JPS6298047A - 端キヤツプ制限すべり差動機構 - 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】 本発明は、一般に差動機構に関し、さらに詳しくは、制
限すべり差動機構に関し、前記差動機構はとくに差動ケ
ースおよびそのケース内のクラッチ部材、サイド歯車お
よびピニオン歯車を有する。

横方向に配置された車輪をもつ車両において、このよう
な車両が曲るとき、外側の車輪は内側の車輪よりも多く
動き、それゆえ外側の車輪と内側の車輪との間の直接結
合は、それらの車輪を調和して回転させ、曲る間車輪お
よび支持表面との間の多少のすベリを必然的に誘発する
ことが長い間普通に知られてきている。他方において、
ｌより多い車輪が駆動力を受取るとき、力はできるだけ
直接被動車輪のすべてに伝達されることが望ましい、こ
の矛盾に対する１つの長年の解決は、車両上で１つの被
動車輪を相互に連結する従来の差動機構であり、ここで
各車輪は車軸（ａｘｌｅ　　５ｈａｆｔ）を介して差動
ハウジング内のサイド歯車へ結合されている。サイド歯
車は順次にクロスピンにより固定された１つのかさ歯車
によりいわゆる差動ケースへ相互に連結されている。差
動ケースは駆動トルクを車両エンジンから受取り、そし
て直線の車両運動の間、差動ケースおよび車軸は、サイ
ド歯車またはピニオン歯車の間の相対的運動の不存在で
、調和して回転する。この機構の回転および差動作用の
間、外側の車輪に関連する１つのサイド歯車は内側の車
輪に連結されたサイド歯車よりも破約回転し、その間両
方の車輪は駆動力を受取り続ける。このような機構は乾
燥した車道または他の比較的堅い表面に対して問題を解
決するが１例えば、雪または泥において、２つの被動車
輪の一方がすべるかあるいは自由に回転する場合、その
対の２つの被動車輪の他方へトルクは木質的に伝達され
ず、そして車両はその２つの被動車輪の一方がすべるこ
とができるので簡単に動けなくなる。この後者の問題を
克服するための試みは、４つの車輪の駆動などに加えて
、より大きい数の車輪に動力を供給し、差動機構内にク
ラッチに類似する構造を加え、これにより前もって決定
したトルクの水準に到達した後にのみ差動が起こりうる
ようにする試みを含んだ、これにより、それらの２つの
車輪の一方が雪または氷の上で自由にすべってさせ、被
動車輪の両者は少なくともこの前もって決定した最小ト
ルクを確実に受取るであろう、「ポジトラクション（Ｐ
ｏｓｉｔｒａｃｔｉｏｎ）Ｊの名称で市販されている１
つのこのような制限すべり差動機構は積み重ねられた系
列のクラッチ板とディスクを用い、それらの各々は略平
らな環の形状であり、これらの板およびディスクはばね
により互い接触するようにバイアスされて、差動ケース
と１つのサイド歯車との間の摩擦結合を形成し、そして
クラッチ作用はトルクが規定された水準に到達した後に
のみ生ずる。

他の制限すべり差動機構は米国特許第３，４００．６１
１号に例示されており、ここで１対の円錐台形のクラッ
チ部材は差動ケースの対応して円錐形の内表面と係合す
る。この特許された配置に従う差動機構は、本出願人に
よりある数の年数にわたって成功裡に市販され、そして
広い商業的成功をおさめた。この型の差動機構の販売者
は、米国特許第３，４００，６１１号に例示されている
ように、装置を受容する差動ハウジングまたは支持体を
設計しかつ構成し、そしてこのような差動ハウジングに
大量の投資をし、そしてそれらのハウジングは現在価格
を効果的に増加することばできない、これは本出願人が
製作する差動機構の外側の寸法を制限しかつその外側の
寸法を維持して、前記寸法を増大させずに差動機構を強
化して、より大型のより強力なエンジンの増大する要求
を満足するという問題に直面した。

本発明のいくつかの目的のうちで、前述の特許に記載さ
れているものに類似するが、全体の大きさを相応して増
加させないで機械的強さが増大した差動機構の提供する
こと：前述の特許された型の差動機構のための改良され
た組み立て技術を提供すること；前述の特許に開示され
た差動機構のケースを変更して、耐久性を増大し、機械
加工および組み立ての技術をより融通性のあるものとし
、ケースの外部の寸法を増加させないでケース内の有効
空間を増加させること；およびケースにより伝達される
トルクがその１つの部分にのみ拘束される差動機構のた
めの２つの部分のケースを提供すること；を挙げること
ができる０本発明のこれらならびに他の目的および有利
な面は、一部明らかであり、そして一部１以後指摘され
るであろう。

一般に、制限すべり差動機構は、略中空のバレル形の内
部を有する少なくとも２つ部分のケースを含み、対向す
る略平面の端壁および回転側壁のふくらんだ表面をもち
、その全体はケースの部分の１つ内に形成されている。

ハウジング内の差動歯車アセンブリーは、１対のピニオ
ン歯車、直径方向にケースをまたがりピニオン歯車をジ
ャーナル軸支するためのクロスピン、およびピンの半径
方向の動きを防止する配置を含む、クロスピンおよびピ
ンの動き防止配置以外に、ピニオン歯車を半径方向に取
囲むケースの側壁はこの機構の他の構成成分を含まず、
こうしてこのケースの側壁部分は従来可能であったより
も多少薄くすることができる。

また、一般におよび本発明の１つの形態において、制限
すべり差動機構は２つの部分のケースを有し、一方のケ
ース部分は略平らな端壁を形成し、そして他方のケース
部分は略中空のバレル形内部を含む。車軸受容ハブはケ
ースの端壁から同軸方向に延び、そしてケースの側壁は
ケースの内部で構成成分を組み立てるための改め口を含
む。

なおさらに一般にかつ本発明の１つの形態において、制
限すベリ差動機構は、そのケースの１つの部分にのみの
側壁中に改め口を有する２つの部分の中空ケース内で、
１つのケース部分の内部を表面仕上げして１対の対向し
て開口する円錐台形のクラッチ表面を形成し、次いで１
対の円錐形クラッチ部材、１対の車軸（ａｘｌｅ）受容
サイド歯車、および１対のピニオン歯車をケース内で改
め口を通して組み立てることによって、組み立てられる
。圧縮ばねをサイド歯車の間に含めてサイド歯車、それ
ゆえ、円錐形クラッチ部材を互いに離れる方向に強制し
かつケースの対応する円錐台形表面と係合させる。この
ようなりラー７チ表面の係合は、ケースの２つの部分が
接合されているか否かに対して独立である。このような
技術を用いると、構成成分はケースの外部の表面仕上げ
の前または後にハウジング内で組み立てることができる
。

対応する参照数字は１図面を通じて対応する部分を示す
。

ここに記載する例は本発明の好ましい実施態様をその１
つの形態において例示し、そしてこのような例は本発明
の開示または範囲をいかなる方法においても限定すると
解釈すべきではない。

図面を全体的に参照すると、差動機構の全体的構造およ
び操作は本発明の改良に関係しない操作のそれ以上の詳
細について米国特許第３，４゜Ｏ，６１１号を参照する
ことができる。したがって、米国特許第３，４００，６
１１号の全体をここに引用によって加える。

図面に例示する制限すべり差動機構は少なくとも２つの
接合可能な部分１１および１３から形成され、それらの
部分は、ねじ、例えば１５により接合されて、この機構
のための中空ケースを形成する。このケースは略中空バ
レル形の内部を有し、平な壁１７および１９、および軸
２工のまわりの回転表面として形成されたふくれ側壁を
有する。軸２１は、また、使用のとき常態で回転する１
対の車軸の軸であり、そして車軸受容ハブ２３および２
５の軸である。

ケース内の構成成分は、差動歯車アセンブリーを含む、
このアセンブリーは、ケースを直径方向に広がるクロス
ピン３１にジャーナル支持されている１対のピニオン歯
車２７および２９と、車軸の相応してスプラインを付け
られた部分を受入れる内部のスプライン３７および３９
を有する１対かり、そして部分的にねじ切りされたドウ
エルピン４１により半径方向に動かないように所定位置
にロックされている。

ケースのそれ以上の構成成分は、１対の円錐形クラッチ
部材４３および４５と、圧縮ばね、例えば、４７．４９
および５１とを含む、圧縮ばね４７．４９および５１は
、サイド歯車３３および３５を互いに　　゛　　　　　
　　　　　離れる方向に強制的に動かし、そしてサイド
歯車３３および３５のこのような強制は円錐形クラッチ
部材４３および４５をケースの内部の相応して円錐形の
表面部分とのクラッチ係合に強制的に動かす、サイド歯
車の外側の環状区域および円錐形クラ−２チ部材の内側
の環状区域は、５３および５５に一緒にスプラインを付
けることができる。

前述の米国特許第３，４００，６１１号繻０差動機構の
ケースは本発明のケースのように２つの部分であったが
、前述の特許の配置において、そのケースは軸２１に対
して略垂直でありかつクロスピン３１の中線を一般に通
過するの分割平面を有した。こうして、先行の特許の配
置において、差動機構の内部の構成成分を触媒内で組み
立てることができ、次いで２つのケースを接合する。ま
た、先行の特許された配置において、ケースの内部の部
品の機械加工は内部の構成成分の組み立て前に実施され
、最後に２つのケースの半分が接合された。これらの半
分を接合するボルトの配置は、先行装置において、ピニ
オン歯車およびクロスピンの略半径方向外側に位近し、
こうしてそれらの半径方向外側の区域において比較的厚
いケースの側壁を必要とする。これと対照的に、第２図
のクロスピン３１、ドウエルピン４１および改め口５７
は、ピニオン歯車−クロスピンのアセンブリーを半径方
向の取囲む５９のような、そうでなければ均一な妨害し
ないハウジングの側壁部分内の妨害物にほかならない、
これにより、側壁区域５９を薄くすることができ、それ
ゆえ同一の外側直径について、ピニオン歯車２７および
２９のために有効な区域は増加される。先行の特許され
た配置の１つの商業的実施態様において、５．１ｃｍ（
２インチ）の直径および約１．６ｃｍ（５／８インチ）
の厚さの歯車が使用されたが、本発明の技術を使用しか
つケースの外径を維持して、はぼ６．４ｃｍ（２，５イ
ンチ）の直径および１゜９ｃｍ（３／４インチ）の厚さ
を使用することができる。サイド歯車の大きさおよび強
さの対応する増加は同様に今回可能である。

なお本発明を前述の特許された配置と比較すると、ケー
スの内部の機械加工は分離された２つのケース１１およ
び１３を用いて実施されるが、本発明においては、回転
のバレル形表面の全体が１つのケース部分１１において
機械加工され、これに対して２つのケースは従来同様に
機械加工された。いったんその内部の機械加工が完結す
ると、本発明によると、２つのケース部分１１および１
３が接合されているか否かにかかわらず、ケース部分１
１内ですべての内部の構成成分をＭｌみ立てることがで
きる。これは第２図の改め口５７を経て達成され、その
改め口５７を通して構成成分の各々をケースのハウジン
グの中に挿入することができる。２つの円錐形クラ−７
チ部材のスカートまたはベースは、第３図において最も
よく見られるように、６１および６３のようにアンダー
カットされており、改め口５７は同様にアンダーカット
されていてピニオン歯車２７および２９を挿入できるよ
うになっているに注意されたい、このような組み立て技
術は、ケース内の構成成分の組み立ての前または後に、
ケースの外部の機械加工を可能とする。このような機械
加工は、軸受容フランジ２３および２５の内表面の適切
な位置の確保、ならびにリング歯車受容フランジ６５の
機械加工を包含する。フランジ６５に取り付けられるリ
ング歯車は、そのフランジを介して、トルクをハウジン
グ１１へ伝達し、次いでトルクはハウジングを軸２１の
まわりに正常に回転させる０本発明の装置において、こ
のトルクは２つのケース部分ｌｌおよび１３の間の結合
にまったく独立にクロスピン３１へ伝えられが、先行の
特許された配置においては、２つのハウジングの半分は
クロスピン３１のまわりに半円形に出合い、そしてハウ
ジングの半分の間の多少のすべりおよび変形がトルクの
伝達のとき起こりうるであろう、クロスピン３１はここ
では直径方向に対向する側壁の孔を通過し、そしてこれ
らの孔の全体はケース部分１１内に横たわるので、この
ような変形およびすべりは排除されてすべての強化され
た差動機構が生ずる。

こうして、クロスピンの軸から分割平面を除去しかつケ
ースのハウジングを木質的に１つの部分１１および端キ
ャップ１３として製作することにより、より小さくかつ
より安価な締付は具１５を用いて端キャップ１３を取り
付けることができ；５９における減少されたケース厚さ
はより長くかつより頑丈なピニオン歯車およびサイド歯
車をケース内で使用可能とし；そして有意のトルクが差
動機構へ加わる間前もって取囲むクロスピン３１の２つ
の半円筒形の孔の変形を排除する。この分割平面の動き
またはシフトは、さらに、組み立ての順序における変動
を可能とする。

本発明を具体化する制限すベリ差動機構の組み立て技術
および融通性を説明する。２つの部分の接合可能な略中
空のケース１１．１３は、各々車軸受容ハブ２３および
２５を有し、接合されたとき、軸２１に沿って間隔を置
いて位置する同軸の整列したハブを有し、ピニオン歯車
通過拡大部分６１および６３を含む改め口５７が設けら
れている。ケース部分１１の内側のバレル形部分は対向
して開口された円錐台形のクラッチ表面をケース内に形
成するように仕上げられ、その後１対の円錐形クラッチ
部材４３および４５．１対の車軸受容サイド歯車３３お
よび３５および１対のピニオン歯車２７および２９が改
め口５７を経てケース内で組み立てられ、圧縮ばね、例
えば、４７．４部材はケースの内側の円錐形表面と係合
する。ケース部分１１および１３はケース内の構成成分
の組み立ての前または後にねじ１５により接合され、次
いでいったんフランジｚ３および２５が同軸的にされる
と、他の表面仕上げ、例えば、リング歯車を受容するた
めのフランジ６５の表面仕上げがなされる。

もちろん、クラッチの円錐形部材４３および４５を挿入
する前に、それらの円錐の直径方向に対向する基部をア
ンダーカットして６１および６３に隙間を形成すること
ができる。ただ１つの改め口５７を使用して、２つのピ
ニオン歯車の１つを挿入してそれぞれのサイド歯車３３
および３５との各々と係合させ、次いで内部の構成成分
をケースに関して軸２１のまわりに１８０°回転させ、
それからピニオン歯車の第２を改め口５７に通過させる
。引き続いて９０°回転させると、２つのピニオン歯車
を通してクロスピン３１を挿入し、そのクロスピンをド
ウエルピン４１で定着させる。

以上から明らかなように、新規な制限すべり差動機構、
ならびにこのような機構の組み立て技術に対する新規な
アプローチは前述の目的および有利な面を満足すること
が開示され、ならびに精確な立体的配置、形状および細
部に関する他のものおよび変更は本発明の精神および特
許請求の範囲に記載され範囲を逸脱しないで当業者は可
能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の１つの形態を組み込んだ差動機構の
回転断面側面図である。 第２図は、改め口を露出した、第１図の差動機構の側面
図である。 第３図は、ケースから取り出したサイド歯車３５および
円錐形クラッチ部材４５の図面であり、歯車３３および
クラッチ部材４３はそれらと実質的に同一である。 １１　接合可能な部分、ケースの部分 １３　接合可能な部分、ケースの部分、端キャップ １５　ねじ、締付は具 １７　平な端壁 １９　平な端壁 ２１軸 ２３　車軸受容ハブ ２５　車軸受容ハブ ２７　ピニオン歯車 ２９　ピニオン歯車 ３１　クロスピン ３３　サイド歯車 ３５　サイド歯車 ３７　内部のスプライン ３９　内部のスプライン ４１　ドウエルピン ４３　円錐形クラッチ部材 ４５　円錐形クラッチ部材 ４７　圧縮ばね ４９　圧縮ばね ５１　圧縮ばね ５７　改め口 ５９　側壁区域 ６１　アンダーカット ６３　アンダーカット ６５　フランジ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、工程、 ２つの部分の接合可能な略中空のケースを準備し、各部
   分は車軸受容ハブを有しそして、接合されたとき、ハブ
   は間隔を置いて同軸的に整合する； ケースの１つの部分のみの側壁中に改め口を設け； 前記１つの部分の内部を表面仕上げして、中空のケース
   内に１対の対向して開口した円錐台形のクラッチ表面を
   設け；そして １対の円錐形クラッチ部材、１対の車軸受容サイド歯車
   および１対のピニオン歯車を改め口を通してケース内で
   組み立てる； からなることを特徴とする制限すべり差動機構を組み立
   てる方法。 ２、円錐台形のクラッチ表面は互いに向かって開口しか
   つハブと略同軸的に位置し、組み立ての工程はサイド歯
   車の間に圧縮ばね手段を配置し、これにより円錐形クラ
   ッチ部材を互いに離れる方向に強制しかつケースの部分
   の接合に対して独立に対応するクラッチ表面と係合させ
   ることを含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３、ケースの部分を一緒に締結し、そしてケースの部分
   の外部を表面仕上げする追加の工程を含む特許請求の範
   囲第１項記載の方法。 ４、ケースを準備し、改め口を準備し、内部を表面仕上
   げし、ケースの部分を一緒に締結し、そして外側部分を
   表面仕上げする工程を述べた順序で実施し、一方組み立
   ての工程を内部の表面仕上げ工程後の任意の時間に実施
   することができる特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５、完全にケースの前記１つの部分内の側壁の孔を通し
   かつピニオン歯車の各々を通してクロスピンを通過させ
   て、それらの歯車をハブの軸に対して略直角の軸のまわ
   りに回転するようにジャーナル軸支する追加の工程を含
   む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６、組み立て工程に先立って、円錐形クラッチ部材の直
   径方向に対向する基部をアンダーカットして、引き続い
   てピニオン歯車を改め口を通過させ、アンダーカットの
   基部を過ぎかつサイド歯車と係合させるための隙間を形
   成する工程を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ７、一方ののピニオン歯車をサイド歯車と係合するよう
   に組み立て、サイド歯車、円錐形クラッチ部材およびピ
   ニオン歯車をハブの軸のまわりにケースに関して半回転
   回転させ、次いで他方のピニオン歯車をサイド歯車と係
   合するように組み立てる特許請求の範囲第６項記載の方
   法。 ８、略中空のバレル形内部を有する２つの部分のケース
   、ここで対向する略平らな端壁およびふくらんだ側壁は
   回転表面として形成されており、１つの端壁および全体
   の側壁は１つのケース部分内に形成されており、そして
   他方のケース部分は他方の端壁からなる； 回転表面の軸と同軸的に端壁から延びる車軸受容ハブ；
   および 内部で構成成分を組み立てるための側壁中の改め口； からなることを特徴とする制限すべり差動機構。 ９、構成成分は１対の円錐形クラッチ部材、１対の車軸
   受容サイド歯車、１対のピニオン歯車、および円錐形ク
   ラッチ部材を互いに離れる方向に強制しかつハウジング
   の内部と係合させる圧縮ばねを含む特許請求の範囲第８
   項記載の差動機構。 １０、ピニオン歯車の各々を通過しかつハウジングの内
   部の中央において端壁間にまたがるクロスピンをさらに
   含み、前記クロスピンは直径方向に対向する側壁の孔の
   中に位置する特許請求の範囲第９項記載の差動機構。 １１、前記１つのケース部分はトルクをハウジングに伝
   達してハウジングを前記軸のまわりに回転させるリング
   歯車受容フランジを含み、このようなトルクは２つのケ
   ース部分間の結合に対して独立にクロスピンへ伝えられ
   る特許請求の範囲第１０項記載の差動機構。 １２、クロスピンおよび前記１つのケース部分の一部を
   横方向に通過し、ケースに関するクロスピンの半径方向
   の動きを防止するドウエルピンをさらに含み、クロスピ
   ン、ドウエルピンおよび改め口はピニオン歯車−クロス
   ピンのアセンブリーを取囲むそうでなければ均一な妨害
   されないハウジングの側壁部分における唯一の妨害物で
   ある特許請求の範囲第１０項記載の差動機構。 １３、略中空のバレル形内部を有する少なくとも２つの
   部分のケース、ここで対向する略平らな端壁およびふく
   らんだ側壁は制限すべり差動機構が常態で回転する軸の
   まわりの回転表面として形成されており、全体の側壁は
   １つのケース部分内に形成されており、そして他方のケ
   ース部分は他方の端壁からなる；およびケース内の差動
   歯車アセンブリー、前記アセンブリーは１対のピニオン
   歯車、ケースを直径方向にまたがりかつピニオン歯車ジ
   ャーナル軸支するクロスピン、およびピンの半径方向の
   動きを防止する手段を含む；ピニオン歯車を取囲み、ク
   ロスピンおよびピンの動き防止手段を受容しかつそれ以
   外は前記機構の他の構成成分を含まないケースの側壁；
   からなることを特徴とする制限すべり差動機構。 １４、回転表面の軸と同軸的に端壁から延びる車軸受容
   ハブをさらに含む特許請求の範囲第１３項記載の差動機
   構。 １５、側壁は内部で差動歯車アセンブリーの構成成分を
   組み立てるための改め口を含む特許請求の範囲第１３項
   記載の差動機構。 １６、構成成分は、さらに、１対の円錐形クラッチ部材
   、１対の車軸受容サイド歯車、および円錐形クラッチ部
   材を互いに離れる方向に強制しかつケースの内部と係合
   させる圧縮ばねを含む特許請求の範囲第１５項記載の差
   動機構。 １７、ケースは正確に２つの部分から形成されており、
   前記１つのケース部分はトルクをハウジングに伝達して
   ハウジングを前記軸のまわりに回転させるリング歯車受
   容フランジを含み、このようなトルクは２つのケース部
   分間の結合に対して独立にクロスピンへ伝えられる特許
   請求の範囲第１３項記載の差動機構。