JP2013127297A - Differential device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a differential device applied to a vehicle.
従来、デファレンシャル装置としては、駆動トルクが入力される入力部材と、相対回転可能に配置され入力部材へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材と、入力部材と一対の出力部材とに連結する中間部材とを備え、入力部材へ入力された駆動トルクを中間部材を介して一対の出力部材に伝達するデファレンシャル機構と、入力部材と一対の出力部材と中間部材とのうち2つの部材間に配置されたクラッチ部材を備え、クラッチ部材の作動により2つの部材間の伝達トルクを断続するクラッチ機構と、クラッチ部材を第1の位置と第2の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータとを備えたものがしられている(例えば、特許文献1,2参照)。 Conventionally, as a differential device, an input member to which driving torque is input, a pair of output members that are arranged to be relatively rotatable and output driving torque input to the input member, and an input member and a pair of output members are connected. A differential mechanism that transmits driving torque input to the input member to the pair of output members via the intermediate member, and between the input member, the pair of output members, and the intermediate member. A clutch mechanism that includes the arranged clutch member, and that interrupts transmission torque between the two members by operation of the clutch member; and an actuator that operates the clutch member to at least one of the first position and the second position. Something is done (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
近年、車両の重量低減や走行抵抗の軽減を目的として、デファレンシャル装置における構成部材のサイズや使用材料に着目し、小型軽量化が進められている。上記特許文献1,2のようなデファレンシャル装置では、中間部材としてのピニオンを、所定駆動トルクを分散させ、また高強度材料を使用し、2ピニオンタイプから3ピニオン又は4ピニオンのタイプに移行させて小型化が図られている。これにより、入力部材としてのデフケースに収容される複数のピニオンの占有スペースを省くことができ、デフケースの外径も小型化することができる。 2. Description of the Related Art In recent years, for the purpose of reducing vehicle weight and running resistance, attention has been paid to the size of constituent members and materials used in a differential device, and the reduction in size and weight has been promoted. In a differential apparatus such as the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, the pinion as an intermediate member is made to disperse a predetermined driving torque and use a high-strength material to shift from a 2-pinion type to a 3-pinion or 4-pinion type. Miniaturization is achieved. Thereby, the occupation space of the several pinion accommodated in the differential case as an input member can be omitted, and the outer diameter of a differential case can also be reduced in size.
しかしながら、ピニオンの数を増やすことによる弊害が生じることとなった。従来、2ピニオンタイプでは、1ピースを基本とするデフケースの筒状部の外周に開口を形成し、この開口からピニオンや一対の出力部材としての一対のサイドギヤを組込むことができたが、3ピニオンや4ピニオンタイプでは、デフケースにおけるピニオンの保持形状がデフケースの周方向に分散されるため、デフケースの外周にピニオンや一対のサイドギヤを組込み可能な開口形状を形成することが困難になった。 However, the harmful effect of increasing the number of pinions occurred. Conventionally, in the 2-pinion type, an opening was formed in the outer periphery of the cylindrical portion of the differential case based on one piece, and a pinion and a pair of side gears as a pair of output members could be incorporated from this opening. In the 4-pinion type, since the pinion holding shape in the differential case is dispersed in the circumferential direction of the differential case, it is difficult to form an opening shape into which the pinion and the pair of side gears can be incorporated on the outer periphery of the differential case.
このため、デフケースは、各種部材を組込み可能なように、デフケースを少なくとも2分割構成する必要があり、デフケースの分割構造が種々提案されてきた。 For this reason, the differential case needs to be divided into at least two parts so that various members can be incorporated, and various structures for dividing the differential case have been proposed.
さらに、クラッチ機構を備えたデファレンシャル装置においては、クラッチ機構は、非回転系の部材を含むので、当然ながらデフケースの外部に配置されている。また、デファレンシャル装置は、非回転系の静止側部材であるキャリアハウジングに収容されている。 Further, in the differential apparatus provided with the clutch mechanism, the clutch mechanism includes a non-rotating member, so that it is naturally disposed outside the differential case. The differential device is housed in a carrier housing which is a non-rotating stationary member.
このため、デファレンシャル装置は、キャリアハウジング内に干渉することなく、省スペースで配置される必要があった。 For this reason, the differential device needs to be disposed in a space-saving manner without interfering with the carrier housing.
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、デフケースのフランジ部側にアクチュエータを配置し、フランジ部と逆側にデフケースの分割部を設けている。このような分割部の構造は、シンプルでコンパクトに形成されているが、デフケースのフランジ部の内周側に位置するアクチュエータは、デフケースの軸方向外側に張り出してしまい、キャリアハウジングとの干渉の問題が生じ、キャリアハウジング内への搭載性を悪化していた。 However, in the differential apparatus like the above-mentioned Patent Document 1, an actuator is disposed on the flange portion side of the differential case, and a divided portion of the differential case is provided on the opposite side to the flange portion. The structure of such a split part is simple and compact, but the actuator located on the inner peripheral side of the flange part of the differential case protrudes outward in the axial direction of the differential case, causing a problem of interference with the carrier housing. As a result, the mountability in the carrier housing deteriorated.
これに対して、上記特許文献2のようなデファレンシャル装置では、デフケースのフランジ部側に分割部を設けて、フランジ部と逆側にアクチュエータを配置している。このフランジ部側の構造は、従来から行われている一般的な分割構造であるが、フランジ部の割り面が大径であるので、加工形成が容易ではなく、デフケースへ入力される駆動トルクを筒状部が一体形成された一方のフランジ部で受けてピニオンに伝達する必要があり、大きな駆動トルクが入力するにはフランジ部をさらに大径化または軸方向肉厚の増厚化をする必要があり、キャリアハウジングとの干渉の問題が生じ、上記特許文献1と同様にキャリアハウジング内への搭載性を悪化していた。 On the other hand, in the differential apparatus like the above-mentioned Patent Document 2, a split portion is provided on the flange portion side of the differential case, and an actuator is disposed on the opposite side to the flange portion. The structure on the flange side is a general divided structure that has been conventionally used. However, since the split surface of the flange part has a large diameter, machining formation is not easy, and the drive torque input to the differential case is reduced. It needs to be received by one flange part that is integrally formed with the cylindrical part and transmitted to the pinion. To input a large driving torque, it is necessary to further increase the diameter of the flange part or increase the axial thickness. There is a problem of interference with the carrier housing, and the mounting property in the carrier housing is deteriorated as in the case of Patent Document 1.
そこで、この発明は、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制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。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential apparatus that can suppress an increase in size of the apparatus, while having a structure in which an input member is divided in a differential apparatus including a clutch mechanism and an actuator.
本発明は、駆動トルクが入力される入力部材と、相対回転可能に配置され前記入力部材へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材と、前記入力部材と前記一対の出力部材との間の伝達経路に設けられた中間部材とを備えたデファレンシャル機構と、前記入力部材と前記一対の出力部材と前記中間部材とのうち2つの部材間を断続可能に配置されたクラッチ部材を備えたクラッチ機構と、前記クラッチ部材を第1の位置と第2の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置であって、前記入力部材は、前記一対の出力部材と前記中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて固定される第1の端壁と、前記筒状部の軸方向他側に一体形成された第2の端壁とを有し、前記クラッチ部材は、前記第1の端壁側に配置され、前記入力部材に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、前記一対の出力部材の一方或いは前記中間部材を前記入力部材に対して断続可能であり、前記アクチュエータは、前記第1の端壁に軸方向に対向配置されていることを特徴とする。 The present invention includes an input member to which a drive torque is input, a pair of output members that are disposed so as to be relatively rotatable and output a drive torque that is input to the input member, and the input member and the pair of output members. A differential mechanism provided with an intermediate member provided in the transmission path of the motor, and a clutch provided with a clutch member arranged such that two of the input member, the pair of output members and the intermediate member can be intermittently connected A differential device comprising a mechanism and an actuator for operating the clutch member to at least one of a first position and a second position, wherein the input member houses the pair of output members and the intermediate member A possible cylindrical portion, a first end wall that is separately provided and fixed on one axial side of the cylindrical portion, and a second integrally formed on the other axial side of the cylindrical portion. With end walls The clutch member is disposed on the first end wall side, engages with the input member so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction, and inputs one of the pair of output members or the intermediate member to the input member. The actuator can be intermittently connected, and the actuator is disposed to face the first end wall in the axial direction.
このデファレンシャル装置では、入力部材が一対の出力部材と中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて筒状部の端部側に固定される第1の端壁と、筒状部の軸方向他側に一体形成された第2の端壁とを有している。 In this differential device, the input member is a cylindrical portion that can accommodate a pair of output members and an intermediate member, and is provided separately on one axial side of the cylindrical portion and fixed to the end portion side of the cylindrical portion. And a second end wall integrally formed on the other axial side of the cylindrical portion.
このため、筒状部と別体に設けられた第1の端壁側から筒状部内に各種部材を収容でき、入力部材の分割構造をシンプルでコンパクトに形成することができる。 For this reason, various members can be accommodated in the cylindrical portion from the first end wall side provided separately from the cylindrical portion, and the divided structure of the input member can be formed simply and compactly.
また、クラッチ部材が第1の端壁側に配置され、アクチュエータが第1の端壁に軸方向に対向配置されているので、筒状部や筒状部と一体形成された第2の端壁に駆動トルクが入力されるフランジ部を設けることができる。 In addition, since the clutch member is disposed on the first end wall side and the actuator is disposed to face the first end wall in the axial direction, the second end wall integrally formed with the tubular portion or the tubular portion. A flange portion to which driving torque is input can be provided.
このため、入力部材の筒状部や第2の端壁は、フランジ部が大径化または軸方向肉厚の増厚化を必要とすることがなく、非回転系静止側部材との干渉を抑制でき、非回転系静止側部材内への搭載性を向上することができる。 For this reason, the cylindrical portion and the second end wall of the input member do not require the flange portion to have a large diameter or an increased thickness in the axial direction, and can interfere with the non-rotating stationary member. It can suppress, and the mounting property in a non-rotation type stationary side member can be improved.
従って、このようなデファレンシャル装置では、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制することができる。 Therefore, in such a differential apparatus, in the differential apparatus provided with the clutch mechanism and the actuator, it is possible to suppress an increase in size of the apparatus while having a structure in which the input member is divided.
本発明によれば、クラッチ機構及びアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、入力部材を分割する構造としながら、装置の大型化を抑制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。 According to the present invention, in the differential apparatus including the clutch mechanism and the actuator, it is possible to provide a differential apparatus that can suppress an increase in size of the apparatus while having a structure in which the input member is divided.
まず、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が適用される車両の動力系の一例について説明する。 First, an example of a power system of a vehicle to which a differential device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
図1に示すように、車両の動力系は、エンジンや電動モータなどの駆動源101と、変速機構としてのトランスミッション103と、2−4切換機構を有するトランスファ105と、前輪側プロペラシャフト107と、前輪側の左右輪の差動を許容するフロントデフ109と、それぞれハブクラッチを備えた前車軸111,113と、前輪115,117と、後輪側プロペラシャフト119と、後輪側の左右輪の差動を許容するリヤデフとしてのデファレンシャル装置1と、後車軸121,123と、後輪125,127などから構成されている。
As shown in FIG. 1, a vehicle power system includes a
このように構成された車両の動力系では、駆動源101の駆動力がトランスミッション103を介してトランスファ105に伝達される。このトランスファ105に伝達された駆動力は、常時、後輪側プロペラシャフト119を介してデファレンシャル装置1に伝達される。このデファレンシャル装置1に伝達された駆動力は、後車軸121,123を介して後輪125,127に配分される。
In the vehicle power system configured as described above, the driving force of the
また、トランスファ105の2−4切換機構が4輪駆動を選択しているときには、トランスファ105に伝達された駆動力が前輪側プロペラシャフト107を介してフロントデフ109に伝達される。このフロントデフ109に伝達された駆動力は、前車軸111,113を介してロックされたハブクラッチから前輪115,117に配分され、車両は前後輪駆動の四輪駆動状態になる。また、2−4切換機構が2輪駆動を選択しているとき及びハブクラッチが解除されたときには、車両は後輪駆動の二輪駆動状態になる。
Further, when the 2-4 switching mechanism of the
このような車両に適用されたデファレンシャル装置1には、デファレンシャル機構11の差動を許容する又は規制するクラッチ機構15が搭載され、このクラッチ機構15はアクチュエータ17によって断続操作される。このアクチュエータ17によってクラッチ機構15が接続状態とされると、デファレンシャル機構11の差動が規制されたロック状態となる。このようなデファレンシャル装置1は、いわゆるデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっている。以下、図2〜図4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。
The differential device 1 applied to such a vehicle is equipped with a
本実施の形態に係るデファレンシャル装置1は、駆動トルクが入力される入力部材としてのデフケース3と、相対回転可能に配置されデフケース3へ入力された駆動トルクを出力する一対の出力部材としてのサイドギヤ5,7と、デフケース3と一対のサイドギヤ5,7との間の伝達経路に設けられた中間部材としてのピニオン9を備え、デフケース3へ入力された駆動トルクをピニオン9を介して一対のサイドギヤ5,7に伝達するデファレンシャル機構11と、デフケース3とサイドギヤ7との間に断続可能に配置されたクラッチ部材13を備え、クラッチ部材13の作動によりデフケース3とサイドギヤ7との間の伝達トルクを断続するクラッチ機構15と、クラッチ部材13を第1の位置と第2の位置の少なくとも一方に作動させるアクチュエータ17とを備えている。
The differential device 1 according to the present embodiment includes a
そして、デフケース3は、一対のサイドギヤ5,7とピニオン9とを収容可能な筒状部19と、この筒状部19の軸方向一側に別体に設けられこの筒状部19の軸方向一側端に締結部材21により一体に固定される第1の端壁23と、筒状部19の軸方向他側に一体形成された第2の端壁25とを有する。つまり、筒状部19と第1の端壁23とを一体結合するように形成された固定部20は、クラッチ部材13の外径側に配置されている。
The
また、クラッチ部材13は、第1の端壁23側に配置され、デフケース3の第1の端壁23に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、サイドギヤ7をデフケース3に対して断続可能である。
The
さらに、アクチュエータ17は、第1の端壁23に軸方向に対向配置されている。
Further, the
また、筒状部19の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部27が一体形成されている。
In addition, an
さらに、筒状部19に対して第1の端壁23を一体に固定する締結部材21は、クラッチ部材13の外径側に配置されている。
Further, the
また、第1の端壁23には、筒状部19とアクチュエータ17との間に位置して締結部材21を収容する凹部29が設けられている。
Further, the
さらに、アクチュエータ17は、電磁石31を有し、第1の端壁23は、電磁石31が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成す。
Furthermore, the
また、締結部材21とアクチュエータ17との軸方向間には、空隙30が設けられており、クラッチ部材13と一体連結し、デフケース3外部にクラッチ部材13の作動を取り出し可能な連動部材33が配置されている。なお、実施例では、凹部29の空間に空隙30が形成されているが、それぞれは別の周方向位置に形成されてもよい。
Further, a
さらに、締結部材21は、第1の端壁23を筒状部19に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等配置されている。
Furthermore, the
また、複数のボルトは、後述する理由により軸長さの異なる複数種を有している。 In addition, the plurality of bolts have a plurality of types having different shaft lengths for reasons described later.
図2〜図4に示すように、デファレンシャル装置1は、デファレンシャル機構11と、クラッチ機構15と、アクチュエータ17とを備えている。デファレンシャル機構11は、デフケース3と、ピニオンシャフト35と、ピニオン9と、一対のサイドギヤ5,7とを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the differential device 1 includes a
デフケース3は、軸方向両側に形成されたボス部37,39でそれぞれベアリング(不図示)を介してキャリアハウジング41などの非回転系静止側部材に回転可能に支持され、筒状部19と、第1の端壁23と、第2の端壁25とを備えている。
The
筒状部19は、内部にピニオン9、一対のサイドギヤ5,7などを収容している。なお、第1の端壁23には、クラッチ部材13が係合し、軸方向の肉厚範囲内でクラッチ部材13を収容しているが、クラッチ部材13は筒状部19内に部分的に収容されてもよい。この筒状部19の軸方向一側には、内部に各種部材を収容するための開口43が設けられ、この開口43は内部に各種部材を収容した後、第1の端壁23によって閉塞される。
The
第1の端壁23は、電磁石31の励磁による磁力線を透過する磁性材料からなり、軸方向外側にボス部39が延設されている。また、第1の端壁23の外径側には、周方向等間隔に複数(ここでは3つ)の凹部29が形成されている。この凹部29には、第1の端壁23を筒状部19に固定する締結部材21が配置されている。
The
締結部材21は、第1の端壁23を筒状部19の軸方向一側端に対して共締め可能な複数のボルトとなっている。この複数のボルトは、複数本(ここでは3本)単位を一組としており、周方向等間隔に設けられた凹部29に均等配置されている。また、複数のボルトは、軸長さの異なる長いボルト21aと短いボルト21bとを有している。長いボルト21aは筒状部19を挿通する際に、ピニオンシャフト35との干渉が無い部分に用いられ、短いボルト21bは筒状部19を挿通する際に、ピニオンシャフト35との干渉がある部分に用いられ、ピニオンシャフト35と干渉しない軸長さに設定されている。さらに、クラッチ部材13に固定される連動部材33が位置する部分(ここでは中央部分)の締結部材21は、他の締結部材21が締結される部分よりも軸方向内部側に配置され、アクチュエータ17との軸方向間に連動部材33を配置させるための空隙30が設けられている。
The
このような締結部材21は、クラッチ部材13の外径側に配置され、クラッチ部材13の作動に干渉することなく、第1の端壁23を筒状部19の軸方向一側端に固定させる。この締結部材21が締結される筒状部19の軸方向反対側には、第2の端壁25が設けられている。
Such a
第2の端壁25は、筒状部19の軸方向他側に筒状部19と連続する一部材で形成され、軸方向外側にボス部37が延設されている。また、第2の端壁25が位置する筒状部19の外径側には、リングギヤ(不図示)がボルト締結や溶接などの固定手段によって固定される環状のフランジ部27が一体形成されている。このリングギヤは、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デフケース3を回転駆動させる。このようにフランジ部27にデフケース3の分割部を設けないことにより、フランジ部27の強度と剛性を十分に保持することができる。また、符号28で示されるハッチング部分に近接するキャリアハウジング41の配置エリアに対してフランジ部27が張り出すことを抑制できる。
The
このようなデフケース3の筒状部19には、ピニオンシャフト35と、ピニオン9と、一対のサイドギヤ5,7とが収容されている。ピニオンシャフト35は、端部をデフケース3に係合してピン45で抜け止めされ、デフケース3と一体に回転駆動される。なお、締結部材21が位置するピン45のデフケース3からの抜け止めは、短いボルト21bの先端面によって行われている。このピニオンシャフト35には、ピニオン9が支承されている。
The
ピニオン9は、デフケース3の周方向等間隔に4つ配置される4ピニオンタイプとなっており、それぞれピニオンシャフト35に支承されてデフケース3の回転によって公転する。また、ピニオン9の背面側とデフケース3の筒状部19との間には、ピニオン9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47が配置されている。このピニオン9は、一対のサイドギヤ5,7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5,7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35に自転可能に支持されている。
The
一対のサイドギヤ5,7は、ボス部49,51でデフケース3に相対回転可能に支持され、ピニオン9と噛み合っている。また、サイドギヤ5,7とデフケース3との軸方向間には、ピニオン9との噛み合い反力によるサイドギヤ5,7の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ53,55が配置されている。この一対のサイドギヤ5,7は、内周側にスプライン形状の連結部57,59が設けられ、出力側の部材に連結された駆動軸(不図示)がサイドギヤ5,7と一体回転可能に連結され、デフケース3に入力された駆動力を出力側の部材へ出力する。
The pair of side gears 5 and 7 are supported by the
このようなデファレンシャル機構11のデフケース3には、デフケース3とサイドギヤ7との間の直接的な動力伝達、詳細にはデファレンシャル機構11の差動を許容又は規制するように断続するクラッチ機構15が収容されており、クラッチ機構15が接続されると、デフケース3とサイドギヤ7とが接続され、デファレンシャル機構11の差動がロック状態となる。この状態では、デフケース3に入力された駆動力が一対のサイドギヤ5,7に対して均等に出力される。
The
クラッチ機構15は、クラッチ部材13と、断続部61とを備えている。クラッチ部材13は、基部63と、係合凸部65と、噛み合い歯67とから構成されている。基部63は、環状に形成され、サイドギヤ7のボス部51の外周側でサイドギヤ7の背面側とデフケース3の第1の端壁23との軸方向の間に軸方向移動可能に配置されている。また、基部63の外周面は、デフケース3の第1の端壁23の内周支持面に対して径方向に支持され、クラッチ部材13がセンタリングされている。また、基部63とサイドギヤ7の背面との軸方向間には、クラッチ部材13を断続部61の接続解除方向に付勢する板バネ或いはウェブバネの環状のリターンスプリング69が配置されている。この基部63のデフケース3の第1の端壁23側には、係合凸部65が設けられている。
The
係合凸部65は、基部63の側面に基部63と連続する一部材として周方向等間隔に複数(ここでは3つ)設けられている。なお、基部63と係合凸部65とを別体で形成し、一体的に固定してもよい。また、係合凸部65は、基部63の外周部に複数箇所形成し第1の端壁に形成した凹部と係合させてもよい。実施例の係合凸部65は、デフケース3の第1の端壁23の回転方向間に開口して設けられた複数(ここでは3つ)の係合窓部71に係合してクラッチ部材13がデフケース3に回り止めされ、デフケース3と一体回転可能に配置されている。
A plurality (three in this case) of engagement
この係合凸部65と係合窓部71との周方向の対向面には、同一傾斜のカム面が形成されている。このため、クラッチ部材13が断続部61の接続方向に移動されたときに、デフケース3の回転によってカム面が係合することにより、クラッチ部材13をさらに断続部61の噛み合い方向に移動させ、断続部61の接続を強化させる。
A cam surface having the same inclination is formed on the circumferentially opposing surfaces of the engagement
このような係合凸部65の基部63を軸方向に挟んだ反対側の基部63の側面には、複数の噛み合い歯67が設けられ、この噛み合い歯67と軸方向に対向するサイドギヤ7の背面側には、複数の噛み合い歯73が設けられ、これらの噛み合い歯67,73で断続部61が構成されている。
A plurality of meshing teeth 67 are provided on the side surface of the base 63 on the opposite side across the
断続部61は、クラッチ部材13とサイドギヤ7の背面側との軸方向間に設けられ、クラッチ部材13とサイドギヤ7の背面側とにそれぞれ周方向に複数形成されて互いに噛み合う噛み合い歯67,73となっている。この断続部61が互いに噛み合うことにより、クラッチ部材13とサイドギヤ7とが一体回転可能に接続、すなわちデフケース3とサイドギヤ7とが一体回転可能に接続され、デファレンシャル機構11の差動がロック状態となる。このような断続部61は、クラッチ部材13を移動操作するアクチュエータ17によって制御可能に断続操作される。
The intermeshing
アクチュエータ17は、電磁石31と、可動部材75と、第1の端壁23とを備えている。電磁石31は、デフケース3のボス部39の外周側で第1の端壁23に対して軸方向に隣接配置され、電磁コイル77と、コア79とを備えている。
The
電磁コイル77は、環状に所定巻き数巻回されて樹脂でモールド成形されている。また、電磁コイル77には、外部に引き出されてコントローラ(不図示)にコネクタ81を介して接続されるリード線83が接続され、コネクタコントローラによって通電が制御されている。この電磁コイル77の周囲には、コア79が配置されている。
The
コア79は、電磁コイル77への通電により磁界が形成されるように磁性材料から形成され、所定の磁路断面積を有している。このコア79は、電磁コイル77の内外周面及び電磁コイル77の第1の端壁23と反対側に位置する軸方向一側端面を覆っている。また、コア79の軸方向外側の端面には、デフケース3のボス部39の外周に固定された固定部材85によって軸方向外方への位置決めがなされている。なお、コア79には、キャリアハウジング41に係合して電磁石31を回転方向に回り止めさせる回り止め部80が設けられている。また、コア79の外径側には、デフケース3の第1の端壁23から軸方向に延設された延設部87が磁束が透過可能に設定された摺動接触面をもって配置されている。このような電磁石31の内径側には、可動部材75が配置されている。
The
可動部材75は、電磁石31の内径側でデフケース3のボス部39の外周に軸方向移動可能に配置され、環状のプランジャ89と、リング部材91とを備えている。プランジャ89は、磁性材料から形成され、磁束が透過可能に設定された微小隙間であるエアギャップをもって電磁石31の内径側に配置されている。このプランジャ89の内周には、リング部材91が一体に固定されている。
The
リング部材91は、非磁性材料から形成され、プランジャ89の内周側からデフケース3側へ磁束が漏れることを防止している。また、リング部材91は、デフケース3のボス部39の外周に軸方向移動可能に配置され、固定部材85によって軸方向一側への移動規制がなされている。このリング部材91には、デフケース3の第1の端壁23の係合窓部71内で、クラッチ部材13の係合凸部65との軸方向の対向面に互いに当接するように軸方向他側に凸状に設けられた押圧部93が設けられている。この押圧部93は、電磁石31によって作動される可動部材75による軸方向の移動操作力をクラッチ部材13に伝達し、クラッチ部材13を断続部61の接続方向に押圧操作する。
The
なお、本実施例のように電磁石31と第1の端壁23との軸方向相対位置を不変すべく、図2に示すように、コア79と延設部87との間に摺動接触面を設けてもよいが、電磁石31が第1の端壁23に対して軸方向相対位置を変化させてクラッチ部材13を押圧操作してもよい。この場合、係合凸部65などの係合窓部71を軸方向に貫通する部分は別体に構成され、相対回転部にはニードルベアリングやスラストワッシャなどの摩擦抑制部材を配置するとよい。
As shown in FIG. 2, the sliding contact surface between the core 79 and the extending
このような可動部材75によって移動操作されるクラッチ部材13の作動位置を検出することにより、断続部61の状態を検出することができる。詳細には、クラッチ部材13は、可動部材75によって第1の位置である断続部61の接続位置と第2の位置である断続部61の接続解除位置との間を軸方向移動されるので、クラッチ部材13の作動位置を検出することにより、断続部61の状態を検出することができ、デファレンシャル装置1の状態を検出することができる。このクラッチ部材13の作動位置は、連動部材33と通電状態をON−OFFにより検出するポジションスイッチ95によって検知される。
By detecting the operating position of the
連動部材33は、半径方向の断面がL字状に形成され、一端側がクラッチ部材13の係合凸部65の端面にネジなどの固定手段によって固定されている。この連動部材33は、締結部材21と電磁石31との軸方向間に形成された空隙30に配置され、クラッチ部材13の軸方向移動に連動してクラッチ部材13と一体に軸方向移動される。このような連動部材33の他端側は環状部分34を成し、軸方向に対向してポジションスイッチ95が配置されている。
The interlocking
ポジションスイッチ95は、キャリアハウジング41に固定され、接点部97が連動部材33の他端側の環状部分34に当接されている。この接点部97は、連動部材33の軸方向移動によって、ON−OFF操作される。このポジションスイッチ95の接点部97の状態により、クラッチ部材13の作動位置を検出し、デファレンシャル装置1の状態を検知することができる。
The position switch 95 is fixed to the
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31の励磁によりコア79とプランジャ89とデフケース3の第1の端壁23を透過する磁束で形成される最短の磁束ループを有効に用いることによって、プランジャ89がクラッチ部材13側に移動操作され、リング部材91が押圧部93を介してクラッチ部材13を押圧する。この可動部材75によるクラッチ部材13の押圧操作により、クラッチ部材13がリターンスプリング69の付勢力に抗して断続部61の接続方向に移動され、断続部61が接続される。この断続部61の接続により、サイドギヤ7とクラッチ部材13とが一体回転可能に接続され、サイドギヤ7とデフケース3とが接続されてデファレンシャル機構11がロック状態となる。
In the differential device 1 configured as described above, by effectively using the shortest magnetic flux loop formed by the magnetic flux that passes through the
また、断続部61の接続解除では、電磁石31への通電を停止することにより、クラッチ部材13がリターンスプリング69の付勢力によって断続部61の接続解除方向に移動され、断続部61の接続が解除される。この断続部61の接続解除により、サイドギヤ7とクラッチ部材13とが相対回転可能となり、サイドギヤ7とデフケース3とが相対回転可能となってデファレンシャル機構11のロック状態が解除され、デファレンシャル機構11の通常の作動機能が行われる。
Further, in the disconnection of the interrupting
このようなデファレンシャル装置1では、デフケース3が一対のサイドギヤ5,7とピニオン9とを収容可能な筒状部19と、この筒状部19の軸方向一側に別体に設けられ締結部材21により筒状部19の軸方向一側端に一体に固定される第1の端壁23と、筒状部19の軸方向他側に一体形成された第2の端壁25とを有している。
In such a differential device 1, the
このため、筒状部19と別体に設けられた第1の端壁23側から筒状部19内に各種部材を収容でき、デフケース3の分割構造をシンプルでコンパクトに形成することができる。
For this reason, various members can be accommodated in the
また、クラッチ部材13が第1の端壁23側に配置され、アクチュエータ17が第1の端壁23に軸方向に対向配置されているので、分割部を有していない筒状部19や筒状部19と一体形成された第2の端壁25に駆動トルクが入力されるフランジ部27を設けることができる。
In addition, since the
このため、デフケース3の筒状部19や第2の端壁25は、分割部を有していないので、フランジ部27が余分に大径化または軸方向肉厚の増厚化を必要とすることがなく、キャリアハウジング41との干渉を抑制でき、キャリアハウジング41内への搭載性を向上することができる。
For this reason, since the
従って、このようなデファレンシャル装置1では、クラッチ機構15及びアクチュエータ17を備えたデファレンシャル装置において、デフケース3を分割構造としながら、装置の大型化を抑制することができる。
Therefore, in such a differential apparatus 1, in the differential apparatus provided with the
また、筒状部19の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部27が一体形成されているので、分割部を有していない第2の端壁25側にフランジ部27が位置され、リングギヤの固定手段がボルトに限定されず、溶接など様々な固定手段を適用することができる。
Further, an
さらに、筒状部19に対して第1の端壁23を一体に固定する締結部材21は、クラッチ部材13の外径側に配置されているので、締結部材21がクラッチ部材13の作動に干渉することがなく、クラッチ機構15の断続特性を安定化させることができる。
Furthermore, the
また、第1の端壁23には、筒状部19とアクチュエータ17との間に位置して締結部材21を収容する凹部29が設けられているので、締結部材21がアクチュエータ17と干渉することがなく、アクチュエータ17の配置に影響を及ぼすことがない。加えて、締結部材21がデフケース3の軸方向に張り出すことがなく、デファレンシャル装置1の大型化を抑制することができる。
Further, since the
さらに、第1の端壁23は、電磁石31が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成すので、電磁石31に隣接配置された第1の端壁23に磁束を透過することによって、最短の磁束ループでクラッチ部材13を操作することができ、クラッチ部材13の作動応答性を向上することができる。
Furthermore, since the
また、締結部材21とアクチュエータ17との軸方向間には、空隙が設けられており、クラッチ部材13と一体連結し、デフケース3外部にクラッチ部材13の作動を取り出し可能な連動部材33が配置されているので、デファレンシャル装置1の軸方向の大型化を抑制しつつ、正確なクラッチ部材13の作動位置を検出することができ、デファレンシャル装置1の状態を正確に検知することができる。
Further, a gap is provided between the fastening
さらに、締結部材21は、第1の端壁23を筒状部19に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等配置されているので、デフケース3の回転バランスへの影響を抑制することができる。
Furthermore, the
また、複数のボルトは、軸長さの異なる複数種を有しているので、例えば、長いボルト21aによって筒状部19と第1の端壁23との固定を強化し、短いボルト21bによってピニオンシャフト35などの他部材との干渉を防止しつつ、他機能として、ピン45の抜け止めを行うなど、様々な用途によってボルトを使い分けることができる。
Further, since the plurality of bolts have a plurality of types having different axial lengths, for example, the fixing between the
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、アクチュエータが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、種々のアクチュエータを利用可能である。 In the differential device according to the embodiment of the present invention, the actuator is an electromagnetic actuator, but is not limited thereto, a hydraulic cylinder / piston mechanism, a motor / gear / cam mechanism, a motor / gear / screw mechanism, Various actuators such as a motor / shift rod mechanism and an air diaphragm can be used.
また、デファレンシャル装置は、入力部材がデフケース、中間部材がピニオンとなっており、クラッチ機構がデファレンシャル機構の差動を断続するデフロック機能を有するデファレンシャル装置となっているが、入力部材をアウタケース、中間部材をインナケースとして、クラッチ機構がアウタケースとインナケースとの間の動力伝達を断続する、いわゆるフリーランニングデフと称されるデファレンシャル装置などの考えうる他のデファレンシャル装置であってもよい。加えて、一対の出力部材のうち一方の出力部材が2部材に分割されたアクスルディスコネクトなどにも本発明を適用することができる。 In the differential device, the input member is a differential case and the intermediate member is a pinion, and the clutch mechanism is a differential device having a differential lock function for intermittently connecting the differential mechanism. It may be another conceivable differential device such as a so-called free running differential device in which a member is an inner case and a clutch mechanism intermittently transmits power between the outer case and the inner case. In addition, the present invention can be applied to an axle disconnect or the like in which one output member of a pair of output members is divided into two members.
また、筒状部の軸方向一側端に結合される第1の端壁は、固定手段として複数のボルトからなる締結部材を用いていた。しかしながら、他の固定手段として、複数のボルトを用いずに、筒状部と第1の端壁とを直接ネジ締結することが可能であり、又、筒状部と第1の端壁とを溶接することも可能である。他の例示は省くが、固定手段は適宜設計的な変更を加えることができる。いずれの場合でも、筒状部と第1の端壁とを結合する固定部は、クラッチ部材の外径側に配置されていることが本発明の目的を達する上で好ましい。 Moreover, the fastening member which consists of a some volt | bolt was used for the 1st end wall couple | bonded with the axial direction one side end of a cylindrical part as a fixing means. However, as another fixing means, the cylindrical portion and the first end wall can be directly screw-fastened without using a plurality of bolts, and the cylindrical portion and the first end wall can be connected to each other. It is also possible to weld. Although other illustrations are omitted, the fixing means can be appropriately changed in design. In any case, it is preferable for the purpose of the present invention that the fixing portion that couples the cylindrical portion and the first end wall is disposed on the outer diameter side of the clutch member.
1…デファレンシャル装置
3…デフケース(入力部材)
5,7…サイドギヤ(出力部材)
9…ピニオン(中間部材)
11…デファレンシャル機構
13…クラッチ部材
15…クラッチ機構
17…アクチュエータ
19…筒状部
20…固定部
21…締結部材
23…第1の端壁
25…第2の端壁
27…フランジ部
29…凹部
31…電磁石
33…連動部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
5, 7 ... Side gear (output member)
9 ... Pinion (intermediate member)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記入力部材は、前記一対の出力部材と前記中間部材とを収容可能な筒状部と、この筒状部の軸方向一側に別体に設けられて固定される第1の端壁と、前記筒状部の軸方向他側に一体形成された第2の端壁とを有し、
前記クラッチ部材は、前記第1の端壁側に配置され、前記入力部材に一体回転可能で軸方向に相対移動可能に係合し、前記一対の出力部材の一方或いは前記中間部材を前記入力部材に対して断続可能であり、
前記アクチュエータは、前記第1の端壁に軸方向に対向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。 An input member to which driving torque is input, a pair of output members that are arranged to be relatively rotatable and output driving torque input to the input member, and a power transmission path between the input member and the pair of output members A differential mechanism provided with an intermediate member provided on the clutch, and a clutch mechanism provided with a clutch member arranged to be able to intermittently connect between two members of the input member, the pair of output members, and the intermediate member; A differential device comprising an actuator for operating the clutch member in at least one of a first position and a second position;
The input member includes a cylindrical portion that can accommodate the pair of output members and the intermediate member, and a first end wall that is separately provided and fixed on one axial direction side of the cylindrical portion, A second end wall integrally formed on the other axial side of the cylindrical portion,
The clutch member is disposed on the first end wall side, is engaged with the input member so as to be integrally rotatable and relatively movable in the axial direction, and one of the pair of output members or the intermediate member is connected to the input member. Can be intermittent
The differential device according to claim 1, wherein the actuator is disposed to face the first end wall in the axial direction.
前記筒状部の軸方向他側には、外径側に突出する環状のフランジ部が一体形成されていることを特徴とするデファレンシャル装置。 The differential device according to claim 1,
An annular flange portion projecting to the outer diameter side is integrally formed on the other axial side of the cylindrical portion.
前記筒状部と前記第1の端壁との固定部は、前記クラッチ部材の外径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。 A differential device according to claim 1 or 2,
The differential device according to claim 1, wherein a fixing portion between the cylindrical portion and the first end wall is disposed on an outer diameter side of the clutch member.
前記固定部は、前記筒状部と前記第1の端壁とを一体に結合させる締結部材を備え、
前記第1の端壁には、前記筒状部と前記アクチュエータとの間に位置して前記締結部材を収容する凹部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。 A differential device according to claim 3, wherein
The fixing portion includes a fastening member that integrally couples the cylindrical portion and the first end wall;
The differential device according to claim 1, wherein the first end wall is provided with a recess that is positioned between the cylindrical portion and the actuator and that accommodates the fastening member.
前記アクチュエータは、電磁石を有し、前記第1の端壁は、前記電磁石が励磁されたときに、磁力線の透過経路を成すことを特徴とするデファレンシャル装置。 A differential device according to any one of claims 1 to 4,
The differential device according to claim 1, wherein the actuator includes an electromagnet, and the first end wall forms a transmission path for lines of magnetic force when the electromagnet is excited.
前記締結部材と前記アクチュエータとの軸方向間には、空隙が設けられており、前記クラッチ部材と一体連結し、前記入力部材外部にクラッチ部材の作動を取り出し可能な連動部材が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。 A differential device according to claim 4 or 5,
A gap is provided between the fastening member and the actuator in the axial direction, and an interlocking member that is integrally connected to the clutch member and can take out the operation of the clutch member is disposed outside the input member. A differential device characterized by
前記締結部材は、前記第1の端壁を前記筒状部に対して共締め可能な複数のボルトであり、この複数のボルトは、複数本単位を一組として、周方向に均等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。 A differential device according to any one of claims 4 to 6,
The fastening member is a plurality of bolts that can fasten the first end wall together with the cylindrical portion, and the plurality of bolts are equally arranged in the circumferential direction with a plurality of units as a set. A differential device.
前記複数のボルトは、軸長さの異なる複数種を有していることを特徴とするデファレンシャル装置。 The differential device according to claim 7, comprising:
The plurality of bolts have a plurality of types having different shaft lengths.
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- 2011-12-19 JP JP2011277291A patent/JP2013127297A/en active Pending
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