JP2004308687A

JP2004308687A - Clutch device and differential gear using the same

Info

Publication number: JP2004308687A
Application number: JP2003099221A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Akaogi; 鉄也赤荻; Tadashi Oikawa; 忠及川; Noriyuki Sudo; 則幸須藤
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in operating response due to resistance of oil. <P>SOLUTION: A clutch device 1 arranged inside a differential case 3 filled with a lubricant, having a fastening member 5 moved to connect and disconnect a clutch part is provided with lubricant discharging means 7, 9, 11 discharging the lubricant between a inside wall of the differential case 3 and the fastening member 5 through a portion between the inside wall of the differential case 3 and the fastening member 5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、クラッチ装置及びこのクラッチ装置が用いられたデファレンシャル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に図４（ａ）のような差動装置３０１が記載されている。この差動装置装置３０１は、エンジンの駆動力によって回転駆動されるデフケース３０３と、デフケース３０３に連結されたピニオンシャフト３０５と、ピニオンシャフト３０５に支承されたピニオンギア３０７と、ピニオンギア３０７と噛み合うと共に、それぞれ車軸に連結された出力側サイドギア３０９，３１１とからなるベベルギア式の差動機構３１３と、デフケース３０３と移動自在に連結されたクラッチリング３１５とサイドギア３１１との間に形成された噛み合いクラッチ３１７と、クラッチリング３１５を噛み合いクラッチ３１７の噛み合い解除側に付勢するターンスプリング３１９と、リターンスプリング３１９の付勢力に抗してクラッチリング３１５をスライドさせ噛み合いクラッチ３１７を噛み合わせる空気式のアクチュエータ３２１から構成されている。
【０００３】
デフケース３０３の回転はピニオンシャフト３０５とピニオンギア３０７とサイドギア３０９，３１１から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギア３０７の自転によって左右各側に差動配分される。
【０００４】
クラッチリング３１５がスライドして噛み合いクラッチ３１７が噛み合うと、差動機構３１３の差動回転がロックされ、悪路などで車輪の空転が防止されて車両の走破性や脱出性や操縦性が向上し、アクチュエータ３２１の動作が停止すると、リターンスプリング３１９の付勢力によってクラッチリング３１５が噛み合いクラッチ３１７の噛み合い解除位置に戻り、差動ロック機能が解除され、差動機構３１３の差動回転がフリーになる。
【０００５】
差動装置３０１は、オイル溜りが形成されたケーシングの内部に収容されており、このオイルはデフケース３０３の内部に流入して差動機構３１３や噛み合いクラッチ３１７などを潤滑・冷却する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９６４６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、差動装置３０１のように、クラッチリング３１５をスライドさせてクラッチを断続する装置では、クラッチリング３１５がスライド移動するときにオイルの抵抗を受けるので、噛み合いクラッチ３１７（差動ロック機構）を断続するレスポンスが遅くなり、悪路の走破性や脱出性などの向上効果が低下する恐れがある。
【０００８】
また、クラッチリング３１５とデフケース３０３との間には密閉に近い空間（図４（ｂ）参照）３２３が形成されており、クラッチリング３１５が空間３２３を圧縮する方向にスライドするときは空間３２３に正圧が生じ、クラッチリング３１５が空間３２３を膨張させる方向にスライドするときは空間３２３に負圧が生じる。このように空間３２３に生じる内圧は、クラッチリング３１５のスライド移動に抵抗を与え、噛み合いクラッチ３１７の操作レスポンスを遅くする。
【０００９】
また、オイルの粘度が高くなる低温時は、噛み合いクラッチ３１７の操作レスポンスがさらに遅くなる。
【００１０】
しかし、このようなオイルの抵抗に抗してクラッチの操作レスポンスを改善するには、空気式アクチュエータ３２１を大型にする必要があり、それに伴って、アクチュエータ３２１を駆動するエアポンプとその駆動モータも大型化し、デファレンシャル装置３０１の車載性が低下する上に、モータを駆動するバッテリーの負担が増加し、エンジンの燃費が低下する。
【００１１】
そこで、この発明は、オイルの抵抗による操作レスポンスの低下を改善したクラッチ装置及びこのクラッチ装置が用いられたデファレンシャル装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１のクラッチ装置は、潤滑油と、前記潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在する筒状部材と、前記筒状部材の内部に配置され前記筒状部材の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続する締結部材と、前記筒状部材と前記締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えたクラッチ装置であって、前記筒状部材と、前記締結部材と、前記収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
このクラッチ装置では、締結部材が筒状部材の回転軸心方向へ移動されるときに、潤滑油排出手段によって潤滑油が収容空間内から排出される。これにより、潤滑油は、収容空間内から素早く排出されるので締結部材の移動の妨げになることがなく、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上する。また、潤滑油の粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上する。
【００１４】
従って、クラッチ部の操作レスポンスを改善するために、締結部材を駆動するアクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、これらの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、クラッチ装置の車載性低下が防止される。
【００１５】
本発明において、上記のように、締結部材を筒状部材の回転軸心方向へ移動させるアクチュエータは、空気圧や油圧を用いた流体圧式のアクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは、電動モータや手動で操作される機械式のアクチュエータなど、どのような形式でもよい。
【００１６】
また、潤滑油排出手段は、例えば、筒状部材と締結部材に形成されたスリット溝であり、このスリット溝は、ケース内壁と締結部材、筒状部材と、締結部材と、収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに形成してもよい。
【００１７】
また、本発明において、締結部材による締結とは、摩擦クラッチを締結する動作に限定されず、従って、クラッチ部は、摩擦クラッチの他に、噛み合いクラッチを含む。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載されたクラッチ装置であって、前記潤滑油排出手段が、潤滑油排出通路であることを特徴としている。
【００１９】
このクラッチ装置では、筒状部材と、締結部材と、収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに潤滑油排出通路を設けることにより、締結部材の操作時に潤滑油収容空間からこの潤滑油排出通路を介して潤滑油が逃げることにより、クラッチ部の操作レスポンスが大幅に向上する。
【００２０】
請求項３のデファレンシャル装置は、エンジンの駆動力で回転すると共に内部に潤滑油の存在する筒状部材と、前記筒状部材内に設けられて一対の車軸に駆動力を伝達する出力部材と、前記出力部材と噛み合うピニオンと、前記筒状部材と前記一対の出力部材のいずれか２者の間に配置された差動制限用のクラッチ部と、回転軸心方向へ移動されて前記クラッチ部を断続する締結部材とを備えた差動装置であって、前記筒状部材と、前記締結部材と、前記潤滑油を収容する収容空間を形成する前記出力部材、前記ピニオン、前記クラッチ部との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴としている。
【００２１】
このデファレンシャル装置では、締結部材がスライド操作されるときに、筒状部材の内壁と締結部材との間から潤滑油を排出する潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材のスライド方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、低温時や寒冷地のようにオイル粘度が高くなる状況でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に改善され、悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上すると共に、締結部材を駆動するアクチュエータの大型化と、アクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、それに伴うデファレンシャル装置の車載性低下と、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられるなど、請求項１の構成と同等の作用・効果を得ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下の各実施形態において、デファレンシャル装置は、図４の構成のデファレンシャル装置と類似した構成（差動ロック型のデファレンシャル装置）であり、各実施形態のクラッチ装置は、このデファレンシャル装置に用いられている。
【００２３】
［第１実施形態］
図１によって本発明の第１実施形態であるクラッチ装置１と、これを用いたデファレンシャル装置の説明をする。
【００２４】
［第１実施形態のデファレンシャル装置の構成］
上記のように、第１実施形態のデファレンシャル装置は、図４の差動装置と類似して構成されており、デフケース（筒状部材）３の回転は、ベベルギア式差動機構のピニオンシャフトとピニオンギアと一対の出力側サイドギア（出力部材）から各車軸を介して左右の車輪側に配分され、悪路などを走行中に、左右の車輪間に駆動抵抗差が生じるとエンジンの駆動力は各ピニオンギアの自転によって左右各側に差動配分される。
【００２５】
また、噛み合いクラッチ（クラッチ部）は、クラッチリング５と差動機構の一方の出力側サイドギアとの間に形成されており、アクチュエータの駆動力によってクラッチリング５がスライドし、噛み合いクラッチ（クラッチ部）が噛み合うと、差動機構の差動回転がロックされ、悪路などで車輪の空転が防止されて車両の走破性や脱出性や操縦性が向上し、アクチュエータの動作が停止すると、リターンスプリングの付勢力によってクラッチリング５が噛み合いクラッチの噛み合い解除位置に戻り、差動機構の差動ロックが解除され、差動回転がフリーになる。
【００２６】
デファレンシャル装置は、オイル溜りが形成されたデフキャリヤの内部に収容されており、このオイル（潤滑油）はデフケース３の内部に流入して差動機構や噛み合いクラッチなどを潤滑・冷却する。
【００２７】
［クラッチ装置１の構成］
クラッチ装置１は、潤滑油と、潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在するデフケース（筒状部材）３と、デフケース３の内部に配置されデフケース３の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続するクラッチリング（締結部材）５と、デフケース３とクラッチリング５と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えている。
【００２８】
また、本実施形態のクラッチ装置１は、デフケース３と、クラッチリング５と、オイルを収容する収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つにオイルを収容空間から排出するスリット溝（潤滑油排出手段）７が設けられている。
【００２９】
図１のように、クラッチリング５の外周はデフケース３の内周によって摺動自在に支承されており、クラッチリング５の内周はデフケース３のボス部によって摺動自在に支承されている。スリット溝７はデフケース３の内周に周方向等間隔で多数箇形成され、スリット溝９はクラッチリング５の外周に周方向等間隔で多数箇形成されており、スリット溝７，９は互いに対向している。また、スリット溝１１はデフケース３のボス部と対向するクラッチリング５の内周に周方向等間隔で多数箇形成されている。
【００３０】
上記のように、クラッチリング５は、アクチュエータによって噛み合いクラッチの噛み合い方向にスライドし、アクチュエータを停止させると、リターンスプリングによって噛み合いクラッチの噛み合い解除方向にスライドする。
【００３１】
また、クラッチリング５には複数個の脚部が軸方向に形成されており、これらの脚部はデフケース３に形成された開口に係合しながら外部に突き出し、アクチュエータ側に連結されている。クラッチリング５の一方のスライド方向（噛み合いクラッチの噛み合い解除方向）には、デフケース３の内壁とクラッチリング５との間に、上記の各開口を除いてほぼ密閉状態になった空間（潤滑油収容空間）が形成されており、クラッチリング５の他方のスライド方向（噛み合いクラッチの噛み合い方向）には、デフケース３の内壁とクラッチリング５とサイドギアとの間に空間（潤滑油収容空間）が形成されている。上記のスリット溝７，９，１１はいずれもこれらの空間と連通している。
【００３２】
クラッチリング５は、いずれの方向にスライド操作されても、スライド方向の空間で発生するオイルの正圧と、反スライド方向の空間で発生するオイルの負圧を受けるが、本発明のクラッチ装置１では、両側の空間と連通した上記のスリット溝７，９，１１を通り、正圧側から負圧側にオイルが移動するから（排出されるから）、両側の空間の内圧によって受けるオイルの抵抗が大幅に緩和され、低温時や寒冷地のようにオイル粘度が高くなる状況でも、噛み合いクラッチを断続するレスポンスが大幅に向上する。
【００３３】
［クラッチ装置１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００３４】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを逃がすスリット溝７，９，１１を設けたことにより、クラッチリング５のスライド方向両側に空間が形成されても、また、オイルの粘度が大きくなる低温時や寒冷地も噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に改善されるから、悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上する。
【００３５】
従って、噛み合いクラッチの操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、電動モータの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００３６】
また、デフケース３の内周に形成されたスリット溝７とクラッチリング５の外周に形成されたスリット溝９によりデフケース３の内壁とクラッチリング５間の摺動部がオイルによって潤滑され、また、クラッチリング５の内周にデフケース３のボス部と対向して形成されたスリット溝１１によりクラッチリング５の内周とボス部間の摺動部がオイルによって潤滑されるから、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。なお、スリット溝７，９は互いに対向しない位置に形成してもよい。
【００３７】
［第２実施形態］
図２によって本発明の第２実施形態であるクラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置の説明をする。第２実施形態のデファレンシャル装置は、クラッチ装置１とクラッチ装置１０１との差を除いて、第１実施形態のデファレンシャル装置と同等に構成されている。以下、第１実施形態と同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【００３８】
［クラッチ装置１０１の構成］
本発明では、第１実施形態のスリット溝７，９と異なって、ケース内壁と締結部材の間の潤滑油排出手段はケース内壁と締結部材のいずれか一方にだけ設けてもよい。第２実施形態はこのような例である。
【００３９】
クラッチ装置１０１では、クラッチリング５のスライド時に、スライド方向前後の空間の間でオイルを排出する（移動させる）潤滑油排出手段として、デフケース３内壁のスリット溝７と、デフケース３のボス部とクラッチリング５内周のスリット溝１１とが設けられている。
【００４０】
［クラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置１０１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００４１】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを排出するスリット溝７，１１を設けたことにより、低温時や寒冷地でも噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に向上するから、噛み合いクラッチの操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、それに伴うアクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、電動モータの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００４２】
また、スリット溝７により、デフケース３内壁とクラッチリング５外周との摺動部がオイルによって潤滑され、スリット溝１１により、デフケース３のボス部とクラッチリング５内周との摺動部がオイルによって潤滑されることにより、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置１０１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。
【００４３】
［第３実施形態］
図３によって本発明の第３実施形態であるクラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置の説明をする。第３実施形態のデファレンシャル装置は、クラッチ装置１とクラッチ装置２０１との差を除いて、第１実施形態のデファレンシャル装置と同等に構成されている。以下、第１実施形態と同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。
【００４４】
［クラッチ装置２０１の構成］
第３実施形態は、第２実施形態と同様に、ケース内壁と締結部材の間の潤滑油排出手段をケース内壁と締結部材のいずれか一方にだけ設けた例である。
【００４５】
クラッチ装置２０１では、潤滑油排出手段として、クラッチリング５の外周と内周にそれぞれスリット溝９，１１が設けられている。
【００４６】
［クラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置の効果］
クラッチ装置２０１とこれを用いたデファレンシャル装置は、上記のように構成されたことによって次のような効果が得られる。
【００４７】
クラッチリング５がスライドするときに抵抗を与えるオイルを逃がすスリット溝９，１１を設けたことにより、低温時や寒冷地でも噛み合いクラッチを操作するレスポンスが大幅に向上し、アクチュエータを大型にする必要がなくなり、アクチュエータ駆動用のエアポンプと、エアポンプ駆動用の電動モータなどの大型化が防止され、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、デファレンシャル装置の車載性低下が防止される。
【００４８】
また、スリット溝９，１１により、デフケース３内壁とクラッチリング５との摺動部及びクラッチリング５とボス部との摺動部がオイルによって潤滑され、クラッチリング５の移動が円滑で速くなり、噛み合いクラッチの操作レスポンスがさらに向上する上に、クラッチリング５のデフケース３に対する倒れやカジリが防止され、クラッチ装置２０１の断続動作と、デファレンシャル装置の動作（差動ロックとロック解除）が正常に保たれる。
【００４９】
［本発明の範囲に含まれる他の態様］
本発明において、締結部材をスライドさせるアクチュエータは、空気圧や油圧を用いた流体圧式のアクチュエータ、電磁アクチュエータ、あるいは、電動モータや手動で操作される機械式のアクチュエータなど、どのような形式でもよい。
【００５０】
また、潤滑油排出手段は、スリット溝だけでなく、締結部材に設けた貫通孔、あるいは、オイル流路でもよい。
【００５１】
また、潤滑油排出手段（スリット溝）は、ケース内壁や締結部材にではなく、ケース内壁と締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材に設けてもよい。
【００５２】
また、本発明のクラッチ装置は、デファレンシャル装置において、駆動力の入力側、または、駆動力の出力側に配置すれば、４輪駆動車に用いられ、駆動力の断続機能を備えたデファレンシャル装置を構成することができる。
【００５３】
また、本発明において、クラッチ部は、噛み合いクラッチだけでなく、多板クラッチや単板クラッチやコーンクラッチのような摩擦クラッチでもよい。
【００５４】
また、本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配分するデファレンシャル装置）、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）、センターデフ（エンジンの駆動力を前輪と後輪に配分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。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１のクラッチ装置は、締結部材が筒状部材の回転軸心方向に移動操作されるときに潤滑油を排出して抵抗を軽減させる潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材の移動方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、オイルの粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部を操作するレスポンスが大幅に向上するから、クラッチ部の操作レスポンスを改善するために、アクチュエータを大型にする必要がなく、それに伴うアクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、これらの駆動源であるバッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられると共に、クラッチ装置の車載性低下が防止される。
【００５６】
請求項２のクラッチ装置は、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【００５７】
請求項３のデファレンシャル装置は、締結部材がスライド操作されるときに潤滑油を収容空間内から排出して抵抗を軽減させる潤滑油排出手段を設けたことにより、締結部材の移動方向に密閉状態の空間があっても、あるいは、オイルの粘度が高くなる低温時や寒冷地でも、クラッチ部の操作レスポンスが大幅に向上して悪路などで車両の走破性や脱出性や操縦性が向上すると共に、アクチュエータの大型化と、アクチュエータ駆動用のポンプ、電磁石、電動モータなどの大型化が防止され、それに伴うデファレンシャル装置の車載性低下と、バッテリーの負担増加と、エンジン燃費の低下が避けられるなど、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の要部断面図である。
【図２】第２実施形態の要部断面図である。
【図３】第３実施形態の要部断面図である。
【図４】従来例の断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は一部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
１クラッチ装置
３デフケース（潤滑油が充填されたケース）
５クラッチリング（締結部材）
７，９，１１スリット溝（潤滑油排出手段）
１０１クラッチ装置
２０１クラッチ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a clutch device and a differential device using the clutch device.
[0002]
[Prior art]
Patent Document 1 discloses a differential device 301 as shown in FIG. This differential gear device 301 meshes with a differential case 303 that is rotationally driven by the driving force of the engine, a pinion shaft 305 connected to the differential case 303, a pinion gear 307 supported by the pinion shaft 305, and a pinion gear 307. , A bevel gear type differential mechanism 313 composed of output side gears 309 and 311 respectively connected to the axle, and a meshing clutch 317 formed between a clutch ring 315 and a side gear 311 movably connected to the differential case 303. And a turn spring 319 for urging the clutch ring 315 toward the disengagement side of the meshing clutch 317, and a pneumatic actuator for sliding the clutch ring 315 and meshing the meshing clutch 317 against the urging force of the return spring 319. And a mediator 321.
[0003]
The rotation of the differential case 303 is distributed from the pinion shaft 305, the pinion gear 307, and the side gears 309 and 311 to the left and right wheels via the respective axles. If a difference in driving resistance occurs between the left and right wheels while traveling on a rough road or the like. The driving force of the engine is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of each pinion gear 307.
[0004]
When the clutch ring 315 slides and meshes with the meshing clutch 317, the differential rotation of the differential mechanism 313 is locked, the wheels are prevented from spinning on rough roads, etc., and the running performance, escapeability and maneuverability of the vehicle are improved. When the operation of the actuator 321 stops, the clutch ring 315 returns to the disengaged position of the meshing clutch 317 by the urging force of the return spring 319, the differential lock function is released, and the differential rotation of the differential mechanism 313 becomes free. .
[0005]
The differential device 301 is housed inside a casing in which an oil reservoir is formed, and the oil flows into the differential case 303 to lubricate and cool the differential mechanism 313, the meshing clutch 317, and the like.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-10-96461
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a device such as the differential device 301 that slides the clutch ring 315 to switch the clutch on and off, the clutch ring 315 receives the resistance of oil when sliding, so that the meshing clutch 317 (differential lock) is used. The response to intermittent operation of the mechanism) is slowed down, and there is a possibility that the effect of improving the ability to travel on rough roads and the ability to escape may be reduced.
[0008]
Further, a space 323 (see FIG. 4B) which is close to the hermetic seal is formed between the clutch ring 315 and the differential case 303. When the clutch ring 315 slides in a direction to compress the space 323, the space 323 is formed. When a positive pressure is generated and the clutch ring 315 slides in a direction to expand the space 323, a negative pressure is generated in the space 323. The internal pressure generated in the space 323 as described above gives resistance to the sliding movement of the clutch ring 315, and slows down the operation response of the dog clutch 317.
[0009]
Further, at a low temperature when the viscosity of the oil becomes high, the operation response of the dog clutch 317 is further delayed.
[0010]
However, in order to improve the operation response of the clutch against the resistance of the oil, it is necessary to increase the size of the pneumatic actuator 321. Accordingly, the air pump for driving the actuator 321 and the drive motor thereof are also increased in size. As a result, the on-board performance of the differential device 301 is reduced, the load on the battery for driving the motor is increased, and the fuel efficiency of the engine is reduced.
[0011]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a clutch device in which a decrease in operation response due to oil resistance is improved, and a differential device using the clutch device.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The clutch device according to claim 1, wherein: a lubricating oil; a tubular member that rotates in a space where the lubricating oil is present and has a lubricating oil therein; and a rotation of the tubular member disposed inside the tubular member. A clutch device comprising: a fastening member that is moved in an axial direction to connect and disconnect a clutch portion; and a member that forms a lubricating oil storage space together with the tubular member and the fastening member, wherein the tubular member; A lubricating oil discharging means for discharging the lubricating oil from the housing space is provided in at least one of the fastening member and the member forming the housing space.
[0013]
In this clutch device, when the fastening member is moved in the rotation axis direction of the tubular member, the lubricating oil is discharged from the housing space by the lubricating oil discharging means. As a result, the lubricating oil is quickly discharged from the storage space, so that the movement of the fastening member is not hindered, and the response of operating the clutch unit is greatly improved. In addition, the response of operating the clutch part is greatly improved even in a low temperature or a cold region where the viscosity of the lubricating oil is high.
[0014]
Therefore, in order to improve the operation response of the clutch unit, it is not necessary to increase the size of the actuator that drives the fastening member, and the accompanying increase in the size of the actuator driving pump, electromagnet, electric motor, and the like is prevented. It is possible to avoid an increase in the load on the battery, which is the power source, and a decrease in engine fuel efficiency, and also prevent a decrease in the on-board performance of the clutch device.
[0015]
In the present invention, as described above, the actuator for moving the fastening member in the direction of the rotation axis of the tubular member is operated by a hydraulic actuator using pneumatic or hydraulic pressure, an electromagnetic actuator, or an electric motor or manually. Any form, such as a mechanical actuator, may be used.
[0016]
Further, the lubricating oil discharging means is, for example, a slit groove formed in the tubular member and the fastening member, and the slit groove forms a housing space with the inner wall of the case, the fastening member, the tubular member, the fastening member, and the like. It may be formed on at least one of the members.
[0017]
Further, in the present invention, the fastening by the fastening member is not limited to the operation of engaging the friction clutch. Therefore, the clutch unit includes a dog clutch in addition to the friction clutch.
[0018]
The invention according to claim 2 is the clutch device according to claim 1, wherein the lubricating oil discharging means is a lubricating oil discharging passage.
[0019]
In this clutch device, the lubricating oil discharge passage is provided in at least one of the cylindrical member, the fastening member, and the member forming the housing space, so that the lubricating oil housing space is removed from the lubricating oil housing space when the fastening member is operated. Since the lubricating oil escapes through the oil discharge passage, the operation response of the clutch unit is greatly improved.
[0020]
The differential device according to claim 3, wherein the cylindrical member rotates with the driving force of the engine and has lubricating oil therein, an output member provided in the cylindrical member and transmitting the driving force to a pair of axles, A pinion that meshes with the output member, a clutch portion for limiting the differential disposed between the cylindrical member and any one of the pair of output members, and a clutch portion that is moved in the direction of the rotational axis to move the clutch portion; A differential device comprising an intermittent fastening member, wherein at least one of the cylindrical member, the fastening member, and the output member, the pinion, and the clutch unit forming a housing space for housing the lubricating oil. And a lubricating oil discharging means for discharging the lubricating oil from the storage space is provided in any one of the above.
[0021]
In this differential device, when the fastening member is slid, the lubricating oil discharging means for discharging the lubricating oil from between the inner wall of the tubular member and the fastening member is provided. Even when there is space, or in situations where the oil viscosity is high such as in low temperatures or in cold climates, the response to operate the clutch unit has been greatly improved, making it possible for vehicles to travel, escape, and maneuver on rough roads. In addition, the size of the actuator that drives the fastening member and the pumps, electromagnets, and electric motors for driving the actuator are prevented from increasing in size, resulting in a decrease in the in-vehicle performance of the differential device and an increase in the load on the battery. Thus, the same operation and effect as those of the first aspect can be obtained, for example, a decrease in engine fuel efficiency can be avoided.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In each of the following embodiments, the differential device has a configuration (differential lock type differential device) similar to the differential device having the configuration shown in FIG. 4, and the clutch device of each embodiment is used in the differential device. .
[0023]
[First Embodiment]
A clutch device 1 according to a first embodiment of the present invention and a differential device using the same will be described with reference to FIG.
[0024]
[Configuration of Differential Device of First Embodiment]
As described above, the differential device of the first embodiment is configured similarly to the differential device of FIG. 4, and the rotation of the differential case (cylindrical member) 3 is performed by rotating the pinion shaft and the pinion of the bevel gear type differential mechanism. The gears and a pair of output side gears (output members) are distributed to the left and right wheels via each axle. When a driving resistance difference is generated between the left and right wheels while traveling on a rough road, the driving force of the engine is increased. It is differentially distributed to the left and right sides by the rotation of the pinion gear.
[0025]
The meshing clutch (clutch portion) is formed between the clutch ring 5 and one output side gear of the differential mechanism, and the clutch ring 5 slides by the driving force of the actuator, and the meshing clutch (clutch portion) is formed. When the gears are engaged, the differential rotation of the differential mechanism is locked, the wheels are prevented from spinning on rough roads, etc., improving the running performance, escapeability and maneuverability of the vehicle. The clutch ring 5 returns to the disengagement position of the meshing clutch by the urging force, the differential lock of the differential mechanism is released, and the differential rotation becomes free.
[0026]
The differential device is housed inside a differential carrier in which an oil reservoir is formed, and this oil (lubricating oil) flows into the differential case 3 to lubricate and cool a differential mechanism, a meshing clutch, and the like.
[0027]
[Configuration of Clutch Device 1]
The clutch device 1 includes a lubricating oil, a differential case (cylindrical member) 3 that rotates in a space where the lubricating oil is present and has lubricating oil therein, and is disposed inside the differential case 3 in a rotational axis direction of the differential case 3. It includes a clutch ring (fastening member) 5 that is moved to connect and disconnect the clutch portion, and a member that forms a lubricating oil storage space together with the differential case 3 and the clutch ring 5.
[0028]
Further, the clutch device 1 of the present embodiment has a slit groove (lubrication) for discharging oil from the storage space to at least one of the differential case 3, the clutch ring 5, and a member forming the storage space for storing the oil. Oil discharge means) 7 is provided.
[0029]
As shown in FIG. 1, the outer circumference of the clutch ring 5 is slidably supported by the inner circumference of the differential case 3, and the inner circumference of the clutch ring 5 is slidably supported by the boss of the differential case 3. A large number of slit grooves 7 are formed on the inner periphery of the differential case 3 at equal circumferential intervals, a large number of slit grooves 9 are formed on the outer periphery of the clutch ring 5 at equal circumferential intervals, and the slit grooves 7 and 9 face each other. are doing. Also, a large number of slit grooves 11 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner periphery of the clutch ring 5 facing the boss portion of the differential case 3.
[0030]
As described above, the clutch ring 5 slides in the meshing direction of the meshing clutch by the actuator, and slides in the meshing release direction of the meshing clutch by the return spring when the actuator is stopped.
[0031]
A plurality of legs are formed in the clutch ring 5 in the axial direction. These legs protrude to the outside while engaging with openings formed in the differential case 3, and are connected to the actuator side. In one sliding direction of the clutch ring 5 (direction of disengagement of the meshing clutch), a space (lubricating oil storage space) between the inner wall of the differential case 3 and the clutch ring 5 except for the above-described openings is provided. A space (lubricating oil storage space) is formed between the inner wall of the differential case 3 and the clutch ring 5 and the side gear in the other sliding direction of the clutch ring 5 (the meshing direction of the meshing clutch). ing. Each of the slit grooves 7, 9, 11 communicates with these spaces.
[0032]
The clutch ring 5 receives the positive pressure of the oil generated in the space in the sliding direction and the negative pressure of the oil generated in the space in the anti-sliding direction, regardless of the sliding operation in any direction. Then, the oil moves from the positive pressure side to the negative pressure side (discharges) through the above-mentioned slit grooves 7, 9, 11 communicating with the spaces on both sides, so that the resistance of the oil received by the internal pressure of the spaces on both sides is large. The response to intermittent engagement of the meshing clutch is greatly improved even in low-temperature conditions or when the oil viscosity increases, such as in cold climates.
[0033]
[Effects of the clutch device 1 and a differential device using the same]
The clutch device 1 and the differential device using the same have the following effects by being configured as described above.
[0034]
By providing the slit grooves 7, 9, 11 for releasing oil that gives resistance when the clutch ring 5 slides, the viscosity of the oil increases even if spaces are formed on both sides of the clutch ring 5 in the sliding direction. The response of operating the meshing clutch at low temperatures and in cold regions is greatly improved, so that the vehicle's running ability, escapeability and maneuverability on rough roads are improved.
[0035]
Therefore, in order to improve the operation response of the dog clutch, it is not necessary to increase the size of the actuator, and the accompanying increase in the size of the actuator driving air pump and the electric motor for driving the air pump is prevented, and the driving source of the electric motor is reduced. As a result, it is possible to avoid an increase in the load on the battery and a decrease in the fuel efficiency of the engine, as well as a decrease in the in-vehicle performance of the differential device.
[0036]
Further, a sliding portion between the inner wall of the differential case 3 and the clutch ring 5 is lubricated with oil by a slit groove 7 formed on the inner periphery of the differential case 3 and a slit groove 9 formed on the outer periphery of the clutch ring 5, and the clutch Since the sliding portion between the inner circumference of the clutch ring 5 and the boss is lubricated by oil by the slit groove 11 formed on the inner circumference of the ring 5 so as to face the boss of the differential case 3, the movement of the clutch ring 5 is prevented. Smooth and fast, the operation response of the meshing clutch is further improved, and the clutch ring 5 is prevented from falling or galling with respect to the differential case 3, and the intermittent operation of the clutch device 1 and the operation of the differential device (differential locking and unlocking) ) Is kept normal. Note that the slit grooves 7, 9 may be formed at positions not opposed to each other.
[0037]
[Second embodiment]
A clutch device 101 according to a second embodiment of the present invention and a differential device using the same will be described with reference to FIG. The differential device according to the second embodiment has the same configuration as the differential device according to the first embodiment except for the difference between the clutch device 1 and the clutch device 101. Hereinafter, differences will be described while giving the same reference numerals to members having the same functions as those of the first embodiment.
[0038]
[Configuration of Clutch Device 101]
In the present invention, unlike the slit grooves 7 and 9 of the first embodiment, the lubricating oil discharging means between the case inner wall and the fastening member may be provided only on one of the case inner wall and the fastening member. The second embodiment is such an example.
[0039]
In the clutch device 101, when the clutch ring 5 slides, the slit groove 7 on the inner wall of the differential case 3, the boss portion of the differential case 3 and the clutch serve as lubricating oil discharging means for discharging (moving) oil between spaces in the front and rear directions in the sliding direction. A slit groove 11 on the inner periphery of the ring 5 is provided.
[0040]
[Effects of Clutch Device 101 and Differential Device Using It]
The clutch device 101 and the differential device using the same have the following effects by being configured as described above.
[0041]
By providing the slit grooves 7 and 11 for discharging the oil that gives resistance when the clutch ring 5 slides, the response of operating the meshing clutch in a low temperature or a cold region is greatly improved. It is no longer necessary to increase the size of the actuator in order to improve the size of the air pump for driving the actuator and the electric motor for driving the air pump. In addition, a reduction in engine fuel efficiency can be avoided, and a reduction in the on-board performance of the differential device can be prevented.
[0042]
The sliding portion between the inner wall of the differential case 3 and the outer periphery of the clutch ring 5 is lubricated with oil by the slit groove 7, and the sliding portion between the boss portion of the differential case 3 and the inner periphery of the clutch ring 5 is oiled by the slit groove 11. By being lubricated, the movement of the clutch ring 5 becomes smooth and fast, the operation response of the dog clutch is further improved, and the clutch ring 5 is prevented from falling down and galling with respect to the differential case 3, and the intermittent operation of the clutch device 101 is prevented. The operation of the differential device (differential locking and unlocking) is normally maintained.
[0043]
[Third embodiment]
A clutch device 201 according to a third embodiment of the present invention and a differential device using the same will be described with reference to FIG. The differential device according to the third embodiment has the same configuration as the differential device according to the first embodiment except for the difference between the clutch device 1 and the clutch device 201. Hereinafter, differences will be described while giving the same reference numerals to members having the same functions as those of the first embodiment.
[0044]
[Configuration of Clutch Device 201]
The third embodiment is an example in which the lubricating oil discharging means between the inner wall of the case and the fastening member is provided on only one of the inner wall of the case and the fastening member, as in the second embodiment.
[0045]
In the clutch device 201, slit grooves 9 and 11 are provided on the outer circumference and the inner circumference of the clutch ring 5 as lubricating oil discharging means, respectively.
[0046]
[Effects of the clutch device 201 and a differential device using the same]
The clutch device 201 and the differential device using the same have the following effects by being configured as described above.
[0047]
By providing the slit grooves 9 and 11 for releasing oil that gives resistance when the clutch ring 5 slides, the response of operating the meshing clutch at a low temperature or in a cold region is greatly improved, and it is necessary to increase the size of the actuator. Therefore, the size of the air pump for driving the actuator, the electric motor for driving the air pump, and the like can be prevented, and an increase in the load on the battery and a decrease in engine fuel efficiency can be avoided, and a reduction in the on-board performance of the differential device can be prevented.
[0048]
Further, the sliding portions between the inner wall of the differential case 3 and the clutch ring 5 and the sliding portions between the clutch ring 5 and the boss portion are lubricated with oil by the slit grooves 9 and 11, and the movement of the clutch ring 5 is smooth and fast. The operation response of the dog clutch is further improved, and the clutch ring 5 is prevented from falling down or galling with respect to the differential case 3, and the intermittent operation of the clutch device 201 and the operation of the differential device (differential lock and unlock) are normally maintained. Dripping.
[0049]
[Other embodiments included in the scope of the present invention]
In the present invention, the actuator that slides the fastening member may be of any type, such as a pneumatic or hydraulic hydraulic actuator, an electromagnetic actuator, or an electric motor or a manually operated mechanical actuator.
[0050]
Further, the lubricating oil discharging means may be not only the slit groove but also a through hole provided in the fastening member or an oil flow path.
[0051]
Further, the lubricating oil discharging means (slit groove) may be provided not on the case inner wall and the fastening member but on a member that forms the lubricating oil storage space together with the case inner wall and the fastening member.
[0052]
Further, the clutch device according to the present invention is a differential device that is used in a four-wheel drive vehicle and is provided with an intermittent function of the driving force, if the differential device is disposed on the input side of the driving force or on the output side of the driving force. Can be configured.
[0053]
Further, in the present invention, the clutch unit may be a friction clutch such as a multi-plate clutch, a single-plate clutch or a cone clutch as well as the dog clutch.
[0054]
Further, the differential device of the present invention includes a front differential (a differential device for distributing the driving force of the engine to the left and right front wheels), a rear differential (a differential device for distributing the driving force of the engine to the right and left rear wheels), and a center differential (the differential device for the engine). (A differential device for distributing the driving force to the front wheels and the rear wheels).
[0055]
【The invention's effect】
The clutch device according to the first aspect of the present invention is provided with lubricating oil discharging means for discharging lubricating oil and reducing resistance when the fastening member is moved in the direction of the rotation axis of the cylindrical member. Even if there is a closed space in the direction, or even at low temperatures or cold regions where the viscosity of the oil is high, the response to operate the clutch part is greatly improved, so to improve the operation response of the clutch part, It is not necessary to increase the size of the actuator, which prevents pumps, electromagnets, and electric motors for driving the actuator from being increased in size, thereby avoiding an increase in the burden on the battery that is the drive source for these and a reduction in engine fuel efficiency. A reduction in the on-board performance of the clutch device is prevented.
[0056]
According to the clutch device of the second aspect, the same effect as that of the configuration of the first aspect can be obtained.
[0057]
In the differential device according to the third aspect, the lubricating oil discharging means for discharging the lubricating oil from the housing space to reduce the resistance when the fastening member is slid is provided, so that the lubricating oil is sealed in the moving direction of the fastening member. Even if there is space, or even at low temperatures or cold regions where the viscosity of the oil is high, the operation response of the clutch part is greatly improved, and the running performance, escapeability and maneuverability of the vehicle on rough roads are improved. In addition, the size of the actuator and the size of the pump, electromagnet, and electric motor for driving the actuator are prevented from being increased. The same effect as that of the first aspect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a first embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of a main part of a second embodiment.
FIG. 3 is a sectional view of a main part of a third embodiment.
4A and 4B are cross-sectional views of a conventional example, in which FIG. 4A is an overall view, and FIG. 4B is a partially enlarged cross-sectional view.
[Explanation of symbols]
1 clutch device 3 differential case (case filled with lubricating oil)
5 Clutch ring (fastening member)
7, 9, 11 slit grooves (lubricating oil discharging means)
101 clutch device 201 clutch device

Claims

潤滑油と、前記潤滑油の存在する空間で回転すると共に内部に潤滑油が存在する筒状部材と、前記筒状部材の内部に配置され前記筒状部材の回転軸心方向へ移動されてクラッチ部を断続する締結部材と、前記筒状部材と前記締結部材と共に潤滑油収容空間を形成する部材とを備えたクラッチ装置であって、
前記筒状部材と、前記締結部材と、前記収容空間を形成する部材との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴とするクラッチ装置。A lubricating oil, a cylindrical member that rotates in a space where the lubricating oil is present and has lubricating oil therein, and a clutch that is disposed inside the cylindrical member and is moved in the direction of the rotation axis of the cylindrical member to be engaged. A clutch device comprising: a fastening member that intermittents a portion; and a member that forms a lubricating oil storage space together with the tubular member and the fastening member,
A clutch provided with lubricating oil discharging means for discharging the lubricating oil from the housing space in at least one of the tubular member, the fastening member, and a member forming the housing space; apparatus.

請求項１に記載のクラッチ装置であって、
前記潤滑油排出手段が、潤滑油排出通路であることを特徴とするクラッチ装置。The clutch device according to claim 1, wherein
The lubricating oil discharging means is a lubricating oil discharging passage.

エンジンの駆動力で回転すると共に内部に潤滑油の存在する筒状部材と、
前記筒状部材内に設けられて一対の車軸に駆動力を伝達する出力部材と、
前記出力部材と噛み合うピニオンと、
前記筒状部材と前記一対の出力部材のいずれか２者の間に配置された差動制限用のクラッチ部と、
回転軸心方向へ移動されて前記クラッチ部を断続する締結部材とを備えた差動装置であって、
前記筒状部材と、前記締結部材と、前記潤滑油を収容する収容空間を形成する前記出力部材、前記ピニオン、前記クラッチ部との少なくとも、いずれか一つに前記潤滑油を前記収容空間から排出する潤滑油排出手段を設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。A cylindrical member that rotates with the driving force of the engine and has lubricating oil therein;
An output member provided in the tubular member and transmitting a driving force to a pair of axles;
A pinion that meshes with the output member;
A clutch portion for limiting differential disposed between any one of the cylindrical member and the pair of output members,
A fastening member that is moved in the direction of the rotation axis to intermittently connect and disconnect the clutch portion,
The lubricating oil is discharged from the accommodating space to at least one of the output member, the pinion, and the clutch unit forming the accommodating space for accommodating the tubular member, the fastening member, and the lubricating oil. A differential device provided with a lubricating oil discharging means.