JP7491690B2 - Differential device - Google Patents
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Description
本発明は、車両に搭載され車両の走行時における差動を行うデファレンシャル装置についての技術分野に関する。 The present invention relates to the technical field of differential devices that are installed in vehicles and perform differential motion while the vehicle is running.
自動車等の車両にはエンジンや電動モータ等の動力を駆動輪に伝達するための動力伝達装置が設けられ、動力伝達装置から出力された動力がデファレンシャル装置を介して駆動輪に伝達される。 Vehicles such as automobiles are provided with a power transmission device for transmitting the power of an engine, electric motor, etc. to the drive wheels, and the power output from the power transmission device is transmitted to the drive wheels via a differential device.
デファレンシャル装置はハウジングの内部に配置された差動機構を備え、差動機構はリングギヤ、デファレンシャルケース、サイドギヤ及びピニオンギヤ等によって構成されている。ハウジングの内部には動力が伝達されるドライブ軸とドライブ軸の一端部に固定されたドライブギヤとが配置され、ドライブギヤがリングギヤに噛合されている。 The differential device has a differential mechanism arranged inside the housing, which is composed of a ring gear, a differential case, side gears, and a pinion gear. Inside the housing are arranged a drive shaft to which power is transmitted and a drive gear fixed to one end of the drive shaft, and the drive gear is meshed with the ring gear.
車両の直進時には左右の駆動輪に対する路面からの抵抗が同等であるため、リングギヤと一体になって回転されるデファレンシャルケースがピニオンギヤを公転させ、ピニオンギヤに噛合されている左右のサイドギヤにピニオンギヤの回転力が伝達される。このときサイドギヤは自転せずに公転される。 When the vehicle is traveling straight, the resistance from the road surface to the left and right drive wheels is equal, so the differential case, which rotates together with the ring gear, revolves the pinion gear, and the rotational force of the pinion gear is transmitted to the left and right side gears that are meshed with the pinion gear. At this time, the side gears revolve without rotating.
一方、車両の旋回時には左右の駆動輪に対する路面からの抵抗が異なり、一方のサイドギヤがピニオンギヤを押し返そうとしてピニオンギヤが公転かつ自転する。従って、ピニオンギヤの自転により他方のサイドギヤの回転が増速され、左右の駆動輪に回転差が生じて円滑な走行状態が確保される。 On the other hand, when the vehicle turns, the resistance from the road surface to the left and right drive wheels is different, and one side gear tries to push back against the pinion gear, causing the pinion gear to revolve and rotate. Therefore, the rotation of the pinion gear increases the rotation speed of the other side gear, creating a rotation difference between the left and right drive wheels and ensuring smooth driving conditions.
上記のようなデファレンシャル装置には、左右の駆動輪に対する路面からの抵抗が異なる場合の差動を行う差動機構の他に、別の機能を有する機構が備えられたものがある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載されたデファレンシャル装置は、エンジン側と差動機構との連結(4WD状態)と切り離し(2WD状態)を行う機能と、差動回転のロックとロック解除を行う機能が付加されている。
Some differential devices as described above are equipped with a mechanism that performs a different function in addition to the differential mechanism that performs the differential when the resistance from the road surface to the left and right drive wheels is different (for example, see Patent Document 1). The differential device described in
また、デファレンシャル装置によっては、差動機構に加えて差動機構の差動動作を制限する差動制限機構が組み込まれ、高い走行性能が得られるようにされているものもある(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)。このような差動制限機構はリミテッドスリップデファレンシャル(LSD:Limited Slip Differential)と称され、LSDには機械的に動作されるタイプの他、電子的に動作されるタイプが存在する。
Some differential devices incorporate a differential limiting mechanism that limits the differential operation of the differential mechanism in addition to the differential mechanism, thereby achieving high driving performance (see, for example,
例えば、高速で急カーブを回るようなスポーツ走行の場合に、遠心力により内側の駆動輪が宙に浮いてしまったときに差動機構によって内側の駆動輪に駆動力が分配されると、内側の駆動輪が空転し接地している外側の駆動輪が回転せず、コーナリング時の速度低下や悪路からの脱出が困難な状態になるおそれがある。 For example, when driving sports cars around sharp curves at high speeds, if the inside drive wheel is lifted into the air by centrifugal force and the differential mechanism distributes the driving force to the inside drive wheel, the inside drive wheel will spin freely and the outside drive wheel, which is on the ground, will not rotate, which could result in a drop in speed when cornering or difficulty in escaping from rough roads.
そこで、差動制限機構によって差動機構の動作が制限されて駆動輪の空転が抑制され、走行時の上記のような現象が改善されて高い走行性能が得られる。 Therefore, the differential limiting mechanism limits the operation of the differential mechanism and suppresses spinning of the drive wheels, improving the above-mentioned phenomenon while driving and achieving high driving performance.
ところが、特許文献1及び特許文献2に記載されたような差動を行う機能とは別の機能を備えたデファレンシャル装置においては、別の機能を実行させるための機構が付加された分、大型化を来し易くなる。
However, in differential devices with functions other than the differential function described in
例えば、このような付加された機構が差動機構の左右の一方に外付けの状態で配置される場合には、燃料配管等の他の構造と干渉し易くなり設計の変更を余儀なくされる可能性がある。また、付加された機構が差動機構を内蔵するハウジングにともに内蔵される場合であっても、モータ等の各部が突出した状態になり、やはり他の構造と干渉するおそれがある。 For example, if such an added mechanism is placed externally on either the left or right side of the differential mechanism, it may be prone to interfere with other structures such as fuel piping, which may necessitate a change in design. Even if the added mechanism is built into the housing that also houses the differential mechanism, various parts such as the motor will protrude and may still interfere with other structures.
そこで、本発明は、機能性の向上を図った上で大型化を回避することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to improve functionality while avoiding large size.
第1に、本発明に係るデファレンシャル装置は、ドライブギヤを介して伝達される動力によって回転されるデファレンシャルケースと、ギヤ部を有し前記デファレンシャルケースに対して回転可能にされたピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトと一体になって回転されると共に前記デファレンシャルケースの回転に伴って公転されるピニオンギヤと、前記ピニオンギヤに噛合され前記ドライブギヤからの動力を車軸に伝達するサイドギヤと、前記ギヤ部に噛合された伝達ギヤ部を有し前記ピニオンシャフトの前記ギヤ部に噛合して回転される回転体と、前記回転体を介して前記ピニオンシャフトに回転に対する負荷を付与する差動制限機構とを備え、前記回転体が前記ピニオンシャフトと異なる速度で回転可能にされ、前記差動制限機構にクラッチ機構が設けられ、前記差動制限機構に前記クラッチ機構を動作させるためのコイルが設けられ、前記コイルと前記回転体が前記デファレンシャルケースの回転軸方向において離隔して位置されたものである。 First, a differential device according to the present invention comprises a differential case rotated by power transmitted through a drive gear, a pinion shaft having a gear portion and capable of rotating relative to the differential case, a pinion gear that rotates integrally with the pinion shaft and revolves with the rotation of the differential case, a side gear that meshes with the pinion gear and transmits power from the drive gear to an axle, a rotating body that has a transmission gear portion meshed with the gear portion and rotates while meshing with the gear portion of the pinion shaft, and a differential limiting mechanism that applies a rotational load to the pinion shaft via the rotating body, wherein the rotating body is capable of rotating at a speed different from that of the pinion shaft, a clutch mechanism is provided in the differential limiting mechanism, a coil for operating the clutch mechanism is provided in the differential limiting mechanism, and the coil and the rotating body are positioned apart in the direction of the rotation axis of the differential case .
これにより、伝達ギヤ部がギヤ部に噛合された回転体を介してピニオンシャフトに回転に対する負荷が付与される構成にされるため、回転体がピニオンシャフトに接近して位置されると共に差動制限機構が回転体に接近して位置される。また、汎用性のあるクラッチ機構の動作状態によりピニオンシャフトに付与される回転に対する負荷の大きさを制御することが可能になる。 As a result, a rotational load is applied to the pinion shaft via the rotor meshed with the gear portion of the transmission gear unit, so that the rotor is positioned close to the pinion shaft and the differential limiting mechanism is positioned close to the rotor. Also, it becomes possible to control the magnitude of the rotational load applied to the pinion shaft by the operating state of the versatile clutch mechanism.
第2に、上記した本発明に係るデファレンシャル装置においては、前記回転体が前記デファレンシャルケースの周囲に位置されることが望ましい。 Secondly, in the differential device according to the present invention described above, it is desirable that the rotating body be positioned around the differential case.
これにより、デファレンシャルケースと回転体が車軸の径方向に並んで位置されるため、車軸の軸方向において回転体がデファレンシャルケースより突出された状態で存在しない。 As a result, the differential case and the rotor are positioned side-by-side in the radial direction of the axle, so the rotor does not protrude beyond the differential case in the axial direction of the axle.
第3に、上記した本発明に係るデファレンシャル装置においては、前記デファレンシャルケースの回転軸と前記回転体の回転軸とが一致されることが望ましい。 Thirdly, in the differential device according to the present invention described above, it is desirable that the rotation axis of the differential case and the rotation axis of the rotor are aligned.
これにより、車軸の径方向においてデファレンシャルケースと回転体の間隔を最小限にすることが可能になる。 This makes it possible to minimize the radial distance between the differential case and the rotors on the axle.
第4に、上記した本発明に係るデファレンシャル装置においては、前記差動制限機構が前記デファレンシャルケースの周囲に位置されることが望ましい。 Fourthly, in the differential device according to the present invention described above, it is desirable that the differential limiting mechanism be positioned around the differential case.
これにより、デファレンシャルケースと差動制限機構が車軸の径方向に並んで位置されるため、車軸の軸方向において差動制限機構がデファレンシャルケースより突出された状態で存在しない。 As a result, the differential case and the limited slip differential mechanism are positioned side-by-side in the radial direction of the axle, so the limited slip differential mechanism does not protrude beyond the differential case in the axial direction of the axle.
上記した本発明に係るデファレンシャル装置においては、前記デファレンシャルケースと前記ピニオンシャフトと前記ピニオンギヤと前記サイドギヤと前記回転体と前記差動制限機構がハウジングの内部に配置されることが望ましい。 In the differential device according to the present invention described above , it is preferable that the differential case, the pinion shaft, the pinion gear, the side gear, the rotor, and the limited slip differential mechanism are disposed inside a housing.
これにより、デファレンシャルケースとピニオンシャフトとピニオンギヤとサイドギヤと回転体と差動制限機構が同一のハウジングに内蔵される。 This allows the differential case, pinion shaft, pinion gear, side gear, rotor, and limited slip differential mechanism to be housed within the same housing.
上記した本発明に係るデファレンシャル装置においては、前記デファレンシャルケースにおける回転軸の軸方向において前記回転体が前記ピニオンシャフトと前記差動制限機構の間に位置され、前記デファレンシャルケースに前記回転体の前記差動制限機構側への変位を規制する規制部が取り付けられることが望ましい。 In the differential device of the present invention described above , it is desirable that the rotating body be positioned between the pinion shaft and the differential limiting mechanism in the axial direction of the rotating shaft in the differential case, and that a regulating unit that regulates displacement of the rotating body toward the differential limiting mechanism be attached to the differential case.
これにより、規制部によって回転体の差動制限機構側への変位が規制される。 As a result, the restricting portion restricts the displacement of the rotating body toward the differential limiting mechanism.
本発明によれば、伝達ギヤ部がギヤ部に噛合された回転体を介してピニオンシャフトに回転に対する負荷が付与される構成にされるため、回転体がピニオンシャフトに接近して位置されると共に差動制限機構が回転体に接近して位置され、機能性の向上を図った上で大型化を回避することができる。 According to the present invention, the transmission gear section is configured so that a rotational load is applied to the pinion shaft via a rotating body that is meshed with the gear section, so that the rotating body is positioned close to the pinion shaft and the differential limiting mechanism is positioned close to the rotating body, improving functionality while avoiding size increases.
以下に、本発明デファレンシャル装置を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。 Below, we will explain the embodiment of the differential device of the present invention with reference to the attached drawings.
<車両の構成>
先ず、デファレンシャル装置を備えた車両100の構成の概要について説明する(図1参照)。
<Vehicle configuration>
First, an outline of the configuration of a
車両100はエンジン101と動力伝達装置102と油圧制御部103とギヤ機構104とデファレンシャル装置1と駆動輪105、105とエンジン制御部106と伝達機構制御部107とバス108を備えている。
The
エンジン101は車両100を走行させる走行用の動力源(原動機)として機能し、燃料を消費して車両100の駆動輪105、105に作用させる動力を発生する。エンジン101は燃料を燃焼して動力伝達装置102への出力シャフトとして機能するクランクシャフト109にトルクを発生させる。尚、車両100においては、走行用の駆動源として電動モータがエンジン101に代えて又はエンジン101に加えて設けられていてもよい。
The
動力伝達装置102はトルクコンバータ110と前後進切替機構111と変速伝達機構112を有している。動力伝達装置102はエンジン101から駆動輪105、105への動力伝達の経路中に設けられ、エンジン101から駆動輪105、105に動力を伝達する機能を有し、作動油の油圧によって動作する。
The
トルクコンバータ110はエンジン101と前後進切替機構111の間に配置され、エンジン101からクランクシャフト109を介して伝達された動力のトルクを増幅又は維持し、前後進切替機構111に伝達する機能を有している。
The
前後進切替機構111はトルクコンバータ110と変速伝達機構112の間に配置され、エンジン101からトルクコンバータ110を介して伝達された動力によって回転される回転軸の回転速度を変速する機能と回転軸の回転方向を切り替える機能とを有している。
The forward/
変速伝達機構112は前後進切替機構111とギヤ機構104の間に配置されている。変速伝達機構112には前後進切替機構111から入力軸113を介して動力が伝達され、変速伝達機構112から入力軸113を介して入力された動力が出力軸114を介してギヤ機構104へ向けて出力される。変速伝達機構112は入力軸113を介して入力される動力を無段階に変速する無段変速機(連続可変トランスミッション:Continuously Variable Transmission(CVT))を有している。
The speed
変速伝達機構112から出力軸114に伝達された動力はギヤ機構104を介してデファレンシャル装置1に伝達される。デファレンシャル装置1は伝達された動力を車軸115、115を介して駆動輪105、105に伝達する。デファレンシャル装置1は車両100が旋回する際に生じる駆動輪105、105間の回転速度の差を吸収する機能を有している。
The power transmitted from the speed
油圧制御部103は作動油の油圧によってトルクコンバータ110と前後進切替機構111と変速伝達機構112を動作させる。油圧制御部103には図示しない複数の油路やオイルリザーバーやオイルポンプや複数の電磁弁等が設けられ、伝達機構制御部107から出力される制御信号に基づいて動力伝達装置102の各部に供給される作動油の流量や油圧を制御する。また、油圧制御部103は動力伝達装置102の各部やデファレンシャル装置1の各部の潤滑を行う潤滑油供給部としても機能する。
The
エンジン制御部106と伝達機構制御部107は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等を有するマイクロコンピュータを備え、CAN(Controller Area Network)等の所定の車載ネットワーク通信規格に対応したバス108を介して相互のデータ通信が可能に接続されている。
The
エンジン制御部106は、エンジン101についての燃料噴射制御や点火制御や吸入空気量調節制御等の各種の動作制御を行う機能を有している。エンジン制御部106は伝達機構制御部107と通信可能にされ、必要に応じてエンジン101の動作状態に関するデータを伝達機構制御部107に出力し、また、必要に応じ伝達機構制御部107から出力される各種の信号に基づいてエンジン101の動作制御を行う。
The
伝達機構制御部107は油圧制御部103を制御することにより、トルクコンバータ110と前後進切替機構111と変速伝達機構112の動作制御を行う。
The transmission
<デファレンシャル装置の構成>
次に、デファレンシャル装置1の構成について説明する(図2及び図3参照)。
<Differential device configuration>
Next, the configuration of the
デファレンシャル装置1はハウジング2に所要の各部が配置又は支持されて構成されている。
The
ハウジング2は前後に延びる筒状に形成された軸支持部3と軸支持部3の後端に連続されたカバー部4とを有し、カバー部4の内部空間が配置空間4aとして形成されている。カバー部4には左右に開口4b、4bが形成され、開口4b、4bが配置空間4aに連通されている。カバー部4には電源取出孔4cが形成されている。
The
カバー部4の配置空間4aには開口4b、4bを介してそれぞれ軸連結部材5、5が挿入されている。軸連結部材5には車軸115が連結されている。
ハウジング2の軸支持部3にはドライブ軸6が回転可能に支持されている。ドライブ軸6にはギヤ機構104を介してエンジン101等から動力が伝達される。
The
ドライブ軸6の後端部にはドライブギヤ7が固定されている。ドライブギヤ7はカバー部4の配置空間4aに位置され、ドライブ軸6と一体になって回転される。
A
カバー部4の配置空間4aには差動機構8が配置されている。差動機構8はリングギヤ9とデファレンシャルケース10とピニオンシャフト11、11とピニオンギヤ12、12とサイドギヤ13、13を有している。
A
リングギヤ9は軸方向が左右方向にされ、ドライブギヤ7に噛合されている。リングギヤ9はデファレンシャルケース10に固定されている。従って、リングギヤ9とデファレンシャルケース10は一体になって回転される。
The
デファレンシャルケース10はピニオンギヤ12、12やサイドギヤ13、13が配置されるギヤ配置部14とギヤ配置部14から左右両側にそれぞれ突出された軸挿入部15、16とを有し、左右方向における長さが軸挿入部15より軸挿入部16が長くされている。ギヤ配置部14には前後に貫通されたシャフト支持孔14a、14aが前後に離隔して形成されている。ギヤ配置部14における軸挿入部15、16との連続部分にはそれぞれギヤ支持孔14b、14bが形成されている。軸挿入部15、16にはそれぞれ軸連結部材5、5が挿入されている。
The
デファレンシャルケース10はローラーベアリング17、17を介してハウジング2のカバー部4に回転可能に支持され、回転軸10aの軸方向が左右方向にされている。
The
ギヤ配置部14の内部にはギヤ連結筒18が回転可能な状態で配置されている。ギヤ連結筒18は軸方向が前後方向にされ、シャフト支持孔14a、14aの間に位置されている。
A
ピニオンシャフト11、11はそれぞれ一部がシャフト支持孔14a、14aに挿通された状態でギヤ配置部14に回転可能に支持されている。ピニオンシャフト11は前後に延びる軸状部11aと軸状部11aの軸方向における一端部から張り出されたギヤ部11bとから成る。ピニオンシャフト11は、軸状部11aにおけるギヤ部11b側の一部がシャフト支持孔14aに挿通され、軸状部11aにおけるギヤ部11bと反対側の端部がギヤ連結筒18に連結されている。従って、ピニオンシャフト11、11はデファレンシャルケース10に対してギヤ連結筒18と一体になって回転される。
The
ピニオンギヤ12はそれぞれスプライン嵌合によりピニオンシャフト11の軸状部11aに支持されギヤ配置部14の内部に位置されている。従って、ピニオンギヤ12はピニオンシャフト11と一体になって回転される。
The pinion gears 12 are each supported by a spline engagement on the
サイドギヤ13は一部がギヤ支持孔14bに挿通された状態でギヤ配置部14に回転可能に支持され、二つのピニオンギヤ12、12の双方に噛合されている。サイドギヤ13、13には軸挿入部15、16にそれぞれ挿入された軸連結部材5、5の一端部が連結されている。従って、サイドギヤ13、13はそれぞれデファレンシャルケース10に対して軸連結部材5、5と一体になって回転される。
The
デファレンシャル装置1には差動機構8の機能を制限する差動制限機構19が設けられている。差動制限機構19は車両100のより高い走行性能を得るために差動機構8に対して付加された機構であり、リミテッドスリップデファレンシャル(LSD:Limited Slip Differential)と称される。
The
差動制限機構19はハウジング2におけるカバー部4の配置空間4aにおいてデファレンシャルケース10の外周側に配置されている。差動制限機構19は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等を有する図示しない電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)によって制御され、電子制御ユニットから送出される駆動信号に基づいて後述するコイルに電流が供給されることにより動作される。
The differential limiting
電子制御ユニットから差動制限機構19には、例えば、車両100の加速度等に応じたレベルの駆動信号が送出され、差動制限機構19によって差動機構8による動作状態が制限される。
The electronic control unit sends a drive signal to the differential limiting
差動制限機構19はコイル(電磁ソレノイド)20と制御カム21と制御クラッチ22とメインカム23とメインクラッチ24とアーマチュア25を有し、デファレンシャルケース10における軸挿入部16の外周側に配置されている。
The differential limiting
コイル20はギヤ配置部14の内部の左右方向における一端寄りの位置に配置され、コイルホルダ26によって保持されている。コイルホルダ26の外周側にはカバー部4の電源取出孔4cが位置され、電源取出孔4cを挿通された図示しない電線がコイル20に接続される。コイルホルダ26は磁性金属材料によって形成されている。コイル20には電子制御ユニットから送出される駆動信号に基づいて電流が供給される。
The
コイル20はギヤ配置部14側からクラッチホルダ27によって覆われている。クラッチホルダ27は外側部27aと内側部27bと外周面部27cと圧入部材27dを有している。外側部27aと内側部27bと外周面部27cは何れも磁性金属材料によって形成され、圧入部材27dは非磁性材料によって形成されている。内側部27bは外側部27aの内周側に位置され、外側部27aと内側部27bの間に圧入部材27dが圧入されている。外周面部27cは外側部27aの外側の端部から側方に突出されている。
The
コイルホルダ26と外側部27aと内側部27bと外周面部27cが磁性金属材料によって形成されているため、電子制御ユニットから送出される駆動信号に基づいてコイル20に電流が供給されると、コイル20の周囲に磁界が発生する。
Since the
クラッチホルダ27はスプライン嵌合によりデファレンシャルケース10の軸挿入部16に支持されると共にボールベアリング28を介してコイルホルダ26に対して回転可能にされている。従って、クラッチホルダ27はコイルホルダ26に対してデファレンシャルケース10と一体になって回転される。
The
制御カム21はクラッチホルダ27における内側部27bの側方に位置され、デファレンシャルケース10に対して回転可能とされている。制御カム21の左右方向における一方の面側には凹部21aが形成されている。制御カム21の凹部21aには周方向へ行くに従って深さが変化する図示しない傾斜面が形成されている。
The
制御クラッチ22は複数の外周側摩擦板22aと複数の内周側摩擦板22bが左右方向において交互に配置されて成る。外周側摩擦板22aは外周部が外周面部27cに支持されクラッチホルダ27と一体になって回転されると共にクラッチホルダ27に対して左右方向へ移動可能にされている。内周側摩擦板22bは内周部が制御カム21の外周部に支持され、制御カム21と一体になって回転されると共に制御カム21に対して左右方向へ移動可能にされている。
The
制御クラッチ22は外周側摩擦板22aと内周側摩擦板22bが互いに接近し係合又はスリップされることにより動力を制御カム21とクラッチホルダ27の間で伝達する機能を有している。制御クラッチ22においては、外周側摩擦板22aと内周側摩擦板22bの間の摩擦力の大きさに応じて制御カム21と外周面部27cの間で伝達される動力の大きさが変化される。
The
メインカム23は制御カム21の側方において制御カム21に対向して位置され、デファレンシャルケース10に対して回転可能とされている。メインカム23の制御カム21に対向する面側には凹部23aが形成されている。メインカム23の凹部23aには周方向へ行くに従って深さが変化する傾斜面が形成されている。
The
制御カム21とメインカム23の間には周方向に離隔して複数のボール29が配置されている。ボール29は制御カム21の凹部21aとメインカム23の凹部23aとに挿入されて保持されている。
A number of
左右方向においてメインカム23を挟んだ制御カム21と反対側には回転体30が配置されている。回転体30はデファレンシャルケース10に対してベアリング31を介して回転可能にされ、回転軸30aの軸方向が左右方向にされている。回転体30の回転軸30aとデファレンシャルケース10の回転軸10aとは一致されている。
The rotating
このようにデファレンシャルケース10の回転軸10aと回転体30の回転軸30aとが一致されることにより、車軸115の径方向においてデファレンシャルケース10と回転体30の間隔を最小限にすることが可能になり、デファレンシャル装置1の小型化を図ることができる。
By aligning the
回転体30は筒状に形成され、デファレンシャルケース10におけるギヤ配置部14から軸挿入部16に亘る部分の外周側に位置されている。回転体30には軸方向におけるギヤ配置部14側の端部に伝達ギヤ部30bが設けられ、伝達ギヤ部30bがピニオンシャフト11、11のギヤ部11b、11bに噛合されている。従って、回転体30はピニオンシャフト11、11の回転に伴って回転可能にされており、回転体30の回転が制御されるとピニオンシャフト11、11の回転も制御される。
The rotating
回転体30にはメインカム23の一部が係合されており、回転体30とメインカム23は一体になって回転可能にされている。
A part of the
メインクラッチ24は複数の外周側係合板24aと複数の内周側係合板24bとが左右方向において交互に配置されて成る。外周側係合板24aは外周部が外周面部27cに支持され、クラッチホルダ27と一体になって回転されると共にクラッチホルダ27に対して左右方向へ移動可能にされている。内周側係合板24bは内周部が回転体30に支持され、回転体30と一体になって回転されると共に回転体30に対して左右方向へ移動可能にされている。
The main clutch 24 is composed of multiple outer peripheral engaging
メインクラッチ24は外周側係合板24aと内周側係合板24bが互いに接近し係合又はスリップされることにより動力を回転体30とメインカム23の間で伝達する機能を有している。メインクラッチ24においては、外周側係合板24aと内周側係合板24bとの間の摩擦力の大きさに応じて回転体30からメインカム23に伝達される動力の大きさが変化される。
The main clutch 24 has the function of transmitting power between the
アーマチュア25は制御カム21の外周側において制御クラッチ22とメインカム23の間に配置されている。アーマチュア25は鉄等の強磁性材料によって形成され、コイル20への通電状態に応じて磁界に発生する推力によって左右方向へ移動される。
The
デファレンシャルケース10における軸挿入部16の外周部には規制部32が取り付けられている。規制部32は、例えば、軸挿入部16に取り付けられたスナップリング32aとスナップリング32aの軸方向における一方の面に取り付けられたプレート32bとによって構成され、メインカム23と回転体30の間に位置されている。
A restricting
ピニオンシャフト11、11が回転されたときには、ピニオンシャフト11、11に噛合されている回転体30に反力としてメインカム23に近付く方向への移動力が付与されるが、回転体30が規制部32に接することにより回転体30のメインカム23に近付く方向への移動が規制される。
When the
このようにデファレンシャル装置1にはデファレンシャルケース10に回転体30の差動制限機構19側への変位を規制する規制部32が取り付けられている。
In this way, the
従って、規制部32によって回転体30の差動制限機構19側への変位が規制されるため、回転体30の差動制限機構19との接触を回避して差動制限機構19の安定した駆動状態を確保することができる。
Therefore, the regulating
また、デファレンシャル装置1にあっては、回転体30がデファレンシャルケース10の周囲に位置されており、デファレンシャルケース10と回転体30が車軸115の径方向に並んで位置されるため、車軸115の軸方向において回転体30がデファレンシャルケース10より突出された状態で存在せず、デファレンシャル装置1の小型化を図ることができる。
In addition, in the
さらに、差動制限機構19がデファレンシャルケース10の周囲に位置されており、デファレンシャルケース10と差動制限機構19が車軸115の径方向に並んで位置されるため、車軸115の軸方向において差動制限機構19がデファレンシャルケース10より突出された状態で存在せず、デファレンシャル装置1の一層の小型化を図ることができる。
Furthermore, since the differential limiting
さらにまた、デファレンシャルケース10とピニオンシャフト11、11とピニオンギヤ12、12とサイドギヤ13、13と回転体30と差動制限機構19が何れもハウジング2の内部に配置されている。
Furthermore, the
従って、デファレンシャルケース10とピニオンシャフト11、11とピニオンギヤ12、12とサイドギヤ13、13と回転体30と差動制限機構19が同一のハウジング2に内蔵されるため、デファレンシャル装置1のより一層の小型化を図ることができる。
As a result, the
<デファレンシャル装置における動作>
以下に、デファレンシャル装置1における差動機構8及び差動制限機構19の動作について説明する(図2乃至図4参照)。
<Operation in Differential Device>
The operation of the
ドライブ軸6を介してドライブギヤ7にエンジン101等からの動力が伝達されると、ドライブギヤ7と噛合されているリングギヤ9が回転され、リングギヤ9とデファレンシャルケース10が一体になって回転されると共にピニオンギヤ12、12がデファレンシャルケース10の回転に伴って公転される。ピニオンシャフト11、11はピニオンギヤ12、12の公転に伴って公転され、ピニオンシャフト11、11に噛合されている回転体30が回転軸30aを支点として回転される。
When power is transmitted from the
ピニオンギヤ12、12が公転されると、ピニオンギヤ12、12と噛合されているサイドギヤ13、13が回転され、サイドギヤ13、13と軸連結部材5、5が一体になって回転され、車軸115、115を介して駆動輪105、105に動力が伝達されて車両100が走行される。
When the pinion gears 12, 12 revolve, the side gears 13, 13 meshed with the pinion gears 12, 12 are rotated, and the side gears 13, 13 and the
このとき、車両100の直進時には左右の駆動輪105、105に対する路面からの抵抗が同等であるため、ピニオンギヤ12、12がデファレンシャルケース10の回転に伴って公転されるが自転はされず、ピニオンギヤ12、12に噛合されているサイドギヤ13、13にピニオンギヤ12、12の回転力が同等に伝達される。
At this time, when the
一方、車両100の旋回時には左右の駆動輪105、105に対する路面からの抵抗が異なり、一方のサイドギヤ13がピニオンギヤ12、12を押し返そうとしてピニオンギヤ12、12が公転かつ自転する。従って、ピニオンギヤ12、12の自転により他方のサイドギヤ13の回転が増速され、左右の駆動輪105、105に回転差が生じて円滑な走行状態が確保される。
On the other hand, when the
このときピニオンシャフト11、11はピニオンギヤ12、12と一体になって自転される。ピニオンシャフト11、11に噛合されている回転体30はピニオンシャフト11、11の自転によりデファレンシャルケース10とは異なる速度で回転軸30aを支点として回転される。
At this time, the
また、例えば、高速で急カーブを回るようなスポーツ走行の場合等には、上記したように車両100の加速度等に応じた大きさの駆動信号が電子制御ユニットから差動制限機構19に送出され、差動制限機構19によって以下のように差動機構8による動作状態が制限される。
In addition, for example, in the case of sports driving such as going around sharp curves at high speed, as described above, a drive signal having a magnitude corresponding to the acceleration, etc. of the
電子制御ユニットから差動制限機構19に駆動信号が入力されると、差動制限機構19の駆動が開始され、コイル20に駆動電流が供給され、コイル20の周囲に磁界が発生してアーマチュア25が制御クラッチ22側へ引き寄せられる(図4参照)。このときドライブギヤ7の回転に伴って、デファレンシャルケース10と回転体30とメインカム23とクラッチホルダ27とメインクラッチ24の外周側係合板24a及び内周側係合板24bと制御クラッチ22の外周側摩擦板22aとが一体になってハウジング2に対して回転されている。
When a drive signal is input from the electronic control unit to the differential limiting
アーマチュア25が制御クラッチ22側へ移動されると、外周側摩擦板22aと内周側摩擦板22bがアーマチュア25に押圧されて移動され互いに接近し係合又はスリップされる。外周側摩擦板22aと内周側摩擦板22bが係合又はスリップされると、制御カム21とクラッチホルダ27の間での動力の伝達が可能な状態になる。
When the
このときメインカム23が回転されており、ボール27を介してメインカム23と制御カム21の間で動力が伝達されるが、制御カム21とメインカム23の間で回転差が生じる。従って、凹部21aと凹部23aに保持されているボール29が凹部21aと凹部23aの各傾斜面上を転動されボール29によってメインカム23がメインクラッチ24側へ押圧されて移動される。
At this time, the
メインカム23が移動されると、メインカム23によってメインクラッチ24の外周側係合板24aと内周側係合板24bが押圧されて移動され互いに接近し係合又はスリップされる。外周側係合板24aと内周側係合板24bが係合又はスリップされると、差動制限機構19を介してデファレンシャルケース10と回転体30が連結されデファレンシャルケース10と回転体30の間で動力の伝達が行われる。
When the
デファレンシャルケース10と回転体30が差動制限機構19を介して連結されることにより、差動制限機構19によって回転体30を介してピニオンシャフト11に回転に対する負荷が付与され、回転体30がデファレンシャルケース10の回転に伴って回転され、回転体30がデファレンシャルケース10と同じ速度で回転可能とされる。
The
このようにデファレンシャルケース10と回転体30が差動制限機構19を介して連結されてピニオンシャフト11に回転に対する負荷が付与され、差動機構8の差動動作が差動制限機構19によって制限されるため、差動機構8の動作による駆動力の損失をデファレンシャルケース10に還元することが可能になる。また、電子制御ユニットから差動制限機構19に入力される駆動信号のレベルを調整することにより、メインクラッチ24における外周側係合板24aと内周側係合板24bの係合状態を調整し、損失した駆動力のデファレンシャルケース10に対する還元率を制御することが可能になる。
In this way, the
<まとめ>
以上に記載した通り、デファレンシャル装置1にあっては、デファレンシャルケース10に対して回転可能にされたピニオンシャフト11と、ピニオンシャフト11と一体になって回転されると共にデファレンシャルケース10の回転に伴って公転されるピニオンギヤ12と、ピニオンギヤ12に噛合され動力を車軸115に伝達するサイドギヤ13と、ピニオンシャフト11に噛合されピニオンシャフト11と一体になって回転される回転体30と、回転体30を介してピニオンシャフト11に回転に対する負荷を付与する差動制限機構19とを備えている。
<Summary>
As described above, the
従って、伝達ギヤ部30bがギヤ部11bに噛合された回転体30を介してピニオンシャフト11に回転に対する負荷が付与される構成にされているため、回転体30がピニオンシャフト11に接近して位置されると共に差動制限機構19が回転体30に接近して位置される。これにより、差動を行う差動機構8とは別の機能を有する差動制限機構19を備えた構成において、機能性の向上を図った上で大型化を回避することができる。
Therefore, since the
また、回転体30がピニオンシャフト11に接近して位置されると共に差動制限機構19が回転体30に接近して位置されるため、差動制限機構19と回転体30を差動機構8の回転中心であるピニオンギヤ12の回転中心(自転中心)に近付けて配置することが可能になり、ハウジング2の内部に配置される構造を差動機構8の回転中心に対して可能な限り線対称となる構成に近付けることができる。
In addition, because the
特に、ハウジング2の内部に配置される構造を差動機構8の回転中心に対して可能な限り線対称となる構成に近付けることにより、デファレンシャル装置1及びデファレンシャル装置1を備えた車両100の良好なバランスを確保することが可能になり、車体の強度設計に関する困難性が生じ難い。
In particular, by making the structure arranged inside the
また、デファレンシャル装置1の大型化を回避することにより、燃料配管等の他の構造とデファレンシャル装置1の干渉が生じ難くなり、車両100の各部に関する設計の自由度の向上を図ることができる。
In addition, by avoiding an increase in size of the
さらに、デファレンシャル装置1においては、差動制限機構19に制御クラッチ22やメインクラッチ24を有するクラッチ機構が設けられている。
Furthermore, in the
従って、汎用性のあるクラッチ機構の動作状態によりピニオンシャフト11に付与される回転に対する負荷の大きさを制御することが可能になり、構造の簡素化を図った上でピニオンシャフト11の回転状態を制御することができる。
As a result, it is possible to control the magnitude of the rotational load applied to the
尚、上記には、ピニオンシャフト11とピニオンギヤ12がそれぞれ二つずつ設けられた差動機構8を例として示したが、差動機構8はピニオンシャフト11とピニオンギヤ12が周方向においてそれぞれ三つずつ以上設けられた構成にされていてもよい。
In the above, a
また、差動制限機構19は機械的に動作されるタイプであってもよく、電子的に動作されるタイプであってもよい。
The differential limiting
1 デファレンシャル装置
2 ハウジング
7 ドライブギヤ
8 差動機構
10 デファレンシャルケース
10a 回転軸
11 ピニオンシャフト
11b ギヤ部
12 ピニオンギヤ
13 サイドギヤ
19 差動制限機構
30 回転体
30a 回転軸
30b 伝達ギヤ部
32 規制部
115 車軸
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
ギヤ部を有し前記デファレンシャルケースに対して回転可能にされたピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトと一体になって回転されると共に前記デファレンシャルケースの回転に伴って公転されるピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤに噛合され前記ドライブギヤからの動力を車軸に伝達するサイドギヤと、
前記ギヤ部に噛合された伝達ギヤ部を有し前記ピニオンシャフトの前記ギヤ部に噛合して回転される回転体と、
前記回転体を介して前記ピニオンシャフトに回転に対する負荷を付与する差動制限機構とを備え、
前記回転体が前記ピニオンシャフトと異なる速度で回転可能にされ、
前記差動制限機構にクラッチ機構が設けられ、
前記差動制限機構に前記クラッチ機構を動作させるためのコイルが設けられ、
前記コイルと前記回転体が前記デファレンシャルケースの回転軸方向において離隔して位置された
デファレンシャル装置。 a differential case rotated by power transmitted via a drive gear;
a pinion shaft having a gear portion and rotatable relative to the differential case;
a pinion gear that rotates integrally with the pinion shaft and revolves in accordance with the rotation of the differential case;
a side gear that is meshed with the pinion gear and transmits power from the drive gear to an axle;
a rotor having a transmission gear portion meshed with the gear portion and rotated by meshing with the gear portion of the pinion shaft;
a differential limiting mechanism that applies a rotational load to the pinion shaft via the rotor,
The rotor is rotatable at a speed different from that of the pinion shaft ,
The differential limiting mechanism is provided with a clutch mechanism,
a coil for operating the clutch mechanism is provided in the differential limiting mechanism,
The coil and the rotor are positioned apart from each other in the direction of the rotation axis of the differential case.
Differential device.
請求項1に記載のデファレンシャル装置。 The differential device according to claim 1 , wherein the rotors are positioned around the differential case.
請求項2に記載のデファレンシャル装置。 3. The differential device according to claim 2, wherein a rotation axis of the differential case and a rotation axis of the rotor are aligned.
請求項1、請求項2又は請求項3に記載のデファレンシャル装置。 4. The differential device according to claim 1, 2 or 3, wherein the differential limiting mechanism is positioned around the differential case.
請求項1、請求項2、請求項3又は請求項4に記載のデファレンシャル装置。 The differential case, the pinion shaft, the pinion gear, the side gear, the rotor, and the limited slip differential mechanism are disposed inside a housing.
A differential device according to claim 1, 2, 3 or 4 .
前記デファレンシャルケースに前記回転体の前記差動制限機構側への変位を規制する規制部が取り付けられた
請求項1、請求項2、請求項3、請求項4又は請求項5に記載のデファレンシャル装置。 the rotor is located between the pinion shaft and the limited slip differential mechanism in an axial direction of a rotation shaft in the differential case,
A restricting portion is attached to the differential case to restrict displacement of the rotor toward the differential limiting mechanism.
A differential device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 .
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