JP4213391B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、伝達トルクを受けて作動するカム機構によって差動制限用摩擦クラッチを締結するデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来のデファレンシャル装置３０１を示している。
【０００３】
このデファレンシャル装置３０１は、デフケース３０３、ベベルギア式の差動機構３０５、一対のプレッシャーリング３０７、一対のカム３０９、一対の多板クラッチ３１１などから構成されている。
【０００４】
差動機構３０５は、ピニオンシャフト３１３上に支承されたピニオンギア３１５と、ピニオンギア３１５と噛み合った出力側の左サイドギア３１７と右サイドギアからなり、各プレッシャーリング３０７はデフケース３０３の内周に軸方向移動自在にスプライン連結されている。
【０００５】
各カム３０９は上記のピニオンシャフト３１３の先端部と各プレッシャーリング３０７との間に形成されており、各多板クラッチ３１１はデフケース３０３と各サイドギアとの間に配置されている。また、各プレッシャーリング３０７には押圧部３１９が形成されており、この押圧部３１９はそれぞれ各サイドギアと各多板クラッチ３１１との間に配置されている。
【０００６】
エンジンの駆動力はデフケース３０３を回転させ、デフケース３０３の回転は各プレッシャーリング３０７から各カム３０９を介して差動機構３０５に伝達され、出力側サイドギアから左右の車輪側に配分される。
【０００７】
このとき、伝達トルクを受けて各カム３０９が作動し、生じたカムスラスト力によって各プレッシャーリング３０７が各多板クラッチ３１１に押圧されると共に、ピニオンギア３１５との噛み合いによって各サイドギアに生じた噛み合い反力が各プレッシャーリング３０７を介して各多板クラッチ３１１を押圧する。
【０００８】
伝達トルクに比例して大きくなる各サイドギアの噛み合い反力と各カム３０９のカムスラスト力によって各多板クラッチ３１１が締結されると、これらの摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が得られ、差動機構３０５の差動が制限される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
デファレンシャル装置３０１では、プレッシャーリング３０７の押圧部３１９がサイドギアと多板クラッチ３１１との間に配置されているから、多板クラッチ３１１の収容スペースがそれだけ狭くなっている。
【００１０】
多板クラッチ３１１の差動制限力を強化するには、クラッチ板の枚数を増やすか、カム３０９の角度を変更する必要がある。しかし、クラッチ板の枚数を増やせば、デフケース３０３が大型化してデファレンシャル装置３０１の車載性が低下する上に、デフケース３０３の設計変更に伴ってコストが上昇する。また、カム３０９の角度を変更するには、プレッシャーリング３０７とピニオンシャフト３１３の設計変更が必要であり、コストが上昇する。
【００１１】
また、プレッシャーリング３０７は押圧部３１９を設けたことにより形状が複雑になっており、鍛造加工などの塑性加工が難しく、従って、機械加工が必要であり、それだけ製造コストが高い。
【００１２】
また、プレッシャーリング３０７（押圧部３１９）とサイドギアは、サイドギアの噛み合い反力を受けながら互いに摺動するから、これらの磨耗を防止するために、摺動部の潤滑促進、耐磨耗性（硬度）の改善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。
【００１３】
そこで、この発明は、伝達トルクを受けて作動するカム機構により差動制限用摩擦クラッチを締結するように構成され、大型化とコストの上昇とを伴わずに、差動制限力を強化することができる動力伝達装置（デファレンシャル装置）の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の動力伝達装置は、原動機の駆動力によって回転するデフケースと、ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合った一対の出力側サイドギアからなるベベルギア式の差動機構と、前記デフケースとサイドギアとの間に配置され、差動を制限する摩擦クラッチと、前記デフケースに移動自在に連結されたプレッシャーリングと、前記ピニオンシャフトとプレッシャーリングとの間に設けられ、伝達トルクを受けて作動し各プレッシャーリングを介して前記摩擦クラッチを押圧するカム機構とを備え、前記プレッシャーリングとサイドギアとが、それぞれの軸方向投影が互いに重ならないように配置され、前記プレッシャーリングの内周が前記出力側サイドギアの外周を支承することを特徴とする。
また、請求項２の動力伝達装置は、請求項１記載の動力伝達装置であって、
前記摩擦クラッチを前記カム機構の作動方向と同方向に押圧するように、前記出力側サイドギア間に皿ばねを配置したことを特徴とする。
【００１５】
このように、請求項１、２の発明の動力伝達装置では、プレッシャーリングを、その軸方向投影がサイドギアの軸方向投影と重ならない形状にしたから、プレッシャーリング３０７の押圧部３１９とサイドギアのそれぞれの軸方向投影が互いに重なっている従来例と較べて、摩擦クラッチの収容スペースが広くなっている。
【００１６】
例えば、摩擦クラッチが多板クラッチである場合は、広くなった収容スペースで、クラッチ板の枚数を増やすことが可能になり、多板クラッチの差動制限力を強化することができる。
【００１７】
従って、差動制限力を強化するために、カム機構の角度を変更する必要がなくなり、カム角の変更に伴うプレッシャーリングとピニオンシャフトの設計変更、コストの上昇が防止され、また、デフケースを大型化する必要もなくなり、デフケースの大型化に伴うデファレンシャル装置の車載性低下、デフケースの設計変更、コスト上昇が防止される。
【００１８】
また、プレッシャーリングは、従来例のような押圧部３１９がなく、それだけ形状がシンプルであるから、鍛造加工、塑性加工のような低コストの加工方法を採ることが可能になり、それだけ製造コストが低減される。
【００１９】
また、軸方向投影が互いに重ならないプレッシャーリングとサイドギアは、サイドギアの噛み合い反力を受けながら摺動することがなくなるから、これらの磨耗を防止するための、潤滑促進、耐磨耗性（硬度）改善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。
また、請求項１の発明では、プレッシャーリングの内周が出力側サイドギアの外周を支承するので、カム機構がプレッシャーリングを介して摩擦クラッチを押圧する際にサイドギアが傾斜することがなくプレッシャーリングと共にサイドギアによって摩擦クラッチを均一に押圧することができ、安定した摩擦クラッチの締結が得られる。
また、請求項２の発明では、サイドギヤ間に皿ばねを配置することにより、サイドギアを介して摩擦クラッチにイニシャルトルクを安定して付与することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１と図２によってデファレンシャル装置１（一実施形態の動力伝達装置）の説明をする。左右の方向は図１と図２及びデファレンシャル装置１を用いた車両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。
【００２１】
デファレンシャル装置１は、デフケース３、プレッシャーリング５，５、カム７，７（カム機構）、ベベルギア式の差動機構９、多板クラッチ１１，１１（摩擦クラッチ）、皿ばね１３，１５などから構成されている。
【００２２】
デファレンシャル装置１はデフキャリヤの内部に配置されており、このデフキャリヤにはオイル溜りが設けられている。
【００２３】
デフケース３は、ケーシング本体１７とカバー１９からなり、カバー１９はボルト２１でケーシング本体１７の左側開口部に固定されている。
【００２４】
デフケース３の左右のボス部２３，２５はベアリングによってデフキャリヤに支承されている。また、デフケース３にはリングギアが固定されており、このリングギアはドライブピニオンギアと噛み合っている。このドライブピニオンギアは動力伝達系を介してトランスミッション側に連結されており、エンジン（原動機）の駆動力はトランスミッションとこの動力伝達系とを介してデフケース３を回転駆動する。
【００２５】
デフケース３（ケーシング本体１７）の内周には、軸方向の溝２７が全周にわたって等間隔に設けられている。また、図２に拡大して示したように、各プレッシャーリング５は外周に設けられた凸部２９をこの溝２７と係合することによって、デフケース３に対し軸方向移動自在に連結されている。
【００２６】
また、図１のように、各プレッシャーリング５の凸部２９は、それぞれ下記の多板クラッチ１１に近接した箇所に設けられている。
【００２７】
カム７，７は、差動機構９のピニオンシャフト３１の先端部分に形成されたカム面３３，３３と各プレッシャーリング５に形成されたカム面３５，３５とによって構成されており、デフケース３の回転は溝２７と凸部２９から各プレッシャーリング５とカム７，７とを介してピニオンシャフト３１に伝達され、差動機構９に入力する。
【００２８】
このとき、カム７，７はプレッシャーリング５，５とピニオンシャフト３１との間で伝達されるトルクを受けて作動し、生じたカムスラスト力によってプレッシャーリング５，５を多板クラッチ１１，１１に押圧し締結させる。
【００２９】
差動機構９は、上記のピニオンシャフト３１と、各ピニオンシャフト３１上に回転自在に支承されたピニオンギア３７と、左右から各ピニオンギア３７と噛み合った出力側のサイドギア３９，４１とで構成されている。
【００３０】
また、図１，２のように、各プレッシャーリング５は、その軸方向投影がサイドギア３９，４１の軸方向投影と重ならない形状に形成されていると共に、各プレッシャーリング５の内周はサイドギア３９，４１の外周と接触しており、サイドギア３９，４１はこのように各プレッシャーリング５によって支承されている。
【００３１】
各ピニオンシャフト３１はハブ４３を中心にし周方向等間隔で放射状に形成されている。
【００３２】
各サイドギア３９，４１にはそれぞれの軸方向外側にボス部４５，４７が形成されており、各ボス部４５，４７はカバー１９とケーシング本体１７に形成された支承部４９，５１によってそれぞれ支持されている。
【００３３】
また、左サイドギア３９はボス部４５のスプライン５３に係合した車軸を介して左車輪側に連結されており、右サイドギア４１はボス部４７のスプライン５５に係合した車軸を介して右車輪側に連結されている。
【００３４】
また、各プレッシャーリング５にはピニオンギア３７と対向する位置に球面ワッシャ部５７が形成されており、これらの球面ワッシャ部５７は各ピニオンギア３７の背面を支持し、その遠心力と噛み合い反力とを受けている。
【００３５】
各多板クラッチ１１はそれぞれケーシング本体１７の内周とサイドギア３９，４１（ボス部４５，４７）の外周との間に配置されている。
【００３６】
そのアウタープレート５９の外周には凸部６１が等間隔に設けられており、各アウタープレート５９はこれらの凸部６１をケーシング本体１７の溝２７に係合することによってデフケース３に対し軸方向移動自在に連結されている。
【００３７】
また、サイドギア３９，４１（ボス部４５，４７）の外周には軸方向の溝６３が全周にわたって等間隔に設けられている。インナープレート６５の内周には、凸部６７が等間隔に設けられており、各インナープレート６５はこれらの凸部６７をボス部４５，４７の溝６３に係合することによってサイドギア３９，４１に対し軸方向移動自在に連結されている。
【００３８】
ピニオンシャフト３１のハブ４３と各サイドギア３９，４１との間には、一対のリテーナ７３が配置されている。皿ばね１３，１５は、各リテーナ７３の内周側に形成されたフランジ部７５，７５の間に、ワッシャ７７を挟んで互いに反対向きに配置されており、それぞれの外周をハブ４３の内周で支持されてセンターリングされ、倒れが防止されている。
【００３９】
デファレンシャル装置１の組み付けが終了した状態で、各皿ばね１３，１５はリテーナ７３，７３の間でそれぞれ所定の撓みが与えられ、リテーナ７３，７３とサイドギア３９，４１とを介して多板クラッチ１１，１１を押圧し、イニシャルトルクを与えている。
【００４０】
デフケース３を回転させるエンジンの駆動力は、プレッシャーリング５，５からカム７，７を介してピニオンシャフト３１に伝達され、ピニオンギア３７からサイドギア３９，４１に配分され、左右の車輪側に伝達される。
【００４１】
また、発進時、加速時、悪路走行中などに車輪間に駆動抵抗差が生じると、エンジンの駆動力はピニオンギア３７の自転によって左右の車輪に差動配分される。
【００４２】
また、車両の走行中は、前進走行と後進走行の両方で、ピニオンギア３７との噛み合いによりサイドギア３９，４１に噛み合い反力が生じ、サイドギア３９，４１はこの噛み合い反力によって多板クラッチ１１，１１をデフケース３との間で押圧する。
【００４３】
さらに、上記のように伝達トルクを受けてカム７，７が作動し、プレッシャーリング５，５によって多板クラッチ１１，１１が押圧される。
【００４４】
サイドギア３９，４１の噛み合い反力とカム７，７のカムスラスト力はそれぞれ伝達トルクに比例して大きくなるから、これらの力によって多板クラッチ１１，１１が締結されると、その摩擦抵抗によってトルク感応型の差動制限機能が得られ、差動機構９の差動が制限される。
【００４５】
デファレンシャル装置１に大きな駆動力が掛かる発進時や加速時などには、トルク感応型の差動制限機能によって差動制限力が強化されるから、車両の操縦性や安定性が大きく向上する。
【００４６】
また、多板クラッチ１１，１１には、皿ばね１３，１５によって与えられる上記のイニシャルトルクにより、伝達トルクや差動回転速度とは無関係に、一定の差動制限力が与えられている。
【００４７】
従って、発進時や加速時、あるいは、悪路走行中のように、片輪が大きく空転しトルク感応型差動制限機能が低下するような条件下でも、このイニシャルトルクによって、発進性、加速性、悪路走破性などの低下が防止され、車体の挙動が安定し、操縦性が大きく向上する。
【００４８】
デフケース３には開口７９，８１，８３が設けられており、ボス部２３，２５の内周には螺旋状のオイル溝８５，８７が設けられている。オイル溜りのオイルはデフケース３の回転に伴ってこれらの開口７９，８１，８３とオイル溝８５，８７からデフケース３に流出入する。
【００４９】
流出入したオイルは、カム７，７（カム面３３，３５）、多板クラッチ１１，１１、プレッシャーリング５，５の内周とサイドギア３９，４１の外周との摺動部、支承部４９，５１、各ギア３７，３９，４１の噛み合い部、ピニオンシャフト３１とピニオンギア３７との摺動面、球面ワッシャ部５７、プレッシャーリング５，５の係合部である凸部２９と溝２７、皿ばね１３，１５とハブ４３とワッシャ７７とリテーナ７３との摺動部などを充分に潤滑・冷却し、耐久性を高めている。
【００５０】
こうして、デファレンシャル装置１が構成されている。
【００５１】
デファレンシャル装置１は、上記のように、プレッシャーリング５，５を、その軸方向投影がサイドギア３９，４１の軸方向投影と重ならない形状にしたから、従来例と較べて、多板クラッチ１１，１１の収容スペースが広くなっており、それだけアウタープレート５９とインナープレート６５の収容枚数が増加し、差動制限力が強化されている。
【００５２】
従って、差動制限力を強化するために、カム７，７（カム面３３，３５）の角度を変更する必要がなくなり、カム角の変更に伴うプレッシャーリング５，５とピニオンシャフト３１の設計変更とコストの上昇が防止され、また、デフケース３を大型化する必要もなくなり、デフケース３の大型化に伴うデファレンシャル装置１の車載性低下、デフケース３の設計変更、コスト上昇などが防止される。
【００５３】
また、プレッシャーリング５，５は、従来例のような押圧部３１９がなく、形状がシンプルであるから、鍛造加工、塑性加工のような低コストの加工方法を採ることが可能になり、それだけ製造コストが低減される。
【００５４】
また、軸方向投影が互いに重ならないプレッシャーリング５，５とサイドギア３９，４１は、サイドギア３９，４１の噛み合い反力を受けながら摺動することがなくなるから、磨耗防止のための、潤滑促進、耐磨耗性（硬度）改善などの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇が防止される。
【００５５】
なお、本発明のデファレンシャル装置において、摩擦クラッチは多板クラッチの他に、円錐クラッチでもよい。
【００５６】
円錐クラッチの場合も、本発明によれば、円錐部を長くし（摺動面面積を増やし）てクラッチ容量を大きくすることができるから、差動制限力の強化が可能になる。
【００５７】
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配分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配分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配分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。
【００５８】
【発明の効果】
請求項１のデファレンシャル装置は、摩擦クラッチ用の広い収容スペースが得られるから、クラッチ容量を増やして差動制限力を強化することが可能である。
【００５９】
また、差動制限力を強化するために、カム機構の角度を変更する必要がなくなり、これに伴うプレッシャーリングとピニオンシャフトの設計変更、コストの上昇が防止され、デフケースを大型化する必要がなくなり、これに伴うデファレンシャル装置の車載性低下、デフケースの設計変更、コスト上昇が防止される。
【００６０】
また、プレッシャーリングの形状がシンプルになって低コストの加工方法が可能になり、製造コストが低減される。
【００６１】
また、プレッシャーリングとサイドギアの磨耗を防止するための潤滑促進、耐磨耗性（硬度）改善などの配慮が不要になり、これに伴うコストの上昇が防止される。
また、請求項１の発明によればプレッシャーリングの内周が出力側サイドギアの外周を支承するので、カム機構がプレッシャーリングを介して摩擦クラッチを押圧する際にサイドギアが傾斜することがなくプレッシャーリングと共にサイドギアによって摩擦クラッチを均一に押圧することができ、安定した摩擦クラッチの締結が得られる。
さらに、請求項２の発明によれば、サイドギヤ間に皿ばねを配置することにより、サイドギアを介して摩擦クラッチにイニシャルトルクを安定して付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態の断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【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（動力伝達装置）
３ デフケース
５，５ プレッシャーリング
７，７ カム（カム機構）
９ ベベルギア式差動機構
１１，１１ 多板クラッチ（摩擦クラッチ）
３１ ピニオンシャフト
３７ ピニオンギア
３９，４１ 出力側サイドギア

Claims (2)

1. 原動機の駆動力によって回転するデフケースと、
   ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合った一対の出力側サイドギアからなるベベルギア式の差動機構と、
   前記デフケースとサイドギアとの間に配置され、差動を制限する摩擦クラッチと、
   前記デフケースに移動自在に連結されたプレッシャーリングと、
   前記ピニオンシャフトとプレッシャーリングとの間に設けられ、伝達トルクを受けて作動し各プレッシャーリングを介して前記摩擦クラッチを押圧するカム機構とを備え、
   前記プレッシャーリングとサイドギアとが、それぞれの軸方向投影が互いに重ならないように配置され、前記プレッシャーリングの内周が前記出力側サイドギアの外周を支承することを特徴とする動力伝達装置。
2. 請求項１記載の動力伝達装置であって、
   前記摩擦クラッチを前記カム機構の作動方向と同方向に押圧するように、前記出力側サイドギア間に皿ばねを配置したことを特徴とする動力伝達装置。

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