JP2025041201A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】差動制限部における差動制限特性を安定化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】デフケースと、差動ギヤと、一対の出力ギヤと、差動制限部と、出力ギヤに入力する駆動トルクで差動制限部を作動させるカム部とを備えたデファレンシャル装置において、出力ギヤが、ギヤ部材と、軸方向移動可能に配置されギヤ部材とカム部を介して一体回転可能に係合され差動制限部を作動させる作動部材とを有し、カム部が、ギヤ部材に設けられたギヤ凸部と、作動部材に設けられ隣り合うギヤ凸部に係合可能な作動凸部３９と、ギヤ凸部と作動凸部３９との互いの回転方向の対向面にそれぞれ設けられたカム面４１とを有し、ギヤ凸部と作動凸部３９とのうち少なくとも一方の先端側の角部４７が、カム面４１の当接面積を保持してカム面４１から後退するように形成された後退部４９を有した。
【選択図】図４

Description

本発明は、デファレンシャル装置に関する。

従来、デファレンシャル装置としては、回転可能に配置されたデフケースと、デフケースに自転可能に支持され、デフケースの回転によって公転する差動ギヤと、差動ギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤとを備えている。また、デフケースと出力ギヤとの間で摺動摩擦可能に設けられ、一対の出力ギヤの差動を制限する差動制限部と、出力ギヤに入力する駆動トルクで差動制限部を作動させるカム部とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

このデファレンシャル装置では、出力ギヤが、差動ギヤと噛み合うギヤ部材と、軸方向移動可能に配置されギヤ部材とカム部を介して一体回転可能に係合され差動制限部を作動させる作動部材とを有する。カム部は、ギヤ部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置されたギヤ凸部と、作動部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置され隣り合うギヤ凸部に係合可能な作動凸部とを有する。ギヤ凸部と作動凸部との互いの回転方向の対向面には、それぞれカム面が設けられている。

このようなデファレンシャル装置では、デフケースに駆動トルクが入力されると、差動ギヤから一対の出力ギヤに分岐して駆動トルクが入力される。一対の出力ギヤに入力された駆動トルクにより、カム部のカム面が作動して作動部材を差動制限部に向けて移動させる。作動部材の移動により、差動制限部における差動制限力である摺動摩擦が増大・強化される。

特開２０１９－１２４２６４号公報

ところで、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、一対の出力ギヤが回転したとき、カム部において、回転方向に対向するギヤ凸部のカム面と、作動凸部のカム面とが係合される。このとき、ギヤ凸部及び作動凸部の先端側の角部に、バリやカエリなどのエッジ状部分が僅かでも残っていると、カム面同士より先に、エッジ状部分がカム面に接触してしまう。エッジ状部分が先にカム面に接触すると、カム部で発生するカムスラスト力に影響を与え、差動制限部における差動制限特性が変化してしまう可能性があった。

そこで、この発明は、差動制限部における差動制限特性を安定化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。

本実施形態に係るデファレンシャル装置は、回転可能に配置されたデフケースと、前記デフケースに自転可能に支持され、前記デフケースの回転によって公転する差動ギヤと、前記差動ギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤと、前記デフケースと前記出力ギヤとの間で摺動摩擦可能に設けられ、一対の前記出力ギヤの差動を制限する差動制限部と、前記出力ギヤに入力する駆動トルクで前記差動制限部を作動させるカム部とを備え、前記出力ギヤは、前記差動ギヤと噛み合うギヤ部材と、軸方向移動可能に配置され前記ギヤ部材と前記カム部を介して一体回転可能に係合され前記差動制限部を作動させる作動部材とを有し、前記カム部は、前記ギヤ部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置されたギヤ凸部と、前記作動部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置され隣り合う前記ギヤ凸部に係合可能な作動凸部と、前記ギヤ凸部と前記作動凸部との互いの回転方向の対向面にそれぞれ設けられたカム面とを有し、前記ギヤ凸部と前記作動凸部とのうち少なくとも一方の先端側の角部は、前記カム面の当接面積を保持して前記カム面から後退するように形成された後退部を有する。

本発明によれば、差動制限部における差動制限特性を安定化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。

本実施形態に係るデファレンシャル装置の断面図である。 本実施形態に係るデファレンシャル装置のギヤ部材の斜視図である。 本実施形態に係るデファレンシャル装置の作動部材の斜視図である。 図３の要部拡大図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係るデファレンシャル装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

図１に示すように、本実施形態に係るデファレンシャル装置１は、例えば、エンジンや電動モータなどの駆動源（不図示）と、左右の車輪（不図示）との間に配置されている。駆動源からの駆動力は、トランスミッション（不図示）を介してデファレンシャル装置１に伝達され、一対の出力軸（不図示）を介して左右の車輪に駆動力が配分される。

図１～図４に示すように、デファレンシャル装置１は、差動機構３と、差動制限部５とを備えている。

差動機構３は、デフケース７と、ピニオンシャフト９と、差動ギヤ１１と、一対の出力ギヤ１３，１５とを備えている。

デフケース７は、軸方向両側に形成されたボス部１７，１９のそれぞれの外周でベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。デフケース７には、リングギヤ（不図示）が固定されるフランジ部２１が形成されている。フランジ部２１に固定されたリングギヤは、駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が伝達されてデフケース７を回転駆動させる。デフケース７内には、ピニオンシャフト９と、差動ギヤ１１と、一対の出力ギヤ１３，１５などが収容配置されている。

ピニオンシャフト９は、端部をデフケース７に形成された孔部に係合してピン２３で抜け止め及び回り止めされ、デフケース７と一体に回転駆動される。ピニオンシャフト９の両軸端側には、差動ギヤ１１がそれぞれ支承されている。

差動ギヤ１１は、デフケース７の周方向等間隔に複数（ここでは２つ）配置され、それぞれピニオンシャフト９の軸端部側に支承されてデフケース７の回転によって公転する。差動ギヤ１１は、一対の出力ギヤ１３，１５に駆動力を伝達すると共に、噛み合っている一対の出力ギヤ１３，１５に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト９に自転可能に支持されている。

一対の出力ギヤ１３，１５は、デフケース７内に相対回転可能に収容されている。一対の出力ギヤ１３，１５は、それぞれギヤ部材２５と、作動部材２７とからなる。なお、一対の出力ギヤ１３，１５において、ギヤ部材２５と作動部材２７とは、左右対称に形成されているので、以下では主に一方のみについて説明し、他方については説明を省略する。

ギヤ部材２５は、環状に形成され、外周側に差動ギヤ１１と噛み合うギヤ部が形成されている。ギヤ部材２５は、差動ギヤ１１と噛み合うことにより、差動ギヤ１１から一対の出力ギヤ１３，１５に駆動力が伝達される。加えて、一対の出力ギヤ１３，１５に差回転が生じたときに、差動ギヤ１１を回転させる。

作動部材２７は、ギヤ部材２５と軸方向に近接して配置可能なように、ギヤ部材２５の軸方向の一部を収容可能に凹状の環状に形成されている。作動部材２７のギヤ部材２５の径方向外側に位置する部分には、軸方向に円錐状に傾斜された摺動面２９が設けられている。作動部材２７の内周側には、一対の出力ギヤ１３，１５において、一対の出力軸に一体回転可能に連結可能なスプライン形状の出力部３１，３３が形成されている。作動部材２７は、デフケース７から一対の出力ギヤ１３，１５に入力された駆動力を、一対の出力軸を介して左右の車輪に出力する。

ギヤ部材２５と作動部材２７との軸方向間には、回転トルクを軸方向スラスト力に変換するカム部３５が設けられている。カム部３５は、ギヤ部材２５の内周側に設けられた複数のギヤ凸部３７と、作動部材２７の外周側に設けられ隣り合うギヤ凸部３７，３７の間に係合可能な複数の作動凸部３９とからなる。カム部３５は、ギヤ凸部３７と作動凸部３９とを回転方向に係合することにより、ギヤ部材２５と作動部材２７とを一体回転可能とさせる。

一方、カム部３５では、複数のギヤ凸部３７と複数の作動凸部３９との回転方向の係合面が、それぞれ所定角度傾斜されたカム面４１となっている。カム部３５におけるカム面４１は、デフケース７に駆動力（駆動トルク）が入力されたとき、差動ギヤ１１から一対の出力ギヤ１３，１５に分岐して入力された駆動力により、カム部３５が作動して作動部材２７を軸方向外側に移動させる。カム部３５による作動部材２７の軸方向移動により、デフケース７と一対の出力ギヤ１３，１５との間に配置された差動制限部５における差動制限力を増大・強化することができる。

差動制限部５は、デフケース７と一対の出力ギヤ１３，１５との間にそれぞれ配置されている。差動制限部５は、互いに摺動するテーパリング４３と作動部材２７とを有する。

テーパリング４３は、デフケース７に対して、一対の出力ギヤ１３，１５の作動部材２７の摺動面２９と対応する位置にそれぞれ配置されている。テーパリング４３は、内周側に周方向に複数形成された凸部を、デフケース７の内壁面に形成された凹部に係合させることにより、デフケース７と一体に回転する。

テーパリング４３は、デフケース７に入力される駆動力（駆動トルク）の大きさに応じて、差動ギヤ１１との噛み合い反力を受けて軸方向に移動された一対の出力ギヤ１３，１５の作動部材２７の摺動面２９と摺動する。このとき、差動制限部５の差動制限力であるテーパリング４３と摺動面２９との摺動摩擦は、カム部３５のカムスラスト力によって増大・強化される。

差動制限部５は、カムスラスト力の大きさに対応して、デフケース７と一対の出力ギヤ１３，１５との間に摩擦トルクを伝達させ、差動機構３の差動を制限する。このような差動制限部５は、トルク感応型の摩擦クラッチのうちコーンクラッチタイプとなっている。差動制限部５は、付勢部材４５によって予圧が付与されている。

付勢部材４５は、皿バネからなり、ギヤ部材２５と作動部材２７との軸方向間に配置されている。付勢部材４５は、ギヤ部材２５を軸方向内側（差動ギヤ１１側）に付勢し、作動部材２７を軸方向外側（差動制限部５側）に付勢する。ギヤ部材２５と作動部材２７との間に付勢部材４５を配置することにより、差動制限部５に対して予圧を付与し、差動制限部５の断続特性を安定化することができる。

このようなデファレンシャル装置１において、カム部３５では、複数のギヤ凸部３７と複数の作動凸部３９との回転方向の係合面に形成されたカム面４１が係合することにより、作動部材２７を軸方向移動させるカムスラスト力を発生する。ギヤ凸部３７と作動凸部３９の先端側の角部には、バリやカエリなどのエッジ状部分が残っていることがあり、エッジ状部分はカム面４１より回転方向に突出していることがある。ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の係合において、エッジ状部分がカム面４１より突出していると、エッジ状部分が、自身のカム面４１より先に相手側のカム面４１に接触する可能性がある。エッジ状部分が先にカム面４１に接触してしまうと、カム部３５で発生するカムスラスト力に影響を与え、差動制限部５における差動制限特性が変化してしまう可能性があった。

そこで、ギヤ凸部３７と作動凸部３９とのうち少なくとも一方の先端側の角部４７は、カム面４１の当接面積を保持してカム面４１から後退するように形成された後退部４９を有している。なお、以下では、作動凸部３９の角部４７に後退部４９が設けられているものとして説明するが、ギヤ凸部３７の先端側の角部に後退部４９を設けてもよい。

作動凸部３９の角部４７には、カム面４１より回転方向に突出しないように、面取り加工などによって、カム面４１から後退するように形成された後退部４９が設けられている。角部４７に後退部４９を設けることにより、角部４７において、カム面４１より回転方向に突出したバリやカエリなどのエッジ状部分が発生することがない。このため、エッジ状部分が先にカム面４１に接触することがなく、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１を安定して接触させることができる。後退部４９は、カム部３５で発生する設定されたカムスラスト力に影響を与えないように、カム面４１の当接面積を保持して角部４７に対して設けられている。このため、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接面積が減少することがなく、カム部３５でカムスラスト力を安定して発生することができ、差動制限部５における差動制限特性を安定化することができる。

作動凸部３９の角部４７には、３つの稜線部が連続して形成されている。３つの稜線部のうち少なくとも１つの稜線部５１は、面取り加工などによって、平面又は曲面で形成されている。平面又は曲面で形成された稜線部５１は、カム面４１と連続していない稜線部となっている。このため、稜線部５１を平面又は曲面で形成しても、カム面４１の当接面積に影響を与えることがない。平面又は曲面で形成された稜線部５１は、後退部４９に連続して形成されている。稜線部５１を後退部４９に連続させることにより、稜線部５１の後退部４９と連続する部分にバリやカエリなどのエッジ状部分が発生することを防止することができる。なお、カム面４１と連続する稜線部を後退部４９と連続させる場合には、カム面４１の当接面積を保持するように、平面又は曲面で形成して後退部４９と連続させればよい。

後退部４９は、角部４７の最も突出した部分が、カム面４１から回転方向に後退するように、平面又は曲面で形成され、カム面４１と連続するように設けられている。後退部４９の平面又は曲面は、カム面４１との間に成す角度が鋭角となるように、カム面４１との接線５３を介して接続されている。後退部４９がカム面４１の接線５３から鋭角に接続される面を有することにより、後退部４９の面がカム面４１より回転方向に突出することがない。このため、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１を安定して接触させることができる。加えて、後退部４９を平面又は曲面で形成し、カム面４１と接続することにより、後退部４９の広い範囲でバリやカエリなどのエッジ状部分の発生を防止することができる。

後退部４９は、ギヤ部材２５と作動部材２７とうち少なくとも作動部材２７側に設けられている。作動部材２７は、テーパリング４３（デフケース７）との間で摺動摩擦するので、軸方向及び径方向に微小な振動に対する位置ずれの悪影響を受けやすい。悪影響を受けやすい作動部材２７側に後退部４９を設けることにより、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接状態を適正に維持することができる。このため、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接面積を確保することができ、差動制限部５における差動制限特性を安定化することができる。

このようなデファレンシャル装置１では、回転可能に配置されたデフケース７と、デフケース７に自転可能に支持され、デフケース７の回転によって公転する差動ギヤ１１と、差動ギヤ１１と噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤ１３，１５とを備えている。また、デフケース７と出力ギヤ１３，１５との間で摺動摩擦可能に設けられ、一対の出力ギヤ１３，１５の差動を制限する差動制限部５と、出力ギヤ１３，１５に入力する駆動トルクで差動制限部５を作動させるカム部３５とを備えている。さらに、出力ギヤ１３，１５は、差動ギヤ１１と噛み合うギヤ部材２５と、軸方向移動可能に配置されギヤ部材２５とカム部３５を介して一体回転可能に係合され差動制限部５を作動させる作動部材２７とを有する。また、カム部３５は、ギヤ部材２５に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置されたギヤ凸部３７と、作動部材２７に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置され隣り合うギヤ凸部３７，３７に係合可能な作動凸部３９とを有する。さらに、カム部３５は、ギヤ凸部３７と作動凸部３９との互いの回転方向の対向面にそれぞれ設けられたカム面４１を有する。そして、ギヤ凸部３７と作動凸部３９とのうち少なくとも一方の先端側の角部４７は、カム面４１の当接面積を保持してカム面４１から後退するように形成された後退部４９を有する。

角部４７が後退部４９を有することにより、角部４７において、カム面４１より回転方向に突出したバリやカエリなどのエッジ状部分が発生することがない。このため、エッジ状部分が先にカム面４１に接触することがなく、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１を安定して接触させることができる。角部４７に後退部４９を形成しても、カム面４１の当接面積は保持されている。このため、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接面積が減少することがなく、カム部３５でカムスラスト力を安定して発生することができ、差動制限部５における差動制限特性を安定化することができる。

従って、このようなデファレンシャル装置１では、差動制限部５における差動制限特性を安定化することができる。

また、角部４７に接続される少なくとも１つの稜線部５１は、後退部４９に連続している。

このため、稜線部５１の後退部４９と連続する部分にバリやカエリなどのエッジ状部分が発生することを防止することができる。

また、後退部４９は、カム面４１の接線５３から鋭角に接続される面を有する。

このため、後退部４９の面がカム面４１より回転方向に突出することがなく、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１を安定して接触させることができる。

また、後退部４９は、平面又は曲面で形成され、カム面４１と接続されている。

このため、平面又は曲面で形成された後退部４９の広い範囲でバリやカエリなどのエッジ状部分の発生を防止することができる。

また、後退部４９は、作動部材２７側に形成されている。

悪影響を受けやすい作動部材２７側に後退部４９を形成することにより、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接状態を適正に維持することができる。このため、ギヤ凸部３７と作動凸部３９のカム面４１の当接面積を確保することができ、差動制限部５における差動制限特性を安定化することができる。

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、本実施形態に係るデファレンシャル装置では、デフケースと一体回転可能に配置されたテーパリングと作動部材とが摺動しているが、これに限らず、テーパリングを用いずに、デフケースの内壁面と作動部材とが摺動するようにしてもよい。

１ デファレンシャル装置
５ 差動制限部
７ デフケース
１１ 差動ギヤ
１３，１５ 出力ギヤ
２５ ギヤ部材
２７ 作動部材
３５ カム部
３７ ギヤ凸部
３９ 作動凸部
４１ カム面
４７ 角部
４９ 後退部
５１ 稜線部
５３ 接線

Claims (5)

1. 回転可能に配置されたデフケースと、
   前記デフケースに自転可能に支持され、前記デフケースの回転によって公転する差動ギヤと、
   前記差動ギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤと、
   前記デフケースと前記出力ギヤとの間で摺動摩擦可能に設けられ、一対の前記出力ギヤの差動を制限する差動制限部と、
   前記出力ギヤに入力する駆動トルクで前記差動制限部を作動させるカム部と、
   を備え、
   前記出力ギヤは、前記差動ギヤと噛み合うギヤ部材と、軸方向移動可能に配置され前記ギヤ部材と前記カム部を介して一体回転可能に係合され前記差動制限部を作動させる作動部材とを有し、
   前記カム部は、前記ギヤ部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置されたギヤ凸部と、前記作動部材に設けられ軸方向に突出し周方向に複数配置され隣り合う前記ギヤ凸部に係合可能な作動凸部と、前記ギヤ凸部と前記作動凸部との互いの回転方向の対向面にそれぞれ設けられたカム面とを有し、
   前記ギヤ凸部と前記作動凸部とのうち少なくとも一方の先端側の角部は、前記カム面の当接面積を保持して前記カム面から後退するように形成された後退部を有するデファレンシャル装置。
2. 前記角部に接続される少なくとも１つの稜線部は、前記後退部に連続している請求項１に記載のデファレンシャル装置。
3. 前記後退部は、前記カム面の接線から鋭角に接続される面を有する請求項１又は２に記載のデファレンシャル装置。
4. 前記後退部は、平面又は曲面で形成され、前記カム面と接続されている請求項１又は２に記載のデファレンシャル装置。
5. 前記後退部は、前記作動部材側に形成されている請求項１又は２に記載のデファレンシャル装置。

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