JPH1130315A - 最適化された組立体窓幾何学的形状を備える差動ユニット - Google Patents
最適化された組立体窓幾何学的形状を備える差動ユニットInfo
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- JPH1130315A JPH1130315A JP10123507A JP12350798A JPH1130315A JP H1130315 A JPH1130315 A JP H1130315A JP 10123507 A JP10123507 A JP 10123507A JP 12350798 A JP12350798 A JP 12350798A JP H1130315 A JPH1130315 A JP H1130315A
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- F16H48/08—Differential gearings with gears having orbital motion comprising bevel gears
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16H48/38—Constructional details
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/38—Constructional details
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Retarders (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来技術の欠点を克服する差動ケースの組立
体窓に対する幾何学的形状を提供すること。 【解決手段】 差動ケースが備えられており、該差動ケ
ースはそれに形成された少なくとも１つの組立体窓を含
み差動ケースの内部の室へ出入りをさせる。差動ケース
における組立体窓は、差動ケースの一対の対向した細長
い縁部分により相互接続された差動ケースの一対の対向
した円形縁部分により画成されている。一対の対向した
細長い縁部分は、一対のサイドギヤの外径よりも僅かに
大きいそれらの間の寸法を有していて室へのサイドギヤ
の角度の付された進入、そして長手方向軸線に対するそ
の後の整合を可能にしている。一対の対向した円形縁部
分は一対のピニオン歯車の半径よりも僅かに大きな半径
を含み、室内へのピニオン歯車の進入、また別の長手方
向軸線に対するその後の整合を可能にしている。このよ
うに、組立体窓により、差動ケースへの歯車構成部品の
簡単な組立が可能となり、一方、その構造的および機能
的特性が改良される。
体窓に対する幾何学的形状を提供すること。 【解決手段】 差動ケースが備えられており、該差動ケ
ースはそれに形成された少なくとも１つの組立体窓を含
み差動ケースの内部の室へ出入りをさせる。差動ケース
における組立体窓は、差動ケースの一対の対向した細長
い縁部分により相互接続された差動ケースの一対の対向
した円形縁部分により画成されている。一対の対向した
細長い縁部分は、一対のサイドギヤの外径よりも僅かに
大きいそれらの間の寸法を有していて室へのサイドギヤ
の角度の付された進入、そして長手方向軸線に対するそ
の後の整合を可能にしている。一対の対向した円形縁部
分は一対のピニオン歯車の半径よりも僅かに大きな半径
を含み、室内へのピニオン歯車の進入、また別の長手方
向軸線に対するその後の整合を可能にしている。このよ
うに、組立体窓により、差動ケースへの歯車構成部品の
簡単な組立が可能となり、一方、その構造的および機能
的特性が改良される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概ね自動車の差動
装置に係わり、より具体的には差動ケースに形成された
組立体窓用の最適化された幾何学的形状を有するその差
動ケースに係わる。
装置に係わり、より具体的には差動ケースに形成された
組立体窓用の最適化された幾何学的形状を有するその差
動ケースに係わる。
【０００２】
【従来の技術】差動装置はモーター車両の駆動列に用い
られていて駆動トルクを車輪に伝え、一方、それらの間
の速度差を可能にしている。図１および図２を参照し
て、従来技術による差動装置１０は差動ケース１２を含
むものとして示されており、該差動ケース１２は、その
対向する軸線方向端部で、軸受組立体１４により支持さ
れていて差動キャリア即ちハウジング１６に対して回転
するようになっている。ハウジング１６は後輪駆動車両
に用いられている形式の軸組立体の一部で有ることがで
き、あるいは前輪駆動車両の変速装置に組み込むことが
できる。差動ケース１２は拡大された内部室１８を含む
よう形成されており、該拡大された内部室１８内には歯
車セットが保持されている。差動ケース１２は、また一
対の第１の穴２０と一対の第２の穴２２とを含み、双方
の対の穴は室１８に連通している。加えて、差動ケース
１２は半径方向フランジ２４を含み、該半径方向フラン
ジ２４にはリング歯車２６が、ボルト２８のごときもの
により固着されている。ピニオン軸３０は第１の穴２０
間を延在しており、また、孔３３に保持された錠止用ピ
ン３２により差動ケース１２にしっかりと固定されてい
る。
られていて駆動トルクを車輪に伝え、一方、それらの間
の速度差を可能にしている。図１および図２を参照し
て、従来技術による差動装置１０は差動ケース１２を含
むものとして示されており、該差動ケース１２は、その
対向する軸線方向端部で、軸受組立体１４により支持さ
れていて差動キャリア即ちハウジング１６に対して回転
するようになっている。ハウジング１６は後輪駆動車両
に用いられている形式の軸組立体の一部で有ることがで
き、あるいは前輪駆動車両の変速装置に組み込むことが
できる。差動ケース１２は拡大された内部室１８を含む
よう形成されており、該拡大された内部室１８内には歯
車セットが保持されている。差動ケース１２は、また一
対の第１の穴２０と一対の第２の穴２２とを含み、双方
の対の穴は室１８に連通している。加えて、差動ケース
１２は半径方向フランジ２４を含み、該半径方向フラン
ジ２４にはリング歯車２６が、ボルト２８のごときもの
により固着されている。ピニオン軸３０は第１の穴２０
間を延在しており、また、孔３３に保持された錠止用ピ
ン３２により差動ケース１２にしっかりと固定されてい
る。
【０００３】歯車セットは一対のピニオン歯車３４を含
み、該一対のピニオン歯車３４は室１８内のピニオン軸
３０に支持されていて、図１に作図線「Ａ」で示されて
いるその長手方向軸線のまわりで回転するようになって
いる。各ピニオン歯車３４は一対のサイドギヤ３６に噛
み合っており、該一対のサイドギヤ３６は、作図線
「Ｂ」で示されている差動ケース１２の長手方向軸線の
まわりで回転するよう各々回転可能に支持されている。
差動ケース１２の軸線方向端部は一対の筒状ハブ３８お
よび４０を画成しており、該一対の筒状ハブ３８および
４０は一対の車軸４２および４４をそれぞれ回転可能に
支持しており、また該一対の筒状ハブ３８および４０に
は軸受組立体１４が装架されている。車軸４２の一端は
サイドギヤ３６の一方に固定（言い換えれば、スプライ
ン結合）されており、一方、その反対側端部は車両の車
輪のうちの一方に固定されている。同様に、車軸４４の
一方の端部はサイドギヤ３６の他方のものに固定（言い
換えれば、スプライン結合）されており、一方、その反
対側端部は車両の車輪のうちの他方に固定されている。
従来の通り、リング歯車２６、および、そのリング歯車
２６が取り付けられる差動ケース１２は、入力駆動ピニ
オン（図示せず）により、ハウジング１６内で回転せし
められ、該入力駆動ピニオンは駆動軸（図示せず）の端
部に固着されている。このように、ケース１２の回転運
動は、ピニオン歯車３４とサイドギヤ３６との係合を介
して車軸４２および４４に伝えられてそれらの間の相対
回転を可能にしている。
み、該一対のピニオン歯車３４は室１８内のピニオン軸
３０に支持されていて、図１に作図線「Ａ」で示されて
いるその長手方向軸線のまわりで回転するようになって
いる。各ピニオン歯車３４は一対のサイドギヤ３６に噛
み合っており、該一対のサイドギヤ３６は、作図線
「Ｂ」で示されている差動ケース１２の長手方向軸線の
まわりで回転するよう各々回転可能に支持されている。
差動ケース１２の軸線方向端部は一対の筒状ハブ３８お
よび４０を画成しており、該一対の筒状ハブ３８および
４０は一対の車軸４２および４４をそれぞれ回転可能に
支持しており、また該一対の筒状ハブ３８および４０に
は軸受組立体１４が装架されている。車軸４２の一端は
サイドギヤ３６の一方に固定（言い換えれば、スプライ
ン結合）されており、一方、その反対側端部は車両の車
輪のうちの一方に固定されている。同様に、車軸４４の
一方の端部はサイドギヤ３６の他方のものに固定（言い
換えれば、スプライン結合）されており、一方、その反
対側端部は車両の車輪のうちの他方に固定されている。
従来の通り、リング歯車２６、および、そのリング歯車
２６が取り付けられる差動ケース１２は、入力駆動ピニ
オン（図示せず）により、ハウジング１６内で回転せし
められ、該入力駆動ピニオンは駆動軸（図示せず）の端
部に固着されている。このように、ケース１２の回転運
動は、ピニオン歯車３４とサイドギヤ３６との係合を介
して車軸４２および４４に伝えられてそれらの間の相対
回転を可能にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】差動装置１０の従来の
組立方法によれば、サイドギヤ３６およびピニオン歯車
３４を、以後組立体窓と言及する第２の穴２２を通過さ
せることにより、室１８内に次々と組み立てる。図２を
参照して、組立体窓２２のうちの一方は、軸線方向寸法
「Ｘ」および円周方向寸法、即ち、横方向寸法「Ｙ」を
備えた形状が概ね楕円形であるとして示されている。重
要な設計上の制約は、横方向寸法「Ｙ」の寸法がサイド
ギヤ３６の外径よりも伝統的に大きく、そのため、室１
８内への該サイドギヤ３６の進入を可能にし、また回転
軸線「Ｂ」に対するサイドギヤ３６のその後の整合を許
してしまうことである。同様に、軸線方向寸法「Ｘ」は
ピニオン歯車３４の外径よりも大きく、もって、そのピ
ニオン歯車３４が室１８に進入するのを許し、また、サ
イドギヤ３６との噛み合わされた係合状態でのその後の
整合を許すようになっていなければならない。その後、
ピニオン歯車３４は第１の穴２０と整合状態に回転せし
められてピニオン軸３０を収容するようになっている。
この窓の幾何学的形状により、設計形状における妥協が
必要とされる。何故なら、差動ケース１２のバレル断片
部４８を十分に厚くして、最も小さな外径（言い換えれ
ば、リング歯車のパイロット直径）を可能な限り維持し
つつ差動ユニット１０の寿命中それに適用されると予想
される最大曲げ応力に耐えねばならないからである。更
に、材料の選択は、例えば鋳鉄のごとき鉄系材料に、先
に限定されてしまってこれらの曲げ応力に適応されてい
る。
組立方法によれば、サイドギヤ３６およびピニオン歯車
３４を、以後組立体窓と言及する第２の穴２２を通過さ
せることにより、室１８内に次々と組み立てる。図２を
参照して、組立体窓２２のうちの一方は、軸線方向寸法
「Ｘ」および円周方向寸法、即ち、横方向寸法「Ｙ」を
備えた形状が概ね楕円形であるとして示されている。重
要な設計上の制約は、横方向寸法「Ｙ」の寸法がサイド
ギヤ３６の外径よりも伝統的に大きく、そのため、室１
８内への該サイドギヤ３６の進入を可能にし、また回転
軸線「Ｂ」に対するサイドギヤ３６のその後の整合を許
してしまうことである。同様に、軸線方向寸法「Ｘ」は
ピニオン歯車３４の外径よりも大きく、もって、そのピ
ニオン歯車３４が室１８に進入するのを許し、また、サ
イドギヤ３６との噛み合わされた係合状態でのその後の
整合を許すようになっていなければならない。その後、
ピニオン歯車３４は第１の穴２０と整合状態に回転せし
められてピニオン軸３０を収容するようになっている。
この窓の幾何学的形状により、設計形状における妥協が
必要とされる。何故なら、差動ケース１２のバレル断片
部４８を十分に厚くして、最も小さな外径（言い換えれ
ば、リング歯車のパイロット直径）を可能な限り維持し
つつ差動ユニット１０の寿命中それに適用されると予想
される最大曲げ応力に耐えねばならないからである。更
に、材料の選択は、例えば鋳鉄のごとき鉄系材料に、先
に限定されてしまってこれらの曲げ応力に適応されてい
る。
【０００５】前述したことに基づき、歯車構成要素の簡
単な組立を容易にし、一方、差動ケースの構造的および
作用的特徴を改良する該差動ケースにおける組立窓用の
最適化された幾何学的形状を提供する必要性が存在す
る。それ故、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服す
る差動ケースの組立体窓用の幾何学的形状を提供するこ
とである。
単な組立を容易にし、一方、差動ケースの構造的および
作用的特徴を改良する該差動ケースにおける組立窓用の
最適化された幾何学的形状を提供する必要性が存在す
る。それ故、本発明の目的は、従来技術の欠点を克服す
る差動ケースの組立体窓用の幾何学的形状を提供するこ
とである。
【０００６】本発明の別の目的は、組立体窓の幾何学的
形状即ち形がピニオン歯車の直径プラス最小クリアラン
スの関数である差動ケースにおける組立体窓を提供する
ことである。
形状即ち形がピニオン歯車の直径プラス最小クリアラン
スの関数である差動ケースにおける組立体窓を提供する
ことである。
【０００７】関連する目的として、組立体窓は、軸線方
向寸法よりも小さい横方向寸法を有することができる。
向寸法よりも小さい横方向寸法を有することができる。
【０００８】本発明に別の目的として、差動ケースは概
ね球形の室を含み、該概ね球形の室内にはピニオン歯車
およびサイドギヤが保持されている。
ね球形の室を含み、該概ね球形の室内にはピニオン歯車
およびサイドギヤが保持されている。
【０００９】更に別の目的は、球形室の壁面に対してス
ラスト板を位置させ、且つ、保持して該球形室に対する
サイドギヤの回転を許すシステムを提供することであ
る。
ラスト板を位置させ、且つ、保持して該球形室に対する
サイドギヤの回転を許すシステムを提供することであ
る。
【００１０】上述した目的および別の目的、並びに、本
発明の利点は、添付図面および請求の範囲に照らして考
慮する際、好適実施例として現在意図されている最良の
態様の以下の詳細な説明から当業者には明かとなろう。
発明の利点は、添付図面および請求の範囲に照らして考
慮する際、好適実施例として現在意図されている最良の
態様の以下の詳細な説明から当業者には明かとなろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】さて、図面、特に、図３から図７
を参照して、差動ケース１１２が図示されており、該差
動ケース１１２は図２に示された差動ケース１２の変形
であり、また、該差動ケース１１２は差動ユニット１０
においてその変わりに用いられて様々な構造用利点を与
えることができる。比較の目的で、以降、同様の参照番
号が用いられていて先に述べられたものと同様の差動ケ
ース１１２の構成要素即ち素子を示している。
を参照して、差動ケース１１２が図示されており、該差
動ケース１１２は図２に示された差動ケース１２の変形
であり、また、該差動ケース１１２は差動ユニット１０
においてその変わりに用いられて様々な構造用利点を与
えることができる。比較の目的で、以降、同様の参照番
号が用いられていて先に述べられたものと同様の差動ケ
ース１１２の構成要素即ち素子を示している。
【００１２】一般に、差動ケース１１２は、図３および
図４にそれぞれ示されている一対の組立体穴即ち窓１２
２ａおよび１２２ｂを有しており、該一対の組立体穴即
ち窓１２２ａおよび１２２ｂは、図２の組立体窓２２に
較べて、変形された幾何学的形状を有している。より具
体的には、組立体窓１２２ａおよび１２２ｂは軸線方向
寸法「Ｘ１」および横方向寸法「Ｙ１」を有している。
本発明の１つの利点は、「Ｙ１」が「Ｙ」よりも小さく
て組立体窓１２２ａおよび１２２ｂ間に置かれている、
以降ウェブ部分１５０と呼ぶバレル断片部１４８の円周
部分が先に利用可能なものよりも幅広いという事実にあ
る。かかる付加的な幅は、差動ケース１１２のバレル断
片部１４８に作用する最大曲げ応力を有効に減少させ、
該差動ケース１１２は減少されたケーシングの厚みを用
いてもよく、および（または）例えば、アルミニウムあ
るいはマグネシウムのごとき低い疲労特性を有する別の
材料を使用してもよい。約８５ｍｍの窓横方向寸法
「Ｙ」を有している従来の差動ケース１２と約６３ｍｍ
の窓横方向寸法「Ｙ１」を有している差動ケース１１２
の所与の負荷条件についての最大曲げ応力を比較するプ
ロットは図８に示されている。明らかな通り、応力の低
減はかなりである。
図４にそれぞれ示されている一対の組立体穴即ち窓１２
２ａおよび１２２ｂを有しており、該一対の組立体穴即
ち窓１２２ａおよび１２２ｂは、図２の組立体窓２２に
較べて、変形された幾何学的形状を有している。より具
体的には、組立体窓１２２ａおよび１２２ｂは軸線方向
寸法「Ｘ１」および横方向寸法「Ｙ１」を有している。
本発明の１つの利点は、「Ｙ１」が「Ｙ」よりも小さく
て組立体窓１２２ａおよび１２２ｂ間に置かれている、
以降ウェブ部分１５０と呼ぶバレル断片部１４８の円周
部分が先に利用可能なものよりも幅広いという事実にあ
る。かかる付加的な幅は、差動ケース１１２のバレル断
片部１４８に作用する最大曲げ応力を有効に減少させ、
該差動ケース１１２は減少されたケーシングの厚みを用
いてもよく、および（または）例えば、アルミニウムあ
るいはマグネシウムのごとき低い疲労特性を有する別の
材料を使用してもよい。約８５ｍｍの窓横方向寸法
「Ｙ」を有している従来の差動ケース１２と約６３ｍｍ
の窓横方向寸法「Ｙ１」を有している差動ケース１１２
の所与の負荷条件についての最大曲げ応力を比較するプ
ロットは図８に示されている。明らかな通り、応力の低
減はかなりである。
【００１３】再び図３および図４を参照して、組立体窓
１２２ａおよび１２２ｂは反転鏡像の輪郭をつけられて
おり、各々は、一対の対向した細長い縁部分１５４によ
り接合された一対の対向した円形縁部分１５２を有して
いる。細長い縁部分１５４は、各々、第１の縁断片部１
５５ａにより画成されており、該第１の縁断片部１５５
ａは円形断片部１５５ｃにより第２の縁断片部１５５ｂ
に相互接続されている。横方向寸法「Ｙ１」を最小にす
るために、各縁部分１５４の第１の縁断片部１５５ａは
中心軸線「Ｂ」に対して実質上平行をなしている。縁部
分１５２の半径「Ｒ」は、差動ケース１１２に関連せし
められた「Ａ」および「Ｂ」の回転軸線の交点から端を
発しているとして示されている。想像線は、明らかに、
半径「Ｒ」から遠ざかる方向の細長い縁部分１５４の偏
向、即ち、逸脱を示している。事実、半径「Ｒ」はピニ
オン歯車３４の半径よりも僅かだけ大きいよう選定され
ていて、差動ケーシング１１２への組立時、必要とされ
るクリアランス、即ち、間隙の原因である。更に、組立
体窓１２２ａおよび１２２ｂの最も大きな全体長さ
「Ｌ」は、差動ケース１２に関連せしめられた横方向寸
法「Ｙ」に概ね等しい。組立体窓１２２ａおよび１２２
ｂの幾何学的形状即ち形は、サイドギヤ３６が、室１１
８への組立時、回転軸線「Ｂ」に対して、最初に、角度
が付けられ、その後に、それに対して整合されるのを可
能にするよう選定されていた。
１２２ａおよび１２２ｂは反転鏡像の輪郭をつけられて
おり、各々は、一対の対向した細長い縁部分１５４によ
り接合された一対の対向した円形縁部分１５２を有して
いる。細長い縁部分１５４は、各々、第１の縁断片部１
５５ａにより画成されており、該第１の縁断片部１５５
ａは円形断片部１５５ｃにより第２の縁断片部１５５ｂ
に相互接続されている。横方向寸法「Ｙ１」を最小にす
るために、各縁部分１５４の第１の縁断片部１５５ａは
中心軸線「Ｂ」に対して実質上平行をなしている。縁部
分１５２の半径「Ｒ」は、差動ケース１１２に関連せし
められた「Ａ」および「Ｂ」の回転軸線の交点から端を
発しているとして示されている。想像線は、明らかに、
半径「Ｒ」から遠ざかる方向の細長い縁部分１５４の偏
向、即ち、逸脱を示している。事実、半径「Ｒ」はピニ
オン歯車３４の半径よりも僅かだけ大きいよう選定され
ていて、差動ケーシング１１２への組立時、必要とされ
るクリアランス、即ち、間隙の原因である。更に、組立
体窓１２２ａおよび１２２ｂの最も大きな全体長さ
「Ｌ」は、差動ケース１２に関連せしめられた横方向寸
法「Ｙ」に概ね等しい。組立体窓１２２ａおよび１２２
ｂの幾何学的形状即ち形は、サイドギヤ３６が、室１１
８への組立時、回転軸線「Ｂ」に対して、最初に、角度
が付けられ、その後に、それに対して整合されるのを可
能にするよう選定されていた。
【００１４】さて、図６を参照して、差動ケース１１２
の断面図は、対向する縁面１５６ａおよび１５６ｂによ
り画成されるごとく、部分的に球形であるとして室１１
８を図示している。室１１８は、軸線「Ｂ」に沿って整
合されている一対の軸線方向孔１５８および１６０に連
通している。該軸線方向孔１５８は、内部に車軸４２を
収容するようにされた第１の断片部１６２と、内部にサ
イドギヤ３６の軸線方向ハブ断片部を収容するようにさ
れた第２の断片部１６４とを含む。該第２の断片部１６
４は第１の断片部１６２よりも大きな直径を有し、室１
１８および軸線方向孔１５８に対してサイドギヤ３６を
適切に着座させるよう機能する。同様に、軸線方向孔１
６０は、車軸４４を収容するようにされた第１の断片部
１６６と、内部に他方のサイドギヤ３６の軸線方向ハブ
断片部を収容するようにされた第２の断片部１６８とを
含む。最後に、該図７は、組立体窓１２２ａおよび１２
２ｂに関連して差動ケース１１２のバレル断片部１４８
の可変の厚みを示している。理解される通り、設計者
は、特定の差動ケースの応用例で必要とされているごと
く、バレル断片部１４８の可変の厚み、あるいは、一定
の厚みのどちらかを選定することができる。
の断面図は、対向する縁面１５６ａおよび１５６ｂによ
り画成されるごとく、部分的に球形であるとして室１１
８を図示している。室１１８は、軸線「Ｂ」に沿って整
合されている一対の軸線方向孔１５８および１６０に連
通している。該軸線方向孔１５８は、内部に車軸４２を
収容するようにされた第１の断片部１６２と、内部にサ
イドギヤ３６の軸線方向ハブ断片部を収容するようにさ
れた第２の断片部１６４とを含む。該第２の断片部１６
４は第１の断片部１６２よりも大きな直径を有し、室１
１８および軸線方向孔１５８に対してサイドギヤ３６を
適切に着座させるよう機能する。同様に、軸線方向孔１
６０は、車軸４４を収容するようにされた第１の断片部
１６６と、内部に他方のサイドギヤ３６の軸線方向ハブ
断片部を収容するようにされた第２の断片部１６８とを
含む。最後に、該図７は、組立体窓１２２ａおよび１２
２ｂに関連して差動ケース１１２のバレル断片部１４８
の可変の厚みを示している。理解される通り、設計者
は、特定の差動ケースの応用例で必要とされているごと
く、バレル断片部１４８の可変の厚み、あるいは、一定
の厚みのどちらかを選定することができる。
【００１５】さて、図９を参照して、差動装置１１０の
好適な構造が示されており、該差動装置１１０は上述し
た差動ケース１１２を含む。示されているごとく、一対
の横方向円形溝１７０が球形室１１８に形成されてお
り、軸線方向孔１５８および１６０の両側に位置されて
いるとともに各々差動ケーシング１１２の軸線方向中心
線に沿って取られた垂直平面に実質上平行な平面で整合
されている。サイドギヤ３６は、前方歯車断片部１７
２、後方スラスト面１７４、および、軸線方向ハブ１７
６を含むとして示されている。ハブ１７６に形成されて
いる内部スプライン１７８は車軸の対応する外部スプラ
インに噛み合わされた係合状態をなして備えられてい
る。後方スラスト面１７４は、形状が部分的に球形であ
り、また、室１１８の球形形状にマッチするよう形状決
めされている。円錐形スラスト板１８０が室１１８と各
サイドギヤ３６との間に用いられていてスラスト負荷を
吸収し、硬化された摺動面を提供しており、該摺動面に
対して各サイドギヤ３６が回転することができるように
なっている。スラスト板１８０は軸線方向ハブ１８２を
含み、該軸線方向ハブ１８２はサイドギヤ３６の軸線方
向ハブ１７６を同心円的に囲繞するようにされている。
スラスト板１８０は軸線方向孔１５８および１６０の断
片部１６４および１６８内にそれぞれ非回転態様をなし
て、即ち、実質的に制限された回転態様をなして室１１
８に保持されている。室１１８内にスラスト板１８０を
保持するための手段を提供するために、各スラスト板１
８０は組をなす円周方向に離隔された突起あるいは凹み
１８４を含み、該突起あるいは凹み１８４は溝１７０内
に収まるようにされている。好ましくは、４つの凹み１
８４が各スラスト板８０に備えられていて２つの凹み１
８４が各溝１７０に保持されるようになっている。かく
て、一旦組み立てられると、スラスト板１８０は、ハウ
ジング１６に対してサイドギヤ３６と一緒に回転するの
が阻止されている。有利なことには、溝１７０は、球形
室の機械加工作業時に機械加工することができ、このよ
うに、差動ケース１１２に対してコストを加えることは
ない。最後に、差動装置１１０はピニオン歯車３４を含
むとして示されており、該ピニオン歯車３４の各々は前
方歯車断片部１８６と、後方スラスト面１８８と、ピニ
オン軸３０を受け入れるようにされた孔１９０とを有し
ている。円錐状のスラスト板１９２もピニオン歯車３４
に関連して用いられていてケース１１２に対する硬化さ
れた摺動面を提供している。必要とされないけれども、
スラスト板１９２は、保持用スラスト板１８０に用いら
れているのと同様の態様でケース１１２に保持すること
ができる。
好適な構造が示されており、該差動装置１１０は上述し
た差動ケース１１２を含む。示されているごとく、一対
の横方向円形溝１７０が球形室１１８に形成されてお
り、軸線方向孔１５８および１６０の両側に位置されて
いるとともに各々差動ケーシング１１２の軸線方向中心
線に沿って取られた垂直平面に実質上平行な平面で整合
されている。サイドギヤ３６は、前方歯車断片部１７
２、後方スラスト面１７４、および、軸線方向ハブ１７
６を含むとして示されている。ハブ１７６に形成されて
いる内部スプライン１７８は車軸の対応する外部スプラ
インに噛み合わされた係合状態をなして備えられてい
る。後方スラスト面１７４は、形状が部分的に球形であ
り、また、室１１８の球形形状にマッチするよう形状決
めされている。円錐形スラスト板１８０が室１１８と各
サイドギヤ３６との間に用いられていてスラスト負荷を
吸収し、硬化された摺動面を提供しており、該摺動面に
対して各サイドギヤ３６が回転することができるように
なっている。スラスト板１８０は軸線方向ハブ１８２を
含み、該軸線方向ハブ１８２はサイドギヤ３６の軸線方
向ハブ１７６を同心円的に囲繞するようにされている。
スラスト板１８０は軸線方向孔１５８および１６０の断
片部１６４および１６８内にそれぞれ非回転態様をなし
て、即ち、実質的に制限された回転態様をなして室１１
８に保持されている。室１１８内にスラスト板１８０を
保持するための手段を提供するために、各スラスト板１
８０は組をなす円周方向に離隔された突起あるいは凹み
１８４を含み、該突起あるいは凹み１８４は溝１７０内
に収まるようにされている。好ましくは、４つの凹み１
８４が各スラスト板８０に備えられていて２つの凹み１
８４が各溝１７０に保持されるようになっている。かく
て、一旦組み立てられると、スラスト板１８０は、ハウ
ジング１６に対してサイドギヤ３６と一緒に回転するの
が阻止されている。有利なことには、溝１７０は、球形
室の機械加工作業時に機械加工することができ、このよ
うに、差動ケース１１２に対してコストを加えることは
ない。最後に、差動装置１１０はピニオン歯車３４を含
むとして示されており、該ピニオン歯車３４の各々は前
方歯車断片部１８６と、後方スラスト面１８８と、ピニ
オン軸３０を受け入れるようにされた孔１９０とを有し
ている。円錐状のスラスト板１９２もピニオン歯車３４
に関連して用いられていてケース１１２に対する硬化さ
れた摺動面を提供している。必要とされないけれども、
スラスト板１９２は、保持用スラスト板１８０に用いら
れているのと同様の態様でケース１１２に保持すること
ができる。
【００１６】以上、詳細な説明の最適化された組立体窓
幾何学的形状は従来の差動ケースを越えるいくつかの利
点を提供する。まず第１に、従来の楕円形窓幾何学形状
に較べて、最大曲げ応力を減少させることができる。次
に、幾何学的楕円形の窓形状を有する場合に必要とされ
るごとき球形半径機械加工作業に対する同じ工具クリア
ランスの維持が可能となる。また、それは同じコアボッ
クス分断線（リング歯車中心線に対して直角である球形
室を二等分する平面）を維持し、並びに、リング歯車中
心線に対して直角な全て断面の（リング歯車の中心線上
での）重心の最適の位置を維持する。これらおよび他の
利点により、差動ケースの壁厚の付随した低減が可能と
なり、および（または）疲労度の低い形式の材料を用い
ることが可能となる。
幾何学的形状は従来の差動ケースを越えるいくつかの利
点を提供する。まず第１に、従来の楕円形窓幾何学形状
に較べて、最大曲げ応力を減少させることができる。次
に、幾何学的楕円形の窓形状を有する場合に必要とされ
るごとき球形半径機械加工作業に対する同じ工具クリア
ランスの維持が可能となる。また、それは同じコアボッ
クス分断線（リング歯車中心線に対して直角である球形
室を二等分する平面）を維持し、並びに、リング歯車中
心線に対して直角な全て断面の（リング歯車の中心線上
での）重心の最適の位置を維持する。これらおよび他の
利点により、差動ケースの壁厚の付随した低減が可能と
なり、および（または）疲労度の低い形式の材料を用い
ることが可能となる。
【００１７】前述した記載は、本発明の様々な実施例を
開示し、且つ述べている。特許請求の範囲に規定されて
いる本発明の真の精神および正当な範囲から逸脱するこ
となく、かような記載から、また、添付図面および特許
請求の範囲から、様々な改変、変形および変化をなすこ
とができることを当業者は容易に認識するであろう。
開示し、且つ述べている。特許請求の範囲に規定されて
いる本発明の真の精神および正当な範囲から逸脱するこ
となく、かような記載から、また、添付図面および特許
請求の範囲から、様々な改変、変形および変化をなすこ
とができることを当業者は容易に認識するであろう。
【図１】モーター車両の軸組立体に組み込まれている従
来の差動ユニットの断面図である。
来の差動ユニットの断面図である。
【図２】図１に示されている差動ユニットとともに用い
られるものと同様の差動ケースの側面図である。
られるものと同様の差動ケースの側面図である。
【図３】本発明の好適実施例による差動ケースの側面図
である。
である。
【図４】図３に示された差動ケースの逆からの側面図で
ある。
ある。
【図５】図３に示された差動ケースの頂面図である。
【図６】概ね図５の線６−６に沿って取られた断面図で
ある。
ある。
【図７】概ね図３の線７−７に沿って取られた断面図で
ある。
ある。
【図８】所定の負荷条件対差動ケース組立体窓の窓高さ
に対する最大曲げ応力のプロットである。
に対する最大曲げ応力のプロットである。
【図９】図３から図７の差動ケースを組み込み、且つ、
付加的な新規な特徴を更に組み込んでいる差動ユニット
の分解斜視図である。
付加的な新規な特徴を更に組み込んでいる差動ユニット
の分解斜視図である。
１０ 差動装置 １２ 差動ケース １４ 軸受組立体 １６ 差動キャリア即ちハウジング １８ 内部室 ２０ 第１の穴 ２２ 第２の穴 ２４ 半径方向フランジ ２６ リング歯車 ２８ ボルト ３０ ピニオン軸 ３２ 錠止用ピン ３３ 孔 ３４ 一対のピニオン歯車 ３６ 一対のサイドギヤ ３８，４０ 一対の筒状ハブ ４２，４４ 一対の車軸 ４８ バレル断片部 １１０ 差動装置 １１２ 差動ケース １１８ 室 １２２ａ，１２２ｂ 一対の組立体穴即ち窓 １４８ バレル断片部 １５０ ウェブ部分 １５２ 円形縁部分 １５４ 一対の対向した細長い縁部分 １５５ａ 第１の縁断片部 １５５ｂ 第２の縁断片部 １５５ｃ 円形断片部 １５６ａ，１５６ｂ 対向する縁面 １５８，１６０ 一対の軸線方向孔 １６２ 第１の断片部 １６４ 第２の断片部 １６６ 第１の断片部 １６８ 第２の断片部 １７０ 一対の横方向円形溝 １７２ 前方歯車断片部 １７４ 後方スラスト面 １７６ 軸線方向ハブ １７８ 内部スプライン １８０ 円錐形スラスト板 １８２ 軸線方向ハブ １８４ 突起あるいは凹み １８６ 前方歯車断片部 １８８ 後方スラスト面 １９０ 孔 １９２ 円錐状のスラスト板
Claims (18)
- 【請求項１】 駆動軸から車両の差動組立体内の車軸へ
回転エネルギーを伝達するようにされた差動ケースであ
って、該差動ケース内部の室への出入りをさせる内部に
形成された少なくとも１つの孔を含み、歯車セットが該
孔を通過して前記室に保持することができるようになっ
ており、前記孔は、前記差動ケースの一対の対向した細
長い縁部分により相互接続された該差動ケースの一対の
対向した円形縁部分により画成されている差動ケース。 - 【請求項２】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記一対の対向した細長い縁部分は、円弧状断片部によ
って第２の縁断片部に相互接続された第１の縁断片部を
更に有している差動ケース。 - 【請求項３】 請求項２に記載の差動ケースにおいて、
各縁部分の前記第１の縁断片部は、前記差動ケースの中
心回転軸線に対して実質的に平行である差動ケース。 - 【請求項４】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記一対の対向した円形縁部分は、前記歯車セットのピ
ニオン歯車の半径よりも僅かだけ大きく選定された半径
を含み、前記差動ケースへの組立時、必要とされるクリ
アランスの原因となっている差動ケース。 - 【請求項５】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記孔は前記歯車セットのサイドギヤの外径よりも僅か
だけ大きい第１の寸法を有している差動ケース。 - 【請求項６】 請求項５に記載の差動ケースにおいて、
前記第１の寸法が前記サイドギヤを前記室への組立時に
前記差動ケースの中央回転軸線に対して最初に角度が付
され、その後中央回転軸線に対して整合させる差動ケー
ス。 - 【請求項７】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記差動ケースはアルミニウムおよびマグネシウムを含
む群から選定された材料で形成されている差動ケース。 - 【請求項８】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記差動ケースのバレル断片部は可変の厚みを含む差動
ケース。 - 【請求項９】 請求項１に記載の差動ケースにおいて、
前記室は概ね球形に形状付けられ内部に前記歯車セット
を保持している差動ケース。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の差動ケースにおい
て、前記歯車セットは、前記室内に保持された一対のピ
ニオン歯車と一対のサイドギヤとを含む差動ケース。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の差動ケースにし
て、該スラスト板は前記サイドギヤの各々と前記室に隣
接した前記差動ケースとの間に配備されていてスラスト
負荷を吸収し、かつ硬化された摺動面を提供するスラス
ト板を更に有しており、該硬化された摺動面に対して各
摺動歯車が回転することができるようになっている差動
ケース。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の差動ケースにおい
て、前記スラスト板の各々は該スラスト板から延在して
いる少なくとも１つの突起を含み、該少なくとも１つの
突起は前記差動ケースの溝に係合していて該差動ケース
に対して前記スラスト板が回転するのを阻止している差
動ケース。 - 【請求項１３】 モーター車両のための差動組立体であ
って、 内部に形成された室を含む差動ケースと、 前記室に保持されていて駆動軸から前記モーター車両の
車軸に回転を伝達するための歯車セットと、 を有しており、 前記差動ケースは前記室へ出入りさせる一対の孔を内部
に含み、前記歯車セットが前記孔を通って前記室に入る
のが可能になっており、前記孔は、前記差動ケースの一
対の対向した円形縁部分により画成されており、該差動
ケースの一対の対向した円形縁部分は、前記円弧状断片
部により第２の縁断片部に相互接続された第１の縁断片
部により相互接続されており、前記第１の縁断片部は前
記差動ケースの中心回転軸線に実質的に平行をなしてい
る差動組立体。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の差動組立体におい
て、前記一対の対向した円形縁部分は、前記歯車セット
のピニオン歯車の半径よりも僅かだけ大きくなるよう選
定された半径を含む差動組立体。 - 【請求項１５】 請求項１３に記載の差動組立体におい
て、前記孔は前記歯車セットのサイドギヤの外径よりも
僅かだけ大きい第１の寸法を有し、前記サイドギヤは、
前記室への組立時に前記差動ケースの中心回転軸線に対
して最初に角度を付けることができ、その後の中心回転
軸線に対しての整合できるようになっている差動組立
体。 - 【請求項１６】 モーター車両の車輪に駆動トルクを伝
え、一方、それらの間の速度差を可能にしている差動組
立体にして、該差動組立体は、 駆動軸から前記モーター車両の車軸に回転エネルギーを
伝えるようにされた差動ケースであって、内部に形成さ
れた室を含む前記差動ケースと、 前記室に保持された歯車セットであって、第１の長手方
向軸線のまわりで回転するよう支持された一対のピニオ
ン歯車と、第２の長手方向軸線のまわりで回転するよう
支持された一対のサイドギヤとを含み、前記第２の長手
方向軸線は前記第１の長手方向軸線に対して直角である
前記歯車セットと、 を有しており、 前記差動ケースは、該差動ケースの一対の対向した細長
い縁部分により相互接続された該差動ケースの一対の対
向した円形縁部分により各々が画成された一対の組立体
窓を含み、前記一対の対向した細長い縁部分は前記サイ
ドギヤの外径よりも僅かに大きい寸法を間に有し、前記
室への前記第２の長手方向軸線に対する前記サイドギヤ
の角度の付けられた進入を、そして、前記第２の長手方
向軸線に対するその後の整合を可能にしており、前記一
対の対向した円形縁部分は前記ピニオン歯車の半径より
も僅かに大きな半径を含み前記室への前記ピニオン歯車
の進入、そして前記第１の長手方向軸線に対するその後
の整合を可能にしている差動組立体。 - 【請求項１７】 請求項１６に記載の差動組立体におい
て、前記一対の対向した細長い縁部分は、円形断片部に
より第２の縁断片部に相互接続された第１の縁断片部を
更に有しており、各縁部分の前記第１の縁断片部は前記
第２の長手方向軸線に対して実質的に平行である差動組
立体。 - 【請求項１８】請求項１６に記載の差動組立体におい
て、前記組立体窓は軸線方向寸法よりも小さい横方向寸
法を有している差動組立体。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US4570697P | 1997-05-06 | 1997-05-06 | |
| US045706 | 1998-01-29 | ||
| US015018 | 1998-01-29 | ||
| US09/015,018 US5951431A (en) | 1997-05-06 | 1998-01-29 | Differential unit with optimized assembly window geometry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1130315A true JPH1130315A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3805890B2 JP3805890B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=26686848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12350798A Expired - Fee Related JP3805890B2 (ja) | 1997-05-06 | 1998-05-06 | 最適化された組立体窓幾何学的形状を備える差動ユニット |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5951431A (ja) |
| JP (1) | JP3805890B2 (ja) |
| CA (1) | CA2236704A1 (ja) |
| DE (1) | DE19820206B4 (ja) |
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