JP2013217386A

JP2013217386A - 差動装置

Info

Publication number: JP2013217386A
Application number: JP2012085618A
Authority: JP
Inventors: Mikio Hatakeyama; 幹生畠山; Jun Nishizawa; 純西澤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】車両の衝突時にドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位してサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータの回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる差動装置を提供すること。
【解決手段】デフケース７０と一体的に回転する第１摩擦板８１と、ドライブシャフト６１の軸線方向において第１摩擦板８１に対向し、サイドギヤ４８と一体的に回転するとともに、軸線方向に移動可能な第２摩擦板８２と、を備え、ドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側へと移動した場合に、第２摩擦板８２がウェーブスプリング８３に押圧されながらドライブシャフト６１の端面６１ｃとともに車輪５０Ｌ側に移動し、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが係合するよう構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、差動装置に関し、特にバッテリに蓄電した電気を用いてモータで走行するハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される差動装置に関する。

近年、エンジン（例えば、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等）とモータとを組合せたハイブリッドシステムと呼ばれるパワートレインを搭載した車両が開発され、実用化されている。

このようなハイブリッドシステムを搭載した車両においては、エンジンとモータとをそれぞれ単独、または協同して動作させることにより、燃料消費向上や排気ガスを大幅に抑制することが可能になっている。

例えば、エンジンが、定常状態で運転されてバッテリ（二次電池）を充電する発電機を回すために運転される場合、あるいはバッテリの充電量などに応じて走行中に間欠的に運転される場合等では、運転者によるアクセルの操作量とは無関係にエンジンの運転および停止が繰り返されるようになっている。

このようなハイブリッド車両や電気自動車、さらに燃料電池車においては、バッテリの直流電力をインバータにより交流電力に変換してモータ（３相交流のモータジェネレータ）に電力が供給される。また、発電時には、このような電力の流れとは逆に、モータで発電された交流電力がインバータにより直流電力に変換されてバッテリを充電する。さらには、このような電力変換の過程において、電圧を昇圧することもあり、そのような昇圧（変圧）のために昇圧コンバータ（ＤＣ／ＤＣコンバータ）を備えている。

また、このような電気回路（電力ライン）においては、ノイズを低減するための平滑コンデンサが設けられる。平滑コンデンサは、高電圧電力がプリチャージされて、インバータへの突入電流を小さくする作用を発生する。

このような高電圧の蓄電機構を有する電気回路を搭載したハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等の車両において、衝突などの事故が発生した場合には、この高電圧による悪影響を排除するために、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電する必要がある。

従来、平滑コンデンサの電荷を放電させる技術としては、昇圧コンバータのチョッパ回路の上アーム（トランジスタ）をオフにするとともに下アーム（トランジスタ）をスイッチング状態にすることにより、電荷を負荷側、すなわちインバータの側に放電するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の技術を利用することにより、車両の衝突時に、駆動系の全ての要素が結合した状態でタイヤが接地している場合は、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる。

特開２０１０−００４６６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、車両の衝突時に、一方のドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位して差動装置のサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合には、デフケースが空転してモータが差動装置からの反力を受けなくなるため、モータの回転停止が遅れてしまい、平滑コンデンサの電荷の放電に時間がかかってしまうという問題があった。

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、車両の衝突時にドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位してサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータの回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる差動装置を提供することを目的とする。

本発明に係る差動装置は、上記目的達成のため、（１）車両の動力源からの回転動力を一対のドライブシャフトに伝達する一対のサイドギヤと、前記一対のサイドギヤに歯合するピニオンギヤと、前記サイドギヤおよびピニオンギヤを収納するデフケースとを有し、前記一対のドライブシャフトにそれぞれ設けられた車輪の間の差動を許容する差動装置であって、前記デフケースと一体的に回転する第１の係合部材と、前記ドライブシャフトの軸線方向において前記第１の係合部材に対向し、前記ドライブシャフトまたは前記サイドギヤと一体的に回転するとともに、前記軸線方向に移動可能な第２の係合部材と、を備え、前記ドライブシャフトが前記軸線方向の前記車輪側へと移動した場合に、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合するものから構成されている。

この構成により、車両の衝突時に、ドライブシャフトとサイドギヤとのスプライン嵌合が外れた場合は、第１の係合部材と第２の係合部材が係合することで、ドライブシャフトまたはサイドギヤがデフケースと一体的に回転することができるので、デフケースの空転を防止することができる。

また、第１の係合部材と第２の係合部材とが係合することにより、動力源としてのモータと車輪との間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持できるため、モータに通電することによる平滑コンデンサからの電荷の放電を速やかに行うことができる。

したがって、車両の衝突時にドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位してサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータの回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる。

本発明によれば、ドライブシャフトとサイドギヤとのスプライン嵌合が外れた場合は、第１の係合部材と第２の係合部材が係合することでデフケースの空転を防止し、動力源としてのモータと車輪との間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持するようにしているので、車両の衝突時にドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位してサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータの回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる差動装置を提供することができる。

本発明に係る差動装置の第１の実施の形態を示す図であり、ハイブリッド車両のトランスアクスルの概略構成図である。本発明に係る差動装置の第１の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、係合要素として第１摩擦板と第２摩擦板を備えたディファレンシャル装置の断面図であり、（ｂ）は、ディファレンシャル装置の第２摩擦板を車輪側から見た部分断面図である。本発明に係る差動装置の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、係合要素として噛み合い溝とドッグクラッチキーを備えたディファレンシャル装置の断面図であり、（ｂ）は、ディファレンシャル装置の差動制限機構のドッグクラッチキーを車輪側から見た部分断面図である。本発明に係る差動装置の第２の実施の形態を示す図であり、（ａ）は、ドッグクラッチキーの斜視図であり、（ｂ）は、ドッグクラッチキーをドライブシャフトの放射外方から見たときのドライブシャフトと噛み合い溝との関係を示す図である。本発明に係る差動装置の第３の実施の形態を示す図であり、電子制御されるドッグクラッチ機構を備えたディファレンシャル装置の断面図である。本発明に係る差動装置の第４の実施の形態を示す図であり、電子制御される電子制御カップリング機構を備えたディファレンシャル装置の断面図である。

以下、本発明に係る差動装置の実施の形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施の形態）
図１、図２は、本発明に係る差動装置の第１の実施の形態を示す図である。なお、本実施の形態では、差動装置をハイブリッド車両に適用した例を示している。

まず、構成を説明する。図１において、ＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き車輪駆動）形式のハイブリッド車両の動力伝達装置としてのトランスアクスル１であり、このトランスアクスル１は、エンジン２に接続されている。

エンジン２は、内燃機関としてガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジン、または水素エンジン等を用いることができる。本実施の形態では、便宜上、エンジン２としてガソリンエンジンを用いた場合について説明する。

エンジン２は、燃料の燃焼によりクランクシャフト３から動力を出力する装置であって、吸気装置、排気装置、燃料噴射装置、点火装置、冷却装置等を備えた公知のものである。

クランクシャフト３は車両の幅方向に、かつ、水平に配置され、クランクシャフト３の後端部にはフライホイール１４が形成されている。

エンジン２の外壁には、中空のトランスアクスルケース４が取付けられている。トランスアクスルケース４は、エンジン側ハウジング５と、エクステンションハウジング６と、エンドカバー７とを有している。これらエンジン側ハウジング５、エクステンションハウジング６およびエンドカバー７は、アルミニウム等の金属材料を成形加工したものである。

また、エンジン側ハウジング５の一方の開口端５ａとエンジン２とが接触した状態で、エンジン２とエンジン側ハウジング５とが相互に固定されている。

また、エンジン側ハウジング５とエンドカバー７との間に、エクステンションハウジング６が配置されており、エンジン側ハウジング５の他方の開口端５ｂと、エクステンションハウジング６の一方の開口端６ａとが接触した状態で、エンジン側ハウジング５とエクステンションハウジング６とが相互に固定されている。

また、エクステンションハウジング６の他方の開口端６ｂを塞ぐようにエンドカバー７の開口端７ａが取付けられて、エンドカバー７とエクステンションハウジング６とが相互に固定されている。

トランスアクスルケース４の内部空間８には、インプットシャフト９、モータジェネレータＭＧ１、動力分配機構１０、遊星歯車装置からなる変速機構１１およびモータジェネレータＭＧ２が設けられている。

インプットシャフト９は、クランクシャフト３と同心状に配置されており、インプットシャフト９におけるクランクシャフト３側の端部には、クラッチハブ１３がスプライン嵌合されている。

トランスアクスルケース４内にはフライホイール１４とインプットシャフト９との動力伝達状態を制御するクラッチ１５が設けられており、このクラッチ１５は、フライホイール１４とインプットシャフト９との間におけるトルク変動を抑制・吸収するダンパ機構１６を有している。

モータジェネレータＭＧ１は、インプットシャフト９の外側に配置されており、モータジェネレータＭＧ２は、モータジェネレータＭＧ１よりもエンジン２から遠い位置に配置されている。

すなわち、エンジン２とモータジェネレータＭＧ２との間にモータジェネレータＭＧ１が配置されている。モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。

モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。モータジェネレータＭＧ１およびモータジェネレータＭＧ２に電力を供給する電力供給装置としては、バッテリ、キャパシタ等の蓄電装置、あるいは公知の燃料電池等を用いることができる。

エンジン側ハウジング５の内面には、エンジン２側に延在した後に、インプットシャフト９側に向けて延在する隔壁１７が形成されており、隔壁１７に対してケースカバー１８が固定されている。

このケースカバー１８は、エンジン２から離れる方向に延在した後、インプットシャフト９側に延在する形状を有している。そして、隔壁１７とケースカバー１８とにより取り囲まれたモータ収容室１９に、モータジェネレータＭＧ１が配置されている。モータジェネレータＭＧ１は、トランスアクスルケース４側に固定されたステータ２０と、回転自在なロータ２１とを備えており、ステータ２０は、隔壁１７に固定された鉄心２２と、鉄心２２に巻かれたコイル２３とを有している。

ステータ２０およびロータ２１は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、インプットシャフト９の軸線方向に積層されている。

また、インプットシャフト９の外周には、中空シャフト２４が取付けられており、インプットシャフト９と中空シャフト２４とが相対回転可能に構成されている。ロータ２１は、中空シャフト２４の外周側に連結されている。

また、動力分配機構１０は、モータジェネレータＭＧ１とモータジェネレータＭＧ２との間に設けられている。動力分配機構１０は、所謂、シングルピニオン形式の遊星歯車機構１０Ａを有している。すなわち、遊星歯車機構１０Ａは、サンギヤ２５と、サンギヤ２５と同心状に配置されたリングギヤ２６と、サンギヤ２５およびリングギヤ２６に係合するピニオンギヤ２７を保持したキャリア２８とを含んで構成されている。

そして、サンギヤ２５と中空シャフト２４とが連結され、キャリア２８とインプットシャフト９とが連結されている。なお、リングギヤ２６は、インプットシャフト９と同心状に配置された円筒部材２９の内周側に形成されており、この円筒部材２９の外周側にはカウンタドライブギヤ３０が形成されている。

モータジェネレータＭＧ２は、カウンタドライブギヤ３０よりもエンジン２から遠い位置に設けられており、モータジェネレータＭＧ２のロータ３６がＭＧシャフト３２の外周に連結されており、ＭＧシャフト３２は、車両の幅方向にほぼ水平に配置されている。

また、ＭＧシャフト３２とインプットシャフト９および中空シャフト２４とは、同心状に配置されている。

また、エクステンションハウジング６の内面には、ＭＧシャフト３２側に延在する隔壁３３が形成されており、エクステンションハウジング６と隔壁３３とエンドカバー７とにより取り囲まれた収容室としてのモータ収容室３４ａに、モータジェネレータＭＧ２が配置されている。

モータジェネレータＭＧ２は、トランスアクスルケース４に固定されたステータ３５と、回転自在なロータ３６とを有している。ステータ３５は、鉄心３７と、鉄心３７に巻かれたコイル３８とを有している。

ステータ３５およびロータ３６は、所定肉厚の電磁鋼板を、その厚さ方向に複数枚を積層して構成したものである。なお、複数の電磁鋼板は、ＭＧシャフト３２の軸線方向に積層されている。

ＭＧシャフト３２の軸線方向一端部は、リングギヤ２６に接続されており、モータジェネレータＭＧ２の動力がＭＧシャフト３２を介してリングギヤ２６に伝達されると、リングギヤ２６の回転速度が減速されて円筒部材２９に伝達される。すなわち、モータジェネレータＭＧ２のトルクが増幅されて動力分配機構１０に伝達される。

また、動力分配機構１０は、上述したようにキャリア２８にエンジン２のクランクシャフト３が、サンギヤ２５にモータジェネレータＭＧ１が、リングギヤ２６にＭＧシャフト３２を介してモータジェネレータＭＧ２がそれぞれ連結されており、モータジェネレータＭＧ１が発電機として機能するときには、キャリア２８から入力されるエンジン２からの動力をサンギヤ２５側とリングギヤ２６側にそのギヤ比に応じて分配し、モータジェネレータＭＧ１が電動機として機能するときにはキャリア２８から入力されるエンジン２からの動力とサンギヤ２５から入力されるモータジェネレータＭＧ１からの動力を統合してリングギヤ２６側に出力される。

一方、トランスアクスルケース４の内部には、インプットシャフト９と平行なカウンタシャフト４０が設けられている。カウンタシャフト４０には、カウンタドリブンギヤ４１およびファイナルドライブギヤ４２が形成されており、カウンタドリブンギヤ４１とカウンタドライブギヤ３０とが噛合されている。

また、トランスアクスルケース４の内部にはディファレンシャル装置４３が設けられており、ディファレンシャル装置４３は、デフケース７０と、デフケース７０の外周側に形成されたファイナルリングギヤ４５と、ピニオンシャフト４６と、ピニオンシャフト４６に回転自在に支持された一対のピニオンギヤ４７と、ピニオンギヤ４７に噛合する一対のサイドギヤ４８、４９と、このサイドギヤ４８、４９にそれぞれ連結された左右のドライブシャフト６１、６２とを有している。

また、各ドライブシャフト６１、６２には車輪５０Ｌ、５０Ｒがそれぞれ連結されている。このように、トランスアクスルケース４の内部に、変速機構１１およびディファレンシャル装置４３を一括して組み込んだ動力伝達装置であるトランスアクスル１を構成している。

また、ＭＧシャフト３２にはリングギヤ２６と同軸上に回転部材としてのパーキングギヤ５１が取付けられており、このパーキングギヤ５１は、パーキングロック機構５２のパーキングポール（不図示）に係合自在となっている。

次に、図２を参照してディファレンシャル装置４３の詳細な構成を説明する。

図２（ａ）において、ディファレンシャル装置４３のデフケース７０は、高い剛性を有する金属材料からなり、ボス部７１と、このボス部７１と対向しボス部７１の軸線と一致する軸線を有するボス部７２と、ボス部７１、７２と一体的に形成された本体部７３と、本体部７３の外周に形成されたフランジ部７４とを含んで構成されている。

ボス部７１には、その軸線方向に貫通する貫通孔７５が形成されるとともに、ボス部７２には、貫通孔７５と軸線が一致するよう形成された貫通孔７６が形成されている。

本体部７３の内面には、ボス部７１、７２の軸線と直交して支持穴７７、７８がそれぞれ形成されている。支持穴７７と支持穴７８は、本体部７３の内面で互いに対向するとともに双方の軸線が一致するよう形成されている。

ドライブシャフト６１の先端部は、デフケース７０の貫通孔７５に挿通されるとともに、サイドギヤ４８にスプライン嵌合されている。また、ドライブシャフト６２の先端部は、デフケース７０の貫通孔７６に挿通されるとともに、サイドギヤ４９にスプライン嵌合されている。

ピニオンシャフト４６の各端部は、支持穴７７、７８に挿通されて支持されており、このピニオンシャフト４６は、一対のピニオンギヤ４７を回転可能に支持している。

このディファレンシャル装置４３は、ファイナルリングギヤ４５とともにデフケース７０が回転すると、ピニオンシャフト４６がデフケース７０とともに回転し、一対のピニオンギヤ４７がデフケース７０の軸線を中心として公転する。

そして、一対のピニオンギヤ４７と噛み合う左右のサイドギヤ４８、４９がそれぞれ回転し、ドライブシャフト６１を介して車輪５０Ｌが回転し、ドライブシャフト６２を介して車輪５０Ｒが回転する。

この構成により、ディファレンシャル装置４３は、ドライブシャフト６１に連結された車輪５０Ｌと、ドライブシャフト６２に連結された車輪５０Ｒとが異なった回転速度でそれぞれ回転することを許容している。

例えば、車両が進行方向の右に旋回するとき、車輪５０Ｌの回転半径が車輪５０Ｒの回転半径より大きいため、車輪５０Ｌが車輪５０Ｒよりも早い速度で回転することになる。すなわち、左のドライブシャフト６１側のサイドギヤ４８が右のドライブシャフト６２側のサイドギヤ４９よりも早い速度で回転し、双方の間で回転差が生ずる。このとき、一対のピニオンギヤ４７の回転により、車輪５０Ｌと車輪５０Ｒとの間で回転差が許容され、それぞれ異なった回転速度で回転することができる。

また、車両は、図示しないエアバッグＥＣＵおよびパワーマネージメントＥＣＵを備えている。エアバッグＥＣＵは、不図示の加速度センサー等が車両の衝突を検知した場合に衝突検知信号を出力するようになっている。パワーマネージメントＥＣＵは、エアバッグＥＣＵからの衝突検知信号が入力されると、図示しない平滑コンデンサの電荷を負荷側、すなわちインバータの側に放電してモータジェネレータＭＧ２に通電することによって平滑コンデンサからの電荷の放電を行うようになっている。

平滑コンデンサの電荷を放電させる具体例としては、公知の技術を利用することができ、例えば、特開２０１０−００４６６８号公報に記載されているように、昇圧コンバータのチョッパ回路の上アーム（トランジスタ）をオフにするとともに下アーム（トランジスタ）をスイッチング状態にすることにより、平滑コンデンサの電荷をインバータの側に放電してモータジェネレータＭＧ２に通電することができる。

また、図２（ａ）、図２（ｂ）において、デフケース７０の本体部７３の内部のサイドギヤ４８、４９に対向する面には、円環状の第１摩擦板８１がデフケース７０と一体的に回転可能にそれぞれ固定されている。

また、第１摩擦板８１とサイドギヤ４８の間、および第１摩擦板８１とサイドギヤ４９の間には、円環状の第２摩擦板８２がそれぞれ設けられている。この第２摩擦板８２は、サイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａに対して軸線方向にスライド可能にスプライン嵌合され、サイドギヤ４８、４９と一体的に回転可能に構成されている。

具体的には、第２摩擦板８２の内周側には、中心側に向って突出する複数（本実施の形態では４つ）の凸部８２ａが設けられるとともに、サイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａには、この凸部８２ａがスライド可能にスプライン嵌合するスプライン溝４８ｂ、４９ｂがそれぞれ形成されている。

これにより、第２摩擦板８２の内周面は、サイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａの外周面に支持されるとともに、第２摩擦板８２がサイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａの外周面上を凸部８２ａとスプライン溝４８ｂ、４９ｂとがスプライン嵌合した状態で、軸線方向にスライド可能となっている。

スプライン溝４８ｂ、４９ｂは、サイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａの外周面と内周面とを連通して形成されており、第２摩擦板８２の凸部８２ａの先端は、ドライブシャフト６１、６２のスプラインにもスプライン嵌合している。

また、第２摩擦板８２とサイドギヤ４８の間、および第２摩擦板８２とサイドギヤ４９の間には、反力発生要素としてのウェーブスプリング８３がそれぞれ介装されている。このウェーブスプリング８３は、第２摩擦板８２を第１摩擦板８１に当接させる方向、すなわち車輪５０Ｌ、５０Ｒの方向にそれぞれ押圧する圧縮バネとして機能している。

このウェーブスプリング８３による押圧力により、第２摩擦板８２の凸部８２ａの先端は、ドライブシャフト６１、６２のスプライン形成部６１ａ、６２ａと非スプライン形成部６１ｂ、６２ｂとの境界面である端面６１ｃ、６２ｃにそれぞれ当接されている。

ドライブシャフト６１、６２の端面６１ｃ、６２ｃは、ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態で、第１摩擦板８１よりも内側となる位置に設定されている。

このため、ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態では、第２摩擦板８２が、ウェーブスプリング８３に押圧されて凸部８２ａがドライブシャフト６１、６２の端面６１ｃ、６２ｃに当接することにより、このドライブシャフト６１、６２の端面６１ｃ、６２ｃの位置に配置される。この状態では、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２との間に隙間が形成され、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが非摩擦係合状態となっている。

また、車両の衝突によりドライブシャフト６１またはドライブシャフト６２が車輪５０Ｌまたは車輪５０Ｒの方向に変位して、ドライブシャフト６１またはドライブシャフト６２とサイドギヤ４８、４９の間のスプライン嵌合が外れた場合には、第２摩擦板８２は、ウェーブスプリング８３により押圧されて第１摩擦板８１に当接する位置に移動する。この状態では、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合状態となる。なお、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２との摩擦係合力は、ウェーブスプリング８３の押圧力や、第１摩擦板８１および第２摩擦板８２の材質、摩擦係数に応じたものとなるが、不図示の平滑コンデンサの容量等に応じて設定することが好ましい。

次に、作用を説明する。ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態では、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２との間に隙間が形成され、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが非摩擦係合状態であるため、ドライブシャフト６１とドライブシャフト６２との間の差動回転が許容される。

車両の衝突により、例えば左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位し、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合には、ドライブシャフト６１の変位に伴って第２摩擦板８２が第１摩擦板８１に当接する位置に移動し、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合状態となる。

第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合している状態では、第２摩擦板８２がスプライン嵌合しているサイドギヤ４８と、第１摩擦板８１が固定されているデフケース７０とが摩擦係合して一体的に回転することになり、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転が制限される。

これにより、サイドギヤ４８やデフケース７０の空転が防止されるとともに、ディファレンシャル装置４３と右のドライブシャフト６２および車輪５０Ｒとの間の駆動連結が維持される。

したがって、車両の左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位してドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、デフケース７０とサイドギヤ４８の間において、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とがウェーブスプリング８３の押圧力に応じた摩擦係合力で摩擦係合することにより、デフケース７０の空転が防止される。

また、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合することにより、モータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態となるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電が速やかに行われる。例えば、平滑コンデンサを５秒以内に６０Ｖ以下にすることが可能となる。

また、平滑コンデンサからの電荷の放電の際に、モータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態であるため、モータジェネレータＭＧ２が無負荷状態で過回転して破損することが防止される。

なお、車両の衝突により、右のドライブシャフト６２が車輪５０Ｒ側に変位し、ドライブシャフト６２とサイドギヤ４９との間のスプライン嵌合が外れた場合も上記と同様であり、デフケース７０とサイドギヤ４９の間において、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合することにより、デフケース７０の空転が防止される。

また、本実施の形態では、第１摩擦板８１、第２摩擦板８２およびウェーブスプリング８３は、左のサイドギヤ４８とデフケース７０の間、および右のサイドギヤ４９とデフケース７０の間にそれぞれ設けられ、左のドライブシャフト６１と右のドライブシャフト６２の何れが外れた場合にもデフケース７０の空転が防止されるように構成されているが、この構成に限定されるものではなく、第１摩擦板８１、第２摩擦板８２およびウェーブスプリング８３は、左のサイドギヤ４８または右のサイドギヤ４９のうちの構造上ドライブシャフトが外れやすい側の何れか一方とデフケース７０の間に設けてもよい。

なお、本実施の形態は、摩擦係合要素である第１摩擦板８１と第２摩擦板８２との摩擦係合によりサイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転を制限する構成であるため、通常走行中に何らかの不具合により第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが接触した場合であっても、大きな支障なく走行を継続することができる。

このように本実施の形態のディファレンシャル装置４３は、デフケース７０と一体的に回転する第１摩擦板８１と、ドライブシャフト６１の軸線方向において第１摩擦板８１に対向し、サイドギヤ４８と一体的に回転するとともに、軸線方向に移動可能な第２摩擦板８２と、を備え、ドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側へと移動した場合に、第２摩擦板８２がウェーブスプリング８３に押圧されながらドライブシャフト６１の端面６１ｃとともに車輪５０Ｌ側に移動し、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが係合するよう構成されている。

この構成により、車両の衝突時に、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８とのスプライン嵌合が外れた場合は、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２が係合することで、サイドギヤ４８がデフケース７０と一体的に回転することができるので、デフケース７０の空転を防止することができる。

また、第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とが摩擦係合することにより、動力源としてのモータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持できるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電を速やかに行うことができる。

したがって、車両の衝突時にドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側に変位してサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータジェネレータＭＧ２の回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができる。

（第２の実施の形態）
図３、図４は、本発明に係る差動装置の第２の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。

ここで、本実施の形態では、ディファレンシャル装置４３は、第１の実施の形態の第１摩擦板８１と第２摩擦板８２による摩擦係合に代えて、噛み合い溝にドッグクラッチキーが係合することによりサイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転を制限するようになっている。

図３（ａ）、図３（ｂ）において、デフケース７０のサイドギヤ４８、４９に対向する面には、ドッグクラッチ機構の一方を構成する噛み合い溝７３ａがそれぞれ形成されている。

この噛み合い溝７３ａは、デフケース７０のサイドギヤ４８、４９に対向する面において、サイドギヤ４８、４９の軸線を中心とした同心円状に複数設けられている。このため、噛み合い溝７３ａは、デフケース７０と一体的に回転する。

また、噛み合い溝７３ａとサイドギヤ４８の間、および噛み合い溝７３ａとサイドギヤ４９の間には、ドッグクラッチ機構の他方を構成するドッグクラッチキー８６がそれぞれ配置されている。

このドッグクラッチキー８６は、サイドギヤ４８、４９の筒状部４８ａ、４９ａの内周面に形成された収納溝４８ｃ、４９ｃに収められるとともに、収納溝４８ｃ、４９ｃ内をスライド可能となっている。

また、ドッグクラッチキー８６は、その内周面側において、ドライブシャフト６１、６２との間でスプライン嵌合されている。このため、ドッグクラッチキー８６は、サイドギヤ４８、４９と一体的に回転する。

ドッグクラッチキー８６は、ドライブシャフト６１、６２に対して締り嵌めによる固定状態、または隙間嵌めと接着を併用した固定状態とすることにより、少なくとも噛み合い溝７３ａに噛み合う位置に移動するまでドライブシャフト６１、６２と一体的に軸線方向にそれぞれ移動できるように、ドライブシャフト６１、６２にそれぞれスプライン嵌合されている。

なお、ドライブシャフト６１、６２に対するドッグクラッチキー８６の固定力は、ドッグクラッチキー８６がドライブシャフト６１、６２とともに噛み合い溝７３ａに噛み合う位置に移動した後に更にドライブシャフト６１、６２が車輪５０Ｌ、５０Ｒ側に変位したときに、ドライブシャフト６１、６２とドッグクラッチキー８６との固定が解除される程度の固定力に設定してもよい。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、ドッグクラッチキー８６は、ドライブシャフト６１、６２とスプライン嵌合する溝状のスプライン嵌合部８６ａと、噛み合い溝７３ａと噛み合って係合する係合爪部８６ｂと、を有している。

図４（ｂ）において、紙面上側がドライブシャフト６１、６２の回転に伴うドッグクラッチキー８６の移動方向となっており、係合爪部８６ｂがテーパー状に突出する形状に形成されるとともに、噛み合い溝７３ａがテーパー状に窪んだ形状に形成されている。これにより、ドッグクラッチキー８６は、係合爪部８６ｂにおいて噛み合い溝７３ａに良好に噛み合うことができる。

ドッグクラッチキー８６は、ドライブシャフト６１、６２とともに車輪５０Ｌ、５０Ｒ側に変位したときに、その係合爪部８６ｂが噛み合い溝７３ａに噛み合うことにより、噛み合い溝７３ａと係合するようになっている。

なお、ドッグクラッチキー８６の設置個数は、１つであっても、または複数個であっても構わない。ドッグクラッチキー８６の設置個数は、不図示の平滑コンデンサの容量やドッグクラッチ機構に要求される係合力または強度等に応じて設定することが好ましい。

例えば、平滑コンデンサの容量が大きいため放電すべき電荷が多く、モータジェネレータＭＧ２への通電電流が大きい場合には、ドッグクラッチキー８６の設置個数が多く要求されることがある。

ドッグクラッチキー８６は、ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態では、係合爪部８６ｂが噛み合い溝７３ａに噛み合わない位置、すなわち、係合爪部８６ｂが噛み合い溝７３ａよりもサイドギヤ４８、４９側に位置するように配置されている。

このため、ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態では、ドッグクラッチキー８６が噛み合い溝７３ａから離隔しており、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが非係合状態となっている。

また、車両の衝突によりドライブシャフト６１またはドライブシャフト６２が車輪５０Ｌまたは車輪５０Ｒの方向に変位して、ドライブシャフト６１またはドライブシャフト６２とサイドギヤ４８、４９の間のスプライン嵌合が外れた場合には、ドッグクラッチキー８６は、ドライブシャフト６１、６２の変位とともに噛み合い溝７３ａに噛み合う位置に移動する。この状態では、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合状態となる。

次に、作用を説明する。ドライブシャフト６１、６２がサイドギヤ４８、４９にそれぞれスプライン嵌合した状態では、ドッグクラッチキー８６の係合爪部８６ｂが噛み合い溝７３ａに噛み合っておらず、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが非係合状態であるため、ドライブシャフト６１とドライブシャフト６２との間の差動回転が許容される。

車両の衝突により、例えば左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位し、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合には、ドライブシャフト６１の変位に伴ってドッグクラッチキー８６が噛み合い溝７３ａに噛み合う位置に移動し、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合状態となる。

ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合している状態では、ドッグクラッチキー８６が収納溝４８ｃに配置されているサイドギヤ４８と、噛み合い溝７３ａが形成されているデフケース７０とが係合していることになり、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転が制限される。

具体的には、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９とがロック状態となる。これにより、サイドギヤ４８やデフケース７０の空転が防止されるとともに、ディファレンシャル装置４３と右のドライブシャフト６２および車輪５０Ｒとの間の駆動連結が確保される。

したがって、車両の左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位してドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、デフケース７０とサイドギヤ４８の間において、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合することにより、デフケース７０の空転が防止される。

また、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合することにより、モータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態となるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電が速やかに行われる。例えば、平滑コンデンサを５秒以内に６０Ｖ以下にすることが可能となる。

なお、車両の衝突により、右のドライブシャフト６２が車輪５０Ｒ側に変位し、ドライブシャフト６２とサイドギヤ４９との間のスプライン嵌合が外れた場合も同様に、デフケース７０とサイドギヤ４９の間において、ドッグクラッチキー８６と噛み合い溝７３ａとが係合することにより、デフケース７０の空転が防止される。

また、本実施の形態では、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６からなる係合要素は、左のサイドギヤ４８とデフケース７０の間、および右のサイドギヤ４９とデフケース７０の間にそれぞれ設けられ、左のドライブシャフト６１と右のドライブシャフト６２の何れが外れた場合にもデフケース７０の空転が防止されるように構成されているが、この構成に限定されるものではなく、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６からなる係合要素は、左のサイドギヤ４８または右のサイドギヤ４９のうちの構造上ドライブシャフトが外れやすい側の何れか一方とデフケース７０の間に設けてもよい。

なお、本実施の形態は、第１の実施の形態とは異なり、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６とが噛み合って係合する構成であるため、第１の実施の形態のように第１摩擦板８１と第２摩擦板８２とを摩擦係合させる構成と比較して、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転を強く制限することができる。

このように本実施の形態のディファレンシャル装置４３は、デフケース７０と一体的に回転する噛み合い溝７３ａと、ドライブシャフト６１の軸線方向において噛み合い溝７３ａに対向し、サイドギヤ４８と一体的に回転するとともに、軸線方向に移動可能なドッグクラッチキー８６と、を備え、ドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側へと移動した場合に、ドライブシャフト６１とスプライン嵌合したドッグクラッチキー８６がサイドギヤ４８の収納溝４８ｃ内で車輪５０Ｌ側に移動し、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６とが係合するよう構成されている。

この構成により、車両の衝突時に、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８とのスプライン嵌合が外れた場合は、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６が係合することで、サイドギヤ４８がデフケース７０と一体的に回転することができるので、デフケース７０の空転を防止することができる。

また、噛み合い溝７３ａとドッグクラッチキー８６とが係合することにより、動力源としてのモータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持できるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電を速やかに行うことができる。

（第３の実施の形態）
図５は、本発明に係る差動装置の第３の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。

ここで、本実施の形態では、ディファレンシャル装置４３は、電気的信号に基づいて駆動されるドッグクラッチ機構を用いた差動制限機構により差動制限を行うようになっている。

図５において、右のドライブシャフト６２とデフケース７０との間にはドッグクラッチ機構９０が設けられている。なお、図５では、図示省略しているが、左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間にもドッグクラッチ機構９０を設けてもよい。

ドッグクラッチ機構９０は、油圧アクチュエータ９１、可動フォーク９２、スプリング９３、可動爪９４、回転部材９５、ドッグクラッチ９６および噛み合い溝形成部材９７を備えており、パワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動信号によって作動するようになっている。

噛み合い溝形成部材９７は、不図示の噛み合い溝が形成された円環状の部材からなり、デフケース７０の外側の側面に設けられるとともに、デフケース７０と一体的に回転するようになっている。噛み合い溝形成部材９７の噛み合い溝は、図４（ｂ）と同様の形状に形成されている。

回転部材９５は、内周面でドライブシャフト６２にスプライン嵌合する略円筒形状の部材であり、ドライブシャフト６２の軸線方向に移動可能で、且つ、ドライブシャフト６２と一体的に回転するようになっている。

噛み合い溝形成部材９７に対向する側の回転部材９５の表面には、ドッグクラッチ９６が形成されており、このドッグクラッチ９６は、回転部材９５が噛み合い溝形成部材９７の側に移動したときに、噛み合い溝形成部材９７と係合するようになっている。

可動爪９４は、スプリング９３を介して弾性的に可動フォーク９２の一端に接続されるとともに回転部材９５の凹部と摺動し、この回転部材９５を軸線方向に移動させるようになっている。可動フォーク９２は、油圧アクチュエータ９１により直線的に往復移動されるようになっている。

油圧アクチュエータ９１は、パワーマネージメントＥＣＵ１０２に電気的に接続されており、パワーマネージメントＥＣＵ１０２からの信号に応じて可動フォーク９２を移動するようになっている。

油圧アクチュエータ９１には、エアバッグＥＣＵ１０１からの衝突検知信号に基づいて、パワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動信号が入力されるようになっている。なお、油圧アクチュエータ９１に代えて、電磁ソレノイド等のアクチュエータを用いてもよい。

エアバッグＥＣＵ１０１は、不図示の加速度センサー等が車両の衝突を検知した場合に衝突検知信号を出力するようになっている。パワーマネージメントＥＣＵ１０２は、エアバッグＥＣＵ１０１からの衝突検知信号が入力されると、油圧アクチュエータ９１に駆動信号を出力するとともに、モータジェネレータＭＧ２に通電することによって不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電を行うようになっている。

上記のように構成されたドッグクラッチ機構９０において、油圧アクチュエータ９１に駆動信号が入力されていないときは、ドッグクラッチ９６が噛み合い溝形成部材９７から離隔しており、ドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７とが非係合状態となる。このため、デフケース７０とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達は行われない。

一方、油圧アクチュエータ９１に駆動信号が入力されたときは、ドッグクラッチ９６が噛み合い溝形成部材９７に噛み合って、ドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７とが係合状態となる。この結果、デフケース７０とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達が行われる。

次に、作用を説明する。車両の衝突が発生しておらずエアバッグＥＣＵ１０１が衝突検知信号を出力していない状態では、パワーマネージメントＥＣＵ１０２からドッグクラッチ機構９０の油圧アクチュエータ９１に駆動信号が出力されておらず、ドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７とが非係合状態となる。

この場合、デフケース７０とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達は行われないので、ドライブシャフト６１とドライブシャフト６２との間の差動回転が許容される。

車両の衝突により、エアバッグＥＣＵ１０１が衝突検知信号を出力し、この衝突検知信号に基づいてドッグクラッチ機構９０の油圧アクチュエータ９１にパワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動信号が入力されると、ドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７が係合状態となる。この結果、デフケース７０とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達が行われる。

また、デフケース７０とドライブシャフト６２とが一体的に回転し、ピニオンギヤ４７が回転することがないので、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転が制限される。具体的には、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９とがロック状態となる。

これにより、車両の衝突によって左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位し、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、サイドギヤ４８やデフケース７０の空転が防止されるとともに、ディファレンシャル装置４３と右のドライブシャフト６２および車輪５０Ｒとの間の駆動連結が確保される。

したがって、車両の左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位してドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、ドッグクラッチ機構９０のドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７が係合することにより、デフケース７０とドライブシャフト６２の間でトルクの伝達が行われるため、デフケース７０の空転が防止される。

また、ドッグクラッチ９６と噛み合い溝形成部材９７が係合することにより、モータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態となるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電が速やかに行われる。例えば、平滑コンデンサを５秒以内に６０Ｖ以下にすることが可能となる。

なお、左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間にもドッグクラッチ機構９０を設けた場合には、車両の衝突により、右のドライブシャフト６２が車輪５０Ｒ側に変位し、ドライブシャフト６２とサイドギヤ４９との間のスプライン嵌合が外れたときに、ドッグクラッチ機構９０の係合により、デフケース７０とドライブシャフト６１の間でトルクの伝達が行われるため、デフケース７０の空転が防止される。

すなわち、ドッグクラッチ機構９０は、右のドライブシャフト６２とデフケース７０との間、または左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間の何れか一方、または両方に設けることができる。

このように本実施の形態のディファレンシャル装置４３は、デフケース７０と一体的に回転する噛み合い溝形成部材９７と、ドライブシャフト６２の軸線方向において噛み合い溝形成部材９７に対向し、ドライブシャフト６２と一体的に回転するとともに、軸線方向に移動可能なドッグクラッチ９６と、を備え、車両が衝突してドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側へと移動した場合に、エアバッグＥＣＵ１０１が衝突検知信号を出力し、この衝突検知信号に基づいてドッグクラッチ機構９０の油圧アクチュエータ９１にパワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動信号が入力されると、噛み合い溝形成部材９７とドッグクラッチ９６とが係合するよう構成されている。

この構成により、車両の衝突時に、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８とのスプライン嵌合が外れた場合は、噛み合い溝形成部材９７とドッグクラッチ９６とが係合することで、ドライブシャフト６１がデフケース７０と一体的に回転することができるので、デフケース７０の空転を防止することができる。

また、噛み合い溝形成部材９７とドッグクラッチ９６とが係合することにより、動力源としてのモータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持できるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる平滑コンデンサからの電荷の放電を速やかに行うことができる。

（第４の実施の形態）
図６は、本発明に係る差動装置の第４の実施の形態を示す図であり、第１の実施の形態と同一の構成には同一番号を付して説明を省略する。

ここで、本実施の形態では、ディファレンシャル装置４３は、電気的信号に基づいて駆動される電子制御カップリング機構を用いた差動制限機構により差動制限を行うようになっている。

図６において、右のドライブシャフト６２とデフケース７０との間には電子制御カップリング機構１２０が設けられている。なお、図６では、図示省略しているが、左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間にも電子制御カップリング機構１２０を設けてもよい。

電子制御カップリング機構１２０は、ドライブシャフト６２と同軸で、且つ、デフケース７０と一体的に回転するアウタケース１２１と、ドライブシャフト６２が貫通するリヤカバー１２３と、を備えている。

リヤカバー１２３は、軸線方向一端部に開口した凹部を有し、この凹部には、同心円状のコイル１２６およびコイル１２６を覆うヨーク１２７が配置される。リヤカバー１２３は、ヨーク１２７に回転可能に結合されている。

コイル１２６には、エアバッグＥＣＵ１０１からの衝突検知信号に基づいて、パワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動電力が供給されるようになっている。

エアバッグＥＣＵ１０１は、不図示の加速度センサー等が車両の衝突を検知した場合に衝突検知信号を出力するようになっている。パワーマネージメントＥＣＵ１０２は、エアバッグＥＣＵ１０１からの衝突検知信号が入力されると、コイル１２６に駆動電力を供給するとともに、モータジェネレータＭＧ２に通電することによって不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電を行うようになっている。

ドライブシャフト６２は、パイロットクラッチ側カム部材１３１を回転可能に支持している。アーマチュア１３２およびパイロットインナクラッチ板１３３は、パイロットクラッチ側カム部材１３１の外周部にスプライン嵌合して、パイロットクラッチ側カム部材１３１に対して軸方向に移動可能で、且つ、パイロットクラッチ側カム部材１３１と一緒に回転可能になっている。

アウタケース１２１の内周部には、パイロットアウタクラッチ板１２８がスプライン嵌合により取り付けられ、パイロットアウタクラッチ板１２８とパイロットインナクラッチ板１３３は、軸線方向に交互に配置され、パイロットクラッチＰＣを構成している。

このように、パイロットクラッチＰＣは、パイロットアウタクラッチ板１２８とパイロットインナクラッチ板１３３を摩擦係合および非摩擦係合（解放）するよう作動し、アウタケース１２１とドライブシャフト６２の間のトルクの伝達と非伝達を行うようになっている。

アーマチュア１３２は、パイロットクラッチＰＣと後述するメインクラッチＭＣの間に配置されている。コイル１２６が通電状態にあるときには、ヨーク１２７、リヤカバー１２３、アーマチュア１３２に磁束回路が形成され、アーマチュア１３２がコイル１２６に磁気吸引されるようになっている。

メインクラッチ側カム部材１３４は、その内周側端部でドライブシャフト６２にスプライン嵌合することにより、軸方向に移動可能で、且つ、ドライブシャフト６２と一緒に回転可能に構成されている。

メインクラッチ側カム部材１３４とパイロットクラッチ側カム部材１３１には、それぞれ円弧状の不図示の凹部が互いに対向するように形成されており、これらの凹部にボール１３６が配置されている。

すなわち、パイロットクラッチ側カム部材１３１とメインクラッチ側カム部材１３４は、このボール１３６を介してボール・カム結合されており、パイロットクラッチ側カム部材１３１、メインクラッチ側カム部材１３４およびボール１３６は、ボール・カム機構５６を構成している。

メインインナクラッチ板１３５は、ドライブシャフト６２にスプライン嵌合して、ドライブシャフト６２に対して軸方向に移動可能で、且つ、ドライブシャフト６２と一緒に回転可能に構成されている。

アウタケース１２１の内周部には、メインアウタクラッチ板１２９がスプライン嵌合により取り付けられており、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５は、軸線方向に交互に配置され、メインクラッチＭＣを構成している。

メインクラッチＭＣにおいては、メインアウタクラッチ板１２９がアウタケース１２１と一体的に回転し、メインインナクラッチ板１３５がドライブシャフト６２と一体的に回転する。

このように、メインクラッチＭＣは、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５が摩擦係合および非摩擦係合することにより、ドライブシャフト６２とアウタケース１２１を摩擦係合および非摩擦係合するよう作動し、アウタケース１２１とドライブシャフト６２の間のトルクの伝達と非伝達を行うように構成されている。

また、メインクラッチＭＣを構成するメインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５は、ボール・カム機構５６により増幅された係合力で係合するようになっている。

上記のように構成された電子制御カップリング機構１２０において、コイル１２６が非通電状態であるときは、アーマチュア１３２は、コイル１２６により磁気吸引されないので、パイロットアウタクラッチ板１２８とパイロットインナクラッチ板１３３が非摩擦係合している状態、すなわち、パイロットクラッチＰＣは開放状態となる。

このため、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５からなるメインクラッチＭＣも非摩擦係合の開放状態となる。したがって、アウタケース１２１とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達は行われない。

一方、コイル１２６が通電されたときは、コイル１２６が発生する磁力は、ヨーク１２７、リヤカバー１２３を介してアーマチュア１３２に伝播される。

このため、アーマチュア１３２は、コイル１２６の方向（図６の左方向）に磁気吸引されて、パイロットアウタクラッチ板１２８とパイロットインナクラッチ板１３３が互いに摩擦係合して、パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になる。

パイロットクラッチＰＣが摩擦係合状態になると、アウタケース１２１のトルクがパイロットクラッチ側カム部材１３１に伝達され、パイロットクラッチ側カム部材１３１が回転する。このとき、まだメインクラッチ側カム部材１３４が回転していないので、パイロットクラッチ側カム部材１３１とメインクラッチ側カム部材１３４の間で回転速度差が発生する。

このため、パイロットクラッチ側カム部材１３１とメインクラッチ側カム部材１３４の間に挟持されているボール１３６は、メインクラッチ側カム部材１３４の凹部のカム面に沿って移動し、パイロットクラッチ側カム部材１３１とメインクラッチ側カム部材１３４の間の間隔を押し広げる。

このため、メインクラッチ側カム部材１３４がパイロットクラッチ側カム部材１３１から離反する方向（図６の左方向）に移動して、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５が互いに摩擦係合して、メインクラッチＭＣは、摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース１２１とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達が行われる。

次に、作用を説明する。車両の衝突が発生しておらずエアバッグＥＣＵ１０１が衝突検知信号を出力していない状態では、パワーマネージメントＥＣＵ１０２から電子制御カップリング機構１２０のコイル１２６に駆動電力が供給されておらず、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５からなるメインクラッチＭＣが非摩擦係合の開放状態となる。

この場合、アウタケース１２１とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達は行われないので、ドライブシャフト６１とドライブシャフト６２との間の差動回転が許容される。

車両の衝突により、エアバッグＥＣＵ１０１が衝突検知信号を出力し、この衝突検知信号に基づいて電子制御カップリング機構１２０のコイル１２６にパワーマネージメントＥＣＵ１０２からの駆動電力が供給されると、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５が互いに摩擦係合して、メインクラッチＭＣは、摩擦係合状態となる。この結果、アウタケース１２１とドライブシャフト６２との間でトルクの伝達が行われる。

また、アウタケース１２１とドライブシャフト６２とが一体的に回転し、ピニオンギヤ４７が回転することがないので、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９との間の差動回転が制限される。具体的には、サイドギヤ４８とサイドギヤ４９とがロック状態となる。

したがって、車両の左のドライブシャフト６１が車輪５０Ｌ側に変位してドライブシャフト６１とサイドギヤ４８との間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、電子制御カップリング機構１２０のメインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５が摩擦係合することにより、デフケース７０とドライブシャフト６２の間でトルクの伝達が行われるため、デフケース７０の空転が防止される。

また、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５が摩擦係合することにより、モータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態となるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる不図示の平滑コンデンサからの電荷の放電が速やかに行われる。例えば、平滑コンデンサを５秒以内に６０Ｖ以下にすることが可能となる。

なお、左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間にも電子制御カップリング機構１２０を設けた場合には、車両の衝突により、右のドライブシャフト６２が車輪５０Ｒ側に変位し、ドライブシャフト６２とサイドギヤ４９との間のスプライン嵌合が外れたときに、電子制御カップリング機構１２０の係合により、デフケース７０とドライブシャフト６１の間でトルクの伝達が行われるため、デフケース７０の空転が防止される。

すなわち、電子制御カップリング機構１２０は、右のドライブシャフト６２とデフケース７０との間、または左のドライブシャフト６１とデフケース７０との間の何れか一方、または両方に設けることができる。

このように本実施の形態のディファレンシャル装置４３は、デフケース７０と一体的に回転するメインアウタクラッチ板１２９と、ドライブシャフト６１の軸線方向においてメインアウタクラッチ板１２９に対向し、ドライブシャフト６１と一体的に回転するとともに、軸線方向に移動可能なメインインナクラッチ板１３５と、を備え、ドライブシャフト６１が軸線方向の車輪５０Ｌ側へと移動した場合に、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５とが係合するよう構成されている。

この構成により、車両の衝突時に、ドライブシャフト６１とサイドギヤ４８とのスプライン嵌合が外れた場合は、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５とが係合することで、ドライブシャフト６２がデフケース７０と一体的に回転することができるので、デフケース７０の空転を防止することができる。

また、メインアウタクラッチ板１２９とメインインナクラッチ板１３５とが係合することにより、動力源としてのモータジェネレータＭＧ２と車輪５０Ｒとの間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持できるため、モータジェネレータＭＧ２に通電することによる平滑コンデンサからの電荷の放電を速やかに行うことができる。

また、上記各実施の形態では、ディファレンシャル装置４３がＦＦ（フロントエンジンフロントドライブ）形式のハイブリッド車両の動力伝達装置としてのトランスアクスル１に搭載されているが、ディファレンシャル装置４３を、ＦＲ（フロントエンジンリヤドライブ）形式のハイブリッド車両の動力伝達装置に搭載してもよい。

以上のように、本発明に係る差動装置は、ドライブシャフトとサイドギヤとのスプライン嵌合が外れた場合は、デフケースと一体的に回転する第１の係合部材とドライブシャフトまたはサイドギヤと一体的に回転する第２の係合部材が係合することでデフケースの空転を防止し、動力源としてのモータと車輪との間の駆動系の全ての要素が結合した状態を維持することにより、車両の衝突時にドライブシャフトが軸線方向の車輪側に変位してサイドギヤとの間のスプライン嵌合が外れた場合であっても、モータの回転停止が遅れることを防止し、平滑コンデンサの電荷を速やかに放電することができるという効果を有し、バッテリに蓄電した電気を用いてモータで走行するハイブリッド自動車または電気自動車に搭載される差動装置等として有用である。

１トランスアクスル
４３ディファレンシャル装置（差動装置）
４７ピニオンギヤ
４８、４９サイドギヤ
４８ａ、４９ａ筒状部
４８ｂ、４９ｂスプライン溝
４８ｃ、４９ｃ収納溝
５０Ｌ、５０Ｒ車輪
６１、６２ドライブシャフト
６１ａ、６２ａスプライン形成部
６１ｂ、６２ｂ非スプライン形成部
６１ｃ、６２ｃ端面
７０デフケース
７３ａ噛み合い溝（第１の係合部材）
８１第１摩擦板（第１の係合部材）
８２第２摩擦板（第２の係合部材）
８２ａ凸部
８３ウェーブスプリング
８６ドッグクラッチキー（第２の係合部材）
８６ａスプライン嵌合部
８６ｂ係合爪部
９０ドッグクラッチ機構
９１油圧アクチュエータ
９５回転部材
９６ドッグクラッチ（第２の係合部材）
９７噛み合い溝形成部材（第１の係合部材）
１０１エアバッグＥＣＵ
１０２パワーマネージメントＥＣＵ
１２０電子制御カップリング機構
１２１アウタケース
１２９メインアウタクラッチ板（第１の係合部材）
１３５メインインナクラッチ板（第２の係合部材）
ＭＧ２モータジェネレータ（動力源）

Claims

車両の動力源からの回転動力を一対のドライブシャフトに伝達する一対のサイドギヤと、前記一対のサイドギヤに歯合するピニオンギヤと、前記サイドギヤおよびピニオンギヤを収納するデフケースとを有し、前記一対のドライブシャフトにそれぞれ設けられた車輪の間の差動を許容する差動装置であって、
前記デフケースと一体的に回転する第１の係合部材と、
前記ドライブシャフトの軸線方向において前記第１の係合部材に対向し、前記ドライブシャフトまたは前記サイドギヤと一体的に回転するとともに、前記軸線方向に移動可能な第２の係合部材と、を備え、
前記ドライブシャフトが前記軸線方向の前記車輪側へと移動した場合に、前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合することを特徴とする差動装置。