(57)【要約】  軸の周りのトルクを車軸に出力するデファレンシャル装置は、前記軸の周りに回転可能であって前記トルクを受容するケーシングと、圧力角（ａ４）を持って互いに噛み合うピニオンギアおよびサイドギアを備え、前記ケーシングに駆動的に結合して前記トルクを前記ピニオンギアから前記サイドギアへ差動を許容しながら伝達するデファレンシャルギア組と、前記サイドギアから前記車軸へ前記トルクを仲介する出力部材であって、前記ケーシングの内面に押し付けられて前記差動を制限する摩擦クラッチを構成する摩擦面と、ドッグ歯とを備え、前記軸の方向に対して角（ａ１）を成す斜面と、を備え、前記斜面は前記サイドギアと噛み合って前記トルクを前記摩擦面を前記ケーシングの前記内面に押し付けるスラスト力に部分的に変換するカムを構成する、出力部材と、前記軸の方向に可動であって、前記軸の方向に対して角（ａ２）を成す側面を有する脚であって前記側面において前記ケーシングに係合してカムを構成する脚と、前記ドッグ歯と噛み合う可動ドッグ歯であって前記軸の方向に対して角（ａ３）を成す斜面を有する可動ドッグ歯とを備え、前記出力部材との組み合わせが前記差動をロックするクラッチを構成するクラッチ部材と、前記可動ドッグ歯を前記ドッグ歯に噛み合わせる位置に向けて前記クラッチ部材を駆動可能な、アクチュエータと、を備え、少なくとも不等式ａ２≧ａ３を満足する。
2020129400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸の周りのトルクを車軸に出力するデファレンシャル装置であって、
前記軸の周りに回転可能であって前記トルクを受容するケーシングと、
圧力角（ａ４）を持って互いに噛み合うピニオンギアおよびサイドギアを備え、前記ケーシングに駆動的に結合して前記トルクを前記ピニオンギアから前記サイドギアへ差動を許容しながら伝達するデファレンシャルギア組と、
前記サイドギアから前記車軸へ前記トルクを仲介する出力部材であって、前記ケーシングの内面に押し付けられて前記差動を制限する摩擦クラッチを構成する摩擦面と、ドッグ歯とを備え、前記軸の方向に対して角（ａ１）を成す斜面と、を備え、前記斜面は前記サイドギアと噛み合って前記トルクを前記摩擦面を前記ケーシングの前記内面に押し付けるスラスト力に部分的に変換するカムを構成する、出力部材と、
前記軸の方向に可動であって、前記軸の方向に対して角（ａ２）を成す側面を有する脚であって前記側面において前記ケーシングに係合してカムを構成する脚と、前記ドッグ歯と噛み合う可動ドッグ歯であって前記軸の方向に対して角（ａ３）を成す斜面を有する可動ドッグ歯とを備え、前記出力部材との組み合わせが前記差動をロックするクラッチを構成するクラッチ部材と、
前記可動ドッグ歯を前記ドッグ歯に噛み合わせる位置に向けて前記クラッチ部材を駆動可能な、アクチュエータと、
を備え、
少なくとも不等式ａ２≧ａ３を満足する、デファレンシャル装置。
【請求項２】
請求項１のデファレンシャル装置であって、さらに不等式ａ１＞ａ２またはａ４＞ａ２を満足する、デファレンシャル装置。
【請求項３】
請求項１のデファレンシャル装置であって、前記出力部材は、前記車軸と結合する内面を有するハブと、前記ハブから径方向に外方に展開し、その外周に前記摩擦面を有するフランジ部と、を備え、前記フランジ部の一方の面は前記サイドギアを受容するべく寸法づけられている、デファレンシャル装置。
【請求項４】
請求項３のデファレンシャル装置であって、前記ドッグ歯は前記サイドギアを受容する前記面とは反対の面に設けられている、デファレンシャル装置。
【請求項５】
請求項１のデファレンシャル装置であって、前記出力部材は前記サイドギアと噛み合うためのラグを備え、前記サイドギアは前記ラグと噛み合うソケットを備え、以って前記ラグと前記ソケットとの組み合わせは前記カムを構成する、デファレンシャル装置。
【請求項６】
請求項５のデファレンシャル装置であって、前記ラグは前記ハブから径方向外方に突出した突起であり、前記ソケットはそれぞれ前記軸の方向に外方に向いて開いた窪みである、デファレンシャル装置。
【請求項７】
前記一対のサイドギアの両方と摺動して前記一対のサイドギアにそれぞれ前記カムが及ぼすスラスト反力を互いに相殺するブロック、
をさらに備えた請求項１のデファレンシャル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の開示は、差動の制限およびロックが可能なデファレンシャル装置に関し、特にコンパクトな構成を可能にするリミテッドスリップデファレンシャル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車において、左右の車軸は必ずしも等速で回転するわけではないので、その間の差動を許容する必要がある。差動を許容しながら両車軸へトルクを伝達するために、デファレンシャル装置が利用される。【０００３】
左右の駆動輪の何れかがトラクションを失ったときにはデファレンシャル装置は空転してしまい、他方の駆動輪にもトルクを伝えることができなくなる。かかる事態を回避するために、幾つかのデファレンシャル装置は差動を制限する機構を備える。その一例は、多板クラッチを利用した電子制御式のリミテッドスリップデフ（ＬＳＤ）である。電子制御の下に多板クラッチに印加する押圧力を増減すれば、それに応じて差動の制限の程度が変化し、さらに十分な押圧力を印加すれば多板クラッチは滑らなくなるので、いわゆるデファレンシャルロックも可能である。特許文献１は、関連する技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際特許出願公開ＷＯ２０１０／０７８９３７Ａ１
【発明の概要】
【０００５】
上述のごとき電子制御式ＬＳＤにおいては、多板クラッチはそれ自体が一定の容積を必要とし、さらに押圧力を印加するための油圧装置やソレノイドのごとき装置をこれに組み合わせねばならない。そのため、いわゆるマイクロカーのカテゴリに属する車両やバギーのごとき、車軸間に余裕のない軽量車には、電子制御式ＬＳＤを搭載することが困難である。
【０００６】
以下の開示はこのような問題に鑑みてなされたものである。一局面によれば、軸の周りのトルクを車軸に出力するデファレンシャル装置は、前記軸の周りに回転可能であって前記トルクを受容するケーシングと、圧力角（ａ４）を持って互いに噛み合うピニオンギアおよびサイドギアを備え、前記ケーシングに駆動的に結合して前記トルクを前記ピニオンギアから前記サイドギアへ差動を許容しながら伝達するデファレンシャルギア組と、前記サイドギアから前記車軸へ前記トルクを仲介する出力部材であって、前記ケーシングの内面に押し付けられて前記差動を制限する摩擦クラッチを構成する摩擦面と、ドッグ歯とを備え、前記軸の方向に対して角（ａ１）を成す斜面と、を備え、前記斜面は前記サイドギアと噛み合って前記トルクを前記摩擦面を前記ケーシングの前記内面に押し付けるスラスト力に部分的に変換するカムを構成する、出力部材と、前記軸の方向に可動であって、前記軸の方向に対して角（ａ２）を成す側面を有する脚であって前記側面において前記ケーシングに係合してカムを構成する脚と、前記ドッグ歯と噛み合う可動ドッグ歯であって前記軸の方向に対して角（ａ３）を成す斜面を有する可動ドッグ歯とを備え、前記出力部材との組み合わせが前記差動をロックするクラッチを構成するクラッチ部材と、前記可動ドッグ歯を前記ドッグ歯に噛み合わせる位置に向けて前記クラッチ部材を駆動可能な、アクチュエータと、を備え、少なくとも不等式ａ２≧ａ３を満足する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態によるデファレンシャル装置の斜視図である。
【図２】図２は、デファレンシャル装置をアクチュエータの側から見た側面図である。
【図３】図３は、デファレンシャル装置の立面断面図であって、図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩから取られた図である。
【図４】図４は、他の実施形態によるデファレンシャル装置の立面断面図である。
【図５】図５は、出力部材とサイドギアとを取り出した分解斜視図である。
【図６】図６は、出力部材においてサイドギアに対向する面を見せる斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、クラッチ部材の斜視図であって出力部材に対向する面を見せる図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、クラッチ部材の部分斜視図であってボールを利用したカムを主に見せる図である。
【図８Ａ】図８Ａは、プランジャ、クラッチ部材、ケーシング、出力部材およびサイドギアの関係を表す模式的な断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、クラッチ部材の周面の模式的な平面図であって、周面上の溝とケーシング内面の溝との関係を表す図である。
【図９】図９は、クラッチ部材、出力部材およびデファレンシャルギア組の関係を表す部分平面断面図であって、図３の線ＩＸ−ＩＸから取られた図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
添付の図面を参照して以下に幾つかの例示的な実施形態を説明する。以下の説明および請求の範囲を通じて、特段の説明がなければ、軸はデファレンシャル装置の回転軸の意味であり、また軸方向はこれに平行な方向であり径方向はこれに直交する方向を意味する。
【０００９】
例えば図１を参照するに、本実施形態によるデファレンシャル装置は、軸Ｃの周りのトルクを、差動を許容しながら一対の（通常、右および左の）車軸に出力する用途に利用できる。あるいは前後の車軸を連絡するプロペラシャフトに介在して前後の車軸へトルクを分配する用途に利用できるし、もちろんトルクの伝達を仲介する他の種々の用途にも利用できる。以下の説明は車軸にトルクを分配する例に関するが、これは説明の便宜に過ぎない。
【００１０】
図１に組み合わせて図２，３を参照するに、デファレンシャル装置は、概して、トルクを受容して軸Ｃの周りに回転するケーシング１と、ケーシング１に駆動的に結合して差動を許容しながらトルクを伝達するデファレンシャルギア組３と、伝達されたトルクをそれぞれ車軸に出力する出力部材５，７と、出力部材７をケーシング１に対してロックするクラッチ部材９と、クラッチ部材９を駆動するアクチュエータ３１と、よりなる。
【００１１】
ケーシング１は概して円筒形であり、その両端から突出したボス部により回転可能に支持される。ケーシング１は、円筒部の外周から径方向に突出したフランジ６１を備えることができ、ここに結合したリングギアを介してトルクを受容することができるが、トルクの受容は必ずしもかかる構成によらなくてもよい。またケーシング１は、内部の部材の搬入の便宜のために複数に分割することができる２ピース形式であってもよく、あるいは図１に示される通り１ピース形式であってもよい。１ピース形式の場合にはその側面に開口５１を備えることができ、内部の部材は開口５１を通って搬入される。
【００１２】
デファレンシャルギア組３は、一対の車軸に対応して一対のサイドギア１１，１３を備える。デファレンシャルギア組３は、ケーシング１と駆動的に結合するピニオンシャフト５３と、シャフト５３に回転可能に支持された複数のピニオンギア４３とを備える。ピニオンギア４３がそれぞれサイドギア１１，１３に噛合することにより、トルクが一対のサイドギア１１，１３へ差動を許容しながら伝達される。
【００１３】
デファレンシャルギア組３は、図１，３に示すごとく、ピニオンギアおよびサイドギアのギア歯がそれぞれ傾いた、いわゆるベベルギア式にすることができるが、あるいは図４に示すごとくフェースギア式であってもよい。ベベルギア式またはフェースギア式は以下の開示を容易に実現できるが、あるいは可能ならば他の形式を採用することができる。
【００１４】
いずれにせよ、サイドギア１１，１３は直接に車軸に結合していてもよいが、一般的なデファレンシャルギアとは異なり、直接に結合せずにそれぞれ車軸から隔離されていてもよい。サイドギア１１，１３と車軸とを駆動的に仲介するのは、サイドギア１１，１３と一体または別体の、一対の出力部材５，７である。
【００１５】
出力部材５，７は、概して、それぞれハブ３５，３７と、ハブ３５，３７から径方向に外方に展開するフランジ部３９，４１と、よりなる。ハブ３５，３７の外周面４５，４７にはそれぞれサイドギア１１，１３が嵌合し、内面５５，５７にはそれぞれ車軸が結合する。車軸との結合のために、内面５５，５７は例えばスプラインを備えるが、結合は必ずしもスプラインによらなくてもよい。
【００１６】
詳しくは後述するが、別体の場合にはサイドギア１１，１３と出力部材５，７とはそれぞれ互いに噛み合ってトルク伝達可能な構造を備える。すなわち、一体と別体の何れの場合においても、サイドギア１１，１３が出力するトルクは出力部材５，７を介して車軸へ伝達される。
【００１７】
フランジ部３９，４１の外周は円錐面をなすコーン面２３，２５であって、かかる面においてフランジ部３９，４１が直接にケーシング１の内面に当接することができる。あるいはこれらの間には適宜のフリクションリング２４，２６が介在していてもよく、フリクションリング２４，２６の内面がコーン面２３，２５に適合した円錐面をなしていてもよい。フランジ部３９，４１はフリクションリング２４，２６を介してケーシング１の内面に当接する。フリクションリング２４，２６は、ケーシング１に対して回転可能であってもよいが、例えば係合部を備えてそれぞれケーシング１に対して回り止めされていてもよい。
【００１８】
図３，４に示される通り、コーン面２３，２５に対応してケーシング１の内面も円錐面をなしていてもよい。いずれにせよコーン面２３，２５はケーシング１の内面に対して押し付けられることにより差動を制限することができ、すなわち出力部材５，７とケーシング１との組み合わせは摩擦クラッチ（コーンクラッチ）として機能する。
【００１９】
上述の説明はコーン面を摩擦面とするコーンクラッチによる例だが、これは説明の便宜に過ぎず、コーンクラッチに代えて、出力部材５，７とケーシング１との組み合わせはディスククラッチやドラムクラッチ等の他の形態のクラッチを構成してもよい。またいうまでもなく、多板クラッチであってもよい。
【００２０】
図３，４に組み合わせて図５を参照するに、サイドギア１１，１３はそれぞれ例えば軸方向に外方に向いて開いた窪みであるソケット１５，１７を備える。図５に代わって図６を図３，４に組み合わせて参照するに、ソケット１５，１７に対応して、出力部材５，７はそれぞれラグ１９，２１を備える。ラグ１９，２１はそれぞれソケット１５，１７に嵌り込むように配置され寸法づけられており、以って出力部材５，７はそれぞれサイドギア１１，１３と噛み合う。
【００２１】
ラグ１９，２１の側面は、サイドギア１１，１３の方向に、すなわち軸方向に内方に、テーパとなっている。これに対応してソケット１５，１７の側面も、出力部材５，７の方向に、すなわち軸方向に外方に、広がっている。すなわち互いに当接するラグ１９，２１およびソケット１５，１７の側面は軸方向に対して傾いている。
【００２２】
図８Ａより理解される通り、これらの側面が軸方向に対して傾いていることにより、サイドギア１１，１３にトルクＦが印加されたときには、かかるトルクＦは軸方向に外方に向かうスラスト力ｆ１に部分的に変換される。かかるスラスト力ｆ１は、出力部材５，７を軸方向に外方に押す。すなわちサイドギア１１，１３と出力部材５，７との組み合わせは、コーン面２３，２５をケーシング１の内面に押し付けるカムを構成する。
【００２３】
また皿バネのごとき弾発体１２，１４を付加することができる。かかる弾発体１２，１４は、図３，４に示す通りサイドギア１１，１３と出力部材５，７との間に介在してもよく、あるいは他の適宜の部位に介在していてもよい。かかる弾発体１２，１４は、カムの作動に関わらずコーン面２３，２５を常時ケーシング１の内面に押し付け、イニシャルトルクを発生する。かかる弾発体１２，１４は、上述のカムに加えて利用することができるが、あるいはこれをもってカムに代えてもよい。
【００２４】
これらの構成により生ずるスラスト力は、上述の摩擦クラッチをトルク感応的に動作させるので、デファレンシャル装置はトルク感応型ＬＳＤとして機能する。
【００２５】
あるいはサイドギア１１，１３はピニオンギア４３との噛合により軸方向に外方に反力を生ずるので、かかる反力を利用してトルク感応型ＬＳＤを実現することもできる。かかる場合にはカムおよび／または弾発体を省いてもよく、またサイドギア１１，１３と出力部材５，７とは一体にすることができる。
【００２６】
図８Ａに戻って参照するに、ラグ１９，２１およびソケット１５，１７の側面と軸Ｃ方向とがなす角度は、必要な押圧力、ひいては差動制限力に応じて適宜に定めることができる。角度ａ１が小さいほど差動制限力を小さく、大きいほど差動制限力を大きくする。角度ａ１は、必ずしもこれに限られないが、例えば５°以上２０°以下である。両側面の角度は同一であってもよいが、異なっていてもよく、また一方の側面は角度が０°であってもよい。両側面の角度を異ならせることは、正転方向と逆転方向とで差動制限力に差をつけることを可能にする。
【００２７】
サイドギア１１，１３には、それぞれ、スラスト力ｆ１に対応するスラスト反力ｆ１Ｒが作用する。サイドギア１１に作用するスラスト反力ｆ１Ｒは、サイドギア１３に作用するスラスト反力ｆ１Ｒと同じ大きさであって、逆向きである。デファレンシャル装置は、サイドギア１１，１３の両方と摺動するように、ブロック３３をさらに備えることができ、かかるブロック３３は、これらのスラスト反力ｆ１Ｒを互いに相殺することができる。ブロック３３は、図１に最もよく示されている通り、例えば軸Ｃの周りの円筒であって、ピニオンシャフト５３が貫通する貫通孔を備えたものであるが、必ずしもかかる形状に限られない。
【００２８】
ここで注意すべきは、サイドギア１１，１３はピニオンギア４３との噛合により軸方向に外方に反力を受けるが、スラスト反力ｆ１Ｒはこれに抗する方向であり、さらにサイドギア１１，１３はブロック３３により支持され、以ってサイドギア１１，１３の位置は軸方向に安定するということである。従ってトルクＦが増大してもサイドギア１１，１３とピニオンギア４３との噛合は安定的であり、ギア動作が不安定になったり、ギア歯面が損傷したりすることがない。サイドギア自体が摩擦クラッチとして機能する場合に比べ、これらの点は有利な効果である。
【００２９】
なお上述の説明においてソケットとラグの関係は便宜的なものに過ぎない。上述の説明とは逆に、サイドギアがラグを備え、出力部材がソケットを備えてもよいし、あるいは他の適宜の構造であって互いに噛み合ってカムとして機能するものであってよい。
【００３０】
ソケット１５，１７は、必ずしもこれに限られないが、図５に最もよく示されているごとく、外周面４５，４７に嵌合する内面に沿って形成されていてもよい。これに対応してラグ１９，２１は、図６に最もよく示されているごとく、それぞれハブ３５，３７から径方向外方に突出した突起にすることができる。このような構造は加工に便利であるし、また特に強度および剛性を高めるのに役立つ。
【００３１】
このようにすると、出力部材においてラグよりも径方向に外側の広い面（図６において符号７Ａ）は、サイドギアにおいてソケットよりも径方向に外側の広い面（図５において符号１３Ａ）を支持するために利用することができる。またかかる面７Ａは出力部材７において内方に沈んだ凹所とすることができ、図３より理解される通り、サイドギア１３の底部を収納することができる。言うまでもなく、かかる構造は他方のサイドギア１１と出力部材５にも適用することができる。
【００３２】
かかる構造は、サイドギアと出力部材との組み合わせの寸法を軸方向に圧縮するのに役立つ。またかかる組み合わせの外形は従来のサイドギアの外形と一致するので、部品の互換性の点で有利である。
【００３３】
主に図５を参照するに、一対の出力部材５，７のうちの少なくとも一の出力部材７は、さらにドッグ歯２７を備える。かかるドッグ歯２７は、サイドギア１３を受容する面７Ａとは反対の面に設けられる。
【００３４】
図３，４に組み合わせて図７Ａを参照するに、かかる出力部材７をケーシング１に対してロックするべく、デファレンシャル装置は、クラッチ部材９をさらに備える。クラッチ部材９は、軸方向に可動な部材であって、出力部材７に向かう面にドッグ歯２９を備える。ドッグ歯２９は出力部材７のドッグ歯２７と噛み合うようになっている。クラッチ部材９はさらに、ドッグ歯２９とは反対の面から軸方向に突出した一以上の脚６９を備え、これらはケーシング１が備える貫通孔に係合し、また貫通孔を通ってケーシング１の外部に露出する。
【００３５】
図３，４に組み合わせて図２を参照するに、アクチュエータ３１は外部からクラッチ部材９を駆動するべく、ケーシング１の外部に取り付けられる。アクチュエータ３１にはスラスト力を及ぼすことができる適宜の機構を適用することができ、その例はソレノイド、油圧機構、ギア機構、カム機構、またネジ機構である。必ずしもこれに限られないが、軸Ｃ周りのリング状のソレノイド６３を利用する例に基づいて以下に説明する。以下の例ではソレノイド６３はプランジャ６５を介してクラッチ部材９を駆動するが、言うまでもなくソレノイド６３自体が軸方向に可動であってクラッチ部材９を駆動してもよい。
【００３６】
ソレノイド６３は、ケーシング１から外方に露出したクラッチ部材９の脚６９に隣接するよう、ケーシング１に接するが、軸Ｃの周りに回転不能になるよう回り止めされる。ソレノイド６３は磁束を導くよう巻線の周りをコアが囲み、かかるコアのギャップに隣接してプランジャ６５が嵌合する。プランジャ６５は軸Ｃの方向には可動であり、また部分的に磁性材料よりなり、ギャップを迂回する磁束が通過することにより、軸Ｃの方向に駆動される。
【００３７】
プランジャ６５の一端は脚６９に接し、ソレノイド６３がプランジャ６５を駆動するとこれに押されてクラッチ部材９が軸方向に駆動される。アクチュエータ３１は、図８Ａに示される通り、クラッチ部材９が出力部材７から離れた位置（図中において一点鎖線）から、ドッグ歯２９をドッグ歯２７に噛み合わせる位置（同じく実線）まで、クラッチ部材９を駆動する。
【００３８】
図８Ａに組み合わせて図７Ａを参照するに、脚６９とケーシング１の貫通孔との組み合わせも、カムを構成していてもよい。すなわち脚６９の側面６９Ｓと貫通孔の側面７１Ｓは対応して傾いていてもよい。あるいは傾いた側面に代えて、または加えて、図７Ｂに例示するごとく、ケーシング１とクラッチ部材９との間に介在して転動するボール７３を利用した、いわゆるボールカムを利用することができる。ボール７３はクラッチ部材９の外周面とケーシング１の内周面との間に介在し、外周面と内周面との一方または両方は、ボール７３を保持して転動せしめる溝７５ａ，７５ｂを備えることができる。溝７５ａ，７５ｂは軸方向に対して傾き、また溝７５ａと溝７５ｂとは互いに逆向きに傾いていてもよい。さらにまた、図８Ｂに例示するごとく、クラッチ部材９の溝とケーシング１の溝とは互いに逆向きに傾いていてもよい。あるいはボールに代えて適宜の転動体を利用してもよいし、さらにあるいはボールカム以外の他のカム機構を利用することができる。
【００３９】
図８Ａに戻って参照するに、いずれにせよ、かかるカムによりクラッチ部材９にはスラスト力ｆ２が生じ、これはドッグ歯２７，２９が噛み合った状態を維持するように働き、アクチュエータ３１を補助する。傾いた側面による場合、側面６９Ｓ，７１Ｓの軸Ｃに対する角度ａ２は、大きいほど補助力も大きくなるが、大きすぎればデファレンシャルギア組３に影響を及ぼしかねない。そこで角度ａ２は、必ずしもこれに限られないが、例えば０°以上１０°以下である。図８Ｂの例によれば、外周面の溝と内周面の溝とがなす角ａ２’は、角度ａ２と均等な、あるいは少なくとも対比しうる角度である。
【００４０】
図８Ａに戻って参照するに、ドッグ歯２７，２９の側面も傾いていてもよく、すなわち軸Ｃ方向に対して角度ａ３を成していてもよい。角度ａ３が大きいほど、ドッグ歯２７，２９の脱噛合を促す向きにスラスト力ｆ３が働く。アクチュエータ３１が動作を停止した時、その付勢力が除かれると、スラスト力ｆ３は速やかにドッグ歯２７，２９を脱噛合させる。角度ａ３が大きすぎれば意図しない脱噛合が起こりかねないので、角度ａ３は例えば０°以上１０°以下である。
【００４１】
ドッグ歯２７，２９の脱噛合を促すために、ドッグ歯の側面を傾けるのに加えて、例えば出力部材７とクラッチ部材９との間に圧縮されたスプリング１０が介在してもよい。スプリング１０としては例えば皿バネを利用することができ、あるいはウェブバネ、コイルバネであってもよい。ドッグ歯２７，２９が固着して差動のロックが解除されない事態が防止される。
【００４２】
脱噛合を促進するにはスラスト力ｆ３が大きいほうが有利だが、スラスト力ｆ２がスラスト力ｆ３に比べて小さければ意図しない脱噛合が起こりかねない。そこで角度ａ３と角度ａ２とは格別に関連づけることができ、例えば不等式ａ２≧ａ３を満足してもよい。かかる範囲のとき、カムによる補助が優位となってドッグ歯２７，２９の噛合が維持され、またアクチュエータ３１による付勢力が除かれたときには速やかにドッグ歯２７，２９が脱噛合する。
【００４３】
一方出力部材７は、傾いたドッグ歯２７，２９からスラスト反力ｆ３Ｒを受け、これはラグ２１から受けるスラスト力ｆ１に対して拮抗的である。すなわち仮にスラスト反力ｆ３Ｒが極めて大きければ、スラスト力ｆ１を利用して出力部材７をケーシング１に押し付けることによる摩擦クラッチの機能が弱められかねない。スラスト力ｆ１を摩擦クラッチの機能に十分に利用する観点からは、角度ａ１と角度ａ３も格別に関連づけることができ、例えば不等式ａ１＞ａ３を満足してもよい。かかる範囲のとき、摩擦クラッチの機能が確保される。
【００４４】
既に述べた通り、サイドギア１１，１３とピニオンギア４３とのギア噛合もスラスト力を生ずる。図９を参照するに、サイドギア１３の歯面とピニオンギア４３の歯面とは、ピッチ円Ｐ上において接し、これらの歯面の共通法線ＴＬは、半径線Ｒに対して圧力角ａ４を成す。かかる圧力角ａ４に応じて、サイドギア１３を出力部材７に向けて押圧するギア反力ｆ４が生ずる。
【００４５】
一見するとソケット１７の側面が生ずるスラスト反力ｆ１Ｒにギア反力ｆ４が抗しなければならないように見えるが、本発明者らが見出したところによればこれらの関係はさほど重要ではないようである。むしろ予想に反して、以下に説明する通り、脚６９とケーシング１の貫通孔とが構成するカムによるスラスト力ｆ２に対する関係が、より重要である。
【００４６】
図９に図３，４，８を組み合わせて参照するに、サイドギア１３は出力部材７をケーシング１に押圧して摩擦クラッチを機能させると共に、クラッチ部材９と押圧しあう関係にある。カムがクラッチ部材９に生ずるスラスト力ｆ２に対し、ギア反力ｆ４が十分でなければ、コーン面２５に印加される力が不安定となり、ひいては摩擦クラッチの機能が不安定になりうる。そこで摩擦クラッチの機能を安定にする観点から、圧力角ａ４と角度ａ２とを格別に関連づけることができ、例えば不等式ａ４＞ａ２を満足してもよい。かかる範囲のとき、摩擦クラッチの機能が確保される。
【００４７】
デファレンシャル装置はまた、クラッチ部材９に、あるいは他の何れかの可動部材に結合して、ケーシング１の外部に引き出されたプレート６７を備えてもよい。プレート６７は図２ないし４に示されるごとく、フランジ状にすることができる。プレート６７に引掛けるようにスイッチを配置し、あるいはプレート６７に近接して近接センサを配置することにより、ケーシング１の外部からクラッチの噛合・脱噛合を検出することができる。あるいはプレートの例えば外周に等間隔に切欠きを刻み、これを近接センサにより読み取ることにより、デファレンシャル装置の回転速度を検出することに利用してもよい。
【００４８】
本実施形態によれば、カムにより付勢された摩擦クラッチによりデファレンシャル装置はトルク感応型ＬＳＤとして機能し、さらにアクチュエータにより駆動されるクラッチを内蔵することにより、差動のロックも可能にしている。各構成要素にはトルクの一部から変換された軸方向の力がそれぞれに加わり、互いに影響し合うが、本実施形態によればそれぞれの力が好適な範囲に調整されているので、摩擦クラッチの機能は差動ロックのためのクラッチの動作に影響されることがない。様々な路面状況に応じて車輪のトラクションを確保することができ、それにも関わらずデファレンシャル装置は極めてコンパクトであってメンテナンスも容易である。
【００４９】
幾つかの実施形態を説明したが、上記開示内容に基づいて実施形態の修正ないし変形をすることが可能である。
【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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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【国際調査報告】
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