(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機（Ｅ）からの駆動力によって回転駆動されるディファレンシャルケース（２８）に固定されたピニオンシャフト（３１，３２）と、ピニオンシャフト（３１，３２）に回転自在に支持されたディファレンシャルピニオン（３５）と、ディファレンシャルピニオン（３５）に噛み合う一対のディファレンシャルサイドギヤ（３７Ｌ，３７Ｒ）とを備えたベベルギヤ式差動機構（Ｄ）の差動機能を制限すべく、一対のディファレンシャルサイドギヤ（３７Ｌ，３７Ｒ）の相対回転を制限する差動制限機構付き差動装置において、
ディファレンシャルピニオン（３５）に差動制限用ピニオン（３５′）を同軸かつ一体に設け、この差動制限用ピニオン（３５′）を何れか一方のディファレンシャルサイドギヤ（３７Ｒ）と同軸かつ相対回転自在に設けた差動制限用サイドギヤ（３７Ｒ′）に噛み合わせ、ディファレンシャルピニオン（３５）およびディファレンシャルサイドギヤ（３７Ｒ）間のギヤ比と差動制限用ピニオン（３５′）および差動制限用サイドギヤ（３７Ｒ′）間のギヤ比とを異ならせ、制限機構（４４）によりディファレンシャルサイドギヤ（３７Ｒ）と差動制限用サイドギヤ（３７Ｒ′）との相対回転を制限することを特徴とする差動制限機構付き差動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベベルギヤ式差動機構と差動制限機構とを備えた差動制限機構付き差動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
差動制限機構付き差動装置として、一対のディファレンシャルサイドギヤの一方とディファレンシャルケースとの間に配置したクラッチを係合させ、一方のディファレンシャルサイドギヤをディファレンシャルケースに結合することで、他方のディファレンシャルサイドギヤを間接的に拘束して差動を制限するタイプ（shaft to housingタイプ）と、一対のディファレンシャルサイドギヤ間に配置したクラッチを係合させ、両ディファレンシャルサイドギヤを結合することで直接的に差動を制限するタイプ（shaft to shaftタイプ）とが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、後者のshaft to shaftタイプは前者のshaft to housingタイプに比べて、一対のディファレンシャルサイドギヤの各々に付与される差動制限力に偏りが生じ難く、また差動制限の応答性も高いという利点がある。しかしながら、差動制限機構で両ディファレンシャルサイドギヤの差動を制限するには、一方のディファレンシャルサイドギヤに連結される軸をピニオンシャフトを横切らせて他方のディファレンシャルサイドギヤ側（差動制限機構がある側）に取り回す必要があるため、構造が複雑になる問題がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ディファレンシャルケースを介さずに、一対のディファレンシャルサイドギヤを結合して差動制限を行う差動制限機構付き差動装置を、簡単な構造で提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、原動機からの駆動力によって回転駆動されるディファレンシャルケースに固定されたピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されたディファレンシャルピニオンと、ディファレンシャルピニオンに噛み合う一対のディファレンシャルサイドギヤとを備えたベベルギヤ式差動機構の差動機能を制限すべく、一対のディファレンシャルサイドギヤの相対回転を制限する差動制限機構付き差動装置において、ディファレンシャルピニオンに差動制限用ピニオンを同軸かつ一体に設け、この差動制限用ピニオンを何れか一方のディファレンシャルサイドギヤと同軸かつ相対回転自在に設けた差動制限用サイドギヤに噛み合わせ、ディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤ間のギヤ比と差動制限用ピニオンおよび差動制限用サイドギヤ間のギヤ比とを異ならせ、制限機構によりディファレンシャルサイドギヤと差動制限用サイドギヤとの相対回転を制限することを特徴とする差動制限機構付き差動装置が提案される。
【０００６】
上記構成によれば、ディファレンシャルピニオンに同軸かつ一体に設けた差動制限用ピニオンと、一対のディファレンシャルサイドギヤの何れか一方に対して同軸かつ相対回転自在に設けた差動制限用サイドギヤとを噛み合わせ、ディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤ間のギヤ比と差動制限用ピニオンおよび差動制限用サイドギヤ間のギヤ比とを異ならせたので、制限機構によりディファレンシャルサイドギヤと差動制限用サイドギヤとの相対回転を制限することで、ディファレンシャルピニオンと前記一方のディファレンシャルサイドギヤとを回転不能にロックし、かつロックしたディファレンシャルピニオンに噛み合う他方のディファレンシャルサイドギヤを回転不能にロックすることができる。このように、ディファレンシャルケースを介さずに一対のディファレンシャルサイドギヤを直接的に結合して差動制限を行うので、両ディファレンシャルサイドギヤの各々に付与される差動制限力に偏りが生じ難く、また差動制限の応答性も高くなる。しかもピニオンシャフトを横切る軸を介して一対のディファレンシャルサイドギヤの差動制限を行う必要がないので、差動制限機構の構造が複雑化することがない。
【０００７】
尚、実施例の摩擦クラッチ４４は本発明の制限機構に対応し、実施例の内燃機関Ｅは本発明の原動機に対応する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図７は本発明の一実施例を示すもので、図１は自動車用内燃機関の後面図、図２は差動機構およびアクチュエータの拡大断面図、図３は差動機構の構造を示す図２の要部拡大図、図４はアクチュエータの構造を示す図２の要部拡大図、図５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は差動機構の構成要素の分解斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの自動車の車体前部に横置きに搭載された内燃機関Ｅは、その左側面に変速機Ｔが一体に結合され、変速機Ｔの後面に差動機構Ｄが設けられる。車体中心線から左方向にずれて配置された差動機構Ｄから右方向にハーフシャフト１１（インターミディエイトシャフト）が延びており、ハーフシャフト１１に右駆動輪（図示せず）を駆動する右車軸１２が接続され、また差動機構Ｄから左方向に延びる左車軸１３を介して左駆動輪（図示せず）が駆動される。ハーフシャフト１１の右端はエンジンブロック２２に固定したステー１０に支持される。
【００１１】
図２を併せて参照すると明らかなように、差動機構Ｄを収納するハウジング１４は、トランスミッションＴのケーシングと一体に形成されたハウジング本体１５と、ハウジング本体１５の左端開口部を覆うように複数本のボルト１６…で固定されたカバープレート１７とを備える。差動機構Ｄの右側に取り付けられたアクチュエータＡは、差動機構Ｄのハウジング本体１５の右端開口部に嵌合するアクチュエータケース１８と、アクチュエータケース１８の右端開口部を覆うように３本のボルト１９…で固定されたアクチュエータカバー２０とを備えており、アクチュエータケース１８を貫通する２本のボルト２１，２１でエンジンブロック２２に固定される。差動機構ＤおよびアクチュエータＡは本発明の差動装置を構成する。
【００１２】
ハウジング１４の内部に収納された差動機構Ｄは、ハウジング本体１５にボールベアリング２３で支持された右側の第１ケース２４と、カバープレート１７にボールベアリング２５で支持された左側の第２ケース２６とを複数本のボルト２７…で結合したディファレンシャルケース２８を備えており、第１ケース２４の外周にトランスミッションＴにより駆動されるアクスルドライブギヤ２９が複数本のボルト３０で固定される。
【００１３】
次に、図３および図５〜図７を参照して差動機構Ｄの構造を説明する。
【００１４】
ハウジング１４内に収納される差動機構Ｄは、十字状に組み合わされた２本のピニオンシャフト３１，３２を備えており、それらのピニオンシャフト３１，３２は第１ケース２４に固定される。一体に形成された４対のディファレンシャルピニオン３５…および差動制限用ピニオン３５′…がピニオンシャフト３１，３２に回転自在に支持される。ピニオンシャフト３１，３２の交点から見て、ディファレンシャルピニオン３５…はピニオンシャフト３１，３２の軸方向内側に位置し、差動制限用ピニオン３５′…は軸方向外側に位置している。
【００１５】
第１ケース２４に相対回転自在に嵌合するハーフシャフト１１の左端外周にインナーガイド６６がスプライン結合されており、右側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒがストッパプレート３８およびボルト３９を介してハーフシャフト１１の軸端に固定される。インナーガイド６６の外周にアウターガイド６７がウエーブ６８（図５および図６参照）を介して軸方向摺動自在かつ相対回転不能に嵌合しており、アウターガイド６７と一体に形成されたディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒは４個のディファレンシャルピニオン３５…に噛み合っている。インナーガイド６６の右端面はスラストワッシャ６９を介して第１ケース２４の内端面に相対回転自在に当接する。ディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒの外周に同軸かつ相対回転自在に配置された環状の差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′が第１ケース２４の内周面に回転自在に支持されており、この差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′が４個の差動制限用ピニオン３５′…に噛み合っている。
【００１６】
ディファレンシャルピニオン３５…およびディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒ間のギヤ比は、差動制限用ピニオン３５′…および差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′間のギヤ比と異なっている。
【００１７】
ディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒと一体のアウターガイド６７の外周に形成したスプライン６７ａに係合する複数枚（実施例では５枚）のフリクションディスク４１…と、差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′に形成したスプライン３７ａに係合する複数枚（実施例では６枚）のフリクションプレート４２…とが、差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′に形成した当接面３７ｂの右側に交互に重ね合わされ、更に右端のフリクションプレート４２の右側にプレッシャプレート７０が配置される。フリクションプレート４２…に当接するフリクションディスク４１…の両面には摩擦材４１ａ…（図５参照）が貼り付けられる。第１ケース２４の内面に複数本（実施例では３本）の溝２４ｃ…が放射状に形成されており、各々の溝２４ｃにレバー７１が収納される。レバー７１は半径方向中間に形成した支点７１ａが溝２４ｃの底面に当接し、半径方向内端に形成した力点７１ｂがインナーガイド６６に形成した押圧部６６ａに当接し、半径方向外端に形成した作用点７１ｃがプレッシャプレート７０の右側面に当接する。
【００１８】
このようにして、インナーガイド６６、レバー７１…、プレッシャプレート７０、フリクションディスク４１…およびフリクションプレート４２…によって摩擦クラッチ４４が構成される。
【００１９】
一方、第２ケース２６に相対回転自在に嵌合する左車軸１３の右端外周に左側ディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌがスプライン結合されており、そのディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌと第２ケース２６との間にスラストワッシャ４５が配置される。左側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌは右側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒと同じ歯数を有しており、４個のディファレンシャルピニオン３５…に噛み合っている。
【００２０】
次に、図２および図４に基づいてアクチュエータＡの構造を説明する。
【００２１】
アクチュエータケース１８およびアクチュエータカバー２０の内部にヨーク５１が収納されており、ボビン５２に巻き付けられたコイル５３がヨーク５１に形成された凹部に収納される。ヨーク５１およびボビン５２はノックピン５４でアクチュエータカバー２０に対して回り止めされる。半径方向内外に分割された２個のヨークプレート５５，５５がヨーク５１の左端面に複数本のボルト５６…で固定されており、これらのヨークプレート５５，５５の左端面に微小なエアギャップ（例えば０．５ｍｍ）を介して対向するアマチュア５７は、ハーフシャフト１１の段部１１ａに当接してクリップ５８で固定される。このとき、ハーフシャフト１１の外周に形成したテーパー面１１ｂにアマチュア５７の内周面に形成したテーパー面５７ａが密着し、かつハーフシャフト１１に対してアマチュア５７が複数個（実施例では３個）のキー７２…で回転方向に結合される。アクチュエータケース１８の内部に塵埃が侵入しないように、アクチュエータカバー２０とハーフシャフト１１との間にシール部材５９が配置される。各々のヨークプレート５５，５５には、コイル５３の励磁によりヨーク５１に発生した磁束密度を検出する磁束密度センサ６０，６０が設けられる。アクチュエータＡの外部からエアギャップの大きさを確認できるようにアクチュエータケース１８に覗き窓１８ａが形成されており、この覗き窓１８ａは着脱自在なカバー６１で覆われる。
【００２２】
第１ケース２４を支持する右側のボールベアリング２３は潤滑油が自由に通過できる開放型で構成されるのに対し、第２ケース２６を支持する左側のボールベアリング２５は潤滑油の通過を阻止する密封型で構成される。従って、差動機構Ｄのハウジング１４内に封入された潤滑油は、開放型のボールベアリング２３を介してアクチュエータケース１８の内部空間との間を自由に行き来することが可能となり、アクチュエータＡ全体を潤滑油に漬けることで通電により発熱するヨーク５１、ボビン５２およびコイル５３を冷却することができる。しかも第２ケース２６を支持する左側のボールベアリング２５を潤滑油の通過を阻止する密封型で構成したので、このボールベアリング２５を通してハウジング１４の外部に潤滑油が漏れるのを防止することができる。
【００２３】
このように、差動機構Ｄのハウジング１４の内部空間とアクチュエータケース１８の内部空間とを連通させたので、ハウジング１４に潤滑油を注入するだけでアクチュエータケース１８に潤滑油を供給することが可能となり、ハウジング１４およびアクチュエータケース１８に別個に潤滑油を供給する場合に比べて作業性を高めることができる。
【００２４】
次に、上記構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００２５】
差動機構Ｄは通常の差動機能に加えて、アクチュエータＡの作動により差動制限機能を発揮する。
【００２６】
先ず、差動機構Ｄの通常の差動機能について説明する。
【００２７】
内燃機関Ｅの出力トルクが変速機Ｔを介して差動機構Ｄのアクスルドライブギヤ２９に入力されると、アクスルドライブギヤ２９にボルト３０…で結合されたディファレンシャルケース２８が回転する。車両が直進状態にあるとき、４個のディファレンシャルピニオン３５…はピニオンシャフト３１，３２に対して回転せず、ディファレンシャルピニオン３５…に噛み合う左側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌと一体の左車軸１３と、ディファレンシャルピニオン３５…に噛み合う右側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒと一体のハーフシャフト１１とは同速で回転し、左右の駆動輪にトルクが均等に配分される。
【００２８】
例えば、車両が左旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸１３が減速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト１１が増速されるため、左右のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒに差回転が発生するが、その差回転は左右のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒに噛み合うディファレンシャルピニオン３５…の回転により吸収される。同様に、車両が右旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸１３が増速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト１１が減速されるため、左右のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒに差回転が発生するが、その差回転は左右のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒに噛み合うディファレンシャルピニオン３５…の回転により吸収される。
【００２９】
ディファレンシャルピニオン３５…と一体の差動制限用ピニオン３５′…に噛み合う差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′が回転しても、差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′とディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒとの間に配置された摩擦クラッチ４４は非係合状態にあるため、差動機構Ｄは支障なく差動機能を発揮することができる。
【００３０】
次に、アクチュエータＡの作動により発生する差動制限機能について説明する。
【００３１】
アクチュエータＡのコイル５３に通電すると０．５ｍｍのエアギャップの範囲内でアマチュア５７がヨーク５１に吸引され、アマチュア５７に段部１１ａが係合するハーフシャフト１１が右方向に付勢される。このとき、ハーフシャフト１１の外周に形成したテーパー面１１ｂにアマチュア５７の内周面に形成したテーパー面５７ａが密着することでアマチュア５７がハーフシャフト１１に強く係合し、ハーフシャフト１１の段部１１ａに加わる荷重を軽減することができる。ハーフシャフト１１の右端はステー１０に支持されており、サスペンションに支持された右駆動輪の移動に伴って右車軸１２が傾斜しても、ハーフシャフト１１の軸線の方向は変化しないため、アクチュエータＡによるハーフシャフト１１の駆動を確実に行うことができる。
【００３２】
ハーフシャフト１１が右方向に付勢されると、このハーフシャフト１１の左端に固定されたストッパプレート３８がインナーガイド６６を右方向に付勢するため、インナーガイド６６の押圧部６６ａに力点７１ｂ…を押されたレバー７１…が支点７１ａ…まわりに揺動し、作用点７１ｃ…がプレッシャプレート７０を左方向に付勢する。その結果、プレッシャプレート７０に押圧されたフリクションディスク４１…およびフリクションプレート４２…が差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′の当接面３７ｂが押し付けられて摩擦クラッチ４４が係合する。このとき、レバー７１…の支点７１ａ…から力点７１ｂ…までの距離と作用点７１ｃ…までの距離とを変化させることで、つまり梃子として機能するレバー７１…のレバー比を変化させることで、アクチュエータＡの駆動力を任意の比率で拡大して摩擦クラッチ４４を係合させることができる。
【００３３】
このようにして、摩擦クラッチ４４が係合して差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′がディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒに一体化されると、ディファレンシャルピニオン３５…およびディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒ間のギヤ比が、差動制限用ピニオン３５′…および差動制限用サイドギヤ３７Ｒ′間のギヤ比と異なっていることから、ディファレンシャルピニオン３５…と右側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｒとは回転不能にロックされ、ディファレンシャルピニオン３５…に噛み合う左側のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌも回転不能にロックされる。
【００３４】
以上のようにして、アクチュエータＡを作動させることで、左右のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒの回転を拘束して差動機構Ｄに差動制限トルクを発生させることができ、またアクチュエータＡのコイル５３に供給する電流の大きさを制御すれば差動機構Ｄに任意の大きさの差動制限トルクを発生させることができる。またディファレンシャルケース２８を介さずに一対のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒの差動制限を行うので、両ディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒの各々に付与される差動制限力に偏りが生じ難いだけでなく、差動制限の応答性も高くなる。しかも、ピニオンシャフト３１，３２を横切る軸を介して一対のディファレンシャルサイドギヤ３７Ｌ，３７Ｒの差動制限を行う必要がないので、差動制限機構の構造が複雑化することがない。
【００３５】
また差動機構Ｄの外部に設けたアクチュエータＡが発生する係合力をハーフシャフト１１を介して摩擦クラッチ４４に伝達するので、既存の差動機構Ｄをそのまま利用して、あるいは僅かな設計変更を施すだけで、差動機構Ｄに任意の大きさの差動制限トルクを発揮させることができ、新たな差動機構Ｄを新規に設計する場合に比べてコストの削減に寄与することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３７】
例えば、実施例では制限機構として摩擦クラッチ４４を例示したが、摩擦クラッチ４４に代えてビスカスカップリングを採用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、ディファレンシャルピニオンに同軸かつ一体に設けた差動制限用ピニオンと、一対のディファレンシャルサイドギヤの何れか一方に対して同軸かつ相対回転自在に設けた差動制限用サイドギヤとを噛み合わせ、ディファレンシャルピニオンおよびディファレンシャルサイドギヤ間のギヤ比と差動制限用ピニオンおよび差動制限用サイドギヤ間のギヤ比とを異ならせたので、制限機構によりディファレンシャルサイドギヤと差動制限用サイドギヤとの相対回転を制限することで、ディファレンシャルピニオンと前記一方のディファレンシャルサイドギヤとを回転不能にロックし、かつロックしたディファレンシャルピニオンに噛み合う他方のディファレンシャルサイドギヤを回転不能にロックすることができる。このように、ディファレンシャルケースを介さずに一対のディファレンシャルサイドギヤを直接的に結合して差動制限を行うので、両ディファレンシャルサイドギヤの各々に付与される差動制限力に偏りが生じ難く、また差動制限の応答性も高くなる。しかもピニオンシャフトを横切る軸を介して一対のディファレンシャルサイドギヤの差動制限を行う必要がないので、差動制限機構の構造が複雑化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車用内燃機関の後面図
【図２】差動機構およびアクチュエータの拡大断面図
【図３】差動機構の構造を示す図２の要部拡大図
【図４】アクチュエータの構造を示す図２の要部拡大図
【図５】図３の５−５線断面図
【図６】図３の６−６線断面図
【図７】差動機構の構成要素の分解斜視図
【符号の説明】
２８        ディファレンシャルケース
３１        ピニオンシャフト
３２        ピニオンシャフト
３５        ディファレンシャルピニオン
３５′      差動制限用ピニオン
３７Ｌ      ディファレンシャルサイドギヤ
３７Ｒ      ディファレンシャルサイドギヤ
３７Ｒ′    差動制限用サイドギヤ
４４        摩擦クラッチ（制限機構）
Ｄ          差動機構
Ｅ          内燃機関（原動機）
【図１】
0003754652.tif 000002
【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７】
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