JP2001311461A - Differential gear - Google Patents

Differential gear

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JP2001311461A
JP2001311461A JP2000131206A JP2000131206A JP2001311461A JP 2001311461 A JP2001311461 A JP 2001311461A JP 2000131206 A JP2000131206 A JP 2000131206A JP 2000131206 A JP2000131206 A JP 2000131206A JP 2001311461 A JP2001311461 A JP 2001311461A
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JP
Japan
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clutch
differential
cone
cam
torque
Prior art date
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Application number
JP2000131206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Yamazaki
伸司 山崎
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GKN Driveline Japan Ltd
Original Assignee
Tochigi Fuji Sangyo KK
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Publication date
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Publication of JP2001311461A publication Critical patent/JP2001311461A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a differential gear which can control a transmitting torque without causing any dragging torque and a ratchet noise while a clutch is connecting. SOLUTION: In the differential gear, a clutch coupling means 11 has a differential mechanism 7 which can distribute an engine driving force to the wheels, and a transmitting torque engaging and disengaging clutch. It is characterized in that the transmitting torque engaging and disengaging clutch is a cone clutch 9.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、動力の断続機能
を持ったデファレンシャル装置に関する。
The present invention relates to a differential device having a power intermittent function.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公平5−54574号公報に図2のよ
うなデファレンシャル装置201が記載されている。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Publication No. 5-54574 discloses a differential device 201 as shown in FIG.

【0003】このデファレンシャル装置201は、4輪
駆動車において、2輪駆動状態にするとき切り離される
前輪、または、後輪の車軸上に配置されている。
[0003] The differential device 201 is disposed on the axle of the front wheel or the rear wheel which is cut off in a two-wheel drive state in a four-wheel drive vehicle.

【0004】デファレンシャル装置201はデフキャリ
ヤ203に収容されており、アウタ−ケ−ス205、イ
ンナ−ケ−ス207、ベベルギヤ式の差動機構209、
噛み合いクラッチ211、圧力式のアクチュエ−タ21
3などから構成されている。
The differential device 201 is housed in a differential carrier 203, and includes an outer case 205, an inner case 207, a bevel gear type differential mechanism 209,
Meshing clutch 211, pressure type actuator 21
3 and the like.

【0005】噛み合いクラッチ211は、クラッチリン
グ215とアウタ−ケ−ス205との間に形成されてお
り、クラッチリング215はインナ−ケ−ス207上に
移動自在に連結されている。また、アクチュエ−タ21
3はデフキャリヤ203上に固定されており、シフトフ
ォ−ク217を介してクラッチリング215を移動操作
し、噛み合いクラッチ211を噛み合わせ、また、噛み
合いを解除する。
[0005] The dog clutch 211 is formed between the clutch ring 215 and the outer case 205, and the clutch ring 215 is movably connected to the inner case 207. Also, the actuator 21
Numeral 3 is fixed on the differential carrier 203, moves the clutch ring 215 via the shift fork 217, meshes the meshing clutch 211, and releases the meshing.

【0006】アウタ−ケ−ス205は、ドライブピニオ
ンギヤ219とリングギヤ221とを介して入力するエ
ンジンの駆動力によって回転駆動される。
The outer case 205 is rotationally driven by the driving force of the engine input through the drive pinion gear 219 and the ring gear 221.

【0007】噛み合いクラッチ211が噛み合うと、エ
ンジンの駆動力はインナ−ケ−ス207と差動機構20
9から車軸223,225を介して左右の車輪に配分さ
れ、車両は4輪駆動状態になって、悪路などでの走破性
や脱出性が向上する。
When the meshing clutch 211 is engaged, the driving force of the engine is changed to the inner case 207 and the differential mechanism 20.
9 is distributed to the left and right wheels via axles 223 and 225, and the vehicle is in a four-wheel drive state, so that the running performance and the escape performance on rough roads and the like are improved.

【0008】また、噛み合いクラッチ211の噛み合い
が解除されると、インナ−ケ−ス207から左右の車輪
までがエンジン側から切り離され、車両は2輪駆動状態
になり、エンジンの燃費が向上する。
When the engagement of the engagement clutch 211 is released, the inner casing 207 and the left and right wheels are disconnected from the engine side, and the vehicle is driven by two wheels, so that the fuel efficiency of the engine is improved.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来の、噛み合いクラ
ッチ211を用いたデファレンシャル装置201では、
噛み合いクラッチ211は、連結時の噛み合いにあたっ
て、噛み合い歯の位相が合うまでラチェット音が発生
し、静粛性という面で問題があった。
In the conventional differential device 201 using the meshing clutch 211,
The meshing clutch 211 generates a ratchet sound until the meshing teeth are in phase with each other at the time of meshing at the time of connection, and there is a problem in terms of quietness.

【0010】このようなラチェッティングを防止もしく
は最小限に抑えるためには、噛み合い歯の位相を合わせ
るシンクロ機構が別途必要であるが、これに伴って、コ
ストの上昇、構造の複雑化、装置の大型化などが生じ
る。
In order to prevent or minimize such ratcheting, a synchro mechanism for adjusting the phase of the meshing teeth is required separately. However, the cost is increased, the structure is complicated, and the apparatus is complicated. And so on.

【0011】例えば、2−4切換機構(トランスファ
等)にシンクロ機構を持たせるなどしている。
For example, a 2-4 switching mechanism (transfer or the like) is provided with a synchronization mechanism.

【0012】また、噛み合いクラッチ211は、クラッ
チを切る場合、トルクが掛かった状態で噛み合い歯に生
じる摩擦抵抗によって噛み合いが抜けにくくなるので、
引きずりトルクが発生する恐れもあった。
When the clutch is disengaged, the meshing clutch 211 is less likely to be disengaged due to frictional resistance generated at the meshing teeth when torque is applied.
There was also a risk of drag torque being generated.

【0013】このように、引きずりトルクが発生する
と、後輪を切り離すタイミングが遅れ、駆動力にロスが
生じてエンジン燃費が低下する上に、車両の旋回性等に
も影響を与えてしまう恐れがある。
As described above, when the drag torque is generated, the timing of separating the rear wheels is delayed, the driving force is lost, the engine fuel efficiency is reduced, and the turning performance of the vehicle may be affected. is there.

【0014】さらに、噛み合いクラッチでは、当然のこ
とながら、多板クラッチ等の摩擦クラッチと異なり、ク
ラッチを滑らせて伝達トルクを制御することはできな
い。
[0014] Further, in the dog clutch, naturally, unlike a friction clutch such as a multi-plate clutch, the transmission torque cannot be controlled by sliding the clutch.

【0015】そこで、この発明は、クラッチ接続時にラ
チェット音等の発生がなく、また、引きずりトルクも発
生せず、伝達トルクの制御が可能であり、構造簡単で低
コストに構成されたデファレンシャル装置の提供を目的
とする。
Accordingly, the present invention is directed to a differential device having a simple structure and a low cost, wherein ratchet noise or the like is not generated when the clutch is connected, drag torque is not generated, and transmission torque can be controlled. For the purpose of providing.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載のデファ
レンシャル装置は、エンジンの駆動力を車輪側に配分す
る差動機構と、トルクの伝達を断続するクラッチと、ク
ラッチの連結手段とを備え、このクラッチが、コーンク
ラッチであることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a differential device including a differential mechanism for distributing a driving force of an engine to a wheel, a clutch for intermittently transmitting torque, and coupling means for the clutch. The clutch is a cone clutch.

【0017】このように、本発明のデファレンシャル装
置では、クラッチにコーンクラッチを用いたことによっ
て、コーンクラッチは、従来の噛み合いクラッチと異な
って、連結時のラチェッティングがないから、静粛性が
高く保たれる。
As described above, in the differential gear according to the present invention, since the cone clutch is used as the clutch, unlike the conventional dog clutch, there is no ratcheting at the time of connection, so that the quietness is high. Will be kept.

【0018】また、位相合わせのシンクロ機構が不要で
あるから、これに伴うコスト上昇、構造の複雑化、装置
の大型化などが避けられる。
Further, since a synchronizing mechanism for phase adjustment is not required, an increase in cost, a complicated structure, and an increase in the size of the apparatus can be avoided.

【0019】さらに、コーンクラッチは、噛み合いクラ
ッチと異なり、摩擦面を滑らせて伝達トルクを制御でき
るから、車両の操縦性などを大きく向上させることがで
きる。
Further, unlike the dog clutch, the cone clutch can control the transmission torque by sliding the friction surface, so that the controllability of the vehicle can be greatly improved.

【0020】また、クラッチの連結を解除する際に、噛
み合いクラッチのような噛み合い歯の摩擦抵抗による引
きずりトルクが生じない。
Further, when the clutch is disengaged, no drag torque is generated due to the frictional resistance of the meshing teeth such as the meshing clutch.

【0021】従って、所望のタイミングで車輪を切り離
すことができるから、駆動力のロスとエンジン燃費の低
下と操縦性低下などが防止される。
Accordingly, since the wheels can be separated at a desired timing, a loss of driving force, a decrease in engine fuel efficiency, a decrease in maneuverability, and the like are prevented.

【0022】また、コーンクラッチは、部品点数が少な
く、構造が簡単であるから、デファレンシャル装置はそ
れだけ軽量でコンパクトになり、車載性が向上する。
Further, since the cone clutch has a small number of parts and a simple structure, the differential device becomes lighter and more compact, and the vehicle mountability is improved.

【0023】また、コーンクラッチは、潤滑に対する特
別な配慮が不要であるから、部品点数が少ないことによ
る効果と併せて、コストが大幅に低減される。
Further, since the cone clutch does not require special consideration for lubrication, the cost is greatly reduced in addition to the effect of the small number of parts.

【0024】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のデファレンシャル装置であって、連結手段が、操作手
段によって断続操作されるパイロットクラッチと、パイ
ロットクラッチが連結されるとトルクを受けて作動しメ
インクラッチを押圧するカム機構とからなり、コーンク
ラッチが、このメインクラッチであることを特徴とし、
請求項1の構成と同等の作用・効果を得ることができ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the differential device according to the first aspect, wherein the connecting means receives a torque when the pilot clutch is connected and disconnected with the pilot clutch which is intermittently operated by the operating means. It consists of a cam mechanism that operates and presses the main clutch, characterized in that the cone clutch is this main clutch,
The same operation and effect as those of the first aspect can be obtained.

【0025】パイロットクラッチが連結されると、カム
機構がトルク(差動制限トルク、あるいは、伝達トル
ク)を受けて作動し、そのカムスラスト力によってメイ
ンクラッチであるコーンクラッチが締結され、差動が制
限され、また、トルクが伝達される。
When the pilot clutch is engaged, the cam mechanism operates by receiving torque (differential limiting torque or transmission torque), and the cone clutch which is the main clutch is engaged by the cam thrust force, thereby limiting the differential. And torque is transmitted.

【0026】このとき、操作手段によってパイロットク
ラッチの滑りを調整すると、カム機構に掛かるトルクが
変化し、カムスラスト力が変わるから、コーンクラッチ
の連結力(伝達トルク)を制御することができる。
At this time, when the sliding of the pilot clutch is adjusted by the operating means, the torque applied to the cam mechanism changes and the cam thrust force changes, so that the coupling force (transmission torque) of the cone clutch can be controlled.

【0027】パイロットクラッチの連結を解除すると、
カム機構のスラスト力が消失してコーンクラッチの連結
が解除され、トルクの伝達が停止される。
When the connection of the pilot clutch is released,
The thrust force of the cam mechanism disappears, the connection of the cone clutch is released, and the transmission of torque is stopped.

【0028】また、この構成では、コーンクラッチの押
圧力がカム機構によって増幅されるから、小型軽量のコ
ーンクラッチを用いても充分なクラッチ容量が得られ
る。
In this configuration, since the pressing force of the cone clutch is amplified by the cam mechanism, a sufficient clutch capacity can be obtained even if a small and lightweight cone clutch is used.

【0029】従って、大きなクラッチ容量によって車輪
に充分な駆動力を伝達することができる。
Therefore, a sufficient driving force can be transmitted to the wheels by the large clutch capacity.

【0030】また、小型軽量のコーンクラッチを用いる
ことにより、デファレンシャル装置がコンパクトにな
り、車載性がさらに向上する。
Further, by using a small and lightweight cone clutch, the differential device becomes compact, and the vehicle mountability is further improved.

【0031】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
のデファレンシャル装置であって、操作手段が、電磁石
であることを特徴とし、請求項2の構成と同等の作用・
効果を得ることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the differential device according to the second aspect, wherein the operating means is an electromagnet.
The effect can be obtained.

【0032】電磁石は励磁電流の微調整が可能であり、
パイロットクラッチの滑りとカム機構のカムスラスト力
を調整することにより、コーンクラッチの連結力を精密
に制御することができる。
The electromagnet can finely adjust the exciting current.
By adjusting the slip of the pilot clutch and the cam thrust force of the cam mechanism, the coupling force of the cone clutch can be precisely controlled.

【0033】このように、操作手段に電磁石を用いたこ
の構成では、伝達トルクの精密な制御が可能である。
As described above, this configuration using the electromagnets as the operating means enables precise control of the transmission torque.

【0034】また、操作手段に電磁石を用いたこの構成
は、油圧アクチュエータのような流体圧アクチュエータ
を用いた構成と較べて、構造が簡単でコンパクトにな
り、車載性がさらに向上すると共に、低コストで実施す
ることができる。
Further, this configuration using an electromagnet as the operating means has a simpler and more compact structure, is further improved in vehicle mountability, and has a lower cost, as compared with a configuration using a fluid pressure actuator such as a hydraulic actuator. Can be implemented.

【0035】また、圧力漏れによる機能不良から解放さ
れ、信頼性が大幅に向上する。
In addition, it is free from malfunctions due to pressure leaks, and the reliability is greatly improved.

【0036】また、比較的押圧力の小さい電磁石を用い
ても、上記のようにカム機構によってコーンクラッチの
押圧力が増幅されるから、充分な伝達トルクが得られ
る。
Even if an electromagnet having a relatively small pressing force is used, a sufficient transmission torque can be obtained because the pressing force of the cone clutch is amplified by the cam mechanism as described above.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1によってフロントデフ1(本
発明の一実施形態)の説明をする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A front differential 1 (one embodiment of the present invention) will be described with reference to FIG.

【0038】このフロントデフ1は請求項1,2,3の
特徴を備えている。なお、左右の方向はフロントデフ1
を用いた車両及び図1での左右の方向であり、符号のな
い部材等は図示されていない。
This front differential 1 has the features of claims 1, 2 and 3. The left and right directions are front differential 1.
1 and the left and right directions in FIG. 1, and members without reference numerals and the like are not shown.

【0039】この車両は後輪駆動ベースの4輪駆動車で
あり、その動力系は、エンジン、トランスミッション、
トランスファ、トランスファに内蔵された2−4切り換
え機構、フロントデフ1(エンジンの駆動力を左右の前
輪に配分するデファレンシャル装置)、前車軸、左右の
前輪、後輪側のプロペラシャフト、リヤデフ(エンジン
の駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装
置)、後車軸、左右の後輪などから構成されている。
This vehicle is a rear-wheel drive-based four-wheel drive vehicle, and its power system includes an engine, a transmission,
Transfer, 2-4 switching mechanism built into the transfer, front differential 1 (differential device for distributing the driving force of the engine to left and right front wheels), front axle, left and right front wheels, rear wheel side propeller shaft, rear differential (engine (A differential device that distributes driving force to the left and right rear wheels), a rear axle, left and right rear wheels, and the like.

【0040】エンジンの駆動力はトランスミッションで
変速された後、トランスファと2−4切り換え機構から
フロントデフ1に伝達され、また、トランスファからプ
ロペラシャフトを介してリヤデフに伝達される。
After the speed of the engine is changed by the transmission, the transmission is transmitted from the transfer and the 2-4 switching mechanism to the front differential 1 and transmitted from the transfer to the rear differential via a propeller shaft.

【0041】伝達された駆動力は、フロントデフ1から
前車軸を介して左右の前輪に配分され、リヤデフから後
車軸を介して左右の後輪に配分される。
The transmitted driving force is distributed from the front differential 1 to the left and right front wheels via the front axle, and from the rear differential to the left and right rear wheels via the rear axle.

【0042】フロントデフ1は、トランスファーケース
に収容されており、アウターケース3、インナーケース
5、ベベルギヤ式の差動機構7、コーンクラッチ9(メ
インクラッチ)、連結手段11などから構成されてい
る。
The front differential 1 is housed in a transfer case and includes an outer case 3, an inner case 5, a bevel gear type differential mechanism 7, a cone clutch 9 (main clutch), a connecting means 11, and the like.

【0043】アウターケース3は、カバー13と入力部
材15とケーシング本体17とをボルト19で固定して
構成されている。
The outer case 3 is constituted by fixing the cover 13, the input member 15, and the casing body 17 with bolts 19.

【0044】入力部材15にはリングギヤ21(入力ギ
ヤ:スパーギヤ)が一体に形成されており、このリング
ギヤ21はトランスファ(2−4切り換え機構)の出力
ギヤと噛み合って、アウターケース3にエンジンの駆動
力を伝達する。
The input member 15 is integrally formed with a ring gear 21 (input gear: spur gear). The ring gear 21 meshes with an output gear of a transfer (2-4 switching mechanism) to drive the engine to the outer case 3. Transmit power.

【0045】また、ケーシング本体17は、円筒部材2
3と、非磁性材料のリング25と、磁性材料のロータ2
7(右側の隔壁部材)などからなり、リング25は円筒
部材23とロータ27にそれぞれ溶接され、これらを一
体にしている。
The casing body 17 is formed of the cylindrical member 2.
3, a ring 25 of a non-magnetic material, and a rotor 2 of a magnetic material.
The ring 25 is welded to the cylindrical member 23 and the rotor 27, respectively, to integrate them.

【0046】アウターケース3はカバー13のボス部2
9とロータ27のボス部31でベアリングによってトラ
ンスファーケースに支承されている。
The outer case 3 is a boss 2 of the cover 13.
9 and the boss 31 of the rotor 27 are supported on the transfer case by bearings.

【0047】差動機構7は、複数本のピニオンシャフト
33、各ピニオンシャフト33上に支承されたピニオン
ギヤ35、これらのピニオンギヤ35と噛み合った出力
側のサイドギヤ37,39から構成されている。
The differential mechanism 7 includes a plurality of pinion shafts 33, pinion gears 35 supported on the respective pinion shafts 33, and output side gears 37 and 39 meshing with these pinion gears 35.

【0048】各ピニオンシャフト33の先端部はインナ
ーケース5の軸方向溝41に移動自在に連結されてい
る。また、各サイドギヤ37,39はスプライン連結さ
れた前車軸を介して左右の前輪にそれぞれ連結されてい
る。
The tip of each pinion shaft 33 is movably connected to the axial groove 41 of the inner case 5. The side gears 37 and 39 are respectively connected to left and right front wheels via spline-connected front axles.

【0049】連結手段11は、パイロットクラッチ4
3、ボールカム45(カム機構)、カムリング47、プ
レッシャープレート49、クラッチリング51、アーマ
チャ53、電磁石55(操作手段)、コントローラなど
から構成されている。
The connecting means 11 includes the pilot clutch 4
3, a ball cam 45 (cam mechanism), a cam ring 47, a pressure plate 49, a clutch ring 51, an armature 53, an electromagnet 55 (operation means), a controller, and the like.

【0050】連結手段11は、下記のように、コーンク
ラッチ9を連結操作及び連結解除操作し、コーンクラッ
チ9はこれに伴ってアウターケース3とインナーケース
5とを連結し、また、連結を解除する。
The connecting means 11 performs the connecting operation and the releasing operation of the cone clutch 9 as described below, and the cone clutch 9 connects the outer case 3 and the inner case 5 with this, and releases the connecting. I do.

【0051】コーンクラッチ9によってアウターケース
3とインナーケースが連結されると、アウターケース3
を回転させるエンジンの駆動力は、インナーケース5、
ピニオンシャフト33、ピニオンギヤ35から各サイド
ギヤ37,39と前車軸とを介して左右の前輪に配分さ
れ、車両が4輪駆動状態になり、悪路の脱出性と走破
性、発進性、加速性、車体の安定性などが向上する。
When the outer case 3 and the inner case are connected by the cone clutch 9, the outer case 3
The driving force of the engine for rotating the inner case 5,
The vehicle is distributed to the left and right front wheels from the pinion shaft 33 and the pinion gear 35 via the side gears 37 and 39 and the front axle, so that the vehicle is in a four-wheel drive state. The stability of the vehicle is improved.

【0052】また、悪路などで前輪間に駆動抵抗差が生
じると、エンジンの駆動力はピニオンギヤ35の自転に
よって左右の前輪に差動配分される。
When a difference in driving resistance occurs between the front wheels on a bad road or the like, the driving force of the engine is differentially distributed to the left and right front wheels by the rotation of the pinion gear 35.

【0053】また、コーンクラッチ9の連結を解除する
と、インナーケース5(差動機構7)から左右の前輪まで
がエンジンから切り離され、車両は後輪駆動による2輪
駆動状態になり、旋回性とエンジンの燃費が向上する。
When the connection of the cone clutch 9 is released, the inner case 5 (differential mechanism 7) to the left and right front wheels are disconnected from the engine, and the vehicle is driven by the rear wheels to be driven by two wheels. Engine fuel efficiency is improved.

【0054】また、このとき、コントローラは2−4切
り換え機構(トランスファ)の連結を解除し、アウター
ケース3までの前輪側駆動系の連れ回りを防止する。
At this time, the controller releases the connection of the 2-4 switching mechanism (transfer) to prevent the front wheel drive system from rotating to the outer case 3.

【0055】コーンクラッチ9は、入力部材15(アウ
ターケース3)とクラッチリング51及びインナーケー
ス5(差動機構7)との間に形成されたコーン部57,
57によって構成されている。
The cone clutch 9 has a cone portion 57 formed between the input member 15 (outer case 3), the clutch ring 51 and the inner case 5 (differential mechanism 7).
57.

【0056】なお、これらの入力部材15、クラッチリ
ング51、インナーケース5は焼結金属材料で作られて
おり、充分な耐磨耗性を備えている。
The input member 15, the clutch ring 51, and the inner case 5 are made of a sintered metal material and have sufficient wear resistance.

【0057】パイロットクラッチ43は、リング25
(アウターケース3:ケーシング本体17)とカムリン
グ47との間に配置されている。
The pilot clutch 43 is
(Outer case 3: casing body 17) and cam ring 47.

【0058】ボールカム45は、カムリング47とプレ
ッシャープレート49との間に配置されている。また、
カムリング47とロータ27との間には、ボールカム4
5のカム反力を受けるスラストベアリング59とワッシ
ャとが配置されている。
The ball cam 45 is disposed between the cam ring 47 and the pressure plate 49. Also,
The ball cam 4 is provided between the cam ring 47 and the rotor 27.
A thrust bearing 59 receiving a cam reaction force of No. 5 and a washer are arranged.

【0059】プレッシャープレート49は右のサイドギ
ヤ39に、互いの間に設けられたスプライン部61によ
って移動自在に連結されており、クラッチリング51は
スプライン部63によってケーシング本体17(円筒部
材23)の内周に移動自在に連結されている。
The pressure plate 49 is movably connected to the right side gear 39 by a spline portion 61 provided between the pressure plate 49 and the clutch ring 51 by a spline portion 63 in the casing body 17 (cylindrical member 23). It is movably connected to the circumference.

【0060】なお、プレッシャープレート49は、サイ
ドギヤ39とではなく、インナーケース5と移動自在に
連結させてもよい。
The pressure plate 49 may be movably connected to the inner case 5 instead of the side gear 39.

【0061】アーマチャ53は、パイロットクラッチ4
3とプレッシャープレート49との間に軸方向移動自在
に配置されており、止め輪によってアウターケース3側
に軸方向に位置決めされている。
The armature 53 includes a pilot clutch 4
3 and a pressure plate 49 so as to be movable in the axial direction, and is axially positioned on the outer case 3 side by a retaining ring.

【0062】電磁石55のコア65は連結部材によって
トランスファーケースに連結されており、そのコイル6
7から引き出されたリード線は車載のバッテリに接続さ
れている。
The core 65 of the electromagnet 55 is connected to the transfer case by a connecting member.
The lead wire drawn from 7 is connected to a vehicle-mounted battery.

【0063】コア65とロータ27との間にはエアギャ
ップが形成されている。ロータ27は電磁石55の磁気
回路の一部を構成する磁性材料であり、ステンレス鋼の
リング69によって分断され磁力の短絡を防止してい
る。また、リング25は上記のように、非磁性材料で作
られており磁力が円筒部材23側に漏洩することを防止
している。
An air gap is formed between the core 65 and the rotor 27. The rotor 27 is a magnetic material constituting a part of a magnetic circuit of the electromagnet 55, and is separated by a stainless steel ring 69 to prevent a short circuit of magnetic force. Further, the ring 25 is made of a non-magnetic material as described above, and prevents the magnetic force from leaking to the cylindrical member 23 side.

【0064】コントローラは、電磁石55の励磁、励磁
電流の制御、励磁停止を行うと共に、電磁石55と2−
4切り換え機構の作動と作動停止とを連動して行う。
The controller excites the electromagnet 55, controls the excitation current, and stops the excitation.
(4) The operation and the stop of the switching mechanism are performed in an interlocked manner.

【0065】電磁石55を励磁すると、アーマチャ53
がパイロットクラッチ43を押圧して締結させ、パイロ
ットクラッチ43によってカムリング47がアウターケ
ース3に連結される。このとき、差動機構7に差動回転
が生じると、その差動トルクが、アウターケース3側の
カムリング47とサイドギヤ39側のプレッシャープレ
ート49とを介してボールカム45に掛かり、発生した
カムスラスト力によってプレッシャープレート49が左
方に移動し、クラッチリング51を介してコーン部5
7,57を押圧し、コーンクラッチ9を締結させる。
When the electromagnet 55 is excited, the armature 53
Presses and engages the pilot clutch 43, and the cam ring 47 is connected to the outer case 3 by the pilot clutch 43. At this time, when differential rotation occurs in the differential mechanism 7, the differential torque is applied to the ball cam 45 via the cam ring 47 on the outer case 3 side and the pressure plate 49 on the side gear 39 side, and the generated cam thrust force The pressure plate 49 moves to the left, and the cone 5
7, 57 are pressed, and the cone clutch 9 is engaged.

【0066】コーンクラッチ9が締結されると、上記の
ように、車両が4輪駆動状態になる。
When the cone clutch 9 is engaged, the vehicle enters the four-wheel drive state as described above.

【0067】このとき、電磁石55の励磁電流を制御す
ると、パイロットクラッチ43に滑りが生じてボールカ
ム45のカムスラスト力が変わり、コーン部57,57
の滑りによってコーンクラッチ9の連結力が変化するこ
とにより、前輪側に伝達される駆動力の大きさを変える
ことができる。
At this time, when the exciting current of the electromagnet 55 is controlled, the pilot clutch 43 slips, the cam thrust force of the ball cam 45 changes, and the cone portions 57, 57
By changing the coupling force of the cone clutch 9 due to the slip, the magnitude of the driving force transmitted to the front wheels can be changed.

【0068】このような駆動力の制御を旋回時に行え
ば、旋回性と車体の安定性とが大きく向上する。
If such control of the driving force is performed at the time of turning, the turning performance and the stability of the vehicle body are greatly improved.

【0069】また、電磁石55の励磁を停止すると、パ
イロットクラッチ43が開放されてボールカム45のカ
ムスラスト力が消失し、コーンクラッチ9の連結が解除
されて、車両が2輪駆動状態になる。
When the excitation of the electromagnet 55 is stopped, the pilot clutch 43 is released, the cam thrust force of the ball cam 45 disappears, the connection of the cone clutch 9 is released, and the vehicle enters the two-wheel drive state.

【0070】アウターケース3には、開口71,73が
設けられており、ボス部29,31の内周には螺旋状の
オイル溝75,77がそれぞれ設けられている。
Openings 71 and 73 are provided in the outer case 3, and spiral oil grooves 75 and 77 are provided on the inner periphery of the boss portions 29 and 31, respectively.

【0071】アウターケース3の回転に伴って、トラン
スファーケースのオイル溜まりからこれらの開口71,
73とオイル溝75,77とを介してアウターケース3
にオイルが流出入し、流入したオイルは、コーンクラッ
チ9、差動機構7の各ギヤの噛み合い部、パイロットク
ラッチ43、ボールカム45、ベアリング59などを充
分に潤滑・冷却する。
As the outer case 3 rotates, these openings 71,
Outer case 3 through 73 and oil grooves 75 and 77
The oil flows in and out, and the inflowing oil sufficiently lubricates and cools the cone clutch 9, the meshing portions of the gears of the differential mechanism 7, the pilot clutch 43, the ball cam 45, the bearing 59, and the like.

【0072】また、電磁石55のコイル67はその熱に
よりオイル溜まりのオイルを暖めて粘度を適度に低くす
ると共に、周辺のパイロットクラッチ43やボールカム
45などを暖め、加温されたオイルはコーンクラッチ9
を暖める。
The coil 67 of the electromagnet 55 heats the oil in the oil reservoir by the heat to lower the viscosity appropriately, and also heats the surrounding pilot clutch 43 and the ball cam 45, and the heated oil is supplied to the cone clutch 9.
Warm up.

【0073】パイロットクラッチ43とコーンクラッチ
9は、それぞれがこのように暖められる上に、オイルの
粘度が低く調整されることによって、連結を解除する際
のレスポンスが共に大きく向上している。
The pilot clutch 43 and the cone clutch 9 are warmed in this way, and the response at the time of releasing the connection is greatly improved by adjusting the viscosity of the oil to be low.

【0074】こうして、フロントデフ1が構成されてい
る。
Thus, the front differential 1 is configured.

【0075】フロントデフ1は、上記のように、動力を
断続するクラッチにコーンクラッチ9を用いたことによ
り、連結を解除する際に、噛み合いクラッチのような噛
み合い歯の摩擦抵抗による引きずりトルクが生じない。
As described above, since the front differential 1 uses the cone clutch 9 as the clutch for interrupting the power, when the connection is released, a drag torque is generated due to the frictional resistance of the meshing teeth such as the meshing clutch. Absent.

【0076】これに加えて、上記のような電磁石55
(コイル67)のヒータ機能によりオイルの粘度が下が
ると共に、パイロットクラッチ43とコーンクラッチ9
が暖められることによって、引きずりトルクがさらに低
減される。
In addition to this, the electromagnet 55 as described above
(Coil 67) The heater function of (Coil 67) lowers the viscosity of the oil, and the pilot clutch 43 and the cone clutch 9
Is heated, the drag torque is further reduced.

【0077】従って、所望のタイミングで前輪を切り離
すことが可能になり、前輪の切り離し遅れによる駆動力
のロス、エンジン燃費の低下、操縦性(旋回性)の低下
などが防止される。
Therefore, it is possible to separate the front wheels at a desired timing, and it is possible to prevent a loss of driving force, a decrease in engine fuel efficiency, a decrease in maneuverability (turnability), etc. due to a delay in separating the front wheels.

【0078】また、引きずりトルクを軽減するために、
特別な手段を用いてオイルの粘度を下げること、オイル
の温度を上げること、あるいは、オイル量を減らすこと
などの対策が不要になるから、これらに伴うコストの上
昇と、潤滑性の低下などが避けられる。
In order to reduce the drag torque,
Measures such as lowering the oil viscosity, raising the oil temperature, or reducing the amount of oil using special means are no longer required. can avoid.

【0079】また、コーンクラッチ9は部品点数が少な
く、構造が簡単であるから、フロントデフ1はそれだけ
軽量でコンパクトに構成され、車載性が向上する。
Further, since the cone clutch 9 has a small number of parts and has a simple structure, the front differential 1 is configured to be lightweight and compact, thereby improving the vehicle mountability.

【0080】また、コーンクラッチ9は、潤滑に対する
特別な配慮が不要であるから、部品点数が少ないことに
よる効果と併せて、コストが大幅に低減される。
Further, since the cone clutch 9 does not require special consideration for lubrication, the cost is greatly reduced in addition to the effect of the small number of parts.

【0081】また、コーンクラッチ9は、従来の噛み合
いクラッチと異なって、噛み合い時のラチェット音が発
生しないから静粛性が高く保たれる。
Also, unlike the conventional dog clutch, the cone clutch 9 does not generate ratchet noise at the time of dog engagement, so that the quietness is kept high.

【0082】また、位相合わせのシンクロ機構が不要で
あるから、これに伴うコストの上昇、構造の複雑化、フ
ロントデフ1の大型化などが避けられる。
Further, since a synchronizing mechanism for phase matching is not required, an increase in cost, a complicated structure, and an increase in the size of the front differential 1 are avoided.

【0083】また、噛み合いクラッチと異なって、コー
ンクラッチ9は、上記のようにコーン部57,57を滑
らせることにより、前輪に送られる駆動力の大きさを制
御することができるから、車両の操縦性、旋回性などを
大きく向上させることができる。
Further, unlike the dog clutch, the cone clutch 9 can control the magnitude of the driving force sent to the front wheels by sliding the cone portions 57, 57 as described above, so that the vehicle Drivability, turning performance, etc. can be greatly improved.

【0084】また、本実施形態のコーンクラッチ9は、
ボールカム45によって押圧力が増幅されるから、充分
なクラッチ容量が得られ、大きな駆動力を前輪に伝達で
きる。
The cone clutch 9 of this embodiment is
Since the pressing force is amplified by the ball cam 45, a sufficient clutch capacity can be obtained, and a large driving force can be transmitted to the front wheels.

【0085】さらにこのように、大きな容量が得られる
から、コーンクラッチ9はそれだけ小型軽量にすること
が可能になり、小型軽量のコーンクラッチ9を用いるこ
とによってフロントデフ1がさらにコンパクトになり、
車載性が向上する。
Further, as described above, since a large capacity can be obtained, the cone clutch 9 can be made smaller and lighter, and by using the small and light cone clutch 9, the front differential 1 can be made more compact.
The on-board performance is improved.

【0086】また、電磁石55は励磁電流の微調整が可
能であり、上記のように、パイロットクラッチ43の滑
りとボールカム45のカムスラスト力を調整することに
より、コーンクラッチ9の連結力を精密に制御できるか
ら、電磁石55を制御手段に用いたことによって、フロ
ントデフ1は前輪側への伝達トルクを精密に制御し、車
両の操縦性や旋回性を大幅に向上させることができる。
The electromagnet 55 can finely adjust the exciting current. As described above, the coupling force of the cone clutch 9 is precisely controlled by adjusting the slip of the pilot clutch 43 and the cam thrust force of the ball cam 45. Therefore, by using the electromagnet 55 as the control means, the front differential 1 can precisely control the torque transmitted to the front wheels, and can greatly improve the maneuverability and turning performance of the vehicle.

【0087】また、操作手段に電磁石55を用いたフロ
ントデフ1は、油圧アクチュエータのような流体圧アク
チュエータを用いた構成と較べて、構造が簡単でコンパ
クトになり、車載性がさらに向上すると共に、低コスト
で実施できる。
Further, the front differential 1 using the electromagnet 55 as the operating means has a simpler and more compact structure as compared with a configuration using a fluid pressure actuator such as a hydraulic actuator, and further enhances the vehicle mountability. It can be implemented at low cost.

【0088】また、圧力漏れによる機能不良から解放さ
れ、信頼性が大幅に向上する。
In addition, malfunctions due to pressure leakage are released, and reliability is greatly improved.

【0089】また、油圧アクチュエータなどに較べて押
圧力が小さい電磁石55を操作手段に用いても、上記の
ようにボールカム45によってコーンクラッチ9の押圧
力が増幅されるから、フロントデフ1は充分なトルク容
量が得られる。
Further, even if the electromagnet 55 having a smaller pressing force than the hydraulic actuator or the like is used as the operating means, the pressing force of the cone clutch 9 is amplified by the ball cam 45 as described above. The torque capacity is obtained.

【0090】なお、本発明に用いる差動機構は、実施形
態のようなベベルギヤ式の差動機構に限らず、例えば、
プラネタリーギヤ式の差動機構、デフケースの収容孔に
摺動自在に収容されたピニオンギヤで出力側の両サイド
ギヤを連結した差動機構、ウォームギヤを用いた差動機
構など、どのような差動機構でもよい。
The differential mechanism used in the present invention is not limited to the bevel gear type differential mechanism as in the embodiment.
What kind of differential mechanism, such as a planetary gear type differential mechanism, a differential mechanism in which both output side gears are connected by a pinion gear slidably housed in the housing hole of the differential case, and a differential mechanism using a worm gear May be.

【0091】[0091]

【発明の効果】請求項1に記載のデファレンシャル装置
は、コーンクラッチを用いたことによって、噛み合いク
ラッチのようなラチェッティングが発生せず、静粛性が
高く保たれる。
According to the differential device of the first aspect of the present invention, the use of the cone clutch does not cause ratcheting as in the case of the meshing clutch, so that the quietness is kept high.

【0092】また、位相合わせのシンクロ機構が不要で
あり、これに伴うコスト上昇、構造の複雑化、装置の大
型化などが避けられる。
Further, a synchronizing mechanism for phase adjustment is not required, and an increase in cost, a complicated structure, and an increase in the size of the apparatus are avoided.

【0093】しかも、コーンクラッチを用いたことによ
り、摩擦面を滑らせて差動制限力を制御し、あるいは、
伝達トルクを制御することが可能であり、車両の操縦
性、旋回性などを大きく向上させることができる。
Further, by using the cone clutch, the frictional surface is slid to control the differential limiting force, or
It is possible to control the transmission torque, and it is possible to greatly improve the controllability, turning performance, and the like of the vehicle.

【0094】さらに、引きずりトルクが防止されるか
ら、差動制限力の立ち下がりが速くなって車両の操縦性
(旋回性)が向上し、また、所望のタイミングで車輪を
切り離すことが可能になって駆動力のロスとエンジン燃
費の低下と操縦性(旋回性)低下とが防止される。
Further, since the drag torque is prevented, the fall of the differential limiting force becomes faster, and the maneuverability (turnability) of the vehicle is improved, and the wheels can be separated at a desired timing. Thus, a loss of driving force, a decrease in engine fuel efficiency, and a decrease in maneuverability (turnability) are prevented.

【0095】また、引きずりトルクを防止するための対
策が不要になり、これらに伴うコスト上昇と、潤滑性低
下などから解放される。
In addition, it is not necessary to take measures to prevent drag torque, so that the cost and the lubricating property are reduced.

【0096】また、部品点数が少なく構造が簡単であ
り、潤滑に対する特別な配慮が不要なコーンクラッチを
用いたことにより、デファレンシャル装置は軽量でコン
パクトになり、車載性が向上する上に、コストが大幅に
低減される。
The use of a cone clutch which has a small number of parts and a simple structure and does not require special consideration for lubrication makes the differential device light and compact, which improves the vehicle mountability and reduces the cost. It is greatly reduced.

【0097】請求項2に記載のデファレンシャル装置
は、請求項1の構成と同等の効果を得ることができる。
The differential device according to the second aspect can provide the same effect as the configuration according to the first aspect.

【0098】また、カム機構の増幅機能により、小型軽
量のコーンクラッチを用いても充分なクラッチ容量が得
られ、大きなクラッチ容量によって車輪に充分な駆動力
を伝達することができる。
Further, the amplifying function of the cam mechanism can provide a sufficient clutch capacity even if a small and light cone clutch is used, and a sufficient driving force can be transmitted to the wheels by the large clutch capacity.

【0099】また、小型軽量のコーンクラッチを用いる
ことにより、デファレンシャル装置がコンパクトにな
り、車載性がさらに向上する。
Further, by using a small and lightweight cone clutch, the differential device becomes compact and the mountability on the vehicle is further improved.

【0100】請求項3に記載のデファレンシャル装置
は、請求項2の構成と同等の効果を得ることができる。
The differential device according to the third aspect can obtain the same effect as the configuration according to the second aspect.

【0101】また、操作手段に電磁石を用いたことによ
り、差動制限力と伝達トルクを精密に制御できる。
Further, by using an electromagnet as the operating means, the differential limiting force and the transmission torque can be precisely controlled.

【0102】また、油圧アクチュエータを用いた構成と
較べて、構造が簡単でコンパクトであり、車載性がさら
に向上すると共に、低コストで実施することが可能であ
り、圧力漏れによる機能不良から解放され、信頼性が大
幅に向上する。
Further, as compared with the configuration using a hydraulic actuator, the structure is simple and compact, the vehicle mountability is further improved, and it is possible to implement at a low cost. , Greatly improve the reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フロントデフ(デファレンシャル装置) 7 差動機構 9 コーンクラッチ(メインクラッチ) 11 連結手段 43 パイロットクラッチ 45 ボールカム(カム機構) 55 電磁石(操作手段) Reference Signs List 1 front differential (differential device) 7 differential mechanism 9 cone clutch (main clutch) 11 connecting means 43 pilot clutch 45 ball cam (cam mechanism) 55 electromagnet (operating means)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジンの駆動力を車輪側に配分する差
動機構と、トルクの伝達を断続するクラッチと、クラッ
チの連結手段とを備え、このクラッチが、コーンクラッ
チであることを特徴とするデファレンシャル装置。
1. A differential mechanism for distributing the driving force of an engine to a wheel, a clutch for intermittently transmitting torque, and coupling means for the clutch, wherein the clutch is a cone clutch. Differential device.
【請求項2】 請求項1に記載の発明であって、連結手
段が、操作手段によって断続操作されるパイロットクラ
ッチと、パイロットクラッチが連結されるとトルクを受
けて作動しメインクラッチを押圧するカム機構とからな
り、コーンクラッチが、このメインクラッチであること
を特徴とするデファレンシャル装置。
2. The invention according to claim 1, wherein the connecting means is a pilot clutch which is intermittently operated by the operating means, and a cam which operates by receiving torque and presses the main clutch when the pilot clutch is connected. A differential device comprising a mechanism, wherein the cone clutch is the main clutch.
【請求項3】 請求項2に記載の発明であって、操作手
段が、電磁石であることを特徴とするデファレンシャル
装置。
3. The differential device according to claim 2, wherein the operating means is an electromagnet.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278423A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 Power transmission device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007278423A (en) * 2006-04-10 2007-10-25 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 Power transmission device

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