JP2004068904A - デファレンシャル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンパクトで車載性が高く低コストに構成しながら大きな差動制限力を得る。
【解決手段】デフケース３と、ピニオンシャフト１９に支承されたピニオン２１と、ギア２１と噛み合ったサイドギア２３，２５とからなる差動機構５と、デフケース３のケース側凹部４７に連結されたケース側摩擦板４５，４５と、ギア２３，２５のサイドギア側凹部５１に連結されたサイドギア側摩擦板４９とからなり、ギア２１との噛み合いによってギア２３，２５に生じる噛み合い反力によって押圧される多板クラッチ７，７とを備え、クラッチ７，７の少なくとも１枚のケース側摩擦板４５をギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置した。
【選択図】 図１
【解決手段】デフケース３と、ピニオンシャフト１９に支承されたピニオン２１と、ギア２１と噛み合ったサイドギア２３，２５とからなる差動機構５と、デフケース３のケース側凹部４７に連結されたケース側摩擦板４５，４５と、ギア２３，２５のサイドギア側凹部５１に連結されたサイドギア側摩擦板４９とからなり、ギア２１との噛み合いによってギア２３，２５に生じる噛み合い反力によって押圧される多板クラッチ７，７とを備え、クラッチ７，７の少なくとも１枚のケース側摩擦板４５をギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置した。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動機構のサイドギアの噛み合い反力によってクラッチを締結するデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−８９０８６号公報に図３のようなデファレンシャル装置５０１が記載されている。デファレンシャル装置５０１は、デフケース５０３、ベベルギア式の差動機構５０５、一対の多板クラッチ５０７，５０７、皿ばね５０９，５０９などから構成されている。
【０００３】
差動機構５０５は、両端をデフケース５０３に連結されたピニオンシャフト５１１と、ピニオンシャフト５１１上に支承された複数個のピニオン５１３と、各ピニオン５１３とそれぞれ噛み合った一対のサイドギア５１５，５１７などから構成されている。
【０００４】
各サイドギア５１５，５１７は車軸５１９，５２１を介してそれぞれの車輪側に連結されている。
【０００５】
エンジンの駆動力はドライブピニオン５２３からリングギア５２５を介してデフケース５０３を回転させ、デフケース５０３の回転はピニオンシャフト５１１からピニオン５１３を介してサイドギア５１５，５１７に配分され、各車輪側に伝達される。
【０００６】
多板クラッチ５０７，５０７は、デフケース５０３と各サイドギア５１５，５１７との間にそれぞれ配置されており、各サイドギア５１５，５１７の噛み合い反力を受けて締結され、その摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が得られ、大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などに、車両の操縦性、安定性を向上させる。
【０００７】
また、各皿ばね５０９によって多板クラッチ５０７，５０７に与えられるイニシャルトルクにより、車両の発進時、加速時、悪路などで車輪の空転が防止され、発進性、加速性、悪路走破性などが高く保たれる。
【０００８】
また、デファレンシャル装置５０１のように多板クラッチをサイドギアの噛み合い反力によって締結させるデファレンシャル装置の他に、特公昭３９−２９５１２号公報に開示されているようにデファレンシャル装置内部のトルク伝達経路に設けられたカムによって差動制限用クラッチを締結させるデファレンシャル装置や、特公昭４７−１０４８４号公報に開示されているようにサイドギアとデフケースとの間に形成されたコーンクラッチをサイドギアの噛み合い反力で締結させるデファレンシャル装置などがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者（カムを用いたデファレンシャル装置）は、カムによって大きな差動制限力が得られるが、構造が複雑で、重く、コスト高である。
【００１０】
また、後者（コーンクラッチを用いたデファレンシャル装置）は、コーンクラッチ部のテーパー加工が難しい上に、摩擦面面積が限られ、大きな差動制限力を得るのが困難であるが、コンパクトで、車載性が高く、低コストであるという利点を持つ。
【００１１】
また、デファレンシャル装置５０１の場合は、コーンクラッチより摩擦面面積の広い多板クラッチ５０７，５０７を用いたことによって大きな差動制限力が得られる上に、耐久性、信頼性も高く、テーパー加工から解放されるなどの利点を有するが、多板クラッチを用いたことによって、後者と比較した場合、小型・軽量化が困難で車両搭載性に問題があるとともに、製造コストの削減が困難である。
【００１２】
このように、コーンクラッチを用いたデファレンシャル装置のようにコンパクトで車載性が高く低コストである上に、多板クラッチを用いたデファレンシャル装置のように大きな差動制限力が得られ、信頼性の高いデファレンシャル装置が望まれている。
【００１３】
そこで、この発明は、上記のようにコンパクトで車載性が高く低コストであると共に、大きな差動制限力が得られるとともに、信頼性の高いデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力によって回転するデフケースと、該デフケースの内部にピニオンと一対のサイドギアを具備する差動機構と、前記デフケースのケース側凹部に連結されたケース側摩擦板と、前記サイドギアのサイドギア側凹部に連結されたサイドギア側摩擦板とからなる複数枚の摩擦板を具備し、且つ前記差動機構の噛み合い反力を受けて前記ケース側摩擦板と前記サイドギア側摩擦板とが押圧される差動制限用の多板クラッチを備え前記多板クラッチの少なくとも１枚の摩擦板が、前記サイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明のデファレンシャル装置は、差動制限用クラッチに摩擦面面積の広い多板クラッチを用いたことによって、大きな差動制限力が得られる上に、多板クラッチを構成する摩擦板のうちの少なくとも１枚の摩擦板をサイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置したことにより、装置全体の小型化が可能になり、車載性が向上する。
【００１６】
また、クラッチを締結するための専用のカムを用いないので、構造が簡素化されることにより故障を減らすことができるとともに、軽量化、低コスト化ができる。
【００１７】
また、コーンクラッチのテーパー加工から解放されて加工が容易になることで、製造コストを削減することができるとともに、多板クラッチで得られる広い摩擦面面積によって耐久性が大幅に向上する。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記サイドギアの歯の背面側に前記サイドギア側摩擦板用の前記サイドギア側凹部が設けられていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００１９】
また、請求項２の発明は、サイドギア側摩擦板のサイドギア側凹部をサイドギアの歯の背面側に設けたことによって、サイドギアの形状、スペース・強度を保有したうえで凹部を形成し、より一層の小型・軽量化を行い、車載性がさらに向上する。
【００２０】
また、サイドギア側凹部の外径を小径にすることが可能になるため、サイドギア側摩擦板の内径を小径にすることが可能になり、これにより多板クラッチの摩擦面面積が広くなるため、摺動面圧を抑制しつつ、十分な差動制限力を得ることができる。
【００２１】
つまり、サイドギアの歯の肉部に軸方向に対応した部分、言い換えるとサイドギアの歯の肉部を軸方向に投影する部分に対してサイドギア側凹部を設けたことにより、サイドギア側凹部、およびサイドギアの強度と上記のようなコンパクト性とを両立させることができる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載されたデファレンシャル装置であって、前記多板クラッチの摩擦円半径が、前記サイドギアのピッチ円半径より大径であることを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２３】
また、請求項３の発明では、多板クラッチの押圧力が同一の場合、多板クラッチの摩擦円半径をサイドギアのピッチ円半径より大径にしたことによって、より大きな摩擦トルク（差動制限力）を得ることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１または請求項３に記載された発明であって、前記サイドギアのギア部の半径方向外側に前記多板クラッチを押圧する押圧部が設けられていることを特徴とし、押圧部をサイドギアのギア部の半径方向外側に設けたことにより、多板クラッチを押圧部によって軸方向に直線状で押圧することができる。また、装置の軸方向スペースの拡大を抑制することができる。
【００２５】
さらに、押圧部の形成により、ギア部外周側の強度が増し、ギア部背面側の肉厚も低減できるので、さらにコンパクト性が高まる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１によりデファレンシャル装置１（本発明の一実施形態）の説明をする。
【００２７】
デファレンシャル装置１は、デフケース３、ベベルギア式の差動機構５、一対の多板クラッチ７，７などから構成されている。また、デファレンシャル装置１はデフキャリヤの内部に配置されており、このデフキャリヤにはオイル溜りが設けられている。
【００２８】
デフケース３は、ケーシング本体９とカバー１１から構成され、カバー１１はボルト１３によってケーシング本体９の左側開口部に固定されている。また、デフケース３の左右のボス部１５，１７はベアリングによってデフキャリヤに支承されている。さらに、デフケース３にはリングギアが固定されており、このリングギアと噛み合うドライブピニオンは動力伝達系を介してトランスミッション側に連結されている。エンジン（原動機）の駆動力はトランスミッションとこの動力伝達系とを介してデフケース３を回転駆動する。
【００２９】
差動機構５は、ケーシング本体９の内部にデフケース３の回転軸と直交するように配設された１本ないし複数本のピニオンシャフト１９、各ピニオンシャフト１９上で回転自在に支承されたピニオン２１、左右から各ピニオン２１と噛み合ったのサイドギア２３，２５などから構成されている。
【００３０】
左サイドギア２３のボス部２７は、そのスプライン部２９に連結された左車軸を介して左車輪側に連結され、右サイドギア２５のボス部３１はそのスプライン部３３に連結された右車軸を介して右車輪側に連結されている。また、各ボス部２７，３１はそれぞれカバー１１とケーシング本体９に形成された支承部３５，３７によって回転自在に支承されている。
【００３１】
ピニオンシャフト１９の端部はケーシング本体９に設けられた貫通孔３９に係合し、スプリングピン４１によって抜け止めされている。また、ピニオン２１とケーシング本体９との間には球面ワッシャ４３が配置されており、この球面ワッシャ４３はピニオン２１の背面を支持し、その遠心力と噛み合い反力とを受けている。
【００３２】
多板クラッチ７，７は、ケーシング本体９とサイドギア２３，２５との間に配置された２枚のアウタープレート４５（ケース側摩擦板）と１枚のインナープレート４９（サイドギア側摩擦板）から構成されており、アウタープレート４５はケーシング本体９に形成されたケース側凹部４７に係合され、インナープレート４９はサイドギア２３，２５に形成されたサイドギア側凹部５１に係合されている。
【００３３】
ケース側凹部４７はケーシング本体９を鋳造する際に形成されており、サイドギア側凹部５１はサイドギア２３，２５のギア部５３の背面側に形成されており、本実施例では、図１、図２に示されるように、インナープレート４９の内周側に形成された凸部５０がギア部５３の背面側に一部食い込むように形成された凹部５１に係合するように形成されている。また、ケース側凹部４７には欠歯部が設けられており、ピニオンシャフト１９を抜け止めするスプリングピン４１が、この欠歯部に取り付けられている。
【００３４】
また、各サイドギア２３，２５には、ギア部５３の半径方向外側にそれぞれの多板クラッチ７を押圧する押圧部５５が形成されている。押圧部５５は、軸方向の一方側で多板クラッチ７，７と対向しつつ、軸方向の他方側でピニオン２１の背面２２、およびワッシャ４３と対向しており、さらに押圧部５５の径方向外側にはデフケース３の内周面が対向しており、これらの対向スペースに押圧部５５が配置される。
【００３５】
また、２枚のアウタープレート４５のうち最もピニオンの回転軸に近いアウタープレート４５（少なくとも１枚の摩擦板）は各サイドギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置されている。
【００３６】
また、図１のように、各多板クラッチ７、７の摩擦円半径（Ｒｃ）は各サイドギア２３，２５のピッチ円半径（Ｒｓｇ）より大径に設定されている。
【００３７】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力はピニオンシャフト１９からピニオン２１を介してサイドギア２３，２５に配分され、左右の車輪側に伝達される。
【００３８】
また、発進時、加速時、悪路走行中などで駆動車輪の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２１の自転によって左右の車輪に差動配分される。
【００３９】
また、車両の走行中は、前進走行と後進走行の両方で、ピニオン２１との噛み合いによってサイドギア２３，２５に伝達トルクに比例する噛み合い反力が生じ、この噛み合い反力によって各多板クラッチ７，７が押圧され締結される。これらの摩擦抵抗によりトルク感応型の差動制限機能が得られ、差動機構５の差動が制限される。
【００４０】
特に、デファレンシャル装置１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、トルク感応型の差動制限力が強化されて、車両の操縦性や安定性が大きく向上する。
【００４１】
また、デフケース３には開口６１、６２、６３が設けられており、ボス部１５，１７の内周には螺旋状のオイル溝６４、６５が設けられている。オイル溜りのオイルが、デフケース３の回転に伴ってこれらの開口と螺旋状オイル溝からデフケース３に流出入することで、多板クラッチ７，７、各ギア２１，２３，２５の噛み合い部、ピニオンシャフト１９とピニオン２１との摺動面、球面ワッシャ４３などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を高めている。
【００４２】
このように構成されたデファレンシャル装置１は、差動制限用クラッチに摩擦面面積の広い多板クラッチ７，７を用いたことによって大きな差動制限力が得られると共に、摩擦面面積の狭いコーンクラッチと較べて耐久性が大幅に向上している。
【００４３】
また、各多板クラッチ７のうち最もピニオンの回転軸に近いアウタープレート４５（少なくとも１枚の摩擦板）を各サイドギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置したことによって、デファレンシャル装置１はそれだけコンパクトに構成され、車載性が向上している。
【００４４】
また、サイドギア２３，２５の噛み合い反力を利用して各多板クラッチ７を締結する構成なので、クラッチ締結専用のカムを設ける必要がなく、構造が簡素化されることにより、軽量、低コスト化が可能である。
【００４５】
また、コーンクラッチを使用しないので、高度な加工技術を必要とするテーパー加工を行うことも無くなるので、さらに製造コストを削減することができる。
【００４６】
また、インナープレート４９用のサイドギア側凹部５１を各サイドギア２３，２５のギア部５３に設けたことによって、さらに小型・軽量化がなされ、車載性が向上する。
【００４７】
また、サイドギア２３，２５のギア部５３に設けたことによってサイドギア側凹部５１の外径が小径になるとともに、インナープレート４９の内径が小径になることによって各多板クラッチ７の摩擦面面積が広くなり、差動制限力がさらに大きくなっている。
【００４８】
また、サイドギア２３，２５のギア部５３を利用してサイドギア側凹部５１を設けたことにより、サイドギア側凹部５１の強度とデファレンシャル装置１のコンパクト化とを両立させている。
【００４９】
また、各多板クラッチ７の摩擦円半径（Ｒｃ）を各サイドギア２３，２５のピッチ円半径（Ｒｓｇ）より大径にしたことにより、サイドギア２３，２５の噛み合い反力（押圧力）が同一の場合、それだけ大きい摩擦トルク（差動制限力）が得られる。
【００５０】
上記のように、デファレンシャル装置１は、コーンクラッチを用いた従来のデファレンシャル装置のように、コンパクトで車載性が高く、低コストでありながら、多板クラッチ７，７によって大きな差動制限力を得ている。
【００５１】
なお、押圧部５５や凹部５１は、サイドギア２３，２５と同一部材として一体に形成されているが、設定形状に合わせてサイドギア２３，２５と別部材で形成し、接着、溶接、圧入、焼きばめなどの固定手段を用いて一体的に結合しても良い。
【００５２】
また、図３の従来例のように、各多板クラッチ７，７とデフケース３との間に皿ばねを配置して各多板クラッチ７，７にイニシャルトルクを与えれば、トルク感応型差動制限機能が低下し易い悪路走行中などで駆動車輪の空転を防止し、悪路走破性を高く保つことができる。
【００５３】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（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）と、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）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、広い摩擦面面積を得ることができる多板クラッチによって大きな差動制限力が得られると共に、多板クラッチのうち少なくとも１枚の摩擦板をサイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置したことによって装置全体の小型化が可能になり、車載性を向上することができる。
【００５５】
また、クラッチを締結するための専用のカムを用いないので、構造が簡素化されることにより軽量化と低コスト化が可能である。
【００５６】
また、多板クラッチを使用することにより、高度な加工技術を必要としないので製造コストを削減することができるとともに、広い摩擦面面積が得られることで耐久性が向上する。
【００５７】
請求項２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。
【００５８】
また、請求項２の発明は、サイドギア側摩擦板のサイドギア側凹部をサイドギアの歯の背面側に設けたことによって、より一層の小型・軽量化を行い、車載性がさらに向上する。
【００５９】
また、サイドギアの歯の背面側にサイドギア側凹部を設けたことによって、多板クラッチの摩擦面面積が広くなり、摺動面圧を抑制しつつ、十分な差動制限力を得ることができる。
【００６０】
また、サイドギアの歯の背面側を利用してサイドギア側凹部を設けたことにより、サイドギア側凹部の強度と上記のコンパクト性とを両立することができる。
【００６１】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【００６２】
また、多板クラッチの摩擦円半径をサイドギアのピッチ円半径より大径にしたことにより、大きな摩擦トルク（差動制限力）を得ることができる。
【００６３】
請求項４のデファレンシャル装置は、押圧部をサイドギアのギア部の半径方向外側に設けたことにより、多板クラッチを押圧部によって軸方向に直線状で押圧することができる。
【００６４】
また、装置の軸方向スペースの拡大を抑制することができる。
【００６５】
さらに、押圧部の形成により、ギア部外周側の強度が増し、ギア部背面側の肉厚も低減できるので、さらにコンパクト性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１上のＸ矢視方向から見たサイドギア、および多板クラッチ部分を示す要部透視図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ デファレンシャル装置
３ デフケース
５ ベベルギア式の差動機構
７，７ 多板クラッチ
１９ ピニオンシャフト
２１ ピニオン
２３，２５ サイドギア
４５ アウタープレート（ケース側摩擦板）
４７ ケース側凹部
４９ インナープレート（サイドギア側摩擦板）
５１ サイドギア側凹部
５３ サイドギア２３，２５のギア部
５５ 押圧部
５７ サイドギア２３，２５の歯底
Ｒｃ 多板クラッチ７の摩擦円半径
Ｒｓｇ サイドギア２３，２５のピッチ円半径
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動機構のサイドギアの噛み合い反力によってクラッチを締結するデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平９−８９０８６号公報に図３のようなデファレンシャル装置５０１が記載されている。デファレンシャル装置５０１は、デフケース５０３、ベベルギア式の差動機構５０５、一対の多板クラッチ５０７，５０７、皿ばね５０９，５０９などから構成されている。
【０００３】
差動機構５０５は、両端をデフケース５０３に連結されたピニオンシャフト５１１と、ピニオンシャフト５１１上に支承された複数個のピニオン５１３と、各ピニオン５１３とそれぞれ噛み合った一対のサイドギア５１５，５１７などから構成されている。
【０００４】
各サイドギア５１５，５１７は車軸５１９，５２１を介してそれぞれの車輪側に連結されている。
【０００５】
エンジンの駆動力はドライブピニオン５２３からリングギア５２５を介してデフケース５０３を回転させ、デフケース５０３の回転はピニオンシャフト５１１からピニオン５１３を介してサイドギア５１５，５１７に配分され、各車輪側に伝達される。
【０００６】
多板クラッチ５０７，５０７は、デフケース５０３と各サイドギア５１５，５１７との間にそれぞれ配置されており、各サイドギア５１５，５１７の噛み合い反力を受けて締結され、その摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が得られ、大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などに、車両の操縦性、安定性を向上させる。
【０００７】
また、各皿ばね５０９によって多板クラッチ５０７，５０７に与えられるイニシャルトルクにより、車両の発進時、加速時、悪路などで車輪の空転が防止され、発進性、加速性、悪路走破性などが高く保たれる。
【０００８】
また、デファレンシャル装置５０１のように多板クラッチをサイドギアの噛み合い反力によって締結させるデファレンシャル装置の他に、特公昭３９−２９５１２号公報に開示されているようにデファレンシャル装置内部のトルク伝達経路に設けられたカムによって差動制限用クラッチを締結させるデファレンシャル装置や、特公昭４７−１０４８４号公報に開示されているようにサイドギアとデフケースとの間に形成されたコーンクラッチをサイドギアの噛み合い反力で締結させるデファレンシャル装置などがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前者（カムを用いたデファレンシャル装置）は、カムによって大きな差動制限力が得られるが、構造が複雑で、重く、コスト高である。
【００１０】
また、後者（コーンクラッチを用いたデファレンシャル装置）は、コーンクラッチ部のテーパー加工が難しい上に、摩擦面面積が限られ、大きな差動制限力を得るのが困難であるが、コンパクトで、車載性が高く、低コストであるという利点を持つ。
【００１１】
また、デファレンシャル装置５０１の場合は、コーンクラッチより摩擦面面積の広い多板クラッチ５０７，５０７を用いたことによって大きな差動制限力が得られる上に、耐久性、信頼性も高く、テーパー加工から解放されるなどの利点を有するが、多板クラッチを用いたことによって、後者と比較した場合、小型・軽量化が困難で車両搭載性に問題があるとともに、製造コストの削減が困難である。
【００１２】
このように、コーンクラッチを用いたデファレンシャル装置のようにコンパクトで車載性が高く低コストである上に、多板クラッチを用いたデファレンシャル装置のように大きな差動制限力が得られ、信頼性の高いデファレンシャル装置が望まれている。
【００１３】
そこで、この発明は、上記のようにコンパクトで車載性が高く低コストであると共に、大きな差動制限力が得られるとともに、信頼性の高いデファレンシャル装置の提供を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力によって回転するデフケースと、該デフケースの内部にピニオンと一対のサイドギアを具備する差動機構と、前記デフケースのケース側凹部に連結されたケース側摩擦板と、前記サイドギアのサイドギア側凹部に連結されたサイドギア側摩擦板とからなる複数枚の摩擦板を具備し、且つ前記差動機構の噛み合い反力を受けて前記ケース側摩擦板と前記サイドギア側摩擦板とが押圧される差動制限用の多板クラッチを備え前記多板クラッチの少なくとも１枚の摩擦板が、前記サイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
このように、本発明のデファレンシャル装置は、差動制限用クラッチに摩擦面面積の広い多板クラッチを用いたことによって、大きな差動制限力が得られる上に、多板クラッチを構成する摩擦板のうちの少なくとも１枚の摩擦板をサイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置したことにより、装置全体の小型化が可能になり、車載性が向上する。
【００１６】
また、クラッチを締結するための専用のカムを用いないので、構造が簡素化されることにより故障を減らすことができるとともに、軽量化、低コスト化ができる。
【００１７】
また、コーンクラッチのテーパー加工から解放されて加工が容易になることで、製造コストを削減することができるとともに、多板クラッチで得られる広い摩擦面面積によって耐久性が大幅に向上する。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記サイドギアの歯の背面側に前記サイドギア側摩擦板用の前記サイドギア側凹部が設けられていることを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００１９】
また、請求項２の発明は、サイドギア側摩擦板のサイドギア側凹部をサイドギアの歯の背面側に設けたことによって、サイドギアの形状、スペース・強度を保有したうえで凹部を形成し、より一層の小型・軽量化を行い、車載性がさらに向上する。
【００２０】
また、サイドギア側凹部の外径を小径にすることが可能になるため、サイドギア側摩擦板の内径を小径にすることが可能になり、これにより多板クラッチの摩擦面面積が広くなるため、摺動面圧を抑制しつつ、十分な差動制限力を得ることができる。
【００２１】
つまり、サイドギアの歯の肉部に軸方向に対応した部分、言い換えるとサイドギアの歯の肉部を軸方向に投影する部分に対してサイドギア側凹部を設けたことにより、サイドギア側凹部、およびサイドギアの強度と上記のようなコンパクト性とを両立させることができる。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載されたデファレンシャル装置であって、前記多板クラッチの摩擦円半径が、前記サイドギアのピッチ円半径より大径であることを特徴とし、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２３】
また、請求項３の発明では、多板クラッチの押圧力が同一の場合、多板クラッチの摩擦円半径をサイドギアのピッチ円半径より大径にしたことによって、より大きな摩擦トルク（差動制限力）を得ることができる。
【００２４】
請求項４の発明は、請求項１または請求項３に記載された発明であって、前記サイドギアのギア部の半径方向外側に前記多板クラッチを押圧する押圧部が設けられていることを特徴とし、押圧部をサイドギアのギア部の半径方向外側に設けたことにより、多板クラッチを押圧部によって軸方向に直線状で押圧することができる。また、装置の軸方向スペースの拡大を抑制することができる。
【００２５】
さらに、押圧部の形成により、ギア部外周側の強度が増し、ギア部背面側の肉厚も低減できるので、さらにコンパクト性が高まる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１によりデファレンシャル装置１（本発明の一実施形態）の説明をする。
【００２７】
デファレンシャル装置１は、デフケース３、ベベルギア式の差動機構５、一対の多板クラッチ７，７などから構成されている。また、デファレンシャル装置１はデフキャリヤの内部に配置されており、このデフキャリヤにはオイル溜りが設けられている。
【００２８】
デフケース３は、ケーシング本体９とカバー１１から構成され、カバー１１はボルト１３によってケーシング本体９の左側開口部に固定されている。また、デフケース３の左右のボス部１５，１７はベアリングによってデフキャリヤに支承されている。さらに、デフケース３にはリングギアが固定されており、このリングギアと噛み合うドライブピニオンは動力伝達系を介してトランスミッション側に連結されている。エンジン（原動機）の駆動力はトランスミッションとこの動力伝達系とを介してデフケース３を回転駆動する。
【００２９】
差動機構５は、ケーシング本体９の内部にデフケース３の回転軸と直交するように配設された１本ないし複数本のピニオンシャフト１９、各ピニオンシャフト１９上で回転自在に支承されたピニオン２１、左右から各ピニオン２１と噛み合ったのサイドギア２３，２５などから構成されている。
【００３０】
左サイドギア２３のボス部２７は、そのスプライン部２９に連結された左車軸を介して左車輪側に連結され、右サイドギア２５のボス部３１はそのスプライン部３３に連結された右車軸を介して右車輪側に連結されている。また、各ボス部２７，３１はそれぞれカバー１１とケーシング本体９に形成された支承部３５，３７によって回転自在に支承されている。
【００３１】
ピニオンシャフト１９の端部はケーシング本体９に設けられた貫通孔３９に係合し、スプリングピン４１によって抜け止めされている。また、ピニオン２１とケーシング本体９との間には球面ワッシャ４３が配置されており、この球面ワッシャ４３はピニオン２１の背面を支持し、その遠心力と噛み合い反力とを受けている。
【００３２】
多板クラッチ７，７は、ケーシング本体９とサイドギア２３，２５との間に配置された２枚のアウタープレート４５（ケース側摩擦板）と１枚のインナープレート４９（サイドギア側摩擦板）から構成されており、アウタープレート４５はケーシング本体９に形成されたケース側凹部４７に係合され、インナープレート４９はサイドギア２３，２５に形成されたサイドギア側凹部５１に係合されている。
【００３３】
ケース側凹部４７はケーシング本体９を鋳造する際に形成されており、サイドギア側凹部５１はサイドギア２３，２５のギア部５３の背面側に形成されており、本実施例では、図１、図２に示されるように、インナープレート４９の内周側に形成された凸部５０がギア部５３の背面側に一部食い込むように形成された凹部５１に係合するように形成されている。また、ケース側凹部４７には欠歯部が設けられており、ピニオンシャフト１９を抜け止めするスプリングピン４１が、この欠歯部に取り付けられている。
【００３４】
また、各サイドギア２３，２５には、ギア部５３の半径方向外側にそれぞれの多板クラッチ７を押圧する押圧部５５が形成されている。押圧部５５は、軸方向の一方側で多板クラッチ７，７と対向しつつ、軸方向の他方側でピニオン２１の背面２２、およびワッシャ４３と対向しており、さらに押圧部５５の径方向外側にはデフケース３の内周面が対向しており、これらの対向スペースに押圧部５５が配置される。
【００３５】
また、２枚のアウタープレート４５のうち最もピニオンの回転軸に近いアウタープレート４５（少なくとも１枚の摩擦板）は各サイドギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置されている。
【００３６】
また、図１のように、各多板クラッチ７、７の摩擦円半径（Ｒｃ）は各サイドギア２３，２５のピッチ円半径（Ｒｓｇ）より大径に設定されている。
【００３７】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力はピニオンシャフト１９からピニオン２１を介してサイドギア２３，２５に配分され、左右の車輪側に伝達される。
【００３８】
また、発進時、加速時、悪路走行中などで駆動車輪の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２１の自転によって左右の車輪に差動配分される。
【００３９】
また、車両の走行中は、前進走行と後進走行の両方で、ピニオン２１との噛み合いによってサイドギア２３，２５に伝達トルクに比例する噛み合い反力が生じ、この噛み合い反力によって各多板クラッチ７，７が押圧され締結される。これらの摩擦抵抗によりトルク感応型の差動制限機能が得られ、差動機構５の差動が制限される。
【００４０】
特に、デファレンシャル装置１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、トルク感応型の差動制限力が強化されて、車両の操縦性や安定性が大きく向上する。
【００４１】
また、デフケース３には開口６１、６２、６３が設けられており、ボス部１５，１７の内周には螺旋状のオイル溝６４、６５が設けられている。オイル溜りのオイルが、デフケース３の回転に伴ってこれらの開口と螺旋状オイル溝からデフケース３に流出入することで、多板クラッチ７，７、各ギア２１，２３，２５の噛み合い部、ピニオンシャフト１９とピニオン２１との摺動面、球面ワッシャ４３などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を高めている。
【００４２】
このように構成されたデファレンシャル装置１は、差動制限用クラッチに摩擦面面積の広い多板クラッチ７，７を用いたことによって大きな差動制限力が得られると共に、摩擦面面積の狭いコーンクラッチと較べて耐久性が大幅に向上している。
【００４３】
また、各多板クラッチ７のうち最もピニオンの回転軸に近いアウタープレート４５（少なくとも１枚の摩擦板）を各サイドギア２３，２５の歯底５７よりピニオンの回転軸側に配置したことによって、デファレンシャル装置１はそれだけコンパクトに構成され、車載性が向上している。
【００４４】
また、サイドギア２３，２５の噛み合い反力を利用して各多板クラッチ７を締結する構成なので、クラッチ締結専用のカムを設ける必要がなく、構造が簡素化されることにより、軽量、低コスト化が可能である。
【００４５】
また、コーンクラッチを使用しないので、高度な加工技術を必要とするテーパー加工を行うことも無くなるので、さらに製造コストを削減することができる。
【００４６】
また、インナープレート４９用のサイドギア側凹部５１を各サイドギア２３，２５のギア部５３に設けたことによって、さらに小型・軽量化がなされ、車載性が向上する。
【００４７】
また、サイドギア２３，２５のギア部５３に設けたことによってサイドギア側凹部５１の外径が小径になるとともに、インナープレート４９の内径が小径になることによって各多板クラッチ７の摩擦面面積が広くなり、差動制限力がさらに大きくなっている。
【００４８】
また、サイドギア２３，２５のギア部５３を利用してサイドギア側凹部５１を設けたことにより、サイドギア側凹部５１の強度とデファレンシャル装置１のコンパクト化とを両立させている。
【００４９】
また、各多板クラッチ７の摩擦円半径（Ｒｃ）を各サイドギア２３，２５のピッチ円半径（Ｒｓｇ）より大径にしたことにより、サイドギア２３，２５の噛み合い反力（押圧力）が同一の場合、それだけ大きい摩擦トルク（差動制限力）が得られる。
【００５０】
上記のように、デファレンシャル装置１は、コーンクラッチを用いた従来のデファレンシャル装置のように、コンパクトで車載性が高く、低コストでありながら、多板クラッチ７，７によって大きな差動制限力を得ている。
【００５１】
なお、押圧部５５や凹部５１は、サイドギア２３，２５と同一部材として一体に形成されているが、設定形状に合わせてサイドギア２３，２５と別部材で形成し、接着、溶接、圧入、焼きばめなどの固定手段を用いて一体的に結合しても良い。
【００５２】
また、図３の従来例のように、各多板クラッチ７，７とデフケース３との間に皿ばねを配置して各多板クラッチ７，７にイニシャルトルクを与えれば、トルク感応型差動制限機能が低下し易い悪路走行中などで駆動車輪の空転を防止し、悪路走破性を高く保つことができる。
【００５３】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（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）と、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）と、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、広い摩擦面面積を得ることができる多板クラッチによって大きな差動制限力が得られると共に、多板クラッチのうち少なくとも１枚の摩擦板をサイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置したことによって装置全体の小型化が可能になり、車載性を向上することができる。
【００５５】
また、クラッチを締結するための専用のカムを用いないので、構造が簡素化されることにより軽量化と低コスト化が可能である。
【００５６】
また、多板クラッチを使用することにより、高度な加工技術を必要としないので製造コストを削減することができるとともに、広い摩擦面面積が得られることで耐久性が向上する。
【００５７】
請求項２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。
【００５８】
また、請求項２の発明は、サイドギア側摩擦板のサイドギア側凹部をサイドギアの歯の背面側に設けたことによって、より一層の小型・軽量化を行い、車載性がさらに向上する。
【００５９】
また、サイドギアの歯の背面側にサイドギア側凹部を設けたことによって、多板クラッチの摩擦面面積が広くなり、摺動面圧を抑制しつつ、十分な差動制限力を得ることができる。
【００６０】
また、サイドギアの歯の背面側を利用してサイドギア側凹部を設けたことにより、サイドギア側凹部の強度と上記のコンパクト性とを両立することができる。
【００６１】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【００６２】
また、多板クラッチの摩擦円半径をサイドギアのピッチ円半径より大径にしたことにより、大きな摩擦トルク（差動制限力）を得ることができる。
【００６３】
請求項４のデファレンシャル装置は、押圧部をサイドギアのギア部の半径方向外側に設けたことにより、多板クラッチを押圧部によって軸方向に直線状で押圧することができる。
【００６４】
また、装置の軸方向スペースの拡大を抑制することができる。
【００６５】
さらに、押圧部の形成により、ギア部外周側の強度が増し、ギア部背面側の肉厚も低減できるので、さらにコンパクト性が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１上のＸ矢視方向から見たサイドギア、および多板クラッチ部分を示す要部透視図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ デファレンシャル装置
３ デフケース
５ ベベルギア式の差動機構
７，７ 多板クラッチ
１９ ピニオンシャフト
２１ ピニオン
２３，２５ サイドギア
４５ アウタープレート（ケース側摩擦板）
４７ ケース側凹部
４９ インナープレート（サイドギア側摩擦板）
５１ サイドギア側凹部
５３ サイドギア２３，２５のギア部
５５ 押圧部
５７ サイドギア２３，２５の歯底
Ｒｃ 多板クラッチ７の摩擦円半径
Ｒｓｇ サイドギア２３，２５のピッチ円半径
Claims (4)
- 原動機の駆動力によって回転するデフケースと、
該デフケースの内部にピニオンと一対のサイドギアを具備する差動機構と、
前記デフケースのケース側凹部に連結されたケース側摩擦板と、前記サイドギアのサイドギア側凹部に連結されたサイドギア側摩擦板とからなる複数枚の摩擦板を具備し、且つ前記差動機構の噛み合い反力を受けて前記ケース側摩擦板と前記サイドギア側摩擦板とが押圧される差動制限用の多板クラッチを備え
前記多板クラッチの少なくとも１枚の摩擦板が、前記サイドギアの歯底よりピニオンの回転軸側に配置されていることを特徴とするデファレンシャル装置。 - 請求項１に記載された発明であって、
前記サイドギアの歯の背面側に前記サイドギア側摩擦板用の前記サイドギア側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。 - 請求項１または請求項２に記載された発明であって、
前記多板クラッチの摩擦円半径が、前記サイドギアのピッチ円半径より大径であることを特徴とするデファレンシャル装置。 - 請求項１または請求項３に記載された発明であって、
前記サイドギアのギア部の半径方向外側に前記多板クラッチを押圧する押圧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。
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2002
- 2002-08-06 JP JP2002228485A patent/JP2004068904A/ja active Pending
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