JP2007071223A - Differential device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デファレンシャル装置に関する。 The present invention relates to a differential apparatus.
特許文献1に記載されたデファレンシャル装置は、デフケースと、デフケースに連結されたベベルギア式の差動機構と、差動制限機構と、この差動制限機構を操作するアクチュエータなどから構成されており、差動機構は、出力軸に連結されたサイドギアと、サイドギアと噛み合ったピニオンギアと、デフケースに支持されピニオンギアを支承するピニオンシャフトから構成されており、デフケースのフランジ部には原動機からの駆動力が入力するリングギアが固定されている。
上記のような構成のデファレンシャル装置において、出力軸をCクリップ(C字形状の止め輪)を用いて差動機構のサイドギアに位置決めする場合は、位置決めの前にピニオンシャフトを抜き出す(径方向外側に移動させる)必要があり、その際、デフケースに固定されているリングギアとピニオンシャフトの先端部とが干渉することがある。 In the differential device configured as described above, when the output shaft is positioned on the side gear of the differential mechanism using a C-clip (C-shaped retaining ring), the pinion shaft is extracted before the positioning (outward in the radial direction). In this case, the ring gear fixed to the differential case and the tip of the pinion shaft may interfere with each other.
このような場合、アクチュエータをリングギア側に配置し、差動機構(ピニオンシャフト)の位置をリングギアから遠ざける(デファレンシャル装置の中心と差動機構の中心とをオフセットする)ことによってリングギアとピニオンシャフトの干渉を防止している。 In such a case, arrange the actuator on the ring gear side and move the position of the differential mechanism (pinion shaft) away from the ring gear (by offsetting the center of the differential device and the center of the differential mechanism) and the ring gear and pinion. Prevents shaft interference.
しかし、アクチュエータをリングギア側に配置すると、デフケースを支持するベアリングとアクチュエータとが干渉することがあり、アクチュエータを搭載可能な機種(デファレンシャル装置)がそれだけ制限される。 However, if the actuator is disposed on the ring gear side, the bearing that supports the differential case and the actuator may interfere with each other, and the number of models (differential devices) on which the actuator can be mounted is limited accordingly.
そこで、この発明は、Cクリップによる出力軸の位置決めを可能にしたデファレンシャル装置の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential device that enables positioning of an output shaft by a C clip.
請求項1のデファレンシャル装置は、キャリヤに収容され、入力する駆動トルクによって回転可能な入力部材と;前記入力部材からの駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、前記差動制限装置は、前記差動機構の差動制限を制御するアクチュエータを含み、前記入力部材は、前記差動機構を収容するデフケースを含み、前記デフケースは、エンジンからの駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジを含み、前記アクチュエータは、電磁コイルと、前記電磁コイルの磁力によって軸方向に移動操作力を受けるプランジャとを含む電磁式アクチュエータであり、前記電磁コイルは、前記リングギア側に配置され、前記デフケースに対して軸方向に相対移動しないように配置され、前記デフケースは、前記電磁コイルの磁路の一部を構成し、前記プランジャは、前記デフケースによって支持されていることを特徴とする。 The differential apparatus according to claim 1 is an input member that is housed in a carrier and is rotatable by an input driving torque; a differential member to which the driving torque from the input member is transmitted; and a torque transmission unit that receives and transmits the driving torque. A first and second output member coupled to the differential member via a differential member, the differential mechanism being coaxially rotatable with the input member; and limiting the differential rotation of the differential mechanism The differential limiting device includes an actuator that controls differential limiting of the differential mechanism, the input member includes a differential case that houses the differential mechanism, and the differential case is A ring gear to which driving torque from the engine is input is fixed, and the actuator is operated to move in the axial direction by the electromagnetic coil and the magnetic force of the electromagnetic coil. The electromagnetic coil is disposed on the ring gear side so as not to move relative to the differential case in the axial direction, and the differential case is a magnet of the electromagnetic coil. It constitutes a part of a path, and the plunger is supported by the differential case.
請求項2のデファレンシャル装置は、入力する駆動トルクによって回転可能な入力部材と;前記入力部材から駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、前記差動制限装置は、前記差動機構の差動回転を制限する差動制限機構部と、前記差動制限機構部を操作するアクチュエータ部とを含み、前記差動制限機構部と前記アクチュエータ部とを、前記差動機構の軸方向中心に対して軸方向の反対側にそれぞれ配置すると共に、前記アクチュエータ部の操作力を前記差動制限機構部に伝達する伝達機構を設けたことを特徴とする。 The differential apparatus according to claim 2, wherein the differential member includes an input member that is rotatable by an input drive torque; a differential member that transmits the drive torque from the input member; and a torque transmission unit that transmits and receives the drive torque. A differential mechanism including first and second output members coupled to the member so as to be relatively rotatable; and a differential mechanism that is coaxially rotatable with the input member; and a differential limiting device that limits differential rotation of the differential mechanism; The differential limiting device includes a differential limiting mechanism that limits differential rotation of the differential mechanism, and an actuator that operates the differential limiting mechanism, and the differential limiting mechanism The actuator unit is disposed on the opposite side of the axial direction with respect to the axial center of the differential mechanism, and a transmission mechanism for transmitting the operating force of the actuator unit to the differential limiting mechanism unit is provided. The And butterflies.
請求項3のデファレンシャル装置は、入力する駆動トルクによって回転可能な入力部材と;前記入力部材からの駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、前記差動制限装置は、前記差動機構の差動制限を制御するアクチュエータを含み、前記入力部材は、前記差動機構を収容するデフケースを含み、前記デフケースは、エンジンからの駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジを含み、前記差動部材は、支持軸上に支持されており、前記支持軸は、その外側端部を前記デフケースにより径方向移動可能に支持されると共に、内側端部を前記デフケースの回転中心側に配置された支持部材により着脱可能に支持されていることを特徴とする。
The differential device according to
請求項4のデファレンシャル装置は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載された発明であって、前記差動制限機構は、前記出力部材の少なくとも一方と一体回転可能に連結された第1の部材と前記入力部材と一体回転可能に連結された第2の部材との間に設けられ、前記出力部材の少なくとも一方と前記第1の部材との間に、前記差動制限機構の差動制限力を強化するカム機構が設けられていることを特徴とする。 A differential apparatus according to a fourth aspect is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the differential limiting mechanism is connected to at least one of the output members so as to be integrally rotatable. Of the differential limiting mechanism is provided between at least one of the output members and the first member. A cam mechanism for strengthening the limiting force is provided.
請求項1のデファレンシャル装置は、デフケースを電磁コイルの磁路の一部に利用し、プランジャをデフケースで支持したことにより、電磁式アクチュエータがそれだけ小型化されている。 In the differential device according to the first aspect, the differential actuator is used as a part of the magnetic path of the electromagnetic coil, and the plunger is supported by the differential case, so that the electromagnetic actuator is reduced in size accordingly.
従って、電磁式アクチュエータをリングギア側に配置してもベアリングと干渉することがなくなり、搭載機種(デファレンシャル装置)の制限が抑制されると共に、Cクリップ(Cワッシャ)による出力軸の位置決め(ピニオンシャフトの径方向外側移動を伴う)は可能に保たれる。 Therefore, even if the electromagnetic actuator is arranged on the ring gear side, it does not interfere with the bearing, the restriction of the mounted model (differential device) is suppressed, and the positioning of the output shaft by the C clip (C washer) (pinion shaft) With a radially outward movement of).
請求項2のデファレンシャル装置は、差動制限装置を構成する差動制限機構部とアクチュエータ部とを互いに分離し、差動機構の軸方向中心に対して軸方向の反対側にこれらを配置したことにより、差動制限機構部を分離しただけアクチュエータ部が小型化されている。 In the differential device of claim 2, the differential limiting mechanism portion and the actuator portion constituting the differential limiting device are separated from each other, and these are arranged on the opposite side of the axial direction with respect to the axial center of the differential mechanism. Thus, the actuator portion is reduced in size by separating the differential limiting mechanism portion.
従って、アクチュエータ部は、リングギア側に配置されてもベアリングと干渉することがなくなり、搭載機種(デファレンシャル装置)の制限が抑制されると共に、Cクリップによる出力軸の位置決め(ピニオンシャフトの径方向外側移動を伴う)は可能に保たれる。 Therefore, even if the actuator portion is arranged on the ring gear side, it does not interfere with the bearing, the restriction of the mounted model (differential device) is suppressed, and the positioning of the output shaft by the C clip (the radially outer side of the pinion shaft) (With movement) is kept possible.
また、アクチュエータ部が小型化されたことに伴って、差動機構とデファレンシャル装置とのオフセットが不要になるか、あるいは、オフセット量が最小限ですむから、出力軸やキャリヤなどの互換性低下を最小限に留めることができる。 In addition, with the downsizing of the actuator unit, the offset between the differential mechanism and the differential unit is no longer necessary, or the offset amount is minimal, which reduces the compatibility of the output shaft and carrier. Can be kept to a minimum.
請求項3のデファレンシャル装置において、ピニオン(差動部材)を支持するピニオンシャフト(支持軸)は、その外側端部をデフケース(入力部材)によって径方向移動可能に支持され、内側端部をデフケースの回転中心側に配置された支持部材によって着脱可能に支持されているから、支持部材を取り外し、ピニオンシャフトを必要なだけ径方向外側に移動させることにより、出力軸と差動機構のサイドギア(出力部材)とをCクリップで位置決めすることができる。
4. The differential device according to
さらに、支持部材を取り外せるように構成したことにより、デフケースの回転中心部に充分な空間が得られ、Cクリップで位置決めする個所まで出力軸を軸方向に移動させることが可能になるから、出力軸の位置決めに当たっては、ピニオンシャフトを径方向外側へ大きく移動させる必要がなくなり、例えば、ピニオンシャフトがリングギアの径方向内側に配置されていても、デフケースに固定されたリングギアとピニオンシャフトとの干渉が回避される。 Furthermore, since the support member can be removed, a sufficient space is obtained at the rotation center of the differential case, and the output shaft can be moved in the axial direction to the position positioned by the C clip. When positioning the pinion shaft, it is not necessary to move the pinion shaft greatly outward in the radial direction. For example, even if the pinion shaft is arranged radially inward of the ring gear, interference between the ring gear fixed to the differential case and the pinion shaft Is avoided.
従って、請求項3のデファレンシャル装置では、リングギアとピニオンシャフトとの干渉を回避する目的で差動機構とデファレンシャル装置とをオフセットする必要がなくなり、アクチュエータをリングギア側に配置した場合でも、アクチュエータとベアリングとの干渉による搭載機種(デファレンシャル装置)の制限と、出力軸やキャリヤの互換性低下など、差動機構とデファレンシャル装置とのオフセットに伴う問題が本質的に回避される。
Therefore, in the differential device of
請求項4のデファレンシャル装置は、差動制限機構の差動制限力を強化するカム機構を設けたことにより、アクチュエータとその駆動力源の負担が軽減されると共に、このカム機構を、サイドギア(出力部材)側の第1の部材とデフケース(入力部材)側の第2の部材との間に設けたから、カム機構をデフケースに直接設けた構成と異なって、デフケースは硬度を高くする必要と、これに伴う加工方法及び使用材料などの制限から解放され、加工し易い安価な材料を用いて製造することが可能になり、例えば、鍛造加工により高い生産性で低コストに作ることができる。 The differential device according to claim 4 is provided with a cam mechanism for strengthening the differential limiting force of the differential limiting mechanism, so that the burden on the actuator and its driving force source is reduced, and the cam mechanism is connected to the side gear (output). Unlike the configuration in which the cam mechanism is directly provided on the differential case, the differential case needs to have high hardness, because it is provided between the first member on the member) side and the second member on the differential case (input member) side. Thus, it is possible to manufacture by using an inexpensive material that is easy to process and is freed from the limitations on the processing method and materials used, and for example, it can be manufactured with high productivity and low cost by forging.
<一実施形態>
図1によってデファレンシャル装置としてのリヤデフ1(本発明の一実施形態)の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はリヤデフ1が用いられた4輪駆動車及び図1での左右の方向である。
<One Embodiment>
A rear differential 1 (one embodiment of the present invention) as a differential device will be described with reference to FIG. In the following description, the left and right directions are the four-wheel drive vehicle using the rear differential 1 and the left and right directions in FIG.
[リヤデフ1の特徴]
リヤデフ1は、キャリヤ3に収容され、入力する駆動トルクによって回転可能な入力部材と;回転可能なピニオン5(差動部材)と、駆動トルクを授受する噛み合い部7,9(トルク伝達部)を介してピニオン5と噛み合った(相対回転可能に連結された)第1及び第2のサイドギア11,13(出力部材)とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構15(ベベルギア式)と;差動機構15の差動回転を制限する差動制限装置17とを含み、差動制限装置17は、差動機構15の差動制限を制御するアクチュエータを含み、前記入力部材は、差動機構15を収容するデフケース19を含み、デフケース19は、エンジンからの駆動トルクが入力されるリングギア21が固定されたフランジ23を含み、前記アクチュエータは、デフケース19のボス部31の外周側に位置する環状のコイル22と、このコイル22の外周側と軸方向の一方側の側壁と内周側の一部とを環状に覆うコイルハウジング71とからなる電磁ソレノイド25と、電磁ソレノイド25のコイル22に電流が供給されるとコイルの周囲のコイルハウジング71と環状のプランジャ27とデフケース19の側壁20とを透過する磁力線ループ24に作用するように磁力によって軸方向に移動操作力を受けるプランジャ27とを含む電磁式アクチュエータ29である。電磁ソレノイド25は、リングギア21側に配置され、キャリヤ3によって支持され、デフケース19の側壁20は、電磁ソレノイド25の磁路の一部を構成し、プランジャ27は、デフケース19のボス部31の外周に支持されていることを特徴とする。
[Features of rear differential 1]
The rear differential 1 is housed in a
上記4輪駆動車では、4輪駆動走行するとき、トランスファ内蔵の2−4切替え機構を連結させるとエンジンの駆動力は後輪側プロペラシャフトなどからリヤデフ1に伝達され左右の後輪に配分されると共に、2−4切替え機構と前輪側プロペラシャフトなどを介してフロントデフに伝達され左右の前輪に配分される。 In the above four-wheel drive vehicle, when driving with four wheels, the driving force of the engine is transmitted from the rear wheel side propeller shaft to the rear differential 1 and distributed to the left and right rear wheels when the 2-4 switching mechanism with built-in transfer is connected. In addition, it is transmitted to the front differential via the 2-4 switching mechanism and the front wheel side propeller shaft and distributed to the left and right front wheels.
また、車両が2輪駆動走行するときは、2−4切替え機構の連結を解除させると、車両は後輪駆動の2輪駆動状態になる。 In addition, when the vehicle travels on two wheels, if the connection of the 2-4 switching mechanism is released, the vehicle enters a two-wheel drive state of rear wheel drive.
[リヤデフ1の構成]
デフケース19は一体に形成されており、キャリヤ3の内部に配置され、左のボス部31はベアリング33を介し、右のボス部35はベアリングを介し、それぞれキャリヤ3に支承されている。リングギア21はフランジ23にボルトで固定されており、デフケース19はリングギア21から入力するエンジンの駆動力によって回転駆動される。
[Configuration of rear differential 1]
The
差動機構15において、ピニオン5はピニオンシャフト37に支持されており、ピニオンシャフト37はデフケース19の貫通孔39に外側端部を係合し、ネジ付きロッド41で回り止め及び抜け止めされている。ロッド41はネジ付きにしたことによって自身の抜き出しが容易であり、ネジ付きロッド41を用いたことによりピニオンシャフト37の組付けや抜き出し(外側への移動)も容易になっている。また、左右のサイドギア11,13のスプライン部43,45には出力軸47,49が連結されており、各サイドギア11,13と出力軸47,49はCクリップと、サイドギア11,13の内周に設けられた溝51,53とによって軸方向に位置決め(抜け止め)されている。
In the
差動制限装置17は、電磁式アクチュエータ29と、ドッグクラッチ55と、リターンスプリング57と、コントローラなどから構成されている。
The differential limiting
ドッグクラッチ55は軸方向アクチュエータ29側でデフケース19の内側に軸方向移動可能に配置されたクラッチリング63(クラッチ部材)に設けられた噛み合い歯59と第1のサイドギヤ11のギヤ部の背面側に溶接にて一体的に固着されたリングに形成された噛み合い歯61が軸方向に対向して設けられている。クラッチリング63は脚部65をデフケース19の貫通孔67で回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。図1の下半部のようにクラッチリング63が右に移動するとドッグクラッチ55が噛み合い、図1の上半部のようにクラッチリング63が左に移動するとドッグクラッチ55の噛み合いが解除される。リターンスプリング57は左サイドギア11(噛み合い歯61)とクラッチリング63(噛み合い歯59)との間に配置され、クラッチリング63をドッグクラッチ55の噛み合い解除側(左方)に付勢している。
The
デフケース19には2点鎖線で描いた開口69が設けられており、内部の各コンポーネント(部材15、55、57、61、63)はこの開口69から組み付けられる。つまり、デフケース19は1ピース構造を採用している。
An
電磁式アクチュエータ29は、電磁ソレノイド25と、電磁ソレノイド25を包むコイルハウジング71と、プランジャ27などから構成されている。コイルハウジング71とプランジャ27とデフケース19は磁性材料(例えば、JISS10Cなど)で作られており、電磁ソレノイド25の磁路はこれらの部材上に磁束ループ24のように形成される。コイルハウジング71(電磁ソレノイド25)は支持部材73を介してキャリヤ3に支持され、回り止めされ、デフケース19との間で軸方向に相対移動しないように、配置されている。
The
プランジャ27は、内周側にステンレスなどの非磁性材のガイド部材75の外周にプランジャ本体77を一体に固定して構成されており、ガイド部材75は左ボス部31(デフケース19)の外周で軸方向移動可能に支持され、その先端部79は側壁20に形成された貫通孔67を通してクラッチリング63の脚部65の端壁面26を押圧できるようになっている。
The
図示外のコントローラからの指令によりバッテリーからリード線を伝わりコイル22へ電流が供給されると電磁ソレノイド25が励磁され、コイルハウジング71とプランジャ本体77の側壁20との間に磁束ループが生じると共に、ガイド部材75を支持するデフケース19の左ボス部31も磁路の一部になって磁束ループが強化され、プランジャ27(プランジャ本体77)を右方に移動させてクラッチリング63を押圧し、ドッグクラッチ55を噛み合わせて差動機構15の差動をロックする。また、電磁ソレノイド25の励磁を停止するとリターンスプリング57によってドッグクラッチ55の噛み合いと差動機構15の差動ロックが解除される。
When a current is supplied from the battery to the
[リヤデフ1の効果]
リヤデフ1は次のような効果が得られる。
[Effect of rear differential 1]
The rear differential 1 has the following effects.
コイルハウジング71(電磁ソレノイド25)をキャリヤ3で支持し、デフケース19を電磁ソレノイド25の磁路の一部に利用し、デフケース19の側壁20と合わせて一体的に配置したことによって電磁式アクチュエータ29がデファレンシャル装置を合わせてそれだけ小型化されているので、電磁式アクチュエータの搭載可能な機種(デファレンシャル装置)の制限が抑制される。さらにプランジャ27をデフケース19で支持したことによりデフケース19とプランジャ27の同芯度が良く、支持、作動性が向上している。
The coil housing 71 (electromagnetic solenoid 25) is supported by the
また、電磁式アクチュエータ29は、デフケース19のリングギア21側に配置されてもベアリング33と干渉することがなくなり、搭載可能な機種(デファレンシャル装置)の制限がさらに抑制される。また、ピニオンシャフト37を抜き方向へ移動させてもリングギア21との干渉が生じないから、Cクリップによる出力軸47,49の位置決め(ピニオンシャフト37の抜き出しを伴う)作業は可能に保たれている。
Further, even if the
また、電磁式アクチュエータ29がデファレンシャル装置と合わせて小型化されたことによって、差動機構15と、電磁式アクチュエータ29を含めたリヤデフ1全体とのオフセットが不要になるか、あるいは、オフセット量を最小限にすることができるから、出力軸47,49やキャリヤ3などの互換性低下を最小限に留めることができる。
Further, since the
〈第2実施形態〉
図2によってリヤデフ101(本発明の第2実施形態)の説明をする。リヤデフ101は上記の4輪駆動車においてリヤデフ1と置き換えて用いられている。以下、リヤデフ1と同機能の部材には同符号を与えて引用しながら相違点を説明する。
Second Embodiment
The rear differential 101 (second embodiment of the present invention) will be described with reference to FIG. The
[リヤデフ101の特徴]
リヤデフ101は、入力する駆動トルクによって回転可能なデフケース103(入力部材)と;回転可能なピニオン5(差動部材)と、前記駆動トルクを授受する噛み合い部7,9(トルク伝達部)を介してピニオン5と噛み合った(相対回転可能に連結された)サイドギア11,13(第1及び第2の出力部材)とを含み、デフケース103と共に同軸回転可能な差動機構15と;差動機構15の差動制限装置105とを含み、差動制限装置105は、差動機構15の差動回転を制限するドッグクラッチ107(差動制限機構部)と、ドッグクラッチ107を操作する電磁式アクチュエータ109(アクチュエータ部)とを含み、ドッグクラッチ107と電磁式アクチュエータ109とを差動機構15の軸方向中心に対して軸方向の反対側にそれぞれ配置すると共に、電磁式アクチュエータ109の操作力をドッグクラッチ107に伝達する複数本のプッシュロッド111(伝達機構)が設けられ、
ドッグクラッチ107は、サイドギア11と一体回転可能に連結されたクラッチリング113(第1の部材)と、デフケース103と一体回転可能に連結されたクラッチリング115(第2の部材)との間に設けられ、サイドギア11とクラッチリング113の間には、差動トルクを受けて作動しドッグクラッチ107の差動制限力を強化するカム機構117が設けられていることを特徴とする。
[Features of rear differential 101]
The
The
[リヤデフ101の構成]
差動制限装置105は、上記のドッグクラッチ107と電磁式アクチュエータ109とプッシュロッド111と、コントローラによって構成されている。
[Configuration of rear differential 101]
The differential limiting
デフケース103は、ケーシング本体119とカバー121をボルト123で固定して構成されており、キャリヤ3の内部に配置され、ケーシング本体119とカバー121に形成された左右のボス部125,127をベアリングを介してキャリヤ3に支承され、フランジ部129にはリングギア21がボルトで固定され、リングギア21に入力するエンジンからの駆動力によって回転駆動される。
The
差動機構15のピニオンシャフト37はデフケース103の貫通孔131に外側端部を係合している。左右のサイドギア11,13のスプライン部43,45には出力軸47,49がそれぞれ連結され、各サイドギア11,13と出力軸47,49はCクリップと、サイドギア11,13の内周に設けられた溝51,53とによって軸方向に位置決めされている。
The
サイドギア11側のクラッチリング113はカム機構117を介してサイドギア11に軸方向移動可能に連結され、デフケース103側のクラッチリング115は連結部133でデフケース103に連結され左方への移動を規制されており、ドッグクラッチ107は、サイドギア11側クラッチリング113に形成された噛み合い歯135とデフケース103側クラッチリング115に形成された噛み合い歯137とで構成されている。図2の下半部のようにクラッチリング113が左に移動するとドッグクラッチ107が噛み合い、図2の上半部のようにクラッチリング113が右に戻るとドッグクラッチ107の噛み合いが解除される。リターンスプリング57は各クラッチリング113,115の間に配置され、クラッチリング113をドッグクラッチ107の噛み合い解除側(右方)に付勢している。
The clutch ring 113 on the side gear 11 side is connected to the side gear 11 via the cam mechanism 117 so as to be movable in the axial direction, and the
カム機構117は、ドッグクラッチ107のセルフロック用カムであり、ドッグクラッチ107が噛み合った状態で差動トルクを受けると作動し、生じたカムスラスト力によってクラッチリング113をドッグクラッチ107の噛み合い側(左方)へ付勢し、電磁式アクチュエータ109の操作力(ドッグクラッチ107の差動制限力)を強化する。
The cam mechanism 117 is a self-locking cam for the
電磁式アクチュエータ109は、電磁コイル25と、コイルハウジング71と、プランジャ139と、プランジャ139の外周に固定されたガイド部材140などから構成されており、コイルハウジング71とプランジャ139は磁性材料(S10C)で作られ、電磁コイル25の磁路はこれらの部材上で形成される。コイルハウジング71(電磁コイル25)は、コイルハウジング71の内周側に固定されたガイド部141がデフケース103の段差部143とベアリング側のワッシャ145とに挟まれて軸方向に位置決めされている。
The
各プッシュロッド111はデフケース103の貫通孔147を貫通し、サイドギア11,13の径方向外側から各ピニオン5の間を通りそれぞれの左端部でドッグクラッチ107のクラッチリング113を左方へ押圧できるように配置されている。各プッシュロッド111の右端部にはリング149が取り付けられており、プランジャ139のガイド部材140はこのリング149と各プッシュロッド111とを介しクラッチリング113を左方へ押圧できるようにされている。
Each
電磁コイル25が励磁されると、上記のようにプランジャ139(ガイド部材140)がリング149と各プッシュロッド111とを介してクラッチリング113を左方へ押圧し、ドッグクラッチ107を噛み合わせて差動機構15の差動をロックする。このとき作動したカム機構117のカムスラスト力がクラッチリング113を左へ付勢し、ドッグクラッチ107を噛み合い状態に保つ。
When the
電磁コイル25の励磁を停止するとリターンスプリング57によってドッグクラッチ107の噛み合いと差動機構15の差動ロックが解除される。
When the excitation of the
[リヤデフ101の効果]
リヤデフ101は次のような効果が得られる。
[Effect of rear differential 101]
The
差動制限装置105を構成するドッグクラッチ107と電磁式アクチュエータ109を互いに分離し、これらを差動機構15の軸方向中心に対して軸方向の反対側にそれぞれ配置したことにより、(ドッグクラッチ107を分離しただけ)電磁式アクチュエータ109が小型化されている。
By separating the
このように電磁式アクチュエータ109が小型化されたことによって、差動機構15とリヤデフ101とのオフセットが不要になるか、あるいは、オフセット量が最小限ですむから、出力軸47,49やキャリヤ3などの互換性低下を最小限に留めることができる。
Since the
また、電磁式アクチュエータ109は、ベアリングと干渉することがなくなり、搭載可能なデファレンシャル装置の制限が回避されると共に、Cクリップによる出力軸47,49の位置決め(ピニオンシャフト37の径方向外側移動を伴う)は可能に保たれる。
Further, the
なお、小型化された電磁式アクチュエータ109は、フランジ部129(リングギア21)側に配置することも可能であり、そのような場合でもベアリングとの干渉が防止されるから、搭載可能なデファレンシャル装置の制限が回避されると共に、Cクリップによる出力軸47,49の位置決めが可能に保たれる。
The miniaturized
〈第3実施形態〉
図3と図4によってリヤデフ201(本発明の第3実施形態)の説明をする。リヤデフ201は上記の4輪駆動車においてリヤデフ1,101と置き換えて用いられている。以下、リヤデフ1,101と同機能の部材には同符号を与えて引用しながら相違点を説明する。
<Third Embodiment>
The rear differential 201 (a third embodiment of the present invention) will be described with reference to FIGS. The
[リヤデフ201の特徴]
リヤデフ201は、入力するエンジンの駆動トルクによって回転可能な入力部材と;回転可能なピニオン5(差動部材)と、前記駆動トルクを授受する噛み合い部7,9(トルク伝達部)を介してピニオン5と噛み合った(相対回転可能に連結された)サイドギア11,13(第1及び第2の出力部材)とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構15と;差動機構15の差動回転を制限する差動制限装置203とを含み、差動制限装置203は、差動機構15の差動制限を制御する電磁式アクチュエータ109(アクチュエータ)を含み、前記入力部材は、差動機構15を収容するデフケース103を含み、デフケース103は、エンジンからの駆動トルクが入力するリングギア21が固定されたフランジ129を含み、ピニオン5は、ピニオンシャフト205(支持軸)上に支持されており、ピニオンシャフト205は、その外側端部をデフケース103によって径方向移動可能に支持されると共に、内側端部をデフケース103の回転中心軸側に配置されたスラストブロック207(支持部材)によって着脱可能に支持されていることを特徴とする。
[Features of rear differential 201]
The
[リヤデフ201の構成]
差動機構15は、2箇のピニオン5と、図3のようにリングギア21の径方向内側に配置された2本のピニオンシャフト205と、サイドギア11,13から構成されている。図4のように2本のピニオンシャフト205は一直線上に配置されており、各ピニオンシャフト205はデフケース103の貫通孔208に外側端部を係合し、ピニオンシャフト205に取り付けられたOリング209によって貫通孔208からのオイル漏れが防止されている。また、ピニオンシャフト205内側の先端部211はスラストブロック207の係合部213に係合して支持されている。各ピニオンシャフト205の先端部211を係合部213から抜くと、スラストブロック207を取り出すことができる。また、スラストブロック207には出力軸47,49と突き当たって自らの径方向位置決めをするフランジ部215が設けられている。
[Configuration of rear differential 201]
The
デフケース103には図3に破線で描いた開口217が設けられており、出力軸47,49の位置決めに当たって、スラストブロック207とCクリップ223,223の取り出しと組み付けはこの開口217から行われる。
The
差動制限装置203は、上記の電磁式アクチュエータ109と、ドッグクラッチ55と、ポジションスイッチ219と、コントローラなどから構成されている。
The differential limiting
ドッグクラッチ55は、クラッチリング63に形成された噛み合い歯59と右サイドギア13に溶接された噛み合い歯61とによって構成されている。クラッチリング63はデフケース103側に回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。図3の下半部のようにクラッチリング63が左に移動するとドッグクラッチ55が噛み合って差動機構15の差動がロックされ、図3の上半部のようにクラッチリング63が右に戻るとドッグクラッチ55の噛み合いと差動ロックが解除される。リターンスプリング57はサイドギア13とクラッチリング63との間でクラッチリング63をドッグクラッチ55の噛み合い解除側(右方)に付勢している。
The
ドッグクラッチ55のクラッチリング63にはプレッシャープレート221がボルト止めされており、電磁式アクチュエータ109(プランジャ139のガイド部材140)の押圧力はプレッシャープレート221を介してクラッチリング63を右に移動させ、リターンスプリング57の付勢力はクラッチリング63とプレッシャープレート221を介してプランジャ139を右方に押し返す。
A
ポジションスイッチ219はドッグクラッチ55が断続されるときのプレッシャープレート221の移動に伴って断続(0FF−ON)し、リヤデフ201の差動ロック状態を運転席に表示させる。
The
上記のように、ピニオン5を支持するピニオンシャフト205の外側端部をデフケース103で径方向移動可能に支持し、内側端部211をデフケース103の回転中心側に配置されたスラストブロック207によって着脱可能に支持したことにより、各ピニオンシャフト205の内側端部211をスラストブロック207から抜いた後、スラストブロック207を外部に取り出し、図3と図4に2点差線で描いたように、各ピニオンシャフト205を必要なだけ径方向外側に移動させることにより、出力軸47,49をCクリップ223(図4)で差動機構15の各サイドギア11,13に位置決めすることができる。
As described above, the outer end portion of the
[リヤデフ201の効果]
リヤデフ201は次のような効果が得られる。
[Effect of rear differential 201]
The
上記のように、ピニオンシャフト205,205をデフケース103の回転中心側に配置したスラストブロック207で着脱可能に支持したことにより、スラストブロック207を取り出し、ピニオンシャフト205,205を必要なだけ径方向外側に移動させるだけで出力軸47,49とサイドギア11,13とをCクリップ223で位置決めすることができる。
As described above, since the
また、スラストブロック207を取り出すように構成したことによりデフケース103の回転中心部に充分な空間が得られるから、Cクリップ223によってサイドギア11,13と位置決めする個所まで出力軸47,49を軸方向移動させることが可能になり、出力軸47,49の位置決めに当たって各ピニオンシャフト205を径方向外側へ大きく移動させる必要がなくなり、リヤデフ201のように各ピニオンシャフト205がリングギア21の径方向内側に配置されていても、リングギア21と各ピニオンシャフト205との干渉が回避される。
Further, since the
従って、リヤデフ201はリングギア21とピニオンシャフト205との干渉を回避する目的で差動機構15をオフセットする必要がなくなり、電磁式アクチュエータ109とベアリングとの干渉による搭載機種(デファレンシャル装置)の制限と、出力軸47,49やキャリヤ3の互換性低下など、差動機構15のオフセットに伴う問題が本質的に回避される。
Therefore, the
[本発明の範囲に含まれる他の態様]
本発明のデファレンシャル装置に適用可能な差動機構は、ベベルギア式の差動機構に限らず、他のギア機構を用いた差動機構でも、あるいは、ギア機構を用いない差動機構でもよい。
[Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
The differential mechanism applicable to the differential device of the present invention is not limited to a bevel gear type differential mechanism, and may be a differential mechanism using another gear mechanism or a differential mechanism not using a gear mechanism.
また、差動制限装置は、差動をロックするものに限らず、例えば、摩擦クラッチで差動制限力を連続可変的に制御するものでもよい。 Further, the differential limiting device is not limited to the one that locks the differential, and may be one that continuously and differentially controls the differential limiting force with a friction clutch, for example.
また、本発明のデファレンシャル装置は、リヤデフでなく、フロントデフ(原動機の駆動トルク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(原動機の駆動トルクを前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置)として用いてもよい。 The differential device of the present invention is not a rear differential, but a front differential (a differential device that distributes the driving torque of the prime mover to the left and right front wheels), and a center differential (a differential device that distributes the driving torque of the prime mover to the front and rear wheels). It may be used as
また、請求項2と請求項3において、アクチュエータは、電磁式アクチュエータに限らず、例えば、油圧や空気圧などの流体圧で作動する流体圧式アクチュエータや、電動モータを用いたアクチュエータでもよい。
In claim 2 and
1 リヤデフ(デファレンシャル装置)
3 キャリヤ
5 ピニオン(差動部材)
11,13 サイドギア(第1及び第2の出力部材)
15 差動機構
17 差動制限装置
19 デフケース(入力部材)
21 リングギア
23 フランジ
25 電磁コイル
27 プランジャ
29 電磁式アクチュエータ(アクチュエータ)
101 リヤデフ(デファレンシャル装置)
103 デフケース(入力部材)
105 差動制限装置
107 ドッグクラッチ(差動制限機構部)
109 電磁式アクチュエータ(アクチュエータ部)
111 プッシュロッド(伝達機構)
113 クラッチリング(第1の部材)
115 クラッチリング(第2の部材)
117 カム機構
201 リヤデフ(デファレンシャル装置)
203 差動制限装置
205 ピニオンシャフト(支持軸)
207 スラストブロック(支持部材)
1 Rear differential (differential device)
3
11, 13 Side gear (first and second output members)
15
21
101 Rear differential (differential device)
103 Differential case (input member)
105 Differential limiting
109 Electromagnetic actuator (actuator part)
111 Push rod (transmission mechanism)
113 Clutch ring (first member)
115 Clutch ring (second member)
117
203 Differential limiting
207 Thrust block (support member)
Claims (4)
入力する駆動トルクによって回転可能な入力部材と;
前記入力部材から駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;
前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、
前記差動制限装置は、前記差動機構の差動制限を制御するアクチュエータを含み、
前記入力部材は、前記差動機構を収容するデフケースを含み、
前記デフケースは、エンジンからの駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジを含み、
前記アクチュエータは、電磁コイルと、前記電磁コイルの磁力によって軸方向に移動操作力を受けるプランジャとを含む電磁式アクチュエータであり、
前記電磁コイルは、前記リングギア側に配置され、前記デフケースに対して軸方向に相対移動しないように配置され、
前記デフケースは、前記電磁コイルの磁路の一部を構成し、
前記プランジャは、前記デフケースによって支持されていることを特徴とするデファレンシャル装置。 Contained in the carrier,
An input member that is rotatable by an input driving torque;
A differential member to which driving torque is transmitted from the input member; and first and second output members that are connected to the differential member in a relatively rotatable manner via a torque transmission unit that transmits and receives the driving torque. A differential mechanism coaxially rotatable with the input member;
A differential limiting device for limiting differential rotation of the differential mechanism,
The differential limiting device includes an actuator that controls differential limiting of the differential mechanism,
The input member includes a differential case that houses the differential mechanism;
The differential case includes a flange to which a ring gear to which driving torque from the engine is input is fixed,
The actuator is an electromagnetic actuator including an electromagnetic coil and a plunger that receives a moving operation force in the axial direction by the magnetic force of the electromagnetic coil,
The electromagnetic coil is disposed on the ring gear side and is disposed so as not to move relative to the differential case in the axial direction.
The differential case constitutes a part of the magnetic path of the electromagnetic coil,
The differential device according to claim 1, wherein the plunger is supported by the differential case.
前記入力部材から駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;
前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、
前記差動制限装置は、前記差動機構の差動回転を制限する差動制限機構部と、前記差動制限機構部を操作するアクチュエータ部とを含み、
前記差動制限機構部と前記アクチュエータ部とを、前記差動機構の軸方向中心に対して軸方向の反対側にそれぞれ配置すると共に、前記アクチュエータ部の操作力を前記差動制限機構部に伝達する伝達機構を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。 An input member that can be rotated by an input driving torque;
A differential member to which driving torque is transmitted from the input member; and first and second output members that are coupled to the differential member through a torque transmission unit that receives and transmits the driving torque. A differential mechanism coaxially rotatable with the input member;
A differential limiting device for limiting differential rotation of the differential mechanism,
The differential limiting device includes a differential limiting mechanism that limits differential rotation of the differential mechanism, and an actuator that operates the differential limiting mechanism.
The differential limiting mechanism portion and the actuator portion are arranged on opposite sides of the axial direction with respect to the axial center of the differential mechanism, and the operating force of the actuator portion is transmitted to the differential limiting mechanism portion. A differential device, characterized in that a transmission mechanism is provided.
前記入力部材からの駆動トルクが伝達される差動部材と、前記駆動トルクを授受するトルク伝達部を介して前記差動部材と相対回転可能に連結された第1及び第2の出力部材とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構と;
前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置とを含み、
前記差動制限装置は、前記差動機構の差動制限を制御するアクチュエータを含み、
前記入力部材は、前記差動機構を収容するデフケースを含み、
前記デフケースは、エンジンからの駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジを含み、
前記差動部材は、支持軸上に支持されており、
前記支持軸は、その外側端部を前記デフケースにより径方向移動可能に支持されると共に、内側端部を前記デフケースの回転中心側に配置された支持部材により着脱可能に支持されていることを特徴とするデファレンシャル装置。 An input member that is rotatable by an input driving torque;
A differential member to which drive torque from the input member is transmitted, and first and second output members connected to the differential member through a torque transmission unit for transmitting and receiving the drive torque so as to be relatively rotatable. A differential mechanism that is coaxially rotatable with the input member;
A differential limiting device for limiting differential rotation of the differential mechanism,
The differential limiting device includes an actuator that controls differential limiting of the differential mechanism,
The input member includes a differential case that houses the differential mechanism;
The differential case includes a flange to which a ring gear to which driving torque from the engine is input is fixed,
The differential member is supported on a support shaft;
The support shaft has an outer end supported by the differential case so as to be movable in the radial direction, and an inner end supported by the support member disposed on the rotation center side of the differential case in a detachable manner. A differential device.
前記差動制限機構は、前記出力部材の少なくとも一方と一体回転可能に連結された第1の部材と前記入力部材と一体回転可能に連結された第2の部材との間に設けられ、
前記出力部材の少なくとも一方と前記第1の部材との間に、前記差動制限機構の差動制限力を強化するカム機構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。 The invention according to any one of claims 1 to 3,
The differential limiting mechanism is provided between a first member connected to at least one of the output members so as to be integrally rotatable and a second member connected to be integrally rotatable with the input member,
A differential device, wherein a cam mechanism for strengthening a differential limiting force of the differential limiting mechanism is provided between at least one of the output members and the first member.
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