JP2002168321A - ロッキング・デフ・アセンブリ - Google Patents

ロッキング・デフ・アセンブリ

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JP2002168321A
JP2002168321A JP2001301057A JP2001301057A JP2002168321A JP 2002168321 A JP2002168321 A JP 2002168321A JP 2001301057 A JP2001301057 A JP 2001301057A JP 2001301057 A JP2001301057 A JP 2001301057A JP 2002168321 A JP2002168321 A JP 2002168321A
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pusher block
motor
drive screw
axle housing
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Gary L Sturm
ゲイリ、エル、スターム
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Dana Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部作動摩擦クラッチ・アセンブリを備えた
電子制御式ロッキング・デフ・アセンブリを提供するこ
とにある。 【解決手段】 摩擦クラッチ・アセンブリ２２は、車軸
ハウジング２の外部に取付けた電動機４２と、減速ギヤ
リング４４と、駆動電動機４２を作動したときにプッシ
ャ・ブロック４８を軸線方向に移動させるようにした駆
動ねじ４６とを備えた選択的に制御できるアクチュエー
タ４１により作動される。プッシャ・ブロックは、デフ
・ケース・トラニオン１５内でサイド・ギヤに同軸に滑
動するようにしたクラッチ作動スリーブ５２に一体に固
定してある。クラッチ作動スリーブはアクチュエータ板
３０にクラッチ荷重力を加える。駆動電動機４２を任意
適当な制御ユニットからの信号により作動するときは、
駆動ねじの回転運動がプッシャ・ブロック及び作動スリ
ーブを介しアクチュエータ板３０に伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、デフ・アセンブリ、こ
とに電気・機械的に外部から作動する摩擦クラッチ・ア
センブリを備えた自動車用ロッキング・デフ・アセンブ
リ（ｌｏｃｋｉｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ａｓ
ｓｅｍｂｌｙ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常従来よく知られているディファレン
シャルは、１対の出力軸を互いに異なる速度で回転する
ように入力軸に作動的に結合することによってこれ等の
各出力軸に協働する車輪が自動車旋回中に道路に対し牽
引作用を保持できるように、自動車の動力伝達システム
内に配置してある。従来のディファレンシャルは、その
内部に配置されギヤ室を形成するデフ・ケースと、少な
くとも１個の入力ピニオン・ギヤを含むデフ・ギヤ・セ
ットと、対応する車軸に回転できないように結合した１
対の出力サイド・ギヤとを備える。このような装置は入
力軸により生ずるトルクを各出力軸間に実質的に配分す
る。しかし開放ディファレンシャルすなわち種種の内部
部品の運動があまり拘束作用を受けないディファレンシ
ャルとして従来知られているこの種のディファレンシャ
ルは、一方の車輪が他方の車輪よりはるかに低い摩擦係
数を生ずる滑りやすい条件のもとではたとえば自動車の
一方の車輪が氷結面上又は泥土面上に位置し他方の車輪
が乾いた輔装面上にあるときは不適当である。このよう
な条件のもとでは低い方の摩擦係数を生ずる車輪は牽引
作用を失い、この車輪に対する少量のトルクによりこの
車輪の「から回り」を生ずる。牽引作用を伴う車輪に生
ずる最高量のトルクは牽引作用を伴わない車輪すなわち
滑動車輪に加わるトルクに等しいから、エンジンはトル
クを生ずることができなくて牽引作用を伴う車輪は回転
することができない。すなわち滑りやすい表面で牽引作
用を生ずるように各出力軸間の差動回転を制限するディ
ファレンシャルが必要なことはよく知られている。
【０００３】各サイド・ギヤ及びデフ・ケース間の滑り
を制限する従来の方法は通常、典型的にはサイド・ギヤ
の少なくとも一方とギヤ・ケースの隣接面との間に配置
した摩擦クラッチ機構を使い、クラッチ・パックが前記
のギヤ・ケース及び一方のサイド・ギヤ間の相対回転を
制限する作用ができるようにする。このような条件のも
との車輪の滑りを制限するように若干の方法が開発され
ている。
【０００４】リミテッド・スリップ・ディファレンシャ
ルは通常摩擦クラッチ機構と付勢機構通常ばねとを使い
摩擦クラッチ機構及びデフ・ケースの間に初期予荷重を
加えるようにする。しかしこのような予荷重クラッチ
は、つねに係合しすなわち摩耗を生じ望ましくない修理
費及び交換費を生ずる。又このような予荷重クラッチ機
構は、差動回転を必要とする場所で各出力軸を互いに鎖
錠する。
【０００５】滑りを制限する他の方法では、自動車運転
者が手動で又は適当な電子制御単位からの信号によりデ
ィファレンシャル鎖錠装置として選択的に制御できる摩
擦クラッチ機構を使用しこのディファレンシャルの各内
部部品の運動を制限する。摩擦クラッチ機構は、通常デ
フ・ケーシング内に配置した各部材から構成した種種の
流体圧機構又は電磁機構により作動する。しかしロッキ
ング・ディファレンシャルは、比較的大きい空間を占め
又製造することが極めて複雑やっかいで費用が高くなる
ことが多い。
【０００６】すなわち製造が簡単密実で安価なロック可
能な（ｌｏｃｋａｂｌｅ）ディファレンシャルが必要で
ある。
【０００７】
【発明の要約】本発明は、外部作動摩擦クラッチ・アセ
ンブリを持つ新規な電子制御式ロッキング・デフ・アセ
ンブリを提供する。
【０００８】本発明の好適な実施例によるデフ・アセン
ブリは、ハウジングを形成する回転できるデフ・ケース
と、このケース内に回転できるように支えたディファレ
ンシャル・ギヤリングとこのディファレンシャル・ギヤ
リングにかみあい差動回転ができるようにする１対の互
いに対向するサイド・ギヤとを備える。本発明デフ・ア
センブリは、デフ・ケース内に配置されこのデフ・アセ
ンブリを鎖錠するように設けた摩擦円板クラッチ・アセ
ンブリを備える。この摩擦クラッチ・アセンブリは、デ
フ・ケースに回転できないように結合した外側摩擦板と
サイド・ギヤの一方にスプラインばめした内側摩擦板と
から成る若干枚を交互に備える。環状のアクチュエータ
板はデフ・ケース内で摩擦クラッチ・アセンブリとデフ
・ケースの隣接面との間に配置され、各摩擦クラッチ板
に荷重を加えるためにケース内で軸線方向に往復動する
ようにしてある。電子装置により選択的に制御できるア
クチュエータ・アセンブリは必要に応じ摩擦アセンブリ
に荷重を加えるためにアクチュエータ板を軸線方向に移
動させるように設けられデフ・アセンブリに鎖錠機能を
付与する。アクチュエータ・アセンブリは、車軸ハウジ
ングに取付けられギヤ減速機を介し駆動ねじを回転する
ように設けた電動機を備える。又この駆動ねじは、補形
的なねじ付きのプッシャ・ブロックによりクラッチ作動
スリーブを軸線方向に駆動する。クラッチ作動スリーブ
は、摩擦クラッチ・アセンブリを押圧して作動するため
に作動板に軸線方向の力を加えるようにサイド・ギヤに
同軸に設けてある。
【０００９】従って本発明によるロッキング・デフ・ア
センブリは簡単密実で安価なロッキング・デフ・アセン
ブリを形成する。
【００１０】本発明のその他の目的及び利点は添付図面
による以下の説明から明らかである。
【００１１】以下本発明の好適な実施例を添付図面につ
いて詳細に説明する。
【００１２】
【実施例】図１及び２は本発明によるデフ・アセンブリ
１０の好適な構造を詳細に示す。デフ・ケース１２はこ
ろ軸受（図示してない）により車軸ハウジング２に回転
できるように支えられ回転軸線１４を形成する。車軸ハ
ウジング２は、互いに対向する側部からそれぞれ同軸に
突出する左右の車軸管４、６を持つ。
【００１３】デフ・アセンブリ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉ
ａｌ ａｓｓｅｍｂｌｙ）１０は、デフ・ケース（ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｃａｓｅ）１２に固定したピニ
オン軸１８に回転できるように支えた１組のピニオン・
ギヤ１６を設けてある。各ピニオン・ギヤ１６は軸線１
４のまわりに回転するようにした１対の互いに対向する
サイド・ギヤ２０にかみあう。各サイド・ギヤ２０は、
デフ・ケース１２に形成した１対の互いに対向するトラ
ニオン１５を貫いて延びる出力車軸（図示してない）に
スプラインばめしてある。
【００１４】摩擦クラッチ・アセンブリ２２はデフ・ケ
ース１２内に設けてある。当業界にはよく知られている
摩擦クラッチ・アセンブリ２２は複数組の交互の外側摩
擦板２４及び内側摩擦板２６を備える。通常外側摩擦板
２４の外周にはデフ・ケース１２に形成した対応するみ
ぞ２８に回転できないようにはまる突起を形成してあ
る。これと同時に外側摩擦板２４は軸線方向に滑動でき
る。内側摩擦板２６はサイド・ギヤ２０にスプラインば
めされ内側摩擦板２６を回転できないがサイド・ギヤ２
０に沿い軸線方向に滑動できるように取付けてある。
【００１５】摩擦クラッチ・アセンブリ２２を作動する
ように各摩擦クラッチ板２４、２６に軸線方向に荷重を
加える環状作動板３０を設けてある。摩擦クラッチ・ア
センブリ２２を作動するときは、アセンブリ２２はディ
ファレンシャルの内部部品の運動を十分に制限すること
によりエンジンから両駆動車輪に十分なトルクを加え
る。
【００１６】さらに図１及び図２に示すように必要に応
じ摩擦クラッチ・アセンブリ２２を選択的に作動するよ
うにデフ・アセンブリ１０はさらにリニア・アクチュエ
ータ・アセンブリ（ｌｉｎｅａｒ ａｃｔｕａｔｏｒ
ａｓｓｅｍｂｌｙ）４０を備える。リニア・アクチュエ
ータ・アセンブリ４０はリニア・アクチュエータ・モー
タ４１とこのリニア・アクチュエータ・モータ４１に結
合した回転できないプッシャ・ブロック（ｐｕｓｈｅｒ
ｂｌｏｃｋ）４８とを備えアクチュエータ・モータ４
１の作動運動をプッシャ・ブロック４８の直線運動に変
えるようにしてある。プッシャ・ブロック４８の軸円方
向のリニア運動を生ずる任意の形式の適当なリニア・モ
ータが本発明の範囲内であるのは明らかである。
【００１７】アクチュエータ・モータ４１の好適な実施
例は車軸ハウジング２の外面に取付けた電気サーボモー
タ４２を備える。或は流体圧式又は空気圧式回転モータ
を電動機の代りに使ってもよい。サーボモータ４２はギ
ヤ減速機４４を介し駆動ねじ４６を駆動する。サーボモ
ータ４２及びギヤ減速機４４は、デフ・ケース１２の外
側で車軸ハウジング２になるべくは車軸管６に取付けて
ある。
【００１８】駆動ねじ４６はなるべくはアクメねじを設
けてある。駆動ねじ４６は、駆動ねじのねじに補形的な
ねじを設けたプッシャ・ブロック４８内に一部を配置し
てある。従って駆動ねじ４６の回転によりプッシャ・ブ
ロック４８の後退位置及び伸長位置間の対応する軸線方
向運動が生ずる。
【００１９】その他任意適当な種類の駆動ねじたとえば
図３に示すようにつる巻みぞボールねじ（ｈｅｌｉｃａ
ｌｌｙ ｇｒｏｏｖｅｄ ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗｓ）を
使ってもよいのは明らかである。図３はプッシャ・ブロ
ック４８'間に配置したつる巻みぞボールねじ４６'を示
す。プッシャ・ブロック４８'の内部部分には、複数個
のボール５０を受入れるようにボールねじ４６'のみぞ
に補形的なつる巻みぞを形成してある。従ってボールね
じ４６'の回転によりプッシャ・ブロック４８'の対応す
る軸線方向運動を生ずる。
【００２０】或は他の形式のリニア・アクチュエータ・
モータ４１たとえば流体圧式又は空気圧式のパワー・シ
リンダと電磁式リニア・アクチュエータと自動車運転者
の作動する手動のリニア・アクチュエータ等とを使って
もよい。
【００２１】プッシャ・ブロック４８は軸線方向に滑動
できるが回転は拘束され、駆動ねじ４６の回転運動をプ
ッシャ・ブロック４８の直線運動に変えるようにする。
【００２２】さらに本発明のアクチュエータ・アセンブ
リ４０の好適な実施例は、軸線１４に同軸にトラニオン
１５内に少なくとも一部を配置したクラッチ作動スリー
ブ５２を備える。作動スリーブ５２は、溶接又は従来よ
く知られているその他の任意適当な手段によりプッシャ
・ブロック４８に固定する。或はプッシャ・ブロック４
８及び作動スリーブ５２は一体の単一体部分として作っ
てもよい。プッシャ・ブロック４８は、車軸管６の細長
いみぞ穴８を貫いて駆動ねじ４６及び作動スリーブ５２
の間に延びる。このような構造によりプッシャ・ブロッ
ク４８の軸線方向の移動はできるがその回転は生じない
ようにする。トラニオン１５内にプレスばめしたスリー
ブ軸受５４は作動スリーブ５２を案内するのに使う。
【００２３】作動スリーブ５２は、摩擦クラッチ・アセ
ンブリ２２に荷重を加えるように環状のアクチュエータ
板３０に軸線方向の力を加えるために設けてある。アク
チュエータ板３０及び作動スリーブ５２の間に軸線方向
スラスト軸受５６を設け、アクチュエータ板３０がサイ
ド・ギヤ２０と共に回転することに伴う摩擦を減らすよ
うにしてある。
【００２４】前記したロッキング・デフ・アセンブリ１
０では、モータ４２を任意適当な制御単位（図示してな
い）からの信号により作動すると、ギヤ減速機４４が駆
動ねじ４６を回転する。駆動ねじ４６の回転運動はプッ
シャ・ブロック４８に伝わり、ブロック４８を駆動ねじ
４６に沿い図１の左方に向かい後退位置から伸長位置に
直線移動させる。プッシャ・ブロック４８の軸線方向直
線運動は作動スリーブ５２を介しアクチュエータ板３０
に伝わることにより摩擦クラッチ・アセンブリ２２を作
動しデフ・アセンブリ１０を鎖錠するように各摩擦クラ
ッチ板２４、２６を押圧する。
【００２５】従って本発明による外部作動のデフ・アセ
ンブリでは、製造が簡単密実で安価なロッキング・デフ
・アセンブリの新規な構造が得られる。
【００２６】本発明の例示のために本発明の好適な実施
例について説明した。本発明はこの詳細な説明に限定す
るものではない。本発明はなおその精神を逸脱しないで
種種の変化変型を行うことができるのはもちろんであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例によるロッキング・デフ
・アセンブリの軸断面図である。
【図２】図１のアセンブリの縮小平面図である。
【図３】本発明の第２の実施例によるデフ・アセンブリ
の軸断面図である。
【符号の説明】
２ 車軸ハウジング １０ ロッキング・デフ・アセンブリ １２ デフ・ケース １４ 回転軸線 １６ デフ・ギヤ ２０ サイド・ギヤ ２２ 摩擦クラッチ・アセンブリ ２４ 外側摩擦板 ２６ 内側摩擦板 ４１ リニア・アクチュエータ ５２ クラッチ作動スリーブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J027 FA19 FA34 FA36 FB01 HA01 HA03 HB07 HC22 HC26 HF45 HG03 HH01 HH02 HH04

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車軸ハウジングと、 この車軸ハウジング内に回転できるように支えられ、回
    転軸線を形成するデフ・ケースと、 このデフ・ケースから延び、このデフ・ケースに対し前
    記回転軸線のまわりに回転できる２本の互いに対向する
    出力軸と、 前記デフ・ケースに対して同軸に回転できるように配置
    され、それぞれ前記各出力軸に回転できないように結合
    した２個のサイド・ギヤと、 前記デフ・ケースにより回転できるように支えられ、前
    記各サイド・ギヤに駆動作用を生ずるようにかみあいこ
    れ等のサイド・ギヤの差動回転ができるようにする各デ
    フ・ギヤと、 前記サイド・ギヤに回転できないように結合した内側摩
    擦板と、前記デフ・ケースに回転できないように結合し
    た外側摩擦板とを交互に多数備えた摩擦クラッチ・アセ
    ンブリと、 リニア・アクチュエータと、 前記サイド・ギヤに同軸に配置されたクラッチ作動スリ
    ーブであって、前記摩擦クラッチ・アセンブリを軸線方
    向に押圧しこの摩擦クラッチ・アセンブリを作動するよ
    うに、前記デフ・ケース内で前記クラッチの作動スリー
    ブを軸線方向に移動させるために、前記リニア・アクチ
    ュエータに駆動作用を生ずるように結合されたクラッチ
    作動スリーブと、を包含するロッキング・デフ・アセン
    ブリ。
  2. 【請求項２】 前記リニア・アクチュエータが、 リニア・アクチュエータ・モータと、 回転できないプッシャ・ブロックであって、前記リニア
    ・アクチュエータ・モータの作動運動を前記プッシャ・
    ブロックの直線運動に変るように、前記リニア・アクチ
    ュエータ・モータに結合されたプッシャ・ブロックと、
    を備え、 前記プッシャ・ブロックを前記クラッチ作動スリーブに
    固定して成る請求項１のロッキング・デフ・アセンブ
    リ。
  3. 【請求項３】 前記リニア・アクチュエータ・モータ
    を、回転駆動モータ及び駆動ねじの組合せ、空気圧式リ
    ニア・アクチュエータ、流体圧式リニア・アクチュエー
    タ、電磁式リニア・アクチュエータ及び手動アクチュエ
    ータから成る群から選定した請求項２のロッキング・デ
    フ・アセンブリ。
  4. 【請求項４】 前記リニア・アクチュエータが、 出力軸を持つ回転駆動モータと、 前記出力軸に駆動作用を生ずるように連結した駆動ねじ
    と、 回転できないプッシャ・ブロックであって、前記駆動ね
    じの回転運動を前記プッシャ・ブロックの直線運動に変
    えるように、前記駆動ねじとねじ係合状態にあるプッシ
    ャ・ブロックと、を備え、 前記プッシャ・ブロックを前記クラッチ作動スリーブに
    固定して成る請求項１のロッキング・デフ・アセンブ
    リ。
  5. 【請求項５】 前記駆動ねじを前記回転モータの前記出
    力軸に駆動作用を生ずるように連結するギヤ減速機をさ
    らに備えた請求項４のロッキング・デフ・アセンブリ。
  6. 【請求項６】 前記リニア・アクチュエータを車軸ハウ
    ジングに取付けた請求項１のロッキング・デフ・アセン
    ブリ。
  7. 【請求項７】 前記リニア・アクチュエータ・モータを
    車軸ハウジングに取付けて成る請求項２のロッキング・
    デフ・アセンブリ。
  8. 【請求項８】 前記回転モータを、車軸ハウジングに取
    付けて成る請求項４のロッキング・デフ・アセンブリ。
  9. 【請求項９】 前記回転駆動モータとして電動機、流体
    圧モータ及び空気圧モータのうちの１つを使った請求項
    ４のロッキング・デフ・アセンブリ。
  10. 【請求項１０】 さらに、前記サイド・ギヤの一方に同
    軸に配置され、前記摩擦クラッチ・アセンブリと前記ク
    ラッチ作動スリーブとの中間に設けてられ、前記各摩擦
    板を押圧する環状アクチュエータ板を備えた請求項１の
    ロッキング・デフ・アセンブリ。
  11. 【請求項１１】 さらに、前記駆動ねじと前記プッシャ
    ・ブロックとの間に設けたボール−ねじ機構を備えた請
    求項４のロッキング・デフ・アセンブリ。
  12. 【請求項１２】 前記プッシャ・ブロックが、前記車軸
    ハウジングの細長いみぞ穴を貫いて延びている請求項７
    のロッキング・デフ・アセンブリ。
  13. 【請求項１３】 前記プッシャ・ブロックが前記車軸ハ
    ウジングの細長いみぞ穴を貫いて延びている請求項８の
    ロッキング・デフ・アセンブリ。
  14. 【請求項１４】 車軸ハウジングと、 この車軸ハウジング内に回転できるように支えられ、回
    転軸線を形成するデフ・ケースと、 このデフ・ケースから延び、このデフ・ケースに対し前
    記回転軸線のまわりに回転できる２本の互いに対向する
    出力軸と、 前記デフ・ケースに対し同軸に回転できるように配置さ
    れ、それぞれ前記各出力軸に回転できないように結合し
    た２個のサイド・ギヤと、 前記デフ・ケースにより回転できるように支えられ、前
    記各サイド・ギヤに駆動作用を生ずるようにかみあい、
    これ等のサイド・ギヤを差動回転させるデフ・ギヤと、 前記サイド・ギヤに回転できないように結合した内側摩
    擦板と、前記デフ・ケースに回転できないように結合し
    た外側摩擦板とを交互に多数備えた摩擦クラッチ・アセ
    ンブリと、 出力軸を持ち、前記車軸ハウジングに取付けた電動機
    と、 前記電動機の出力軸に駆動作用を生ずるように連結した
    駆動ねじと、 前記車軸ハウジングの細長いみぞ穴を貫いて延びる回転
    できないプッシャ・ブロックであって、前記駆動ねじの
    回転運動を前記プッシャ・ブロックの直線運動に変える
    ように、前記駆動ねじとねじ係合状態にあるプッシャ・
    ブロックと、 前記サイド・ギヤに同軸に配置され、前記駆動電動機の
    前記出力軸に駆動作用を生ずるように結合したクラッチ
    作動スリーブであって、前記サイド・ギヤの前記差動回
    転を摩擦により制限するように、前記摩擦クラッチ・ア
    センブリを軸線方向に押圧するようにして成るクラッチ
    作動スリーブと、 を包含するロッキング・デフ・アセンブリ。
  15. 【請求項１５】 さらに、前記駆動ねじと、前記プッシ
    ャ・ブロックとの間に設けたボール・ねじ機構を備えた
    請求項１４のロッキング・デフ・アセンブリ。
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