JPH11270654A - 摩擦クラッチの締結機構および該機構を備えるディファレンシャル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩擦クラッチの締結機構の部品点数の削減と
小スペース化と共に、これにより通常のディファレンシ
ャルデフ装置と互換性を有する装置の提供を目的とす
る。 【解決手段】 電動モータ５１の軸上に隣接し固定され
た第１と第２のギヤ５３，５５と、これらとそれぞれ噛
み合うデフケース７のボス部７ｄ上に回転自在に支持さ
れた第３と第４のギヤ４１，４３と、ギヤ５３，４１か
らなる第１の伝動機構５０ａと、ギヤ５５，４３からな
る第２の伝動機構５０ｂとを有し、第３と第４のギヤ４
１，４３の対向面に設けられ、両伝動機構５０ａ，５０
ｂ間の異なる減速比によりボール４５を介して係合しト
ルクをスラストに変換するカム溝４１ａ，４３ａと、ス
ラストを受けて多板クラッチ３３を押圧して締結させる
ピストン３７とを有する締結機構３５を、デフケース７
の支持部ベアリング５よりも軸方向内方に備えることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、差動制限機能を有
するディファレンシャル装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のアクチュエータとしては特公平
８−１９９７１号公報に図４に示すものが開示されてい
る。

【０００３】このアクチュエータ１０１は、四輪駆動車
のセンターデフの差動制限用多板クラッチ１０３の締結
用に適用されたものである。モータ１０５が回転する
と、モータ軸上の駆動ギヤ１０７，１０９から中間ギヤ
１１１，１１３を介して中空軸１１５，１１７へ回転が
伝達される。中空軸１１５，１１７へのギヤ比が僅かに
異なっているので、中空軸１１５，１１７は相互間に相
対回転を伴って回転しようとする。これにより、中空軸
１１５，１１７のフランジ状対向面部にそれぞれ形成さ
れたカム部１１９，１２１が中間のローラ１２３を介し
てカム作用し、中空軸１１５，１１７間にスラストが発
生する。

【０００４】このスラストを利用してベアリング１２
５、ピストン１２７を介して多板クラッチ１０３を押圧
し、係合させる構成であり、油圧制御に代るモータ１０
５の制御によりセンターデフの差動制限を行うものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、モータ１０
５がトランスファケース１３１の外に配置されているの
で、モータ１０５から中空軸１１５，１１７までの噛み
合い部品に生じる僅かな位相のズレやガタの累積により
回転方向の位相合わせが難しく、加工時に高精度加工を
要すると共に、モータ１０５から多板クラッチ１０３へ
至るまでの部品点数が多く、コスト高になる。

【０００６】また、モータ１０５の外部配置によりデフ
装置が通常のものとの互換性がなくなるという問題があ
る。

【０００７】そこで、本発明は、摩擦クラッチの締結機
構の部品点数の削減と小スペース化と共に、これにより
通常のディファレンシャル装置と互換性を有する装置の
提供を目的とする。

【０００８】

【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、摩擦クラッチを締結させ
る押圧機構と、２系統の伝動機構を介して前記押圧機構
を作動させる電動モータとを備える摩擦クラッチの締結
機構であって、前記２系統の伝動機構は、前記電動モー
タの出力軸に連結された軸上に隣接し固定された第１と
第２のギヤと他の一軸上に回転自在に隣接配置され該第
１と第２のギヤとそれぞれ噛み合う第３と第４のギヤと
を有し、第１と第３のギヤからなる第１の伝動系統と第
２と第４のギヤからなる第２の伝動系統とからなると共
に該両伝動系統の変速比間に所定の差を有し、前記押圧
機構は、互いの対向面に周方向等分に対向して形成され
係合するカム部を有する前記第３と第４のギヤと、該両
ギヤのカム部のカム作用を受けて前記摩擦クラッチを押
圧するピストンとを備えることを特徴とする。

【０００９】したがって、電動モータ軸に連結された軸
上の第１と第２のギヤとカム部を有する第３と第４のギ
ヤが直接噛み合う構成であるので、前記従来例のような
中間ギヤや中空軸が不要となり、回転方向の位相合わせ
が容易になると共に構造が大幅に簡素化されて部品点数
が少なく低コストになり、小スペース化が達成される。

【００１０】なお、カム部は第３、第４のギヤにそれぞ
れ直接対向形成された面カムや、第３、第４のギヤにそ
れぞれ形成されたカム溝に転動部材を介したカムを意味
する。

【００１１】また、噛み合い部品が少ないので両伝動系
統のガタが少なく、カム作用すなわち摩擦クラッチの締
結作用のレスポンスが向上する。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の摩擦クラッチの締結機構であって、前記電動モータ
は、正逆回転可能に設定され、前記係合する各カム部
は、回転方向両側のカム面が異なるカム角を有すること
を特徴とする。

【００１３】したがって、請求項１の発明と同等の作用
・効果が得られると共に、電動モータを正逆回転の切換
えによりカム係合によるスラストが切換えられ、摩擦ク
ラッチの締結力を２種類設定可能となるので、締結力選
定の自由度が拡大する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、デフキャリア内
に両端の支持部にて回転可能に支持されたデフケ−スに
入力されるエンジンの回転を一対の出力側部材に差動配
分する差動機構と、該差動機構の差動を制限する摩擦ク
ラッチとを備えるディファレンシャル装置において、前
記デフケ−スの支持部よりも軸方向内方に請求項１また
は２に記載の摩擦クラッチの締結機構の押圧機構と伝動
機構とを備えることを特徴とするディファレンシャル装
置。

【００１５】したがって、請求項１または２に記載の摩
擦クラッチの締結機構による作用・効果が得られると共
に、該締結機構の押圧機構と伝動機構とをデフケ−スの
支持部よりも軸方向内方に備えているので、電動モータ
をデフキャリア内に収容可能となり、通常のディファレ
ンシャル装置との互換性が維持され、ディファレンシャ
ル装置の配置上有利となると共に、コストが低減され
る。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のディファレンシャル装置であって、前記差動機構はベ
ベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、前記摩擦クラッチは
前記デフケースと少なくとも一方の出力側部材との間に
設けられる多板クラッチであることを特徴とする。

【００１７】したがって、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構
を備え、多板クラッチをデフケースと少なくとも一方の
出力部材との間に備えたディファレンシャル装置で、請
求項３の発明と同等の作用・効果が得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１、図２
により説明する。図１は本実施形態の摩擦クラッチの締
結機構とこれを備えたリヤディファレンシャル装置の断
面図であり、図２は要部の拡大図である。

【００１９】図１に示すように、リヤディファレンシャ
ル装置１は、デフケース７の両端部にてデフキャリア３
（一部を省略して示す）にベアリング５，５を介して回
転可能に支持されている。デフケース７にはリングギヤ
９がホルト１１により固定されている。リングギヤ９
は、同様にデフキャリア３にベアリング１３，１５を介
して回転可能に支持されたドライブピニオン１７と噛み
合っている。エンジンからの駆動力はカップリング１
９、ドライブピニオン１７、リングギヤ９を経てデフケ
ース７に入力される。

【００２０】差動機構２１はベベルギヤ式で、つぎのよ
うに構成されている。デフケース７に一体的にピニオン
シャフト２３とリテーナ２４が取り付けられ、デフケー
ス７と一体に回転する。ピニオンシャフト２３上にはピ
ニオンギヤ２５が回転可能に支持され、左右のサイドギ
ヤ２７，２９と噛み合っている。左右のサイドギヤ２
７，２９はデフケース７と同軸に対向して配置されてい
る。そして、サイドギヤ２７，２９の軸心部には図示し
ない左右の出力軸がそれぞれスプライン連結される。

【００２１】また、差動制限機構３１は多板クラッチ
（摩擦クラッチ）式で、つぎのように構成されている。
デフケース７内の溝７ａと右のサイドギヤ２９の軸部２
９ａとの間に多板クラッチ３３が配設されている。

【００２２】そして、この多板クラッチ３３の締結機構
３５はつぎのように構成されている。多板クラッチ３３
の軸方向外方に隣接するデフケース７の壁部７ｂには複
数個の貫通孔７ｃが設けられ、壁部７ｂの外方から脚部
３７ａを貫通孔７ｃに貫入されたリング状のピストン３
７がデフケース７のボス部（支持部）７ｄ上に配置され
ている。これにより、ピストン３７はデフケース７と一
体的に回転する。

【００２３】デフケース７のボス部７ｄ上でピストン３
７の右隣にスラストベアリング３９を介して第３と第４
のギヤ４１，４３が回転自在に配置され、第３と第４の
ギヤ４１，４３の対向面には周方向等分に複数箇所にほ
ぼＶ字状のカム溝４１ａ，４３ａ（後述）が形成され、
各々ボール（転動部材）４５を挟んで互いに係合してい
る。ボール４５は半径方向には移動不能に保持されてい
る。

【００２４】外側の第４のギヤ４３の右隣（外方）には
スラストベアリング３９、プレート４６がこの順に配置
され、止め輪４７によりピストン３７〜プレート４６間
の各部材が軸方向に抜け止めされている。

【００２５】また、第３と第４のギヤ４１，４３を駆動
する２系統の伝動機構５０ａ，５０ｂはつぎのように構
成されている。電動モータ５１の出力軸上に固定された
第１と第２のギヤ５３，５５がそれぞれ第３と第４のギ
ヤ４１，４３と噛み合っている。第１のギヤ５３と第３
のギヤ４１との噛み合いにより１系統の伝動機構５０ａ
が構成され、第２のギヤ５５と第４のギヤ４３との噛み
合いにより他の１系統の伝動機構５０ｂが構成されてい
る。そして、両系統の減速比間には所定の差が設定され
ており、電動モータ５１の回転時に第３と第４のギヤ４
１，４３間に回転速度差が生じる。なお、電動モータ５
１はデフキャリア３内に取り付けられている。

【００２６】図２は、第３と第４のギヤ４１，４３に形
成されたカム溝４１ａ，４３ａを周方向に展開して示
す。各カム溝４１ａ，４３ａにはボール４５を挟んで回
転方向両側に異なるカム角度θ₁ ，θ₂ のカム面が形成
されている。

【００２７】第４のギヤ４３（カム溝４３ａ）の回転速
度が第３のギヤ４１のそれよりも僅かに速い設定の場
合、第４のギヤ４３が矢印Ａ方向（図２で上向き）に回
転するときには、回転速度の遅い第３のギヤ４１は逆の
方向（図２で下向きの矢印Ａ方向）に回転する相対速度
関係になるので、カム角度θ₂ の互いのカム面が係合
し、トルクが第３と第４のギヤ４１，４３を相互に離反
させるスラストに変換される。

【００２８】電動モータ５１が逆転すると、第４のギヤ
４３が矢印Ｂ方向（図２で下向き）に回転し、回転速度
の遅い第３のギヤ４１は逆の方向（図２で上向きの矢印
Ｂ方向）に回転する相対速度関係になり、カム角度θ₁
のカム面同士が係合する。図２では、カム角度はθ₂ ＜
θ₁ であるので、小さいカム角度θ₂ のカム面が係合す
る場合の方がθ₁ のカム面が係合する場合よりもトルク
から変換されるスラストはより大きくなる。

【００２９】図３は、電動モータ５１の回転方向が一方
向に限定される場合のカム溝４１ｂ，４３ｂの形状を示
す。この場合、第４のギヤ４３が矢印Ｃ方向（図３で上
向き）に回転する場合には、回転速度の遅い第３のギヤ
４１は逆の方向（図３で下向きの矢印Ｃ方向）に回転す
る相対速度関係になるので、カム角度θ₃ のカム面同士
が係合する。

【００３０】つぎに、締結機構３５を備えるリヤディフ
ァレンシャル装置１の作用を説明する。

【００３１】左右のサイドギヤ２７，２９間に駆動抵抗
差が生じると、差動機構２１の作用によりサイドギヤ２
７，２９間に差動回転が生じる。このとき、電動モータ
５１の回転により第１と第２のギヤ５３，５５とそれぞ
れ噛み合っている第３と第４のギヤ４１，４３間に回転
速度差が生じ，両者４１，４３間のカム係合により電動
モータ５１から伝達されるトルクはスラストに変換され
る。

【００３２】ピストン３７は、第３のギヤ４１からスラ
ストベアリング３９を介して，この変換されたスラスト
を受けて、多板クラッチ３３を左方へ押圧して締結させ
る。多板クラッチ３３に生じる摩擦抵抗トルクが低速回
転側のサイドギヤに駆動トルクとして付加される。

【００３３】このとき、ピストン３７の押圧力は、一方
（左方）はリテーナ２４を介してデフケース７に、他方
（右方）は止め輪４７を介してデフケース７により受け
止められ、デフケース７外の部材には作用しない。

【００３４】こうして、本実施形態によれば、両伝動機
構５０ａ，５０ｂがデフケース７端部の支持ベアリング
５よりも内方に配置されているので電動モータ５１もデ
フキャリア３内に配置可能となり、通常のディファレン
シャル装置との互換性が維持され、ディファレンシャル
装置１の配置上有利となると共に、コストが低減され
る。

【００３５】また、カム係合による変換されて生じるス
ラストがデフケース７により受け止められ、デフケース
７の支持ベアリング５，５に作用することがないため、
支持ベアリング５，５およびディファレンシャル装置１
の耐久性が向上する。

【００３６】また、前記従来例と異なり、第３と第４の
ギヤ４１，４３を駆動する伝動機構５０ａ，５０ｂに中
間ギヤが不要であるので、それだけ部品点数およびコス
トを低減することができる。

【００３７】また、両伝動機構５０ａ，５０ｂに中間ギ
ヤがないのでガタが少なく、それだけ差動制限作用のレ
スポンスが向上すると共に高精度加工を要しないので組
付け時、さらには性能における信頼性が向上する。

【００３８】なお、多板クラッチ３３は左右のサイドギ
ヤ２７，２９に背面部にそれぞれ設ける構成にしてもよ
い。

【００３９】また、カム部は上記実施形態中に記載した
カム溝４１ａ，４３ａとボール４５を用いたものに限ら
れず、第３と第４のギヤ４１，４３にそれぞれ直接形成
した面カムを対向配置させてもよい。

【００４０】また、差動機構２１はベベルギヤ式に限ら
ず遊星ギヤ式でもよく、多板クラッチ３３は２つの出力
軸間に配置されてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明によれば、電動モータ軸上のギヤと、カ
ム溝を有する第３と第４のギヤが直接噛み合う構成であ
るので、前記従来例のような中間ギヤや中空軸が不要と
なり、構造が大幅に簡素化されて部品点数が少なく低コ
ストになると共に小スペース化が達成される。

【００４２】また、噛み合い部品が少ないので両伝動系
統のガタが少なく、カム係合すなわち摩擦クラッチの締
結作用のレスポンスが向上する。

【００４３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の発明と同等の効果が得られると共に、電動モータを正
逆回転の切換えによりカム係合によるスラストが切換え
られ、摩擦クラッチの締結力を２種類設定可能となるの
で、締結力選定の自由度が拡大する。

【００４４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または２に記載の摩擦クラッチの締結機構による効果が
得られると共に、該締結機構の押圧機構と伝動機構とを
デフケ−スの支持部よりも軸方向内方に備えているの
で、電動モータをデフキャリア内に収容可能となり、通
常のディファレンシャル装置との互換性が維持され、デ
ィファレンシャル装置の配置上有利となると共に、コス
トが低減される。

【００４５】請求項４に記載の発明によれば、ベベルギ
ヤ式の差動ギヤ機構を備え、多板クラッチをデフケース
と少なくとも一方の出力部材との間に備えたディファレ
ンシャル装置で、請求項３の発明と同等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の断面図である。

【図２】一実施形態の要部拡大図である。

【図３】一実施形態の要部の変形例を示す拡大図であ
る。

【図４】従来例の断面図である。

【符号の説明】

５ 支持ベアリング ７ デフケース ７ｄ デフケースのボス部（支持部） ２１ 差動機構 ２７，２９ サイドギヤ ３１ 差動制限機構 ３３ 多板クラッチ（摩擦クラッチ） ３５ 締結機構 ３７ ピストン ３９ スラストベアリング ４１ 第３のギヤ ４３ 第４のギヤ ４１ａ，４３ａ カム溝 ４５ ボール（転動部材） ４７ 止め輪 ５０ａ，５０ｂ 伝動機構 ５１ 電動モータ ５３ 第１のギヤ ５５ 第２のギヤ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦クラッチを締結させる押圧機構と、
   ２系統の伝動機構を介して前記押圧機構を作動させる電
   動モータとを備える摩擦クラッチの締結機構であって、 前記２系統の伝動機構は、前記電動モータの出力軸に連
   結された軸上に隣接し固定された第１と第２のギヤと他
   の一軸上に回転自在に隣接配置され該第１と第２のギヤ
   とそれぞれ噛み合う第３と第４のギヤとを有し、第１と
   第３のギヤからなる第１の伝動系統と第２と第４のギヤ
   からなる第２の伝動系統とからなると共に該両伝動系統
   の変速比間に所定の差を有し、 前記押圧機構は、互いの対向面に周方向等分に対向して
   形成され係合するカム部を有する前記第３と第４のギヤ
   と、該両ギヤのカム部のカム作用を受けて前記摩擦クラ
   ッチを押圧するピストンとを備えることを特徴とする摩
   擦クラッチの締結機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の摩擦クラッチの締結機
   構であって、 前記電動モータは、正逆回転可能に設定され、 前記係合する各カム部は、回転方向両側のカム面が異な
   るカム角を有することを特徴とする摩擦クラッチの締結
   機構。
3. 【請求項３】 デフキャリア内に両端の支持部にて回転
   可能に支持されたデフケ−スに入力されるエンジンの回
   転を一対の出力側部材に差動配分する差動機構と、該差
   動機構の差動を制限する摩擦クラッチとを備えるディフ
   ァレンシャル装置において、 前記デフケ−スの支持部よりも軸方向内方に請求項１ま
   たは２に記載の摩擦クラッチの締結機構の押圧機構と伝
   動機構とを備えることを特徴とするディファレンシャル
   装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のディファレンシャル装
   置であって、 前記差動機構は、ベベルギヤ式の差動ギヤ機構であり、 前記摩擦クラッチは、前記デフケースと少なくとも一方
   の出力側部材との間に設けられる多板クラッチであるこ
   とを特徴とするディファレンシャル装置。