JP3857584B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、差動制限機能、あるいは、差動ロック機能を備えたデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特公昭５０−２０３３１号公報に図３のような差動制限式差動装置２０１が記載されている。
【０００３】
この差動制限式差動装置２０１は、エンジンの駆動力によって回転するデフケース２０３、デフケース２０３の回転を車輪側に配分するベベルギア式の差動機構２０５、差動機構２０５の差動回転をロックするコーンクラッチ２０７、コーンクラッチ２０７を作動させるカム機構２０９、リターンスプリング２１１、アクチュエータ２１３、ストップ機構などから構成されている。
【０００４】
コーンクラッチ２０７はくさび部材２１５とデフケース２０３との間に設けられており、カム機構２０９は差動機構２０５の左サイドギア２１７とくさび部材２１５との間に設けられている。また、リターンスプリング２１１はくさび部材２１５を図の右方に付勢し、コーンクラッチ２０７の連結を解除させると共に、カム機構２０９を噛み合い状態に保っている。
【０００５】
アクチュエータ２１３は、ピン２１９、分銅２２１及び分銅２２１と対をなす他の分銅などを備えており、ピン２１９に形成されたギア部２２３はくさび部材２１５に形成されたギア部２２５と噛み合っている。
【０００６】
ピン２１９にはコイルばね２２７の両端がその付勢力によって押圧されており、各分銅はコイルばね２２７を介してピン２１９に連結され、ピン２１９と共に回転し、それぞれ外側に揺動するするように構成されている。また、各分銅は他のコイルばねによって揺動方向の内向きに付勢されており、回転に伴う遠心力の大きさに応じた角度で外側に揺動するようにされている。
【０００７】
ストップ機構は、タブ部材、タブ部材に取り付けられたウェート、コイルばねなどから構成されている。
【０００８】
タブ部材はデフケース２０３に対して回転自在に取り付けられており、タブ部材にはストップタブ部が形成されている。上記の各分銅は外側に揺動するとこのストップタブ部と係止する。また、ウェートは遠心力によってタブ部材を径方向の外側に変位させることにより、ストップタブ部が各分銅と係止する回転数を高めており、コイルばねはウェートの遠心力に抗してタブ部材を径方向の内側に付勢することにより、ストップタブ部と各分銅との係止回転数を低めている。
【０００９】
悪路などで一側の車輪が空転すると差動機構２０５に差動回転が生じ、サイドギア２１７とデフケース２０３とが差動回転し、カム機構２０９によってサイドギア２１７に連結されているくさび部材２１５が回転し、ギア部２２３，２２５を介してくさび部材２１５と噛み合っているピン２１９が回転し、コイルばね２２７を介してピン２１９に連結されている各分銅が遠心力によって外側に揺動する。
【００１０】
各分銅の揺動角度（差動回転速度）が設定値より大きければ、各分銅がタブ部材（ストップ機構）のストップタブ部に係止し、タブ部材、分銅、コイルばね２２７、ピン２１９、ギア部２２３，２２５を介してくさび部材２１５の回転が制動され、くさび部材２１５とサイドギア２１７との間に回転差が生じ、その差動トルクによってカム機構２０９が作動し、発生したカムスラスト力がリターンスプリング２１１に抗してくさび部材２１５を左方に移動させ、コーンクラッチ２０７を締結する。
【００１１】
コーンクラッチ２０７が締結されると、くさび部材２１５がコーンクラッチ２０７を介してデフケース２０３に連結されるから、カム機構２０９に掛かる差動トルクが強化されてカムスラスト力がさらに大きくなり、差動機構２０５の差動をロックさせる。
【００１２】
また、差動回転速度が下がると各分銅の揺動角度が小さくなり、分銅とストップタブ部との係止が外れてストップ機構によるくさび部材２１５の制動が停止され、リターンスプリング２１１によってくさび部材２１５が右方に戻り、コーンクラッチ２０７の締結が解除され、差動機構２０５の差動ロックが解除される。
【００１３】
また、ストップ機構は、ウェートとコイルばねとによってタブ部材（ストップタブ部）の位置を調整し、各分銅が係止される（コーンクラッチ２０７が締結される）差動回転速度を調整する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、差動制限式差動装置２０１では、アクチュエータ２１３とストップ機構などの差動制限機能がメカニカルに構成されており、車輪が高速でスピンしないと差動ロックが行われない。
【００１５】
従って、車両の走行中に速度、操舵、路面状態などの変化に応じて任意に差動をロックし、また、ロックを解除するなどの操作を行うことはできない。
【００１６】
また、アクチュエータ２１３とストップ機構は構成部品の点数が極めて多い上に、各分銅及びウェートの重量（遠心力）や、３種類用いられているコイルばねのばね常数などの調整が難しいから、動作が不安定になり易く、製品間のバラツキも大きくなり易い。
【００１７】
車両の速度、操舵、路面状態などに応じて差動をロックし、ロックを解除するには、空気圧や油圧などを用いる流体圧式のアクチュエータや、電磁石を用いたアクチュエータによって差動制限用クラッチを操作するように構成された差動制限機構が必要であり、特に、差動をロックするには大きな差動制限力が必要であるから、そのような差動制限機構には流体圧式のアクチュエータが用いられる。
【００１８】
ところが、流体圧式アクチュエータを用いた差動制限機構では、圧力源（ポンプ）が必要になる上に、ポンプや圧力ライン（配管）及びその引き回しスペースなどを含めた広い配置スペースが必要であるから、このスペースを用意するためにデファレンシャル装置を収容するケーシングや車体などの変更や改造が必要になる上に、デファレンシャル装置に対してポンプや圧力ラインなどをユニット化（パッケージ化：モジュール化）することが難しい。
【００１９】
また、流体圧式アクチュエータでは、各部の圧力漏れによる機能低下と信頼性低下とが生じ易い上に、圧力漏れを防止するために圧力ライン各部のシ−ルを強化するなどの配慮が必要であり、これに伴うコストの上昇が避けられない。
【００２０】
一方、アクチュエータに電磁石を用いれば、ポンプや圧力ラインなどが不要になり、これらの配置スペースが不要になって構造が簡単でコンパクトになり、車載性が向上すると共に、圧力ラインの引き回し作業がないから組み付けが容易であり、組み付けコストが低減される。
【００２１】
また、流体圧式アクチュエータのような圧力漏れによる機能低下から解放されて高い信頼性が得られる上に、圧力ラインのシールを強化するなどの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【００２２】
さらに、デファレンシャル装置と電磁石とのユニット化が容易であり、パッケージ性が高く、デファレンシャル装置のケーシングや車体側の変更及び改造も不要になるか、または軽微ですむ。
【００２３】
しかし、電磁石を用いたアクチュエータの場合、差動をロックするための充分な差動制限力を得ることが難しい。
【００２４】
そこで、この発明は、電磁石を用いながら、差動をロックするために必要な差動制限力が得られると共に、差動制限機能をユニット化することによってケーシングや車体側の変更及び改造を軽微にし、不要にしたデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１のデファレンシャル装置は、原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、前記デフケースとクラッチ部材との間に設けられた差動制限用の摩擦クラッチと、前記クラッチ部材とサイドギアとの間に設けられ、これらの間に差動トルクが掛かるとカムスラスト力を発生し、クラッチ部材を介して前記摩擦クラッチを押圧するカム手段と、電磁石によってアーマチャを移動操作し、前記デフケースに押圧して摩擦抵抗を発生させる摩擦抵抗発生手段と、前記摩擦抵抗発生手段の摩擦抵抗を前記クラッチ部材に伝達する伝達手段とを備え、前記電磁石によって摩擦抵抗発生手段を作動させると、発生した摩擦抵抗により前記伝達手段を介して前記クラッチ部材の回転が制動され、差動トルクを受けて前記カム手段が作動し、前記摩擦クラッチを締結させて差動を制限することを特徴としている。
【００２６】
このように、本発明のデファレンシャル装置では、電磁石によって摩擦抵抗発生手段を作動させ、発生した摩擦抵抗によってクラッチ部材の回転を制動した状態で、差動トルクを利用しカム手段を作動させて差動制限用の摩擦クラッチを締結するように構成したことにより、電磁石を用いたアクチュエータでも、差動をロックするための充分な差動制限力が得られる。
【００２７】
また、上記のように、電磁石によって差動制限機能のＯＮ−ＯＦＦが可能であるから、電磁石の励磁、励磁電流の制御、励磁停止を行い、車両の走行中に速度、操舵、路面状態などの変化に応じて任意に差動を制限し、差動をロックし、ロックを解除することによって、発進性、加速性、旋回性、操縦性、安定性、悪路の走破性などを大きく向上させることができる。
【００２８】
また、流体圧式アクチュエータを用いた構成と異なって、ポンプや圧力ライン及びこれらの配置スペースが不要になるから、それだけ構造簡単でコンパクトに構成され、車載性が向上すると共に、圧力ラインの引き回し作業がないから組み付けが容易であり、組み付けコストが低減される。
【００２９】
また、流体圧式アクチュエ−タのような圧力漏れによる機能低下が発生せず、高い信頼性が得られる上に、圧力ラインのシールを強化するなどの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【００３０】
また、電磁石はデファレンシャル装置に対するユニット化が容易であり、それだけデファレンシャル装置のパッケージ性が高くなるから、デファレンシャル装置を収容するケーシングや車体側の変更及び改造も不要になるか、または軽微ですむ。
【００３１】
また、デフケースとアーマチャとの間で摩擦抵抗を発生させる摩擦抵抗発生手段は、カム手段を作動させるためのパイロットクラッチであり、上記のように、差動制限用の摩擦クラッチはカム手段が締結させるから、電磁石には摩擦抵抗発生手段を作動させるだけの磁力があれば充分であり、特に大きな磁力（励磁電力）は要求されない。
【００３２】
従って、電磁石の小型軽量化が可能であり、これに伴って、デファレンシャル装置も小型軽量化されると共に、車載バッテリー及びバッテリーをチャージするオルタネータの負担がそれぞれ軽減され、オルタネータを駆動する原動機の燃費が軽減される。
【００３３】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記摩擦クラッチとカム手段が前記差動機構の軸方向一側に配置され、前記摩擦抵抗発生手段が差動機構の軸方向他側に配置されており、前記伝達手段が、前記アーマチャに形成されたギア部と、前記クラッチ部材に形成されたギア部と、アーマチャの前記ギア部と噛み合う第１のピニオンギアと、クラッチ部材の前記ギア部と噛み合う第２のピニオンギアと、前記第１と第２のピニオンギアを連結するシャフト部材とからなることを特徴としており、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３４】
これに加えて、摩擦クラッチとカム手段を差動機構の軸方向一側に配置し、摩擦抵抗発生手段（アーマチャと電磁石など）を差動機構の軸方向他側に配置したことによって、デフセンターに対する重量バランスが整うから、振動の発生要因がそれだけ小さく抑えられると共に、デファレンシャル装置を支承するベアリングの負担が軽減され、耐久性が向上する。
【００３５】
また、差動機構の寸法的なセンターに対しても軸方向にバランスが整うから、各出力側サイドギアに連結される車軸を互いに等寸法にして共用し、車軸のコストを低減させることが可能になると共に、両サイドギア用車軸の長さと重量のアンバランスに伴うケーシングや車体側の改造及び変更が回避され、コストがさらに低減される。
【００３６】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載されたデファレンシャル装置であって、前記摩擦クラッチが、コーンクラッチであることを特徴としており、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００３７】
これに加えて、コーンクラッチは、円錐摩擦面の角度による楔効果（セルフロック機能）によって大きな差動制限力が得られるから、差動をロックする機能がさらに向上する。
【００３８】
また、コーンクラッチは、比較的小型でも（摩擦面の面積が狭くても）大きな差動制限力が得られるから、デファレンシャル装置がそれだけコンパクトに構成される。
【００３９】
また、摩擦面の面積が狭いコーンクラッチでは、オイルの粘性によるドラグトルクが小さいから、差動制限及び差動ロックの解除が容易であり、差動制限トルクの残留による操縦性の低下や原動機の燃費低下が防止される。
【００４０】
請求項４の発明は、請求項１または請求項２に記載されたデファレンシャル装置であって、前記摩擦クラッチが、多板クラッチであることを特徴としており、請求項１または請求項２の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００４１】
これに加えて、多数のクラッチ板を用いる多板クラッチは摩擦面の面積が広く、それだけ大きな差動制限力が得られるから、差動をロックする機能がさらに向上する。
【００４２】
また、多板クラッチでは、クラッチ板の枚数を変えることによって差動制限力の調整が容易であり、差動制限力を調整することによって、異なった車種に対するデファレンシャル装置の適用範囲がそれだけ広くなる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
図１によってデファレンシャル装置１（本発明の第１実施形態）の説明をする。以下、左右の方向は図１での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。
【００４４】
図１のように、デファレンシャル装置１は、デフケース３、ベベルギヤ式の差動機構５、摩擦抵抗発生手段７、伝達手段９、コーンクラッチ１１（摩擦クラッチ）、カム１３（カム手段）、リターンスプリング１５、コントローラなどから構成されている。
【００４５】
デフケース３は、カバー１７とケーシング本体１９からなり、カバー１７はボルトによってケーシング本体１９の左開口部に固定されている。
【００４６】
デフケース３はデフキャリヤの内部に配置されており、カバー１７のボス部２１とケーシング本体１９のボス部２３はそれぞれベアリングを介してデフキャリヤに支承されている。このデフキャリヤの内部にはオイル溜りが形成されている。
【００４７】
デフケース３にはリングギア（ベベルギア）がボルトで固定されており、このリングギアは動力伝達系の出力側ベベルギアと噛み合っている。この動力伝達系はトランスミッション側に連結されており、デフケース３はトランスミッションとこの動力伝達系とを介して伝達されるエンジン（原動機）の駆動力によって回転駆動される。
【００４８】
差動機構５は、ピニオンシャフト２５、ピニオンシャフト２５上に支承されたピニオンギア２７、出力側のサイドギア２９，３１から構成されている。
【００４９】
各ピニオンシャフト２５はケーシング本体１９に設けられた貫通孔３３に端部を係合し、スプリングピンによって固定されており、サイドギア２９，３１はそれぞれ左右からピニオンギア２７と噛み合っている。
【００５０】
ケーシング本体１９とピニオンギア２７との間には、ピニオンギア２７の遠心力と、サイドギア２９，３１との噛み合いによって生じたピニオンギア２７の噛み合い反力を受ける球面ワッシャ３５が配置されている。
【００５１】
サイドギア２９のハブ部３７はカバー１７の支承部３９によって支承されており、スプライン連結された車軸を介して左の車輪側に連結されている。また、サイドギア３１ハブ部４１はケーシング本体１９の支承部４３によって支承されており、スプライン連結された車軸を介して右の車輪側に連結されている。
【００５２】
また、サイドギア２９（ハブ部３７）とロータ２１との間及びサイドギア３１（ハブ部４１）とケーシング本体１９との間には噛み合い反力を受けるスラストワッシャ４５がそれぞれ配置されている。
【００５３】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、ピニオンシャフト２５とピニオンギア２７とを介して左右のサイドギア２９，３１に配分され、車軸を介して左右の車輪側に伝達される。
【００５４】
また、例えば、悪路走行中に左右の車輪間に駆動抵抗差が生じると各ピニオンギア２７の自転によってエンジンの駆動力は左右各側に差動配分される。
【００５５】
摩擦抵抗発生手段７は、磁性材料で作られた右のリングギア４７（アーマチャ：ギア部）、リングギア４７とケーシング本体１９との間に形成される摩擦クラッチ４９（パイロットクラッチ）、電磁石５１などによって構成されている。
【００５６】
リングギア４７は右サイドギア３１（ハブ部４１）の外周に相対回転自在に支承され、センターリングされている。
【００５７】
電磁石５１のコア５３はケーシング本体１９との間に適度なエアギャップを介して配置されており、ベアリングによってボス部２３上に支承され、センターリングされている。また、コア５３は支持部材を介してデフキャリヤ側に連結され、回り止めされている。電磁石５１のリード線はグロメットを通してデフキャリヤの外部に引き出され、車載のバッテリに接続されている。
【００５８】
コア５３とケーシング本体１９とリングギア４７とによって電磁石５１の磁路が構成されている。ケーシング本体１９は非磁性材料であるステンレス鋼のリング５５によって径方向の外側と内側に分断されており、このリング５５によって磁路上での磁束の短絡が防止されている。
【００５９】
伝達手段９は、上記のリングギア４７、左のリングギア５７（クラッチ部材：ギア部）、小径のシャフト５９（シャフト部材）、ピニオンギア６１，６３などによって構成されている。
【００６０】
リングギア５７は左サイドギア２９（ハブ部３７）の外周で軸方向移動自在に支承され、センターリングされている。
【００６１】
また、シャフト５９は、各ピニオンギア２７の間を通って軸方向に配置されており、カバー１７とケーシング本体１９にそれぞれ形成された支承部６５，６７によって両端部を回転自在に支承されている。
【００６２】
ピニオンギア６１（第１のピニオンギア）はシャフト５５の右端側に形成され、リングギア４７と噛み合っており、ピニオンギア６３（第２のピニオンギア）はシャフト５５の左端側に形成され、リングギア５７と噛み合っている。
【００６３】
コーンクラッチ１１はピニオンギア５５に一体形成されたコーン部６９とカバー１７との間に設けられており、カム１３はリングギア５７と左サイドギア２９との間に設けられている。
【００６４】
リターンスプリング１５はサイドギア２９のハブ部３７に取り付けられたスナップリング７１とリングギア５７との間に配置されており、リングギア５７を右方（コーンクラッチ１１の連結解除方向及びカム１３の噛み合い方向）に付勢している。
【００６５】
コントローラは、車速、操舵角、横Ｇなどから旋回走行を検知し、あるいは、路面状態などに応じて、電磁石５１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。
【００６６】
電磁石５１が励磁されると、上記の磁路に磁束ループ７３が形成されてリングギア４７が吸引され、摩擦クラッチ４９が締結されて摩擦抵抗が発生し、この摩擦抵抗によってリングギア４７の回転が制動され、さらに、この制動力がギア４７，６１、シャフト５９、ギア６３，５７（伝達手段９）を介して伝達され、リングギア５７の回転を制動する。
【００６７】
この状態で差動機構５に差動回転が生じると、回転を制動されているリングギア５７とサイドギア２９との間に発生した差動トルクが、これらの間に設けられたカム１３に掛かり、生じたカムスラスト力によってリングギア５７（コーン部６９）が左方に移動してコーンクラッチ１１が締結され、差動制限力が発生する。
【００６８】
このようにサイドギア２９の差動トルクを利用してカム１３を作動させ、コーンクラッチ１１を締結することによって大きな差動制限力が得られ、さらに、この差動制限力はコーンクラッチ１１の円錐摩擦面の角度による楔効果（セルフロック機能）によって強化される。
【００６９】
こうして得られた差動制限力が差動機構５の差動ロックトルクより大きければ差動がロックされ、差動制限力が差動ロックトルクより小さい範囲では、差動トルクの変化に応じて増減するカム１３のカムスラスト力により、トルク感応型に準じた差動制限機能が得られる。
【００７０】
さらに、電磁石５１の励磁電流を制御して摩擦クラッチ４９の滑りを調整すれば、その摩擦抵抗とカム１３のカムスラスト力が変化するから、差動制限力を自由に制御することができる。
【００７１】
また、電磁石５１の励磁を停止すると、摩擦クラッチ４９が開放されてカム１３のカムスラスト力が消失し、リターンスプリング１５の付勢力によってリングギア５７が右方へ戻り、コーンクラッチ１１が開放されて差動機構５の差動回転がフリーになる。
【００７２】
なお、摩擦クラッチ４９とコーンクラッチ１１が開放されると、リングギア５７とシャフト５９及びピニオンギア６１，６３とリングギア４７は左サイドギア２９の差動回転と連動し、リングギア４７と右サイドギア３１との間で相対回転（摺動回転）が生じる。
【００７３】
また、リターンスプリング１５と左のワッシャ４５は、リングギア５７を右に付勢しコーンクラッチ１１に適度な隙間を与えることによって、サイドギア２９の噛み合い反力によりコーンクラッチ１１が不用意に締結されて差動制限力が発生することを防止している。
【００７４】
コントローラは、任意のタイミングで電磁石５１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止を行い、車両の速度、操舵条件、路面状態などの変化に応じて差動ロック、差動制限力調整、ロック解除などを行い、このような操作によって車両の発進性、加速性、旋回性、操縦性、安定性、悪路の走破性などを大きく向上させることができる。
【００７５】
デフケース３には開口が設けられており、さらに、ボス部２１，２３の内周には螺旋状のオイル溝が形成されている。
【００７６】
デファレンシャル装置１の下半部はオイル溜りのオイルに浸されており、デフケース３（リングギア）の回転に伴ってこのオイルが開口と螺旋状のオイル溝からデフケース３に流出入し、各ギア２７，２９，３１（差動機構５）の噛み合い部、ピニオンシャフト２５の外周とピニオンギア２７との摺動部、スラストワッシャ４５，４５、球面ワッシャ３５、サイドギア２９，３１の支承部３９，４３、摩擦クラッチ４９、各ギア４７，６１、６３，５７（伝達手段９）の噛み合い部、ピニオンギア４７，５７とサイドギア３１，２９（ハブ部４１，３７）との摺動部、カム１３、コーンクラッチ１１などを充分に潤滑・冷却する。
【００７７】
また、電磁石５１は、下半部がオイル溜りに浸されている上に、デフケース３（リングギア）が回転して跳ね掛けるオイルによって冷却されるから、性能（磁力）が安定し、摩擦クラッチ４９の操作機能（コーンクラッチ１１の差動制限力）が安定する。
【００７８】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００７９】
デファレンシャル装置１は、上記のように、電磁石５１によって摩擦抵抗発生手段７を作動させ、発生した摩擦抵抗によってリングギア５７を制動し、差動機構５の差動トルクを利用してカム１３を作動させ、コーンクラッチ１１を締結するように構成したことによって大きな差動制限力が得られ、さらに、コーンクラッチ１１の楔効果（セルフロック機能）によって差動制限力が強化されるから、電磁石５１を用いた構成でも、差動をロックするための充分な差動制限力が得られる。
【００８０】
また、上記のように、電磁石５１によって差動制限のＯＮ−ＯＦＦが可能であるから、電磁石５１の励磁、励磁電流の制御、励磁停止を行い、車両の走行中に速度、操舵、路面状態などの変化に応じて任意に差動を制限し、差動をロックし、ロックを解除することによって、発進性、加速性、旋回性、操縦性、安定性、悪路の走破性などを大きく向上させることができる。
【００８１】
また、流体圧式アクチュエータを用いた構成と異なって、ポンプや圧力ライン及びこれらの配置スペースが不要になるから、デファレンシャル装置がそれだけ構造簡単でコンパクトに構成され、車載性が向上すると共に、圧力ラインの引き回し作業がないから組み付けが容易であり、組み付けコストが低減される。
【００８２】
また、流体圧式アクチュエータのような圧力漏れによる機能低下が発生せず、高い信頼性が得られる上に、圧力ラインのシールを強化するなどの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇が避けられる。
【００８３】
また、デファレンシャル装置１に対する電磁石５１のユニット化が容易であるから、デファレンシャル装置１はパッケージ性が高く、デフキャリヤと車体側の変更や改造も不要になるか、または軽微ですむ。
【００８４】
また、デフケース３とリングギア４７との間で摩擦抵抗を発生させる摩擦抵抗発生手段７（摩擦クラッチ４９）は、カム１３を作動させるためのパイロットクラッチであり、上記のように差動制限力用のコーンクラッチ１１はカム１３が締結させるから、電磁石５１は摩擦クラッチ４９を締結するだけの磁力があれば充分であり、特に大きな磁力（励磁電力）は要求されない。
【００８５】
従って、電磁石５１の小型軽量化が可能であり、これに伴って、デファレンシャル装置１も小型軽量化されると共に、車載バッテリー及びバッテリーをチャージするオルタネータの負担がそれぞれ軽減され、オルタネータを駆動するエンジンの燃費が軽減される。
【００８６】
また、コーンクラッチ１１とカム１３を差動機構５の左側に配置し、摩擦クラッチ４９と電磁石５１を差動機構５の右側に配置したことによって、デファレンシャル装置１のデフセンターに対する重量バランスが整うから、振動の発生要因がそれだけ小さく抑えられると共に、デファレンシャル装置１をデフキャリヤに支承するベアリングの負担が軽減され、耐久性が向上する。
【００８７】
また、差動機構５の寸法的なセンターに対しても軸方向にバランスが整うから、各サイドギア２９，３１に連結される車軸を互いに等寸法にして共用し、車軸のコストを低減させることが可能であると共に、サイドギア２９，３１用両車軸の長さと重量のアンバランスに伴うデフキャリヤや車体側の改造及び変更が回避され、コストがさらに低減される。
【００８８】
また、コーンクラッチ１１は、比較的小型でも（摩擦面の面積が狭くても）、上記のように大きな差動制限力が得られるから、デファレンシャル装置１がそれだけコンパクトに構成される。
【００８９】
また、摩擦面の面積が狭いコーンクラッチ１１では、オイルの粘性によるドラグトルクが小さいから、差動制限及び差動ロックの解除が容易であり、差動制限トルクの残留による操縦性の低下や、エンジンの燃費低下が防止される。
【００９０】
［第２実施形態］
図２によってデファレンシャル装置１０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。
【００９１】
デファレンシャル装置１０１は、デフケース３、ベベルギヤ式差動機構５、摩擦抵抗発生手段７、伝達手段９、多板クラッチ１０３（摩擦クラッチ）、カム１３、リターンスプリング１５、コントローラなどから構成されている。
【００９２】
このように、デファレンシャル装置１０１は、第１実施形態のデファレンシャル装置１においてコーンクラッチ１１を多板クラッチ１０３に置き換えたものであり、以下、同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながらデファレンシャル装置１との相違点を説明する。
【００９３】
多板クラッチ１０３はカバー１７とリングギア５７との間に設けられており、そのアウタープレート１０５はカバー１７の内周に形成されたスプライン部１０７に連結されている。また、リングギア５７にはハブ部１０９が設けられており、インナープレート１１１はハブ部１０９の外周に形成されたスプライン部１１３に連結されている。
【００９４】
電磁石５１が励磁されると、リングギア４７が吸引されて摩擦クラッチ４９が締結され、その摩擦抵抗が伝達手段９を介してリングギア５７の回転を制動し、この状態で差動機構５に差動回転が生じると、リングギア５７とサイドギア２９間の差動トルクがカム１３を作動させて多板クラッチ１０３を締結する。
【００９５】
この差動制限力が差動機構５の差動ロックトルクより大きければ差動がロックされ、差動制限力が差動ロックトルクより小さい範囲では、カム１３のカムスラスト力によってトルク感応型に準じた差動制限力が得られる。
【００９６】
また、電磁石５１の励磁電流を制御して摩擦クラッチ４９の滑りを調整すれば、差動制限力を自由に制御することができる。
【００９７】
また、電磁石５１の励磁を停止すると、リターンスプリング１５の付勢力によって多板クラッチ１０３が開放され、差動機構５の差動回転がフリーになる。
【００９８】
こうして、デファレンシャル装置１０１が構成されている。
【００９９】
デファレンシャル装置１０１では、多数のプレート１０５，１１１間の摩擦面面積が広い多板クラッチ１０３を用いたことによって大きな差動制限力が発生し、差動をロックするために必要な差動制限力が得られる。
【０１００】
また、多板クラッチ１０３は、プレート１０５，１１１の枚数を変えることによって差動制限力の調整が容易であり、差動制限力を調整することによって、異なった車種に対するデファレンシャル装置１０１の適用範囲をそれだけ広くすることができる。
【０１０１】
これに加えて、デファレンシャル装置１０１は、差動制限用摩擦クラッチにコーンクラッチ１１を用いたことによるデファレンシャル装置１の効果を除いて、デファレンシャル装置１と同等の効果が得られる。
【０１０２】
なお、本発明において、差動機構はベベルギア式の差動機構に限らず、例えば、プラネタリーギア式の差動機構、デフケースの収容孔に摺動回転自在に収容されたピニオンギアによって一対の出力側サイドギアを連結した差動機構、ウォームギアを用いた差動機構などでもよい。
【０１０３】
また、本発明のデファレンシャル装置は、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に分配するデファレンシャル装置）とリヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に分配するデファレンシャル装置）とセンターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に分配するデファレンシャル装置）のいずれにも用いることができる。
【０１０４】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、電磁石によって摩擦抵抗発生手段を作動させ、発生した摩擦抵抗によってクラッチ部材の回転を制動した状態で、差動制限用摩擦クラッチの締結に差動トルクを利用したことにより、電磁石を用いた構成でも、差動をロックするために必要な差動制限力が得られる。
【０１０５】
また、速度、操舵条件、路面状態などの変化に応じて任意に差動制限力を調整し、発進性、加速性、旋回性、操縦性、安定性、悪路の走破性などを大きく向上させることができる。
【０１０６】
また、ポンプや圧力ライン及びこれらの配置スペースが不要であり、構造簡単、コンパクトで車載性が向上し、組み付け容易で、高い信頼性が得られる。
【０１０７】
さらに、パッケージ性が高く、デファレンシャル装置のケーシングや車体側の変更や改造も不要か、軽微ですむ。
【０１０８】
また、電磁石は大きな磁力が要求されず、小型軽量化が可能であり、デファレンシャル装置も小型軽量化されると共に、車載バッテリー及びオルタネータの負担と原動機の燃費が軽減される。
【０１０９】
請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１１０】
これに加えて、デフセンターに対する重量バランスが整うことによって、振動が小さく抑えられ、ベアリングの負担が軽減され、耐久性が向上する。
【０１１１】
また、寸法的なバランスも整うことによって、両サイドギアの間で車軸の共用が可能になり、各車軸の長さと重量のアンバランスに伴うケーシングや車体側の改造及び変更が回避され、コストがさらに低減される。
【０１１２】
請求項３のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１１３】
これに加えて、円錐摩擦面の角度によるコーンクラッチの楔効果（セルフロック機能）によって差動制限力が強化され、差動をロックする機能がさらに向上する。
【０１１４】
また、小型で大きな差動制限力が得られるコーンクラッチを用いたことにより、デファレンシャル装置がコンパクトに構成される。
【０１１５】
また、コーンクラッチを用いたことによってオイルの粘性によるドラグトルクが小さくなり、差動制限及び差動ロックの解除が容易になり、差動制限トルクの残留による操縦性の低下や原動機の燃費低下が防止される。
【０１１６】
請求項４のデファレンシャル装置は、請求項１または請求項２の構成と同等の効果を得ることができる。
【０１１７】
これに加えて、摩擦面の面積が広い多板クラッチを用いたことにより、大きな差動制限力が得られ、差動をロックする機能が向上する。
【０１１８】
また、多板クラッチのクラッチ板枚数を変えることによって差動制限力を容易に調整することが可能であり、異なった車種に対するデファレンシャル装置の適用範囲が広くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１ デファレンシャル装置
３ デフケース
５ 差動機構
７ 摩擦抵抗発生手段
９ 伝達手段
１１ コーンクラッチカム（差動制限用の摩擦クラッチ）
１３ カム（カム手段）
２９，３１ 出力側サイドギア
４７ リングギア（アーマチャ：ギア部）
５１ 電磁石
５７ リングギア（クラッチ部材：ギア部）
５９ シャフト（シャフト部材）
６１ 第１のピニオンギア
６３ 第２のピニオンギア
１０１ デファレンシャル装置
１０３ 多板クラッチ（差動制限用の摩擦クラッチ）

Claims (4)

1. 原動機の駆動力を受けて回転するデフケースと、
   前記デフケースの回転を一対の出力側サイドギアから車輪側に配分する差動機構と、
   前記デフケースとクラッチ部材との間に設けられた差動制限用の摩擦クラッチと、
   前記クラッチ部材とサイドギアとの間に設けられ、これらの間に差動トルクが掛かるとカムスラスト力を発生し、クラッチ部材を介して前記摩擦クラッチを押圧するカム手段と、
   電磁石によってアーマチャを移動操作し、前記デフケースに押圧して摩擦抵抗を発生させる摩擦抵抗発生手段と、
   前記摩擦抵抗発生手段の摩擦抵抗を前記クラッチ部材に伝達する伝達手段とを備え、
   前記電磁石によって摩擦抵抗発生手段を作動させると、発生した摩擦抵抗により前記伝達手段を介して前記クラッチ部材の回転が制動され、差動トルクを受けて前記カム手段が作動し、前記摩擦クラッチを締結させて差動を制限することを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１に記載された発明であって、
   前記摩擦クラッチとカム手段が前記差動機構の軸方向一側に配置され、前記摩擦抵抗発生手段が差動機構の軸方向他側に配置されており、
   前記伝達手段が、
   前記アーマチャに形成されたギア部と、
   前記クラッチ部材に形成されたギア部と、
   アーマチャの前記ギア部と噛み合う第１のピニオンギアと、
   クラッチ部材の前記ギア部と噛み合う第２のピニオンギアと、
   前記第１と第２のピニオンギアを連結するシャフト部材とからなることを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項１または請求項２に記載された発明であって、
   前記摩擦クラッチが、コーンクラッチであることを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項１または請求項２に記載された発明であって、
   前記摩擦クラッチが、多板クラッチであることを特徴とするデファレンシャル装置。

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