JPH01279136A - アンチ　スピン　デファレンシャル - Google Patents

アンチ　スピン　デファレンシャル

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JPH01279136A
JPH01279136A JP1059477A JP5947789A JPH01279136A JP H01279136 A JPH01279136 A JP H01279136A JP 1059477 A JP1059477 A JP 1059477A JP 5947789 A JP5947789 A JP 5947789A JP H01279136 A JPH01279136 A JP H01279136A
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gear
differential
rotation
gear case
relative
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JP1059477A
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Carl R Binkley
カール　ロイ　ビンクレイ
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Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はリミテッドスリップデファレンシャルに関する
もので、さらに具体的には、ロッキングデファレンシャ
ルのようなタイプのデファレンシャルに関するものであ
り、差動を制する手段を有し、その制動手段を作動させ
る手段を作動づせるものである。
（従来の技術および発明が解決しようとする課題）本発
明が関係するタイプのリミテッドスリップおよびロッキ
ングデファレンシャルには一般ＶＣ，ギアチャンバーを
画成しその中に配置にされるギアケース、１個以上の入
力ビニオンギアおよび１組の出力サイドギアを備えたデ
ファレンシャルギアがある。クラッチバックは一般にサ
イドギアの一方とギアケースの隣″＃面の間に配ｔｅａ
ね、そのためクラッチバックは作動してサイドギアのギ
アケース間での回転を、制動、あるいは防止できる。ロ
ッキングデファレンシャルの場合、クラッチバックとそ
れと隣接するサイドギアの間に配置きれるのがカム手段
で、クラッチバックをカムメンバの相対回転運動に係合
させる。
リミテッドスリップおよびロッキングデファレンシャル
の多くは、ある池の作動機構が設けられクラッチバック
を係合状態に作動あるいは移動させる。牽引車両の分野
における最近の傾向のうちの１つは、一般の先行技術に
あるように所定のスピードデファレンシャルの検知に応
答してというよシは、外部の信号ンこ応じてクラッチバ
ックを作動可能とすることを要求している。
米国峙許第４．５８１２４号ではロッキングデファレン
シャルについて説明し、クラッチをピストン・シリンダ
ータイプの作動装置で作動する。
米国特許第４．５８４４２４号で記載されている装置は
操作上の見地から概して満足のいくものでおるが、装置
全体は非常に複雑で、流体路ならびに費用のかかる密封
処理を必要とする。
別の先行技術の装置が米国特許第４１５５，４５４号に
示され、ロッキングデファレンシャルについて説明し、
ロッキングは、入力電気信号に応じて、電磁的に実行さ
れる。この装置もまた非常に複雑であり、デファレンシ
ャルケース内部に電磁気コイルを必要とし、部品の総数
が実質的に増加させる。
従って、本発明の目的は、改良型リミテッドスリップア
ルいはロッキングデファレンシャルを提供することであ
り、クラッチバックが外部の１８号に応じて作動し、こ
のデファレンシャルは先行技術の装置に関連する欠点を
解決するものである。
さらに具体的には、本発明の目的は、改良型リミテッド
スリップあるいはロッキングデファレンシャルを提供す
ることでメジ、クラッチ作動平膜はデファレンシャルケ
ースの外側に配置感れる作動機構によって作動するカム
手段である。
本発明の関連する目的は、改良型リミテッドスリップ゛
あるいはロッキングデファレンシャルを提供することで
あり、上記目的を達成し、構造上比較的単純であシ、現
在市販されているリミテッドスリップおよびロッキング
デファレンシャルの変更を比較的はとんど必要としない
。
（Ｉｔ！！！題を解決するための手段・作用）本発明の
上記その他の目的は、上記タイプの改良型デファレンシ
ャルの提供によシ達成され、該改良ｆｊｌ　デファレン
シャルは外部デファレンシャルハウジング内部に配を鉦
されて回転軸ならびにギアチャンバーを形成するギアケ
ースを含む。
デファレンシャルギア手段はギアチャンバー内に配置さ
れ、１個以上のインプットギアと第１および第２出力ギ
アを含み。ロック・アップ手段はデファレンシャルギア
手段をロック・アップするために設けられ、クラッチ手
段を含み、ギアケースと出力ギア間の相対回転運動の遅
姓に影響がある係合した状態と、保合していない状態の
間で作動する。ロック・アップ手段はさらにクラッチ手
段と関連したカム手段を含み、このカム手段は第１およ
び第２カム部材を含み、第２カム部材は、絽１カム部材
に関連して軸方向に、クラッチ手段の係合状態に影響が
ある相、対回転運動に応じて、移動する。カム手段の一
つは外周制動面を形成する。細長係合部材は回転軸を形
成し、ギアケースに関連して回転するように取付られ、
制動部と関連し、どちらかの出力ギアがギアケースに関
連して回転して、係合部材がギアケースに関連して回転
する。ギア機構も細長係合部材のギアケースに関連した
回転を連焼させる手段を含む。
改良型デファレンシャルは、細長係合部材がギアケース
によって軸方向に間隔を噴いた２箇所で支持され、その
末端部がギアケースを通って外側に達することを特徴と
する。連焼手段は連焼機構を含み、ある部分は外部デフ
ァレンシャルハウジングに固定されていて、その遅延機
構には外部の信号に応じて第１位置と第２位置間で移動
する作動部材を含む。遅延子＃ｇはさらに制動部材を含
み、ギアケースの回転軸で回転するように配置され、係
合部材の末端部と関連して作動する。作動部材は、第１
位置では、制御メンバおよび係合部材をギアケースに関
連して回転させる。作動部材は、第２位置では、制１ｔ
ｈ部材と係合し１、ギアケースＶＣ関連したその回転を
制動し、このため係合部材の回転が減速し、カム部材の
回転が減速して外周制動面を決定する。
〔実施例〕
図面に関していえば、これは本発明を限定するものでは
なく、第１図は本発明を実用化できるタイプのロッキン
グデファレンシャルギア機構の軸方向断面図である。第
１図で示されるロッキングデファレンシャルの構造およ
び作動は、米国特許第３，８５１，４６２号を参照する
ことによってより理解でき、この特許は本発明の譲受人
に醸渡されたもので、ここでは参照を促す程度にとどめ
る。
デファレンシャルギア機構にはギアケース１１があり、
それは全体を１５で示すギアチャンバーをその中に形成
する。デフテレンシャル＆＆構へのトルク入力は典型的
には（第１図に単に断片的に示される）入力リングギア
１５を使用する。このリングギア１５は複数のボルト１
７を使用してギアケース１１に取付られる。
ギアチャンバー１３内に配置されるのは、デファレンシ
ャルギアセットで、複数のプラネットビニオン１９を含
み（そのうちの一つだけを第１図に示す）、ビニオンシ
ャフト２１に取付られて回転し、何らかの適した手段に
よりギアケース１１１Ｃ固定される。プラネットビニオ
ン１９はデファレンシャルギアセットの入力ギアから成
り、１組のサイドギア２３．２５とかみ合った状態であ
り、デファレンシャルギアセットの出力ギアから成る。
サイドギア２３．２５は１対のアクスルシャツ）２７．
２９にそれぞれスプライン結合されている。ギアケース
１１には環状ハブ部５１．５３が設けてあり、このノ〜
プ部には第１図では示されていない１組のベアリングセ
ットが取り付けられている。このベアリングセットは第
１１．２図に単に断片的に示される外部テア−ｒレンシ
ャルハウジングＨに関連ｆ　ルテ７アレンシャル機構を
回転自在に支持するために使用される。
当業者によく知られているようＫ、通常車両が直進する
場合、左右のアクスルシャフト２７゜２９の間で差異は
全く生じず、そのため、ビニオン１９はピニオンシャフ
ト２１ＶＣ関連シタ回転をしない。ギアケース１１、ビ
ニオン１９、サイドギア２３，２５、およびアクスルシ
ャフト２７．２９すべてが固定装置としてシャフト２７
゜２９０回転軸を中心として回転する。
車両が旋回したり、タイヤのサイズに少し違いがあるよ
うな特定の運転染件では、サイドギア２３．２５の間の
差動の発生はある程度許容される。サイドギア２３．２
５の回転速度の差が規定値を超えると、ギアケース１１
と丈イドギア２３．２５の間の相対回転運動を制し、差
動が過剰にならないようにすることが望ましい。またデ
フ了しンシャル機構をロック・アップし、そのようなこ
とが生ずる直前Ｋ、差動が生じないようにするのが望ま
しい作動状態もある。
差動を制するため、デフ了しンシャルギア機構ニハデフ
ァレンシャルギアセーｌトをロック・アップするロック
・アップ手段、およびそのロック・アップ手段を作動さ
せる作動手段が設けられる。ロック・アップ手段の一般
的な構造と作動は技術上周知であり、ここでは簡単に説
明する。ロック・アップ手段のより詳しい説明は、上記
引用の米国特許第４８３１．４６２号を参照すること。
本実施例において、ロック・アップ手段は５５で示すク
ラッチバックから成り、このクラッチバ７り５５けギア
ケース１１にスプライン結合された複数のクラッチディ
スク３７、およびサイドギア２３にスプライン結合され
た複数のクラッチディスク３９を含んでいる。さらにロ
ック・アーｌプ手段は全体を４１で示すカム機構を含ん
でいる。リミテッドスリップおよびロッキングデファレ
ンシャル技術の当業者に周知のようＫ、カム機構４１の
第１機能は、クラッチバ７り３５を第１図に示される係
合していない状態から係合した状態へと移動させること
である。
係合した状態の場合、クラッチバック３５はギアケース
１１とサイドギア２３，２５間の相対回転運動を制する
のく有効である。
カム機構４１はサイドギア２３およびメインカム部材４
３を含む。サイドギア２３はカム面４５を形成し、カム
部材４３はカム面４７を形成する。カム部材４３はまた
１セツトの外スプライン４９を形成するカム部材の機能
は後に述べる。通常車両が直進する場合、はとんどある
いは全く差異が生じず、カム面４５．４７は第１図に示
されるユエートラルの位置のままであり、カム部材４３
は同じ回転速度で、サイドギア２５とともに回転する。
サイドギア２５に関連するカム部材４３の回転を制する
ことによってクラッチバック５５は係合した状態に移り
、それＫよってカム面４５．４７の「反り」が起こり、
結果としてカム部材４３が第１図の左方向に軸移動する
。
サイドギア２３に関連するカム部材４５の回転を遅延さ
せるため、本発明のデファレンシャルギア機構は作動機
構を含んでいる。これは第１図で幾分概略的に示され全
体として５１で示されている。この機構５１は細長い保
合シャフト５３を含んでいる。第１因に示すようにこの
シャフトの左端はギアケース１１の開口内部にジャーナ
ル軸受されている。保合シャフト５５は１セツトの外部
スプライン５５を含んでいる。
このスプラインはメインカム部材４３の外周に形成され
た外スプライン４９に係合している。
当業者には「スプライン」という語句がギアの歯や、そ
の他のいろいろな要素を含み、これＫよって十分な制動
トルクがシャフト５３からカム部材４３に云えられるこ
とが理解されるであろう。
本発明の本質的な％徴は、保合シャフト５５の少なくと
も一方の端に（第１図では右端Ｋ）末端部５７が設けら
れていることである。末端部５７には１セツトの外部ス
プライン５９が設けられている。このスプラインはギア
ケース１１の外側に配置されている。またギアケース１
１の外側には遅延ギヤ６１が配置されている。このギア
６１の内周面には、シャフト５３の外部スプライン５９
と係合する１セツトの内部スプラインが形成されている
。この遅延ギア６１はスナップリング６５によってギア
ケース１１のハブ部分の図示した位置に軸方向に保持さ
れている。遅延ギア６１とこれに近接したギアケース１
１の横断方向の表面と軸方向の間に配置されるのは摩擦
部材６７で、その機能は後に述べる。
作動機構５１の他の部分は第１因に単に概略的に示しで
ある。遅延ギア６１に隣接に配置されかつ外部ハウジン
グＨに対して固定されるのは作動装置６９であり、この
作動装置は、作動装置６９から左方向へ、遅延ギア６１
に向かって伸びている作動部材７１を備えている。当業
者には本発明の範囲内においているいろなタイプの作動
装置が使用できることが理解されよう。
第１図で示される実施例の場合、作動装！６９はピスト
ン・シリンダーで、作動部材７１を備え、それは第１図
に示す係合していない位置から係合した位置へ、液圧ラ
イン７３を通って受は入れられる、外部の液圧信号に応
じて移動する。
作動中、サイドギア２３．２５の差を制限することが必
要もしくは望ましい場合、液圧信号はライン７５を通っ
て作動装置６９に云えられる。
この結果作動部材７１は第１図の左へ移動して、遅延ギ
ア６１に係合する。当業者には、ギアケース１１、摩擦
部材６７とギア６１との間の摩擦係数は、ギア６１と作
動部材７１の′ｖ＃接面との間の摩擦係数より本大きい
必要があることが明らかであり、このことは王としてｌ
＃擦部材６７を備えることによって達成される。ギアケ
ース１１、部材６７、および遅延ギア６１の摩擦係合に
よって、ギア６１がギアケース１１とともに回転し、ギ
アケース１１に呼応して、保合シャフト５３の軸を中心
とする回転を遅延させる。
前に述べたよりに、シャフト５３が回転しないよりにす
ると、メインカム部材４３およびサイドギア２３の回転
は、ギアケース１１に関連して遅延され、そのためカム
面４５．４７は立ちあがり、クラッチバック５５を係合
させる。
第２図に示す実施例について 第２図は本発明の別の実施例を示し、車両の多くに本発
明の好ましい実施例を適用する。第２因では、第１■と
同一もしくは実質的に同一の要素は、第１図と同一の参
照番号を持ち、実質的に異なる要素は８０を超える参照
番号を持つ。
第２図に示されるデフ丁しンシャルギア機構は全体を８
１で示す作動機構を含み、作動機構は遅延ギア８５を含
む。遅延ギア８３はギアケース１１の環状の外表面付近
に配置され、１セーＩトの外部スプライン８７を有して
いる。このスプラインは係合シャフト５５のスプライン
５９と係合している。遅延ギア８３の第２図において右
隣に配置されるのは、スナップリング６５で、さらにそ
の右にはレバー部材８５があり、レバー部材はギアケー
ス１１に適当な手段によって枢着されている。レバー部
材８５は係合部材８９を含み、それはローラーかベアリ
ング部材、もしくは他の比較的１４１担が少ない部材か
ら成るのが好ましく、これは第１図に示す実施例と関連
して、作動部材７１　と遅延ギア６１　との間の摩擦係
数が比較的小さいことに関して述べたのと同じ理由によ
る。
遅延ギア８５に隣接して配置されるのは９１で示す遅延
機構である。機構９１は電磁性作動装置から成り、この
装置はデフ了しンシャルハウジングＨに固定されるハウ
ジング９５を含んでいる。このハウジング９３内に配置
されるのは電磁コイル９５で、コイル９５内に配置され
るのは１ｔａプランジヤー９７であり、このプランジャ
ーはコイル９５に印加した電圧および／またＶｉ電流の
変化に応じて作動し軸方向に動く。
一対の電気リード９６はコイル９５に接続され、例えば
車載マイクロプロセッサ−等のような論理源からの電気
入力信号を供給する。プランジャー９７から第２（２）
の左へ伸びているのは作動部材９９であり、コイル９５
への所定の入力信号に応じて動き、レバー部材８５と係
合するように位置する。
その結果、サイドギア２３と２５に差異が許さねる場合
、コイル９５への入力信号はなく、プランジャー９７と
作動部材９９は静止したあるいは係合していない位置（
第２因において右方向）に引っ込む、電圧がコイル９５
に加えられる場合、プランジャー９７と作動部材９９は
第２囚の左へ動き、レバー部材８５の上端に力を加え、
そのため部材８５はわずかに反時計方向に回動し、係合
部材８９は遅延ギア８５に係合して、第１図実施例に関
して述べたのと同じ態様で、摩擦部材６７を介しギア８
５を付勢してギアケース１１に、Ｊ！１１擦係合させる
。このような保合はシャフト５５の軸の回りの回転を制
動し、そしてギアケース１１に対するカム部材４３およ
びサイドギア２５の回転を制動し、第１図実施例に関し
て前述したようにサイドギア２５゜２５間の差異を制限
する。
本発明は非常に拝しく述べられ、当業者は十分に同一の
ものを製造し使用できる。当業者が明ｌ１ｔｌ１１ｉｌ
Ｆを読み理解することで様々な変更や改良を思いつくだ
ろうが、特許請求の範囲内にある限りこのような変更や
改良全て含むものとする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ロッキングデフ了しンシャルの軸方向断面図
、 第２図は、本発明の別の実施例を示す拡大部分図である
。 １１・・・ギアケース　　１３・・・ギアチャンバ１９
・・・入カギア ２３・・・第一出力ギア（第１カム部材）２５・・・第
二出力ギア　４５・・・第二カム部材４９・・・外周制
動面　　５１・・・連焼手段５５・・・細長係合部材　
５７．５９・・・末潮部６１・・・制動部材　　　６９
・・・部分７１・・・作動部材　　　７３・・・外部信
号特許出願人　　イートン　コーポレーション（外２名
）゛′

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）外部デファレンシャルハウジング内部に配置され
    、回転軸とギアチャンバーを形成するギアケースと； 該ギアチャンバー内に配置されたデファレ ンシャルギア手段と； 該デファレンシャルギア手段は少なくとも １つの入力ギアと第１および第２出力ギアを含み、 該デファレンシャルギア手段をロックアッ プして差動を遅延させるロックアップ手段と該ロックア
    ップ手段は係合していない状態 と該ギアケースと該出力ギアの相対回転運動を遅延させ
    るのに有効な係合した状態との間で作動するクラッチ手
    段を含み、 該ロックアップ手段はさらに該クラッチ手 段に連結するカム手段を含むとともに第１および第２カ
    ム部材を含み、該第２カム部材は該第１カム部材に関連
    してその間の相対回転運動に応じて軸方向に移動し該ク
    ラッチ手段の該係合状態をもたらし、該第１および第２
    カム部材のうちの一つは外周制動面を形成し、回転軸を
    形成し、該ギアケースに関連して 回転するように取付けられた、細長係合部材と； 該係合部材が該外周制動面と連結すること により前記ギアケースに関連した該出力ギアのどちらか
    の回転によつて該係合部材が該ギアケースに関連して回
    転し、該ギアケースに関連した該細長係合部材の回転を
    遅延させる遅延手段とを有するデファレンシャルにおい
    て、 （ａ）該細長係合部材は該ギアケースによって軸方向に
    間隔を置いた２箇所で支持され、該ギアケースを通りそ
    の外側に伸びる末端 部を有し、 （ｂ）該遅延手段は遅延機構を含み、該外部デファレン
    シャルハウジングに固定して取 り付けられた部分を含み、該遅延機構は外 部信号に応じて第１位置と第２位置間で移 動する作動部材を含み、 （ｃ）該遅延手段はさらに制動部材を含み、かつギアケ
    ースの回転軸に関して回転する ように配置され、該係合部材の該末端部と 連結することにより、該第１位置で、該作 動部材が該制動部材および該係合部材の該 ギアケースに関連した回転を許し、該第２ 位置で、該作動部材が該制動部材に係合し て該ギアケースに関連した回転を遅延させ、これによつ
    て、軸の回りの該係合部材の回 転を制動し、外周制動面を形成する該カム 部材の一方の回転を遅延させることを特徴 とするアンチ・スピンデファレンシャル。
  2. （２）前記外周制動面が前記カム部材の一つの外周に配
    置された第１複数スプラインから成り、前記細長係合部
    材は該第１複数スプラインと係合する第２複数スプライ
    ンを形成し、それによつて回転軸に関連した該係合部材
    の回転によつて前記ギアケースに関連した該カム部材の
    一方が回転することを特徴とする、請求項１記載のデフ
    ァレンシャル。
  3. （３）前記細長係合部材の末端部は第３複数スプライン
    を含めて前記ギアケース外部に配置され、前記制動部材
    には第４複数スプラインがあり、該第３複数スプライン
    と係合し、それによつて該制動部材が該ギアケースに関
    連した回転をしなくなりそのため該係合部材がその回転
    軸で回転しなくなることを特徴とする、請求項２記載の
    デファレンシャル。
  4. （４）前記遅延機構が電磁手段から成り、前記遅延機構
    が外部の電気信号に応じて作動し前記作動部材を前記第
    １位置と前記第２位置の間で動かすことを特徴とする、
    請求項１記載のデファレンシャル。
  5. （５）前記制動部材に前記係合部材を超えて外側に放射
    状に伸びている部分があり、前記作動部材が該作動部材
    が前記第２位置にある時に該放射状の外向き部分と係合
    することを特徴とする、請求項１記載のデファレンシャ
    ル。
  6. （６）前記放射状の外向き部分が前記第４複数スプライ
    ンを形成することを特徴とする、請求項５記載のデファ
    レンシャル。
  7. （７）前記遅延機構は前記ギアケースに揺動自在に取付
    られたレバー部材を含み、該レバー部材は前記制動部材
    に係合する手段を含み、前記作動部材が該レバー部材に
    近接して配置され、前記第２位置にある時に、該レバー
    部材を該制動部材方向に動かすことを特徴とする、請求
    項１記載のデファレンシャル。
  8. （８）前記遅延機構がピストン・シリンダー作動装置か
    ら成り、外部の液圧信号に応じて作動して前記作動部材
    を前記第１位置と第２位置間で動かすことを特徴とする
    、請求項１記載のデファレンシャル。
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