JPH1076863A - デファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デフケースの周辺を簡素化し、デフキャリヤ
の設計を容易にする。 【解決手段】 アウターケース５とインナーケース９と
の間に中間ケース７を配置したデフケース３と、中間ケ
ース７とインナーケース９との間に設けられた噛み合い
クラッチ１７と、インナーケース９の回転を車輪側に分
配する差動機構２３と、アウターケース５の外部に配置
され、押圧部材５９を介して中間ケース７を噛み合いク
ラッチ１７の連結解除位置に移動させるアクチュエータ
４９と、アクチュエータ４９の作動が停止すると、噛み
合いクラッチ１７の連結位置まで中間ケース７を移動さ
せるシフトスプリング１９とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、四輪駆動車にお
いて、二輪駆動時に切り離される車輪側に用いられるデ
ファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平５−５４５７４号公報に図３のよ
うなデファレンシャル装置２０１が記載されている。

【０００３】このデファレンシャル装置２０１のデフケ
ース２０３は、デフキャリヤ２０５の内部に配置されて
おり、アウターケース２０７とインナーケース２０９と
に分割されている。アウターケース２０７はエンジンに
よって回転駆動され、インナーケース２０９はアウター
ケース２０７の内部に相対回転自在に配置されている。
インナーケース２０９の内部には差動機構２１１が配置
されており、インナーケース２０９の回転を車輪側に分
配する。

【０００４】インナーケース２０９のハブ部２１３の外
周にはハブスリーブ２１５がスプライン連結されてお
り、ハブスリーブ２１５とアウターケース２０７との間
にはドッグクラッチ２１７が設けられている。デフキャ
リヤ２０５にはアクチュエータ２１９が固定されてお
り、シフトフォーク２２１を介してハブスリーブ２１５
を移動操作し、ドッグクラッチ２１７を連結し、又、連
結を解除する。

【０００５】このデファレンシャル装置２０１は四輪駆
動車に用いられ、ドッグクラッチ２１７が連結される
と、アウターケース２０７とインナーケース２０９とが
連結されて車両は四輪駆動状態になり、ドッグクラッチ
２１７の連結が解除されると、アウターケース２０７と
インナーケース２０９とが切り離されて車両は二輪駆動
状態になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このデファレ
ンシャル装置２０１では、ハブスリーブ２１５がアウタ
ーケース２０７の外部に配置されているから、ハブ部２
１３の周辺で構造が複雑であり、デフキャリヤ２０５の
設計がそれだけ難しい。

【０００７】又、ハブスリーブ２１５をハブ部２１３の
外周に配置したことによってデファレンシャル装置２０
１が軸方向に長くなるから、デフキャリヤ２０５は、互
換性が失われて大幅な設計変更が必要になり、コストが
大きく上昇する。

【０００８】更に、凹凸の噛み合い歯を持ったドッグク
ラッチ２１７がアウターケース２０７の外部に配置され
ており、ハブスリーブ２１５とドッグクラッチ２１７と
がデフケース２０３と共に回転し、デフキャリヤ２０５
のオイル溜りを攪拌するから、オイルの大きな回転抵抗
を受けて、エンジンの燃費が悪化する。

【０００９】又、デファレンシャル装置２０１のよう
に、駆動力を断続するクラッチをアクチュエータで連結
するように構成したデファレンシャル装置を搭載した車
両は、アクチュエータが不調になると四輪駆動走行が不
可能になり、悪路などから脱出できなくなる恐れがあ
る。

【００１０】そこで、この発明は、四輪駆動車に用いら
れ、駆動力を断続するアクチュエータ操作のクラッチを
備えたデファレンシャル装置であって、デフケースの周
辺構造が簡単で、コンパクトであり、デフキャリヤの設
計が容易であり、あるいは、互換性が高く保たれるデフ
ァレンシャル装置と、アクチュエータが不調でも車両を
四輪駆動走行可能にするデファレンシャル装置の提供を
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のデファレ
ンシャル装置は、エンジンの駆動力によって回転するア
ウターケースと、その内部に配置され、係合部を介して
アウターケースに軸方向移動可能に連結された中間ケー
スと、その内部に相対回転自在に配置されたインナーケ
ースとからなるデフケースと、中間ケースとインナーケ
ースとの間に設けられ中間ケースの軸方向移動によって
係脱する噛み合いクラッチと、インナーケースの回転を
一対の出力側サイドギヤから車輪側に分配する差動機構
と、アウターケースを貫通する押圧部材と、アウターケ
ースの外部に配置され、この押圧部材を介して中間ケー
スを前記噛み合いクラッチの連結方向と連結解除方向の
一方に移動させるアクチュエータと、アクチュエータが
停止すると中間ケースをその反対方向に移動させる付勢
部材とを備えたことを特徴とする。

【００１２】すなわち、請求項１のデファレンシャル装
置では、エンジンによって回転駆動されるアウターケー
スと差動機構が配置されたインナーケースとの間に中間
ケースを設け、この中間ケースをアウターケースに連結
すると共に、中間ケースとインナーケースとの間に噛み
合いクラッチを設けて駆動力を断続するように構成し
た。

【００１３】このように、従来例のハブスリーブ２１５
に相当する中間ケースがデフケースの内部に配置されて
いるから、デフケース周辺の構造が簡素になり、デフキ
ャリヤの設計がそれだけ容易になる。

【００１４】又、中間ケースをデフケースの内部に配置
したことにより、従来例と異なって、デファレンシャル
装置が軸方向に長くなることがなく、デフキャリヤの互
換性が高く保たれるから、デフキャリヤをデファレンシ
ャル装置の大型化に応じて大幅に設計変更する必要がな
くなり、コストの上昇が避けられる。

【００１５】更に、中間ケースと共に噛み合いクラッチ
もデフケースの内部に配置されているから、従来例と異
なって、デファレンシャル装置の回転に伴うオイルの攪
拌抵抗が低減され、エンジンの燃費が大幅に向上する。

【００１６】又、アウターケースは駆動力の断続部を有
しないので中間ケースとの係合関係を保つことができる
だけの例えば調質（焼入れ、焼戻し）等の簡素な熱処理
を施せば良く、大型部品であるアウターケースの熱処理
コストが低減できる。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のデ
ファレンシャル装置であって、差動機構が、インナーケ
ースに係合したピニオンシャフトと、ピニオンシャフト
上に回転自在に支承されたピニオンギヤと、ピニオンギ
ヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤとを有するベベ
ルギヤ式の差動ギヤ機構であることを特徴とし、請求項
１の構成と同等の効果を得る。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載のデファレンシャル装置であって、中間ケース
が、アクチュエータによって噛み合いクラッチの連結解
除方向に移動操作されると共に、アクチュエータの作動
が停止すると、付勢部材によって噛み合いクラッチの連
結位置まで移動することを特徴とし、請求項１又は請求
項２の構成と同等の効果を得る。

【００１９】これに加えて、アクチュエータの作動が停
止すると、中間ケースが付勢部材によって噛み合いクラ
ッチの連結解除位置から連結位置まで押し返されるよう
に構成したから、故障モードがよく、このデファレンシ
ャル装置を四輪駆動車に用いて、アクチュエータが不調
になった場合でも、車両は四輪駆動走行が可能であり、
悪路などから脱出することができる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれか一項に記載のデファレンシャル装置であ
って、噛み合いクラッチが、中間ケースの内周と、イン
ナーケースの外周にそれぞれ設けられた軸方向の噛み合
い歯からなることを特徴とし、請求項１乃至請求項３の
構成と同等の効果を得る。

【００２１】これに加えて、噛み合いクラッチを、例え
ば、スプラインやセレーションのように、歯幅を軸方向
にした噛み合い歯で構成したから、一方の噛み合い歯を
軸方向に移動し、元の箇所に空隙を設ければ、噛み合い
位置が噛み合い解除位置になり、噛み合い解除位置が噛
み合い位置になる。

【００２２】このように、一方の噛み合い歯の位置を変
えるという僅かな変更によって、アクチュエータが停止
すると噛み合いクラッチが噛み合う請求項３のデファレ
ンシャル装置と、アクチュエータが噛み合いクラッチを
噛み合わせるデファレンシャル装置との相互の変更が、
極めて低コストで可能になる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１と図２によって本発明の一実
施形態を説明する。図１はこの実施形態のデファレンシ
ャル装置１を示しており、このデファレンシャル装置１
は請求項１、２、３、４の特徴を備えている。なお、左
右の方向は図１で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。

【００２４】このデファレンシャル装置１は、四輪駆動
車に用いられており、二輪駆動時に切り離される車輪側
に配置されている。

【００２５】デファレンシャル装置１のデフケース３
は、図２のように、アウターケース５と、その内部に配
置された中間ケース７と、その内部に配置されたインナ
ーケース９とから構成されている。

【００２６】中間ケース７はスプライン部１１（係合
部）によってアウターケース５の内周に軸方向移動自在
に連結されており、インナーケース９は中間ケース７の
内周で回転自在に支承されている。

【００２７】デフケース３はデフキャリヤの内部に配置
されており、アウターケース５の左右のボス部１３、１
５はベアリングを介してデフキャリヤに支承されてい
る。デフキャリヤの内部にはオイル溜りが設けられてい
る。

【００２８】アウターケース５にはリングギヤがボルト
で固定されており、このリングギヤはエンジンの駆動力
を伝達する動力伝達系の出力ギヤと噛み合っている。こ
うして、アウターケース５はエンジンの駆動力により回
転駆動される。

【００２９】この動力伝達系には、二輪駆動時にエンジ
ンからの切り離しを行う２−４切り換え機構が配置され
ている。

【００３０】図１のように、中間ケース７とインナーケ
ース９との間には噛み合いクラッチ１７が設けられてい
る。この噛み合いクラッチ１７は中間ケース７の内周と
インナーケース９の外周にそれぞれ設けられた軸方向の
噛み合い歯からなっており、中間ケース７の軸方向移動
によって係脱する。

【００３１】中間ケース７が図１の位置に移動すると、
噛み合いクラッチ１７が噛み合って中間ケース７（アウ
ターケース５）とインナーケース９とが連結され、中間
ケース７が図１の位置から左方に移動すると、噛み合い
クラッチ１７の噛み合いが解除されて中間ケース７（ア
ウターケース５）とインナーケース９とが切り離され
る。

【００３２】中間ケース７の左端とアウターケース５と
の間には、中間ケース７を図１の噛み合いクラッチ１７
の連結位置に移動させるシフトスプリング１９（付勢部
材）が配置されている。中間ケース７の右端は、このよ
うに噛み合いクラッチ１７の連結位置で、アウターケー
ス５に突き当たっている。

【００３３】図２のように、インナーケース９には貫通
孔２１が２個設けられており、これらの貫通孔２１には
ベベルギヤ式差動ギヤ機構２３（差動機構）のピニオン
シャフト２５が係合し、スプリングピン２７で固定され
ている。ピニオンシャフト２５上にはピニオンギヤ２９
が回転自在に支承されており、ピニオンギヤ２９には左
右から出力側のサイドギヤ３１、３３が噛み合ってい
る。又、インナーケース９の内周にはピニオンギヤ２９
の遠心力と噛み合い反力とを受ける球面ワッシャ部３５
が形成されている。

【００３４】各サイドギヤ３１、３３は車輪側の車軸に
それぞれスプライン連結されている。各サイドギヤ３
１、３３とアウターケース５との間にはそれぞれスラス
トワッシャ３７、３７が配置され、サイドギヤ３１、３
３の噛み合いスラスト力を受けている。

【００３５】アウターケース５には、デフキャリヤのオ
イル溜りからオイルが流出入する開口３９、４１が周方
向等間隔に４個設けられている。又、ボス部１３、１５
の内周にはアウターケース５の回転によってこのオイル
を導入する螺旋状の油路４３、４５が形成され、更に、
アウターケース５の内周には油路４３、４５からのオイ
ルを遠心力で外側に移動させる油路４７、４７が設けら
れている。

【００３６】これらの開口３９、４１や油路４３、４５
から流入したオイルは差動ギヤ機構２３の各ギヤの噛み
合い部や摺動部などを潤滑し、更に、アウターケース５
と中間ケース７のスプライン部１１や、中間ケース７と
インナーケース９との摺動部などを潤滑する。又、これ
らの摺動部には遠心力によって各油路４７からオイルが
与えられ、充分に潤滑される。

【００３７】図１のように、アウターケース５の右側ボ
ス部１５の周囲には、リング状のアクチュエータ４９が
配置されており、支持部材を介してデフキャリヤに支持
されている。

【００３８】このアクチュエータ４９では、基板５１に
ダイヤフラム５３を気密に固定して圧力室５５が形成さ
れており、ダイヤフラム５３には押圧部材５７がビス止
めされている。

【００３９】一方、押圧部材５７の左側にはリング状の
押圧部材５９が配置されている。この押圧部材５９には
４本の腕６１が形成されており、アウターケース５の開
口４１を貫通し、中間ケース７の右端と対向している。

【００４０】アクチュエータ４９は正圧で作動するアク
チュエータであり、その圧力室５５には、エンジン駆動
のエアポンプからエアホース６３を介して正圧が送られ
る。

【００４１】エアポンプが作動しアクチュエータ４９の
圧力室５５に正圧が送られると、ダイヤフラム５３が左
方に撓み、シフトスプリング１９を撓めながら押圧部材
５９を介して中間ケース７を左方に移動操作し、噛み合
いクラッチ１７の噛み合いを解除する。噛み合いが解除
されると、上記のように、インナーケース９がアウター
ケース５側から切り離され、車両は二輪駆動状態にな
る。

【００４２】又、エアポンプの作動が停止し圧力室５５
へのエア圧供給が停止すると、シフトスプリング１９の
付勢力によって中間ケース７が右方へ戻り、図１のよう
に、噛み合いクラッチ１７が噛み合う。噛み合いクラッ
チ１７によってアウターケース５側とインナーケース９
とが連結されると、車両は四輪駆動状態になる。

【００４３】噛み合いクラッチ１７と上記の２−４切り
換え機構は二輪駆動状態から四輪駆動状態への切り換え
に当たって同時に連結操作され、四輪駆動状態から二輪
駆動状態への切り換えに当たって同時に連結解除操作さ
れる。

【００４４】エンジンの駆動力は、噛み合いクラッチ１
７を介してインナーケース９を回転駆動し、この回転は
ピニオンシャフト２５からピニオンギヤ２９を介してサ
イドギヤ３１、３３に分配され、車軸を介して左右の車
輪に伝達される。又、例えば悪路走行中に、各車輪間に
駆動抵抗差が生じると各ピニオンギヤ２９の自転によっ
てエンジンの駆動力は左右各側に差動分配される。

【００４５】又、噛み合いクラッチ１７の連結が解除さ
れると、インナーケース９から車輪までがフリー回転状
態になると共に、２−４切り換え機構からアウターケー
ス５（中間ケース７）までの動力伝達系はエンジンの駆
動力と車輪の回転力の両方から切り離されて回転が停止
する。

【００４６】このように、二輪駆動状態では、切り離し
車輪側の動力伝達系の連れ回りが防止されるから、振動
が低減して乗り心地が向上すると共に、この動力伝達系
各部の磨耗が軽減して耐久性が向上し、更に、回転抵抗
の低減分だけエンジンの負担が軽くなり、燃費が向上す
る。

【００４７】こうして、デファレンシャル装置１が構成
されている。

【００４８】上記のように、デファレンシャル装置１
は、アウターケース５とインナーケース９との間に中間
ケース７を設け、中間ケース７とインナーケース９との
間に噛み合いクラッチ１７を設けて駆動力を断続するよ
うに構成されており、従来例のハブスリーブ２１５に相
当する中間ケース７がデフケース３の内部に配置されて
いる。

【００４９】このように、デフケース３周辺の構造が簡
素になったから、デフキャリヤの設計がそれだけ容易で
ある。

【００５０】又、中間ケース７をデフケース３の内部に
配置したことにより、従来例と異なって、デファレンシ
ャル装置１が軸方向に長くなることがなく、デフキャリ
ヤの互換性が高く保たれるから、デフキャリヤをデファ
レンシャル装置１の大型化に応じて大幅に設計変更する
必要がなくなり、コストの上昇が避けられる。

【００５１】更に、中間ケース７と共に噛み合いクラッ
チ１７もデフケース３の内部に配置されているから、従
来例と異なって、デファレンシャル装置の回転に伴うオ
イルの攪拌抵抗が低減され、エンジンの燃費が大幅に向
上する。

【００５２】又、アウターケース５は駆動力の断続部を
有しないので中間ケース７との係合関係を保つことがで
きるだけの例えば調質（焼入れ、焼戻し）等の簡素な熱
処理を施せば良く、大型部品であるアウターケース５の
熱処理コストが低減できる。

【００５３】又、アクチュエータ４９の作動が停止する
とシフトスプリング１９によって噛み合いクラッチ１７
が連結されるように構成したから、故障モードがよく、
デファレンシャル装置１を四輪駆動車に用いて、例えア
クチュエータ４９が不調になっても、車両は四輪駆動走
行が可能である。

【００５４】従って、このデファレンシャル装置１と他
側のデファレンシャル装置の一方が空転しても、車両は
他方の駆動力によって走行可能であるから、悪路などか
ら脱出することができる。

【００５５】これに加えて、噛み合いクラッチ１７を、
中間ケース７の内周とインナーケース９の外周に設けら
れた噛み合い歯（歯幅が軸方向の）で構成したから、一
方の噛み合い歯を軸方向に移動し、元の箇所に空隙を設
ければ、噛み合い位置が噛み合い解除位置になり、噛み
合い解除位置が噛み合い位置になる。

【００５６】このように、噛み合い歯の位置を変えると
いう僅かな変更によって、アクチュエータで噛み合いク
ラッチを噛み合わせるデファレンシャル装置と、アクチ
ュエータ４９が停止すると噛み合いクラッチ１７が噛み
合うデファレンシャル装置１との相互の変更が、極めて
低コストで可能になる。

【００５７】なお、本発明において、アクチュエータ
は、実施形態のようなエアで作動するアクチュエータに
限らず、例えば、油圧アクチュエータでもよく、あるい
は、電動モータなどでもよい。

【００５８】又、噛み合いクラッチはドグクラッチのよ
うに軸方向に移動し連結又は解除するタイプでも良い。

【００５９】又、この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分配す
るデファレンシャル装置）とリヤデフ（エンジンの駆動
力を左右の後輪に分配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。

【００６０】

【発明の効果】請求項１記載のデファレンシャル装置
は、アウターケースとインナーケースとの間に設けた中
間ケースとインナーケースとの間に噛み合いクラッチを
設けて駆動力を断続するように構成することにより、従
来例のハブスリーブ２１５に相当する中間ケースをデフ
ケースの内部に配置したから、デフケース周辺の構造が
簡素になり、デフキャリヤの設計がそれだけ容易にな
る。

【００６１】又、中間ケースをデフケースの内部に配置
したことにより、従来例と異なって、デファレンシャル
装置が軸方向に長くなることがなく、デフキャリヤの互
換性が保たれるから、デフキャリヤの大幅な設計変更が
必要なくなり、コストの上昇が避けられる。

【００６２】更に、中間ケースと噛み合いクラッチとが
デフケースの内部に配置されているから、従来例と異な
って、デファレンシャル装置の回転に伴うオイルの攪拌
抵抗が低減され、エンジンの燃費が大幅に向上する。

【００６３】又、アウターケースは駆動力の断続部を有
しないので中間ケースとの係合関係を保つことができる
だけの例えば調質（焼入れ、焼戻し）等の簡素な熱処理
を施せば良く、大型部品であるアウターケースの熱処理
コストが低減できる。

【００６４】請求項２記載の発明は、請求項１の構成と
同等の効果を得る。

【００６５】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２の構成と同等の効果を得ると共に、アクチュエータ
の作動が停止すると、付勢部材によって噛み合いクラッ
チが連結されるように構成したから、アクチュエータが
不調になっても、車両は四輪駆動走行が可能であり、悪
路などから脱出することができる。

【００６６】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３の構成と同等の効果を得ると共に、噛み合い歯の位
置を変えるだけで、アクチュエータが停止すると噛み合
いクラッチが連結する請求項３のデファレンシャル装置
と、アクチュエータで噛み合いクラッチを連結させるデ
ファレンシャル装置との相互の変更が、極めて低コスト
で可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す断面図であり、図２
のＡーＡ断面図に相当する。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【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 ３ デフケース ５ アウターケース ７ 中間ケース ９ インナーケース １１ スプライン部（係合部） １７ 噛み合いクラッチ １９ シフトスプリング（付勢部材） ２３ べべルギヤ式差動ギヤ機構（差動機構） ２５ ピニオンシャフト ２９ ピニオンギヤ ３１、３３ 出力側サイドギヤ ４９ アクチュエータ ５９ 押圧部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの駆動力によって回転するアウ
   ターケースと、その内部に配置され、係合部を介してア
   ウターケースに軸方向移動可能に連結された中間ケース
   と、その内部に相対回転自在に配置されたインナーケー
   スとからなるデフケースと、中間ケースとインナーケー
   スとの間に設けられ中間ケースの軸方向移動によって係
   脱する噛み合いクラッチと、インナーケースの回転を一
   対の出力側サイドギヤから車輪側に分配する差動機構
   と、アウターケースを貫通する押圧部材と、アウターケ
   ースの外部に配置され、この押圧部材を介して中間ケー
   スを前記噛み合いクラッチの連結方向と連結解除方向の
   一方に移動させるアクチュエータと、アクチュエータが
   停止すると中間ケースをその反対方向に移動させる付勢
   部材とを備えたことを特徴とするデファレンシャル装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の発明であって、差動機構
   が、インナーケースに係合したピニオンシャフトと、ピ
   ニオンシャフト上に回転自在に支承されたピニオンギヤ
   と、ピニオンギヤと噛み合った一対の出力側サイドギヤ
   とを有するベベルギヤ式の差動ギヤ機構であることを特
   徴とするデファレンシャル装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の発明であっ
   て、中間ケースが、アクチュエータによって噛み合いク
   ラッチの連結解除方向に移動操作されると共に、アクチ
   ュエータの作動が停止すると、付勢部材によって噛み合
   いクラッチの連結位置まで移動することを特徴とするデ
   ファレンシャル装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に
   記載の発明であって、噛み合いクラッチが、中間ケース
   の内周と、インナーケースの外周にそれぞれ設けられた
   軸方向の噛み合い歯からなることを特徴とするデファレ
   ンシャル装置。