JP2023065233A - Differential device with disconnection mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源の動力を、1対の駆動輪に分配するための差動装置に関する。 The present invention relates to a differential for distributing power from a drive source to a pair of drive wheels.
自動車用駆動装置では、エンジンや駆動モータ等の駆動源のトルクは、トランスミッションを含む減速機構やプロペラシャフト等の動力伝達機構を介して差動装置(デファレンシャルギヤ)に伝達され、前記差動装置によって、1対の駆動輪に分配される。 In an automotive drive system, the torque of a drive source such as an engine or a drive motor is transmitted to a differential gear via a speed reduction mechanism including a transmission or a power transmission mechanism such as a propeller shaft. , distributed to a pair of drive wheels.
上述のような自動車用駆動装置は、燃費性能又は電費性能を向上させる面からは、改良の余地がある。すなわち、前記自動車用駆動装置を搭載する車両の走行中にアクセルをオフし、惰性走行しようとすると、減速機構の噛み合い部や駆動源等で損失が生じるため、惰性走行による走行距離が短くなってしまう可能性がある。 The automotive drive system as described above has room for improvement in terms of improving fuel efficiency or power efficiency. That is, if the accelerator is turned off while the vehicle equipped with the automotive drive device is running, and the vehicle tries to coast, loss occurs at the meshing portion of the speed reduction mechanism, the drive source, etc., and the running distance due to coasting is shortened. It may get lost.
特開2020-46065号公報(特許文献1)には、デフケースとサイドギヤとの間にクラッチ装置(断接部)を備える差動装置(デファレンシャル装置)が記載されている。このような差動装置によれば、惰性走行中に、前記クラッチ装置を切断して、駆動輪と動力伝達機構とを切り離すことにより、惰性走行による走行距離を長くすることができる。この結果、車両の燃費性能又は電費性能を向上させることができる。 Japanese Patent Laying-Open No. 2020-46065 (Patent Document 1) describes a differential device including a clutch device (disconnection/engagement portion) between a differential case and a side gear. According to such a differential, by disengaging the clutch device and disconnecting the drive wheels from the power transmission mechanism during inertia, the traveling distance during inertia can be increased. As a result, it is possible to improve the fuel consumption performance or the electricity consumption performance of the vehicle.
ただし、特開2020-46065号公報に記載の差動装置には、次のような問題がある。 However, the differential gear disclosed in JP-A-2020-46065 has the following problems.
すなわち、特開2020-46065号公報に記載の差動装置では、前記クラッチ装置として、互いに対向する1対の軸方向側面に、凹部と凸部とを周方向に関して交互に配置してなる係合凹凸部をそれぞれ備え、該係合凹凸部同士を係合(噛合)させることで接続される噛み合いクラッチ(ドッグクラッチ)を使用している。 That is, in the differential device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-46065, as the clutch device, concave portions and convex portions are arranged alternately in the circumferential direction on a pair of axial side surfaces facing each other. A meshing clutch (dog clutch) is used, which is provided with concave and convex portions and is connected by engaging (meshing) the engaging concave and convex portions with each other.
このため、前記デフケースと前記サイドギヤとの相対回転速度が所定速度よりも速い状態で、前記クラッチ装置を接続しようとすると、一方の係合凹凸部を構成する凸部が、他方の係合凹凸部を構成する凸部により弾かれ、他方の係合凹凸部の凹部との係合が阻害される。 Therefore, when the clutch device is to be engaged in a state in which the relative rotational speed between the differential case and the side gear is higher than a predetermined speed, the protrusions forming one of the engagement unevenness portions will be displaced from the other engagement unevenness portion. is repelled by the convex portion forming the , and the engagement with the concave portion of the other engaging concave-convex portion is hindered.
一方、前記デフケースの回転速度と前記サイドギヤの回転速度とが完全に一致した状態で、前記クラッチ装置を接続すべく、前記係合凹凸部同士を近づけた場合に、一方の係合凹凸部を構成する凸部の先端面と、他方の係合凹凸部を構成する凸部の先端面とが互いに当接してしまうことがある。この場合には、前記係合凹凸部同士を係合させることができず、前記クラッチ装置を接続できなくなる可能性がある。 On the other hand, in a state in which the rotation speed of the differential case and the rotation speed of the side gear completely match, when the engagement uneven portions are brought closer to each other so as to connect the clutch device, one engagement uneven portion is formed. The tip end face of the convex portion on the other side and the tip end face of the projection forming the other engaging concave and convex portion may come into contact with each other. In this case, there is a possibility that the engagement uneven portions cannot be engaged with each other and the clutch device cannot be connected.
したがって、特開2020-46065号公報に記載の差動装置では、前記クラッチ装置を、前記デフケースと前記サイドギヤとの相対回転速度が所定速度以下の状態で接続する必要がある。要するに、前記クラッチ装置を接続するタイミングを厳密に調整する必要があり、制御が面倒になる可能性がある。 Therefore, in the differential device described in JP-A-2020-46065, it is necessary to engage the clutch device in a state where the relative rotational speed between the differential case and the side gear is equal to or lower than a predetermined speed. In short, it is necessary to strictly adjust the timing of connecting the clutch device, which may make the control troublesome.
なお、本発明に関連する技術として、特開2020-8124号公報(特許文献2)には、フリー式の逆入力遮断クラッチが記載されている。特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチでは、入力部材の回転及び力付与部材が付与する力によって、係合子の径方向移動を制御し、入力部材から出力部材に回転トルクが伝達可能になるロック状態と、出力部材に逆入力された回転トルクを遮断するフリー状態とを切り換えることができる。 As a technology related to the present invention, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-8124 (Patent Document 2) describes a free type reverse input cutoff clutch. In the reverse input cut-off clutch disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2020-8124, the rotation of the input member and the force applied by the force applying member control the radial movement of the engager, and the rotational torque is transmitted from the input member to the output member. It is possible to switch between a locked state in which it is possible and a free state in which the rotational torque reversely input to the output member is interrupted.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、駆動輪と動力伝達機構との間のトルク伝達の可否の切り換えを容易に行うことができるディスコネクト機構付差動装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a differential gear with a disconnect mechanism that can easily switch between the propriety of torque transmission between the drive wheels and the power transmission mechanism. It is intended to
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置は、デフケースと、少なくとも1個のピニオンギヤと、1対のサイドギヤと、1対のドライブシャフトとを備える。
前記デフケースは、トルク入力部を有する。なお、前記トルク入力部は、ギヤと噛合するリングギヤ、ベルトをかけ渡すためのプーリ、又はチェーンをかけ渡すためのスプロケット等により構成することができる。
前記ピニオンギヤは、前記デフケースの中心軸に直交する軸を中心とする回転を可能に、該デフケースに対し支持されている。
前記1対のサイドギヤは、前記デフケースの中心軸と同軸に、該デフケースに対する相対回転を可能に支持され、かつ、前記ピニオンギヤと噛合する。
前記1対のドライブシャフトは、それぞれの基端部を、前記1対のサイドギヤに結合固定している。
A differential with a disconnect mechanism according to one aspect of the present invention includes a differential case, at least one pinion gear, a pair of side gears, and a pair of drive shafts.
The differential case has a torque input portion. The torque input portion can be configured by a ring gear that meshes with a gear, a pulley for running a belt, a sprocket for running a chain, or the like.
The pinion gear is supported by the differential case so as to be rotatable about an axis perpendicular to the central axis of the differential case.
The pair of side gears are supported coaxially with the central axis of the differential case so as to be rotatable relative to the differential case, and mesh with the pinion gear.
The pair of drive shafts have their base end portions coupled and fixed to the pair of side gears.
特に本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記1対のドライブシャフトのうちの一方のドライブシャフトは、第1シャフトと、第2シャフトと、逆入力遮断クラッチとを有する。
前記第1シャフトは、基端部を、前記1対のサイドギヤのうちの一方のサイドギヤに結合固定している。
前記第2シャフトは、前記第1シャフトと同軸に配置されている。
前記逆入力遮断クラッチは、前記第1シャフトの回転数(回転速度)が、所定の値(回転速度)よりも大きい場合には、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを一体的に回転させるのに対し、前記第1シャフトの回転数が、前記所定の値以下である(前記第1シャフトが回転していない状態を含む)場合には、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを互いに空転させる。
In particular, in the differential with a disconnect mechanism according to one aspect of the present invention, one drive shaft of the pair of drive shafts has a first shaft, a second shaft, and a reverse input cutoff clutch.
The first shaft has a base end that is coupled and fixed to one side gear of the pair of side gears.
The second shaft is arranged coaxially with the first shaft.
The reverse input cut-off clutch integrally rotates the first shaft and the second shaft when the number of rotations (rotational speed) of the first shaft is greater than a predetermined value (rotational speed). On the other hand, when the number of revolutions of the first shaft is equal to or less than the predetermined value (including a state in which the first shaft is not rotating), the first shaft and the second shaft are mutually connected. let it idle.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記逆入力遮断クラッチは、出力部と、入力部と、係合子と、力付与部材とを備えることができる。
前記出力部は、内周面に被押圧面を有し、前記第2シャフトと一体的に回転する。
前記入力部は、前記被押圧面の径方向内側に配置されたカム部を有し、前記第1シャフトと一体的に回転する。
前記係合子は、前記被押圧面と対向する押圧面を有し、径方向に関して前記被押圧面と前記カム部との間に配置されている。
前記力付与部材は、前記被押圧面から前記押圧面が離れる方向の力を前記係合子に付与する。
そして、前記逆入力遮断クラッチは、前記入力部の回転及び前記係合子の回転に伴って前記係合子に作用する前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向の力が、前記力付与部材が前記係合子に付与する力よりも大きい場合には、前記係合子が前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向に径方向に移動し、前記押圧面を前記被押圧面に対して摩擦係合させて、前記入力部と前記出力部とを一体的に回転させるのに対し、前記入力部が回転がしていないか、又は、前記入力部の回転及び前記係合子の回転に伴って前記係合子に作用する前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向の力が、前記力付与部材が前記係合子に付与する力以下である場合には、前記力付与部材が前記係合子に付与する力に基づいて前記被押圧面と前記押圧面との間に隙間を形成することにより、前記入力部と前記出力部とを互いに空転させる。
In the differential gear with disconnect mechanism according to one aspect of the present invention, the reverse input cut-off clutch may include an output portion, an input portion, an engaging element, and a force applying member.
The output portion has a surface to be pressed on its inner peripheral surface, and rotates integrally with the second shaft.
The input portion has a cam portion arranged radially inward of the surface to be pressed, and rotates integrally with the first shaft.
The engaging element has a pressing surface facing the pressed surface, and is disposed between the pressed surface and the cam portion in the radial direction.
The force applying member applies a force to the engaging element in a direction in which the pressing surface separates from the pressed surface.
In the reverse input cut-off clutch, the force in the direction of bringing the pressing surface acting on the engaging element closer to the pressed surface with the rotation of the input portion and the rotation of the engaging element is generated by the force applying member. When the force applied to the engaging element is larger than the force applied to the engaging element, the engaging element moves radially in a direction in which the pressing surface approaches the pressed surface, thereby frictionally engaging the pressing surface with the pressed surface. , the input portion and the output portion are rotated integrally, but the input portion is not rotated, or the engagement element rotates with the rotation of the input portion and the rotation of the engagement element. is less than or equal to the force applied to the engaging member by the force applying member, the force applied to the engaging member by the force applying member By forming a gap between the pressed surface and the pressing surface based on the above, the input section and the output section are idly rotated relative to each other.
なお、前記入力部への回転トルクの入力に伴って前記係合子に作用する前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向の力は、前記係合子が前記カム部との係合に基づき前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向に径方向に移動しようとする力と、前記係合子に作用する遠心力との合力である。 It should be noted that the force acting on the engaging element in the direction of bringing the pressing surface closer to the pressed surface along with the input of rotational torque to the input portion is determined based on the engagement of the engaging element with the cam portion. It is a resultant force of a force that tends to radially move the surface in a direction to bring it closer to the pressed surface and a centrifugal force that acts on the engaging element.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記係合子は、円周方向に互いに離隔して配置された1対の前記押圧面を有することができる。 In the differential gear with a disconnection mechanism according to one aspect of the present invention, the engaging element may have a pair of pressing surfaces that are circumferentially spaced apart from each other.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記入力部は、入力部側ガイド部を有し、かつ、前記係合子は、係合子側ガイド部を有することができる。この場合、前記力付与部材が前記係合子に付与する力に基づいて前記被押圧面と前記押圧面との間に前記隙間が形成されている状態で、前記入力部側ガイド部と前記係合子側ガイド部とが、前記被押圧面に対する前記押圧面の遠近方向である第1方向と前記入力部の中心軸とに直交する第2方向に関するがたつきなく係合する。 In the differential gear with a disconnect mechanism according to one aspect of the present invention, the input section may have an input side guide section, and the engaging element may have an engaging element side guide section. In this case, in a state where the gap is formed between the pressed surface and the pressing surface based on the force applied to the engaging element by the force applying member, the input section side guide section and the engaging element The side guide portion engages without backlash in a first direction, which is a far-near direction of the pressing surface with respect to the pressed surface, and in a second direction, which is perpendicular to the central axis of the input portion.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置は、前記係合子を、前記カム部を径方向外側から挟むように1対備えることができる。
この場合、前記力付与部材を、1対の前記係合子同士の間にかけ渡すように備えることができる。
A differential gear with a disconnect mechanism according to an aspect of the present invention may include a pair of the engaging elements so as to sandwich the cam portion from the radially outer side.
In this case, the force applying member can be provided so as to span between the pair of engaging elements.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記力付与部材を、ばねやゴム等の弾性部材により構成することができる。 In the differential gear with a disconnection mechanism according to one aspect of the present invention, the force applying member can be configured by an elastic member such as a spring or rubber.
本発明の一態様に係るディスコネクト機構付差動装置では、前記カム部の外接円直径の最小値を、前記第1シャフトのうちで前記一方のサイドギヤに結合固定された部分の外径よりも大きくすることができる。
あるいは、前記カム部の外接円直径の最小値を、前記第1シャフトのうちで前記一方のサイドギヤに結合固定された部分の外径以下とすることもできる。
In the differential gear with a disconnect mechanism according to one aspect of the present invention, the minimum value of the circumscribed circle diameter of the cam portion is larger than the outer diameter of the portion of the first shaft that is coupled and fixed to the one side gear. You can make it bigger.
Alternatively, the minimum value of the diameter of the circumscribed circle of the cam portion may be less than or equal to the outer diameter of the portion of the first shaft that is coupled and fixed to the one side gear.
本発明の一態様の差動装置によれば、駆動輪と動力伝達機構との間のトルク伝達の可否の切り換えを容易に行うことができる。 According to the differential gear of one aspect of the present invention, it is possible to easily switch between the propriety of torque transmission between the driving wheels and the power transmission mechanism.
本発明の実施の形態の1例を、図1~図10を用いて説明する。図1は、本例の差動装置1を組み込んだ電気自動車用駆動装置2を示している。電気自動車用駆動装置2は、駆動モータ3の出力トルクを動力伝達機構4により増大してから、差動装置1に伝達し、差動装置1によって、1対のドライブシャフト5a、5bに分配する。これにより、1対のドライブシャフト5a、5bの先端部に、図示しないサスペンションを介して支持された駆動輪6が回転駆動される。
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10. FIG. FIG. 1 shows an electric
本例では、動力伝達機構4は、歯車式の減速機により構成されている。動力伝達機構4は、駆動ギヤ4aと、中間シャフト4bと、中間ギヤ4cと、最終減速ギヤ(ファイナルギヤ)4dとを備える。駆動ギヤ4aは、駆動モータ3の出力軸3aに支持固定されている。中間シャフト4bは、駆動モータ3の出力軸3aと平行に、図示しない車体に対し回転可能に支持されている。中間ギヤ4cは、駆動ギヤ4aの歯数よりも多い歯数を有し、中間シャフト4bに支持固定されている。最終減速ギヤ4dは、中間ギヤ4cの歯数よりも少ない歯数を有し、中間シャフト4bに支持固定されている。
In this example, the
なお、動力伝達機構4は、オートマチックトランスミッション(AT)、ベルト式若しくはトロイダル式等の無段変速機(CVT)、オートメーテッドマニュアルトランスミッション(AMT)、デュアルクラッチトランスミッション(DCT)、又はマニュアルトランスミッション(MT)等の変速機やプロペラシャフトを備えることもできる。又、動力伝達機構4は、歯車式の減速機に代えて、又は、歯車式の減速機に加えて、例えば、ベルト式若しくはチェーン式の動力伝達機構、及び/又は、摩擦ローラ減速機等により構成することもできる。
The
本例の差動装置1は、デフケース7と、ピニオンギヤ8と、1対のサイドギヤ9a、9bと、1対のドライブシャフト5a、5bとを備える。
The
なお、差動装置1に関して、軸方向、周方向及び径方向とは、特に断らない限り、デフケース7の軸方向、周方向及び径方向をいう。又、デフケース7の軸方向、周方向及び径方向は、1対のサイドギヤ9a、9bの軸方向、周方向及び径方向と一致し、かつ、1対のドライブシャフト5a、5bの軸方向、周方向及び径方向と一致する。又、軸方向に関して片側とは、図1及び図2の右側をいい、軸方向に関して他側とは、図1及び図2の左側をいう。
Regarding the
デフケース7は、トルク入力部を構成するリングギヤ10を有する。リングギヤ10は、はすば歯車により構成され、動力伝達機構4の最終減速ギヤ4dと噛合する。本例では、デフケース7は、段付円筒状のケース部材11と、ギヤ部材12とを備える。
The
ケース部材11は、軸方向片側から順に、小径筒部13aと、接続部14aと、大径筒部15と、接続部14bと、小径筒部13bとを備える。
The
小径筒部13aは、円筒形状を有する。
The small-
接続部14aは、略中空円形板形状を有し、かつ、軸方向片側の小径筒部13aの軸方向他側の端部と大径筒部15の軸方向片側の端部とを接続する。すなわち、接続部14aの径方向内側の端部は、小径筒部13aの軸方向他側の端部に接続され、かつ、接続部14aの径方向外側の端部は、大径筒部15の軸方向片側の端部に接続されている。
The connecting
大径筒部15は、略円筒形状を有する。大径筒部15は、周方向少なくとも1箇所位置(図示の例では径方向反対側2箇所位置)に、内周面に開口する円孔16を有し、かつ、軸方向中間部から径方向外側に向けて突出する中空円形板状の外向フランジ部17を有する。それぞれの円孔16には、後述するピニオンギヤ8を支持するための支持軸18の基端部が嵌合固定されている。なお、大径筒部15は、周方向少なくとも1箇所位置(例えば径方向反対側2箇所位置)に開口窓を有する。差動装置1の組立時には、前記開口窓を通じて、大径筒部15の内側に、ピニオンギヤ8及びサイドギヤ9a、9bを配置する。
The large-diameter
接続部14bは、略中空円形板形状を有し、かつ、大径筒部15の軸方向他側の端部と軸方向他側の小径筒部13bの軸方向片側の端部とを接続する。すなわち、接続部14bの径方向外側の端部は、大径筒部15の軸方向他側の端部に接続され、かつ、接続部14bの径方向内側の端部は、小径筒部13bの軸方向片側の端部に接続されている。
The connecting
小径筒部13bは、円筒形状を有する。
The small-
ケース部材11は、正面組み合わせ(DF)形の接触角が付与された1対の円すいころ軸受19a、19bにより、使用時にも回転しない固定部分20に対して回転可能に支持されている。具体的には、軸方向片側の小径筒部13aの外周面と固定部分20の内周面との間に、軸方向片側の円すいころ軸受19aを配置し、かつ、軸方向他側の小径筒部13bの外周面と固定部分20の内周面との間に、軸方向他側の円すいころ軸受19bを配置している。これにより、ケース部材11を固定部分20の内側に回転可能に支持している。
The
ギヤ部材12は、外周面にリングギヤ10を有する筒状部21と、該筒状部21の軸方向中間部から径方向内側に向けて突出する中空円形板状の内向フランジ部22とを備える。
The
ケース部材11とギヤ部材12とは、複数本のボルト23により結合固定される。すなわち、それぞれのボルト23を、ギヤ部材12の内向フランジ部22に備えられた通孔を挿通し、かつ、ケース部材11の外向フランジ部17に備えられたねじ孔に螺合することにより、ケース部材11とギヤ部材12とを結合固定して、デフケース7を構成している
ピニオンギヤ8は、デフケース7の中心軸O7に直交する軸を中心とする回転を可能に、デフケース7に対して支持されている。本例では、ピニオンギヤ8は、1対備えられており、かつ、それぞれのピニオンギヤ8は、かさ歯車により構成されている。すなわち、ピニオンギヤ8は、略円すい台形状を有し、かつ、外周面に複数の歯を有する。さらに、ピニオンギヤ8は、中心部に、該ピニオンギヤ8の軸方向に貫通する中心孔24を有する。ピニオンギヤ8は、デフケース7の大径筒部15に嵌合固定された支持軸18の先端部の周囲に、ラジアル軸受25を介して、回転可能に支持されている。
The
1対のサイドギヤ9a、9bは、デフケース7の中心軸O7と同軸に、デフケース7に対する相対回転を可能に支持され、かつ、ピニオンギヤ8と噛合する。それぞれのサイドギヤ9a、9bは、かさ歯車により構成されている。すなわち、サイドギヤ9a、9bは、略円すい台形状を有し、かつ、外周面に、ピニオンギヤ8の歯と噛合する複数の歯を有する。さらに、サイドギヤ9a、9bは、中心部に、軸方向に貫通するスプライン孔26を有する。サイドギヤ9a、9bは、デフケース7の大径筒部15の内側に配置され、かつ、ドライブシャフト5a、5bの基端部にトルクの伝達を可能に結合固定されている。すなわち、ドライブシャフト5a、5bの基端部外周面に備えられた雄スプライン部27を、スプライン孔26の内周面に備えられた雌スプライン部にスプライン係合させている。
A pair of side gears 9 a and 9 b are supported coaxially with the central axis O 7 of the
1対のドライブシャフト5a、5bのうち、軸方向片側のドライブシャフト5aは、第1シャフト28と、第2シャフト29と、逆入力遮断クラッチ30とを有する。
Of the pair of
第1シャフト28は、基端部(軸方向他側の端部)を、1対のサイドギヤ9a、9bのうちの軸方向片側のサイドギヤ9aに結合固定されている。すなわち、第1シャフト28は、基端部外周面に、雄スプライン部27を有する。
The
第2シャフト29は、第1シャフト28と同軸に、かつ、該第1シャフト28に対する相対回転を可能に支持されている。第2シャフト29の先端部(軸方向片側の端部)には、サスペンションを介して駆動輪6が支持される。
The
逆入力遮断クラッチ30は、フリー式(空転式)の逆入力遮断クラッチである。すなわち、逆入力遮断クラッチ30は、第1シャフト28の回転数(回転速度)が、所定の値よりも大きい(所定の回転速度よりも速い)場合には、第1シャフト28と第2シャフト29とを一体的に回転させるのに対し、第1シャフト28の回転数が、所定の値以下である(所定の回転速度以下である)場合には、第1シャフト28と第2シャフト29とを互いに空転させる。本例では、逆入力遮断クラッチ30は、ハウジング31と、出力部32と、入力部33と、1対の係合子34と、1対の力付与部材35とを備える。
The reverse
ハウジング31は、段付円筒状に構成されている。本例では、ハウジング31は、中空円形板状の側板部36と、該側板部36の径方向外側部分から軸方向片側に向けて全周にわたり突出する大径筒部37と、該側板部36の径方向内側の端部から軸方向他側に向けて全周にわたり折れ曲がった小径筒部38とを有する。さらに、ハウジング31は、小径筒部38の軸方向他側の端部から径方向内側に向けて全周にわたり折れ曲がった内向フランジ部39を有し、かつ、側板部36のうち、大径筒部37の外周面よりも径方向外側に突出した部分の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する通孔40を有する。
The
ハウジング31は、通孔40に挿通したボルト41を、使用時にも回転しない固定部分20の軸方向片側面に開口するねじ孔77に螺合しさらに締め付けることで、固定部分20に対して支持固定される。
The
出力部32は、出力軸部42と、円筒部43と、側板部44とを有する。本例では、出力部32は、第2シャフト29の基端部(軸方向他側の端部)に一体に備えられている。あるいは、本発明を実施する場合、第2シャフトは、その先端部がサスペンションに接続されたシャフト本体と、出力部とを一体的に回転可能に結合固定することで構成することもできる。
The
出力軸部42は、軸方向片側に配置された円柱状の小径部45と、軸方向他側に配置された円筒状の大径部46とを有する。出力軸部42は、第2シャフト29の基端部に一体に備えられている。大径部46は、軸方向片側の小径円筒面部47と、軸方向他側の大径円筒面部48とを、軸方向他側を向いた段差部49により接続してなる段付円筒状の内周面を有する。
The
円筒部43は、内周面に、円筒面状の凹面である被押圧面50を全周にわたって有し、出力軸部42の軸方向他側に配置されている。
The
側板部44は、中空円形板状に構成されて、出力軸部42(大径部46)の軸方向他側の端部と円筒部43の軸方向片側部分とを接続する。
The
本例の逆入力遮断クラッチ30では、出力部32の円筒部43をハウジング31の大径筒部37の径方向内側に、ラジアルニードル軸受51を介して回転自在に支持している。すなわち、金属板を断面略U字形に曲げ成形してなる外輪52を、大径筒部37に締り嵌めで内嵌し、外輪52の内周面と円筒部43の外周面との間に、保持器53により保持された複数個のニードル54を転動自在に配置することで、ラジアルニードル軸受51を構成している。これにより、出力部32をハウジング31に対して回転自在に支持している。
In the reverse input cut-
なお、本例では、大径筒部37の内周面と円筒部43の外周面との間に存在し、かつ、ラジアルニードル軸受51が設置された円筒状空間の軸方向片側の開口を、シール部材55により塞いでいる。これにより、前記円筒状空間に封入したグリースの外部空間への漏洩、及び、水分等の異物の前記円筒状空間への侵入を防止している。
In this example, the opening on one side in the axial direction of the cylindrical space that exists between the inner peripheral surface of the large-diameter
入力部33は、軸方向他側から順に、大径軸部56と、カム部57と、小径軸部58とを有する。これら大径軸部56とカム部57と小径軸部58とは、すべて同軸かつ直列に配置されている。なお、本例では、入力部33は、第1シャフト28の先端部(軸方向片側の端部)に一体に備えられている。ただし、本発明を実施する場合、第1シャフトは、基端部外周面に雄スプライン部を有するシャフト本体と、入力部とを一体的に回転可能に結合固定することで構成することもできる。
The
大径軸部56は、円柱状に構成され、第1シャフト28の先端部に一体に備えられている。大径軸部56は、軸方向片側の端部に、径方向外側に向けて突出する外向フランジ部59を有する。
The large-
カム部57は、軸方向から見て、円弧形又は楕円弧形の四隅を含む略矩形の端面形状を有する。すなわち、カム部57の外周面は、短軸方向(図5の上下方向)両側に配置された1対の第1平坦面部60と、長軸方向(図5の左右方向)両側に配置された1対の第2平坦面部61と、第1平坦面部60の長軸方向端部と第2平坦面部61の短軸方向端部とを接続する断面円弧又は楕円弧形の接続面部62とから構成されている。このため、入力部33の中心軸(カム部57の回転中心)O33からカム部57の外周面までの距離は、円周方向に関して変化する。又、カム部57の長軸方向に関する幅寸法は、短軸方向の端部に向かうほど小さくなっている。なお、第1平坦面部60と接続面部62とは、互いの端部同士を接線方向に滑らかに接続している。
The
小径軸部58は、円柱状に構成されている。
The small-
入力部33は、大径軸部56を、ハウジング31の小径筒部38の径方向内側に、ラジアル転がり軸受63aを介して回転自在に支持し、かつ、小径軸部58を、出力部32の大径部46の径方向内側に、ラジアル転がり軸受63bを介して回転自在に支持している。この状態で、カム部57は、被押圧面50の径方向内側に配置されている。
The
すなわち、軸方向他側のラジアル転がり軸受63aは、小径筒部38に内嵌された外輪と、大径軸部56に外嵌された内輪と、外輪の内周面と内輪の外周面との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを有する。外輪は、内向フランジ部39の軸方向片側面と、小径筒部38の軸方向片側の端部内周面に係止された止め輪67aとの間で軸方向両側から挟持されている。内輪は、外向フランジ部59の軸方向他側面と大径軸部56の軸方向中間部外周面に係止された止め輪67bとの間で軸方向両側から挟持されている。
That is, the
又、軸方向片側のラジアル転がり軸受63bは、大径部46の内周面に備えられた大径円筒面部48に内嵌された外輪と、小径軸部58に外嵌された内輪と、外輪の内周面と内輪の外周面との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを有する。外輪は、段差部49と、大径円筒面部48の軸方向他側の端部に係止された止め輪67cとの間で軸方向両側から挟持されている。内輪は、カム部57の軸方向片側の端面と、小径軸部58の軸方向片側の端部外周面に係止された止め輪67dとの間で軸方向両側から挟持されている。
The radial rolling bearing 63b on one side in the axial direction includes an outer ring fitted inside the large-diameter
なお、本例では、ラジアル転がり軸受63a、63bは、転動体として玉を使用したラジアル玉軸受により構成されている。ただし、ラジアル転がり軸受63a、63bは、転動体として円すいころを使用したラジアル円すいころ軸受や、円筒ころ(ニードルを含む)を使用したラジアルころ軸受により構成することもできる。
In this example, the
1対の係合子34は、軸方向から見て略半円形(略弓形)の端面形状を有する。1対の係合子34は、出力部32の被押圧面50と入力部33のカム部57との間部分に、カム部57を該カム部57の短軸方向両側から挟むように配置されている。1対の係合子34は、互いに同形及び同大に造られた同一部品である。
The pair of
1対の係合子34は、孤に相当する径方向外側面を互いに反対側に向け、かつ、弦に相当する径方向内側面を互いに対向させた状態で、径方向外側面を、被押圧面50に対して遠近動させる方向である第1方向(図5にαで示す方向)の移動を可能に配置されている。すなわち、1対の係合子34を、被押圧面50とカム部57との間に配置した状態で、それぞれの係合子34が、径方向外側面を被押圧面50に対して第1方向に移動できるように、被押圧面50の内径及び係合子34の径方向寸法が規制されている。
The pair of
1対の係合子34は、径方向外側面に、それぞれが被押圧面50に対向し、かつ、円周方向に互いに離隔した1対の押圧面68を有する。それぞれの押圧面68は、被押圧面50の曲率半径よりも小さい曲率半径を有する部分円筒面状の凸曲面により構成されている。なお、1対の係合子34の径方向外側面のうち、1対の押圧面68から円周方向に外れた部分は、軸方向から見た場合に、入力部33の中心軸O33を中心とし、かつ、1対の押圧面68に接する仮想円よりも、径方向内側に存在している。すなわち、1対の押圧面68が被押圧面50に当接した状態で、1対の係合子34の径方向外側面のうち、1対の押圧面68から円周方向に外れた部分は、被押圧面50に当接しない。
The pair of
それぞれの押圧面68は、係合子34のその他の部分よりも被押圧面50に対する摩擦係数が大きい表面性状を有することが好ましい。又、それぞれの押圧面68は、係合子34のその他の部分と一体に構成することもできるし、係合子34のその他の部分に、貼着や接着等により固定された摩擦材に表面に形成することもできる。
It is preferable that each
又、1対の係合子34は、径方向内側面のうち、第1方向と出力部32の中心軸O32とに直交する第2方向(図5にβで示す方向)に関する中央部に、略台形状の係合凹部69を有する。
Further, the pair of
係合凹部69は、後述する逆入力遮断クラッチ30のフリー状態において、入力部33のカム部57の短軸方向端部と、第2方向に関するがたつきなく係合する。すなわち、本例では、カム部57の短軸方向端部が、入力部側ガイド部を構成し、かつ、係合凹部69が、係合子側ガイド部を構成する。係合凹部69の内面は、底面70と、1対の側面部71とから構成されている。
The engaging
底面70は、第1方向に直交する平坦面により構成されている。底面70の長さ寸法(第2方向に関する長さ寸法)は、カム部57の第1平坦面部60の長さ寸法と同じか、又は、第1平坦面部60の長さ寸法よりもわずかに長い。
The
1対の側面部71は、係合凹部69の内面のうち、第2方向に関して両側に配置され、かつ、第2方向に関して互いに対向している。本例では、1対の側面部71は、係合子34の径方向内側に向かうほど、すなわち第1方向に関して被押圧面50から離れる方向に向かうほど、互いの間隔が拡がる方向に傾斜した凹曲面により構成されている。したがって、係合凹部69の第2方向に関する幅寸法は、開口側に向かうほど大きくなっている。1対の側面部71は、カム部57の接続面部62の曲率半径と同じ大きさの曲率半径、又は、接続面部62の曲率半径よりもわずかに大きい曲率半径を有する。なお、底面70と側面部71とは、互いの端部同士を接線方向に滑らかに接続している。
The pair of
このため、逆入力遮断クラッチ30のフリー状態では、底面70が、第1平坦面部60に面接触し、かつ、1対の側面部71が、接続面部62に面接触する。
Therefore, in the free state of the reverse
さらに、1対の係合子34は、径方向内側面のうち、第2方向に関して係合凹部69を挟む両側部分に、半長円形状の切り欠き部72を有し、かつ、切り欠き部72の径方向外側に位置する部分に、軸方向に貫通する係止孔73を有する。
Further, the pair of
1対の力付与部材35は、1対の係合子34に対して、1対の押圧面68が被押圧面50から離れる方向の力を付与する。本例では、1対の力付与部材35は、1対の係合子34に対して互いに近づく方向の弾力を付与している。このために、本例では、1対の力付与部材35を、引張コイルばねにより構成している。すなわち、1対の力付与部材35は、弾性を有する金属線を螺旋状に曲げ成形してなるコイル部74と、該コイル部74の両側の端部から略L字形に折れ曲がった1対の係止腕部75とを備える。
The pair of
それぞれの力付与部材35は、係止腕部75を係止孔73に係止(挿通)することにより、1対の係合子34同士の間にかけ渡されて、1対の係合子34に対して互いに近づく方向の弾力を付与する。これにより、1対の係合子34の係合凹部69により、入力部33のカム部57を径方向両側から弾性的に挟持している。具体的には、底面70を第1平坦面部60に対して弾性的に押し付け、かつ、側面部71を接続面部62に対して弾性的に押し付けている。そして、逆入力遮断クラッチ30のフリー状態で、カム部57の長軸方向が係合子34の径方向内側面と略平行になるようにカム部57の姿勢(回転位相)を規制し、被押圧面50と1対の押圧面68との間に隙間79が形成されるようにしている。
By locking (inserting) the locking
なお、1対の力付与部材35を、1対の係合子34同士の間にかけ渡した状態で、コイル部74の長さ方向両側部分と1対の係止腕部75とは、切り欠き部72の内側に配置されている。
Note that when the pair of
逆入力遮断クラッチ30は、入力部33の回転及び係合子34の回転に伴って係合子34に作用する1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向の力Fの大きさに応じて、入力部33と出力部32とを一体的に回転させるロック状態と、入力部33と出力部32とを互いに空転させるフリー状態とが切り換わる。
The reverse input cut-off clutch 30 operates according to the magnitude of the force F in the direction in which the pair of
入力部33に回転トルクが入力されると、図6に示すように、カム部57が、1対の係合凹部69同士の内側で、入力部33の回転方向(図6の例では時計方向)に回転しようとする。すると、カム部57の接続面部62が、係合凹部69の底面70を押圧する。このとき、接続面部62が底面70を押圧することに基づいて、1対の係合子34が1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向に径方向外側に移動しようとする力と、1対の係合子34が入力部33の中心軸O33を中心に回転することに伴い1対の係合子34に作用する遠心力との合力Fが、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力fよりも大きくなる(F>f)と、1対の係合子34が、1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向に径方向外側に移動する。そして、1対の押圧面68を被押圧面50に押し付けて摩擦係合させ、1対の係合子34を、カム部57と被押圧面50との間で突っ張らせる。これにより、逆入力遮断クラッチ30を、入力部33と出力部32とを一体的に回転させるロック状態に切り換える。この結果、入力部33に入力された回転トルクは、1対の係合子34を介して、出力部32に伝達される。
When rotational torque is input to the
逆入力遮断クラッチ30は、前記合力Fが1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力fよりも大きい場合には、入力部33の回転方向に関係なく、1対の係合子34を、第1方向に関して被押圧面50に近づく方向にそれぞれ移動させる。そして、入力部33と出力部32とが、1対の係合子34を介して一体的に回転する。
When the resultant force F is greater than the force f applied to the pair of
これに対し、入力部33が回転していない場合を含め、入力部33の回転及び係合子34の回転に伴って1対の係合子34が1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向に径方向外側に移動しようとする力と、1対の係合子34に作用する遠心力との合力Fが、1対の力付与部材35が係合子34に付与する力f以下である(F≦f)場合、1対の力付与部材35が係合子34に付与する力fに基づいて、被押圧面50と1対の押圧面68との間に隙間76が形成される。これにより、逆入力遮断クラッチ30は、入力部33と出力部32とが互いに空転するフリー状態に切り換える。
On the other hand, the pair of
逆入力遮断クラッチ30は、前記合力Fが1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力f以下である場合、入力部33や出力部32の回転方向に関係なく、入力部33と出力部32とが互いに空転する。
When the resultant force F is less than or equal to the force f applied to the pair of
なお、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力(弾力)の大きさは、後述するように、アクセルをオフした後、1対の駆動輪6と、駆動モータ3及び動力伝達機構4とを切り離すべき、車両の走行速度(車速)に応じて、適切に設定する。ただし、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力は、車両を発進させるだけのトルクを駆動モータ3から出力することに基づく、入力部33への回転トルクの入力に伴って1対の係合子34に作用する1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向の力よりも小さくする。
As will be described later, the magnitude of the force (elasticity) applied by the pair of
本例の電気自動車用駆動装置2を搭載した車両では、走行状態に応じて、逆入力遮断クラッチ30のロック状態とフリー状態とが切り換えられる。
In the vehicle equipped with the electric
<車両の非惰性走行時>
シフトレバーを走行レンジ(Dレンジ又はRレンジ)に切り換えた状態で、アクセルを操作する(アクセルペダルを踏み込む)と、駆動モータ3からトルクが出力される。駆動モータ3から出力されたトルクは、動力伝達機構4により増大されてから、デフケース7に伝達される。
<When the vehicle is not coasting>
When the accelerator is operated (the accelerator pedal is stepped on) while the shift lever is switched to the driving range (D range or R range), torque is output from the
デフケース7が回転すると、1対のピニオンギヤ8がデフケース7の中心軸O7を中心に回転(公転)し、さらにピニオンギヤ8の歯とサイドギヤ9a、9bの歯の噛合に基づいて、1対のサイドギヤ9a、9bが、デフケース7の中心軸O7と同軸に配置された自身の中心軸を中心に回転する。
When the
1対のサイドギヤ9a、9bのうち、軸方向片側のサイドギヤ9aが回転すると、該サイドギヤ9aに結合固定された第1シャフト28が回転する。そして、第1シャフト28の回転に伴い、入力部33の回転に伴って係合子34に作用する1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向の力Fが、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力fよりも大きくなると、逆入力遮断クラッチ30がロック状態に切り換わる。この結果、第1シャフト28に伝達された回転トルクが第2シャフト29に伝達され、該第2シャフト29の先端部に支持された軸方向片側の駆動輪6が回転駆動される。
When the
一方、1対のサイドギヤ9a、9bのうち、軸方向他側のサイドギヤ9bが回転すると、該サイドギヤ9bに結合固定された軸方向他側のドライブシャフト5bが回転駆動され、さらにドライブシャフト5bの先端部に支持された軸方向他側の駆動輪6が回転駆動される。
On the other hand, when the
<車両の高速惰性走行時>
車両の高速走行中にアクセルをオフすると、その直後は、慣性の影響により、図6→図7に示すように、1対の係合子34が、1対の押圧面68を被押圧面50に当接させたまま、入力部33の中心軸O33を中心に回転する。そして、図7に示すように、係合凹部69の底面70が、カム部57のうち、長軸方向に関して、駆動モータ3から駆動トルクが伝達されていた時に底面70を押圧していた接続面部62とは逆側の接続面部62を押圧する。
<When the vehicle is coasting at high speed>
Immediately after the accelerator is turned off while the vehicle is running at high speed, the pair of
一方、アクセルのオフに伴って、駆動モータ3からの駆動トルクの伝達が停止した後、入力部33には、駆動モータ3が発電機として動作することに伴う回生トルクや、差動装置1及び動力伝達機構4の噛合部における噛み合い抵抗等に基づいて引き摺り抵抗が作用する。このため、1対の係合子34には、カム部57から、係合凹部69の底面70が接続面部62を押圧することに対する反力として、1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向の力が加わる。この力と、1対の係合子34に作用する遠心力との合力Fが、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力fよりも大きい間は、逆入力遮断クラッチ30は、図7に示すようなロック状態となり、第1シャフト28は、1対の係合子34を介して、第2シャフト29と一体的に回転する。このため、第1シャフト28(軸方向片側のドライブシャフト5a)及び軸方向他側のドライブシャフト5bの回転トルクは、サイドギヤ9a、9b、ピニオンギヤ8及びデフケース7、並びに、動力伝達機構4を介して、駆動モータ3の出力軸3aに伝達される。そして、駆動モータ3が発電機として動作することで回生制動が行われる。
On the other hand, after the transmission of the drive torque from the
なお、車両の非惰性走行時及び高速惰性走行時において、旋回走行等の際に生じる、1対の駆動輪6同士の間の回転速度の差は、1対のピニオンギヤ8が、支持軸18を中心に回転(自転)することにより吸収される。
It should be noted that the difference in rotational speed between the pair of
<車両の低速惰性走行時>
回生制動に伴って車速が低下する等すると、1対の係合子34に作用する遠心力、及び、カム部57から1対の係合子34に加わる1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向に径方向外側に移動しようとする力が小さくなる。この結果、前記合力Fが、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力f以下になると、逆入力遮断クラッチ30は、図8に示すようなフリー状態となる。このフリー状態では、第1シャフト28と第2シャフト29とが互いに空転する。要するに、軸方向片側の駆動輪6が、駆動モータ3及び動力伝達機構4から切り離される。
<When the vehicle is coasting at low speed>
When the vehicle speed decreases due to regenerative braking, the centrifugal force acting on the pair of
一方、軸方向他側の駆動輪6の回転は、軸方向他側のサイドギヤ9bとピニオンギヤ8との噛合部を介して、ピニオンギヤ8に伝達され、該ピニオンギヤ8が支持軸18を中心に回転(自転)する。ピニオンギヤ8の回転(自転)は、該ピニオンギヤ8と軸方向片側のサイドギヤ9aとの噛合部を介して、軸方向片側のサイドギヤ9aに伝達される。そして、軸方向片側のサイドギヤ9aが結合固定された第1シャフト28が、軸方向片側の駆動輪6を支持する第2シャフト29に対して空転する。このように、第1シャフト28が第2シャフト29に対して空転することにより、軸方向他側の駆動輪6の回転が許容されるため、デフケース7は回転しない。要するに、軸方向他側の駆動輪6が、駆動モータ3及び動力伝達機構4から切り離される。
On the other hand, the rotation of the
上述のように、本例の差動装置1によれば、低速での惰性走行時に(アクセルをオフし、かつ、車両が低速走行している状態で)、1対の駆動輪6と、動力伝達機構4及び駆動モータ3とを切り離すことができる。このため、惰性走行による走行距離を長くすることができる。換言すれば、惰性走行時の速度低下を緩やかにすることができる。この結果、差動装置1を搭載する車両(電気自動車)の電費性能を向上させることができる。
As described above, according to the
特に本例では、1対のドライブシャフト5a、5bのうち、一方(軸方向片側)のドライブシャフト5aを、第1シャフト28と第2シャフト29とを、逆入力遮断クラッチ30を介して組み合わせることにより構成している。このため、1対の駆動輪6と、動力伝達機構4及び駆動モータ3との間のトルク伝達の可否の切り換えを容易に行うことができる。この理由について、以下に説明する。
Particularly in this example, one (one side in the axial direction) of the pair of
本例の差動装置1では、アクセルを操作して、駆動モータ3からトルクを出力することに基づいて1対の駆動輪6を回転駆動する非惰性走行時には、逆入力遮断クラッチ30がロック状態に切り換わり、第1シャフト28と第2シャフト29とが一体的に回転する。この結果、駆動モータ3からのトルクが、動力伝達機構4及び差動装置1を介して1対の駆動輪6に伝達される。
In the
これに対し、アクセルをオフした惰性走行時には、駆動輪6の回転速度に応じて、逆入力遮断クラッチ30の断接状態が切り換わる。
On the other hand, during coasting with the accelerator off, the connection/disengagement state of the reverse
具体的には、駆動輪6の回転速度が速く、入力部33の引き摺り抵抗に基づいて1対の係合子34に加わる、1対の押圧面68を被押圧面50に近づける方向の力と、1対の係合子34に作用する遠心力との合力Fが、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力fよりも大きい間は、逆入力遮断クラッチ30はロック状態に維持される。このため、1対の駆動輪6の回転トルクは、動力伝達機構4を介して、駆動モータ3の出力軸3aに伝達され、駆動モータ3が発電機として動作することで回生制動が行われる。
Specifically, the rotational speed of the
一方、駆動輪6の回転速度が遅くなって、前記合力が、1対の力付与部材35が1対の係合子34に付与する力f以下になると、逆入力遮断クラッチ30がフリー状態に切り換わり、第1シャフト28と第2シャフト29とが互いに空転する。これにより、1対の駆動輪6が、駆動モータ3及び動力伝達機構4から切り離される。このため、駆動モータ3や動力伝達機構4の噛み合い部での損失を低減することができて、惰性走行による走行距離を長くすることができる。
On the other hand, when the rotational speed of the
上述のように、本例の差動装置1において、惰性走行時の駆動輪6の回転速度の変化に応じて、逆入力遮断クラッチ30の断接状態が切り換わることで、1対の駆動輪6と、動力伝達機構4及び駆動モータ3との間でのトルク伝達の可否が切り換えられる。したがって、特開2020-46065号公報に記載の差動装置のように、クラッチ装置を接続するタイミングを厳密に調整する必要がない。要するに、1対の駆動輪6と、動力伝達機構4及び駆動モータ3との間のトルク伝達の可否の切り換えを容易に行うことができる。
As described above, in the
なお、本例の差動装置1に組み込まれた逆入力遮断クラッチ30においては、1対の係合子34が、径方向外側面の周方向に離隔した2箇所に押圧面68を有している。このため、本例の逆入力遮断クラッチ30によれば、特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチのように、1つの押圧面を被押圧面に摩擦係合させる場合と比較して、被押圧面50と1対の押圧面68との摩擦係合力を、くさび効果によって大きくすることができる。したがって、本例の逆入力遮断クラッチ30は、出力部32と係合子34との間の摩擦係合力を同じとした場合、特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチと比べて、外径寸法及び/又は軸方向寸法を小さくすることができる。
In the reverse input cut-off clutch 30 incorporated in the
又、特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチでは、係合子に径方向内側面に形成した係合凹部(入力係合凹部)の底面の第2方向に関する寸法を、入力部材のカム部(入力係合カム)の長軸方向に関する寸法よりも大きくしている。したがって、入力部材と出力部材とが互いに空転するフリー状態において、係合子が入力部材に対して第2方向にずれ動く可能性がある。このため、フリー状態における被押圧面と押圧面との間の隙間の径方向寸法を、ある程度大きく確保しておく必要がある。 Further, in the reverse input interrupting clutch disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-8124, the dimension of the bottom surface of the engagement recess (input engagement recess) formed on the radially inner surface of the engaging member in the second direction is determined by the input member. It is larger than the dimension in the long axis direction of the cam portion (input engagement cam). Therefore, in a free state in which the input member and the output member are idling with respect to each other, there is a possibility that the engaging member may shift in the second direction with respect to the input member. Therefore, it is necessary to ensure that the radial dimension of the gap between the pressed surface and the pressing surface in the free state is large to some extent.
これに対し、本例の逆入力遮断クラッチ30では、フリー状態において、入力部33のカム部57の短軸方向端部と、1対の係合子34の係合凹部69とを第2方向に関してがたつきなく係合させている。したがって、フリー状態において、1対の係合子34が入力部33に対して第2方向にずれ動くことを防止できる。このため、フリー状態における被押圧面50と1対の押圧面68との間の隙間76の径方向寸法を小さくすることができる。この面からも、本例の逆入力遮断クラッチ30は、特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチと比較して、さらなる小型化を図りやすい。
On the other hand, in the reverse
なお、本例の逆入力遮断クラッチ30では、カム部57の長軸方向に関する幅寸法を、短軸方向の端部に向かうほど小さくし、かつ、係合凹部69の第2方向に関する幅寸法を、開口側に向かうほど大きくしている。このため、図6(又は図7)→図8及び図9(A)(又は図9(B))→図9(C)に示すように、逆入力遮断クラッチ30がロック状態からフリー状態に切り換わる際に、カム部57の短軸方向端部の長軸方向両側に位置する1対の接続面部62により、係合凹部69の第2方向両側に位置する1対の側面部71が案内されることで、1対の係合子34が第2方向に移動することが規制される。このため、フリー状態において、入力部33のカム部57の短軸方向端部と、1対の係合子34の係合凹部69とを第2方向に関してがたつきなく係合させる場合でも、ロック状態からフリー状態への切り換えを円滑に行うことができる。
In the reverse input cut-
なお、本例の差動装置1では、第1シャフト28のうち、カム部57の外接円直径の最小値(1対の第1平坦面部60同士の間隔)は、第1シャフト28のうちで軸方向片側のサイドギヤ9aに結合固定される部分(雄スプライン部27の外径)よりも小さくなっている。ただし、図示は省略するが、本発明を実施する場合、カム部の外接円直径の最小値を、第1シャフトのうちでサイドギヤに結合固定される部分よりも大きくすることもできる。
In the
なお、本例の逆入力遮断クラッチ30は、係合子34を1対(2個)備えているが、本発明を実施する場合、逆入力遮断クラッチを構成する係合子の数を、1個とすることもできるし、3個以上とすることもできる。又、入力部及び出力部と係合子との係合構造に関しても、実施の形態で示した構造に限定されない。入力部の回転を係合子の径方向移動に変換可能であれば、従来から知られた各種構造を採用できる。又、力付与部材は、1対の押圧面が被押圧面から離れるように係合子に力を付与できる構造であれば、各種構造を採用できる。又、逆入力遮断クラッチ装置に組み込む力付与部材の数も、2個に限らず、1個でも良いし、3個以上であっても良い。力付与部材を1個のみ設ける場合には、カム部に形成した貫通孔内に力付与部材を配置することができる。
Although the reverse
さらに、本発明のディスコネクト機構付差動装置を実施する場合、逆入力遮断クラッチとして、第1シャフトの回転数が、所定の値よりも大きい場合には、第1シャフトと第2シャフトとを一体的に回転させるのに対し、前記第1シャフトの回転数が、前記所定の値以下である場合には、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを互いに空転させるものであれば、任意の構造のものを採用することができる。例えば、本例の逆入力遮断クラッチ30に代えて、特開2020-8124号公報に記載の逆入力遮断クラッチを採用することもできる。
Further, when the differential gear with disconnect mechanism of the present invention is implemented, the first shaft and the second shaft are connected as a reverse input cutoff clutch when the number of revolutions of the first shaft is greater than a predetermined value. In contrast to rotating integrally, when the number of rotations of the first shaft is equal to or less than the predetermined value, the first shaft and the second shaft can be idly rotated with each other. structure can be adopted. For example, instead of the reverse input cut-
又、本発明のディスコネクト機構付差動装置は、駆動モータを駆動源とする電気自動車(EV)の駆動装置に限らず、エンジンを駆動源とする化石燃料車の駆動装置や、駆動モータ及びエンジンを駆動源とするハブリッド自動車(HV)の駆動装置等にも適用することができる。 Further, the differential gear with a disconnect mechanism of the present invention is not limited to the drive device of an electric vehicle (EV) using a drive motor as a drive source, but is also applicable to a drive device of a fossil fuel vehicle using an engine as a drive source, a drive motor and The present invention can also be applied to a hybrid vehicle (HV) drive system using an engine as a drive source.
1 差動装置
2 電気自動車用駆動装置
3 駆動モータ
3a 出力軸
4 動力伝達機構
4a 駆動ギヤ
4b 中間シャフト
4c 中間ギヤ
4d 最終減速ギヤ
5a、5b ドライブシャフト
6 駆動輪
7 デフケース
8 ピニオンギヤ
9a、9b サイドギヤ
10 リングギヤ
11 ケース部材
12 ギヤ部材
13a、13b 小径筒部
14a、14b 接続部
15 大径筒部
16 円孔
17 外向フランジ部
18 支持軸
19a、19b 円すいころ軸受
20 固定部分
21 筒状部
22 内向フランジ部
23 ボルト
24 中心孔
25 ラジアル軸受
26 スプライン孔
27 雄スプライン部
28 第1シャフト
29 第2シャフト
30 逆入力遮断クラッチ
31 ハウジング
32 出力部
33 入力部
34 係合子
35 力付与部材
36 側板部
37 大径筒部
38 小径筒部
39 内向フランジ部
40 通孔
41 ボルト
42 出力軸部
43 円筒部
44 側板部
45 小径部
46 大径部
47 小径円筒面部
48 大径円筒面部
49 段差部
50 被押圧面
51 ラジアルニードル軸受
52 外輪
53 保持器
54 ニードル
55 シール部材
56 大径軸部
57 カム部
58 小径軸部
59 外向フランジ部
60 第1平坦面部
61 第2平坦面部
62 接続面部
63a、63b ラジアル転がり軸受
67a、67b、67c、67d 止め輪
68 押圧面
69 係合凹部
70 底面
71 側面部
72 切り欠き部
73 係止孔
74 コイル部
75 係止腕部
76 隙間
77 ねじ孔
Reference Signs List 1 differential gear 2 electric vehicle drive device 3 drive motor 3a output shaft 4 power transmission mechanism 4a drive gear 4b intermediate shaft 4c intermediate gear 4d final reduction gear 5a, 5b drive shaft 6 drive wheel 7 differential case 8 pinion gear 9a, 9b side gear 10 Ring gear 11 case member 12 gear member 13a, 13b small-diameter tubular portion 14a, 14b connection portion 15 large-diameter tubular portion 16 circular hole 17 outward flange portion 18 support shaft 19a, 19b tapered roller bearing 20 fixed portion 21 tubular portion 22 inward flange portion 23 bolt 24 center hole 25 radial bearing 26 spline hole 27 male spline portion 28 first shaft 29 second shaft 30 reverse input blocking clutch 31 housing 32 output portion 33 input portion 34 engaging element 35 force applying member 36 side plate portion 37 large diameter tube Portion 38 Small-diameter cylindrical portion 39 Inward flange portion 40 Through-hole 41 Bolt 42 Output shaft portion 43 Cylindrical portion 44 Side plate portion 45 Small-diameter portion 46 Large-diameter portion 47 Small-diameter cylindrical surface portion 48 Large-diameter cylindrical surface portion 49 Stepped portion 50 Pressed surface 51 Radial needle Bearing 52 Outer ring 53 Cage 54 Needle 55 Seal member 56 Large diameter shaft portion 57 Cam portion 58 Small diameter shaft portion 59 Outward flange portion 60 First flat surface portion 61 Second flat surface portion 62 Connection surface portion 63a, 63b Radial rolling bearing 67a, 67b, 67c, 67d Retaining ring 68 Pressing surface 69 Engagement concave portion 70 Bottom surface 71 Side surface portion 72 Notch portion 73 Locking hole 74 Coil portion 75 Locking arm portion 76 Gap 77 Screw hole
Claims (8)
前記デフケースの中心軸に直交する軸を中心とする回転を可能に、該デフケースに対し支持された少なくとも1個のピニオンギヤと、
前記デフケースの中心軸と同軸に、該デフケースに対する相対回転を可能に支持され、かつ、前記ピニオンギヤと噛合する1対のサイドギヤと、
それぞれの基端部を、前記1対のサイドギヤに結合固定した1対のドライブシャフトと、
を備え、
前記1対のドライブシャフトのうち、一方のドライブシャフトが、
基端部を、前記1対のサイドギヤのうちの一方のサイドギヤに結合固定した第1シャフトと、
前記第1シャフトと同軸に配置された第2シャフトと、
前記第1シャフトと前記第2シャフトとを接続する逆入力遮断クラッチと、
を有しており、
前記逆入力遮断クラッチは、前記第1シャフトの回転数が、所定の値よりも大きい場合には、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを一体的に回転させるのに対し、前記第1シャフトの回転数が、前記所定の値以下である場合には、前記第1シャフトと前記第2シャフトとを互いに空転させる、
ディスコネクト機構付差動装置。 a differential case having a torque input;
at least one pinion gear supported with respect to the differential case so as to be rotatable about an axis perpendicular to the central axis of the differential case;
a pair of side gears supported coaxially with the central axis of the differential case so as to be rotatable relative to the differential case and meshing with the pinion gear;
a pair of drive shafts each of which has its base end coupled and fixed to the pair of side gears;
with
one of the pair of drive shafts,
a first shaft having a base end coupled and fixed to one side gear of the pair of side gears;
a second shaft arranged coaxially with the first shaft;
a reverse input cutoff clutch that connects the first shaft and the second shaft;
and
The reverse input cut-off clutch integrally rotates the first shaft and the second shaft when the rotation speed of the first shaft is greater than a predetermined value. is equal to or less than the predetermined value, causing the first shaft and the second shaft to idle against each other;
Differential gear with disconnect mechanism.
内周面に被押圧面を有し、前記第2シャフトと一体的に回転する出力部と、
前記被押圧面の径方向内側に配置されたカム部を有し、前記第1シャフトと一体的に回転する入力部と、
前記被押圧面と対向する押圧面を有し、径方向に関して前記被押圧面と前記カム部との間に配置された係合子と、
前記被押圧面から前記押圧面が離れる方向の力を前記係合子に付与する力付与部材と、
を備え、
前記入力部の回転及び前記係合子の回転に伴って前記係合子に作用する前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向の力が、前記力付与部材が前記係合子に付与する力よりも大きい場合には、前記係合子が前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向に径方向に移動し、前記押圧面を前記被押圧面に対して摩擦係合させて、前記入力部と前記出力部とを一体的に回転させるのに対し、前記入力部が回転していないか、又は、前記入力部の回転及び前記係合子の回転に伴って前記係合子に作用する前記押圧面を前記被押圧面に近づける方向の力が、前記力付与部材が前記係合子に付与する力以下である場合には、前記力付与部材が前記係合子に付与する力に基づいて前記被押圧面と前記押圧面との間に隙間を形成することにより、前記入力部と前記出力部とを互いに空転させる、
請求項1に記載のディスコネクト機構付差動装置。 The reverse input cutoff clutch is
an output portion having a pressed surface on its inner peripheral surface and rotating integrally with the second shaft;
an input portion having a cam portion arranged radially inward of the surface to be pressed and rotating integrally with the first shaft;
an engaging element having a pressing surface facing the pressed surface and arranged radially between the pressed surface and the cam portion;
a force applying member that applies a force to the engaging element in a direction in which the pressing surface separates from the pressed surface;
with
A force acting on the engaging element in a direction to bring the pressing surface closer to the pressed surface along with the rotation of the input portion and the rotation of the engaging element is larger than the force applied to the engaging element by the force applying member. In this case, the engaging element moves radially in a direction in which the pressing surface approaches the surface to be pressed, and frictionally engages the pressing surface with the surface to be pressed, so that the input portion and the output portion is rotated integrally, the input portion is not rotated, or the pressing surface that acts on the engaging element along with the rotation of the input portion and the rotation of the engaging element is the pressed surface. When the force in the direction of approaching the surface is equal to or less than the force applied to the engager by the force applying member, the force applied to the engager by the force applying member is applied to the pressed surface and the pressing surface. By forming a gap between, the input section and the output section are idly rotated with each other
2. The differential gear with disconnect mechanism according to claim 1.
請求項2に記載のディスコネクト機構付差動装置。 The engaging element has a pair of pressing surfaces spaced apart from each other in the circumferential direction,
3. A differential gear with disconnect mechanism according to claim 2.
前記力付与部材が前記係合子に付与する力に基づいて前記被押圧面と前記押圧面との間に前記隙間が形成されている状態で、前記入力部側ガイド部と前記係合子側ガイド部とが、前記被押圧面に対する前記押圧面の遠近方向である第1方向と前記入力部の中心軸とに直交する第2方向に関するがたつきなく係合する、
請求項2又は3に記載のディスコネクト機構付差動装置。 The input section has an input section side guide section, and the engaging element has an engaging section side guide section,
In a state where the gap is formed between the pressed surface and the pressing surface based on the force applied by the force applying member to the engaging element, the input section side guide section and the engaging element side guide section engages without rattling in a first direction, which is a far-near direction of the pressing surface with respect to the pressed surface, and a second direction orthogonal to the central axis of the input portion;
4. A differential gear with disconnect mechanism according to claim 2 or 3.
請求項2~4のいずれかに記載のディスコネクト機構付差動装置。 A pair of the engaging elements are provided so as to sandwich the cam portion from the outside in the radial direction,
A differential gear with a disconnect mechanism according to any one of claims 2 to 4.
請求項5に記載のディスコネクト機構付差動装置。 The force applying member is provided so as to bridge between the pair of the engaging elements,
6. A differential gear with disconnect mechanism according to claim 5.
請求項2~6のいずれかに記載のディスコネクト機構付差動装置。 wherein the force imparting member is composed of an elastic member;
A differential gear with a disconnect mechanism according to any one of claims 2 to 6.
請求項2~7のいずれかに記載のディスコネクト機構付差動装置。
The minimum value of the circumscribed circle diameter of the cam portion is larger than the outer diameter of the portion of the first shaft that is coupled and fixed to the one side gear.
A differential gear with a disconnect mechanism according to any one of claims 2 to 7.
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