JP2010133478A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】断続機構を作動させるアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、装置の大型化を抑制し、配置レイアウトの自由度を向上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】駆動トルクが入力されるフランジ部３が形成されたデフケース５と、デフケース５に支承されて自転可能であると共にデフケース５の回転によって公転するピニオン７と、ピニオン７と噛み合って相対回転可能なサイドギヤ９，１１と、デフケース５とピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とを備えた差動機構１３と、差動機構１３の差動を断続する断続機構１５と、断続機構１５を作動させるアクチュエータ１７とを備え、デフケース５に駆動トルクを入力するトランスミッション１９を収容するトランスミッションケース２１内に配置されるデファレンシャル装置１において、アクチュエータ１７を、デフケース５の外径側でフランジ部３と軸方向に隣接配置した。
【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に関する。

従来、デフロック機能を有し、トランスミッションケース内に配置されるデファレンシャル装置としては、トランスミッションケース内で回転可能に支持されたデフケースと、トランスミッションケース内に配置されたデフケース、ピニオン、一対のサイドギヤなどからなる差動機構の差動を断続する断続機構と、トランスミッションケースの外部に外付けされた断続機構を作動させるアクチュエータとを備えたデファレンシャル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、断続機構を作動させるアクチュエータとしての電磁石をデフケースの外径側に配置したデファレンシャル装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
米国特許第４９５５８５３号明細書 特開２００２−２１３５７２号公報

しかしながら、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、トランスミッションケースの外部にアクチュエータを外付けしているため、その分装置全体が大型化しており、トランスミッションケースを大幅に変更する必要があるので、搭載性を極めて悪化させていた。

これに対し、上記特許文献２のデファレンシャル装置では、デフケースの外径側にアクチュエータを設けているが、駆動力が入力されるデフケースのフランジ部とアクチュエータとがデフケースの外径側の軸方向で離間して設けられている。このため、例えば、トランスミッションケース内に特許文献２のデファレンシャル装置を搭載した場合にも、装置の軸方向長さが長大化すると共に、アクチュエータが設けられた部分を特許文献１と同様にトランスミッションケースを大幅に変更せざるを得なくなり、トランスミッションケースが径方向に張り出して装置が大型化してしまい、トランスミッションケースの外側に設けられる周辺部材の配置スペースを十分に得ることができず、車両の配置レイアウトの設定が制限されていた。

そこで、この発明は、断続機構を作動させるアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、装置の大型化を抑制し、配置レイアウトの自由度を向上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記載の発明は、駆動トルクが入力されるフランジ部が形成されたデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対の出力部材と、前記デフケースと前記ピニオンと前記一対の出力部材とを備えた差動機構と、この差動機構の差動を断続する断続機構と、この断続機構を作動させるアクチュエータとを備え、前記デフケースに駆動トルクを入力するトランスミッションを収容するトランスミッションケース内に配置されるデファレンシャル装置であって、前記アクチュエータは、前記デフケースの外径側で前記フランジ部と軸方向に隣接配置され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、前記アクチュエータは、電磁石と、この電磁石によって移動操作され前記断続機構を断続させる可動部材とを備え、前記フランジ部は、前記電磁石の磁束を透過して磁路を形成させ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、アクチュエータがデフケースの外径側でフランジ部と軸方向に隣接配置されているので、アクチュエータが設けられた部分のトランスミッションケースの径方向への張り出しを軸方向において縮小させることができる。

このため、断続機構を用いないデファレンシャル装置を搭載したトランスミッションケースと共通化がはかれるので、トランスミッションケースの外側に設けられる周辺部材の配置スペースを確保することができる。

従って、断続機構を作動させるアクチュエータを備えたデファレンシャル装置において、装置の大型化を抑制し、配置レイアウトの自由度を向上することができる。

請求項２のデファレンシャル装置は、フランジ部が電磁石の磁束を透過して磁路を形成させるので、可動部材の作動に対してフランジ部を利用することができ、断続機構の断続特性を向上させることができる。

図１，図２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について説明する。

本実施の形態に係るデファレンシャル装置１は、駆動トルクが入力されるフランジ部３が形成されたデフケース５と、このデフケース５に支承されて自転可能であると共にデフケース５の回転によって公転するピニオン７と、このピニオン７と噛み合って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、デフケース５とピニオン７と一対のサイドギヤ９，１１とを備えた差動機構１３と、この差動機構１３の差動を断続する断続機構１５と、この断続機構１５を作動させるアクチュエータ１７とを備え、デフケース５に駆動トルクを入力するトランスミッション１９を収容するトランスミッションケース２１内に配置される。そして、アクチュエータ１７は、デフケース５の外径側でフランジ部３と軸方向に隣接配置されている。

また、アクチュエータ１７は、電磁石２３と、この電磁石２３によって移動操作され断続機構１５を断続させる可動部材２５とを備え、フランジ部３は、電磁石２３の磁束を透過して磁路を形成させる。

まず、図１を用いて本実施の形態に係るデファレンシャル装置１が適用される車両の動力系について説明する。

図１に示すように、車両の動力系は、エンジン１０１や電動モータ１０３などの駆動源及び変速機構としてのトランスミッション１９と、デファレンシャル装置１と、前車軸１０５，１０７と、前輪１０９，１１１と、前輪側の駆動に対して従動する後車軸１１３や後輪１１５，１１７などから構成されている。

駆動源の駆動力はトランスミッション１９からデフケース５を介してピニオン７に伝達され、一対のサイドギヤ９，１１に連結された前車軸１０５，１０７から前輪１０９，１１１に配分される。

また、デファレンシャル装置１は、前輪１０９，１１１間の差回転を許容する差動機能を有すると共に、断続機構１５を接続させることによって前輪１０９，１１１間の差回転をロックするデフロック機能を有する。このデファレンシャル装置１は、トランスミッション１９を収容するトランスミッションケース２１内に配置されている。以下、デファレンシャル装置１について説明する。

図１，２に示すように、デフケース５は、軸方向両側に形成されたボス部２７，２９でそれぞれベアリング３１，３３を介してトランスミッションケース２１に回転可能に支持されている。また、鉄系材料で形成されたデフケース５には、電磁石２３の磁束を透過可能なフランジ部３が形成され、リングギヤ３５が固定されている。このリングギヤ３５は、トランスミッション１９からの駆動力を伝達する動力伝達ギヤ３７と噛み合っており、駆動力が伝達されてデフケース５を回転駆動させる。このデフケース５には、差動機構１３が収容され、デフケース５に伝達された駆動力が差動機構１３に伝達される。

差動機構１３は、デフケース５を含め、ピニオンシャフト３９と、ピニオン７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３９は、端部をデフケース５に係合してピン４１で抜け止めされ、デフケース５と一体に回転駆動される。

ピニオン７は、ピニオンシャフト３９に支承されてデフケース５の回転によって公転する。また、ピニオン７は、一対のサイドギヤ９，１１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９，１１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３９に自転可能に支持されている。また、ピニオン７とデフケース５との間には、ピニオン７の公転時に発生する径方向への移動を受ける球面ワッシャ４３が配置されている。

一対のサイドギヤ９，１１は、ボス部４５，４７でデフケース５に相対回転可能に支持され、ピニオン７と噛み合っている。また、サイドギヤ９，１１とデフケース５との間には、ピニオン７との噛み合い反力によるサイドギヤ９，１１の軸方向への移動を受けるスラストワッシャ４９，５１が配置されている。また、サイドギヤ９の外径側には、断続機構１５が配置されている。

断続機構１５は、断続部材５３と、断続部５５とを備えている。断続部材５３は、サイドギヤ９の外径側とデフケース５との軸方向の間に軸方向移動可能に配置され、凸部５７をデフケース５の孔部５９に係合してデフケース５に回り止めされ、デフケース５と一体回転可能に設けられている。また、断続部材５３には、断続部５５が設けられている。

断続部５５は、断続部材５３に形成された噛み合い歯６１と、サイドギヤ９の外径側に突設して形成された噛み合い歯６３とで構成されている。この噛み合い歯６１，６３が噛み合うと、デフケース５とサイドギヤ９とが連結されて差動機構１３がデフロック状態となる。また、断続部材５３とデフケース５との間には、リターンスプリング６５が設けられ、断続部５５の締結解除方向に付勢している。このリターンスプリング６５によって、断続部５５の締結が解除され、差動機構１３のデフロック状態が解除される。この断続部５５は、アクチュエータ１７によって作動される。

アクチュエータ１７は、デフケース５の外径側でフランジ部３と軸方向に隣接配置されている。このアクチュエータ１７は、電磁石２３と、可動部材２５とを備えている。

電磁石２３は、電磁コイル６７とコア６９を有し、コントローラ７１の制御によって制御されている。電磁コイル６７は、樹脂でモールド成形され、コア６９に収容されている。コア６９は、磁性材料から形成され、外径側が軸方向に延設されて、この延設された部分の内周側がデフケース５の外周側と摺動することにより、電磁石２３がデフケース５に対して径方向に支持される。また、電磁石２３とトランスミッションケース２１との間には、付勢力を有する付勢部材７３が配置され、所定の付勢力で付勢されて電磁石２３がトランスミッションケース２１に対して軸方向に位置決めされている。また、コア６９には、回り止め部材（不図示）が設けられ、電磁石２３がトランスミッションケース２１に対して回転方向に回り止めされている。また、コア６９には、コントローラ７１に接続されたリード線などが接続されており、コントローラ７１によって電磁コイル６７への通電が制御されている。

コントローラ７１は、接地されたバッテリー７５、車速センサ７７、断続機構１５のＯＮ−ＯＦＦを切り替える手動スイッチ７９などに接続され、手動スイッチ７９での切り替えや車速センサ７７での速度検知によって電磁石２３への通電を制御している。なお、車速センサ７７からの信号による制御は、例えば、車両が２０Km/hを超えると断続部５５の接続を解除するように電磁石２３の通電を停止させる。このコントローラ７１の制御によって電磁石２３へ通電されると、可動部材２５が作動される。

可動部材２５は、プランジャ８１とリング８３とから構成されている。プランジャ８１は、磁性材料から形成されている。このプランジャ８１の内周には、電磁石２３の磁束のデフケース５側への漏れを防止する非磁性材料のリング８３が一体に固定されている。リング８３は、デフケース５の外周に軸方向移動可能に支持され、断続部材５３と当接されている。この可動部材２５は、電磁石２３の励磁によりコア６９とフランジ部３とプランジャ８１とを透過する磁束によって形成される磁束ループ８２によって、プランジャ８１が断続部材５３側に移動操作され、リング８３が断続部材５３を押圧して断続部５５が接続される。

このように構成されたデファレンシャル装置１は、トランスミッションケース２１内に配置されている。このトランスミッションケース２１内で、アクチュエータ１７がデフケース５の外径側でフランジ部３と軸方向に隣接配置されている。このため、トランスミッションケース２１が軸方向に縮小され、駆動源側へのトランスミッションケース２１の径方向の張り出しがなくなる。これにより、トランスミッションケース２１の外側、特に駆動源の外側に配置される周辺部材の配置スペースを十分に確保することができ、トランスミッションケース２１が周辺部材の配置レイアウトに影響を及ぼすこと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、アクチュエータ１７がデフケース５の外径側でフランジ部３と軸方向に隣接配置されているので、アクチュエータ１７が設けられた部分のトランスミッションケース２１の径方向への張り出しを軸方向において縮小させることができる。

このため、断続機構を用いないデファレンシャル装置を搭載したトランスミッションケースと共通化がはかれるので、トランスミッションケース２１の外側に設けられる周辺部材の配置スペースを確保することができる。特に、本発明の構成によれば、トランスミッションケース２１におけるデフケース５のフランジ部３の軸方向反対側にスローブ２２が維持できるので、トランスミッションケース２１の形状変更を回避できる利点が大きい。

従って、断続機構１５を作動させるアクチュエータ１７を備えたデファレンシャル装置において、装置の大型化を抑制し、配置レイアウトの自由度を向上することができる。

また、フランジ部３が電磁石２３の磁束を透過して磁路を形成させるので、可動部材２５の作動に対してフランジ部３を利用することができ、断続機構１５の断続特性を向上させることができる。

なお、本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置では、前輪側に駆動源とトランスミッションとを配置し、このトランスミッションケース内にデファレンシャル装置を配置しているが、後輪側に駆動源とトランスミッションとを配置した車両においても、本発明の構成を適用することができる。また、前輪側から後輪側に駆動力を伝達するトランスファなどの動力伝達装置が設けられた車両、前輪側と後輪側との駆動力を断続するカップリングなどの断続装置が設けられた車両などにも、本発明の構成を適用することができる。

また、アクチュエータに電磁式アクチュエータを適用しているが、磁性流体、電動モータ、油圧シリンダ−ピストンなど断続部を断続できる構成であれば、アクチュエータはどのような形態であってもよい。さらに、断続部に噛み合いクラッチを適用しているが、摩擦クラッチ、粘性流体クラッチ、流体ポンプ抵抗を用いたクラッチなど断続部は種々の形態を採用することができる。

さらに、アクチュエータとフランジ部との軸方向における位置関係は、図示されたものに限られず、左右の位置が逆であってもよい。この場合、断続部の断続方向と可動部材の移動方向とを同一方向にすればよい。

本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置が搭載された車両の動力系を示す図である。 本発明の実施の形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。

符号の説明

１…デファレンシャル装置
３…フランジ部
５…デフケース
７…ピニオン
９，１１…サイドギヤ（出力部材）
１３…差動機構
１５…断続機構
１７…アクチュエータ
１９…トランスミッション
２１…トランスミッションケース
２３…電磁石
２５…可動部材

Claims (2)

1. 駆動トルクが入力されるフランジ部が形成されたデフケースと、このデフケースに支承されて自転可能であると共に前記デフケースの回転によって公転するピニオンと、このピニオンと噛み合って相対回転可能な一対の出力部材と、前記デフケースと前記ピニオンと前記一対の出力部材とを備えた差動機構と、この差動機構の差動を断続する断続機構と、この断続機構を作動させるアクチュエータとを備え、前記デフケースに駆動トルクを入力するトランスミッションを収容するトランスミッションケース内に配置されるデファレンシャル装置であって、
   前記アクチュエータは、前記デフケースの外径側で前記フランジ部と軸方向に隣接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、
   前記アクチュエータは、電磁石と、この電磁石によって移動操作され前記断続機構を断続させる可動部材とを備え、前記フランジ部は、前記電磁石の磁束を透過して磁路を形成させることを特徴とするデファレンシャル装置。

Images