JP2011127657A - 捩じり振動減衰機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ディファレンシャル装置の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせ捩じり振動を有効に減衰させることのできる捩じり振動減衰機構を提供する。
【解決手段】ディファレンシャル装置２０に装備される捩じり振動減衰装置であって、デフケース２２が、リングギヤ２１が固定された駆動側ケース部材４１と、ピニオンギヤ２３ａ、２３ｂを回転自在に支持するとともに一対のサイドギヤ２４ａ、２４ａを収納する被駆動側ケース部材４２とによって構成され、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との間には、両ケース部材４１、４２を特定の相対回転位置に付勢する弾性部材と、両ケース部材４１、４２の相対回転角度に応じ両ケース部材４１、４２の間の摩擦トルクを変化させるカム押圧機構６０と、がそれぞれ介装されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、捩じり振動減衰機構、特に動力伝達をなす２つの回転要素間に摩擦材と弾性部材を介在させてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構に関する。

車両の動力伝達経路中における捩じり振動減衰機構として、２つの回転要素間に摩擦材と弾性部材を介在させてヒステリシストルクを生じさせるものがあり、この捩じり振動減衰機構は、通常、エンジン側からの動力を変速機側に伝達する機構の一部として設けられている。

この種の捩じり振動減衰機構としては、例えば捩り角に応じて変化するヒステリシストルクが要求される場合に、その要求を満足させるべく、２つの回転体間で動力伝達を行い得るよう一方の回転体に摩擦係合するプレートと他方の回転体に駆動結合したハブとをばね緩衝下で回転係合させ、それらプレートとハブとの相対回転に対し摩擦力によってヒステリシストルクを与えるようにしたクラッチディスクにおいて、プレートおよびハブの相対回転に応じて前記摩擦力を変更するカム機構を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ハイブリット車両のエンジン側から変速および動力分割機構（遊星歯車機構）側への動力伝達装置にダンパ機構と共に可変ヒステリシス機構を設けて、相対捩れ角が所定角以下であるときに小ヒステリシスが生じ、相対捩れ角が所定角を超えたときには大ヒステリシスが生じるようにするものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、前記所定角の前後で伝達トルクのヒステリシスが小ヒステリシスから大ヒステリシスにあるいはその逆に急激に変化するようなものでは、伝達トルクがその大小のトルク設定の間で変動するときにその変動を十分に減衰させることができないという懸念から、大小の異なる大きさのヒステリシスの間でヒステリシスを変更する際に変更前のヒステリシスから変更後のヒステリシスに連続的に変化させるようにしたものがある（例えば、特許文献３参照）。

その他、異なる複数のカム面を捩じれ角度位置を変えて配設することで、所定捩じれ角度域内で複数の異なった勾配を持つヒステリシス特性を得るようにしたもの（例えば、特許文献４参照）、あるいは、入力側回転体の正側作動時と負側作動時とで、ヒステリシストルクを発生させる摩擦部材の摩擦面数を変化させる手段を備え、正側作動時と負側作動時とで異なるヒステリシストルクが安定的に得られるようにしたもの（例えば、特許文献５参照）が知られている。

なお、車両の動力伝達経路において、２つの回転要素の間に摩擦材を介在させる他の機構として、摩擦力によって差動制限を行うリミティッドスリップディファレンシャルがある。

特開平６−１２９４４４号公報 特開２００６−２９３６３号公報 特開２００７−３２７６１５号公報 特開平０１−１５８２２５号公報 実開平（実全平）５−４５２５９号公報

しかしながら、上述のような従来の捩じり振動減衰機構にあっては、いずれも、クラッチ機構やダンパ機構のように動力伝達系路上で隣り合う２つの回転要素の相対回転が生じる部分には容易に設けることができるが、それら２つの回転要素に相対回転が生じない部分には設けることができなかった。

そのため、特に動力伝達経路の下流側、特に左右のドライブシャフト間の差動を許容するディファレンシャル装置に動力を入力する機構部分にヒステリシストルクを生じさせるような捩じり振動減衰機構を設けることはできず、ディファレンシャル装置側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることができなかった。

特に、このようなディファレンシャル装置の入力歯車軸やそれと噛合するリングギヤ等には高支持剛性が要求されることから、そのような捩じり振動減衰機構の採用は考えられなかった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ディファレンシャル装置の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせ捩じり振動を有効に減衰させることのできる捩じり振動減衰機構を提供することを目的とする。

本発明に係る捩じり振動減衰機構は、上記目的達成のため、（１）回転動力を入力するリングギヤと、前記リングギヤが固定されたデフケースと、前記デフケース内に回転自在に支持されたピニオンギヤと、それぞれ前記ピニオンギヤに噛合するとともに前記デフケースに差動可能に収納された一対のサイドギヤと、を備えたディファレンシャル装置に装備される捩じり振動減衰装置であって、前記デフケースが、前記リングギヤが固定される駆動側ケース部材と、前記ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記一対のサイドギヤを収納する被駆動側ケース部材とによって構成され、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材との間には、両ケース部材を特定の相対回転位置に付勢する弾性部材と、前記特定の相対回転位置からの両ケース部材の相対回転角度に応じて両ケース部材の間の摩擦トルクを変化させるカム押圧機構と、がそれぞれ介装されていることを特徴とするものである。

この構成により、デフケースが、リングギヤ側の駆動側ケース部材と、ピニオンギヤ側の被駆動側ケース部材とに分割されて両ケース部材の相対回転が可能になり、ディファレンシャル装置に回転動力を入力するリングギヤを高支持剛性で支持できる一方で、両ケース部材の間に介装される弾性部材、摩擦部材およびカム押圧機構によって、ディファレンシャル装置の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構が構成されることになる。したがって、ディファレンシャル装置側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることが可能になる。なお、カム押圧機構は、両ケース部材の間にリングギヤの回転中心軸線方向の押圧力を作用させるとともにその押圧力を変化させるものであるのがよい。

上記（１）に記載の捩じり振動減衰機構は、好ましくは、（２）前記カム押圧機構が、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とのうちいずれか一方のケース部材に前記リングギヤおよび前記駆動側ケース部材の回転方向に延在するよう形成されたカム係合部と、前記カム係合部に係合する転動カム部材と、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とのうちいずれか他方のケース部材に対し回転方向に一体に係合するとともに前記転動カム部材を前記他方のケース部材側から前記一方のケース部材側に付勢する付勢部材と、によって構成され、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とが前記特定の相対回転位置にあるとき、前記転動カム部材が前記カム係合部の延在方向の中央部に位置し、前記カム係合部が、前記延在方向の中央部と前記延在方向の両端側とで前記リングギヤの回転中心軸線方向の位置が異なる係合面を有しているものである。

この構成により、駆動側ケース部材と被駆動側ケース部材との特定の相対回転位置からの相対回転に応じて摩擦部材による摩擦トルクを所要の条件で変化させることができるとともに、カム押圧機構側の各部材の摩耗を抑えることができる。なお、カム係合部は、溝状に形成されてもよいし、突条状に形成されてもよい。

上記（２）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（３）前記カム係合部が、前記延在方向の一端側と他端側とで前記リングギヤの回転中心軸線方向の位置が異なる係合面を有していることが好ましい。

この構成により、例えば加速時の特定の高周波トルク変動に有効な高ヒステリシストルクと減速時の捩じり共振に有効な低ヒステリシストルクとの大きさを相違させることができ、それぞれの捩じり共振に対し有効なヒステリシストルクを設定することで、異なる捩じり共振に対して有効な減衰特性が得られることになる。

上記（２）、（３）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（４）前記付勢部材と前記転動カム部材との間に、前記リングギヤの回転中心軸線方向で前記一方のケース部材に対向するとともに前記一方のケース部材と協働して前記転動カム部材を保持する保持部材が介装され、該保持部材が、前記カム係合部の延在方向に延在するとともに前記カム係合部に対向する対向係合部を有することが好ましい。

この構成により、転動カム部材が保持部材と一方のケース部材の間に確実に保持される一方、転動カム部材のリフト量がカム係合部および対向係合部に分担可能になる。また、対向係合部をカム係合部と同一形状とすれば、両ケース部材の相対回転時における転動カム部材の安定した転動状態が得られる。

上記（４）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（５）前記カム係合部および前記対向係合部のうち少なくとも一方の係合面が、前記リングギヤの回転中心軸線から一定半径の断面上において弧状に湾曲しているのがよい。

この構成により、駆動側ケース部材と被駆動側ケース部材との特定の相対回転位置からの相対回転時に、リングギヤの回転中心軸線方向（スラスト方向）におけるカム押圧機構の押圧力をカム係合部または／および対向係合部の係合面形状に応じて的確に変化させることができるとともに、両ケース部材の相対回転範囲（捩じれ角度）を規定できる。

上記（５）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（６）前記保持部材が、前記付勢部材または前記他方のケース部材に対して前記回転方向に一体に係合しているのが好ましい。

この構成により、保持部材が他方のケース部材に直接に回転方向一体に係合していれば、保持部材と付勢部材の係合部位で両者を回転方向一体に係合させるだけで付勢部材を間接的に他方のケース部材に回転方向一体に係合させることができ、保持部材が付勢部材に直接に回転方向一体に係合していれば、付勢部材と他方のケース部材の係合部で両者を回転方向一体に係合させるだけで保持部材を間接的に他方のケース部材に回転方向一体に係合させることができる。

上記（１）〜（６）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（７）前記転動カム部材が、周方向に離間する複数の凸部または凹部を有し、前記一方のケース部材が、前記転動カム部材の前記凸部または凹部に係合する複数の係合凹部または係合凸部を有するものであってもよい。

この構成により、駆動側ケース部材と被駆動側ケース部材との特定の相対回転位置からの相対回転角度に応じて、転動カム部材の確実な転動が得られる。

上記（１）〜（７）に記載の捩じり振動減衰機構においては、（８）前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とが、前記特定の相対回転位置から予め設定された過大な相対回転角度に達するときに相互に前記相対回転の方向に当接し、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材との前記過大な相対回転角度を超える相対回転が規制されるのが好ましい。

この構成により、カム押圧機構に何らかの異常が生じたとしても、駆動側ケース部材と被駆動側ケース部材との過度の相対回転が確実に規制されることになる。

本発明によれば、デフケースを、相対回転可能なリングギヤ側の駆動側ケース部材とピニオンギヤ側の被駆動側ケース部材とに分割し、両ケース部材の間に介装される弾性部材、摩擦部材およびカム押圧機構によって、ディファレンシャル装置の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構を構成しているので、ディファレンシャル装置に回転動力を入力するリングギヤを高支持剛性で支持できるとともに、ディファレンシャル装置側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることができる捩じり振動減衰機構を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る捩じり振動減衰機構を装備したディファレンシャル装置の概略断面図である。 本発明の第１実施形態に係る捩じり振動減衰機構を装備したディファレンシャル装置の要部拡大半断面図である。 （ａ）は本発明の第１実施形態に係る捩じり振動減衰機構におけるカム押圧機構のボールカム部の断面図、（ｂ）は（ａ）のIIIＢ−IIIＢ矢視断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。 図２のＶ−Ｖ矢視断面図である。 図５のＶＩ矢視図である。 （ａ）は図２に示す第１実施形態の捩じり振動減衰機構におけるカム押圧機構のボールカム部の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＶIIＢ−ＶIIＢ矢視図である。 本発明の第１実施形態に係る捩じり振動減衰機構を装備したディファレンシャル装置の伝達トルクのヒステリシス特性図である。 本発明の第２実施形態に係る捩じり振動減衰機構を装備したディファレンシャル装置におけるカム押圧機構のボールカム部の拡大断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１〜図７に、本発明の一実施形態に係る捩じり振動減衰機構とこれを装備するディファレンシャル装置の概略構成を示している。なお、本実施形態のディファレンシャル装置は、車両（例えば、ハイブリッド車両）のパワーユニットに一体化されている。

図１に示すケース１１は、トランスミッションケースの一部を構成しており、図示しないが、このトランスミッションケース内には、変速機構および動力分割機構を構成するとともにそのリングギヤにカウンタドライブギヤが外装された遊星歯車機構が収納されている。また、ケース１１には、前記カウンタドライブギヤに噛合するカウンタドリブンギヤ１３がスプライン結合したカウンタシャフト１４が一対のテーパころ型の軸受１６を介して回転自在に支持されており、このカウンタシャフト１４にはファイナルドライブギヤ１５が一体に形成されている。さらに、ファイナルドライブギヤ１５は、ディファレンシャル装置２０を介して、左右のドライブシャフト３１、３２に連結された左右の駆動車輪を駆動するようになっている。

図１および図２に示すように、ディファレンシャル装置２０は、左右のドライブシャフト３１、３２に対してそれらの間での差動を許容しつつ回転動力を伝達することができる差動機構を構成しており、一対のテーパころ型の軸受１７を介してケース１１に回転自在に支持されている。

このディファレンシャル装置２０は、ファイナルドライブギヤ１５からの回転動力を入力するリングギヤ（ディファレンシャルリングギヤ）２１と、リングギヤ２１が固定されたデフケース（ディファレンシャルケース）２２と、デフケース２２内に回転自在に支持された例えば１対のピニオンギヤ（ディファレンシャルピニオンギヤ）２３ａ、２３ｂと、それぞれピニオンギヤ２３ａ、２３ｂに噛合する一対のサイドギヤ（ディファレンシャルサイドギヤ）２４ａ、２４ｂとを備えている。なお、複数のギヤ１３、１５、２２、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ等による減速や差動といったディファレンシャル装置２０の一般的な機能については、公知であり、ここでは詳述しない。

本実施形態においては、デフケース２２は、リングギヤ２１が固定ボルト２６により締結・固定される駆動側ケース部材４１と、ピニオンギヤ２３ａ、２３ｂを回転自在に支持するとともに一対のサイドギヤ２４ａ、２４ｂを収納するキャリア相当の被駆動側ケース部材４２とに分割されて構成されている。

駆動側ケース部材４１は、軸方向一方側の第１ケース部材４３と軸方向他方側の第２ケース部材４４とを複数のボルト４５によって一体に締結・結合してなる。ここで、第１ケース部材４３は、被駆動側ケース部材４２の軸方向の一方側部分を放射外方および軸方向一端側から被蔽する第１有底筒状部４３ａと、一方のドライブシャフト３１が挿入される第１ハブ部４３ｂと、リングギヤ２１が締結・固定されたフランジ部４３ｃとを有している。また、第２ケース部材４４は、被駆動側ケース部材４２の軸方向の他方側部分を放射外方および軸方向他端側から被蔽する第２有底筒状部４４ａと、他方のドライブシャフト３２が挿入される第２ハブ部４４ｂとを有している。

被駆動側ケース部材４２は、サイドギヤ２４ａ、２４ｂを取り囲む筒状部４２ａと、その筒状部４２ａの軸方向両端側に位置する内向きのフランジ部４２ｂ、４２ｃと、筒状部４２ａの軸方向中央部に等角度間隔に設けられた複数のピニオンシャフト支持部４２ｄとを有しており、本実施形態では、一対のピニオンシャフト支持部４２ｄにピニオンシャフト２５の両端部が支持され、そのピニオンシャフト２５に一対のピニオンギヤ２３ａ、２３ｂが対向配置されている。なお、これらピニオンギヤ２３ａ、２３ｂに噛合するサイドギヤ２４ａ、２４ｂは、被駆動側ケース部材４２に回転自在に対向配置された状態で、ドライブシャフト３１、３２の内端部３１ａ、３２ａにスプライン嵌合しており、ドライブシャフト３１、３２は、それぞれの内端側で駆動側ケース部材４１の第１ハブ部４３ｂおよび第２ハブ部４４ｂに差動可能に保持されるとともに、ケース１１の軸穴１１ｈ、１１ｉに挿通されている。

図４および図５に示すように、駆動側ケース部材４１には、被駆動側ケース部材４２に向かって放射内方に突出する縦方向の内側突条部４１ｒが等角度間隔に、例えば６つ互いに平行に設けられて形成されており、被駆動側ケース部材４２には、駆動側ケース部材４１に向かって放射外方に突出する縦方向の外側突条部４２ｒが等角度間隔に、例えば５つ互いに平行に設けられている。

また、図５および図６に示すように、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との間には、両ケース部材４１、４２を図５に示す特定の相対回転位置に付勢する少なくとも一対の、例えば複数対の圧縮コイルばね５１ａ、５１ｂ（弾性部材）が介装されている。

さらに、図２に示すように、リングギヤ２１の回転中心軸線Ｃｇの方向（以下、単に回転中心軸線方向という）で両ケース部材４１、４２の間には、その両面５３ａ、５３ｂで両ケース部材４１、４２に摩擦するよう接触し、両ケース部材４１、４２の相対回転時に両ケース部材４１、４２の間に摩擦トルクを生じさせる摩擦部材５３が介装されている。

一方、リングギヤ２１の回転中心軸線方向で被駆動側ケース部材４２に対し摩擦部材５３とは反対側に位置するように、両ケース部材４１、４２の間には、ボールカム機構に押圧手段を組み合わせたカム押圧機構６０が介装されている。

このカム押圧機構６０は、図５に示す特定の相対回転位置からの両ケース部材４１、４２の相対回転角度に応じて両ケース部材４１、４２の間の摩擦トルクを変化させるように、両ケース部材４１、４２をリングギヤ２１の回転中心軸線方向のいずれか一方側、例えば図２中で左向きとなる方向に押圧するようになっている。

具体的には、カム押圧機構６０は、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とのうちいずれか一方のケース部材、例えば被駆動側ケース部材４２に、図３（ｂ）に示すようにリングギヤ２１および駆動側ケース部材４１の回転方向に延在するよう形成された円弧状のカム溝部６１（カム係合部）と、カム溝部６１に係合する例えば鋼球製の転動カム部材６２と、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とのうちいずれか他方のケース部材、例えば駆動側ケース部材４１に対し回転方向に一体に係合するとともに転動カム部材６２を駆動側ケース部材４１側から被駆動側ケース部材４２側に付勢する歯付皿ばね状の付勢部材６３と、この付勢部材６３と転動カム部材６２との間に介装され、リングギヤ２１の回転中心軸線方向で被駆動側ケース部材４２に対向するとともに被駆動側ケース部材４２のカム溝部６１と協働して転動カム部材６２を保持する保持部材６４とによって構成されている。

ここで、被駆動側ケース部材４２のカム溝部６１は、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とが特定の相対回転位置にあるとき、転動カム部材６２をカム溝部６１の延在方向の中央部に位置させるべく、その延在方向の中央部で深く延在方向の両端側で浅くなるように形成されている（図３（ａ）参照）。すなわち、カム溝部６１は、その延在方向の中央部と両端側ではリングギヤ２１の回転中心軸線方向における転動カム部材６２との係合位置が異なる内底面６１ａ（係合面）を有している。ここでのカム溝部６１の延在方向各位置における深さや溝幅は、転動カム部材６２のリフト量に対応するものであり、カム溝部６１の深さや溝幅の変化によって、摩擦部材５３により発生させる駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２の捩じり角度に応じた摩擦トルクとそれによるトルク伝達時のヒステリシス特性とを変化させることができる。そして、カム溝部６１の深さや溝幅が狭くなると、摩擦部材５３により発生させるヒステリシストルクが増大することになる。本実施形態のカム押圧機構６０では、圧縮コイルばね５１ａ、５１ｂの組付け荷重およびばね定数の設定値等に基づいて、摩擦部材５３により発生させる摩擦トルクが、駆動系の捩じり共振周波数が生じ易い捩じり振動周波数および高周波トルク変動が生じ易い捩じり振動周波数においてそれぞれそのときの捩じり振動に対して有効な減衰効果を生じさせ得るヒステリシストルクとなるように、カム溝部６１の深さや溝幅が設定されている。

また、保持部材６４は、カム溝部６１の延在方向に延在するとともにカム溝部６１に対向する対向溝部６５を有しており、カム溝部６１と対向溝部６５は、例えば互いに同一の開口形状および延在方向各位置における同一の深さを有している。すなわち、対向溝部６５についても、カム溝部６１と同様に、駆動系の捩じり共振周波数や高周波トルク変動が生じ易い周波数で、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２の間に、捩じり振動に対して有効な減衰効果を生じさせ得るヒステリシストルクとなるように、その深さや溝幅が設定されている。

より具体的には、カム溝部６１および対向溝部６５のうち少なくとも一方の内底面、例えば双方の内底面６１ａ、６５ａ（係合面）は、リングギヤ２１の回転中心軸線Ｃｇから一定半径の断面（図３（ａ）に示す断面）上において溝深さ方向（図３（ａ）中の上下方向のいずれか）に凸となる弧状に湾曲している。なお、内底面６１ａ、６５ａが深さ方向に緩やかに湾曲した弧状断面を有するのでなく、２つの傾斜面を有する略Ｖ字側の断面を有するものであってもよい。

ところで、図３においては、便宜上、カム溝部６１および対向溝部６５の内底面６１ａ、６５ａを略円弧状に図示しており、カム溝部６１および対向溝部６５の深さが延在方向の両側で同様に変化しているように見えるが、厳密には、両内底面６１ａ、６５ａは、それぞれの長さ方向（延在方向）の一端側と他端側とでその溝深さや溝幅（リングギヤ２１の回転中心軸線方向における転動カム部材６２との係合位置）の異なるものに設定されている。

すなわち、加速時における駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２の間の捩じれ方向である正方向（加速側）と、減速時における駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２の間の捩じれ方向である負方向（減速側）とでは、特定の相対回転位置からの捩じれ角が同一であっても、カム押圧機構６０で発生する摩擦部材５３の押圧力が相違し得るように、その捩じれ角の加速側と減速側とに対応する内底面６１ａ、６５ａの延在方向の一端側と他端側とでは形状が相違している。

また、図７に示すように、保持部材６４には、少なくとも各対向溝部６５の背面側に位置する（さらに隣り合う対向溝部６５の間にあってもよい）略方形の背面凹部６４ｖ、６４ｗが形成されており、駆動側ケース部材４１には、保持部材６４の背面凹部６４ｖ、６４ｗの近傍に位置するよう内底凹部４１ｖが形成されている。

一方、歯付皿ばね状の付勢部材６３には、保持部材６４の背面凹部６４ｖ、６４ｗに対応する略方形形状で外周側に突出する複数、例えば複数対の外突片部６３ａと、駆動側ケース部材４１の内底凹部４１ｖに対応する略方形形状で内周側に突出する複数の内突片部６３ｂとが、それぞれ設けられている。

そして、付勢部材６３の内突片部６３ｂと駆動側ケース部材４１の内底凹部４１ｖとの係合部位で両者が回転方向一体に凹凸係合していることから、保持部材６４はその背面凹部６４ｖ、６４ｗで付勢部材６３の複数対の外突片部６３ａに直接に回転方向一体に凹凸係合することで、間接的に駆動側ケース部材４１に回転方向一体に係合している。

なお、保持部材６４が駆動側ケース部材４１に直接に回転方向一体に係合していれば、保持部材６４と付勢部材６３の係合部位で両者を回転方向一体に係合させるだけで、付勢部材６３を間接的に駆動側ケース部材４１に回転方向一体に係合させることができる。

また、図２および図６に示すように、被駆動側ケース部材４２の一対のピニオンシャフト支持部４２ｄは、被駆動側ケース部材４２の外周面から放射外方に突出するとともに、駆動側ケース部材４１の外周壁部を開口させた外壁穴部（内向きの凹部でもよい）４１ｈに遊挿されている。これにより、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とは、特定の相対回転位置から予め設定された或る過大な相対回転角度に達するときに、一対のピニオンシャフト支持部４２ｄを駆動側ケース部材４１の外壁穴部４１ｈの内壁面に係合させることで、互いに相対回転方向に当接させ、両ケース部材４１、４２の前記過大な相対回転角度を超える相対回転が規制され得るようになっている。

なお、サイドギヤ２４ａ、２４ｂと被駆動側ケース部材４２のフランジ部４２ｂ、４２ｃとの間にはスラストワッシャ７１ａ、７１ｂが、被駆動側ケース部材４２の筒状部４２ａとピニオンギヤ２３ａ、２３ｂとの間にはワッシャ７２ａ、７２ｂ（図１参照）が、それぞれ設けられており、サイドギヤ２４ａ、２４ｂに差動が生じるとき、ドライブシャフト３１、３２の一方が空転し得るような状態であっても、サイドギヤ２４ａ、２４ｂ等の背面側に生じるスラスト方向の力が増大することで、その差動が適宜制限され得る。

次に、作用について説明する。

本実施形態においては、ディファレンシャル装置２０が一体化されたパワーユニットを搭載した車両が走行駆動されるとき、ファイナルドライブギヤ１５からディファレンシャル装置２０のリングギヤ２１に回転動力が入力される。このとき、リングギヤ２１の減速回転によりデフケース２２が回転し、その内部のピニオンシャフト２５と共にピニオンギヤ２３ａ、２３ｂおよびサイドギヤ２４ａ、２４ｂが回転し、左右のドライブシャフト３１、３２（出力軸）に回転駆動力が伝達される。また、車両旋回時等に左右のドライブシャフト３１、３２に回転角度（角速度）の差が生じるときには、一対のピニオンギヤ２３ａ、２３ｂを介して差動可能に結合されたサイドギヤ２４ａ、２４ｂが相対回転し、左右のドライブシャフト３１、３２の差動回転が許容される。

このような車両の走行駆動状態において、ディファレンシャル装置２０に回転動力を入力するリングギヤ２１は、高支持剛性でデフケース２２の駆動側ケース部材４１に支持された状態である。また、デフケース２２においては、リングギヤ側の駆動側ケース部材４１と、ピニオンギヤ２３ａ、２３ｂ側の被駆動側ケース部材４２との間に介装された圧縮コイルばね５１ａ、５１ｂ、摩擦部材５３およびカム押圧機構６０によって、ディファレンシャル装置２０の入力機構部分において両ケース部材４１、４２の捩じれ角度に応じたヒステリシストルクが生じ得る状態となっている。

このとき、カム押圧機構６０は、両ケース部材４１、４２の捩じれ角度に応じた摩擦トルクを両ケース部材４１、４２の間で摩擦部材５３により発生させるが、カム溝部６１や対向溝部６５の溝幅や溝深さの設定により、図８に点線で示すヒステリシストルク特性Ａのように、加速側の相対回転時の摩擦トルクと減速側の相対回転時で摩擦トルクを同様にすることもできるが、本実施形態では、例えば図８に実線で示す特性Ｂのように、加速側の相対回転時の伝達トルクと減速側の相対回転時の伝達トルクを適宜相違させる設定とすることで、例えば高変速段での高周波トルク変動に対する減衰効果が高まるとともに、中・低変速段で駆動系の捩じり共振のピークが有効に抑制され得る。すなわち、捩じれ角の加速側と減速側とではカム押圧機構６０で発生する摩擦部材５３の押圧力が相違し得るように、その加速側と減速側とに対応する内底面６１ａ、６５ａの延在方向の一端側と他端側とで溝形状が相違しているので、例えば高変速段での高周波トルク変動に有効な高ヒステリシストルクと、中・低変速段での減速時の捩じり共振に有効な低ヒステリシストルクとを両立させることができる。

したがって、車両のパワートレーンにおいて下流側となるディファレンシャル装置２０側で、高変速段での高周波のトルク変動に対する高減衰特性を発揮させるとともに、中・低変速段で駆動系の捩じり共振のピークを抑えることが可能となる。

また、本実施形態では、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とが特定の相対回転位置にあるとき、転動カム部材６２がカム溝部６１の延在方向の中央部に位置し、カム溝部６１が、延在方向の中央部で深く延在方向の両端側で浅く形成されているので、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との特定の相対回転位置からの相対回転に応じて摩擦部材５３による摩擦トルクを所要の条件で変化させることができるとともに、転動カム部材６２を有するカム押圧機構６０側での各部材の接触部における摩耗を抑えることができる。

また、転動カム部材６２が保持部材６４と被駆動側ケース部材４２の間に確実に保持される一方、カムとなる転動カム部材６２のリフト量がカム溝部６１および対向溝部６５に分担されることから、カム溝部６１を有する被駆動側ケース部材４２と対向溝部６５を有する保持部材６４との耐久性が向上する。また、対向溝部６５をカム溝部６１と同一形状とすれば、両ケース部材４１、４２の相対回転時における転動カム部材６２の安定した転動状態が得られる。

さらに、保持部材６４を付勢部材６３に回転方向一体に係合させ、付勢部材６３を介して間接的に駆動側ケース部材４１に回転方向一体に係合させるので、回り止めのために構成が複雑にならずに済み、部品加工も容易となる。

加えて、本実施形態では、カム溝部６１および対向溝部６５の内底面６１ａ、６５ａがリングギヤの回転中心軸線から一定半径の断面上において溝深さ方向に凸となる弧状に湾曲しているので、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との特定の相対回転位置からの相対回転時に、リングギヤ２１のスラスト方向におけるカム押圧機構６０の押圧力をカム溝部６１および対向溝部６５の内底面６１ａ、６５ａの形状に応じて的確に変化させることができるとともに、両ケース部材４１、４２の相対回転の許容範囲（捩じれ角度範囲）を明確に規定できることになる。

また、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２とが、特定の相対回転位置から予め設定された過大な相対回転角度に達するときに相互に相対回転の方向に当接可能であり、両ケース部材４１、４２の過大な相対回転が規制されるので、仮にカム押圧機構６０に何らかの異常が生じたとしても、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との過度の相対回転が確実に規制されることになる。

このように、本実施形態においては、デフケース２２を、相対回転可能なリングギヤ側の駆動側ケース部材４１とピニオンギヤ側の被駆動側ケース部材４２とに分割し、両ケース部材４１、４２の間に介装される圧縮コイルばね５１ａ、５１ｂ、摩擦部材５３およびカム押圧機構６０によって、ディファレンシャル装置２０の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構を構成しているので、ディファレンシャル装置２０に回転動力を入力するリングギヤ２１を高支持剛性で支持できるとともに、動力伝達経路の下流側に位置するディファレンシャル装置２０側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることができる捩じり振動減衰機構を提供することができる。

なお、本実施形態では、転動カム部材は、鋼球製、すなわち球状のものとしたが、略円筒形（緩いテーパがついたころ状のもの）や樽形等のころ状のものであってもよい。さらに、カム溝部６１と対向溝部６５が同一形状の開口（溝幅や長さ）あるいは深さを有する必要はなく、必要なヒステリシストルク特性が得られれば、カム溝部６１と対向溝部６５とのうちいずれか一方が同一の溝幅または／および溝深さであってもよい。

（第２実施形態）
図９に、本発明の第２実施形態に係る捩じり振動減衰機構の要部断面を示す。

なお、本実施形態は、上述の第１実施形態とほぼ同様なディファレンシャル装置において、転動カム部材とそれに係合するカム溝部および対向溝部との形状を第１実施形態とは相違させたものである。したがって、上述の第１実施形態とほぼ同様の構成については、図１〜図７に示したそれらの符号を用いて、相違点についてのみ詳述する。

本実施形態では、転動カム部材８２が、周方向に離間する複数の歯８２ｔ（凸部または凹部；詳細は図示していない）を有する緩いテーパ状あるいは樽状の部材、例えばピニオン（歯車）として構成されている。そして、被駆動側ケース部材４２のカム係合部８１が、転動カム部材８２の歯８２ｔに係合するラック状の歯８１ｔ（係合凹部または係合凸部）を有し、保持部材６４が、カム係合部８１に対向しつつ転動カム部材８２に噛合する対向係合部８５を有しており、この対向係合部８５は、ラック状の歯８１ｔに対向しつつ転動カム部材８２の歯８２ｔに係合するラック状の対向歯８５ｔ（係合凹部または係合凸部）を有している。

ここで、カム係合部８１および対向係合部８５は、それぞれの延在方向の中央部と両端側とでリングギヤ２１の回転中心軸線方向における転動カム部材８２との係合位置（図９中に一点鎖線で示す）が異なる係合面Ｃｐ１、Ｃｐ２（同図中に一点鎖線で示す）を有している。なお、転動カム部材８２の歯８２ｔは、その歯すじが転動カム部材８２の軸線に対し平行であっても傾斜していてもよいし、湾曲していてもよく、任意である。

本実施形態においても、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との間に介装される圧縮コイルばね５１ａ、５１ｂ、摩擦部材５３およびカム押圧機構６０によって、ディファレンシャル装置２０の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構を構成しているので、ディファレンシャル装置２０に回転動力を入力するリングギヤ２１を高支持剛性で支持できるとともに、動力伝達経路の下流側に位置するディファレンシャル装置２０側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることができる捩じり振動減衰機構を提供することができる。

しかも、本実施形態では、ピニオン状の転動カム部材８２を被駆動側ケース部材４２のラック状のカム係合部８１と保持部材６４の対向係合部８５とに噛合させるので、駆動側ケース部材４１と被駆動側ケース部材４２との特定の相対回転位置からの相対回転角度に応じて、転動カム部材の確実な転動が得られることになる。

なお、本実施形態では、転動カム部材８２をピニオン形状としたが、外周部に周方向に等間隔に離間する複数の凸部または凹部を有しているものであれば、その凸または凹形状が限定されるものではない。同様に、ラック状のカム係合部８１および対向係合部８５も、ラック状の歯８１ｔ、８５ｔに代えて、それぞれの長さ方向に離間する複数の凹部または凸部を有しているものであってもよい。

また、上述の各実施形態においては、内燃エンジンと電動機とを併有するハイブリッド車両のパワーユニットに一体化されたディファレンシャル装置として説明したが、内燃エンジンとトランスミッションを有するパワーユニットに一体化されてもよいことは勿論である。また、プロペラシャフトからの回転動力をドライブピニオンを介してリングギヤに入力するリヤディファレンシャル装置であっても、本発明は適用可能である。

さらに、転動カム部材は、球状のものやピニオン上のものに限らず、テーパころ状のものであってもよい。

以上説明したように、本発明に係る捩じり振動減衰機構は、デフケースのリングギヤ側の駆動側ケース部材とピニオンギヤ側の被駆動側ケース部材との間に介装される弾性部材、摩擦部材およびカム押圧機構によってディファレンシャル装置の入力機構部分においてヒステリシストルクを生じさせる捩じり振動減衰機構を構成しているので、ディファレンシャル装置に回転動力を入力するリングギヤを高支持剛性で支持できるとともに、ディファレンシャル装置側で駆動系の捩じり共振ピークを減衰させたり高周波トルク変動を減衰させたりすることができる捩じり振動減衰機構を提供することができるという効果を奏するものであり、動力伝達をなす２つの回転要素間に摩擦材と弾性部材を介在させてヒステリシスを生じさせる捩じり振動減衰機構全般に有用である。

１１ ケース
１５ ファイナルドライブギヤ
２０ ディファレンシャル装置
２１ リングギヤ（ディファレンシャルリングギヤ）
２２ デフケース（ディファレンシャルケース）
２３ａ、２３ｂ ピニオンギヤ（ディファレンシャルピニオンギヤ）
２４ａ、２４ｂ サイドギヤ（ディファレンシャルサイドギヤ）
３１、３２ ドライブシャフト
４１ 駆動側ケース部材
４１ｈ 外壁穴部
４１ｒ 内側突条部
４１ｖ 内底凹部
４２ 被駆動側ケース部材
４２ｒ 外側突条部
４３ 第１ケース部材
４４ 第２ケース部材
５１ａ、５１ｂ 圧縮コイルばね（弾性部材）
５３ 摩擦部材
６０ カム押圧機構
６１ カム溝部（カム係合部）
６１ａ、６５ａ 内底面（係合面）
６２ 転動カム部材
６３ 付勢部材
６３ａ 外突片部
６３ｂ 内突片部
６４ 保持部材
６４ｖ、６４ｗ 背面凹部
６５ 対向溝部
６５ｔ 対向歯
８１ カム係合部
８１ｔ ラック状の歯（係合面）
８２ 転動カム部材
８２ｔ 歯

Claims (8)

1. 回転動力を入力するリングギヤと、前記リングギヤが固定されたデフケースと、前記デフケース内に回転自在に支持されたピニオンギヤと、それぞれ前記ピニオンギヤに噛合するとともに前記デフケースに差動可能に収納された一対のサイドギヤと、を備えたディファレンシャル装置に装備される捩じり振動減衰装置であって、
   前記デフケースが、前記リングギヤが固定される駆動側ケース部材と、前記ピニオンギヤを回転自在に支持するとともに前記一対のサイドギヤを収納する被駆動側ケース部材とによって構成され、
   前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材との間には、
   両ケース部材を特定の相対回転位置に付勢する弾性部材と、
   前記特定の相対回転位置からの両ケース部材の相対回転角度に応じて両ケース部材の間の摩擦トルクを変化させるカム押圧機構と、がそれぞれ介装されていることを特徴とする捩じり振動減衰装置。
2. 前記カム押圧機構が、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とのうちいずれか一方のケース部材に前記リングギヤおよび前記駆動側ケース部材の回転方向に延在するよう形成されたカム係合部と、前記カム係合部に係合する転動カム部材と、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とのうちいずれか他方のケース部材に対し回転方向に一体に係合するとともに前記転動カム部材を前記他方のケース部材側から前記一方のケース部材側に付勢する付勢部材と、によって構成され、
   前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とが前記特定の相対回転位置にあるとき、前記転動カム部材が前記カム係合部の延在方向の中央部に位置し、
   前記カム係合部が、前記延在方向の中央部と前記延在方向の両端側とで前記リングギヤの回転中心軸線方向の位置が異なる係合面を有していることを特徴とする請求項１に記載の捩じり振動減衰装置。
3. 前記カム係合部が、前記延在方向の一端側と他端側とで前記リングギヤの回転中心軸線方向の位置が異なる係合面を有していることを特徴とする請求項２に記載の捩じり振動減衰装置。
4. 前記付勢部材と前記転動カム部材との間に、前記リングギヤの回転中心軸線方向で前記一方のケース部材に対向するとともに前記一方のケース部材と協働して前記転動カム部材を保持する保持部材が介装され、該保持部材が、前記カム係合部の延在方向に延在するとともに前記カム係合部に対向する対向係合部を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の捩じり振動減衰装置。
5. 前記カム係合部および前記対向係合部のうち少なくとも一方の係合面が、前記リングギヤの回転中心軸線から一定半径の断面上において弧状に湾曲していることを特徴とする請求項４に記載の捩じり振動減衰装置。
6. 前記保持部材が、前記付勢部材または前記他方のケース部材に対して前記回転方向に一体に係合していることを特徴とすることを特徴とする請求項５に記載の捩じり振動減衰装置。
7. 前記転動カム部材が、周方向に離間する複数の凸部または凹部を有し、
   前記一方のケース部材が、前記転動カム部材の前記凸部または凹部に係合する複数の係合凹部または係合凸部を有することを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載の捩じり振動減衰機構。
8. 前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材とが、前記特定の相対回転位置から予め設定された過大な相対回転角度に達するときに相互に前記相対回転の方向に当接し、前記駆動側ケース部材と前記被駆動側ケース部材との前記過大な相対回転角度を超える相対回転が規制されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の捩じり振動減衰機構。

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