JP2010223295A - 車両用差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブモード及びコーストモードのいずれかのモードに限定したバイアス比の調整を行うことができる車両用差動装置を提供する。
【解決手段】遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を自転可能に支持する回転部材からなるプラネタリキャリア２Ａは、１対の出力軸の回転軸線Ｏ上で相対回転不能な円筒体２０Ａ，２１Ａによって分割形成され、車両の駆動源の駆動力を受けて１対の出力軸の回転軸線Ｏ方向にスラスト力を発生させるスラスト力発生部、及び車両のドライブモードにおいて円筒体２０Ａ，２１Ａの軸方向に沿うスラスト力による相対移動を規制する相対移動規制部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用差動装置に関し、特にギヤ部材を自転可能に保持する保持部材を備えた車両用差動装置に関する。

従来の車両用差動装置として、遊星歯車を自転可能に収容保持する入力部材としてのプラネタリキャリアを有するハウジングと、プラネタリキャリア内の遊星歯車に噛合する第１出力部材としての内歯車と、内歯車と同一の軸線上で遊星歯車に噛合する第２出力部材としての太陽歯車とを備えたものがある（例えば特許文献１参照）。

ハウジングは、車両のエンジン側からのトルクを受けてプラネタリキャリアと共に回転し、この回転力をプラネタリキャリアから遊星歯車を介して太陽歯車と内歯車に伝達する。

内歯車は、カップリング連結用のヘリカルスプライン嵌合部を有する。そして、遊星歯車の回転力を受けて回転し、この回転力をカップリングに伝達する。

カップリングは、内歯車のヘリカルスプライン嵌合部と共にスラスト力発生部を構成するヘリカルスプライン嵌合部を有する。そして、内歯車からの回転力をリヤ車軸（出力軸）に伝達する。

太陽歯車は、遊星歯車の回転力を受けて回転し、この回転力をフロント車軸（出力軸）に伝達する。

以上の構成により、車両のエンジン側からのトルクがハウジングに入力されると、ハウジングが回転軸線の回りに回転する。ハウジングが回転すると、この回転力がプラネタリキャリアを介して遊星歯車に伝達され、さらに遊星歯車から内歯車及び太陽歯車に伝達される。

この場合、車両の直進走行時には前後の駆動輪が同一回転しているため、遊星歯車が太陽歯車及び内歯車に噛合して相対回転せず、差動装置全体が一体となってハウジングの回転軸線の回りに公転する。

一方、車両のコーナリング時など前後の駆動輪に回転差が生じた場合には、遊星歯車がハウジングの回転軸線の回りに公転しつつ、プラネタリキャリア内で自転し、回転差を補正する。すなわち、太陽歯車及び内歯車の一方が加速する方向に、他方が減速する方向に遊星歯車が自転することにより差動機能を行う。

また、前後駆動輪のグリップ力に差が生じた場合には、遊星歯車が太陽歯車及び内歯車との噛み合いにより発生するスラスト力を利用した摩擦力、あるいは遊星歯車の歯先面とプラネタリキャリアのギヤ保持面との間に発生する摩擦力による差動制限機能を行う。この際、内歯車とカップリングとの間のスラスト力発生部で発生するスラスト力によって差動制限力が増幅・低減される。

特開２００５−１６６４３号

しかしながら、特許文献１に示す車両用差動装置によると、車両のドライブモード時及びコーストモード時にスラスト力発生部でスラスト力が発生し、差動制限力が増大・減少されるため、ドライブモード及びコーストモードのいずれかのモードに限定した差動制限機能（バイアス比）の調整を行うことができないという問題があった。

例えば、コーストモードにおいてドライブモードと同様の高いロック率性能を有する場合には、低μ（μ：摩擦係数）路等でのブレーキによる減速時に車輪のロックを防止する所謂アンチロックブレーキシステムの動作に差動制限力が影響を及ぼし、同システムの性能を十分に発揮できないおそれがある。また、旋回時等における車両の不安定な挙動を修正する車両安定化制御装置や急加速時の車輪の空転を防止する装置等が搭載された車両では、ドライブモードにおけるロック率を高めると、これらの装置との干渉により、その性能が十分に発揮されない可能性がある。またさらに、これらの装置を備えていない場合でも、主に直進時に発生するコーストモードとカーブを抜ける際にも発生する機会の多いドライブモードとでは、ロック率を異ならせたいというニーズがある。つまり、ドライブモードにおけるロック率とコーストモードにおけるロック率は、車両の構成に応じてそれぞれ最適な値があり、これに適合させるためには両モードにおけるロック率を異ならせる必要があるが、上記従来の車両用差動装置ではこのような対応ができなかった。

従って、本発明の目的は、ドライブモード及びコーストモードのいずれかのモードに限定したバイアス比の調整を行うことができる車両用差動装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、回転部材からなる保持部材によって自転可能に保持された第１ギヤ部材、及び前記第１ギヤ部材にそれぞれ噛合する第２ギヤ部材，第３ギヤ部材を備え、前記第１ギヤ部材，前記第２ギヤ部材，前記第３ギヤ部材及び前記保持部材を介して車両の駆動源の駆動力を１対の出力軸に分配する車両用差動装置であって、前記保持部材，前記第２ギヤ部材及び前記第３ギヤ部材の少なくともいずれかの部材は、前記１対の出力軸の軸線上で相対回転不能な複数のエレメントによって分割形成され、前記複数のエレメント間に、前記駆動力を受けて前記１対の出力軸の軸線方向にスラスト力を発生させるスラスト力発生部、及び前記車両のドライブモード，コーストモードのいずれかのモードにおいて前記複数のエレメントのうち互いに隣接する少なくとも２つのエレメントの軸方向に沿う前記スラスト力による相対移動を規制する相対移動規制部を有する車両用差動装置を提供する。

本発明によると、ドライブモード及びコーストモードのいずれかのモードに限定したバイアス比の調整を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す断面図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の保持部材を説明するために示す分解斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の動作を説明するために示す断面図。図３（ａ）はドライブモード時を、また図３（ｂ）はコーストモード時をそれぞれ示す。

[実施の形態]
本発明の実施の形態に係る車両用差動装置につき、図１及び図２を用いて説明する。図１は、車両用差動装置をデフケースの回転軸線に沿って切断した状態を示す。図２は、車両用差動装置のプラネタリキャリアを示す。

〔車両用差動装置の全体構成〕
図１において、符号１０１で示す車両用差動装置は、例えば４輪駆動車の駆動源の駆動力を前輪側のディファレンシャル装置（図示せず）と後輪側のディファレンシャル装置（図示せず）とに配分するセンターデフとして用いられ、駆動源の駆動トルク（エンジントルク）を前輪側及び後輪側の１対の出力軸（図示せず）に差動分配する差動機構１０２と、この差動機構１０２の差動を制限する差動制限機構１０３とから大略構成されている。

（差動機構１０２の構成）
差動機構１０２は、保持部材としてのプラネタリキャリア（入力部材）２Ａと、このプラネタリキャリア２Ａの回転力を受ける第１ギヤ部材としての複数の遊星歯車（入力側ギヤ）２Ｂ，２Ｂ，…（１個のみ図示）と、これら複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する第２ギヤ部材としての太陽歯車（第１出力側ギヤ）２Ｃと、この太陽歯車２Ｃと同一の軸線上で複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する第３ギヤ部材としての内歯車（第２出力側ギヤ）２Ｄと、この内歯車２Ｄ及び太陽歯車２Ｃ・プラネタリキャリア２Ａ・複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を収容するデフケース２Ｅとを備えている。

<プラネタリキャリア２Ａの構成>
プラネタリキャリア２Ａは、太陽歯車２Ｃと内歯車２Ｄとの間に介在してデフケース２Ｅの回転軸線Ｏ上に回転自在に配置され、全体が各外径を互いに異にする内外２つの円筒体２０Ａ，２１Ａによって分割形成されている。

円筒体２０Ａは、図２に示すように、各外径をそれぞれ互いに異にする筒部２２Ａ〜２４Ａを有し、プラネタリキャリア２Ａの内周部に配置されている。筒部２２Ａは内歯車２Ｄ（図１に示す）内に、筒部２３Ａは太陽歯車２Ｃ（図１に示す）の内周囲にそれぞれ配置されている。筒部２４Ａは筒部２２Ａと筒部２３Ａとの間に介在して配置されている。

筒部２２Ａの外周面には、円筒体２１Ａの内フランジ２５１Ａ（後述）と内歯車２Ｄとの間に介在するヘリカルギヤを形成するヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａが設けられている。

筒部２２Ａには、円筒体２１Ａの内フランジ２５１Ａの第１当接面２５２Ａ（後述）に対向する第２当接面２２１Ａが設けられている。

円筒体２１Ａは、基部２５Ａ及び鍔部２６Ａからなり、太陽歯車２Ｃと内歯車２Ｄとの間に介在して配置され、全体が各内外径をそれぞれ互いに異にする段状の円筒部材によって形成されている。

基部２５Ａは、プラネタリキャリア２Ａの回転軸線Ｏ方向に開口する円筒部材によって形成されている。

基部２５Ａの内周面には、円筒体２０Ａのヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａに嵌合（噛合）し、かつ車両の駆動源（図示せず）の駆動力を受けて軸線方向にスラスト力を発生させるスラスト力発生部をヘリカルスプライン嵌合２２０Ａと共に構成するヘリカルスプライン嵌合部２５０Ａが設けられている。これにより、円筒体２０Ａ，２１Ａ間のトルク伝達時に、スラスト発生部（ヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａ，２５０Ａ）において、円筒体２０Ａ，２１Ａ間に回転軸線Ｏに沿うスラスト力を発生させる。

また、基部２５Ａの内周面には、径方向に突出し、かつドライブモード時又はコーストモード時にヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａ，２５０Ａ間で発生するスラスト力による回転軸線Ｏ方向に沿う円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動を規制する相対移動規制部を筒部２２Ａと共に構成する内フランジ２５１Ａが設けられている。

ここで、ドライブモードとは、車両の前進トルクをエンジン側から１対の車軸に伝達する場合に設定されるモードをいう。また、コーストモードとは、車両の前進トルクを１対の車軸からエンジン側に伝達する場合に設定されるモードをいう。

本実施の形態では、例えばドライブモード時にスラスト力発生部において円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動を規制する方向にスラスト力が発生すると、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄに回転軸線Ｏに沿って発生するスラスト力による差動制限トルクの増大効果を無効にすることができる。

一方、コーストモード時にスラスト力発生部において円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動を許容する方向にスラスト力が発生すると、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄに回転軸線Ｏに沿って発生するスラスト力による差動制限トルクの増大効果を得ることができる。

内フランジ２５１Ａには、円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動規制部による移動規制状態において第２当接面２２１Ａに軸方向から当接する第１当接面２５２Ａが設けられている。これにより、第１当接面２５２Ａ及び第２当接面２２１Ａを互いに当接させ、ドライブモード時又はコーストモード時にヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａ，２５０Ａ間で発生するスラスト力による回転軸線Ｏ方向に沿う相対移動が規制される。

鍔部２６Ａは、基部２５Ａに連通し、かつプラネタリキャリア２Ａの軸線方向に開口する円環部材によって形成されている。鍔部２６Ａの外径は基部２５Ａの外径よりも、またその内径は基部２５Ａの内径よりもそれぞれ大きい寸法に設定されている。

プラネタリキャリア２Ａには、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（図１に示す）を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部２０ａが設けられている。

ギヤ収容支持部２０ａは、第１収容孔２００ａ及び第２収容孔２０１ａからなり、基部２５Ａ及び鍔部２６Ａに跨って配置されている。

第１収容孔２００ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向内側（鍔部２６Ａの内周面）及び回転軸線Ｏと平行な両側方向に開口し、鍔部２６Ａに配置されている。

第１収容孔２００ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第１ギヤ支持面２０２ａで形成されている。

第２収容孔２０１ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向外側（基部２５Ａの外周面）及び軸線Ｏと平行な片側方向に開口し、かつ第１収容孔２００ａに連通し、基部２５Ａに配置されている。

第２収容孔２０１ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第２ギヤ支持面２０３ａで形成されている。第２収容孔２０１ａの底面は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…の軸線方向先端面（自由端面）を摺動可能に支持する第３ギヤ支持面２０４ａで形成されている。

<遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の構成>
遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…は、図１に示すように、それぞれ各ピッチ円直径Ｄ_１，Ｄ_２（Ｄ_１＞Ｄ_２）が互いに異なる（捩れ方向は同一である）大小２つのギヤ部２０Ｂ，２１Ｂ（ギヤ部２０Ｂがピッチ円直径Ｄ_１の歯車諸元を、ギヤ部２１Ｂがピッチ円直径Ｄ_２の歯車諸元をもつ）を有するヘリカルギヤからなり、プラネタリキャリア２Ａの第１収容孔２００ａ及び第２収容孔２０１ａ内に自転可能に収容されている。

ギヤ部２０Ｂは、太陽歯車２Ｃに噛合し、第１収容孔２００ａ内に収容されている。そして、太陽歯車２Ｃを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を図１の左方の出力軸（フロント車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。

ギヤ部２０Ｂの軸方向線先端面（自由端面）とデフケース２Ｅ（リヤケース２１Ｅ）の内フランジ２１０Ｅとの間には、太陽歯車２Ｃの外周囲に位置する環状のスラストワッシャ１０４が介装されている。

ギヤ部２０Ｂの歯数Ｚ_１は、ギヤ部２１Ｂの歯数Ｚ_２（Ｚ_１＞Ｚ_２）よりも大きい歯数に設定されている。

ギヤ部２１Ｂは、内歯車２Ｄに噛合し、第２収容孔２０１ａ内に収容されている。そして、内歯車２Ｄを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を図１の右方の出力軸（リヤ車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。

<太陽歯車２Ｃの構成>
太陽歯車２Ｃは、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…に噛合して内歯車２Ｄの軸線上で回転可能に配置され、かつデフケース２Ｅ内に収容され、全体が回転軸線Ｏと同一の軸線をもつ円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…からの回転力を受け、図１の左方の出力軸（前輪側出力軸）に出力するように構成されている。

太陽歯車２Ｃの内周面には、前輪側の出力軸を相対回転不能に連結するストレートスプライン嵌合部２０Ｃが設けられている。

太陽歯車２Ｃの外周面には、中間部材５のヘリカルスプライン嵌合部２２ａと共に移動力変換部２４を形成するヘリカルスプライン嵌合部２１Ｃが設けられている。

太陽歯車２Ｃのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…のピッチ円直径Ｄ_１及び歯数Ｚ_１よりも大きい寸法と歯数に設定されている。

<内歯車２Ｄの構成>
内歯車２Ｄは、ボス部２０Ｄ及びギヤ部２１Ｄからなり、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合してデフケース２Ｅの回転軸線Ｏ上で回転可能に配置され、かつデフケース２Ｅのリヤケース２１Ｅにリングボルト１０５を介して取り付けられ、全体が円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…からの回転力を受け、図１の右方の出力軸（後輪側出力軸）に出力するように構成されている。

ボス部２０Ｄは、太陽歯車２Ｃにプラネタリキャリア２Ａを介して対向する位置に配置され、全体がデフケース２Ｅの回転軸線Ｏ方向に開口する円筒体によって形成されている。

ボス部２０Ｄの外周面には、プラネタリキャリア２Ａの太陽歯車側端面と反対側の端面に対向するフランジ端面をもつ鍔部２００Ｄが設けられている。

ボス部２０Ｄの内周面には、後輪側出力軸を相対回転不能に連結するストレートスプライン嵌合部２０１Ｄが設けられている。

ギヤ部２１Ｄは、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合してプラネタリキャリア２Ａの外周囲に配置され、かつ内歯車２Ｄのボス部２０Ｄに鍔部２００Ｄを介して一体に形成されている。

ギヤ部２１Ｄのピッチ円直径Ｄ_４及び歯数Ｚ_４は、太陽歯車２Ｃのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３よりも大きい寸法と歯数に設定されている。

<デフケース２Ｅの構成>
デフケース２Ｅは、回転軸線Ｏに沿って２方向に開口する円環状のフロントケース２０Ｅと、このフロントケース２０Ｅと内歯車２Ｄとの間に介在する円筒状のリヤケース２１Ｅとからなり、ベース２に軸受１０６を介して回転自在に支持され、かつ内歯車２Ｄにリングボルト１０５を介して取り付けられている。そして、全体が差動機構２及び差動制限機構３を内部に内歯車２Ｄと共に収容する中空構造体によって形成されている。

フロントケース２０Ｅは、第１〜第３ケースエレメント１０〜１２を有し、デフケース２Ｅのベース２側に配置され、かつリヤケース２１Ｅに締結ボルト１０７によって取り付けられている。

第１ケースエレメント１０は、ベース２を挿通する円筒部１０ａ、及びアーマチャ２１にクラッチ機構４を介して対向する鍔部１０ｂを有し、フロントケース２０Ｅの内周側に配置され、全体が軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。

第２ケースエレメント１１は、フロントケース２０Ｅの外周側に配置され、全体が第１ケースエレメント１０と同様に軟鉄等の磁性材料からなる円筒部材によって形成されている。

第３ケースエレメント１３は、第１ケースエレメント１０と第２ケースエレメント１１との間に介在し、全体がステンレス鋼等の非磁性材料からなるケースエレメント連結用の円環部材によって形成されている。

リヤケース２１Ｅは、スラストワッシャ１０４と中間部材５との間に介在する内フランジ２１０Ｅを有し、差動機構１０２と差動制限機構１０３との間に配置されている。

（差動制限機構１０３の構成）
差動制限機構１０３は、差動機構１０２の差動を制限する電磁クラッチ１を有し、デフケース２Ｅ（リヤケース２１Ｅ）の内周面と太陽歯車２Ｃの外周面との間に配置されている。そして、太陽歯車２Ｃ（デフケース２Ｅ）及び内歯車２Ｄを互いに断続（トルク伝達）可能に連結するように構成されている。

＜電磁クラッチ１の構成＞
電磁クラッチ１は、固定用のベース２と、このベース２に対して回転可能なデフケース２Ｅと、このデフケース２Ｅ内でクラッチ駆動力を発生させる駆動機構３と、この駆動機構３の軸線（回転軸線Ｏ）上で回転可能な太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄを断続可能に連結するクラッチ機構４と、このクラッチ機構４に向かって移動可能な中間部材５とを備えている。

ベース２は、デフケース２Ｅの左方に配置され、全体が円筒部材によって形成されている。ベース２には、電磁コイル２０を収容する収容空間２ａが設けられている。

駆動機構３は、電磁コイル２０及びアーマチャ２１を有し、ベース２の軸線（回転軸線Ｏ）上に配置されている。そして、太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄの回転時にクラッチ機構４のインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…（後述）のうち互いに隣り合うクラッチプレート同士を押圧して摩擦摺動させるように構成されている。

電磁コイル２０は、ベース２の収容空間２ａに収容されている。そして、通電によってベース２，アーマチャ２１及びフロントケース２０Ｅに跨って磁気回路を形成し、アーマチャ２１にフロントケース２０Ｅ側への移動力を付与するための電磁力を発生させるように構成されている。

アーマチャ２１は、クラッチ機構４と中間部材５との間に配置され、かつフロントケース２０Ｅ内に収容されている。全体が鉄等の磁性材料からなる環状板によって形成されている。そして、電磁コイル２０の電磁力を受け、クラッチ機構４にデフケース２Ｅの回転軸線Ｏに沿って移動するように構成されている。

クラッチ機構４は、駆動機構３の駆動によるアーマチャ２１の移動によって互いに摩擦係合可能な第１クラッチプレートとしてのインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及び第２クラッチプレートとしてのアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…を有し、アーマチャ２１とフロントケース２０Ｅとの間に配置され、かつリヤケース２１Ｅ内に収容されている。そして、インナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…のうち互いに隣り合うクラッチプレート同士が摩擦係合し、または摩擦係合解除して太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄ（デフケース２Ｅ）を断続するように構成されている。

インナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…は、それぞれがデフケース２Ｅの回転軸線Ｏに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。

インナクラッチプレート４ａ，４ａ，…は、その内周部にストレートスプライン嵌合部４０ａ，４０ａ，…を有し、デフケース２Ｅの回転軸線Ｏ上に移動可能に配置され、かつストレートスプライン嵌合部４０ａ，４０ａ，…が中間部材５のストレートスプライン嵌合部２２ｂ（後述）に相対回転不能に連結されている。

アウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…は、その外周部にストレートスプライン嵌合部４０ｂ，４０ｂ，…を有し、デフケース２Ｅの回転軸線Ｏ上に移動可能に配置され、かつストレートスプライン嵌合部４０ｂ，４０ｂ，…がリヤケース２１Ｅのストレートスプライン嵌合部１０ｂに相対回転不能に連結されている。

中間部材５は、基部２２及び鍔部２３を有し、太陽歯車２Ｃの外周囲に配置され、かつデフケース２Ｅ内に収容され、全体がステンレス等の非磁性材料によって形成されている。そして、太陽歯車２Ｃの回転力を受け、クラッチ機構４に向かって移動するように構成されている。

基部２２は、その軸線方向に開口する円筒状部材によって形成されている。基部２２の内周面には太陽歯車２Ｃのヘリカルスプライン嵌合部２１Ｃに対応して嵌合（噛合）するヘリカルスプライン嵌合部２２ａが、またその外周面にはインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…のストレートスプライン嵌合部４０ａ，４０ａ，…に対応するストレートスプライン嵌合部２２ｂがそれぞれ設けられている。

ヘリカルスプライン嵌合部２２ａは、ヘリカルスプライン嵌合部２１Ｃと共に移動力変換部２４を形成し、太陽歯車２Ｃの回転力をクラッチ機構４への移動力に変換するように構成されている。ヘリカルスプライン嵌合部２２ａの捩れ角は、電磁コイル２０の通電状態からその非通電状態になった際にインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…を互いに摩擦係合させない角度（例えば４５°）に設定されている。

ヘリカルスプライン嵌合部２２ａ，２１Ｃの捩れ角は、クラッチプレート枚数や回転軸線Ｏからスプライン噛合点までの寸法等に応じて適宜変更される。

鍔部２３は、リヤケース２１Ｅの内フランジ２１０Ｅとアーマチャ２１の片側端面（クラッチ機構側端面と反対側の端面）との間に介在して中間部材５の軸線方向片側端部に配置され、かつ基部２２の外周面に一体に設けられている。鍔部２３のクラッチ機構側端面には、中間部材５のクラッチ機構４への移動によってインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…を互いに摩擦係合させる方向にアーマチャ２１を押圧する押圧部２３ａが設けられている。

〔車両用差動装置１の動作〕
次に、本実施の形態に示す車両用差動装置の動作につき、図１及び図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）及び（ｂ）は、ドライブモード時とコーストモード時のスラスト力発生状態を示す。

図１に示すように、車両のエンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに入力されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転駆動される。プラネタリキャリア２Ａが回転駆動されると、この回転力が遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に伝達され、さらに遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…から太陽歯車２Ｃに、また遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…から内歯車２Ｄにそれぞれ伝達される。この場合、太陽歯車２Ｃが前輪側出力軸に、また内歯車２Ｄが後輪側出力軸にそれぞれスプライン嵌合されているため、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａ及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…、さらに太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄを介して左右（前後輪側）の出力軸に伝達される。

ここで、車両が直進状態であり、かつ前後各車輪に路面との間でスリップが発生しない場合には、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに伝達されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転すると共に、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄの中心軸回りに自転することなく公転し、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄがプラネタリキャリア２Ａと共に一体に回転するため、エンジン側からのトルクが前後各出力軸にＤ_３／Ｄ_１（前）：Ｄ_４／Ｄ_２（後）の配分比を基準に、静摩擦時の差動制限トルク配分内で路面反力のアンバランスに瞬時に対応して損失なく前後各出力軸に伝達され、前後各出力軸が等しい回転数で回転する。

一方、車両の前後車輪の一方と路面との間でスリップが発生する場合には、プラネタリキャリア２Ａにエンジントルクが入力された状態で次の（１）及び（２）に示す作用によって出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）に差動制限トルクが発生する。

（１）遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…がトルクを入力した状態で自転すると、これら遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の各歯先面がプラネタリキャリア２Ａ（第１収容孔２００ａ及び第２収容孔２０１ａ）の第１ギヤ支持面２０２ａと第２ギヤ支持面２０３ａで摺動し、これら第１ギヤ支持面２０２ａ，第２ギヤ支持面２０３ａと遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の各歯先面との間に摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によって太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

また、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のトルクを入力した状態での自転によってギヤ噛み合い面で各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に回転軸線Ｏに沿ってスラスト力が発生する。この場合、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の軸線方向先端面がプラネタリキャリア２Ａ（第２収容孔２０１ａ）の第３ギヤ支持面２０４ａ、もしくはリヤケース２１Ｅの内フランジ２１０Ｅでスラストワッシャ１０４を介してそれぞれ摺動する。この際、各摺動部の間で摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によっても太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

本実施の形態においては、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏ方向に沿うスラスト力を発生させるスラスト力発生部、及びドライブモード時に円筒体２０Ａ，２１Ａの軸線Ｏ方向に沿うスラスト力による相対移動を規制する相対移動規制部を有する。

このため、ドライブモード時にスラスト力発生部において円筒体２０Ａに図３（ａ）に矢印ｍで示す方向に、また円筒体２１Ａに図３（ａ）に矢印ｎで示す方向にそれぞれスラスト力が発生すると、相対移動規制部において第１当接面２５２Ａ及び第２当接面２２１Ａを互いに押す方向に円筒体２０Ａ，２１Ａが移動し、円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動が規制される。これにより、各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に回転軸線Ｏに沿って発生するスラスト力による差動制限トルクの増大効果を無効にすることができるため、ドライブモード時に車両のバイアス上昇が抑制され、ドライブモードに限定したバイアス調整を行うことができる。

一方、車両のコーストモード時にスラスト力発生部において円筒体２０Ａに図３（ｂ）に矢印ｓで示す方向に、また円筒体２１Ａに図３（ｂ）に矢印ｔで示す方向にそれぞれスラスト力が発生すると、相対移動規制部において第１当接面２５２Ａ及び第２当接面２２１Ａを互いに離間させる方向に円筒体２０Ａ，２１Ａが移動し、円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動が規制されることがない。これにより、両ヘリカルスプライン嵌合部２２０Ａ，２５０Ａ間で発生するスラスト力によって各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に回転軸線Ｏに沿って発生するスラスト力による差動制限トルクの増大効果を得ることができる。

（２）駆動機構３の電磁コイル２０に通電すると、ベース２及びフロントケース２０Ｅ・リヤケース２１Ｅ・アーマチャ２１に跨って磁気回路が形成され、その電磁力によってアーマチャ２１が電磁コイル側（ベース２側）に移動する。このアーマチャ２１の移動によって差動制限機構３（クラッチ機構４のインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…）がベース２側に押圧され、これに伴いインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…が相対的に接近して互いに摩擦係合する。

この場合、インナクラッチプレート４ａ，４ａ，…とアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…との間にその摩擦係合によって１次クラッチ力が発生し、この１次クラッチ力によってデフケース２Ｅ及び太陽歯車２Ｃが、すなわち太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄがインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…を介して互いにトルク伝達可能に連結される。これにより、太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

ここで、ドライブモード時に駆動源（図示せず）の駆動トルクによってプラネタリキャリア２Ａが図１に矢印で示す方向に回転している場合、太陽歯車２Ｃ及び内歯車２ＤがＤ_４／Ｄ_２：Ｄ_３／Ｄ_１の配分比に応じた１次発生トルクを受ける。この際、中間部材５の移動力変換部２４（ヘリカルスプライン嵌合部２２ａ，２１Ｃ）において、太陽歯車２Ｃにはプラネタリキャリア２Ａ側へのスラスト力が、また中間部材５にはアーマチャ２１側へのスラスト力がそれぞれ１次発生トルクの大きさに比例した大きさで作用する。

このため、太陽歯車２Ｃの回転力が移動力変換部２４でクラッチ機構４への移動力に変換され、この移動力によって中間部材５がクラッチ機構４側に移動して押圧部２３ａでインナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…を互いに摩擦係合させる方向にアーマチャ２１を押圧し、このアーマチャ２１への押圧によって２次クラッチ力が発生する。これにより、太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄがクラッチ機構４及び中間部材５を介してＤ_４／Ｄ_２：Ｄ_３／Ｄ_１の配分比に応じた２次発生トルクを受ける。このようなサイクルを繰り返して増幅されたトルクを太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄが受け、ドライブモード時に不足した差動制限トルクを補うことができる。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）プラネタリキャリア２Ａにおいて、車両のドライブモード時に円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動が規制され、各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に発生するスラスト力による差動制限トルクの増大効果を無効にすることができる。これにより、車両のバイアス上昇が抑制され、ドライブモードに限定したバイアス調整を行うことができる。

（２）差動制限機構１０３において、インナクラッチプレート４ａ，４ａ，…及びアウタクラッチプレート４ｂ，４ｂ，…の枚数を増やすことなくクラッチ容量を増大することができ、十分に大きなクラッチ力を得ることができる。これにより、ドライブモード時に不足した差動制限トルクを補うことができる。

以上、本発明の電磁クラッチを上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）上記実施の形態では、ドライブモード時にプラネタリキャリア２Ａの円筒体２０Ａ，２１Ａの相対移動を規制してドライブモードに限定したバイアス調整を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、コーストモード時にプラネタリキャリアの各円筒体の相対移動を規制してコーストモードに限定したバイアス調整を行うこともできる。

（２）上記実施の形態では、保持部材としてのプラネタリキャリア２Ａを複数のエレメント（２つの円筒体２０Ａ，２１Ａ）に分割形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第２ギヤ部材としての太陽歯車又は第３ギヤ部材としての内歯車を複数のエレメントに分割形成してもよい。また、プラネタリキャリア及び太陽歯車を、太陽歯車及び内歯車を、内歯車及びプラネタリキャリアを、あるいはプラネタリキャリア，太陽歯車及び内歯車をそれぞれ複数のエレメントに分割形成してもよい。すなわち要するに、本発明は、保持部材，第２ギヤ部材及び第３ギヤ部材の少なくともいずれかの部材が複数のエレメントに分割形成されていればよい。

（３）上記実施の形態では、太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄが遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の軸線方向２位置でそれぞれ噛合する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第１ギヤ部材が相互に噛み合う１対の遊星歯車からなり、それぞれの遊星歯車が第１出力部材及び第２出力部材としての１対の太陽歯車に噛合するものでもよい。

（４）上記実施の形態では、入力部材としてプラネタリキャリア２Ａ、第１出力部材（第１出力側ギヤ）として太陽歯車２Ｃ、第２出力部材（第２出力側ギヤ）として内歯車２Ｄである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、入力部材としてのプラネタリキャリア、第１出力部材としての内歯車、第２出力部材としての太陽歯車であってもよい。また、入力部材としての太陽歯車、第１出力部材としての内歯車又はプラネタリキャリア、第２出力部材としてのプラネタリキャリア又は内歯車であってもよく、さらには入力部材として内歯車、第１出力部材としてプラネタリキャリア又は太陽歯車、第２出力部材として太陽歯車又はプラネタリキャリアであっても実施可能である。

（５）上記実施の形態では、第１ギヤ部材としての複数の遊星歯車に太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄが噛み合う位置が、径の異なる軸方向に離間した部位にそれぞれ設けられている場合について説明したが、遊星歯車が円柱形状からなり、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い位置の回転軸線Ｏに対する径方向外側で遊星歯車と内歯車とが噛み合うように構成してもよい。

１…電磁クラッチ、２…ベース、２ａ…収容空間、３…駆動機構、４…クラッチ機構、４ａ…インナクラッチプレート、４０ａ…ストレートスプライン嵌合部、４ｂ…アウタクラッチプレート、４０ｂ…ストレートスプライン嵌合部、５…中間部材、１０…第１ケースエレメント、１０ａ…筒部、１０ｂ…鍔部、１１…第２ケースエレメント、１２…第３ケースエレメント、２０…電磁コイル、２１…アーマチャ、２２…基部、２２ａ…ヘリカルスプライン嵌合部、２２ｂ…ストレートスプライン嵌合部、２３…鍔部、２３ａ…押圧部、２４…移動変換部、１０１…車両差動装置、１０２…差動機構、１０３…差動制限機構、１０４…スラストワッシャ、１０５…リングボルト、１０６…軸受、１０７…締結ボルト、２Ａ…プラネタリキャリア、２０Ａ，２１Ａ…円筒体、２２Ａ…筒部、２２０Ａ…ヘリカルスプライン嵌合部、２２１Ａ…第２当接面、２３Ａ…筒部、２４Ａ…筒部、２５Ａ…基部、２５０Ａ…ヘリカルスプライン嵌合部、２５１Ａ…内フランジ、２５２Ａ…第１当接面、２６Ａ…鍔部、２ａ…収容空間、２０ａ…ギヤ収容支持部、２００ａ…第１収容孔、２０１ａ…第２収容孔、２０２ａ…第１ギヤ支持面、２０３ａ…第２ギヤ支持面、２０４ａ…第３ギヤ支持面、２Ｂ…遊星歯車、２０Ｂ，２１Ｂ…ギヤ部、２Ｃ…太陽歯車、２０Ｃ…ストレートスプライン嵌合部、２１Ｃ…ヘリカルスプライン嵌合部、２Ｄ…内歯車、２０Ｄ…ボス部、２００Ｄ…鍔部、２０１Ｄ…ストレートスプライン嵌合部、２１Ｄ…ギヤ部、２Ｅ…デフケース、２０Ｅ…フロントケース、２１０Ｅ…内フランジ、Ｏ…回転軸線

Claims (6)

1. 回転部材からなる保持部材によって自転可能に保持された第１ギヤ部材、及び前記第１ギヤ部材にそれぞれ噛合する第２ギヤ部材，第３ギヤ部材を備え、前記第１ギヤ部材，前記第２ギヤ部材，前記第３ギヤ部材及び前記保持部材を介して車両の駆動源の駆動力を１対の出力軸に分配する車両用差動装置であって、
   前記保持部材，前記第２ギヤ部材及び前記第３ギヤ部材の少なくともいずれかの部材は、前記１対の出力軸の軸線上で相対回転不能な複数のエレメントによって分割形成され、前記複数のエレメント間に、前記駆動力を受けて前記１対の出力軸の軸線方向にスラスト力を発生させるスラスト力発生部、及び前記車両のドライブモード，コーストモードのいずれかのモードにおいて前記複数のエレメントのうち互いに隣接する少なくとも２つのエレメントの軸方向に沿う前記スラスト力による相対移動を規制する相対移動規制部を有する
   車両用差動装置。
2. 前記保持部材，前記第２ギヤ部材及び前記第３ギヤ部材の少なくともいずれかの部材は、前記相対移動規制部が前記少なくとも２つのエレメントの相対移動規制状態において互いに当接する第１当接面、第２当接面を有し、前記少なくも２つのエレメントのうち一方のエレメントに前記第１当接面が、また他方のエレメントに前記第２当接面がそれぞれ設けられている請求項１に記載の車両用差動装置。
3. 前記第１ギヤ部材は入力側ギヤからなり、
   前記第２ギヤ部材は、前記１対の出力軸のうち一方の出力軸に連結される第１出力側ギヤからなり、
   前記第３ギヤ部材は、前記１対の出力軸のうち他方の出力軸に連結される第２出力側ギヤからなる請求項１に記載の車両用差動装置。
4. 前記入力側ギヤは遊星歯車からなり、
   前記第１出力側ギヤは太陽歯車からなり、
   前記第２出力側ギヤは内歯車からなる
   請求項３に記載の車両用差動装置。
5. 前記遊星歯車は、互いに異なるピッチ円直径をもつ大小２つのギヤ部を有し、前記大小２つのギヤ部のうち大径のギヤ部が前記太陽歯車に、また小径のギヤ部が前記内歯車に噛合する請求項４に記載の車両用差動装置。
6. 前記大小２つのギヤ部は、捩れ方向が同一であるヘリカルギヤによって形成されている請求項５に記載の車両用差動装置。

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