JPH02190648A - 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、差動制限装置、特に差動作用を抑制する手段
およびその抑制手段を作動させる作動手段を設けた形式
の差動歯車装置に関するものである。

（従来の技術） 本発明が関連する形式の差動制限装置は、殻的にギヤケ
ースを備えており、それによって形成されたギヤ室内に
少なくとも１つのピニオンおよび一対のベベルサイドギ
ヤを含む差動ギヤ組が設けられている。一般的にクラッ
チバックが各々のサイドギヤとギヤケースの隣接表面と
の間に配設されて、そのクラッチバックの作用によって
ギヤケースおよびサイドギヤ間の回転が抑制されるよう
に構成されている。

多くの差動制限および／または差動固定装置では、クラ
ッチバックを係合状態へ作動させる、すなわち移動させ
るためになんらかの作動機構が設けられている。車両の
牽引力調整装置の分野における最近の傾向の１つとして
、クラッチパックを、従来技術では一般的であったよう
に所定の速度差の感知に対応してではなく、外部信号に
対応して作動させることができるようにすることが望ま
れる。

外部流体圧信号に対応して作動される典型的な従来形差
動制限装置が、米国時・許第２，９９１，６６４号に記
載されている。この従来技術の教示に従っである程度は
満足できる差動制限装置を製造することは可能であると
考えられるが、従来構造にはその商品的期待を制限する
明白な欠点がある。上記従来技術では、クラッチバック
が、クラッチパックの端部付近に配置された圧力作動ピ
ストンによって作動される。従った、外部流体圧信号を
差動ギヤケース内に連通させることが必要であり、この
ため回転シールが必要となる。また、クラッチパックに
作用する油圧は、差動作用中に当然発生するギヤ反動力
に対して反対方向に作用する。その結果、さらに大きな
流体圧が必要になり、流体漏れがさらに生じ易くなる。

別の問題点として、はとんどの差動制限装置において、
上記従来技術に示されている一般的形式の作動手段を使
用するためには、ギヤケースおよび関連構造を大幅に設
計変更する必要がある。

第４および第５図は、第３図の４−４線に沿った概略断
面図であり、それぞれ本発明のレバーおよび支点作動機
構の解除および係合の各状態を示している。

（発明が解決しようとする課題） 上記事情に鑑みて、本発明は外部信号に応答してクラッ
チに加えられる作動力をより大きくした改良型の差動歯
車装置を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段および作用）この目的を達
成するため本発明は請求項１〜ｌＯに記載の構成を有す
る。

具体的には、本発明の差動歯車装置はギヤケースと、少
なくと、も１つのピニオンと、一対のサイドギヤとを備
え、クラッチ手段がサイドギヤとギヤケースとの間に設
けられ、クラッチ手段を作動させる手段として流体圧作
動式変位機構を有している。

この変位機構は外部信号に応答して、出力変位を複数の
入力部材の軸方向移動にして伝達するものであり、一対
のレバー部材が作動移動距離Ｘ１作動力Ｆの入力部材か
ら軸方向入力を受取って支点部材を中心に回動すること
により、変位機構からの作動入力は作動移動距離を距離
Ｘよりもかなり短く作動力な力Ｆよりも相当大きくして
クラッチに伝達できる。

（実施例） 図面は、本発明を制限するものではなく、本発明を利用
できる形式の差動制限装置が第１図に示されている。第
１図は、固定した外側差動装置ハウジング１１の一部分
を示しており、これに回転可能に支持されている軸（図
示路）に入力とニオン１３が取り付けられており、車両
の動力伝達系統によって駆動される。、このピニオン１
３は、差動ギヤケース１７に適当な方法で取り付けられ
ているリングギヤ１５と噛合い駆動係合している。

ギヤケース１７によって形成されたギヤ室１９内には、
好ましくはビン２５によってギヤケース１７に固定され
たピニオン軸２３に回転可能に取り付けられた複数の遊
星と二オン２１（第１図には１つだけ示されている）を
含む差動ギヤ組が配設されている。

遊星ピニオン２１は、差動ギヤ組の大力ギヤを構成して
おり、差動ギヤ組の出力側である一対のサイドギヤ２７
．２９と噛合い係合している。サイドギヤ２７．２９は
、それぞれ一対の車軸３１．３３とスプライン係合して
いる。ギヤケース１７に一対の環状のハブ部分３５．３
７が設けられており、それらのそれぞれに、ギヤケース
１７を外側差動装置ハウジング１１に対して回転可能に
支持するための軸受装置３９．４１の内側レースが取り
付けられている６ 車両の通常の直進運転中は、左右の車軸３１゜３３間に
差動作用が生じず、ピニオン２１はピニオン軸２３に対
して回転しない、従って、ギヤケース１７、ピニオン２
１．サイドギヤ２７．２９．　ｇよび車軸３１．３３は
、すべて一体となって車軸３１．３３の軸線を中心にし
て回転する。

作動状態によっては、例えば車両が旋回する時、あるい
はタイヤ寸法にわずかな差がある時、ある程度の差動作
用がサイドギヤ２７．２９間に発生する。しかし、ギヤ
ケース１７とサイドギヤ２７．２９との間の相対回転を
抑制して、作動状態によっては一方の車軸のきりもみお
よび駆動牽引力の損失を引き起こす過大な差動作用を防
止できるようにすることが望ましい。

差動作用を抑制するため、差動歯車装置は、差動作用を
抑制する抑制手段および抑制手段を作動させる作動手段
を設けている０本実施例では、抑制手段は、サイドギヤ
２７およびギヤケース１７の隣接面間に配置されたクラ
ッチパック４３と、サイドギヤ２９およびギヤケース１
７の隣接面間に配置されたクラッチパック４５とからな
っている。さらに、本実施例では、各クラッチパックは
多板式であり、サイドギヤ２７．２９にスプライン係合
させた複数のクラッチ板４７と、それらと互い違いに設
けられて公知の形式の「耳」装置５１によってギヤケー
ス１７に対して回転可能に取り付けられた複数のクラッ
チ板４９とを備えている。

本発明は、一対のクラッチパック４３．４５を備えた実
施例について説明されているが、本発明がそれに制限さ
れることなく、単一のクラッチパックを設けただけの差
動装置にも効果的に利用できることは、当業者には明ら
かであろう。

また、本発明は、クラッチパックがサイドギヤとギヤケ
ース１７どの間に設けられて、従って、差動作用中は通
常のギヤ反動力が付勢力をクラッチパックに軸方向「外
向き」　（すなわちギヤケースｌＩ向き）に加えるよう
になっている。

しかし、本発明はそれに限定されるものではなく、クラ
ッチパックが全体的にサイドギヤと連動しているが、必
ずしもサイドギヤに伝達されたギヤ反動力によって係合
方向へ付勢されない差動装置においても有効に使用され
る。

クラッチパックの 以上に説明した構造は、構成および作用とも公知である
。以下に説明する本発明は、差動作用を抑制するために
クラッチパック４３．４５を作動させる改良式作動手段
に関するものである。

従来の技術で説明したように、車両の牽引力調整装置に
おける最近の傾向の１つとして、−射的にマイクロプロ
セッサ制御の外部信号に対応した「制限」または「固定
」方式で牽引力調整装置を作動させることができるよう
にすることがある。従って、本発明は、ここでは−例と
して流体圧信号として説明する外部信号に対応してクラ
ッチパックが作動して停台状態となる改良式作動歯車装
置を提供している。

第３図を参照しながら第１図に示すように、本発明の差
動装置には、サイドギヤ２７の軸方向内面に係合する負
荷プレート５３と、サイドギヤ２９の軸方向内面に係合
する負荷プレート５５とが設けられている。第３図から
れかるように、各負荷プレート（第３図には負荷プレー
ト５３のみを示す）の全体的形状は環状であるが、ピニ
オン２１を収容するため、直径方向に向き合った２つの
部分が切り欠かれている。第３図では、負荷プレート５
３をわかり易く示すため、ピニオン軸２３が省略されて
いる。

第１図に示すように、差動歯車装置、流体圧作動式変位
機構５７を設けており、これは固定の外側差動装置ハウ
ジング１１および回転ギヤケース１７の両方に連動して
いる。第２図に示すように、変位機構５７は、環状のシ
リンダ部材５９と、このシリンダ５９内に収容されてそ
の内部で軸方向に相対変位する環状のピストン部材６１
とを有している０本発明を使用する際に、シリンダ５９
とピストン６１との組立体が回転方向に静止している、
すなわちいずれも回転できないことが重要である。環状
のシリンダ部材５９には入口取り付は部分６３が設けら
れているが、これはシリンダ５９と一体状に形成するこ
とが好ましい、この入口取り付は部分６３によって形成
された流体通路は、シリンダ５９およびピストン６１に
よって形成された環状室６５と開放連通している。

取り付は部分６３には短い円筒状の流体継手部材６７が
嵌め込まれており、その左端部は、外側差動装置ハウジ
ング１１に形成された開口内に収容されている。継手部
材６７の左端部付近において、ハウジング１１は、概略
的に７１で示した外部流体圧信号線と接続するためのね
じ付き流体ポート６９を設けている。

第１図を参照しながら第２図に示すように、変位機構５
７には、さらに環状の軸受装置７３がピストン６１の右
側に、また環状のスラストプレート７５が軸受装置７３
の右側に設けられている。

前述したように、環状のシリンダ部材５９は回転方向に
静止している、すなわち外側ハウジング１１に固定され
ている。しかし、本実施例では、シリンダ５９が軸方向
に、回転ギヤケース１７に形成された環状の凹部７７内
まで延出している。ギヤケース１７には軸方向に延在し
ている複数の孔７９が設けられている（第１ｊ１５よび
第２図の各々には１つずつだけ示されている）、各孔７
９内にはロッド状の入力部材８１が配置されており、そ
の第１および第２図において左端部は、スラストプレー
ト７５の右側表面に当接している。第３図に示すように
、本実施例では２つの孔７９および入力部材８１が設け
られている。

第１図を参照しながら第３および第４図において、作動
機構のレバーおよび支点部分を説明する。変位機構５７
とは反対側にある入力部材８１の端部（すなわち第１図
において右側端部）は、レバー部材８５の外側端部に形
成された開口８３内に収容されている。第３図にわかり
やすく示されているように、本実施例では２つのレバー
部材８５が設けられており、一方についてのみ詳細に説
明するが、以下の説明は両方のレバー部材８５について
同様に当てはまる。

第４図に示すように、反動部材が一対のビン８９（第３
図参照）によって負荷プレート５３に取り付けられてい
る。同様に、支点部材９１が一対のビン９３（第４図に
は１つのビンのみ示されている）によって負荷プレート
５５に取り付けられている。また、一対のビン９５が負
荷プレート５３の開口内に収容されており、レバー部材
８５の半径方向外側の位置にあって、差動装置の回転時
の遠心力から生じるレバー部材８５の半径方向外向き移
動を制限するようになっている。もちろん、レバー部材
８５の第３図に示されている位置から半径方向内向きへ
の移動は、ピニオン軸２３があることで防止される。

レバー部材８５には凹み部分９７が形成されており（第
４図参照）、その内部に支点部材９１が配置されている
。また、レバー部材８５の「内側」端部（第４図におい
て左側端部）は、反動部材８７と係合している。第４図
に示されている状態で、はぼ軸方向入力が入力部材８１
によって全く加えられていない場合、レバー部材８５は
中立位置、すなわち「最小付勢」位置にあるが、これに
ついては以下に説明する。

第５図においては、入力部材８１が前述の支点およびレ
バー装置に軸方向入力を与える位置に示されている。第
５図に示した位置では、レバー部材８５の外側端部が軸
方向（第５図では下向き）に変位しており、その結果、
レバー部材８５が支点部材９１を中心にして回動する。

−射的に、支点部材９１からレバー部材８５および反動
部材８７間の接点までの距離が、「てこの腕」と呼ばれ
ている。入力部材８１が軸方向に移動して、レバー部材
８５の外側端部を移動させ、それを支点部材９１中心に
回動させると、軸方向の力が反動部材８７および支点部
材９１に加えられ、これらの軸方向の力からなる作動力
が軸方向にそれぞれ負荷プレート５３．５５に伝達され
、さらにそれぞれサイドギヤ２７．２９を介してクラッ
チパック４３．４５にそれぞれ伝達される。

当業者には公知であるように、入力部材８１の移動と反
動部材８７および支点部材９１の移動との間に既知の関
係がある。この関係は、設けられている様々なてこの腕
の長さ間の関係に基づいている。第５図に示すように、
入力部材８１の軸線から反動部材８７の接点までのこの
腕の長さを「Ｌｌ」とし、反動部材８７の接点から支点
部材９１によって形成された回動点までのてこの腕の長
さを「Ｌ２」とする０例えば、本実施例では、ＬｌのＬ
２に対する比がおよそ４：１である。従って、例えばピ
ストン６１を変位させて、入力部材８１によって作動移
動距離がＸインチ、作動力がＦポンド（第５図参照）の
軸方向入力を与えることができる外部流体圧信号が環状
室６５へ連通されるとする０本発明の支点およびレバー
機構により、平均的移動距離がおよそＸ／４インチ、平
均的作動力がおよそ４Ｆボンドのクラッチ作動移動がク
ラッチパック４３．４５の各々に伝達される。レバー部
材８５によって反動部材８７および支点部材９１に加え
られる軸方向の力は幾分具なっているが、本発明におい
てはほぼ同一のものであると見なす、従って、゛変位機
構５７からの作動入力が、移動距離は相当に短いが作動
力が何倍にもなったクラッチ作動移動に変換されること
が、本発明の重要な特徴の１つである。

本形式の差動制限装置に通常設けられている予荷重ばわ
が不必要となり、そのためにばねの費用だけでなく、組
み付は工程の費用および問題点もなくすことができるこ
とが、本発明の別の重要な特徴である０本発明では、外
部信号線７１に比較的小さい「待機」圧力を維持するだ
けで、クラッチパックに対して十分な軸方向予荷重が得
られる０本発明のさらなる関連の利点として、予荷重ば
ねは単一の所定の予荷重力を加えることができるだけで
あるのに対して、クラッチパックの「最小付勢」、すな
わち通常「相対的に解除された状態」に対応する予荷重
でさえも、外部信号７１を変化させることによって変更
することができる。

特に本発明の支点およびレバー装置に関連した主な特徴
の１つとして、クラッチ４３．４５を作動させるための
所望の作動力が、環状室６５内のはるかに低い流体圧で
得られるため、継手部材６７の周囲およびピストン部材
６１を通過する流体漏れの恐れを大幅４こ減少させるこ
とができる。

また、支点およびレバー装置の倍力作用により、ピスト
ン６１から軸受装置７３およびスラストプレート７５を
介して入力部材８１に伝達される軸方向の力がはるかに
小さくなるため、これらの部材の寿命および機構の全体
的耐用年数を大幅に延長することができる。

本発明を使用することにより、外部信号を供給するため
のポンプを低圧かつ低価格のポンプにすること、および
／またはシリンダおよびピストンの設置空間が狭い状況
において小型のシリンダ５９およびピストン６１の使用
が可能となる。さらに、本発明を使用することにより、
軸受装置７３の接合面における引きずりを減少させ、そ
れによって本発明を用いない場合に生じる（本実施例の
４倍になる）熱の発生および動力の損失を低減すること
ができる。また、本発明を使用することにより、軸受３
９．４１によって対処しなければならない差動装置ハウ
ジング１１およびギヤケース１７に加えられる軸方向の
反動力も大幅に減少するため、機構５７および入力部材
８１に加えられる力が大幅に減少（本実施例では７５％
）することにより、これらの部材を軽量、小型化、さら
に低価格にすることができる。

以上に、本発明を、当業者であれば実施できるように十
分に詳細に説明してきた１以上の説明を読んで理解すれ
ば、当業者には本発明の様々な変更および変化が明らか
になると思われるが、その様な変更および変化は、請求
範囲内にあれば、すべて本発明の一部と見なされる。

（発明の効果） 本発明は変位機構からの作動入力により移動距離を短く
するが作動力を数倍に増大させるクラッチ作動を生じさ
せるので、低圧ポンプの使用を可能にして装置からの流
体漏れを防止するとともにクラッチ作動させるシリンダ
装置の小型化により装置の小型化、軽量化およびコスト
低減をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を利用できる形式の差動制限装置の軸
方向断面図、 第２図は、本発明のクラッチ作動機構の一部分を示す第
１図と同様な拡大部分断面図。 第３図は本発明のクラッチ作動機構の別の部分を示す第
１図の３−３綿に沿った横断面図、第４図および第５図
は第３図の４−４線に沿って見た、本発明に係るレバー
および支点作動機構の解除と係合の関係を示す各概略断
面図である。 １１・・・ハウジング　　　１７・・・ギヤケース１９
・・・ギヤ室　　　　　２１・・・ピニオン２７、２９
・・・サイドギヤ 特 ４３・・・クラッチバック（クラッチ手段）５３・・・
負荷プレート（係合手段） ４７、４９・・・クラッチ板（クラッチ表面）５７・・
・変位機構　　　　８１・・・入力部材８５・・・レバ
ー部材　　　９１・・・支点部材許 出 願 人 イートン コーポレーション （ばか２名） ＦＩＧ。 寸 ｍ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ギヤ室（１９）を形成するギヤケース（１７）と、
   少なくとも１つのピニオン（２１）および該ピニオンと
   噛合い係合した一対のベベルサイドギヤ（２７，２９）
   を含み、前記ギヤ室内に配置された差動ギヤ手段と、相
   対的解除状態および相対的係合状態間で作動して、前記
   ギヤケースと前記サイドギヤの各々との間の相対回転を
   抑制するクラッチ手段（４３）と、前記クラッチ手段を
   前記相対的係合状態になるように移動させる１つの係合
   手段（５３）と、前記１つの係合手段を作動させる作動
   手段とを備え、前記クラッチ手段が、前記１つの係合手
   段の前記クラッチ手段へ近づく軸方向移動に対応して係
   合するように設けられた少なくとも一対のクラッチ表面
   （４７，４９）を有し、前記作動手段が、外部入力信号
   （７１）に応答して出力変位する変位機構（５７）を有
   している形式の差動歯車装置であって、 （ａ）前記作動手段が、前記変位機構の前記出力変位に
   対応して、作動移動距離がＸ、作動力がＦの軸方向入力
   を与える入力手段 （８１）を含み、 （ｂ）前記作動手段がさらに、支点手段 （９１）と、該支点手段および前記入力手段に連動して
   、前記軸方向入力を前記１つの係合手段の軸方向移動に
   伝達するレバー手段 （８５）とを含み、 （ｃ）前記支点手段および前記レバー手段 は、前記１つの係合手段の軸方向移動の作動移動距離が
   、前記作動移動距離Ｘよりも相当に短く、その作動力が
   前記作動力Ｆよりも相当に大きくなるように構成されて
   いることを特徴とする装置。 ２）さらに、相対的解除状態および相対的係合状態間で
   作動して、前記ギヤケースと前記サイドギヤの各々との
   間の相対回転を抑制する別のクラッチ手段（４７）と、
   前記別のクラッチ手段を前記相対的係合状態になるよう
   に移動させる別の係合手段（＠５＠５）とを有しており
   、前記別のクラッチ手段が、前記別の係合手段の前記ク
   ラッチ手段へ近づく軸方向移動に対応して係合するよう
   に設けられた少なくとも一対のクラッチ表面（４７，４
   ９）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の差
   動歯車装置。 ３）前記レバー手段（８５）が、前記軸方向入力を同時
   に前記１つの係合手段（５３）および前記別の係合手段
   （５５）の軸方向移動に伝達するようにしたことを特徴
   とする請求項２に記載の差動歯車装置。 ４）前記支点手段（９１）および前記レバー手段（８５
   ）は、前記別の係合手段（５５）の前記軸方向移動の作
   動移動距離および作動力が、前記１つの係合手段（５３
   ）の前記作動移動距離および前記作動力とほぼ同一にな
   るように構成されていることを特徴とする請求項３に記
   載の差動歯車装置。 ５）前記外部入力信号（７１）が流体圧信号を有してお
   り、前記変位機構（５７）がシリンダ（５９）とピスト
   ン（６１）によるアセンブリを有していることを特徴と
   する請求項１に記載の差動歯車装置。 ６）前記シリンダおよびピストンアセンブリは回転方向
   に静止しており、前記ギヤケース （１７）が前記シリンダおよびピストンアセンブリに対
   して回転可能であることを特徴とする請求項５に記載の
   差動歯車装置。 ７）さらに、静止した外側差動ハウジング （１１）と、該外側ハウジングおよび前記シリンダおよ
   びピストンアセンブリ間を連通させて、前記外部流体圧
   入力信号（７１）を前記シリンダおよびピストンアセン
   ブリに連通させる流体圧継手（６７）とを有しているこ
   とを特徴とする請求項６に記載の差動歯車装置。 ８）前記入力手段が、前記ギヤケースと共に回転するよ
   うに配置されてギヤケースに対して軸方向に移動可能で
   ある細長いロッド状の部材（８１）を備えており、さら
   に軸受手段 （７３）が前記ピストン（６１）および前記ロッド状部
   材（８１）間に設けられていることを特徴とする請求項
   ６に記載の差動歯車装置。 ９）前記支点手段が、軸方向において前記サイドギヤ間
   に配置されて前記サイドギヤの前記一方（２７）と連動
   した反動部材（８７）を備えており、前記レバー手段が
   、その内端部付近で前記反動部材に、かつ外端部付近で
   前記入力手段に係合している細長いレバー部材 （８５）を備えていることを特徴とする請求項１に記載
   の差動歯車装置。 １０）前記支点手段が、前記サイドギヤの前記一方（２
   ７）と連動した反動部材（８７）と、前記サイドギヤの
   前記他方（２９）と連動した支点部材（９１）とを備え
   ており、前記レバー手段が、前記反動部材と前記支点部
   材間の軸方向に配置され、これら部材と係合している細
   長いレバー部材（８５）を備えており、前記反動部材お
   よび前記支点部材は横方向に位置がずれており、前記レ
   バー部材が回動点を形成して、前記レバー部材が、前記
   軸方向入力に対応して前記回動点を中心に回動するよう
   にしたことを特徴とする請求項２に記載の差動歯車装置
   。