャリア内に収容可能となり、通常のディファレンシャル装置との互換性が維持され、ディファレンシャル装置の配置上有利となると共に、コストが低減される。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のディファレンシャル装置であって、
前記差動機構は、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、前記摩擦クラッチは、前記デフケースと前記二つの回転部材のうち他方の回転部材を成す一方の出力側部材との間に設けられる多板クラッチであることを特徴とする。
【００１７】
したがって、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構を備え、多板クラッチをデフケースと二つの回転部材のうち他方の回転部材を成す一方の出力部材との間に備えたディファレンシャル装置で、請求項２の発明と同等の作用・効果が得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１、図２により説明する。図１は本実施形態の摩擦クラッチの締結機構とこれを備えたリヤディファレンシャル装置の断面図であり、図２は要部の拡大図である。
【００１９】
図１に示すように、リヤディファレンシャル装置１は、デフケース７の両端部にてデフキャリア３（一部を省略して示す）にベアリング５，５を介して回転可能に支持されている。デフケース７にはリングギヤ９がホルト１１により固定されている。リングギヤ９は、同様にデフキャリア３にベアリング１３，１５を介して回転可能に支持されたドライブピニオン１７と噛み合っている。エンジンからの駆動力はカップリング１９、ドライブピニオン１７、リングギヤ９を経てデフケース７に入力される。
【００２０】
差動機構２１はベベルギヤ式で、つぎのように構成されている。デフケース７に一体的にピニオンシャフト２３とリテーナ２４が取り付けられ、デフケース７と一体に回転する。ピニオンシャフト２３上にはピニオンギヤ２５が回転可能に支持され、左右のサイドギヤ２７，２９と噛み合っている。左右のサイドギヤ２７，２９はデフケース７と同軸に対向して配置されている。そして、サイドギヤ２７，２９の軸心部には図示しない左右の出力軸がそれぞれスプライン連結される。
【００２１】
また、差動制限機構３１は多板クラッチ（摩擦クラッチ）式で、つぎのように構成されている。デフケース７内の溝７ａと右のサイドギヤ２９の軸部２９ａとの間に多板クラッチ３３が配設されている。
【００２２】
そして、この多板クラッチ３３の締結機構３５はつぎのように構成されている。多板クラッチ３３の軸方向外方に隣接するデフケース７の壁部７ｂには複数個の貫通孔７ｃが設けられ、壁部７ｂの外方から脚部３７ａを貫通孔７ｃに貫入されたリング状のピストン３７がデフケース７のボス部（支持部）７ｄ上に配置されている。これにより、ピストン３７はデフケース７と一体的に回転する。
【００２３】
デフケース７のボス部７ｄ上でピストン３７の右隣にスラストベアリング３９を介して第３と第４のギヤ４１，４３が回転自在に配置され、第３と第４のギヤ４１，４３の対向面には周方向等分に複数箇所にほぼＶ字状のカム溝４１ａ，４３ａ（後述）が形成され、各々ボール（転動部材）４５を挟んで互いに係合している。ボール４５は半径方向には移動不能に保持されている。
【００２４】
外側の第４のギヤ４３の右隣（外方）にはスラストベアリング３９、プレート４６がこの順に配置され、止め輪４７によりピストン３７〜プレート４６間の各部材が軸方向に抜け止めされている。
【００２５】
また、第３と第４のギヤ４１，４３を駆動する２系統の伝動機構５０ａ，５０ｂはつぎのように構成されている。電動モータ５１の出力軸上に固定された第１と第２のギヤ５３，５５がそれぞれ第３と第４のギヤ４１，４３と噛み合っている。第１のギヤ５３と第３のギヤ４１との噛み合いにより１系統の伝動機構５０ａが構成され、第２のギヤ５５と第４のギヤ４３との噛み合いにより他の１系統の伝動機構５０ｂが構成されている。そして、両系統の減速比間には所定の差が設定されており、電動モータ５１の回転時に第３と第４のギヤ４１，４３間に回転速度差が生じる。なお、電動モータ５１はデフキャリア３内に取り付けられている。
【００２６】
図２は、第３と第４のギヤ４１，４３に形成されたカム溝４１ａ，４３ａを周方向に展開して示す。各カム溝４１ａ，４３ａにはボール４５を挟んで回転方向両側に異なるカム角度θ1 ，θ2 のカム面が形成されている。
【００２７】
第４のギヤ４３（カム溝４３ａ）の回転速度が第３のギヤ４１のそれよりも僅かに速い設定の場合、第４のギヤ４３が矢印Ａ方向（図２で上向き）に回転するときには、回転速度の遅い第３のギヤ４１は逆の方向（図２で下向きの矢印Ａ方向）に回転する相対速度関係になるので、カム角度θ2 の互いのカム面が係合し、トルクが第３と第４のギヤ４１，４３を相互に離反させるスラストに変換される。
【００２８】
電動モータ５１が逆転すると、第４のギヤ４３が矢印Ｂ方向（図２で下向き）に回転し、回転速度の遅い第３のギヤ４１は逆の方向（図２で上向きの矢印Ｂ方向）に回転する相対速度関係になり、カム角度θ1 のカム面同士が係合する。図２では、カム角度はθ2 ＜θ1 であるので、小さいカム角度θ2 のカム面が係合する場合の方がθ1 のカム面が係合する場合よりもトルクから変換されるスラストはより大きくなる。
【００２９】
図３は、電動モータ５１の回転方向が一方向に限定される場合のカム溝４１ｂ，４３ｂの形状を示す。この場合、第４のギヤ４３が矢印Ｃ方向（図３で上向き）に回転する場合には、回転速度の遅い第３のギヤ４１は逆の方向（図３で下向きの矢印Ｃ方向）に回転する相対速度関係になるので、カム角度θ3 のカム面同士が係合する。
【００３０】
つぎに、締結機構３５を備えるリヤディファレンシャル装置１の作用を説明する。
【００３１】
左右のサイドギヤ２７，２９間に駆動抵抗差が生じると、差動機構２１の作用によりサイドギヤ２７，２９間に差動回転が生じる。このとき、電動モータ５１の回転により第１と第２のギヤ５３，５５とそれぞれ噛み合っている第３と第４のギヤ４１，４３間に回転速度差が生じ，両者４１，４３間のカム係合により電動モータ５１から伝達されるトルクはスラストに変換される。
【００３２】
ピストン３７は、第３のギヤ４１からスラストベアリング３９を介して，この変換されたスラストを受けて、多板クラッチ３３を左方へ押圧して締結させる。多板クラッチ３３に生じる摩擦抵抗トルクが低速回転側のサイドギヤに駆動トルクとして付加される。
【００３３】
このとき、ピストン３７の押圧力は、一方（左方）はリテーナ２４を介してデフケース７に、他方（右方）は止め輪４７を介してデフケース７により受け止められ、デフケース７外の部材には作用しない。
【００３４】
こうして、本実施形態によれば、両伝動機構５０ａ，５０ｂがデフケース７端部の支持ベアリング５よりも内方に配置されているので電動モータ５１もデフキャリア３内に配置可能となり、通常のディファレンシャル装置との互換性が維持され、ディファレンシャル装置１の配置上有利となると共に、コストが低減される。
【００３５】
また、カム係合による変換されて生じるスラストがデフケース７により受け止められ、デフケース７の支持ベアリング５，５に作用することがないため、支持ベアリング５，５およびディファレンシャル装置１の耐久性が向上する。
【００３６】
また、前記従来例と異なり、第３と第４のギヤ４１，４３を駆動する伝動機構５０ａ，５０ｂにカム部が形成された中空軸が不要であるのでそれだけ部品点数およびコストを低減することができる。
【００３７】
また、両伝動機構５０ａ，５０ｂにカム部が形成された中空軸がないのでガタが少なく、それだけ差動制限作用のレスポンスが向上すると共に高精度加工を要しないので組付け時、さらには性能における信頼性が向上する。
【００３８】
なお、多板クラッチ３３は左右のサイドギヤ２７，２９に背面部にそれぞれ設ける構成にしてもよい。
【００３９】
また、カム部は上記実施形態中に記載したカム溝４１ａ，４３ａとボール４５を用いたものに限られず、第３と第４のギヤ４１，４３にそれぞれ直接形成した面カムを対向配置させてもよい。
【００４０】
また、差動機構２１はベベルギヤ式に限らず遊星ギヤ式でもよく、多板クラッチ３３は２つの出力軸間に配置されてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、電動モータ軸上のギヤと、カム溝を有する第３と第４のギヤが直接噛み合う構成であるので、前記従来例のようなカム部が形成された中空軸が不要になり、構造が大幅に簡素化されて部品点数が少なく低コストになると共に小スペース化が達成される。
【００４２】
また、噛み合い部品が少ないので両伝動系統のガタが少なく、カム係合すなわち摩擦クラッチの締結作用のレスポンスが向上する。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１の摩擦クラッチの締結機構による効果が得られると共に、該締結機構の押圧機構と伝動機構とをデフケ−スの支持部よりも軸方向内方に備えているので、電動モータをデフキャリア内に収容可能となり、通常のディファレンシャル装置との互換性が維持され、ディファレンシャル装置の配置上有利となると共に、コストが低減される。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構を備え、多板クラッチをデフケースと二つの回転部材のうち他方の回転部材を成す一方の出力部材との間に備えたディファレンシャル装置で、請求項２の発明と同等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の断面図である。
【図２】一実施形態の要部拡大図である。
【図３】一実施形態の要部の変形例を示す拡大図である。
【図４】従来例の断面図である。
【符号の説明】
５  支持ベアリング
７  デフケース
７ｄ  デフケースのボス部（支持部）
２１  差動機構
２７，２９  サイドギヤ
３１  差動制限機構
３３  多板クラッチ（摩擦クラッチ）
３５  締結機構
３７  ピストン
３９  スラストベアリング
４１  第３のギヤ
４３  第４のギヤ
４１ａ，４３ａ  カム溝
４５  ボール（転動部材）
４７  止め輪
５０ａ，５０ｂ  伝動機構
５１  電動モータ
５３  第１のギヤ
５５  第２のギヤ
【図１】
0004338796.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004338796.tif 000004
【図４】
0004338796.tif 000005