JP2005076865A - Differential device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a torque transmission capacity sufficient for a disconnecting means while avoiding the increase in size, weight and cost in a differential device provided with the interrupting means for drive force on an output member of a differential mechanism. <P>SOLUTION: The differential device comprises a differential mechanism 5 in which one output side gear 33 is composed of two division members 39, 41, and a claw clutch 7 which interrupts the drive force between the division members 39, 41. This claw clutch 7 is provided on a clutch ring 55 of the claw clutch 7 and an opposite part in the axial direction of the division member 39. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、駆動力の断続機能を備えたデファレンシャル装置に関する。   The present invention relates to a differential apparatus having a driving force intermittent function.

特許文献１に図４のようなデファレンシャル装置５０１が記載されている。   Patent Document 1 describes a differential device 501 as shown in FIG.

このデファレンシャル装置５０１は、４輪駆動車において２輪駆動走行時に切り離される車輪側の動力伝達系に用いられており、デフケース５０３、ベベルギヤ式の差動機構５０５、噛み合いクラッチ５０７、リターンスプリング５０９、アクチュエータ５１１、押圧部材５１３などから構成されている。   This differential device 501 is used in a wheel-side power transmission system that is disconnected when a four-wheel drive vehicle is driven by two-wheel drive. A differential case 503, a bevel gear type differential mechanism 505, a meshing clutch 507, a return spring 509, an actuator 511, a pressing member 513, and the like.

差動機構５０５は、デフケース５０３に連結された複数本のピニオンシャフト５１５と、ピニオンシャフト５１５上に支承されたピニオンギア５１７と、これらのピニオンギア５１７と噛み合った出力側サイドギア５１９，５２１から構成されている。また、左のサイドギア５１９は、ピニオンギア５１７と噛み合ったギア部材５２３と、ボス部材５２５とに分割されており、噛み合いクラッチ５０７はこれらのギア部材５２３とボス部材５２５とを断続するように配置されている。ギア部材５２３は噛み合いクラッチ５０７とボス部材５２５と車軸を介して左の車輪側に連結され、右のサイドギア５２１は車軸を介して右の車輪側に連結されている。   The differential mechanism 505 includes a plurality of pinion shafts 515 connected to the differential case 503, a pinion gear 517 supported on the pinion shaft 515, and output side gears 519 and 521 meshed with these pinion gears 517. ing. The left side gear 519 is divided into a gear member 523 meshed with the pinion gear 517 and a boss member 525, and the meshing clutch 507 is arranged so as to intermittently connect the gear member 523 and the boss member 525. ing. The gear member 523 is connected to the left wheel side via the meshing clutch 507, the boss member 525, and the axle, and the right side gear 521 is connected to the right wheel side via the axle.

ボス部材５２５のフランジ部５２７外周に形成されたギア部５２９にはクラッチリング５３１が移動自在に連結されており、噛み合いクラッチ５０７は、ギア部材５２３の外周に形成されたギア部５３３とクラッチリング５３１との間に設けられている。   A clutch ring 531 is movably connected to a gear portion 529 formed on the outer periphery of the flange portion 527 of the boss member 525, and the meshing clutch 507 is connected to the gear portion 533 formed on the outer periphery of the gear member 523 and the clutch ring 531. Between.

リターンスプリング５０９は噛み合いクラッチ５０７の連結方向（図４の右方）にクラッチリング５３１を押圧し、アクチュエータ５１１は、リターンスプリング５０９を撓めながら、押圧部材５１３を介してクラッチリング５３１を左方に押圧し、噛み合いクラッチ５０７の連結を解除する。   The return spring 509 presses the clutch ring 531 in the connecting direction of the meshing clutch 507 (right side in FIG. 4), and the actuator 511 causes the clutch ring 531 to move leftward via the pressing member 513 while bending the return spring 509. Press to release the engagement of the meshing clutch 507.

エンジンの駆動力はデフケース５０３を回転させ、デフケース５０３の回転はピニオンシャフト５１５からピニオンギア５１７を介してギア部材５２３とサイドギア５２１とに配分される。   The driving force of the engine rotates the differential case 503, and the rotation of the differential case 503 is distributed from the pinion shaft 515 to the gear member 523 and the side gear 521 via the pinion gear 517.

このとき、噛み合いクラッチ５０７が連結されていると、駆動力はギア部材５２３と噛み合いクラッチ５０７とボス部材５２５とを介して左の車輪側に伝達されると共に、右のサイドギア５２１から右の車輪側に伝達され、車両は４輪駆動状態になる。   At this time, if the meshing clutch 507 is connected, the driving force is transmitted to the left wheel side via the gear member 523, the meshing clutch 507 and the boss member 525, and from the right side gear 521 to the right wheel side. Is transmitted to the four-wheel drive state.

また、噛み合いクラッチ５０７の連結が解除されていると、ギア部材５２３の空転に伴って差動機構５０５も差動しながら空転し、車輪側への駆動力伝達が遮断されて車両は２輪駆動状態になる。
特開２００３−４２２６３号公報の図１ Further, when the engagement clutch 507 is released, the differential mechanism 505 is idled while the gear member 523 is idling, so that the driving force transmission to the wheel side is cut off and the vehicle is driven by two wheels. It becomes a state.
FIG. 1 of JP2003-42263A

上記のように駆動力の断続機能（断続手段）を有し４輪駆動車に用いられるデファレンシャル装置には、デフケースをアウターデフケースとその内部に収容されるインナーデフケースとで構成し、断続手段をこれらのアウターデフケースとインナーデフケースとの間に設けたものがある。このようにデフケースを２重構造にしたデファレンシャル装置は、それだけ大型（大径）で重量が嵩み、車載性が低下する恐れがある。また、インナーデフケースの厚みだけ差動機構が小径になり、ピニオンギアもそれだけ小径になってトルク伝達容量が低下するから、ピニオンギアの個数をさらに増やす必要があり、コストの上昇に繋がる。   In the differential device that has a driving force intermittent function (intermittent means) as described above and is used for a four-wheel drive vehicle, the differential case is composed of an outer differential case and an inner differential case accommodated therein, and the intermittent means is defined by these differential cases. Are provided between the outer differential case and the inner differential case. Thus, the differential device having a differential case with a double structure has a large size (large diameter) and a large weight, and there is a risk that the in-vehicle performance may be lowered. Further, since the differential mechanism has a smaller diameter corresponding to the thickness of the inner differential case, and the pinion gear also has a smaller diameter and the torque transmission capacity decreases, it is necessary to further increase the number of pinion gears, leading to an increase in cost.

そこで、上記のデファレンシャル装置５０１は、２分割したサイドギア５１９間で駆動力を断続するように構成したことにより、インナーデフケースを用いることに伴う上記の問題を解決している。   Therefore, the above-described differential device 501 solves the above-described problems associated with the use of the inner differential case by configuring the driving force to be intermittent between the two side gears 519.

ところが、デファレンシャル装置５０１の場合、噛み合いクラッチ５０７を構成するギア部５３３がギア部材５２３の外周に設けられ、また、クラッチリング５３１がボス部材５２５（フランジ部５２７）の外周に形成されたギア部５２９に連結されているから、これらのギア部５３３，５２９に充分なトルク容量（強度）を与えるにはそれぞれの歯幅（軸方向寸法）を広げなければならず、デファレンシャル装置５０１がそれだけ軸方向に大型化し、車載性が低下する恐れがある。   However, in the case of the differential device 501, the gear portion 533 constituting the meshing clutch 507 is provided on the outer periphery of the gear member 523, and the clutch ring 531 is formed on the outer periphery of the boss member 525 (flange portion 527). Therefore, in order to give a sufficient torque capacity (strength) to these gear portions 533 and 529, the respective tooth widths (axial dimensions) must be increased, and the differential device 501 can be axially increased accordingly. There is a risk that the size will increase and the in-vehicle performance will decrease.

また、噛み合いクラッチ５０７に伝達トルクや差動トルクが掛かった状態では、ギア部５３３とクラッチリング５３１間の摩擦抵抗を受けてクラッチリング５３１が抜けにくくなり、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り替えレスポンスが低下する恐れがある。   Further, when transmission torque or differential torque is applied to the meshing clutch 507, the clutch ring 531 is difficult to come off due to frictional resistance between the gear portion 533 and the clutch ring 531, and the four-wheel drive state is changed to the two-wheel drive state. There is a risk that the switching response will be reduced.

これを改善するには、アクチュエータ５１１を大型にし、リターンスプリング５０９を強化する必要があり、デファレンシャル装置５０１がそれだけ大型で重くなり、コストが上昇する。   In order to improve this, it is necessary to increase the size of the actuator 511 and strengthen the return spring 509, and the differential device 501 becomes larger and heavier, and the cost increases.

そこで、この発明は、差動機構の出力部材上に駆動力の断続手段を設けたデファレンシャル装置において、大型化と重量化とコストの上昇を避けながら、断続手段に充分なトルク伝達容量を与えることを目的としている。   Accordingly, the present invention provides a sufficient torque transmission capacity to the intermittent means while avoiding an increase in size, weight, and cost in a differential device in which an intermittent means for driving force is provided on the output member of the differential mechanism. It is an object.

請求項１の発明は、原動機からの駆動力を受けて回転するデフケースと、前記デフケースの回転を一対の出力部材からそれぞれの車輪側に配分する差動機構と、駆動力の断続手段とを有し、前記出力部材の一方が２箇の分割部材で構成されると共に、前記断続手段が、これらの分割部材を断続するように構成されたデファレンシャル装置であって、前記断続手段を、前記分割部材の軸方向対向部に設けたことを特徴とする。   The invention of claim 1 includes a differential case that rotates in response to a driving force from a prime mover, a differential mechanism that distributes the rotation of the differential case from a pair of output members to each wheel side, and a driving force intermittent means. One of the output members is constituted by two divided members, and the intermittent means is a differential device configured to intermittently connect these divided members, and the intermittent means is defined as the divided member. It is characterized in that it is provided in the axially opposite portion.

請求項２の発明は、請求項１に記載されたデファレンシャル装置であって、前記差動機構が、前記デフケースに連結されたピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギアと、前記ピニオンギアとそれぞれ噛み合った前記一対の出力部材であるサイドギアとからなるベベルギア式の差動機構であり、前記サイドギアの一方が、前記ピニオンギアと噛み合ったギア部材と、前記車輪側に連結されたボス部材とに分割され、前記断続手段が、前記ボス部材と軸方向移動可能に連結されたクラッチ部材と、前記ギア部材との軸方向対向部に設けられた噛み合いクラッチであることを特徴とする。   The invention of claim 2 is the differential apparatus according to claim 1, wherein the differential mechanism includes a pinion shaft connected to the differential case, a pinion gear supported on the pinion shaft, and the pinion A bevel gear type differential mechanism comprising a pair of side gears that are the pair of output members respectively meshed with a gear, one of the side gears is a gear member meshed with the pinion gear, and a boss member connected to the wheel side And the intermittent means is a meshing clutch provided at an axially opposed portion of the gear member and a clutch member connected to the boss member so as to be axially movable.

請求項１のデファレンシャル装置は、駆動力の断続手段を分割部材の軸方向対向部に設けたから、断続手段を分割部材の外周に設けた従来例と異なって、分割部材の軸方向対向部の広い面を利用して断続手段の寸法（例えば、断続手段が噛み合いクラッチであれば、ギア部の歯幅）を大きくし、充分なトルク伝達容量（強度）を与えることができる。   In the differential device according to the first aspect, since the intermittent means for driving force is provided in the axially facing portion of the dividing member, unlike the conventional example in which the intermittent means is provided on the outer periphery of the dividing member, the axially facing portion of the dividing member is wide. By using the surface, it is possible to increase the size of the intermittent means (for example, if the intermittent means is a meshing clutch, the gear width of the gear portion) and provide sufficient torque transmission capacity (strength).

従って、トルク伝達容量を改善するためにギア部の歯幅を軸方向に広げる必要がなくなり、これに伴うデファレンシャル装置の大型化と車載性の低下が防止される。   Therefore, it is not necessary to increase the tooth width of the gear portion in the axial direction in order to improve the torque transmission capacity, and the accompanying increase in the size of the differential device and the reduction in in-vehicle performance are prevented.

また、断続手段を分割部材の軸方向対向部に設ける本発明の構成では、ギア部を軸方向に移動させて断続手段を操作することができる。従って、例えば噛み合い解除を促進するカム角をギア部に与えれば、差動トルクや伝達トルクを受けて発生するカムスラスト力により断続手段の連結解除が促進されるから、４輪駆動車を４輪駆動状態から２輪駆動状態へ切り替える際のレスポンスが改善されると共に、断続手段を操作するアクチュエータを大型にし、リターンスプリングを強化する必要がなくなり、これらに伴うデファレンシャル装置の大型化、重量化、車載性低下、コスト上昇などが避けられる。   Moreover, in the structure of this invention which provides an interruption means in the axial direction opposing part of a division member, a gear part can be moved to an axial direction and an interruption means can be operated. Therefore, for example, if a cam angle that promotes disengagement is applied to the gear portion, the disengagement of the intermittent means is promoted by the cam thrust force generated by receiving differential torque or transmission torque. The response when switching from the two-wheel drive state to the two-wheel drive state is improved, the actuator for operating the intermittent means is enlarged, the return spring need not be strengthened, and the differential device is increased in size, weight, and in-vehicle performance. Reduction and cost increase can be avoided.

請求項２のデファレンシャル装置は、請求項１の構成と同等の効果が得られる。   The differential apparatus according to the second aspect can obtain the same effects as those of the first aspect.

実施例１
図１と図２によってフロントデフ１（第１実施例のデファレンシャル装置）の説明をする。左右の方向はフロントデフ１を用いた４輪駆動車及び図１と図２での左右の方向であり、符号を与えていない部材等は図示されていない。 Example 1
The front differential 1 (the differential device of the first embodiment) will be described with reference to FIGS. The left and right directions are the four-wheel drive vehicle using the front differential 1 and the left and right directions in FIGS. 1 and 2, and members and the like that are not given reference numerals are not shown.

［フロントデフ１の特徴］
フロントデフ１は、原動機からの駆動力を受けて回転するデフケース３と、
デフケース３の回転を一対の出力部材からそれぞれの車輪側に配分する差動機構５と、
駆動力を断続する噛み合いクラッチ７（断続手段）とを有し、
出力部材の一方を２箇の分割部材に分割し、噛み合いクラッチ７が、これらの分割部材を断続する構成において、
差動機構５が、デフケース３に連結されたピニオンシャフト２７と、ピニオンシャフト２７上に支承されたピニオンギア２９と、ピニオンギア２９とそれぞれ噛み合った前記一対の出力部材であるサイドギア３１，３３とからなり、
出力部材の一方であるサイドギア３３が、ピニオンギア２９と噛み合ったギア部材３９と、車輪側に連結されたボス部材４１とに分割され、
噛み合いクラッチ７を、ボス部材４１と軸方向移動可能に連結されたクラッチリング５５（クラッチ部材）とギア部材３９との軸方向対向部に設けたことによって、
上記のように、噛み合いクラッチ７の歯幅を広くして充分なトルク伝達容量（強度）を与えることができ、歯幅を軸方向に広げることによるフロントデフ１の大型化と車載性低下を防止している。 [Features of front differential 1]
The front differential 1 includes a differential case 3 that rotates by receiving driving force from the prime mover,
A differential mechanism 5 for distributing the rotation of the differential case 3 from the pair of output members to the respective wheel sides;
A meshing clutch 7 (interrupting means) for intermittently driving force,
In the configuration in which one of the output members is divided into two divided members, and the meshing clutch 7 intermittently connects these divided members.
The differential mechanism 5 includes a pinion shaft 27 connected to the differential case 3, a pinion gear 29 supported on the pinion shaft 27, and the side gears 31 and 33 which are the pair of output members respectively engaged with the pinion gear 29. Become
The side gear 33 which is one of the output members is divided into a gear member 39 meshed with the pinion gear 29 and a boss member 41 connected to the wheel side,
By providing the meshing clutch 7 at the axially facing portion between the gear member 39 and the clutch ring 55 (clutch member) connected to the boss member 41 so as to be axially movable,
As described above, the tooth width of the meshing clutch 7 can be widened to give a sufficient torque transmission capacity (strength), and the front differential 1 can be prevented from being enlarged and the vehicle-mounted performance can be reduced by expanding the tooth width in the axial direction. doing.

また、噛み合いクラッチ７にカム角を与えて連結解除を促進することにより、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り替えレスポンスを改善すると共に、アクチュエータ１１の大型化やリターンスプリング９の強化を不要にし、これらに伴うフロントデフ１の大型化、重量化、車載性低下、コスト上昇などを防止している。   In addition, by providing a cam angle to the meshing clutch 7 to promote connection release, the switching response from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state is improved, and the actuator 11 is not enlarged and the return spring 9 is not required to be strengthened. Thus, an increase in the size, weight, in-vehicle performance, and cost of the front differential 1 are prevented.

［４輪駆動車の動力伝達系の構成］
フロントデフ１（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）は、４輪駆動車の前輪側動力伝達系に用いられており、２輪駆動走行時は噛み合いクラッチ７によって前輪側への駆動力を切断するように構成されている。 [Configuration of power transmission system for four-wheel drive vehicles]
The front differential 1 (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right front wheels) is used in a front wheel side power transmission system of a four-wheel drive vehicle. It is comprised so that a driving force may be cut | disconnected.

この４輪駆動車の動力伝達系は、エンジン（原動機）、トランスミッション、トランスファ、２−４切り換え機構、前輪側のプロペラシャフト、フロントデフ１、前車軸、左右の前輪、後輪側のプロペラシャフト、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）、後車軸、左右の後輪などから構成されている。   The power transmission system of this four-wheel drive vehicle includes an engine (motor), transmission, transfer, 2-4 switching mechanism, front wheel side propeller shaft, front differential 1, front axle, left and right front wheels, rear wheel side propeller shaft, It consists of a rear differential (a differential device that distributes the driving force of the engine to the left and right rear wheels), a rear axle, and left and right rear wheels.

エンジンの駆動力はトランスミッションからトランスファに伝達され、トランスファから前輪側と後輪側に配分される。後輪側に配分された駆動力は、後輪側プロペラシャフトからリヤデフに伝達され、リヤデフから後車軸を介して左右の後輪に配分される。   The driving force of the engine is transmitted from the transmission to the transfer, and is distributed from the transfer to the front wheel side and the rear wheel side. The driving force distributed to the rear wheel side is transmitted from the rear wheel side propeller shaft to the rear differential, and is distributed from the rear differential to the left and right rear wheels via the rear axle.

前輪側に配分された駆動力は、２−４切り換え機構とフロントデフ１（噛み合いクラッチ７）が連結されている間は、２−４切り換え機構、前輪側プロペラシャフト、フロントデフ１から前車軸を介して左右の前輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。また、２−４切り換え機構とフロントデフ１（噛み合いクラッチ７）の連結をそれぞれ解除すると、前輪側がエンジンから切り離されて、車両は後輪駆動の２輪駆動状態になる。上記のように、２−４切り換え機構はトランスファの前輪側出力インターフェースを構成しており、フロントデフ１（噛み合いクラッチ７）と連動して連結解除操作及び連結操作され、前輪側への駆動力を断続する。   The driving force distributed to the front wheels is changed from the 2-4 switching mechanism, the front wheel side propeller shaft, and the front differential 1 to the front axle while the 2-4 switching mechanism and the front differential 1 (meshing clutch 7) are connected. And the vehicle is in a four-wheel drive state. Further, when the connection between the 2-4 switching mechanism and the front differential 1 (meshing clutch 7) is released, the front wheel side is disconnected from the engine, and the vehicle enters the two-wheel drive state of the rear wheel drive. As described above, the 2-4 switching mechanism constitutes the front wheel side output interface of the transfer, and the connection release operation and the connection operation are performed in conjunction with the front differential 1 (meshing clutch 7), so that the driving force to the front wheel side is increased. Intermittently.

［フロントデフ１の構成］
フロントデフ１は、デフケース３、ベベルギア式の差動機構５、噛み合いクラッチ７（断続手段）、リターンスプリング９、ギアプレート式アクチュエータ１１などから構成されている。フロントデフ１はトランスファケース１３の内部に配置されており、トランスファケース１３にはオイル溜りが形成されている。 [Configuration of front differential 1]
The front differential 1 includes a differential case 3, a bevel gear type differential mechanism 5, a meshing clutch 7 (intermittent means), a return spring 9, a gear plate actuator 11, and the like. The front differential 1 is disposed inside the transfer case 13, and an oil sump is formed in the transfer case 13.

デフケース３は、ケーシング本体１５とカバー１７をボルト１９で固定して構成されており、ケーシング本体１５のボス部２１はスラストベアリング２３を介してトランスファケース１３に支承され、カバー１７のボス部２５はスラストベアリングを介してトランスファケース１３に支承されている。   The differential case 3 is configured by fixing a casing body 15 and a cover 17 with bolts 19. A boss portion 21 of the casing body 15 is supported on the transfer case 13 via a thrust bearing 23, and a boss portion 25 of the cover 17 is It is supported on the transfer case 13 via a thrust bearing.

また、ケーシング本体１５とカバー１７にはリングギアがボルト止めされている。このリングギアはドライブピニオンギアと噛み合っており、ドライブピニオンギアはドライブピニオンシャフトと一体に形成されている。このドライブピニオンシャフトは継ぎ手と前輪側プロペラシャフトなどを介してトランスファの２−４切り換え機構に連結されており、エンジンの駆動力はトランスファと２−４切り換え機構からこの前輪側動力伝達系を介してデフケース３を回転させる。   A ring gear is bolted to the casing body 15 and the cover 17. The ring gear meshes with the drive pinion gear, and the drive pinion gear is formed integrally with the drive pinion shaft. The drive pinion shaft is connected to a transfer 2-4 switching mechanism via a joint, a front wheel side propeller shaft, and the like, and the driving force of the engine is transmitted from the transfer and 2-4 switching mechanism via the front wheel side power transmission system. The differential case 3 is rotated.

差動機構５は、３本のピニオンシャフト２７、各ピニオンシャフト２７上で回転自在に支承されたピニオンギア２９、ピニオンギア２９と噛み合った左右の出力側サイドギア３１，３３（一対の出力部材）から構成されている。各ピニオンシャフト２７はそれぞれの先端をデフケース３の貫通孔３５に係合し、スプリングピン３７によって抜け止めされている。   The differential mechanism 5 includes three pinion shafts 27, a pinion gear 29 rotatably supported on each pinion shaft 27, and left and right output side gears 31 and 33 (a pair of output members) meshed with the pinion gear 29. It is configured. Each pinion shaft 27 is engaged with the through hole 35 of the differential case 3 at its tip and is prevented from coming off by a spring pin 37.

右サイドギア３３は、ピニオンギア２９と噛み合ったギア部材３９と、右前車軸に連結されたボス部材４１とに分割されており、ギア部材３９はボス部材４１の外周上に相対回転自在に支承されている。下記のように、噛み合いクラッチ７はこれらのギア部材３９とボス部材４１とを断続するように配置されている。左サイドギア３１のボス部４３には左の前車軸がスプライン連結され、ボス部材４１には右の前車軸がスプライン連結されており、左のサイドギア３１は左前車軸を介して左の前輪側に連結され、ギア部材３９（右サイドギア３３）は噛み合いクラッチ７とボス部材４１と右前車軸とを介して右の前輪側に連結されている。   The right side gear 33 is divided into a gear member 39 meshed with the pinion gear 29 and a boss member 41 connected to the right front axle. The gear member 39 is supported on the outer periphery of the boss member 41 so as to be relatively rotatable. Yes. As described below, the meshing clutch 7 is disposed so as to intermittently connect the gear member 39 and the boss member 41. A left front axle is splined to the boss portion 43 of the left side gear 31, and a right front axle is splined to the boss member 41. The left side gear 31 is connected to the left front wheel via the left front axle. The gear member 39 (right side gear 33) is connected to the right front wheel side via the meshing clutch 7, the boss member 41, and the right front axle.

左サイドギア３１のボス部４３はカバー１７に形成された支承部４５で支承され、右サイドギア３３のボス部材４１はケーシング本体１５に形成された支承部４７で支承されている。サイドギア３１とカバー１７との間にはスラストワッシャ４９が配置されてサイドギア３１の噛み合いスラスト力を受けており、ギア部材３９とボス部材４１との間にはスラストワッシャ５１が配置され、ボス部材４１と噛み合いクラッチ７のクラッチリング５５との間にはスラストワッシャ５１が配置され、それぞれサイドギア３３（ギア部材３９）の噛み合いスラスト力を受けている。   The boss portion 43 of the left side gear 31 is supported by a support portion 45 formed on the cover 17, and the boss member 41 of the right side gear 33 is supported by a support portion 47 formed on the casing body 15. A thrust washer 49 is disposed between the side gear 31 and the cover 17 to receive the meshing thrust force of the side gear 31. A thrust washer 51 is disposed between the gear member 39 and the boss member 41, and the boss member 41. A thrust washer 51 is disposed between the clutch ring 55 of the meshing clutch 7 and receives a meshing thrust force of the side gear 33 (gear member 39).

ケーシング本体１５の内周には、各ピニオンギア２９と対向して球面ワッシャ５３が配置されており、ピニオンギア２９の遠心力と、各サイドギア３１，３３との噛み合いによってピニオンギア２９が受ける噛み合い反力とを負担している。   A spherical washer 53 is disposed on the inner periphery of the casing body 15 so as to face each pinion gear 29, and the meshing force received by the pinion gear 29 due to the meshing between the centrifugal force of the pinion gear 29 and each side gear 31, 33. Bears the power.

噛み合いクラッチ７は、クラッチリング５５の左側面（軸方向対向部）に形成された噛み合い歯５７と、サイドギア３３のギア部材３９の歯底の背面側に位置する右側面（軸方向対向部）に形成された噛み合い歯５９とで構成されている。このクラッチリング５５はサイドギア３３のボス部材４１外周との間に設けられた噛み合い部６１，６３によって軸方向移動自在に配置されている。   The meshing clutch 7 has meshing teeth 57 formed on the left side surface (axially facing portion) of the clutch ring 55 and a right side surface (axially facing portion) located on the back side of the tooth bottom of the gear member 39 of the side gear 33. It is comprised with the meshing tooth 59 formed. The clutch ring 55 is disposed so as to be movable in the axial direction by meshing portions 61 and 63 provided between the outer periphery of the boss member 41 of the side gear 33.

また、各噛み合い部６１、６３には、クラッチの噛み合い歯５７、５９の噛み合いが生じるとこれらの噛み合い歯５７、５９からトルクを受けカムスラスト力を発生して噛み合いクラッチ７の噛み合いを促進するカム角が正逆回転両方向に与えれている。なおカム角はゼロ度でも良く、この場合にはクラッチ７の保持はクラッチ７自体の噛み合いによる駆動回転トルク及びアクチュエータ１１の軸方向押圧力による軸方向移動規制に依存する。   Further, when the meshing teeth 57, 59 of the clutch are engaged with each of the meshing portions 61, 63, a cam angle is generated by receiving a torque from the meshing teeth 57, 59 and generating a cam thrust force, thereby promoting the meshing of the meshing clutch 7. Is given in both forward and reverse rotation directions. The cam angle may be zero degrees. In this case, the holding of the clutch 7 depends on the driving rotational torque caused by the engagement of the clutch 7 itself and the axial movement restriction caused by the axial pressing force of the actuator 11.

リターンスプリング９はコイルスプリングであり、リテーナ６５を介してギア部材３９とクラッチリング５５との間に配置され、クラッチリングを噛み合いクラッチ７の連結解除方向（右方向）に付勢している。このリテーナ６５はクラッチリング５５の噛み合い部６１に係合して廻り止めされている。   The return spring 9 is a coil spring, and is disposed between the gear member 39 and the clutch ring 55 via the retainer 65, and engages the clutch ring and urges the clutch 7 in the direction of releasing the connection (right direction). The retainer 65 is engaged with the meshing portion 61 of the clutch ring 55 and is prevented from rotating.

また、ケーシング本体１５には複数の開口６７が周方向等間隔に設けられており、同数の押圧部材６９がこれらの開口６７に係合し、外部に突き出している。   Further, the casing body 15 is provided with a plurality of openings 67 at equal intervals in the circumferential direction, and the same number of pressing members 69 engage with these openings 67 and protrude outward.

下記のように、クラッチリング５５はギアプレート式アクチュエータ１１によって左右に移動操作され、左方に移動操作されると、図２のように噛み合いクラッチ７が噛み合ってサイドギア３３のギア部材３９とボス部材４１とが連結され、右方に戻ると、図１のように噛み合いクラッチ７の噛み合いが解除され、ギア部材３９とボス部材４１とが切り離される。アクチュエータ１１の押圧部材６９とクラッチ７の噛み合い部５７、５９は略同一周上に配置されアクチュエータ１１の移動操作力は押圧部材６９を軸方向に直線的に噛み合い部５７、５９を押圧するように機能する。従って押圧からクラッチ断続に関わる各部材に無駄な曲げ力が作用することがない。   As will be described below, when the clutch ring 55 is moved to the left and right by the gear plate actuator 11 and moved to the left, the meshing clutch 7 is meshed as shown in FIG. 2, and the gear member 39 and the boss member of the side gear 33 are engaged. 41 is connected and returned to the right, the meshing clutch 7 is disengaged as shown in FIG. 1, and the gear member 39 and the boss member 41 are separated. The pressing member 69 of the actuator 11 and the meshing portions 57 and 59 of the clutch 7 are arranged on substantially the same circumference so that the moving operation force of the actuator 11 presses the meshing portions 57 and 59 linearly in the axial direction of the pressing member 69. Function. Therefore, useless bending force does not act on each member related to clutch engagement from pressing.

ギアプレート式アクチュエータ１１は、ギアプレート７１、シフトスプリング、カム、電動モータ７３などから構成されている。このシフトスプリングは上記のリターンスプリング９より付勢力が強く、カムが作動していない間はリターンスプリング９を撓めてクラッチリング５５を左方に移動させ噛み合いクラッチ７を連結させる。また、電動モータ７３はピニオンギア７５とギアプレート７１との噛み合いによりギアプレート７１を一方向と他方向に回転させ、電動モータ７３が一方向に回転するとカムが作動し、他方向に回転するとカムは作動を停止する。カムが作動するとそのカムスラスト力によってシフトスプリングが撓み、シフトスプリングが撓むと、リターンスプリング９によってクラッチリング５５が右方に戻り噛み合いクラッチ７の連結が解除される。   The gear plate actuator 11 includes a gear plate 71, a shift spring, a cam, an electric motor 73, and the like. The shift spring has a stronger urging force than the return spring 9 described above, and while the cam is not operating, the return spring 9 is bent to move the clutch ring 55 to the left to connect the meshing clutch 7. The electric motor 73 rotates the gear plate 71 in one direction and the other direction by meshing the pinion gear 75 and the gear plate 71, and the cam operates when the electric motor 73 rotates in one direction, and the cam rotates when the electric motor 73 rotates in the other direction. Stops operating. When the cam is operated, the shift spring is bent by the cam thrust force. When the shift spring is bent, the clutch ring 55 is returned to the right by the return spring 9 and the engagement of the clutch 7 is released.

デフケース３には、ケーシング本体１５の開口６７の他に、カバー１７にも複数個の開口７７が設けられている。また、ケーシング本体１５とカバー１７には、各ボス部２１，２５内周に螺旋状のオイル溝と、これらとそれぞれ連通した油路７９，８１が形成されている。トランスファケースに形成されたオイル溜りのオイルはフロントデフ１の回転に伴ってこれらの開口７７と螺旋状オイル溝と油路７９，８１からデフケース３に流出入し、ギア２９，３１，３３（ギア部材３９）の噛み合い部、ピニオンシャフト２７とピニオンギア２９の摺動部、噛み合いクラッチ７（噛み合い歯５７，５９）、クラッチリング５５とハブ部材４１との噛み合い部６１，６３、押圧部材６９と開口６７との摺動部、スラストワッシャ４９，５１などに供給されてこれらを潤滑・冷却する。   In addition to the opening 67 of the casing body 15, the differential case 3 is provided with a plurality of openings 77 in the cover 17. The casing body 15 and the cover 17 are formed with helical oil grooves on the inner circumferences of the boss portions 21 and 25, and oil passages 79 and 81 communicating with these. The oil in the oil reservoir formed in the transfer case flows into and out of the differential case 3 from these openings 77, spiral oil grooves, and oil passages 79 and 81 as the front differential 1 rotates, and the gears 29, 31, and 33 (gears) Meshing portion of member 39), sliding portion of pinion shaft 27 and pinion gear 29, meshing clutch 7 (meshing teeth 57 and 59), meshing portions 61 and 63 of clutch ring 55 and hub member 41, pressing member 69 and opening 67 is supplied to the sliding portion 67, thrust washers 49, 51, etc., and these are lubricated and cooled.

［フロントデフ１の動作］
上記のように、２−４切り換え機構とフロントデフ１の噛み合いクラッチ７は、２輪駆動状態から４輪駆動状態への切り換えに当たって同時に連結操作され、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り換えに当たって同時に連結解除操作される。 [Operation of front differential 1]
As described above, the meshing clutch 7 of the 2-4 switching mechanism and the front differential 1 is simultaneously connected when switching from the two-wheel drive state to the four-wheel drive state, and is switched from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state. At the same time, the disconnection operation is performed.

４輪駆動状態では、エンジンの駆動力が２−４切り換え機構から前輪側動力伝達系を介してデフケース３に伝達され、この回転はピニオンシャフト２７からピニオンギア２９を介して左サイドギア３１と、また、ギア部材３９と噛み合いクラッチ７とハブ部材４１とに配分され、各車軸を介して左右の前輪に伝達される。また、例えば悪路走行中に前輪間に駆動抵抗差が生じ、前輪の左右いずれかが空転すると、各ピニオンギア２９の自転に伴ってエンジンの駆動力は左右の前輪に差動配分される。   In the four-wheel drive state, the driving force of the engine is transmitted from the 2-4 switching mechanism to the differential case 3 via the front wheel side power transmission system, and this rotation is transmitted from the pinion shaft 27 via the pinion gear 29 to the left side gear 31 or The gear member 39, the meshing clutch 7, and the hub member 41 are distributed to the left and right front wheels via the axles. Further, for example, if a difference in driving resistance occurs between the front wheels while traveling on a rough road and either the left or right of the front wheels idles, the driving force of the engine is differentially distributed to the left and right front wheels as each pinion gear 29 rotates.

２輪駆動状態では、噛み合いクラッチ７によって右サイドギア３３のギア部材３９とハブ部材４１が切り離され、ギア部材３９の空転に伴って差動機構５も差動しながら空転するから、前輪側への駆動力伝達が遮断されて車両は２輪駆動状態になる。また、上記のようにカム角を持った噛み合い歯５７，５９に発生するカムスラスト力により、噛み合いクラッチ７の噛み合い解除が促進されるから、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り替えは迅速に行われる。   In the two-wheel drive state, the gear member 39 and the hub member 41 of the right side gear 33 are disconnected by the meshing clutch 7, and the differential mechanism 5 idles while being differentially driven as the gear member 39 idles. The driving force transmission is cut off and the vehicle is in a two-wheel drive state. Further, since the mesh release force of the meshing clutch 7 is promoted by the cam thrust force generated in the meshing teeth 57 and 59 having the cam angle as described above, the switching from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state is quickly performed. Done.

また、２輪駆動状態では差動機構５から両前輪までがフリー回転状態になると共に、２−４切り換え機構からデフケース３までの動力伝達系は、エンジンの駆動力と前輪による連れ回りの両方から切り離されて回転が停止し、前輪側動力伝達系の各部で磨耗が軽減されて耐久性が向上し、回転抵抗の低減分だけエンジンの負担が軽減し、燃費が向上する。   Further, in the two-wheel drive state, the differential mechanism 5 to both front wheels are in a free rotating state, and the power transmission system from the 2-4 switching mechanism to the differential case 3 is based on both the driving force of the engine and the accompanying rotation by the front wheels. The rotation is cut off and the rotation is stopped. The wear of each part of the front wheel side power transmission system is reduced and the durability is improved. The burden on the engine is reduced by the reduction of the rotation resistance, and the fuel consumption is improved.

［フロントデフ１の効果］
フロントデフ１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。 [Effect of front differential 1]
Since the front differential 1 is configured as described above, the following effects can be obtained.

噛み合いクラッチ７をサイドギア３３のギア部材３９とクラッチリング５５の軸方向対向部に設けたから、断続手段を分割部材の外周に設けた従来例と異なって、ギア部材３９とクラッチリング５５との軸方向対向部の広い面を利用して噛み合い歯５７，５９の歯幅を大きくし、充分なトルク容量（強度）を与えることができる。   Unlike the conventional example in which the meshing clutch 7 is provided in the axially opposite portion between the gear member 39 of the side gear 33 and the clutch ring 55, the axial direction of the gear member 39 and the clutch ring 55 is different from the conventional example in which the intermittent means is provided on the outer periphery of the split member. It is possible to increase the tooth width of the meshing teeth 57 and 59 by using the wide surface of the facing portion, and to give a sufficient torque capacity (strength).

従って、歯幅を軸方向に広げることによるフロントデフ１の大型化と車載性の低下を防止できる。   Therefore, it is possible to prevent the front differential 1 from being enlarged and the vehicle-mounted performance from being lowered by expanding the tooth width in the axial direction.

また、噛み合い歯５７，５９にカム角を与えたことによって噛み合いクラッチ７の連結解除が促進され、４輪駆動状態から２輪駆動状態への切り替えレスポンスが改善されると共に、噛み合いクラッチ７を操作するギアプレート式アクチュエータ１１を大型にし、リターンスプリング９を強化する必要がなくなるから、これらに伴うフロントデフ１の大型化、重量化、車載性低下、コスト上昇などが避けられる。   Further, the cam angle is given to the meshing teeth 57 and 59, thereby releasing the engagement of the meshing clutch 7, improving the response for switching from the four-wheel driving state to the two-wheel driving state and operating the meshing clutch 7. Since it is not necessary to increase the size of the gear plate actuator 11 and strengthen the return spring 9, it is possible to avoid an increase in size, weight, in-vehicle performance, cost, etc. of the front differential 1 associated therewith.

また、噛み合い歯５９はサイドギヤ３３のギヤ部材３９のギヤ部の歯底の背面側に位置するように一体的に形成されるのでギヤ部材のギヤ部の強度を十分に確保し、耐久性を向上可能である。   Further, the meshing teeth 59 are integrally formed so as to be located on the back side of the tooth bottom of the gear portion of the gear member 39 of the side gear 33, so that the strength of the gear portion of the gear member is sufficiently ensured and the durability is improved. Is possible.

［第２実施例］
図３によってフロントデフ１０１（第２実施例のデファレンシャル装置）を説明する。以下、フロントデフ１と同機能の部材に同一の符号を与えて引用しながら、相違点を説明する。 [Second Embodiment]
The front differential 101 (differential device of the second embodiment) will be described with reference to FIG. Hereinafter, the difference will be described with reference to members having the same functions as those of the front differential 1 with the same reference numerals.

［フロントデフ１０１の特徴及び効果］
フロントデフ１０１は、フロントデフ１と異なって、デフケース３を１ピース構成にしたものである。デフケース３には開口１０３が形成されており、差動機構５と噛み合いクラッチ７を構成する各部材はこの開口１０３からデフケース３の内部に組み付けられている。 [Features and effects of front differential 101]
The front differential 101 is different from the front differential 1 in that the differential case 3 has a one-piece configuration. An opening 103 is formed in the differential case 3, and each member constituting the meshing clutch 7 with the differential mechanism 5 is assembled from the opening 103 into the differential case 3.

［フロントデフ１０１の効果］
フロントデフ１０１は、実施例１のフロントデフ１と同等の効果が得られる。 [Effect of front differential 101]
The front differential 101 can obtain the same effect as the front differential 1 of the first embodiment.

これに加え、サイドギア（出力部材）上で駆動力の断続を行う構成の効果によってインナーケースを用いないですむから、インナーケースを組み付けるための大きな開口（ケーシング本体の開口）を得るためにデフケースをケーシング本体とカバーとの２分割構成にする必要がなくなり、上記のようにデフケース３を１ピース構成にすることが可能になる。   In addition to this, since the inner case is not required due to the effect of intermittent driving force on the side gear (output member), the differential case is used to obtain a large opening (opening of the casing body) for assembling the inner case. There is no need to make the casing body and the cover divided into two parts, and the differential case 3 can be made into a one-piece structure as described above.

これに伴って、カバー１７とケーシング本体１５にリングギアを共締めするボルト用孔の孔公差及び孔幾何公差を、単品加工用に厳しく設定する必要がなくなり、精密加工に伴う大幅なコスト上昇が避けられる上に、ケーシング本体１５とカバー１７を組み付けた状態で行うセット加工も不要になり、仮組み付け、機械加工（ボルト孔の加工）、分解、洗浄、再組み付けなど、セット加工に伴う工程が回避され、コストが大幅に低減される。   As a result, it is not necessary to set the hole tolerance and hole geometric tolerance of the bolt holes for fastening the ring gear together with the cover 17 and the casing body 15 for single-piece machining, resulting in a significant increase in costs associated with precision machining. In addition to being avoided, set processing performed with the casing main body 15 and the cover 17 assembled is not necessary, and there are steps associated with set processing such as temporary assembly, machining (bolt hole processing), disassembly, cleaning, and reassembly. It is avoided and the cost is greatly reduced.

［本発明の範囲に含まれる他の態様］
なお、本発明のデファレンシャル装置において、駆動力の断続手段は、噛み合いクラッチ（噛み合いクラッチ）に限らず、例えば、摩擦クラッチでもよい。 [Other Embodiments Included within the Scope of the Present Invention]
In the differential device of the present invention, the driving force intermittent means is not limited to the meshing clutch (meshing clutch), and may be, for example, a friction clutch.

また、断続手段を操作するアクチュエータは、電動モータとカムを用いた実施例のような電動式アクチュエータの他に、電磁式アクチュエータでも、空気式アクチュエータでも、油圧式アクチュエータでもよい。   The actuator for operating the intermittent means may be an electromagnetic actuator, a pneumatic actuator, or a hydraulic actuator in addition to the electric actuator as in the embodiment using the electric motor and the cam.

断続手段の連結が解除された状態の第１実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Example of the state by which the connection of the interruption means was cancelled | released. 断続手段が連結された状態の第１実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 1st Example of the state to which the interruption means was connected. 断続手段が連結された状態の第２実施例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows 2nd Example of the state to which the interruption means was connected. 従来例の断面図である。It is sectional drawing of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

１ フロントデフ（デファレンシャル装置）
３ デフケース
５ ベベルギア式の差動機構
７ 噛み合いクラッチ（断続手段）
９ リターンスプリング
１１ アクチュエータ
２７ ピニオンシャフト
２９ ピニオンギア
３１，３３ サイドギア（一対の出力部材）
３９ サイドギア３３のギア部材
４１ サイドギア３３のボス部材
１０１ フロントデフ（デファレンシャル装置） 1 Front differential (differential device)
3 Differential case 5 Bevel gear type differential mechanism 7 Engagement clutch (intermittent means)
9 Return spring 11 Actuator 27 Pinion shaft 29 Pinion gear 31, 33 Side gear (a pair of output members)
39 Gear member of side gear 33 41 Boss member 101 of side gear 33 Front differential (differential device)

Claims (2)

原動機からの駆動力を受けて回転するデフケースと、
前記デフケースの回転を一対の出力部材からそれぞれの車輪側に配分する差動機構と、
駆動力の断続手段とを有し、
前記出力部材の一方が２箇の分割部材で構成されると共に、前記断続手段が、これらの分割部材を断続するように構成されたデファレンシャル装置であって、
前記断続手段を、前記分割部材の軸方向対向部に設けたことを特徴とするデファレンシャル装置。 A differential case that rotates in response to the driving force from the prime mover;
A differential mechanism that distributes rotation of the differential case from a pair of output members to each wheel side;
Driving force intermittent means,
One of the output members is composed of two divided members, and the intermittent means is a differential device configured to intermittently connect these divided members,
A differential apparatus, wherein the intermittent means is provided in an axially opposed portion of the dividing member. 請求項１に記載された発明であって、
前記差動機構が、前記デフケースに連結されたピニオンシャフトと、前記ピニオンシャフト上に支承されたピニオンギアと、前記ピニオンギアとそれぞれ噛み合った前記一対の出力部材であるサイドギアとからなるベベルギア式の差動機構であり、
前記サイドギアの一方が、前記ピニオンギアと噛み合ったギア部材と、前記車輪側に連結されたボス部材とに分割され、
前記断続手段が、前記ボス部材と軸方向移動可能に連結されたクラッチ部材と、前記ギア部材との軸方向対向部に設けられた噛み合いクラッチであることを特徴とするデファレンシャル装置。 The invention according to claim 1,
The differential mechanism is a bevel gear type difference composed of a pinion shaft connected to the differential case, a pinion gear supported on the pinion shaft, and a pair of side gears that are the pair of output members respectively engaged with the pinion gear. Dynamic mechanism,
One of the side gears is divided into a gear member meshed with the pinion gear and a boss member connected to the wheel side,
The differential device according to claim 1, wherein the intermittent means is a clutch member connected to the boss member so as to be axially movable, and a meshing clutch provided at an axially opposed portion of the gear member.

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