特開 2024-163548 デファレンシャル装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163548

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】デファレンシャル装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 48/22 20060101AFI20241115BHJP

   F16H 48/40 20120101ALI20241115BHJP

   F16H 48/08 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

F16H48/22

F16H48/40

F16H48/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079269

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】517175611

【氏名又は名称】ジーケーエヌ オートモーティブ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】石渡 貴仁

(72)【発明者】

【氏名】若松 睦

【テーマコード（参考）】

3J027

【Ｆターム（参考）】

3J027FA36

3J027FB02

3J027HA01

3J027HA03

3J027HB07

3J027HC07

3J027HD01

3J027HE03

3J027HF06

3J027HG03

(57)【要約】

【課題】大型化することなく、多板クラッチの断続特性を向上することができるデファレンシャル装置を提供する。
【解決手段】デフケース９と、ピニオンシャフト１１と、ピニオンギヤ１３と、一対の出力ギヤ１５，１７と、デフケース９と一対の出力ギヤ１５，１７のうち一方の出力ギヤ１７とに一体回転可能で軸方向に移動可能に配置された多板クラッチ５とを備えたデファレンシャル装置１において、デフケース９に、ピニオンシャフト１１を内部に挿入可能な孔部２７と、多板クラッチ５に対して、ピニオンシャフト１１を挟んで軸方向の反対側に配置され、駆動力が入力されるフランジ部２３とを設け、フランジ部２３に、孔部２７と連通され、ピニオンシャフト１１を孔部２７に挿入可能な切欠部４９を設けた。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転可能に配置されたデフケースと、
前記デフケースと共に回転可能に前記デフケースに収容されたピニオンシャフトと、
前記ピニオンシャフトに自転可能に支持され、前記デフケースの回転によって公転するピニオンギヤと、
前記ピニオンギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤと、
前記デフケースと一対の前記出力ギヤのうち一方の前記出力ギヤとに一体回転可能で軸方向に移動可能に配置された多板クラッチと、
を備え、
前記デフケースには、前記ピニオンシャフトを内部に挿入可能な孔部と、前記多板クラッチに対して、前記ピニオンシャフトを挟んで軸方向の反対側に配置され、駆動力が入力されるフランジ部とが設けられ、
前記フランジ部には、前記孔部と連通され、前記ピニオンシャフトを前記孔部に挿入可能な切欠部が設けられているデファレンシャル装置。

【請求項2】

前記フランジ部には、動力伝達部材を固定する固定部が周方向に複数設けられ、
前記切欠部は、周方向に隣り合う前記固定部の間に配置されている請求項１に記載のデファレンシャル装置。

【請求項3】

前記デフケースの軸方向一側には、一側端壁が形成され、
前記フランジ部における前記切欠部の軸方向背面側には、前記一側端壁から前記フランジ部にかけて、前記デフケースの軸心側から放射方向に厚肉部が設けられている請求項１又は２に記載のデファレンシャル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デファレンシャル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、デファレンシャル装置としては、回転可能に配置されたデフケースと、デフケースと共に回転可能にデフケースに収容されたピニオンシャフトと、ピニオンシャフトに自転可能に支持され、デフケースの回転によって公転するピニオンギヤとを備えている。また、ピニオンギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤと、デフケースと一対の出力ギヤのうち一方の出力ギヤとに一体回転可能で軸方向に移動可能に配置された多板クラッチとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

【0003】

このデファレンシャル装置では、多板クラッチを接続することにより、デフケースと一方の出力ギヤとの差動が制限され、一対の出力ギヤの差動が制限される。このようなデファレンシャル装置では、デフケースに、ピニオンシャフトを内部に挿入可能な孔部が設けられている。また、デフケースには、多板クラッチに対して、ピニオンシャフトを挟んで軸方向の反対側に配置され、駆動力が入力されるフランジ部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２－２６２５１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記特許文献１のようなデファレンシャル装置では、多板クラッチにおけるクラッチ板の枚数を増大させれば、多板クラッチの断続特性（クラッチの締結トルク）を向上することができる。しかしながら、クラッチ板の枚数を、単に増やしてしまうと、多板クラッチが軸方向に長大化し、装置が大型化してしまう。

【0006】

そこで、この発明は、大型化することなく、多板クラッチの断続特性を向上することができるデファレンシャル装置の提供を目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本実施形態に係るデファレンシャル装置は、回転可能に配置されたデフケースと、前記デフケースと共に回転可能に前記デフケースに収容されたピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフトに自転可能に支持され、前記デフケースの回転によって公転するピニオンギヤと、前記ピニオンギヤと噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤと、前記デフケースと一対の前記出力ギヤのうち一方の前記出力ギヤとに一体回転可能で軸方向に移動可能に配置された多板クラッチとを備え、前記デフケースには、前記ピニオンシャフトを内部に挿入可能な孔部と、前記多板クラッチに対して、前記ピニオンシャフトを挟んで軸方向の反対側に配置され、駆動力が入力されるフランジ部とが設けられ、前記フランジ部には、前記孔部と連通され、前記ピニオンシャフトを前記孔部に挿入可能な切欠部が設けられている。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、大型化することなく、多板クラッチの断続特性を向上することができるデファレンシャル装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係るデファレンシャル装置の正面図である。

【図2】本実施形態に係るデファレンシャル装置の側面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面図である。

【図4】図２のＩＶ－ＩＶ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本実施形態に係るデファレンシャル装置について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0011】

図１に示すように、本実施形態に係るデファレンシャル装置１は、例えば、エンジンや電動モータなどの駆動源（不図示）と、左右の車輪（不図示）との間に配置されている。駆動源からの駆動力は、トランスミッション（不図示）を介してデファレンシャル装置１に伝達され、一対の出力軸（不図示）を介して左右の車輪に駆動力が配分される。

【0012】

図１～図４に示すように、デファレンシャル装置１は、差動機構３と、多板クラッチ５と、アクチュエータ７とを備えている。

【0013】

差動機構３は、デフケース９と、ピニオンシャフト１１と、ピニオンギヤ１３と、一対の出力ギヤ１５，１７とを備えている。

【0014】

デフケース９は、一側端壁９ａを備えると共に後述するフランジ部２３を一体に形成された円筒状部９ｃを有する本体９Ａと、他側端壁９ｂを備えたカバー９Ｂとの２ピース構造となっている。本実施形態において、デフケース９は、本体９Ａの円筒状部９ｃの端部内周にカバー９Ｂの外周面を組付けて溶接により一体に形成されている。デフケース９は、軸方向両側に形成されたボス部１９，２１のそれぞれの外周でベアリング（不図示）を介してキャリアなどの静止系部材（不図示）に回転可能に支持されている。

【0015】

デフケース９には、リングギヤなどの動力伝達部材（不図示）が固定されるフランジ部２３が形成されている。フランジ部２３には、動力伝達部材がボルトなどの固定部材（不図示）を介して固定される固定部２５が設けられている。固定部２５は、フランジ部２３の周方向に離間して複数設けられている。固定部２５を介して固定された動力伝達部材は、例えば、駆動源から駆動力を伝達する動力伝達ギヤ（不図示）と噛み合い、駆動力が入力されてデフケース９を回転駆動させる。なお、フランジ部２３には、動力伝達部材が溶接により、直接、固定されてもよい。

【0016】

デフケース９には、内部にピニオンギヤ１３と、一対の出力ギヤ１５，１７と、多板クラッチ５とを収容可能な収容開口（不図示）が設けられている。デフケース９には、内部に収容されたピニオンギヤ１３に対して、外部からピニオンシャフト１１を組付可能な孔部２７が設けられている。孔部２７は、デフケース９の周方向等間隔に複数（ここでは４つ）設けられている。孔部２７は、フランジ部２３の複数の固定部２５に対して、周方向に隣り合う固定部２５，２５の間に配置されている。なお、デフケース９には、潤滑油が流通可能な複数の孔２９が設けられている。

【0017】

ピニオンシャフト１１は、１本の長尺のピニオンシャフトと、２本の短尺のピニオンシャフトとを有する。長尺のピニオンシャフトは、両端部がデフケース９の孔部２７に係合されて抜け止めされ、デフケース９と一体に回転駆動される。短尺のピニオンシャフトは、一端部が長尺のピニオンシャフトの中間に形成された孔部に係合され、他端部がデフケース９の孔部２７に係合されて抜け止めされ、デフケース９と一体に回転駆動される。ピニオンシャフト１１の外端部側には、ピニオンギヤ１３がそれぞれ支承されている。なお、１本の長尺のピニオンシャフトと、２本の短尺のピニオンシャフトとは、それぞれデフケース９に対して棒状のピン（不図示）などの固定手段で、抜け止めと回り止めがなされている。

【0018】

ピニオンギヤ１３は、デフケース９の周方向等間隔に複数（ここでは４つ）配置されている。複数のピニオンギヤ１３は、それぞれピニオンシャフト１１の端部側に支承されてデフケース９の回転によって公転する。ピニオンギヤ１３は、噛み合っている一対の出力ギヤ１５，１７に差回転が生じると回転駆動されるようにピニオンシャフト１１に自転可能に支持されている。ピニオンギヤ１３は、デフケース９に入力された駆動力を一対の出力ギヤ１５，１７に伝達する。

【0019】

一対の出力ギヤ１５，１７は、デフケース９内に相対回転可能に収容されている。一対の出力ギヤ１５，１７は、それぞれピニオンギヤ１３と噛み合っている。一対の出力ギヤ１５，１７の内周側には、一対の出力ギヤ１５，１７に伝達された駆動力を出力するスプライン形状の出力部３１，３３が設けられている。出力部３１，３３には、左右の車輪に一体回転可能に接続される一対の出力軸（不図示）が一対の出力ギヤ１５，１７と一体回転可能に連結される。

【0020】

駆動源からの駆動力は、動力伝達部材を介してデフケース９に入力される。デフケース９に入力された駆動力は、差動機構３のピニオンギヤ１３を介して一対の出力ギヤ１５，１７に伝達される。一対の出力ギヤ１５，１７に伝達された駆動力は、一対の出力軸を介して左右の車輪に分配して出力される。差動機構３における差動回転は、多板クラッチ５によって断続制御される。

【0021】

多板クラッチ５は、デフケース９と一方の出力ギヤ１７との径方向間に配置されている。多板クラッチ５は、複数の外側クラッチ板と、複数の内側クラッチ板とを備えている。

【0022】

複数の外側クラッチ板は、デフケース９の円筒状部９ｃの内周に形成されたスプライン形状の係合部に軸方向移動可能でデフケース９と一体回転可能に係合されている。複数の内側クラッチ板は、複数の外側クラッチ板に対して軸方向に交互に配置され、出力ギヤ１７のボス部の外周に形成されたスプライン形状の係合部に軸方向移動可能で出力ギヤ１７と一体回転可能に係合されている。

【0023】

多板クラッチ５は、滑り摩擦を伴い伝達トルクを中間制御可能な制御型の複数のクラッチ板からなる摩擦クラッチとなっている。多板クラッチ５は、締結量に応じて、デフケース９と出力ギヤ１７とを接続し、差動機構３における差動を制限する。多板クラッチ５は、アクチュエータ７によって軸方向に押圧されて締結される。

【0024】

アクチュエータ７は、カム機構３５と、押圧部材３７と、電動モータ（不図示）とを備えている。

【0025】

カム機構３５は、移動部材３９と、回転部材４１と、カムボール４３とを備えている。

【0026】

移動部材３９は、環状に形成され、デフケース９のボス部２１の外周に配置されている。移動部材３９は、例えば、キャリアに固定される固定部材などの静止系部材（不図示）に対して回り止めされ、軸方向移動可能に配置されている。移動部材３９には、回転部材４１と軸方向に対向する対向面に、カム面が周方向に複数形成されている。

【0027】

回転部材４１は、環状に形成され、デフケース９のボス部２１の外周に移動部材３９と隣接して配置されている。回転部材４１は、ベアリングを介して回転可能に配置され、ベアリングによって軸方向外側への移動が規制されている。回転部材４１の外周には、ギヤ部が形成されている。回転部材４１には、移動部材３９と軸方向に対向する対向面に、移動部材３９と同一傾斜のカム面が周方向に複数形成されている。

【0028】

カムボール４３は、移動部材３９と回転部材４１との軸方向間に配置された環状の保持部材４５に回転可能に複数保持されている。複数のカムボール４３は、移動部材３９と回転部材４１とのカム面間に介在される。カムボール４３は、回転部材４１の回転によって、移動部材３９と回転部材４１との間に相対的な差回転が生じることにより、移動部材３９を多板クラッチ５側へ軸方向移動させるカムスラスト力を発生させる。

【0029】

押圧部材３７は、環状に形成され、デフケース９のボス部２１の外周にスラストベアリング４０を介して移動部材３９と隣接して配置されている。押圧部材３７は、移動部材３９の軸方向移動により、軸方向移動可能に配置されている。押圧部材３７には、デフケース９に形成された複数の孔を挿通し、多板クラッチ５を押圧する複数の押圧部４７が設けられている。なお、押圧部４７は、環状に形成された移動部材３９と一体に形成されても、或いは分割形成した後に当接可能に組み合わされてもよい。

【0030】

押圧部材３７は、カム機構３５で生じるカムスラスト力によって、多板クラッチ５側に軸方向移動され、押圧部４７を介して多板クラッチ５を押圧し、多板クラッチ５を締結させる。なお、押圧部材３７とデフケース９との軸方向間には、押圧部材３７を多板クラッチ５の締結解除方向に付勢する環状のリターンスプリング４２が配置されている。

【0031】

電動モータは、例えば、キャリアに固定される固定部材などの静止系部材（不図示）に固定されている。電動モータは、モータ軸が、回転部材４１との間に配置された複数のギヤ部からなるギヤ機構（不図示）のギヤ部と噛み合っている。電動モータは、モータ軸の回転により、ギヤ機構を介して回転部材４１を回転させる。回転部材４１の回転により、カム機構３５でカムスラスト力が発生される。

【0032】

このようなアクチュエータ７は、電動モータが、車両の各機構の作動を制御するコントローラ（不図示）に電気的に接続されている。アクチュエータ７は、多板クラッチ５における締結トルクに応じて、コントローラによって電動モータへの通電が制御される。アクチュエータ７の作動により、多板クラッチ５が締結され、一対の出力ギヤ１５，１７の差動が制限される。

【0033】

このような多板クラッチ５において、クラッチ板の枚数を増やすことにより、締結部分（クラッチの摩擦面数）が増大し、多板クラッチ５の断続特性（クラッチの締結トルク）を向上することができる。しかしながら、クラッチ板の枚数を、単に増やしてしまうと、多板クラッチ５が軸方向に長大化し、装置が大型化してしまう。

【0034】

デフケース９を大型化せずに、クラッチ板の枚数を増大させるために、ピニオンシャフト１１を、フランジ部２３側に配置させることが考えられる。しかしながら、ピニオンシャフト１１を、フランジ部２３側に配置させようとすると、ピニオンシャフト１１を挿入させるための孔部２７が、フランジ部２３と重なってしまい、ピニオンシャフト１１を組付けることができない。

【0035】

そこで、フランジ部２３には、切欠部４９が設けられている。切欠部４９は、複数（ここでは４つ）の孔部２７に対応して、複数（ここでは４つ）設けられている。切欠部４９は、フランジ部２３に対して、フランジ部２３の軸方向の肉厚を、複数枚のクラッチ板と同等の厚さで減じるように形成されている。切欠部４９は、径方向から見たときに、孔部２７と連通するように形成されている。

【0036】

このため、ピニオンシャフト１１を、径方向から切欠部４９に沿って、孔部２７に挿入することができる。フランジ部２３に切欠部４９を設けることにより、デフケース９を大型化せずに、ピニオンシャフト１１を、フランジ部２３側に配置することができる。このため、多板クラッチ５の枚数を増大することができ、多板クラッチ５の断続特性を向上することができる。

【0037】

切欠部４９は、フランジ部２３の周方向において、隣り合う固定部２５，２５の間に配置されている。このため、フランジ部２３において、固定部２５の肉厚が減じることがなく、固定部２５の剛性を保持することができ、フランジ部２３における動力伝達部材の固定を安定化することができる。

【0038】

デフケース９の軸方向一側の一側端壁９ａには、フランジ部２３における切欠部４９の軸方向背面側に位置する厚肉部９ｄが設けられている。厚肉部９ｄは、一側端壁９ａからフランジ部２３にかけて、デフケース９の軸心側に位置するボス部１９の外周側から放射方向（径方向に開くよう）に設けられている。厚肉部９ｄを設けることにより、差動機構３が軸方向一側にオフセットした場合においても、切欠部４９を設けたことによる一側端壁９ａとフランジ部２３の強度低下を抑制することができ、大型化することなく、多板クラッチ５の断続特性を向上することができる。

【0039】

このようなデファレンシャル装置１では、回転可能に配置されたデフケース９と、デフケース９と共に回転可能にデフケース９に収容されたピニオンシャフト１１とを備えている。また、ピニオンシャフト１１に自転可能に支持され、デフケース９の回転によって公転するピニオンギヤ１３と、ピニオンギヤ１３と噛み合い、相対回転可能な一対の出力ギヤ１５，１７とを備えている。さらに、デフケース９と一対の出力ギヤ１５，１７のうち一方の出力ギヤ１７とに一体回転可能で軸方向に移動可能に配置された多板クラッチ５を備えている。また、デフケース９には、ピニオンシャフト１１を内部に挿入可能な孔部２７と、多板クラッチ５に対して、ピニオンシャフト１１を挟んで軸方向の反対側に配置され、駆動力が入力されるフランジ部２３とが設けられている。そして、フランジ部２３には、孔部２７と連通され、ピニオンシャフト１１を外部から孔部２７に挿入可能な切欠部４９が設けられている。

【0040】

フランジ部２３の切欠部４９は、孔部２７と連通されているので、ピニオンシャフト１１を、径方向から切欠部４９に沿って、孔部２７に挿入することができる。フランジ部２３に切欠部４９を設けることにより、デフケース９を大型化せずに、ピニオンシャフト１１を、フランジ部２３側に配置することができる。このため、多板クラッチ５の枚数を増大することができ、多板クラッチ５の断続特性を向上することができる。

【0041】

従って、このようなデファレンシャル装置１では、大型化することなく、多板クラッチ５の断続特性を向上することができる。

【0042】

また、フランジ部２３には、動力伝達部材を固定する固定部２５が周方向に複数設けられている。そして、切欠部４９は、周方向に隣り合う固定部２５，２５の間に配置されている。

【0043】

このため、フランジ部２３において、固定部２５の肉厚が減じることがなく、固定部２５の剛性を保持することができ、フランジ部２３における動力伝達部材の固定を安定化することができる。

【0044】

また、デフケース９の軸方向一側には、一側端壁９ａが形成されている。そして、フランジ部２３における切欠部４９の軸方向背面側には、一側端壁９ａからフランジ部２３にかけて、デフケース９の軸心側から放射方向に厚肉部９ｄが設けられている。

【0045】

このため、厚肉部９ｄによって、切欠部４９を設けたことによる一側端壁９ａとフランジ部２３の強度低下を抑制することができ、大型化することなく、多板クラッチ５の断続特性を向上することができる。

【0046】

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【0047】

例えば、本実施形態に係るデファレンシャル装置では、ピニオンギヤが４つ設けられているが、これに限らず、ピニオンギヤを２つとしてもよい。この場合には、２つのピニオンギヤを支持するピニオンシャフトは１本でよく、孔部と切欠部とはそれぞれ２つ設ければよい。また、ピニオンギヤを３つにした場合には、切欠部を周方向で均等に３箇所設けることが好ましい。

【0048】

また、アクチュエータは、電動モータ式アクチュエータとなっているが、これに限らず、電磁式アクチュエータ、油圧式アクチュエータなどであってもよく、多板クラッチを作動できるものであれば、どのようなアクチュエータであってもよい。

【0049】

また、デフケース９の構造に関しては、一側端壁が形成されたカバーに、フランジ部と円筒状部と他側端壁を一体に形成した本体を組み合わせた２ピース構造でもよい。或いは、本体とカバーとにそれぞれフランジ部を形成した２ピース構造でもよい。さらには、一側端壁とフランジ部と円筒状部と他側端壁とを一体に形成した１ピース構造であってもよい。

【0050】

また、本実施形態においては、デフケースと一方の出力ギヤとの間に多板クラッチを配置しているが、許容される寸法上の許容スペースが確保されていれば、デフケースと両方の出力ギヤとの間にそれぞれ多板クラッチを配置してもよい。この場合にも、切欠部を設けることにより、デファレンシャル装置を大型化することなく、多板クラッチの断続特性を向上させることができる。

【符号の説明】

【0051】

１ デファレンシャル装置
５ 多板クラッチ
９ デフケース
９ａ 一側端壁
９ｄ 厚肉部
１１ ピニオンシャフト
１３ ピニオンギヤ
１５，１７ 出力ギヤ
２３ フランジ部
２５ 固定部
２７ 孔部
４９ 切欠部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】