JP2005048858A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐久性を向上させ、軽量でコンパクトに構成し、また、差動制限力を強化する。
【解決手段】 デフケース３と、ベベルギア式の差動機構９と、デフケース３に移動自在に連結されたプレッシャーリング５，５と、ピニオンシャフト２３とプレッシャーリング５，５との間に設けられたカム機構７，７と、デフケース３とサイドギヤ２７，２９との間に配置された摩擦クラッチ１１，１１とを備え、サイドギア２７，２９に受圧部３１，３３を設け、プレッシャーリング５，５がカム機構７，７により受圧部３１，３３を介してサイドギア２７，２９を摩擦クラッチ１１，１１に押圧し、締結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デファレンシャル装置に関する。

特許文献１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。

このデファレンシャル装置５０１は、デフケース５０３、一対のプレッシャーリング５０５，５０５、カム５０７，５０７、ベベルギヤ式の差動機構５０９、一対の多板クラッチ５１１，５１１、一対の皿ばね５１３，５１３などから構成されている。

差動機構５０９は、ピニオンシャフト５１５、ピニオンシャフト５１５に支承されたピニオンギア５１７、ピニオンギア５１７と噛み合った一対の出力側サイドギア５１９，５２１から構成されている。各プレッシャーリング５０５はそれぞれデフケース５０３に対して軸方向移動自在に連結されており、各カム５０７は各プレッシャーリング５０５とピニオンシャフト５１５との間にそれぞれ設けられている。また、各多板クラッチ５１１はデフケース５０３と各サイドギア５１９，５２１との間に配置されている。

各プレッシャーリング５０５には、各サイドギア５１９，５２１の背面に、スカート部５２３，５２５がそれぞれ形成されており、スカート部５２３，５２５とサイドギア５１９，５２１はそれぞれの軸方向投影が互いに重なるようにオーバーラップしている。また、各皿ばね５１３はスカート部５２３，５２５とサイドギア５１９，５２１との間にそれぞれ配置されている。

エンジンの駆動力は、デフケース５０３と各プレッシャーリング５０５と各カム５０７とを介してピニオンシャフト５１５から差動機構５０９に伝達され、サイドギヤ５１９，５２１から左右の車輪側に伝達される。

このとき、伝達トルクを受けて各カム５０７が作動し、各プレッシャーリング５０５はそのカムスラスト力によって各多板クラッチ５１１を押圧すると共に、サイドギヤ５１９，５２１は、ピニオンギア５１７との噛み合いスラスト力により、各皿ばね５１３と各プレッシャーリング５０５（スカート部５２３，５２５）とを介して各多板クラッチ１１を押圧する。

各多板クラッチ１１が締結されると、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、差動機構５０９の差動が制限されることにより、デファレンシャル装置５０１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、差動制限力が強化されて、車両の操縦性や安定性が向上する。
特開２００２−１５６０２２号公報（図３）

デファレンシャル装置５０１のように、カム機構のカムスラスト力とサイドギアの噛み合い反力とによって摩擦クラッチを押圧するデファレンシャル装置には、従来、プレッシャーリングがカムスラスト力によって摩擦クラッチを押圧し、これとは別に、サイドギアが噛み合い反力によって摩擦クラッチを押圧する構成があり、また、デファレンシャル装置５０１のように、プレッシャーリングがカムスラスト力によって摩擦クラッチを押圧し、サイドギアが噛み合い反力により、プレッシャーリング（スカート部）を介して摩擦クラッチを押圧する構成がある。

しかし、プレッシャーリングとサイドギアが別々に摩擦クラッチを押圧する前者の構成では、摩擦クラッチの押圧点が２個所になる上に、プレッシャーリングとサイドギアの押圧力が異なるから、摩擦クラッチのプレートに偏摩耗が生じる恐れがある。

また、サイドギアの噛み合い反力より比較的大きいカム機構のカムスラスト力を受けるプレッシャーリングの場合、押圧面積が半分になると、摩耗による耐久性の低下の恐れがある。

また、サイドギアが、プレッシャーリング（スカート部）を介して摩擦クラッチを押圧する後者の構成では、各プレッシャーリング５０５に、サイドギア５１９，５２１が押圧するためのスカート部５２３，５２５が必要であり、その厚みだけデファレンシャル装置５０１が軸方向に大型になり、重量が増加している。

デファレンシャル装置が大型化すると、これを収容するケース（例えば、デフキャリヤ）も大型化し、重量が増加し、車載性が低下する。

また、デファレンシャル装置には、常に、コンパクト化と軽量化に対する要求があると共に、差動制限力を大きくしたいという要求がある。

そこで、この発明は、カム機構のカムスラスト力によりプレッシャーリングを介して差動制限用の摩擦クラッチを締結するデファレンシャル装置において、耐久性を向上させると共に、軽量、コンパクトに構成し、あるいは、差動制限力を大きくすることを目的とする。

本発明の第１の特徴は、原動機からの駆動力を受けて回転するデフケースと、ピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギヤと、前記ピニオンギヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤとを有し、駆動力を各サイドギヤから車輪側に配分するベベルギア式の差動機構と、デフケースに対して軸方向に相対移動可能に連結されたプレッシャーリングと、ピニオンシャフトとプレッシャーリングとの間に設けられ、伝達トルクを受けて作動するカム機構と、デフケースとサイドギヤとの間に配置され、前記カム機構のカムスラスト力と、サイドギアの噛み合い反力とを受けて作動し、差動機構の差動回転を制限する摩擦クラッチとを備えたデファレンシャル装置であって、前記サイドギアに、受圧部を設け、前記プレッシャーリングに生じるカムスラスト力が前記受圧部を介して摩擦クラッチに入力することである。

本発明の第２の特徴は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置において、前記プレッシャーリングと前記サイドギアの受圧部との間にコーンクラッチを設け、プレッシャーリングが前記カム機構のカムスラスト力によってサイドギアを押圧すると前記コーンクラッチが締結され、前記差動機構の差動制限力が強化されることである。

第１の特徴を備えた本発明のデファレンシャル装置は、プレッシャーリングとサイドギアが別々に摩擦クラッチを押圧することによって摩擦クラッチの押圧点が２個所になる従来の構成と異なり、摩擦クラッチに偏摩耗が生じる恐れ、及び、押圧面積が半減することによるプレッシャーリングの摩耗と耐久性の低下を防止することができる。

また、サイドギアがプレッシャーリングのスカート部を介して摩擦クラッチを押圧する従来の構成と異なって、プレッシャーリングのスカート部が不要になるから、それだけデファレンシャル装置が軽量でコンパクトになり、収容ケース（例えば、デフキャリヤ）の大型化と重量増加、及び、収容ケースを含むデファレンシャル装置の車載性低下が防止される。

また、サイドギアが摩擦クラッチと接触して押圧する本発明の構成では、受圧部を設けたことによってサイドギアの押圧面が広くなるから、それだけ耐久性が向上し、差動制限機能が安定する。

また、デファレンシャル装置の容積を同一に保てば、プレッシャーリングのスカート部の容積分だけ摩擦クラッチを大型にし、差動制限力を強化することができる。

第２の特徴を備えた本発明のデファレンシャル装置は、プレッシャーリングとサイドギアの受圧部との間に形成されたコーンクラッチが、カム機構のカムスラスト力によって締結され、差動機構に対する差動制限力が強化される。

また、プレッシャーリングとサイドギアが、コーンクラッチによって互いにセンターリングされ、軸方向と径方向の両方に位置を保持されることにより、ガタや振動が軽減される。

〔第１実施形態〕
図１によってリヤデフ１（第１実施例のデファレンシャル装置）の説明をする。なお、左右の方向はリヤデフ１を用いた車両及び図１での左右の方向である。

この車両の動力系は、エンジン（原動機）、トランスミッション、プロペラシャフト、リヤデフ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）、後車軸、左右の後輪、左右の前輪などから構成されている。そして、エンジンの駆動力はトランスミッションからリヤデフ１に伝達され、リヤデフ１から前車軸を介して左右の前輪に配分される。

本実施形態のリヤデフ１は、原動機からの駆動力を受けて回転するデフケース３と、ピニオンシャフト２３と、ピニオンシャフト２３上に支承されたピニオンギア２５と、ピニオンギア２５と噛み合った一対の出力側サイドギア２７，２９とを有し、駆動力を車輪側に配分する差動機構９と、デフケース３に対して移動自在に連結された一対のプレッシャーリング５と、ピニオンシャフト２３と各プレッシャーリング５との間に設けられ、伝達トルクを受けて作動するカム機構７と、デフケース３と各サイドギア２７，２９との間に配置され、カム機構７のカムスラスト力と、サイドギア２７，２９の噛み合い反力とを受けて作動し、差動機構９の差動回転を制限する一対の摩擦クラッチ１１とを備えている。

また、本実施形態では、サイドギア２７，２９に、受圧部３１，３３を設け、
各プレッシャーリング５が、各カム機構７のカムスラスト力により受圧部３１，３３を介してサイドギア２７，２９を各摩擦クラッチ１１に押圧し、締結するように構成されている。

摩擦クラッチ１１，１１の偏摩耗、及び、押圧面積が半減することによるプレッシャーリング５，５の摩耗と耐久性低下などを防止すると共に、各プレッシャーリング５にスカート部が形成された場合のスカート部だけ軽量でコンパクト化され、収容ケース（デフキャリヤ）の大型化と重量増加、及び、デフキャリヤを含むリヤデフ１の車載性低下を防止する。

また、プレッシャーリングのスカート部の容積分だけ摩擦クラッチ１１，１１を大型にすれば、差動制限力を強化することもできる。

図１に示すように、リヤデフ１は、デフケース３、プレッシャーリング５，５、カム７，７（カム機構）、ベベルギヤ式の差動機構９、多板クラッチ１１，１１（摩擦クラッチ）、皿ばね１３，１３から構成されている。リヤデフ１はデフキャリヤ（不図示）に収容されており、このデフキャリヤの内部にはオイル溜りが設けられている。

デフケース３はベアリングによって左右のボス部１５，１７をデフキャリヤに支承されている。また、デフケース３にはリングギヤ（不図示）が固定されており、このリングギヤはトランスミッションの出力ギアと噛み合ってエンジン側に連結され、デフケース３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３の内周には、軸方向のラグ溝１９が周方向等間隔に４本形成されている。

各プレッシャーリング５は、外周に設けられた４箇の凸部２１を上記のラグ溝１９にそれぞれ係合することにより、デフケース３に軸方向移動自在に連結されている。

カム７，７は、差動機構９のピニオンシャフト２３の先端部分と各プレッシャーリング５との間に形成されており、デフケース３の回転は各プレッシャーリング５からカム７，７を介してピニオンシャフト２３に伝達され、差動機構９に入力する。

差動機構９は、４本のピニオンシャフト２３と、各ピニオンシャフト２３上に回転自在に支承されたピニオンギヤ２５と、左右から各ピニオンギヤ２５と噛み合った出力側のサイドギヤ２７，２９とで構成されている。

サイドギヤ２７，２９にはそれぞれ受圧部３１，３３が径方向の外側に突き出して形成されており、各プレッシャーリング５は受圧部３１，３３を介して各サイドギア２７，２９を軸方向の外側に押圧する。

各ピニオンシャフト２３はハブ３５を中心にして放射状に、周方向等間隔に設けられている。左サイドギヤ２７のボス部３７にはハブ部材３９が溶接されており、左サイドギヤ２７はハブ部材３９を介してハブ３５の内周に支承されている。また、右サイドギア２９はボス部４１によってデフケース３の支承部４３に支承されている。ハブ部材３９とボス部４１は左右の車軸にそれぞれスプライン連結されており、各車軸を介して左右の後輪側に連結されている。

また、各プレッシャーリング５には４箇所に球面ワッシャ部４５が形成されており、これらの球面ワッシャ部４５は各ピニオンギヤ２５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。

各多板クラッチ１１はデフケース３の内周とボス部３７，４１（サイドギヤ２７，２９）の外周との間にそれぞれ設けられている。５枚のアウタープレート４７はデフキャリヤのラグ溝１９に係合しており、４枚のインナープレート４９はボス部３７，４１に設けられたラグ溝５１，５３にそれぞれ係合している。

各皿ばね１３は、デフケース３と各多板クラッチ１１との間に配置され所定の寸法にまで撓められており、各多板クラッチ１１を押圧してイニシャルトルクを与えている。各多板クラッチ１１にはこのイニシャルトルクによって、伝達トルクや差動回転速度とは無関係に、一定の差動制限力が発生する。

次にリヤデフ１の動作と作用について説明する。

デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、各プレッシャーリング５から各カム７を介してピニオンシャフト２３に伝達され、ピニオンギヤ２５からサイドギヤ２７，２９に配分され、左右の後輪に伝達される。また、発進時、加速時、悪路走行中などで後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２５の自転によって左右の後輪に差動配分される。

また、車両の走行中は、前進走行と後進走行の両方で、ピニオンギヤ２５との噛み合いによってサイドギヤ２７，２９に噛み合いスラスト力が生じ、サイドギヤ２７，２９及び受圧部３１，３３はこの噛み合いスラスト力によって各多板クラッチ１１をデフケース３との間で押圧して締結し、差動制限力を与える。

さらに、各カム７は各プレッシャーリング５からピニオンシャフト２３に伝達されるトルクを受けて作動し、そのカムスラスト力により、受圧部３１，３３を介してサイドギヤ２７，２９を各多板クラッチ１１に押圧して締結し、差動制限力を強化する。

このように、伝達トルクに比例して大きくなるサイドギヤ２７，２９の噛み合い反力と各カム７のカムスラスト力によって各多板クラッチ１１が締結されることにより、その摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が発生し、差動機構９の差動が制限される。特に、リヤデフ１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、トルク感応型差動制限機能によって大きな差動制限力が得られ、車両の操縦性や安定性が向上する。

また、発進時、加速時、悪路走行時などのように、前輪の一方が大きく空転しトルク感応型差動制限機能が低下するような条件下でも、上記のように、各皿ばね１３によって各多板クラッチ１１に与えられるイニシャルトルクにより、悪路走破性、発進性、加速性などの低下が防止され、車体の挙動が安定し、操縦性が大きく向上する。

デフケース３には開口５５，５７，５９が設けられていると共に、ボス部１５，１７の内周には螺旋状のオイル溝が設けられている。デフキャリヤに設けられたオイル溜りのオイルは、デフケース３の回転に伴ってこれらの開口５５，５７，５９と螺旋状オイル溝からデフケース３に流出入し、多板クラッチ１１，１１、支承部４３、各ギヤ２５，２７，２９の噛み合い部、ピニオンシャフト２３とピニオンギヤ２５との摺動面、球面ワッシャ部４５、各プレッシャーリング５とサイドギア２７，２９（受圧部３１，３３）との摺動面などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を高めている。

［リヤデフ１の効果］
リヤデフ１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。

各プレッシャーリング５がサイドギア２７，２９に設けられた受圧部３１，３３を介してサイドギア２７，２９を各多板クラッチ１１に押圧し締結するように構成したから、プレッシャーリングとサイドギアが別々に摩擦クラッチを押圧することによって摩擦クラッチの押圧点が２個所になる従来の構成と異なり、摩擦クラッチに偏摩耗が生じる恐れ、及び、押圧面積が半減することによるプレッシャーリングの摩耗と耐久性低下などから解放される。

また、サイドギアがプレッシャーリングのスカート部を介して摩擦クラッチを押圧する従来の構成と異なって、プレッシャーリングのスカート部が不要になるから、それだけリヤデフ１が軽量でコンパクト化され、デフキャリヤの大型化と重量増加、及び、デフキャリヤを含むリヤデフ１の車載性低下が防止される。

また、受圧部３１，３３を設けたことによってサイドギア２７，２９の押圧面が広くなり、それだけ耐久性が向上し、差動制限機能が安定する。

また、リヤデフ１の容積を同一に保てば、プレッシャーリングのスカート部の容積分だけ多板クラッチ１１の容量を大きくし、差動制限力を強化することができる。

［第２実施形態］
図２によってリヤデフ１０１（第２実施例のデファレンシャル装置）を説明する。以下、リヤデフ１と同機能の部材に同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。

［リヤデフ１０１の特徴、構成、動作］
リヤデフ１０１は、リヤデフ１において、各プレッシャーリング５とサイドギア２７，２９の受圧部３１，３３との間にそれぞれコーンクラッチ１０３，１０５が形成されており、
各プレッシャーリング５が各カム７のカムスラスト力によってサイドギア２７，２９を押圧すると、上記のように各多板クラッチ１１が締結されると共に、コーンクラッチ１０３，１０５が締結され、差動制限力が強化される。

［リヤデフ１０１の効果］
リヤデフ１０１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。

コーンクラッチ１０３，１０５によって多板クラッチ１１，１１の差動制限力（トルク感応型の差動制限機能）が強化され、リヤデフ１０１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などで、車両の操縦性や安定性がさらに向上する。

また、コーンクラッチ１０３，１０５によるセンターリング機能、及び、位置を保持によって、各プレッシャーリング５とサイドギア２７，２９のガタや振動が軽減される。

これに加えて、リヤデフ１０１は第１実施例のリヤデフ１と同等の効果が得られる。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明において、摩擦クラッチは多板クラッチに限らず、単板クラッチや円錐クラッチのように他の形式でもよい。

また、本発明のデファレンシャル装置は、リヤデフに限らず、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）やセンターデフ（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）に用いることができる。

本発明の第１実施例を示す断面図である。 本発明の第２実施例を示す断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ リヤデフ（デファレンシャル装置）
３ デフケース
５，５ プレッシャーリング
７，７ カム（カム機構）
９ ベベルギア式の差動機構
１１，１１ 多板クラッチ（摩擦クラッチ）
２３ ピニオンシャフト
２５ ピニオンギア
２７，２９ 出力側サイドギア
３１，３３ サイドギア２７，２９に設けられた受圧部
１０１ リヤデフ（デファレンシャル装置）
１０３，１０５ コーンクラッチ

Claims (2)

1. 原動機からの駆動力を受けて回転するデフケースと、ピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギヤと、前記ピニオンギヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤとを有し、駆動力を車輪側に配分するベベルギア式の差動機構と、デフケースに対して軸方向に相対移動可能に連結されたプレッシャーリングと、ピニオンシャフトとプレッシャーリングとの間に設けられ、伝達トルクを受けて作動するカム機構と、デフケースとサイドギヤとの間に配置され、前記カム機構のカムスラスト力と、サイドギアの噛み合い反力とを受けて作動し、差動機構の差動回転を制限する摩擦クラッチとを備えたデファレンシャル装置であって、
   前記サイドギアに、受圧部を設け、前記プレッシャーリングに生じるカムスラスト力が前記受圧部を介して摩擦クラッチに入力することを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、
   前記プレッシャーリングと前記サイドギアの受圧部との間に、コーンクラッチを設け、プレッシャーリングが前記カム機構のカムスラスト力によってサイドギアを押圧すると前記コーンクラッチが締結され、前記差動機構の差動制限力が強化されることを特徴とするデファレンシャル装置。

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