JP2007509289A

JP2007509289A - 強度が向上されたデファレンシャルキャリヤ

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Publication number: JP2007509289A
Application number: JP2006534719A
Authority: JP
Inventors: クルーデクアドリアン
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: WO2005040643A1; CN1871462B; CN1871462A; US7585246B2; JP4594318B2; US20070167271A1; DE10348547B3

Abstract

本発明は、デファレンシャルギヤ装置用のデファレンシャルキャリヤであって、該デファレンシャルキャリヤがその長手方向軸線Ａを中心として回転駆動可能に支承されており、デファレンシャルキャリヤ内で前記長手方向軸線Ａに対して同軸的に回転可能に支承された複数の側方軸歯車が設けられており、デファレンシャルキャリヤ内で前記長手方向軸線Ａに対して半径方向に位置する回転軸線Ｒに沿って支承され且つ側方軸歯車と歯列の噛み合った複数の差動歯車が設けられており、更に、長手方向軸線Ａに対して同軸的にデファレンシャルキャリヤ内に配置された多板式クラッチが設けられており、該多板式クラッチが第１の側方軸歯車と、デファレンシャルキャリヤ又は第２の側方軸歯車との間で作用するように配置されており、デファレンシャルキャリヤがフランジを有しており、該フランジにリングギヤがねじ締結可能である形式のものに関する。この場合、デファレンシャルキャリヤ（１１）が、底部（２２）を有し且つフランジ（１６）の一体成形されたポット状の構成部材（１４）と、このポット状の構成部材に挿入されて、環状の位置固定部材（１７）によって軸方向で位置固定されたカバー（１５）とから形成され、該カバー（１５）は環状の位置固定部材（１７）によって軸方向で位置固定されている。カバー（１５）及び多板式クラッチ（４１）は、差動歯車（２０，２１）の回転軸線を通る１平面に関して前記底部（２２）及びフランジ（１６）とは反対の側でデファレンシャルキャリヤ（１１）内に位置している。

Description

本発明は、デファレンシャルギヤ装置用のデファレンシャルキャリヤであって、該デファレンシャルキャリヤがその長手方向軸線Ａを中心として回転駆動可能に支承されており、デファレンシャルキャリヤ内で前記長手方向軸線Ａに対して同軸的に回転可能に支承された複数の側方軸歯車が設けられており、デファレンシャルキャリヤ内で前記長手方向軸線Ａに対して半径方向に位置する回転軸線Ｒに沿って支承され且つ側方軸歯車と歯列の噛み合った複数の差動歯車が設けられており、更に、長手方向軸線Ａに対して同軸的にデファレンシャルキャリヤ内に配置された多板式クラッチが設けられており、該多板式クラッチが第１の側方軸歯車と、デファレンシャルキャリヤ又は第２の側方軸歯車との間で作用するように配置されており、デファレンシャルキャリヤがフランジを有しており、該フランジにリングギヤがねじ締結可能である形式のものに関する。

デファレンシャルギヤ装置は外部制御式の操作装置を介してロック作用を生ぜしめるか、又は外部の影響無しで回転数差に関連して、又は伝達されたトルクに関連して可変である。このようなセルフロック式のデファレンシャルギヤ装置は、例えばドイツ連邦共和国特許第３４０２９１７号明細書から公知である。

種々様々な形式のデファレンシャルキャリヤが公知であるが、デファレンシャルキャリヤは主としてポット状の構成部材とカバー部材とから成っており、この場合、側方軸歯車と差動歯車とから成るユニットはポットの後部に挿入され、その手前に多板式クラッチが配置されており、最後にカバーが一体成形されたフランジを以て前記ユニットを閉鎖している。多板式クラッチを操作するための外部制御式の操作装置を備えたデファレンシャルギヤ装置の場合、操作装置はデファレンシャルキャリヤ内に位置していてよく、しかもカバーが操作装置部分を形成している（ドイツ連邦共和国特許第１９９４２０４４号明細書）か、又はデファレンシャルキャリヤ外に位置していてよく、しかも当該操作装置はカバー部材のスリーブ付加部に支承されている（ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２５２９７４号明細書）。これらの設計の欠点は、ポット状の構成部材に対するカバーの誤センタリングが、カバーに一体成形されたデファレンシャルキャリヤの支承箇所に基づいてデファレンシャルキャリヤ延いてはリングギヤの回転に伝達されるという点にある。

ドイツ連邦共和国特許第１９７０９５２３号明細書から公知のデファレンシャルギヤ装置に設けられたデファレンシャルキャリヤは、底部及びフランジを備えたポット状の構成部材並びに前記フランジにねじ締結可能なカバーを有している。ポット状の構成部材の底部及びフランジは、差動歯車の回転軸線を通る１平面に関してそれぞれ異なる側に配置されている。このことは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０３７８９号明細書及びドイツ連邦共和国特許第３９０９１１２号明細書から公知のデファレンシャルギヤ装置にも当てはまる。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２５３３８４号明細書からはポット状のデファレンシャルキャリヤを備えたデファレンシャルギヤ装置が公知であり、この場合、ポット状のデファレンシャルキャリヤの底部及びフランジは、デファレンシャルギヤ装置の中心平面に関して共通して一方の側に位置している。反対の側にはカバーが設けられており、このカバーはデファレンシャルキャリヤに被せ嵌められて、周面に配分されたねじで以てデファレンシャルキャリヤに固定されている。

本発明の課題は、デファレンシャルキャリヤの強度及び回転特性を改善することのできる解決手段を提供することである。

この解決手段は、デファレンシャルキャリヤが、底部を有し且つフランジの一体成形されたポット状の構成部材と、このポット状の構成部材に挿入されて、環状の位置固定部材によって軸方向で位置固定されたカバーとから形成され、カバー及び多板式クラッチが、差動歯車の回転軸線を通る１平面に関して前記底部及びフランジとは反対の側でデファレンシャルキャリヤ内に位置しているという点にある。この場合特に、フランジはポット状の構成部材の底部とほぼ軸方向で整合して位置している。

有利な構成では、多板式クラッチを操作するための操作装置が設けられており、この操作装置はデファレンシャルキャリヤの内部又は外部に配置されていてよい。デファレンシャルキャリヤの内部に配置された操作装置を備えた構成では、この操作装置は有利には回転数差検出装置、特にＶｉｓｃｏｌｏｋの構成形式の粘性ポンプ装置である。この場合は特に、粘性ポンプ装置のケーシングが少なくとも部分的にデファレンシャルキャリヤのカバーによって形成されることが有利である。デファレンシャルキャリヤの外部に配置された操作装置を備えた構成では、この操作装置は有利には外部制御可能な装置、特に玉‐傾斜路調節装置の形で構成されている。この場合、この玉‐傾斜路調節装置がデファレンシャルキャリヤのポット状の構成部材の付加部に支承されていることが有利である。操作装置を備えた構成に対して択一的に、当該のデファレンシャルキャリヤはセルフロック式のデファレンシャルギヤ装置において外部操作装置無しでも使用され得る。

本発明によるデファレンシャルキャリヤは、フランジと、このフランジ付近に位置するデファレンシャルキャリヤのための支承箇所の加工が、第１の構成部材の１回のクランプで加工され得、これにより、リングギヤに関する回転誤差がほぼ排除されるという利点を有している。この場合、カバーと第１の構成部材との間の遊び無しの嵌合部は、第１の構成部材のフランジから大幅に離れているので、当該嵌合部と、カバーに付与されたデファレンシャルキャリヤのための第２の支承箇所との間の回転誤差は、僅かにしかリングギヤ装置に伝達されない。第１のポット状の構成部材のフランジと底部とを軸方向で対応配置することにより、リングギヤ固定部は著しい安定性を得る。カバーをポット状の構成部材に挿入して環状の位置固定部材によって軸方向で位置固定することにより、デファレンシャルギヤ装置の短い軸方向構成長さと同時にポット状の構成部材の内側からの良好な補強が得られる。更に、位置固定部材の使用は廉価な解決手段である。それというのも、付加的な構成部材を必要としないからである。

環状の位置固定部材は、第１の構成ではねじ山付きリングの形で構成されており、このねじ山付きリングはポット状の構成部材に設けられた対応する雌ねじ山にねじ込まれている。この場合、ねじ山付きリングは外周面に切り込まれた、全周にわたって配分された少なくとも１つの孔を有しており、この孔には例えば金属球等の位置固定部材が、相対回動防止のために押し込まれている。ねじ山付きリングの相対回動防止のためには、例えば溶接又はかしめ締結等の別の任意の解決手段も考えられる。ねじ山付きリングを用いた解決手段に対して択一的に、環状の位置固定部材はポット状の構成部材に設けられた対応する環状溝に挿入されるスナップリングの形で構成されていてもよい。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。

図１に示したデファレンシャルキャリヤ１１は、デファレンシャルギヤ装置のケーシングに回転可能に支承される。この場合、支承は特にデファレンシャルキャリヤの長手方向軸線Ａに対して同軸的に形成された２つのスリーブ付加部１２，１３において行われる。デファレンシャルキャリヤは、底部２２、ジャケット２３及び一体成形されたフランジ１６を備えたポット状の第１の構成部材１４と、この第１の構成部材１４に挿入されたカバー１５とを有している。フランジ１６にはデファレンシャルキャリヤを回転駆動するためのリングギヤがねじ締結可能である。第１のスリーブ付加部１２は第１の構成部材１４と一体に結合されており、第２のスリーブ付加部１３はカバー１５と一体に結合されている。カバー１５は、位置固定リング１７によってポット状の部分１４に設けられた段部に接触した状態で保持されている。位置固定リング１７は外向きの円錐面を有しているので、カバー１５は遊び無く第１の構成部材１４に取り付けられている。デファレンシャルキャリヤ１１内には、長手方向軸線Ａに対して同軸的に配置された２つの出力傘歯車１８，１９、並びにそれぞれ長手方向軸線Ａに対して半径方向に位置する回転軸線Ｒを備えた全部で４つの差動傘歯車（図１には２つの差動傘歯車２０，２１を図示）が配置されている。４つの差動傘歯車は、それぞれ両出力傘歯車１８，１９と歯列を噛み合わせた状態で、全周にわたって均等に配分されて配置されている。図示の差動歯車２０，２１はそれぞれ支承ピン２４，２５に沿って滑動し、これらの支承ピン２４，２５は、第１の構成部材１４に設けられた半径方向孔３０，３１に挿入されており且つ位置固定リング３２，３３によって半径方向外側を当該の半径方向孔３０，３１内で保持されている。支承ピン２４，２５は、それぞれ直径の減少された内側の端部２８，２９を以てすぐに相接して互いに支持し合っている。この場合、これらの支承ピン２４，２５は第２の一体のピン対２６，２７によって側方を支持され且つ互いに相対的に保持される。本実施例のデファレンシャルキャリア１１はロック機能付きデファレンシャルギヤ装置に所属しており、例えば同一出願人のドイツ連邦共和国特許第１９６１９８９１号明細書に記載されたような多板式クラッチ４１と粘性ポンプユニット５１とを有している。前掲のドイツ連邦共和国特許第１９６１９８９１号明細書の開示内容に関連して、重要な個別部材だけを挙げていく。装置は所定のフルードで満たされている。多板式クラッチ４１は、第１の構成部材１４と相対回動不能に結合された第１の複数の積層板と、クラッチハブ４３に結合された第２の複数の積層板とから成る積層板パッケージ４２を有している。この積層板パッケージ４２は、粘性ポンプユニット５１の作動ピストン５２によって軸方向で負荷されると、第１の構成部材１４に設けられた支持板４４に軸方向で支持される。更に、粘性ポンプ５１はポンプハブ５３に結合された剪断ディスク５４と、同時にポンプケーシングを形成するカバー部分１５に比べて回転を制限された剪断溝付き制御部材５５とを有している。カバー部分１５にはポンプ室６０が形成されており、このポンプ室６０には剪断ディスク５４と剪断溝付き制御部材５５が入っている。更に、カバー部分１５において環状室５６、環状カバー５７及び皿ばね５８から形成されたリザーバ６１が認識可能であり、このリザーバ６１は複数の孔（図示せず）を介して粘性ポンプ５１のポンプ室６０に接続されている。出力傘歯車１８は内歯歯列３４を有しており、この内歯歯列３４には第１の側方軸が挿入可能である。出力傘歯車１９は第２の内歯歯列３５を有しており、この内歯歯列３５には第２の出力軸が挿入可能である。内歯歯列３５に合致するように、クラッチハブ４３の内歯歯列４５及びポンプハブ５３の内歯歯列５９が形成されている。これにより、側方軸を挿入することによって出力傘歯車１９、クラッチハブ４３及びポンプハブ５３が相対回動不能に互いに結合される。その結果、出力傘歯車１９とデファレンシャルキャリヤ１１との間に回転数差が生じると、ピストン５２を積層板パッケージ４２に向かって押しずらすフルード圧が粘性ポンプ５１内に形成され、これにより、出力傘歯車１９はデファレンシャルキャリヤ１１に対して制動される。ピストン５２及びカバー１５は、シール部材６２，６３によってポンプハブ５３に対してシールされている。出力傘歯車１８及びポンプハブ５３は、滑りディスク３６，３７を介してデファレンシャルキャリヤ１１に対して軸方向で摩擦が少なくなるように支持されている。

図２に示したデファレンシャルキャリヤ１１′は、デファレンシャルギヤ装置のケーシングに回転可能に支承される。この場合、支承は特にデファレンシャルキャリヤの長手方向軸線Ａに対して同軸的に形成された２つのスリーブ付加部１２′，１３′において行われる。デファレンシャルキャリヤは、底部２２、ジャケット２３及び一体成形されたフランジ１６′を備えたポット状の第１の構成部材１４′と、この第１の構成部材１４′に挿入されたカバー１５′とを有している。フランジ１６′にはデファレンシャルキャリヤを回転駆動するためのリングギヤがねじ締結可能である。第１のスリーブ付加部１２′は第１の構成部材１４′と一体に結合されており、第２のスリーブ付加部１３′はカバー１５′と一体に結合されている。カバー１５′は、位置固定リング１７によってポット状の部分１４′に遊び無しで軸方向で保持されている。デファレンシャルキャリヤ内には、長手方向軸線Ａに対して同軸的に配置された２つの出力傘歯車１８，１９、並びにそれぞれ長手方向軸線Ａに対して半径方向に位置する回転軸線Ｒを備えた全部で４つの差動傘歯車（図２には２つの差動傘歯車２０，２１を図示）が配置されている。４つの差動傘歯車は、それぞれ両出力傘歯車１８，１９と歯列を噛み合わせた状態で、全周にわたって均等に配分されて配置されている。図示の差動歯車２０，２１はそれぞれ支承ピン２４，２５に沿って滑動し、これらの支承ピン２４，２５は、第１の構成部材に設けられた半径方向孔３０，３１に挿入されており且つ位置固定リング３２，３３によって半径方向外側を当該の半径方向孔３０，３１内で保持されている。支承ピン２４，２５は、それぞれ直径の減少された内側の端部２８，２９を以てすぐに相接して互いに支持し合っている。この場合、これらの支承ピン２４，２５は第２の一体のピン対２６，２７によって側方を支持され且つ互いに相対的に保持される。本実施例のデファレンシャルキャリアはロック機能付きデファレンシャルギヤ装置に所属しており、例えば同一出願人のドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１２９７９５号明細書に記載されたような多板式クラッチ４１と傾斜路付きディスクユニット７１とを有している。前掲のドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１２９７９５号明細書の開示内容に関連して、重要な個別部材だけを挙げていく。多板式クラッチは、第１の構成部材１４と相対回動不能に結合された第１の複数の積層板と、クラッチハブ４３に結合された第２の複数の積層板とから成る積層板パッケージ４２を有している。この積層板パッケージ４２は、傾斜路付きディスクユニット７１の押圧ピン７２によって軸方向で負荷されると、第１の構成部材１４に設けられた支持板４４に軸方向で支持される。支持板４４自体は第１の構成部材１４′に設けられたリセスの端部に軸方向で支持されている。傾斜路付きディスクユニット７１は、第２のスリーブ付加部１３′の補強された第１の区分３９に配置されており、調節ディスク７３を有している。この調節ディスク７３は、針状コロ軸受け７５を介して前記区分３９に支承されており且つ歯セグメント７４を介して回転調節可能である。更に、傾斜路付きディスクユニット７１は押圧ディスク７６を有しており、この押圧ディスク７６は保持ノーズ７７を介して相対回動不能にケーシングに固定され得る。調節ディスク７３と押圧ディスク７６の互いに面した面にはそれぞれ複数の玉溝７８，７９が位置しており、これらの玉溝７８，７９は、それぞれ限定された周方向範囲にわたって反対方向で変化する深さを以て延びている。各玉溝対７８，７９は玉８０を収容している。これらの玉は、玉保持器８１を介して一定の間隔をあけて保持されている。調節ディスク７３はスラスト軸受け８２を介して、位置固定リング８４によって前記区分３９に保持されたディスク８３に支持されている。押圧ディスク７６は専ら玉８０を介して半径方向でセンタリングされており且つスラスト軸受け８５を介して押圧板８６に作用する。この押圧板８６は押圧ピン７２を負荷する。出力傘歯車１８は内歯歯列３４を有しており、この内歯歯列３４には第１の側方軸が挿入可能である。出力傘歯車１９は第２の内歯歯列３５を有しており、この内歯歯列３５には第２の出力軸が挿入可能である。クラッチハブ４３の内歯歯列４５は内歯歯列３５に合致するように形成されている。これにより、側方軸を挿入することによって出力傘歯車１９及びクラッチハブ４３が相対回動不能に互いに結合される。出力傘歯車１８及びクラッチハブ４３は、滑りディスク３６，３７を介してデファレンシャルキャリヤに対して軸方向で摩擦が少なくなるように支持されている。

次に一緒に説明する図３ａ及び図３ｂには別のデファレンシャルキャリヤ１１が示されている。このデファレンシャルキャリヤ１１は、その構成及び機能に関して図１に示したデファレンシャルキャリヤに対応しているので、この点については図１の説明に関連している。同一構成部材には同一符号が付されている。図３に示した実施例は、環状の位置固定部材１７が、ねじ山付きリングの形で構成されており、このねじ山付きリングが、ポット状の第１の構成部材１４に設けられた対応する雌ねじ山４６にねじ込まれて、第１の構成部材１４に対して相対回動不能に位置固定されているということを特徴としている。相対回動不能に位置固定するためには、前記ねじ山付きリングが少なくとも１つの孔４７を有しており、この孔４７はねじ山付きリングの外周面に切り込まれており且つ内部に位置固定部材４８が押し込まれている。この位置固定部材４８は鋼球の形で構成されており、この鋼球はポット状の第１の構成部材１４の仮想内周面と半径方向外側で交差し延いてはねじ山付きリングを相対回動不能に位置固定する。ねじ山付きリングは周面にわたって配分された複数の溝４９を有しており、これらの溝４９にはポット状の第１の構成部材１４にねじ山付きリングをねじ込むために適当な工具が係合可能である。

３つ全ての実施例に共通して、ポット状の第１の構成部材１４は底部２２、ジャケット２３及びフランジ１６を備えて一体に製作されている。この場合、フランジ１６及び底部２２は差動歯車２０，２１の回転軸線を通る１平面に関して共通の側に位置している。このようにして、正にリングギヤ（図示せず）を介して力が導入される領域に、デファレンシャルキャリヤ１１の特に高い剛性が得られる。多板式クラッチ４１及びカバー１５は、前記平面に関してフランジ１６若しくは底部２２とは反対の側に配置されている。この場合、多板式クラッチ４１はカバー１５に対して軸方向で支持されている。カバー１５がポット状の第１の構成部材１４に挿入されて、環状の位置固定部材１７によって軸方向で位置固定されていることにより、比較的短い構成長さと同時に半径方向内側の良好な補強が得られる。

本発明によるデファレンシャルキャリヤの第１実施例を示した図である。本発明によるデファレンシャルキャリヤの第２実施例を示した図である。本発明によるデファレンシャルキャリヤの第３実施例を示した図であって、図３ａは縦断面図、図３ｂは図３ａに示した位置固定部材の詳細図である。

Claims

デファレンシャルギヤ装置用のデファレンシャルキャリヤ（１１）であって、該デファレンシャルキャリヤがその長手方向軸線Ａを中心として回転駆動可能に支承されており、デファレンシャルキャリヤ（１１）内で前記長手方向軸線Ａに対して同軸的に回転可能に支承された複数の側方軸歯車（１８，１９）が設けられており、デファレンシャルキャリヤ（１１）内で前記長手方向軸線Ａに対して半径方向に位置する回転軸線Ｒに沿って支承され且つ側方軸歯車（１８，１９）と歯列の噛み合った複数の差動歯車（２０，２１）が設けられており、更に、長手方向軸線Ａに対して同軸的にデファレンシャルキャリヤ（１１）内に配置された多板式クラッチ（４１）が設けられており、該多板式クラッチが第１の側方軸歯車（１９）と、デファレンシャルキャリヤ（１１）又は第２の側方軸歯車（１８）との間で作用するように配置されており、デファレンシャルキャリヤ（１１）がフランジ（１６）を有しており、該フランジにリングギヤがねじ締結可能である形式のものにおいて、
デファレンシャルキャリヤ（１１）が、底部（２２）を有し且つフランジ（１６）の一体成形されたポット状の構成部材（１４）と、このポット状の構成部材に挿入されて、環状の位置固定部材（１７）によって軸方向で位置固定されたカバー（１５）とから形成され、カバー（１５）及び多板式クラッチ（４１）が、差動歯車（２０，２１）の回転軸線を通る１平面に関して前記底部（２２）及びフランジ（１６）とは反対の側でデファレンシャルキャリヤ（１１）内に位置していることを特徴とする、強度が向上されたデファレンシャルキャリヤ。
フランジ（１６）が、ポット状の構成部材（１４）の底部（２２）とほぼ軸方向で整合して位置している、請求項１記載のデファレンシャルキャリヤ。
多板式クラッチ（４１）を操作するための操作装置（５１，７１）が設けられている、請求項１又は２記載のデファレンシャルキャリヤ。
操作装置（５１）がデファレンシャルキャリヤ（１１）の内部に配置されている、請求項３記載のデファレンシャルキャリヤ。
操作装置（５１）が回転数差検出装置、特にＶｉｓｃｏｌｏｋの構成形式の粘性ポンプ装置である、請求項４記載のデファレンシャルキャリヤ。
回転数差検出装置のケーシングが、少なくとも部分的にデファレンシャルキャリヤ（１１）のカバー（１５）によって形成される、請求項４記載のデファレンシャルキャリヤ。
操作装置（７１）がデファレンシャルキャリヤ（１１）の外部に配置されている、請求項３記載のデファレンシャルキャリヤ。
操作装置（７１）が外部制御可能な装置、特に玉‐傾斜路調節装置である、請求項７記載のデファレンシャルキャリヤ。
玉‐傾斜路調節装置がデファレンシャルキャリヤ（１１′）のカバー（１５′）に設けられたスリーブ付加部（１３′）に支承されている、請求項８記載のデファレンシャルキャリヤ。
環状の位置固定部材（１７）がねじ山付きリングの形で構成されており、該ねじ山付きリングがポット状の構成部材（１４）に設けられた雌ねじ山（４６）にねじ込まれている、請求項１から９までのいずれか１項記載のデファレンシャルキャリヤ。
ねじ山付きリングが、該ねじ山付きリングの外周面に切り込まれた少なくとも１つの孔（４７）を有しており、該孔に相対回動防止用の位置固定部材（４８）が押し込まれている、請求項１０記載のデファレンシャルキャリヤ。
環状の位置固定部材（１７）が、ポット状の構成部材（１４）に設けられた環状溝に挿入されるスナップリングの形で構成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のデファレンシャルキャリヤ。