JP2004314796A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デフケースの外部からイニシャルトルクの調整を可能にし、コンベンショナルデフとの間でデフケースの共用を可能にする。
【解決手段】差動機構５を収容する差動機構収容部材７と、差動機構５から駆動力を出力する一対の駆動軸９，１１と、差動機構収容部材７と駆動軸１１との間で伝達トルクを制御可能な断続機構１５とを備え、断続機構１５を差動機構収容部材７の外部に配置した。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動機構を備えた動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に図７のようなデファレンシャル装置７０１が記載されている。このデファレンシャル装置７０１は、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケース７０３と、デフケース７０３に連結された複数本のピニオンシャフト７０５と、各ピニオンシャフト７０５に支承されたピニオンギア７０７と、各ピニオンギア７０７と噛み合うと共に、それぞれ車軸に連結された出力側サイドギア７０９，７１１とからなるベベルギア式の差動機構７１３と、デフケース７０３に対して移動自在に連結されたクラッチリング７１５とサイドギア７１１との間に形成された噛み合いクラッチ７１７と、クラッチリング７１５を噛み合いクラッチ７１７の噛み合い解除側に付勢するターンスプリング７１９と、リターンスプリング７１９の付勢力に抗してクラッチリング７１５をスライドさせ噛み合いクラッチ７１７を噛み合わせる空気式のアクチュエータ７２１から構成されている。
【０００３】
デフケース７０３の回転はピニオンシャフト７０５とピニオンギア７０７とサイドギア７０９，７１１から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギア７０７の自転によって左右各側に差動配分される。
【０００４】
アクチュエータ７２１がクラッチリング７１５をスライドさせて噛み合いクラッチ７１７が噛み合うと、差動機構７１３の差動回転がロックされて車輪の空転が防止され、悪路などでの車両の走破性と脱出性が向上し、良路でも、発進性、加速性、操縦性が向上する。また、アクチュエータ７２１の動作を停止させると、リターンスプリング７１９の付勢力によってクラッチリング７１５が後退して噛み合いクラッチ７１７の噛み合いが解除され、差動ロック機能が解除されて差動機構７１３の差動回転がフリーになる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９６４６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、車両の走破性、脱出性、発進性、加速性、操縦性などを向上させるために、デファレンシャル装置には差動を制限する機構が必要であり、この差動制限機構には、デファレンシャル装置７０１の噛み合いクラッチ７１７のような差動ロック機構の他に、バネなどで摩擦部を押圧して一定の差動制限トルク（イニシャルトルク）を与えるイニシャルトルク付加機構、摩擦クラッチによって差動制限トルクを与える差動制限機構、粘性流体の剪断抵抗を用いて差動制限トルクを与える粘性流体カップリングなどがある。
【０００７】
イニシャルトルク付加機構は、従来、デフケースの内部に配置されているが、差動制限力を持たないデファレンシャル装置（コンベンショナルデフ）の場合、充分なトルクバイアスレシオ（一方の車輪がスリップしたとき差動制限力によって他方の車輪に送られる駆動力）が得られない上に、イニシャルトルク付加機構を配置するスペースと、必要な摩擦部も得られない。
【０００８】
また、デフケースの内部に配置されたイニシャルトルク付加機構は、デフケースの外部からイニシャルトルクを調整することが困難である。
【０００９】
また、差動ロック機構と摩擦クラッチによる差動制限機構と粘性流体カップリングの場合は、いずれもある程度の配置スペースが必要であり、容積の大きなデフケースが必要であるから、コンベンショナルデフとの間でデフケースを共用することができない。
【００１０】
また、差動ロック機構及び摩擦クラッチによる差動制限機構にはアクチュエータが必要であり、このアクチュエータに油圧アクチュエータや空気圧アクチュエータのような流体圧式のアクチュエータを用いる場合は、配管の引き回しやポンプの配置などに広いスペースが必要になるから、トランスミッションケースやトランスファケースに収容する場合、配置スペースを確保するのが難しいという問題が発生する。
【００１１】
特に、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ車）のトランスミッションケースに、流体圧式のアクチュエータを用いた差動制限装置を収容するのは困難である。
【００１２】
また、自動変速機（ＡＴ）はミッションオイルがコンタミネーション（特に、金属製の摩耗粉による汚染：汚染物質）を嫌うから、デファレンシャル装置を自動変速機のトランスミッションケースに収容する場合は、コンタミネーションが発生する摩擦部を作りたくない。
【００１３】
そこで、本発明は、デフケース（差動機構収容部材）の外部からイニシャルトルクの調整が可能であり、コンベンショナルデフとの間でデフケースの共用が可能であり、トランスミッションケースやトランスファケースに対して配置スペースやコンタミネーションの問題を与えない動力伝達装置（差動制限機能付きのデファレンシャル装置）の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の動力伝達装置は、差動機構を収容すると共に、前記差動機構に対する駆動力の入力側差動回転部材である差動機構収容部材と、前記差動機構から駆動力を出力する一対の駆動軸と、差動機構収容部材側と、前記一対の駆動軸のいずれかとの間で伝達トルクを制御可能な断続機構とを備え、前記断続機構は、前記差動機構収容部材の外部に配置されていることを特徴としている。
【００１５】
このように、本発明の動力伝達装置では、伝達トルクを制御可能な断続機構（差動制限装置）が差動機構収容部材（デフケース）の外部に配置されている。
【００１６】
従って、差動制限装置にイニシャルトルク付加機構を配置することが容易になると共に、差動機構収容部材の外部からイニシャルトルクを調整することが可能になる。
【００１７】
また、差動制限機構が、イニシャルトルク付加機構、差動ロック機構、摩擦クラッチによって差動制限トルクを与える差動制限機構、粘性流体カップリングのいずれであっても、これらが差動機構収容部材の外部に配置されるから、差動機構収容部材を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケースの共用が可能になると共に、これらの差動制限機構を用いて充分な差動制限トルクを得ることができる。
【００１８】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置したから、差動制限装置でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、差動機構（例えば、ギアの噛み合い部）に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）が避けられる。
【００１９】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置する本発明の構成では、差動制限装置をトランスミッションケースやトランスファケースの外部に配置することが可能であるから、トランスミッションケース（特に、ＦＦ車でのトランスミッションケース）及びトランスファケースに対する配置スペースの問題や、トランスミッション（特に、自動変速機）に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１に記載された動力伝達装置であって、前記差動機構収容部材と前記断続機構との間に、トルク伝達機構を配置したことを特徴とし、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２１】
差動機構収容部材と断続機構との間にトルク伝達機構を配置したこの構成では、前記駆動軸はトルク伝達機構の一部をなしており、断続機構はトルク伝達機構を介して伝達される差動回転を、差動機構収容部材とこの駆動軸との間で制限する。
【００２２】
また、この構成では、差動機構収容部材と断続機構との間にトルク伝達機構を配置したことにより、断続機構の配置個所を決定する際の自由度が向上するから、レイアウトがそれだけ容易になる。
【００２３】
請求項３の発明は、請求項１に記載された動力伝達装置であって、前記駆動軸が、前記差動機構収容部材から外部に突き出して、前記断続機構を貫通し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。
【００２４】
また、この構成では、駆動軸が差動機構収容部材から断続機構を貫通することにより、差動機構収容部材と断続機構とが同軸上に配置され、動力伝達装置が径方向コンパクトにレイアウトされるから、車載性が向上する。
【００２５】
請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、前記断続機構が、摩擦クラッチであることを特徴とし、請求項１〜請求項３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２６】
また、摩擦クラッチは、アクチュエータによって断続操作され、締結力（差動制限力）を調整されるものであり、伝達トルクや差動トルクによって作動するものではないから、このようなトルクの影響を受けずに所望の差動制限力が安定して得られる。
【００２７】
請求項５の発明は、請求項４に記載された動力伝達装置であって、前記摩擦クラッチが、トルクを受けて作動するカム機構のカムスラスト力によって締結されることを特徴とし、請求項４の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２８】
また、トルクを受けて作動するカム機構の倍力機能により、摩擦クラッチは充分な差動制限力が得られると共に、カム機構のカムスラスト力を調整することによって差動制限力を容易に制御できる。
【００２９】
請求項６の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、前記断続機構が、回転差感応型のカップリングであることを特徴とし、請求項１〜請求項３の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３０】
また、回転差感応型のカップリングは、例えば、上記の粘性流体カップリングであり、コンタミネーションが発生しないから、本発明の動力伝達装置をトランスミッションケースやトランスファケースに収容しても、コンタミネーションの問題が生じない。
【００３１】
請求項７の動力伝達装置は、一対の駆動軸を介して駆動力を２方向へ分配可能な動力伝達装置であって、前記両駆動軸の間に、トルク伝達機構を配置したことを特徴としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１と図２によって動力伝達装置１（本発明の第１実施形態）と、これを用いて構成されたトランスファ３の説明をする。図１は動力伝達装置１とトランスファ３を示し、図２はトランスファ３が用いられた４輪駆動車を示している。左右の方向はこの４輪駆動車及び図１での左右の方向であり、図１の上方はこの車両の前方に相当する。
【００３３】
［動力伝達装置１の構成］
動力伝達装置１は、ベベルギア式の差動機構５を収容すると共に、差動機構５に対する駆動力の入力側差動回転部材であるデフケース７（差動機構収容部材）と、差動機構５から駆動力を出力する一対のドライブシャフト９，１１（駆動軸）と、デフケース７に連結された中空軸１３（トルク伝達機構）とドライブシャフト１１（トルク伝達機構）との間で伝達トルクを制御可能な多板クラッチ１５（断続機構：摩擦クラッチ）と、多板クラッチ１５を押圧し一定のイニシャルトルクを与える皿ばね９７（イニシャルトルク付加機構：図２）と、多板クラッチ１５を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ１５と油圧アクチュエータは、デフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置されている。また、差動機構５は、デフケース７に収容されてフロントデフ３１を構成している。
【００３４】
［トランスファ３の構成］
トランスファ３は、動力伝達装置１と、ベベルギア１７，１９で構成された方向変換ギア組２１と、ベベルギア１９と一体に形成されたドライブピニオンシャフト２３と、ドライブピニオンシャフト２３にスプライン連結されたフランジ２５から構成されている。
【００３５】
［４輪駆動車の動力系の構成］
図２のように、上記の４輪駆動車の動力系は、車両の前部に配置された横置きのエンジン２７（原動機）、トランスミッション２９、トランスファ３（及び動力伝達装置１）、動力伝達装置１に含まれるフロントデフ３１（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）、ドライブシャフト９，１１（前車軸）、左右の前輪３３，３５、後輪側のプロペラシャフト３７、方向変換ギア組３９、リヤデフ４１（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４３，４５、左右の後輪４７，４９から構成されている。
【００３６】
エンジン２７の駆動力はトランスミッション２９の出力ギア５１と噛み合ったリングギア５３からフロントデフ３１のデフケース７に伝達され、差動機構５からドライブシャフト９，１１を介して左右の前輪３３，３５に配分されると共に、デフケース７から中空軸１３と方向変換ギア組２１とドライブピニオンシャフト２３とフランジ２５からプロペラシャフト３７と方向変換ギア組３９とを介してリヤデフ４１に伝達され、リヤデフ４１から後車軸４３，４５を介して左右の後輪４７，４９に配分される。
【００３７】
［動力伝達装置１とトランスミッション３を構成する上記各部材の説明］
差動機構５は、複数本のピニオンシャフト５５、複数個のピニオンギア５７、左右の出力側サイドギア５９，６１から構成されている。各ピニオンシャフト５５はデフケース７に端部を固定され、スプリングピン６３によって抜け止めされており、各ピニオンギア５７はピニオンシャフト５５上にそれぞれ支承されている。また、サイドギア５９，６１は左右から各ピニオンギア５７と噛み合っており、サイドギア５９は左のドライブピニオンシャフト９にスプライン連結され、サイドギア６１は右のドライブピニオンシャフト１１にスプライン連結されている。
【００３８】
デフケース７は、トランスミッションケース６５に収容されており、ボールベアリング６７，６９によってトランスミッションケース６５に支承されている。また、上記のリングギア５３はボルト７１，７１によってデフケース７に固定されている。トランスミッションケース６５にはトランスミッションオイルが封入されている。
【００３９】
ドライブシャフト９は、デフケース７とトランスミッションケース６５を左に貫通して外部に突き出し、左前輪３３側に連結されている。また、ドライブシャフト９とトランスミッションケース６５との間にはシール７３が配置され、トランスミッションケース６５からのオイル漏れと外部からの異物の侵入を防止している。
【００４０】
また、ドライブシャフト１１は、デフケース７とトランスミッションケース６５とトランスファケース７５を右に貫通して外部に突き出し、右前輪３５側に連結されている。トランスファケース７５にはトランスファオイルが封入されている。
【００４１】
中空軸１３は、トランスファケース７５に収容されており、トランスミッションケース６５に貫入してデフケース７の右端部にスプライン連結されている。また、トランスファケース７５の右端部にはカバー７７がボルト７９によって固定されており、中空軸１３は左端部をスラストベアリング８１によってトランスファケース７５に支承され、右端部をスラストベアリング８３によってカバー７７に支承されている。ドライブシャフト１１は中空軸１３を貫通しており、中空軸１３の外周にはスピードメータ用のパルスギア８５が連結されている。トランスミッションケース６５及びトランスファケース７５と中空軸１３との間にはシール８７，８７が、また、ドライブシャフト１１と中空軸１３との間にはシール８９，８９が配置されており、トランスミッションオイルとトランスファオイルとの混ざり合いをそれぞれ防止している。
【００４２】
多板クラッチ１５は、上記のようにトランスファケース７５の外部（右側外部）に配置されており、中空軸１３にスプライン連結されたクラッチハウジング９１と、ドライブシャフト１１にスプライン連結されたクラッチハブ９３との間に設けられている。
【００４３】
また、多板クラッチ１５の油圧アクチュエータはシリンダとピストン９５から構成されており、ピストン９５はスナップリング９６によってクラッチハウジング９１に位置決めされている。皿ばね９７は、ピストン９５と多板クラッチ１５との間に配置されており、上記のように多板クラッチ１５を押圧してイニシャルトルクを与えている。トランスファケース７５とカバー７７との間にはＯリング９９が、また、カバー７７とクラッチハウジング９１との間にはシール１０１が、また、ピストン９５とドライブシャフト１１との間にはシール１０３が、また、ピストン９５とクラッチハウジング９１との間にはＯリング１０４が配置されており、トランスファケース７５からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【００４４】
ベベルギア１７，１９は上記のように方向変換ギア組２１を構成しており、ベベルギア１７は、中間軸１３に設けられたフランジ部１０５にボルト１０７で固定され、ベベルギア１９は、上記のようにドライブピニオンシャフト２３に一体形成されている。また、方向変換ギア組２１には、入力側のベベルギア１７を出力側のベベルギア１９より大径にすることによって、増速機能が与えられている。
【００４５】
ドライブピニオンシャフト２３は車両の前後方向に配置されている。トランスファケース７５の後部には、円筒部材１０９がボルト１１１によって固定されており、ドライブピニオンシャフト２３はスラストベアリング１１３，１１５によって円筒部材１０９に支承され、スラストベアリング１１３，１１５の間には円筒状のバネ部材１１７が配置されている。
【００４６】
フランジ２５は、上記のようにドライブピニオンシャフト２３にスプライン連結されており、ドライブピニオンシャフト２３の後端部にはナット１１９が螺着され、フランジ２５を介してスラストベアリング１１５とバネ部材１１７とスラストベアリング１１３とを押圧してスラストベアリング１１５，１１３を予圧し、ドライブピニオンシャフト２３をセンターリングしている。フランジ２５と円筒部材１０９には互いの間で塵埃などの侵入を防止する非接触型のシール１２１を構成するシール部材１２３，１２５がそれぞれ固定され、また、円筒部材１０９とフランジ２５及びシール部材１２３との間には（接触型の）シール１２７が配置され、また、トランスファケース７５と円筒部材１０９との間にはＯリング１２９が配置されており、トランスファケース７５からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【００４７】
コントローラは、油圧ポンプとの間で、油圧アクチュエータの作動、その押圧力の制御、作動停止などを行う。
【００４８】
［動力伝達装置１とトランスファ３の動作］
動力伝達装置１とトランスファ３において、上記のようにフロントデフ３１のデフケース７に伝達されたエンジン２７の駆動力は、デフケース７から中空軸１３とベベルギア１７とを介して方向変換ギア組２１に伝達され、方向変換ギア組２１は、伝達された駆動力を増速しながら方向を変換してベベルギア１９（ドライブピニオンシャフト２３）に伝達し、フランジ２５からプロペラシャフト３７を介してリヤデフ４１側に伝達する。
【００４９】
また、悪路走行時、発進時、加速時などで前輪３３，３５の間に駆動抵抗差が生じると、フロントデフ３１のピニオンギア５７が自転し、エンジン２７の駆動力を左右の前輪３３，３５に差動配分する。
【００５０】
また、悪路、加速時、発進時などに前輪３３，３５の一方が空転し駆動力が逃げようとする場合は、皿ばね９７によって多板クラッチ１５に与えられているイニシャルトルク（一定の差動制限力）により、フロントデフ３１（差動機構５）の差動回転が制限され、その結果、前輪３３，３５の他方に駆動力が伝達されて、悪路の脱出性、加速性、発進性などの低下が防止される。
【００５１】
また、コントローラが油圧アクチュエータを作動させると、多板クラッチ１５が押圧されて締結され、フロントデフ３１の差動制限力が強化され、悪路の脱出性、加速性、発進性が向上する。
【００５２】
コントローラは、油圧アクチュエータによる多板クラッチ１５の押圧力（差動制限力）を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じて、フロントデフ３１に最適の差動制限機能を与えることができる。
【００５３】
また、油圧アクチュエータの作動を停止させ多板クラッチ１５を開放すると、フロントデフ３１は、皿ばね９７によってイニシャルトルクを与えられた状態に戻る。
【００５４】
［動力伝達装置１とトランスファ３の効果］
動力伝達装置１とトランスファ３は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００５５】
差動制限装置である多板クラッチ１５と、イニシャルトルク付加機構である皿ばね９７を、デフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置したことにより、皿ばね９７を用いて多板クラッチ１５にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね９７を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース７やトランスファケース７５を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【００５６】
また、多板クラッチ１５をデフケース７の外部に配置したことにより、多板クラッチ１５を収容するためにデフケース７を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース７を共用することが可能になる。
【００５７】
また、多板クラッチ１５でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、デフケース７に収容された差動機構５の各ギア５７，５９，６１の噛み合い部に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）は生じない。
【００５８】
また、本発明の構成では、上記のように多板クラッチ１５と油圧アクチュエータをトランスミッションケース６５とトランスファケース７５の外部に配置することができるから、トランスミッションケース６５及びトランスファケース７５に対する配置スペースの問題や、トランスミッション２９及びトランスファ３に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【００５９】
また、ドライブシャフト１１がデフケース７と多板クラッチ１５を貫通することによってデフケース７と多板クラッチ１５が同軸に配置され、動力伝達装置１が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置１とトランスファ３の車載性が向上する。
【００６０】
また、油圧アクチュエータによって操作される多板クラッチ１５は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【００６１】
また、多板クラッチ１５は、小型でありながら摩擦面積が広いから、大きな連結力（差動制限力）が得られる。
【００６２】
［第２実施形態］
図３によって動力伝達装置２０１（本発明の第２実施形態）と、これを用いて構成されたトランスファ３の説明をする。動力伝達装置２０１は、第１実施形態の動力伝達装置１において、多板クラッチ１５に代えてコーンクラッチ２０３を用いた例であり、以下、動力伝達装置１と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【００６３】
［動力伝達装置２０１の構成］
動力伝達装置２０１は、差動機構５を収容するデフケース７と、ドライブシャフト９，１１と、デフケース７に連結された中空軸１３とドライブシャフト１１との間で伝達トルクを制御可能なコーンクラッチ２０３（断続機構：摩擦クラッチ）と、コーンクラッチ２０３を押圧し一定のイニシャルトルクを与える皿ばね９７と、コーンクラッチ２０３を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、コーンクラッチ２０３と油圧アクチュエータは、デフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置されている。
【００６４】
［動力伝達装置２０１を構成する上記各部材の説明］
コーンクラッチ２０３は、中空軸１３側のクラッチハウジング９１に形成された円錐面２０５と、ドライブシャフト１１側のクラッチリング２０７に形成された円錐面２０９とで構成されている。
【００６５】
また、皿ばね９７は、クラッチリング２０７と油圧アクチュエータのピストン９５との間に配置され、上記のようにコーンクラッチ２０３を押圧してイニシャルトルクを与えている。
【００６６】
［動力伝達装置２０１とトランスファ３の動作］
動力伝達装置２０１とトランスファ３はエンジン２７の駆動力を、フロントデフ３１によって左右の前輪３３，３５に配分すると共に、デフケース７、中空軸１３、方向変換ギア組２１、ドライブピニオンシャフト２３、フランジ２５からプロペラシャフト３７を介してリヤデフ４１側に伝達する。
【００６７】
また、悪路走行時、発進時、加速時などで、前輪３３，３５の間に駆動抵抗差が生じると、フロントデフ３１のピニオンギア５７が自転し、エンジン２７の駆動力を左右の前輪３３，３５に差動配分すると共に、前輪３３，３５の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、皿ばね９７によってコーンクラッチ２０３に与えられているイニシャルトルクにより、フロントデフ３１（差動機構５）の差動回転が制限され、前輪３３，３５の他方に駆動力が伝達され、悪路脱出性、加速性、発進性などの低下が防止される。
【００６８】
また、コーンクラッチ２０３を締結させると、フロントデフ３１の差動制限力が強化され、悪路脱出性、加速性、発進性を向上させることができる。
【００６９】
さらに、コーンクラッチ２０３の押圧力（差動制限力）を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じてフロントデフ３１に最適の差動制限機能を与えることができ、また、コーンクラッチ２０３を開放すると、フロントデフ３１は皿ばね９７によってイニシャルトルクが与えられた状態に戻る。
【００７０】
［動力伝達装置２０１とトランスファ３の効果］
動力伝達装置２０１とトランスファ３は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００７１】
コーンクラッチ２０３と皿ばね９７をデフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置したことにより、皿ばね９７を用いてコーンクラッチ２０３にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね９７を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース７やトランスファケース７５を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【００７２】
また、コーンクラッチ２０３をデフケース７の外部に配置したことにより、コーンクラッチ２０３を収容するためにデフケース７を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース７を共用することが可能になる。
【００７３】
また、コーンクラッチ２０３でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、デフケース７に収容された差動機構５の各ギア５７，５９，６１の噛み合い部に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）は生じない。
【００７４】
また、上記のようにコーンクラッチ２０３と油圧アクチュエータをトランスミッションケース６５とトランスファケース７５の外部に配置することができるから、トランスミッションケース６５及びトランスファケース７５に対する配置スペースの問題や、トランスミッション２９及びトランスファ３に対するコンタミネーションの問題から解放される。
【００７５】
また、ドライブシャフト１１がデフケース７とコーンクラッチ２０３を貫通することによってデフケース７とコーンクラッチ２０３が同軸配置され、動力伝達装置２０１が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置２０１とトランスファ３の車載性が向上する。
【００７６】
また、油圧アクチュエータによって操作されるコーンクラッチ２０３は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【００７７】
また、コーンクラッチ２０３は、部品点数が少ない上に、円錐面２０５，２０９の楔効果によって大きな連結力（差動制限力）が得られる。
【００７８】
［第３実施形態］
図４と図５によって動力伝達装置３０１（本発明の第３実施形態）と、これを用いて構成されたトランスファ３の説明をする。動力伝達装置３０１は、第１実施形態の動力伝達装置１において、多板クラッチ１５を、油圧アクチュエータではなく、電磁石３０３とアーマチャ３０５で操作するように構成した例であり、以下、動力伝達装置１と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【００７９】
［動力伝達装置３０１の構成］
動力伝達装置３０１は、差動機構５を収容するデフケース７と、ドライブシャフト９，１１と、
デフケース７とトランスファケース７５の外部に配置され、デフケース７に連結された中空軸１３とドライブシャフト１１との間で伝達トルクを制御可能な多板クラッチ１５と、電磁石３０３と、電磁石３０３によって移動操作され、多板クラッチ１５を押圧する上記のアーマチャ３０５と、電磁石３０３を操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ１５と電磁石３０３は、デフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置されている。
【００８０】
［動力伝達装置３０１を構成する上記各部材の説明］
多板クラッチ１５は、上記のようにトランスファケース７５の外部に配置されており、中空軸１３側のクラッチハウジング９１とドライブシャフト１１側のクラッチハブ９３との間に設けられている。
【００８１】
ドライブシャフト１１の外周には、磁性材料で作られて電磁石３０３の磁束循環経路の一部を構成するロータ３０７が相対回転自在に支持されており、その突部３０９をクラッチハウジング９１の切り欠き３１１に係合させて回り止めされ、クラッチハウジング９１に取り付けられたスナップリング３１３によって軸方向に位置決めされている。
【００８２】
ロータ３０７は非磁性体であるオーステナイト系ステンレス鋼のリング３１５によって径方向の外側と内側に分断されており、多板クラッチ１５には、このリング３１５と対応する径方向位置に、複数の開口部３１７と各開口部３１７を連結するブリッジ部がそれぞれ周方向等間隔に設けられており、これらのリング３１５と開口部３１７の磁気抵抗によって上記の磁束循環経路上での磁束の短絡が防止されている。
【００８３】
ロータ３０７とドライブシャフト１１との間には断面がＸ字状のシールであるＸリング３１９が配置され、また、クラッチハウジング９１とロータ３０７との間にはＯリング３２１が配置されており、トランスファケース７５からのオイル漏れと外部からの異物の侵入をそれぞれ防止している。
【００８４】
電磁石３０３のコイルハウジング３２３は、両側シール型のボールベアリング３２５によってロータ３０７上に支承され、切り欠き３２７と係合した連結部材３２９を介して車体側に回り止めされていると共に、ロータ３０７に設けられたリング状の凹部３３１に所定間隔のエアギャプを介して貫入している。また、電磁石３０３のリード線３３３はコントローラを介して車載のバッテリに接続されている。
【００８５】
電磁石３０３の磁束循環経路は、コイルハウジング３２３、ロータ３０７、上記のエアギャップ、多板クラッチ１５、アーマチャ３０５によって構成されている。
【００８６】
コントローラは、電磁石３０３の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００８７】
電磁石３０３が励磁されると、磁束循環経路に磁束ループ３３５が発生してアーマチャ３０５が吸引され、多板クラッチ１５を押圧して締結させ、差動制限力を発生させる。
【００８８】
［動力伝達装置３０１とトランスファ３の動作］
動力伝達装置３０１とトランスファ３はエンジン２７の駆動力を、フロントデフ３１によって左右の前輪３３，３５に配分すると共に、リヤデフ４１側に伝達する。
【００８９】
また、前輪３３，３５の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、多板クラッチ１５を締結させるとフロントデフ３１（差動機構５）の差動回転が制限され、前輪３３，３５の他方に駆動力が伝達され、悪路の脱出性、加速性、発進性の低下が防止される。
【００９０】
また、コントローラによって電磁石３０３の励磁電流を調整し、多板クラッチ１５によるフロントデフ３１の差動制限力を調整すると、車両の走行条件、路面状態などに応じてフロントデフ３１に最適の差動制限機能を与えることができ、悪路脱出性、加速性、発進性などが向上する。
【００９１】
また、電磁石３０３の励磁を停止すると、多板クラッチ１５が開放され、フロントデフ３１は差動が自由の状態に戻る。
【００９２】
［動力伝達装置３０１とトランスファ３の効果］
動力伝達装置３０１とトランスファ３は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００９３】
多板クラッチ１５をデフケース７の外部に配置したことにより、多板クラッチ１５を収容するためにデフケース７を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース７を共用することが可能になる。
【００９４】
また、多板クラッチ１５でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、デフケース７に収容された差動機構５の各ギア５７，５９，６１の噛み合い部に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）は生じない。
【００９５】
また、多板クラッチ１５と電磁石３０３をトランスミッションケース６５とトランスファケース７５の外部に配置することができるから、トランスミッションケース６５及びトランスファケース７５に対する配置スペースの問題や、トランスミッション２９及びトランスファ３に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【００９６】
また、ドライブシャフト１１がデフケース７と多板クラッチ１５と電磁石３０３を貫通することによってデフケース７と多板クラッチ１５と電磁石３０３が同軸配置され、動力伝達装置３０１が径方向コンパクトにレイアウトされるから、動力伝達装置３０１とトランスファ３の車載性が向上する。
【００９７】
また、電磁石３０３によって操作される多板クラッチ１５は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【００９８】
また、第１実施形態の動力伝達装置１と同様に、皿ばね９７を用れば、多板クラッチ１５にイニシャルトルクを付加することが容易であると共に、皿ばね９７を交換してイニシャルトルクを変えるに当たってデフケース７やトランスファケース７５を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【００９９】
［第４実施形態］
図６によって動力伝達装置４０１（本発明の第４実施形態）と、これを用いて構成されたトランスファ３の説明をする。図６は動力伝達装置４０１とトランスファ３が用いられた４輪駆動車を示しており、左右の方向はこの４輪駆動車及び図６での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。以下、第１実施形態の動力伝達装置１と同機能の部材に同一の符号を付して引用しながら説明する。
【０１００】
［動力伝達装置４０１の構成］
動力伝達装置４０１は、デフケース７と、ドライブシャフト９，１１と、
デフケース７とトランスファケース７５の外部に配置され、伝達トルクを制御可能な多板クラッチ４０３（断続機構：摩擦クラッチ）と、デフケース７と多板クラッチ４０３との間に配置されたトルク伝達機構４０５と、多板クラッチ４０３にイニシャルトルクを与える皿ばね９７と、多板クラッチ４０３を押圧する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータを操作するコントローラとを備えており、多板クラッチ４０３と油圧アクチュエータは、デフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置されている。
【０１０１】
［トランスファ３の構成］
トランスファ３は、動力伝達装置４０１と、ベベルギア１７，１９で構成された方向変換ギア組２１と、ベベルギア１９と一体に形成されたドライブピニオンシャフト２３と、ドライブピニオンシャフト２３にスプライン連結されたフランジ２５から構成されている。
【０１０２】
［動力伝達装置４０１とトランスファ３を構成する上記各部材の説明］
多板クラッチ４０３は、クラッチハウジング４０７とカウンターシャフト４０９（副軸）との間に設けられており、カウンターシャフト４０９はドライブシャフト９，１１と平行に配置されている。皿ばね９７は、クラッチハウジング４０７に取り付けられたスナップリング４１１と多板クラッチ４０３との間に配置され、上記のように多板クラッチ４０３にイニシャルトルクを与えている。
【０１０３】
トルク伝達機構４０５は、カウンターシャフト４０９と２対のギア組４１３，４１５から構成されている。
【０１０４】
ギア組４１３は、デフケース７に固定されているリングギア５３と、これと噛み合ったギア４１７とで構成されており、ギア４１７はカウンターシャフト４０９にスプライン連結されている。
【０１０５】
ギア組４１５は、互いに噛み合ったギア４１９，４２１で構成されており、ギア４１９はドライブシャフト１１にスプライン連結され、ギア４２１は多板クラッチ４０３のクラッチハウジング４０７に連結されている。
【０１０６】
このように、トルク伝達機構４０５はデフケース７と多板クラッチ４０３との間に配置されており、多板クラッチ４０３はトルク伝達機構４０５を介しデフケース７と多板クラッチ４０３との間でフロントデフ３１（差動機構５）の差動を制限する。
【０１０７】
［４輪駆動車の動力系の構成］
上記の４輪駆動車の動力系は、エンジン２７、トランスミッション２９、トランスファ３（及び動力伝達装置４０１）、動力伝達装置４０１に含まれるフロントデフ３１、ドライブシャフト９，１１、左右の前輪３３，３５、後輪側のプロペラシャフト３７、方向変換ギア組３９、リヤデフ４１、後車軸４３，４５、左右の後輪４７，４９から構成されている。
【０１０８】
［動力伝達装置４０１とトランスファ３の動作］
動力伝達装置４０１とトランスファ３において、エンジン２７の駆動力はギア５１，５３からデフケース７に伝達され、フロントデフ３１からドライブシャフト９，１１を介して左右の前輪３３，３５に配分されると共に、デフケース７からギア組４１３とカウンターシャフト４０９と方向変換ギア組２１とドライブピニオンシャフト２３とフランジ２５とプロペラシャフト３７と方向変換ギア組３９とを介してリヤデフ４１に伝達され、リヤデフ４１から後輪４７，４９に配分される。
【０１０９】
また、悪路走行時、加速時、発進時などに前輪３３，３５の一方が空転し駆動力が逃げようとした場合は、皿ばね９７によって多板クラッチ４０３に与えられているイニシャルトルクにより、フロントデフ３１（差動機構５）の差動回転が制限され、前輪３３，３５の他方に駆動力が伝達されて、悪路脱出性、加速性、発進性の低下が防止される。
【０１１０】
また、油圧アクチュエータを作動させると、多板クラッチ４０３が締結されて、フロントデフ３１の差動制限力が強化され、悪路脱出性、加速性、発進性を向上させることができる。コントローラは、油圧アクチュエータによる多板クラッチ４０３の押圧力（差動制限力）を調整することにより、車両の走行条件、路面状態などに応じて、フロントデフ３１に最適の差動制限機能を与える。また、多板クラッチ４０３を開放すると、フロントデフ３１は皿ばね９７によってイニシャルトルクを与えられた状態に戻る。
【０１１１】
［動力伝達装置４０１とトランスファ３の効果］
動力伝達装置４０１とトランスファ３は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【０１１２】
多板クラッチ４０３と皿ばね９７をデフケース７及びトランスファケース７５の外部に配置したことにより、皿ばね９７を用いて多板クラッチ４０３にイニシャルトルクを付加することが容易になると共に、皿ばね９７を交換してイニシャルトルクを変えるに当たっては、デフケース７やトランスファケース７５を分解する必要がないから、イニシャルトルクを外部から容易に調整することができる。
【０１１３】
また、多板クラッチ４０３をデフケース７の外部に配置したことにより、多板クラッチ４０３を収容するためにデフケース７を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間でデフケース７を共用することが可能になる。
【０１１４】
また、多板クラッチ４０３でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、デフケース７に収容された差動機構５の各ギア５７，５９，６１の噛み合い部に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）は生じない。
【０１１５】
また、上記のように多板クラッチ４０３と油圧アクチュエータをトランスミッションケース６５とトランスファケース７５の外部に配置することができるから、トランスミッションケース６５及びトランスファケース７５に対する配置スペースの問題や、トランスミッション２９及びトランスファ３に対するコンタミネーションの問題が解消される。
【０１１６】
また、油圧アクチュエータによって操作される多板クラッチ４０３は、伝達トルクや差動トルクの影響を受けないから、所望の差動制限機能が安定して得られる。
【０１１７】
また、デフケース７と多板クラッチ４０３との間にトルク伝達機構４０５を配置したことにより、多板クラッチ４０３の配置上の自由度が向上し、レイアウトがそれだけ容易になる。
【０１１８】
また、多板クラッチ４０３は、小型でありながら摩擦面積が広いから、大きな差動制限力が得られる。
【０１１９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明の動力伝達装置において、伝達トルクを制御可能な断続機構（差動制限装置）は、実施形態に用いられた多板クラッチやコーンクラッチや単板クラッチのような摩擦クラッチでもよく、この他に、噛み合いクラッチ（ドッグクラッチ）、バンドブレーキ、ドラムブレーキなどでもよい。
【０１２０】
噛み合いクラッチを用いれば、差動ロック機能が得られる。
【０１２１】
また、これらを操作するアクチュエータは、油圧アクチュエータや空気圧式アクチュエータのような流体圧式アクチュエ−タ、電磁石、電動モータなどでもよく、あるいは、断続機構を手動で操作するように構成してもよい。
【０１２２】
また、本発明の動力伝達装置は、トランスファの一部に用いられた実施形態のような例（フロントデフ）に限らず、必要ならば、リヤデフにも適用することができる。
【０１２３】
また、差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に回転自在に収容されたピニオンギアで出力側のサイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【０１２４】
【発明の効果】
請求項１の動力伝達装置は、伝達トルクを制御可能な断続機構（差動制限装置）を差動機構収容部材（デフケース）の外部に配置したことにより、差動制限装置にイニシャルトルク付加機構を配置することが容易になると共に、差動機構収容部材の外部からイニシャルトルクの調整が可能になる。
【０１２５】
また、差動制限機構を差動機構収容部材の外部に配置するから、差動機構収容部材を大型化する必要がなくなり、コンベンショナルデフとの間で差動機構収容部材の共用が可能になる。
【０１２６】
また、差動制限装置を差動機構収容部材の外部に配置したから、差動制限装置でコンタミネーション（金属製の摩耗粉）が発生しても、差動機構（例えば、ギアの噛み合い部）に対する悪影響（摩耗、発熱、振動など）が避けられる。
【０１２７】
また、本発明の構成によれば、差動制限装置をトランスミッションケースやトランスファケースの外部に配置することが可能であるから、トランスミッションケース（特に、ＦＦ車でのトランスミッションケース）及びトランスファケースに対する配置スペースの問題や、トランスミッション（特に、自動変速機）及びトランスファに対するコンタミネーションの問題が解消される。
【０１２８】
請求項２の動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１２９】
また、差動機構収容部材と断続機構との間にトルク伝達機構を配置したことにより、断続機構の配置箇所（レイアウト）の自由度が向上する。
【０１３０】
請求項３の動力伝達装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３１】
また、駆動軸が差動機構収容部材から断続機構を貫通することによって、動力伝達装置が径方向コンパクトにレイアウトされ、車載性が向上する。
【０１３２】
請求項４の動力伝達装置は、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３３】
また、摩擦クラッチを用いたことにより、伝達トルクや差動トルクの影響を受けずに、所望の差動制限力が安定して得られる。
【０１３４】
請求項５の動力伝達装置は、請求項４の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３５】
また、カム機構を用いたことにより、摩擦クラッチは充分な差動制限力が得られると共に、カム機構のカムスラスト力調整によって差動制限力を容易に制御することができる。
【０１３６】
請求項６の動力伝達装置は、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１３７】
また、回転差感応型のカップリングではコンタミネーションが発生しないから、本発明の動力伝達装置をトランスミッションケースやトランスファケースに収容しても、コンタミネーションの問題が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態を用いた４輪駆動車のスケルトン機構図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】本発明の第４実施形態を用いた４輪駆動車のスケルトン機構図である。
【図７】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ 動力伝達装置
５ ベベルギア式の差動機構
７ デフケース（差動機構収容部材）
９ ドライブシャフト（駆動軸）
１１ ドライブシャフト（駆動軸：トルク伝達機構）
１３ 中空軸（トルク伝達機構）
１５ 伝達トルクを制御可能な多板クラッチ（断続機構：摩擦クラッチ）
９７ 皿ばね（イニシャルトルク付加機構）
２０１ 動力伝達装置
２０３ 伝達トルクを制御可能なコーンクラッチ（断続機構：摩擦クラッチ）
３０１ 動力伝達装置
４０１ 動力伝達装置
４０３ 伝達トルクを制御可能な多板クラッチ（断続機構：摩擦クラッチ）
４０５ デフケース７と多板クラッチ４０３との間に配置されたトルク伝達機構
４０９ カウンターシャフト（トルク伝達機構）
４１３，４１５ ギア組（トルク伝達機構）

Claims (7)

1. 差動機構を収容すると共に、前記差動機構に対する駆動力の入力側差動回転部材である差動機構収容部材と、
   前記差動機構から駆動力を出力する一対の駆動軸と、
   差動機構収容部材側と、前記一対の駆動軸のいずれかとの間で伝達トルクを制御可能な断続機構とを備え、
   前記断続機構は、前記差動機構収容部材の外部に配置されていることを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１に記載された動力伝達装置であって、
   前記差動機構収容部材と前記断続機構との間に、トルク伝達機構を配置したことを特徴とする動力伝達装置。
3. 請求項１に記載された動力伝達装置であって、
   前記駆動軸が、前記差動機構収容部材から外部に突き出して、前記断続機構を貫通していることを特徴とする動力伝達装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、
   前記断続機構が、摩擦クラッチであることを特徴とする動力伝達装置。
5. 請求項４に記載された動力伝達装置であって、
   前記摩擦クラッチが、トルクを受けて作動するカム機構のカムスラスト力によって締結されることを特徴とする動力伝達装置。
6. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された動力伝達装置であって、
   前記断続機構が、回転差感応型のカップリングであることを特徴とする動力伝達装置。
7. 一対の駆動軸を介して駆動力を２方向へ分配可能な動力伝達装置であって、
   前記両駆動軸の間に、トルク伝達機構を配置したことを特徴とする動力伝達装置。

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