JP2004162739A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動ロックの応答性を向上させることができながら、大型化、重量増を抑制し、組み付け、部品管理を容易にすることを可能とする。
【解決手段】デフケース３に設けられた収納孔１３及び隣接する収納孔に摺動回転自在に支持され各ヘリカルサイドギヤ３５，３７に各別に噛み合うと共に相互に噛み合う４対のロングヘリカルピニオンギヤ４５及びショートヘリカルピニオンギヤを備え、デフケース３の外周部に、一方のヘリカルサイドギヤ３７に噛み合うロングヘリカルピニオンギヤ４５の第１ギヤ部４７を露出させる窓１９を設け、デフケース３に嵌合支持され窓１９に露出する第１ギヤ部４７に常時噛み合うリング状ギヤ５１と、デフケース３に回転方向に係合すると共に回転軸芯Ｃ方向に移動可能に支持されリング状ギヤ５１に対し係脱可能な可動体６５とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車などに供されるデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のデファレンシャル装置としては、例えば図４のように配置された図５に示すようなものがある。図４は、デファレンシャル装置の配置状態を示す自動車動力伝達系のスケルトン平面図であり、図５はデファレンシャル装置の断面図を示している。
【０００３】
まず図４のように、デファレンシャル装置２０１は、車体側に取り付けられたデフキャリア２０３内に回転自在に支持されている。デファレンシャル装置２０１には左右のアクスルシャフト２０５，２０７が結合されている。アクスルシャフト２０５，２０７は、左右の後輪２０９，２１１に結合されている。
【０００４】
前記デファレンシャル装置２０１にはリングギヤ２１３が取り付けられている。エンジン２１５からの駆動力は、トランスミッション２１７、プロペラシャフト２１９、ドライブピニオンシャフト２２１、ドライブピニオンギヤ２２３を介して、前記リングギヤ２１３に入力されるようになっている。
【０００５】
前記デファレンシャル装置２０１は、図５のようになっている。前記デファレンシャル装置２０１のデフケース２２５は、デフケース本体２２５ａと左右のカバー体２２５ｂ，２２５ｃとからなっている。デフケース本体２２５ａとカバー体２２５ｂとは、図視しないボルトナットにより相互に締結固定されている。前記デフケース本体２２５ａとカバー体２２５ｃとは、ボルト２２６によって締結固定されている。
【０００６】
前記デフケース２２５内には、左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９が相対回転自在に支持されている。これら左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９には、前記アクスルシャフト２０５，２０７（図４）がそれぞれ結合されている。
【０００７】
前記左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の外周側において前記デフケース２２５内には、長短の収納孔２３１，２３３が周方向に隣接して対となって設けられている。これら長短の収納孔２３１，２３３は例えば４対設けられており、図５ではそれぞれ異なった対の長短の収納孔２３１，２３３が図示されている。
【０００８】
前記各長短の収納孔２３１，２３３には、長短のヘリカルピニオンギヤとしてロングヘリカルピニオンギヤ２３５，ショートヘリカルピニオンギヤ２３７がそれぞれ摺動回転自在に支持されている。ロングヘリカルピニオンギヤ２３５は、第１ギヤ部２３９、第２ギヤ部２４１を備え、第１ギヤ部２３９が一方のヘリカルサイドギヤ２２９に噛み合っている。前記ショートヘリカルピニオンギヤ２３７は、その軸方向一側において他方のヘリカルサイドギヤ２２７に噛み合っている。
【０００９】
前記隣接する収納孔２３１，２３３間において、ロングヘリカルピニオンギヤ２３５の第２ギヤ部２４１と、ショートヘリカルピニオンギヤ２３７の軸方向他方側とが相互に噛み合っている。
【００１０】
前記一方のヘリカルサイドギヤ２２９には、ロックギヤ２４３が溶接等によって固定されている。ロックギヤ２４３には、噛み合いクラッチ歯２４５が設けられている。前記カバー体２２５ｃには、ロック部材２４７が支持されている。ロック部材２４７はカバー体２２５ｃに対し回転方向に係合し、回転軸芯方向に移動可能に支持されている。このロック部材２４７には、噛み合いクラッチ歯２４９が設けられている。噛み合いクラッチ歯２４９は、前記ロックギヤ２４３の噛み合いクラッチ歯２４５に噛み合い可能となっている。
【００１１】
前記ロック部材２４７には、フランジ部材２５１が締結固定されている。このフランジ部材２５１に対し固定側に取り付けられたダイヤフラム形のアクチュエータ２５３が当接している。
【００１２】
前記フランジ部材２５１とカバー体２２５ｃとの間には、リターンスプリング２５５が介設されている。このリターンスプリング２５５によってロック部材２４７を付勢し、噛み合いクラッチ歯２４５，２４９相互を離反させ、アンロックアップ状態としている。
【００１３】
従って、ロック部材２４７がロックギヤ２４３から離脱した図５のアンロックアップ状態において、エンジン２１５からの駆動力が前記のようにしてデファレンシャル装置２０１に入力されると、デフケース２２５からヘリカルピニオンギヤ２３５，２３７の係合を介して左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９にデフケース２２５の回転がそのまま伝達される。この左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の回転力は、左右のアクスルシャフト２０５，２０７を介して左右の後輪２０９，２１１に伝達される。これによって自動車は前進または後進することができる。
【００１４】
自動車がカーブ走行等をするときには、左右の後輪２０９，２１１間で回転差が生じる。この左右の後輪２０９，２１１の回転差によって、左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９に回転差が生じる。この左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の回転差によって、ヘリカルピニオンギヤ２３５，２３７が収納孔２３１，２３３内でそれぞれ回転する。この回転によって、ヘリカルピニオンギヤ２３５，２３７はヘリカルサイドギヤ２２７，２２９との噛み合い反力により収納孔２３１，２３３に押し付けられて摩擦係合力が生じる。
【００１５】
また各ヘリカルサイドギヤ２２７，２２９、ヘリカルピニオンギヤ２３５，２３７は、噛み合いスラスト力により各部において摩擦係合力が生じる。これらの摩擦係合力により、左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の差動回転が制限される。
【００１６】
左右の後輪２０９，２１１の一方、例えば後輪２０９がぬかるみ等に落ち、路面μが極めて低くなると、エンジン２１５の駆動力はデファレンシャル装置２０１の左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の相対回転を介し、ぬかるみ側の後輪２０９へ逃げてしまい、自動車はぬかるみから脱出することができなくなる。このような場合等に、デファレンシャル装置２０１のロックアップが必要となる。
【００１７】
前記ロックアップは、アクチュエータ２５３にエアポンプから圧縮空気を供給し、ロック部材２４７を軸方向に移動させて噛み合いクラッチ歯２４９を噛み合いクラッチ歯２４５に噛み合わせることにより行う。この噛み合わせにより、デフケース２２５のカバー体２２５ｃと一方のヘリカルサイドギヤ２２９との相対回転がロック部材２４７、ロックギヤ２４３を介してロックアップされる。このロックアップに応じて、ヘリカルピニオンギヤ２３５，２３７を介して左右のヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の相対回転もロックアップされる。
【００１８】
これによって、エンジン２１５からの駆動力はデファレンシャル装置２０１を介し、路面μの高い方の後輪２１１へ円滑に伝達され、自動車をぬかるみから円滑に脱出させることができる（例えば特許文献１参照）。
【００１９】
【特許文献１】
特開平９−７９３５２号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
このようなデファレンシャル装置２０１は、特開平３−３４４７８３号公報に記載されたデファレンシャル装置を改良し、差動ロックの応答性を向上させると共に、ヘリカルピニオンギヤの支持を良くすることができるデファレンシャル装置として本願出願人が提案したものである。
【００２１】
しかしながら、上記のような構造であると、デフケース２２５がカバー体２２５ｂのみならず、カバー体２２５ｃをも備えた３分割構造となる。これは、ロックギヤ２４３がヘリカルサイドギヤ２２７，２２９の外周径よりも大きくならざるを得ず、このロックギヤ２４３をカバー体２２５ｂ側からデフケース２２５内へ挿入して組み付けることができないことが原因となっている。
【００２２】
このため、デフケース２２５に対するリングギヤ２１３からの入力に対して、デフケース２２５の曲げ剛性等を確保するために、各部の肉厚を増大する必要があり、ケースの大型化及び重量増を招く原因となっていた。
【００２３】
また、ロックギヤ２４３はヘリカルサイドギヤ２２９と共にデフケース本体２２５ａ側に対し図５の右側から収納し、その後デフケース２２５のカバー体２２５ｃを複数のボルト２２６で締結し、さらにカバー体２２５ｃの外側からロック部材２４７等を組み付ける必要があり、ロックアップの構造をヘリカルサイドギヤ２２９と共に組み付ける必要があり、組付けが極めて煩雑であるという問題があった。
【００２４】
さらに、デフケース本体２２５ａに対するカバー体２２５ｃを締結するボルト２２６は、周方向に８本程度必要となり、カバー体２２５ｃのみならずボルト２２６によっても部品点数が増大し、組み付け、部品管理が煩雑であるという問題があった。
【００２５】
本発明は、差動ロックの応答性を向上させることができながら、大型化、重量増を抑制し、組み付け、部品管理を簡単にすることが可能なデファレンシャル装置の提供を課題とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、回転自在に支持され駆動入力により回転する第１回転部材と、前記第１回転部材内に相対回転自在に支持され一対の軸がそれぞれ結合される一対の出力部材と、前記第１回転部材に支持されて前記各出力部材を噛み合い結合し前記第１回転部材の回転を前記各出力部材に伝達すると共に各出力部材の相対回転を許容する第２回転部材とを備え、前記第１回転部材に、前記出力部材に噛み合う第２回転部材の噛合部を露出させる窓を設け、前記第１回転部材に支持され前記窓に露出する噛合部に常時噛み合う第３回転部材と、前記第１回転部材に回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能に支持され前記第３回転部材に対し係脱可能な可動体とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記第１回転部材は、前記収納孔を備えた大径部と該大径部に隣接する小径部とからなるように段付き状に形成され、前記可動体は、内周部が前記小径部に回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能に支持され且つ外周部が前記第３回転部材の端部に回転軸芯方向に対向し、前記第３回転部材の端部と前記可動体の外周部との対向部に噛み合い歯を設けたことを特徴とする。
【００２８】
請求項３の発明は、請求項２記載のデファレンシャル装置であって、前記第３回転部材と可動体との間に配置され前記第１回転部材に固定されて前記第３回転部材の軸方向移動を規制する係止部材を設け、該係止部材と前記可動体との間に、該可動体を前記第３回転部材に対する係合離脱方向へ付勢する付勢部材を介設したことを特徴とする。
【００２９】
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、前記第３回転部材の前記第１回転部材に対する回転を所定トルクまで規制して前記第２回転部材を介した差動制限トルクを付与する回転規制部材を設けたことを特徴とする。
【００３０】
請求項５の発明は、請求項３記載のデファレンシャル装置であって、前記第１回転部材の外周部と前記第３回転部材とに、回転軸芯方向に対向する対向面を設け、前記対向面間に、前記第３回転部材を前記係止部材へ押し付けるように付勢する弾性体を介設したことを特徴とする。
【００３１】
請求項６の発明は、請求項１〜５の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、前記可動体の内外周部間の回転軸芯方向に向いた壁面に、該可動体を回転軸芯方向へ移動させて前記第３回転部材に対し係合させるアクチュエータを対向配置したことを特徴とする。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１の発明では、回転自在に支持された第１回転部材は、駆動入力により回転することができる。第１回転部材が回転すると、第２回転部材の係合を介して出力部材に第１回転部材の回転が伝達され、該出力部材に結合された一対の軸を介して第１回転部材と同回転の回転出力を行うことができる。
【００３３】
しかも、前記第１回転部材の外周部に前記出力部材に噛み合う第２回転部材の噛合部を露出させる窓を設け、前記第１回転部材に嵌合支持され前記窓に露出する噛合部に常時噛み合う第３回転部材と、前記第１回転部材に回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能に支持され、前記第３回転部材に対し係脱可能な可動体とを備えたため、可動体を移動させ第３回転部材に係合させることによって第１回転部材と第２回転部材との間の相対回転を第３回転部材及び可動体を介してロックアップすることができる。
【００３４】
従って、第２回転部材を介して、一対の出力部材も第１回転部材に対して相対回転が規制され、出力部材相互の差動回転をロックアップすることができる。
【００３５】
前記可動体は、第２回転部材に直接係脱するものではなく、第３回転部材に対し係脱するものであるため、係脱を直線的な歯で行わせることが可能となり、差動ロックの応答性を向上させることができる。
【００３６】
また、第３回転部材は第１回転部材に嵌合支持され、窓に露出する第２回転部材の噛合部に常時噛み合い、可動体は第３回転部材に対し係脱可能となっているため、第３回転部材及び可動体を第１回転部材の外側に配置することができ、第３回転部材及び可動体を配置する部分において第１回転部材を分割する必要がなくなり、第１回転部材全体の剛性向上を図ることができる。従って、剛性向上のために肉厚増等を図る必要がなくなり、装置全体の大型化、重量増を大幅に抑制することができる。
【００３７】
また、第３回転部材及び可動体の組み付けは、第１回転部材内に出力部材及び第２回転部材を収納してユニット化した後に第１回転部材の外側から行うことができ、組み付けを極めて容易に行うことができる。第３回転部材等を配置するために第１回転部材を分割する必要がないため、必要とする部品点数も減少し、組み付け、部品管理を極めて容易に行うことができる。
【００３８】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加え、前記第１回転部材は前記収納孔を備えた大径部と該大径部に隣接する小径部とからなるように段付き状に形成され、前記可動体は内周部が前記小径部に回転方向に係合すると共に、回転軸芯方向に移動可能に支持され、かつ外周部が前記第３回転部材の端部に回転軸芯方向に対向し、前記第３回転部材の端部と前記可動体の外周部との対向部に噛み合いクラッチ歯を設けたため、第３回転部材及び可動体を第１回転部材の段付き状によって形成された空間部に配置することができ、第３回転部材及び可動体を全体的な大型化を抑制しながら無理なく組み付けることができる。
【００３９】
また、第３回転部材と可動体とは噛み合い歯によって係脱することができるため、差動ロックの応答性をより確実に向上させることができる。
【００４０】
請求項３の発明では、請求項２の発明の効果に加え、前記第３回転部材と可動体との間に配置され、前記第１回転部材に固定されて前記第３回転部材の軸方向移動を規制する係止部材を設け、該係止部材と前記可動体との間に該可動体を前記第３回転部材に対する係合離脱方向へ付勢する付勢部材を介設したため、付勢部材を係止部材を利用して介設することができ、付勢部材を無理なく配置することができる。
【００４１】
請求項４の発明では、請求項１〜３の何れかの発明の効果に加え、前記第３回転部材の前記第１回転部材に対する回転を所定トルクまで規制して、前記第２回転部材を介した差動制限トルクを付与する回転規制部材を設けたため、第３回転部材を利用して差動制限トルクを容易に付与することができる。
【００４２】
請求項５の発明では、請求項３の発明の効果に加え、前記第１回転部材の外周部と前記第３回転部材とに回転軸芯方向に対向する対向面を設け、前記対向面間に前記第３回転部材を前記係止部材へ向けて付勢する弾性体を介設したため、弾性体の付勢により第３回転部材を利用して差動制限トルクを容易に付与することができる。また弾性体は外部に露出する対向面間に介設するため、弾性体の組み付けを確認しながら容易に行うことができる。
【００４３】
請求項６の発明では、請求項１〜５の何れかの発明の効果に加え、前記可動体の内外周部間の回転軸芯方向に向いた壁面に、該可動体を回転軸芯方向へ移動させて前記第３回転部材に対し係合させるアクチュエータを対向配置したため、アクチュエータを可動体に対し無理なく配置することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は本発明の一実施形態に係るデファレンシャル装置を示し、図１はデファレンシャル装置の断面図、図２は図１のＳＡ−ＳＡ矢視断面図、図３は図１のＳＢ−ＳＢ矢視断面図である。
【００４５】
本実施形態のデファレンシャル装置１も例えば図４と同様に用いられ、左右後輪間のリヤデファレンシャル装置として配置されている。従って、図１において左右は自動車の左右となっている。尚、デファレンシャル装置１はセンターデフ、フロントデフとして構成することもできる。さらにデファレンシャル装置１は自動車以外の一対の軸間のデファレンシャル装置として構成することも可能である。
【００４６】
前記デファレンシャル装置１は、第１回転部材としてデフケース３を備えている。デフケース３はデフケース本体５と、カバー体７との２分割構造となっている。デフケース本体５とカバー体７とはフランジ部９，１１において締結固定され、該フランジ部９，１１に図４，図５の場合と同様にしてリングギヤが締結固定されている。
【００４７】
前記デフケース本体５には、デフケース３の回転軸芯Ｃと平行な中心線を有する収納孔１３が複数設けられている。本実施形態においては、図２のように周方向に４個設けられている。この収納孔１３は、対の第２回転部材の一方を構成するロングヘリカルピニオンギヤ用のものである。この各収納孔１３に隣接して図示はしないが対の第２回転部材の他方を構成するショートヘリカルピニオンギヤ用の収納孔が設けられている。
【００４８】
前記デフケース本体５は、前記収納孔１３を備えた大径部１５と該大径部１５に隣接する小径部１７とからなるように段付き状に形成されている。前記デフケース本体５の外周部には、窓１９が設けられている。この窓１９に隣接して大径部１５の外周面には嵌合支持部２１が設けられている。この嵌合支持部２１に隣接して回転軸芯方Ｃ向へ向いた対向面２３が設けられている。
【００４９】
前記小径部１７には雄スプライン２５が設けられ、この雄スプライン２５に隣接して軸受支持部２７が設けられている。小径部１７の内周側には一対の軸の一方すなわち本実施形態では右側の後輪に結合したアクスルシャフトの一端を挿通する軸孔２９が設けられている。
【００５０】
前記カバー体７にも軸受支持部３１が設けられ、その内側に一対の軸の他方すなわち左側の後輪に連結されたアクスルシャフトの一端を挿通する軸孔３３が設けられている。
【００５１】
このデフケース３は、前記軸受支持部２７，３１に取り付けられた軸受を介してデフキャリヤ側に回転自在に支持され、図４の場合と同様にエンジンからの駆動入力がリングギヤを介して入力され、該駆動入力によってデフケース３が回転する構成となっている。
【００５２】
前記デフケース３内には、一対の出力部材としてヘリカルサイドギヤ３５，３７が相対回転自在に支持されている。この一対のヘリカルサイドギヤ３５，３７間及びヘリカルサイドギヤ３５，３７とカバー体７及びデフケース本体５の小径部１７との間にはそれぞれスラストワッシャ３９が介設されている。前記各ヘリカルサイドギヤ３５，３７の雌スプライン４１，４３には、前記軸孔２９，３３から挿通された左右のアクスルシャフトがスプライン嵌合している。
【００５３】
前記各収納孔１３には、第２回転部材として相互に噛み合う対のヘリカルピニオンギヤの一方であるロングヘリカルピニオンギヤ４５が摺動回転自在に支持されている。従って、ロングヘリカルピニオンギヤ４５の軸芯もデフケース３の回転軸芯Ｃとほぼ平行となっている。ロングヘリカルピニオンギヤ４５は、ヘリカルピニオンギヤの噛合部として第１ギヤ部４７及び第２ギヤ部４９を備えている。第１ギヤ部４７は、前記ヘリカルサイドギヤ３７に噛み合っている。このロングヘリカルピニオンギヤ４５と対のヘリカルピニオンギヤであるショートヘリカルピニオンギヤは、第２ギヤ部４９において噛み合っている。また、ショートヘリカルピニオンギヤは、ヘリカルサイドギヤ３５に噛み合っている。前記図２のように収納孔１３は、周方向に４個備えられ、各収納孔１３に収納されるロングヘリカルピニオンギヤ４５も４本備えられている。この４本のロングヘリカルピニオンギヤ４５のそれぞれにショートヘリカルピニオンギヤが噛み合っており、本実施形態において４対のヘリカルピニオンギヤが備えられている。
【００５４】
前記デフケース３のデフケース本体５には、第３回転部材としてリング状ギヤ５１が嵌合支持されている。リング状ギヤ５１は、内周面にヘリカルギヤで構成されたヘリカルインターナルギヤ５３を備えている。ヘリカルインターナルギヤ５３は、前記窓１９に露出するロングヘリカルピニオンギヤ４５の第１ギヤ部４７に常時噛み合っている。このリング状ギヤ５１の一方側の端部には嵌合部５５が突設されている。嵌合部５５は、前記デフケース本体５の嵌合支持部２１に相対回転自在に嵌合支持されている。
【００５５】
前記リング状ギヤ５１の嵌合部５５には、前記デフケース本体５の対向面２３に回転軸芯Ｃ方向に対向する対向面５７が設けられている。前記対向面２３，５７間には、リング状ギヤ５１を係止部材５９へ向けて付勢する回転規制部材として板ばね等で形成された弾性体６１が介設されている。この弾性体６１によって、リング状ギヤ５１の前記デフケース３に対する回転を所定トルクまで規制して、前記ロングヘリカルピニオンギヤ４５による差動制限トルクを付与する構成となっている。前記リング状ギヤ５１の他方の端部には、図１，図３のように噛み合い歯として噛み合いクラッチ歯６３が設けられている。
【００５６】
前記デフケース３には、回転方向に係合すると共に回転軸芯Ｃ方向に支持され前記リング状ギヤ５１に対し係脱可能な可動体６５が備えられている。前記可動体６５は、周壁部６７と側壁部６９とからなっている。周壁部６７は、前記リング状ギヤ５１及びデフケース本体５の外周面とほぼ同径の外周面を備えている。この可動体６５の外周部である周壁部６７が前記リング状ギヤ５１の端部に回転軸芯Ｃ方向に対向している。この可動体６５の周壁部６７の端部に噛み合い歯として噛み合いクラッチ歯７１が設けられ、前記リング状ギヤ５１の端部と前記可動体６５の外周部との対向部に噛み合い歯（噛み合いクラッチ歯６３，７１）を設けた構成となっている。
【００５７】
前記可動体６５の内周部である側壁部６９の内周部７３には、前記小径部１７の雄スプライン２５に嵌合する雌スプラインが形成され、雄スプライン２５にスプライン嵌合している。従って、可動体６５は内周部７３の小径部１７に対するスプライン嵌合によって小径部１７に回転方向に係合すると共に回転軸芯Ｃ方向に移動可能に支持された構成となっている。前記小径部１７には、ストッパ７５が取り付けられ、可動体６５の位置決めを行っている。
【００５８】
前記リング状ギヤ５１と可動体６５との間には、前記係止部材５９が配置され、前記デフケース３の大径部１５端面に固定されている。係止部材５９は、周壁部７７と側壁部７９とからなっている。周壁部７７の外周面は、前記リング状ギヤ５１の噛み合いクラッチ歯６３の内側と前記可動体６５の周壁部６７の内周面とに近接して対向している。
【００５９】
前記係止部材５９の固定は、前記側壁部７９においてボルト８１により行われている。これによって周壁部７７側がリング状ギヤ５１のヘリカルインターナルギヤ５３の部分を受けることができ、リング状ギヤ５１の軸方向移動を規制している。従って、前記弾性体６１の付勢力によってリング状ギヤ５１が係止部材５９に押し付けられて摩擦係合力を発揮し、ロングヘリカルピニオンギヤ４５等による差動制限トルクのイニシャルトルクを付与することができる。
【００６０】
前記係止部材５９の周壁部７７の端部と前記可動体６５の側壁部６９との間には、可動体６５をリング状ギヤ５１に対する係合離脱方向へ付勢する付勢部材としてリターンスプリング８３が介設されている。また、可動体６５の側壁部６９の内面には、リターンスプリング８３を位置決める段部８５が設けられている。リターンスプリング８３は段部８５に係止されることにより径方向の位置決めが的確に行われている。
【００６１】
前記可動体６５の内外周部間の回転軸芯Ｃ方向に向いた壁面、すなわち側壁部６９の外面８７に、該可動体６５を移動させて前記リング状ギヤ５１に対し係合させるリング状のアクチュエータ８９が対向配置されている。
【００６２】
すなわち前記外面８７には、フランジ部材９１がねじ９３によって締結固定されている。前記アクチュエータ８９は、ダイヤフラム９５によって圧力室９７が形成され、前面側の摺動部材９９が前記フランジ部材９１に相対回転自在に当接している。前記圧力室９７には、接続口１０１が連通接続され、この接続口１０１がエアホースを介して図外のエアポンプに接続されている。このアクチュエータ８９は、ブラケット１０３がデフキャリヤ側に締結固定され、その取り付けが行われている。
【００６３】
従って、本実施形態のデファレンシャル装置１においても、図４，図５のデファレンシャル装置２０１と同様に機能させることができる。すなわち、可動体６５がリング状ギヤ５１から離脱した図１のアンロックアップ状態において、エンジンからの駆動力が前記のようにしてデファレンシャル装置１に入力されると、デフケース３からロングヘリカルピニオンギヤ４５及びショートヘリカルピニオンギヤの係合を介して左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７にデフケース３の回転がそのまま伝達される。この左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７の回転力は、左右のアクスルシャフトを介して左右の後輪に伝達される。これによって自動車は、前進または後進することができる。
【００６４】
自動車がカーブ走行等をするときには、左右の後輪間で回転差が生じる。この左右の後輪の回転差によって、左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７に回転差が生じる。この左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７の回転差によって、ロングヘリカルピニオンギヤ４５が収納孔１３内で回転し、ショートヘリカルピニオンギヤが同様に収納孔内で回転する。この回転によって、ロングヘリカルピニオンギヤ４５及びショートヘリカルピニオンギヤは、ヘリカルサイドギヤ３５，３７との噛み合い反力により収納孔１３等に押し付けられて摩擦係合力が生じる。
【００６５】
また各ヘリカルサイドギヤ３５，３７、ロングヘリカルピニオンギヤ４５及びショートヘリカルピニオンギヤは、噛み合いスラスト力により各部において摩擦係合力が生じる。すなわち、ロングヘリカルピニオンギヤ４５は、軸方向端部とカバー体７或いは係止部材５９との間、ショートヘリカルピニオンギヤは、同様に軸方向端部とデフケース３側との間、ヘリカルサイドギヤ３５，３７は、スラストワッシャ３９を介してデフケース３側との間或いはヘリカルサイドギヤ３５，３７相互間で摩擦係合力が生じる。これらの摩擦係合力により、左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７の差動回転が制限される。
【００６６】
左右の後輪の一方がぬかるみ等に落ち、路面μが極めて低くなると、エンジンの駆動力はデファレンシャル装置１の左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７の相対回転を介し、ぬかるみ側の後輪へ逃げてしまい、自動車はぬかるみから脱出することができなくなる。この場合、アクチュエータ８９にエアポンプから圧縮空気を供給し、可動体６５をスライド移動させて噛み合いクラッチ歯７１を噛み合いクラッチ歯６３に噛み合わせ、ロックアップを行う。この噛み合わせにより、デフケース３の小径部１７と一方のロングヘリカルサイドギヤ４５との相対回転が可動体６５、リング状ギヤ５１を介してロックアップされる。このロックアップに応じて、ロングヘリカルピニオンギヤ４５及びショートヘリカルピニオンギヤを介して左右のヘリカルサイドギヤ３５，３７の相対回転もロックアップされる。
【００６７】
これによって、エンジンからの駆動力はデファレンシャル装置１を介し、路面μの高い方の後輪へ円滑に伝達され、自動車をぬかるみから円滑に脱出させることができる。
【００６８】
しかも、前記可動体６５は、その周壁部６７がデフケース本体５に固定された係止部材５９の周壁部７７外面に嵌合する構造となっているため、可動体６５がリング状ギヤ５１側へスライド移動するに際して可動体６５の倒れを規制することができ、噛み合いクラッチ歯６３，７１の噛み合いを円滑に行わせることができる。
【００６９】
前記リング状ギヤ５１は、一方で嵌合部５５がデフケース３の嵌合支持部２１に移動自在に支持され、他方で係止部材５９に当接して支持されているため、デフケース３に対する相対回転時、一体回転時のいずれにおいても安定して支持することができる。
【００７０】
前記可動体６５は、ロングヘリカルピニオンギヤ４５に直接係脱するものではなく、リング状ギヤ５１に対し噛み合いクラッチ歯６３，７１を介して係脱するものであるため、係脱を直線的な歯で行わせることが可能となり、差動ロックの応答性を向上させることができる。
【００７１】
すなわち、ロングヘリカルピニオンギヤ４５（第２回転部材）及びヘリカルサイドギヤ３７（出力部材）の噛合部が、各回転軸芯に対して所定の角度を持って形成されたギヤ部を有するヘリカルギヤで構成された際には、可動体６５のロングヘリカルピニオンギヤ４５への直接係脱を直線的な歯で行わせることが不可能となる。しかし、本件構成を採用することで前記の課題を解決しつつ差動ロックの応答性を向上させることができる。
【００７２】
前記ロングヘリカルピニオンギヤ４５及びヘリカルサイドギヤ３７が前述したヘリカルギヤで構成された場合においては、前記ロングヘリカルピニオンギヤ４５とリング状ギヤ５１との噛み合い反力が回転軸方向にも発生する。よって、係止部材５９とロングヘリカルピニオンギヤ４５又はリング状ギヤ５１との何れか一方の部材との間で摩擦係合を発生させることが可能となるため、さらに大きな差動制限力を得ることができる。
【００７３】
前記リング状ギヤ５１はデフケース３に嵌合支持され、窓１９に露出するロングヘリカルピニオンギヤ４５の第１ギヤ部４７に常時噛み合い、可動体６５はこのリング状ギヤ５１に対し係脱可能となっているため、リング状ギヤ５１及び可動体６５をデフケース３の外側に配置することができ、リング状ギヤ５１及び可動体６５を配置する部分においてデフケース３を分割する必要がなくなり、デフケース３全体の剛性向上を図ることができる。従って、デフケース３の剛性向上のために肉厚増等を図る必要がなくなり、全体の大型化、重量増を大幅に抑制することができる。
【００７４】
前記リング状ギヤ５１及び可動体６５の組み付けは、デフケース３内にヘリカルサイドギヤ３５，３７、ロングヘリカルピニオンギヤ４５，ショートヘリカルピニオンギヤを収納してユニット化した後にデフケース３の外側から行うことができ、組み付けを極めて容易に行うことができる。リング状ギヤ５１等を配置するためにデフケース３を分割する必要がないため、必要とする部品点数も減少し、組み付け、部品管理を極めて容易に行うことができる。
【００７５】
前記リング状ギヤ５１及び可動体６５をデフケース３の段付き状によって形成された空間部に配置することができ、リング状ギヤ５１及び可動体６５を全体的な大型化を抑制しながら無理なく組み付けることができる。
【００７６】
前記噛み合い歯（噛み合いクラッチ歯７１）を可動体６５の外周部に設けたから、対向部面積を広く確保することによって噛み合い歯数を多数配置することができる。このため、噛み合い時に一歯当たりにかかる負担が軽減され、耐久性が向上する。
【００７７】
前記可動体６５の内外周部間の回転軸芯方向に向いた外面８７に、該可動体６５を移動させて前記リング状ギヤ５１に対し係合させるリング状のアクチュエータ８９を対向配置したため、リング状のアクチュエータ８９を可動体６５に対し無理なく配置することができる。
【００７８】
前記リターンスプリング８３の組み付けに際しては、段部８５に位置決めながら行うことができ、リターンスプリング８３の組み付けを容易に行うことができる。また段部８５が無い場合でも、リターンスプリング８３は周壁部６７の内周面によってその動きが規制されるため、係止部材５９の周壁部７７との間に極めて容易に介設することが可能となる。またリターンスプリング８３は、リング状ギヤ５１の軸方向移動を規制する係止部材５９を利用して介設することができるため、特別な部材を必要とせず、部品点数を少なくし、組み付け、部品管理を容易にすることができる。
【００７９】
前記弾性体６１は、デフケース３の大径部１５外周面に露出しているため、組み付け時に弾性体６１を確認しながら容易に組み付けることができる。
【００８０】
本実施形態においては、可動体６５の外周面がデフケース本体５及びリング状ギヤ５１の外周面とほぼ同径となるような形態に形成され、コンパクトに形成することができる。また、可動体６５によって係止部材５９及びリターンスプリング８３を覆う形態となっているため、ロックアップ構造がデフケース３の外面側に設けられる構造でありながら、可動体６５等もデフケース３と形態的に一体化することができ、外観をシンプルな構造としたコンパクトで合理的な構造を達成することができる。
【００８１】
なお、可動体６５を、前記デフケース本体５の外周面に回転方向に係合させると共に回転軸芯Ｃ方向に移動可能に配置する形態とし、且つリング状ギヤ５１の外周面にスプライン歯を設けるなどし、可動体をデフケース本体５の外周面に対しスライド移動させ、リング状ギヤ５１の外周面のスプライン歯に係合及び係合離脱させる構造として、ロックアップ及びアンロックアップを行う構造にすることもできる。
【００８２】
本実施形態では、一対の出力部材、第２回転部材をヘリカルギヤで構成したが、ベベルギヤで構成したサイドギヤ及びピニオンギヤで構成することもできる。すなわち、ベベルギヤで構成したピニオンギヤの外周部をベベルギヤで構成したサイドギヤの噛み合い部よりもさらに拡大する。このピニオンギヤの外周部を、第１回転部材であるデフケースに設けた窓に露出させ、この露出したピニオンギヤの外周部のギヤ部分にベベルギヤで構成した第３回転部材であるリング状ギヤを常時噛み合わせる。デフケースの外部で該デフケースに対し回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能な可動体を前記リング状ギヤに係脱自在とする。従って、ベベルギヤタイプのデファレンシャル装置でも同様な作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。
【図２】一実施形態に係り、図１のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である。
【図３】一実施形態に係り、図１のＳＢ−ＳＢ矢視断面図である。
【図４】従来例に係り、デファレンシャル装置の配置状態を示す自動車動力伝達系のスケルトン図である。
【図５】従来例のデファレンシャル装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１ デファレンシャル装置
３ デフケース（第１回転部材）
１５ 大径部
１７ 小径部
１９ 窓
２３，５７ 対向面
３５，３７ ヘリカルサイドギヤ（出力部材）
４５ ロングヘリカルピニオンギヤ（第２回転部材）
４７ 第１ギヤ部（噛合部）
５１ リング状ギヤ（第３回転部材）
５９ 係止部材
６１ 弾性体
６３，７１ 噛み合いクラッチ歯（噛み合い歯）
６５ 可動体
８７ 外面（可動体の内外周間の回転軸芯方向に向いた壁面）
８９ アクチュエータ

Claims (6)

1. 回転自在に支持され駆動入力により回転する第１回転部材と、
   前記第１回転部材内に相対回転自在に支持され一対の軸がそれぞれ結合される一対の出力部材と、
   前記第１回転部材に支持されて前記各出力部材を噛み合い結合し前記第１回転部材の回転を前記各出力部材に伝達すると共に各出力部材の相対回転を許容する第２回転部材とを備え、
   前記第１回転部材の外周部に、前記出力部材に噛み合う第２回転部材の噛合部を露出させる窓を設け、
   前記第１回転部材に支持され前記窓に露出する噛合部に常時噛み合う第３回転部材と、
   前記第１回転部材に回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能に支持され前記第３回転部材に対し係脱可能な可動体とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記第１回転部材は、前記収納孔を備えた大径部と該大径部に隣接する小径部とからなるように段付き状に形成され、
   前記可動体は、内周部が前記小径部に回転方向に係合すると共に回転軸芯方向に移動可能に支持され且つ外周部が前記第３回転部材の端部に回転軸芯方向に対向し、
   前記第３回転部材の端部と前記可動体の外周部との対向部に噛み合い歯を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項２記載のデファレンシャル装置であって、
   前記第３回転部材と可動体との間に配置され前記第１回転部材に固定されて前記第３回転部材の軸方向移動を規制する係止部材を設け、
   該係止部材と前記可動体との間に、該可動体を前記第３回転部材に対する係合離脱方向へ付勢する付勢部材を介設したことを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項１〜３の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、
   前記第３回転部材の前記第１回転部材に対する回転を所定トルクまで規制して前記第２回転部材を介した差動制限トルクを付与する回転規制部材を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。
5. 請求項３記載のデファレンシャル装置であって、
   前記第１回転部材の外周部と前記第３回転部材とに、回転軸芯方向に対向する対向面を設け、
   前記対向面間に、前記第３回転部材を前記係止部材へ押し付けるように付勢する弾性体を介設したことを特徴とするデファレンシャル装置。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のデファレンシャル装置であって、
   前記可動体の内外周部間の回転軸芯方向に向いた壁面に、該可動体を回転軸芯方向へ移動させて前記第３回転部材に対し係合させるアクチュエータを対向配置したことを特徴とするデファレンシャル装置。

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