JP2009024721A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動機構をデファレンシャル装置の回転軸方向の中央側に配置でき、かつデフケースを小型化することができるデファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】軸方向両側にそれぞれベアリングを介してキャリアに支持されるボス部３，５を有するデフケース７と、ピニオン９とサイドギヤ１１，１３とを備えた差動機構１５と、サイドギヤ１１を断続部１７を介して断続するカムリング１９と、カムリング１９を作動させるアクチュエータ２１とを備え、差動機構１５はカムリング１９とアクチュエータ２１との間に配置され、カムリング１９とアクチュエータ２１とが操作部材２３によって連結されたデファレンシャル装置１において、アクチュエータ２１は可動部材２５を有し、操作部材２３と可動部材２５との間に、可動部材２５とカムリング１９とを相反移動させる変換部材２７を配置した。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に用いられるデファレンシャル装置に関する。

特許文献１に差動機構と差動機構の差動を制限するドッグクラッチ（断続部）とドッグクラッチを作動させる電磁式アクチュエータとを備えたデファレンシャル装置が記載されている。このデファレンシャル装置では、差動機構がドッグクラッチと電磁式アクチュエータとの間に配置され、ドッグクラッチを構成するクラッチリング（クラッチ部材）と電磁式アクチュエータのプランジャ（可動部材）とがプッシュロッド（操作部材）によって連結されている。

また、特許文献２にも、特許文献１のデファレンシャル装置と同様に、差動機構がクラッチパック（断続部）と作動機構（アクチュエータ）との間に配置され、クラッチパックと作動機構とが伸長係合部材（操作部材）によって連結されたデファレンシャル装置が記載されている。

上記特許文献１，２のように差動機構の両側にクラッチ部材とアクチュエータとを配置することにより、差動機構を収容するデフケースの軸方向両側を支持するベアリング間の中央側にデファレンシャル装置の差動機構をレイアウトできるようにしている。
特開２００７−７１２２３号公報 特開２００３−１２０７８９号公報

しかしながら、上記のデファレンシャル装置では、アクチュエータの可動部材が操作部材を押圧する方向と操作部材がクラッチ部材を押圧する方向とが同一であるため、可動部材の移動距離とクラッチ部材の移動距離との合計分の移動距離をデフケースの軸方向寸法に反映させる必要があった。

このため、支持ボス部を有してベアリング間に配置されるデファレンシャル装置において、ベアリング間の中央側にデファレンシャル装置の差動機構をレイアウトしつつ、デフケースの軸方向寸法を小型化することが困難であった。

そこで、この発明は、差動機構をデファレンシャル装置の回転軸方向の中央側に配置でき、かつデフケースを小型化することができるデファレンシャル装置の提供を目的としている。

請求項１の発明は、軸方向両側に支持ボス部を有するデフケースと、該デフケースに収容され前記デフケースから駆動力が入力する差動部材と該差動部材と連結して駆動力を分配する第１の出力部材と第２の出力部材とを備えた差動機構と、前記デフケースに対して前記第１の出力部材を断続部を介して断続するクラッチ部材と、前記クラッチ部材を作動させるアクチュエータとを備え、前記差動機構は前記クラッチ部材と前記アクチュエータとの間に配置され、前記クラッチ部材と前記アクチュエータとが操作部材によって連結されたデファレンシャル装置であって、前記アクチュエータは可動部材を有し、前記操作部材と前記可動部材との間には、前記可動部材と前記クラッチ部材とを相反移動させる変換部材が配置されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記断続部と前記変換部材は、前記操作部材の軸方向の両端部間に配置されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、前記デフケースは、一部材で形成され、前記差動機構と前記クラッチ部材とを収容する開口部が形成されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、前記アクチュエータは、前記デフケースの一部を有することを特徴とする。

請求項１のデファレンシャル装置は、操作部材と可動部材との間に可動部材とクラッチ部材とを相反移動させる変換部材が配置されているので、断続部の断続時に可動部材とクラッチ部材とが同一方向に移動することがない。このため、可動部材の移動距離とクラッチ部材の移動距離との合計分の移動距離をデフケースの軸方向寸法に反映させる必要がない。

従って、差動機構をデファレンシャル装置の回転軸方向の中央側に配置でき、かつデフケースを小型化することができる。

請求項２のデファレンシャル装置は、断続部と変換部材が操作部材の軸方向の両端部間に配置されているので、断続部と変換部材とが操作部材の軸方向範囲内に近づいて配置され、よりデフケースの軸方向寸法を小型化することができる。

請求項３のデファレンシャル装置は、デフケースが一部材で形成されているので、ケース構造を簡易化してコスト増加及び重量増加を抑制することができる。

請求項４のデファレンシャル装置は、アクチュエータがデフケースの一部を有するので、独立したアクチュエータをデフケースに搭載する場合に比較して、アクチュエータの大型化を抑制し、デファレンシャル装置全体の小型化をすることができる。

（一実施例）
図１〜図６を用いて一実施例について説明する。

本実施例のデファレンシャル装置１は、軸方向両側にそれぞれベアリング（不図示）を介してキャリア（不図示）に支持される第１，第２のボス部３，５を有するデフケース７と、デフケース７に収容されデフケース７から駆動力が入力するピニオン９（差動部材）とピニオン９と連結して駆動力を分配するサイドギヤ１１（第１の出力部材）とサイドギヤ１３（第２の出力部材）とを備えた差動機構１５と、デフケース７に収容されデフケース７に常時回転方向に係合して一体回転すると共に軸方向に相対移動可能であり、サイドギヤ１１を断続部１７を介して断続するカムリング１９（クラッチ部材）と、デフケース７に配置されカムリング１９を作動させるアクチュエータ２１とを備え、差動機構１５はボス部３，５（図示外の対のベアリング）の間であって、カムリング１９とアクチュエータ２１との間でデフケース７の回転軸方向の中央側に配置され、カムリング１９とアクチュエータ２１とが操作部材２３によって連結されている。そして、アクチュエータ２１はデフケース７の回転軸方向に移動可能な可動部材２５を有し、操作部材２３と可動部材２５との間には、可動部材２５とカムリング１９とを相反移動させる変換部材２７が配置されている。

また、断続部１７と変換部材２７は、操作部材２３の軸方向の両端部２９，３１間に配置され、デフケース７の回転軸線に対して半径方向のスペースを共有している。

さらに、デフケース７は、一部材で形成され、差動機構１５とカムリング１９とを収容する開口部３３が形成されている。

また、アクチュエータ２１は、デフケース７の第２の側壁３９（デフケースの一部）を有している。詳述すると、アクチュエータ２１の後述する電磁石７３に対して電流を付与することによって、可動部材２５とコア７７と第２の側壁３９とに磁束ループ４０が形成されている。つまり、アクチュエータ２１がデフケース７の一部を有しているとは、アクチュエータ２１の機能を得るために、デフケースの一部を用いるという意味である。

図１〜図６に示すように、デフケース７は、一部材で形成され、筒状部３５と、第１の側壁３７と、第２の側壁３９と、第１のボス部３と、第２のボス部５と、フランジ部４１と開口部３３から構成されている。

筒状部３５は、中空状に一体成形され、軸方向両端側に第１の側壁３７と第２の側壁３９が設けられている。第１の側壁３７は、筒状部３５の軸方向一端側に筒状部３５と一体的に設けられ、カムリング１９が配置されている。第２の側壁３９は、筒状部３５の軸方向他端側に筒状部３５と一体的に設けられ、アクチュエータ２１が配置されている。

第１のボス部３は、第１の側壁３７の軸方向外側に第１の側壁３７と一体形成され、キャリアにベアリングを介して回転可能に支持されている。第２のボス部５は、第２の側壁３９の軸方向外側に第２の側壁３９と一体形成され、キャリアにベアリングを介して回転可能に支持されている。

フランジ部４１は、筒状部３５の外周側で軸方向第１の側壁３７側に筒状部３５と一体的に設けられ、リングギヤ（不図示）が固定される。リングギヤは、動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合っており、駆動力が伝達されてデフケース７を回転駆動させると共に、デフケース７に収容された差動機構１５に駆動力を伝達している。

開口部３３は、筒状部３５に形成され、径方向長さがカムリング１９の直径より大きく設定されている。この開口部３３からデフケース７の内部に差動機構１５とカムリング１９とが収容される。

差動機構１５は、ピニオンシャフト４３と、ピニオン９と、一対のサイドギヤ１１，１３から構成されている。ピニオンシャフト４３は、端部をデフケース７に係合してピン４５で抜け止めされ、デフケース７と一体に回転駆動される。ピニオン９は、一対のサイドギヤ１１，１３に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対のサイドギヤ１１，１３に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト４３に自転可能に支持されている。また、ピニオン９とデフケース７との間には球面ワッシャ４７が配置されている。

一対のサイドギヤ１１，１３は、ボス部４９，５１をデフケース７の支承部５３，５５に回転可能に支持され、ピニオン９と噛み合っている。また、サイドギヤ１１，１３とデフケース７との間にはスラストワッシャ５７，５９が配置されている。また、サイドギヤ１１の背面側には、カムリング１９の噛み合い歯６１と噛み合う噛み合い歯６３が形成されている。

カムリング１９は、内周でサイドギヤ１１のボス部４９の外周に軸方向移動可能に支持されている。このカムリング１９は、カム機構６５と、断続部１７とを構成している。

カム機構６５は、カムリング１９の凸部６７の回転方向面と、デフケース７の第１の側壁３７に形成されたカム溝６９の回転方向側面とから構成されている。凸部６７は、カムリング１９に周方向等間隔に複数突設されている。この凸部６７を第１の側壁３７のカム溝６９に係合し、カムリング１９を回り止めし、デフケース７と共に一体回転可能に配置されている。また、凸部６７には、回転方向の面にカム面が形成されている。さらに、第１の側壁３７のカム溝６９の回転方向の面にも、凸部６７のカム面と同一の傾斜角を有したカム面が形成され駆動トルクが作用したときにカムが作動し、断続部１７を強固に締結させるように機能する。

断続部１７は、カムリング１９の噛み合い歯６１とサイドギヤ１１の噛み合い歯６３とで構成されている。噛み合い歯６１，６３が噛み合うと、デフケース７とサイドギヤ１１とが連結されて差動機構１５がデフロック状態となる。また、カムリング１９とサイドギヤ１１との間には、リターンスプリング７１が設けられ、断続部１７の締結解除方向に付勢されている。このリターンスプリング７１によって、断続部１７の締結が解除され、差動機構１５のデフロック状態が解除される。また、リターンスプリング７１もデフケース７の回転軸線に対して操作部材２３と半径方向のスペースが共有されるように配置されている。この断続部１７は、アクチュエータ２１によって作動される。

アクチュエータ２１は、電磁石７３と、可動部材２５と、デフケース７の第２の側壁３９と、コントローラ（不図示）などから構成されている。電磁石７３は、コイル７５とコア７７を有している。コイル７５は、樹脂でモールド成形され、コア７７に収容されている。コア７７は、磁性材料から形成され、デフケース７の第２の側壁３９側に形成された配置凹部７９に配置され、デフケース７に半径方向に対して支持されている。また、コア７７には、周溝８１が形成され、周溝８１に当接部材８３を当接してボルト８５によって当接部材８３を固定し、電磁石７３をデフケース７に対して軸方向に支持している。また、電磁石７３には、回り止め部材８７が設けられ、回り止め部材８７の係合部８９をキャリア側に係合することによって電磁石７３を回転方向に回り止めしている。また、電磁石７３には、コネクタ９１が接続されたリード線９３が接続されており、コネクタ９１がコントローラ（不図示）側のコネクタ（不図示）に接続されて電磁石７３に通電制御される。この電磁石７３の内径側には、可動部材２５が配置されており、電磁石７３の励磁によって可動部材２５を軸方向へ移動操作する。

可動部材２５は、プランジャ９５とリング９７とから構成されている。プランジャ９５は、磁性材料から形成され、プランジャ９５の内周には、電磁石７３の磁力線がデフケース７側へ漏れることを防止する非磁性材料のリング９７が一体に固定されている。リング９７は、デフケース７に軸方向移動可能に支持され、操作部材２３側に変換部材２７と当接する突部９９が形成されている。この突部９９は、電磁石７３の励磁によりコア７７と第２の側壁３９とプランジャ９５とを透過する磁力線によって形成される磁束ループ４０によって、プランジャ９５が操作部材２３側に移動操作され、変換部材２７を押圧して操作部材２３を移動操作する。なお、デフケース７の第２の側壁３９に磁力線を透過させてアクチュエータ２１として用いているが、上述した電磁石を用いたアクチュエータ、油圧シリンダ・ピストンを用いたアクチュエータ、電動モータ・ギヤ・カム機構を組み合わせたアクチュエータなど独立したアクチュエータをデフケース７に搭載しても良い。

操作部材２３は、軸状に形成され、デフケース７に形成された４つの孔部１０１にそれぞれ４本挿入されている。この操作部材２３の両端部２９，３１は、半径方向内側に突設されている。カムリング１９側の端部２９は、カムリング１９のカム機構６５側に回り込むようにカムリング１９と当接、及びカムリング１９の凸部６７と当接されている。可動部材２５側の端部３１と可動部材２５との間には、可動部材２５とカムリング１９とを相反移動させる変換部材２７が配置されている。ここで、相反移動とは、可動部材２５が軸方向内側に移動したとき、カムリング１９が軸方向内側に移動すること、又は可動部材２５が軸方向外側に移動したとき、カムリング１９が軸方向外側に移動することを示す。また、操作部材２３の端部２９，３１間に断続部１７と変換部材２７とが配置されている。

変換部材２７は、デフケースの４つの操作部材２３が配置された位置に形成された４つの凹部１０３にそれぞれ４つ配置されている。この変換部材２７は、板状に形成され、中間部を折曲加工されて両端部をリング９７の突部９９と操作部材２３の端部３１とに当接されると共に、中間部をデフケース７の第２の側壁３９に当接されている。このように変換部材２７を配置することにより、断続部１７の接続時には電磁石７３の通電による可動部材２５の軸方向内側への移動を変換部材２７のてこ作用によって、操作部材２３を可動部材２５側に移動させてカムリング１９を軸方向内側へ移動させることができる。また、断続部１７の接続解除時にはリターンスプリング７１によるカムリング１９の軸方向外側への移動と共に操作部材２３が移動され、この操作部材２３の移動を変換部材２７のてこ作用によって、可動部材２５を軸方向外側へ移動させることができる。

なお、このデファレンシャル装置１の組付けは、まず、デフケース７の孔部１０１から操作部材２３を組付ける。次に、カムリング１９をデフケース７の開口部３３からデフケース７の内部に収容する。次に、カムリング１９をデフケース７の所定の位置に組付けた状態で操作部材２３をカムリング１９側からデフケース７の外側にカムリング１９と操作部材２３の端部３１とが当接するまで引き出す。次に、差動機構１５をデフケース７の開口部３３からデフケース７の内部に収容し、操作部材２３を操作部材２３の端部２９がカムリング１９と当接するまでデフケース７に挿入し、デフケース７の凹部１０３内に操作部材２３の端部３１を配置させる。次に、変換部材２７をデフケース７の凹部１０３内に配置し、変換部材２７と操作部材２３の端部３１とを当接させる。最後にアクチュエータ２１をデフケース７の配置凹部７９に配置し、変換部材２７とリング９７の突部９９とを当接させ、デファレンシャル装置１が組付けられる。

このようなデファレンシャル装置１では、軸方向両側をベアリングを介してキャリアに支持されたデフケース７において、操作部材２３と可動部材２５との間に可動部材２５とカムリング１９とを相反移動させる変換部材２７が配置されているので、断続部１７の断続時に可動部材２５とカムリング１９とが同一方向に移動することがない。このため、可動部材２５の移動距離とカムリング１９の移動距離との合計分の移動距離をデフケース７の軸方向寸法に反映させる必要がない。

従って、デファレンシャル装置１の差動機構１５をベアリング間の中央側に設定でき、かつデフケース７を小型化することができる。

また、断続部１７と変換部材２７が操作部材２３の軸方向の両端部２９，３１間に配置されているので、断続部１７と変換部材２７とが操作部材２３の軸方向範囲内に近づいて配置され、よりデフケース７の軸方向寸法を小型化することができる。

さらに、デフケース７が一部材で形成されているので、コスト増加及び重量増加を抑制することができる。

また、アクチュエータ２１がデフケース７の第２の側壁３９を有するので、独立したアクチュエータをデフケース７に搭載する場合に比較して、アクチュエータの大型化を抑制することができる。

なお、断続部は、噛み合いクラッチだけでなく多板クラッチを用いても良い。この場合、多板クラッチの締結方向とアクチュエータの可動部材の移動方向とを軸方向内側に向かい合わせるように変換部材を配置させれば良い。

また、変換部材の形状は、クラッチ部材の移動方向と可動部材の移動方向とを変換させてデフケースを小型化できるものであれば上記の形状に限られるものではない。

一実施例のデファレンシャル装置の側面図である。 デフロック解除状態の図１のＸ−Ｘ断面図である。 デフロック状態の図１のＸ−Ｘ断面図である。 一実施例のデファレンシャル装置の側面図である。 一実施例のデファレンシャル装置の側面図である。 一実施例の変換部材の側面図及び正面図である。

符号の説明

１…デファレンシャル装置
３，５…ボス部
７…デフケース
９…ピニオン（差動部材）
１１，１３…サイドギヤ（第１，第２の出力部材）
１５…差動機構
１７…断続部
１９…カムリング（クラッチ部材）
２１…アクチュエータ
２３…操作部材
２５…可動部材
２７…変換部材
２９，３１…操作部材の端部
３３…開口部
３９…第２の側壁（デフケースの一部）

Claims (4)

1. 軸方向両側に支持ボス部を有するデフケースと、該デフケースに収容され前記デフケースから駆動力が入力する差動部材と該差動部材と連結して駆動力を分配する第１の出力部材と第２の出力部材とを備えた差動機構と、前記デフケースに対して前記第１の出力部材を断続部を介して断続するクラッチ部材と、前記クラッチ部材を作動させるアクチュエータとを備え、前記差動機構は前記クラッチ部材と前記アクチュエータとの間に配置され、前記クラッチ部材と前記アクチュエータとが操作部材によって連結されたデファレンシャル装置であって、
   前記アクチュエータは可動部材を有し、前記操作部材と前記可動部材との間には、前記可動部材と前記クラッチ部材とを相反移動させる変換部材が配置されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記断続部と前記変換部材は、前記操作部材の軸方向の両端部間に配置されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
   前記デフケースは、一部材で形成され、前記差動機構と前記クラッチ部材とを収容する開口部が形成されていることを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置であって、
   前記アクチュエータは、前記デフケースの一部を有することを特徴とするデファレンシャル装置。

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