JP3742130B2

JP3742130B2 - ディファレンシャル装置

Info

Publication number: JP3742130B2
Application number: JP20822895A
Authority: JP
Inventors: 正夫寺岡; 伸司山崎
Original assignee: Ｇｋｎドライブライントルクテクノロジー株式会社
Priority date: 1995-08-15
Filing date: 1995-08-15
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2015-08-15
Also published as: JPH0953701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に用いられる差動制限機能を備えたディファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のディファレンシャル装置としては、例えば特開平６−８１９０９号公報に、図４に示すものが開示されている。このディファレンシャル装置は、図示のように、平行軸式の差動機構２０１を備え、各ギヤがヘリカルギヤであるのでこれによるトルク感応型の差動制限作用を有すると共に、高粘度流体を封入したカップリング２０３により左右のサイドギヤ２０５，２０７間を連結する構成としているので、これによる回転差感応型の差動制限作用を併せ持っている。
【０００３】
すなわち、差動機構２０１は、デフケース２０９内に対向配置された左右一対の出力側サイドギヤ２０５，２０７と、これらの周囲に配置されサイドギヤ２０５，２０７と各々別に噛合うと共に互いに噛合う複数組のピニオンギヤ２１１，２１２（２１２は図外）組と、デフケース２０９に形成されピニオンギヤ２１１，２１２をそれぞれ収納する収納孔２１３，２１４（２１４は図外）などから構成されると共に、左のサイドギヤ２０５と連結されカップリング２０３の周囲を取り巻く一側部材２１５と、この一側部材２１５に形成された隙間２１７を図４の左方から右方へ貫通して延び右のサイドギヤ２０７とスプライン連結された他側部材２１９などから構成されている。そして、この一側部材２１５の内周側のハブ２２１に左の出力軸がスプライン連結され、右のサイドギヤ２０７の内周に右の出力軸がスプライン連結される。
【０００４】
トルクの伝達中、左右のサイドギヤ２０５，２０７間に駆動抵抗差が生じると、サイドギヤ２０５，２０７とピニオンギヤ２１１，２１２との噛合いにより生じる噛合い反力およびスラスト力により各ギヤ２０５，２０７，２１１，２１２とデフケース２０９等の収納部材との間の摩擦力によってデフケース２０９入力トルクに応じた差動制限力が発生すると共に、カップリング２０３により左右のサイドギヤ２０５，２０７間の回転数差に応じた差動制限力が発生する。
【０００５】
こうして、トルク感応型の差動制限力に回転差感応型の差動制限力が加わるので大きな差動制限力が得られると共に、左右いずれの側の出力軸の空転時にも差動制限特性に差が生じないので、左右均等な差動制限特性が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このディファレンシャル装置では、左右のサイドギヤ２０５，２０７間を連結する構成が複雑になるので、装置がコスト高になるという問題点が残る。
【０００７】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、構造が簡単で、左右の出力軸に均等な差動制限特性が得られるディファレンシャル装置の提供を課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、エンジンにより回転駆動されるケースと、ケース内に設けられケースと一体的に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合う一対の出力側サイドギヤと、前記一対のサイドギヤの背面側にそれぞれ設けられ両サイドギヤ間の差動を制限する第１の摩擦クラッチと、前記ケースに設けられ前記サイドギヤの一方と一体的に回転するロータと該ロータと噛み合いケースと一体的に回転するポンプハウジング内に配設された複数個のポンプギヤとを有する複数組のオイルポンプと、前記オイルポンプの吐出圧を受け両サイドギヤ間の差動を制限する第２の摩擦クラッチとを備え、前記ロータは、前記サイドギヤの一方と前記ケースとの間に配置されて、該一方のサイドギヤ側の出力軸に連結される円筒状部材により駆動され、前記円筒状部材は、前記一方のサイドギヤに所定の隙間を持って隣接配置され、該サイドギヤ側の出力軸を介して該サイドギヤに連結されるものであることを特徴とする。
【０００９】
したがって、左右の出力軸に均等な差動制限力が得られると共に、両摩擦クラッチの差動制限力により差動制限力が強化される。
【００１０】
また、複数組のオイルポンプを備えているので、吐出圧を高くすることができ、第２の摩擦クラッチの差動制限力を高めることができる。
【００１１】
さらに、オイルポンプはロータと該ロータと噛み合う複数個のポンプギヤとにより複数組構成されているので、ディファレンシャル装置を大型化せずに差動制限力を高めることができる。
【００１３】
また、ロータを駆動する円筒状部材が一方のサイドギヤと所定の隙間を持って隣接配置されているため、円筒状部材は該サイドギヤからのスラスト力を受けないので、この円筒状部材により駆動されるロータもそのスラスト力の影響を受けない。したがって、サンギヤの両側面の摩耗が進展することがなく、オイルポンプの吐出量が安定し、差動制限力が安定したものとなる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態を図１、図２により説明する。
【００１７】
図１は本実施形態のディファレンシャル装置の断面図であり、図２はオイルポンプ部を示す図１のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
デフケース（ケース）１はボルト３により固定されたケース本体５とカバー７とからなり、両端のボス部５ａ，７ａにて図示しないデフキャリア内に回転可能に支持されている。ケース本体５にはリングギヤ（図示省略）が固定され、このリングギヤを介してエンジンの駆動力がデフケース１に入力される。上記デフキャリアにはオイル溜りが形成されている。
【００１９】
デフケース１の内部には、図１示のように、ピニオンシャフト９がそのボス部９ａを中心にして放射状に複数本配置され、その外側端部はケース本体５の溝５ｂに嵌合し、ピニオンシャフト９はデフケース１と共に回転する。また、ピニオンシャフト９はこの溝５ｂ内をデフケース１の軸方向に移動可能である。これらのピニオンシャフト９上にはそれぞれピニオンギヤ１１が回転自在に嵌合し、ピニオンギヤ１１の背面とデフケース１間に球面ワッシャ１３が配置されピニオンギヤ１１をそのスラスト方向に支持している。また、デフケース１の内部には、左右一対の出力側サイドギヤ１５，１７が対向配置され、各ピニオンギヤ１１と噛み合っている。これらのサイドギヤ１５，１７はこの噛み合いによって支持されている。そして、左右のサイドギヤ１５，１７の内周には図示しない左右の出力軸がそれぞれスプライン連結される。こうして、差動機構１９が構成されている。
【００２０】
一方、サイドギヤ１５，１７の背面側に位置して、第１の摩擦クラッチとしての多板クラッチ２１，２３が配置されている。右方の多板クラッチ２３は、軸方向に、右のサイドギヤ１７とデフケース１との間に配置され、左方の多板クラッチ２１は、軸方向に、左のサイドギヤ１５と後述するアクチュエータ３１を構成するピストン３３との間に配置されている。
【００２１】
多板クラッチ２１，２３は同サイズで、それぞれデフケース１に回転方向に係止されたアウタプレート２７とサイドギヤ１５，１７に回転方向に係止されたインナプレート２９とが軸方向に交互に配置されて構成されている。こうして、多板クラッチ２１，２３は、上記差動機構１９の差動回転時にサイドギヤ１５，１７により押圧されると、発生する摩擦力によって、デフケース１を介してサイドギヤ１５，１７間の差動を制限する。
【００２２】
オイルポンプ４１は、デフケース１の軸心部に配置されたロータとしてのサンギヤ４３と、サンギヤ４３の周囲に等分配置されサンギヤ４３とそれぞれ噛み合う複数個のポンプギヤ４５（本実施形態では図２に示す４個）と、これらを収納するデフケース１のカバー７と、ポンプハウジング４７と、チェックバルブ４９，５１などから構成されている。こうして、４組のオイルポンプ４１が設けられている。
【００２３】
上記ポンプハウジング４７はボルト５３によりカバー７に固定され、カバー７（デフケース１）と一体に回転する。サンギヤ４３と各ポンプギヤ４５はこのポンプハウジング４７に形成された収納孔４７ｂ，４７ａに収納されている。
【００２４】
上記サンギヤ４３はその内周が、円筒状部材としてのハブ５５にスプライン連結されている。このハブ５５は軸方向には左のサイドギヤ１５と所定の隙間５７を持って隣接配置され、その内周がサイドギヤ１５側の出力軸にスプライン連結される。こうして、サンギヤ４３はハブ５５および左の出力軸を介して左のサイドギヤ１５に連結されこれと一体的に回転する。
【００２５】
一方、上記各ポンプギヤ４５はポンプハウジング４７（デフケース１）と一体的に公転すると共に、サンギヤ４３との噛み合いにより収納孔４７ａ内で自転可能である。こうして、オイルポンプ４１は差動機構１９の差動回転時、すなわち左のサイドギヤ１５とデフケース１との差動回転時に作動する。
【００２６】
４組のオイルポンプ４１は同じ構成であるので、そのうちの１組について構成の詳細を説明する。オイルポンプ４１の吸込側であるカバー７と吐出側であるポンプハウジング４７にはそれぞれ、サンギヤ４３とポンプギヤ４５との噛合初め部と噛合終り部とにそれぞれ対応する部位に開口５９，６１が２個宛貫通して設けられている。そして、この各開口５９，６１に座ぐり部５９ａ，６１ａが設けられ、カバー７側の座ぐり部５９ａはカバー７の内壁側に設けられ、ポンプハウジング４７側の座ぐり部６１ａはポンプハウジング４７の外壁側（右側）に設けられている。また、座ぐり部５９ａ，６１ａにはそれぞれチェックバルブ４９，５１が設けられ、各チェックバルブ４９，５１は４組のオイルポンプ４１に共用のリング６３，６５により脱落を防止されている。
【００２７】
こうして、吸込側であるカバー７側のチェックバルブ４９は、差動機構１９の差動回転に応じて、２個の開口５９のうち負圧（吸込口）となる開口を開き、吐出圧となる開口を閉じる。一方、吐出側であるポンプハウジング４７側のチェックバルブ５１は逆に、２個の開口６１のうち吐出圧（吐出口）となる開口を開き、負圧となる開口を閉じる。こうして、常にカバー７の２個の開口５９のうちの１個が吸込口となり、ポンプハウジング４７の２個の開口６１のうちの１個が吐出口となるように構成されている。
【００２８】
カバー７の開口５９に対応する外壁面にはオイルポケット６７が固定されている。このオイルポケット６７はリング部材６９と弾性部材７１とからなり、カバー７との間でオイル溜りを形成している。このオイル溜りは弾性部材７１により液密にされている。リング部材６９には摺動リング７３が摺動自在に連結されており、この摺動リング７３はデフキャリア側に固定されている。
【００２９】
摺動リング７３とオイルポケット６７の一方には周溝が設けられ、他方にはオイル孔が設けられている。摺動リング７３とオイルポケット６７とが相対回転しても、これらの周溝とオイル孔とは常時連通しており、摺動リング７３とオイルポケット６７との間でオイルコネクタが構成されている。
【００３０】
また、摺動リング７３にはオイルパイプが接続されており、このオイルパイプはオイルストレーナと制御弁とを介してデフキャリアのオイル溜りに連通している。この制御弁にはエアをオイルに混入させるエアパイプが流量調整弁を介して接続されている。これらの制御弁と流量調整弁の制御はコントローラによって行われる。オイルポケット６７には、このようにしてオイルまたはオイルとエアの混合物が供給され、開口５９は常時これらに浸漬されている。
【００３１】
オイルポンプ４１の吐出側のポンプハウジング４７に隣接して、これと第２の摩擦クラッチを構成する一方の多板クラッチ２１との間にアクチュエータ３１が配置されている。アクチュエータ３１は、ポンプハウジング４７、デフケース１およびピストン３３などから構成されている。
【００３２】
上記ピストン３３はポンプハウジング４７の内径側のボス部４７ｂとケース本体５間に、軸方向に移動可能に配置されている。そして、このピストン３３とポンプハウジング４７とデフケース１とに囲まれて圧力室７５が形成され、これらとピストン３３に設けられたシール７７，７９とにより液密にされている。また、ピストン３３には多板クラッチ２１を押圧していないときの圧抜きのオリフィス３３ａが設けられている。
【００３３】
オイルポンプ４１の吐出油圧によりピストン３３が第２の摩擦クラッチを構成する一方の多板クラッチ２１を押圧すると、押圧力は左のサイドギヤ１５、ピニオンギヤ１１、ピニオンシャフト９および右のサイドギヤ１７を経て第２の摩擦クラッチを構成する他方の多板クラッチ２３をも押圧するので、第２の摩擦クラッチとしての多板クラッチ２１，２３は差動機構１９の差動回転時にサイドギヤ１５，１７間の差動を制限する。
【００３４】
こうして、第１と第２の摩擦クラッチの両方の摩擦クラッチを多板クラッチ２１，２３が兼ねる構成である。
【００３５】
つぎに、このディファレンシャル装置の作用を説明する。
【００３６】
リングギヤを介してデフケース１に入力されたエンジンの駆動力は、ピニオンシャフト９からピニオンギヤ１１を介して左右のサイドギヤ１５，１７に分配される。サイドギヤ１５，１７間に駆動抵抗差が生じると、エンジンの駆動力は各ピニオンギヤ１１の自転により各サイドギヤ１５，１７に差動分配される。
【００３７】
このとき、サイドギヤ１５，１７はピニオンギヤ１１との噛み合い反力により、それぞれ多板クラッチ２１，２３を押圧し、多板クラッチ２１，２３部に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗は入力トルクに応じて増減する。これによりトルク感応型の差動制限作用が得られる。
【００３８】
これと同時に、この駆動抵抗差に伴う差動回転により４個のオイルポンプ４１が作動し、デフキャリアのオイル溜りから吸い込んだオイルを圧力室７５に吐き出す。圧力室７５の油圧によりピストン３３は、左方の多板クラッチ２１を右方へ押圧すると共に、図１の矢印Ａのように左のサイドギヤ１５、ピニオンギヤ１１、ピニオンシャフト９および右のサイドギヤ１７を経て右の多板クラッチ２３をも押圧する。差動回転数が大きくなるとそれに伴ってオイルポンプ４１の吐出量が増え、圧力室７５の油圧が上昇するので多板クラッチ２１，２３の押圧力が増大する。
【００３９】
こうして、回転差感応型の差動制限力が同時に発生するので、差動制限力が強化される。また、左右のサイドギヤ１５，１７の噛み合い反力がそれぞれ多板クラッチ２１，２３を押圧するので、差動制限作用は左右均等に得られる。
【００４０】
なお、上記のコントローラによってオイルポンプ４１の吸い込みオイルへのエアの混入量を調整し圧力室７５の油圧を変えることにより多板クラッチ２１，２３の摩擦抵抗力を変えることができるので、種々の差動制限特性が得られる。
【００４１】
こうして、本実施形態のディファレンシャル装置によれば、オイルポンプ４１がサイドギヤ１５とカバー７間に配置されると共に、多板クラッチ２１，２３がそれぞれサイドギヤ１５，１７の背面に設けられ第１と第２の摩擦クラッチを兼ねているので構造がさらに簡単になり、左右の出力軸に均等な差動制限力が得られる。
【００４２】
また、４個のオイルポンプ４１を放射状に配置しているので配置スペースを軸方向に大きくしないで済み、ディファレンシャル装置を軸方向に小型化できると共に、ポンプ数を多く配置できるので吐出油圧を高くでき、ディファレンシャル装置を大型化せずに差動制限力を強化することができる。
【００４３】
また、サンギヤ４３を駆動するハブ５５と左のサイドギヤ１５との間に隙間５７を設けてあるため、ハブ５５はサイドギヤ１５からのスラスト力を受けないので、サンギヤ４３の両側面の摩耗が進展することがない。したがってオイルポンプ４１の吐出量が安定し、差動制限力が安定したものとなる。
【００４４】
つぎに、本発明の第２実施形態を図３により説明する。
【００４５】
図３は本実施形態のディファレンシャル装置の断面図である。
【００４６】
このディファレンシャル装置の構成は、上記第１の多板クラッチ２１，２３の代りにコーンクラッチを用いている点が上記第１実施形態と相違する。その他の構成は上記第１実施形態と同様である。そこで、この相違点を説明し、同じ機能の部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
図３のように、左右のサイドギヤ１１５，１１７のボス部１１５ａ，１１７ａには外方に向って小径になるテーパ面１１５ｂ，１１７ｂが形成されている。そして、ケース本体１０５のボス部１０５ａには右のサイドギヤ１１７のテーパ面１１７ｂと摺動するテーパ面１０５ｂが形成されている。一方、カバー１０７（デフケース１０１）にボルト５３により固定されたポンプハウジング１４７のボス部１４７ａには左のサイドギヤ１１５のテーパ面１１５ｂと摺動するテーパ面１４７ｂが形成されている。ケース本体１０５とポンプハウジング１４７とのテーパ面１０５ｂ，１４７ｂには、図３に示すように、それぞれオイル溝が形成されている。こうして、第１の摩擦クラッチとしてのコーンクラッチ１２１，１２３が構成されている。
【００４８】
一方、左サイドギヤ１１５とデフケース１０１との間には、第２の摩擦クラッチとしての多板クラッチ１２５が配置されている。この多板クラッチ１２５は軸方向にはピストン１３３とデフケース１０１側のプレート１２７間に配置され、ピストン１３３により押圧される。
【００４９】
こうして、コーンクラッチ１２１と多板クラッチ１２５とはデフケース１０１の軸方向略同位置に配置されている。
【００５０】
このような構成により、エンジンの駆動力の伝達中、左右のサイドギヤ１１５，１１７間に駆動抵抗差が生じると、サイドギヤ１１５，１１７はピニオンギヤ１１との噛み合い反力により、それぞれデフケース１０１とポンプハウジング１４７とに押圧され、コーンクラッチ１２１，１２３部に摩擦抵抗が発生する。この摩擦抵抗は入力トルクに応じて増減するので、これによりトルク感応型の差動制限力が得られる。
【００５１】
同時に、差動回転により４個のオイルポンプ４１が作動し、多板クラッチ１２５が押圧されるので、これにより回転差感応型の差動制限力が得られる。
【００５２】
こうして、本実施形態のディファレンシャル装置によれば、上記第１実施形態と同等の作用・効果が得られると共に、コーンクラッチ１２１と多板クラッチ１２５とが軸方向略同位置に配置されているので、ディファレンシャル装置を軸方向に小型化することができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、一対のサイドギヤの背面側に両サイドギヤ間の差動を制限する第１の摩擦クラッチを設けると共に、複数組のオイルポンプの吐出圧を受け両サイドギヤ間の差動を制限する第２の摩擦クラッチを備えているので、両摩擦クラッチの差動制限力により差動制限力が強化される。
【００５４】
また、複数組のオイルポンプを備えているので、吐出圧を高くすることができ、第２の摩擦クラッチの差動制限力を高めることができる。
【００５５】
さらに、オイルポンプはロータと該ロータと噛み合う複数個のポンプギヤとにより複数組構成されているので、ディファレンシャル装置を大型化せずに差動制限力を高めることができる。
【００５６】
また、ロータを駆動する円筒状部材が一方のサイドギヤに所定の隙間を持って隣接配置されているため、円筒状部材は該サイドギヤからのスラスト力を受けないので、この円筒状部材により駆動されるロータもそのスラスト力の影響を受けない。したがって、サンギヤの両側面の摩耗が進展することがなく、オイルポンプの吐出量が安定し、差動制限力が安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のディファレンシャル装置の断面図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】第２実施形態のディファレンシャル装置の断面図である。
【図４】従来例のディファレンシャル装置の断面図である。
【符号の説明】
１，１０１デフケース（ケース）
５，１０５ケース本体
７，１０７カバー
９ピニオンシャフト
１１ピニオンギヤ
１５，１７，１１５，１１７サイドギヤ
１９差動機構
２１，２３多板クラッチ（第１の摩擦クラッチ、第２の摩擦クラッチ）
３３，１３３ピストン
４１オイルポンプ
４３サンギヤ（ロータ）
４５ポンプギヤ
４７，１４７ポンプハウジング
４９，５１チェックバルブ
５５ハブ（円筒状部材）
５７隙間
５９，６１開口
６７オイルポケット
７５圧力室
１０５ｂ，１１５ｂ，１１７ｂ，１４７ｂテーパ面
１２１，１２３コーンクラッチ（第１の摩擦クラッチ）
１２５多板クラッチ（第２の摩擦クラッチ）

Claims

エンジンにより回転駆動されるケースと、ケース内に設けられケースと一体的に回転するピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに回転自在に支持されたピニオンギヤと、ピニオンギヤと噛み合う一対の出力側サイドギヤと、前記一対のサイドギヤの背面側にそれぞれ設けられ両サイドギヤ間の差動を制限する第１の摩擦クラッチと、前記ケースに設けられ前記サイドギヤの一方と一体的に回転するロータと該ロータと噛み合いケースと一体的に回転するポンプハウジング内に配設された複数個のポンプギヤとを有する複数組のオイルポンプと、前記オイルポンプの吐出圧を受け両サイドギヤ間の差動を制限する第２の摩擦クラッチとを備え、前記ロータは、前記サイドギヤの一方と前記ケースとの間に配置されて、該一方のサイドギヤ側の出力軸に連結される円筒状部材により駆動され、前記円筒状部材は、前記一方のサイドギヤに所定の隙間を持って隣接配置され、該サイドギヤ側の出力軸を介して該サイドギヤに連結されるものであることを特徴とするディファレンシャル装置。