JP7013011B2 - デファレンシャル装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等に用いられるデファレンシャル装置に関する。

一般に、トルク感応型差動制限機能付き差動装置（以下、「トルク感応型ＬＳＤ」と称する。）では、デフキャリア又はトランスアクスルの潤滑油を共用している。

このため、ＣＶＴオイルやＡＴＦをトルク感応型ＬＳＤに使用することになり摩擦部分のスティックスリップによるジャダー音を招いていた。

また、トルク伝達を行いながら差動するとき磨耗粉が発生し、差動装置が搭載される上位ユニットがコンタミの影響を受ける恐れがあった。

例えば、ＦＦ車の前輪左右の差動装置は、Ａ／Ｔユニット内に搭載されるため、差動装置から発生した磨耗粉がＡ／Ｔオイルに混合することになる。

Ａ／Ｔユニットは磨耗粉に限らずコンタミをきらい、ある一定粒度以上のものはＡ／Ｔバルブの作動不良の原因となる。

作動装置搭載部とＡ／Ｔ機構部との間に仕切りを設けて完全に別室とし、Ａ／Ｔ機構部に磨耗粉が悪影響を及ぼさないように配慮したものもある。このような構成では、別々にオイルを注油しなければならず、注排油プラグやブリーザーも２組必要になるなど部品点数も増加し、ユニットとしての管理も煩雑になり、車両コストに悪影響を及ぼす問題があった。

これに対し、外部への磨耗粉の発生を防いで、上位ユニットへのコンタミの影響を無くすことができるトルク感応型ＬＳＤが特許文献１として提案されている。

このトルク感応型ＬＳＤは、ケーシング（「デフケース」とも称する。）と出力軸との間に回転シールを設けて機構部を密封構造とし、内部に潤滑油を封入した構造となっている。

しかし、ケーシング内で磨耗粉の分散に対しては考慮されておらず、磨耗粉が差動制限時の摩擦部に影響してジャダー音を招き易いという問題があった。

特開２０００－２０５３７５号公報

解決しようとする問題点は、内部に潤滑油を封入した密閉構造のトルク感応型ＬＳＤは、ケーシング内で磨耗粉の分散に対しては考慮されておらず、磨耗粉が差動制限時の摩擦部に影響してジャダー音を招き易いという点である。

本発明は、密閉構造のトルク感応型ＬＳＤにおいて磨耗粉の影響を極力抑制することを可能とするために、トルクの入力又は出力を行うデフケースと、前記デフケース内に回転自在に支持され挿入結合されるシャフトを介してトルクの出力又は入力を行う一対のサイドギヤと、前記デフケース内でピニオンシャフトにより回転自在に支持され前記各サイドギヤに噛合うピニオンギヤと、前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置され前記一対のサイドギヤの差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦部材と、前記デフケース及びピニオンシャフトに係合し前記デフケースの回転を前記ピニオンギヤの公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材に締結力を与える押圧部材と、前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置されデフケース内外を密封する第１の封止部と、前記別体のシャフトに対する前記サイドギヤの第２の封止部又は前記サイドギヤ及びピニオンシャフト間の第２の封止部又はサイドギヤ間の第２の封止部又は前記サイドギヤ間の第２の封止部とを備え、前記摩擦部材は、前記サイドギヤ及びピニオンギヤの噛合い部よりも外周側に配置され、前記押圧部材及び摩擦部材は、前記デフケースの内周面よりも内径側で前記デフケースに形成され軸方向に対向する締結受け面間に配置され、前記デフケースの内周面に、前記押圧部材が回転方向に係合して軸方向に移動可能に係合する軸方向に沿った係合部を回転方向で複数形成し、前記前記デフケースの内周面に、前記係合部の回転方向間で潤滑油を溜め得る空間部を形成したことを特徴とする。

本発明は、上記構成であるから、デフケースの回転により内部の磨耗粉を遠心力により空間部に溜めることができ、摩擦部材等への影響を極力抑制することができる。

デファレンシャル装置の図２のＩ－Ｉ線矢視断面図である。（実施例１） デファレンシャル装置の図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。（実施例１） デファレンシャル装置の図４のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。（実施例２） デファレンシャル装置の図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。（実施例２） 第１、第２の封止部を示す要部断面図である。（実施例３） 第１、第２の封止部を示す要部断面図である。（実施例４） シャフトが一体のサイドギヤの封止部を示す要部断面図である。（実施例５）

本発明は、密閉構造のトルク感応型ＬＳＤにおいて磨耗粉の影響を極力抑制することを可能にするという目的を達成するために、トルクの入力を行うデフケースと、前記デフケース内に回転自在に支持され挿入結合されるシャフトを介してトルクの出力を行う一対のサイドギヤと、前記デフケース内でピニオンシャフトにより回転自在に支持され前記各サイドギヤに噛合うピニオンギヤと、前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置され前記一対のサイドギヤの差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦部材と、前記デフケース及びピニオンシャフトに係合し前記デフケースの回転を前記ピニオンギヤの公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材に締結力を与える押圧部材と、前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置されデフケース内外を密封する第１の封止部と、前記別体のシャフトに対する前記サイドギヤの第２の封止部とを備え、前記摩擦部材は、前記サイドギヤ及びピニオンギヤの噛合い部よりも外周側に配置され、前記デフケースの内周面に、潤滑油を溜め得る空間部を形成し、前記空間部を、前記摩擦部材の外周側に配置したことで実現した。

前記摩擦部材は、前記一対のサイドギヤに各別に配置され、前記空間部は、前記各別に配置された摩擦部材に渡る構成でもよい。

前記サイドギヤは、前記別体のシャフトを挿入結合させる結合孔を貫通して備え、前記サイドギヤの第２の封止部は、前記結合孔の内端部を閉止するキャップであってもよい。

前記キャップは、前記結合孔を前記デフケースの内部に連通させる開口部を備え、前記開口部に、着脱自在なプラグを備え、前記ピニオンシャフトに、前記空間部とデフケース内中心側とを連通させる貫通孔を備えてもよい。

トルクの入力又は出力を行うデフケースと、前記デフケース内に回転自在に支持され一体のシャフトを介してトルクの出力又は入力を行う一対のサイドギヤと、前記デフケース内でピニオンシャフトにより回転自在に支持され前記各サイドギヤに噛合うピニオンギヤと、前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置され前記一対のサイドギヤの差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦部材と、前記デフケース及びピニオンシャフトに係合し前記デフケースの回転を前記ピニオンギヤの公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材に締結力を与える押圧部材と、前記デフケースと前記一体のシャフトとの間の封止部とを備え、前記摩擦部材は、前記サイドギヤ及びピニオンギヤの噛合い部よりも外周側に配置され、前記デフケースの内周面に、潤滑油を溜め得る空間部を形成し、前記空間部を、前記摩擦部材の外周側に配置したことで実現した。

前記空間部に、永久磁石を備えてもよい。

図１は、本発明の実施例に係るデファレンシャル装置の図２のＩ－Ｉ線矢視断面図である。図２は、同デファレンシャル装置の図１のＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。

なお、以下の説明において、軸方向とは、デフケースの回転軸心の方向、回転方向とは、デフケースの回転方向を意味する。

図１のように、デファレンシャル装置１は、Ａ／Ｔユニット内で例えばＦＦ車の前輪間に配置された密閉構造のトルク感応型ＬＳＤである。

このデファレンシャル装置１は、デフケース３と、一対のサイドギヤ５、７と、ピニオンギヤ９とを備えている。

前記デフケース３は、例えばＡ／Ｔ内でトルクの入力を受けるものであり、本体部１１と蓋体部１３とにより構成されている。

なお、デファレンシャル装置１をセンターデフとして構成し、デフケース３から出力する構成にすることもできる。

前記本体部１１は、本体周壁部１４の一側に本体フランジ部１５を一体に備え、他側に本体端壁部１７を一体に備えている。本体端壁部１７には、軸支持用のボス部１９が一体に突設され、ボス部１９の外周面が軸受支持部１９ａとなっている。ボス部１９の内周面には、シャフト潤滑用の螺旋溝１９ｂが形成されている。

本体端壁部１７の軸方向内面には、締結受け面１７ａ及び逃げ面１７ｂが設けられ、締結受け面１７ａが逃げ面１７ｂに対して軸方向内方に相対的に突出している。逃げ面１７ｂよりも内径側で本体端壁部１７の内面には、サイドギヤ摺動面１７ｆが形成されている。サイドギヤ摺動面１７ｆは、径方向に沿った平坦面となっている。

本体端壁部１７の内周側は軸方向に肉厚に形成され、回転支持用の凹部１７ｃが周回状に形成されている。本体端壁部１７の内周側に、凹部１７ｃにおいて第１の封止部Ｐ１のシールを収容するシール収容凹部１７ｄが周回状に形成されている。シール収容凹部１７ｄは、軸方向で段付き状に形成されている。ボス部１９の基部には、凹部１７ｃ側に連通する潤滑用の貫通孔１７ｅが形成されている。

蓋体部１３は、蓋体周壁部２１の外周側に蓋体フランジ部２３を一体に備え、内周側に蓋体端壁部２５を一体に備えている。蓋体端壁部２５には、ボス部２７が一体に突設され、ボス部２７の外周面が軸受支持部２７ａとなっている。ボス部２７の内周面には、シャフト潤滑用の螺旋溝２７ｂが形成されている。

蓋体端壁部２５の内面には、締結受け面２５ａ及び逃げ面２５ｂが設けられ、締結受け面２５ａが逃げ面２５ｂに対して軸方向内方に突出している。締結受け面２５ａは、突状部２５ｃの内端面に形成されている。締結受け面２５ａは、本体端壁部１７の締結受け面１７ａに対向する位置に配置されている。突状部２５ｃは、蓋体端壁部２５の内面に周回状に形成されている。

蓋体端壁部２５の内周側は軸方向に肉厚に形成され、サイドギヤ摺動面２５ｄが形成されている。サイドギヤ摺動面２５ｄは、コーン形状の突面となっている。

蓋体端壁部２５の内周には、回転支持用の凹部２５ｅが周回状に形成されている。蓋体端壁部２５の内周側に、凹部２５ｅにおいて前記第１の封止部Ｐ１のシールを収容するシール収容凹部２５ｆが周回状に形成されている。シール収容凹部２５ｆは、軸方向で段付き状に形成されている。ボス部２７の基部には、凹部２５ｅ側に連通する潤滑用の貫通孔２５ｅが形成されている。

蓋体端壁部２５の内周には、回転支持用の凹部２５ｃが周回状に形成されている。蓋体端壁部２５の内周側に、凹部２５ｃにおいて前記第１の封止部Ｐ１を構成するシール収容凹部２５ｆが周回状に形成されている。シール収容凹部２５ｆは、軸方向で段付き状に形成されている。ボス部２７の基部には、凹部２５ｅ側に連通する潤滑用の貫通孔２５ｇが形成されている。

本体フランジ部１５に蓋体フランジ部２３がＯリング３０を介して合わされ、皿ボルト２８により締結固定されている。これにより本体部１１に蓋体部１３が取り付けられ、密閉型のデフケース３が構成されている。本体フランジ部１５及び蓋体フランジ部２３からなるフランジ部には、Ａ／Ｔ内のドライブピニオンギヤからトルク入力を受けるリングギヤが締結固定される。

図１、図２のように本体周壁部１４の内周面には、断面が半円状のピン挿通溝２９が設けられ、このピン挿通溝２９は、デフケース３の回転周方向に所定間隔で複数設けられている。

前記サイドギヤ５、７は、前記デフケース３内に回転自在に支持され別体で挿入結合されるシャフトであるアクスルシャフトへトルクの出力を行う。なお、デファレンシャル装置１をセンターデフとして構成した場合は、サイドギヤ５、７の一方からトランスミッションのドライブシャフトの出力を入力する構成にすることもできる。

サイドギヤ５、７は、周回状のギヤ本体部３５、３７の正面側にギヤ部３９、４１を備え、かさ歯車となっている。ギヤ本体部３５、３７の背面には、回転嵌合用のボス部３５ａ、３７ａが周回状に形成されている。ボス部３５ａ、３７ａは、デフケース３の凹部１７ｃ、２５ｅに回転自在に支持され、シール収容凹部１７ｄ、２５ｆの内周を閉止している。

サイドギヤ５の背面は、径方向に沿った平坦面で形成されている。サイドギヤ５のボス部３９ａがデフケース３の凹部１７ｃに支持された状態でデフケース３の本体端壁部１７のサイドギヤ摺動面１７ｆにサイドギヤ７の背面が対向する。

サイドギヤ７の背面は、凹形状に形成され、コーン形状の凹面を備えている。サイドギヤ７のボス部３７ａがデフケース３の凹部２５ｅに支持された状態でデフケース３の蓋体端壁部２５のサイドギヤ摺動面２５ｄにサイドギヤ７のコーン形状の凹面が対向している。

シール収容凹部１７ｄ、２５ｆには、シールとしてＸリング２０ａがシール座２０ｂと共に収容され、前記第１の封止部Ｐ１を構成している。Ｘリング２０ａは、高温、高圧に耐えるシールとして構成されている。但し、他の一般的なＯリング等のシールを適用することもできる。この第１の封止部Ｐ１は、デフケース３とサイドギヤ５、７との間に配置されデフケース３内外を密封する。

サイドギヤ５、７のギヤ本体部３５、３７には、内周に結合孔３５ｂ、３７ｂが貫通して備えられている。結合孔３５ｂ、３７ｂは、アクスルシャフトを挿入結合させるものであり、この結合孔３５ｂ、３７ｂにはインナースプラインが形成されている。ギヤ本体部３５、３７の軸方向対向側の内周部には、取付凹部３５ｃ、取付突部３７ｃが形成されている。

取付凹部３５ｃには、第２の封止部Ｐ２を構成するキャップ４０、４６が取り付けられている。キャップ４０、４６は、ギヤ本体部３５、３７の軸方向対向側内端に位置し、ギヤ本体部３５、３７内周の結合孔３５ｂ、３７ｂの内端部を閉止して袋構造にするものである。

つまり、第２の封止部Ｐ２は、別体のアクスルシャフトに対して前記サイドギヤ５、７側の構成となっている。

第１、第２の封止部Ｐ２により、デフケース３内が密封され、この密封された空間内に潤滑油が封入されている。この潤滑油は、専用のＬＳＤオイルを採用することができ、ＣＶＴオイルやＡＴＦなどと異なり、後述の摩擦クラッチの締結に際しスティックスリップ等を起こし難い。

ギヤ本体部３５、３７の外周には、係合部材４３、４５が精密鍛造等で一体に設けられている。係合部材４３、４５は、ギヤ本体部３５、３７からピニオンギヤ９の外周面に渡って突出する形状となっている。

係合部材４３、４５の内周面は、ピニオンギヤ９の外周面との間に隙間を有している。係合部材４３、４５軸方向内端部には、摩擦板係合用の係合部が形成されている。係合部材４３、４５の軸方向外端部は、デフケースの逃げ面１７ｂ、２５ｂに軸方向に対向している。

なお、サイドギヤ５、７には、前記デフケース３のボス部１９、２７を貫通して結合孔３５ｂ、３７ｂに挿入される一対のアクスルシャフトがスプライン結合される。

前記ピニオンギヤ９は、４個備えられた４ピニオンタイプであり、十字型のピニオンシャフト４７に回転自在に支持されている。各ピニオンギヤ９は、前記各サイドギヤ５、７に噛み合っている。この噛合いにより差動ギヤが構成され、デフケース３及び各サイドギヤ５、７間のトルク伝達を可能にすると共に、各サイドギヤ５、７間の相対回転を許容する。

ピニオンシャフト４７は、一体のスパイダー状ではなく、二本のシャフト部材４８、５０を十字に組み合わせて構成されている。各部材の中間部４８ａ、５０ａが薄板状に形成されて交差し、十字をなしている。ピニオンシャフト４７に十字の先端側として４箇所のギヤ支持軸部４７ａが形成され、各ピニオンギヤ９が遊嵌状態で嵌合支持されている。４箇所のギヤ支持軸部４７ａには、軽量化のための有底の軸穴４７ａａが形成されている。

なお、実施例２でも説明するが、何れかのギヤ支持軸部４７ａの軸穴４７ａａをオイル交換のための貫通穴として形成することもできる。ピニオンシャフト４７は、４ピニオンタイプの仕様であるが、２ピニオンタイプの構成にすることもできる。他の実施例においても同様である。

十字に組まれたピニオンシャフト４７の中間部４８ａ、５０ａには、サイドギヤ７側に対向する十字の凹部４７ｂが形成されている。凹部４７ｂに、キャップ４６が遊嵌している。凹部４７ｂの軸方向反対側でピニオンシャフト４７の中間部４８ａ、５０ａは、略フラットに組まれ、キャップ４０に対向している。

前記各サイドギヤ５、７と前記デフケース３との間には、摩擦部材として多板の摩擦クラッチ４９、５１が締結受け面１７ａ、２５ａの軸方向に隣接配置されている。摩擦クラッチ４９と締結受け面１７ａとの間には、受圧リング５２が介設され、摩擦クラッチ５１は締結受け面２５ａに直接対向している。

この摩擦クラッチ４９、５１は、サイドギヤ５、７間の差動回転をその締結力に応じて制限する。

摩擦クラッチ４９、５１のインナープレートは、前記係合部材４３、４５の摩擦板係合用の係合部に回転方向に係合し、回転軸心に沿った方向へ移動可能となっている。摩擦クラッチ４９、５１のアウタープレートは、ピン５３に回転方向に係合し、デフケース３の回転軸芯に沿った方向へ移動可能となっている。摩擦クラッチ４９、５１は、ピン５３に係合することによってデフケース３に係合した構成となっている。

かかる構造により、摩擦部材である摩擦クラッチ４９、５１は、サイドギヤ５、７及びピニオンギヤ９の噛合い部よりも外周側に配置された構成となる。

ピン５３は、ピン挿通溝２９に嵌合している。ピン５３の一端は、受圧リング５２の外周により径方向の支持が行なわれ、ピン５３の他端は、蓋体端壁部２５の突状部２５ｃの外周により径方向の支持が行なわれている。

前記摩擦クラッチ４９、５１に軸方向に隣接して、押圧部材としてのプレッシャーリング５５、５７が設けられている。プレッシャーリング５５、５７は、デフケース３及びピニオンシャフト４７に係合し前記デフケース３の回転を前記ピニオンギヤ９の公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材である摩擦クラッチ４９、５１に締結力を与えるものである。

つまり、摩擦クラッチ４９、５１は、プレッシャーリング５５、５７の移動により締結受け面１７ａ、２５ａとの間で締結可能となっている。

プレッシャーリング５５、５７は、外周面の半円状の複数の凹部が前記ピン５３に回転方向にそれぞれ係合し、回転軸心に沿った方向へ移動可能となっている。プレッシャーリング５５、５７は、ピン５３に係合することによって、デフケース３に係合した構成となっている。

各プレッシャーリング５５、５７には、ピニオンシャフト４７への対向側にカム面が設けられている。カム面は、例えば山形凹状に形成され、ピニオンシャフト４７の外周面に係合する構成となっている。

プレッシャーリング５５、５７には、内周に球面部が設けられ、ピニオンギヤ９の背面を支持している。

前記プレッシャーリング５５、５７の対向面間には、コイルスプリング６３が支持されている。

コイルスプリング６３は、前記プレッシャーリング５５、５７の対向面に弾接し、プレッシャーリング５５、５７を介し摩擦クラッチ４９、５１にプリロードを付与している。

［空間部］
本発明実施例では、特に前記デフケース３内の密封に加え、前記デフケース３の内周面に、潤滑油を溜め得る空間部５９ａ、５９ｂ形成し、空間部５９ａ、５９ｂを、前記摩擦部材である摩擦クラッチ４９、５１の外周側に配置した。

前記のように、摩擦クラッチ４９、５１は、一対のサイドギヤ５、７に各別に配置され、空間部５９ａ、５９ｂは、共に各別に配置された摩擦クラッチ４９、５１に渡るように形成されている。

つまり、図１のように、空間部５９ａは、デフケース３の本体周壁部１４の内周面に軸方向に渡って形成され、摩擦クラッチ４９、５１の外周部を空間部５９ａにより軸方向に結合し、各別に配置された摩擦クラッチ４９、５１に渡る構成となっている。空間部５９ｂも同様である。

なお、摩擦クラッチ４９、５１は、何れか一方のみの構成にすることもでき、かかる構造では、空間部５９ａ、５９ｂを軸方向で短く形成することもできる。摩擦クラッチ４９、５１を何れか一方のみの構成とした場合でも、図１と同様に両サイドギヤ５、７に渡る長さの空間部にすることもできる。

空間部５９ａ、５９ｂにおいて、本体周壁部１４の内周面に軸方向に傾斜するガイド面を形成することもできる。図１の形態では、ギヤ支持軸部４７ａ側から両摩擦クラッチ４９、５１側へ向かい漸次外周側へ傾斜するガイド面、或いは逆方向へ傾斜するガイド面とすることができる。

摩擦クラッチ４９、５１を何れか一方のみの構成とする場合は、空間部５９ａ、５９ｂの軸方向一端側から摩擦クラッチ４９又は摩擦クラッチ５１側へ向かい漸次外側へ傾斜するガイド面、或いは逆方向へ傾斜するガイド面とすることができる。

かかるガイド面により遠心力で潤滑油と共に磨耗粉がガイドされ、磨耗粉を集めることができる。

空間部５９ａ、５９ｂは、デフケース３の本体周壁部１４の内周面の周方向では、一定間隔で複数配置されている。本実施例では、４５度配置で合計８箇所に備えられている。４箇所の空間部５９ａは、ピニオンシャフト４７のギヤ支持軸部４７ａに径方向に対向して配置され、周方向では相対的に幅が広く形成されている。残りの４箇所の空間部５９ｂは、空間部５９ａの間に配置され、周方向では相対的に幅が狭く形成されている。但し、空間部５９ａ、５９ｂ共に同じ周方向幅に形成することもできる。

空間部５９ａ、５９ｂは、図２の断面で扁平のかまぼこ状で内径側が広口に形成され、内部に永久磁石６１を備えている。空間部５９ａ、５９ｂの周方向両側は湾曲面に形成され、内定部に至っている。

永久磁石６１は、磨耗粉を吸着させるものである。相対的に幅の広い空間部５９ａには、永久磁石６１が周方向に２個並べて配置されている。相対的に幅の狭い空間部５９ｂには、永久磁石６１が周方向で１個配置されている。空間部５９ａ、５９ｂの永久磁石６１は、軸方向では４個備えられている。但し、永久磁石６１の個数は自由である。

永久磁石６１の厚み寸法は、空間部５９ａ、５９ｂの深さ寸法よりも若干小さく形成されている。このため、永久磁石６１は、空間部５９ａ、５９ｂ内に収容される。

［作用］
デファレンシャル装置１は、デフケース３の軸受支持部１９ａ、２７ａがＡ／Ｔ内にベアリングを介して回転自在に支持され、本体フランジ部１５及び蓋体フランジ部２３からなるフランジ部に取り付けられたリングギヤが、ドライブピニオンギヤに噛合っている。

アクスルシャフトは、左右のボス部２７、１９からサイドギヤ４１、３９の結合孔３５ｂ、３７ｂに挿入され、スプライン結合される。

ドライブピニオンギヤからリングギヤを介し、トルクが入力されると、デフケース３が回転する。デフケース３の回転によって、ピン５３に係合するプレッシャーリング５５、５７にトルクが伝達され、カム面を介して、ピニオンシャフト４７にトルク伝達が行われる。このトルク伝達によって、ピニオンギヤ９及びサイドギヤ５、７がデフケース３共に一体に回転する。サイドギヤ５、７からは、左右のアクスルシャフトを介してトルク伝達が行われ、左右の車輪が回転駆動される。

アクスルシャフトとボス部１９、２７、結合孔３５ｂ、３７ｂ間の潤滑は、Ａ／Ｔ内の潤滑油により行われる。この潤滑油は、螺旋溝１９ｂ、２７ｂ、貫通孔１７ｅ、２５ｇから供給され、デフケース３内部の潤滑油とは区別されている。

前記プレッシャーリング５５、５７のカム面が、ピニオンシャフト４７に回転方向に当接すると、カム作用によって、プレッシャーリング５５、５７が摩擦クラッチ４９、５１側へ移動する。この移動によって、プレッシャーリング５５、５７と締結受け面１７ａ、２５ａとの間で摩擦クラッチ４９、５１が締結される。

この場合、デフケース３からプレッシャーリング５５、５７へ伝達されるトルクの増大に応じて、プレッシャーリング５５、５７のカム面のカム力が増大するため、摩擦クラッチ４９、５１がトルクに応じて締結力を強める。この摩擦クラッチ４９、５１の締結力によって、係合部材４３、４５とデフケース３とが摩擦係合し、サイドギヤ５、７間の差動制限が行われる。この差動制限力は、前記のように、トルクの増大に応じて増大する。

同時にサイドギヤ５、７がピニオンギヤ９との間の噛合い反力で軸方向に移動すると一方でサイドギヤ５の平坦な背面がサイドギヤ摺動面１７ｆに圧接して摺動し、他方でサイドギヤ７の背面のコーン形状の凹面がコーン形状のサイドギヤ摺動面２５ｄに圧接して摺動する。

これら摩擦クラッチ４９、５１の摩擦力と、サイドギヤ５、７及びデフケース３との直接摺動とが協動し、差動制限力を確実に得ることができる。

左右の車輪へは、トルク増大に応じた差動制限を行いながらトルク伝達が行われることになる。

また、コイルスプリング６３の付勢力によって、プレッシャーリング５５、５７を介し、摩擦クラッチ４９、５１にプリロードが与えられているため、当初から差動制限力を得ながらトルク伝達を行うことができる。

左右の車輪の差動回転時には、ピニオンギヤ９がピニオンシャフト４７のギヤ支持軸部４７ａを中心に自転する。この自転によりサイドギヤ５、７間の差動回転を許容することができ、該差動回転を摩擦クラッチ４９、５１のプリロード及びトルクに応じた摩擦力によって制限することができる。

従って、コーナリング走行時等に確実な差動制限力により、安定したコーナリング走行等を可能とする。

かかる差動制限に際し、摩擦摺動する各部から磨耗粉が発生する。特に摩擦クラッチ４９、５１から発生する磨耗粉が主体となり、この磨耗粉は摩擦クラッチ４９、５１の外周側の空間部５９ａ、５９ｂに遠心力で集まる。

空間部５９ａ、５９ｂに集まった磨耗粉は、永久磁石６１等により保持され、デフケース３内部の差動歯車、摩擦クラッチ４９、５１等の各機能部への影響を抑制することができる。

しかも、空間部５９ａ、５９ｂは、オイル溜まりとなり、摩擦クラッチ４９、５１等への潤滑油量を増加させることができ、耐久性が向上し、信頼性が高まる。

［実施例の効果］
本発明実施例は、トルクの入力又は出力を行うデフケース３と、前記デフケース３内に回転自在に支持され別体で挿入結合されるアクスルシャフトを介してトルクの出力を行う一対のサイドギヤ５、７と、前記デフケース３内でピニオンシャフト４７により回転自在に支持され前記各サイドギヤ５、７に噛合うピニオンギヤ９と、前記デフケース３と前記サイドギヤ５、７との間に配置され前記一対のサイドギヤ５、７の差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦クラッチ４９、５１と、前記デフケース３及びピニオンシャフト４７に係合し前記デフケース３の回転を前記ピニオンギヤ９の公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦クラッチ４９、５１に締結力を与えるプレッシャーリング５５、５７と、前記デフケース３と前記サイドギヤ５、７との間に配置されデフケース３内外を密封する第１の封止部Ｐ１のＸリング２０ａと、前記別体のアクスルシャフトに対する前記サイドギヤ５、７の第２の封止部Ｐ２のキャップ４０、４６とを備えている。

従って、第１、第２の封止部Ｐ２により、デフケース３内が密封され、この密封された空間内に専用のＬＳＤオイルを封入することができる。専用のＬＳＤオイルは、ＣＶＴオイルやＡＴＦなどと異なり、摩擦クラッチ４９、５１の締結に際しスティックスリップ等を起こし難くすることができる。

また、コーナリング走行時には差動回転が許容され、摩擦クラッチ４９、５１等によるＬＳＤ機能が発揮され、差動制限により安定したコーナリング走行等を可能とする。

しかも、前記摩擦クラッチ４９、５１は、前記サイドギヤ５、７及びピニオンギヤ９の噛合い部よりも外周側に配置され、前記デフケース３の内周面に、潤滑油を溜め得る空間部５９ａ、５９ｂを形成し、前記空間部５９ａ、５９ｂを、前記摩擦クラッチ４９、５１の外周側に配置した。

差動制限に際しては、摩擦摺動する各部から磨耗粉が発生する。特に摩擦クラッチ４９、５１から発生する磨耗粉が主体となる。なお、磨耗粉としてはピニオンギヤ９とサイドギヤ５、７との間の噛合い部、サイドギヤ５、７とデフケース３との間の摺動部からも発生する。

この磨耗粉は摩擦クラッチ４９、５１の外周側の空間部５９ａ、５９ｂに遠心力で集まる。空間部５９ａ、５９ｂに集まった磨耗粉は、永久磁石６１により保持され、デフケース３内部の差動歯車、摩擦クラッチ４９、５１等の各機能部への影響を抑制することができる。

ＬＳＤの摩擦部への磨耗粉の影響を抑制できるから、ジャダー音の発生を抑制できる。

磨耗粉は、デフケース３外へ排出されないから、トランスミッション油圧制御部への影響を防止することができる。

しかも、空間部５９は、オイル溜まりとなり、摩擦クラッチ４９、５１等への潤滑油量を増加させることができ、耐久性が向上し、信頼性が高まる。

空間部５９が一対の摩擦クラッチ４９、５１間に渡っているため、空間部５９が広く、十分なオイル溜まりを形成することができ、空間部５９に溜まった潤滑油で両摩擦クラッチ４９、５１を十分に潤滑することができる。

前記サイドギヤ５、７の第２の封止部Ｐ２は、結合孔３５ｂ、３７ｂの軸方向内端部を閉止するキャップ４０、４６である。

このため、アクスルシャフトを挿入結合する前にサイドギヤ５、７の結合孔３５ｂ、３７ｂを袋状態とし、Ｘリング２０ａと相俟ってデフケース３内を独立して密封構造にすることができる。

従って、ＬＳＤオイルをデファレンシャル装置１単体で封入することができ、取り扱いが容易である。

前記空間部５９ａ、５９ｂに、永久磁石６１を備えた。

このため、摩擦クラッチ４９、５１の外周側の空間部５９に遠心力で集まった磨耗粉は、永久磁石６１により保持され、デフケース３内部の差動歯車、摩擦クラッチ４９、５１等の各機能部への影響を抑制することができる。

図３、図４は、本発明の実施例２に係るデファレンシャル装置である。図３は、デファレンシャル装置の図４のＩＩＩ－ＩＩＩ線矢視断面図である。図４は、デファレンシャル装置の図３のＩＶ－ＩＶ線矢視断面図である。

なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

本実施例２のデファレンシャル装置１は、内部のオイル交換を容易にする構造とした。

図３、図４のように、本実施例２のデファレンシャル装置１では、キャップ４０が開口部６５を備えている。開口部６５は、結合孔３５ａをデフケース３の内部に連通させるものである。開口部６５に、着脱自在なプラグ６７を備えている。

キャップ４０は、内端側が軸方向に肉厚に形成され、軸心部に前記開口部６５が段付き状に形勢されている。開口部６５には雌ねじ部が形成され、プラグ６７が雌ねじ部により開口部６５に着脱自在に螺合結合されている。

ピニオンシャフト４７は、スパイダー状に形成され、リング部４７ｃに各ギヤ支持軸部４７ａが圧入などの嵌合により固定されている。ギヤ支持軸部４７ａの一つには、空間部５９ａとデフケース３内中心側であるリング部４７ｃ内周側に連通させる貫通孔４７ａｂを備えた。

貫通孔４７ａｂを備えたギヤ支持軸部４７ａは、他のギヤ支持軸部４７ａよりも相対的に長く形成され、端部が空間部５９ａ内に位置している。この端部が位置している空間部５９ａ内では、磁石は配置しないか、デフケース３の軸方向でギヤ支持軸部４７ａの両側に配置する。

リング部４７ｃは、キャップ４０、４６の外周面に嵌合し、サイドギヤ５、７の軸方向内端側を相対回転自在に支持している。リング部４７ｃの軸方向端面は、サイドギヤ５、７の前面に近接して対向している。

リング部４７ｃの内周には、キャップ４０、４６に対して軸方向複数の周溝４７ｃａが形成されている。周溝４７ｃａは、キャップ４０、４６に対してラビリンスパッキンを形成する。

従って、本実施例２において、第２の封止部Ｐ２は、複数の周溝４７ｃａを備えたリング部４７ｃ、キャップ４０、４６、プラグ６７が構成する。

その他、実施例１と略同様の構成である。

本実施例２においても、Ｘリング２０ａなどによる第１の封止部Ｐ１と複数の周溝４７ｃａなどによる第２の封止部Ｐ２とにより、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施例２では、デフケース３内に封入されたＬＳＤオイルが劣化したとき、次の手順でオイル交換を容易に行わせることができる。

デファレンシャル装置１は、貫通孔４７ａｂが下方となる様に回転位置を調節する。

デファレンシャル装置１のサイドギヤ５側において結合孔３５ｂからアクスルシャフトを引き抜く。

キャップ４０のプラグ６７を螺子戻して取外し、ボス部１９に吸引ポンプを接続する。

吸引ポンプの稼動によりデフケース３の密封された内部に対し外部となるボス部１９側に負圧が発生する。この負圧によりデフケース３の密封された内部の空気圧との間に圧力差が生じる。この圧力差により、デフケース３内の劣化したＬＳＤオイルが貫通孔４７ａｂに吸い込まれ、キャップ４０、４６間から開口部６５を介して結合孔３５ｂ側に至り、吸引ポンプ側に吸い出される。

このとき、周溝４７ｃａによるラビリンスパッキンの作用によりデフケース３内を封止するから、貫通孔４７ａｂ側からデフケース３内のＬＳＤオイルを円滑に吸いだすことができる。

ギヤ支持軸部４７ａの貫通孔４７ａｂは、最下部に位置する空間部５９ａの底部に臨んでいるから、デフケース３内の劣化したＬＳＤオイルの残量を極力少なくすることができる。

新しいＬＳＤオイルの注入に際しては、貫通孔４７ａｂが上方となる様にデファレンシャル装置１の回転位置を調節する。

ボス部１９に切り換え弁を介して吸引ポンプ及び給油タンクを接続する。

吸引ポンプの稼動によりデフケース３内を吸引して負圧にする。

このとき、周溝４７ｃａによるラビリンスパッキンの作用によりデフケース３内を封止するから、貫通孔４７ａｂ側からデフケース３内の空気を円滑に吸いだすことができる。

切り換え弁を切り換えると、デフケース３内の負圧により給油タンクから新しいＬＳＤオイルがデフケース３内に吸引される。

ボス部１９から吸引ポンプ及び給油タンクを離脱させ、結合孔３５にプラグ６７を螺合結合してデフケース３を密封する。

ボス部１９からアクスルシャフトを挿入し、結合孔３５ｂにスプライン結合してＬＳＤオイルの交換が終了する。

従って、本実施例２では、デファレンシャル装置１のＬＳＤオイルの交換作業を極めて容易に行わせることができる。

図５は、実施例３に係るデファレンシャル装置の第１、第２の封止部を示す要部断面図である。

なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

図５のように、本実施例３のデファレンシャファ装置では、第２の封止部Ｐ２をサイドギヤ５、７とピニオンシャフト４７との間に配置した。

本実施例３では、実施例１の図１で採用したキャップ４０、４６は省略されている。

ピニオンシャフト４７は、一体のスパイダー状に形成され、ボス部４７ｄがサイドギヤ５、７の内側ボス部３５ｄ、３７ｄに相対回転自在に嵌合している。ボス部４７ｄの内周には、シール収容凹部が形成され、シール６９が収容されている。

従って、本実施例３の第２の封止部Ｐ２は、ピニオンシャフト４７のシール収容凹部を備えたボス部４７ｄ、サイドギヤ５、７の内側ボス部３５ｄ、３７ｄ、及びシール６９が構成している。

その他、実施例１と略同様の構成である。

本実施例３においても、Ｘリング２０ａなどによる第１の封止部Ｐ１とシール６９などによる第２の封止部Ｐ２とにより、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施例３では、構造を簡単にすることができる。

図６は、実施例４に係るデファレンシャル装置の第１、第２の封止部を示す要部断面図である。

図６のように、本実施例４のデファレンシャファ装置では、第２の封止部Ｐ２をサイドギヤ５、７相互間に配置した。

本実施例４では、実施例１の図１で採用したキャップ４０、４６は省略されている。

ピニオンシャフト４７は、一体のスパイダー状に形成され、ボス部４７ｄがサイドギヤ５、７の内側ボス部３５ｄ、３７ｄに相対回転自在に嵌合している。内側ボス部３７ｄの内周には、シール収容凹部が形成され、シール６９が収容されている。シール６９は、Ｏリング、Ｘリングなどを採用することができる。シール６９は、内側ボス部３５ｄ外周面に密接している。

従って、本実施例４の第２の封止部Ｐ２は、サイドギヤ７のシール収容凹部を備えた内側ボス部３７ｄ、サイドギヤ５の内側ボス部３５ｃ、及びシール６９が構成している。

その他、実施例１と略同様の構成である。

本実施例３においても、Ｘリング２０ａなどによる第１の封止部Ｐ１とシール６９などによる第２の封止部Ｐ２とにより、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施例３では、構造を簡単にすることができる。

図７は、実施例５に係るデファレンシャル装置に係り、シャフトが一体のサイドギヤの封止部を示す要部断面図である。

なお、基本的な構成は実施例１と同様であり、同一又は対応する部分には同符号を付し、重複した説明は省略する。

図７のように、本実施例５のデファレンシャファ装置では、封止部Ｐをサイドギヤ７と一体のシャフト７１とこのシャフト７１が貫通するデフケースのボス部との間に配置した。他方のサイドギヤとデフケースとの間にも同様の封止部を備えている。

封止部Ｐは、Ｘリング等のシール７等で構成され、デフケース側のボス部のシール収容凹部に収容され、シャフト７１に密接している。

従って、封止部Ｐは、デフケース側のシール収容凹部を備えたボス部とＸリング等のシール７３が構成する。サイドギヤ５側も同様である。

その他、実施例１と略同様の構成である。

本実施例５においても、Ｘリングなどの封止部Ｐによりデフケース内を密閉し、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施例５では、構造を簡単にすることができる。

１ デファレンシャル装置
３ デフケース
５、７ サイドギヤ
９ ピニオンギヤ
２０ａ Ｘリング（シール）
３５、３７ ギヤ本体部
３９、４１ ギヤ部
４９、５１ 摩擦クラッチ（摩擦部材）
５５、５７ プレッシャーリング（押圧部材）
５９ａ、５９ｂ 空間部
６１ 永久磁石
６９、７３ シール
Ｐ 封止部
Ｐ１ 第１の封止部
Ｐ２ 第２の封止部

Claims (6)

1. トルクの入力又は出力を行うデフケースと、
   前記デフケース内に回転自在に支持され挿入結合されるシャフトを介してトルクの出力又は入力を行う一対のサイドギヤと、
   前記デフケース内でピニオンシャフトにより回転自在に支持され前記各サイドギヤに噛合うピニオンギヤと、
   前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置され前記一対のサイドギヤの差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦部材と、
   前記デフケース及びピニオンシャフトに係合し前記デフケースの回転を前記ピニオンギヤの公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材に締結力を与える押圧部材と、
   前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置されデフケース内外を密封する第１の封止部と、
   前記別体のシャフトに対する前記サイドギヤの第２の封止部又は前記サイドギヤ及びピニオンシャフト間の第２の封止部又は前記サイドギヤ間の第２の封止部と、を備え、
   前記摩擦部材は、前記サイドギヤ及びピニオンギヤの噛合い部よりも外周側に配置され、
   前記押圧部材及び摩擦部材は、前記デフケースの内周面よりも内径側で前記デフケースに形成され軸方向に対向する締結受け面間に配置され、
   前記デフケースの内周面に、前記押圧部材が回転方向に係合して軸方向に移動可能に係合する軸方向に沿った係合部を回転方向で複数形成し、
   前記前記デフケースの内周面に、前記係合部の回転方向間で潤滑油を溜め得る空間部を形成した、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
2. 請求項１記載のデファレンシャル装置であって、
   前記摩擦部材は、前記一対のサイドギヤに各別に配置され、
   前記空間部は、前記各別に配置された摩擦部材に渡る、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
3. 請求項１又は２記載のデファレンシャル装置であって、
   前記サイドギヤは、前記別体のシャフトを挿入結合させる結合孔を貫通して備え、
   前記サイドギヤの第２の封止部は、前記結合孔の内端部を閉止するキャップである、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
4. 請求項３記載のデファレンシャル装置であって、
   前記キャップは、前記結合孔を前記デフケースの内部に連通させる開口部を備え、
   前記開口部に、着脱自在なプラグを備え、
   前記ピニオンシャフトに、前記空間部とデフケース内中心側とを連通させる貫通孔を備えた、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
5. トルクの入力又は出力を行うデフケースと、
   前記デフケース内に回転自在に支持され一体のシャフトを介してトルクの出力又は入力を行う一対のサイドギヤと、
   前記デフケース内でピニオンシャフトにより回転自在に支持され前記各サイドギヤに噛合うピニオンギヤと、
   前記デフケースと前記サイドギヤとの間に配置され前記一対のサイドギヤの差動回転を締結力に応じて制限するための摩擦部材と、
   前記デフケース及びピニオンシャフトに係合し前記デフケースの回転を前記ピニオンギヤの公転としてトルク伝達を可能にすると共に前記トルク伝達に応じて移動し前記摩擦部材に締結力を与える押圧部材と、
   前記デフケースと前記一体のシャフトとの間の封止部と、を備え、
   前記摩擦部材は、前記サイドギヤ及びピニオンギヤの噛合い部よりも外周側に配置され、
   前記押圧部材及び摩擦部材は、前記デフケースの内周面よりも内径側で前記デフケースに形成され軸方向に対向する締結受け面間に配置され、
   前記デフケースの内周面に、前記押圧部材が回転方向に係合して軸方向に移動可能に係合する軸方向に沿った係合部を回転方向で複数形成し、
   前記前記デフケースの内周面に、前記係合部の回転方向間で潤滑油を溜め得る空間部を形成した、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。
6. 請求項１～５の何れか1項記載のデファレンシャル装置であって、
   前記空間部に、永久磁石を備えた、
   ことを特徴とするデファレンシャル装置。

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