JP4722621B2 - 駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のデファレンシャル装置に関し、特に左右の車輪への駆動力配分比を制御する駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置に関する。

車両、例えば４輪駆動車では種々の路面状況等の走行状態において駆動力の確保及び走行安定性や運動性能を向上させるため、種々の駆動力制御装置が開発され実用化されている。最近では、左右の車輪の駆動力配分比を積極的に制御して車両の旋回性能を向上させる駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置が提案されている。

例えば、図１２にスケルトン図を示すようにセンタデファレンシャル装置によって配分された一方の駆動力をドライブピニオン１０２及びドリブンギヤ１０３からなるベベルギヤ機構によってデファレンシャルケース１０４に伝達し、デファレンシャルケース１０４内のギヤ機構１０５から左右のドライブ軸１０６を介して左右の車輪に伝達するデファレンシャル１０１において、デファレンシャルケース１０４の両側部にそれぞれ、ドライブ軸１０６に第１サンギヤ１０７ａが固着され、第１サンギヤ１０７ａに噛み合う第１ピニオン１０７ｂ、第１ピニオン１０７ｂと一体回転する第２ピニオン１０７ｃ、ドライブ軸１０６に回転自在に支持されて第２ピニオン１０７ｃに噛み合う第２サンギヤ１０７ｄを有するプラネタリギヤ１０７を配置し、デファレンシャルケース１０４と第２サンギヤ１０７ｄとの間に多板クラッチ機構１０８を配置し、これらデファレンシャルケース１０４とギヤ機構１０５により差動機構部を構成すると共に、プラネタリギヤ１０７と多板クラッチ機構１０８により駆動力配分機構部を構成する。

そして、駆動力の要求配分比に応じて左右の多板クラッチ機構１０８を係合制御して、ドライブピニオン１０２から入力される駆動力を左右のドライブ軸１０６に配分する車両用デファレンシャル装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、左右の多板クラッチ機構１０８は、共に完全係合することがないように設定され、左右の多板クラッチ機構１０８のうち一方が完全係合した状態では他方の多板クラッチ機構１０８はスリップ係合するようになっている。

また、図１３にスケルトン図を示すように、センタデファレンシャル装置によって配分された一方の駆動力をドライブピニオン１１２及びドリブンギヤ１１３からなるベベルギヤ機構によってデファレンシャルケース１１４に伝達し、デファレンシャルケース１１４に配置された複合プラネタリギヤ式差動機構１１５から左右のドライブ軸１１６、１１７を介して左右の車輪に伝達する差動機構部を備えたデファレンシャル１１１において、デファレンシャルケース１１４に第１歯車１２１、キャリヤ１１８に第２歯車１２２、右側のドライブ軸１１６に第３歯車１２３を固定し、これら回転軸芯上の歯車１２１、１２２、１２３と噛み合う第４、第５、第６の歯車１２４、１２５、１２６を同一回転軸芯上に配置すると共に、第４歯車１２４と第５歯車１２５との間に第１多板クラッチ機構１２７を配置し、第４歯車１２４と第６歯車１２６の間に第２多板クラッチ機構１２８を配置して駆動力配分機構部を構成する。

そして、駆動力の要求配分比に応じて第１多板クラッチ機構１２７を係合するとキャリヤ１１８側から左ドライブ軸１１７に駆動力が多く配分され、第２多板クラッチ機構１２８を係合させると右ドライブ軸１１６に駆動力を多く配分させる車両用デファレンシャル装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２６２１５５号公報 特開平１０−１２９２９４号公報

上記特許文献１の車両用デファレンシャル装置によると、デファレンシャルケース１０４の両側に配置された左右の油圧式多板クラッチ機構１０８の係合制御により左右の車輪の一方から他方へ駆動トルクを流して左右車輪の駆動力配分比を制御することができる。しかし、左右の多板クラッチ機構１０８を同時に完全係合ができない構成であり、左右の車輪を直結化して差動を制限する、いわゆるＬＳＤ機能を備えておらず、特に低μ路における駆動力の確保が困難であり十分な走破性が達成できないおそれがある。また、デファレンシャルケース１０４及びギヤ機構１０５による差動機構部と、プラネタリギヤ１０７及び多板クラッチ機構１０８による駆動力配分機構部がそれぞれ個別に配置されることから、構成が複雑化すると共に、デファレンシャル装置の大型化及び重量の増加を招き、車載性や燃費に影響を与える。

更に、プラネタリギヤ１０７はリングギヤを備えない複合プラネタリギヤによって構成され、比較的小径で歯車強度が制限される第１サンギヤ１０７ａ及び第２サンギヤ１０７ｂに荷重が繰り返し入力されることからプラネタリギヤ１０７に入力される入力トルクが制限されて、左右の車輪の駆動力配分比の制御が制限されて駆動力制御機能が制限される。一方、十分な入力トルクを確保するために第１サンギヤ１０７ａ及び第２サンギヤ１０７ｂを大径化するとプラネタリギヤ１０７が大きくなり更にデファレンシャル装置の大型化及び重量の増加を招く要因となる。

一方、特許文献２の車両用デファレンシャル装置によると、デファレンシャルケース１１４と複合プラネタリギヤ式差動機構１１５による差動機構部及び互いに噛み合う第１歯車１２１と第４歯車１２４、第２歯車１２２と第５歯車１２５、第３歯車１２３と第６歯車１２６による３列の外歯歯車列と第１、第２多板クラッチ１２７、１２８による駆動力配分機構部とにより駆動力配分比を制御することができる。しかし、各歯車列及び第１、第２多板クラッチ１２７、１２８による駆動力配分機構部がドライブ軸１０６、１０７の回転軸芯に対して偏倚して配置され、かつ差動機構部と駆動力配分機構部がそれぞれ個別に配置されることから構成が複雑化すると共にデファレンシャル装置の大型化及び重量の増加を招き、車載性や燃費に影響を与えることが懸念される。

また、差動機構１１５がリングギヤを備えない複合プラネタリギヤによって構成され、比較的小径で歯車強度が制限されるサンギヤに荷重が繰り返し入力されることから差動機構１１５に入力される入力トルクが制限されて、設計の自由度が制限される。一方、十分な入力トルクを確保するためにサンギヤを大径化すると差動機構１１５が大きくなりデファレンシャル装置の大型化及び重量の増加を招く要因となる。

従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、構成の簡素化を図ると共に小型で車載性に優れ、かつ左右の車輪への駆動力配分制御の設計自由度が大きく、旋回走行性、走破性の向上が図れる駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に記載の車両用デファレンシャル装置は、左右の車輪への駆動力配分比を制御する駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、上記車両用デファレンシャル装置は、デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持された入力軸に一体に設けられたドライブギヤと、上記入力軸と軸交して上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され、かつ上記ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と、該ドリブンギヤ軸の両端側に、該ドリブンギヤ軸と同軸芯上に配置されて上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され外端部がそれぞれ左右の車輪に動力伝達可能に連結された左右のドライブ軸と、上記ドリブンギヤ軸の各端部にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、上記各ドライブ軸の内方端部に設けられた第２リングギヤと、上記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつ上記第２リングギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤを備えた左右のプラネタリギヤ機構と、該各プラネタリギヤ機構のキャリヤと上記デファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、上記各プラネタリギヤ機構のキャリヤとドリブン軸との間に配置された左右のクラッチ機構と、上記各ブレーキ機構及びクラッチ機構を車両の走行状態に応じて係合制御する制御手段とを備え、上記第１リングギヤの歯数をＺｒ１、第１ピニオンの歯数をＺｐ１、第２ピニオンの歯数をＺｐ２、第２リングギヤの歯数をＺｒ２とするとき、（Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｒ２）＞１であることを特徴とする。

上記目的を達成する請求項２に記載の車両用デファレンシャル装置は、左右の車輪への駆動力配分比を制御する駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、上記車両用デファレンシャル装置は、デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持された入力軸に一体に設けられたドライブギヤと、上記入力軸と軸交して上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され、かつ上記ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と、該ドリブンギヤ軸の両端側に、該ドリブンギヤ軸と同軸芯上に配置されて上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され外端部がそれぞれ左右の車輪に動力伝達可能に連結された左右のドライブ軸と、上記ドリブンギヤ軸の各端部にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、上記各ドライブ軸の内方端部に設けられたサンギヤと、上記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつ上記サンギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤを備えた左右のプラネタリギヤ機構と、該各プラネタリギヤ機構のキャリヤと上記デファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、上記各プラネタリギヤ機構のキャリヤとドリブン軸との間に配置された左右のクラッチ機構と、上記各ブレーキ機構及びクラッチ機構を車両の走行状態に応じて係合制御する制御手段とを備え、上記第１リングギヤの歯数をＺｒ１、第１ピニオンの歯数をＺｐ１、第２ピニオンの歯数をＺｐ２、サンギヤの歯数をＺｓとするとき、（Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｓ）＞１であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、上記左右の車輪への駆動力配分は、上記左右の両ブレーキ機構が解放状態では左右のクラッチ機構の係合状態に応じて配分されることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、転舵走行時における上記左右の車輪への駆動力配分は、旋回外方側のブレーキ機構を係合すると共に旋回外方側のクラッチ機構を解放して旋回外側のプラネタリギヤ機構による変速トルクを旋回外方側の車輪に配分し、旋回内方側のクラッチ機構を解放すると共に旋回内方側のブレーキ機構を解放して旋回内方側のプラネタリギヤ機構のキャリヤの回転を可能にして左右の車輪に不等にトルク配分することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４項のいずれか１項の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、上記クラッチ機構及びブレーキ機構は、それぞれドリブンギヤ軸に同軸芯上に配置された多板摩擦係合手段によって構成され、上記クラッチ機構は、クラッチドラムが上記プラネタリギヤ機構のキャリヤに動力伝達可能に結合され、クラッチハブが上記ドリブンギヤ軸に動力伝達可能に結合され、上記ブレーキ機構は、ブレーキドラムがデファレンシャルキャリヤケースに設けられ、ブレーキハブが上記クラッチドラムに一体形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によると、ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と同軸芯上に左右のドライブ軸を配置し、これらドリブンギヤ軸の各端部と左右のドライブ軸との間に、各ドリブンギヤ軸にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、各ドライブ軸に設けられた第２リングギヤと、第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつ第２リングギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤとを備えた左右のプラネタリギヤ機構を配置すると共に、各プラネタリギヤ機構のキャリヤとデファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、各キャリヤとドリブンギヤ軸との間に配置された左右のクラッチ機構と備え、制御装置により走行状態に応じて各クラッチ機構及び各ブレーキ機構を係合制御することによって左右の車輪の差動機能及び差動制限機能が得られ、差動機構部と駆動力配分機構部を個別に配置していた従来のデファレンシャル装置に比べて構成の簡素化、小型化及び軽量化が得られ、車載性の向上及び燃費の向上が期待できる。

更に、プラネタリギヤ機構の歯車諸元変更やブレーキ機構及びクラッチ機構の係合制御により種々の車輪への駆動力配分比が容易に得られ、駆動力配分制御の設計自由度が大きく、旋回走行性の向上及び走破性の向上が図れる。

また、ドリブンギヤ軸からの駆動力を比較的大径で歯車強度に優れた第１リングギヤに入力し、第２リングギヤからドライブ軸に出力することによってドリブンギヤ軸からプラネタリギヤ機構に伝達する入力トルク及びプラネタリギヤ機構からドライブ軸へ伝達する出力トルクの制限が緩和されて設計の自由度が確保できる。

また、プラネタリ機構をサンギヤを有しない複合プラネタリギヤによって構成することから、一体形成された第１ピニオン及び第２ピニオンからなるピニオン体における相互の軸芯間が小さく抑制でき、第１リングギヤ及び第２リングギヤの小径化が可能で各プラネタリ機構の小径化に伴ってデファレンシャル装置の外径の縮小が可能になり、更にデファレンシャル装置１の小型化及び軽量化が得られる。

また、プラネタリギヤ機構の第１ピニオン及び第２ピニオンがそれぞれ第１リングギヤ及び第２リングギヤで覆われて回転に伴う潤滑油の攪拌抵抗の減少が得られ、燃費の向上が期待できる。

請求項２の発明によると、ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と同軸芯上に左右のドライブ軸を配置し、これらドリブンギヤ軸の各端部と左右のドライブ軸との間に、各ドリブンギヤ軸にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、各ドライブ軸に設けられたサンギヤと、第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつサンギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤとを備えた左右のプラネタリギヤ機構を配置すると共に、各プラネタリギヤ機構のキャリヤとデファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、各キャリヤとドリブンギヤ軸との間に配置された左右のクラッチ機構と備え、制御装置により走行状態に応じて各クラッチ機構及び各ブレーキ機構を係合制御することによって左右の車輪の差動機能及び差動制限機能が得られ、差動機構部と駆動力配分機構部を個別に配置していた従来のデファレンシャル装置に比べて構成の簡素化、小型化及び軽量化が得られ、車載性の向上及び燃費の向上が期待できる。

更に、プラネタリギヤ機構の歯車諸元変更やブレーキ機構及びクラッチ機構の係合制御により種々の車輪への駆動力配分比が容易に得られ、駆動力配分制御の設計自由度が大きく、旋回走行性の向上及び走破性の向上が図れる。

また、ドリブンギヤ軸からの駆動力を比較的大径で歯車強度に優れた第１リングギヤに入力し、サンギヤからドライブ軸に出力することによってドリブンギヤ軸からプラネタリギヤ機構に伝達する入力トルクの制限が緩和されて設計の自由度が確保できる。また、第１リングギヤが歯車強度に優れることから第１リングギヤの歯幅を減少することによって、デファレンシャル装置の軸方向の短縮が期待できる。更に、プラネタリギヤ機構の第１ピニオンが第１リングギヤで覆われて回転に伴う潤滑油の攪拌抵抗の減少が得られ、燃費の向上が期待できる。

請求項３は、駆動力配分制御の具体例であって、左右の両ブレーキ機構が解放状態においては、左右のクラッチ機構の係合状態に応じて左右の車輪に駆動力を配分することができる。

請求項４の発明によると、転舵走行時において旋回外方側のブレーキ機構を係合すると共にクラッチ機構を解放して旋回外側のプラネタリギヤ機構による変速トルクを旋回外方側のドライブ軸に配分し、旋回内方側のクラッチ機構を解放すると共にブレーキ機構を解放し、かつ旋回内方側のプラネタリギヤ機構のキャリヤの回転を可能にすることで、旋回走行時の効率的な駆動力配分が得られる。

請求項５の発明によると、クラッチ機構及びブレーキ機構をドリブンギヤ軸に同軸芯上に配置された多板摩擦係合手段によって構成し、クラッチ機構のクラッチドラムにブレーキ機構のブレーキハブを一体形成することによって、クラッチドラムとブレーキハブの共用化が得られ、構成の簡素化が得られ、特にクラッチドラムの外周にブレーキハブを対向配置することによってデファレンシャルキャリヤケースの左右方向の短縮が得られ、小型化及び軽量化が得られて車載性が向上する。

以下、本発明による駆動力制御機構を備えた車両用デファレンシャル装置の実施の形態を図を参照して説明する。

（第１実施の形態）
本発明による駆動力制御機構を備えた車両用デファレンシャル装置の第１実施の形態を図１乃至図１０を参照して説明する。なお、車両用デファレンシャル装置はほぼ左右対称構成であり、説明の便宜上デファレンシャル装置において左側及び右側において対応する部分に同一符号を付すと共に左側の部分に「Ｌ」、右側の部分に「Ｒ」を付し、左側部分を主に説明して対応する右側部分の詳細な説明は省略する。

図１は本実施の形態による車両用デファレンシャル装置を備えた４輪駆動車の駆動系の概略構成を示す図、図２はデファレンシャル装置のスケルトン図、図３はデファレンシャル装置の構成を示す図、図４は図３のＬ部拡大図、図５は図３のＲ部拡大図である。

図１において、符号Ｅは車両前部に配置されたエンジンを示し、エンジンＥの駆動力がトルクコンバータ１から自動変速機２に入力され、この変速出力がトランスファ装置３によって分配されて一方が前輪用のフロントドライブ軸４を介してフロントデファレンシャル装置５に伝達されて左右の車輪６Ｌ、６Ｒに動力伝達され、他方が後輪用のリヤドライブ軸７に伝達される。これらトルクコンバータ１、自動変速機２、トランスファ装置３、フロントデファレンシャル装置５が共に車体前部において単一のハウジングに収容されてトランスアクスル型パワーユニットを形成している。

リヤドライブ軸７から車体前後方向に沿って延在するプロペラ軸８を介して車体後部に配置されたデファレンシャル装置１０に動力伝達され、デファレンシャル装置１０からドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒを介して左右の車輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。

デファレンシャル装置１０は、図３に示すようにデファレンシャルキャリヤ１２及び左右のサイドハウジング１８Ｌ、１８Ｒからなる中空状のデファレンシャルキャリヤケース１１を有している。

デファレンシャルキャリヤ１２は、前後方向に延在する筒状の前部１３と、前部１３の後端に連続形成された中空状のセンタハウジング部１４と、センタハウジング部１４から車幅方向に延在する回転中心軸芯に沿って左右に延在する筒状のサイドハウジング部１５Ｌ、１５Ｒとが一体形成された中空の平面視略Ｔ字状に形成され、更にセンタハウジング部１４とサイドハウジング部１５Ｌ及びセンタハウジング部１４とサイドハウジング部１５Ｒを区画する仕切壁１６Ｌ、１６Ｒが形成されている。また、これら仕切壁１６Ｌ及び１６Ｒに回転中心軸芯に沿って延在する円筒状の固定軸１７Ｌ、１７Ｒが一体に延設されている。センタハウジング部１４の後端に開口する開口部１４ａがカバー１４Ａによって塞がれている。このデファレンシャルキャリヤ１２内に各部の歯車機構等を潤滑するための潤滑油が貯留されている。

左右のサイドハウジング１８Ｌ、１８Ｒは、それぞれ内方端がデファレンシャルキャリヤ１２のサイドハウジング部１５Ｌ及び１５Ｒの各側端部に接合し、サイドハウジング１８Ｌ、１８Ｒの各外方端に軸貫通孔１９ａが開口するサイドカバー１９Ｌ、１９Ｒが結合されている。

デファレンシャルキャリヤ１２の前部１３内にベアリング等を介して前後方向に延在する入力軸であるドライブピニオン２１が回転自在に支持され、ドライブギヤであるピニオン２１ａがセンタハウジング部１４内に突出する一方、ドライブピニオン２１の前端２１ｂがプロペラ軸８の後端に動力伝達可能に連結されている。

センタハウジング部１４内に、ドリブンギヤ支持軸２３がドライブピニオン２１と軸交して回転中心軸芯方向に延在し、その左右の端部２３Ｌ、２３Ｒがベアリングを介して仕切壁１６Ｌ、１６Ｒに回転自在に支持され、ドリブンギヤ支持軸２３の外周部にピニオン２１ａと噛み合うリング状のドリブンギヤ２２が取り付けられている。

ドリブンギヤ支持軸２３の端部２３Ｌ、２３Ｒに、各出力軸２４Ｌ、２４Ｒの内方端部が動力伝達可能にスプライン嵌合している。これらドリブンギヤ支持軸２３と左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒによってドリブンギヤ軸２５を形成している。

一方、左右のドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒがそれぞれ左右のサイドカバー１９Ｌ、１９Ｒの軸貫通孔１９ａを貫通すると共に、サイドカバー１９Ｌ、１９Ｒにベアリングを介して回転自在に支持されている。この左右のドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒの内方端と出力軸２４Ｌ、２４Ｒの外方端とは間隙を有して対向すると共に、これらドリブンギヤ支持軸２３、左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒ、左右のドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒが回転中心軸芯に沿ってかつ同軸芯上に配置されている。

図４に示すように、ドリブンギヤ支持軸２３の左側の端部２３Ｌに内端がスプライン嵌合する出力軸２４Ｌの外方端部と、ドライブ軸２６Ｌの内方端部との間はプラネタリギヤ機構３１Ｌによって動力伝達可能に連結され、出力軸２４Ｌとプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３８との間に左側のクラッチ機構４１Ｌが配置され、デファレンシャルキャリヤ１２のサイドハウジング部１５Ｌとキャリヤ３８との間に左側のブレーキ機構５１Ｌが配置されている。

プラネタリギヤ機構３１Ｌは、サンギヤのない複合プラネタリギヤによって構成され、出力軸２４Ｌの外方端部に第１リングギヤ支持部材３２ａを介して固設された第１リングギヤ３２と、ドライブ軸２６Ｌの内方端部に固設された第２リングギヤ３３と、第１リングギヤ３２に噛み合う第１ピニオン３４と第２リングギヤ３３に噛み合う第２ピニオン３５とが一体形成された複数のピニオン体３６と、この複数のピニオン体３６をそれぞれニードルベアリング３７ａを介して回転自在に支持する複数のピニオン軸３７を有するキャリヤ３８によって構成され、キャリヤ３８が出力軸２４Ｌ及びドライブ軸２６Ｌにベアリングを介して回転自在に支持されている。これら第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３は、第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５を収容する比較的大径に形成されて十分な歯車強度を確保している。

このプラネタリギヤ機構３１は、キャリヤ３８を固定した状態で出力軸２４Ｌから第１リングギヤ３２に入力された駆動力を増速して第２リングギヤ３３からドライブ軸２６Ｌに伝達するように第１リングギヤ３２、第１ピニオン３４、第２ピニオン３５、第２リングギヤ３２の各歯数がそれぞれ設定されている。

即ち、上記第１リングギヤ３２の歯数をＺｒ１、第１ピニオン３４の歯数をＺｐ１、第２ピニオン３５の歯数をＺｐ２、第２リングギヤ３３の歯数をＺｒ２とするとき、（Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｒ２）＞１を満足するように設定されている。

そして、かかるプラネタリギヤ機構３１Ｌは、第１、第２リングギヤ３２、３３及びこれら第１、第２リングギヤ３２、３３内に複数個配置される第１、第２ピニオン３４、３５の歯数を適切に設定することで差動機能を有する。

また、第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４と歯車列の噛み合い点及び第２リングギヤ３３と第２ピニオン３５の歯車列の噛み合い点に作用する分離荷重と接線荷重の合成力が第１、第２ピニオン３４、３５とピニオン軸３７との間のニードルベアリング３７ａに作用してピニオン軸３７に軸支された第１、第２ピニオン３４、３５の回転に対して摩擦トルクが発生し、この摩擦トルクにより出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの間の差動が制限される。即ちプラネタリギヤ機構３１Ｌは出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの差動を可能にすると共に、この差動を制限して出力軸２４Ｌからドライブ軸２６Ｌにトルク伝達する差動制限機能を備えている。

クラッチ機構４１Ｌは、油圧式多板摩擦係合手段によって構成され、固定軸１７Ｌ内を貫通して出力軸２４Ｌの外周面にニードルベアリングを介して回転自在に支持された円筒状の基部４２にクラッチドラム４３が設けられ、クラッチドラム４３の端部はプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３８に動力伝達可能に結合されている。一方、クラッチハブ４４は、その基端が第１リングギヤ支持部材３２ａを介して出力軸２４Ｌに動力伝達可能に結合されている。

更に、基部４２の外周面とクラッチドラム４３の内周面との間に摺動自在な環状のピストン４５が嵌挿され、クラッチドラム４３とピストン４５との間に油圧室４６Ｌが形成されている。油圧室４６Ｌとピストン４５を隔てた反対側において基部４２にクリップによってリテーナ４７が係止され、ピストン４５とリテーナ４７との間に配置されたリターンスプリング４８によってピストン４５に押圧力が付勢されている。

クラッチドラム４３の内周面に形成されたスプライン溝４３ａに外周が嵌合する複数のクラッチディスク４９ａと、クラッチハブ４４の外周面に形成されたスプライン溝４４ａに内周が嵌合する複数のクラッチディスク４９ｂが交互に配置され、クラッチドラム４３に固定されたスナップリング４９ｃに当接してリテニングプレート４９ｄが配置されている。

油圧室４６Ｌに供給される制御油圧でピストン４５を介して各クラッチディスク４９ａ、４９ｂをクラッチドラム４３に固定したスナップリング４９ｃに当接するリテニングプレート４９ｄに押圧して、互いに摩擦係合する各クラッチディスク４９ａと４９ｂによってクラッチドラム４３とクラッチハブ４４との間でトルク伝達するように構成されている。これによりクラッチハブ４４が結合された出力軸２４Ｌとクラッチドラム４３に結合されたプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３８との間で動力伝達する。また、油圧室４６Ｌに供給される制御油圧に応じて各クラッチディスク４９ａと４９ｂの摩擦係合力、即ち伝達トルクが制御される。具体的には、各クラッチディスク４９ａと４９ｂが完全係合する完全係合状態、各クラッチディスク４９ａと４９ｂとの係合が完全に解放された解放状態、及び各クラッチディスク４９ａと４９ｂがスリップ状態で摩擦係合するスリップ係合状態に制御される。

ブレーキ機構部５１Ｌは、油圧式多板摩擦係合手段によって構成され、デファレンシャルキャリヤ１２のサイドハウジング部１５Ｌの内周面に回転中心軸線と平行に延在して形成された複数のスプライン溝５３ａによってサイドハウジング部１５Ｌにブレーキドラム５３が形成され、クラッチドラム４３の外周面に複数のスプライン５４ａを形成してクラッチドラム４３と一体のブレーキハブ５４が形成されている。

サイドハウジング部１５Ｌの内周面と固定軸１７Ｌの外周面との間に摺動自在な環状のピストン５５が嵌挿されて、仕切壁１６Ｌとピストン５５との間に油圧室５６Ｌが形成されている。

油圧室５６Ｌとピストン５５を隔てた反対側に固定軸１７Ｌにクリップによってリテーナ５７が係止され、ピストン５５とリテーナ５７との間に配置されたリターンスプリング５８によってピストン５５に押圧力が付勢されている。

ブレーキドラム５３の内周に形成されたスプライン溝５３ａに外周が嵌合する複数のブレーキディスク５９ａと、ブレーキハブ５４の外周面に形成されたスプライン溝５４ａに内周が嵌合する複数のブレーキディスク５９ｂが交互に配置され、ブレーキドラム５３に固定されたスナップリング５９ｃに当接してリテニングプレート５９ｄが配置されている。

油圧室５６Ｌに供給される制御油圧でピストン５５を介して各ブレーキディスク５９ａ、５９ｂをブレーキドラム５３に固定したスナップリング５９ｃに当接するリテニングプレート５９ｄに押圧して、互いに摩擦係合する各ブレーキディスク５９ａと５９ｂによってブレーキドラム５３に対するブレーキハブ５４の回転が抑制されるように構成される。これによりブレーキドラム５３が形成されるサイドハウジング部１５Ｌに対する、ブレーキハブ５４が一体形成されたクラッチドラム４３に結合されたキャリヤ３６の回転が制御される。即ち、油圧室５６Ｌに供給される制御油圧に応じて各ブレーキディスク５９ａと５９ｂの摩擦係合力が制御されて、各ブレーキディスク４９ａと４９ｂが完全係合する完全係合状態、各ブレーキディスク５９ａと５９ｂとの係合が完全に解放された解放状態、及び各ブレーキディスク５９ａと５９ｂがスリップ状態で摩擦係合するスリップ係合状態に制御される。

このように構成されたクラッチ機構４１Ｌ及びブレーキ機構５１Ｌを備えることにより、ブレーキ機構５１Ｌを解放し、クラッチ機構４１を完全係合状態にすることで、出力軸２４Ｌとプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３８が結合されて同方向に等速回転して第１ピニオン３４、第２ピニオン３５は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５と第２リングギヤ３３との相対回転が阻止されて出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌが一体的に回転する。

また、ブレーキ機構５１Ｌを完全係合してプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３６をデファレンシャルキャリヤ１２のサイドハウジング部１５Ｌに固定し、クラッチ機構４１Ｌを解放することで一体形成された第１ピニオン３４と第２ピニオン３５の遊星回転が可能になる。これにより出力軸２４Ｌの回転速度に対しドライブ軸２６Ｌは、出力軸２４Ｌに設けられた第１リングギヤ３２と噛み合う第１ピニオン３４による歯車列の歯数諸元及び、第１ピニオン３４と一体形成された第２ピニオン３５と噛み合う第２リングギヤ３３による歯車列の歯数諸元に従って増速されてプラネタリギヤ機構３１Ｌは増速機構として機能する。即ち、出力軸２４Ｌからプラネタリギヤ機構３１Ｌによる変速トルクがドライブ軸２６Ｌに伝達される。

一方、図５に示すようにドリブンギヤ軸２３の右側の端部２３Ｒにスプライン嵌合する出力軸２４Ｒの外方端部とドライブ軸２６Ｒの内方端部との間はプラネタリギヤ機構３１Ｒによって動力伝達可能に連結され、出力軸２４Ｒとプラネタリギヤ機構３１Ｒのキャリヤ３８との間にクラッチ機構４１Ｒが配置され、デファレンシャルキャリヤ１２のサイドハウジング部１５Ｒとキャリヤ３８との間にブレーキ機構５１Ｒが配置されている。

これらプラネタリギヤ機構３１Ｒ、クラッチ機構４１Ｒ、ブレーキ機構５１Ｒは、それぞれ上記プラネタリギヤ機構３１Ｌ、クラッチ機構４１Ｌ、ブレーキ機構５１Ｌと同様の構成であり、同一符号を付することで該部の詳細な説明は省略する。

クラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒの各油圧室４６Ｌ、４６Ｒ、ブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒの各油圧室５６Ｌ、５６Ｒへ制御油圧を供給する油圧系統について、図６を参照して説明する。油圧発生装置となるモータ６１によって駆動されるオイルポンプ６２の吐出圧がレギュレータ弁６３で調圧され、所定の制御油圧が生じるようになっており、油路６４はクラッチ制御弁６５Ｌ、油圧管路６６Ｌを介してクラッチ機構４１Ｌの油圧室４６Ｌ側に連通し、クラッチ制御弁６５Ｒ、油圧管路６６Ｒを介してクラッチ機構４１Ｒの油圧室４６Ｒ側に連通している。同様に、ブレーキ制御弁６７Ｌ、油圧管路６８Ｌを介してブレーキ機構５１Ｌの油圧室５６Ｌ側に連通し、ブレーキ制御弁６７Ｒ、油圧管路６７Ｒを介してブレーキ機構５１Ｒの油圧室５６Ｒ側に連通している。そして、制御部７１からの信号に基づいてクラッチ制御弁６５Ｌ、６５Ｒを動作することでクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒ、の各油圧室４６Ｌ、４６Ｒに供給する油圧を制御し、ブレーキ制御弁６７Ｌ、６７Ｒを動作することでブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒの各油圧室５６Ｌ、５６Ｒに供給する油圧を制御する。

また、制御手段７１は、図７に示すように、路面・走行状態判断部７２、油圧演算部７３、油圧設定部７４によって主に構成されており、路面・走行状態に応じて左右の車輪９Ｌ、９Ｒ間の最適な駆動力配分量を演算し、クラッチ制御弁６５Ｌ、６５Ｒ、ブレーキ制御弁６７Ｌ、６７Ｒに制御信号を出力する。

上記路面・走行状態判断部７２は、エンジンＥのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ７６、車速センサ７７、舵角センサ７８、横加速度センサ７９等からの信号が入力され、これらの信号に基づき路面状況（低μ路走行状態か否か等）と走行状態（高速か低速か、急旋回か否か、高負荷か低負荷か、加速状態か、スリップ状態の有無等）を、予めメモリしておいたマップ、計算式等により求め上記油圧演算部７３に出力するように形成されている。

また、油圧演算部７３では路面・走行状態判断部７２からの信号を基に、予めメモリしておいたマップ、計算式等により動作させるクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒ、ブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒの選択と、それらに付加する油圧値を演算して、この選択・演算の結果を油圧設定部７４に出力するようになっている。そして、油圧設定部７４からの信号によりクラッチ制御弁６５Ｌ、６５Ｒ、ブレーキ制御弁６７Ｌ、６７Ｒを制御する。

次に、上記構成の作用を説明する。先ず、エンジンＥによる駆動力は、トルクコンバータ１から自動変速機２に入力され、この変速出力がトランスファ装置３によって分配されて一方が前輪用のフロントドライブ軸４を介してフロントデファレンシャル装置５に伝達されて左右の車輪６Ｌ、６Ｒに動力伝達され、他方が後輪用のリヤドライブ軸７からプロペラ軸８を経てデファレンシャル装置１０に動力伝達され、デファレンシャル装置１０からドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒを介して左右の車輪９Ｌ、９Ｒに動力伝達されて４輪駆動で走行する。

そして、例えば、前輪側回転数と後輪側回転数が等しい通常の直進走行時においては、トランスファ装置３の歯車諸元に基づく駆動力配分比、例えば等トルク配分機能に歯車諸元が設定されていれば、この等トルク配分による基準トルク配分でフロントドライブ軸４に前輪側トルク及びリヤドライブ軸７に後輪側トルクの駆動力が配分される。不等トルク配分に歯車諸元が設定されていれば、この不等トルク配分機能の歯車諸元による基準トルクがフロントドライブ軸４及びリヤドライブ軸７に配分され、フロントドライブ軸４からフロントデファレンシャル装置５を介して車輪６Ｌ、６Ｒに動力伝達される。

一方、リヤドライブ軸７からプロペラ軸８を介してデファレンシャル装置１０に配置されてドライブピニオン２１に動力伝達され、ピニオン２１ａに噛み合うドリブンギヤ２２によって減速されてドリブンギヤ支持軸２３にスプライン嵌合する左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒが回転駆動される。

この通常の直進走行時には、デファレンシャル装置１０は直結モードに制御される。図８は、直結モードにおける駆動力伝達系路を矢印ＤＬ及び矢印ＤＲで示す作動説明図である。直結モードにおいて、デファレンシャル装置１０に配設された左右のブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒが共に解放する一方、左右のクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒの各油圧室４６Ｌ、４６Ｒに予め設定された制御油圧を供給する。この制御油圧の供給に伴うクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒの係合状態に応じてドライブピニオン２１からドリブンギヤ２２を介してドリブンギヤ軸２５に入力された駆動力は、左側の出力軸２４Ｌからドライブ軸２６Ｌへ伝達される駆動トルクと右側の出力軸２４Ｒからドライブ軸２６Ｒに伝達される駆動トルクとに配分される。

ここで、左側のクラッチ機構４１Ｌが完全係合状態にあっては、この左側のクラッチ機構４１Ｌの完全係合により出力軸２４Ｌとプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３６が動力伝達可能に完全結合されて第１ピニオン３４、第２ピニオン３５は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５と第２リングギヤギヤ３３との相対回転が阻止されて出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌが一体的に回転して車輪９Ｌに駆動力を伝達する。また、同様に、出力軸２４Ｒとプラネタリギヤ機構３１Ｒのキャリヤ３８が結合されて第１ピニオン３４、第２ピニオン３５は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５と第２リングギヤ３３との相対回転が阻止されて出力軸２４Ｒとドライブ軸２６Ｒが一体的に回転して車輪９Ｌに駆動力を伝達する。

即ち、通常の直進走行状態では、図８に示すように、プロペラ軸８を介してデファレンシャル装置１０のドライブピニオン２１に駆動力が入力されると、その入力された駆動力はピニオン２１ａに噛み合うドリブンギヤ２２によって減速されてドリブンギヤ軸２３によって左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒが回転駆動されてクラッチ機構４１Ｌの完全係合により矢印ＤＬで示すように出力軸２４Ｌと共に回転するドライブ軸２６Ｌに伝達されると共に、クラッチ機構４１Ｒの完全係合により矢印ＤＲで示すように出力軸２４Ｒと一体に回転するドライブ軸２６Ｒに伝達され、左右のドライブ軸２６Ｌと２６Ｒは一体的に回転駆動される。これにより、ドライブピニオン２１からの入力された駆動力は、左右のドライブ軸２６Ｌと２６Ｒに等トルク配分されて良好な直進走行性が確保できる。

ワインディング走行時にはデファレンシャル装置１０が左右輪駆動力制御モードに制御される。例えば左旋回時においては、デファレンシャル装置１０は、左旋回駆動力制御モードに制御される。図９は、左旋回駆動力制御モードにおける駆動力伝達系路を矢印ＤＲで示す作動説明図である。

左旋回駆動力制御モードにおいては、旋回内方側である左側のブレーキ機構５１Ｌを解放すると共に左側のクラッチ機構４１Ｌを解放状態にする一方、制御油圧を油圧室５６Ｒに供給して旋回外方側である右側のブレーキ機構５１Ｒを完全係合して右側のプラネタリギヤ機構３１Ｒのキャリヤ３８をデファレンシャルキャリヤ１２に固定し、クラッチ機構４１Ｒを解放する。

これにより、プロペラ軸８からドライブピニオン２１に入力された駆動力は、ピニオン２１ａに噛み合うドリブンギヤ２２によって減速されてドリブンギヤ支持軸２３から左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒが回転駆動される。そして、右側の出力軸２４Ｒに設けられた第１リングギヤ３２から、ピニオン軸３７に支持されて第１リングギヤ３２に噛み合う第１ピニオン３４に動力伝達され、第１ピニオン３４と一体形成された第２ピニオン３５に噛み合う第２リングギヤ３３に動力伝達される。これにより右側の出力軸２４Ｒの回転速度に対しドライブ軸２６Ｒが第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４の歯数諸元及び第２ピニオン３５と第２リングギヤ３３の歯数諸元に従って増速回転すると共にプラネタリギヤ機構３１Ｒによる変速トルクが伝達される。

一方、右側のドライブ軸２６Ｒに動力伝達された駆動トルク分を減じたドライブピニオン２１から入力された駆動トルクがドリブンギヤ支持軸２３から左側の出力軸２４Ｌに配分されてプラネタリギヤ３１Ｌを介して左側のドライブ軸２６Ｌに動力伝達する。これにより、旋回内方側となる左側のドライブ軸２６Ｌに対して旋回外側となる右側のドライブ軸２６Ｒが増速回転駆動され、左側の車輪９Ｌに対し旋回半径が大きい右側の車輪９Ｒが増速回転駆動されて右側車輪９Ｌの駆動トルクの損失がなくなり、かつ積極的に駆動トルクが車輪９Ｒ側に配分されて左旋回走行が容易に行え、旋回性能が向上する。

この旋回走行にあたり、出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの間に配置された左側のプラネタリギヤ機構３１Ｌは、出力軸２４Ｌに設けられた第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４の歯車列と及び第２ピニオン３５とドライブ軸２６Ｌに設けられた第２リングギヤ３３の歯車列によって出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの間の差動回転が許容されて車輪９Ｌと車輪９Ｒの回転差によるブレーキング現象が回避できる。即ち左側のプラネタリギヤ機構３１Ｌが差動機構として作用する。

また、予め設定された舵角等に応じた制御油圧を油圧室４６Ｌに供給して左側のクラッチ機構４１Ｌをスリップ係合状態に制御すると、プラネタリギヤ機構３１Ｌを介して左側のドライブ軸２６Ｌへの伝達トルクが制御され、ドライブ軸２６Ｌ側の駆動トルクの一部をドライブ軸２６Ｒ側に流れて左右のドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒへのトルク配分比が制御されて更に旋回走行性能が向上できる。また、このクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒをスリップ係合状態に制御することによって前側の車輪６Ｌ、６Ｒ及び後側の車輪９Ｌ、９Ｒとの回転半径の差異によるタイトコーナブレーキング現象の発生が回避されて旋回走行性能が確保できる。

更に、左旋回走行状態に応じて左側のブレーキ機構５１Ｌを解放からスリップ状態で緻密に制御して左側のドライブ軸２６Ｌの回転速度を制御すると共に、ブレーキ機構５１Ｌのスリップ状態に応じて右側のドライブ軸２６Ｌの駆動トルクの一部を右側のドライブ軸２６Ｌ側に流してトルク配分比を緻密に制御することによって、更に旋回性能を向上させることができる。

低速旋回走行時には、デファレンシャル装置１０が差動モードに制御される。例えば低速左旋回時においては、デファレンシャル装置１０は左旋回差動制御モードに制御される。図１０は、左旋回差動制御モードにおける駆動力伝達系路を矢印ＤＲで示す作動説明図である。

左旋回差動制御モードにおいては、左右のブレーキ機構５１Ｌ及び５１Ｒを共に解放し、転舵角等に応じて予め設定された制御油圧を油圧室４６Ｒに供給して右側のクラッチ機構４１Ｒを完全係合して左側のクラッチ機構４１Ｌを解放する。

これにより、プロペラ軸８からドライブピニオン２１に入力された駆動力は、ピニオン２１ａに噛み合うドリブンギヤ２２によって減速されてドリブンギヤ軸２３から左右の出力軸２４Ｌ、２４Ｒが回転駆動される。そして、右側のクラッチ機構４１Ｒの完全係合によって出力軸２４Ｒとプラネタリギヤ機構３１Ｒのキャリヤ３６が結合されて第１ピニオン３４、第２ピニオン３５は遊星回転しなくなり、互いに噛み合う第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５と第２リングギヤ３３との相対回転が阻止されて出力軸２４Ｒとドライブ軸２６Ｒが一体的に回転し、右側の車輪９Ｌに駆動トルクが伝達される。

一方、右側のドライブ軸２６Ｒに動力伝達された駆動トルク分を減じたドライブピニオン２１から入力された駆動トルクがドリブンギヤ軸２２から左側の出力軸２４Ｌに配分されてプラネタリギヤ機構３１Ｌを介して左側のドライブ軸２６Ｌに動力伝達する。

このとき、出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの間に配置された左側のプラネタリギヤ機構３１Ｌは、出力軸２４Ｌに設けられた第１リングギヤ３２と第１ピニオン３４の歯車列及び第２ピニオン３５とドライブ軸２６Ｌに設けられた第２リングギヤ３３の歯車列によって出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの間の差動回転が許容されて旋回内方側の車輪９Ｌと旋回外方側の車輪９Ｒの回転差によるブレーキング現象が回避できる。即ち、プラネタリギヤ機構３１Ｌが差動機能を果たす。

低μ路走行においては、予め設定された制御油圧を油圧室４６Ｌに供給して、左側のクラッチ機構４１Ｌをスリップ状態に制御することによって出力軸２４Ｌとプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３６の差動を制限してプラネタリギヤ機構３１Ｌによる出力軸２４Ｌとドライブ軸２６Ｌとの差動を制限してドライブ軸２６Ｌ側への伝達トルクを増大させ、ドライブ軸２６Ｌ側の駆動トルクの増大により車両のスリップを防止して駆動力の確保や尻振り等の挙動を防止し、走破性を向上させることができる。また、アクセル操作に対する車両の姿勢コントロールが良好になる。即ちクラッチ機構４１Ｌが左右のドライブ軸２６Ｌと２６Ｒの差動を抑制して走破性を確保するＬＳＤ機能を有する。

従って、本実施の形態によるデファレンシャル装置１０によると、ドライブピニオン２１のピニオン２１ａと噛み合って減速を行うドリブンギヤ２２が設けられたドリブンギヤ軸２５と左右のドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒとの間にプラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒを配置し、プラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒの各キャリヤ３６とデファレンシャルキャリヤケース１１との間に配置されたブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒと、各キャリヤ３６とドリブンギヤ軸２５との間に配置されたクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒとを制御装置７１により走行状態に応じて係合制御することによって左右の車輪９Ｌ、９Ｒの差動機能及び差動制限機能が得られ、差動機構部と駆動力配分機構部を個別に配置していた従来のデファレンシャル装置に比べて構成が極めて簡素化される。この構成の簡素化に伴いデファレンシャル装置１０の小型化及び軽量化が可能になり、デファレンシャル装置１０の車載性が向上すると共に、軽量化に伴い燃費の向上が期待できる。

また、旋回走行等においてクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒをスリップ係合状態に制御することによって前側の車輪６Ｌ、６Ｒ及び後側の車輪９Ｌ、９Ｒとの差動回転が可能になり、センタデファレンシャルとしての差動機能を兼備することから、センタデファレンシャル装置を備えることなく回転半径の差異によるタイトコーナブレーキング現象の発生が回避されて旋回走行性能が確保できる。これによりセンタデファレンシャル装置の省略が可能になり駆動系の簡素化が得られると共に、車両の軽量化及び燃費の向上が期待できる。

更に、プラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒの歯車諸元の変更やブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒ及びクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒの係合制御により左右の車輪９Ｌ、９Ｒへの種々の駆動力配分比が容易に得られ、デファレンシャル装置１０による駆動力配分制御の設計自由度が大きく、優れた旋回走行性の向上及びＬＳＤ機能等による走破性の向上が図れる。

更に、クラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒのそれぞれのクラッチドラム４３と、ブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒの各ブレーキハブ５４を一体形成することによって、クラッチドラム４３とブレーキハブ５４の共用化が得られて構成の簡素化が得られる。特にクラッチドラム４３の外周にブレーキハブ５４を対向配置することによってクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒの外周にブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒが同軸芯上に配設されてクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒ、ブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒを収容するデファレンシャルキャリヤケース１１の左右方向の短縮が得られ、小型化及び軽量化が確保される。

また、ドリブンギヤ軸２５からの駆動力を比較的大径で歯車強度に優れた第１リングギヤ３２に入力し、第２リングギヤ３３からドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒに出力することによってドリブンギヤ軸２５からプラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒに伝達する入力トルク及びプラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒからドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒへ伝達する出力トルクの制限が緩和されて設計の自由度が確保できる。また、第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３が歯車強度に優れることから第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３の歯幅の減少が可能になり、プラネタリ機構３１Ｌ、３１Ｒの軸方向の短縮によるデファレンシャル装置１の軸方向の短縮が期待できる。

更に、第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３が歯車強度に優れることから、第１リングギヤ３２、第２リングギヤ３３及びこれらに噛み合う第１ピニオン３４、第２ピニオン３５を比較的制作が容易な平歯車により構成することができる。

また、プラネタリ機構３１Ｌ、３１Ｒをサンギヤを有しない複合プラネタリギヤによって構成することから、一体形成された第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５からなる各ピニオン軸３６の軸芯間を小さく抑制でき、第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３の小径化が可能で各プラネタリ機構３１Ｌ、３１Ｒの小径化に伴ってデファレンシャル装置１の外径の縮小が可能になり、更にデファレンシャル装置１の小型化及び軽量化が得られる。

また、プラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒの第１ピニオン３４及び第２ピニオン３５がそれぞれ第１リングギヤ３２及び第２リングギヤ３３によって覆われ、プラネタリギヤ機構３１の回転に伴うデファレンシャルキャリヤ１２内に貯留される潤滑油を攪拌する攪拌抵抗の低減が得られ、燃費の向上が期待できる。

（第２実施の形態）
第２実施の形態における車両用デファレンシャル装置を、図１１を参照して説明する。図１１は第１実施の形態における図２に対応するデファレンシャル装置の概要を示すスケルトン図である。なお、図１１において上記図１乃至図１０と対応する部分に同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略する。

本実施の形態におけるデファレンシャル装置１０は、プラネタリ機構３１Ｌ、３１Ｒは、出力軸２４Ｌの外方端部に固設された第１リングギヤ３２と、ドライブ軸２６Ｌの内方端部に固設されたサンギヤ３９と、第１リングギヤ３２に噛み合う第１ピニオン３４とサンギヤ３９に噛み合う第２ピニオン３５とが一体形成された複数のピニオン体３６と、この複数のピニオン体３６を回転自在に支持する複数のピニオン軸３７を有するキャリヤ３８によって構成されている。

このプラネタリギヤ機構３１は、キャリヤ３８を固定した状態で出力軸２４Ｌ、２４Ｒからそれぞれ第１リングギヤ３２に入力された駆動力を増速してサンギヤ３９からドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒに伝達するように第１リングギヤ３２、第１ピニオン３４、第２ピニオン３５、サンギヤ３９の各歯数がそれぞれ設定されている。即ち、上記第１リングギヤ３２の歯数をＺｒ１、第１ピニオン３４の歯数をＺｐ１、第２ピニオン３５の歯数をＺｐ２、サンギヤ３９の歯数をＺｓとするとき、（Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｓ）＞１を満足するように設定されている。

また、第１実施の形態と同様に出力軸２４Ｌとプラネタリギヤ機構３１Ｌのキャリヤ３６との間にクラッチ機構４１Ｌが配置され、このキャリヤ３６とデファレンシャルキャリヤ１２との間にブレーキ機構５１Ｌが配置されている。一方、出力軸２４Ｒとプラネタリギヤ機構３１Ｒのキャリヤ３６との間にクラッチ機構４１Ｒが配置され、このキャリヤ３６とデファレンシャルキャリヤ１２との間に左側のブレーキ機構５１Ｒが配置されている。

そして、詳細な説明は省略するが第１実施の形態と同様に各ブレーキ機構５１Ｌ、５１Ｒ及びクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒを車両の走行状態に応じて係合制御することによって、また、プラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒの歯車諸元変更によって第１実施の形態と同様に種々の車輪への駆動力配分比が容易に得られ、駆動力配分制御の設計自由度が大きく、旋回走行性の向上及び走破性の向上が図れる。

また、ドリブンギヤ軸２５からの駆動力を比較的大径で歯車強度に優れた第１リングギヤ３２に入力し、サンギヤ３９からドライブ軸２６Ｌ、２６Ｒに出力することによってドリブンギヤ軸２５からプラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒに伝達する入力トルクの制限が緩和されて設計の自由度が確保できる。また、第１リングギヤ３２が歯車強度に優れることから第１リングギヤ３２の歯幅を減少することが可能になり、デファレンシャル装置１０の軸方向の短縮が期待できる。更に、プラネタリギヤ機構３１Ｌ、３１Ｒの各第１ピニオン３４が第１リングギヤ３２で覆われて回転に伴う潤滑油の攪拌抵抗の減少が得られ、燃費の向上が期待できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態ではクラッチ機構４１Ｌ、４１Ｒを油圧式多板クラッチにより構成したが、油圧式多板クラッチに代えて電磁クラッチ等を使用することができる。

本発明の第１実施の形態による車両用デファレンシャル装置が適用される４輪駆動車の駆動系の概略構成を示す図である。 本実施の形態におけるデファレンシャル装置のスケルトン図である。 本実施の形態におけるデファレンシャル装置の構成を示す図である。 図３のＬ部拡大図である。 図３のＲ部拡大図である。 油圧系統を示す図である。 制御部の説明図である デファレンシャル装置の作動説明図である。 デファレンシャル装置の作動説明図である デファレンシャル装置の作動説明図である。 第２実施の形態におけるデファレンシャル装置のスケルトン図である。 従来の駆動力制御機構を備えた車両用デファレンシャル装置のスケルトン図である。 従来の駆動力制御機構を備えた車両用デファレンシャル装置のスケルトン図である。

符号の説明

Ｅ エンジン
２ 変速機
３ トランスファ装置
５ フロントデファレンシャル装置
６Ｌ、６Ｒ 車輪
９Ｌ、９Ｒ 車輪
１０ デファレンシャル装置
１１ デファレンシャルキャリヤケース
１２ デファレンシャルキャリヤ
２１ ドライブピニオン（入力軸）
２１ａ ピニオン（ドライブギヤ）
２２ ドリブンギヤ
２３ ドリブンギヤ支持軸
２３Ｌ、２３Ｒ 端部
２４Ｌ、２４Ｒ 出力軸
２５ ドリブンギヤ軸
２６Ｌ、２６Ｒ ドライブ軸
３１Ｌ、３１Ｒ プラネタリギヤ機構
３２ 第１リングギヤ
３３ 第２リングギヤ
３４ 第１ピニオン
３５ 第２ピニオン
３６ ピニオン体
３８ キャリヤ
３９ サンギヤ
４１Ｌ、４１Ｒ クラッチ機構
４３ クラッチドラム
４４ クラッチハブ
５１Ｌ、５１Ｒ ブレーキ機構
５３ ブレーキドラム
５４ ブレーキハブ
７１ 制御手段

Claims (5)

1. 左右の車輪への駆動力配分比を制御する駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、
   上記車両用デファレンシャル装置は、
   デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持された入力軸に一体に設けられたドライブギヤと、
   上記入力軸と軸交して上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され、かつ上記ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と、
   該ドリブンギヤ軸の両端側に、該ドリブンギヤ軸と同軸芯上に配置されて上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され外端部がそれぞれ左右の車輪に動力伝達可能に連結された左右のドライブ軸と、
   上記ドリブンギヤ軸の各端部にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、上記各ドライブ軸の内方端部に設けられた第２リングギヤと、上記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつ上記第２リングギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤを備えた左右のプラネタリギヤ機構と、
   該各プラネタリギヤ機構のキャリヤと上記デファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、
   上記各プラネタリギヤ機構のキャリヤとドリブン軸との間に配置された左右のクラッチ機構と、
   上記各ブレーキ機構及びクラッチ機構を車両の走行状態に応じて係合制御する制御手段とを備え、
   上記第１リングギヤの歯数をＺｒ１、第１ピニオンの歯数をＺｐ１、第２ピニオンの歯数をＺｐ２、第２リングギヤの歯数をＺｒ２とするとき、
   （Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｒ２）＞１
   であることを特徴とする駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置。
2. 左右の車輪への駆動力配分比を制御する駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置において、
   上記車両用デファレンシャル装置は、
   デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持された入力軸に一体に設けられたドライブギヤと、
   上記入力軸と軸交して上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され、かつ上記ドライブギヤと噛み合って減速を行うドリブンギヤが設けられたドリブンギヤ軸と、
   該ドリブンギヤ軸の両端側に、該ドリブンギヤ軸と同軸芯上に配置されて上記デファレンシャルキャリヤケースに回転自在に支持され外端部がそれぞれ左右の車輪に動力伝達可能に連結された左右のドライブ軸と、
   上記ドリブンギヤ軸の各端部にそれぞれ設けられた第１リングギヤと、上記各ドライブ軸の内方端部に設けられたサンギヤと、上記第１リングギヤに噛み合う第１ピニオン及び該第１ピニオンと一体形成されかつ上記サンギヤに噛み合う第２ピニオンと、第１ピニオン及び第２ピニオンを回転自在に支持するキャリヤを備えた左右のプラネタリギヤ機構と、
   該各プラネタリギヤ機構のキャリヤと上記デファレンシャルキャリヤケースとの間に配置された左右のブレーキ機構と、
   上記各プラネタリギヤ機構のキャリヤとドリブン軸との間に配置された左右のクラッチ機構と、
   上記各ブレーキ機構及びクラッチ機構を車両の走行状態に応じて係合制御する制御手段とを備え、
   上記第１リングギヤの歯数をＺｒ１、第１ピニオンの歯数をＺｐ１、第２ピニオンの歯数をＺｐ２、サンギヤの歯数をＺｓとするとき、
   （Ｚｒ１／Ｚｐ１）×（Ｚｐ２／Ｚｓ）＞１
   であることを特徴とする駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置。
3. 上記左右の車輪への駆動力配分は、上記左右の両ブレーキ機構が解放状態では左右のクラッチ機構の係合状態に応じて配分されることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置。
4. 転舵走行時における上記左右の車輪への駆動力配分は、
   旋回外方側のブレーキ機構を係合すると共に旋回外方側のクラッチ機構を解放して旋回外側のプラネタリギヤ機構による変速トルクを旋回外方側の車輪に配分し、旋回内方側のクラッチ機構を解放すると共に旋回内方側のブレーキ機構を解放して旋回内方側のプラネタリギヤ機構のキャリヤの回転を可能にして左右の車輪に不等にトルク配分することを特徴とする請求項１または２に記載の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置。
5. 上記クラッチ機構及びブレーキ機構は、
   それぞれドリブンギヤ軸に同軸芯上に配置された多板摩擦係合手段によって構成され、
   上記クラッチ機構は、
   クラッチドラムが上記プラネタリギヤ機構のキャリヤに動力伝達可能に結合され、クラッチハブが上記ドリブンギヤ軸に動力伝達可能に結合され、
   上記ブレーキ機構は、
   ブレーキドラムがデファレンシャルキャリヤケースに設けられ、ブレーキハブが上記クラッチドラムに一体形成されたことを特徴とする請求項１〜４項のいずれか１項に記載の駆動力制御機能を備えた車両用デファレンシャル装置。
   

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