JP2019002533A - 差動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の大型化や重量の増大を抑えながら、デフケースと差動歯車機構との間の駆動力の伝達を遮断可能に構成された差動装置を提供する。【解決手段】差動装置１は、被噛み合い部２２３が形成されたデフケースと、被噛み合い部２２３に噛み合う噛み合い部５２を有する筒状のスライド部材５と、スライド部材５の内側に配置された差動歯車機構３と、差動歯車機構３のピニオンギヤ３１を軸支するピニオンギヤシャフト４と、スライド部材５を軸方向に移動させるアクチュエータ６とを備える。スライド部材５は、円筒部５１の軸方向一側に噛み合い部５２が形成されると共に、円筒部５１の軸方向に延びる長孔５１０が噛み合い部５２とは反対側の軸方向他側に開放して形成され、ピニオンギヤシャフト４は、長孔５１０に嵌合してスライド部材５に支持されている。長孔５１０が開口する円筒部５１の端部に、スライド部材５の変形を抑制する補強リング８を取り付ける。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば四輪駆動車に搭載され、入力された駆動力を一対の出力部材から差動を許容して出力することが可能な差動装置に関する。

従来、入力された駆動力を一対の出力部材から差動を許容して出力する差動装置が、例えば車両のディファレンシャル装置として用いられている。この種の差動装置には、入力された駆動力の出力部材への伝達を遮断可能なものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の差動装置は、軸状のジャーナルに支持された２つの差動歯車及び２つのサイドシャフト歯車を有する差動機構と、差動機構を収容するデフケース（ハウジング）と、デフケースと差動機構との間に配置された環状のキャリヤエレメントと、キャリヤエレメントに固定された第２のクラッチ部と、第２のクラッチ部に噛み合い可能な第１のクラッチ部と、第１のクラッチ部を第２のクラッチ部に対して軸方向に移動させるアクチュエータとを有している。デフケースには、溶接やボルト締結によって外周面に固定された駆動歯車から駆動力が入力される。キャリヤエレメントには、２つのボアが設けられ、このボアにジャーナルが挿入され、かつ固定ピンによって固定されている。

第１のクラッチ部は、環状部と、環状部から軸方向に突出した複数の軸方向突出部とを有し、軸方向突出部の先端には第２のクラッチ部に噛み合う歯付リングセグメントが設けられている。第１のクラッチ部の環状部はデフケースの外側に配置され、軸方向突出部はデフケースの側壁に形成された軸方向孔に挿通されている。これにより、第１のクラッチ部は、デフケースに対して軸方向に相対移動可能かつ相対回転不能に連結されている。

アクチュエータの作動によって第１のクラッチ部が第２のクラッチ部側に軸方向移動すると、軸方向突出部の歯付リングセグメントが第２のクラッチ部に噛み合い、キャリヤエレメントがデフケースと一体に回転する。これにより、駆動歯車からデフケースに入力された駆動力が、第１のクラッチ部、第２のクラッチ部、及びキャリヤエレメントを介して差動歯車に伝達される。

一方、アクチュエータが非作動状態となると、戻しバネによって第１のクラッチ部が第２のクラッチ部から離間してこれらの噛み合いが解除され、キャリヤエレメントがデフケースに対して相対回転可能となる。これにより、デフケースから差動機構への駆動力の伝達が遮断される。

特開２０１５−８７０１５号公報

特許文献１に記載の差動装置では、デフケースに入力された駆動力がその側壁を介して第１のクラッチ部の軸方向突出部に伝達される。しかし、第１のクラッチ部の強度を確保するためには軸方向突出部を大きくしなければならず、このため側壁に形成される軸方向突出部を挿通させるための複数の軸方向孔が大きくなってしまい、構造的に強度の確保が困難である。つまり、側壁の強度を確保して十分な駆動力を第１のクラッチ部に伝達するためには、デフケースの肉厚を厚くしなければならず、装置の大型化や重量の増大を招来してしまう。

そこで、本発明者らは、デフケース内に軸方向移動可能にスライド部材を配置し、このスライド部材とデフケースとを噛み合わせることを考えた。この場合、スライド部材の内側に複数のピニオンギヤ及びサイドギヤからなる差動歯車機構を配置し、ピニオンギヤを支持するピニオンギヤシャフトをスライド部材に対してデフケースの軸方向に相対移動可能に支持する必要がある。このピニオンギヤシャフトの支持構造として、本発明者らは当初、スライド部材に軸方向に延びる長孔を形成し、スライド部材の軸方向一側の端部から長孔にピニオンギヤシャフトの端部を嵌合させることを考えたが、このような構造では、スライド部材からピニオンギヤシャフトに伝達される駆動力（トルク）によってスライド部材が変形するおそれがあった。なお、この変形を抑制するためにスライド部材の肉厚を厚くした場合には、装置の大型化や重量の増大を招来してしまう。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の大型化や重量の増大を抑えながら、デフケースと差動歯車機構との間の駆動力の伝達を遮断可能に構成された差動装置を提供することにある。

本発明は、上記の目的を達成するため、内面に複数のドグ歯からなる被噛み合い部が形成されたデフケースと、前記デフケースの回転軸線と平行な軸方向に沿って前記デフケース内で移動可能に配置され、前記被噛み合い部に噛み合う複数のドグ歯からなる噛み合い部を有する筒状のスライド部材と、前記スライド部材の内側に配置され、ギヤ軸を直交させて噛み合う複数のピニオンギヤ及びサイドギヤからなる差動歯車機構と、前記複数のピニオンギヤを軸支するピニオンギヤシャフトと、前記噛み合い部が前記被噛み合い部に噛み合う第１位置と前記噛み合い部が前記被噛み合い部に噛み合わない第２位置との間で前記スライド部材を前記デフケースに対して軸方向移動させるアクチュエータとを備え、前記スライド部材は、円筒状に形成された円筒部の軸方向一側に前記噛み合い部が形成されると共に、前記円筒部の内外周面間を貫通して軸方向に延びる長孔が前記噛み合い部とは反対側の軸方向他側に開放して形成され、前記ピニオンギヤシャフトは、その端部が前記長孔に嵌合して前記スライド部材に支持され、前記スライド部材の前記軸方向他側における前記円筒部の端部に、前記スライド部材から前記ピニオンギヤシャフトに伝達されるトルクによる前記スライド部材の変形を抑制する補強部材が取り付けられた、差動装置を提供する。

本発明によれば、装置の大型化や重量の増大を抑えながら、差動装置のデフケースと差動歯車機構との間の駆動力の伝達を遮断可能に構成することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。 差動装置の分解斜視図である。 デフケースの第１ケース部材の内面を軸方向に見た平面図である。 デフケースの第２ケース部材を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、スライド部材及び補強リングを示す分解斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、スライド部材に補強リングが取り付けられた状態を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、アクチュエータの非作動時及び作動時における差動装置を示す部分断面図である。 スライド部材及びピニオンギヤシャフトのそれぞれの一部を軸方向から見た図である。 変形例に係る補強部材がスライド部材に取り付けられた状態を示す斜視図である。

［実施の形態］
本発明の実施の形態について、図１乃至図８を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。

（差動装置の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る差動装置の構成例を示す断面図である。図２は、差動装置の分解斜視図である。図３は、デフケースの第１ケース部材の内面を軸方向に見た平面図である。図４は、デフケースの第２ケース部材を示す斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）は、スライド部材及び補強リングを示す分解斜視図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、スライド部材に補強リングが取り付けられた状態を示す斜視図である。

この差動装置１は、車両のエンジン等の駆動源の駆動力を一対の出力軸に差動を許容して配分するために用いられる。より具体的には、本実施の形態に係る差動装置１は、駆動源の駆動力が常に伝達される左右一対の主駆動輪（例えば前輪）と、駆動源の駆動力が走行状態に応じて伝達される左右一対の補助駆動輪（例えば後輪）とを備えた四輪駆動車に搭載され、補助駆動輪の左右の車輪に駆動力を配分するディファレンシャル装置として用いられる。主駆動輪のみに駆動力が伝達される場合、車両が二輪駆動状態となり、主駆動輪及び補助駆動輪に駆動力が伝達される場合、車両が四輪駆動状態となる。

差動装置１は、四輪駆動状態において、入力された駆動力を補助駆動輪側の左右のドライブシャフトに配分する。また、差動装置１は、二輪駆動状態において、入力された駆動力の左右のドライブシャフトへの伝達を遮断する。

差動装置１は、車体に固定されたデフキャリヤ１０に一対の軸受１１，１２を介して回転可能に支持されたデフケース２と、複数のピニオンギヤ３１及びサイドギヤ３２からなる差動歯車機構３と、複数のピニオンギヤ３１を軸支するピニオンギヤシャフト４と、デフケース２内でピニオンギヤシャフト４を支持する筒状のスライド部材５と、スライド部材５をデフケース２の回転軸線Ｏに平行な軸方向に移動させるアクチュエータ６と、アクチュエータ６の移動力を受けてスライド部材５に伝達する押圧部材７と、スライド部材５を補強する補強部材としての補強リング８と、スライド部材５をアクチュエータ６による移動方向とは反対側に付勢するリターンスプリング９とを有している。

デフケース２の内部には、差動歯車機構３を潤滑する潤滑油（デフオイル）が導入される。差動歯車機構３は、スライド部材５の内側に配置されている。アクチュエータ６は、デフケース２の外部に配置されており、押圧部材７は、その一部がデフケース２に形成された貫通孔２１１ｃに挿通されている。この構成により、アクチュエータ６は、デフケース２の外部から押圧部材７を介してスライド部材５をデフケース２に対して軸方向に移動させる。

本実施の形態では、スライド部材５が２本のピニオンギヤシャフト４を支持しており、２本のピニオンギヤシャフト４にそれぞれ２つのピニオンギヤ３１が軸支されている。すなわち、本実施の形態では、４つのピニオンギヤ３１及びこれら４つのピニオンギヤ３１にギヤ軸を直交させて噛み合う一対のサイドギヤ３２によって差動歯車機構３が構成されている。なお、ピニオンギヤ３１及びサイドギヤ３２には、複数のギヤ歯が形成されているが、図２では、これらのギヤ歯の図示を省略している。

それぞれのピニオンギヤシャフト４は、図２に示すように、スライド部材５に支持される一対の被支持部４１と、ピニオンギヤ３１に挿通される一対のピニオンギヤ支持部４２と、一対のピニオンギヤ支持部４２を連結する連結部４３とを一体に有し、全体として軸状に形成されている。一対の被支持部４１は、ピニオンギヤシャフト４の両端部に設けられ、連結部４３はピニオンギヤシャフト４の軸方向の中央部に設けられている。一対のピニオンギヤ支持部４２は、一対の被支持部４１のそれぞれと連結部４３との間に設けられ、ピニオンギヤ３１を軸支する。

２本のピニオンギヤシャフト４は、その軸方向の中央部において互いに噛み合わされている。具体的には、一方のピニオンギヤシャフト４の長手方向の中央部に形成された凹部４０に他方のピニオンギヤシャフト４の連結部４３が嵌合し、かつ他方のピニオンギヤシャフト４の長手方向に中央部に形成された凹部４０に一方のピニオンギヤシャフト４の連結部４３が嵌合している。２本のピニオンギヤシャフト４は、デフケース２の回転軸線Ｏに沿って見た場合に、互いに直交している。

スライド部材５は、その中心軸線がデフケース２の回転軸線Ｏと一致する筒状であり、デフケース２に対して軸方向移動可能に配置されている。スライド部材５は、円筒状に形成された円筒部５１と、複数のドグ歯（噛み合い歯）５２ａからなる噛み合い部５２と、噛み合い部５２の径方向内方に設けられた内鍔部５３とを一体に有している。噛み合い部５２は、円筒部５１の軸方向一側に形成されており、複数のドグ歯５２ａが軸方向に突出している。円筒部５１には、その内外周面間を貫通して軸方向に延びる長孔５１０が、噛み合い部５２とは反対側の軸方向他側に開放して形成されている。

スライド部材５は、アクチュエータ６の移動力を受けて軸方向に移動することにより、噛み合い部５２が、デフケース２の被噛み合い部２２３（後述）と周方向に噛み合う。内鍔部５３は、その軸方向端面がリターンスプリング９に当接してリターンスプリング９の付勢力を受ける。アクチュエータ６は、噛み合い部５２が被噛み合い部２２３に噛み合う第１位置と、噛み合い部５２が被噛み合い部２２３に噛み合わない第２位置との間でスライド部材５をデフケース２に対して軸方向移動させる。スライド部材５の噛み合い部５２とデフケース２の被噛み合い部２２３とは、ドグ歯同士の噛み合いによって駆動力を伝達及び遮断可能なドグクラッチを構成する。

長孔５１０には、ピニオンギヤシャフト４の被支持部４１が嵌合する。ピニオンギヤシャフト４の被支持部４１がスライド部材５の長孔５１０に嵌合することにより、スライド部材５は、ピニオンギヤシャフト４に対して軸方向に相対移動可能である。本実施の形態では、２本のピニオンギヤシャフト４のそれぞれの両端部に設けられた被支持部４１がスライド部材５に支持されるため、円筒部５１には４つの長孔５１０が形成されている。

被支持部４１は、回転軸線Ｏに平行な方向に対して直交する方向の両端部が平面状に形成された二面幅形状であり、この二面幅形状の両平面４１ａが長孔５１０の内面５１０ａに向かい合う。スライド部材５の周方向における長孔５１０の幅は、両平面４１ａ間の距離よりも僅かに広く、回転軸線Ｏに平行な方向における被支持部４１の太さ（直径）よりも狭い。この構成により、ピニオンギヤシャフト４のスライド部材５に対する相対回転が規制されている。

スライド部材５をその外周側から見た場合に、長孔５１０の内面５１０ａは、Ｕ字状を呈している。スライド部材５における長孔５１０の加工は、例えば円柱状の軸部の外周面に複数の切削刃が形成された切削工具を軸部の軸芯を中心として回転させながら、この切削工具とスライド部材５とを、スライド部材５の軸方向に相対移動させる切削加工によって行うことができる。また、スライド部材５の外径よりも長い切削工具を用いることにより、スライド部材５の直径方向に並ぶ２つの長孔５１０を同時に加工することも可能である。

スライド部材５の円筒部５１の内周面５１ａとピニオンギヤ３１の背面３１ａとの間には、ワッシャ３３が配置されている。ワッシャ３３は、ピニオンギヤ３１の背面３１ａに対向する内面３３ａが部分球面状であり、スライド部材５の円筒部５１の内周面５１ａに対向する外面３３ｂが平面状である。また、ワッシャ３３は、その外径形状が回転軸線Ｏに平行な方向に長いトラック形状であり、スライド部材５の円筒部５１に形成された一対の突条５１１（図５参照）の間に配置されている。一対の突条５１１は、回転軸線Ｏと平行に延在しており、一対の突条５１１の間にワッシャ３３が配置されることによりワッシャ３３の回転が規制されている。

ピニオンギヤ３１がピニオンギヤシャフト４を中心として回転（自転）すると、ピニオンギヤ３１の背面３１ａがワッシャ３３の内面３３ａを摺動する。また、スライド部材５がピニオンギヤシャフト４に対して軸方向に移動すると、スライド部材５の円筒部５１の内周面５１ａがワッシャ３３の外面３３ｂを摺動する。円筒部５１の内周面５１ａは、ワッシャ３３の外面３３ｂを摺動する部分が平面状に形成されている。

押圧部材７は、デフケース２の外部に配置される円環部７１と、円環部７１からデフケース２の回転軸線Ｏと平行に延設された複数の突片７２とを有している。本実施の形態では、押圧部材７に４つの突片７２が設けられている。押圧部材７は、鋼板をプレス加工して形成され、突片７２の先端部（円環部７１側の基端部とは反対側の端部）が円環部７１の径方向の内側に屈曲されている。

アクチュエータ６は、コイル巻線６１１及びコイル巻線６１１をモールドするモールド樹脂部６１２を有する環状の電磁石６１と、コイル巻線６１１への通電によって発生する電磁石６１の磁束の磁路となるヨーク６２と、モールド樹脂部６１２に摺接してデフケース２の回転軸線Ｏ方向に案内されるアーマチャ６３とを有している。モールド樹脂部６１２は、回転軸線Ｏに沿う断面の形状が矩形状である。スライド部材５は、押圧部材７を介して伝達されるアクチュエータ６の移動力によって、噛み合い部５２が被噛み合い部２２３に噛み合わされる。

電磁石６１のコイル巻線６１１には、モールド樹脂部６１２に設けられたボス部６１２ｂ（図２参照）から導出された電線６１３を介して図略の制御装置から励磁電流が供給される。アクチュエータ６は、コイル巻線６１１に励磁電流が供給されることにより作動する。ヨーク６２は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、モールド樹脂部６１２の内周面を内側から覆う円筒部６２１と、円筒部６２１の軸方向の一端部から外方に突出してモールド樹脂部６１２の一方の軸方向端面を覆う鍔部６２２とを一体に有している。ヨーク６２の円筒部６２１の内径は、この円筒部６２１の内周面に対向する部分のデフケース２の外径よりも僅かに大きく形成されている。

ヨーク６２の円筒部６２１における鍔部６２２とは反対側の端部には、ヨーク６２に対して相対回転不能に係合する回り止め部材６４と、ヨーク６２に対して電磁石６１及び回り止め部材６４を抜け止めするストッパリング６５とが配置されている。回り止め部材６４は、オーステナイト系ステンレス等の非磁性金属からなり、ヨーク６２の円筒部６２１の外周に配置される環状部６４１と、周方向の２箇所において環状部６４１から軸方向に突出する一対の突起部６４２とを一体に有している。

回り止め部材６４は、一対の突起部６４２がデフキャリヤ１０に形成された凹部１００に係合してヨーク６２を回り止めし、かつヨーク６２の軸方向移動を規制している。また、回り止め部材６４の一対の突起部６４２は、アーマチャ６３に形成された軸方向の挿通孔６３２ａを挿通することで、ヨーク６２及びデフキャリヤ１０に対してアーマチャ６３を回り止めしている。それぞれの突起部６４２は、アーマチャ６３の挿通孔６３２ａに挿通された平板状の板部６４２ａと、挿通孔６３２ａよりもデフキャリヤ１０の凹部１００側に配置されてヨーク６２に対するアーマチャ６３の軸方向移動を規制する係止突起６４２ｂとを有している。本実施の形態では、係止突起６４２ｂが、板部６４２ａの一部を切り起こすことにより形成されている。

ストッパリング６５は、回り止め部材６４の環状部６４１を電磁石６１との間に挟む位置に配置され、例えば溶接によってヨーク６２の円筒部６２１に固定されている。ストッパリング６５及び回り止め部材６４の環状部６４１のそれぞれには、電磁石６１のモールド樹脂部６１２に設けられたボス部６１２ｂが嵌合する切り欠き６５ａ，６４１ａが形成されている。

アーマチャ６３は、低炭素鋼等の軟磁性金属からなり、電磁石６１の外周に配置される環状の外環部６３１と、外環部６３１の軸方向の一端部から内方に突出して形成された側板部６３２と、外環部６３１の軸方向の他端部から外方に突出して形成されたフランジ部６３３とを一体に有している。外環部６３１は、電磁石６１を外周側から覆う円筒状である。側板部６３２は、電磁石６１及びストッパリング６５と軸方向に対向している。フランジ部６３３は、押圧部材７の円環部７１に当接している。

アーマチャ６３は、外環部６３１の内周面６３１ａがモールド樹脂部６１２の外周面６１２ａに接触して電磁石６１に支持されている。アーマチャ６３が軸方向に移動する際には、外環部６３１の内周面６３１ａがモールド樹脂部６１２の外周面６１２ａを摺動する。

アーマチャ６３の側板部６３２には、回り止め部材６４の一対の突起部６４２をそれぞれ挿通させる２つの挿通孔６３２ａ、電磁石６１のボス部６１２ｂが貫通する貫通孔６３２ｂ、及び潤滑油を流動させる複数（図２に示す例では１０個）の油孔６３２ｃが形成されている。

デフケース２は、円盤状の第１ケース部材２１と、有底円筒状の第２ケース部材２２とを有している。第１ケース部材２１は、第２ケース部材２２の開口を閉塞している。差動歯車機構３における一対のサイドギヤ３２と第１ケース部材２１及び第２ケース部材２２との間には、それぞれ環板状のワッシャ３４が配置されている。

第２ケース部材２２は、図４に示すように、差動歯車機構３及びスライド部材５を内側に収容する円筒部２２１と、円筒部２２１の軸方向一端部から内方に延在する底部２２２と、スライド部材５の噛み合い部５２が噛み合う被噛み合い部２２３と、円筒部２２１の軸方向他端部から外方に延在するフランジ部２２４とを一体に有している。円筒部２２１には、潤滑油を流動させる複数の油孔２２１ａが形成されている。底部２２２には、一対のサイドギヤ３２のうち一方のサイドギヤ３２に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔２２２ａ、及びリターンスプリング９を収容する環状溝２２２ｂが形成されている。本実施の形態では、リターンスプリング９がウェーブワッシャからなり、軸方向に圧縮された状態で環状溝２２２ｂに収容されている。

被噛み合い部２２３は、周方向に沿って等間隔に設けられた複数のドグ歯２２３ａからなり、第２ケース部材２２の底部２２２側に設けられている。本実施の形態では、複数のドグ歯２２３ａが、底部２２２における第２ケース部材２２の内面から軸方向に突出して形成されている。リターンスプリング９は、スライド部材５を第２ケース部材２２の底部２２２から離間させる方向に付勢している。

第１ケース部材２１は、第２ケース部材２２の底部２２２と軸方向に対向する円盤部２１１と、第２ケース部材２２側のフランジ部２２４に突き当てられるフランジ部２１２とを一体に有している。第１ケース部材２１のフランジ部２１２と第２ケース部材２２のフランジ部２２４とは、複数のねじ２０（図２参照）によって結合されている。円盤部２１１には、一対のサイドギヤ３２のうち他方のサイドギヤ３２に相対回転不能に連結されるドライブシャフトが挿入されるシャフト挿入孔２１１ａが形成されている。また、円盤部２１１には、第２ケース部材２２の底部２２２との対向面とは反対側の外面から軸方向に窪んで形成された環状溝２１１ｂ、及び環状溝２１１ｂと連通して円盤部２１１を軸方向に貫通する複数の貫通孔２１１ｃが形成されている。

第１ケース部材２１の環状溝２１１ｂには、アクチュエータ６の電磁石６１、ヨーク６２、及びアーマチャ６３のそれぞれの一部が収容されている。また、第１ケース部材２１の貫通孔２１１ｃには、押圧部材７の一部である複数の突片７２がそれぞれ挿通されている。押圧部材７の円環部７１は、環状溝２１１ｂ内に配置される。押圧部材７は、第１ケース部材２１と一体に回転する。

デフケース２には、第１及び第２ケース部材２１，２２のフランジ部２１２，２２４に固定される環状のリングギヤ２３（図１参照）から駆動力が入力される。リングギヤ２３は、第２ケース部材２１の円筒部２２１におけるフランジ部２２４側の外周に固定されている。本実施の形態では、第１ケース部材２１のフランジ部２１２に形成された複数のボルト挿通孔２１２ａ、及び第２ケース部材２２のフランジ部２２４に形成された複数のボルト挿通孔２２４ａにそれぞれ挿通された複数の締結ボルト２４によって、リングギヤ２３がデフケース２と一体に回転するように固定されている。締結ボルト２４は、頭部２４１が第１ケース部材２１のフランジ部２１２に当接し、雄ねじが形成された軸部２４２がボルト挿通孔２１２ａ，２２４ａを挿通してリングギヤ２３のねじ孔２３ａに螺合する。

（差動装置１の動作）
次に、差動装置１の動作について、図７を参照して説明する。

図７（ａ）は、アクチュエータ６の非作動時における差動装置１を示す部分断面図である。図７（ｂ）は、アクチュエータ６の作動時における差動装置１を示す部分断面図である。差動装置１は、アクチュエータ６の作動及び非作動によって、噛み合い部５２と被噛み合い部２２３のドグ歯５２ａ，２２３ａ同士が周方向に噛み合ってスライド部材５とデフケース２とが相対回転不能に連結される連結状態と、スライド部材５とデフケース２とが相対回転可能な非連結状態とが切り替わる。

電磁石６１のコイル巻線６１１に励磁電流が供給されないアクチュエータ６の非作動時には、リターンスプリング９の復元力によってスライド部材５が第１ケース部材２１の円盤部２１１側に移動して、スライド部材５の噛み合い部５２とデフケース２の被噛み合い部２２３との噛み合いが解除される。また、アーマチャ６３は、電磁石６１の非通電時において、スライド部材５、補強リング８、及び押圧部材７を介して伝達されるリターンスプリング９の復元力により、底部２２２から離間した第２位置に戻される。

このアクチュエータ６の非作動時には、デフケース２とスライド部材５が相対回転可能であるので、デフケース２から差動歯車機構３への駆動力の伝達が遮断される。これにより、リングギヤ２３からデフケース２に入力された駆動力がドライブシャフトに伝達されず、車両が二輪駆動状態となる。

一方、電磁石６１のコイル巻線６１１に励磁電流が供給されると、図５（ｂ）に破線で示す磁路Ｇに磁束が発生する。そして、電磁石６１の磁力によって、アーマチャ６３の側板部６３２がヨーク６２における円筒部６２１の軸方向端面６２１ａに接近するように、アーマチャ６３が軸方向に移動する。これにより、押圧部材７がスライド部材５を第２ケース部材２２の底部２２２側に押圧し、スライド部材５が噛み合い部５２と被噛み合い部２２３とが噛み合う第１位置に移動する。具体的には、押圧部材７が円環部７１からアーマチャ６３の移動力を受け、この移動力によってスライド部材５を補強リング８を介して第２ケース部材２２の底部２２２側に押圧する。アーマチャ６３の位置は、デフキャリヤ１０に固定されたポジションセンサ１３（図２参照）によって検出される。

噛み合い部５２と噛み合い部２２３とが噛み合うと、リングギヤ２３からデフケース２の第２ケース部材２２に入力された駆動力が、スライド部材５、差動歯車機構３の一対のピニオンギヤシャフト４、４つのピニオンギヤ３１、及び一対のサイドギヤ３２を介してドライブシャフトに伝達され、車両が四輪駆動状態となる。

制御装置は、アクチュエータ６を非作動状態から作動状態にする際、スライド部材５を速やかに移動させることが可能な大きな電流値の励磁電流を電磁石６１に供給し、その後、噛み合い部５２と被噛み合い部２２３とが噛み合ったと判定されると、励磁電流の電流値を、噛み合い部５２と被噛み合い部２２３との噛み合い状態を維持することができる程度の比較的小さな電流値に低減する。これにより、消費電力の低減を図ることができる。

（補強リング８の構成及び機能）
噛み合い部５２と被噛み合い部２２３とが噛み合った四輪駆動状態では、スライド部材５からピニオンギヤシャフト４に伝達されるトルクによって、図８に示すように、スライド部材５を変形させる力が発生する。

図８は、四輪駆動時におけるスライド部材５及びピニオンギヤシャフト４のそれぞれの一部を第１ケース部材２１側から見た図である。図８において、矢印Ａはスライド部材５がデフケース２から受ける力（トルク）を示し、矢印Ｂはピニオンギヤシャフト４からスライド部材５に作用する力（トルク反力）を示している。

噛み合い部５２と噛み合い部２２３とが噛み合い、駆動源の駆動力がデフケース２からスライド部材５を経てピニオンギヤシャフト４に伝達されると、スライド部材５は、ピニオンギヤシャフト４からトルク反力を受ける。このトルク反力は、円筒部５１の一部を径方向外方に膨らませるようにスライド部材５を変形させ、長孔５１０の幅を広げるように作用する。図８では、ピニオンギヤシャフト４からのトルク反力によってスライド部材５が変形する場合の変形後の形状を二点鎖線で示している。なお、図８では、説明の明確化のため、変形前後の形状の違いを誇張して表している。

ピニオンギヤシャフト４からのトルク反力によってスライド部材５が大きく変形すると、耐久性が低下するおそれがあるため、スライド部材５の変形量は小さいことが望ましい。トルク伝達時におけるスライド部材５の変形を抑制するためには、例えばスライド部材５の厚みを厚くして強度を高めることが考えられるが、この場合には差動装置１の大型化ならびに重量の増大を招来してしまう。そこで、本実施の形態では、スライド部材５の円筒部５１における長孔５１０の開口側の端部（噛み合い部５２とは反対側の端部）に補強部材としての補強リング８を取り付けることにより、上記のようなスライド部材５の変形を抑制している。

補強リング８は、スライド部材５における円筒部５１の端部を全周にわたって覆う環状部８１と、環状部８１の一端部から径方向内方に突出する円盤部８２とを一体に有している。また、補強リング８は、例えばスライド部材５と同じ鋼材からなり、断面Ｌ字状に形成されている。補強リング８の環状部８１は、円筒部５１に圧入によって外嵌されている。

円盤部８２は、軸方向一側の側面８２ａが円筒部５１の軸方向端面５１ｂに対向する。本実施の形態では、この円盤部８２の軸方向一側の側面８２ａが円筒部５１の軸方向端面５１ｂに当接するまで、環状部８１がスライド部材５の円筒部５１の外周面に軸方向に圧入されている。ただし、これに限らず、円盤部８２の軸方向一側の側面８２ａと円筒部５１の軸方向端面５１ｂとの間に隙間が形成されていてもよい。

スライド部材５には、円筒部５１における長孔５１０の開口側の端部に周方向の切り欠き５１２が形成されており、この切り欠き５１２が形成された部分の外径が他の部分（切り欠き５１２が形成されていない部分）の外径よりも小さくなっている。補強リング８の環状部８１は、この切り欠き５１２が形成された部分に外嵌されており、環状部８１の内周面８１ａが切り欠き５１２が形成された部分の円筒部５１の外周面５１２ａに密着している。補強リング８をスライド部材５に取り付ける前の環状部８１の内周面８１ａの内径と円筒部５１の外周面５１２ａの外径との半径差である環状部８１の圧入代は、例えば１０〜５０μｍである。

図７に示すように、補強リング８の円盤部８２における軸方向他側（円筒部５１の軸方向端面５１ｂとは反対側）の側面８２ｂには、押圧部材７の複数の突片７２が当接する。押圧部材７は、円環部７１からアクチュエータ６の移動力を受け、突片７２によって補強リング８を押圧し、スライド部材５を第２ケース部材２２の底部２２２側に移動させる。補強リング８における円盤部８２の側面８２ｂは、段差や凹凸のない平坦な面であり、押圧部材７の突片７２がこの側面８２ｂに当接することで、補強リング８と一体となって回転するスライド部材５と、押圧部材７の突片７２が貫通孔２１１ｃに挿通されたデフケース２との相対回転可能が円滑となる。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明した実施の形態によれば、スライド部材５の円筒部５１の端部に補強リング８が取り付けられていることにより、ピニオンギヤシャフト４からのトルク反力によって長孔５１０の幅が広がるようなスライド部材５の変形が抑制される。これにより、差動装置１の大型化や重量の増大を抑えながら、スライド部材５の軸方向移動によってデフケース２と差動歯車機構３との間の駆動力の伝達を遮断可能にすることが可能となる。

なお、デフケース２の第１ケース部材２１には、押圧部材７の突片７２が挿通される貫通孔２１１ｃが形成されているが、本実施の形態では第１ケース部材２１が駆動力の伝達に直接的に関与しないので、貫通孔２１１ｃを形成することによる第１ケース部材２１の強度の低下が差動装置１のトルク伝達容量等に影響することはない。また、この貫通孔２１１ｃは、例えば上記の特許文献１のように差動装置を構成した場合の第１のクラッチ部の軸方向突出部を挿通させる孔軸方向孔よりも小さくすることが可能であるため、第１ケース部材２１の強度への影響も僅かである。

また、本実施の形態では、補強リング８の環状部８１がスライド部材５における円筒部５１の端部に圧入によって外嵌されているので、図８に二点鎖線で示したようなスライド部材５の変形を適切に抑制することが可能となる。またさらに、本実施の形態では、補強リング８が押圧部材７の突片７２に摺接する摺接部材としても機能し、デフケース２と一体に回転する押圧部材７とスライド部材５との相対回転が円滑となる。

また、本実施の形態では、補強リング８の環状部８１がスライド部材５の円筒部５１の外周面に形成された切り欠き５１２に外嵌されているので、補強リング８が、円筒部５１における切り欠き５１２が形成されていない部分の外周面よりも径方向外側に大きく突出しないように構成されている。そして、これにより差動装置１の大型化が抑制されている。

（付記）
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、これらの実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、補強リング８の環状部８１が圧入によって外嵌された場合について説明したが、これに限らず、例えば環状部８１がスライド部材５の円筒部５１に溶接されていてもよい。また、上記実施の形態では、差動歯車機構３が４つのピニオンギヤ３１を有し、これら４つのピニオンギヤ３１が２本のピニオンギヤシャフト４にそれぞれ軸支されている場合について説明したが、これに限らず、差動歯車機構３が、２つのピニオンギヤ３１を有し、これら２つのピニオンギヤ３１が１本のピニオンギヤシャフト４に軸支されていてもよい。

また、上記実施の形態では、補強部材としての補強リング８が全体として環状である場合について説明したが、これに限らず、長孔５１０の幅が広がるようなスライド部材５の変形を抑制できるものであれば、例えば図９に示すように、複数の円弧状の補強部材８Ａを用いて、円筒部５１の周方向における長孔５１０の両側を橋渡しするように、複数の補強部材８Ａをそれぞれ溶接等により固定してもよい。補強部材８Ａは、スライド部材５の切り欠き５１２が形成された部分の円筒部５１の外周面５１２ａに接合された円弧部８３と、円弧部８３からスライド部材５の径方向内方に突出して円筒部５１の軸方向端面５１ｂに対向する円弧壁部８４とを一体に有している。なお、図９では、補強部材８Ａに覆われている部分のスライド部材５の形状を破線で示している。この補強部材８Ａを用いる場合には、押圧部材７との摺動を円滑にするため、押圧部材７の円環部７１を複数の補強部材８Ａの円弧壁部８４に当接させ、円環部７１からデフケース２の回転軸線Ｏと平行に延びてデフケース２の貫通孔２１１ｃに挿通された複数の突片７２をアーマチャ６３に当接させるとよい。この補強部材８Ａによっても、スライド部材５からピニオンギヤシャフト４に伝達されるトルクによるスライド部材５の変形を抑制することが可能である。

１…差動装置 ２…デフケース
２２３…被噛み合い部 ２２３ａ…ドグ歯
３…差動歯車機構 ３１…ピニオンギヤ
３２…サイドギヤ ４…ピニオンギヤシャフト
５…スライド部材 ５１…円筒部
５１０…長孔 ５２…噛み合い部
５２ａ…ドグ歯 ６…アクチュエータ
７…押圧部材 ８…補強リング（補強部材）
８１…環状部 ８２…円盤部
８Ａ…補強部材

Claims (3)

1. 内面に複数のドグ歯からなる被噛み合い部が形成されたデフケースと、
   前記デフケースの回転軸線と平行な軸方向に沿って前記デフケース内で移動可能に配置され、前記被噛み合い部に噛み合う複数のドグ歯からなる噛み合い部を有する筒状のスライド部材と、
   前記スライド部材の内側に配置され、ギヤ軸を直交させて噛み合う複数のピニオンギヤ及びサイドギヤからなる差動歯車機構と、
   前記複数のピニオンギヤを軸支するピニオンギヤシャフトと、
   前記噛み合い部が前記被噛み合い部に噛み合う第１位置と前記噛み合い部が前記被噛み合い部に噛み合わない第２位置との間で前記スライド部材を前記デフケースに対して軸方向移動させるアクチュエータとを備え、
   前記スライド部材は、円筒状に形成された円筒部の軸方向一側に前記噛み合い部が形成されると共に、前記円筒部の内外周面間を貫通して軸方向に延びる長孔が前記噛み合い部とは反対側の軸方向他側に開放して形成され、
   前記ピニオンギヤシャフトは、その端部が前記長孔に嵌合して前記スライド部材に支持され、
   前記スライド部材の前記軸方向他側における前記円筒部の端部に、前記スライド部材から前記ピニオンギヤシャフトに伝達されるトルクによる前記スライド部材の変形を抑制する補強部材が取り付けられた、
   差動装置。
2. 前記補強部材は、前記スライド部材における前記円筒部の前記軸方向他側の端部を全周にわたって覆う環状部を有し、前記環状部が前記円筒部に圧入によって外嵌されている、
   請求項１に記載の差動装置。
3. 前記アクチュエータは、前記デフケースを軸方向に貫通する貫通孔に一部が挿入された押圧部材を介して前記補強部材を軸方向に押圧し、
   前記補強部材は、前記環状部から径方向内方に突出して前記スライド部材の軸方向端面に対向する円盤部を有し、
   前記押圧部材が前記補強部材の前記円盤部に当接する、
   請求項２に記載の差動装置。

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