JP6798234B2 - Differential - Google Patents
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Description
本発明は、差動装置に関する。 The present invention relates to a differential device.
従来、主駆動輪及び補助駆動輪を有する四輪駆動車に搭載され、駆動源の駆動力を左右の補助駆動輪に差動を許容して配分すると共に、これらの補助駆動輪への駆動力の伝達を遮断することが可能な差動装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, it is mounted on a four-wheel drive vehicle having a main drive wheel and an auxiliary drive wheel, and the drive force of the drive source is distributed to the left and right auxiliary drive wheels by allowing a differential, and the drive force to these auxiliary drive wheels is distributed. A differential device capable of blocking the transmission of the above is known (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された差動装置は、アウターケースと、アウターケース内に配置されたインナーケースと、インナーケースに収容された差動機構と、アウターケース内で軸方向移動可能に配置されたクラッチ部材と、クラッチ部材を軸方向移動させるアクチュエータとを備えている。アクチュエータは、アウターケースの外部に配置されている。クラッチ部材は、その軸方向移動によって、アウターケースとインナーケースとが相対回転不能に連結された連結状態と、アウターケースに対してインナーケースが相対回転可能な非連結状態とを切り替え可能である。この連結状態では、アウターケースに入力された駆動力が差動機構から左右の補助駆動輪に配分され、車両が四輪駆動状態となる。また、非連結状態では、補助駆動輪への駆動力の伝達が遮断され、主駆動輪のみに駆動力が伝達される二輪駆動状態となる。 The differential device described in Patent Document 1 includes an outer case, an inner case arranged in the outer case, a differential mechanism housed in the inner case, and axially movable in the outer case. It includes a clutch member and an actuator that moves the clutch member in the axial direction. The actuator is located outside the outer case. The clutch member can be switched between a connected state in which the outer case and the inner case are connected so as not to rotate relative to each other and a non-connected state in which the inner case can rotate relative to the outer case by moving in the axial direction. In this connected state, the driving force input to the outer case is distributed from the differential mechanism to the left and right auxiliary drive wheels, and the vehicle is in a four-wheel drive state. Further, in the non-connected state, the transmission of the driving force to the auxiliary driving wheels is cut off, and the driving force is transmitted only to the main driving wheels, resulting in a two-wheel drive state.
また、特許文献1に記載された差動装置は、アウターケース及びクラッチ部材のそれぞれの対向面に複数の噛み合い歯が形成されている。また、クラッチ部材とインナーケースとは、それぞれの対向面から軸方向に突出して形成された複数の突起が互いに噛み合うことにより、軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に連結されている。また、クラッチ部材とインナーケースとの間には、複数の複数の突起の外側に、コイルばねからなるシフトスプリングが配置されている。このシフトスプリングは、クラッチ部材をアウターケースとの噛み合い方向に付勢している。そして、アクチュエータが作動していないときにはシフトスプリングの付勢力によってクラッチ部材がアウターケースに噛み合い、アウターケースからクラッチ部材を介してインナーケースに駆動力が伝達される。また、アクチュエータは、その作動によってクラッチ部材をプレッシャプレ−トを介して押圧し、クラッチ部材とアウターケースとの噛み合いを解除する。 Further, in the differential device described in Patent Document 1, a plurality of meshing teeth are formed on the facing surfaces of the outer case and the clutch member. Further, the clutch member and the inner case are connected to each other so that they can move relative to each other and cannot rotate relative to each other by meshing with each other a plurality of protrusions formed so as to project from their facing surfaces in the axial direction. Further, between the clutch member and the inner case, a shift spring made of a coil spring is arranged on the outside of the plurality of protrusions. This shift spring urges the clutch member in the meshing direction with the outer case. Then, when the actuator is not operating, the clutch member meshes with the outer case due to the urging force of the shift spring, and the driving force is transmitted from the outer case to the inner case via the clutch member. Further, the actuator presses the clutch member via the pressure plate by its operation, and disengages the clutch member from the outer case.
このように構成された差動装置は、四輪駆動状態での走行時にアクチュエータを作動させておく必要がなく、例えば雪道等の低μ路を長時間走行する場合でも、アクチュエータの発熱や電力消費を抑制することが可能である。 The differential device configured in this way does not need to operate the actuator when traveling in a four-wheel drive state, and even when traveling on a low μ road such as a snowy road for a long time, the heat generation and power consumption of the actuator are generated. It is possible to suppress consumption.
特許文献1に記載された差動装置では、シフトスプリングがインナーケース及びクラッチ部材の複数の突起とアウターケースの内周面と間の僅かな隙間に配置されているので、大きなばね定数のシフトスプリングを用いることが困難である。このため、アウターケースからクラッチ部材に伝達される駆動力の大きさが制約されてしまうおそれがある。また、シフトスプリングを収容するためのスペースを大きく確保しようとすれば、アウターケースの大径化を招来し、装置が大型化すると共に重量も増大してしまう。 In the differential device described in Patent Document 1, since the shift spring is arranged in a slight gap between the plurality of protrusions of the inner case and the clutch member and the inner peripheral surface of the outer case, the shift spring having a large spring constant Is difficult to use. Therefore, the magnitude of the driving force transmitted from the outer case to the clutch member may be restricted. Further, if a large space for accommodating the shift spring is to be secured, the diameter of the outer case will be increased, and the size of the device will be increased and the weight will be increased.
そこで、本発明は、四輪駆動状態での走行時にアクチュエータを作動させておく必要がなく、かつクラッチ部材を付勢する付勢部材の押圧力を十分に確保することが可能な差動装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a differential device that does not need to operate the actuator when traveling in a four-wheel drive state and can sufficiently secure the pressing force of the urging member that urges the clutch member. The purpose is to provide.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、入力部材に入力された駆動力を一対の出力部材に差動を許容して配分する差動機構と、前記差動機構を収容するデフケースと、前記デフケースに前記差動機構と共に収容され、前記入力部材との相対回転が規制されると共に前記デフケースに対して相対回転可能に配置されたクラッチ部材と、前記クラッチ部材を前記デフケースの回転軸線と平行な軸方向の一側に付勢する弾性体からなる付勢部材と、前記クラッチ部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記軸方向の他側に移動させる押圧力を発生するアクチュエータとを備え、前記デフケースは、前記クラッチ部材を前記軸方向に挟む両側壁のうち一方の側壁に複数の噛み合い歯を有する第1の噛み合い部を有し、前記クラッチ部材は、その前記一方の側壁側の端部に複数の噛み合い歯を有する第2の噛み合い部を有すると共に、前記入力部材の被係合部と係合する係合部が前記軸方向に延びるように形成され、かつ前記入力部材及び前記デフケースに対して前記軸方向に相対移動可能であり、前記付勢部材は、前記両側壁のうち他方の側壁と前記クラッチ部材との間に軸方向に圧縮された状態で配置され、前記アクチュエータが前記押圧力を発生しないとき、前記付勢部材の付勢力によって前記第1の噛み合い部と前記第2の噛み合い部が噛み合わされて前記デフケースと前記入力部材とが前記クラッチ部材を介して相対回転不能に連結され、前記アクチュエータの作動による前記押圧力によって前記第1の噛み合い部と前記第2の噛み合い部との噛み合いが解除される、差動装置を提供する。 For the purpose of solving the above problems, the present invention includes a differential mechanism that allows and distributes a driving force input to an input member to a pair of output members, and a differential case that accommodates the differential mechanism. , The clutch member housed in the differential case together with the differential mechanism, the relative rotation with the input member is restricted, and the clutch member is arranged so as to be relatively rotatable with respect to the differential case, and the clutch member is used as the rotation axis of the differential case. An urging member made of an elastic body that urges one side in the parallel axial direction, and an actuator that generates a pressing force that moves the clutch member to the other side in the axial direction against the urging force of the urging member. The differential case has a first meshing portion having a plurality of meshing teeth on one side wall of both side walls sandwiching the clutch member in the axial direction, and the clutch member is the one side wall thereof. thereby it has a second engaging portion having a plurality of meshing teeth on the end of the side engaging portion to be engaged with the engaged portion of the input member is formed so as to extend in the axial direction, and the input The urging member is movable relative to the member and the differential case in the axial direction, and the urging member is arranged in a state of being compressed in the axial direction between the other side wall of the both side walls and the clutch member. When the actuator does not generate the pressing force, the first meshing portion and the second meshing portion are meshed by the urging force of the urging member, and the differential case and the input member are engaged with each other via the clutch member. Provided is a differential device which is connected so as not to be able to rotate relative to each other and is disengaged between the first meshing portion and the second meshing portion by the pressing force generated by the operation of the actuator.
本発明に係る差動装置によると、四輪駆動状態での走行時にアクチュエータを作動させておく必要がなく、かつクラッチ部材を付勢する付勢部材の押圧力を確保することが可能となる。 According to the differential device according to the present invention, it is not necessary to operate the actuator when traveling in the four-wheel drive state, and it is possible to secure the pressing force of the urging member that urges the clutch member.
[実施の形態]
本発明の実施の形態について、図1乃至図6を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
[Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. It should be noted that the embodiments described below are shown as suitable specific examples for carrying out the present invention, and there are some parts that specifically exemplify various technically preferable technical matters. , The technical scope of the present invention is not limited to this specific aspect.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。図2は、差動装置の分解斜視図である。図3は、差動装置の第2のケース部材を第1のケース部材側から見た平面図である。図4は、差動装置のクラッチ部材を示す斜視図である。図5は、差動装置の一部を拡大して差動装置の動作を示す断面図であり、アクチュエータの非作動状態を示す。図6は、差動装置の一部を拡大して差動装置の動作を示す断面図であり、アクチュエータの作動状態をそれぞれ示す。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration example of a differential device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded perspective view of the differential device. FIG. 3 is a plan view of the second case member of the differential device as viewed from the first case member side. FIG. 4 is a perspective view showing a clutch member of the differential device. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the operation of the differential device by enlarging a part of the differential device, and shows a non-operating state of the actuator. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the operation of the differential device by enlarging a part of the differential device, and shows the operating states of the actuators.
(差動装置の構成)
本実施の形態に係る差動装置1は、駆動源の駆動力が常に伝達される左右一対の主駆動輪(例えば前輪)と、エンジン等の駆動源の駆動力が走行状態に応じて伝達される左右一対の補助駆動輪(例えば後輪)とを備えた四輪駆動車に搭載され、補助駆動輪の左右の車輪に駆動力を配分するディファレンシャル装置として用いられる。また、差動装置1は、補助駆動輪への駆動力の伝達を断続可能である。主駆動輪のみに駆動力が伝達される場合、車両が二輪駆動状態となり、主駆動輪及び補助駆動輪に駆動力が伝達される場合、車両が四輪駆動状態となる。差動装置1は、四輪駆動状態において、入力された駆動力を補助駆動輪側の左右のドライブシャフトに配分する。
(Differential device configuration)
In the differential device 1 according to the present embodiment, the driving force of a driving source such as an engine is transmitted to a pair of left and right main driving wheels (for example, front wheels) at which the driving force of the driving source is always transmitted according to a traveling state. It is mounted on a four-wheel drive vehicle equipped with a pair of left and right auxiliary drive wheels (for example, rear wheels), and is used as a differential device that distributes driving force to the left and right wheels of the auxiliary drive wheels. Further, the differential device 1 can intermittently transmit the driving force to the auxiliary driving wheels. When the driving force is transmitted only to the main drive wheels, the vehicle is in a two-wheel drive state, and when the driving force is transmitted to the main drive wheels and the auxiliary drive wheels, the vehicle is in a four-wheel drive state. The differential device 1 distributes the input driving force to the left and right drive shafts on the auxiliary drive wheel side in the four-wheel drive state.
差動装置1は、車体に固定された収容部材としてのデフキャリア9に一対の軸受91,92を介して回転可能に支持されたデフケース2と、デフケース2に収容された差動機構3と、デフケース2と差動機構3との間で駆動力を断続可能に伝達するクラッチ機構4とを備えている。デフケース2の内部には、差動機構3を潤滑する潤滑油(デフオイル)が導入される。
The differential device 1 includes a differential case 2 rotatably supported by a differential carrier 9 as a housing member fixed to a vehicle body via a pair of
デフケース2は、回転軸線O方向に並列する第1のケース部材21と第2のケース部材22とを結合してなる。第1のケース部材21は、例えば鍛造によって成形され、第2のケース部材22の開口を覆蓋する円盤状であり、第2のケース部材22のフランジ部223と突き合わされるフランジ部212を一体に有している。また、第1のケース部材21には、一対のサイドギヤ32のうち一方のサイドギヤ32に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔21aが形成されている。
The differential case 2 is formed by connecting a
第2のケース部材22は、差動機構3及びクラッチ部材5を収容する有底円筒状であり、円筒状の円筒部221と、円筒部221における第1のケース部材21側の端部とは反対側の一端部から内方に延在する側壁222と、円筒部221の他端部から外方に突出するフランジ部223とを一体に有している。デフケース2は、両端部のうちの一方の側壁としての第2のケース部材22の側壁222と、他方の側壁としての第1のケース部材21の側壁211とでクラッチ部材5を軸方向に挟んで収容する。
The
側壁222には、複数(4つ)の貫通孔222aがデフケース2の周方向において約90度おきに形成されている。また、側壁222には、一対のサイドギヤ32のうち一方のサイドギヤ32に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔222bが中心部に形成されている。複数の貫通孔222a及びシャフト挿入孔222bは、回転軸線Oと平行な方向に側壁222を貫通している。また、デフケース2は、側壁222の内面(第1のケース部材21との対向面)に、複数の噛み合い歯220を有する第1の噛み合い部224を有している。複数の噛み合い歯220は、側壁222の内面における径方向の一部の領域に、全周にわたって等間隔に設けられている。また、第1の噛み合い部224の複数の噛み合い歯220は、第2のケース部材22の側壁222におけるクラッチ部材5との対向面に放射状に形成されたサイドフェーススプラインである。
A plurality (four) through
デフケース2には、第1及び第2のケース部材21,22のフランジ部212,223に固定されるリングギヤ23(図1参照)から駆動力が入力される。本実施の形態では、第1のケース部材21のフランジ部212に形成された複数のボルト挿通孔212a、及び第2のケース部材22のフランジ部223に形成された複数のボルト挿通孔223aにそれぞれ挿通された複数の締結ボルト24によって、リングギヤ23がデフケース2と一体に回転するように固定されている。締結ボルト24は、頭部241が第1のケース部材21のフランジ部212に当接し、雄ねじが形成された軸部242がボルト挿通孔212a,223aを挿通してリングギヤ23のねじ孔23aに螺合する。
A driving force is input to the differential case 2 from a ring gear 23 (see FIG. 1) fixed to the
第1のケース部材21と第2のケース部材22とは、複数の結合ボルト25(図2参照)によって結合されている。本実施の形態では、第1のケース部材21と第2のケース部材22とが、リングギヤ23を締結する前に、4つの結合ボルト25によって結合されている。図2では、このうち3つの結合ボルト25を図示している。結合ボルト25は、第2のケース部材22のフランジ部223に形成されたボルト挿通孔223bを挿通して第1のケース部材21に形成されたねじ孔212bに螺合する。
The
差動機構3は、入力部材に入力された駆動源の駆動力を一対の出力部材に差動を許容して配分することが可能である。本実施の形態では、差動機構3が、一対のピニオンシャフト30と、4つのピニオンギヤ31と、一対のサイドギヤ32とを回転要素として有している。一対のピニオンシャフト30は入力部材の一態様であり、一対のサイドギヤ32は一対の出力部材の一態様である。4つのピニオンギヤ31のうち2つのピニオンギヤ31は一方のピニオンシャフト30に軸支され、他の2つのピニオンギヤ31は他方のピニオンシャフト30に軸支されている。ピニオンギヤ31及びサイドギヤ32は、傘歯車からなり、ギヤ軸を直交させて噛み合っている。
The differential mechanism 3 can distribute the driving force of the driving source input to the input member to the pair of output members while allowing differential. In the present embodiment, the differential mechanism 3 has a pair of
一対のサイドギヤ32には、左右のドライブシャフトがそれぞれ相対回転不能に連結される。一対のサイドギヤ32と第1のケース部材21及び第2のケース部材22との間には、それぞれ環板状のワッシャ34が配置されている。なお、ピニオンギヤ31及びサイドギヤ32には、複数のギヤ歯が形成されているが、図2では、これらのギヤ歯の図示を省略している。
The left and right drive shafts are connected to the pair of side gears 32 so as not to rotate relative to each other. Ring plate-shaped
それぞれのピニオンシャフト30は、後述するクラッチ機構4のクラッチ部材5に係合する一対の被係合部301と、ピニオンギヤ31に挿通される一対のピニオンギヤ支持部302と、一対のピニオンギヤ支持部302を連結する連結部303とを一体に有し、全体として軸状に形成されている。一対の被係合部301は、ピニオンシャフト30の両端部に設けられ、連結部303はピニオンシャフト30の軸方向の中央部に設けられている。一対のピニオンギヤ支持部302は、一対の被係合部301のそれぞれと連結部303との間に設けられ、ピニオンギヤ31を軸支する。
Each
一対のピニオンシャフト30は、その軸方向の中央部において互いに噛み合わされている。具体的には、一方のピニオンシャフト30における一対のピニオンギヤ支持部302の間に形成された凹部300に他方のピニオンシャフト30の連結部303が嵌合し、かつ他方のピニオンシャフト30における一対のピニオンギヤ支持部302の間に形成された凹部300に一方のピニオンシャフト30の連結部303が嵌合している。一対のピニオンシャフト30は、デフケース2の回転軸線Oに沿って見た場合に、互いに直交している。
The pair of
クラッチ機構4は、デフケース2の回転軸線Oに沿う中心軸方向に移動可能なクラッチ部材5、クラッチ部材5をデフケース2の回転軸線Oと平行な軸方向の一側に付勢する付勢部材としてのウェーブワッシャ8、クラッチ部材5をウェーブワッシャ8の付勢力に抗して軸方向の他側に押圧して移動させる押圧力を発生するアクチュエータ6、及びクラッチ部材5とアクチュエータ6との間に配置された伝達部材7を有して構成されている。クラッチ部材5は、差動機構3と共にデフケース2に収容され、差動機構3と第2のケース部材22の円筒部221との間に配置されている。アクチュエータ6は、デフケース2の外側、より具体的には、第2ケース部材22の側壁222の外側に配置されている。伝達部材7は、アクチュエータ6の押圧力をクラッチ部材5に伝達する。
The clutch mechanism 4 serves as an urging member that urges the clutch member 5 and the clutch member 5 that can move in the central axis direction along the rotation axis O of the differential case 2 to one side in the axial direction parallel to the rotation axis O of the differential case 2. The wave washer 8 and the clutch member 5 are arranged between the clutch member 5 and the actuator 6 and the actuator 6 that generates a pressing force to push and move the clutch member 5 to the other side in the axial direction against the urging force of the wave washer 8. It is configured to have a
クラッチ部材5は、差動機構3に対してデフケース2の回転軸線Oに沿う中心軸方向に相対移動可能であり、かつピニオンシャフト30との相対回転が規制されると共にデフケース2に対して相対回転可能に配置されている。
The clutch member 5 can move relative to the differential mechanism 3 in the direction of the central axis along the rotation axis O of the differential case 2, the relative rotation with the
クラッチ部材5は、鋼材を鍛造して形成され、図2、図4に示すように、その中心軸線がデフケース2の回転軸線Oと一致する円筒状の形状を有する。具体的に、クラッチ部材5は、円筒状の本体部52、及び基端部が本体部52に連続して形成され、第1のケース部材21の側壁211に向かって軸方向に延在する複数(4つ)の脚部53を一体に有している。また、クラッチ部材5は、第2のケース部材22の側壁222側の端部に、より具体的には、本体部52の軸方向端面52aに、全周にわたって設けられた複数の噛み合い歯510を有する第2の噛み合い部51を有する。複数の脚部53のそれぞれの間には、第2の噛み合い部51側から第1のケース部材21側に延在し、ピニオンシャフト30が周方向に係合する係合部530が設けられている。また、第2の噛み合い部51の複数の噛み合い歯510は、クラッチ部材5の本体部52における第1のケース部材21の側壁211側の端面52aに放射状に形成されたサイドフェーススプラインである。
The clutch member 5 is formed by forging a steel material, and has a cylindrical shape whose central axis coincides with the rotation axis O of the differential case 2, as shown in FIGS. 2 and 4. Specifically, the clutch member 5 has a plurality of cylindrical
第2の噛み合い部51は、第2のケース部材22に設けられた第1の噛み合い部224と周方向に噛み合う。貫通孔222aは、第1の噛み合い部224の外周側に位置するように形成されている。なお、図3に示す例では、貫通孔222aが、第2のケース部材22の径方向における噛み合い歯220の外径側の一部に開口するように形成されているが、クラッチ部材5の第2の噛み合い部51の噛み合い歯510は、その全体が貫通孔222aよりも内径側の噛み合い歯220に噛み合う。ただし、複数の噛み合い歯220を貫通孔222aよりも内側のみに形成してもよい。
The
係合部530は、クラッチ部材5の内外周面間を貫通し、クラッチ部材5の中心軸方向に延びる溝として形成されている。また、クラッチ部材5の脚部53は、第2の噛み合い部51の反対側の先端部531における軸方向端面に、後述する付勢部材としてのウェーブワッシャ8の付勢力を受ける環状の受面53bを有している。
The engaging
係合部530には、ピニオンシャフト30の両端部に設けられた被係合部301が係合する。クラッチ部材5は、ピニオンシャフト30の被係合部301が複数の脚部53の間に設けられた係合部530に係合する係合状態を保ちながらデフケース2に対して相対移動可能であり、かつピニオンシャフト30に対してデフケース2の回転軸線Oと平行な軸方向に相対回転不能である。複数のピニオンギヤ31は、デフケース2の回転軸線O周りにクラッチ部材5と共に回転(公転)する。
複数のピニオンギヤ31の背面31aとクラッチ部材5の脚部53の内周面53aとの間には、ワッシャ33が配置されている。ワッシャ33は、ピニオンギヤ31の背面31aに対向する内面33aが部分球面状であり、クラッチ部材5の脚部53の内周面53aに対向する外面33bが平面状である。ピニオンギヤ31がピニオンシャフト30を中心として回転(自転)すると、ピニオンギヤ31の背面31aがワッシャ33の内面33aを摺動する。クラッチ部材5がピニオンシャフト30に対して中心軸方向に移動すると、クラッチ部材5の脚部53の内周面53aがワッシャ33の外面33bを摺動する。
A
伝達部材7は、第2のケース部材22の側壁222に当接する円環部71と、円環部71からデフケース2の回転軸線Oと平行に延設された複数の軸部72とを有している。複数の軸部72は、貫通孔222aに挿入されて、クラッチ部材5の本体部52における第2の噛み合い部51が設けられている側の軸方向端面52aと摺動する。本実施の形態では、伝達部材7に4つの軸部72が設けられ、これらの軸部72は円環部71の周方向において均等に、換言すれば約90度おきに、配置されている。また、伝達部材7は、鋼板をプレス加工して形成され、軸部72の先端部(円環部71側の基端部とは反対側の端部)が内側に屈曲されている。伝達部材7の軸部72はそれぞれ、複数の貫通孔222aに挿通されている。
The
アクチュエータ6は、コイル巻線611、及びコイル巻線611をモールドするモールド樹脂部612を有する環状の電磁石61と、コイル巻線611への通電によって発生する電磁石61の磁束の磁路となるヨーク62と、モールド樹脂部612に摺接してデフケース2の回転軸線O方向に案内されると共に、伝達部材7を押圧するアーマチャ63と、デフケース2の第2のケース部材22に対するヨーク62の軸方向移動を規制する規制部材65とを有している。モールド樹脂部612は、回転軸線Oに沿う断面の形状が矩形状である。アーマチャ63は、コイル巻線611への通電により発生する磁力によって、デフケース2の第1の噛み合い部224に第2の噛み合い部51が噛み合う方向にクラッチ部材5を移動させる。クラッチ部材5は、伝達部材7を介して伝達されるアクチュエータ6の押圧力によって、第2の噛み合い部51が第1の噛み合い部224に噛み合わされる。
The actuator 6 includes an
コイル巻線611には、モールド樹脂部612に設けられたボス部612cから導出される図略の電線を介して図略の制御装置から励磁電流が供給される。アクチュエータ6は、コイル巻線611に励磁電流が供給されることにより作動する。アクチュエータ6がデフケース2の外部に配置されていることにより、コイル巻線611への電流供給が容易である。
Excitation current is supplied to the coil winding 611 from the control device (not shown) via the electric wire (not shown) led out from the
ヨーク62は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、図5、図6に示すように、モールド樹脂部612の内周面612bを内側から覆う円筒部621と、円筒部621の軸方向の一端部から外方に突出してモールド樹脂部612の軸方向端面612cを覆う鍔部622とを一体に有している。円筒部621の内径は、円筒部621の内周面621aに対向する部分のデフケース2の外径よりも僅かに大きく形成されている。
The
ヨーク62の円筒部621における鍔部622とは反対側の端部には、ストッパリング64が固定されている。ストッパリング64は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなり、ヨーク62に連結される環状部641と、周方向の2箇所において環状部641から軸方向に突出する一対の突起部642と、突起部642の先端部から鋭角に折り返された折り返し部643とを一体に有している。ストッパリング64は、一対の突起部642がデフキャリア9の凹部90に係止されて回り止めされている。
A
環状部641は、モールド樹脂部612の軸方向端面612d(ヨーク62の鍔部622に対向する軸方向端面612cとは反対側の端面)と軸方向に対向する。環状部641には、その内径側の端部に径方向に突出する係合突部641aを有し、この係合突部641aがヨーク62の円筒部621に形成された係合凹部642aに係合している。ストッパリング64は、係合突部641aが係合凹部642aに係合することで、ヨーク62をデフキャリア9に対して回り止めしている。
The
アーマチャ63は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁石61の外周に配置される環状の外環部631と、電磁石61と軸方向に対向する側板部632と、外環部631の軸方向のデフケース2側の端部から外方に突出して形成されたフランジ部633とを一体に有している。外環部631は、電磁石61を外周側から覆う円筒状である。側板部632は、外環部631の軸方向の一端部から内方に突出し、規制部材65と軸方向に対向する。フランジ部633は、伝達部材7の円環部71と当接する。
The
アーマチャ63は、外環部631の内周面631aがモールド樹脂部612の外周面612aに接触して電磁石61に支持されている。アーマチャ63が軸方向に移動する際には、外環部631の内周面631aがモールド樹脂部612の外周面612aを摺動する。
In the
アーマチャ63の側板部632には、図2に示すように、ストッパリング64の突起部642と係合する係合孔632a、電磁石61のボス部612cを挿通させる挿通孔632b、及び潤滑油を流動される複数(図2に示す例では9個)の油孔632cが形成されている。また、フランジ部633のデフケース2側の面633aには、伝達部材7の円環部71のデフケース2と反対側の面71aが当接している。アーマチャ63は、ストッパリング64の折り返し部643によってストッパリング64から抜け止めされると共に、突起部642が係合孔632aに係合することによってデフキャリア9に対して回り止めされている。ストッパリング64の突起部642は、係合孔632aを挿通してデフキャリア9に係止されている。
As shown in FIG. 2, an engaging
規制部材65は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなる円環状の部材であり、ストッパリング64とアーマチャ63の円環部632との間に配置されている。また、規制部材65は、その内径側の端部が、例えば、溶接によってヨーク62の円筒部621の端部に固定され、ストッパリング64のヨーク62の円筒部621に対する軸方向移動を規制している。
The regulating
複数の脚部53の先端部531と第1のケース部材21の側壁211との間には、弾性体からなる円環状の付勢部材としてのウェーブワッシャ8が配置されている。ウェーブワッシャ8は、第1のケース部材21の第2ケース部材22側の端部に設けられた環状突起213に外嵌され、クラッチ部材5の脚部53の先端の受面53bと当接している。ウェーブワッシャ8は、第1のケース部材21の側壁211とクラッチ部材5との間に軸方向に圧縮された状態で配置されている。クラッチ部材5は、ウェーブワッシャ8の付勢力(復元力)によって第2のケース部材22の側壁222側に付勢されている。
A wave washer 8 as an annular urging member made of an elastic body is arranged between the
なお、本実施の形態では、付勢部材をウェーブワッシャ8としたが、これに限らず、コイルバネやゴムによって付勢部材を形成してもよい。また、本実施の形態では、ウェーブワッシャ8が差動機構3と第1のケース部材21との間に配置された環状であるが、これに限らず、クラッチ部材5の脚部53の受面53bに対向する複数箇所にそれぞれ付勢部材を配置してもよい。
In the present embodiment, the urging member is a wave washer 8, but the urging member is not limited to this, and the urging member may be formed by a coil spring or rubber. Further, in the present embodiment, the wave washer 8 is an annular shape arranged between the differential mechanism 3 and the
(差動装置の動作)
差動装置1は、アクチュエータ6の作動及び非作動によって、第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224とが周方向に噛み合ってクラッチ部材5とデフケース2とが相対回転不能に連結される連結状態と、クラッチ部材5とデフケース2とが相対回転可能な非連結状態とが切り替わる。
(Operation of differential device)
In the differential device 1, the
電磁石61のコイル巻線611に励磁電流が供給されていないとき、すなわち、アクチュエータ6が押圧力を発生しない非作動のときには、ウェーブワッシャ8の付勢力によってクラッチ部材5が第2のケース部材22の側壁222側に付勢されて第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224とが噛み合わされてデフケース2とクラッチ部材5とが相対回転不能に連結される。このことにより、デフケース2とピニオンシャフト30とが相対回転不能に連結される。換言すれば、デフケース2とピニオンシャフト30とがクラッチ部材5を介して相対回転不能に連結される。また、アーマチャ63は、電磁石61の非通電時において、クラッチ部材5及び伝達部材7を介して伝達されるウェーブワッシャ8の付勢力により、板部632がストッパリング64の折り返し部643に当接する初期位置に戻される。
When the exciting current is not supplied to the coil winding 611 of the
このアクチュエータ6が非作動のときには、第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224とが噛み合い、リングギヤ23からデフケース2の第1のケース部材21に入力された駆動力が、クラッチ部材5、差動機構3の一対のピニオンシャフト30、4つのピニオンギヤ31、及び一対のサイドギヤ32を介してドライブシャフトに伝達され、車両が四輪駆動状態となる。
When the actuator 6 is inactive, the
電磁石61のコイル巻線611に励磁電流が供給されると、電磁石61の磁力によって、アーマチャ63の側板部632がヨーク62における鍔部622側(図5参照)に移動する。これにより、伝達部材7がクラッチ部材5を第1のケース部材21側に押圧し、第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224との噛み合いが解除される。具体的には、伝達部材7が、円環部71におけるデフケース2と反対側の面71aからアーマチャ63のフランジ部633を介してアクチュエータ6の押圧力を受け、この押圧力によってクラッチ部材5を第1のケース部材21側に押圧する。換言すれば、アクチュエータ6の作動による押圧力によって第1の噛み合い部224と第2の噛み合い部51との噛み合いが解除される。
When an exciting current is supplied to the coil winding 611 of the
第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224との噛み合いが解除されると、デフケース2とクラッチ部材5が相対回転可能となるので、デフケース2から差動機構3への駆動力の伝達が遮断される。これにより、リングギヤ23からデフケース2に入力された駆動力がドライブシャフトに伝達されず、車両が二輪駆動状態となる。
When the meshing between the
アーマチャ63の軸方向の位置は、デフキャリア9に固定されるポジションセンサ93によって検出され、その検出信号が制御装置に送信される。ポジションセンサ93は、アーマチャ63の側板部632に当接するロッド931を有している。制御装置は、ポジションセンサ93の検出信号によってアーマチャ63の位置を認識することができ、これにより第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224とが噛み合っているか否かを判定可能である。
The axial position of the
制御装置は、アクチュエータ6を非作動状態から作動状態にする際、クラッチ部材5を速やかに移動させることが可能な大きな電流値の励磁電流を電磁石61に供給し、その後、第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224との噛み合いが解除されていると判定されると、励磁電流の電流値を、第2の噛み合い部51と第1の噛み合い部224との噛み合いが解除されている状態を維持することができる程度の比較的小さな電流値に低減する。これにより、消費電力の低減を図ることができる。
When the actuator 6 is moved from the non-operating state to the operating state, the control device supplies an exciting current having a large current value capable of rapidly moving the clutch member 5 to the
(変形例)
図7は、一変形例に係る差動装置の一部を拡大して示す断面図である。上述の実施の形態では、貫通孔222aが第1の噛み合い部224の外周側に形成され、伝達部材7は、軸部72の先端部が内側に屈曲され、円環部71が、アーマチャ63の外環部631から外方に突出して形成されたフランジ部633と当接するように構成したが、図7に示すように、貫通孔222aが複数の噛み合い歯220を有する第1の噛み合い部224の内周側に形成され、軸部72の先端部が内側に屈曲され、円環部71が、アーマチャ63の側板部632の内周側に当接するように構成することもできる。なお、この場合は、アーマチャ63において、フランジ部633を設けなくてもよい。
(Modification example)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the differential device according to the modified example. In the above-described embodiment, the through
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明した第1の実施の形態及びその変形例によれば、ウェーブワッシャ8の付勢力によりクラッチ部材5の第1の噛み合い部51とデフケース2の第2の噛み合い部224とが噛み合わされ車両が四輪駆動状態となる。このため、四輪駆動状態での走行時には、電磁石61に通電する必要がない。また、ウェーブワッシャ8が第1のケース部材21の側壁211とクラッチ部材5との間に配置されることにより、このウェーブワッシャ8の収容スペースを十分に確保することができる。このため、付勢部材として、駆動源が最大の出力を発生する場合でも、クラッチ部材5の第1の噛み合い部51とデフケース2の第2の噛み合い部224との噛み合い状態を十分に維持することが可能な大きなばね定数を有するものを用いることが可能となる。
(Actions and effects of embodiments)
According to the first embodiment and its modification described above, the
(付記)
以上、本発明を上記第1の実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
(Additional note)
Although the present invention has been described above based on the first embodiment and its modifications, the present invention is not limited to these embodiments and is appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. It is possible to carry out.
1…差動装置
2…デフケース
211,222…側壁
220…噛み合い歯
224…第1の噛み合い部
3…差動機構
5…クラッチ部材
51…第2の噛み合い部
510…噛み合い歯
52…本体部
52a…端面
53…脚部
531…先端部
6…アクチュエータ
8…ウェーブワッシャ(付勢部材)
1 ... Differential device 2 ... Diff case 211,222 ...
Claims (4)
前記差動機構を収容するデフケースと、
前記デフケースに前記差動機構と共に収容され、前記入力部材との相対回転が規制されると共に前記デフケースに対して相対回転可能に配置されたクラッチ部材と、
前記クラッチ部材を前記デフケースの回転軸線と平行な軸方向の一側に付勢する弾性体からなる付勢部材と、
前記クラッチ部材を前記付勢部材の付勢力に抗して前記軸方向の他側に移動させる押圧力を発生するアクチュエータとを備え、
前記デフケースは、前記クラッチ部材を前記軸方向に挟む両側壁のうち一方の側壁に複数の噛み合い歯を有する第1の噛み合い部を有し、
前記クラッチ部材は、その前記一方の側壁側の端部に複数の噛み合い歯を有する第2の噛み合い部を有すると共に、前記入力部材の被係合部と係合する係合部が前記軸方向に延びるように形成され、かつ前記入力部材及び前記デフケースに対して前記軸方向に相対移動可能であり、
前記付勢部材は、前記両側壁のうち他方の側壁と前記クラッチ部材との間に軸方向に圧縮された状態で配置され、
前記アクチュエータが前記押圧力を発生しないとき、前記付勢部材の付勢力によって前記第1の噛み合い部と前記第2の噛み合い部が噛み合わされて前記デフケースと前記入力部材とが前記クラッチ部材を介して相対回転不能に連結され、
前記アクチュエータの作動による前記押圧力によって前記第1の噛み合い部と前記第2の噛み合い部との噛み合いが解除される、
差動装置。 A differential mechanism that allows and distributes the driving force input to the input members to a pair of output members,
A differential case that houses the differential mechanism and
A clutch member housed in the differential case together with the differential mechanism, the relative rotation with the input member is restricted, and the clutch member is arranged so as to be relatively rotatable with respect to the differential case.
An urging member made of an elastic body that urges the clutch member on one side in the axial direction parallel to the rotation axis of the differential case.
The clutch member is provided with an actuator that generates a pressing force that moves the clutch member to the other side in the axial direction against the urging force of the urging member.
The differential case has a first meshing portion having a plurality of meshing teeth on one side wall of both side walls that sandwich the clutch member in the axial direction.
The clutch member includes a second engagement portion as well as have the engaging portion to be engaged with the engaged portion of the input member is the axial direction having a plurality of meshing teeth on the end of the said one side wall It is formed so as to extend in the axial direction, and can move relative to the input member and the differential case.
The urging member is arranged in an axially compressed state between the other side wall of the both side walls and the clutch member.
When the actuator does not generate the pressing force, the first meshing portion and the second meshing portion are meshed by the urging force of the urging member, and the differential case and the input member communicate with each other via the clutch member. Connected so that they cannot rotate relative to each other
The pressing force generated by the operation of the actuator releases the meshing between the first meshing portion and the second meshing portion.
Differential device.
前記複数の脚部の間に前記入力部材が係合する係合状態を保ちながら前記デフケースに対して前記クラッチ部材が前記軸方向に移動可能である、
請求項1に記載の差動装置。 The clutch member has a plurality of legs extending in the axial direction toward the other side wall, and a groove extending axially between the plurality of legs is formed as the engaging portion. ,
The clutch member can move in the axial direction with respect to the differential case while maintaining an engaged state in which the input member engages between the plurality of legs.
The differential device according to claim 1.
前記付勢部材は、前記複数の脚部の先端部と前記他方の側壁との間に配置されている、
請求項2に記載の差動装置。 In the clutch member, the base end portions of the plurality of legs are continuously and integrally formed on a cylindrical main body portion in which the second meshing portion is provided over the entire circumference.
The urging member is arranged between the tip portions of the plurality of legs and the other side wall.
The differential device according to claim 2.
前記第2の噛み合い部の前記複数の噛み合い歯は、前記クラッチ部材の前記本体部における前記一方の側壁側の端面に放射状に形成されたサイドフェーススプラインである、
請求項3に記載の差動装置。 The plurality of meshing teeth of the first meshing portion are side face splines formed radially on the surface of one side wall facing the clutch member.
The plurality of meshing teeth of the second meshing portion are side face splines formed radially on the end surface on the one side wall side of the main body portion of the clutch member.
The differential device according to claim 3.
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