JPH01266345A - 差動歯車装置 - Google Patents

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） 本発明は制限スリップ差動歯車５．特に、差動作用を遅
延させる手段と、その遅延手段を駆動する駆動手段とを
有する差動歯車装置に関する。

（従来の技術） 制限スリップ差動歯車は、典型的なものでは、歯車室を
形成する歯車ケースを有し、その中には、少くとも１個
のピニオン歯車と少くとも１個のベベルサイド歯車とを
含む差動歯車セットが配置されている。各サイドギヤと
歯車ケースの隣接面との間には、典型的なもので、クラ
ッチバックが配置されているので、そのクラッチバック
は歯車ケースとサイドギヤとの間の回転を遅延させるよ
うに作動する。

多くの制限スリップ及び／又はロック差動歯車において
、クラッチバックをその係合状態へ駆動させるために、
即ち移動させるために成る種の駆動機構が備わっている
。自動車の牽引モディファイヤの分野における現在の傾
向の１つは、従来の技術の典型的な場合のように、所定
の速度差の感知に応答するのではなくて外部信号に応答
してクラッチバックを駆動することができることを望む
ことである。

外部流体圧信号に応答して駆動される典型的な従来の制
限スリップ差動歯車が米国特許筒２．９９１，６６４号
に示されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術に従って幾分満足な制限スリップ差動歯車を
提供することは可能であると考えられるけれども、従来
の設計においては、その商業上の所望性を制限するとい
う大きな欠点がある。ここに引用した先行技術では、ク
ラッチバックは、そのクラッチバックの端部に隣接して
配置された圧力式差動ピストンによって駆動される。従
って、外部流体圧信号を差動歯車ケースへ供給する必要
があり、かくしてシールを回転させる必要が生じる。さ
らに、クラッチバックに作用する油圧力は、差動作用中
に独自に生じる歯車の反動力に対抗して作用する。その
結果、均等でより大きな流体圧を必要とすることになり
、さらに、流体の漏れる危険も大となる。

もうひとつの欠点は、殆んどの制限スリップ差動歯車が
、引用例の駆動手段を利用するためには、歯車ケースと
それに関連した構造体を太き（設計し直さなければなら
ないということである。

従って、本発明の目的は、クラッチバックが外部信号に
応答して駆動される改良型制限スリップ差動歯車装置を
提供することであり、その差動歯車によって、典型的な
従来の差動歯車に伴う問題を克服できる。

特に、本発明の目的は、クラッチ駆動手段がクラッチパ
ックに駆動力を作用させ、歯車の反動力の結果、各サイ
ドギヤによってかけられる通常の押圧力を補助するよう
にした改良型制限スリップ差動歯車を提供することであ
る。

本発明のさらにもうひとつの目的は、前述の目的を達成
し、流体圧シールを回転させる必要のない、改良型制限
スリップ差動歯車を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の前述の目的及び他の目的は、クラッチ手段が歯
車ケースの隣接面へ向って移動する各サイドギヤの動き
に応答して結合するように配置された一対のクラッチ面
で成るような、前述の型の改良差動歯車機構を提供する
ことによって達成される。クラッチ手段を駆動するため
に駆動手段を備え、その駆動手段は、外部流体圧信号に
応答してアウトプットの変位を行わせるように作動する
流体圧で作動する転位機構で成る。この改良型差動歯車
は、軸方向で外方への力をサイドギヤにかけるためにア
ウトプットの変位に応答して作動する手段を含む駆動手
段を特徴とし、それは差動作用中、歯車の反動力の結果
、各サイドギヤによってそれぞれのクラッチ面にかかる
通常の外方への力を補助する。

本発明のより制限された側面によれば、流体圧で作動さ
れる転位機構は、歯車ケースの一部分を取巻（ように配
置された、はぼ環状のピストン・シリンダー組立体であ
り、その組立体は回転することができず、歯車ケースは
ピストン・シリンダー組立体に対して回転自在である。

（実施例） ここで図面を参照すれば、第１図は本発明を利用した型
の制限スリップ差動歯車を示す、第１図は固定外側差動
歯車ハウジング１１の部分図を示し、このハウジング１
１は軸を回転自在に支持し、その軸には、自動車の駆動
ラインによって駆動されるインプットピニオン歯車１３
が装着されている。このピニオン歯車１３はリング歯車
１５と駆動結合し、そのリング歯車１５は適切な手段で
差動歯車ケース１７に取付けられている。

歯車ケース１７は歯車室１９を限定し、その中には、差
動歯車セットが配置され、この差動歯車セットは複数の
遊星ピニオン歯車２１（第１図には、その１つだけしか
示されていない）を含み、この歯車２１は、ビン２５に
よって歯車ケース１７に取付けられたピニオン軸２３に
回転自在に装着されている。

遊星ピニオン歯車２１は差動歯車セットのインプット歯
車で成り、しかも差動歯車セットのアウトプットで成る
一対のサイドギヤ２７．２９と噛み合う、このサイドギ
ヤ２７．２９は一対の車軸の軸３１．３３にそれぞれ、
スプライン結合されている。歯車ケース１７は一対の環
状ハブ部分３５．３７を有し、これらのハブ部分には、
軸受セット３９、４１の内側レースが装着され、それら
の軸受セットは外側差動ハウジング１１に対して歯車ケ
ース１７を回転自在に支持する。

自動車の通常の直進操作中、左車軸の軸３１と右車軸の
軸３３との間には、差動作用が生じることはな（、ピニ
オン歯車２１はピニオン軸２３に対して相対的に回転す
ることはない。従って、歯車ケース１７とピニオン歯車
２１と、サイドギヤ２７、２９と、車軸の軸３１．３３
とはすべて、固体ユニットとして、軸３１．３３の軸の
まわりで回転する。

例えば、自動車が進行中に旋回する時、又はタイヤサイ
ズにわずかな差が存在する時のように代る操作条件のも
とで、成る量の差動作用がサイドギヤ２７．２９間に生
じることが可能となる。しかしながら、成る操作条件の
もとで、車軸の軸のうち片方の軸をスピンアウトし、駆
動牽引の損を生じさせるような過度の差動作用を防ぐた
めに、歯車ケース１７とサイドギヤ２７．２９との間の
相対的回転を遅延させうることが望ましい。

差動作用を遅延させるために、差動歯車機構は、差動作
用を遅延させる遅延手段と、遅延手段を駆動する駆動機
構とを備えている。この実施例において、遅延手段はサ
イドギヤ２７と歯車ケース１７の隣接面との間に配置さ
れたクラッチパック４３と、サイドギヤ２９と歯車ケー
ス１７の隣接面との間に配置されたクラッチパック４５
とで成る。さらに、この実施例において、各クラッチパ
ックは多数のディスクで成る型のものであって、サイド
ギヤ２７．２９にスプライン結合した複数のクラッチデ
ィスク４７と、これらの間に介在し、この技術分野でよ
く知られている型の耳”装置５１によって歯車ケース１
７に対して回転自在に固定された複数のクラッチディス
ク４９とを含む。

クラッチパックの ここまで説明してきた構造の全ては、その構造の詳細及
び操作様式に関してこの技術分野でよく知られている０
本発明について、ここで成る程度詳細に説明するが、そ
れは差動作用を遅延させるためにクラッチパック４３．
４５を駆動する改良型駆動手段に関する。この明細書の
背景で説明したように、自動車の牽引モディファイヤの
分野における現在の傾向の１つは外部信号、典型的には
制御されるマイクロプロセスサーに対して“制限スリッ
プ“即ち“ロッキングモードで牽引モディファイヤを作
動させうることである。従って、本発明はクラッチパッ
ク４３．４５が外部の流体圧信号に対して結合状態に駆
動されるような、改良型差動歯車機構を提供する。

ここで第２図に関連しながら第１図を参照すれば、本発
明の差動歯車はサイドギヤ２７の軸方向の内面と接触状
態に配置された負荷板５３と、さらに、サイドギヤ２９
の軸方向の内面と結合した負荷板５５とを有する。第２
図に最もよく示すように、負荷板５３．５５はほぼ矩形
であり、負荷板５３が後文から明らかとなる理由により
、幾分°°長い°°。これもまた第２図に最もよく示す
ように、４本の伸長棒状部材５７が負荷板５３と結合し
ていて、そこから第１図の右へ伸長する。同様に、４本
の棒状部材５９が負荷板５５と結合している。ここで第
１図に関連しながら第３図を参照すれば、部材５７の右
端は、環状反動部材６１に当接して着座する。同様に、
棒状部材５９の右端は、環状反動部材６３の開口内にね
じこまれている。棒状部材５７の各々は、歯車ケース１
７によって形成される開口６５を貫通し、同様に棒状部
材５９の各々は、歯車ケース１７によって形成される開
口６７を貫通する。従って、歯車ケース１７とその中に
含まれる差動歯車とが車軸の軸３１．３３のまわりを回
転する時、負荷板５３．５５と、部材５７、５９と、反
動部材６１．６３とはすべて、車軸の軸３１．３３のま
わりを、固定ユニットとして、歯車ケース１７と共に回
転する。

第１図に最もよく示すように、環状反動部材６１、６３
は歯車ケース１７の外側で、そのケースに対して同心状
に取り囲むように配置されている０本発明の好ましい実
施例において、機構７１はほぼＵ字形横断面を有する環
状シリンダ一部材７３と環状ピストン部材７５とからな
り、ピストン部材７５は両者間で相対的に軸方向へ移動
するためシリンダー７３内に受入れられている。シリン
ダー７３とピストン部材７５との組立体はその両方とも
軸方向へはわずかに移動できるけれども、回転できない
ことは重要な特徴である０反動部材６１とピストン部材
７５との間には、複数のボール軸受７９を保持する環状
保持リング７７が配置され、ボール軸受７９は、第３図
には１個だけしか示されていない、同様に、反動部材６
３とシリンダー７３との間には、複数のボール軸受８３
を保持する環状保持リング８１が配置されている。

それ故に、歯車ケース１７と共に回転する前述の種々の
部材は、回転しないが軸方向へわずかに変位する機構７
１に対して相対的に回転する。

ここで第３図とは異る半径面で切断した第４図を参照す
れば、環状シリンダー７３は入口取付部分８５を有し、
この部分には、部材７３が一体的に形成されている。こ
の入口取付部分８５は、シリンダー７３とピストン部材
７５とによって協働的に形成される環状室８９に連通し
た流路８７を形成する。第４図において右へ伸長する取
付部分８５は環状部分９１を有し、その中には、短い円
筒形状の流体カップリング部材９３が配置されている。

この流体カップリング部材９３の右端は、差動歯車ハウ
ジング１１によって形成される開口内に受入れられてい
る。カップリング部材９３の右端の近（では、ハウジン
グ１１はねじ式流体通口９５を有し、これは外部の流体
圧信号ラインを接続するようになっている。

−１−里− 通常の操作条件のもとで、環状室８９と通口９５とはシ
ステムのレシーバ−へ通じ、通常の制限スリップ型差動
作用が生じる。付加的バイアストルク、即ち差動の遅延
の必要を指示する状態（例えば、急迫したスピンアウト
等）が感知される場合、外部流体圧インプット信号が通
口９５に連絡し、そこからカップリング部材９３の内部
を通って環状室８９へ連絡する。環状室８９の内部圧が
上昇すると、環状シリンダー７３と環状ピストン７５と
は、互いに軸方向へ外方へ移動する。

これらの軸方向の移動は、順次、ボール軸受７９、８３
を介して、反動部材６１．６３へ伝達される。

反動部材６１が第１図で左へ移動すると、負荷板５３は
棒状部材５７によって左へ押圧される。同時に、反動部
材６３が右へ移動すると、負荷板５５は棒状部材５９に
よって右へ押しやられる。その結果、負荷板５３．５５
によって、サイドギヤ２７゜２９を介して軸方向で外方
への押圧力が作用し、それによってクラッチバック４３
．４５がそれぞれ係合する。この技術に熟達した人々に
よって理解されるように、　　　　、　　″ れ→ト↓−￥＝−負荷板５３．５５によって歯車２７．
２９にかけられ、順次、クラッチバック４３．４５にか
けられる力の量は、環状室８９の流体圧に比例する。し
かしながら、クラッチバック４３．４５に作用する力は
、負荷板５３．５５によってかけられる力と、サイドギ
ヤ２７．２９からの歯車の反動力とを加えた力に等しい
。歯車の反動力は、負荷板によって生じる力のために典
型的な歯車反動力以上に事実上増大し、これは歯車によ
って伝達されるトルクを増大させ、順次、歯車の反動力
を増大させる。かくして、転位機構７１は、所望の遅延
を、即ちパイでストルクを与えるために、クラッチバッ
ク４３．４５に必要な力の一部分だけを供給すればよい
ことになる。

これまで本発明について、この技術１こ熟達した人々が
発明を実施することができるほど十分に詳しく説明して
きた。前述の説明を読みかつ理解することによって、本
発明の種々の変形力５この技術に熟達した人々にとって
明らかであると考えられる。従って本発明が特許請求の
範囲内にある限り、そのようなすべての変形を本発明の
一部として含むものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を利用する型の制限スリ・ンブ差動歯車
の軸横断面図である。 第２図は第１図の２−２　ｗＡに沿う横断面図であって
、本発明のクラ・ソチ駆動機構の一部を示す。 第３図は第１図に類似した拡大部分図であって、本発明
のピストンシリンダー装置を示す。 第４図は第３図と同一スケールで示す拡大部分図であっ
て、第３図とは異なる半径面で切断したものである。 １１　　・・・　ハウジング １３　　・・・　ピニオン歯車 １５　　・・・　リング歯車 １７　　・・・　差動歯車ケース １９　　・・・　歯車室 ２１　　・・・　遊星ピニオン歯車 ２３　　・・・　ピニオン軸 ２７、２９・・・サイドギヤ ３１、３３・・・車軸の軸 ４３、４５・・・クラッチバック ４７　　・・・　クラッチディスク ５３、５５・・・負荷板 ５７．５９・・・棒状部材 ６１、６３・・・環状反動部材 ６５、６７・・・開　ロ ア１　　・・・　流体圧差動式転位機構７３　　・・・
　シリンダ一部材 ７５　　・・・　ピストン部材 ７７、８１・・・環状保持リング ７９、８３・・・ボール軸受 ８５　　・・・　入口取付部分 ８７・・・流路 ８９　　・・・　環状室 ９１　　・・・　環状部分 ９３　　・・・　連絡部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）歯車室（１９）を形成する歯車ケース（１７）と
   ；前記歯車室に配置された差動歯車手段とを有し；該差
   動歯車手段は、少くとも１個のピニオン歯車（２１）と
   、該ピニオン歯車と噛み合う一対のベベルサイドギヤ（
   ２７、２９）とを含み、さらに前記歯車ケースと前記サ
   イドギヤの各々との間の相対的回転を遅延させるのに有
   効な係合状態と、非係合状態との間で作動するクラッチ
   手段（４３、４５）を有し；前記クラッチ手段は、前記
   歯車ケースの隣接面へ向って前記サイド歯車の各々の動
   きに応じて係合するように配置された少くとも一対のク
   ラッチ面（４７、４９）を含み、さらに前記クラッチ手
   段を駆動する駆動手段を有し、該駆動手段は外部の流体
   圧インプット信号（９５）に応答してアウトプットの変
   位を行うように作動する流体圧で作動される転位機構（
   ７１）を有する差動歯車装置において； （ａ）前記駆動装置は、前記サイドギヤに軸方向で外方
   への押圧力をかけるために前記アウトプット変位に応答
   して作用する手段（５７、５９、５３、５５）を有し、
   該手段は、差動中、歯車の反動力の結果、それぞれのク
   ラッチ面に前記各サイドギヤによってかけられる通常の
   押圧力を補助する事を特徴とする差動歯車装置。 （２）前記流体圧で作動する転位機構はピストン（７５
   ）とシリンダー（７３）組立体で成ることを特徴とする
   、特許請求の範囲第１項に記載の差動歯車装置。 （３）前記流体圧で作動する転位機構は、両対のクラッ
   チ面を同時に結合するように軸方向へ片寄せるように作
   動する単一のピストン （７５）、シリンダー（７３）組立体で成ることを特徴
   とする、特許請求の範囲第１項に記載の差動歯車装置。 （４）前記流体圧で作動する転位機構は、前記歯車ケー
   スの外側に配置されていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項に記載の差動歯車装置。 （５）前記ピストン・シリンダー組立体はほぼ環状をな
   し、前記歯車ケースの一部を取り巻くように配置されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第２項に記載の
   差動歯車装置。 （６）前記ピストン・シリンダー組立体は回転を行わず
   、前記歯車ケースは前記ピストン・シリンダー組立体に
   対して相対的に回転することを特徴とする、特許請求の
   範囲第５項に記載の差動歯車装置。 （７）さらに、不動の外側差動ハウジング（１１）と、
   前記外側ハウジングと前記ピストン・シリンダー組立体
   とを相互接続させ、前記外部流体圧インプット信号を前
   記ピストン・シリンダー組立体に接続させる流体圧カプ
   リング（９３）とを有することを特徴とする、特許請求
   の範囲第６項に記載の差動歯車装置。 （８）前記アウトプットの変位に応答して作動する前記
   手段は、前記サイドギヤの軸方向で内方に配置され、そ
   のサイドギヤと接触する一対の負荷板（５３、５５）を
   有し、さらに、前記アウトプットの変位を前記負荷板の
   軸方向で外方への動きに伝達する手段（５７、５９）を
   有することを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載
   の差動歯車装置。 （９）前記転位機構は回転しないピストン（７５）シリ
   ンダー（７３）組立体で成り、前記ピストンと前記シリ
   ンダーとは両方とも、前記外部の流体圧インプット信号
   に応答して軸方向へ移動することを特徴とする、特許請
   求の範囲第８項に記載の差動歯車装置。 （１０）前記アウトプットの変位を伝達する前記手段は
   、さらに、前記ピストン及び前記シリンダーに軸方向に
   隣接して配置された一対のほぼ環状の反動部材（６１、
   ６３）を有し、さらに、前記ピストン及び前記シリンダ
   ーの軸方向の転位を前記負荷板へ伝達するために、前記
   反動部材と前記負荷板とを接続する手段 （５７、５９）を有することを特徴とする、特許請求の
   範囲第９項に記載の差動歯車装置。 （１１）歯車室（１９）を形成する歯車ケース（１７）
   と；少くとも１個のインプット歯車（２１）と一対のア
   ウトプット歯車（２７、２９）とを含み、前記歯車室に
   配置された差動歯車手段と：前記歯車ケースと前記アウ
   トプット歯車との間の相対的回転を遅延させるために、
   非係合状態と係合状態との間で作動するクラッチ手段（
   ４３、４５）と；前記クラッチ手段を駆動する駆動手段
   とを有し、該駆動手段は、外部の流体圧インプット信号
   （９５）に応答してアウトプットの変位を行わせるよう
   に作動する流体圧で作動する転移機構（７１）で構成さ
   れる歯車装置において： （ａ）前記流体圧で作動される転位機構は、前記歯車ケ
   ースの外部に配置され、 （ｂ）前記駆動手段は、軸方向で外方への押圧力を前記
   クラッチ手段に作用させるため前記アウトプットの変位
   に応答して作用する手段（５７、５９、５３、５５、２
   ７、２９）を有することを特徴とする差動歯車装置。 （１２）前記流体圧で作動される転移機構は、前記歯車
   ケースの一部を取巻くように配置されたほぼ、環状のピ
   ストン（７５）、シリンダー（７３）組立体で成ること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１１項に記載の差動歯
   車装置。 （１３）前記ピストン・シリンダー組立体は回転するこ
   とがなく、前記歯車ケースは前記ピストン・シリンダー
   組立体に対して相対的に回転することを特徴とする、特
   許請求の範囲第１２項に記載の差動歯車装置。 （１４）前記差動歯車装置はさらに、固定外側差動ハウ
   ジング（１１）と、前記外側ハウジングと前記ピストン
   ・シリンダー組立体とを相互接続させ、前記外部流体圧
   インプット信号を前記ピストン・シリンダー組立体に連
   絡させる流体圧カプリング（９３）とを有することを特
   徴とする、特許請求の範囲第１３項に記載の差動歯車装
   置。 （１５）前記アウトプットの変位に応答して作動する前
   記手段は、前記クラッチ手段の軸方向で内方に配置され
   た一対の負荷板（５３、５３）を有し、さらに、前記ア
   ウトプット転位を前記負荷板の軸方向で外方への動きに
   伝達する手段（５７、５９）を有することを特徴とする
   、特許請求の範囲第１１項に記載の差動歯車装置。 （１６）前記転位機構は、回転しないピストン・シリン
   ダー組立体で成り、前記ピストン（７５）及び前記シリ
   ンダー（７３）の両方は、前記外部流体圧インプット信
   号に応答して軸方向へ移動することを特徴とする、特許
   請求の範囲第１５項に記載の差動歯車装置。（１７）前
   記アウトプット変位を伝達する前記手段は、さらに、前
   記ピストン及び前記シリンダーに軸方向に隣接して配置
   されかつ、それと操作的に関連する一対のほぼ環状反動
   部材（６１、６３）を有し、さらに、前記反動部材と前
   記負荷板との間を接続し、前記ピストンと前記シリンダ
   ーとの軸方向の転位を前記負荷板へ伝達する手段（５７
   、５９）を有することを特徴とする、特許請求の範囲第
   １６項に記載の差動歯車装置。