JP2009228840A - デファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置を用いた駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】フリーランニング式のデファレンシャル装置において、小型化することができると共に、アクチュエータの作動に要する消費電力を抑制することができるデファレンシャル装置、及びこのデファレンシャル装置を用いた駆動システムを提供する。
【解決手段】デファレンシャル装置１において、電磁式のアクチュエータ１５が、電磁コイル１７とコア１９とからなり、アウタケース３の一端側外部に配置され、かつアウタケース３と摺接可能に配置された電磁石２１と、電磁石２１の内周側に配置され、電磁石２１への通電によりアウタケース３の一端側とコア１９に対して径方向に対向してクラッチ部材１３をアウタケース３とインナケース７とが離脱するように軸方向一方側に移動させるプランジャ２３と、電磁石２１の通電解除により、クラッチ部材１３を軸方向他方側に移動させてアウタケース３とインナケース７とを係合させる弾性部材２５とを備えた。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に適用されるデファレンシャル装置及びこのデファレンシャル装置を用いた駆動システムに関する。

従来、フリーランニング式のデファレンシャル装置としては、アウターケースとインナーケースとの間に設けられたクラッチ部材をエアアクチュエータの操作によって断続する構造のデファレンシャル装置が記載されている（例えば、特許文献１参照）。

近年、アクチュエータ機構は、車両の燃費向上の点や制御性向上の点から、電流制御するタイプの電磁式や電動モータ式に変遷しつつある。このうち電磁式は、デファレンシャル装置の回転軸と同軸上に配置される電磁石を用いるタイプが主流であり、電動モータ式に比べてデファレンシャル装置の周辺構造をコンパクトに配置可能であるという利点がある。

そこで、従来の電磁式のアクチュエータとしては、デフケース内でデフケースとインナケースとの間に配置されたクラッチリングを、デフケースの外周部にベアリングを介して同軸支持された環状の電磁石を励磁してアーマチャを操作することによって断続操作する構造の電磁式クラッチ装置が記載されている（例えば、特許文献２参照）。

この電磁式クラッチ装置におけるクラッチの接続は、アーマチャとデフケースとの間に配置されたリターンスプリングの押圧力によってなされ、クラッチの切断は、電磁石の励磁により吸引されるアーマチャがリターンスプリングの押圧力に抗することによってなされる。
特開平１０−７８１１０号公報 特開２００１−１９３８２１号公報

しかしながら、上記の電磁式クラッチ装置では、コンパクトなレイアウトを可能にしているが、電磁石の励磁による磁界、すなわち磁束ループは、電磁石のコアからデフケースを介してアーマチャに形成される。電磁石の技術的特性として一般的に知られているように、磁束ループ中のエアギャップ（空隙）の拡大はアーマチャの吸引力の低下に著しく関与している。よって、デファレンシャル装置の実用化を考慮した場合、上記の電磁式クラッチ装置の構造を詳細に把握すると、磁束ループ中には電磁石とデフケースとの間に２つのエアギャップが形成されている。また、デフケースとアーマチャとの間にはさらに２つのエアギャップが形成されている。

従って、これらのエアギャップによって電磁石の励磁効率が低下してしまうので、アーマチャの吸引力を向上させるには、電磁石自体を大型化させる必要がある。加えて、各部のエアギャップを縮小したいが、上記の電磁式クラッチ装置の構造においては、クラッチの断続移動長さ分のアーマチャの移動ストロークを確保する必要があり、エアギャップの縮小には限界がある。これらの構造的な問題によって、結果としてデファレンシャル装置の小型化には限界があると共に、アクチュエータの作動に要する消費電力を抑制することは困難であった。

そこで、この発明は、フリーランニング式のデファレンシャル装置において、小型化することができると共に、アクチュエータの作動に要する消費電力を抑制することができるデファレンシャル装置、及びこのデファレンシャル装置を用いた駆動システムの提供を目的としている。

請求項１記載の発明は、動力が入力する第１のケース部材と、該第１のケース部材の回転軸上で公転可能かつ自転可能に差動部材を支承する第２のケース部材と、前記差動部材に噛み合い互いに相対回転可能な一対の出力部材と、前記第１のケース部材に回転方向に常時係合し、軸方向に移動して前記第２のケース部材に対して係合・離脱可能なクラッチ部材と、該クラッチ部材を軸方向に移動させる電磁式のアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置であって、前記電磁式のアクチュエータは、電磁コイルとコアとからなり、前記第１のケース部材の一端側外部に配置され、かつ前記第１のケース部材と摺接可能に配置された電磁石と、該電磁石の内周側に配置され、前記電磁石への通電により前記第１のケース部材の一端側と前記コアに対して径方向に対向して前記クラッチ部材を前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とが離脱するように軸方向一方側に移動させるプランジャと、前記電磁石の通電解除により、前記クラッチ部材を軸方向他方側に移動させて前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とを係合させる弾性部材とを備えていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のデファレンシャル装置であって、前記弾性部材は、前記第１のケース部材の一端側に設けられた径方向壁に形成された凹部内に配置されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、前記クラッチ部材は、前記第１のケース部材に径方向に支持されると共に、前記プランジャに対して径方向に隙間を有して配置されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、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、前記プランジャは、前記電磁石の通電により前記第１のケース部材の軸方向外側へ移動し、前記コアに対して軸方向に当接することを特徴とする。

請求項５記載の駆動システムは、駆動源の駆動力が入力するトランスファと、該トランスファから常時駆動力が伝達され、第１のデファレンシャル装置と第１の左右輪とを備える主駆動系と、前記トランスファからトランスファクラッチを介して選択的に駆動力が伝達され、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置と第２の左右輪とを備える副駆動系とからな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、電磁石が第１のケース部材と摺接可能に配置されているので、電磁石と第１のケース部材との間に接触を回避する間隔を有したエアギャップを形成することがなく、電磁石の励磁効率を向上させることができ、電磁石を大型化せずにプランジャの操作力を向上することができる。

また、クラッチ部材を軸方向一方側に移動させるプランジャが第１のケース部材の一端側とコアに対して径方向に対向しているので、クラッチ部材の断続移動長さ分のプランジャの移動ストロークを第１のケース部材とコアの径方向位置で確保しつつ、プランジャと第１のケース部材の一端側とコアとの間のエアギャップを縮小することができる。

従って、フリーランニング式のデファレンシャル装置において、小型化することができると共に、アクチュエータの作動に要する消費電力を抑制することができる。

請求項２のデファレンシャル装置は、弾性部材が第１のケース部材の一端側に設けられた径方向壁に形成された凹部内に配置されているので、軸方向に弾性部材の配置スペースを設ける必要がなく、弾性部材の配置スペースを削減することができる。

請求項３のデファレンシャル装置は、クラッチ部材が第１のケース部材に径方向に支持されると共に、プランジャに対して径方向に隙間を有して配置されているので、クラッチ部材の第１のケース部材に対するセンタリングとプランジャの第１のケース部材に対するセンタリングとの間のズレを許容し、２重センタリングを回避することができる。また、２重センタリングを回避することにより、アクチュエータ及びクラッチ部材の作動特性を安定化することができる。

請求項４のデファレンシャル装置は、プランジャが電磁石の通電により第１のケース部材の軸方向外側へ移動し、コアに対して軸方向に当接するので、プランジャの軸方向移動を確実に位置決めすることができる。

請求項５の駆動システムは、トランスファからトランスファクラッチを介して選択的に駆動力が伝達される副駆動系にデファレンシャル装置を用いているので、低燃費で信頼性の高い駆動システムを得ることができる。

また、この駆動システムにおけるデファレンシャル装置では、トランスファクラッチが接続されていないときには第１のケース部材に駆動力が伝達されず、第１のケース部材が回転することがない。この状態では、電磁石に通電することにより第１のケース部材と第２のケース部材とが離脱されている。このため、電磁石と第１のケース部材とが非回転系になっており、電磁石と第１のケース部材との摺接部で摺動が起こることがなく、摺接部で磨耗が発生することがない。

図１〜図７を用いて本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置、及びこのデファレンシャル装置を用いた駆動システムについて説明する。

（駆動システム）
図１を用いて各実施形態のデファレンシャル装置を用いた車両の駆動システムについて説明する。なお、ここでは、第１実施形態のデファレンシャル装置１を用いるが、この駆動システムには他の実施形態のデファレンシャル装置も第１実施形態のデファレンシャル装置１と同様に適用することができる。

図１に示すように、車両における駆動システムは、駆動源としてのエンジン３０１と、変速機構としてのトランスミッション３０３と、トランスファ３０５と、主駆動系３０７と、副駆動系３０９とから構成されている。主駆動系３０７は、第１のデファレンシャル装置としてのリヤデフ３１１と、後車軸３１３，３１５と、第１の左右輪としての後輪３１７，３１９を備えている。副駆動系３０９は、本発明のデファレンシャル装置としてのフロントデフ１と、前車軸３２１，３２３と、第２の左右輪としての前輪３２５，３２７とを備えている。

エンジン３０１からの駆動力は、トランスミッション３０３を介してトランスファ３０５に伝達される。このトランスファ３０５に伝達された駆動力は、トランスファクラッチ３２９が接続の状態、接続解除の状態であっても、常時、後輪側プロペラシャフト３３１を介して主駆動系３０７側に伝達される。この主駆動系３０７に伝達された駆動力は、リヤデフ３１１に伝達され、後車軸３１３，３１５を介して後輪３１７，３１９に分配される。

また、トランスファ３０５に伝達された駆動力は、トランスファクラッチ３２９が接続解除状態であるときは副駆動系３０９側に伝達されず、トランスファクラッチ３２９が接続状態であるときはスプロケット３３３，３３５とチェーン３３７からなる伝達機構３３９に伝達され、前輪側プロペラシャフト３４１を介して副駆動系３０９側に伝達される。この副駆動系３０９に伝達された駆動力は、フロントデフ１に伝達され、前車軸３２１，３２３を介して前輪３２５，３２７に分配される。

なお、トランスファクラッチ３２９が接続解除状態であるとき、後述するクラッチ３３の接続が解除されており、エンジン３０１からの駆動力がフロントデフ１に伝達されることがないと共に、路面と前輪３２５，３２７との接触による前輪３２５，３２７の回転がフロントデフ１に伝達されることがなく、２輪駆動時にフロントデフ１が回転することによって生じる燃費を削減している。

以下、このような駆動システムに適用される各実施形態のデファレンシャル装置について説明するが、ここではフロントデフとして適用されるデファレンシャル装置について説明する。

（第１実施形態）
図２，図３を用いて第１実施形態のデファレンシャル装置について説明する。

本実施形態のデファレンシャル装置１は、動力が入力する第１のケース部材としてのアウタケース３と、アウタケース３の回転軸上で公転可能かつ自転可能に差動部材としてのピニオン５を支承する第２のケース部材としてのインナケース７と、ピニオン５に噛み合い互いに相対回転可能な一対の出力部材としてのサイドギヤ９，１１と、アウタケース３に回転方向に常時係合し、軸方向に移動して前記第２のケース部材に対して係合・離脱可能なクラッチ部材１３と、クラッチ部材１３を軸方向に移動させる電磁式のアクチュエータ１５とを備えている。

そして、電磁式のアクチュエータ１５は、電磁コイル１７とコア１９とからなり、アウタケース３の一端側外部に配置され、かつアウタケース３と摺接可能に配置された電磁石２１と、電磁石２１の内周側に配置され、電磁石２１への通電によりアウタケース３の一端側とコア１９に対して径方向に対向してクラッチ部材１３をアウタケース３とインナケース７とが離脱するように軸方向一方側に移動させるプランジャ２３と、電磁石２１の通電解除により、クラッチ部材１３を軸方向他方側に移動させてアウタケース３とインナケース７とを係合させる弾性部材２５とを備えている。なお、電磁石２１は、コア１９に固定された係止部２０をキャリア３９の一部に係合させ、回り止めされている。

また、弾性部材２５は、アウタケース３の一端側に設けられた径方向壁２７に形成された凹部２９内に配置されている。

さらに、プランジャ２３は、電磁石２１の通電によりアウタケース３の軸方向外側へ移動し、コア１９に対して軸方向に当接する。

図２，図３に示すように、デファレンシャル装置１は、アウタケース３と、インナケース７と、差動機構３１と、クラッチ３３と、アクチュエータ１５とを備えている。

アウタケース３は、ボス部３５，３７でベアリング（不図示）を介してキャリア３９（図１参照）に回転可能に支持されている。また、アウタケース３の一端側の径方向壁２７には、凹部２９と孔部４１とが形成されている。この径方向壁２７側には、アクチュエータ１５が配置されている。また、アウタケース３には、フランジ部４３が形成されている。フランジ部４３には、ドライブピニオン３４７（図１参照）と噛み合うリングギヤ４５（図１参照）が固定され、トランスファクラッチ３２９（図１参照）が接続状態であるときにはエンジン３０１（図１参照）からの駆動力が伝達され、アウタケース３が回転される。このアウタケース３内には、インナケース７と差動機構３１とが収容されている。

インナケース７は、アウタケース３と相対回転可能に外周がアウタケース３の内周に支持されている。また、インナケース７の一端側の側壁面には、噛み合い歯４７が形成されている。このインナケース７内には、差動機構３１が収容されている。

差動機構３１は、ピニオンシャフト４９とピニオン５と一対のサイドギヤ９，１１とを備えている。ピニオンシャフト４９は、端部をインナケース７に係合し、ピン５１によって抜け止めされている。このピニオンシャフト４９には、ピニオン５が支承されている。

ピニオン５は、ピニオンシャフト４９に支承されてインナケース７の回転により公転すると共に、インナケース７の回転軸線と交差する軸線上に自転可能に配置されている。このピニオン５は、一対のサイドギヤ９，１１と噛み合っている。

一対のサイドギヤ９，１１は、ピニオン５と噛み合い、ボス部５３，５５でアウタケース３に相対回転可能に支持されている。この一対のサイドギヤ９，１１には、連結部５７，５９に前車軸３２１，３２３（図１参照）に連結される駆動軸（不図示）が連結される。なお、差動機構３１においてはピニオン５とサイドギヤ９，１１とがベベルギヤ式のギヤ組となっているが、ピニオンシャフト４９を用いずにピニオンとサイドギヤとをヘリカルギヤ式のギヤ組としてもよい。

この差動機構３１は、ピニオン５と一対のサイドギヤ９，１１により前輪３２５，３２７（図１参照）の差回転を許容すると共に、クラッチ３３が接続されることによりアウタケース３とインナケース７とが接続され、アウタケース３に入力された駆動力がインナケース７に伝達され、このインナケース７に伝達された駆動力を前輪３２５，３２７に分配する。

クラッチ３３は、クラッチ部材１３と噛み合い歯４７，６１とを備えている。クラッチ部材１３は、環状に形成され、アウタケース３の径方向壁２７に形成された孔部４１と係合し、アウタケース３に軸方向移動可能で回転方向に支持されている。また、クラッチ部材１３の軸方向一側には、周方向等間隔に複数の突部６３が連続する一部材として設けられている。また、クラッチ部材１３の軸方向他側には、インナケース７の噛み合い歯４７と噛み合う噛み合い歯６１が形成されている。この噛み合い歯４７，６１が噛み合うことにより、アウタケース３とインナケース７とが接続される。このクラッチ３３の係合・離脱は、アクチュエータ１５によって操作される。

アクチュエータ１５は、電磁石２１とプランジャ２３と弾性部材２５とを備えている。電磁石２１は、電磁コイル１７とコア１９とからなり、アウタケース３の一端側外部に配置され、キャリア３９などの静止系部材に回り止めされている。電磁コイル１７は、樹脂でモールド成形され、コア１９に収容されている。コア１９は、磁性材料から形成され、アウタケース３と摺接可能に配置され、電磁石２１とアウタケース３との間に極力小さなエアギャップが形成されるように対向配置されている。なお、コア１９とアウタケース３との間に、例えば、磁粉成分を含む樹脂材など透磁性の材料からなる摺動部材を介在させてもよい。これにより、磁力線の透過特性を低下させずに摺動接触する場合の連れ回りを防止することができる。また、電磁石２１は、コントローラ６５（図１参照）に接続されており、コントローラ６５によって通電制御される。この電磁石２１の内周側には、プランジャ２３が配置され、電磁石２１の励磁によってプランジャ２３が軸方向へ移動操作される。

プランジャ２３は、磁性材料から形成され、アウタケース３の一端側とコア１９に対して径方向に対向して配置されている。このプランジャ２３の内周には、電磁石２１の磁力線がアウタケース３側へ漏れることを防止する非磁性材料のリング６７が一体に固定されている。リング６７は、アウタケース３のボス部３５外周上に軸方向移動可能に支持され、クラッチ部材１３側の端部に連結部６９が形成されクラッチ部材１３と連結されている。連結部６９は、ボルト７１によってクラッチ部材１３と固定されている。このボルト７１と連結部６９との間には、カラー７３が挿入され、クラッチ部材１３のアウタケース３に対するセンタリングとリング６７のアウタケース３のボス部３５外周に対するセンタリングとの間のズレを許容しスムーズな軸方向移動が行えるように、２重センタリングとならないようにしている。

このプランジャ２３は、電磁石２１への通電によりコア１９とアウタケース３の一端側とプランジャ２３とを透過する磁力線によって形成される磁束ループ７５によって、プランジャ２３が軸方向外側（クラッチ部材１３側から離れる方向）に移動され、このプランジャ２３の移動によりクラッチ部材１３が軸方向外側（プランジャ２３側に近づく方向）に移動されてクラッチ３３が離脱状態となる。このとき、プランジャ２３の軸方向外側への移動は、プランジャ２３の端部がコア１９に対して軸方向に当接することによって規制されている。このように軸方向移動するプランジャ２３を磁力線を透過するアウタケース３の一端側とコア１９に対して径方向に対向して配置することにより、径方向のエアギャップと軸方向の移動ストロークとを別々に設定することができ、プランジャ２３の移動ストロークを確保しつつ、エアギャップを縮小することができる。また、電磁石２１の通電を停止することにより弾性部材２５によってクラッチ部材１３が軸方向内側（プランジャ２３側から離れる方向）に移動されてクラッチ３３が係合状態となる。

弾性部材２５は、アウタケース３の径方向壁２７に形成された凹部２９に配置され、クラッチ部材１３の一側面と当接している。この弾性部材２５は、クラッチ部材１３を軸方向内側に付勢する付勢力を有し、電磁石２１への通電が停止されている状態ではクラッチ部材１３を軸方向内側に押圧してクラッチ３３を係合状態とさせる。

このように構成されたデファレンシャル装置１では、トランスファクラッチ３２９が接続されている４輪駆動の場合、アウタケース３に駆動力が入力され、アウタケース３は回転系となっている。このとき、電磁石２１には通電されておらず、弾性部材２５によってクラッチ部材１３が軸方向内側に移動されてクラッチ３３が係合され、アウタケース３とインナケース７とが接続されている。この場合、電磁石２１のコア１９とアウタケース３との間で摺動が起きているが、電磁石２１が停止されているので、コア１９とアウタケース３とが引き付け合うことがなく、摺動が促進されることがない。

また、トランスファクラッチ３２９が接続されていない２輪駆動の場合、アウタケース３に駆動力が入力されず、アウタケース３は非回転系となっている。このとき、電磁石２１には通電されており、プランジャ２３が軸方向外側に移動してクラッチ部材１３が弾性部材２５の付勢力に抗して軸方向外側に移動されてクラッチ３３が離脱され、アウタケース３とインナケース７とが接続されていない。この場合、電磁石２１とアウタケース３とが非回転系であるため、電磁石２１のコア１９とアウタケース３との間に摺動が起こらず、電磁石２１に通電していても、磨耗が発生することがない。

このように電磁石２１への通電のタイミングを４輪駆動と２輪駆動との間で選択することにより、デファレンシャル装置１における摺動による磨耗を抑制することができる。

このようなデファレンシャル装置１では、電磁石２１がアウタケース３と摺接可能に配置されているので、電磁石２１とアウタケース３との間にエアギャップを形成することがなく、電磁石２１の励磁効率を向上させることができ、電磁石２１を大型化せずにプランジャ２３の操作力を向上することができる。

また、クラッチ部材１３を軸方向一方側に移動させるプランジャ２３がアウタケース３の一端側とコア１９に対して径方向に対向しているので、クラッチ部材１３の断続移動長さ分のプランジャ２３の移動ストロークを確保しつつ、プランジャ２３とアウタケース３の一端側とコア１９との間のエアギャップを縮小することができる。

従って、フリーランニング式のデファレンシャル装置１において、小型化することができると共に、アクチュエータ１５の作動に要する消費電力を抑制することができる。

また、弾性部材２５がアウタケース３の一端側に設けられた径方向壁２７に形成された凹部２９内に配置されているので、軸方向に弾性部材２５の配置スペースを設ける必要がなく、弾性部材２５の配置スペースを削減することができる。

さらに、プランジャ２３が電磁石２１の通電によりアウタケース３の軸方向外側へ移動し、コア１９に対して軸方向に当接するので、プランジャ２３の軸方向移動を確実に位置決めすることができる。

（第２実施形態）
図４，図５を用いて第２実施形態のデファレンシャル装置について説明する。

本実施形態のデファレンシャル装置１０１は、クラッチ部材１３がアウタケース３に径方向に支持されると共に、プランジャ２３に対して径方向に隙間１０３，１０５を有して配置されている。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図４，図５に示すように、クラッチ部材１３とプランジャ２３と一体に固定されたリング６７との間には、連結部１０７が設けられている。連結部１０７は、リング６７のクラッチ部材１３側の端部１０９とクラッチ部材１３のリング６７側の端部にボルト１１１によって固定された連結部材１１３とを備えている。この連結部１０７は、プランジャ２３を軸方向外側に移動させることにより、リング６７の端部１０９が連結部材１１３を電磁石２１側に引き込み、クラッチ部材１３を軸方向外側に移動させる。また、リング６７の端部１０９とクラッチ部材１３及び連結部材１１３との径方向の間には、隙間１０３，１０５が形成されている。この隙間１０３，１０５は、クラッチ部材１３のアウタケース３に対するセンタリングとリング６７のアウタケース３のボス部３５外周に対するセンタリングとの間のズレを許容する。

このようなデファレンシャル装置１０１では、クラッチ部材１３がアウタケース３に径方向に支持されると共に、プランジャ２３に対して径方向に隙間１０３，１０５を有して配置されているので、クラッチ部材１３のアウタケース３に対するセンタリングとプランジャ２３のアウタケース３に対するセンタリングとの間のズレを許容し、２重センタリングを回避することができる。また、２重センタリングを回避することにより、アクチュエータ１５及びクラッチ部材１３の作動特性を安定化することができる。

また、隙間１０３，１０５を形成させるだけでよいので、カラーなどの部材を用いる必要がなく、部品点数を低減することができる。

（第３実施形態）
図６，図７を用いて第３実施形態のデファレンシャル装置について説明する。

本実施形態のデファレンシャル装置２０１は、プランジャ２３とクラッチ部材１３との間には、プランジャ２３とクラッチ部材１３とを相反移動させる変換部材２０３が配置されている。なお、第１実施形態と同一の構成には、同一の記号を記して説明を省略するが、第１実施形態と同一の構成であるので、得られる効果は同一である。

図６，図７に示すように、プランジャ２３と一体に固定されたリング６７に形成された突部２０５とクラッチ部材１３に形成された配置凹部２０７との間には、プランジャ２３とクラッチ部材１３とを相反移動させる変換部材２０３が配置されている。ここで、相反移動とは、プランジャ２３がクラッチ部材１３側に移動したとき、クラッチ部材１３がプランジャ２３側に移動すること、又はプランジャ２３がクラッチ部材１３側から離れる方向に移動したとき、クラッチ部材１３がプランジャ２３側から離れる方向に移動することを示す。なお、プランジャ２３は、電磁石２１への通電によりクラッチ部材１３側に軸方向移動される。

変換部材２０３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６７の突部２０５とクラッチ部材１３の配置凹部２０７の内壁とに当接されると共に、中間部をアウタケース３の径方向壁２７に当接されている。このように変換部材２０３を配置することにより、クラッチ３３の離脱時には電磁石２１の通電によるプランジャ２３のクラッチ部材１３側への軸方向移動を変換部材２０３のてこ作用によって、クラッチ部材１３をプランジャ２３側に軸方向移動させることができる。また、クラッチ３３の係合時には弾性部材２５によるクラッチ部材１３のプランジャ２３側から離れる方向への軸方向移動を変換部材２０３のてこ作用によって、プランジャ２３をクラッチ部材１３側から離れる方向へ軸方向移動させることができる。

このようなデファレンシャル装置２０１では、プランジャ２３とクラッチ部材１３との間にプランジャ２３とクラッチ部材１３とを相反移動させる変換部材２０３が配置されているので、クラッチ３３の係合・離脱時にプランジャ２３とクラッチ部材１３が同一方向に移動することがない。このため、プランジャ２３の移動距離とクラッチ部材１３の移動距離との合計分の移動距離をアウタケース３の軸方向寸法に反映させる必要がない。従って、アウタケース３の軸方向を小型化することができる。

また、上記の各実施形態のデファレンシャル装置を適用した駆動システムでは、トランスファ３０５からトランスファクラッチ３２９を介して選択的に駆動力が伝達される副駆動系３０９に各実施形態のデファレンシャル装置を用いているので、低燃費で信頼性の高い駆動システムを得ることができる。

さらに、この駆動システムにおける各実施形態のデファレンシャル装置では、トランスファクラッチ３２９が接続されていないときにはアウタケース３に駆動力が伝達されず、アウタケース３が回転することがない。この状態では、電磁石２１に通電することによりアウタケース３とインナケース７とが離脱されている。このため、電磁石２１とアウタケース３とが非回転系になっており、電磁石２１とアウタケース３との摺接部で摺動が起こることがなく、摺接部で磨耗が発生することがない。従って、デファレンシャル装置の耐磨耗性を向上することができる。

なお、本発明の実施の形態に係る駆動システムでは、前輪側に駆動源を配置して２輪駆動時に後輪側を駆動させる駆動システムとしているが、後輪側に駆動源を配置して２輪駆動時に前輪側を駆動させる駆動システム、或いは前輪側に駆動源を配置して２輪駆動時に前輪側を駆動させる駆動システムなど駆動源と２輪駆動時の駆動輪との関係は種々の形態を適用することができる。

各実施形態のデファレンシャル装置が適用される駆動システムを示す概略図である。 （ａ）第１実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが離脱状態の断面図である。（ｂ）図２（ａ）の要部拡大上面図である。（ｃ）図２（ａ）の要部拡大側面図である。（ｄ）図２（ａ）の要部拡大正面図である。 第１実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが係合状態の断面図である。 （ａ）第２実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが離脱状態の断面図である。（ｂ）図４（ａ）の要部拡大図である。 第２実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが係合状態の断面図である。 第３実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが離脱状態の断面図である。 第３実施形態のデファレンシャル装置におけるクラッチが係合状態の断面図である。

符号の説明

１，１０１，２０１…デファレンシャル装置
３…アウタケース（第１のケース部材）
５…ピニオン（差動部材）
７…インナケース（第２のケース部材）
９，１１…サイドギヤ（出力部材）
１３…クラッチ部材
１５…アクチュエータ
１７…電磁コイル
１９…コア
２１…電磁石
２３…プランジャ
２５…弾性部材
２７…径方向壁
２９…凹部
１０３，１０５…隙間
３０１…エンジン（駆動源）
３０５…トランスファ
３０７…主駆動系
３０９…副駆動系
３１１…フロントデフ（第１のデファレンシャル装置）
３１７，３１９…前輪（第１の左右輪）
３２５，３２７…後輪（第２の左右輪）
３２９…トランスファクラッチ

Claims (5)

1. 動力が入力する第１のケース部材と、該第１のケース部材の回転軸上で公転可能かつ自転可能に差動部材を支承する第２のケース部材と、前記差動部材に噛み合い互いに相対回転可能な一対の出力部材と、前記第１のケース部材に回転方向に常時係合し、軸方向に移動して前記第２のケース部材に対して係合・離脱可能なクラッチ部材と、該クラッチ部材を軸方向に移動させる電磁式のアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置であって、
   前記電磁式のアクチュエータは、電磁コイルとコアとからなり、前記第１のケース部材の一端側外部に配置され、かつ前記第１のケース部材と摺接可能に配置された電磁石と、該電磁石の内周側に配置され、前記電磁石への通電により前記第１のケース部材の一端側と前記コアに対して径方向に対向して前記クラッチ部材を前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とが離脱するように軸方向一方側に移動させるプランジャと、前記電磁石の通電解除により、前記クラッチ部材を軸方向他方側に移動させて前記第１のケース部材と前記第２のケース部材とを係合させる弾性部材とを備え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、
   前記弾性部材は、前記第１のケース部材の一端側に設けられた径方向壁に形成された凹部内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、
   前記クラッチ部材は、前記第１のケース部材に径方向に支持されると共に、前記プランジャに対して径方向に隙間を有して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。
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、
   前記プランジャは、前記電磁石の通電により前記第１のケース部材の軸方向外側へ移動し、前記コアに対して軸方向に当接することを特徴とするデファレンシャル装置。
5. 駆動源の駆動力が入力するトランスファと、該トランスファから常時駆動力が伝達され、第１のデファレンシャル装置と第１の左右輪とを備える主駆動系と、前記トランスファからトランスファクラッチを介して選択的に駆動力が伝達され、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のデファレンシャル装置と第２の左右輪とを備える副駆動系とからなることを特徴とする駆動システム。

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