JP2006514230A - 電子差動ロックアセンブリ - Google Patents

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Abstract

電子差動ロックアセンブリは、所定の条件下で車軸速度差が許容される非ロック位置から、一対の車軸が共に回転するように固定されるロック位置まで、電子信号に応じて移動できるシフトカラーを含む。差動ケース内に支持される差動歯車アセンブリを含む差動装置によって、速度差が得られる。コイルは、シフトカラーを包囲しており、シフトカラーを非ロック位置からロック位置に動かすために選択的に電圧を印加される。シフトカラーは、一方の車軸にスプライン嵌合されており、車軸を共にロックするために、シ差動ケースに選択的にスプライン嵌合される。電子差動ロックアセンブリは、コイルがもはや電圧を印加されなくなると、シフトカラーを差動ケースから自動的に離脱させる伸縮ばねを含む。

Description

本発明は差動ロックシフトカラーを作動させるために、電子コイルを利用する差動ロックアセンブリに関するものである。
車輌駆動車軸は一般に、車輌の車輪を駆動するための一対の車軸を含んでいる。駆動車軸は車軸への入力速度およびトルクを制御するために、差動装置を使用している。真っ直ぐな通路に沿って車輌を運転する時の理想的な条件下では、車輪はほぼ同一速度で回転しており、トルクは両方の車輪間に等しく分割される。車輌が旋回しようとする時、外側の車輪は内側の車輪より、一層長い距離を移動しなければならない。差動装置は、車輌が旋回する際、内側の車輪を外側の車輪より一層遅い速度で回転させる。
動力は、車輌駆動軸から、差動環状歯車に常時噛合しているピニオン歯車に伝達される。環状歯車は、環状歯車と共に回転する差動ハウジングまたは差動ケースにボルト締めされている。十字形の形状に指向する4個の支持軸を有する差動スパイダが、4個の差動ピニオン歯車を有する。1個のピニオン歯車が、各支持軸上で回転するように支持されている。動力は差動ハウジングから、車軸にスプライン嵌合された側部歯車に伝達される。側部歯車は側部差動ピニオン歯車に常時噛合している。車軸の外側端はブレーキドラムボスにボルト締めされており、また、このブレーキドラムボスに車輪がボルト締めされている。
車輌を真っ直ぐな通路で運転している時は、環状歯車、差動ハウジング、スパイダおよび差動ピニオン歯車は全て、1個のユニットとして回転し、動力を車軸に伝達する。差動ピニオン歯車と側部歯車との間の相対運動は存在しない。車輌が曲がる時は、差動ピニオン歯車はそれぞれの軸上で回転し、一方の車軸の回転を速くすると共に、他方の車軸の回転を遅くする。
差動装置はしばしば、差動ロック機構を含んでいる。道路が悪い条件の時、すなわち滑り易い表面の、または起伏のある表面の道路の時、差動ロック機構は、改善された制御で、車輪とタイヤの最大限の牽引を可能にする。もしも、差動装置がロック機構を有しておらず、1個のタイヤが氷の上にあれば、トルクおよび速度の全部が氷の上の車輪に伝達される。従って、このタイヤは氷の上でまさに空転(スピン)し、車輌は前方へ移動できなくなる。ロック機構は車軸を同一速度で回転させ、全ての利用できるトルクを氷の上にないタイヤに伝達する。このタイヤでの牽引作用(牽引力)が十分であれば、車輌は氷から離れて動くことができる。差動装置がロックされている時、動力は差動歯車列のみを経るのみでなく、ロックされた差動ハウジング、歯車列(ギヤリング)および車軸を通じて伝達される。
差動ロック機構の一形式は差動ハウジングを車軸にロックする空気作動シフトカラーを備えている。空気作動シフトフォークはシフトカラーと協働して、ドライバ制御スイッチを介して、ロック機構を係合させ、または離脱させる。この形態においては、車軸の一方は2組のスプラインを有している。差動装置に最も近い内側の1組のスプラインが1個の差動側部歯車に係合すると共に、外側の1組のスプラインがシフトカラーと協働する。この時、シフトカラーは外側のスプラインに係合しているが、差動ケーシングには係合しておらず、従って、外側のスプラインはこの側部歯車と同一速度で回転し、この時、主差動装置は非ロック位置、即ち非係合位置にあって、主差動装置は通常のように作動する。
ドライバ制御スイッチが作動されると、空気圧によりシフトリンクが、シフトカラーを差動装置の方に移動させる。これにより、カラーを差動ケーシングに係合させると共に、車軸の外側スプラインに係合されたままにする。この場合、差動装置を通ずる動力の伝達は、差動歯車のみでなく、ロックされた差動ケーシング、歯車列および両方の車軸を通じて達成される。
空気で作動させる方法についてのいくつかの欠点は、必要な著しく多い構成部分の数であり、漏洩や構成部分の磨耗である。このシステムを作動させるのに必要な著しく多い数の構成部分は組立て時間を増大し、全体としてのシステムの費用を高くする。システムを作動させるために、空気連結部を必要とすることは、システムに空気漏洩の可能性をもたらし、そのためにシステムの性能を不十分にすることが起こり得る。更に、差動歯車装置、車軸およびシフトカラーは油で潤滑された環境内で作動しており、この空気作動方法の付加的な構成部分はこのシステム内の油の漏洩の危険を増大している。更に、シフトフォークとシフトカラーとの間の繰り返される係合と離脱とは、特に、歯車が高速で係合すると、構成部分の磨耗を早める可能性があると共に、差動歯車のような関連する構成部分の早すぎる磨耗を誘起する。
従って、構成部分の全体の数を減少させ、一層効率良く作動し、一層安価であると共に、先行技術に関するその他の上述の欠点を克服する差動ロック用の簡略化された操作機構を有するのが望ましい。
(発明の開示)
差動ロック機構は、所定の条件下で車軸速度差が許容される非ロック位置から、車軸速度差が許容されないロック位置まで、電子信号に応答して移動できるクラッチまたはシフトカラーを含む。この差動ロック機構は駆動車軸アセンブリに組み込まれ、この駆動車軸アセンブリは差動ケース内に支持される差動歯車アセンブリを有する差動装置を含む。一対の車軸が差動歯車アセンブリによって駆動され、この差動歯車アセンブリは駆動軸に連結された環状歯車およびピニオン歯車の組からの駆動入力を受け取る。電子アクチュエータはシフトカラーを非ロック位置からロック位置に動かす電子信号を発生する。
好ましくは、電子アクチュエータは、シフトカラーの一部を包囲するコイルを備える。差動装置をロックするための入力コマンドに応答して、このコイルは選択的に電圧を印加される。コイルに電圧が印加された時、シフトカラーは内側方向に、差動装置に向け動かされ、差動ケースに係合して、差動ケースは差動装置をロックする。コイルに電圧が印加されていない時、例えば、ばねの様な弾性部材は自動的にシフトカラーを差動ケースから離し、シフトカラーを非ロック位置に戻すように動かす。
開示された一実施例では、シフトカラーは差動ケース上の相手スプライン面に選択的に係合するようにスプライン面を有する内側端と、コイルによって包囲される外側端とを含む。好ましくは、外側端の直径は内側端の直径より小さい。外側端は一方の車軸の相手スプライン面に常時、係合するスプライン孔を含む。座金がシフトカラーの外側端に取り付けられている。弾性部材はこの座金とコイルとの間に反作用をしていて、シフトカラーを非ロック位置に復帰させる。
差動ロックアセンブリを制御する方法は、シフトカラーを包囲するコイルに電圧を印加する工程と、電圧を印加されるコイルに応答して、シフトカラーを差動ケースに固定することによって、シフトカラーを、所定の条件下で対の車軸間に速度差を許容する非ロック位置から両方の車軸が共通の速度で回転するロック位置まで動かす工程と、を含む。
本発明は構成部分の数を従来の設計から著しく減少させ、組立て時間を減少させ、コストを減少させろ簡略化された有効な差動ロック装置を提供する。本発明のこれ等の特徴およびその他の特徴は、以下の明細書の説明および図面から最も良く理解されるであろう。
空気作動式差動ロック機構を有する従来のパワートレーンが、図1に概して符号12で示されている。パワートレーン12は、エンジン14と、トランスミッション16と、駆動車軸(ドライブアクスル)20に連結された駆動軸(ドライブシャフト)18と、を含む。駆動車軸20は、知られているように、車軸ハウジング24内に位置するキャリア22を含む。キャリア22は駆動軸18に作動可能に連結されたピニオン歯車(ピニオンギヤ)26を含み、このピニオン歯車は環状歯車(リングギヤ)28に駆動係合している。環状歯車28が差動装置30を駆動し、次いで差動装置30が一対の車軸(アクスルシャフト)32を駆動し、車軸32が車輌の車輪(図示せず)を駆動する。
差動装置30は、概して符号34で示される差動ロック機構を含み、この差動ロック機構は空気供給連結部36を介して作動させられる。差動ロック機構34は、車軸速度差を許容する非ロック位置と、共通速度で回転するように車軸が互いにロックされるロック位置と、の間で移動することができる。差動ロック機構34は、シフトカラー38と、空気作動シフトフォーク40と、を含む。
図2に示すように、差動装置30は、概して符号42で示される差動歯車アセンブリと、2部品(ツーピース)差動ハウジングケース44と、を含む。2部品差動ハウジングケース44はフランジケース半部44aを含み、このフランジケース半部44aは、フランジケース半部44aと環状歯車28とが単一ユニットとして共に回転するように、複数の留め具(図示せず)によって環状歯車28に取り付けられている。差動歯車アセンブリ42は、十字形に指向する4個の支持軸48を有する差動スパイダ46を含み、4個の差動ピ二オン歯車50を有する。1個1個の差動ピニオン歯車50が、各指示軸48上に回転するように支持されている。2部品差動ケース44の第2部品は平坦ケース半部44bを備え、この平坦ケース半部44bは4個のスロット52(3個のみが図示されている)を含む。各支持軸48はスロット52の1個内に収容され、平坦ケース半部44bは複数の留め具(図示せず)によって、フランジケース半部44aに取り付けられている。また、差動歯車アセンブリ42は一対の側部歯車54を含み、これ等の側部歯車54は差動ピニオン歯車50に噛合している。1個1個の側部歯車54が各車軸32にスプライン嵌合している。
動力は、ピニオン歯車26から側部歯車54を介して、差動ケース44に、車軸32に伝達される。側部歯車54は常時、差動ピニオン歯車50に噛合している。車輌を真っ直ぐな道で運転する時は、環状歯車28、差動ケース44、差動スパイダ46および差動ピニオン歯車50は全て、1つのユニットとして回転し、側部歯車54を介して、動力を車軸32に伝達する。差動ピニオン歯車50と、側部歯車54との間の相対運動は存在しない。車輌が旋回する時、差動ピニオン歯車50はそれぞれの軸48上で回転して、一方の車軸32の回転を加速すると共に、他方の車軸32の回転を遅くする。
悪い道路条件の場合には、差動ロック機構34を作動させて、改善された制御により、車輪およびタイヤの最大限の牽引を行う。ロック機構34は車軸32を同一速度で回転させると共に、摩擦がより高い表面上に支持されているタイヤに全ての利用できるトルクを伝達する。例えば車軸20の一端のタイヤが氷の表面上に支持されており、車軸の反対端のタイヤが舗装路上に支持されているとすれば、全ての利用できるトルクは舗装路上のタイヤに伝達される。これ等のタイヤにおける牽引作用が十分であれば、車は氷から離れて移動することができる。差動装置30がロックされている時、動力は、差動歯車アセンブリ42のみを通ずるだけでなく、ロックされている差動ケース44と、差動歯車アセンブリ42と、車軸32と、を通じて伝達される。
上述したように、また図3により詳細に示すように、従来の差動ロック機構34は、差動ケース44を車軸32にロックする空気作動シフトカラー38を含む。空気作動シフトフォーク40は、シフトカラー38と協働して、ドライバ制御スイッチ(図示せず)を介して、ロック機構34を係合させ、または離脱させる。概して符号56で示した押し棒ばねアセンブリが、空気連結部58を介して、空気により作動させられる。
シフトカラー38は次のように、差動ケース44にロックされる。一方の車軸32は差動装置30に最も近い1組の内側寄りスプライン60と、1組の外側寄りスプライン62と、を含む。1組の内側寄りスプライン60は1個の差動側部歯車54に係合し、一方1組の外側寄りスプライン62はシフトカラー38と協働する。非ロック位置(図3に実線で示す)において、シフトカラー38は1組の外側寄りスプライン62に係合しているが、差動ケース44と係合していないので、1組の外側寄りスプライン62はそれぞれの側部歯車54と同一速度で回転し、この時、差動装置30は非ロック位置、即ち非係合位置にあって、主差動装置は通常の状態で作動している。
ドライバ制御スイッチが作動されると、空気圧により、押し棒ばねアセンブリ56が、シフトフォーク40によって、シフトカラー38を差動装置30に向けて移動させる。これにより、シフトカラー38を差動ケース44に係合させると共に、車軸の1組の外側寄りスプライン62になお係合したままにして、ロック位置(図3に二点鎖線で示す)を達成する。この場合、差動装置30を経る動力の伝達は、差動歯車アセンブリ42のみを経るのでなく、ロックされた差動ケース44と、差動歯車アセンブリ42と、両方の車軸32とを通じて達成される。
シフトフォーク40、シフトカラー38および押し棒ばねアセンブリ56を示す従来の差動ロック機構34の分解図を図4に示す。押し棒ばねアセンブリ56は、ピストン66付きの押し棒(プッシュロッド)64と、Oリング68と、一端に支持されたガスケット70と、を含む。4個の押さえねじ72および4個の関連する座金74(1組のみを示す)が、空気シリンダカバー76を関連するプラグ78と共に、ガスケット70に取り付ける。ばね80は、押し棒64の反対端を包囲し、ピストン66とシフトフォーク40との間で相互作用をしている。一対のピン82が、シフトフォーク40と協働して適正な方向を維持する。マイクロスイッチ84および関連する取付けナット86も差動ロック機構34内に含まれており、差動装置30の状態を監視し、ドライバに情報を提供する。従って、従来の差動ロック機構を作動させるには、20個以上の別個の構成部分が必要である。
材料費を増大させることに加えて、この著しい数の構成部分は組立てを一層困難にし、これにより組立時間を増大し、また全体のコストを高くする。更に、システムを作動させるために空気連結部を必要とすることにより、システムに空気の漏洩を生ずる可能性があり、空気の漏洩はシステムの性能を不十分にする可能性がある。また、差動歯車アセンブリ42は油で潤滑される環境内で作動しており、空気による作動はシステム内での油の漏洩の危険を増大する。更に、シフトフォーク40とシフトカラー38の間で繰り返される係合と離脱は、特に高速で係合すれば、早過ぎる構成部品の摩耗を招くと共に、差動歯車アセンブリ42のような関連する構成部品にも早過ぎる摩耗を引き起こす。
本発明は構成部分の数を著しく減少させ、全体のコストおよび組立て時間を減少させる改良されたロック機構を提供する。本発明を組み入れているパワートレーンを、図5に概して符号100で示す。パワートレーン100は、エンジン102、トランスミッション104、および駆動車軸(ドライブアクスル)108に連結された駆動軸(ドライブシャフト)106を含む。駆動車軸108は、知られているように、車軸ハウジング112内に位置するキャリア110を含む。車軸ハウジング112は、このハウジング112内に車軸(アクスルシャフト)118およびキャリア110を実質的に包囲しているハウジング部を含んでいることを理解すべきである。更に、ハウジング112は、完全な車軸キャリアハウジングを形成するように、単一部品として形成するか、または相互に取り付けられた多数の部品から形成することができる。
キャリア110は、駆動軸106に作動するように連結されたピニオン歯車(ピニオンギヤ)212を含み、このピニオン歯車212は環状歯車(リングギヤ)114に駆動係合している。環状歯車114は差動装置116を駆動し、この差動装置116は車輌の車輪(図示せず)を駆動する一対の車軸118を駆動する。ピニオン歯車212は縦軸120を画定しており、車軸118は縦軸120に対し、横方向の横軸122を画定している。差動装置116は、先に差動装置30に関して説明し、図2で示したものと類似の構成部分を有し、同様に作動すると理解すべきである。
差動装置116は概して符号124で示す差動ロック機構を含み、この差動ロック機構はコイル128を通じて、電気的に作動するシフトカラー126を含む。コイル128はシフトカラー126の一部を包囲しているコイル状のワイヤから成る。コイル128はバッテリーのような動力源130に接続され、この動力源130は電子信号132を介してコイル128に選択的に電圧を印加する。ドライバ、またはその他の入力源からの入力コマンド134を通じて、コイル128に電圧が印加されると、シフトカラー126は電磁石として作用し、非ロック位置からロック位置に移動させられることができる。電磁石の作動はこの分野で良く知られており、詳細に説明しない。
差動ロック機構124の分解図を図6に示す。コイル128は取付け部136を含み、この取付け部136は留め具ナットアセンブリ138と協働して、コイル128をキャリアまたは車軸ハウジング112の一部に取り付ける。コイル128は孔140を形成しており、この孔にシフトカラー126の一端が収容されている。コイルばね、ばねディスク、またはその他類似の機構のような弾性復帰部材142が、座金144と協働して、コイル128がもはや電圧を印加されなくなると、シフトカラー126を非ロック位置に復帰させる。マイクロスイッチ146および関連する取付けナット148も差動ロック機構124内に含まれており、差動装置116の状態を監視し、ドライバにその状態を報告する。従って、従来の空気で作動する設計に比較した時、差動ロック機構124の構成部分の数は半分以上も減少している。
図7は、コイル128が非電圧印加状態であって、非ロック位置、即ち非係合位置の差動ロック機構124を示す。上述したものと同様に、車軸118にスプライン嵌合されたシフトカラー126は、差動ケース44の外側寄りに位置し、差動ケース44から離脱している。
図8は、係合位置、即ちロック位置の差動ロック機構124を示す。この位置では、コイル128は動力源130を通じて電圧を印加されており、シフトカラー126を横軸122に沿って内側寄りの方向に直線状に動かし、スプライン取付け部150を差動ケース44にスプライン嵌合させる。
車軸118は差動装置116に最も近い1組の内側寄りスプライン152と、1組の外側寄りスプライン154と、を含む。1組の内側寄りスプライン152は1個の差動側部歯車54に係合し、一方1組の外側寄りスプライン154はシフトカラー126と協働する。シフトカラー126は、非ロック位置(図7に示す)では1組の外側寄りスプライン154に係合しているが、差動ケース44には係合しておらず、従って、1組の外側寄りスプライン154はそれぞれの側部歯車54と同一速度で回転しており、この時、差動装置116は非ロック位置、即ち非係合位置にあって、主差動装置を通常のように作動させている。入力コマンド134が発せられた時、動力源130は励起され、シフトカラー126を差動装置116に向かって移動させる。これにより、シフトカラー126を差動ケース44に係合させると共に、車軸の1組の外側寄りスプライン154に、なお係合させたままにして、ロック位置(図8に示す)を達成する。この場合、差動装置116を通しての動力の伝達は、差動歯車アセンブリ42のみでなく、ロックされた差動ケース44と、差動歯車アセンブリ42と、両方の車軸118と、を通じて達成される。
シフトカラー126は、図9により詳細に示されている。シフトカラー126は、内側端160と、この内側端160より直径がより小さい外側端162と、を含む。中心孔164はシフトカラー126を貫通しており、車軸118を収容する。中心孔164は車軸118の1組の外側寄りスプライン154に結合するスプライン面166を含む。内側端160は符号150に示すように(図7および図8参照)、差動ケース44上の相手スプライン面170に係合するスプライン面168を含む。
座金144はシフトカラー126の外側端162に取り付けられている。図10により詳細に示されている座金144は、シフトカラー126上に受け止められる中心孔172を含む。座金144の周囲の周りに複数のスロット174が形成されており、このスロットの直径は外側端162の直径より大きいが、内側端160の直径より小さい。弾性部材142はシフトカラーを非ロック位置に復帰させるように、座金144とコイル128との間で反作用をしている。
駆動車軸108のために差動ロック機構124を制御する方法は、シフトカラー126の外側端162の一部を包囲しているコイル128に電圧を印加する工程と、コイル128の電圧印加に応じて、所定の条件下で対をなす車軸118間に速度差を許容する非ロック位置から、シフトカラー126を差動ケース44に固定することにより、両方の車軸118が共通速度で回転するロック位置まで、シフトカラー126を動かす工程と、を含む。更に、動力供給源130がコイル128から遮断された時、シフトカラーは自動的に非ロック位置に復帰し、即ちシフトカラーは差動ケース44から切り離される。
本発明は従来の設計より、構成部分の数を著しく減少させ、組立て時間を減少させ、コストを減少させる、簡略化され且つ有効な差動ロック装置を提供する。本発明の好適な実施例を開示してきたが、本発明の範囲内で、ある種の変更が可能であることはこの分野の当業者には明らかである。従って、本発明の真の範囲および内容を決定するためには、特許請求の範囲が研究されるべきである。
図1は、従来の差動ロック機構を有する車輌パワートレーンの概略図である。 図2は、従来の駆動車軸用差動装置の分解図である。 図3は、係合位置および非係合位置を示す従来の差動ロック機構の、一部を除去した横断面図である。 図4は、図3の差動ロック機構の分解図である。 図5は、本発明を組み込んだ差動装置を有する駆動車軸付きの車輌パワートレーンの概略図である。 図6は、本発明の差動ロック機構の分解図である。 図7は、非係合位置で示す図6の差動ロック機構を組み込んだ差動装置の、一部を切除した横断面図である。 図8は、係合位置で示す図7と同様の図である。 図9は、図6に示されたシフトカラーの横断面図である。 図10は、図6に示された座金の上方から見た図である。

Claims (20)

  1. 差動ケース内に支持される差動歯車アセンブリを含む差動装置と、
    軸の周りに回転するように、前記差動歯車アセンブリによって駆動される一対の車軸と、
    前記車軸間の速度差を許容する非ロック位置とロック位置との間を移動可能なシフトカラーであって、前記ロック位置において、前記差動ケース、前記シフトカラーおよび前記車軸が共に回転するために固定されるように前記差動ケースに直接係合するシフトカラーと、
    前記シフトカラーを前記非ロック位置から前記ロック位置に動かすための電子信号を発生する電子アクチュエータと、
    を備える駆動車軸用差動ロック機構。
  2. 前記電子アクチュエータが、車軸構成部品に取り付けられ且つ前記シフトカラーを包囲しているコイルを含み、前記電子信号が前記シフトカラーを動かすために前記コイルに動力を供給する、請求項1に記載の差動ロック機構。
  3. 前記差動ケースが、第1ケース半部と第2ケース半部とを含み、前記電子アクチュエータが、前記第1ケース半部および前記第2ケース半部の一方に係合するように前記シフトカラーを選択的に動かす、請求項2に記載の差動ロック機構。
  4. 前記コイルに動力が供給されていない時、前記シフトカラーを前記非ロック位置に自動的に復帰させる弾性部材を含む、請求項2に記載の差動ロック機構。
  5. 前記コイルと前記シフトカラーの外側端との間で、前記弾性部材が反作用をしている、請求項4に記載の差動ロック機構。
  6. 前記弾性部材と相互反作用するように前記外側端に固定された座金を含む、請求項5に記載の差動ロック機構。
  7. 前記シフトカラーが、スプライン面を有する内側端と、弾性復帰部材を支持する外側端と、を含み、前記内側端が前記外側端より大きな直径を有している、請求項2に記載の差動ロック機構。
  8. 前記コイルは前記シフトカラーを前記外側端で包囲している中心孔を画定しており、前記差動ケースと前記車軸を前記軸の周りに回転させるために相互にロックするように、前記内側端の前記スプライン面が前記差動ケースに形成された相手スプライン面に係合するように、前記電子信号を介して動力を供給される前記コイルに応じて、前記シフトカラーが内側方向に移動する、請求項7に記載の差動ロック機構。
  9. ロック差動装置を有する駆動車軸アセンブリであって、
    縦軸を画定している駆動入力部と、
    前記駆動入力部によって駆動されるピニオン歯車と、前記ピニオン歯車に噛合する環状歯車とを含むキャリアと、
    差動ケースによって支持される差動歯車アセンブリを含む差動装置であって、前記差動歯車アセンブリを駆動するために、前記環状歯車を前記差動ケースに取り付けている差動装置と、
    前記縦軸に対して横方向の横軸の周りに回転するように、前記差動歯車アセンブリによって駆動される一対の車軸と、
    シフトカラーと、前記シフトカラーの移動を制御するための電子アクチュエータと、を含むロック機構であって、前記シフトカラーが、前記車軸の間の速度差を許容する非ロック位置と、前記横軸の周りに共に回転するように、前記差動ケース、前記シフトカラーおよび両方の前記車軸を固定するように、前記シフトカラーを動かして前記差動ケースにロック係合させるロック位置と、の間を、前記電子アクチュエータによって発生する電子信号に応じて移動可能である、ロック機構と、
    を備える駆動車軸アセンブリ。
  10. 前記電子アクチュエータが前記シフトカラーを包囲するコイルを備え、前記電子信号が前記シフトカラーを動かすように前記コイルに動力を供給する、請求項9に記載の駆動車軸アセンブリ。
  11. 前記キャリアと前記車軸とをほぼ包囲する車軸ハウジングを含み、前記コイルが前記車軸ハウジングによって支持される、請求項10に記載の駆動車軸アセンブリ。
  12. 前記シフトカラーが、スプライン面を有する内側端と、外側端と、を含み、前記内側端が前記外側端の直径より大きい直径を有し、前記コイルが前記シフトカラーを前記外側端で包囲する中心孔を画定しており、前記差動ケースを前記車軸にロックするように、前記内側端の前記スプライン面が前記差動ケースに形成された相手スプライン面に係合するように、前記電子信号によって動力を供給される前記コイルに応じて、前記シフトカラーが内側方向に移動する、請求項11に記載の駆動車軸アセンブリ。
  13. 前記コイルが動力を供給されない時、前記シフトカラーを前記非ロック位置に自動的に復帰させるための弾性部材であって、前記コイルと、前記シフトカラーの前記外側端に取り付けられた座金と、の間で反作用する弾性部材を含む、請求項12に記載の駆動車軸アセンブリ。
  14. 前記差動ケースが、第1ケース半部と、この第1ケース半部に取り付けられた第2ケース半部と、を含み、前記電子アクチュエータが前記シフトカラーを選択的に引っ張って、前記第1半部および前記第2半部の一方に直接係合させる、請求項13に記載の駆動車軸アセンブリ。
  15. 前記車軸の各々に1つずつ固定された一対の側部歯車を含み、前記差動歯車アセンブリが十字形の全体の形状に指向する4個の支持軸を有する差動スパイダと、前記側部歯車に噛合する4個の差動ピニオン歯車であって、差動ピニオン歯車の1つずつが前記支持軸の各々に支持される4個の差動ピニオン歯車と、を含み、速度差が必要でない時に、前記環状歯車と、前記差動ケースと、前記スパイダと、前記差動ピニオン歯車と、が全て1つのユニットとして回転し、前記側部歯車によって前記車軸に動力を伝達するように、前記第1ケース半部および前記第2ケース半部の一方に前記環状歯車が固定され、速度差が必要な時に、前記差動ピニオン歯車が前記それぞれの軸上で回転して、前記一対の側部歯車のそれぞれ一方を通じて、前記一対の車軸の一方の回転速度を増大すると共に、前記一対の側部歯車のそれぞれ他方を通じて、前記一対の車軸の他方の回転を遅くする、請求項14に記載の駆動車軸アセンブリ。
  16. 前記一対の車軸の一方が、1組の内側寄りのスプラインと、1組の外側寄りのスプラインと、を含み、前記1組の内側寄りのスプラインが、前記一対の側部歯車のそれぞれ一方と協働して前記車軸と共に回転するように前記側部歯車の前記一方を固定し、前記1組の外側寄りスプラインは前記シフトカラーの前記内側端の内側に形成されたスプライン孔と協働する、請求項15に記載の駆動車軸アセンブリ。
  17. 駆動車軸のための差動ロックアセンブリを制御する方法であって、
    (a)差動ケース内に支持される差動歯車アセンブリと、前記差動ケースに選択的に係合するシフトカラーとを含み、一対の車軸を駆動するための差動装置を設ける工程と、
    (b)前記シフトカラーを包囲するコイルに電圧を印加する工程と、
    (c)工程(b)に応答して、所定の条件下で前記車軸間の速度差を許容する非ロック位置から、前記シフトカラーを前記差動ケースに固定することによって、前記車軸の両方が共通速度で回転するロック位置まで、前記シフトカラーを移動させる工程と、
    を有する方法。
  18. 前記コイルに電圧を印加していない時、前記シフトカラーを前記非ロック位置に自動的に復帰させる工程を含む、請求項17に記載の方法。
  19. 第1ケース半部と第2ケース半部とを有する差動ケースに取り付けられた環状歯車を駆動するためにピニオン歯車を設けることによって、前記差動装置に駆動入力を提供する工程を含み、前記工程(c)は前記第1ケース半部および前記第2ケース半部と共に回転するように前記シフトカラーを固定するために、前記第1ケース半部および前記第2ケース半部の一方に直接係合するように前記シフトカラーを動かす工程を更に含む、請求項18に記載の方法。
  20. 前記コイルに動力を供給していない時、前記シフトカラーを前記非ロック位置に復帰させる弾性部材を設け、前記コイルと、前記シフトカラーの外側端との間に前記弾性部材を反作用させる工程を含む、請求項18に記載の方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006071071A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 デファレンシャル装置
DE102005037559B4 (de) * 2005-08-10 2021-03-25 Zf Friedrichshafen Ag Sperrbares Differenzial
DE102006012065A1 (de) * 2006-03-16 2007-09-20 Zf Friedrichshafen Ag Modular aufgebautes Bremsmodul für eine Antriebsachse
US8182385B2 (en) 2006-03-21 2012-05-22 Arvinmeritor Technology, Llc Electromechanical differential lock assembly
US7896771B2 (en) * 2008-03-13 2011-03-01 Honda Motor Company, Ltd. Differential lock mechanism
US8152672B2 (en) * 2009-07-24 2012-04-10 Honda Motor Company, Ltd. Differential assembly including differential lock and blocking member
GB2475888A (en) * 2009-12-04 2011-06-08 Meritor Heavy Vehicle Sys Ltd Differential lock actuator
US9453570B2 (en) * 2009-12-07 2016-09-27 Arvinmeritor Technology, Llc Differential lock with assisted return
USD767658S1 (en) 2013-08-13 2016-09-27 Eaton Corporation Helical gear differential housing
USD711445S1 (en) 2013-08-13 2014-08-19 Eaton Corporation Helical gear differential housing
US9243704B2 (en) 2014-01-31 2016-01-26 Arvinmeritor Technology, Llc Drive axle assembly with a collar actuator mechanism
WO2017100550A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Eaton Corporation Locking differential assembly
CN108869692B (zh) * 2018-08-01 2023-08-04 青岛华瑞汽车零部件股份有限公司 一种电磁锁止差速器
CN109253224B (zh) * 2018-10-30 2023-06-06 一汽解放汽车有限公司 一种驱动桥轻量化传动组件
CN114087336B (zh) * 2021-11-10 2023-10-03 东风汽车集团股份有限公司 一种差速器的锁止结构以及具有锁止功能的驱动系统
CN115325129B (zh) * 2022-07-01 2024-04-05 浙江吉利控股集团有限公司 一种差速结构和车辆

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2459870A (en) * 1945-05-30 1949-01-25 Cook Res Lab Inc Differential lock
US2876658A (en) * 1955-09-16 1959-03-10 Clark Equipment Co Locking differential
FR1402032A (fr) * 1964-04-20 1965-06-11 Blocage de différentiel pour tracteurs ou véhicules agricoles
US4271722A (en) * 1979-08-01 1981-06-09 Dana Corporation Axle disconnect
JPS6344291Y2 (ja) * 1980-01-24 1988-11-17
JPS56108949A (en) 1980-02-01 1981-08-28 Hitachi Ltd Reference electrode body for high-temperature high-pressure water
JPS5812826A (ja) * 1981-07-15 1983-01-25 Iseki & Co Ltd デフロツク装置
US4561520A (en) * 1983-11-03 1985-12-31 Borg-Warner Corporation Magnetically synchronized clutch apparatus
AT387828B (de) * 1984-07-18 1989-03-28 Uni Cardan Ag Regelkupplung
DE8633084U1 (de) 1986-12-10 1987-05-14 Xaver Fendt & Co, 8952 Marktoberdorf Sperrbares Kegelräderausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge
US4781078A (en) * 1987-02-02 1988-11-01 Dana Corporation Locking differential with electromagnetic actuated clutch
DE3808066A1 (de) * 1987-03-21 1988-09-29 Zahnradfabrik Friedrichshafen Anordnung einer elektromagnet-zahnkupplung
EP0363367B1 (de) * 1987-03-21 1991-01-16 ZF FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Anordnung einer elektromagnet-zahnkupplung
US5342255A (en) * 1992-11-16 1994-08-30 Eaton Corporation Locking mechanism for driving axle differential
JPH11247969A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Root Six:Kk リミテッドスリップディファレンシャルギヤ
DE10007847A1 (de) * 2000-02-21 2001-08-23 Zahnradfabrik Friedrichshafen Elektromagnetische Schalteinrichtung

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