JP2007218406A

JP2007218406A - デファレンシャル装置

Info

Publication number: JP2007218406A
Application number: JP2006042853A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Fushiki; 正明伏木
Original assignee: GKN Driveline Torque Technology KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: JP4538419B2; US7862462B2; US20070197338A1

Abstract

【課題】差動ロックを検知する位置センサーの交換や調整を容易にし、差動機構の組付けを容易にする。
【解決手段】原動機の駆動力を受けて回転する回転ケース３と、回転ケース３の回転を車輪側に配分する差動機構５と、差動機構５の差動をロックする差動ロック機構７と、差動ロック機構７を連結させる電磁コイル９と、差動ロック機構７の連結を解除するばね部材１１とを有し、差動ロック機構７の作動に伴って移動し、差動がロックされたか否かを感知する感知部材１３を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両に用いるデファレンシャル装置に関する。

特許文献１に記載されたデファレンシャル装置は、デフケースと、デフケースに連結されたベベルギア式の差動機構と、その差動をロックする噛み合いクラッチと、電磁式アクチュエータと、リターンスプリングと、引き出し型の位置センサーなどから構成されており、電磁式アクチュエータは電磁コイルの磁力でプランジャを移動させ、噛み合いクラッチを噛み合わせて差動をロックし、電磁コイルの励磁を停止するとリターンスプリングが噛み合いクラッチの噛み合いと差動ロックを解除し、位置センサーはプランジャが噛み合いクラッチを噛み合わせる際に、プローブが引き出されて作動し、差動がロックされたことを感知する。

また、電磁コイルはデフケースで支持され、噛み合いクラッチと電磁式アクチュエータとリターンスプリングと位置センサーはいずれも差動機構に対して軸方向の一側に集中配置され、リターンスプリングは差動機構のピニオンギアをサイドギア側に押圧する個所に配置されている。
特開２００４−１８３８７４号公報

しかし、電磁コイルをデフケースで支持するデファレンシャル装置では、上記のように軸方向の同じ側に電磁コイルと位置センサーを設けようとすると、構造が複雑になる。

また、上記のデファレンシャル装置に用いられた引き出し型の位置センサーの場合、交換や調整をするためには、デファレンシャル装置全体を収容ケースから取り外す必要があり、それだけ大きなコストが掛かる。

また、デファレンシャル装置の組み付けに当たっては、リターンスプリングの付勢力を受けるピニオンギアは組付けが難しい。

そこで、この発明は、差動機構の組付けが容易なデファレンシャル装置の提供を目的としている。

請求項１のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転する回転ケースと、前記回転ケースの回転を車輪側に配分する差動機構と、前記差動機構の差動をロックする差動ロック機構と、前記差動ロック機構を作動状態と作動解除状態の一方に操作する電磁コイルと、前記差動ロック機構を作動状態と作動解除状態の他方に操作するばね部材とを有し、前記電磁コイルが前記回転ケースで支持されるデファレンシャル装置であって、前記差動ロック機構の前記操作に伴って移動し、差動がロックされたか否かを感知する感知部材を備えたことを特徴とする。

請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１に記載された発明であって、前記ばね部材が、前記差動機構を間にして、前記電磁コイルの軸方向反対側に配置されていることを特徴とする。

請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２に記載された発明であって、前記ばね部材が、前記回転ケースの外部に配置され、前記感知部材の移動に伴って伸縮することを特徴とする。

請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された発明であって、前記感知部材の移動に伴って作動し、前記差動ロック機構の前記状態を検知するセンサーを設けたことを特徴とする。

請求項５のデファレンシャル装置は、請求項４に記載された発明であって、前記センサーが、感知部と、この感知部を作動させる移動部材とを有し、前記感知部材が前記移動部材を前記感知部側に押圧すると前記感知部が作動するように構成されたことを特徴とする。

請求項１のデファレンシャル装置は、差動ロック機構の操作に伴って移動し差動がロックされたか否かを感知する感知部材を備えたことにより、各構成部材の配置自由度が増し、差動機能の形状の設定自由度も増すのでデファレンシャル装置の組み付けが容易になる。

請求項２のデファレンシャル装置は、差動機構を間にしてばね部材を電磁コイルの軸方向反対側に配置するこの構成では、差動機構の差動ギアがばね部材によって出力ギアを押圧しないようにすることが可能になり、差動機構の組み付け作業がそれだけ容易になる。

また、ばね部材を電磁コイルの軸方向反対側に配置したことによって、デファレンシャル装置は、構造が簡単になると共に、軸方向の重量バランスが向上する。

請求項３のデファレンシャル装置は、ばね部材を回転ケースの外部に配置するこの構成では、ばね部材の交換が容易である。

請求項４のデファレンシャル装置は、差動機構の差動がロックされたか否かをセンサーによって検知し、動力系の状態設定に反映させ、車両の安全性、走行性、操舵性などを向上させることができる。

また、感知部材の移動によってセンサーを押圧するこの構成では、押圧型のセンサーを用いることが可能になる。

請求項５のデファレンシャル装置は、押圧型のセンサーを用いたこの構成では、センサーの交換や調整の作業コストが大幅に低減される。

〈一実施例〉
図１〜図７によって一実施例のデファレンシャル装置１を説明する。左右の方向は図１〜図３での左右の方向である。

［デファレンシャル装置１の特徴］
デファレンシャル装置１は、エンジン（原動機）の駆動力を受けて回転するデフケース３（回転ケース）と、デフケース３の回転を車輪側に配分するベベルギア式の差動機構５と、差動機構５の差動をロックするドッグクラッチ７（差動ロック機構）と、ドッグクラッチ７を噛み合わせて差動をロックする電磁コイル９と、ドッグクラッチ７の噛み合い及び差動ロックを解除するリターンスプリング１１（ばね部材）とを有し、デフケース３で電磁コイル９を支持するように構成されている。

また、デファレンシャル装置１は、ドッグクラッチ７の噛み合いに伴って移動し、差動がロックされたことを感知するする押圧感知シャフト１３（感知部材）とを備え、リターンスプリング１１が、差動機構５を間にして、電磁コイル９の軸方向反対側に配置されていると共に、デフケース３の外部に配置され移動した押圧感知シャフト１３に押圧されて撓むように構成されている。

さらに、デファレンシャル装置１は、押圧感知シャフト１３に押圧されて作動し、差動がロックされたことを検知する位置センサー１５（センサー）を設け、位置センサー１５が、感知部１７と、感知部１７を作動させるプローブ１９（移動部材）とを有し、押圧感知シャフト１３がプローブ１９を感知部１７側に押圧することによって感知部１７が作動する。

［デファレンシャル装置１の構成］
デファレンシャル装置１はデフキャリヤ２１に収容されており、デフケース３は、左右のボス部６７，６９をベアリング２３，２３によってデフキャリヤ２１に支持され、差動機構５のピニオンシャフト２５はボルト２７によってデフケース３に抜け止めされ、ピニオンギア２９は左右の出力側サイドギア３１，３３と噛み合い、サイドギア３１，３３は支持部３５，３５でデフケース３に支持され、スプライン連結された車軸を介して左右の車輪側に連結され、デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は差動機構５から車軸を介して左右の車輪に配分される。

ドッグクラッチ７は、クラッチリング３７の噛み合い歯３９と左サイドギア３１の噛み合い歯４１とで構成されており、クラッチリング３７はサイドギア３１上で軸方向移動自在に支持され、周方向等間隔に設けられた凸部４３がデフケース３の開口４５に係合して回り止めされている。また、凸部４３と開口４５には、駆動トルクを受けて作動しクラッチリング３７をドッグクラッチ７の噛み合い方向（右方）に押圧するカム４７が形成されている。

電磁コイル９のコア４９は、デフケース３の支持部５１内周で相対回転自在に摺動しながら半径方向に支持されており、回り止め部材５３によりデフキャリヤ２１側に回り止めされている。また、コア４９に設けられた周溝５５にはボルト５７でデフケース３に固定されたプレート５９が係合し、電磁コイル９をデフケース３上で軸方向に支持している。このように電磁コイル９をデフケース３で径方向と軸方向に支持したことにより、デフケース３を透過する電磁コイル９の磁束６１（図２）の変動が小さくなってドッグクラッチ７の操作機能が安定する。

コア４９の内周にはプランジャ６３が軸方向移動自在に配置されており、プランジャ６３の内周には、磁束６１がデフケース３側へ漏れることを防止する非磁性材料のリング６５が固定されている。プランジャ６３とリング６５はデフケース３の左ボス部６７上で軸方向移動自在に支持されている。

電磁コイル９のリード線７１（図３）はコネクター７３などを介してデフキャリヤ２１の外部に引き出され、バッテリーに接続されている。また、図６と図７のように、上記のリング６５には周方向等間隔に３個の凸部７５が設けられており、プランジャ６３が右方に移動操作されると各凸部７５はクラッチリング３７の凸部４３を押圧してドッグクラッチ７を噛み合わせる。

押圧感知シャフト１３は、図５のように、デフケース３に周方向等間隔に設けられた４個所の軸方向貫通孔７７で移動自在に支持されており、各押圧感知シャフト１３は、左端部がクラッチリング３７に接触し、デフケース３の外部に突き出した右端部にはリングプレート７９が固定されている。リターンスプリング１１は、このリングプレート７９とデフケース３に取り付けられたスナップリング８１との間に配置され、リングプレート７９と各押圧感知シャフト１３とを介してクラッチリング３７をドッグクラッチ７の噛み合い解除方向（左方）に付勢している。

また、位置センサー１５のプローブ１９は内蔵されたばね部材によって右方へ付勢されており、リングプレート７９はプローブ１９の左端に接触し、プローブ１９を感知部１７側へ押圧できるようになっており、感知部１７はＯＮーＯＦＦ信号をコントローラに送る。

また、デフキャリヤ２１にはオイル溜りが設けられており、このオイルはデフケース３の開口４５，８３から流入して各ギア２９，３１，３３の噛み合い部や、ギア２９と球面ワッシャ８５との摺動面などを潤滑・冷却し、さらに、ボス部６７，６９の内周からオイル流路８７，８９を介して流入し、支持部３５，３５やワッシャ９１，９３やドッグクラッチ７やカム４７などを潤滑・冷却する。

コントローラは、電磁コイル９の励磁、励磁停止を行う。

電磁コイル９が励磁されると、図２のように上記の磁束６１によってプランジャ６３が移動し押されたクラッチリング３７が右方へ移動してドッグクラッチ７が噛み合い、差動機構５の差動がロックされる。また、この状態で、駆動トルクを受けてカム４７が作動し、クラッチリング３７を右方へ押圧することにより、振動などによってドッグクラッチ７の噛み合いが不用意に解除されることを防止している。

また、このときクラッチリング３７に押圧された各押圧感知シャフト１３とリングプレート７９が右方へ移動し、位置センサー１５のプローブ１９を感知部１７側に押圧して作動させ、感知部１７からのＯＮ信号を受け取ったコントローラは、差動がロックされたことを操縦席に表示し、あるいは、駆動システムに対して設定されたアクションを取る。

電磁コイル９の励磁を停止すると、リターンスプリング１１により各押圧感知シャフト１３を介してクラッチリング３７とプランジャ６３が左方へ戻り、図１のようにドッグクラッチ７の噛み合いと差動ロックが解除されると共に、位置センサー１５では内蔵されたばね部材によってプローブ１９が左方に移動し、図２に矢印９５で示された位置（図１の位置）に戻る。

［デファレンシャル装置１の効果］
デファレンシャル装置１は、差動機構５の差動ロックに伴って移動する押圧感知シャフト１３を設けたことにより、リターンスプリング１１を、差動機構５を挟んで、電磁コイル９の軸方向反対側に配置し、その付勢力によってピニオンギア２９がサイドギア３１側に押圧されないようにしたから、差動機構５の組み付け作業がそれだけ容易になった。

また、デファレンシャル装置１は、リターンスプリング１１と電磁コイル９とを軸方向反対側にそれぞれ配置したことにより、構造が簡単になると共に、軸方向の重量バランスが向上した。

また、デフケース３の外部に配置されたリターンスプリング１１は、交換が容易である。

また、位置センサー１５によって差動がロックされたか否かを検知し、動力系の状態設定に反映させることによって、車両の安全性、走行性、操舵性などを向上させることができる。

また、センサーを押圧感知シャフト１３で押圧して作動させる本発明の構成では、押圧型の位置センサー１５を用いることが可能になり、デファレンシャル装置１全体をデフキャリヤ２１から取り外さずに、位置センサー１５の交換や調整を行えるから、これらの作業コストが大幅に低減される。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明のデファレンシャル装置は、上記実施例と反対に、ばね部材で差動をロックさせ、電磁コイルで差動ロックを解除するように構成してもよい。

デファレンシャル装置１の差動がフリーになった状態を示す図面であり、図４のＹ−Ｙ断面図である。デファレンシャル装置１の差動がロックされた状態を示す図面であり、図４のＹ−Ｙ断面図である。デファレンシャル装置１の正面図である。デファレンシャル装置１の右側面図である。図３のＸ−Ｘ断面図である。デファレンシャル装置１に用いられたプランジャ６３と非磁性リング６５とクラッチリング３７を一方向から見た斜視図である。デファレンシャル装置１に用いられたプランジャ６３と非磁性リング６５とクラッチリング３７を他の方向から見た斜視図である。

符号の説明

１デファレンシャル装置
３デフケース（回転ケース）
５差動機構
７ドッグクラッチ（差動ロック機構）
９電磁コイル
１１リターンスプリング（ばね部材）
１３押圧感知シャフト（感知部材）
１５位置センサー（センサー）
１７感知部
１９プローブ（移動部材）

Claims

原動機の駆動力を受けて回転する回転ケースと、前記回転ケースの回転を車輪側に配分する差動機構と、前記差動機構の差動をロックする差動ロック機構と、前記差動ロック機構を作動状態と作動解除状態の一方に操作する電磁コイルと、前記差動ロック機構を作動状態と作動解除状態の他方に操作するばね部材とを有し、前記電磁コイルが前記回転ケースで支持されるデファレンシャル装置であって、
前記差動ロック機構の前記操作に伴って移動し、差動がロックされたか否かを感知する感知部材を備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、
前記ばね部材が、前記差動機構を間にして、前記電磁コイルの軸方向反対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１または請求項２に記載されたデファレンシャル装置であって、
前記ばね部材が、前記回転ケースの外部に配置され、前記感知部材の移動に伴って伸縮することを特徴とするデファレンシャル装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載されたデファレンシャル装置であって、
前記感知部材の移動に伴って作動し、前記差動ロック機構の前記状態を検知するセンサーを設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
請求項４に記載されたデファレンシャル装置であって、
前記センサーが、感知部と、この感知部を作動させる移動部材とを有し、前記感知部材が前記移動部材を前記感知部側に押圧すると前記感知部が作動するように構成されたことを特徴とするデファレンシャル装置。