JP5104563B2 - 車両用差動装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用差動装置に関し、特に差動機構の差動を制限するクラッチを備えた車両用差動装置に関する。

従来の車両用差動装置として、１対の出力軸をクラッチによって連結し、差動機構の差動を制限するようにしたものがある（特許文献１）。

この車両用差動装置は、入力軸と共に回転する入力部材としてのハウジングと、このハウジングからの回転力を差動分配する差動機構と、この差動機構の差動を制限するクラッチと、このクラッチを駆動する駆動機構とから構成されている。

ハウジングは、一方に開口する有底円筒状のフロントハウジング、及びこのフロントハウジングの開口部に装着された円環状のリヤハウジングからなり、入力軸に連結されている。そして、車両用のエンジンなど駆動源の駆動力を入力軸から受けて回転するように構成されている。

差動機構は、１対の出力軸をそれぞれ連結する１対の出力ギヤとしての内歯車，太陽歯車、及びこれら内歯車，太陽歯車に噛合する入力ギヤとしての遊星歯車を有し、ハウジング内に収容されている。そして、ハウジングからの回転力を１対の出力軸に差動分配するように構成されている。

クラッチは、アウタクラッチプレート及びインナクラッチプレートからなり、内歯車の内周面と太陽歯車の外周面との間に配置されたメインクラッチとして構成されている。そして、アウタクラッチプレートとインナクラッチプレートとが摩擦係合して１対の出力軸を連結し、上述したように差動機構の差動を制限するように構成されている。アウタクラッチプレートは内歯車の内周面に、またインナクラッチプレートは太陽歯車の外周面にそれぞれ交互に複数個ずつスプライン嵌合されている。

駆動機構は、電磁クラッチと、この電磁クラッチの電磁力を受けて駆動するパイロットクラッチと、このパイロットクラッチの駆動によってハウジングからの回転力をメインクラッチ側への押圧力に変換するカムとを有し、１対の出力軸の周囲に配置され、かつハウジング内に収容されている。そして、カムの出力部材からの押圧力をメインクラッチ側に付与してアウタクラッチプレートとインナクラッチプレートとを摩擦係合させるように構成されている。

以上の構成により、例えば車両のエンジン側からの駆動力が入力軸を介してハウジングに入力されると、ハウジングが回転軸線の回りに回転する。ハウジングが回転すると、この回転力が遊星歯車に伝達され、さらに遊星歯車から内歯車と太陽歯車とに伝達される。内歯車及び太陽歯車にはそれぞれ出力軸が連結されているため、エンジン側からの駆動力が車両の走行状況に応じて差動分配され、この差動分配されたトルクが左右の出力軸に伝達される。

この場合、電磁クラッチに通電すると、電磁クラッチの電磁力によってパイロットクラッチが駆動される。次に、パイロットクラッチの駆動時にハウジングからの回転力をカムが受けると、この回転力がカムによって押圧力に変換され、この押圧力がメインクラッチに付与される。そして、メインクラッチのアウタクラッチプレートとインナクラッチプレートとが相対的に接近して摩擦係合し、この摩擦係合によって太陽歯車と内歯車とが、すなわち太陽歯車及び内歯車にそれぞれ対応する１対の出力軸がハウジングの回転力を伝達可能に互いに連結される。これにより、差動機構の差動が制限される。
特許第３８４７３５９号公報

しかしながら、特許文献１の車両用差動装置によると、次の（１）及び（２）に示すような問題がある。

（１）入力ギヤ及び出力ギヤがヘリカルギヤによって形成されている場合、遊星歯車と内歯車との噛み合いによって発生するスラスト力が内歯車をメインクラッチから離間させる方向に作用すると、カムの押圧力によって内歯車に発生するスラスト力と遊星歯車との噛み合いによって内歯車に発生するスラスト力とが相殺され、効率のよい差動制限トルクを得ることができない。

（２）クラッチが遊星歯車にハウジングの回転軸線に沿って並列して配置されているため、ハウジングの軸線方向寸法が大きくなり、装置全体が軸線方向に大型化する。

従って、本発明の目的は、効率のよい差動制限トルクを得ることができるとともに、装置全体における軸線方向の小型化を図ることができる車両用差動装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、駆動源の駆動トルクによって回転するキャリア、前記キャリアの回転力を受けて自転可能な入力側ギヤ、及び前記入力側ギヤから前記キャリアの回転力を受けて１対の出力軸に差動分配する１対の出力側ギヤを有する差動機構と、前記差動機構の差動を制限するためのクラッチを有する出力機構とを備え、前記差動機構は、前記１対の出力側ギヤのうち一方の出力側ギヤがギヤ軸方向に移動可能な出力軸連結用のボス部を有し、前記出力機構は、前記差動機構から前記クラッチを介して伝達される回転力を受けてギヤ軸線方向の押圧力に変換し、前記入力側ギヤ及び前記１対の出力側ギヤのうち前記一方の出力側ギヤを除く少なくとも１つのギヤに前記ボス部及び前記キャリアを介して前記ギヤ軸線方向の押圧力を伝達する押圧力伝達部を有することを特徴とする車両用差動装置を提供する。

本発明によると、効率のよい差動制限トルクを得ることができるとともに、装置全体における軸線方向の小型化を図ることができる。

[実施の形態]
図１は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の要部を示す分解斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の要部を示す組立斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の１対の出力側ギヤのうち一方の出力側ギヤと入力ギヤとの噛合状態を示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の１対の出力側ギヤのうち他方の出力側ギヤと入力ギヤとの噛合状態を示す断面図である。

〔車両用差動装置の全体構成〕
図１〜図５において、符号１で示す車両用差動装置は、例えば４輪駆動車の駆動源の駆動力を前輪側のディファレンシャル装置と後輪側のディファレンシャル装置とに配分するセンターデフとして用いられ、駆動源の駆動トルク（エンジントルク）を前輪側及び後輪側の１対の出力軸（図示せず）に差動分配する差動機構２と、この差動機構２の差動を制限する機能を有する出力機構３とから大略構成されている。

（差動機構２の構成）
差動機構２は、図１〜図３に示すように、入力部材としてのプラネタリキャリア２Ａと、このプラネタリキャリア２Ａの回転力を受ける入力側ギヤとしての複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…と、これら複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する他方の出力側ギヤとしての太陽歯車２Ｃと、この太陽歯車２Ｃと同一の軸線上で複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に噛合する一方の出力側ギヤとしての内歯車２Ｄと、この内歯車２Ｄ及び太陽歯車２Ｃ・プラネタリキャリア２Ａ・複数の遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を収容するデフケース２Ｅとを備えている。

<プラネタリキャリア２Ａの構成>
プラネタリキャリア２Ａは、図１〜図３に示すように、キャリア基部２０Ａ及びキャリア鍔部２１Ａからなり、太陽歯車２Ｃと内歯車２Ｄとの間に介在して配置され、各内径及び各外径がそれぞれ互いに異なる段状の円筒体によって形成されている。そして、回転軸線Ｏの回りに回転し得るように構成されている。プラネタリキャリア２Ａには、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…を自転可能に収容支持するギヤ収容支持部２２Ａが設けられている。

ギヤ収容支持部２２Ａは、第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａからなり、キャリア基部２０Ａ及びキャリア鍔部２１Ａに跨って配置されている。

第１収容孔２２０Ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向内側（キャリア鍔部２１Ａの内周面）及び回転軸線Ｏと平行な方向（太陽歯車側及び内歯車側）に開口し、キャリア鍔部２１Ａに配置されている。第１収容孔２２０Ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第１ギヤ支持面２２００Ａで形成されている。

第２収容孔２２１Ａは、プラネタリキャリア２Ａの径方向外側（キャリア基部２０Ａの外周面）及び回転軸線Ｏと平行な方向（太陽歯車側）に開口し、かつ第１収容孔２２０Ａに連通し、キャリア基部２０Ａに配置されている。第２収容孔２２１Ａの内周面（トルク伝達面）は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…（後述）の歯先面に適合する曲率面からなる第２ギヤ支持面２２１０Ａで形成されている。第２収容孔２２１Ａの底面は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…の軸線方向先端面（自由端面）を摺動可能に支持するキャリア側支持面としての第３ギヤ支持面２２１１Ａで形成されている。

キャリア基部２０Ａは、プラネタリキャリア２Ａの回転軸線方向に開口する円筒体によって形成されている。キャリア基部２０Ａの内周面には、入力軸（図示せず）を移動可能に連結するスプライン嵌合部２００Ａが設けられている。

キャリア鍔部２１Ａは、キャリア基部２０Ａに連通し、プラネタリキャリア２Ａの回転軸線方向に開口する円環体によって形成されている。キャリア鍔部２１Ａの外径はキャリア基部２０Ａの外径よりも、またその内径はキャリア基部２０Ａの内径よりもそれぞれ大きい寸法に設定されている。

<遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の構成>
遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…は、図１〜図３に示すように、それぞれ各ピッチ円直径Ｄ_１，Ｄ_２（Ｄ_１＞Ｄ_２）が互いに異なる（捩れ方向は同一である）大小２つのギヤ部２０Ｂ，２１Ｂ（ギヤ部２０Ｂがピッチ円直径Ｄ_１の歯車諸元を、ギヤ部２１Ｂがピッチ円直径Ｄ_２の歯車諸元をもつ）を有するヘリカルギヤからなり、プラネタリキャリア２Ａの第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａ内に自転可能に収容されている。

ギヤ部２０Ｂは、図２及び図３に示すように、太陽歯車２Ｃに噛合し、第１収容孔２２０Ａ内に自転可能に収容されている。そして、太陽歯車２Ｃを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を左方の出力軸（フロント車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。ギヤ部２０Ｂの軸線方向先端面（自由端面）とデフケース２Ｅ（フロントケース２０Ｅ）の底面（後述するギヤ側支持面）との間には、太陽歯車２Ｃの外周囲に位置する環状のスラストワッシャ５が介装されている。ギヤ部２０Ｂの歯数Ｚ_１は、ギヤ部２１Ｂの歯数Ｚ_２（Ｚ_１＞Ｚ_２）よりも大きい歯数に設定されている。本実施形態では、Ｚ_１＝８、Ｚ_２＝５に設定されている。

ギヤ部２１Ｂは、図２及び図３に示すように、内歯車２Ｄに噛合し、第２収容孔２２１Ａ内に自転可能に収容されている。そして、内歯車２Ｄを介してプラネタリキャリア２Ａの回転力を右方の出力軸（リヤ車軸連結用の出力軸）に伝達し得るように構成されている。

<太陽歯車２Ｃの構成>
太陽歯車２Ｃは、図２及び図５示すように、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…に噛合して内歯車２Ｄの軸線上で回転可能に配置され、かつプラネタリキャリア２Ａ内に収容され、全体が回転軸線Ｏと同一の軸線をもつ円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…からの回転力を受け、図１の左方の出力軸（前輪側出力軸）に出力するように構成されている。太陽歯車２Ｃの内周面には、同出力軸を移動可能に連結するスプライン嵌合部２０Ｃが設けられている。太陽歯車２Ｃのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３は、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…のピッチ円直径Ｄ_１及び歯数Ｚ_１よりも大きい寸法と歯数に設定されている。太陽歯車２Ｃの外周面には、プラネタリキャリア側端部と反対側の端部に位置する鍔部２１Ｃが設けられている。

鍔部２１Ｃには、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…）の軸線方向先端面を摺動可能に支持するギヤ側支持面としての第４ギヤ支持面２１０Ｃが設けられている。

<内歯車２Ｄの構成>
内歯車２Ｄは、図２及び図４に示すように、ボス部２０Ｄ及びギヤ部２１Ｄからなり、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合してプラネタリキャリア２Ａの軸線上で回転可能に配置され、全体が回転軸線Ｏと同一の軸線をもつ円筒状のヘリカルギヤによって形成されている。そして、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…からの回転力を受け、図１の右方の出力軸（後輪側出力軸）に出力するように構成されている。

ボス部２０Ｄは、図２に示すように、全体が円筒体からなり、太陽歯車２Ｃの軸線方向端面にプラネタリキャリア２Ａを介して対向する位置に配置されている。ボス部２０Ｄの内周面には、後輪側出力軸を移動可能に連結するスプライン嵌合部２００Ｄが設けられている。ボス部２０Ｄのプラネタリキャリア側の軸方向一側には、プラネタリキャリア２Ａの太陽歯車側端面と反対側の端面に対向する端面をもつ鍔部２０１Ｄが設けられている。

鍔部２０１Ｄには、その外周面に位置し、かつ内歯車２Ｄの軸線回りに沿うスプライン嵌合部２０１０Ｄが設けられている。また、鍔部２０１Ｄには、そのプラネタリキャリア側端面と反対側の端面に開口し、かつ円周方向に所定の間隔をもって並列する複数のカム孔２０１１Ｄが設けられている。各カム孔２０１１Ｄには、周方向に深さが変化し、カムフォロア３１Ｃが転動するカム溝が形成されている。

ギヤ部２１Ｄは、図２に示すように、、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…に噛合するヘリカルギヤが内周面に形成された円筒状部分と、この円筒状部分の一側面から内方に延出されて中心部に貫通孔が形成された底部とからなり、全体が有底円筒体によって形成されている。ギヤ部２１Ｄの底部の内周面には、底部の厚さに対応する長さにわたり軸方向のスプライン嵌合部２１００Ｄが形成されている。スプライン嵌合部２１００Ｄは、ボス部２０Ｄのスプライン嵌合部２０１０Ｄに嵌合される。この嵌合は、圧入によってなされるものではない。ギヤ部２１Ｄのスプライン嵌合部２１００Ｄのスプライン歯とボス部２０Ｄのスプライン嵌合部２０１０Ｄのスプライン歯との間には、後述するカム機構３Ｃで発生するギヤ軸線方向の押圧力でギヤ部２１Ｄとボス部２０Ｄとが相対移動できるよう、僅かな周方向の隙間が形成されている。これにより、ギヤ部２１Ｄとボス部２０Ｄとが軸線方向に相対移動可能かつ一体回転するように連結されている。ギヤ部２１Ｄのピッチ円直径Ｄ_４及び歯数Ｚ_４は、太陽歯車２Ｃのピッチ円直径Ｄ_３及び歯数Ｚ_３よりも大きい寸法と歯数に設定されている。これにより、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＜Ｄ_４／Ｄ_２が成立し、エンジン側から遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…を介して内歯車２Ｄに伝達される回転トルクが遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…を介して太陽歯車２Ｃに伝達される回転トルクよりも大きくなる。

ギヤ部２１Ｄの外周面には、ボス部側端部と反対側の端部に位置し、かつ太陽歯車２Ｃの鍔部２１Ｃに対向する一方側のスラスト力受部としての鍔部２１０Ｄが設けられている。ギヤ部２１Ｄの底部には、プラネタリキャリア側端面と反対側の端面に開口し、かつ円周方向に所定の間隔をもって並列する複数の凹孔２１１Ｄ，２１１Ｄ，…が設けられている。凹孔２１１Ｄ，２１１Ｄ，…内には、ステンレス鋼等の非磁性材料からなる球体６がその一部を露出させて装着されており、これによりアーマチャ３１Ａ（後述）の軸方向移動を規制している。

<デフケース２Ｅの構成>
デフケース２Ｅは、図１〜図３に示すように、回転軸線Ｏに沿って一方向に開口する有底円筒状のフロントケース２０Ｅと、このフロントケース２０Ｅの開口部（後述する部品挿入口２０１０Ｅ）を覆う略円環状のリヤケース２１Ｅとからなり、太陽歯車２Ｃにおける鍔部２１Ｃの軸線方向両端面のうちプラネタリキャリア側端面に溶接されている。そして、全体が差動機構２及び出力機構３を内部に収容する段状の中空構造体によって形成されている。

フロントケース２０Ｅは、各内径及び各外径がそれぞれ互いに異なる大小２つの円筒部２００Ｅ，２０１Ｅからなる段状の無底円筒体によって形成されている。

一方（大径）の円筒部２００Ｅは、内歯車２Ｄ（ギヤ部２１Ｄ）の鍔部２１０Ｄにスラストワッシャ７，８を介して対向する他方側のスラスト力受部としての段差部２０００Ｅを内周面に有し、フロントケース２０Ｅの軸線方向一方側に配置されている。そして、段差部２０００Ｅが遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ）と内歯車２Ｄとの噛み合いによって内歯車２Ｄのギヤ部２１Ｄに発生するスラスト力を受けるように構成されている。

他方（小径）の円筒部２０１Ｅは、部品挿入口２０１０Ｅをリヤケース側に有し、フロントケース２０Ｅの軸線方向他方側に配置されている。円筒部２０１Ｅの内周面には、円筒部２００Ｅに近接する部位に位置するスプライン嵌合部２０１１Ｅが設けられている。

リヤケース２１Ｅは、第１〜第３ケースエレメント２１０Ｅ〜２１２Ｅからなり、フロントケース２０Ｅ（円筒部２０１Ｅ）の部品挿入口２０１０Ｅ内に螺着して回り止めされている。

第１ケースエレメント２１０Ｅは、内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の鍔部２０１Ｄに対向する鍔部２１００Ｅを外周面に有し、全体が軟鉄等の磁性材料からなる円筒体によって形成されている。第１ケースエレメント２１０Ｅの内周面と内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の外周面との間にニードル軸受９が介装されている。

第２ケースエレメント２１１Ｅは、内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の鍔部２０１Ｄに対向する鍔部２１１０Ｅを内周面に有し、全体が軟鉄等の磁性材料からなる円筒体によって形成されている。第２ケースエレメント２１１Ｅの内周面と第１ケースエレメント２１０Ｅの外周面との間には環状空間Ｃが形成されている。

第３ケースエレメント２１２Ｅは、第１ケースエレメント２１０Ｅの鍔部２１００Ｅと第２ケースエレメント２１１Ｅの鍔部２１１０Ｅとの間に介在し、全体がステンレス鋼等の非磁性材料からなるケースエレメント連結用の円環体によって形成されている。

（出力機構３の構成）
出力機構３は、図１に示すように、出力用駆動源としての電磁クラッチ３Ａと、この電磁クラッチ３Ａの駆動によって機能するパイロットクラッチ３Ｂと、このパイロットクラッチ３Ｂによってデフケース２Ｅ（フロントケース２０Ｅ）に連結可能な押圧力伝達部としてのカム機構３Ｃとを有し、フロントケース２０Ｅ（小径の円筒部２０１Ｅ）の内周面と内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の外周面との間に配置されている。

電磁クラッチ３Ａは、電磁石３０Ａ及びアーマチャ３１Ａを有し、内歯車２Ｄのボス部２０Ｄの外周囲に配置されている。電磁石３０Ａは、リヤケース２１Ｅの環状空間Ｃに配置され、かつ第１ケースエレメント２１０Ｅの外周面に軸受（ボールベアリング）１０を介して相対回転可能に支持されている。アーマチャ３１Ａは、パイロットクラッチ３Ｂの左車軸側に配置され、かつフロントケース２０Ｅ（小径の円筒部２０１Ｅ）のスプライン嵌合部２０１１Ｅにギヤ軸線方向（回転軸線Ｏ方向）に移動可能に連結されている。そして、電磁石３０Ａの電磁力によってリヤケース２１Ｅの内端面に接近する方向に移動するように構成されている。

パイロットクラッチ３Ｂは、複数のインナクラッチプレート３０Ｂ，３０Ｂ，…及び複数のアウタクラッチプレート３１Ｂ，３１Ｂ，…を有する摩擦式クラッチからなり、アーマチャ３１Ａとリヤケース２１Ｅとの間に配置されている。そして、デフケース２Ｅとカム機構３Ｃ（後述するカム３０Ｃ）とを断続可能に連結し、デフケース２Ｅ（太陽歯車２Ｃ）の回転力をカム３０Ｃに伝達し得るように構成されている。

インナクラッチプレート３０Ｂ，３０Ｂ，…及びアウタクラッチプレート３１Ｂ，３１Ｂ，…は、それぞれが互いに対向する位置に回転軸線Ｏに沿って交互に配置され、全体が環状の摩擦板によって形成されている。インナクラッチプレート３０Ｂ，３０Ｂ，…はカム部材３０Ｃの外周面に、またアウタクラッチプレート３１Ｂ，３１Ｂ，…はフロントケース２０Ｅ（小径の円筒部２０１Ｅ）の内周面（スプライン嵌合部２０１１Ｅ）にそれぞれスプライン嵌合されている。

カム機構３Ｃは、デフケース２Ｅからの回転力を受けて回転するカム３０Ｃと、このカム３０Ｃの回転によって押圧力を発生するカムフォロア３１Ｃとを有し、リヤケース２１Ｅの内端面と内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の鍔部２０１Ｄとの間に配置されている。

カム３０Ｃは、カムフォロア側に開口する環状のカム孔３００Ｃを有し、内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）の外周囲に配置され、かつ第１エレメント２１０Ｅの内端面に軸受（ニードルベアリング）１１を介して回転自在に支持されている。

カムフォロア３１Ｃは、カム３０Ｃにおけるカム孔３００Ｃの底面と内歯車２Ｄ（鍔部２０１Ｄ）におけるカム孔２０１１Ｄの底面との間に介装され、全体が球体（ボール）によって形成されている。そして、カム３０Ｃの回転によって発生するギヤ軸線方向の押圧力を内歯車２Ｄのボス部２０Ｄに付与するように構成されている。

〔車両用差動装置１の動作〕
車両のエンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに入力されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転駆動される。プラネタリキャリア２Ａが回転駆動されると、この回転力が遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…に伝達され、さらに遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…から太陽歯車２Ｃに、また遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…から内歯車２Ｄにそれぞれ伝達される。この場合、太陽歯車２Ｃが図面左方の出力軸に、また内歯車２Ｄが図面右方の出力軸にそれぞれスプライン嵌合されているため、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａ及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…、さらに太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄを介して前輪側及び後輪側の出力軸に伝達される。

ここで、車両が直進状態であり、かつ左右各車輪に路面との間でスリップが発生しない場合には、エンジン側からのトルクがプラネタリキャリア２Ａに伝達されると、プラネタリキャリア２Ａが回転軸線Ｏの回りに回転すると共に、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄの中心軸回りに自転することなく公転し、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄがプラネタリキャリア２Ａと共に一体に回転するため、エンジン側からのトルクが各出力軸にＤ_３／Ｄ_１：Ｄ_４／Ｄ_２のトルク配分比を基準に、静摩擦時の差動制限トルク配分内で路面反力のアンバランスに瞬時に対応して損失なく左右各出力軸に伝達され、左右各出力軸が等しい回転数で回転する。

一方、例えばリヤ側の車輪がぬかるみに落ち込んでスリップが発生した場合には、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃ，２Ｄと噛合しながら自転するため、フロント側の出力軸がプラネタリキャリア２Ａの回転速度より低い速度で回転し、リヤ側の出力軸がプラネタリキャリア２Ａの回転速度より高い速度で回転し、エンジン側からのトルクが左右の出力軸間で予め設定した不等分配比となるよう、路面反力の大きいフロント側の車軸により大きいトルクを分配することで左右合計の駆動力損失を軽減し、またスリップを起こしているリヤ側の車輪へのトルク伝達を減少させることで、そのスリップの状態を緩和する。

本実施の形態においては、プラネタリキャリア２Ａにエンジントルクが入力された状態で次に示す作用によって出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）に差動制限トルクが発生する。

遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が自転すると、これら遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の各歯先面がプラネタリキャリア２Ａ（第１収容孔２２０Ａ及び第２収容孔２２１Ａ）の第１ギヤ支持面２２００Ａと第２ギヤ支持面２２１０Ａで、また遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）の軸線方向先端面がプラネタリキャリア２Ａ（第２収容孔２２１Ａ）の第３ギヤ支持面２２１１Ａでそれぞれ摺動するため、これら第１ギヤ支持面２２００Ａ，第２ギヤ支持面２２１０Ａと遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の各歯先面との間及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の軸線方向先端面と第３ギヤ支持面２２１０Ａとの間に摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によって太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。

一方、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の自転によってギヤ噛み合い面で各ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｃ・内歯車２Ｄ）に回転軸線Ｏに沿ってスラスト力が発生する。この場合、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…が太陽歯車２Ｃの鍔部２１Ｃに接近する方向に移動するとともに、太陽歯車２Ｄ及び内歯車２Ｄが出力機構側に移動する。この際、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…の軸線方向先端面が太陽歯車２Ｃの鍔部２１Ｃ（第４ギヤ支持面２１０Ｃ）にスラストワッシャ５を介して圧接するため、鍔部２１Ｃの第４ギヤ支持面２１０Ｃと遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…の軸線方向先端面との間にスラストワッシャ５を介して摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によっても太陽歯車２Ｃ，内歯車２Ｄに差動制限トルクが発生する。また、内歯車２Ｄ（ギヤ部２１Ｄ）の鍔部２１０Ｄがデフケース２Ｅ（フロントケース２０Ｅ）の段差部２０００Ｅにスラストワッシャ７，８を介して圧接するため、デフケース２Ｅの段差部２０００Ｅと内歯車２Ｄの鍔部２１０Ｄとの間にスラストワッシャ７，８を介して摩擦抵抗が発生し、これら摩擦抵抗によっても太陽歯車２Ｃと内歯車２Ｄとの間に差動制限トルクが発生する。

ここで、出力機構３（電磁クラッチ３Ａ）の電磁石３０Ａに通電すると、フロントケース２０Ｅ及びリヤケース２１Ｅ・アーマチャ３１Ａに跨って磁気回路が形成され、その磁力によってアーマチャ３１Ａが電磁石側（リヤケース側）に移動する。このアーマチャ３１Ａの移動によってパイロットクラッチ３Ｂ（インナクラッチプレート３０Ｂ，３０Ｂ，…及びアウタクラッチプレート３１Ｂ，３１Ｂ，…）がリヤケース側に押圧され、これに伴いインナクラッチプレート３０Ｂ，３０Ｂ，…及びアウタクラッチプレート３１Ｂ，３１Ｂ，…が相対的に接近して互いに摩擦係合する。このため、デフケース２Ｅ（フロントケース２０Ｅ）の円筒部２０１Ｅとカム機構３Ｃのカム３０Ｃとがトルク伝達可能に連結され、デフケース２Ｅ（太陽歯車２Ｃ）の回転力がカム機構３Ｃに伝達される。この回転力のカム機構３Ｃへの伝達によって太陽歯車２Ｃの回転力がギヤ軸線方向の押圧力に変換され、この押圧力が内歯車２Ｄ（ボス部２０Ｄ）及びプラネタリキャリア２Ａ（キャリア基部２０Ａ）を介して太陽歯車２Ｃに伝達される。これにより、遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…）と太陽歯車２Ｃとの噛み合い及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…（ギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）と内歯車２Ｄとの噛み合いによって発生するスラスト力とカム機構３Ｃによって発生するギヤ軸線方向の押圧力とが相殺されず、効率のよい差動制限トルクを得ることができる。

[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。

（１）遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…と太陽歯車２Ｃとの噛み合い及び遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…と内歯車２Ｄとの噛み合いによって発生するスラスト力とカム機構３Ｃによって発生するギヤ軸線方向の押圧力とが相殺されず、効率のよい差動制限トルクを得ることができる。

（２）従来必要としたクラッチが不要になるため、デフケース２Ｅの軸線方向寸法を短縮することができ、装置全体における軸線方向の小型化を図ることができる。

以上、本発明の車両用差動装置を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。

（１）本実施の形態では、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＜Ｄ_４／Ｄ_２が成立する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、Ｄ_３／Ｄ_１＝Ｄ_４／Ｄ_２が成立するような寸法に各ギヤのピッチ円直径を設定してもよい。

また、入力側ギヤ（遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…のギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…）のピッチ円直径と出力側ギヤ（太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄ）のピッチ円直径との間においてＤ_３／Ｄ_１＞Ｄ_４／Ｄ_２が成立するような寸法に各ギヤのピッチ円直径を設定してもよい。

（２）本実施の形態では、カム機構３Ｃによって発生するギヤ軸線方向の押圧力が遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…及び太陽歯車２Ｄに伝達される場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、カム機構によって発生するギヤ軸線方向の押圧力を遊星歯車及び内歯車に、また遊星歯車及び太陽歯車・内歯車のうちいずれか１つの歯車に伝達するようにしてもよい。すなわち要するに、本発明は、入力側ギヤ及び１対の出力側ギヤのうちギヤ軸線方向に移動可能なボス部を有する出力側ギヤを除く少なくとも１つのギヤにカム機構（押圧力伝達部）からギヤ軸線方向の押圧力が伝達されるものであればよい。

（３）本実施の形態では、太陽歯車２Ｃ及び内歯車２Ｄにそれぞれ噛合するギヤ部２０Ｂ，２０Ｂ，…及びギヤ部２１Ｂ，２１Ｂ，…を有する遊星歯車２Ｂ，２Ｂ，…がプラネタリキャリア２Ａ（ギヤ収容支持部２２Ａ）内に４個収容支持されている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の個数の遊星歯車をプラネタリキャリア内に配置しても勿論よい。

（４）本実施の形態では、入力側ギヤとして各ピッチ円直径Ｄ_１，Ｄ_２が互いに異なるギヤ部２０Ｂ，２１Ｂを有する複数のヘリカルギヤであり、出力側ギヤとしてこれら各ヘリカルギヤのギヤ部２０Ｂ，２１Ｂにそれぞれ噛合する１対のヘリカルギヤである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、入力側ギヤとして各ピッチ円直径が互いに異なる複数対のヘリカルギヤであり、出力側ギヤとしてこれら各対のヘリカルギヤに噛合する１対のヘリカルギヤであってもよい。また、入力側ギヤとして各ピッチ円直径が互いに異なる複数対のスパーギヤであり、出力側ギヤとしてこれら各対のスパーギヤに噛合する１対のスパーギヤであってもよい。

本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の全体を説明するために示す断面図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の要部を示す分解斜視図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の要部を示す組立斜視図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の１対の出力側ギヤのうち一方の出力側ギヤと入力ギヤとの噛合状態を示す断面図。 本発明の実施の形態に係る車両用差動装置の１対の出力側ギヤのうち他方の出力側ギヤと入力ギヤとの噛合状態を示す断面図。

符号の説明

１…車両用差動装置
２…差動機構
２Ａ…プラネタリキャリア、２０Ａ…キャリア基部、２１Ａ…キャリア鍔部、２００Ａ…スプライン嵌合部、２２Ａ…ギヤ収容支持部、２２０Ａ…第１収容孔、２２００Ａ…第１ギヤ支持面、２２０１Ａ…内フランジ、２２１Ａ…第２収容孔、２２１０Ａ…第２ギヤ支持面、２２１１Ａ…第３ギヤ支持面
２Ｂ…遊星歯車、２０Ｂ，２１Ｂ…ギヤ部
２Ｃ…太陽歯車、２０Ｃ…スプライン嵌合部、２１Ｃ…鍔部、２１０Ｃ…第４ギヤ支持面
２Ｄ…内歯車、２０Ｄ…ボス部、２００Ｄ…スプライン嵌合部、２０１Ｄ…鍔部、２０１０Ｄ…スプライン嵌合部、２０１１Ｄ…カム孔、２１Ｄ…ギヤ部、２１０Ｄ…鍔部、２１１Ｄ…凹孔
２Ｅ…デフケース
２０Ｅ…フロントケース、２００Ｅ…大径の円筒部、２０００Ｅ…段差部、２０１Ｅ…小径の円筒部、２０１０Ｅ…部品挿入口、２０１１…スプライン嵌合部
２１Ｅ…リヤケース、２１０Ｅ…第１ケースエレメント、２１００Ｅ…鍔部、２１１Ｅ…第２ケースエレメント、２１１０Ｅ…鍔部、２１２Ｅ…第３ケースエレメント
３…出力機構
３Ａ…電磁クラッチ、３０Ａ…電磁石、３１Ａ…アーマチャ
３Ｂ…パイロットクラッチ、３０Ｂ…インナクラッチプレート、３１Ｂ…アウタクラッチプレート
３Ｃ…カム機構、３０Ｃ…カム、３００Ｃ…カム孔、３１Ｃ…カムフォロア
５…スラストワッシャ
６…球体
７，８…スラストワッシャ
９…ニードルベアリング
１０…軸受（ボールベアリング）
１１…軸受（ニードルベアリング）
Ｃ…環状空間
Ｏ…回転軸線

Claims (10)

1. 駆動源の駆動トルクによって回転するキャリア、前記キャリアの回転力を受けて自転可能な入力側ギヤ、及び前記入力側ギヤから前記キャリアの回転力を受けて１対の出力軸に差動分配する１対の出力側ギヤを有する差動機構と、
   前記差動機構の差動を制限するためのクラッチを有する出力機構とを備え、
   前記差動機構は、前記１対の出力側ギヤのうち一方の出力側ギヤとギヤ軸方向に相対移動可能な出力軸連結用のボス部を有し、
   前記出力機構は、前記差動機構から前記クラッチを介して伝達される回転力を受けてギヤ軸線方向の押圧力に変換し、前記入力側ギヤ及び前記１対の出力側ギヤのうち前記一方の出力側ギヤを除く少なくとも１つのギヤに前記ボス部及び前記キャリアを介して前記ギヤ軸線方向の押圧力を伝達する押圧力伝達部を有する
   ことを特徴とする車両用差動装置。
2. 前記差動機構は、
   前記入力側ギヤが遊星歯車からなり、
   前記１対の出力側ギヤのうち一方の出力側ギヤが内歯車からなり、他方の出力側ギヤが太陽歯車からなる請求項１に記載の車両用差動装置。
3. 前記太陽歯車は、その回転軸線を中心軸線とする円筒部を有し、前記円筒部が前記差動機構及び前記出力機構を収容するデフケースによって形成されている請求項２に記載の車両用差動装置。
4. 前記差動機構は、前記１対の出力側ギヤが互いに前記クラッチを介してトルク伝達可能に連結されている請求項１に記載の車両用差動装置。
5. 前記出力機構は、前記押圧力伝達部が前記差動機構から伝達される回転力を受けて回転するカム、及び前記カムの回転によって前記ギヤ軸線方向の押圧力を発生するカムフォロアを含む請求項１に記載の車両用差動装置。
6. 前記差動機構は、前記入力側ギヤが前記１対の出力側ギヤにそれぞれ噛合し、かつ互いに異なるピッチ円直径をもつ大小２つのギヤ部を有する請求項１に記載の車両用差動装置。
7. 前記大小２つのギヤ部は、捩れ方向が同一であるヘリカルギヤによって形成されている請求項６に記載の車両用差動装置。
8. 前記差動機構は、前記キャリアが前記入力側ギヤの軸線方向一方側端面を摺動可能に支持するキャリア側支持面を有し、前記１対の出力側ギヤのうち他方の出力側ギヤが前記入力側ギヤの軸線方向他方側端面を摺動可能に支持するギヤ側支持面を有する請求項１に記載の車両用差動装置。
9. 前記差動機構は、前記入力側ギヤ及び前記１対の出力側ギヤがヘリカルギヤによって形成され、前記一方の出力側ギヤが前記入力側ギヤと前記１対の出力側ギヤのうち他方の出力側ギヤとの噛み合いによって発生するスラスト力を受けるスラスト力受部を有する請求項１に記載の車両用差動装置。
10. 前記差動機構は、前記入力側ギヤ及び前記１対の出力側ギヤがヘリカルギヤによって形成され、前記１対の出力側ギヤのうち他方の出力側ギヤが前記入力側ギヤと前記一方の出力側ギヤとの噛み合いによって発生するスラスト力を受けるスラスト力受部を有する請求項１に記載の車両用差動装置。

Images