JPH08105512A - 差動制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 差動制限力の上限を制御可能な差動制限装置
の提供を目的とする。 【構成】 デフケース７とカムリング３５間を断続する
パイロットクラッチ２１と、デフケース７とサイドギヤ
１１間を断続するメインクラッチ２３と、パイロットク
ラッチ２１が締結されると、それの締結トルクを受けこ
れをスラスト力５１，５３に変換しメインクラッチ２３
を締結するカム機構２５と、スラスト力５１の反力５３
を皿ばねＡを介してデフケース７に伝えると共に皿ばね
Ｂを介してパイロットクラッチ２１を押圧するカムリン
グ３５とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両等に用いられるデ
ファレンシャル装置等の差動を制限する差動制限装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、デファレンシャル装置の差動を制
限する差動制限装置としては、例えば図８に示すものが
特開平５−２２１２４６号公報に開示されている。この
差動制限装置１０１は、差動を制限する摩擦クラッチ装
置として電磁式パイロットクラッチ１０３と多板式メイ
ンクラッチ１０５とを備えており、パイロットクラッチ
１０３の電磁石１０７に通電する電流値を増減すること
によりクラッチ締結力を増減し差動制限力を調節してい
る。したがって、この第１従来例では、大きな差動制限
力を得るには、各クラッチ１０３，１０５を大型化して
締結力をあげることが必要となる。

【０００３】そこで、各摩擦クラッチを大型にしないで
十分なクラッチ締結力（差動制限力）が得られる差動制
限装置として、例えば図９（ａ），（ｂ）に示すものが
特開平４−１５１０３２号公報に開示されている。この
差動制限装置２０１は、電磁式パイロットクラッチ２０
３とカム機構２０５（図９（ｂ）参照）と多板式メイン
クラッチ２０７とを備えている。また、カム機構２０５
の構成部材であるカムリング２０９はクラッチ押圧部
（スナップリング）２０９ａを有し、カムリング２０９
とデフケース２１１の側壁２１１ａとの間にはカムリン
グ２０９を噛合い方向に付勢する皿ばね２１３が配設さ
れている。

【０００４】電磁石２１５に通電しパイロットクラッチ
２０３を締結すると、パイロットクラッチ外径側のデフ
ケース２１１と内径側のカムリング２０９とが回転方向
に連結され、ついでカムリング２０９のトルクはカム機
構２０５によりスラスト力２０６ａに変換され、このス
ラスト力２０６ａを受けてメインクラッチ２０７が締結
される。そして、スラスト力２０６ｂ（スラスト力２０
６ａの反力）の増大に伴い皿ばね２１３の撓み量が図９
（ａ）に示すスナップリング２０９ａとパイロットクラ
ッチ２０３との隙間ｂを越えると、スナップリング２０
９ａがパイロットクラッチ２０３に当接しこれを押圧す
るようになる。このように、皿ばね２１３の撓みが上記
の隙間ｂを越えると、スラスト力２０６ｂの一部がパイ
ロットクラッチ２０３の締結力としてフィードバックさ
れる構成である。これにより、パイロットクラッチ２０
３の締結トルク（つまり差動制限トルク）は、例えば図
６のカーブ６５に示すように、スナップリング２０９ａ
がパイロットクラッチ２０３を押圧するようになると
（横軸のＩ_b0点近傍に達すると）、差動制限トルクは急
激に増大する。こうして、各摩擦クラッチを大型にしな
いで十分な差動制限力を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この第
２従来例において、パイロットクラッチ２０３の締結力
が増大すると、通電を止めてもカム機構２０５がロック
したまま（デファレンシャル装置がデフロック状態にな
ったまま）になってしまい、差動状態に復帰できなくな
る恐れがある。

【０００６】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであり、差動制限力の上限を制御可能な差動
制限装置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、部材間を断続する第１と
第２の摩擦クラッチと、前記第１の摩擦クラッチが締結
されるとそれの締結トルクを受けこれをスラスト力に変
換し前記第２の摩擦クラッチを締結するカム機構と、前
記スラスト力の反力を第１の付勢部材を介して前記第１
の摩擦クラッチが断続する部材の一方に伝えると共に第
２の付勢部材を介して前記第１の摩擦クラッチを押圧す
る押圧部材とを備えたことを特徴とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
差動制限装置であって、前記第２の付勢部材と第１の摩
擦クラッチ間に隙間ｂを設け、前記第１の付勢部材は前
記隙間ｂを越える撓み代ａを有し、前記第１の付勢部材
の撓みがａに達したときの前記第２の付勢部材の付勢力
を適宜設定したことを特徴とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２記載の
差動制限装置であって、前記第１の摩擦クラッチが電磁
式クラッチであることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、第１の摩擦ク
ラッチの押圧力として、電磁石の吸引力の他にスラスト
力の一部が第２の付勢部材を介してフィードバックされ
て加わるので、摩擦クラッチの締結力を増大することが
できる。同時に、第２の付勢部材の付勢力を調節するこ
とにより第１の摩擦クラッチの締結力を調節することが
できる。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加え、第１の付勢部材の撓み終了点
（撓み量ａ）にて押圧部材の移動が終わったときの第２
の付勢部材の付勢力を適宜設定できるので、スラスト力
のフィードバック分である第２の付勢部材の付勢力によ
る押圧力の上限を抑制することができる。

【００１２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の作用に加え、スラスト力の一部を第１のクラ
ッチの締結力にフィードバックできるので、電磁クラッ
チの電力節減が可能となる。

【００１３】

【実施例】本発明の一実施例を図１〜図７により説明す
る。図１は本発明の差動制限装置を適用した車両用のデ
ファレンシャル装置の断面を示す。図２は図１のＤ−Ｄ
断面図であり、図３〜図７は差動制限作用を説明する図
である。このデファレンシャル装置１は、ベベルギヤ式
の差動機構３と差動制限装置５とからなる。

【００１４】差動機構３は、デフケース７と、左右一対
のサイドギヤ９，１１と、複数のピニオンギヤ１３など
からなる。デフケース７は図示しないデフキャリヤに回
転自在に支持され、動力伝達装置（図示省略）を介して
エンジンの駆動力を受けて回転する。サイドギヤ９，１
１はデフケース７内にそれと同軸に回転自在に対向配置
されている。ピニオンシャフト１５はデフケース７内に
その回転軸に直交し例えば十文字状に配設支持され、デ
フケース７と一体に回転する。ピニオンシャフト１５上
にはピニオンギヤ１３が回転自在に支持され、サイドギ
ヤ９，１１と噛合っている。

【００１５】こうして、エンジンの駆動力はデフケース
７からピニオンシャフト１５、ピニオンギヤ１３を経て
サイドギヤ９，１１に伝達され、サイドギヤ９，１１か
らこれと一体にそれぞれ回転する左右のアクスルシャフ
ト（図示省略）へ出力される。そして、左右のサイドギ
ヤ９，１１間に駆動抵抗差が生じるとピニオンギヤ１３
の自転によりサイドギヤ９，１１に駆動力が差動分配さ
れる。

【００１６】差動制限装置５は上記差動機構３の右側に
配置され、多板の電磁式パイロットクラッチ（第１の摩
擦クラッチ）２１と、多板式メインクラッチ（第２の摩
擦クラッチ）２３と、カム機構２５とからなる。

【００１７】パイロットクラッチ２１は、電磁石２７と
クラッチプレート２９などからなり、デフケース（第１
の摩擦クラッチが断続する部材の一方）７とカムリング
（押圧部材）３５（後述）との間の断続を電磁式に行
う。図１に示すように、クラッチプレート２９は、デフ
ケース７とカムリング３５との間に軸方向に交互に配置
された複数のアウタプレート２９ａとインナプレート２
９ｂとからなり、アウタプレート２９ａはその外径部が
デフケース７に軸方向移動可能に係合し、インナプレー
ト２９ｂはその内径部がカムリング３５に同様に係合し
ている。リング状の電磁石２７はデフケース７の右側壁
７ａの右方に配置され、図示しないデフキャリヤに固定
されると共にベアリング３１を介してデフケース７に支
持されている。一方、クラッチプレート２９の左側には
アーマチャ３３が配置され、アーマチャ３３の内径部は
カムリング３５に軸方向移動可能に係合している。ま
た、デフケース７の右側壁７ａには、電磁石２７の磁束
の短絡を防ぎアーマチャ３３へ導くために非磁性のリン
グ７ｂが埋め込まれている。こうして、電磁石２７がア
ーマチャ３３を吸引するとパイロットクラッチ２１が締
結され、デフケース７とカムリング３５とが回転方向に
連結される。

【００１８】カム機構２５は、カムリング３５、ボール
４７、プレッシャプレート４５などからなる。カムリン
グ３５は右のサイドギヤ１１上に軸方向に移動可能に嵌
挿支持されている。カムリング３５の左側にはプレッシ
ャプレート４５が配置され、その内径部は右のサイドギ
ヤ１１の軸部１１ａに軸方向移動可能に係合している。
そして、図２に示すように、カムリング３５とプレッシ
ャプレート４５の対向面部にはそれぞれカム３５ｂが形
成され、ボール４７とともにカム機構２５を構成してい
る。

【００１９】カムリング３５上の段付き小径部には、リ
ング状のプレート３７，３７とそれらの間に挟まれた皿
ばねＢ（第２の付勢部材）とが配置されている。プレー
ト３７，３７の軸方向位置はカムリング３５外周の段部
３５ａとスナップリング３９とにより位置決めされ、パ
イロットクラッチ２１との位置関係ではアーマチャ３３
の左側に配置されている。そして、プレート３７，３７
と皿ばねＢとはカムリング３５と一体的に軸方向に移動
する。なお、右側のプレート３７とアーマチャ３３間に
は所定量の隙間ｂが保たれている。また、カムリング３
５の右側には、デフケース７の右側壁７ａとの間に左か
ら順にベアリング４１、リテーナ４３、皿ばねＡ（第１
の付勢部材）が配置されており、皿ばねＡはカムリング
３５を左方に付勢している。リテーナ４３と右側壁７ａ
間には隙間ａが保たれており、これが皿ばねＡの撓み代
となる。この隙間ａは上述の皿ばねＢ部の隙間ｂよりも
大きく設定されている（ａ＞ｂ）。また、皿ばねＢの撓
み代ｃは皿ばねＡの撓み代ａよりもさらに大きく設定し
てある（ｃ＞ａ＞ｂ）ので、クラッチ２１が締結されて
皿ばねＡがａだけ撓んだときに皿ばねＢには未だ撓み代
が残っており、皿ばねＢは全圧縮にはならない。皿ばね
Ａがａだけ撓んだとき（リテーナ４３が右側壁７ａに当
接したとき）の皿ばねＢの荷重（付勢力）を適宜設定し
てある（設定値）。

【００２０】多板式メインクラッチ２３は、図１に示す
ように、パイロットクラッチ２１の左方に配置され、ア
ウタプレート２３ａはその外径部がデフケース７の内周
に軸方向移動可能に係合し、インナプレート２３ｂはそ
の内径部が右のサイドギヤ１１に同様に係合している。
プレッシャプレート４５がアウタ、インナプレート２３
ａ，２３ｂを押圧するとデフケース７とサイドギヤ１１
が回転方向に連結される。

【００２１】つぎに差動制限装置５の作用を説明する。
左右のサイドギヤ９，１１間に駆動抵抗差が生じると、
上述のようにピニオンギヤ１３の自転により駆動力は左
右のサイドギヤ９，１１に差動分配される。このとき、
パイロットクラッチ２１の電磁石２７に通電されなけれ
ばパイロットクラッチ２１は締結されない。従ってカム
機構２５も作用しないのでメインクラッチ２３も締結さ
れず、サイドギヤ９，１１間の差動は制限されない。図
３はこの差動制限されない状態を示す。

【００２２】電磁石２７に通電されてパイロットクラッ
チ２１が締結されると、締結トルクがカム機構２５によ
ってスラスト力５１，５３（図２参照）に変換され、プ
レッシャプレート４５がスラスト力５１を受け、メイン
クラッチ２３を押圧する。こうして、パイロットクラッ
チ２１とメインクラッチ２３の締結によりサイドギヤ
９，１１間の差動制限作用が得られる。詳しくは、電磁
石２７に通電されアーマチャ３３が吸引されると、パイ
ロットクラッチ２１に締結トルクが生じる。そしてカム
リング３５は変換されたスラスト力５３（スラスト力の
反力）を受けて皿ばねＡを押圧しこれを撓ませて右方へ
移動する。こうして、皿ばねＡの撓み量の増大に伴って
皿ばねＢ部の隙間ｂが減少して０になるまでは、パイロ
ットクラッチ２１には電磁石２７の吸引力だけが押圧力
として加わり、生じる締結トルク（つまりスラスト力５
３）は皿ばねＡの荷重により制御される。図４は隙間ｂ
が０になるまでの状態（ｂ＞０，ａ＞０）を示す。

【００２３】電流値の増大に伴い皿ばねＡの撓み量が増
加して皿ばねＢ部の隙間ｂが０になると、それ以降は、
カムリング３５は皿ばねＡを押圧すると同時に皿ばねＢ
を介してアーマチャ３３をも押圧するようになる。すな
わち、スラスト力５３の一部がパイロットクラッチ２１
の締結トルクにフィードバックされるようになる。そし
て皿ばねＡ部のリテーナ４３がデフケース７の右側壁７
ａに当接するまでは、カムリング３５（スラスト力５
３）が皿ばねＡ，Ｂを撓ませる状態が継続される。そし
て、皿ばねＡ，Ｂの合計荷重がスラスト力５３とつり合
うので、Ａ，Ｂの合計荷重によってスラスト力５３は制
御される。このとき電磁石２７による吸引力の他にアー
マチャ３３を押圧するのは皿ばねＢの荷重だけである。

【００２４】ついで、皿ばねＡの撓み量が増加してリテ
ーナ４３が右側壁７ａに当接したときは、皿ばねＢはそ
の当接時の荷重でアーマチャ３３を押圧する。そして、
皿ばねＢは上述のように未だ撓み代を残しているが、こ
の当接状態でカムリング３５の右方への移動は終るの
で、当接以降は、電流値が増大しても、吸引力の増加分
により締結トルク値と共にスラスト力５３は増加する
が、皿ばねＢはその当接時の荷重のままで（荷重は増え
ないで）アーマチャ３３を押圧し続けることになる。す
なわち、スラスト力５３のフィードバック分による締結
トルクはリテーナ４３当接時の皿ばねＢの荷重に対応す
る締結トルク値で一定となる。図５はリテーナ４３当接
時の状態を示す。

【００２５】図６はパイロットクラッチ２１の締結トル
ク（つまり差動制限トルク）の測定結果の一例を、電磁
石２７への通電電流値との関係で示す。縦軸は差動制限
トルクを、横軸は電流値を示す。図中カーブ６１は皿ば
ねＢを１枚とした場合であり、カーブ６３は２枚（ばね
定数を大きくしたもの）とした場合である。いずれも摩
擦面数を３にしている。横軸のＩ_b0点は皿ばねＢ部の隙
間ｂが０になるときの電流値である。電流値の０〜Ｉ_b0
間は電磁石２７の吸引力だけが押圧力としてクラッチに
加わる。Ｉ_b0点で皿ばねＢがクラッチを押圧するように
なり、スラスト力５３の一部がフィードバックされるの
で、カーブ６１，６３の差動制限トルクは増大する。し
かし、皿ばねＢの荷重が設定値になるとフィードバック
分による差動制限トルクの増大は止まり、それ以降は吸
引力分による増大のみとなる。こうして、皿ばねＢが１
枚の場合のカーブ６１では差動制限トルクは４８０Ｎ・
ｍ以下に抑制され、皿ばねＢが２枚の場合のカーブ６３
では差動制限トルクは７００Ｎ・ｍ以下に抑制された。
なお、図中のカーブ６５は前記第２従来例における差動
制限トルクの増大の様子を示す。この場合は、図９のカ
ムリング２０９がクラッチ２０３を押圧するようになる
とカーブ６５は急上昇している。

【００２６】図７は、上記の皿ばねＢが２枚の場合（図
６のカーブ６３）について、電流値を０に戻したときに
差動制限トルクが０に復帰することを確認した結果を示
す。すなわち、図６のカーブ６３上のＥ，Ｆ，Ｇの各点
において電流値を急激に０に戻す操作を行った。図７に
示すように、差動制限トルクは上記操作に応答し、その
都度０または０近傍に復帰することが確認された。

【００２７】こうして、スラスト力５３の一部をパイロ
ットクラッチ２１の締結力にフィードバックしてパイロ
ットクラッチ２１の締結力を増大すると同時に、皿ばね
Ｂの荷重を適宜設定することによりパイロットクラッチ
２１の締結力が過大にならないように、その上限を抑制
することが可能になる。結果として、装置全体の差動制
限力の上限を抑制することができる。

【００２８】このように、本実施例によれば、皿ばねＡ
に加えて皿ばねＢを設け、皿ばねＢの荷重を適宜設定る
ことにより差動制限力が過大になることの抑制が可能に
なり、カム機構２５がロックしたまま（デフロック状態
になったまま）になる恐れは解消される。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、第１だけでなく第２の付勢部材
を備え、フィードバックされた押圧力はこの第２の付勢
部材を介して第１の摩擦クラッチを押圧するので、クラ
ッチの締結力を増大すると同時に、その付勢力の調節に
より第１の摩擦クラッチの締結力を調節することができ
る。従って、差動制限力を調節でき、差動制限装置がロ
ックしたまま（デフロック状態になったまま）になる恐
れが解消される。

【００３０】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加え、第１の付勢部材の撓み終了点に
て押圧部材の移動が終わったときの第２の付勢部材の付
勢力を適宜設定できるので、スラスト力のフィードバッ
ク分である第２の付勢部材の付勢力による押圧力の上限
を抑制することができ、結果として、装置全体の差動制
限力の上限を抑制することができる。

【００３１】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加え、スラスト力の一部を第１のクラ
ッチの締結力にフィードバックできるので、電磁クラッ
チの電力節減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を適用したデファレンシャル
装置の断面を示す図である。

【図２】図１のＤ−Ｄ断面図である。

【図３】一実施例の差動制限作用の説明図である。

【図４】一実施例の差動制限作用の説明図である。

【図５】一実施例の差動制限作用の説明図である。

【図６】差動制限トルクの測定結果を示す図である。

【図７】差動制限トルクの測定結果を示す図である。

【図８】第１従来例の差動制限装置の断面図である。

【図９】第２従来例の（ａ）は差動制限装置の断面図で
あり、（ｂ）は（ａ）図のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

７ デフケース（第１の摩擦クラッチが断続する部材の
一方） ２１ パイロットクラッチ（第１の摩擦クラッチ） ２３ メインクラッチ（第２の摩擦クラッチ） ２５ カム機構 ３５ カムリング（押圧部材） ５１ スラスト力 ５３ スラスト力（スラスト力の反力） Ａ 皿ばね（第１の付勢部材） Ｂ 皿ばね（第２の付勢部材） ａ，ｂ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部材間を断続する第１と第２の摩擦クラ
   ッチと、 前記第１の摩擦クラッチが締結されるとそれの締結トル
   クを受けこれをスラスト力に変換し前記第２の摩擦クラ
   ッチを締結するカム機構と、 前記スラスト力の反力を第１の付勢部材を介して前記第
   １の摩擦クラッチが断続する部材の一方に伝えると共に
   第２の付勢部材を介して前記第１の摩擦クラッチを押圧
   する押圧部材とを備えたことを特徴とする差動制限装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の差動制限装置であって、 前記第２の付勢部材と第１の摩擦クラッチ間に隙間ｂを
   設け、 前記第１の付勢部材は前記隙間ｂを越える撓み代ａを有
   し、 前記第１の付勢部材の撓みがａに達したときの前記第２
   の付勢部材の付勢力を適宜設定したことを特徴とする差
   動制限装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の差動制限装置であって、 前記第１の摩擦クラッチが電磁式クラッチであることを
   特徴とする差動制限装置。