JP2004225716A - 差動装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造を複雑化することなく、良好な運転性能を得ることのできる差動装置を提供する。
【解決手段】リングギヤ部材６を入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとに二分割し、入力側リングギヤ部材６ａをプラネタリピニオン１１ａに噛合させ、出力側リングギヤ部材６ｂを多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５に連設させると共に、両部材６ａ，６ｂ間にドグ１５を設ける。図２に示すように、ドグ１５の互いに噛合するカム面１３ａ，１４ａに、走行時の抵抗によって生じるトルクが印加されて、軸方向に作用する押圧力ＴＳが発生すると、出力側リングギヤ部材６ｂが前側プレッシャプレート６ｄを介して多板クラッチ１０を締結させて前後輪の差動を制限する。一方車輪のスリップ等を検知して電子制御型差動制限装置３１が動作すると後側プレッシャプレート３０を介して多板クラッチ１０を締結させて前後輪の差動を制限する。ドグ１５と電子制御型差動制限装置３１とで多板クラッチ１０を共用化しているため構造の簡素化が実現できる。
【選択図】図１
【解決手段】リングギヤ部材６を入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとに二分割し、入力側リングギヤ部材６ａをプラネタリピニオン１１ａに噛合させ、出力側リングギヤ部材６ｂを多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５に連設させると共に、両部材６ａ，６ｂ間にドグ１５を設ける。図２に示すように、ドグ１５の互いに噛合するカム面１３ａ，１４ａに、走行時の抵抗によって生じるトルクが印加されて、軸方向に作用する押圧力ＴＳが発生すると、出力側リングギヤ部材６ｂが前側プレッシャプレート６ｄを介して多板クラッチ１０を締結させて前後輪の差動を制限する。一方車輪のスリップ等を検知して電子制御型差動制限装置３１が動作すると後側プレッシャプレート３０を介して多板クラッチ１０を締結させて前後輪の差動を制限する。ドグ１５と電子制御型差動制限装置３１とで多板クラッチ１０を共用化しているため構造の簡素化が実現できる。
【選択図】図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラネタリギヤ機構を有する差動装置に関し、詳しくはプラネタリギヤ機構の入力側、或は出力側の何れかの要素に作用するトルクに応じて差動制限トルクを発生させ、更に前後輪の一方がスリップした場合には差動制限トルクを積極的に制御するようにした差動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、差動装置を備えたフルタイムの４輪駆動車として、トルク配分制御可能な差動制限機構を付設し、種々の走行条件で差動制限トルクにより前後輪へのトルク配分を最適に可変制御して、操縦性や安定性等の向上を図る車両が提案されている。
【０００３】
例えば特開平６−３２０９７３号公報には、変速機にて所定に変速された出力をプラネタリギヤ式差動装置を介して前後輪にトルク配分するに際し、差動装置に併設されている差動制限機構により、走行条件に応じて差動制限トルクを発生させて前後輪のトルク配分を、電子的に可変制御する技術が開示されている。
【０００４】
この先行技術に開示されているプラネタリギヤ式差動装置は、通常走行においては後輪偏重のトルク配分を行い、例えば低μ路を走行中において後輪のスリップ状態を検知した場合には、そのスリップの発生状況に応じて差動制限機構を電子制御することで、トルク配分の大きい後輪から前輪側へトルク移動させて、後輪のスリップを抑制するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３２０９７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した公報に開示されている差動装置では、車輪速、前後加速度等、入力されるパラメータに変化が起きない限り、差動制限機構が動作せず、しかも入力されるパラメータ以外の要素で車両に変化が生じた場合には、対応することができないという問題がある。
【０００７】
これに対処するに、車両の挙動を検出するセンサ類を充実させ、各センサ類にて検出したパラメータに基づいて差動制限機構をより緻密に制御することも考えられるが、構造及び制御系が複雑化し、製品コストが高くなる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、構造を複雑化することなく、良好な運転性能を得ることができ、しかも製品コストの高騰を抑制することのできる差動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、エンジンからの駆動トルクを入力軸を介してプラネタリギヤ機構に伝達し、該プラネタリギヤ機構を介して第１の出力軸と第２の出力軸とに対してトルク配分する差動装置において、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との何れかにに連設する第１の回転部材と、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸のうち上記第１の回転部材にを除く何れかの軸に連設する第２の回転部材と、上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に介装したクラッチ部材と、上記クラッチ部材を一方から押圧すると共に上記第１の回転部材に連設する第１のプレッシャプレートと、上記クラッチ部材を他方から押圧する第２のプレッシャプレートと、上記第２のプレッシャプレートに連設すると共に該第２のプレッシャプレートに押圧力を発生させる電子制御型差動制限手段とを備え、上記第１の回転部材を入力側回転部材と出力側回転部材とに二分割すると共に、上記出力側回転部材を軸方向へスライド自在に設け、上記入力側回転部材と上記出力側回転部材との対向面にドグを設けると共に該ドグの噛合面をカム面とし、走行時の抵抗によって生じるトルクにて上記カム面に発生する軸方向への押圧力で上記第１のプレッシャプレートを介して上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする。
【００１０】
この場合、好ましい態様としては、上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するリングギヤ部材であることを特徴とする。
【００１１】
他の好ましい態様としては、上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するサンギヤ軸であることを特徴とする。
【００１２】
別の好ましい態様としては、上記電子制御型差動制限手段は、前後輪の一方がスリップした場合に上記第２のプレッシャプレートに対して押圧力を発生させ、該押圧力で上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の第１実施の形態を示し、図１は差動装置の軸方向に沿った断面側面図、図２はリングギヤ部材の要部側面図、図３は差動制限トルクの特性を示す説明図である。尚、以下の説明では、エンジントルクを前後輪へ配分するいわゆるセンタデファレンシャル装置に、本実施の形態による差動装置１Ａを採用した場合を例示して説明する。又、伝達トルクを説明するに際しては、便宜的に、図面左側を前輪（前）側、右側を後輪（後）側として説明する。
【００１４】
この差動装置１Ａはプラネタリギヤ式であり、円筒状のデフケース２の前端に入力軸３がプラネタリキャリア４を介して一体結合されている。尚、この入力軸３は、トランスミッションの出力軸（図示せず）が結合される。
【００１５】
又、デフケース２の内部には第２の回転部材としてのサンギヤ軸５が、デフケース２と同軸上に配設されており、このサンギヤ軸５の前端に、第１の出力軸であるフロントドライブ軸（図示せず）が一体結合される。
【００１６】
更に、デフケース２の内周に、第１の回転部材であるリングギヤ部材６が、デフケース２に対して相対摺動自在に支持されている。このリングギヤ部材６は円筒状に形成されており、前方へ開口する入力側の開口端がプラネタリキャリア４の内側面に対し、ニードルベアリング或はワッシャ等の軸受け部材７を介して当接されている。
【００１７】
一方、サンギヤ軸５に対して、後方から、第２の出力軸であるリヤドライブ軸８が同軸上に挿通され、このリヤドライブ軸８の先端部が、サンギヤ軸５の内周に軸受け２１を介して相対回転自在に軸支されている。又、このリヤドライブ軸８の後部にボス部８ｂが突設され、このボス部８ｂに軸受け９が嵌合されている。この軸受け９は、図示しないトランスミッションケースにボス部８ｂを回動自在に軸支させるためのものである。
【００１８】
尚、このリヤドライブ軸８に形成されているリヤドライブギヤ８ｃは、リダクションギヤ（図示せず）を介して、後輪側へ延出されているトランスファ軸に連設されており、このトランスファ軸がプロペラ軸及びリヤデフ装置を介して後輪軸に連設される。
【００１９】
リングギヤ部材６とサンギヤ軸５との後方へ延出された端部に、クラッチ部材としての湿式多板クラッチ１０が配設されている。この湿式多板クラッチ１０は、リングギヤ部材６の延出部に形成されているクラッチドラム２０と、サンギヤ軸５の延出部に形成されているクラッチハブ２２と、このクラッチドラム２０とクラッチハブ２２との間に、所定間隔を開けて交互に配設されているドライブプレート１０ａ，１０ｂとを有している。
【００２０】
更に、リングギヤ部材６の中途には、湿式多板クラッチ１０の交互に配列されたプレート１０ａ，１０ｂを前方から後方へ押圧する、第１のプレッシャプレートとしての前側プレッシャプレート６ｄが突設されている。又、所定に配列されたプレート１０ａ，１０ｂの後端面に、第２のプレッシャプレートとしての後側プレッシャプレート３０が対設されている。この後側プレッシャプレート３０の外周が、リングギヤ部材６に形成されているクラッチドラム２０にスプライン嵌合され、又、ボス部３０ａがリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００２１】
更に、サンギヤ軸５の外周とリングギヤ部材６の内周との間にブラネタリピニオン軸１１が介装されており、このブラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａが、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂと、リングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。又、このプラネタリピニオン軸１１の両端が、互いにの対抗するプラネタリキャリア４，１２に軸受けを介して回動自在に支持されている。尚、この両プラネタリキャリア４，１２は、プラネタリピニオン軸１１と干渉しない部位で、連結部材を介して一体的に結合されている。
【００２２】
一方、リングギヤ部材６は、入力側回転部材としての入力側リングギヤ部材６ａと、出力側回転部材としての出力側リングギヤ部材６ｂとに二分割されている。入力側リングギヤ部材６ａにプラネタリピニオン１１ａに噛合するリングギヤ６ｃが形成されており、出力側リングギヤ部材６ｂに前側プレッシャプレート６ｄ、及びクラッチドラム２０が形成されている。
【００２３】
出力側リングギヤ部材６ｂは、デフケース２の内周に支持されて軸方向へのスライドが許容されている。又、この入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとの対向面間にドグ１５が設けらている。
【００２４】
図２に示すように、ドグ１５は、入力側リングギヤ部材６ａの端面の円周上にに一定の間隔で形成されている入力側ドグ歯１３と、この入力側ドグ歯１３に噛合すると共に、出力側リングギヤ部材６ｂの端面の円周上に一定間隔で形成されている出力側ドグ歯１４とで構成されている。尚、図においては、前進走行時の回転方向を紙面上方から下方への流れとして示す。
【００２５】
又、この各ドグ歯１３，１４の噛合面に、ドライブ走行時に係合するドライブ側カム面１３ａ，１４ａと、コースト走行時に係合するコースト側カム面１３ｂ，１４ｂとが形成されている。尚、ドライブ側カム面１３ａ，１４ａの傾斜角θ１とコースト側カム面１３ｂ，１４ｂの傾斜角θ２とは、ドライブ走行時とコース走行時とに応じて各々最適な差動制限トルクを得ることができるような値に設定されている。
【００２６】
一方、湿式多板クラッチ１０の後方に、電子制御型差動制限手段としての電子制御型差動制限装置３１が配設されている。尚、この電子制御型差動制限装置３１の構成については、本出願人が先に提出した特開平６−３２０９７３号公報に詳述されている。
【００２７】
この電子制御型差動制限装置３１の構成について簡単に説明する。この電子制御型差動制限装置３１は、電磁コイル３２を収容する電磁石３３を有し、又、この電磁石３３の前方に、その外周をデフケース２の後端部にスプライン嵌合された装置側プレッシャプレート３４が対設されており、この電磁石３３と装置側プレッシャプレート３４との間に、クラッチプレート３５が配設されている。
【００２８】
このクラッチプレート３５はドライブプレートとドリブンプレートとを所定間隔を開けて交互に配設されて構成されており、ドライブプレートの外周がデフケース２の内周にスプライン嵌合され、一方、ドリブンプレートの内周がクラッチハブ３６にスプライン嵌合されている。尚、符号３８は電磁石３３を軸受けを介して支持するドラムであり、このドラム３８はリヤドライブ軸８に軸受けを介して回動自在に支持されている。
【００２９】
クラッチハブ３６は、後側プレッシャプレート３０のボス部３０ａに回転自在で、且つ軸方向への移動が規制された状態で外装されている。
【００３０】
又、このクラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間にカムボール３７が介装されている。クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との対向面には、カムボール３７を収容するカム溝が形成されており、クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間に差回転が生じると、後側プレッシャプレート３０を前方へ押圧するような押圧力が発生する。
【００３１】
そして、図示しない制御ユニットから電磁石３３に収容されている電磁コイル３２に対して制御電流を通電すると、電磁石３３が励磁されて、装置側プレッシャプレート３４が吸引され、装置側プレッシャプレート３４と電磁石３３との間に介装されているクラッチプレート３５が、制御電流値に応じた押圧力で締結される。
【００３２】
尚、制御ユニットでは、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサや、前後加速度センサ等、車両の挙動を検出するセンサ類で検出した値に基づいて、後側プレッシャプレート３０に対する押圧力を設定する。
【００３３】
次に、このような構成による本実施の形態の作用について説明する。
前進走行時において、変速機にて所定に変速されて出力軸から出力される駆動トルクは、この出力軸に結合されている差動装置１Ａの入力軸３に入力され、この入力軸３に連設するプラネタリキャリア４，１２を介して、このプラネタリキャリア４，１２に支持されているプラネタリピニオン軸１１を公転させる。
【００３４】
このプラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａは、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂとリングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。又、サンギヤ軸５がフロントドライブ軸（図示せず）に結合され、一方、リングギヤ部材６の出力側が後側プレッシャプレート３０を介してリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００３５】
従って、変速機から出力された駆動トルクは、このプラネタリピニオン軸１１により、サンギヤ軸５側とリングギヤ部材６側とに、サンギヤ５ｂとリングギヤ６ｃとのギヤ比で決定される配分比率（例えば、前輪４：後輪６）で配分され、前後輪へ伝達されてて４輪駆動走行が行われる。
【００３６】
ところで、リングギヤ部材６の入力側リングギヤ部材６ａには、プラネタリギヤによって所定に配分された駆動トルクが伝達されており、一方、出力側リングギヤ部材６ｂには、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクが印加されているため、この両者の分割面に設けたドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間には、図２に示すように、回転方向に作用する回転トルクＴＦと軸方向に作用する押圧力ＴＳとが発生する。
【００３７】
この場合、入力側リングギヤ部材６ａの入力側端面は、プラネタリキャリア４の内側面に軸受け部材７を介して当接されて軸方向への移動が規制されているため、ドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間に発生した押圧力ＴＳにて、出力側リングギヤ部材６ｂが後方へ押圧移動される。その結果、この出力側リングギヤ部材６ｂに一体形成されている前側プレッシャプレート６ｄが、湿式多板クラッチ１０の、交互に配設されているドライブプレート１０ａとドリブンプレート１０ｂとを後側プレッシャプレート３０に押し付け、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させる。
【００３８】
すると、リヤドライブ軸８に後側プレッシャプレート３０を介して直結されている出力側リングギヤ部材６ｂとサンギヤ軸２に一体形成されているクラッチハブ２２との間に、湿式多板クラッチ１０を介してトルク経路がバイパス形成される。
【００３９】
その結果、フロントドライブ軸に連結されているサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間で、この両者の回転数ＮＦ，ＮＲの大きい方から小さい方へ、湿式多板クラッチ１０にて形成されたトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。尚、湿式多板クラッチ１０に発生する差動制限トルク（クラッチ締結力）は、各プレート１０ａ，１０ｂの枚数に応じて適宜設定することが可能で、更にドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａの傾斜角θ１の角度を調整することで、個別的な微調整が可能である。
【００４０】
一方、コースト走行においては、後輪側からの駆動トルクがリヤドライブ軸８、後側プレッシャプレート３０を介して出力側リングギヤ部材６ｂに印加されるため、出力側リングギヤ部材６ｂに形成されている出力側ドグ歯１４のコースト側カム面１４ｂが、入力側リングギヤ部材６ａの入力側ドグ歯１３に形成されているコースト側カム面１３ｂを押圧する。
【００４１】
すると、入力側リングギヤ部材６ａからの反作用により、出力側リングギヤ部材６ｂが押圧力ＴＳにて押圧され、上述と同様、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）が発生し、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間にトルク経路がバイパス形成される。
【００４２】
その結果、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間で、この両者の回転数ＮＲ，ＮＦの大きい方から小さい方へトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。尚、この場合も、ドグ歯１４，１３に形成されているコースト側カム面１４ｂ，１３ｂの傾斜角θ２の角度を調整することで、最適な差動制限トルク（クラッチ締結力）を個別に設定することが可能である。
【００４３】
次に、図４〜図５を用いて、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの関係から、前輪側へ伝達される駆動トルク（以下「前輪側伝達トルクＴＦ」と称する）と、後輪側へ伝達される駆動トルク（以下「後輪側伝達トルクＴＲ」と称する）の変化について説明する。
【００４４】
先ず、駆動トルクがほとんど作用していない場合、すなわち、例えば、実走行ではカーブに進入する際にアクセルペダルを放した場合等の状態では、互いに噛合しているドグ１５のドグ歯１３，１４に作用するトルクが減少するため、軸方向への押圧力ＴＳが減少し、湿式多板クラッチ１０は開放状態となる。
【００４５】
その結果、リヤドライブ軸８に対しては、後側プレッシャプレート３０からのみ駆動力が伝達されることになる。そのため、カーブへの進入の際にステアリングを操作して旋回しようとするときに差動制限トルクが発生しないため、前後輪の回転差がなめらかに吸収されるようになりスムースな旋回ができる。
【００４６】
次に、図４に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態、すなわち、実走行ではカーブに進入した後、アクセルペダルを踏込んで加速した場合に生じるアンダーステア等の状態では、アクセルペダルの踏込み量の応じたトルクが噛合しているドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａに形成されている入力側ドグ歯１３のドライブ側カム面１３ａが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているドライブ側カム面１４ａを押圧するため、軸方向への押圧力ＴＳが発生し、この押圧力ＴＳによって、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）が発生し、湿式多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成される。
【００４７】
すると、図４に中線で示す矢印のように、サンギヤ軸５に入力された駆動トルクの一部が、湿式多板クラッチ１０を介してリヤドライブ軸８側へ伝達されるため、このリヤドライブ軸８には、リングギヤ部材６を介して入力される駆動トルク（細線の矢印で示す）と、上述したサンギヤ軸５から入力される駆動トルク（中線の矢印で示す）とが合算された伝達トルクＴＲ（太線の矢印で示す）が入力される。
【００４８】
その結果、アンダーステア等の状態では、前輪側へ伝達される駆動トルクが減少するためアンダーステアが抑制でき、良好なハンドル操作を行うことが可能となる。
【００４９】
又、図５に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態、すなわち、カーブを加速走行中に、後輪が横滑りした場合等の状態では、アクセルペダルの踏込み量に応じたトルクがドク１５のドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａに形成されている入力側ドグ歯１３のドライブ側カム面１３ａが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているドライブ側カム面１４ａを押圧して軸方向への押圧力ＴＳが発生する。
【００５０】
すると、この押圧力ＴＳによって、湿式多板クラッチ１０が締結されて、デフケース２とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成され、図５に中線で示す矢印のように、出力側リングギヤ部材６ｂに入力された駆動トルクの一部が、当該トルク経路を経てサンギヤ軸５に入力される。
【００５１】
その結果、サンギヤ軸５には、プラネタリピニオン軸１１から入力される駆動トルク（細線の矢印で示す）と、湿式多板クラッチ１０を介して出力側リングギヤ部材６ｂ側から入力される駆動トルク（中線で示す）とが合算された伝達トルクＴＦ（太線の矢印で示す）が入力される。
【００５２】
従って、例えばカーブを走行中に後輪が横滑りする場合等の状態では、後輪側伝達トルクＴＲが低減されるため、横滑りが抑制されて良好な走行性を得ることができる。
【００５３】
ところで、雪路等の低μ路の路面での発進及び走行の際に前後輪の一方がスリップした場合には、ドグ１５のカム面１３ａ，１３ｂ（１３ｂ，１４ｂ）に、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクは小さいため、軸方向への押圧力ＴＳは小さく差動制限がほとんど行われないために、路面のグリップ力が著しく低下してしまう。
【００５４】
そのため、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサで検出した車輪速に基づき、車輪のスリップを検出した場合は、電子制御型差動制限装置３１を動作させて、湿式多板クラッチ１０を締結動作させて、前後輪の差動を積極的に制限する。
【００５５】
すると、例えば、後輪がスリップしている場合（ＴＲ≒０、且つＮＲ＞０）、図６に、白抜きの矢印で示すように、後輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、サンギヤ軸５側へ伝達されるため、後輪のスリップが抑制される。
【００５６】
一方、前輪がスリップしている場合（ＴＦ≒０、且つＮＦ＞０）は、図６に、ハッチングの矢印で示すように、前輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、リヤドライブ軸８側へ伝達されるため、前輪のスリップが抑制される。
【００５７】
このように、本実施の形態では、ドグ１５にて湿式多板クラッチ１０を動作させることのできない領域は、電子制御型差動制限装置３１を作動させて積極的に差動制限することで、雪路等の低μ路の路面での発進及びを走行の際にも、スリップが抑制されて良好な走行性能を得ることができる。
【００５８】
次に、図３に示す特性図を用いて、前輪側回転数ＮＦ及び後輪側回転数ＮＲと、前輪側伝達トルクＴＦ及び後輪側伝達トルクＴＲとの関係を説明する。
【００５９】
前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの回転数が等く湿式多板クラッチ１０によるトルク伝達が行われない場合、図の中央に実線で示すように、プラネタリギヤにより設定されるトルク配分で、前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲとが設定される。
【００６０】
一方、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態では、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、前輪側へ伝達される駆動トルクの一部が後輪側へ伝達されて、後輪側伝達トルクＴＲが大きくなる。
【００６１】
又、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態においても、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、後輪側へ伝達される駆動トルクの一部が前輪側へ伝達されて、前輪側伝達トルクＴＦが大きくなる。
【００６２】
更に、湿式多板クラッチ１０の締結力の限界を超えて前輪または後輪がスリップする領域、及び前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲが小さくドク１５のカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）による差動制限力が小さい領域で前輪または後輪がスリップする領域では、図の一点鎖線で示すように、電子制御型差動制限装置３１の動作領域を設定し、当該領域で湿式多板クラッチ１０を締結動作させることで、例えば低μ路の路面での発進時及びを走行時のスリップの発生を抑制することができる。
【００６３】
このように、ドグ１５では前後輪の差動を制限しきれない領域は、電子制御型差動制限装置３１を動作させて、差動を積極的に制限することで、低μ路の路面での発進及びを走行する際のスリップを抑制することができる。
【００６４】
又、ドグ１５は、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの間に差回転が発生しようとする瞬間に動作し、ドグ１５のカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）に押圧力ＴＳが発生して湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させることができるため、電子制御型差動制限装置３１の制御動作に比し応答性がよく、電子制御型差動制限装置３１では制御しきれない領域を補完することができ、全体として良好な走行性能を得ることができる。
【００６５】
又、ドグ１５の各ドグ歯１３，１４に形成したカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）によって差動制限トルクを発生させるようにしたので、特殊なギヤを必要とせず、製造が容易となり、製品コストの低減を実現することができる。
【００６６】
更に、差動制限トルクを発生させるための押付力を、各ドグ歯１３，１４に形成したカム面１３ａ，１３ｂ（１３ｂ，１４ｂ）の傾斜角θ１（θ２）にて機種毎に容易に設定することができるため、優れた汎用性を得ることができる。
【００６７】
又、差動制限トルクをドライブ走行時とコースト走行時とで異なる特性に設定することができるため、例えば、ドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているコースト側カム面１３ｂ，１４ｂの傾斜角θ２を０°とし、コース走行時は差動制限を行わないようにするなど、各車両の走行特性に応じて、差動制限特性を自在に設定することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。
【００６８】
更に、ドグ１５と電子制御型差動制限装置３１とで湿式多板クラッチ１０を共用化したので、部品点数の削減、構造の簡素化が図れると共に、差動装置１Ａ全体の小型化を実現することが出来る。
【００６９】
又、ドグ１５及び電子制御型差動制限装置３１により湿式多板クラッチ１０を締結動作させるようにしたので、プラネタリギヤ機構自体は、特殊なギヤを使用する必要がなく、標準的なギヤで構成することができるため、製品コストの低減を図ることができる。
【００７０】
又、図７に本発明の第２実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図を示す。
上述した第１実施の形態に示す差動装置１Ａでは、前側プレッシャプレート６ｄを入力側リングギヤ部材６ａに形成したが、本実施の形態で示す差動装置１Ｂでは、第１のプレッシャプレートとしての前側プレッシャプレート４３を、第１の回転部材としてのサンギヤ軸４１に形成したものである。更に、サンギヤ軸４１を入力側回転部材としての入力側サンギヤ軸４１ａと出力側回転部材としての出力側サンギヤ軸４１ｂとに二分割し、この両者の対向面間に、第１実施の形態と同様の構成を有するドグ１５を設けると共に、この出力側サンギヤ軸４１ｂに前側プレッシャプレート４３を突設したものである。
【００７１】
より詳しくは、出力側サンギヤ軸４１ｂの内周が、フロントドライブ軸（図示せず）に結合するフロントエクステンション軸４５の外周にスプライン嵌合されている。又、このフロントエクステンション軸４５の後部に、リヤドライブ軸８の先端部が軸受け２１を介して支持されている。
【００７２】
更に、入力側サンギヤ軸４１ａに設けられているサンギヤ４１ｃと、その外周に配設されている第２の回転部材としてのリングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとの間に介装されているプラネタリピニオン軸１１の両端部が、入力軸３に一体のプラネタリキャリア４と、入力側サンギヤ軸４１ａの外周に配設されているプラネタリキャリア４４とに軸受けを介して回動自在に支持されている。
【００７３】
又、出力側サンギヤ軸４１ｂの後部にクラッチハブ４２が形成されており、このクラッチハブ４２とリングギヤ部材６に形成されているクラッチドラム２０との間に、湿式多板クラッチ１０が介装されている。更に、この湿式多板クラッチ１０の前面に対設する前側プレッシャプレート４３が、サンギヤ軸４１の外周に突設されている。尚、電子制御型差動制限装置３１の構成は、第１実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
このような構成では、入力側サンギヤ軸４１ａの前端が、軸受け部材７を介してプラネタリキャリア４の内周面に回動自在支持されて軸方向への移動が規制されているため、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクが出力側サンギヤ軸４１ｂに印加されると、入力側サンギヤ軸４１ａと出力側サンギヤ軸４１ｂとの分割面に設けたドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間には、軸方向に作用する押圧力ＴＳとが発生するため、この押圧力ＴＳで、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させて、前後輪の差動を制限すると共に、出力側サンギヤ軸４１ｂとリヤドライブ軸８との間にトルク経路をバイパス形成する。
【００７５】
その結果、出力側サンギヤ軸４１ｂとリヤドライブ軸８との間で、この両者の回転数ＮＦ，ＮＲの大きい方から小さい方へトルク経路を経て、一定割合のトルク移動が行われ、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。尚、電子制御型差動制限装置３１の動作は第１実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、構造を複雑化することなく、良好な運転性能を得ることができる。
【００７７】
又、ドグと電子制御型差動制限手段とでクラッチ部材を共用化しているため、部品点数の削減、構造の簡素化を図ることができると共に、差動装置全体の小型化を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図
【図２】同、リングギヤ部材の要部側面図
【図３】同、差動制限トルクの特性を示す説明図
【図４】同、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数が後輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図５】同、駆動トルクが作用しながら後輪側回転数が前輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図６】同、差動制限装置が動作したときの前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図７】第２実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ 差動装置
３ 入力軸
５ サンギヤ軸
６ リングギヤ部材
６ａ 入力側リングギヤ部材
６ｂ 出力側リングギヤ部材
６ｃ，４３ 前側プレッシャプレート
８ リヤドライブ軸
１０ 湿式多板クラッチ
１３，１４ ドグ歯
１３ａ，１４ａ ドライブ側カム面
１３ｂ，１４ｂ コースト側カム面
１５ ドグ
３０ 後側プレッシャプレート
３１ 電子制御型差動制限装置
４１ サンギヤ軸
４１ａ 入力側サンギヤ軸
４１ｂ 出力側サンギヤ軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラネタリギヤ機構を有する差動装置に関し、詳しくはプラネタリギヤ機構の入力側、或は出力側の何れかの要素に作用するトルクに応じて差動制限トルクを発生させ、更に前後輪の一方がスリップした場合には差動制限トルクを積極的に制御するようにした差動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、差動装置を備えたフルタイムの４輪駆動車として、トルク配分制御可能な差動制限機構を付設し、種々の走行条件で差動制限トルクにより前後輪へのトルク配分を最適に可変制御して、操縦性や安定性等の向上を図る車両が提案されている。
【０００３】
例えば特開平６−３２０９７３号公報には、変速機にて所定に変速された出力をプラネタリギヤ式差動装置を介して前後輪にトルク配分するに際し、差動装置に併設されている差動制限機構により、走行条件に応じて差動制限トルクを発生させて前後輪のトルク配分を、電子的に可変制御する技術が開示されている。
【０００４】
この先行技術に開示されているプラネタリギヤ式差動装置は、通常走行においては後輪偏重のトルク配分を行い、例えば低μ路を走行中において後輪のスリップ状態を検知した場合には、そのスリップの発生状況に応じて差動制限機構を電子制御することで、トルク配分の大きい後輪から前輪側へトルク移動させて、後輪のスリップを抑制するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３２０９７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した公報に開示されている差動装置では、車輪速、前後加速度等、入力されるパラメータに変化が起きない限り、差動制限機構が動作せず、しかも入力されるパラメータ以外の要素で車両に変化が生じた場合には、対応することができないという問題がある。
【０００７】
これに対処するに、車両の挙動を検出するセンサ類を充実させ、各センサ類にて検出したパラメータに基づいて差動制限機構をより緻密に制御することも考えられるが、構造及び制御系が複雑化し、製品コストが高くなる問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、構造を複雑化することなく、良好な運転性能を得ることができ、しかも製品コストの高騰を抑制することのできる差動装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、エンジンからの駆動トルクを入力軸を介してプラネタリギヤ機構に伝達し、該プラネタリギヤ機構を介して第１の出力軸と第２の出力軸とに対してトルク配分する差動装置において、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との何れかにに連設する第１の回転部材と、上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸のうち上記第１の回転部材にを除く何れかの軸に連設する第２の回転部材と、上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に介装したクラッチ部材と、上記クラッチ部材を一方から押圧すると共に上記第１の回転部材に連設する第１のプレッシャプレートと、上記クラッチ部材を他方から押圧する第２のプレッシャプレートと、上記第２のプレッシャプレートに連設すると共に該第２のプレッシャプレートに押圧力を発生させる電子制御型差動制限手段とを備え、上記第１の回転部材を入力側回転部材と出力側回転部材とに二分割すると共に、上記出力側回転部材を軸方向へスライド自在に設け、上記入力側回転部材と上記出力側回転部材との対向面にドグを設けると共に該ドグの噛合面をカム面とし、走行時の抵抗によって生じるトルクにて上記カム面に発生する軸方向への押圧力で上記第１のプレッシャプレートを介して上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする。
【００１０】
この場合、好ましい態様としては、上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するリングギヤ部材であることを特徴とする。
【００１１】
他の好ましい態様としては、上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するサンギヤ軸であることを特徴とする。
【００１２】
別の好ましい態様としては、上記電子制御型差動制限手段は、前後輪の一方がスリップした場合に上記第２のプレッシャプレートに対して押圧力を発生させ、該押圧力で上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施の形態を説明する。図１〜図６は本発明の第１実施の形態を示し、図１は差動装置の軸方向に沿った断面側面図、図２はリングギヤ部材の要部側面図、図３は差動制限トルクの特性を示す説明図である。尚、以下の説明では、エンジントルクを前後輪へ配分するいわゆるセンタデファレンシャル装置に、本実施の形態による差動装置１Ａを採用した場合を例示して説明する。又、伝達トルクを説明するに際しては、便宜的に、図面左側を前輪（前）側、右側を後輪（後）側として説明する。
【００１４】
この差動装置１Ａはプラネタリギヤ式であり、円筒状のデフケース２の前端に入力軸３がプラネタリキャリア４を介して一体結合されている。尚、この入力軸３は、トランスミッションの出力軸（図示せず）が結合される。
【００１５】
又、デフケース２の内部には第２の回転部材としてのサンギヤ軸５が、デフケース２と同軸上に配設されており、このサンギヤ軸５の前端に、第１の出力軸であるフロントドライブ軸（図示せず）が一体結合される。
【００１６】
更に、デフケース２の内周に、第１の回転部材であるリングギヤ部材６が、デフケース２に対して相対摺動自在に支持されている。このリングギヤ部材６は円筒状に形成されており、前方へ開口する入力側の開口端がプラネタリキャリア４の内側面に対し、ニードルベアリング或はワッシャ等の軸受け部材７を介して当接されている。
【００１７】
一方、サンギヤ軸５に対して、後方から、第２の出力軸であるリヤドライブ軸８が同軸上に挿通され、このリヤドライブ軸８の先端部が、サンギヤ軸５の内周に軸受け２１を介して相対回転自在に軸支されている。又、このリヤドライブ軸８の後部にボス部８ｂが突設され、このボス部８ｂに軸受け９が嵌合されている。この軸受け９は、図示しないトランスミッションケースにボス部８ｂを回動自在に軸支させるためのものである。
【００１８】
尚、このリヤドライブ軸８に形成されているリヤドライブギヤ８ｃは、リダクションギヤ（図示せず）を介して、後輪側へ延出されているトランスファ軸に連設されており、このトランスファ軸がプロペラ軸及びリヤデフ装置を介して後輪軸に連設される。
【００１９】
リングギヤ部材６とサンギヤ軸５との後方へ延出された端部に、クラッチ部材としての湿式多板クラッチ１０が配設されている。この湿式多板クラッチ１０は、リングギヤ部材６の延出部に形成されているクラッチドラム２０と、サンギヤ軸５の延出部に形成されているクラッチハブ２２と、このクラッチドラム２０とクラッチハブ２２との間に、所定間隔を開けて交互に配設されているドライブプレート１０ａ，１０ｂとを有している。
【００２０】
更に、リングギヤ部材６の中途には、湿式多板クラッチ１０の交互に配列されたプレート１０ａ，１０ｂを前方から後方へ押圧する、第１のプレッシャプレートとしての前側プレッシャプレート６ｄが突設されている。又、所定に配列されたプレート１０ａ，１０ｂの後端面に、第２のプレッシャプレートとしての後側プレッシャプレート３０が対設されている。この後側プレッシャプレート３０の外周が、リングギヤ部材６に形成されているクラッチドラム２０にスプライン嵌合され、又、ボス部３０ａがリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００２１】
更に、サンギヤ軸５の外周とリングギヤ部材６の内周との間にブラネタリピニオン軸１１が介装されており、このブラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａが、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂと、リングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。又、このプラネタリピニオン軸１１の両端が、互いにの対抗するプラネタリキャリア４，１２に軸受けを介して回動自在に支持されている。尚、この両プラネタリキャリア４，１２は、プラネタリピニオン軸１１と干渉しない部位で、連結部材を介して一体的に結合されている。
【００２２】
一方、リングギヤ部材６は、入力側回転部材としての入力側リングギヤ部材６ａと、出力側回転部材としての出力側リングギヤ部材６ｂとに二分割されている。入力側リングギヤ部材６ａにプラネタリピニオン１１ａに噛合するリングギヤ６ｃが形成されており、出力側リングギヤ部材６ｂに前側プレッシャプレート６ｄ、及びクラッチドラム２０が形成されている。
【００２３】
出力側リングギヤ部材６ｂは、デフケース２の内周に支持されて軸方向へのスライドが許容されている。又、この入力側リングギヤ部材６ａと出力側リングギヤ部材６ｂとの対向面間にドグ１５が設けらている。
【００２４】
図２に示すように、ドグ１５は、入力側リングギヤ部材６ａの端面の円周上にに一定の間隔で形成されている入力側ドグ歯１３と、この入力側ドグ歯１３に噛合すると共に、出力側リングギヤ部材６ｂの端面の円周上に一定間隔で形成されている出力側ドグ歯１４とで構成されている。尚、図においては、前進走行時の回転方向を紙面上方から下方への流れとして示す。
【００２５】
又、この各ドグ歯１３，１４の噛合面に、ドライブ走行時に係合するドライブ側カム面１３ａ，１４ａと、コースト走行時に係合するコースト側カム面１３ｂ，１４ｂとが形成されている。尚、ドライブ側カム面１３ａ，１４ａの傾斜角θ１とコースト側カム面１３ｂ，１４ｂの傾斜角θ２とは、ドライブ走行時とコース走行時とに応じて各々最適な差動制限トルクを得ることができるような値に設定されている。
【００２６】
一方、湿式多板クラッチ１０の後方に、電子制御型差動制限手段としての電子制御型差動制限装置３１が配設されている。尚、この電子制御型差動制限装置３１の構成については、本出願人が先に提出した特開平６−３２０９７３号公報に詳述されている。
【００２７】
この電子制御型差動制限装置３１の構成について簡単に説明する。この電子制御型差動制限装置３１は、電磁コイル３２を収容する電磁石３３を有し、又、この電磁石３３の前方に、その外周をデフケース２の後端部にスプライン嵌合された装置側プレッシャプレート３４が対設されており、この電磁石３３と装置側プレッシャプレート３４との間に、クラッチプレート３５が配設されている。
【００２８】
このクラッチプレート３５はドライブプレートとドリブンプレートとを所定間隔を開けて交互に配設されて構成されており、ドライブプレートの外周がデフケース２の内周にスプライン嵌合され、一方、ドリブンプレートの内周がクラッチハブ３６にスプライン嵌合されている。尚、符号３８は電磁石３３を軸受けを介して支持するドラムであり、このドラム３８はリヤドライブ軸８に軸受けを介して回動自在に支持されている。
【００２９】
クラッチハブ３６は、後側プレッシャプレート３０のボス部３０ａに回転自在で、且つ軸方向への移動が規制された状態で外装されている。
【００３０】
又、このクラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間にカムボール３７が介装されている。クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との対向面には、カムボール３７を収容するカム溝が形成されており、クラッチハブ３６と後側プレッシャプレート３０との間に差回転が生じると、後側プレッシャプレート３０を前方へ押圧するような押圧力が発生する。
【００３１】
そして、図示しない制御ユニットから電磁石３３に収容されている電磁コイル３２に対して制御電流を通電すると、電磁石３３が励磁されて、装置側プレッシャプレート３４が吸引され、装置側プレッシャプレート３４と電磁石３３との間に介装されているクラッチプレート３５が、制御電流値に応じた押圧力で締結される。
【００３２】
尚、制御ユニットでは、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサや、前後加速度センサ等、車両の挙動を検出するセンサ類で検出した値に基づいて、後側プレッシャプレート３０に対する押圧力を設定する。
【００３３】
次に、このような構成による本実施の形態の作用について説明する。
前進走行時において、変速機にて所定に変速されて出力軸から出力される駆動トルクは、この出力軸に結合されている差動装置１Ａの入力軸３に入力され、この入力軸３に連設するプラネタリキャリア４，１２を介して、このプラネタリキャリア４，１２に支持されているプラネタリピニオン軸１１を公転させる。
【００３４】
このプラネタリピニオン軸１１に形成されているプラネタリピニオン１１ａは、サンギヤ軸５に形成されているサンギヤ５ｂとリングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとに噛合されている。又、サンギヤ軸５がフロントドライブ軸（図示せず）に結合され、一方、リングギヤ部材６の出力側が後側プレッシャプレート３０を介してリヤドライブ軸８にスプライン嵌合されている。
【００３５】
従って、変速機から出力された駆動トルクは、このプラネタリピニオン軸１１により、サンギヤ軸５側とリングギヤ部材６側とに、サンギヤ５ｂとリングギヤ６ｃとのギヤ比で決定される配分比率（例えば、前輪４：後輪６）で配分され、前後輪へ伝達されてて４輪駆動走行が行われる。
【００３６】
ところで、リングギヤ部材６の入力側リングギヤ部材６ａには、プラネタリギヤによって所定に配分された駆動トルクが伝達されており、一方、出力側リングギヤ部材６ｂには、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクが印加されているため、この両者の分割面に設けたドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間には、図２に示すように、回転方向に作用する回転トルクＴＦと軸方向に作用する押圧力ＴＳとが発生する。
【００３７】
この場合、入力側リングギヤ部材６ａの入力側端面は、プラネタリキャリア４の内側面に軸受け部材７を介して当接されて軸方向への移動が規制されているため、ドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間に発生した押圧力ＴＳにて、出力側リングギヤ部材６ｂが後方へ押圧移動される。その結果、この出力側リングギヤ部材６ｂに一体形成されている前側プレッシャプレート６ｄが、湿式多板クラッチ１０の、交互に配設されているドライブプレート１０ａとドリブンプレート１０ｂとを後側プレッシャプレート３０に押し付け、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させる。
【００３８】
すると、リヤドライブ軸８に後側プレッシャプレート３０を介して直結されている出力側リングギヤ部材６ｂとサンギヤ軸２に一体形成されているクラッチハブ２２との間に、湿式多板クラッチ１０を介してトルク経路がバイパス形成される。
【００３９】
その結果、フロントドライブ軸に連結されているサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間で、この両者の回転数ＮＦ，ＮＲの大きい方から小さい方へ、湿式多板クラッチ１０にて形成されたトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。尚、湿式多板クラッチ１０に発生する差動制限トルク（クラッチ締結力）は、各プレート１０ａ，１０ｂの枚数に応じて適宜設定することが可能で、更にドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａの傾斜角θ１の角度を調整することで、個別的な微調整が可能である。
【００４０】
一方、コースト走行においては、後輪側からの駆動トルクがリヤドライブ軸８、後側プレッシャプレート３０を介して出力側リングギヤ部材６ｂに印加されるため、出力側リングギヤ部材６ｂに形成されている出力側ドグ歯１４のコースト側カム面１４ｂが、入力側リングギヤ部材６ａの入力側ドグ歯１３に形成されているコースト側カム面１３ｂを押圧する。
【００４１】
すると、入力側リングギヤ部材６ａからの反作用により、出力側リングギヤ部材６ｂが押圧力ＴＳにて押圧され、上述と同様、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）が発生し、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間にトルク経路がバイパス形成される。
【００４２】
その結果、リヤドライブ軸８とサンギヤ軸５との間で、この両者の回転数ＮＲ，ＮＦの大きい方から小さい方へトルク経路を介して、一定割合のトルク移動が行われる。尚、この場合も、ドグ歯１４，１３に形成されているコースト側カム面１４ｂ，１３ｂの傾斜角θ２の角度を調整することで、最適な差動制限トルク（クラッチ締結力）を個別に設定することが可能である。
【００４３】
次に、図４〜図５を用いて、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの関係から、前輪側へ伝達される駆動トルク（以下「前輪側伝達トルクＴＦ」と称する）と、後輪側へ伝達される駆動トルク（以下「後輪側伝達トルクＴＲ」と称する）の変化について説明する。
【００４４】
先ず、駆動トルクがほとんど作用していない場合、すなわち、例えば、実走行ではカーブに進入する際にアクセルペダルを放した場合等の状態では、互いに噛合しているドグ１５のドグ歯１３，１４に作用するトルクが減少するため、軸方向への押圧力ＴＳが減少し、湿式多板クラッチ１０は開放状態となる。
【００４５】
その結果、リヤドライブ軸８に対しては、後側プレッシャプレート３０からのみ駆動力が伝達されることになる。そのため、カーブへの進入の際にステアリングを操作して旋回しようとするときに差動制限トルクが発生しないため、前後輪の回転差がなめらかに吸収されるようになりスムースな旋回ができる。
【００４６】
次に、図４に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態、すなわち、実走行ではカーブに進入した後、アクセルペダルを踏込んで加速した場合に生じるアンダーステア等の状態では、アクセルペダルの踏込み量の応じたトルクが噛合しているドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａに形成されている入力側ドグ歯１３のドライブ側カム面１３ａが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているドライブ側カム面１４ａを押圧するため、軸方向への押圧力ＴＳが発生し、この押圧力ＴＳによって、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）が発生し、湿式多板クラッチ１０を介してサンギヤ軸５とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成される。
【００４７】
すると、図４に中線で示す矢印のように、サンギヤ軸５に入力された駆動トルクの一部が、湿式多板クラッチ１０を介してリヤドライブ軸８側へ伝達されるため、このリヤドライブ軸８には、リングギヤ部材６を介して入力される駆動トルク（細線の矢印で示す）と、上述したサンギヤ軸５から入力される駆動トルク（中線の矢印で示す）とが合算された伝達トルクＴＲ（太線の矢印で示す）が入力される。
【００４８】
その結果、アンダーステア等の状態では、前輪側へ伝達される駆動トルクが減少するためアンダーステアが抑制でき、良好なハンドル操作を行うことが可能となる。
【００４９】
又、図５に示すように、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとが等しい状態から、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態、すなわち、カーブを加速走行中に、後輪が横滑りした場合等の状態では、アクセルペダルの踏込み量に応じたトルクがドク１５のドグ歯１３、１４に作用することで、入力側リングギヤ部材６ａに形成されている入力側ドグ歯１３のドライブ側カム面１３ａが、出力側リングギヤ部材６ｂの出力側ドグ歯１４に形成されているドライブ側カム面１４ａを押圧して軸方向への押圧力ＴＳが発生する。
【００５０】
すると、この押圧力ＴＳによって、湿式多板クラッチ１０が締結されて、デフケース２とリヤドライブ軸８との間にトルク経路がバイパス形成され、図５に中線で示す矢印のように、出力側リングギヤ部材６ｂに入力された駆動トルクの一部が、当該トルク経路を経てサンギヤ軸５に入力される。
【００５１】
その結果、サンギヤ軸５には、プラネタリピニオン軸１１から入力される駆動トルク（細線の矢印で示す）と、湿式多板クラッチ１０を介して出力側リングギヤ部材６ｂ側から入力される駆動トルク（中線で示す）とが合算された伝達トルクＴＦ（太線の矢印で示す）が入力される。
【００５２】
従って、例えばカーブを走行中に後輪が横滑りする場合等の状態では、後輪側伝達トルクＴＲが低減されるため、横滑りが抑制されて良好な走行性を得ることができる。
【００５３】
ところで、雪路等の低μ路の路面での発進及び走行の際に前後輪の一方がスリップした場合には、ドグ１５のカム面１３ａ，１３ｂ（１３ｂ，１４ｂ）に、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクは小さいため、軸方向への押圧力ＴＳは小さく差動制限がほとんど行われないために、路面のグリップ力が著しく低下してしまう。
【００５４】
そのため、各車輪の回転速度を検出する車輪速センサで検出した車輪速に基づき、車輪のスリップを検出した場合は、電子制御型差動制限装置３１を動作させて、湿式多板クラッチ１０を締結動作させて、前後輪の差動を積極的に制限する。
【００５５】
すると、例えば、後輪がスリップしている場合（ＴＲ≒０、且つＮＲ＞０）、図６に、白抜きの矢印で示すように、後輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、サンギヤ軸５側へ伝達されるため、後輪のスリップが抑制される。
【００５６】
一方、前輪がスリップしている場合（ＴＦ≒０、且つＮＦ＞０）は、図６に、ハッチングの矢印で示すように、前輪側の駆動トルクが、湿式多板クラッチ１０を介して、リヤドライブ軸８側へ伝達されるため、前輪のスリップが抑制される。
【００５７】
このように、本実施の形態では、ドグ１５にて湿式多板クラッチ１０を動作させることのできない領域は、電子制御型差動制限装置３１を作動させて積極的に差動制限することで、雪路等の低μ路の路面での発進及びを走行の際にも、スリップが抑制されて良好な走行性能を得ることができる。
【００５８】
次に、図３に示す特性図を用いて、前輪側回転数ＮＦ及び後輪側回転数ＮＲと、前輪側伝達トルクＴＦ及び後輪側伝達トルクＴＲとの関係を説明する。
【００５９】
前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの回転数が等く湿式多板クラッチ１０によるトルク伝達が行われない場合、図の中央に実線で示すように、プラネタリギヤにより設定されるトルク配分で、前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲとが設定される。
【００６０】
一方、前輪側回転数ＮＦが後輪側回転数ＮＲよりも大きくなろうとする状態では、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、前輪側へ伝達される駆動トルクの一部が後輪側へ伝達されて、後輪側伝達トルクＴＲが大きくなる。
【００６１】
又、後輪側回転数ＮＲが前輪側回転数ＮＦよりも大きくなろうとする状態においても、湿式多板クラッチ１０が締結動作されるため、その差動が制限されると共に、後輪側へ伝達される駆動トルクの一部が前輪側へ伝達されて、前輪側伝達トルクＴＦが大きくなる。
【００６２】
更に、湿式多板クラッチ１０の締結力の限界を超えて前輪または後輪がスリップする領域、及び前輪側伝達トルクＴＦと後輪側伝達トルクＴＲが小さくドク１５のカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）による差動制限力が小さい領域で前輪または後輪がスリップする領域では、図の一点鎖線で示すように、電子制御型差動制限装置３１の動作領域を設定し、当該領域で湿式多板クラッチ１０を締結動作させることで、例えば低μ路の路面での発進時及びを走行時のスリップの発生を抑制することができる。
【００６３】
このように、ドグ１５では前後輪の差動を制限しきれない領域は、電子制御型差動制限装置３１を動作させて、差動を積極的に制限することで、低μ路の路面での発進及びを走行する際のスリップを抑制することができる。
【００６４】
又、ドグ１５は、前輪側回転数ＮＦと後輪側回転数ＮＲとの間に差回転が発生しようとする瞬間に動作し、ドグ１５のカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）に押圧力ＴＳが発生して湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させることができるため、電子制御型差動制限装置３１の制御動作に比し応答性がよく、電子制御型差動制限装置３１では制御しきれない領域を補完することができ、全体として良好な走行性能を得ることができる。
【００６５】
又、ドグ１５の各ドグ歯１３，１４に形成したカム面１３ａ，１４ａ（１３ｂ，１４ｂ）によって差動制限トルクを発生させるようにしたので、特殊なギヤを必要とせず、製造が容易となり、製品コストの低減を実現することができる。
【００６６】
更に、差動制限トルクを発生させるための押付力を、各ドグ歯１３，１４に形成したカム面１３ａ，１３ｂ（１３ｂ，１４ｂ）の傾斜角θ１（θ２）にて機種毎に容易に設定することができるため、優れた汎用性を得ることができる。
【００６７】
又、差動制限トルクをドライブ走行時とコースト走行時とで異なる特性に設定することができるため、例えば、ドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているコースト側カム面１３ｂ，１４ｂの傾斜角θ２を０°とし、コース走行時は差動制限を行わないようにするなど、各車両の走行特性に応じて、差動制限特性を自在に設定することが可能となり、設計の自由度を増すことができる。
【００６８】
更に、ドグ１５と電子制御型差動制限装置３１とで湿式多板クラッチ１０を共用化したので、部品点数の削減、構造の簡素化が図れると共に、差動装置１Ａ全体の小型化を実現することが出来る。
【００６９】
又、ドグ１５及び電子制御型差動制限装置３１により湿式多板クラッチ１０を締結動作させるようにしたので、プラネタリギヤ機構自体は、特殊なギヤを使用する必要がなく、標準的なギヤで構成することができるため、製品コストの低減を図ることができる。
【００７０】
又、図７に本発明の第２実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図を示す。
上述した第１実施の形態に示す差動装置１Ａでは、前側プレッシャプレート６ｄを入力側リングギヤ部材６ａに形成したが、本実施の形態で示す差動装置１Ｂでは、第１のプレッシャプレートとしての前側プレッシャプレート４３を、第１の回転部材としてのサンギヤ軸４１に形成したものである。更に、サンギヤ軸４１を入力側回転部材としての入力側サンギヤ軸４１ａと出力側回転部材としての出力側サンギヤ軸４１ｂとに二分割し、この両者の対向面間に、第１実施の形態と同様の構成を有するドグ１５を設けると共に、この出力側サンギヤ軸４１ｂに前側プレッシャプレート４３を突設したものである。
【００７１】
より詳しくは、出力側サンギヤ軸４１ｂの内周が、フロントドライブ軸（図示せず）に結合するフロントエクステンション軸４５の外周にスプライン嵌合されている。又、このフロントエクステンション軸４５の後部に、リヤドライブ軸８の先端部が軸受け２１を介して支持されている。
【００７２】
更に、入力側サンギヤ軸４１ａに設けられているサンギヤ４１ｃと、その外周に配設されている第２の回転部材としてのリングギヤ部材６に形成されているリングギヤ６ｃとの間に介装されているプラネタリピニオン軸１１の両端部が、入力軸３に一体のプラネタリキャリア４と、入力側サンギヤ軸４１ａの外周に配設されているプラネタリキャリア４４とに軸受けを介して回動自在に支持されている。
【００７３】
又、出力側サンギヤ軸４１ｂの後部にクラッチハブ４２が形成されており、このクラッチハブ４２とリングギヤ部材６に形成されているクラッチドラム２０との間に、湿式多板クラッチ１０が介装されている。更に、この湿式多板クラッチ１０の前面に対設する前側プレッシャプレート４３が、サンギヤ軸４１の外周に突設されている。尚、電子制御型差動制限装置３１の構成は、第１実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７４】
このような構成では、入力側サンギヤ軸４１ａの前端が、軸受け部材７を介してプラネタリキャリア４の内周面に回動自在支持されて軸方向への移動が規制されているため、走行時の抵抗（走行抵抗、加速抵抗等）によって生じるトルクが出力側サンギヤ軸４１ｂに印加されると、入力側サンギヤ軸４１ａと出力側サンギヤ軸４１ｂとの分割面に設けたドグ１５のドグ歯１３，１４に形成されているドライブ側カム面１３ａ，１４ａ間には、軸方向に作用する押圧力ＴＳとが発生するため、この押圧力ＴＳで、湿式多板クラッチ１０に差動制限トルク（クラッチ締結力）を発生させて、前後輪の差動を制限すると共に、出力側サンギヤ軸４１ｂとリヤドライブ軸８との間にトルク経路をバイパス形成する。
【００７５】
その結果、出力側サンギヤ軸４１ｂとリヤドライブ軸８との間で、この両者の回転数ＮＦ，ＮＲの大きい方から小さい方へトルク経路を経て、一定割合のトルク移動が行われ、上述した第１実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。尚、電子制御型差動制限装置３１の動作は第１実施の形態と同様であるため説明を省略する。
【００７６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、構造を複雑化することなく、良好な運転性能を得ることができる。
【００７７】
又、ドグと電子制御型差動制限手段とでクラッチ部材を共用化しているため、部品点数の削減、構造の簡素化を図ることができると共に、差動装置全体の小型化を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図
【図２】同、リングギヤ部材の要部側面図
【図３】同、差動制限トルクの特性を示す説明図
【図４】同、駆動トルクが作用しながら前輪側回転数が後輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図５】同、駆動トルクが作用しながら後輪側回転数が前輪側回転数よりも大きくなろうとする場合の前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図６】同、差動制限装置が動作したときの前後輪へのトルク伝達経路を示す説明図
【図７】第２実施の形態による差動装置の軸方向に沿った断面側面図
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ 差動装置
３ 入力軸
５ サンギヤ軸
６ リングギヤ部材
６ａ 入力側リングギヤ部材
６ｂ 出力側リングギヤ部材
６ｃ，４３ 前側プレッシャプレート
８ リヤドライブ軸
１０ 湿式多板クラッチ
１３，１４ ドグ歯
１３ａ，１４ａ ドライブ側カム面
１３ｂ，１４ｂ コースト側カム面
１５ ドグ
３０ 後側プレッシャプレート
３１ 電子制御型差動制限装置
４１ サンギヤ軸
４１ａ 入力側サンギヤ軸
４１ｂ 出力側サンギヤ軸
Claims (4)
- エンジンからの駆動トルクを入力軸を介してプラネタリギヤ機構に伝達し、該プラネタリギヤ機構を介して第１の出力軸と第２の出力軸とに対してトルク配分する差動装置において、
上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸との何れかにに連設する第１の回転部材と、
上記入力軸と上記第１の出力軸と上記第２の出力軸のうち上記第１の回転部材にを除く何れかの軸に連設する第２の回転部材と、
上記第１の回転部材と上記第２の回転部材との間に介装したクラッチ部材と、
上記クラッチ部材を一方から押圧すると共に上記第１の回転部材に連設する第１のプレッシャプレートと、
上記クラッチ部材を他方から押圧する第２のプレッシャプレートと、
上記第２のプレッシャプレートに連設すると共に該第２のプレッシャプレートに押圧力を発生させる電子制御型差動制限手段と、
を備え、
上記第１の回転部材を入力側回転部材と出力側回転部材とに二分割すると共に、
上記出力側回転部材を軸方向へスライド自在に設け、
上記入力側回転部材と上記出力側回転部材との対向面にドグを設けると共に該ドグの噛合面をカム面とし、
走行時の抵抗によって生じるトルクにて上記カム面に発生する軸方向への押圧力で上記第１のプレッシャプレートを介して上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする差動装置。 - 上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するリングギヤ部材であることを特徴とする請求項１記載の差動装置。
- 上記第１の回転部材が上記入力軸にプラネタリピニオン軸を介して連設するサンギヤ軸であることを特徴とする請求項１記載の差動装置。
- 上記電子制御型差動制限手段は、前後輪の一方がスリップした場合に上記第２のプレッシャプレートに対して押圧力を発生させ、該押圧力で上記クラッチ部材を締結動作させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の差動装置。
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