JP2008248900A - Differential device with differential limiting mechanism - Google Patents

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Tomohiko Tezuka
朋彦 手塚
Yutaka Tashiro
豊 田代
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide the differential device with differential limiting mechanism, the driving force transmission path running from an actuator to a friction clutch of which is reduced in weight and the structure of which is simplified. <P>SOLUTION: A hollow axis 48 to transmit an engagement force generated by an actuator A to the friction clutch 52 to restrict the differential motion of the differential mechanism D comprises: an axial portion 48a extending from the actuator A into a differential case 28; a plurality of diametrically enlarged portions 48b circumferentially branched with an interval from an end portion of the axial portion 48a within the differential case 28 and expanding in diameter along an inner surface of the differential case 28 and a plurality of compression portions 48c respectively extending from the enlarged portions 48b respectively and leading to the friction clutch 52 via a side portion of a pinion 32 on a pinion shaft 32, which allows not only the weight of the hollow axis 48 to be reduced more than the case where the enlarged portions 48b are annularly formed, but also further reduction in weight to be achieved with a concave portion 24e formed on the differential case 28 and directed towards the space formed between the adjacent enlarged portions 48b. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディファレンシャルケースに入力される原動機の駆動力を二つの出力軸に配分して出力する差動機構と、二つの出力軸間の差回転を制限する摩擦クラッチとを備えた差動制限機構付き差動装置に関し、特に摩擦クラッチを係合させる係合力を発生させるアクチュエータを、出力軸の軸線上であって、かつディファレンシャルケースの外部に設けたものに関する。   The present invention relates to a differential limiter including a differential mechanism that distributes and outputs a driving force of a prime mover input to a differential case to two output shafts, and a friction clutch that limits differential rotation between the two output shafts. The present invention relates to a mechanism-equipped differential device, and in particular, relates to an actuator that generates an engaging force for engaging a friction clutch on an output shaft axis and outside a differential case.

自動車の左右の車輪に内燃機関の駆動力を配分する差動機構の機能を制限すべく、ディファレンシャルケース内に設けた差動制限用の摩擦クラッチを係合させるアクチュエータが、ディファレンシャルケースから外部に延びるハーフシャフトの外周に嵌合する中空軸を備え、モータの駆動力でボールカム機構を介して中空軸を軸方向に駆動し、中空軸の軸端で摩擦クラッチの摩擦係合部材を押圧して係合させるものが、下記特許文献1により公知である。
特開2005−249080号公報
In order to limit the function of the differential mechanism that distributes the driving force of the internal combustion engine to the left and right wheels of an automobile, an actuator that engages a differential limiting friction clutch provided in the differential case extends from the differential case to the outside. A hollow shaft fitted to the outer periphery of the half shaft is provided, the hollow shaft is driven in the axial direction via the ball cam mechanism by the driving force of the motor, and the friction engagement member of the friction clutch is pressed by the shaft end of the hollow shaft. What is to be combined is known from Patent Document 1 below.
JP 2005-249080 A

ところで上記従来のものは、中空軸の軸端に外径が拡大する環状の拡径部と、この拡径部から分岐して軸方向に延びる4本の押圧部とを形成し、押圧部の先端で摩擦クラッチの摩擦係合部材を押圧する構造であるため、環状でかつ大径の拡径部が重量増加の要因となる問題があるだけでなく、差動機構のサイドギヤのスラスト力をディファレンシャルケースで支持すべく、ディファレンシャルケースの内面に突設した延出部を前記拡径部に形成した貫通孔を貫通させてサイドギヤの背面に当接させる必要があり、そのために構造が複雑化する問題があった。   By the way, the above-mentioned conventional one forms an annular enlarged portion whose outer diameter expands at the shaft end of the hollow shaft, and four pressing portions that branch from the enlarged portion and extend in the axial direction. The structure that presses the friction engagement member of the friction clutch at the tip not only has the problem that the annular and large-diameter enlarged portion causes an increase in weight, but also differentials the thrust force of the side gear of the differential mechanism. In order to support with the case, it is necessary to make the extension part projecting on the inner surface of the differential case pass through the through hole formed in the enlarged diameter part and contact the back surface of the side gear, which complicates the structure. was there.

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、差動制限機構付き差動装置のアクチュエータから摩擦クラッチへの駆動力伝達経路の軽量化および構造の簡素化を図ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the weight and simplify the structure of a driving force transmission path from an actuator of a differential device with a differential limiting mechanism to a friction clutch.

上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、ディファレンシャルケースに入力される原動機の駆動力を二つの出力軸に配分して出力する差動機構と、差動機構のピニオンシャフトに対して一側に位置し、二つの出力軸間の差回転を制限する摩擦クラッチと、ディファレンシャルケースの外部でピニオンシャフトに対して他側の出力軸上に位置し、摩擦クラッチを係合させる係合力を発生させるアクチュエータと、アクチュエータが発生した係合力を摩擦クラッチに伝達する中空軸とを備える差動制限機構付き差動装置において、前記中空軸は、前記他側の出力軸の外周をアクチュエータからディファレンシャルケースの内部に延びる軸部と、ディファレンシャルケース内で軸部の端部から周方向に間隔を存して分岐し、ディファレンシャルケースの内面に沿って拡径する複数の拡径部と、各拡径部から延出し、ピニオンシャフト上のピニオンの側部を通過して摩擦クラッチへ延びる複数の押圧部とからなることを特徴とする差動制限機構付き差動装置が提案される。   In order to achieve the above object, according to the invention described in claim 1, a differential mechanism that distributes and outputs the driving force of the prime mover input to the differential case to the two output shafts; A friction clutch that is located on one side of the pinion shaft and restricts differential rotation between the two output shafts, and is located on the output shaft on the other side of the pinion shaft outside the differential case. In the differential device with a differential limiting mechanism comprising an actuator that generates an engagement force to be combined and a hollow shaft that transmits the engagement force generated by the actuator to the friction clutch, the hollow shaft is an outer periphery of the output shaft on the other side A shaft extending from the actuator to the inside of the differential case, and branching from the end of the shaft in the differential case with an interval in the circumferential direction, A plurality of diameter-expanded portions that expand along the inner surface of the differential case, and a plurality of pressing portions that extend from the respective diameter-expanded portions and pass through the side of the pinion on the pinion shaft and extend to the friction clutch. A differential device with a differential limiting mechanism is proposed.

また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、拡径部および押圧部を一体に形成するとともに、押圧部に臨むディファレンシャルケースの内面に、押圧部の径方向外側への変形を防止するガイド部を設けたことを特徴とする差動制限機構付き差動装置が提案される。   According to the invention described in claim 2, in addition to the configuration of claim 1, the enlarged diameter portion and the pressing portion are integrally formed, and the inner surface of the differential case facing the pressing portion is formed in the radial direction of the pressing portion. There is proposed a differential device with a differential limiting mechanism, characterized in that a guide portion for preventing outward deformation is provided.

また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、拡径部間に形成される空間に臨むディファレンシャルケースの内面を差動機構のサイドギヤ側に膨出させてスラスト支持面を形成し、このスラスト支持面でサイドギヤのスラスト力を支持することを特徴とする差動制限機構付き差動装置が提案される。   According to the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the inner surface of the differential case facing the space formed between the enlarged diameter portions is expanded toward the side gear side of the differential mechanism. A differential device with a differential limiting mechanism is proposed in which a thrust support surface is formed and the thrust support surface supports the thrust force of the side gear.

尚、実施の形態のハーフシャフト11および左車軸13は本発明の出力軸に対応し、実施の形態のガイド溝24dは本発明のガイド部に対応し、実施の形態の第2中空軸48は本発明の中空軸に対応し、実施の形態の内燃機関Eは本発明の原動機に対応する。   The half shaft 11 and the left axle 13 of the embodiment correspond to the output shaft of the present invention, the guide groove 24d of the embodiment corresponds to the guide portion of the present invention, and the second hollow shaft 48 of the embodiment is Corresponding to the hollow shaft of the present invention, the internal combustion engine E of the embodiment corresponds to the prime mover of the present invention.

請求項1の構成によれば、差動機構の差動動作を制限する摩擦クラッチにアクチュエータが発生する係合力を伝達する中空軸が、アクチュエータからディファレンシャルケース内に延びる軸部と、ディファレンシャルケース内で軸部の端部から周方向に間隔を存して分岐し、ディファレンシャルケースの内面に沿って拡径する複数の拡径部と、各拡径部から延出し、ピニオンシャフト上のピニオンの側部を通過して摩擦クラッチへ延びる複数の押圧部とを備えるので、拡径部を環状に形成する場合に比べて中空軸の重量を削減できるだけでなく、隣接する拡径部間に形成される空間に向けてディファレンシャルケースを窪ませることで、ディファレンシャルケースを小型化して更なる軽量化を図ることができる。   According to the configuration of the first aspect, the hollow shaft that transmits the engagement force generated by the actuator to the friction clutch that limits the differential operation of the differential mechanism includes the shaft portion that extends from the actuator into the differential case, and the differential case. A plurality of diameter-expanded portions branching from the end portion of the shaft portion at intervals in the circumferential direction and expanding along the inner surface of the differential case, and extending from each diameter-expanded portion, side portions of the pinion on the pinion shaft And a plurality of pressing portions extending to the friction clutch, so that not only can the weight of the hollow shaft be reduced compared to the case where the enlarged diameter portion is formed in an annular shape, but also a space formed between adjacent enlarged diameter portions. By denting the differential case toward, the differential case can be reduced in size and further reduced in weight.

また請求項2の構成によれば、拡径部と一体に形成した押圧部をディファレンシャルケースの内面に設けたガイド部により案内するので、重量を軽減すべく拡径部および押圧部を細くしても、摩擦クラッチを係合させる係合力が作用したときに、拡径部および押圧部が径方向外側に撓むのを防止して摩擦クラッチを確実に係合させることができる。   According to the second aspect of the present invention, since the pressing portion formed integrally with the enlarged diameter portion is guided by the guide portion provided on the inner surface of the differential case, the enlarged diameter portion and the pressing portion are narrowed to reduce the weight. In addition, when the engaging force for engaging the friction clutch is applied, it is possible to reliably engage the friction clutch by preventing the enlarged diameter portion and the pressing portion from bending outward in the radial direction.

また請求項3の構成によれば、中空軸に設けた複数の拡径部間に形成される空間に臨むディファレンシャルケースの内面を膨出させてスラスト支持面を形成し、このスラスト支持面で差動機構のサイドギヤのスラスト力を支持するので、中空軸の拡径部と干渉することなくスラスト支持面を容易に形成することができる。   According to the third aspect of the present invention, the thrust support surface is formed by expanding the inner surface of the differential case facing the space formed between the plurality of enlarged diameter portions provided on the hollow shaft. Since the thrust force of the side gear of the dynamic mechanism is supported, the thrust support surface can be easily formed without interfering with the diameter-expanded portion of the hollow shaft.

以下、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1〜図9は本発明の実施の形態を示すもので、図1は自動車用内燃機関の後面図、図2は差動機構およびアクチュエータの拡大断面図、図3は差動機構の構造を示す図2の3部拡大図、図4はアクチュエータの構造を示す図3の4部拡大図、図5は摩擦クラッチの構造を示す図3の5部拡大図、図6は図3の6−6線断面図、図7は図3の7−7線断面でピニオンシャフト、ピニオンおよびサイドギヤを除いた図、図8は図3の8−8線断面図、図9は図4の9−9線断面図である。   1 to 9 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a rear view of an internal combustion engine for an automobile, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a differential mechanism and an actuator, and FIG. 3 is a structure of the differential mechanism. 2 is an enlarged view of part 4 of FIG. 3 showing the structure of the actuator, FIG. 5 is an enlarged view of part 5 of FIG. 3 showing the structure of the friction clutch, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG. 3 except for the pinion shaft, pinion and side gear, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line 8-8 in FIG. 3, and FIG. 9 is 9-9 in FIG. It is line sectional drawing.

図1に示すように、フロントエンジン・フロントドライブの自動車の車体前部に横置きに搭載された内燃機関Eは、その左側面に変速機Tが一体に結合され、変速機Tの後面に差動機構Dが設けられる。車体中心線から左方向にずれて配置された差動機構Dから右方向にハーフシャフト11(インターミディエイトシャフト)が延びており、ハーフシャフト11に右駆動輪(図示せず)を駆動する右車軸12が接続され、また差動機構Dから左方向に延びる左車軸13を介して左駆動輪(図示せず)が駆動される。ハーフシャフト11の右端はエンジンブロック22に固定したステー10に支持される。   As shown in FIG. 1, an internal combustion engine E mounted horizontally on the front body of a front engine / front drive automobile has a transmission T integrally coupled to a left side surface thereof, and a difference between the rear surface of the transmission T and the rear surface thereof. A moving mechanism D is provided. A half shaft 11 (intermediate shaft) extends rightward from a differential mechanism D arranged to be shifted leftward from the vehicle body center line, and a right axle that drives a right drive wheel (not shown) to the halfshaft 11. 12 is connected, and a left drive wheel (not shown) is driven via a left axle 13 extending in the left direction from the differential mechanism D. The right end of the half shaft 11 is supported by a stay 10 fixed to the engine block 22.

図2を併せて参照すると明らかなように、差動機構Dを収納するハウジング14は、変速機Tのケーシングと一体に形成されたハウジング本体15と、ハウジング本体15の左端開口部を覆うように複数本のボルト16…で固定されたカバープレート17とを備える。差動機構Dの右側に離間して取り付けられたアクチュエータAは、差動機構Dのハウジング本体15の右端開口部に嵌合するアクチュエータケース18と、アクチュエータケース18の右端開口部を覆うように複数本のボルト19…で固定されたアクチュエータカバー20とを備えており、アクチュエータケース18を貫通する複数本のボルト21…(図1参照)でエンジンブロック22に固定される。差動機構DおよびアクチュエータAは差動装置を構成する。   As is clear from FIG. 2, the housing 14 that houses the differential mechanism D covers the housing body 15 that is formed integrally with the casing of the transmission T and the left end opening of the housing body 15. And a cover plate 17 fixed by a plurality of bolts 16. A plurality of actuators A, which are separately attached to the right side of the differential mechanism D, are an actuator case 18 that fits into the right end opening of the housing body 15 of the differential mechanism D, and a plurality of actuators A so as to cover the right end opening of the actuator case 18. The actuator cover 20 is fixed by a plurality of bolts 19... And is fixed to the engine block 22 by a plurality of bolts 21 (see FIG. 1) penetrating the actuator case 18. The differential mechanism D and the actuator A constitute a differential device.

ハウジング14の内部に収納された差動機構Dは、ハウジング本体15にローラベアリング23で支持された右側の第1ケース24と、カバープレート17にローラベアリング25で支持された左側の第2ケース26とを複数本のボルト27…で結合したディファレンシャルケース28を備えており、第1ケース24の外周に変速機Tにより駆動されるアクスルドライブギヤ29が前記複数本のボルト27…で共締めされる。   The differential mechanism D housed in the housing 14 includes a first case 24 on the right side supported by the roller body 23 on the housing body 15 and a second case 26 on the left side supported by the roller bearing 25 on the cover plate 17. Are connected by a plurality of bolts 27..., And an axle drive gear 29 driven by a transmission T is fastened to the outer periphery of the first case 24 by the plurality of bolts 27. .

次に、図3および図5〜図8を参照して差動機構Dの構造を説明する。   Next, the structure of the differential mechanism D will be described with reference to FIGS. 3 and 5 to 8.

ハウジング14内に収納される差動機構Dは、十字状に交差するように一体化された4本のピニオンシャフト31…を備える。円形断面を有するピニオンシャフト31…は端部に面取31a…が形成されており、その面取31a…が第1ケース24の内周面に形成された4本のピニオンシャフト支持溝24a…に嵌合する。4本のピニオンシャフト31…には、それぞれピニオン32…が回転自在に支持される。   The differential mechanism D housed in the housing 14 includes four pinion shafts 31 integrated so as to intersect in a cross shape. The pinion shafts 31 having a circular cross section are formed with chamfers 31a at the ends, and the chamfers 31a are formed in four pinion shaft support grooves 24a formed on the inner peripheral surface of the first case 24. Mating. Pinions 32 are rotatably supported on the four pinion shafts 31.

第1ケース24の内部に挿入されたハーフシャフト11の左端は、右側のサイドギヤ34Rにスプライン結合されてセットリング35で抜け止めされる。また第2ケース26を貫通して第1ケース24の内部に挿入された左車軸13の右端は、左側のサイドギヤ34Lにスプライン結合されてセットリング38で抜け止めされており、このサイドギヤ34Lの外周にクラッチインナー37が一体に固定される。左右のサイドギヤ34L,34Rは、それぞれ4個のピニオン32…に噛み合っている。   The left end of the half shaft 11 inserted into the first case 24 is splined to the right side gear 34 </ b> R and is prevented from coming off by a set ring 35. The right end of the left axle 13 that passes through the second case 26 and is inserted into the first case 24 is splined to the left side gear 34L and is prevented from coming off by a set ring 38. The outer periphery of the side gear 34L The clutch inner 37 is fixed integrally. The left and right side gears 34L, 34R mesh with the four pinions 32, respectively.

右側のサイドギヤ34Rの背面は第1ケース24の内面に突設した4個のスラスト支持面24c…にスラストワッシャ50を介して当接し、左側のサイドギヤ34Lの背面は第2ケース26の内面に形成した環状のスラスト支持面26aにスラストワッシャ51を介して当接する。   The rear surface of the right side gear 34R is in contact with four thrust support surfaces 24c... Projecting from the inner surface of the first case 24 via a thrust washer 50, and the rear surface of the left side gear 34L is formed on the inner surface of the second case 26. The annular thrust support surface 26 a is abutted through a thrust washer 51.

クラッチインナー37の外周に対向するように第1ケース24の内周にクラッチアウター40が一体に形成されており、クラッチアウター40の内周面に複数枚(実施の形態では4枚)のクラッチプレート41…の外周部がスプライン嵌合するとともに、クラッチインナー37の外周面に複数枚(実施の形態では5枚)のクラッチディスク42…の内周部がスプライン嵌合する。クラッチディスク42…の両面に貼り付けた摩擦材43…がクラッチプレート41…に接触し得るように、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…は交互に配置される。   A clutch outer 40 is integrally formed on the inner periphery of the first case 24 so as to face the outer periphery of the clutch inner 37, and a plurality of (four in the embodiment) clutch plates are formed on the inner peripheral surface of the clutch outer 40. The outer peripheral portions of 41... Are spline-fitted, and the inner peripheral portions of a plurality of (in the embodiment, five) clutch disks 42 are spline-fitted to the outer peripheral surface of the clutch inner 37. The clutch plates 41 and the clutch disks 42 are alternately arranged so that the friction materials 43 attached to both surfaces of the clutch disks 42 can come into contact with the clutch plates 41.

クラッチアウター40の内周面にプレッシャプレート44の外周部がスプライン嵌合し、このプレッシャプレート44の左側面は最右端に位置するクラッチディスク42の右側面に接触可能に対向する。プレッシャプレート44の右側面に対向する第1ケース24の内面に複数個(実施の形態では4個)の梃子レバー収納凹部24bが形成されており、各梃子レバー収納凹部24bの径方向外端に梃子レバー45の支点45aが揺動自在に支持される。   The outer peripheral portion of the pressure plate 44 is spline-fitted to the inner peripheral surface of the clutch outer 40, and the left side surface of the pressure plate 44 is opposed to the right side surface of the clutch disk 42 located at the rightmost end. A plurality (four in the embodiment) of lever lever storage recesses 24b are formed on the inner surface of the first case 24 facing the right side surface of the pressure plate 44, and the lever lever storage recesses 24b are arranged at the radially outer ends. A fulcrum 45a of the lever lever 45 is supported in a swingable manner.

アクチュエータケース18の内部において、ハーフシャフト11の外周にニードルベアリング46を介して第1中空軸47が相対回転自在かつ軸方向移動自在に嵌合する。第1ケース24の内部において、第1中空軸47の左端に第2中空軸48の右端が相対回転不能に凹凸係合する。第1中空軸47に凹凸係合する第2中空軸48の右半部は中空の軸部48aで構成されており、その軸部48aに一体に連なる左半部は90°間隔で4本に分岐した円弧状の拡径部48b…と、それらの拡径部48b…の先端に一体に連なる直線状の押圧部48c…とで構成される。   Inside the actuator case 18, the first hollow shaft 47 is fitted on the outer periphery of the half shaft 11 via a needle bearing 46 so as to be relatively rotatable and axially movable. In the first case 24, the right end of the second hollow shaft 48 is engaged with the left end of the first hollow shaft 47 so as not to be relatively rotatable. The right half of the second hollow shaft 48 that engages with the first hollow shaft 47 is configured by a hollow shaft portion 48a, and the left half integrally connected to the shaft portion 48a has four at 90 ° intervals. It is comprised by the branched circular arc-shaped enlarged diameter part 48b ... and the linear press part 48c ... continuously connected to the front-end | tip of those enlarged diameter parts 48b ....

第1ケース24の内周面には、4本のピニオンシャフト支持溝24a…に対して位相が45°ずれた4本のガイド溝24d…が形成されており、これらのガイド溝24d…に第2中空軸48の拡径部48b…および押圧部48c…が摺動自在に案内される。4本のガイド溝24d…の間において、第1ケース24の外周面には径方向内向きに窪む4個の凹部24e…(図8参照)が形成されており、これらの凹部24e…の位置で第1ケース24の外形が小さくなっている。右側のサイドギヤ34Rの背面をスラストワッシャ50を介して支持するスラスト支持面24c…は、前記凹部24e…の内面を内向きに膨出させることでに設けられる。   On the inner peripheral surface of the first case 24, four guide grooves 24d, whose phases are shifted by 45 ° with respect to the four pinion shaft support grooves 24a, are formed. 2 The enlarged diameter portions 48b and the pressing portions 48c of the hollow shaft 48 are slidably guided. Between the four guide grooves 24d, four concave portions 24e (see FIG. 8) that are recessed radially inward are formed on the outer peripheral surface of the first case 24. The outer shape of the first case 24 is small at the position. The thrust support surface 24c for supporting the back surface of the right side gear 34R via the thrust washer 50 is provided by expanding the inner surface of the recess 24e inward.

第2中空軸48の各押圧部48cの先端には突起48dが形成されており、この突起48dを梃子レバー45の径方向内端に対向させることで、梃子レバー収納凹部24bからの梃子レバー45の脱落が防止される。各梃子レバー45は、径方向外側に位置する前記支点45aに加えて、径方向内側に位置して前記押圧部48cの先端が当接する力点45bと、径方向中間に位置して前記プレッシャプレート44の右側面に当接する作用点45cとを備える。   A protrusion 48d is formed at the tip of each pressing portion 48c of the second hollow shaft 48. By making this protrusion 48d face the radially inner end of the lever lever 45, the lever lever 45 from the lever lever housing recess 24b is formed. Is prevented from falling off. In addition to the fulcrum 45a located on the radially outer side, each lever lever 45 is located on the radially inner side and a force point 45b with which the tip of the pressing portion 48c abuts, and the pressure plate 44 located in the middle in the radial direction. And an action point 45c that comes into contact with the right side surface of the.

このようにして、クラッチインナー37、クラッチアウター40、クラッチプレート41…、クラッチディスク42…、プレッシャプレート44および梃子レバー45…により、左車軸13をディファレンシャルケース28に締結するための摩擦クラッチ52が構成される。   Thus, the clutch inner 37, the clutch outer 40, the clutch plate 41, the clutch disk 42, the pressure plate 44, and the lever lever 45, constitute a friction clutch 52 for fastening the left axle 13 to the differential case 28. Is done.

次に、図2、図4および図9に基づいて、第1、第2中空軸47,48を介して摩擦クラッチ52を係合させるアクチュエータAの構造を説明する。   Next, the structure of the actuator A that engages the friction clutch 52 via the first and second hollow shafts 47 and 48 will be described with reference to FIGS. 2, 4, and 9.

アクチュエータケース18の内部に延びる第1中空軸47の右端側外周に第1スプリングガイド61が嵌合してセットリング62で固定され、その第1スプリングガイド61の右側の第1中空軸47の外周に第2スプリングガイド63がスプライン嵌合する。第1、第2スプリングガイド61,63間にコイルスプリングよりなるリターンスプリング64が圧縮状態で配置されており、その弾発力で第2スプリングガイド63は右方向に付勢される。   A first spring guide 61 is fitted on the outer periphery on the right end side of the first hollow shaft 47 extending inside the actuator case 18 and is fixed by a set ring 62, and the outer periphery of the first hollow shaft 47 on the right side of the first spring guide 61. The second spring guide 63 is spline-fitted. A return spring 64 made of a coil spring is disposed between the first and second spring guides 61 and 63 in a compressed state, and the second spring guide 63 is urged rightward by its elastic force.

ハーフシャフト11の外周にカムシリンダ65が嵌合しており、その右端に設けたフランジ65aがノックピン66でアクチュエータカバー20に固定される。カムシリンダ65の外周に第1カムプレート67および第2カムプレート68がそれぞれニードルベアリング69,70を介して回転自在、かつ軸方向移動自在に支持される。第1カムプレート67はスラストベアリング85を介して第2スプリングガイド63のフランジ63aに当接し、第2カムプレート68はスラストベアリング86を介してカムシリンダ65のフランジ65aに当接する。第1、第2カムプレート67,68の対向面に傾斜したカム溝67a…,68a…が形成されており、相対向するカム溝67a…,68a…にそれぞれボール71…が収納される。第1、第2カムプレート67,68およびボール71…はボールカム機構72を構成する。   A cam cylinder 65 is fitted to the outer periphery of the half shaft 11, and a flange 65 a provided at the right end thereof is fixed to the actuator cover 20 by a knock pin 66. A first cam plate 67 and a second cam plate 68 are supported on the outer periphery of the cam cylinder 65 via needle bearings 69 and 70 so as to be rotatable and axially movable. The first cam plate 67 contacts the flange 63 a of the second spring guide 63 via the thrust bearing 85, and the second cam plate 68 contacts the flange 65 a of the cam cylinder 65 via the thrust bearing 86. Inclined cam grooves 67a..., 68a... Are formed on the opposing surfaces of the first and second cam plates 67 and 68, and the balls 71 are accommodated in the cam grooves 67a. The first and second cam plates 67 and 68 and the balls 71 constitute a ball cam mechanism 72.

アクチュエータケース18およびアクチュエータカバー20に、第1軸73が一対のボールベアリング74,75を介して支持され、また第2軸76が一対のボールベアリング77,78を介して支持される。アクチュエータケース18に支持したモータ79の出力軸79aに直列に連結する第1軸73に設けられた第1ギヤ80が、第2軸76に設けられた第2、第3ギヤ81,82のうちの第2ギヤ81に噛合する。また第1、第2カムプレート67,68の外周にそれぞれ第4、第5ギヤ83,84が形成されており、第4ギヤ83が第2軸76の第2ギヤ81に噛合するとともに、第5ギヤ84が第2軸76の第3ギヤ82に噛合する。第2ギヤ81および第4ギヤ83間のギヤ比と、第3ギヤ82および第5ギヤ84間のギヤ比は僅かに異なっている。   The first shaft 73 is supported on the actuator case 18 and the actuator cover 20 via a pair of ball bearings 74 and 75, and the second shaft 76 is supported via a pair of ball bearings 77 and 78. Of the second and third gears 81, 82 provided on the second shaft 76, the first gear 80 provided on the first shaft 73 connected in series to the output shaft 79 a of the motor 79 supported on the actuator case 18. Mesh with the second gear 81. In addition, fourth and fifth gears 83 and 84 are formed on the outer circumferences of the first and second cam plates 67 and 68, respectively. The fourth gear 83 meshes with the second gear 81 of the second shaft 76, and The fifth gear 84 meshes with the third gear 82 of the second shaft 76. The gear ratio between the second gear 81 and the fourth gear 83 and the gear ratio between the third gear 82 and the fifth gear 84 are slightly different.

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention having the above configuration will be described.

差動機構Dは通常の差動機能に加えて差動制限機能を発揮するもので、その差動制限機能により発生する差動制限トルクはアクチュエータAの作動により発生する。   The differential mechanism D exhibits a differential limiting function in addition to the normal differential function, and the differential limiting torque generated by the differential limiting function is generated by the operation of the actuator A.

先ず、差動機構Dの通常の差動機能について説明する。   First, the normal differential function of the differential mechanism D will be described.

内燃機関Eの駆動力が変速機Tを介して差動機構Dのアクスルドライブギヤ29に入力されると、アクスルドライブギヤ29にボルト27…で結合されたディファレンシャルケース28が回転する。車両が直進状態にあるとき、4個のピニオン32…はピニオンシャフト31…に対して回転せず、ピニオン32…に噛み合う左側のサイドギヤ34Lと一体の左車軸13と、ピニオン32…に噛み合う右側のサイドギヤ34Rと一体のハーフシャフト11とは同速で回転し、左右の駆動輪に駆動力が均等に配分される。   When the driving force of the internal combustion engine E is input to the axle drive gear 29 of the differential mechanism D via the transmission T, the differential case 28 coupled to the axle drive gear 29 with bolts 27 ... rotates. When the vehicle is in a straight traveling state, the four pinions 32 are not rotated with respect to the pinion shafts 31 and are not rotated with respect to the pinions 32, but the left side gear 34L meshed with the pinions 32 and the right axle meshed with the left axle 13 and the pinions 32. The side gear 34R and the integral half shaft 11 rotate at the same speed, and the driving force is evenly distributed to the left and right driving wheels.

例えば、車両が左旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸13が減速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト11が増速されるため、左右のサイドギヤ34L,34Rに差回転が発生するが、その差回転は左右のサイドギヤ34L,34Rに噛み合うピニオン32…の回転により吸収される。同様に、車両が右旋回状態にあるとき、左側の駆動輪に連なる左車軸13が増速されて右側の駆動輪に連なるハーフシャフト11が減速されるため、左右のサイドギヤ34L,34Rに差回転が発生するが、その差回転は左右のサイドギヤ34L,34Rに噛み合うピニオン32…の回転により吸収される。   For example, when the vehicle is in a left turn state, the left axle 13 connected to the left drive wheel is decelerated and the half shaft 11 connected to the right drive wheel is accelerated, so that a differential rotation occurs between the left and right side gears 34L and 34R. Although generated, the differential rotation is absorbed by the rotation of the pinions 32 meshed with the left and right side gears 34L, 34R. Similarly, when the vehicle is in a right turn state, the left axle 13 connected to the left drive wheel is accelerated and the half shaft 11 connected to the right drive wheel is decelerated, so that the difference between the left and right side gears 34L and 34R. Although rotation occurs, the differential rotation is absorbed by the rotation of the pinions 32 meshed with the left and right side gears 34L, 34R.

次に、アクチュエータAの作動により発生する差動制限機能について説明する。   Next, the differential limiting function generated by the operation of the actuator A will be described.

アクチュエータAのモータ79を駆動すると、その出力軸79aに結合した第1軸73の第1ギヤ80の回転が第2ギヤ81に伝達されて第2軸76が回転する。第2軸76が回転すると、第2ギヤ81および第4ギヤ83を介して第1カムプレート67が回転し、かつ第3ギヤ82および第5ギヤ84を介して第2カムプレート68が回転するが、第2ギヤ81および第4ギヤ83間のギヤ比と、第3ギヤ82および第5ギヤ84間のギヤ比とが僅かに異なっているため、ボールカム機構72の第1、第2カムプレート67,68が相対回転する。その結果、第1、第2カムプレート67,68のカム溝67a…,68a…の相対位置が、図9(A)の状態から図9(B)の状態に変化し、ボール71…によって第1、第2カムプレート67,68が相互に離反する方向に駆動される。   When the motor 79 of the actuator A is driven, the rotation of the first gear 80 of the first shaft 73 coupled to the output shaft 79a is transmitted to the second gear 81 and the second shaft 76 rotates. When the second shaft 76 rotates, the first cam plate 67 rotates through the second gear 81 and the fourth gear 83, and the second cam plate 68 rotates through the third gear 82 and the fifth gear 84. However, since the gear ratio between the second gear 81 and the fourth gear 83 and the gear ratio between the third gear 82 and the fifth gear 84 are slightly different, the first and second cam plates of the ball cam mechanism 72 are different. 67 and 68 rotate relative to each other. As a result, the relative positions of the cam grooves 67a ... 68a ... of the first and second cam plates 67, 68 change from the state shown in FIG. 9A to the state shown in FIG. 1. The second cam plates 67 and 68 are driven in directions away from each other.

ボールカム機構72により発生する右向きの荷重を受けた第2カムプレート68は、アクチュエータカバー20によって右方向への移動を阻止される。従って、ボールカム機構72により発生する左向きの荷重、つまり摩擦クラッチ52を係合させるする係合力を受けた第1カムプレート67は左方向に移動し、スラストベアリング85、第2スプリングガイド63、第1スプリングガイド61およびセットリング62を介して第1中空軸47を左方向に押圧する。   The second cam plate 68 that has received a rightward load generated by the ball cam mechanism 72 is prevented from moving rightward by the actuator cover 20. Accordingly, the first cam plate 67 that has received the leftward load generated by the ball cam mechanism 72, that is, the engaging force for engaging the friction clutch 52, moves to the left, and the thrust bearing 85, the second spring guide 63, the first The first hollow shaft 47 is pressed leftward through the spring guide 61 and the set ring 62.

アクチュエータAによって第1中空軸47に左向きの係合力が作用すると、第1中空軸47に結合された第2中空軸48が左方向に移動し、第2中空軸48の左端に設けた4個の押圧部48c…が4個の梃子レバー45…の力点45b…を押圧する。その結果、各梃子レバー45は支点45aを中心に揺動し、その作用点45cがプレッシャプレート44を左方向に押圧することで、クラッチプレート41…およびクラッチディスク42…が相互に密着し、クラッチインナー37およびクラッチアウター40が一体に結合される。   When a leftward engagement force is applied to the first hollow shaft 47 by the actuator A, the second hollow shaft 48 coupled to the first hollow shaft 47 moves in the left direction, and the four pieces provided at the left end of the second hollow shaft 48 are provided. Of the four lever levers 45 press the force points 45b of the four lever levers 45. As a result, the lever levers 45 swing around the fulcrum 45a, and the action point 45c presses the pressure plate 44 to the left, so that the clutch plates 41 and the clutch disks 42 are in close contact with each other, and the clutch The inner 37 and the clutch outer 40 are coupled together.

梃子レバー45の支点45aおよび力点45b間の距離L1は、支点45aおよび作用点45c間の距離L2よりも大きく設定されているため、梃子レバー45に入力される係合力F1をL1/L2倍に倍力した係合力F2でプレッシャプレート44を押圧することができ、これによりアクチュエータAのモータ79を小型化しても摩擦クラッチ52に充分な係合力を加えることができる。   Since the distance L1 between the fulcrum 45a and the force point 45b of the lever lever 45 is set larger than the distance L2 between the fulcrum 45a and the action point 45c, the engagement force F1 input to the lever lever 45 is doubled by L1 / L2. The pressure plate 44 can be pressed by the doubled engagement force F2, and thus a sufficient engagement force can be applied to the friction clutch 52 even if the motor 79 of the actuator A is downsized.

このようにして摩擦クラッチ52が係合すると、クラッチインナー37と一体の左車軸13がディファレンシャルケース28と一体化されることで、左車軸13とハーフシャフト11とが、つまり左車軸13と右車軸12とが相対回転不能に一体化され、差動機構Dの差動機能が制限されてぬかるみ等の軟弱地からの脱出を可能にしたり、高速直線走行時の安定性を高めたりすることができる。このとき、モータ79を駆動する電流を制御してアクチュエータAが発生する係合力を変化させ、摩擦クラッチ52に所定のスリップを発生させることで、差動機構Dに任意の大きさの差動制限トルクを発揮させることができる。   When the friction clutch 52 is engaged in this way, the left axle 13 integrated with the clutch inner 37 is integrated with the differential case 28, so that the left axle 13 and the half shaft 11, that is, the left axle 13 and the right axle. 12 is integrated so as not to rotate relative to each other, and the differential function of the differential mechanism D is limited, so that it is possible to escape from soft ground such as muddy, and stability during high-speed straight running can be improved. . At this time, by controlling the current that drives the motor 79 to change the engagement force generated by the actuator A and causing the friction clutch 52 to generate a predetermined slip, the differential mechanism D has a differential limit of an arbitrary magnitude. Torque can be demonstrated.

以上のように、アクチュエータAが発生した摩擦クラッチ52の係合力を、内燃機関Eの駆動力が伝達されるハーフシャフト11を介さずに、そのハーフシャフト11の外周に軸方向移動可能かつ相対回転可能に配置された第1、第2中空軸47,48を介して伝達するので、内燃機関Eの駆動力を伝達することでハーフシャフト11のスプライン結合部に発生する摩擦力でアクチュエータAが発生する係合力が減じられることがなくなり、摩擦クラッチ52を安定良く係合させることが可能になる。   As described above, the engaging force of the friction clutch 52 generated by the actuator A can be axially moved to the outer periphery of the half shaft 11 without relative to the half shaft 11 to which the driving force of the internal combustion engine E is transmitted, and is relatively rotated. Since transmission is performed via the first and second hollow shafts 47 and 48 that can be arranged, the actuator A is generated by the frictional force generated at the spline coupling portion of the half shaft 11 by transmitting the driving force of the internal combustion engine E. The engaging force to be applied is not reduced, and the friction clutch 52 can be stably engaged.

尚、第1、第2中空軸47,48はディファレンシャルケース28と共に回転するが、その回転は内燃機関Eの駆動力の伝達を伴わない空転であるため、軸方向の移動時に大きな摩擦力が発生することはない。   The first and second hollow shafts 47 and 48 rotate together with the differential case 28. However, since the rotation is idling without transmission of the driving force of the internal combustion engine E, a large frictional force is generated when moving in the axial direction. Never do.

しかして、アクチュエータAが発生する摩擦クラッチ52の係合力を伝達する第2中空軸48の拡径部48b…を、軸部48aから4本に分岐するように形成したので、その拡径部を環状に形成する場合に比べて第2中空軸48の重量を軽減することができる。また隣接する拡径部48b…間に形成される空間に向けてディファレンシャルケース28の第1ケース24を窪ませて凹部24e…を形成したことで、第1ケース24を小型化して更なる重量軽減を図ることができる。更に、右側のサイドギヤ34Rのスラスト力を支持する第1ケース24のスラスト支持面24c…を、隣接する拡径部48b…間に形成される空間に配置することで、拡径部にスラスト支持面24c…を貫通させるための貫通孔を形成する必要がなくなり、第2中空軸48の構造を簡素化することができる。   Thus, the diameter-enlarged portion 48b of the second hollow shaft 48 that transmits the engagement force of the friction clutch 52 generated by the actuator A is formed so as to branch into four from the shaft portion 48a. The weight of the second hollow shaft 48 can be reduced as compared with the case where it is formed in an annular shape. Further, the first case 24 of the differential case 28 is recessed toward the space formed between the adjacent enlarged diameter portions 48b to form the recesses 24e, so that the first case 24 is reduced in size and further weight reduction is achieved. Can be achieved. Further, the thrust support surface 24c of the first case 24 that supports the thrust force of the right side gear 34R is disposed in a space formed between the adjacent enlarged diameter portions 48b, so that the thrust support surface is provided on the enlarged diameter portion. It is not necessary to form a through hole for penetrating 24c ..., and the structure of the second hollow shaft 48 can be simplified.

また第1ケース24の内面に形成したガイド溝24d…で第2中空軸48の拡径部48b…および押圧部48c…を案内するので、重量を軽減すべく拡径部48b…および押圧部48c…を細くしても、摩擦クラッチ52を係合させる係合力が作用したときに拡径部48b…および押圧部48c…が径方向外側に撓むのを防止し、摩擦クラッチ52を確実に係合させることができる。   Further, since the guide groove 24d formed on the inner surface of the first case 24 guides the enlarged diameter portion 48b and the pressing portion 48c of the second hollow shaft 48, the enlarged diameter portion 48b and the pressing portion 48c are used to reduce the weight. .., Even when the frictional clutch 52 is engaged, the diameter-enlarged portion 48b and the pressing portion 48c are prevented from bending outward in the radial direction, and the friction clutch 52 is securely engaged. Can be combined.

以上、本発明の実施の形態を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, this invention can perform a various design change in the range which does not deviate from the summary.

例えば、アクチュエータAは電気式のものに限定されず、油圧式のアクチュエータを採用することも可能である。   For example, the actuator A is not limited to an electric type, and a hydraulic actuator may be employed.

また実施の形態では中空軸を第1、第2中空軸47,48に分割しているが、単一の中空軸あるいは3分割以上の中空軸を採用することができる。   In the embodiment, the hollow shaft is divided into the first and second hollow shafts 47 and 48. However, a single hollow shaft or three or more hollow shafts can be employed.

また実施の形態では第1ケース24のガイド溝24d…で第2中空軸48の拡径部48b…および押圧部48c…の両方を案内しているが、ガイド溝24d…は少なくとも押圧部48c…を案内するものであれば良い。   In the embodiment, the guide groove 24d of the first case 24 guides both the enlarged diameter portion 48b and the pressing portion 48c of the second hollow shaft 48, but the guide groove 24d is at least the pressing portion 48c. Anything that guides you.

また実施の形態では第2中空軸48の拡径部48b…および押圧部48c…の数は各4本であるが、各複数本であれば任意に本数とすることができる。   In the embodiment, the number of the enlarged diameter portions 48b and the pressing portions 48c of the second hollow shaft 48 is four, but the number can be arbitrarily set as long as it is plural.

自動車用内燃機関の後面図Rear view of automotive internal combustion engine 差動機構およびアクチュエータの拡大断面図Enlarged sectional view of differential mechanism and actuator 差動機構の構造を示す図2の3部拡大図2 is an enlarged view of part 3 of FIG. 2 showing the structure of the differential mechanism. アクチュエータの構造を示す図3の4部拡大図4 is an enlarged view of part 4 in FIG. 3 showing the structure of the actuator. 摩擦クラッチの構造を示す図3の5部拡大図FIG. 3 is an enlarged view of part 5 showing the structure of the friction clutch. 図3の6−6線断面図6-6 sectional view of FIG. 図3の7−7線断面でピニオンシャフト、ピニオンおよびサイドギヤを除いた図The figure which excluded the pinion shaft, the pinion, and the side gear in the 7-7 line cross section of FIG. 図3の8−8線断面図Sectional view taken along line 8-8 in FIG. 図4の9−9線断面図Sectional view along line 9-9 in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11 ハーフシャフト(出力軸)
13 左車軸(出力軸)
24c スラスト支持面
24d ガイド溝(ガイド部)
28 ディファレンシャルケース
31 ピニオンシャフト
32 ピニオン
34R サイドギヤ
48 第2中空軸(中空軸)
48a 軸部
48b 拡径部
48c 押圧部
52 摩擦クラッチ
A アクチュエータ
D 差動機構
E 内燃機関(原動機)
11 Half shaft (output shaft)
13 Left axle (output shaft)
24c Thrust support surface 24d Guide groove (guide part)
28 Differential case 31 Pinion shaft 32 Pinion 34R Side gear 48 Second hollow shaft (hollow shaft)
48a Shaft portion 48b Expanded diameter portion 48c Pressing portion 52 Friction clutch A Actuator D Differential mechanism E Internal combustion engine (prime mover)

Claims (3)

ディファレンシャルケース(28)に入力される原動機(E)の駆動力を二つの出力軸(11,13)に配分して出力する差動機構(D)と、
差動機構(D)のピニオンシャフト(31)に対して一側に位置し、二つの出力軸(11,13)間の差回転を制限する摩擦クラッチ(52)と、
ディファレンシャルケース(28)の外部でピニオンシャフト(31)に対して他側の出力軸(11)上に位置し、摩擦クラッチ(52)を係合させる係合力を発生させるアクチュエータ(A)と、
アクチュエータ(A)が発生した係合力を摩擦クラッチ(52)に伝達する中空軸(48)と、
を備える差動制限機構付き差動装置において、
前記中空軸(48)は、前記他側の出力軸(11)の外周をアクチュエータ(A)からディファレンシャルケース(28)の内部に延びる軸部(48a)と、ディファレンシャルケース(28)内で軸部(48a)の端部から周方向に間隔を存して分岐し、ディファレンシャルケース(28)の内面に沿って拡径する複数の拡径部(48b)と、各拡径部(48b)から延出し、ピニオンシャフト(31)上のピニオン(32)の側部を通過して摩擦クラッチ(52)へ延びる複数の押圧部(48c)とからなることを特徴とする差動制限機構付き差動装置。
A differential mechanism (D) that distributes and outputs the driving force of the prime mover (E) input to the differential case (28) to the two output shafts (11, 13);
A friction clutch (52) located on one side with respect to the pinion shaft (31) of the differential mechanism (D) and limiting differential rotation between the two output shafts (11, 13);
An actuator (A) that is positioned on the output shaft (11) on the other side of the pinion shaft (31) outside the differential case (28) and that generates an engaging force for engaging the friction clutch (52);
A hollow shaft (48) for transmitting the engagement force generated by the actuator (A) to the friction clutch (52);
In a differential device with a differential limiting mechanism comprising:
The hollow shaft (48) includes a shaft portion (48a) extending from the actuator (A) to the inside of the differential case (28) on the outer periphery of the output shaft (11) on the other side, and a shaft portion in the differential case (28). (48a) branch from the end portion in the circumferential direction with a plurality of diameter-expanded portions (48b) that expand along the inner surface of the differential case (28), and extend from each diameter-expanded portion (48b). And a plurality of pressing portions (48c) extending through the side of the pinion (32) on the pinion shaft (31) and extending to the friction clutch (52). .
拡径部(48b)および押圧部(48c)を一体に形成するとともに、押圧部(48c)に臨むディファレンシャルケース(28)の内面に、押圧部(48c)の径方向外側への変形を防止するガイド部(24d)を設けたことを特徴とする、請求項1に記載の差動制限機構付き差動装置。   The enlarged diameter portion (48b) and the pressing portion (48c) are integrally formed, and the inner surface of the differential case (28) facing the pressing portion (48c) is prevented from being deformed radially outward. The differential device with a differential limiting mechanism according to claim 1, further comprising a guide portion (24d). 拡径部(48b)間に形成される空間に臨むディファレンシャルケース(28)の内面を差動機構(D)のサイドギヤ(34R)側に膨出させてスラスト支持面(24c)を形成し、このスラスト支持面(24c)でサイドギヤ(34R)のスラスト力を支持することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の差動制限機構付き差動装置。   A thrust support surface (24c) is formed by bulging the inner surface of the differential case (28) facing the space formed between the enlarged diameter portions (48b) toward the side gear (34R) side of the differential mechanism (D). The differential device with a differential limiting mechanism according to claim 1 or 2, wherein the thrust force of the side gear (34R) is supported by the thrust support surface (24c).
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