JP2012092982A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータをデフケースのフランジ部側に配置しながら、クラッチリングと一方の出力部材の強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】デフケース３０３と、差動部材３と、一対の出力部材５，７とを有する差動機構９と、差動機構９の差動回転を制限する差動制限装置１１と、差動制限装置１１を制御するアクチュエータ１３と、アクチュエータ１３によって移動操作されるクラッチリング５５と、出力部材５とクラッチリング５５にそれぞれ設けられ軸方向に対向する噛み合い歯５７，５９によって構成され噛み合い歯５７，５９の噛み合いにより差動機構９の差動回転を制限するドッグクラッチ４５とを備えたデファレンシャル装置３０１において、クラッチリング５５を、ドッグクラッチ４５の外径側に配置されたリターンスプリング３２５によってドッグクラッチ４５の噛み合い解除側に付勢した。
【選択図】図１０

Description

本発明は、デファレンシャル装置に関する。

特許文献１には「デファレンシャル装置」が記載されており、このデファレンシャル装置は、フランジ部に固定されたリングギアから原動機の駆動トルクが入力するアウターデフケースと、このアウターデフケースに対して相対回転自在に配置されたインナーデフケースと、インナーデフケースに連結されたベベルギア式の差動機構と、インナーデフケースとアウターデフケースとの間で駆動トルクを断続する断続機構と、この断続機構を操作するアクチュエータなどを備えており、アウターデフケースは内蔵部材を組み付けるためにフランジ部で２分割され、アクチュエータはフランジ部の軸方向反対側に配置されている。

特許文献２には、「電磁式アクチュエータ及びこれを用いたデファレンシャル装置及び動力断続装置」が記載されており、このデファレンシャル装置は、フランジ部に固定されたリングギアから原動機の駆動トルクが入力するデフケースと、デフケースに連結されたベベルギア式の差動機構と、差動制限機構と、この差動制限機能を操作するアクチュエータなどから構成されており、デフケースは内蔵部材を組み付けるためにフランジ部で２分割され、アクチュエータはフランジ部の軸方向反対側に配置されている。

また、特許文献３には、「差動装置システムおよびそのモードの切り替え方法」が記載されており、この差動装置システムは、フランジ部に固定されたリングギアから原動機の駆動トルクが入力するデフケースと、デフケースから駆動トルクが入力する差動機構と、差動ロック機構と、この差動ロック機構を操作する電磁式アクチュエータなどから構成されており、デフケースは内蔵部材を組み付けるためにフランジ部で２分割され、電磁式アクチュエータはフランジ部側に配置されている。

特開２００２−３６４７２９号公報 特開２００４−１００９２４号公報 特開２００５−１０６２８１号公報

特許文献１と特許文献２のデファレンシャル装置では、アクチュエータがデフケースのフランジ部に対して軸方向の反対側に配置されているから、アクチュエータを支持しているデフケースのボス部からピニオンシャフトの軸芯までの間隔を広くする（ピニオンシャフトをオフセットする）必要があり、この間隔が広くなり過ぎると、サイドギアにスプライン連結される出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法とこの間隔とが合わなくなり、デファレンシャル装置周辺のレイアウトが成立せず、車両に搭載できなくなる恐れがある。

また、特許文献３の差動装置システムは、アクチュエータをデフケースのフランジ部側に配置したことによって、デフケースのボス部からピニオンシャフトの軸芯までの間隔をサイドギア側の出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法に合わせることが容易になる。

この発明は、アクチュエータをデフケースのフランジ部側に配置しながら、強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、入力する駆動トルクによって回転可能なデフケースと、前記デフケースの軸方向一側にオフセット配置されたフランジ部からの駆動トルクが伝達される差動部材と、前記差動部材と相対回転可能に連結された一対の出力部材とを含み、前記デフケースと共に同軸回転可能な差動機構と、前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置と、前記デフケースのフランジ部側に配置され前記差動制限装置の差動制限力を制御するアクチュエータと、前記アクチュエータによって移動操作されるクラッチリングと、前記一対の出力部材のうちいずれか一方の出力部材と前記クラッチリングにそれぞれ設けられ軸方向に対向する噛み合い歯によって構成され前記噛み合い歯の噛み合いにより前記差動機構の差動回転を制限するドッグクラッチとを備えたデファレンシャル装置であって、前記クラッチリングは、前記ドッグクラッチの外径側に配置されたリターンスプリングによって前記ドッグクラッチの噛み合い解除側に付勢されていることを特徴とする。

このデファレンシャル装置では、クラッチリングをドッグクラッチの噛み合い解除側に付勢するリターンスプリングがドッグクラッチの外径側に配置されているので、リターンスプリングを配置させるためにドッグクラッチの噛み合い歯の内径側にリターンスプリングの配置空間を形成する必要がなく、クラッチリングと一方の出力部材の強度を向上することができる。

また、リターンスプリングは、ドッグクラッチの外径側に配置されているので、クラッチリングの内径側の構成部材の形状設定が容易である。

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、前記クラッチリングは、前記噛み合い歯の外径側に延設され、前記リターンスプリングは、前記クラッチリングの延設された部分に軸方向に当接していることを特徴とする。

このデファレンシャル装置では、クラッチリングが噛み合い歯の位置を保持しつつ、延設された部分が、クラッチリングのリターン機能を受け持つと共にクラッチリングの強度を向上させることができる。

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、前記リターンスプリングは、前記クラッチリングと前記デフケース側との間に配置されていることを特徴とする。

このデファレンシャル装置では、リターンスプリングがクラッチリングとデフケース側との間に配置されているので、一方の出力部材にリターンスプリングを配置させるための設定を行う必要がなく、一方の出力部材の形状設定が容易である。

本発明によれば、アクチュエータをデフケースのフランジ部側に配置しながら、強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ことができるという効果を奏する。

本発明の参考例１に係るリヤデフ１を示す断面図である。 リヤデフ１の分解図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の参考例２に係るリヤデフ１０１を示す断面図である。 図４のＢ矢視図である。 図４のＣ−Ｃ断面図である。 図４のＤ矢視図である。 本発明の参考例３に係るリヤデフ２０１を示す断面図である。 図８のＥ−Ｅ断面図である。 本発明の実施の形態に係るリヤデフ３０１を示す断面図である。

＜参考例１＞
図１〜図３によってリヤデフ１（本発明の参考例１：デファレンシャル装置）の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はリヤデフ１が用いられた４輪駆動車及び図１での左右の方向である。

［リヤデフ１の特徴］
リヤデフ１は、駆動トルクを受けて回転する入力部材と、前記入力部材からの駆動トルクが伝達される４個のピニオンギア３（差動部材：図３）と、ピニオンギア３と相対回転可能に連結されたサイドギア５，７（一対の出力部材）とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構９と、差動機構９の差動回転を制限する差動ロック装置１１（差動制限装置）とを含み、差動ロック装置１１は差動制限力を制御する電磁式アクチュエータ１３を含み、前記入力部材は、差動機構９を収容するデフケース１５を含み、デフケース１５は前記駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジ部１７を含み、フランジ部１７はデフケース１５の軸方向一側にオフセット配置され、電磁式アクチュエータ１３はフランジ部１７に対して隣接配置されている。

また、デフケース１５は、フランジ部１７に対して軸方向反対側に設けられた分割部１９で分割され、ボルト２１（連結部材）によって一体に連結されており、差動機構９は、貫通孔２３（連結部）でデフケース１５に連結された１本の長いピニオンシャフト２５及び２本の短いピニオンシャフト２７を含み、ピニオンギア３はピニオンシャフト２５，２７に支持され、デフケース１５の分割部１９はフランジ部１７に対して貫通孔２３の軸方向反対側に設けられている。

［４輪駆動車の構成］
上記４輪駆動車は、４輪駆動走行するとき、トランスファ内蔵の２−４切替え機構を連結させると、エンジンの駆動トルクはトランスファから前輪側と後輪側に配分され、前輪側に送られた駆動力はフロントデフを介して左右の前輪に配分され、後輪側に送られた駆動力はプロペラシャフトからリヤデフ１を介して左右の後輪に配分される。

また、２−４切替え機構の連結を解除すると、車両は２輪駆動状態になる。

［リヤデフ１の構成］
リヤデフ１は、デフキャリヤに収容されており、上記のように差動機構９と差動ロック装置１１とデフケース１５などから構成されている。

デフケース１５は、上記の分割部１９で、デフケース本体２９とエンドカバー３１とに２分割され、これらは分割部１９に形成された印籠形状の連結部３３で係合して互いにセンターリングし合い、ボルト２１で固定されている。ボルト２１はピニオンシャフト２５とピニオンシャフト２７との周方向間にそれぞれ２本配置され、合計８本用いられている。また、デフケース本体２９のボス部３５とエンドカバー３１のボス部３７はベアリングを介してデフキャリヤに支持され、フランジ部１７はデフケース本体２９に設けられ、リングギアはフランジ部１７にボルト３９で固定されている。

差動機構９のサイドギア５，７は左右から各ピニオンギア３と噛み合っており、スプライン連結された出力軸を介して左右の後輪に連結されている。図３のように、短いピニオンシャフト２７，２７は径方向外側端部を貫通孔２３に係合しスプリングピン４１で抜け止めされ、径方向内側端部を長いピニオンシャフト２５との間に設けられた連結部４３でピニオンシャフト２５に連結されており、長いピニオンシャフト２５は径方向外側端部を貫通孔２３に係合し、連結された短いピニオンシャフト２７，２７を介して抜け止めされている。

差動ロック装置１１は、電磁式アクチュエータ１３とドッグクラッチ４５とリターンスプリング４７とコントローラなどから構成されており、電磁式アクチュエータ１３は、電磁ソレノイド４９と電磁ソレノイド４９を包むコイルハウジング５１とプランジャ５３などから構成されている。

ドッグクラッチ４５は、クラッチリング５５と左サイドギア５にそれぞれ設けられ軸方向に対向する噛み合い歯５７，５９によって構成されており、クラッチリング５５は、電磁式アクチュエータ１３側に配置され、デフケース１５（デフケース本体２９）の内周で軸方向移動可能に支持されており、脚部６１をデフケース１５の貫通孔６３に係合して回り止めされている。クラッチリング５５が右に移動するとドッグクラッチ４５が噛み合い、図１のようにクラッチリング５５が左に移動するとドッグクラッチ４５の噛み合いが解除される。リターンスプリング４７はサイドギア５（噛み合い歯５９）とクラッチリング５５（噛み合い歯５７）との間に配置され、クラッチリング５５をドッグクラッチ４５の噛み合い解除側（左方）に付勢している。

電磁ソレノイド４９のコイルハウジング５１は、デフケース１５の環状支持部６５で半径方向に支持され、外周に設けられた周溝６７に係合したプレート６９をボルト７１でデフケース１５に固定することにより軸方向相対移動不能に支持されている。また、コイルハウジング５１には回り止め部材７３が固定され、その先端部７４をデフキャリヤ側に係合させることによって回り止めされている。電磁ソレノイド４９のリード線７５はコイルハウジング５１からゴム製の密封栓を介して引き出され、クリップでコイルハウジング５１の側面に固定され、さらにコネクター７７などを介してデフキャリヤの外部に引き出され、バッテリーに接続されている。

プランジャ５３は、ＪＩＳ−Ｓ１０Ｃなどの磁性材料で作られたプランジャ本体７９の内周にステンレスなどの非磁性材料で作られたガイド部材８１を固定して構成されており、ガイド部材８１は左ボス部３５（デフケース本体２９）の外周で軸方向移動可能に支持され、その先端は貫通孔６３を通してクラッチリング５５の脚部６１を押圧できるようになっている。

ＪＩＳ−Ｓ１０Ｃなどの磁性材料で作られたコイルハウジング５１とプランジャ５３とデフケース１５は電磁ソレノイド４９の磁路を構成しており、コントローラは電磁ソレノイド４９の励磁と励磁停止を行う。電磁ソレノイド４９が励磁されると、プランジャ５３が右方へ移動操作され、クラッチリング５５が押圧されてドッグクラッチ４５が噛み合い、差動機構９（リヤデフ１）の差動がロックされる。電磁ソレノイド４９の励磁を停止すると、図１のように、リターンスプリング４７によってプランジャ５３が左方へ戻り、ドッグクラッチ４５の噛み合いと差動ロックが解除される。また、非磁性のガイド部材８１は電磁ソレノイド４９の磁束がデフケース１５側に漏れることを防止すると共に、電磁ソレノイド４９は、支持部６５でデフケース１５と径方向に対向して接触し、プレート６９とボルト７１とによってデフケース１５に軸方向支持されているので、デフケース１５を透過する磁束の変動が少なく、ドッグクラッチ４５の操作機能が安定している。

差動機構９が駆動トルクを伝達している間、サイドギア５，７にはピニオンギア３との噛み合いクラッチが生じ、左サイドギア５の噛み合い反力はスラストワッシャ８３，８３を介してデフケース本体２９に入力し、右サイドギア７の噛み合い反力はスラストワッシャ８５を介してエンドカバー３１に入力するが、デフケース本体２９とエンドカバー３１とを固定するボルト２１には右サイドギア７の噛み合い反力だけが入力する。

また、ドッグクラッチ４５には噛み合い歯５７，５９のカム作用によって噛み合い反力が生じるが、クラッチリング５５（噛み合い歯５７）側の噛み合い反力はデフケース本体２９に入力し、左サイドギア５（噛み合い歯５９）側の噛み合い反力はピニオンギア３とピニオンシャフト２５，２７とを介して貫通孔２３（デフケース本体２９に）入力し、デフケース本体２９の内部で相殺されるから、ボルト２１には負担を与えない。

図２のように、リヤデフ１は、先ず、デフケース本体２９に、クラッチリング５５とリターンスプリング４７とスラストワッシャ８３，８３と左サイドギア５とピニオンシャフト２５，２７とピニオンギア３と電磁式アクチュエータ１３（電磁ソレノイド４９とコイルハウジング５１とプランジャ５３）などを組み付けてサブアセンブリーし、次いで、このサブアセンブリーに右サイドギア７とスラストワッシャ８５を組み付け、エンドカバー３１をボルト２１でデフケース本体２９に固定する。

［リヤデフ１の効果］
リヤデフ１は次のような効果が得られる。

デフケース１５（デフケース本体２９とエンドカバー３１）をフランジ部１７の軸方向反対側に設けられた分割部１９で分割したので、フランジ部１７でデフケース１５を分割することによるフランジ部１７の薄肉化と、強度向上のためにフランジ部１７を厚肉化することによるデフケース１５の大型化及び重量化が防止される。

また、フランジ部１７が厚肉化しないから、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部１７側に配置するレイアウトが容易に成立すると共に、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部１７側に配置したことにより、デフケース１５のボス部３５，３７からピニオンシャフト２５，２７の軸芯までの間隔をサイドギア５，７側の出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法に合わせることが容易になり、リヤデフ１周辺のレイアウト性と車両への搭載性が向上する。

また、電磁式アクチュエータ１３をデフケース１５のフランジ部１７側に隣接配置したことによって、差動ロック装置１１を構成するドッグクラッチ４５もフランジ部１７側に配置されることになり、これに伴い貫通孔６３や環状支持部６５が形成されてデフケース１５の無駄肉が削除され、それだけ肉厚部が少なくなって軽量化される。

また、デフケース１５の分割部１９を、ピニオンシャフト２５，２７用の貫通孔２３に対してフランジ部１７の軸方向反対側に設けたリヤデフ１では、フランジ部１７側サイドギア５からの噛み合い反力はボルト２１に入力せず、それだけ負担が軽減されるから、ボルト２１の径を細くしてコストと重量を低減することが可能になる。

また、デフケース１５をピニオンシャフト２５，２７用の貫通孔２３で分割する構成に較べると、ボルト２１がそれだけ短くてすむから、ボルト２１の重量とコストをさらに低減することができる。

＜参考例２＞
図４〜図７によってリヤデフ１０１（本発明の参考例２：デファレンシャル装置）の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はリヤデフ１０１が用いられた４輪駆動車及び図４での左右の方向である。なお、以下の説明において、リヤデフ１（参考例１）と同一の機能部及び機能部材には同一の符号を付しており、重複する説明文は省略するが、必要に応じて参考例１の説明文を参照するものとする。

［リヤデフ１０１の特徴］
リヤデフ１０１は、駆動トルクを受けて回転する入力部材と、前記入力部材からの駆動トルクが伝達される４個のピニオンギア３（差動部材：図６）と、ピニオンギア３と相対回転可能に連結されたサイドギア５，７（一対の出力部材）とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構９と、前記駆動トルクを断続する断続装置１０３とを含み、断続装置１０３はその断続機能を制御する電磁式アクチュエータ１３を含み、前記入力部材は、アウターデフケース１０５とインナーデフケース１０７とを含み、アウターデフケース１０５は前記駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジ部１０９を含み、フランジ部１０９はアウターデフケース１０５の軸方向一側にオフセット配置され、電磁式アクチュエータ１３はフランジ部１０９に対して隣接配置されている。

アウターデフケース１０５は、フランジ部１０９に対して軸方向反対側に設けられた分割部１１１で分割され、ボルト２１（連結部材）によって一体に連結されており、差動機構９は、貫通孔１１３（連結部）でインナーデフケース１０７に連結された１本の長いピニオンシャフト２５及び２本の短いピニオンシャフト２７を含み、ピニオンギア３はピニオンシャフト２５，２７に支持され、アウターデフケース１０５の分割部１１１はフランジ部１０９に対して貫通孔１１３の軸方向反対側に設けられている。

［４輪駆動車の構成］
上記４輪駆動車は、４輪駆動走行するとき、トランスファ内蔵の２−４切替え機構とリヤデフ１０１（断続装置１０３）をそれぞれ連結させると、エンジンの駆動トルクはトランスファから前輪側と後輪側に配分され、前輪側に送られた駆動トルクはフロントデフから前車軸を介して左右の前輪に配分され、後輪側に送られた駆動トルクは後輪側プロペラシャフトとリヤデフ１０１から後車軸を介して左右の後輪に配分される。

また、２輪駆動走行するときは、２−４切替え機構とリヤデフ１０１（断続装置１０３）の連結をそれぞれ解除すると、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。

［リヤデフ１０１の構成］
リヤデフ１０１はデフキャリヤに収容されており、上記のように差動機構９と断続装置１０３とアウターデフケース１０５とインナーデフケース１０７などから構成され、断続装置１０３は、電磁式アクチュエータ１３とドッグクラッチ１１５とリターンスプリング４７とコントローラなどから構成されている。

アウターデフケース１０５は、分割部１１１でデフケース本体１１７とエンドカバー１１９とに２分割され、これらは分割部１１１に形成された印籠形状の連結部１１６で係合して互いにセンターリングし合い、ボルト２１で固定されている。図５のように、ボルト２１は合計８本用いられており、ボルト２１はピニオンシャフト２５とピニオンシャフト２７との周方向間にそれぞれ２本ずつ配置されている。また、デフケース本体１１７のボス部１２１とエンドカバー１１９のボス部１２３はベアリングを介してデフキャリヤに支持され、フランジ部１０９はデフケース本体１１７に設けられ、リングギアはフランジ部１０９にボルト３９で固定され、アウターデフケース１０５はリングギアから入力するエンジンの駆動トルクによって回転駆動される。

図６のように、短いピニオンシャフト２７，２７はそれぞれの径方向外側端部を貫通孔１１３に係合してスプリングピン４１で抜け止めされ、径方向内側端部を長いピニオンシャフト２５との間に設けられた連結部４３でピニオンシャフト２５に連結されており、長いピニオンシャフト２５は径方向外側端部を貫通孔１１３に係合し、連結された短いピニオンシャフト２７，２７を介して抜け止めされている。

ドッグクラッチ１１５は、クラッチリング５５の噛み合い歯５７と、インナーデフケース１０７の左端に設けられた噛み合い歯１２５からなり、各噛み合い歯５７，１２５は軸方向に対向して設けられており、クラッチリング５５はアウターデフケース１０５の左ボス部１２１上で軸方向移動自在に支持され、脚部６１をアウターデフケース１０５の貫通孔１２７に係合して回り止めされている。クラッチリング５５が右に移動するとドッグクラッチ１１５が噛み合い、図４のようにクラッチリング５５が左に移動するとドッグクラッチ１１５の噛み合いが解除される。リターンスプリング４７はサイドギア５とクラッチリング５５との間に配置され、クラッチリング５５をドッグクラッチ１１５の噛み合い解除側（左方）に付勢している。

電磁ソレノイド４９のコイルハウジング５１は、アウターデフケース１０５の環状支持部１２９で半径方向に支持され、外周に設けられた周溝６７に係合したプレート６９をボルト７１でアウターデフケース１０５に固定することにより軸方向相対移動不能に支持されている。

図７のように、コイルハウジング５１には２個所に回り止め部材１３１が固定され、各回り止め部材１３１の先端部１３３をデフキャリヤ側に係合させることによってデフキャリヤに回り止めされている。また、コイルハウジング５１にはクリップ１３５が固定されており、電磁ソレノイド４９のリード線７５はコイルハウジング５１からゴム製の密封栓１３７を介して引き出され、クリップ１３５でコイルハウジング５１に固定され、さらにコネクター７７などを介してデフキャリヤの外部に引き出され、バッテリーに接続されている。

電磁ソレノイド４９が励磁されると、プランジャ５３が右方へ移動操作され、クラッチリング５５が押圧されてドッグクラッチ１１５が噛み合って断続装置１０３が連結され、車両は４輪駆動状態になる。電磁ソレノイド４９の励磁を停止すると、リターンスプリング４７によってプランジャ５３が左方に戻り、ドッグクラッチ１２９の噛み合い（断続装置１０３の連結）が解除され、車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。

リヤデフ１０１は、先ず、デフケース本体１１７に、クラッチリング５５とリターンスプリング４７とスラストワッシャ８３，８３と左サイドギア５と、ピニオンシャフト２５，２７とピニオンギア３を組み付けたインナーデフケース１０７と、電磁式アクチュエータ１３（電磁ソレノイド４９とコイルハウジング５１とプランジャ５３）などを組み付けてサブアセンブリーし、次いで、このサブアセンブリーに右サイドギア７とスラストワッシャ８５を組み付け、エンドカバー１１９をボルト２１でデフケース本体１１７に固定する。

［リヤデフ１０１の効果］
リヤデフ１０１は次のような効果が得られる。

アウターデフケース１０５（デフケース本体１１７とエンドカバー１１９）をフランジ部１０９の軸方向反対側に設けられた分割部１１１で分割したので、フランジ部１０９でアウターデフケース１０５を分割することによるフランジ部１０９の薄肉化と、強度向上のためにフランジ部１０９を厚肉化することによるアウターデフケース１０５の大型化及び重量化が防止される。

また、フランジ部１０９が厚肉化しないから、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部１０９側に配置するレイアウトが容易に成立すると共に、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部１０９側に配置したことによって、アウターデフケース１０５のボス部１２１，１２３からピニオンシャフト２５，２７の軸芯までの間隔をサイドギア５，７側の出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法に合わせることが容易になり、リヤデフ１０１周辺のレイアウト性と車両への搭載性が向上する。

また、電磁式アクチュエータ１３をアウターデフケース１０５のフランジ部１０９側に隣接配置したことによって、断続装置１０３を構成するドッグクラッチ１１５もフランジ部１０９側に配置されることになり、これに伴い貫通孔１２７や環状支持部１２９が形成されてアウターデフケース１０５の無駄肉が削除され、それだけ肉厚部が少なくなって軽量化される。

また、アウターデフケース１０５をピニオンシャフト２５，２７用の貫通孔１１３の位置で分割する構成に較べると、ボルト２１がそれだけ短くてすむから、ボルト２１の重量とコストをさらに低減することができる。

＜参考例３＞
図８と図９によってリヤデフ２０１（本発明の参考例３：デファレンシャル装置）の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はリヤデフ２０１が用いられた４輪駆動車及び図８での左右の方向である。なお、以下の説明において、リヤデフ１（参考例１）と同一の機能部及び機能部材には同一の符号を付しており、重複する説明文は省略するが、必要に応じて参考例１の説明文を参照するものとする。

［リヤデフ２０１の特徴］
リヤデフ２０１は、駆動トルクを受けて回転する入力部材と、前記入力部材からの駆動トルクが伝達される４個のピニオンギア３（差動部材：図９）と、ピニオンギア３と相対回転可能に連結されたサイドギア５，７（一対の出力部材）とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構９と、差動機構９の差動回転を制限する差動ロック装置１１（差動制限装置）とを含み、差動ロック装置１１は差動制限力を制御する電磁式アクチュエータ１３を含み、前記入力部材は、差動機構９を収容するデフケース２０３を含み、デフケース２０３は前記駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジ部２０５を含み、フランジ部２０５はデフケース２０３の軸方向一側にオフセット配置され、電磁式アクチュエータ１３はフランジ部２０５に対して隣接配置されている。

また、デフケース２０３は、フランジ部２０５に対して軸方向反対側に設けられた分割部２０７で分割され、ボルト２０９（連結部材）によって一体に連結されており、差動機構９は、貫通孔２１１（連結部）でデフケース２０３に連結された４本のピニオンシャフト２１３（図９）を含み、ピニオンギア３はピニオンシャフト２１３に支持され、デフケース２０３の分割部２０７は貫通孔２１１を分割して設けられている。

［リヤデフ２０１の構成］
リヤデフ２０１は、デフキャリヤに収容されており、上記のように差動機構９と差動ロック装置１１とデフケース２０３などから構成され、差動ロック装置１１は、電磁式アクチュエータ１３とドッグクラッチ４５とリターンスプリング４７とコントローラなどから構成され、電磁式アクチュエータ１３は、電磁ソレノイド４９とコイルハウジング５１とプランジャ５３などから構成されている。

デフケース２０３は、上記の分割部２０７で、デフケース本体２１５とエンドカバー２１７とに２分割され、これらは分割部２０７に形成された印籠形状の連結部２１９で係合して互いにセンターリングし合い、ボルト２０９で固定されている。図９のように、ボルト２０９は各ピニオンシャフト２１３の周方向間にそれぞれ２本配置され、合計８本用いられている。また、デフケース本体２１５のボス部２２１とエンドカバー２１７のボス部２２３はベアリングを介してデフキャリヤに支持され、フランジ部２０５はデフケース本体２１５に設けられ、リングギアはフランジ部２０５にボルト３９で固定されている。

図９のように、各ピニオンシャフト２１３は、径方向内側端部を中空の基部２２５と一体に形成されて十字状に配置され、各径方向外側端部を貫通孔２１１に係合し、互いに抜け止めをしている。

ドッグクラッチ４５のクラッチリング５５は、デフケース２０３（デフケース本体２１５）の内周で軸方向移動可能に支持され、脚部６１をデフケース２０３の貫通孔２２７に係合して回り止めされている。クラッチリング５５が右に移動するとドッグクラッチ４５が噛み合い、図８のようにクラッチリング５５が左に移動するとドッグクラッチ４５の噛み合いが解除される。プランジャ５３のガイド部材８１は左ボス部２２１（デフケース２０３）の外周で軸方向移動可能に支持され、その先端は貫通孔２２７を通してクラッチリング５５の脚部６１を押圧できるようになっている。

電磁ソレノイド４９のコイルハウジング５１は、デフケース２０３の環状支持部２２９で半径方向に支持され、外周に設けられた周溝６７に係合したプレート６９をボルト７１でデフケース２０３に固定することにより軸方向相対移動不能に支持されている。電磁ソレノイド４９が励磁されると、プランジャ５３が右方へ移動操作されてドッグクラッチ４５が噛み合い、差動機構９（リヤデフ２０１）の差動がロックされ、電磁ソレノイド４９の励磁を停止すると、リターンスプリング４７によってプランジャ５３が左方へ戻り、ドッグクラッチ４５の噛み合いと差動ロックが解除される。

差動機構９が駆動トルクを伝達している間、サイドギア５，７にはピニオンギア３との噛み合いクラッチが生じ、左サイドギア５の噛み合い反力はスラストワッシャ８３，８３を介してデフケース本体２１５に入力し、右サイドギア７の噛み合い反力はスラストワッシャ８５を介してエンドカバー２１７に入力する。

リヤデフ２０１は、先ず、デフケース本体２１５に、クラッチリング５５とリターンスプリング４７とスラストワッシャ８３，８３と左サイドギア５と電磁式アクチュエータ１３（電磁ソレノイド４９とコイルハウジング５１とプランジャ５３）などを組み付けてサブアセンブリーし、次いで、このサブアセンブリーとエンドカバー２１７との間に、４本のピニオンシャフト２１３を一体に形成したピニオンシャフトアッシーにピニオンギア３を取り付けたものと、右サイドギア７とスラストワッシャ８５を組み付け、エンドカバー２１７をボルト２０９でデフケース本体２１５に固定する。

［リヤデフ２０１の効果］
リヤデフ２０１は次のような効果が得られる。

デフケース２０３（デフケース本体２１５とエンドカバー２１７）をフランジ部２０５の軸方向反対側に設けられた分割部２０７で分割したので、フランジ部２０５でデフケース２０３を分割することによるフランジ部２０５の薄肉化と、強度向上のためにフランジ部２０５を厚肉化することによるデフケース２０３の大型化及び重量化が防止される。

また、フランジ部２０５が厚肉化しないから、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部２０５側に配置するレイアウトが容易に成立すると共に、電磁式アクチュエータ１３をフランジ部２０５側に配置したことによって、デフケース２０３のボス部２２１，２２３からピニオンシャフト２１３の軸芯までの間隔をサイドギア５，７側の出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法に合わせることが容易になり、リヤデフ２０１周辺のレイアウト性と車両への搭載性が高くなる。

また、電磁式アクチュエータ１３をデフケース２０３のフランジ部２０５側に隣接配置したことによって、差動ロック装置１１を構成するドッグクラッチ４５もフランジ部２０５側に配置されることになり、これに伴い貫通孔２２７や環状支持部２２９が形成されてデフケース２０３の無駄肉が削除され、それだけ肉厚部が少なくなって軽量化される。

また、基部２２５を中心にして４本のピニオンシャフト２１３を放射状に配置した一体のピニオンシャフト構造は、デフケース２０３をピニオンシャフト２１３用の貫通孔２１１で分割しなければ組付けが不可能であるが、デフケース２０３の分割部２０７を貫通孔２１１に設けた（貫通孔２１１の中心で分割した）この構成によれば、上記のような一体のピニオンシャフト構造を組み付けることが容易になり、ピニオンシャフト２１３の本数（４本）と形状（十字形状）とピニオンギア３の個数（４個）などに対する自由度が向上し、４個のピニオンギア３を用いて大トルクを扱うことができる。

また、デフケース２０３を貫通孔２１１で分割する構成によれば、ピニオンシャフト２１３とピニオンギア３の組み付けだけでなく、サイドギア５，７の組み付けも容易である。

＜実施の形態＞
図１０によってリヤデフ３０１（本発明の実施の形態：デファレンシャル装置）の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はリヤデフ３０１が用いられた４輪駆動車及び図１０での左右の方向である。

［リヤデフ３０１の特徴］
リヤデフ３０１は、駆動トルクを受けて回転する入力部材と、前記入力部材からの駆動トルクが伝達される４個のピニオンギア３（差動部材）と、ピニオンギア３と相対回転可能に連結されたサイドギア５，７（一対の出力部材）とを含み、前記入力部材と共に同軸回転可能な差動機構９と、差動機構９の差動回転を制限する差動ロック装置１１（差動制限装置）とを含み、差動ロック装置１１は差動制限力を制御する電磁式アクチュエータ１３を含み、前記入力部材は、差動機構９を収容するデフケース３０３を含み、デフケース３０３は前記駆動トルクが入力するリングギアが固定されたフランジ部３０５，３０７を含み、フランジ部３０５，３０７はデフケース３０３の軸方向一側にオフセット配置され、電磁式アクチュエータ１３はフランジ部３０５，３０７に対して隣接配置されている。

また、デフケース３０３はフランジ部３０５，３０７に設けられた分割部３０９で分割され、ボルト３９（連結部材）によって一体に連結されており、差動機構９は、貫通孔３１１（連結部）でデフケース３０３に連結された１本の長いピニオンシャフト２５と２本の短いピニオンシャフト２７を含み、ピニオンギア３はピニオンシャフト２５，２７に支持されている。

［４輪駆動車の構成］
上記４輪駆動車は、４輪駆動走行するとき、トランスファ内蔵の２−４切替え機構を連結させると、エンジンの駆動トルクはトランスファから前輪側と後輪側に配分され、前輪側に送られた駆動力はフロントデフを介して左右の前輪に配分され、後輪側に送られた駆動力はプロペラシャフトなどからリヤデフ３０１を介して左右の後輪に配分される。

また、２−４切替え機構の連結を解除すると、車両は２輪駆動状態になる。

［リヤデフ３０１の構成］
リヤデフ３０１は、デフキャリヤに収容されており、上記のように差動機構９と差動ロック装置１１とデフケース３０３などから構成されている。

デフケース３０３は、上記の分割部３０９でフロントカバー３１３とデフケース本体３１５とに２分割され、これらは印籠形状の連結部３１７で互いに係合してセンターリングし合い、ボルト３９で固定され、フロントカバー３１３のボス部３１９とデフケース本体３１５のボス部３２１はベアリングを介してデフキャリヤに支持され、フランジ部３０５，３０７はフロントカバー３１３とデフケース本体３１５にそれぞれ設けられ、リングギアはフランジ部３０５，３０７に上記のボルト３９で共締めされている。

差動機構９のサイドギア５，７は左右から各ピニオンギア３と噛み合っており、スプライン連結された出力軸を介して左右の後輪に連結されている。短いピニオンシャフト２７，２７は径方向外側端部を貫通孔３１１に係合してスプリングピン３２３で抜け止めされ、径方向内側端部を長いピニオンシャフト２５との間に設けられた連結部４３でピニオンシャフト２５に連結され、長いピニオンシャフト２５は径方向外側端部を貫通孔３１１に係合し、連結された短いピニオンシャフト２７，２７を介して抜け止めされている。

差動ロック装置１１は、電磁式アクチュエータ１３とドッグクラッチ４５とリターンスプリング３２５とコントローラなどから構成されており、電磁式アクチュエータ１３は、電磁ソレノイド４９と電磁ソレノイド４９を包むコイルハウジング５１とプランジャ５３などから構成されている。

ドッグクラッチ４５は、クラッチリング５５と左サイドギア５にそれぞれ設けられ、軸方向に対向する噛み合い歯５７，５９によって構成されており、クラッチリング５５は、電磁式アクチュエータ１３側に配置され、デフケース３０３（フロントカバー３１３）の内周で軸方向移動可能に支持されており、脚部６１をデフケース３０３の貫通孔３２７に係合して回り止めされている。クラッチリング５５が右に移動するとドッグクラッチ４５が噛み合い、図１０のようにクラッチリング５５が左に移動するとドッグクラッチ４５の噛み合いが解除される。リターンスプリング３２５はデフケース３０３とクラッチリング５５（噛み合い歯５７）との間に配置され、クラッチリング５５をドッグクラッチ４５の噛み合い解除側（左方）に付勢している。

電磁ソレノイド４９のコイルハウジング５１は、デフケース３０３の環状支持部３２９で半径方向に支持され、外周に設けられた周溝６７に係合したプレート６９をボルト７１でデフケース３０３（フロントカバー３１３）に固定することにより軸方向相対移動不能に支持されている。また、コイルハウジング５１には回り止め部材７３が固定され、その先端部７４をデフキャリヤ側に係合させることによって回り止めされている。電磁ソレノイド４９のリード線７５はコイルハウジング５１からゴム製の密封栓を介して引き出され、クリップでコイルハウジング５１の側面に固定され、さらにコネクター７７などを介してデフキャリヤの外部に引き出され、バッテリーに接続されている。

プランジャ５３は、ＪＩＳ−Ｓ１０Ｃなどの磁性材料で作られたプランジャ本体７９の内周にステンレスなどの非磁性材料で作られたガイド部材８１を固定して構成されており、ガイド部材８１はフロントカバー３１３の左ボス部３１９の外周で軸方向移動可能に支持され、その先端は貫通孔３２７を通してクラッチリング５５の脚部６１を押圧できるようになっている。

ＪＩＳ−Ｓ１０Ｃなどの磁性材料で作られたコイルハウジング５１とプランジャ５３とデフケース３０３は電磁ソレノイド４９の磁路を構成しており、コントローラは電磁ソレノイド４９の励磁と励磁停止を行う。電磁ソレノイド４９が励磁されると、プランジャ５３が右方へ移動操作され、クラッチリング５５が押圧されてドッグクラッチ４５が噛み合い、差動機構９（リヤデフ３０１）の差動がロックされる。電磁ソレノイド４９の励磁を停止すると、図１０のように、リターンスプリング３２５によってプランジャ５３が左方へ戻り、ドッグクラッチ４５の噛み合いと差動ロックが解除される。また、非磁性のガイド部材８１は電磁ソレノイド４９の磁束がデフケース３０３側に漏れることを防止すると共に、電磁ソレノイド４９は、支持部３２９でデフケース３０３と径方向に対向して接触し、プレート６９とボルト７１とによってデフケース３０３に軸方向支持されているので、デフケース３０３を透過する磁束の変動が少なく、ドッグクラッチ４５の操作機能が安定している。

差動機構９が駆動トルクを伝達している間、サイドギア５，７にはピニオンギア３との噛み合いクラッチが生じ、左サイドギア５の噛み合い反力はスラストワッシャ８３，８３を介してフロントカバー３１３に入力し、右サイドギア７の噛み合い反力はスラストワッシャ８５を介してデフケース本体３１５に入力するが、フロントカバー３１３とデフケース本体３１５とを固定するボルト３９には左サイドギア５の噛み合い反力だけが入力する。なお、ボルト３９は１０本が周方向等間隔に配置されている。

リヤデフ３０１は、スラストワッシャ８５と右サイドギア７とピニオンシャフト２５，２７とピニオンギア３と左サイドギア５とリターンスプリング３２５とクラッチリング５５などを組み付けたデフケース本体３１５と、電磁式アクチュエータ１３（電磁ソレノイド４９とコイルハウジング５１とプランジャ５３）とスラストワッシャ８３，８３などを組み付けたフロントカバー３１３とを組み合わせた後、デフケース本体３１５とフロントカバー３１３とをボルト３９で固定する。

［リヤデフ３０１の効果］
リヤデフ３０１は次のような効果が得られる。

電磁式アクチュエータ１３をデフケース３０３のフランジ部３０５，３０７側に配置したことによって、デフケース３０３のボス部３１９，３２１からピニオンシャフト２５，２７の軸芯までの間隔をサイドギア５，７側の出力軸（ドライブシャフト）に対する要求寸法に合わせることが容易になり、リヤデフ３０１周辺のレイアウト性と車両への搭載性が向上している。

また、このように電磁式アクチュエータ１３をフランジ部３０５，３０７側に隣接配置したことによって、差動ロック装置１１を構成するドッグクラッチ４５もフランジ部３０５，３０７側に配置されることになり、これに伴い貫通孔３２７や環状支持部３２９が形成されてデフケース３０３の無駄肉が削除され、それだけ肉厚部が少なくなって軽量化されている。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明のデファレンシャル装置において、差動制限装置は、差動をロックするものに限らず、例えば、摩擦クラッチで差動制限力を連続的に制御するものでもよい。

また、本発明のデファレンシャル装置は、リヤデフだけでなく、フロントデフ（原動機の駆動トルクを左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）や、センターデフ（原動機の駆動トルクを前輪と後輪に配分するデファレンシャル装置）として用いてもよい。

また、本発明における連結部材はボルトに限られるものではない。例えば、外部への出張りスペースが少なく干渉の問題を生じない溶接域は部品点数が少なく組付が容易なネジ嵌合とスポット溶接、カシメ、ロックナットなどとの組合わせなどの連結部材（広義で連結手段）を用いることができる。

３０１ リヤデフ（デファレンシャル装置）
３０３ デフケース
３０５，３０７ フランジ部
３ ピニオンギア（差動部材）
５，７ サイドギア（一対の出力部材）
９ 差動機構
１１ 差動ロック装置（差動制限装置）
１３ アクチュエータ
５５ クラッチリング
５７，５９ 噛み合い歯
４５ ドッグクラッチ
３２５ リターンスプリング

Claims (3)

1. 入力する駆動トルクによって回転可能なデフケースと、前記デフケースの軸方向一側にオフセット配置されたフランジ部からの駆動トルクが伝達される差動部材と、前記差動部材と相対回転可能に連結された一対の出力部材とを含み、前記デフケースと共に同軸回転可能な差動機構と、前記差動機構の差動回転を制限する差動制限装置と、前記デフケースのフランジ部側に配置され前記差動制限装置の差動制限力を制御するアクチュエータと、前記アクチュエータによって移動操作されるクラッチリングと、前記一対の出力部材のうちいずれか一方の出力部材と前記クラッチリングにそれぞれ設けられ軸方向に対向する噛み合い歯によって構成され前記噛み合い歯の噛み合いにより前記差動機構の差動回転を制限するドッグクラッチとを備えたデファレンシャル装置であって、
   前記クラッチリングは、前記ドッグクラッチの外径側に配置されたリターンスプリングによって前記ドッグクラッチの噛み合い解除側に付勢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、
   前記クラッチリングは、前記噛み合い歯の外径側に延設され、前記リターンスプリングは、前記クラッチリングの延設された部分に軸方向に当接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、
   前記リターンスプリングは、前記クラッチリングと前記デフケース側との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。

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