KR102060545B1 - 회전 방지 슬롯을 구비한 알루미늄 플랜지 - Google Patents

Abstract

플랜지 부재 및 와셔 부재를 포함하는 차동 플랜지 조립체가 본 명세서에서 공개된다. 상기 플랜지 부재는 맞물림 면에 의해 한정되고 상기 맞물림 면을 관통하는 통공을 가진다. 하나 이상의 슬롯은 상기 통공으로부터 반경 방향 외측으로 연장하도록 맞물림 면 상에 형성된다. 와셔 부재는 상기 와셔 부재의 주변 에지로부터 연장하는 하나 이상의 탭 및 하나 이상의 개구를 가진다. 상기 와셔 부재를 상기 플랜지 부재의 맞물림 면에 정합시키기 위해 상기 탭은 상기 슬롯 내에 안착되도록 구성된다. 상기 플랜지 부재의 슬롯 및 상기 와셔 부재의 탭의 상호 작용이 상기 플랜지 부재에 대한 상기 와셔 부재의 회전을 방지한다.

Description

회전 방지 슬롯을 구비한 알루미늄 플랜지 {ALUMINUM FLANGE WITH ANTI-ROTATION SLOTS}

본 발명은 회전 방지 슬롯을 구비한 알루미늄 플랜지에 관한 것이다.

차동 조립체들은 통상적으로 링 기어를 통하여 입력 구동 토크를 피니언 기어로부터 액슬 출력 샤프트에 전달하도록 구성되는데, 링 기어는 액슬(axle) 또는 변속기 하우징과 같은 동력 전달 조립체(driveline assembly) 내에 장착된 베벨 피니온 기어들 및 차동 하우징과 연관된다. 베벨 피니언 기어들은 링 기어의 각각의 측부 상으로 하나가 연장하는 좌측 및 우측 출력 샤프트들에 부착된 대응하는 출력 베벨 기어들과 맞물린다. 차동 조립체는 좌측 및 우측 출력 샤프트들에 연결된 좌측 휠과 우측 휠 사이의 속도 차이들을 보상한다. 차동 조립체들은 통상적으로 3개의 유형들, 록킹(locking), 리미티드 슬립(limited slip) 및 개방 유형이다. 차동 하우징은 하나 또는 두 개의 피스(piece)들일 수 있으며 일반적으로 주철로 이루어진다. 실제로, 주철 차동 하우징들은 보통 이들의 낮은 제조 비용 및 고 강도 때문에 사용된다. 그러나, 주철 차동 하우징들은 차량의 회전 관성의 중량에 상당히 기여함으로써 차량 중량에 불리한 영향을 미친다. 알루미늄과 같은 저 중량의 재료들의 이용이 차동 중량을 상당히 감소시키지만, 이 같은 경량 재료들의 이용을 둘러싸는 문제들은 다른 고려 사항(concern)들을 갖는다. 예컨대, 알루미늄 하우징들의 사용을 둘러싸는 문제점들은 사이드 기어 심(side gear shim)과의 접촉 면적에서의 감소된 내마모성, 전체 작동 온도 범위에 걸친 강도 및 휨 문제들뿐만 아니라 노이즈 및 진동의 증가된 전달을 포함할 수 있다.

제조업자들은 자동차 산업에서 규제 기관들 및 부품 설계의 구동력과 관련된 계속된 주제(topic)인 연료 및 동력 전달 효율을 개선하기 위해 차량 중량을 감소시키는 것을 끊임없이 시도하고 있다. 하우징 크기 및 중량은 일반적으로 차량 엔진 크기, 작동 상태들, 하우징의 강도 및 하우징 내에 형성된 회전 조립체를 위해 요구되는 틈새(clearance)들에 의해 결정된다. 따라서, 부품들의 강도 및 탄성을 유지 또는 개선하면서 중량을 최소화하기 위한 탄성 재료들 및 설계들로 구성될 수 있는 개별 부품들을 찾는 것이 바람직하다. 따라서, 구동열(drive train) 설계에서 모든 주철 하우징의 강도 및 경제성을 유지하면서, 부분 또는 전체-알루미늄 하우징들의 중량 절감들로 이득을 얻는 차동 장치(differential)를 제공하기 위한 요구가 있다.

플랜지 부재 및 와셔 부재를 포함하는 차동 플랜지 조립체가 본 명세서에서 설명된다. 플랜지 부재는 맞물림 면에 의해 한정되고 맞물림 면을 관통하는 통공을 가진다. 하나 이상의 슬롯은 상기 통공으로부터 반경방향 외측으로 연장하도록 맞물림 면 상에 형성된다. 와셔 부재는 와셔 부재의 주변 에지로부터 연장하는 하나 이상의 탭 및 하나 이상의 개구를 가진다. 탭은 와셔 부재가 플랜지 부재의 맞물림 면에 정합하도록 슬롯 내에 안착되도록 구성된다. 와셔 부재의 탭과 플랜지 부재의 슬롯의 상호 작용은 플랜지 부재에 대한 와셔 부재의 회전을 방지한다.

차동 플랜지 조립체는 차동 플랜지 및 차동 캐리어를 포함하는 차동 조립체의 부분으로서 사용될 수 있다. 하나의 예시적인 배열에서, 차동 하우징은 주철 차동 캐리어를 포함할 수 있고 주철 차동 캐리어는 차동 조립체의 부품들을 포함하도록 경량 재료 플랜지와 협력한다. 하나의 특별한 예시적인 배열에서, 플랜지는 중량을 감소시키기 위해 알루미늄으로 구성될 수 있다. 탭형 와셔는 또한 고 부하 및 고속력 증분(high speed delta)들 동안 반응 표면 및 슬라이딩 표면 중 하나 이상을 제공할 수 있어, 알루미늄 플랜지를 보호하는 기능을 한다.

상기 플랜지에는 와셔 아래에 하나 이상의 오일 채널이 구성될 수 있다. 하나 이상의 오일 채널은 차동 조립체의 기어 및 와셔 표면들 둘다를 위한 윤활 경로들을 제공하도록 구성된다. 원주방향 오일 그루브는 또한 사이드 기어 후방으로 오일을 지향하기 위해 플랜지 내에 형성될 수 있다.

지금부터 도면을 참조하면, 예시적인 실시예들이 상세하게 도시된다. 비록 도면들이 몇몇의 실시예들을 나타내지만, 도면들은 반드시 비율대로 도시되지 않으며 소정의 특징들은 본 발명을 더 분명하게 예시하고 설명하도록 과장되고, 제거되고, 또는 부분적으로 구획화될 수 있다. 또한 본 명세서에서 제시되는 실시예들은 예시적이며 그리고 완전한 것으로 의도되지 않거나 그렇지 않으면 청구범위를 도면에서 도시되고 아래의 상세한 설명에서 공개되는 정확한 형태들 및 구성들로 한정하거나 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

도 1은 예시적인 차동 조립체를 포함하는 예시적인 동력 전달 시스템의 평면도를 예시하며;
도 2는 도 1에 예시된 예시적인 차동 조립체의 분해도를 예시하며;
도 3은 조립된 도 2의 예시적인 차동 조립체의 부분 절개도를 예시하며;
도 4는 도 2의 차동 조립체로부터 예시적인 플랜지의 전방 등각 투상도(isometric front view)를 예시하며;
도 5는 도 4의 예시적인 플랜지의 횡단면도를 예시하며;
도 6은 예시적인 탭형 와셔의 평면도를 예시하며;
도 7은 도 6의 예시적인 탭형 와셔의 횡단면도를 예시한다.

본 공개물은 두 개의 피스의 토크 전달 차동 조립체에 관한 것이다. 두 개의 피스들은 제 1 재료로 구성된 플랜지 및 상기 제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 구성된 차동 캐리어를 포함한다. 상기 재료들은 알루미늄, 강, 회주철(grey cast iron), 연성 주철(ductile cast iron), 노듈러 주철(nodular cast iron), 구상 흑연 철, 구상 흑연 주철 또는 다른 공지된 재료일 수 있다.

도 1은 차량의 예시적인 동력 전달 조립체(100)를 예시한다. 동력 전달 조립체(100)는 변속기(114) 및 동력 인출(power take off) 유닛(116)에 연결되는 엔진(112)을 포함한다. 차동 유닛(150)이 또한 전방 휠 구동 기어 비를 제공하도록 동력 전달 유닛 없이 사용될 수 있어, 이에 의해 본 공개물이 도 1에 예시된 배열체로 제한되지 않는다는 것을 인식하여야 한다. 일반적으로, 엔진(112)은 토크를 변속기(114)에 제공하도록 변속기 입력 샤프트에 고정되는 엔진 크랭크샤프트(도시안됨)를 통하여 변속기(114)에 부착될 수 있다. 토크는 변속기 하우징 내에서 일련의 기어들(도시안됨)을 통하여 그리고 최종적으로 변속기 출력 샤프트(도시안됨)에 전달될 수 있다. 전방 차동 장치(150)는 링 기어를 통하여 변속기 출력 샤프트에 회전식으로(rotatively) 연결될 수 있다.

전방 차동 장치(150)는 복수의 샤프트 요소(132, 134)들 및 대응하는 관절형 토크 전달 조인트(142)들을 갖는다. 예를 들면, 전방 차동 조립체(150)는 우측 전방 하프(half) 샤프트(132) 및 좌측 전방 하프 샤프트(134)를 포함하며, 이들 각각은 휠(144)에 연결되고 동력을 상기 휠(144)들에 전달하도록 구성된다. 조인트(142)들이 등속도(constant velocity) 조인트(142)들로서 예시되지만, 유니버설, 트리포트(tripod), 카단(cardan), 더블(double) 카단 및 플런징(plunging) 등속도 조인트들과 같은 다른 유형들의 조인트들이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 하지만 이에 제한되는 것은 아니다.

도 1의 예시적인 배열에 대해, 동력 인출 유닛(116)은 프로펠러 샤프트(160) 및 이로부터 연장하는 전방 휠 프로펠러 샤프트(161)를 갖는다. 전방 휠 프로펠러 샤프트(161)는 전방 차동 장치(150)를 동력 인출 유닛(116)으로 연결한다. 프로펠러 샤프트(160)는 동력 인출 유닛(116)을 후방 차동 장치(150')로 연결하며, 여기에서 후방 차동 장치(150')는 후방 우측 사이드 샤프트(132') 및 후방 좌측 사이드 샤프트(134')를 포함하며, 이들 각각은 일단부가 휠(144)에서 종료된다.

프로펠러 샤프트(160)는 관절형 트리포드 조인트(145), 전방 프로펠러 샤프트(propshaft; 147), 후방 프로펠러 샤프트(149), 및 두 개의 고속력 등속도(high speed constant velocity) 조인트(142)들을 포함할 수 있다. 휠들 또는 샤프트가 조종 및 현가 흔들림(jounce) 및 튀어 오름(rebound)에 의해 각도들을 변경하는 경우조차 등속도 조인트들은 동력을 구동 샤프트(160)를 통하여 휠(144)들로 전달한다. 등속도 조인트(142)는 휠(144) 및 후방 차동 장치(150')에 연결하는 하프 샤프트들의 양 단부들 상에 위치된다.

위에서 논의된 바와 같이, 구동 전달 장치(driveline; 100)는 전륜(all wheel) 구동 차량을 나타내지만 현 공개물의 차동 조립체(150, 150')들의 실시예들이 또한 후방 휠 구동 차량들, 전방 휠 구동 차량들, 전륜 구동 차량들 및 4륜 구동 차량들에서 사용될 수 있다는 점에 주목하여야 한다.

이제 도 2를 참조하면, 예시적인 차동 조립체(150)의 요소들이 지금부터 상세하게 설명될 것이다. 차동 조립체(150)는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 차동 캐리어(210), 및 차동 캐리어(210) 내에 일련의 기어들 및 부품들을 고정하도록 구성되어 협동하는 차동 플랜지(212)를 포함한다. 예를 들면, 차동 조립체(150)는 좌측 사이드 기어 허브(232), 우측 사이드 기어 허브(234), 트러스트 와셔(214, 228)들, 하나 이상의 피니언 샤프트(216), 복수의 피니언 기어(218, 220)들 및 피니언 와셔(222, 224)들, 및 탭형 와셔(230)를 더 포함한다.

트러스트 와셔(214)는 샤프트 부분(235)의 단부에 고정된 사이드 기어(238)와 마주하는, 우측 사이드 기어 허브(234)의 샤프트 부분(235) 위에 장착된다. 조립된 트러스트 와셔(214) 및 우측 사이드 기어 허브(234)는 차동 캐리어(210)의 공동(236) 내에 위치되어 우측 사이드 기어 허브(234)의 단부(241)가 도 3에 예시된 바와 같이 차동 캐리어(210)의 개구(243)를 통하여 연장한다.

도 2 및 도 3에 도시된 실시예에서, 피니언 샤프트(216)는 두 개의 피니언 기어 배열체로서 구성되지만, 4개의 피니언 기어 배열체를 포함하여 다른 피니언 기어 배열체들이 고려되는 것이 이해된다. 피니언 샤프트(216)는 일 단부 상에 고정된 제 1 피니언 기어(218), 마주하는 단부 상에 고정된 제 2 피니언 기어(220), 및 피니언 기어(218, 220)들의 반경 방향 외측에 위치되는 피니언 트러스트 와셔(222, 224)들을 가진다. 피니언 샤프트(216), 기어(218, 220)들 및 피니언 와셔(222, 224)들은 또한 공동(236) 내에 위치되어 피니언 기어[218(단지 예시적인 목적을 위해 도 3으로부터 생략됨), 220]들이 우측 사이드 기어 허브(234)의 사이드 기어(238)와 맞물린다. 조립 동안, 제 1 또는 제 2 피니언 기어(218, 220)들은 공동(236) 내에 위치될 수 있고 피니언 샤프트(216)는 대응하는 통공(242)(도 2에 최상으로 도시됨)을 통하여 슬라이드될 수 있고 마주하는 기어(218, 220)들 및 트러스트 와셔(222, 224)들에 연결될 수 있어 피니언 샤프트(216), 피니언 트러스트 와셔(222, 224)들 및 피니언 기어(218, 220)들이 차동 캐리어(210)에 대한 회전이 고정된다. 또한, 피니언 샤프트(216)가 차동 캐리어(210)로부터 슬라이딩되는 것을 방지하도록, 차동 캐리어(210)에 구성된 로크 핀 공동(346) 및 피니언 샤프트(216)(도 3 참조) 내의 피니언 샤프트 통공(246)과 맞물리도록 구성되는 로크 핀(226)이 제공될 수 있다.

트러스트 와셔(228)는 샤프트 부분(233)의 단부에 고정되는 사이드 기어(240)와 마주하는, 좌측 사이드 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233) 위에 장착된다. 탭형 와셔(230)는 또한 좌측 사이드 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233) 위에 장착된다. 좌측 사이드 기어 허브(232)는 공동(236) 내에 위치되어 사이드 기어가 피니언 기어(218, 220)들과 작동식으로 맞물린다. 샤프트 부분(233)은 차동 캐리어(210)의 공동(236)으로부터 외측으로 연장한다. 위에서 설명된 바와 같이, 플랜지(212)는 그 안에 차동 조립체(150)의 내부 부품들을 유지하도록 차동 캐리어(210)와 협동하도록 구성된다.

예시적인 배열에서, 플랜지(212)는 차동 조립체(150)의 중량을 감소시키도록 알루미늄과 같은 경량 재료로 제조된다. 하나의 예시적인 배열에서, 플랜지(212)는 알루미늄으로 구성된다. 더욱 상세하게는, 플랜지(212)는 T6 열 처리된 6013 합금과 같은 알루미늄 합금으로 구성될 수 있는데, 이에 제한되는 것은 아니다. 합금은 통상적으로 항공기 산업에서 사용되는 알루미늄-마그네슘-실리콘-구리 합금일 수 있다. 플랜지(212)에 대한 알루미늄과 같은 경량 재료의 이용은 상당히 감소된 중량을 가진 차동 조립체(150)를 제공하는 기능을 한다. T6 열 처리된 6013 합금은 또한 차량 엔진 작동 온도들 하에서의 비교적 안정된 강도때문에 이용될 수 있다. 티타늄 및 마그네슘을 포함하는 다른 적절한 경량 재료들이 또한 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

플랜지(212)의 상세들은 도 4 내지 도 5에서 가장 잘 볼 수 있다. 더욱 구체적으로, 플랜지(212)는 각각 예를 들면 볼트와 같은 패스너들(도시안됨)을 수용하도록 구성되는 복수의 통공(254)들로 구성될 수 있는 외주변 정합(outer periphery mating) 표면(410)에 의해 한정된다. 정합 표면(410)은 차동 캐리어(210)의 대응하는 외주변 정합 표면(411)과 정합하도록 구성된다. 정합 표면(411)은 또한 통공(254)들과 정렬하도록 구성되는 복수의 통공(256)들을 포함한다. 하나의 예시적인 배열에서, 통공(256)들은 차동 캐리어(210)로의 플랜지(212)의 연결을 용이하게 하도록 나사 형성된다. 플랜지(212) 및 차동 캐리어(210)의 적절한 정렬을 용이하게 하도록, 외주변 정합 표면(410)에는 차동 캐리어(210) 상에 배치되는 대응하는 정렬 피쳐와 협동하도록 구성되는 하나 이상의 정렬 피쳐(414)가 제공될 수 있다. 도 3 내지 도 5에 예시된 예시적인 구성에서, 정렬 피쳐(414)는 정렬 패스너(252)를 수용하는 통공으로서 구성된다. 정렬 패스너(252)는 정렬 요소(414)를 통하여 수용되고 차동 캐리어(210)의 외주변 정합 표면(411) 상에 형성된 대응하는 정렬 통공(도시 안됨)과 맞물리도록 구성된다.

플랜지(212)는 이를 통하여 좌측 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233)을 수용하도록 구성된 중앙 통공 또는 샤프트 지지부(424)에 의해 추가로 한정된다(도 3에 최상으로 도시됨). 중앙 통공(424) 주위에 상승된 파일럿 링(416)이 연장한다. 파일럿 링(416)은 차동 캐리어(210)와 플랜지(212)의 정렬을 용이하게 하도록, 차동 캐리어(210)의 대응하는 리세스(도 3에 최상으로 도시됨) 내로 삽입되도록 구성된다.

플랜지(212)는 중앙 통공(424)으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 하나 이상의 슬롯(417)을 더 포함한다. 슬롯(417)들은 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 탭형 와셔(230)의 탭(248)들을 수용하기 위한 크기를 가진다. 도 3 내지 도 5에 예시된 예시적인 배열에서, 동일하게 이격되는 3개의 슬롯(417)들이 제공된다. 각각의 슬롯(417)은 단부 부분(415) 및 내측 부분(419)을 포함한다. 슬롯(417)의 단부 부분은 파일럿 링(416) 및 내측 랜드 영역(423) 사이에 위치되는 외측 랜드 영역(422) 내에 위치된다. 슬롯(417)의 내측 부분(419)은 내측 랜드 영역(423) 내에 형성되고 중앙 통공(424)으로 개방된다. 원주방향 오일 채널(420)은 외측 및 내측 랜드 영역(422, 423)들 사이에 형성되어 슬롯(417)을 단부 부분(415) 및 내측 부분(419)으로 분할한다.

플랜지(212)는 슬롯(417) 및 오일 채널(420)에 유동되게 연결되는 하나 이상의 오일 그루브(418)를 더 포함할 수 있다. 하나의 예시적인 배열에서, 오일 그루브(418)는 중앙 통공(424)의 내부 표면(421)을 따라 슬롯(417)의 내측 부분(419)을 경유하여 오일 채널(420)로부터 연장한다. 하나의 예시적인 구성에서, 오일 그루브(418)는 나선형상으로 형성되고 도 5에 최상으로 도시된 바와 같이, 중앙 통공(424)의 길이가 오일 그루브의 후방 에지(425)까지 연장한다. 그러나, 다른 형상의 오일 그루브(418)들이 또한 고려된다. 본 명세서에서 예시된 예시적인 배열에서, 하나 이상의 오일 그루브(418)가 각각의 슬롯(417)으로부터 연장하여 동일한 개수의 오일 그루브(418)들 및 슬롯(417)들이 존재한다. 오일 그루브(418) 및 오일 채널(420)의 기능은 아래에서 더 상세하게 설명될 것이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 예시적인 탭형 와셔(230)의 구조가 지금부터 상세하게 설명될 것이다. 위에서 설명된 바와 같이, 탭형 와셔(230)는 탭형 와셔(230)의 외주변(712)으로부터 반경방향 외측으로 연장하는 하나 이상의 탭(248)을 포함한다. 본 명세서에서 예시된 예시적인 배열에서, 탭형 와셔(230)는 동일하게 이격되고 슬롯(417)들과 정합하도록 구성된 3개의 탭(248)들을 포함한다. 그러나, 탭(248)들의 개수는 변화될 수 있고 플랜지(212) 내에 구성된 슬롯(417)들의 개수를 기초로 하여 미리 결정된다는 것이 이해된다. 탭형 와셔(230)에는 또한 탭형 와셔(230)가 좌측 사이드 기어 허브(232)의 샤프트 부분 위에 배치되는 것이 가능하도록 관통 통공(710)이 형성된다. 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 탭형 와셔(230)는 일반적인 평면형 상부 표면(714) 및 일반적인 평면형 바닥 표면(716)에 의해 추가로 한정된다. 평면형 표면(714, 716)들 중 하나 이상은 와셔(228), 탭형 와셔(230) 및 플랜지(212) 중 하나 이상 사이의 문질러짐(rubbing)에 의한 과잉 마모로부터 플랜지(212)를 보호하도록 차동 조립체(150)의 고 부하 및 고속력 작동 동안 슬라이딩 표면과 반응 표면 중 하나 이상으로서 구성될 수 있다. 몇몇의 예시적인 배열들에서, 탭형 와셔(230)의 평면 표면(714, 716)들 중 하나 또는 둘다가 와셔 표면에서 내마모성을 개선하기 위해 처리 및/또는 코팅될 수 있다. 또한, 몇몇의 예시적인 배열들에서, 탭형 와셔(230)의 두께는 충분히 트러스트 와셔(228)가 차동 조립체(150)로부터 제거될 수 있도록 충분하게 넓게 되도록 설계될 수 있다.

탭형 와셔(230)는 플랜지(212)에 조립되어 탭(248)들이 슬롯(417)들 내에 위치된다. 하나의 예시적인 배열에서, 슬롯(417)들 및 탭(248)들은 탭형 와셔(230)가 슬롯(417)들 내에 압입(press fit)되도록 구성된다. 다른 예시적인 배열에서, 슬롯(417)들은 탭(248)들 보다 약간 더 크게 되는 크기를 가져서 허용 오차(tolerance)들이 완화되는 것이 가능하게 된다. 탭형 와셔(230)가 슬롯(417)들 내에 위치될 때, 탭형 와셔(230)는 내측 랜드 영역(423) 상에 지지되어 오일 채널(420)이 탭형 와셔(230) 아래에 홈(trough)을 형성한다.

탭형 와셔(230)가 플랜지(212)에 조립되면, 두 개의 요소들은 이어서 좌측 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233) 위로 슬라이딩될 수 있다. 트러스트 와셔(228)가 제공되는 경우, 트러스트 와셔는 탭형 와셔(230)와 사이드 기어(240) 사이에 위치되도록 좌측 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233) 위로 슬라이딩된다. 플랜지(212)의 외측 정합 주변(410)은 외측 정합 주변(411)에 정합되고 예를 들면 볼트들과 같은 적절한 패스너들(도시안됨)에 의해 서로 고정된다. 조립될 때, 플랜지(212)는 이에 따라 차동 캐리어(210)에 대한 회전이 고정된다. 하나의 예시적인 배열에서 패스너들은 복수의 통공(254)들을 통하여 연장하도록 구성되고, 또한 차동 캐리어(210) 상에 위치되는 대응하는 나사형성 통공 내로 맞물리도록 추가로 구성된다. 패스너들은 미리결정된 토크로 체결될 수 있다. 또한 위에서 논의된 바와 같이, 외주변 정합 표면(410)은 차동 캐리어(210) 상에 구성된 대응하는 정렬 요소와 맞물리도록 구성되는 하나 이상의 정렬 요소(414)를 포함할 수 있다. 정렬 요소(414)는, 조립 동안 통공(414)을 통하여 삽입되는 정렬 핀(252) 또는 차동 캐리어(210)(도시안됨) 상에 직접 구성되는 정렬 핀을 수용하도록 구성되는, 통공으로서 도 4에 예시된다.

슬롯(417)들은 상술된 바와 같이, 플랜지(212)가 차동 캐리어(210)에 체결될 때 탭형 와셔(230)를 포착(trapping)하기 위한 압축 끼움조립부를 제공하도록 외측 정합 주변(410)의 정합 표면상에 구성된다. 차동 캐리어(210) 내에 위치되는 기어 세트(218, 220, 238, 240)로부터의 반응력들, 및 탭(248)들과 슬롯(417)들 사이의 상호 작용에 의해, 와셔(230)의 회전이 방지된다. 슬롯(417)들 내의 탭(248)들의 축방향 위치가 도 3에 최상으로 도시된 바와 같이 차동 캐리어(210)에 대한 플랜지(212)의 클램핑에 의해 유지된다.

또한 위에서 설명된 바와 같이, 플랜지(212)는 또한 차동 하우징(212)의 개구 내에 수용되도록 구성되는 상승된 파일럿 링(416)을 포함할 수 있다. 소정의 경량 재료들에 대해, 상승된 파일럿 링(416)은 차동 조립체(150)에 의해 경험되는 작동 온도들에 의해 팽창될 것이다. 이러한 팽창은 플랜지(212)와 차동 캐리어(214) 사이의 고정을 추가로 강화할 것이다.

중앙 통공(424) 내에 구성된 오일 그루브(418)는 중앙 통공(424)의 내측 표면 뿐만 아니라 좌측 기어 허브(232)의 샤프트 부분(233)으로 윤활유를 제공하는 기능을 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 오일 그루브(418)는 탭형 와셔(230) 아래 윤활유를 제공하도록 플랜지(212) 상에 내측 랜드 표면(422)이 구성된 오일 채널(420)로 유동되게 연결될 수 있다. 오일 그루브(418) 및 오일 채널(420)은 기어(218, 220, 238, 240)들 및 와셔(230, 228, 214, 222, 224)들 표면들 모두를 위한 윤활 경로들을 제공하도록 구성된다. 플랜지(212) 내의 오일 채널(420)은 또한 사이드 기어(238, 240)들로 윤활유를 지향하는 기능을 한다. 또한, 대응하는 윤활유 시스템(도시안됨)은 차동 캐리어(210) 내에 구성될 수 있다.

좌측 기어 허브(232)는 스플라인형(splined) 섹션(310)으로 구성된 중공형 튜브로서 도시된다. 스플라인형 섹션(310)은 적용분야에 따라, 샤프트 요소(132) 및 조인트(142) 중 하나 이상으로 구성된 대응하는 스플라인형 섹션(도시안됨)을 수용하도록 구성된다. 스플라인형 섹션(310)과의 맞물림은 토크를 변속기(116)로부터 휠(144)들로 전달하도록 샤프트 요소(132)들 및 조인트(142) 중 하나 이상을 이용하여 차동 조립체(150)의 회전을 고정한다.

앞의 설명은 단지 본 발명의 방법들 및 시스템들의 예시적인 실시예들을 예시 및 설명하기 위해서만 제시된다. 상기 실시예들이 완전한 것으로 의도되지 않으며 또는 설명된 임의의 정확한 형태로 본 발명을 제한하는 것을 의도하지 않는다. 다양한 변화들이 이루어지고 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 요소들이 등가물들로 대체될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 또한, 다수의 변형들이 필수적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시들에 특별한 상황 또는 재료를 적응시키도록 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명이 본 발명을 실시하기 위해 고려된 최상의 모드로서 공개된 특별한 실시예로 제한되지 않지만 본 발명은 청구범위들의 범주 내에 있는 모든 실시예들을 포함할 것으로 의도된다. 본 발명은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 구체적으로 설명되고 예시된 것과 달리 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 단지 아래의 청구범위들에 의해 제한된다.

본 공개물은 단지 공개물을 실시하기 위한 최상의 모드들의 예시인 위의 예시들을 참조하여 특별히 도시되고 설명되어 있다. 본 명세서에서 설명된 공개물의 예시들에 대한 다양한 대안들이 아래의 청구범위들에서 한정된 공개물의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 공개물을 실시하는데 적용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 아래의 청구범위들이 공개물의 범위를 한정하고 이러한 청구범위들의 범주 내의 방법 및 장치 및 이들의 등가물들이 이에 의해 포함되는 것으로 의도된다. 본 공개물의 이러한 설명은 본 명세서에서 설명된 요소들의 모두 신규하고 비자명한 조합들을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 청구범위들은 이러한 요소들의 임의의 신규하고 비자명한 조합으로 현재의 적용 분야 또는 미래의 적용 분야에 주어질 수 있다. 더욱이, 전술된 예시들은 예시적이고 단일 특징 또는 요소가 현재의 적용 분야 또는 미래의 적용 분야에서 청구될 수 있는 모든 가능한 조합들에 대해 필수적인 것은 아니다.

"일 예(one example)", "예(an example)", "일 실시예(one embodiment)", 또는 "실시예(an embodiment)"에 대한 상세한 설명에서의 참조는 예와 관련하여 설명되는 특별한 피쳐, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 예에 포함한다는 것을 의미한다. 상세한 설명에서의 다양한 위치들에서 구 "하나의 실시예에서"는 "하나의 실시예에서"가 나타날 때마다 반드시 동일한 예를 인용하는 것은 아니다.

본 명세서에 설명된 프로세스들, 시스템들, 방법들, 발견적 방법(heuristic)들 등에 대해, 비록 이 같은 프로세스들의 단계들 등이 소정의 순서의 시퀀스에 따라 발생하는 것으로 설명되었지만, 이 같은 프로세스들은 본 명세서에서 설명된 순서가 아닌 순서로 수행되는 설명된 단계들로 실시될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 소정의 단계들이 동시에 수행될 수 있거나, 다른 단계들이 부가될 수 있거나, 본 명세서에서 설명된 소정의 단계들이 생략될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 즉, 본 명세서에서의 프로세스들의 설명들은 소정의 실시예들을 예시하는 목적을 위해 제공되며, 결코 청구된 발명을 제한하기 위해 해석되지 않아야 한다.

따라서, 상기 설명이 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 제공된 예들이 아닌 다수의 실시예들 및 적용들이 상기 설명을읽을 때 존재될 것이다. 본 발명의 범위는 상기 설명을 참조하여 결정되지 않고 대신 모든 범위의 등가물들과 함께, 첨부된 청구범위를 참조하여 결정되어야 한데, 이 같은 청구범위들이 이러한 모든 범위의 등가물들에 자격을 부여한다. 미래의 개선들이 본 명세서에서 논의된 기술분야들에서 이루어지고 공개된 시스템들 및 방법들이 이 같은 미래의 실시예들로 통합될 것이라는 것이 예상되고 의도된다. 결론적으로, 본 발명이 변형 및 변화될 수 있고 단지 아래의 청구범위에 의해서만 제한되는 것으로 이해되어야 한다.

본 청구범위에서 사용된 모든 용어들은 본 명세서에서 이루어진 것에 대한 명확한 반대 표시가 없는 경우 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 청구범위의 가장 넓은 합리적인 구성 및 이들의 일반적인 의미가 주어지는 것으로 의도된다. 특히, "a", "the" 등과 같은 단수 관사들의 사용은 청구범위가 반대로 명확한 제한을 상술하지 않는 경우 표시된 요소들 중 하나 또는 둘 이상을 상술하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (17)

1. 차동 플랜지 조립체로서,
   플랜지 부재로서, 맞물림 면에 의해 한정되고, 상기 플랜지 부재를 관통하는 통공(aperture)을 가지는, 플랜지 부재 - 상기 통공으로부터 반경 방향 외측으로 연장하도록 상기 맞물림 면 상에 하나 이상의 슬롯이 형성됨 -;
   하나 이상의 탭 및 하나 이상의 개구(opening)를 가지는 와셔 부재 - 상기 하나 이상의 탭이 상기 와셔 부재의 주변 에지로부터 연장하며, 상기 탭은 상기 플랜지 부재의 맞물림 면으로 상기 와셔 부재를 정합시키기 위해 상기 슬롯 내에 안착되도록 구성되며, 상기 와셔 부재의 탭과 상기 플랜지 부재의 슬롯의 상호 작용은 상기 플랜지 부재에 대한 상기 와셔 부재의 회전을 방지함 -; 및
   상기 통공을 형성하는 상기 플랜지 부재의 내측 표면 내에 형성된 오일 그루브 - 상기 오일 그루브는 상기 슬롯과 유체 연통함 -;를 포함하고,
   상기 플랜지 부재는 통공 주위에 위치된 내측 랜드 부재 및 상기 내측 랜드 부재 주위에 위치되는 외측 랜드 부재를 더 포함하며, 상기 슬롯의 제 1 부분이 상기 외측 랜드 부재에 형성되고 상기 슬롯의 제 2 부분이 상기 내측 랜드 부재에 형성되고,
   상기 내측 랜드 부재와 상기 외측 랜드 부재 사이에 오일 채널이 배치되는,
   차동 플랜지 조립체.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오일 그루브는 나선형 형상으로 구성되는,
   차동 플랜지 조립체.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 통공을 중심으로 그리고 상기 슬롯으로부터 반경 방향 외측으로 상기 맞물림 면 상에 형성된 상승된 파일럿 링(raised pilot ring)을 더 포함하는,
   차동 플랜지 조립체.
   
4. 토크 전달 차동 장치로서,
   제 1 재료로 형성된 차동 캐리어;
   상기 차동 캐리어 내에 위치되는 피니언 조립체;
   제 1 재료와 상이한 제 2 재료로 형성된 플랜지 부재 - 상기 플랜지 부재는, 맞물림 면에 의해 한정되고, 상기 플랜지 부재를 관통하는 통공을 가지며, 상기 통공은 그 안에 구동 부재 요소를 수용하도록 구성되고, 하나 이상의 슬롯이 상기 통공으로부터 반경 방향 외측으로 연장하도록 상기 플랜지 부재의 맞물림 면 상에 형성됨 -; 및
   하나 이상의 탭 및 하나 이상의 개구를 가지는 와셔 부재 - 상기 하나 이상의 탭이 상기 와셔 부재의 주변 에지로부터 연장하며, 상기 탭은 상기 플랜지 부재의 맞물림 면으로 상기 와셔 부재를 정합시키기 위해 상기 슬롯 내에 안착되도록 구성되며, 상기 와셔 부재의 탭과 상기 플랜지 부재의 슬롯의 상호 작용은 상기 플랜지 부재에 대한 상기 와셔 부재의 회전을 방지함 -;을 포함하고,
   상기 차동 캐리어는, 상기 차동 캐리어와 상기 플랜지 부재 사이에 상기 와셔 부재가 포착된(captured) 채로 상기 플랜지 부재에 회전식으로 고정되도록(rotatively fixed) 구성되고,
   상기 플랜지 부재는 통공 주위에 위치되는 내측 랜드 부재 및 상기 내측 랜드 부재 주위에 위치되는 외측 랜드 부재를 더 포함하며, 상기 슬롯의 제 1 부분이 상기 외측 랜드 부재에 형성되고 상기 슬롯의 제 2 부분이 상기 내측 랜드 부재에 형성되고,
   상기 내측 랜드 부재와 상기 외측 랜드 부재 사이에 오일 채널이 배치되는,
   토크 전달 차동 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2 재료는 상기 제 1 재료의 열 처리 프로세스와 상이한 열 처리 프로세스에 노출되는,
   토크 전달 차동 장치.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 통공을 형성하는 상기 플랜지 부재의 내측 표면에 형성되는 오일 그루브를 더 포함하며, 상기 오일 그루브는 상기 슬롯과 유체 연통되는,
   토크 전달 차동 장치.
   
7. 차동 조립체로서,
   그 안에 공동을 형성하는 차동 캐리어;
   알루미늄 플랜지 부재;
   제 1 기어 허브 및 제 2 기어 허브;
   상기 제 1 및 제 2 기어 허브들과 작동되게 맞물리도록 구성되는 피니언 조립체 - 상기 플랜지 부재는, 맞물림 면에 의해 한정되고, 상기 플랜지 부재를 관통하는 통공을 가지며, 상기 통공은 상기 통공을 통하여 제 1 기어 허브를 부분적으로 수용하도록 구성되고, 상기 통공으로부터 반경 방향 외측으로 연장하도록 상기 플랜지 부재의 맞물림 면 상에 복수의 슬롯들이 형성됨 -; 및
   와셔 부재로서, 복수의 탭들 및 상기 와셔 부재를 관통하여 형성된 개구를 가지는 와셔 부재 - 상기 복수의 탭들은 상기 와셔 부재의 주변 에지로부터 연장하고, 상기 탭들은 상기 플랜지 부재의 맞물림 면에 상기 와셔 부재를 정합시키기 위해 대응 슬롯들 내에 안착되도록 구성되며, 상기 플랜지 부재의 슬롯들과 상기 와셔 부재의 탭들의 상호 작용은 상기 플랜지 부재에 대한 상기 와셔 부재의 회전을 방지함 -;을 포함하고,
   상기 차동 캐리어는, 상기 차동 캐리어와 상기 플랜지 부재 사이에 상기 제 1 및 제 2 기어 허브들, 상기 피니언 조립체 및 상기 와셔 부재가 포착된 채로 상기 플랜지 부재에 회전식으로 고정되도록 구성되고,
   상기 플랜지 부재는 통공 주위에 위치된 내측 랜드 부재 및 상기 내측 랜드 부재 주위에 위치된 외측 랜드 부재를 더 포함하며, 상기 내측 랜드 부재와 상기 외측 랜드 부재 사이에 오일 채널이 배치되고, 상기 슬롯의 제 1 부분이 상기 외측 랜드 부재 내에 형성되고 상기 슬롯의 제 2 부분이 상기 내측 랜드 부재에 형성되는,
   차동 조립체.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 피니언 조립체는, 샤프트, 상기 샤프트의 양단부(either end)에 위치되는 제 1 및 제 2 피니언 기어들 및 상기 피니언 기어들 상에 배치되는 와셔들을 더 포함하는,
   차동 조립체.
   
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 통공을 한정하는 상기 플랜지 부재의 내측 표면 내에 형성된 복수의 오일 그루브들을 더 포함하며, 각각의 오일 그루브가 각각의 슬롯을 통해 상기 오일 채널과 유체 연통되는,
   차동 조립체.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 오일 그루브들이 나선형 형상으로 구성되는,
    차동 조립체.
    
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 통공을 중심으로 그리고 상기 슬롯으로부터 반경 방향 외측으로 상기 맞물림 면 상에 형성된 상승된 파일럿 링을 더 포함하며, 상기 파일럿 링은 상기 차동 캐리어의 공동 내에 수용되도록 구성되는,
    차동 조립체.
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