KR101982690B1 - 차량을 위한 차동 제한 장치 - Google Patents

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미즈키 이마후쿠
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Abstract

차량용 차동 제한 장치는, 나사 기구에 의해 전동 모터의 회전이 너트 부재의 사이드 기어 샤프트의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환되어, 너트 부재에 설치된 피스톤이, 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤과 클러치 드럼이 상대 회전 불가능하게 계합시켜진다. 그 때문에, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전이 제한된다. 이에 의해, 하나의 전동 모터의 회전에 의해, 후륜용 디퍼렌셜 장치에 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키거나, 또는 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시킬 수 있다.

Description

차량을 위한 차동 제한 장치{DIFFERENTIAL LIMITING DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은 디퍼렌셜 장치에 설치된 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한하는 차량을 위한 차동 제한 장치에 관한 것으로서, 특히 차량을 위한 차동 제한 장치를 적합하게 소형화시키는 기술에 관한 것이다.
예를 들면, 디퍼렌셜 장치에 설치된 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한하는 차량을 위한 차동 제한 장치가 알려져 있다. 미국특허출원공개 제2002/0032096에 기재된 차량을 위한 차동 제한 장치가 그것이다. 미국특허출원공개 제2002/0032096에 기재된 차량을 위한 차동 제한 장치에서는, 복수의 마찰 계합(engaging) 요소 및 피스톤을 가지는 마찰 클러치와, 모터와, 상기 모터의 회전 토크를 상기 피스톤의 추력으로 변환하는 볼캠이 구비되어 있고, 상기 모터의 회전 토크를 상기 볼캠에 의해 상기 피스톤의 추력으로 변환하고, 상기 피스톤에 의해 상기 마찰 계합 요소를 가압한다. 그에 의해, 상기 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키고 있다.
그런데, 상기와 같은 차량을 위한 차동 제한 장치에서는, 비교적 하드한 오프로드에서의 주행 중에 있어서, 상기 마찰 클러치의 토크 용량 부족에 의해 상기 마찰 계합 요소가 미끄러져, 상기 마찰 클러치에 용착이 발생한다는 문제가 있었다. 이에 대하여, 상기 마찰 클러치의 토크 용량을 올리지 않고 비교적 하드한 오프로드에서의 주행 중에 필요한 토크 용량을 확보하는 방법으로서, 예를 들면 도그 클러치 등을 설치하여 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한하여 디퍼렌셜 장치를 로크(디퍼렌셜 로크)시키는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 그것을 위해서는, 도그 클러치를 계합·단접(斷接)하는 기구, 예를 들면 도그 클러치를 계합·단접시키는 액추에이터 등을 차동 제한 장치에 추가할 필요가 있으므로, 차동 제한 장치의 크기가 커진다는 문제가 있다.
본 발명은, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한할 수 있고 또한 차량용 차동 제한 장치를 적합하게 소형화시킨다.
본 발명의 양태는, 디퍼렌셜 장치에 설치된 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한하는 차량을 위한 차동 제한 장치이다. 상기 차동 제한 장치는, 클러치 허브와, 클러치 드럼과, 마찰 클러치와, 액추에이터와, 나사 기구를 포함한다. 상기 클러치 허브는, 상기 디퍼렌셜 장치의 디퍼렌셜 케이스 및 사이드 기어 샤프트 중 어느 일방에 연결된다. 상기 클러치 드럼은, 상기 디퍼렌셜 케이스 및 상기 사이드 기어 샤프트 중 어느 타방에 연결된다. 상기 마찰 클러치는 복수의 마찰 계합 요소와 피스톤을 포함한다. 상기 나사 기구는 서로 나사 결합하는 나사 축 부재와 너트 부재를 포함한다. 상기 사이드 기어 샤프트는 상기 사이드 기어에 연결된다. 상기 복수의 마찰 계합 요소는 제 1 마찰 계합 요소와 제 2 마찰 계합 요소를 포함한다. 상기 제 1 마찰 계합 요소는 상기 클러치 드럼에 상대 회전 불가능하게 계합하도록 구성되고, 상기 제 2 계합 요소는 상기 클러치 허브에 상대 회전 불가능하게 계합하도록 구성된다. 상기 제 1 계합 요소와 상기 제 2 계합 요소는, 서로 포개져 상호 마찰하도록 구성된다. 상기 나사 기구는, 나사 부재가 상기 액추에이터에 의해 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 회전 구동됨으로써, 상기 액추에이터의 회전 운동을 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향의 상기 너트 부재의 직선 운동으로 변환하도록 구성된다. 상기 나사 부재는 상기 나사 축 부재와 상기 너트 부재의 어느 일방이다. 상기 피스톤은 상기 복수의 마찰 계합 요소를 가압하도록 구성된다. 상기 피스톤은, 상기 너트 부재에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 상대 회전하도록 구성된다. 상기 피스톤은 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동 불가능하게 구성된다. 상기 피스톤은, 제 1 클러치 부품에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 상대 회전 불가능하고 또한 축심 방향으로 상대 이동하도록 구성된다. 상기 피스톤은, 상기 너트 부재에 의해 상기 피스톤이 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 제 2 클러치 부품과 상대 회전 불가능하게 계합되도록 구성된다. 상기 제 1 클러치 부품은 상기 클러치 허브 및 상기 클러치 드럼의 일방이고, 상기 제 2 클러치 부품은 상기 클러치 허브 및 상기 클러치 드럼의 타방이다.
상기 구성에 의하면, 상기 나사 기구에 의해 상기 액추에이터의 회전 운동이 상기 너트 부재의 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향의 직선 운동으로 변환된다. 그에 의해, 상기 너트 부재에 설치된 상기 피스톤이, 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 및 상기 클러치 드럼의 타방이 상대 회전 불가능하게 계합시켜진다. 그 때문에, 기계적으로 상기 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전이 제한된다. 이에 의해, 하나의 상기 액추에이터의 회전에 의해, 상기 디퍼렌셜 장치에 상기 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키거나, 또는 기계적으로 상기 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시킬 수 있다. 따라서, 예를 들면, 기계적으로 상기 한 쌍의 사이드 기어의 차동 회전을 제한시키기 위해서만 차량용 차동 제한 장치에 도그 클러치를 계합·단접하는 기구, 즉 도그 클러치를 계합·단접시키는 액추에이터를 추가하는 것과 비교하여, 상기 차량용 차동 제한 장치의 구성을 적합하게 적게 할 수 있어, 상기 차량용 차동 제한 장치를 적합하게 소형화시킬 수 있다.
상기 차량을 위한 차동 제한 장치에 있어서, 상기 피스톤은, 상기 제 1 클러치 부품에 상대 회전 불가능하게 스플라인 감합되고, 상기 제 1 클러치 부품에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동하도록 구성되어도 된다. 상기 피스톤은 제 1 맞물림 톱니가 포함되어도 되고, 상기 제 1 맞물림 톱니는 상기 제 2 클러치 부품의 제 2 맞물림 톱니와 맞물려도 된다. 상기 피스톤은, 상기 너트 부재에 의해 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 상기 제 1 맞물림 톱니가 상기 제 2 맞물림 톱니와 맞물려도 된다.
상기 구성에 의하면, 상기 피스톤이 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 상기 피스톤에 형성된 맞물림 톱니가 상기 클러치 허브 및 상기 클러치 드럼의 타방에 형성된 맞물림 톱니와 맞물린다. 그 때문에, 상기 피스톤과 상기 클러치 허브 및 상기 클러치 드럼의 타방이 상대 회전 불가능하게 계합된다.
상기 차량을 위한 차동 제한 장치에 있어서, 상기 나사 부재가 상기 너트 부재인 경우에는, 상기 너트 부재는, 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 회전하도록 상기 사이드 기어 샤프트에 지지되어도 되고, 상기 나사 축 부재는, 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동 불가능하게 또한 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 회전 불가능하게 상기 사이드 기어 샤프트에 지지되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 상기 나사 부재가 상기 너트 부재인 경우에는, 상기 액추에이터에 의해 상기 너트 부재가 회전 구동시켜지면, 상기 너트 부재가 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동하여 상기 너트 부재의 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향의 직선 운동이 상기 마찰 클러치에 전달된다.
상기 차량을 위한 차동 제한 장치에 있어서, 상기 나사 부재가 상기 나사 축 부재인 경우에는, 상기 너트 부재는, 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 회전 불가능하게 상기 사이드 기어 샤프트에 지지되어도 되고, 상기 나사 축 부재는, 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동 불가능하고 또한 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레로 회전하도록 상기 사이드 기어 샤프트에 지지되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 상기 나사 부재가 상기 나사 축 부재인 경우에는, 상기 액추에이터에 의해 상기 나사 축 부재가 회전 구동시켜지면, 상기 너트 부재가 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 방향으로 이동하여 상기 너트 부재의 직선 운동이 상기 마찰 클러치에 전달된다.
상기 차량을 위한 차동 제한 장치에 있어서, 상기 액추에이터는 상기 나사 기구에 웜 기어를 개재하여 연결되어도 된다.
상기 구성에 의하면, 상기 액추에이터는, 상기 나사 기구에 웜 기어를 개재하여 연결되어 있으므로, 상기 액추에이터에 의한 상기 나사 부재의 상기 사이드 기어 샤프트의 축심 둘레의 토크를 유지하면서, 상기 액추에이터를 비교적 출력이 낮은 소형의 액추에이터로 변경할 수 있다.
상기 차량을 위한 차동 제한 장치에 있어서, 상기 너트 부재는, 복수의 볼을 개재하여 상기 나사 축 부재와 나사 결합해도 된다.
상기 구성에 의하면, 상기 너트 부재는 복수의 볼을 개재하여 상기 나사 축 부재와 나사 결합하므로, 상기 너트 부재와 상기 나사 축 부재의 사이의 상대 회전이 원활해진다. 그 때문에, 상기 피스톤이 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측 또는 상기 마찰 계합 요소를 가압하는 측과는 반대측으로 이동할 때의 상기 액추에이터의 필요 전력이 안정적으로 저하한다.
본 발명의 실시예의 특징, 장점, 기술적 및 산업적 특성은 아래 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 도면 내에 동일 요소는 동일 참조 번호로 표시된다.
도 1은, 본 발명이 적용되는 차량의 개략 구성을 설명하는 도이다.
도 2는, 후륜용 디퍼렌셜 장치의 개략 구성을 설명하는 단면도이다.
도 3은, 후륜용 디퍼렌셜 장치의 개략 구성을 설명하는 골자도이다.
도 4는, 도 2의 후륜용 디퍼렌셜 장치에 설치된 차동 제한 장치의 개략 구성을 설명하는 단면도이다.
도 5는, 도 4의 차동 제한 장치의 일부를 확대한 확대도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치의 개략 구성을 설명하는 도이다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치의 개략 구성을 설명하는 도이다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치의 개략 구성을 설명하는 골자도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 있어서 도는 적절히 간략화 또는 변형되어 있고, 각 부의 치수비 및 형상 등은 반드시 정확하게 그려져 있지는 않다.
도 1은, 본 발명이 적용되는 차량(10)의 개략 구성을 나타낸다. 도 1에 있어서, 차량(10)은, 구동력원으로서의 엔진(12), 좌우의 전륜(14L, 14R)(특별히 구별하지 않는 경우에는 전륜(14)이라고 한다), 좌우의 후륜(16L, 16R)(특별히 구별하지 않는 경우에는 후륜(16)이라고 한다), 엔진(12)의 동력을 전륜(14)과 후륜(16)으로 각각 전달하는 동력 전달 장치(18) 등을 구비하고 있다. 후륜(16)은, 2륜 구동(2WD) 주행 중 및 4륜 구동(4WD) 주행 중일 때에 모두 구동륜이 되는 주구동륜이다. 전륜(14)은, 2WD 주행 중일 때에 종동륜이 되고 또한 4WD 주행 중일 때에 구동륜이 되는 부구동륜이다. 차량(10)은, 전치(前置) 엔진 후륜 구동(FR)을 베이스로 하는 4륜 구동 차량이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 동력 전달 장치(18)는, 엔진(12)에 연결된 변속기(트랜스미션)(20)와, 변속기(20)에 연결된 전후륜 동력 분배 장치인 4륜 구동 차량용의 트랜스퍼(22)와, 트랜스퍼(22)에 각각 연결된 프런트 프로펠러 샤프트(24) 및 리어 프로펠러 샤프트(26)와, 프런트 프로펠러 샤프트(24)에 연결된 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)와, 리어 프로펠러 샤프트(26)에 연결된 후륜용 디퍼렌셜 장치(디퍼렌셜 장치)(30)와, 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)에 연결된 좌우의 전륜 차축(32L, 32R)(특별히 구별하지 않는 경우에는 전륜 차축(32)이라고 한다)과, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 연결된 좌우의 후륜 차축(34L, 34R)(특별히 구별하지 않는 경우에는 후륜 차축(34)이라고 한다) 등을 구비하고 있다. 이와 같이 구성된 동력 전달 장치(18)에 있어서, 변속기(20)를 개재하여 트랜스퍼(22)로 전달된 엔진(12)의 동력은, 트랜스퍼(22)로부터 리어 프로펠러 샤프트(26), 후륜용 디퍼렌셜 장치(30), 후륜 차축(34) 등의 후륜(16)측의 동력 전달 경로를 순차적으로 개재하여 후륜(16)으로 전달된다. 또한, 후륜(16)측으로 전달되는 엔진(12)의 동력의 일부는, 트랜스퍼(22)에서 전륜(14)측으로 분배되어, 프런트 프로펠러 샤프트(24), 전륜용 디퍼렌셜 장치(28), 전륜 차축(32) 등의 전륜(14)측의 동력 전달 경로를 순차적으로 개재하여 전륜(14)으로 전달된다.
또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)는, 프런트측 클러치(36)를 전륜 차축(32R)측에(즉 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)와 전륜(14R)의 사이에) 구비하고 있다. 프런트측 클러치(36)는, 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)와 전륜(14R)의 사이의 동력 전달 경로를 선택적으로 접속 및 차단하는, 전기적(전자적電磁的)으로 제어되는 맞물림식 클러치이다. 프런트측 클러치(36)에 있어서, 추가로 동기 기구(싱크로 기구)가 구비되어 있어도 상관없다. 또한, 트랜스퍼(22)에는, 도시하고 있지 않으나, 후륜(16)측으로 전달되는 엔진(12)의 동력의 일부를 전륜(14)측으로, 즉 프런트 프로펠러 샤프트(24)로 전달 및 차단하는 디스커넥트용의 클러치가 설치되어 있다.
이상과 같이 구성된 차량(10)에서는, 도시하지 않은 전자 제어 유닛에서 예를 들면 4륜 구동 주행 모드가 선택되면, 프런트측 클러치(36) 및 트랜스퍼(22)에 설치된 상기 클러치가 계합시켜진다. 그에 의해, 엔진(12)으로부터 좌우의 후륜(16L, 16R) 및 좌우의 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하는 4륜 구동 상태가 형성된다. 또한, 상기 전자 제어 유닛에서 예를 들면 2륜 구동 주행 모드가 선택되면, 프런트측 클러치(36) 및 트랜스퍼(22)에 설치된 상기 클러치가 해방시켜진다. 그에 의해, 엔진(12)으로부터 좌우의 후륜(16L, 16R)으로 구동력을 전달하는 2륜 구동 상태가 형성된다. 또한, 상기 2륜 구동 상태에서는, 프런트측 클러치(36) 및 트랜스퍼(22)에 설치된 상기 클러치가 해방된다. 그 때문에, 상기 4륜 구동 상태에 있어서 오로지 좌우의 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하기 위한 프런트 프로펠러 샤프트(24)를 엔진(12) 및 좌우의 전륜(14L, 14R)으로부터 분리하는 디스커넥트 상태가 된다. 즉, 차량(10)은, 2륜 구동 상태에서는 4륜 구동 상태에 있어서 오로지 부구동륜인 좌우의 전륜(14L, 14R)으로 구동력을 전달하기 위한 동력 전달 부재(프런트 프로펠러 샤프트(24))를 엔진(12) 및 그 부구동륜으로부터 분리하는 디스커넥트 기능을 가지는 4륜 구동 차량이다.
도 2 및 도 3은, 도 1에 나타내는 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 구성을 나타낸다. 또한, 도 2는 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 구성을 나타내는 단면도이고, 도 3은 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 구성을 나타내는 골자도이다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에는, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)를 수용하는 하우징(38)과, 하우징(38) 내에 있어서 제 1 베어링(40) 및 제 2 베어링(42)을 개재하여 후술하는 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(축심)(C1) 둘레로 회전 가능하게 지지된 디퍼렌셜 케이스(46)(이하, 디퍼렌셜 케이스(46)라고 한다)와, 디퍼렌셜 케이스(46)의 외주부(46a)(도 2 참조)에 체결 볼트(48)에 의해 고정된 링 기어(50)와, 디퍼렌셜 케이스(46)에 양단부가 지지되고, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1)에 직교하는 자세로 노크 핀(52)에 의해 디퍼렌셜 케이스(46)에 고정된 원기둥 형상의 피니언 샤프트(54)와, 피니언 샤프트(54)를 사이에 두고 대향하는 상태에서, 디퍼렌셜 케이스(46)에 의해 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능(자전 가능)하게 지지된 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)와, 피니언 샤프트(54)가 관통시켜짐으로써 그 피니언 샤프트(54)에 의해 회전 가능(자전 가능)하게 지지되어, 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 사이에서 사이드 기어(56 및 58)와 각각 맞물리는 한 쌍의 피니언 기어(60 및 62)가 구비되어 있다. 또한, 링 기어(50)에는, 리어 프로펠러 샤프트(26)의 후륜(16)측의 단부에 연결된 드라이브 기어(64)가 맞물리게 되어 있다. 또한, 사이드 기어(58)에는 사이드 기어 샤프트(44)가 상대 회전 불가능하게 연결되어 있고, 사이드 기어 샤프트(44)에는 후륜 차축(34R)이 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 또한, 사이드 기어(56)에는 후륜 차축(34L)이 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 이와 같이 구성된 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에서는, 리어 프로펠러 샤프트(26)를 개재하여 전달되는 엔진(12)으로부터의 동력이, 좌우의 후륜 차축(34L, 34R)에 그들의 차동 회전을 허용하면서 후륜(16L, 16R)으로 전달되도록 되어 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에는, 한 쌍의 사이드 기어(56, 58)의 차동 회전을 제한하는 차동 제한 장치(차량을 위한 차동 제한 장치)(66)가 구비되어 있다. 차동 제한 장치(66)에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 차동 제한 장치(66)를 수용하고 하우징(38)에 체결 볼트(68)에 의해 일체적으로 고정된 케이스 부재(70)와, 디퍼렌셜 케이스(46)와 사이드 기어 샤프트(44)의 사이의 동력 전달 경로를 접속 또는 차단하는 마찰 클러치(72)와, 전동 모터(액추에이터)(74)(도 3 참조)와, 전동 모터(74)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 마찰 클러치(72)로 전달하는 나사 기구(76)가 구비되어 있다.
마찰 클러치(72)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 케이스 부재(70) 내에 있어서 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 지지되고, 디퍼렌셜 케이스(46)에 동력 전달 가능하게 연결된 클러치 드럼(78)과, 사이드 기어 샤프트(44)에 동력 전달 가능하게 연결된 클러치 허브(80)와, 클러치 드럼(78)과 클러치 허브(80)에 각각 상대 회전 불가능하게 계합되고 또한 서로 포개져 상호 마찰 가능한 복수의 마찰 계합 요소(82)와, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 피스톤(84)을 가진다.
클러치 드럼(78)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 니들 베어링(86a, 86b)을 개재하여 사이드 기어 샤프트(44)에 대하여 상대 회전 가능하게 지지된 원통 형상의 제 1 원통부(78a)와, 클러치 허브(80)의 외주측에 배치되고 내주부에 내주 스플라인 톱니(78e)가 형성된 원통 형상의 제 2 원통부(78b)와, 제 1 원통부(78a)와 제 2 원통부(78b)를 연결하는 연결부(78c)를 일체로 구비하고 있다. 또한, 클러치 드럼(78)의 제 1 원통부(78a)에는, 디퍼렌셜 케이스(46)에 형성된 내주 스플라인 톱니(46b)와 스플라인 감합하는 외주 스플라인 톱니(78d)가 형성되어 있고, 클러치 드럼(78)과 디퍼렌셜 케이스(46)가 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다.
클러치 허브(80)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 내주 스플라인 톱니(80a)가 형성된 원통 형상의 제 1 원통부(80b)와, 외주부에 외주 스플라인 톱니(80c)가 형성된 원통 형상의 제 2 원통부(80d)와, 제 1 원통부(80b)와 제 2 원통부(80d)를 연결하는 연결부(80e)를 일체로 구비하고 있고, 클러치 허브(80)와 사이드 기어 샤프트(44)가 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 내주 스플라인 톱니(80a)는, 사이드 기어 샤프트(44)에 형성된 외주 스플라인 톱니(44a)에 스플라인 계합한다. 원통 형상의 제 2 원통부(80d)는, 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)의 내주측에 배치된다.
마찰 계합 요소(82)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 클러치 드럼(78)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 드럼(78)에 계합한 고리 형상의 복수의 제 1 마찰판(82a)과, 클러치 허브(80)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 허브(80)에 계합한 고리 형상의 복수의 제 2 마찰판(82b)을 구비하고 있다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 고리 형상의 제 1 마찰판(82a)에는, 제 1 마찰판(82a)의 외주부에 내주 스플라인 톱니(78e)와 맞물리는 외주 톱니(82c)가 형성되어 있다. 내주 스플라인 톱니(78e)는 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된다. 또한, 고리 형상의 제 2 마찰판(82b)에는, 제 2 마찰판(82b)의 내주부에 외주 스플라인 톱니(80c)와 맞물리는 내주 톱니(82d)가 형성되어 있다. 외주 스플라인 톱니(80c)는 클러치 허브(80)의 제 2 원통부(80d)에 형성된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 나사 기구(76)는, 웜 기어(88)를 개재하여 전동 모터(74)에 간접적으로 동력 전달 가능하게 연결된 회전 부재로서의 너트 부재(일방의 나사 부재)(90)와, 너트 부재(90)에 나사 결합하는 나사 축 부재(타방의 나사 부재)(92)와, 나사 축 부재(92)의 후륜(16R)측의 단부와 비회전 부재인 케이스 부재(70)의 사이를 연결하는 연결 부재(94)를 구비하고 있다. 연결 부재(94)는, 나사 축 부재(92)를 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레의 회동(回動) 불가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 배치하기 위하여, 후륜(16R)측의 단부와 케이스 부재(70)의 사이를 연결한다. 또한, 너트 부재(90)는, 복수의 볼(96)을 개재하여 나사 축 부재(92)와 나사 결합하고 있고, 나사 기구(76)는, 너트 부재(90)와 나사 축 부재(92)가 복수의 볼(96)을 개재하여 작동하는 볼 나사이다. 또한, 나사 축 부재(92)는, 니들 베어링(98)에 의해 상대 회전 가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되어 있다. 이와 같이 구성된 나사 기구(76)에서는, 서로 나사 결합하는 나사 축 부재(92) 및 너트 부재(90) 중 어느 일방의 나사 부재인 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 구동시켜진다. 그에 의해, 전동 모터(74)의 회전 운동을 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환시켜진다. 또한, 나사 기구(76)에 있어서, 너트 부재(90)가 나사 축 부재(92)에 나사 결합함으로써, 너트 부재(90)는, 사이드 기어 샤프트(44)에 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 연결 부재(94) 및 클러치 허브(80)의 제 1 원통부(80b)에 의해, 나사 축 부재(92)는 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 불가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향으로 회동시켜지면, 너트 부재(90)가 나사 축 부재(92)와의 나사의 작용에 의해 제 1 축선 방향(C1)에 있어서 마찰 클러치(72)의 마찰 계합 요소(82)로부터 이간하는 방향, 즉 화살표(F2) 방향으로 이동하도록 되어 있다. 또한, 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향과는 반대 방향, 즉 화살표(F3) 방향으로 회동시켜지면, 너트 부재(90)가 나사 축 부재(92)와의 나사의 작용에 의해 제 1 축선(C1) 방향에 있어서 화살표(F2) 방향과는 반대 방향, 즉 화살표(F4) 방향으로 이동하도록 되어 있다.
웜 기어(88)는, 전동 모터(74)의 모터 샤프트와 일체적으로 형성된 웜(100)과, 너트 부재(90)의 후륜(16R)측의 단부에 형성된 플랜지부(90a)에 고정 설치된 웜 휠(102)을 구비한 기어쌍이다. 또한, 전동 모터(74)가 회전 구동함으로써, 너트 부재(90)에 연결 즉 고정 설치된 웜 휠(102)이 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동한다. 그리고, 웜 휠(102)이 이동해도, 웜 휠(102)과 케이스 부재(70)에 고정된 전동 모터(74)의 모터 샤프트에 형성된 웜(100)이 상시 맞물리도록, 웜 휠(102)의 제 1 축선(C1) 방향의 폭 치수가 상기 모터 샤프트에 형성된 웜(100)의 제 1 축선(C1) 방향의 폭 치수보다 크게 되어 있다. 또한, 웜 휠(102)의 외주 톱니(102a)가 스퍼 톱니(spur teeth)로 형성되어 있다.
마찰 클러치(72)의 피스톤(84)에는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 너트 부재(90)에 설치된 원통 형상의 기단부(基端部)(84a)와, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 고리 형상의 가압부(84b)와, 기단부(84a)와 가압부(84b)를 연결하는 연결부(84c)와, 고리 형상의 가압부(84b)의 내주부에 형성되는 제 1 맞물림 톱니(84d)가 일체로 구비되어 있다. 원통 형상의 기단부(84a)는, 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 너트 부재(90)에 설치된다. 고리 형상의 가압부(84b)는, 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)와 클러치 허브(80)의 제 2 원통부(80d)의 사이에 배치된다. 제 1 맞물림 톱니(84d)는, 클러치 허브(80)의 제 2 원통부(80d)에 형성된 외주 스플라인 톱니(80c)에 스플라인 계합한다. 또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 피스톤(84)과 너트 부재(90)의 플랜지부(90a)의 사이에는 스러스트 베어링(104)이 개재되어 있다. 또한, 너트 부재(90)에 있어서의 플랜지부(90a)측과는 반대측의 단부에는, 피스톤(84)의 너트 부재(90)에 대한 마찰 계합 요소(82)측으로의 상대 이동을 저지하는 고리 형상의 스토퍼 부재(106)가 구비되어 있다. 이 때문에, 피스톤(84)은, 스러스트 베어링(104) 및 스토퍼 부재(106)에 의해, 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 너트 부재(90)에 설치되어 있다. 또한, 피스톤(84)의 제 1 맞물림 톱니(84d)가 클러치 허브(80)의 제 2 원통부(80d)에 형성된 외주 스플라인 톱니(80c)에 스플라인 감합되어 있다. 그 때문에, 피스톤(84)은, 클러치 허브(80)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 클러치 허브(80)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 너트 부재(90)에 설치되어 있다. 또한, 사이드 기어(56 및 58), 디퍼렌셜 케이스(46), 클러치 드럼(78), 클러치 허브(80), 피스톤(84), 너트 부재(90) 및 웜 휠(102)에 있어서 각각 회전하는 회전 축선은, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1)과 일치하고 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된 내주 스플라인 톱니(78e)에는, 그 내주 스플라인 톱니(78e)의 피스톤(84)측의 단부로부터 피스톤(84)의 가압부(84b)에 접근하는 방향으로 돌출한 맞물림 톱니(78f)가 형성되어 있다. 또한, 피스톤(84)의 가압부(84b)에는, 그 가압부(84b)의 외주의 일부로부터 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된 내주 스플라인 톱니(78e)에 접근하는 방향으로 돌출되도록 제 2 맞물림 톱니(맞물림 톱니)(84e)가 형성되어 있다. 제 2 맞물림 톱니(84e)는, 내주 스플라인 톱니(78e)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물림 가능하다. 또한, 도 4에 있어서 마찰 클러치(72)의 제 1 축선(C1)에 대하여 상측(엔진(12)측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(84)의 가압부(84b)가 마찰 클러치(72)의 마찰 계합 요소(82)에 접촉하는 위치에 있어서, 클러치 드럼(78)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물리지 않도록, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 있어서의 제 2 맞물림 톱니(84e)의 제 1 축선(C1) 방향의 위치가 설정되어 있다. 도 4에 있어서 마찰 클러치(72)의 제 1 축선(C1)에 대하여 하측(엔진(12)측과는 반대측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(84)의 가압부(84b)가 마찰 클러치(72)의 마찰 계합 요소(82)로부터 소정 거리(A) 떨어지는 위치에 있어서, 클러치 드럼(78)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물리도록, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 있어서의 제 2 맞물림 톱니(84e)의 제 1 축선(C1) 방향의 위치가 설정되어 있다. 또한, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)의 이끝원(addendum)의 직경(D)은, 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된 내주 스플라인 톱니(78e)의 이끝원의 직경(D1)보다 작고 또한 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된 맞물림 톱니(78f)의 이끝원의 직경(D2)보다 커지도록 설정되어 있다.
이상과 같이 구성된 차동 제한 장치(66)에서는, 전동 모터(74)의 회전량이 도시하지 않은 전자 제어 유닛에 의해 제어됨으로써, 나사 기구(76)의 너트 부재(90)의 제 1 축선(C1) 방향에 있어서의 이동량이 제어된다. 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F3) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)에 접근하는 측, 즉 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측으로 이동, 즉 피스톤(84)이 화살표(F4) 방향으로 이동하면, 도 5에 나타내는 바와 같이, 마찰 계합 요소(82)에 있어서 제 1 마찰판(82a)과 제 2 마찰판(82b)이 피스톤(84)에 의해 가압된다. 그 때문에, 클러치 드럼(78)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)와 클러치 허브(80)에 연결된 사이드 기어 샤프트(44)가 일체적으로 회전하여, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 있어서 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크가 발생한다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이 마찰 계합 요소(82)가 피스톤(84)에 가압된 상태로부터, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)로부터 이간하는 측, 즉 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동, 즉 피스톤(84)이 화살표(F2) 방향으로 이동하면, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)가 클러치 드럼(78)의 제 2 원통부(78b)에 형성된 맞물림 톱니(78f)에 맞물린다. 그 때문에, 피스톤(84)과 클러치 드럼(78)이 상대 회전 불가능하게 계합됨과 함께, 클러치 드럼(78)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)와 클러치 허브(80)에 연결된 사이드 기어 샤프트(44)가 상대 회전 불가능하게 계합되어, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한시켜진다.
상술과 같이, 본 실시예의 차동 제한 장치(66)에 의하면, 마찰 클러치(72)와 전동 모터(74)와 나사 기구(76)를 구비한다. 마찰 클러치(72)는, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 디퍼렌셜 케이스(46)에 연결된 클러치 드럼(78) 및 사이드 기어 샤프트(44)에 연결된 클러치 허브(80)와, 클러치 허브(80) 및 클러치 드럼(78)의 일방 또는 타방에 각각 상대 회전 불가능하게 계합되고 또한 서로 포개져 상호 마찰 가능한 복수의 마찰 계합 요소(82)와, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 피스톤(84)을 가진다. 나사 기구(76)는, 나사 부재인 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 구동됨으로써, 전동 모터(74)의 회전 운동을 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환한다. 또한, 나사 부재는, 서로 나사 결합하는 나사 축 부재(92) 및 너트 부재(90)의 어느 일방이면 된다. 피스톤(84)은, 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 설치됨과 함께, 클러치 허브(80)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 피스톤(84)은, 너트 부재(90)에 의해 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)과 클러치 드럼(78)이 상대 회전 불가능하게 계합된다. 이 때문에, 나사 기구(76)에 의해 전동 모터(74)의 회전 운동이 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환되어, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)과 클러치 드럼(78)이 상대 회전 불가능하게 계합시켜진다. 그 때문에, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한된다. 이에 의해, 하나의 전동 모터(74)의 회전에 의해, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키거나, 또는 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시킬 수 있다. 예를 들면, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키기 위해서만 차량용 차동 제한 장치에 도그 클러치를 계합·단접하는 기구, 즉 도그 클러치를 계합·단접시키는 액추에이터를 추가하는 것과 비교하여, 차동 제한 장치(66)의 구성을 적합하게 적게 할 수 있어, 차동 제한 장치(66)를 적합하게 소형화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(66)에 의하면, 피스톤(84)은, 클러치 허브(80)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 가능하게 또한 클러치 허브(80)에 상대 회전 불가능하게 스플라인 감합하고 있다. 또한, 피스톤(84)에는, 클러치 드럼(78)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물림 가능한 제 2 맞물림 톱니(84e)가 형성되어 있다. 그리고, 너트 부재(90)에 의해 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)가 클러치 드럼(78)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물린다. 이 때문에, 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)가 클러치 드럼(78)에 형성된 맞물림 톱니(78f)와 맞물리므로, 피스톤(84)과 클러치 드럼(78)이 상대 회전 불가능하게 계합된다.
또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(66)에 의하면, 너트 부재(90)는, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되고, 나사 축 부재(92)는, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 불가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지된다. 이와 같이, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 회전 구동시켜지면, 너트 부재(90)가 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동하여 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동이 마찰 클러치(72)에 전달된다.
또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(66)에 의하면, 전동 모터(74)는, 나사 기구(76)의 너트 부재(90)에 웜 기어(88)를 개재하여 연결되어 있다. 그 때문에, 전동 모터(74)에 의한 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레의 토크를 유지하면서, 전동 모터(74)를 비교적 출력이 낮은 소형의 모터로 변경할 수 있다.
또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(66)에 의하면, 너트 부재(90)는, 복수의 볼(96)을 개재하여 나사 축 부재(92)와 나사 결합한다. 이 때문에, 너트 부재(90)와 나사 축 부재(92)의 사이의 상대 회전이 원활해지므로, 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측 또는 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동할 때의 전동 모터(74)의 필요 전력이 안정적으로 저하한다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 또한, 전술의 실시예 1과 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치(110)를 나타낸다. 본 실시예의 차동 제한 장치(110)는, 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 비교하여, 피스톤(112)이 클러치 드럼(114)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 가능하게 너트 부재(90)에 설치되어 있는 점과, 피스톤(112)에 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물림 가능한 제 1 맞물림 톱니(맞물림 톱니)(112a)가 형성되어 있는 점에서 상이하고, 그 밖에는 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 대략 동일하다.
클러치 드럼(114)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 니들 베어링(86a, 86b)을 개재하여 사이드 기어 샤프트(44)에 대하여 상대 회전 가능하게 지지된 원통 형상의 제 1 원통부(114a)와, 클러치 허브(116)의 외주측에 배치되는 원통 형상의 제 2 원통부(114c)와, 제 1 원통부(114a)와 제 2 원통부(114c)를 연결하는 연결부(114d)를 일체로 구비하고 있다. 원통 형상의 제 2 원통부(114c)는 내주부에 내주 스플라인 톱니(114b)가 형성된다. 또한, 클러치 드럼(114)의 제 1 원통부(114a)에는, 디퍼렌셜 케이스(46)에 형성된 내주 스플라인 톱니(46b)와 스플라인 감합하는 외주 스플라인 톱니(114e)가 형성되어 있고, 클러치 드럼(114)과 디퍼렌셜 케이스(46)가 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 또한, 제 1 마찰판(82a)에 형성된 외주 톱니(82c)(도 5 참조)는, 클러치 드럼(114)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 드럼(114)의 내주 스플라인 톱니(114b)에 계합하고 있다.
클러치 허브(116)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 사이드 기어 샤프트(44)에 형성된 외주 스플라인 톱니(44a)에 스플라인 감합하는 내주 스플라인 톱니(116b)가 형성된 원통 형상의 제 1 원통부(116c)와, 클러치 드럼(114)의 제 2 원통부(114c)의 내주측에 배치되는 원통 형상의 제 2 원통부(116e)와, 제 1 원통부(116c)와 제 2 원통부(116e)를 연결하는 연결부(116f)를 일체로 구비하고 있다. 원통 형상의 제 2 원통부(116e)는 외주부에 외주 스플라인 톱니(116d)가 형성된다. 클러치 허브(116)와 사이드 기어 샤프트(44)는 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 또한, 제 2 마찰판(82b)에 형성된 내주 톱니(82d)(도 5 참조)는, 클러치 허브(116)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 허브(116)의 외주 스플라인 톱니(116d)에 계합하고 있다.
마찰 클러치(118)의 피스톤(112)에는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 원통 형상의 기단부(112b)와, 클러치 드럼(114)의 제 2 원통부(114c)와 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)의 사이에 배치되는 고리 형상의 가압부(112c)와, 기단부(112b)와 가압부(112c)를 연결하는 연결부(112d)와, 고리 형상의 가압부(112c)의 외주부에 형성되는 제 2 맞물림 톱니(112e)가 일체로 구비되어 있다. 원통 형상의 기단부(112b)는, 스러스트 베어링(104) 및 스토퍼 부재(106)에 의해 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 너트 부재(90)에 설치된다. 고리 형상의 가압부(112c)는 마찰 계합 요소(82)를 가압한다. 제 2 맞물림 톱니(112e)는, 클러치 드럼(114)의 제 2 원통부(114c)에 형성된 내주 스플라인 톱니(114b)에 스플라인 계합한다. 또한, 피스톤(112)의 제 2 맞물림 톱니(112e)가 클러치 드럼(114)의 제 2 원통부(114c)에 형성된 내주 스플라인 톱니(114b)에 스플라인 감합되어 있다. 이 때문에, 피스톤(112)은, 클러치 드럼(114)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 클러치 드럼(114)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 너트 부재(90)에 설치되어 있다. 또한, 클러치 드럼(114), 클러치 허브(116) 및 피스톤(112)에 있어서 각각 회전하는 회전 축선은, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1)과 일치하고 있다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)에 형성된 외주 스플라인 톱니(116d)에는, 그 외주 스플라인 톱니(116d)의 피스톤(112)측의 단부로부터 피스톤(112)의 가압부(112c)에 접근하는 방향으로 돌출한 맞물림 톱니(116a)가 형성되어 있다. 또한, 피스톤(112)의 가압부(112c)에는, 그 가압부(112c)의 내주의 일부로부터 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)에 형성된 외주 스플라인 톱니(116d)에 접근하는 방향으로 돌출되도록 제 1 맞물림 톱니(112a)가 형성되어 있다. 제 1 맞물림 톱니(112a)는, 외주 스플라인 톱니(116d)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물림 가능하다. 또한, 도 6에 있어서 마찰 클러치(118)의 제 1 축선(C1)에 대하여 상측(엔진(12)측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(112)의 가압부(112c)가 마찰 계합 요소(82)에 접촉하는 위치에 있어서, 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물리지 않도록, 피스톤(112)의 가압부(112c)에 있어서의 제 1 맞물림 톱니(112a)의 제 1 축선(C1) 방향의 위치가 설정되고, 도 6에 있어서 마찰 클러치(118)의 제 1 축선(C1)에 대하여 하측(엔진(12)측과는 반대측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(112)의 가압부(112c)가 마찰 계합 요소(82)로부터 소정 거리(A1) 떨어지는 위치에 있어서, 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물리도록, 피스톤(112)의 가압부(112c)에 있어서의 제 1 맞물림 톱니(112a)의 제 1 축선(C1) 방향의 위치가 설정되어 있다. 또한, 피스톤(112)의 가압부(112c)에 형성된 제 1 맞물림 톱니(112a)의 이끝원의 직경(D3)은, 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)에 형성된 외주 스플라인 톱니(116d)의 이끝원의 직경(D4)보다 크고 또한 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)에 형성된 맞물림 톱니(116a)의 이끝원의 직경(D5)보다 작아지도록 설정되어 있다.
이상과 같이 구성된 차동 제한 장치(110)에서는, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F3) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(112)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측으로 이동, 즉 피스톤(112)이 화살표(F4) 방향으로 이동하면, 마찰 계합 요소(82)에 있어서 제 1 마찰판(82a)과 제 2 마찰판(82b)이 피스톤(112)에 의해 가압된다. 그 때문에, 클러치 드럼(114)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)와 클러치 허브(116)에 연결된 사이드 기어 샤프트(44)가 일체적으로 회전하여, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 있어서 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크가 발생한다. 또한, 마찰 계합 요소(82)가 피스톤(112)에 가압된 상태로부터, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(112)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동, 즉 피스톤(112)이 화살표(F2) 방향으로 이동하면, 피스톤(112)의 가압부(112c)에 형성된 제 1 맞물림 톱니(112a)가 클러치 허브(116)의 제 2 원통부(116e)에 형성된 맞물림 톱니(116a)에 맞물린다. 그 때문에, 피스톤(112)과 클러치 허브(116)가 상대 회전 불가능하게 계합됨과 함께, 클러치 드럼(114)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)와 클러치 허브(116)에 연결된 사이드 기어 샤프트(44)가 상대 회전 불가능하게 계합되어, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한시켜진다.
상술과 같이, 본 실시예의 차동 제한 장치(110)에 의하면, 마찰 클러치(118)와 전동 모터(74)와 나사 기구(76)를 구비한다. 마찰 클러치(118)는, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 디퍼렌셜 케이스(46)에 연결된 클러치 드럼(114) 및 사이드 기어 샤프트(44)에 연결된 클러치 허브(116)와, 클러치 허브(116) 및 클러치 드럼(114)의 일방 또는 타방에 각각 상대 회전 불가능하게 계합되고 또한 서로 포개져 상호 마찰 가능한 복수의 마찰 계합 요소(82)와, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 피스톤(112)을 가진다. 나사 부재인 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 구동됨으로써, 전동 모터(74)의 회전 운동을 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환한다. 피스톤(112)은, 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 설치됨과 함께, 클러치 드럼(114)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되어 있다. 너트 부재(90)에 의해 피스톤(112)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(112)과 클러치 허브(116)가 상대 회전 불가능하게 계합된다. 이 때문에, 나사 기구(76)에 의해 전동 모터(74)의 회전 운동이 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환되어, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(112)이, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(112)과 클러치 허브(116)가 상대 회전 불가능하게 계합시켜진다. 그 때문에, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한된다. 이에 의해, 하나의 전동 모터(74)의 회전에 의해, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키거나, 또는 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시킬 수 있다. 예를 들면, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키기 위해서만 차량용 차동 제한 장치에 도그 클러치를 계합·단접하는 기구, 즉 도그 클러치를 계합·단접시키는 액추에이터를 추가하는 것과 비교하여, 차동 제한 장치(110)의 구성을 적합하게 적게 할 수 있어, 차동 제한 장치(110)를 적합하게 소형화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(110)에 의하면, 피스톤(112)은, 클러치 드럼(114)에 대하여 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 가능하게 또한 클러치 드럼(114)에 상대 회전 불가능하게 스플라인 감합하고 있다. 또한, 피스톤(112)에는, 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물림 가능한 제 1 맞물림 톱니(112a)가 형성되어 있다. 그리고, 너트 부재(90)에 의해 피스톤(112)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(112)에 형성된 제 1 맞물림 톱니(112a)가 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물린다. 이 때문에, 피스톤(112)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(112)에 형성된 제 1 맞물림 톱니(112a)가 클러치 허브(116)에 형성된 맞물림 톱니(116a)와 맞물리므로, 피스톤(112)과 클러치 허브(116)가 상대 회전 불가능하게 계합된다.
도 7은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치(120)를 나타낸다. 본 실시예의 차동 제한 장치(120)는, 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 비교하여, 디퍼렌셜 케이스(46)가 클러치 허브(122)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 점과, 사이드 기어 샤프트(124)가 클러치 드럼(126)에 동력 전달 가능하게 연결되어 있는 점에서 상이하다. 그 밖에는 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 대략 동일하다. 또한, 본 실시예의 차동 제한 장치(120)에서는, 실시예 1의 차동 제한 장치(66)에 비하여, 전동 모터(74), 웜 기어(88), 나사 기구(76), 스러스트 베어링(104), 스토퍼 부재(106) 및 피스톤(84)이, 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1)에 직교하는 선(L1)(도 7 참조)에 대하여 반전하도록 배치되어 있다. 또한, 나사 축 부재(92)는, 실시예 1의 연결 부재(94)와 동일한 기능을 가지는 연결 부재(136) 및 클러치 허브(122)의 제 1 원통부(122a)에 의해, 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 불가능하게, 후술하는 원통 부재(132)를 개재하여 사이드 기어 샤프트(124)에 지지되어 있다. 또한, 도 7에 나타내는 바와 같이, 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향으로 회동시켜지면, 너트 부재(90)가 나사 축 부재(92)와의 나사의 작용에 의해 제 1 축선 방향(C1)에 있어서 마찰 계합 요소(82)로부터 이간하는 방향, 즉 화살표(F4) 방향으로 이동하도록 되어 있다. 또한, 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향과는 반대 방향, 즉 화살표(F3) 방향으로 회동시켜지면, 너트 부재(90)가 나사 축 부재(92)와의 나사의 작용에 의해 제 1 축선(C1) 방향에 있어서 화살표(F4) 방향과는 반대 방향, 즉 화살표(F2) 방향으로 이동하도록 되어 있다.
클러치 드럼(126)은, 도 7에 나타내는 바와 같이, 사이드 기어 샤프트(124)에 형성된 외주 스플라인 톱니(124a)에 스플라인 감합하는 제 1 내주 스플라인 톱니(126a)가 형성된 원통 형상의 제 1 원통부(126b)와, 클러치 허브(122)의 외주측에 배치되고 내주부에 제 2 내주 스플라인 톱니(126c)가 형성된 원통 형상의 제 2 원통부(126d)와, 제 1 원통부(126b)와 제 2 원통부(126d)를 연결하는 연결부(126e)를 일체로 구비하고 있고, 클러치 드럼(126)과 사이드 기어 샤프트(124)가 상대 회전 불가능하게 연결되어 있다. 또한, 사이드 기어(58)에 연결된 사이드 기어 샤프트(124)는, 실시예 1의 사이드 기어 샤프트(44)와 동일하게 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 케이스 부재(70)에 설치된 베어링(130) 및 사이드 기어(58) 등에 의해 지지되어 있다. 또한, 제 1 마찰판(82a)에 형성된 외주 톱니(82c)(도 5 참조)는, 클러치 드럼(126)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 드럼(126)의 제 2 내주 스플라인 톱니(126c)에 계합하고 있다.
클러치 허브(122)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 니들 베어링(128a, 128b) 등을 개재하여 사이드 기어 샤프트(124)에 대하여 상대 회전 가능하게 지지된 원통 형상의 제 1 원통부(122a)와, 클러치 드럼(126)의 제 2 원통부(126d)의 내주측에 배치되고 외주부에 외주 스플라인 톱니(122b)가 형성된 원통 형상의 제 2 원통부(122c)와, 제 1 원통부(122a)와 제 2 원통부(122c)를 연결하는 연결부(122d)를 일체로 구비하고 있다. 또한, 클러치 허브(122)와 디퍼렌셜 케이스(46)의 사이에는, 클러치 허브(122)와 디퍼렌셜 케이스(46)의 사이의 동력 전달 경로를 접속하고, 원통 형상으로 형성된 원통 부재(132)가 설치되어 있다. 즉, 원통 부재(132)의 디퍼렌셜 케이스(46)측의 단부에는, 디퍼렌셜 케이스(46)의 내주 스플라인 톱니(46b)와 스플라인 감합하는 외주 스플라인 톱니(132a)가 형성되어 있고, 원통 부재(132)의 디퍼렌셜 케이스(46)측과는 반대측의 단부에는, 클러치 허브(122)의 제 1 원통부(122a)에 형성된 내주 스플라인 톱니(122e)와 스플라인 감합하는 외주 스플라인 톱니(132b)가 형성되어 있다. 또한, 제 2 마찰판(82b)에 형성된 내주 톱니(82d)(도 5 참조)는, 클러치 허브(122)에 대하여 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 클러치 허브(122)의 외주 스플라인 톱니(122b)에 계합하고 있다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 클러치 드럼(126)의 제 2 원통부(126d)에 형성된 제 2 내주 스플라인 톱니(126c)에는, 그 제 2 내주 스플라인 톱니(126c)의 피스톤(84)측의 단부로부터 피스톤(84)의 가압부(84b)에 접근하는 방향으로 돌출한 맞물림 톱니(126f)가 형성되어 있다. 또한, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)는, 도 7에 있어서 마찰 클러치(134)의 제 1 축선(C1)에 대하여 상측(엔진(12)측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(84)의 가압부(84b)가 마찰 계합 요소(82)에 접촉하는 위치에 있어서, 클러치 드럼(126)에 형성된 맞물림 톱니(126f)와 맞물리지 않고, 도 7에 있어서 마찰 클러치(134)의 제 1 축선(C1)에 대하여 하측(엔진(12)측과는 반대측)에 나타내는 바와 같이, 피스톤(84)의 가압부(84b)가 마찰 클러치(134)의 마찰 계합 요소(82)로부터 소정 거리(A2) 떨어지는 위치에 있어서, 클러치 드럼(126)에 형성된 맞물림 톱니(126f)와 맞물리도록, 클러치 드럼(126)에 형성된 제 2 내주 스플라인 톱니(126c)에 있어서의 맞물림 톱니(126f)의 제 1 축선(C1) 방향의 위치가 설정되어 있다.
이상과 같이 구성된 차동 제한 장치(120)에서는, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F3) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측으로 이동, 즉 피스톤(84)이 화살표(F2) 방향으로 이동하면, 제 1 마찰판(82a)과 제 2 마찰판(82b)이 피스톤(84)에 의해 가압된다. 그 때문에, 클러치 드럼(126)에 연결된 사이드 기어 샤프트(124)와 클러치 허브(122)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)가 일체적으로 회전하여, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 있어서 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크가 발생한다. 또한, 마찰 계합 요소(82)가 피스톤(84)에 가압된 상태로부터, 전동 모터(74)에 의해 너트 부재(90)가 제 1 축선(C1) 둘레 화살표(F1) 방향으로 회동시켜져, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동, 즉 피스톤(84)이 화살표(F4) 방향으로 이동하면, 피스톤(84)의 가압부(84b)에 형성된 제 2 맞물림 톱니(84e)가 클러치 드럼(126)의 제 2 원통부(126d)에 형성된 맞물림 톱니(126f)에 맞물린다. 그 때문에, 피스톤(84)과 클러치 드럼(126)이 상대 회전 불가능하게 계합됨과 함께, 클러치 드럼(126)에 연결된 사이드 기어 샤프트(124)와 클러치 허브(122)에 연결된 디퍼렌셜 케이스(46)가 상대 회전 불가능하게 계합되어, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한시켜진다.
상술과 같이, 본 실시예의 차동 제한 장치(120)에 의하면, 마찰 클러치(134)와, 전동 모터(74)와, 서로 나사 결합하는 나사 축 부재(92) 및 너트 부재(90)의 일방의 나사 부재인 너트 부재(90)가 전동 모터(74)에 의해 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 구동됨으로써, 전동 모터(74)의 회전 운동을 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환하는 나사 기구(76)를 구비한다. 마찰 클러치(134)는, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)의 디퍼렌셜 케이스(46)에 연결된 클러치 허브(122) 및 사이드 기어 샤프트(124)에 연결된 클러치 드럼(126)과, 클러치 허브(122) 및 클러치 드럼(126)의 일방 또는 타방에 각각 상대 회전 불가능하게 계합되고 또한 서로 포개져 상호 마찰 가능한 복수의 마찰 계합 요소(82)와, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 피스톤(84)을 가진다. 피스톤(84)은, 너트 부재(90)에 대하여 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 설치됨과 함께, 클러치 허브(122)에 대하여 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 둘레로 상대 회전 불가능하게 또한 제 1 축선(C1) 방향으로 상대 이동 가능하게 설치되어 있다. 그리고, 너트 부재(90)에 의해 피스톤(84)이 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)과 클러치 드럼(126)이 상대 회전 불가능하게 계합된다. 이 때문에, 나사 기구(76)에 의해 전동 모터(74)의 회전 운동이 너트 부재(90)의 사이드 기어 샤프트(124)의 제 1 축선(C1) 방향의 직선 운동으로 변환되어, 너트 부재(90)에 설치된 피스톤(84)이, 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 피스톤(84)과 클러치 드럼(126)이 상대 회전 불가능하게 계합시켜지므로, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전이 제한된다. 이에 의해, 하나의 전동 모터(74)의 회전에 의해, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키는 차동 제한 토크를 발생시키거나, 또는 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시킬 수 있다. 예를 들면, 기계적으로 한 쌍의 사이드 기어(56 및 58)의 차동 회전을 제한시키기 위해서만 차량용 차동 제한 장치에 도그 클러치를 계합·단접하는 기구, 즉 도그 클러치를 계합·단접시키는 액추에이터를 추가하는 것과 비교하여, 차동 제한 장치(120)의 구성을 적합하게 적게 할 수 있어, 차동 제한 장치(120)를 적합하게 소형화시킬 수 있다.
도 8은, 본 발명의 다른 실시예의 차동 제한 장치(140)를 나타낸다. 본 실시예의 차동 제한 장치(140)는, 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 비교하여, 나사 축 부재(일방의 나사 부재)(142)가 전동 모터(74)에 의해 회전 구동됨으로써, 너트 부재(144)가 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동되도록 나사 기구(76)의 구조가 나사 기구(146)로 변경되어 있는 점에서 상이하고, 그 밖에는 실시예 1의 차동 제한 장치(66)와 대략 동일하다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 클러치 허브(80)의 연결부(80e)에는, 나사 축 부재(142)의 후륜(16R)측과는 반대측의 단부에 접근하는 방향으로 돌출한 돌기부(80f)가 형성되어 있고, 그 돌기부(80f)와 나사 축 부재(142)의 후륜(16R)측과는 반대측의 단부와의 사이에는, 제 1 스러스트 베어링(148)이 배치되어 있다. 또한, 케이스 부재(70)에는, 나사 축 부재(142)의 후륜(16R)측의 단부에 접근하는 방향으로 돌출한 돌기부(70a)가 형성되어 있고, 그 돌기부(70a)와 나사 축 부재(142)의 후륜(16R)측의 단부와의 사이에는, 제 2 스러스트 베어링(150)이 배치되어 있다. 또한, 나사 축 부재(142)는, 니들 베어링(98)에 의해 상대 회전 가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되어 있다. 즉, 클러치 허브(80)의 돌기부(80f) 및 케이스 부재(70)의 돌기부(70a)에 의해 나사 축 부재(142)는 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게, 또한 니들 베어링(98)에 의해 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되어 있다. 또한, 나사 축 부재(142)에는, 전동 모터(74)의 모터 샤프트에 형성된 웜(100)과 맞물리는 웜 휠(142a)이 형성되어 있다.
또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 케이스 부재(70)에는 내주 스플라인 톱니(70b)가 형성되고, 너트 부재(144)에는, 그 내주 스플라인 톱니(70b)와 스플라인 감합하는 외주 스플라인 톱니(144a)가 형성되어 있다. 또한, 너트 부재(144)는, 복수의 볼(152)을 개재하여 나사 축 부재(142)와 나사 결합하고 있다. 즉, 케이스 부재(70)의 내주 스플라인 톱니(70b)에 의해, 너트 부재(144)는, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 가능하게 또한 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 불가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되어 있다. 이에 의해, 전동 모터(74)에 의해 나사 축 부재(142)가 회전 구동시켜지면, 너트 부재(144)가 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동하여 너트 부재(144)의 직선 운동이 마찰 클러치(72)에 전달된다.
상술과 같이, 본 실시예의 차동 제한 장치(140)에 의하면, 너트 부재(144)는, 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 불가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지되고, 나사 축 부재(142)는 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동 불가능하게 또한 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 둘레로 회전 가능하게 사이드 기어 샤프트(44)에 지지된다. 이 때문에, 전동 모터(74)에 의해 나사 축 부재(142)가 회전 구동시켜지면, 너트 부재(144)가 사이드 기어 샤프트(44)의 제 1 축선(C1) 방향으로 이동하여 너트 부재(144)의 직선 운동이 마찰 클러치(72)에 전달된다.
이상, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 기타의 양태에 있어서도 적용된다.
예를 들면, 전술의 실시예에 있어서, 차동 제한 장치(66, 110, 120, 140)는, 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)에 구비되어 있었으나, 전륜용 디퍼렌셜 장치(28)에 구비되어 있어도 된다. 또한, 차동 제한 장치(66, 110, 120, 140)가 구비된 후륜용 디퍼렌셜 장치(30)는, 디스커넥트 기능을 가지는 4륜 구동 차량에 설치되어 있었으나, 예를 들면 디스커넥트 기능이 없는 4륜 구동 차량에 형성해도 되고, 또한 2륜 구동 차량에 형성해도 된다.
또한, 전술의 실시예에 있어서, 나사 기구(76, 146)로서 볼 나사를 예시하였으나, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 나사 기구(76, 146)는, 전동 모터(74)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 기구면 되고, 직접적으로 상호 나사 결합하는 단순한 나사 축 부재(92, 142)와 너트 부재(90, 144)를 조합한 기구여도 된다. 구체적으로는, 나사 기구(76, 146)는 슬라이딩 나사 등이어도 된다. 슬라이딩 나사의 경우에는, 볼 나사와 비교하여 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기계 효율이 낮아지나, 마찰 클러치(72)에 높은 추력을 부여할 수 있다는 일정한 효과는 얻을 수 있다.
또한, 전술의 실시예에서는, 나사 기구(76)는 웜 기어(88)를 개재하여 전동 모터(74)에 간접적으로 연결되었으나, 이 양태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 나사 기구(76)의 너트 부재(90)와 전동 모터(74)는, 웜 기어(88)를 개재하지 않고 직접적으로 연결되어도 된다. 구체적으로는, 너트 부재(90)와 전동 모터(74)는, 전동 모터(74)의 모터 샤프트에 설치된 피니언과 너트 부재(90)에 형성된 기어 톱니가 맞물리도록, 직접적으로 연결되어도 된다.
또한, 전술의 실시예에서는, 나사 기구(76)의 너트 부재(90)는, 전동 모터(74)에 의해 회전 구동되고 있었으나, 예를 들면, 베인식 펌프와 마찬가지의 기구를 가지는 형식의 유압 모터나, 랙 피니언의 랙을 유압식 또는 공압식의 실린더로 구동하는 형식의 액추에이터 등의 액추에이터에 의해 회전 구동되어도 된다.
또한, 상술한 것은 어디까지나 일 실시형태이며, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 다양한 변경, 개량을 가한 양태로 실시할 수 있다.

Claims (6)

  1. 차량(10)을 위한 차동 제한 장치(66;110;120;140)로서,
    디퍼렌셜 장치(30)에 설치된 한 쌍의 사이드 기어(56, 58)의 차동 회전을 제한하도록 구성되는 상기 차동 제한 장치(66;110;120;140)에 있어서,
    상기 디퍼렌셜 장치(30)의 디퍼렌셜 케이스(46) 및 사이드 기어 샤프트(44;124) 중 어느 일방에 연결되는 클러치 허브(80;116;122)와,
    상기 디퍼렌셜 케이스(46) 및 상기 사이드 기어 샤프트(44;124) 중 어느 타방에 연결되는 클러치 드럼(78;114;126)과,
    복수의 마찰 계합 요소(82)와 피스톤(84;112)을 포함하는 마찰 클러치(72;118;134)와,
    액추에이터(74)와,
    서로 나사 결합하는 나사 축 부재(92;142)와 너트 부재(90;144)를 포함하는 나사 기구(76;146)를 구비하고,
    상기 사이드 기어 샤프트(44;124)는, 상기 사이드 기어(56, 58)에 연결되고,
    상기 복수의 마찰 계합 요소(82)는, 제 1 마찰 계합 요소(82a)와 제 2 마찰 계합 요소(82b)를 포함하고,
    상기 제 1 마찰 계합 요소(82a)는, 상기 클러치 드럼(78;114;126)에 상대 회전 불가능하게 계합하도록 구성되고,
    상기 제 2 마찰 계합 요소(82b)는, 상기 클러치 허브(80;116;122)에 상대 회전 불가능하게 계합하도록 구성되고,
    상기 제 1 마찰 계합 요소(82a)와 상기 제 2 마찰 계합 요소(82b)는, 서로 포개져 상호 마찰하도록 구성되고,
    상기 나사 기구(76;146)는, 나사 부재가 상기 액추에이터(74)에 의해 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 회전 구동됨으로써, 상기 액추에이터(74)의 회전 운동을 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향의 상기 너트 부재(90;144)의 직선 운동으로 변환하도록 구성되고,
    상기 나사 부재는, 상기 나사 축 부재(92;142)와 상기 너트 부재(90;144)의 어느 일방이고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 복수의 마찰 계합 요소(82)를 가압하도록 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 너트 부재(90;144)에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 상대 회전하도록 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 너트 부재(90;144)에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향으로 이동 불가능하게 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은, 제 1 클러치 부품에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 상대 회전 불가능하게 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 제 1 클러치 부품에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향으로 상대 이동하도록 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 너트 부재(90;144)에 의해 상기 피스톤이 상기 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 제 2 클러치 부품과 상대 회전 불가능하게 계합되도록 구성되고,
    상기 제 1 클러치 부품은, 상기 클러치 허브(80;116;122) 및 상기 클러치 드럼(78;114;126)의 일방이고, 상기 제 2 클러치 부품은, 상기 클러치 허브(80;116;122) 및 상기 클러치 드럼(78;114;126)의 타방인 것을 특징으로 하는 차량을 위한 차동 제한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 제 1 클러치 부품에 상대 회전 불가능하게 스플라인 감합되고, 상기 제 1 클러치 부품에 대하여 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향으로 이동하도록 구성되고,
    상기 피스톤(84;112)은 제 1 맞물림 톱니(84e;112a)를 포함하고, 상기 제 2 클러치 부품은 제 2 맞물림 톱니를 포함하고,
    상기 피스톤(84;112)은, 상기 너트 부재(90;144)에 의해 상기 마찰 계합 요소(82)를 가압하는 측과는 반대측으로 이동시켜지면, 상기 제 1 맞물림 톱니(84e;112a)가 상기 제 2 맞물림 톱니와 맞물리는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 나사 부재가 상기 너트 부재(90;144)인 경우에는, 상기 너트 부재(90;144)는, 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 회전하도록 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)에 지지되고, 상기 나사 축 부재(92;142)는, 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향으로 이동 불가능하게 또한 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 회전 불가능하게 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)에 지지되는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 나사 부재가 상기 나사 축 부재(92;142)인 경우에는, 상기 너트 부재(90;144)는, 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 회전 불가능하게 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)에 지지되고, 상기 나사 축 부재(92;142)는, 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 방향으로 이동 불가능하고 또한 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)의 축심 둘레로 회전하도록 상기 사이드 기어 샤프트(44;124)에 지지되는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액추에이터(74)는, 상기 나사 기구(76;146)에 웜 기어(88)를 개재하여 연결되는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 너트 부재(90;144)와 상기 나사 축 부재(92;142)는, 복수의 볼(96;152)을 개재하여 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치.
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