KR102175358B1 - 역전된 차동 베어링을 구비한 차동 조립체를 갖는 액슬 조립체 - Google Patents

역전된 차동 베어링을 구비한 차동 조립체를 갖는 액슬 조립체 Download PDF

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아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드
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Abstract

액슬 조립체는 캐리어 하우징, 한 쌍의 액슬 튜브, 차동 케이스, 한 쌍의 차동 베어링 및 한 쌍의 베어링 조절기를 갖는다. 캐리어 하우징은 차동 케이스를 수용하도록 구성되는 공동, 및 캐리어 하우징에 장착되는 한 쌍의 액슬 튜브를 포함한다. 차동 케이스는 차동 베어링의 외부 레이스가 그 내부로 수용되는 베어링 보어를 포함한다. 베어링 조절기는 캐리어 하우징에 나사결합되고, 차동 케이스에 대항하는 측면 상에서 차동 베어링을 지지한다.

Description

역전된 차동 베어링을 구비한 차동 조립체를 갖는 액슬 조립체{AXLE ASSEMBLY HAVING DIFFERENTIAL ASSEMBLY WITH INVERTED DIFFERENTIAL BEARINGS}
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 그 개시 내용이 마치 본 명세서에 전체적으로 기재된 것처럼 참고로 포함되는, 2014년 4월 23일자로 출원된 미국 가출원 제61/983092호의 이득을 주장한다.
본 발명은 역전된 차동 베어링(inverted differential bearing)을 구비한 차동 조립체(differential assembly)를 갖는 액슬 조립체(axle assembly)에 관한 것이다.
본 단락은 반드시 종래 기술인 것은 아닌, 본 발명에 관련된 배경 정보를 제공한다.
오프-로딩(off-roading) 분야에서, 빔 액슬 조립체(beam axle assembly)는 록 크롤링(rock crawling)할 때와 같은, 소정 유형의 지형에서 작동될 때, 다른 유형의 액슬 조립체에 비해 이점을 제공하는 것으로 인식된다. 이들 이점은 증가된 내구성에 대한 인식뿐만 아니라, 울퉁불퉁한 지형을 횡단할 때 차동 장치의 위치가 액슬 조립체의 휠의 위치의 함수로서 변위되어 차동 장치를 내장하는 액슬 조립체의 부분과 장애물 사이의 접촉을 보다 우수하게 회피할 수 있도록 하는 전체 액슬 조립체의 관절 운동을 포함한다. 알려진 빔 액슬 조립체가 그들의 의도된 용도에 만족스럽지만, 그럼에도 불구하고 개선된 빔 액슬에 대한 기술 분야의 요구가 남아 있다.
본 단락은 본 발명의 전반적인 요약을 제공하고, 본 발명의 전체 범주 또는 모든 본 발명의 특징 전체를 포괄하는 개시 내용은 아니다.
일 형태에서, 본 발명은 하우징 조립체, 차동 조립체, 한 쌍의 차동 베어링 및 한 쌍의 베어링 조절기(adjuster)를 포함하는 액슬 조립체(axle assembly)를 제공한다. 하우징 조립체는 캐리어 하우징(carrier housing) 및 한 쌍의 액슬 튜브(axle tube)를 갖는다. 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 캐리어 본체의 대향하는 측면들 상에 배치되는 한 쌍의 튜브 장착부(tube mount)를 갖는다. 캐리어 본체는 차동 공동(differential cavity) 및 한 쌍의 벌크헤드(bulkhead)를 한정하는 벽을 갖는다. 각각의 벌크헤드는 벽의 나머지 부분과 일체형으로, 단일체로 그리고 분리가능하지 않게 형성되고, 일 세트의 내부 나사를 구비한 관통 보어(through bore)를 한정한다. 튜브 장착부는 관통 보어 및 차동 공동과 유체 연결된다. 각각의 액슬 튜브는 튜브 장착부들 중 연관된 튜브 장착부 내에 수용되고, 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링된다. 차동 조립체는 공동 내에 수용되고, 대향하는 측방향 단부들을 구비한 차동 케이스(differential case)를 갖는다. 베어링 보어(bearing bore)가 차동 케이스의 각각의 대향하는 측방향 단부들 내에 형성된다. 각각의 차동 베어링은, 베어링 보어들 중 연관된 베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 결합되는 외부 베어링 레이스(bearing race)를 갖는다. 각각의 베어링 조절기는 나사형성된 부분 및 베어링 장착부 부분을 갖는다. 나사형성된 부분은 벌크헤드들 중 연관된 벌크헤드의 내부 나사에 나사식으로 결합된다. 베어링 장착부 부분은 나사형성된 부분이 그 상에 형성되는 제2 단부에 대향하는 베어링 조절기의 제1 단부 상에 배치된다. 베어링 장착부 부분은 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링이 그에 대항하여 맞닿는 견부를 한정한다. 베어링 장착부 부분은 각각의 차동 베어링이 차동 케이스 및 베어링 조절기들 중 연관된 베어링 조절기와 병렬배치된(juxtaposed) 관계로 있도록 차동 케이스에 대향하는 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링의 측면을 지지한다.
다른 형태에서, 본 발명은 하우징 조립체, 차동 조립체, 제1 차동 베어링, 제1 베어링 조절기 및 조절기 로크(adjuster lock)를 구비한 액슬 조립체를 제공한다. 하우징 조립체는 캐리어 하우징, 한 쌍의 액슬 튜브 및 커버를 갖는다. 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 튜브 장착부를 갖는다. 캐리어 본체는 공동, 제1 벌크헤드, 커버 플랜지(cover flange) 및 로크 부재 개구를 한정하는 벽을 갖는다. 제1 벌크헤드는 벽의 나머지 부분과 일체형으로, 단일체로 그리고 분리가능하지 않게 형성되고, 일 세트의 내부 나사를 구비한 관통 보어를 한정한다. 커버 플랜지는 공동의 개방측의 경계를 설정하고, 플랜지 부재를 갖는다. 로크 부재 개구는 커버 플랜지를 통해 형성되고, 공동과 교차한다. 튜브 장착부는 관통 보어 및 차동 공동과 유체 연결된다. 액슬 튜브는 튜브 장착부 내에 수용되고, 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링된다. 차동 조립체는 공동 내에 수용되고, 대향하는 측방향 단부들을 구비한 차동 케이스를 갖는다. 베어링 보어가 차동 케이스의 측방향 단부들 중 제1 측방향 단부 내에 형성된다. 제1 차동 베어링은, 베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 결합되는 외부 베어링 레이스를 갖는다. 제1 베어링 조절기는 나사형성된 부분, 베어링 장착부 부분 및 조절기 로크 부분을 갖는다. 나사형성된 부분은 제1 벌크헤드의 내부 나사에 나사식으로 결합된다. 조절기 로크 부분은 제1 베어링 조절기의 대향하는 축방향 단부들 사이에 축방향으로 배치되고, 복수의 원주방향으로 이격된 로킹 특징부를 갖는다. 조절기 로크 부재는 로크 부재 개구 내에 수용되고, 제1 베어링 조절기 상의 로킹 특징부의 일부분에 결합되는 복수의 정합 로킹 특징부를 갖는다. 커버는 플랜지 부재에 밀봉식으로 결합되고, 제1 베어링 조절기로부터 멀어지는 방향으로 조절기 로크 개구 내에서의 조절기 로크 부재의 이동을 제한하도록 조절기 로크 부재에 맞닿는다.
적용가능한 추가의 분야가 본 명세서에 제공된 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 요약의 설명 및 특정 예는 단지 예시의 목적으로 의도된 것이며, 본 발명의 범주를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
본 명세서에 기술된 도면은 모든 가능한 구현예가 아니라 단지 선택된 실시예의 예시 목적을 위한 것이고, 본 발명의 범주를 제한하도록 의도된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 교시 내용에 따라 구성된 예시적인 액슬 조립체를 갖는 차량의 개략도이다.
도 2는 후방 액슬 조립체를 더욱 상세히 예시하는, 도 1의 차량의 일부분의 저부 사시도이다.
도 3은 후방 액슬 조립체의 저부 분해 사시도이다.
도 4는 도 2의 선 4-4를 따라 취한 후방 액슬 조립체의 일부분의 단면도이다.
도 5는 로킹 메커니즘 및 차동 조립체의 일부분을 더욱 상세히 예시하는, 후방 액슬 조립체의 일부분의 분해 사시도이다.
도 6은 차동 베어링 조절기 및 조절기 로크를 더욱 상세히 예시하는, 후방 액슬 조립체의 일부분의 사시도이다.
도 7은 조절기 로크의 사시도이다.
도 8은 도 2의 선 8-8을 따라 취한 후방 액슬 조립체의 일부분의 단면도이다.
도 9는 캐리어 하우징의 일부분을 더욱 상세히 예시하는, 후방 액슬 조립체의 일부분의 상부 사시도이다.
도 10은 캐리어 하우징의 내부의 일부분을 더욱 상세히 예시하는, 후방 액슬 조립체의 일부분의 사시도이다.
도 11은 후방 액슬 조립체의 저부 부분의 부분 절결 사시도이다.
대응하는 도면 부호는 도면들 중 몇몇 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 나타낸다.
도면들 중 도 1을 참조하면, 예시적인 차량(10)이 동력계(powertrain)(12)와 구동계(drivetrain)(14)를 포함하는 것으로 예시되어 있다. 동력계(12)는 원동기(prime mover)(20)와 변속기(transmission)(22)를 포함할 수 있다. 원동기(20)는 내연 기관 또는 전기 모터일 수 있고, 회전 동력을 변속기(22)에 제공하도록 구성될 수 있다. 변속기(22)는 수동, 자동 또는 무단 변속기와 같은 임의의 유형의 변속기일 수 있고, 회전 동력을 구동계(14)에 제공하도록 구성될 수 있다.
구동계(14)는 트랜스퍼 케이스(transfer case)(32), 후방 프롭샤프트(rear propshaft)(34), 후방 액슬 조립체(36), 전방 프롭샤프트(38) 및 전방 액슬 조립체(40)를 포함할 수 있다. 트랜스퍼 케이스(32)는 변속기(22)로부터 회전 동력을 수용할 수 있다. 후방 프롭샤프트(34)는 트랜스퍼 케이스(32)의 후방 출력부(42)에 구동식으로 커플링될 수 있고, 회전 동력을 후방 액슬 조립체(36)로 전달할 수 있다. 후방 액슬 조립체(36)는 회전 동력을 일 세트의 후방 차량 휠(44)로 전달하도록 구성될 수 있다. 전방 프롭샤프트(38)는 트랜스퍼 케이스(32)의 전방 출력부(46)에 구동식으로 커플링될 수 있고, 회전 동력을 전방 액슬 조립체(40)로 전달할 수 있다. 전방 액슬 조립체(40)는 회전 동력을 일 세트의 전방 차량 휠(48)로 전달하도록 구성될 수 있다. 후방 및 전방 액슬 조립체(36, 40)는 본 발명의 교시 내용에 따라 구성될 수 있다. 전방 액슬 조립체(40)는 후방 액슬 조립체(36)와 대체로 유사하기 때문에, 후방 액슬 조립체(36)만이 본 명세서에서 상세히 논의될 것이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 후방 액슬 조립체(36)가 더욱 상세히 도시되어 있다. 후방 액슬 조립체(36)는 하우징 조립체(50), 입력 피니언(input pinion)(52), 차동 조립체(54), 링 기어(ring gear)(56) 및 로킹 메커니즘(locking mechanism)(58)을 포함할 수 있다.
하우징 조립체(50)는 캐리어 하우징(60), 한 쌍의 액슬 튜브(62) 및 하우징 커버(64)를 포함할 수 있다. 캐리어 하우징(60)은 A206 알루미늄 합금 재료(예컨대, 206-T4, 206-T7)와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있고, 본체 부분(70) 및 한 쌍의 튜브 장착부(72)를 한정할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본체 부분(70)은 차동 조립체(54)를 내부에 수용하도록 구성되는 공동(80)을 한정할 수 있다. 본체 부분(70)은 피니언 장착부 부분(82), 한 쌍의 벌크헤드(84), 제1 플랜지(86) 및 한 쌍의 로크 장착부(lock mount)(88)를 포함할 수 있다. 피니언 장착부 부분(82)은 입력 피니언(52)의 샤프트 부분을 캐리어 하우징(60)에 대해 제1 축(94)을 중심으로 회전하도록 지지하는 한 쌍의 피니언 베어링(92)을 수용하도록 구성된다. 각각의 벌크헤드(84)는 캐리어 하우징(60)의 나머지 부분과 단일체로 그리고 일체형으로 형성될 수 있어서, 이들은 캐리어 하우징(60)의 나머지 부분으로부터 제거될 수 없다. 각각의 벌크헤드(84)는 튜브 장착부(72)들 중 연관된 튜브 장착부와 동심으로 제2 축(98) 주위에 배치될 수 있는 나사형성된 개구(96)를 한정할 수 있다. 제1 플랜지(86)는 공동(80)을 폐쇄하기 위해 하우징 커버(64)와 상호작용하도록 구성되고, 이로써 제1 플랜지(86)는 대체로 공동(80)의 주연부 주위로 연장될 수 있다. 제공된 예에서, 제1 플랜지(86)는 또한 로크 장착부(88) 주위로 연장된다. 각각의 로크 장착부(88)는 벌크헤드(84)들 중 연관된 벌크헤드와 공동(80) 사이의 위치에서 제1 플랜지(86)를 통해 연장될 수 있는 리세스(recess)를 한정할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 제1 플랜지(86) 상의 중간 벽(100)이 각각의 로크 장착부(88)를 공동(80)으로부터 분리하지만, 로크 장착부(88)에 의해 한정되는 리세스가 제1 플랜지(86)를 통해 형성되는 공동(80)의 부분과 교차할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
튜브 장착부(72)는 본체 부분(70)의 대향하는 측면들 상에 배치될 수 있고, 각각의 튜브 장착부(72)는 예를 들어 가압 끼워맞춤 방식으로 액슬 튜브(62)들 중 연관된 액슬 튜브를 수용하도록 구성될 수 있다. 필요할 경우, 액슬 튜브(62)는 슬러그 용접(slug welding)과 같은, 튜브 장착부(72)에 대한 액슬 튜브(62)의 축방향 이동을 억제하는 방식으로 튜브 장착부(72)에 고정될 수 있다.
하우징 커버(64)는 본체 부분(70) 내에 형성되는 공동(80)을 실질적으로 폐쇄하기 위해 캐리어 하우징(60)의 본체 부분(70)에 제거가능하게 커플링될 수 있다. 하우징 커버(64)는 제2 플랜지(110), 한 쌍의 맞닿음 부재(abutment member)(112) 및 액추에이터 장착부(actuator mount)(114)를 한정할 수 있다. 제2 플랜지(110)는 밀봉 계면을 형성하기 위해 본체 부분(70) 상의 제1 플랜지(86)와 상호작용하도록 구성될 수 있다. 가스켓(gasket)(구체적으로 도시되지 않음) 또는 밀봉재 재료가 제1 플랜지(86)와 제2 플랜지(110) 사이에, 이들 사이에 시일(seal)을 형성하도록 수용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 맞닿음 부재(112)는 임의의 원하는 방식으로 형상화될 수 있고, 하우징 커버(64)가 캐리어 하우징(60)에 설치될 때 로크 장착부(88)와 일렬로 배치될 수 있다. 제공된 예에서, 맞닿음 부재(112)는 제2 플랜지(110)에 의해 한정되는 하우징 커버(64)의 내부 표면의 부분과 맞닿음 부재(112)가 동일 평면 상에 있도록 제2 플랜지(110)와 공동으로 형성된다. 그러나, 맞닿음 부재(112)는 상이하게 형상화될 수 있고, 이들은 제2 플랜지(110)의 내측 표면에 의해 한정되는 평면의 일측 또는 타측 상에서 연장될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 액추에이터 장착부(114)는, 하우징 커버(64)를 통해 연장되고 로킹 메커니즘(58)의 부분이 공동(80) 내에 장착되는 구조물에 접근하기 위한 수단을 제공하도록 구성되는 액추에이터 개구(120)의 경계를 설정할 수 있는 장착 플랜지(118)를 한정할 수 있다. 로킹 메커니즘(58)의 일부분이 더욱 상세히 후술될 바와 같이 액추에이터 장착부(114)를 통해 하우징 커버(64)에 고정될 수 있다.
차동 조립체(54)는 차동 케이스 조립체(130), 한 쌍의 출력 부재(132) 및 동력 전달 수단(134)을 포함할 수 있다. 출력 부재(132)는 제2 축(98)을 중심으로 회전가능하게 배치되고, 한 쌍의 액슬 샤프트(구체적으로 도시되지 않음)에 구동식으로 커플링될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 차동 케이스 조립체(130)는 나사형성된 체결구를 비롯한 임의의 원하는 수단에 의해 서로 고정식으로 커플링될 수 있는 케이스 본체(140)와 캡(cap)(142)을 포함할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 캡(142)은 케이스 본체(140)에 용접된다. 케이스 본체(140)와 캡(142)은, 출력 부재(132), 로킹 메커니즘(58)의 일부분 및 동력 전달 수단(134)이 내부에 수용될 수 있는 차동 공동(146)을 한정하도록 상호작용할 수 있다. 케이스 본체(140)는 링 기어(56)를 통해 수용되도록 크기설정되는 환상(annular) 케이스 벽(148), 및 케이스 벽(148)으로부터 반경방향 외향으로 연장될 수 있는 플랜지 부재(150)를 포함할 수 있다. 링 기어(56)는 복수의 나사형성된 체결구를 통한 것 또는 용접을 통한 것과 같은 임의의 원하는 방식으로 플랜지 부재(150)에 장착될 수 있고, 입력 피니언(52)(도 3)과 맞물려 결합될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 링 기어(56)와 입력 피니언(52)(도 3)은, 제1 축(94)이 제2 축(98) 위에 수직하게 위치되는 "하이 오프셋(high offset)" 하이포이드 기어세트(hypoid gearset)를 형성하도록 캐리어 하우징(60) 내에서 배향된다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 케이스 본체(140)와 캡(142)은 한 쌍의 차동 베어링(162)을 위한 베어링 장착부(160)를 한정할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 각각의 베어링 장착부(160)는 환상 벽 부재(148)와 캡(142) 내로 형성되는 카운터보어(counterbore)들에 의해 형성된다. 카운터보어는 외부 환상 벽(166)과 견부(168)를 한정한다. 카운터보어는, 각각의 차동 베어링(162)의 외부 베어링 레이스가 외부 환상 벽(166)에 결합되고 카운터보어들 중 대응하는 카운터보어의 견부(168)에 대항하여 맞닿도록 차동 베어링(162)을 수용한다. 이러한 방식으로의 차동 케이스 조립체(130)의 구성(즉, 역전된 차동 베어링으로)은 통상적으로 구성되고 장착되는 차동 케이스 구성과 비교할 때 차동 케이스 조립체(130)의 폭을 감소시킨다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 동력 전달 수단(134)은 차동 케이스 조립체(130)와 출력 부재(132) 사이에서 회전 동력을 전달하기 위한 임의의 유형의 장치 또는 메커니즘일 수 있고, 하나 이상의 클러치(clutch) 및/또는 차동 기어세트를 포함할 수 있다. 제공된 예에서, 동력 전달 수단(134)은 제1 및 제2 헬리컬 사이드 기어(helical side gear)(180, 182) 및 복수의 차동 피니언 세트(184)를 갖는 차동 기어세트를 포함한다. 제1 및 제2 헬리컬 사이드 기어(180, 182)는 차동 공동(146) 내에 수용될 수 있고, 제2 축(98)을 중심으로 공동으로 회전하도록 출력 부재(132)에 커플링될 수 있다. 차동 기어세트는 임의의 개수의 차동 피니언 세트(184)를 갖고서 구성될 수 있지만, 제공된 특정 예에서, 차동 기어세트는 6개의 차동 피니언 세트(184)를 포함한다. 각각의 차동 피니언 세트(184)는 제1 차동 피니언(190), 제2 차동 피니언(192), 및 한 쌍의 브레이크 슈(brake shoe)(194)를 가질 수 있다. 제1 차동 피니언(190)은 차동 공동(146)의 제1 피니언 공동 부분(200) 내에 수용될 수 있고, 제1 헬리컬 사이드 기어(180)의 치형부와 맞물려 결합될 수 있는 헬리컬 치형부를 가질 수 있다. 제2 차동 피니언(192)은 차동 공동(146)의 제2 피니언 공동 부분(202) 내에 수용될 수 있다. 각각의 제2 차동 피니언(192)은 제2 헬리컬 사이드 기어(182)의 치형부 및 제1 차동 피니언(190)들 중 대응하는 차동 피니언의 치형부와 맞물려 결합될 수 있는 헬리컬 치형부를 가질 수 있다. 각각의 브레이크 슈(194)는 제1 및 제2 차동 피니언(190, 192) 중 대응하는 차동 피니언의 샤프트 단부(206)(도 3) 상에 수용될 수 있고, 케이스 본체(140) 또는 캡(142)과 회전가능하지 않게 결합하도록 제1 및 제2 공동 부분(200, 202) 중 연관된 공동 부분 내에 수용될 수 있다.
케이스 본체(140)에 대한 캡(142)의 용접은 각각 제1 및 제2 공동 부분(200, 202)과의 제1 및 제2 차동 피니언(190, 192)의 결합에 영향을 줄 수 있는 케이스 본체(140)의 뒤틀림을 발생시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다. 제공된 특정 예에서, 캡(142)과 케이스 본체(140) 사이의 용접부(W)(도 3)는 케이스 본체(140)에 대한 캡(142)의 용접에 의해 야기되는 뒤틀림의 위험을 감소시키기 위해 제1 및 제2 공동 부분(200, 202)으로부터 반경방향 외향으로 있고 축방향으로 오프셋된다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 한 쌍의 차동 베어링 조절기(210)가, 차동 케이스 조립체(130)가 캐리어 하우징(60)에 대해 그 상에서 회전할 수 있는 저널(journal)(212)을 제공할 뿐만 아니라, 차동 베어링(162)을 예압(pre-load)하고 또한 차동 케이스 조립체(130)를 측방향으로 위치시켜서 입력 피니언(52)(도 3)에 대한 링 기어(56)의 맞물림을 달성하도록 채용될 수 있다. 각각의 차동 베어링 조절기(210)는 차동 베어링 조절기(210)를 통해 종방향으로 연장될 수 있는 중심 개구(220), 하우징 결합 부분(222), 베어링 결합 부분(224), 공구 결합 부분(226) 및 로킹 부분(228)을 한정할 수 있다. 하우징 결합 부분(222)은 캐리어 하우징(60)의 본체 부분(70) 내의 벌크헤드(84)들 중 대응하는 벌크헤드 내의 나사형성된 개구(96)에 나사식으로 결합될 수 있는 외부 나사형성된 세그먼트를 포함할 수 있다. 베어링 결합 부분(224)은 차동 베어링(162)들 중 연관된 차동 베어링의 내부 베어링 레이스와 결합하도록 구성되는 저널(212), 및 차동 베어링(162)들 중 연관된 차동 베어링의 내부 베어링 레이스에 맞닿도록 구성되는 견부(232)를 포함할 수 있다. 공구 결합 부분(226)은 기술자가 차동 베어링 조절기(210)를 캐리어 하우징(60)에 대해 회전시키도록 허용하는 공구(도시되지 않음)와 결합하도록 구성된다. 제공된 특정 예에서, 공구 결합 부분(226)은, 중심 개구(220)의 일부분과 일치하고 대응하게 형상화된 공구와 구동식으로 결합하도록 구성되는 육각형 개구(236), 및 하우징 결합 부분(222)의 반경방향 외향으로 견부(232) 주위에서 원주방향으로 이격될 수 있는 복수의 구멍(238)을 포함한다. 전자의 공구 결합 수단은 액슬 샤프트(구체적으로 도시되지 않음)의 설치 전의 대량 생산에 적합할 수 있는 반면, 후자의 공구 결합 수단은 보수 또는 점검에 적합할 수 있다. 그러나, 과다한 공구 결합 수단이 제공될 필요는 없으며, 공구 결합 부분(226)에 의해 제공되는 공구 결합 수단은 상이하게 형상화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 로킹 부분(228)은 차동 베어링 조절기(210)의 원주 주위에 배치될 수 있는 복수의 원주방향으로 이격된 로킹 특징부(240)를 포함할 수 있다. 제공된 특정 예에서, 로킹 특징부(240)는, 각각의 로킹 특징부(240)가 차동 베어링 조절기(210)의 종축에 대체로 평행하게 연장되는 홈인, 네거티브(negative) 방식으로 형상화된다(즉, 로킹 특징부(240)는 차동 베어링 조절기(210)의 일부분으로부터 제거되거나 그에 존재하지 않는 재료에 의해 한정됨). 그러나, 통상의 기술자는 로킹 특징부(240)가 포지티브(positive) 방식으로 형상화될 수 있다는 것을 이해할 것이다(즉, 로킹 특징부(240)가 차동 베어링 조절기(210)의 일부분 상에 존재하는 재료에 의해 한정될 수 있음). 로킹 부분(228)은, 차동 조립체(54)가 캐리어 하우징(60)에 장착되고 원하는 방식으로 캐리어 하우징(60)에 대해 측방향으로 위치될 때, 캐리어 하우징(60) 내의 로크 장착부(88)들 중 하나와 일렬로 위치되도록 차동 베어링 조절기(210)의 길이를 따라 축방향으로 위치될 수 있다.
도 4, 도 6 및 도 7을 참조하면, 한 쌍의 조절기 로크(300)가 캐리어 하우징(60)에 대한 차동 베어링 조절기(210)의 회전을 억제하기 위해 채용될 수 있다. 각각의 조절기 로크(300)는 플라스틱 또는 분말형 금속 재료와 같은 적합한 재료로 형성될 수 있고, 로크 본체(302), 로킹 프로파일(locking profile)(304) 및 로크 플랜지(306)를 가질 수 있다. 로크 본체(302)는 조절기 로크(300)가 캐리어 하우징(60)에 대해 미리 결정된 위치로 유지되도록 로크 장착부(88)들(도 3) 중 대응하는 로크 장착부의 리세스 내에 활주가능하게 수용되도록 구성된다. 로킹 프로파일(304)은 캐리어 하우징(60)에 대한 차동 베어링 조절기(210)들 중 대응하는 차동 베어링 조절기의 회전 이동을 억제하기 위해 차동 베어링 조절기(210)와 결합하도록 구성될 수 있다. 로킹 프로파일(304)은 차동 베어링 조절기(210)들 중 대응하는 차동 베어링 조절기 상의 로킹 특징부(240)의 일부와 결합할 수 있는 정합 로킹 특징부(310)를 포함할 수 있다. 제공된 예에서, 로킹 프로파일(304)은 로크 장착부(88)에 정렬되는 로킹 특징부(240)의 서브-세트 내로 수용되도록 구성되는 복수의 스플라인 부재(spline member)를 포함한다. 로크 플랜지(306)는, 차동 베어링 조절기(210)가 미리 한정된 한계 내에 위치되지 않은 경우에 조절기 로크(300)가 캐리어 하우징(60) 내로 완전하게 삽입되는 것을 방지하기 위해, 차동 베어링 조절기(210) 상의 견부(232)와 접촉하도록 크기설정되고 위치될 수 있다.
도 8을 참조하면, 차동 베어링 조절기(210)가 차동 베어링(162)을 원하는 정도로 예압하고 차동 조립체(54)와 링 기어(56)를 캐리어 하우징(60) 내에서 원하는 대로 측방향으로 위치시키도록 위치된 때, 조절기 로크(300)는 로킹 프로파일(304) 상의 정합 로킹 특징부(310)가 차동 베어링 조절기(210) 상의 로킹 특징부(240)와 정합하여 결합할 수 있도록 로크 장착부(88) 내에 수용될 수 있다. 정합 로킹 특징부(310)가 로킹 특징부(240)와 정합하여 결합하도록 차동 베어링 조절기(210)가 캐리어 하우징(60)에 대해 배향된 상황에서, 조절기 로크(300)의 외부 단부(314)는 제2 플랜지(110)가 제1 플랜지(86)에 대해 적절하게 위치될 수 있도록(즉, 하우징 커버(64)가 캐리어 하우징(60)에 대항하여 밀봉될 수 있도록) 맞닿음 부재(112)로부터 원하는 방식으로 이격될 수 있다. 실제로는, 작은 양의 간극(clearance)이 조절기 로크(300)의 외부 단부(314)와 맞닿음 부재(112) 사이에 배치될 수 있지만; 간극은 조절기 로크(300)가 차동 베어링 조절기(210)와 하우징 커버(64)에 대해, 정합 로킹 특징부(310)가 로킹 특징부(240)로부터 분리되는 것을 허용하기에 충분한 양만큼 이동할 수 없도록 비교적 작다. 정합 로킹 특징부(310)가 로킹 특징부(240)와 정합하여 결합하지 않도록 차동 베어링 조절기(210)가 캐리어 하우징(60)에 대해 배향된 상황에서, 조절기 로크(300)의 외부 단부(314)는 제2 플랜지(110)가 제1 플랜지(86)에 대해 부적절하게 위치될 수 있도록(즉, 하우징 커버(64)가 캐리어 하우징(60)에 대항하여 밀봉될 수 없도록) 맞닿음 부재(112)로부터 이격될 수 있다. 이러한 방식으로의 구성은 조절기 로크(300)가 캐리어 하우징(60) "내로 투입되는(dropped into)" 것을 허용하고, 특정 설치 공구에 대한 필요성을 없앤다.
도 3을 다시 참조하면, 캐리어 하우징(60)의 높이는 캐리어 하우징(60)의 내부 상의 복수의 표면(330)을 기계가공함으로써 감소되어, 캐리어 하우징(60)과 링 기어(56) 사이에 간극이 존재하는 것 및 간극의 크기가 내부 표면(330)의 위치 선정을 제어하도록 적층 공차(stack-up tolerance) 및 통상적인 주조 공차(casting tolerance)를 고려하여 얻어질 수 있을 것보다 작은 것을 보장할 수 있다. 제공된 예에서, 캐리어 하우징(60)의 내부 표면(330)과 링 기어(56) 사이의 간극은 2.0 mm(0.08 인치) 이하, 바람직하게는 1.5 mm(0.06 인치) 이하, 그리고 더 바람직하게는 약 1.0 mm(0.04 인치) 이하이다.
도 5를 참조하면, 로킹 메커니즘(58)은 제1 도그 링(dog ring)(350), 제2 도그 링(352), 플런저(plunger)(354), 슬리브(sleeve) 또는 로크 칼라(lock collar)(356) 및 액추에이터 조립체(358)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 도그 링(350, 352)은 그 개시 내용이 마치 완전하게 본 명세서에 상세히 기재된 것처럼 참고로 포함되는, 공히 양도된 미국 특허 제7,425,185호에 상세히 기술된 제1 및 제2 도그 링과 대체로 유사할 수 있다. 간략하게, 제1 도그 링(350)은 캡(142)을 향하는 제2 헬리컬 사이드 기어(182)의 표면 상에 형성된 복수의 제1 면 치형부를 포함할 수 있고, 한편 제2 도그 링(352)은 제1 도그 링(350)과 캡(142) 사이에 배치될 수 있고, 캡(142)을 통해 형성될 수 있는 로킹 리세스(362) 내에 수용될 수 있는 복수의 로킹 부재(360) 및 복수의 제2 면 치형부를 가질 수 있다. 로킹 부재(360)는 제2 도그 링(352)을 캡(142)에 축방향으로 활주가능하지만 회전가능하지 않게 커플링시키도록 캡(142)과 결합한다. 제1 면 치형부에 대한 제2 면 치형부의 결합은 제2 헬리컬 사이드 기어(182)를 차동 케이스 조립체(130)에 회전가능하지 않게 커플링시켜서 동력 전달 수단(134)을 로킹시키고 출력 부재(132)들 사이의 속도/토크 차이를 억제한다는 것을 이해할 것이다. 플런저(354)는 복수의 레그(leg)(370) 및 플런저 본체(372)를 포함할 수 있다. 각각의 레그(370)는, 캡(142) 내의 로킹 리세스(362)들 중 하나 내에 축방향으로 활주가능하게 수용될 수 있고 로킹 부재(360)들 중 하나에 대항하여 맞닿을 수 있는 핀-형상의(pin-shaped) 구조물일 수 있다. 플런저 본체(372)는 레그(370)에 그리고 제2 도그 링(352)에 고정식으로 커플링될 수 있다. 제공된 예에서, 플런저 본체(372)는 금속 링, 및 금속 링, 레그(370) 및 제2 도그 링(352) 상의 로킹 부재(360) 상으로 오버몰딩되는(overmolded)(즉, 그에 점착력 있게 접합되는) 플라스틱 재료로 형성된다. 레그(370)는, 캡(142)에 대한 제2 헬리컬 사이드 기어(182)의 회전이 제한되지 않도록 제2 면 치형부가 제1 면 치형부로부터 이격되는 제1 위치 및 캡(142)에 대한 제2 헬리컬 사이드 기어(182)의 회전을 억제하도록 제2 면 치형부가 제1 면 치형부에 결합되는 제2 위치로 제2 도그 링(352)을 위치시키도록, 로킹 리세스(362) 내에서 이동될 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 로크 칼라(356)는 차동 케이스에, 예컨대 캡(142)에 장착될 수 있고, 공동으로 회전하도록 차동 케이스에 커플링될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 로크 칼라(356)는 캡(142)에 회전가능하지 않게 커플링되고, 제1 슬리브 위치와 제2 슬리브 위치 사이에서 제2 축(98)을 따라 축방향으로 이동가능하다. 제공된 특정 예에서, 캡(142)은 복수의 종방향으로 연장되는 리지(ridge)(380)를 한정하고, 로크 칼라(356)는 리지(380)를 따라 활주하지만 캡(142)에 대해서는 회전하지 않도록 정합식으로 윤곽형성될 수 있다. 로크 칼라(356)는 플런저(354)의 레그(370)에 고정식으로 커플링될 수 있는 결합 표면(384), 및 원주방향 홈(386)을 포함할 수 있다.
액추에이터 조립체(358)는 그 개시 내용이 마치 완전하게 본 명세서에 상세히 기재된 것처럼 참고로 포함되는, 발명의 명칭이 "트윈-포크 액추에이터를 구비한 동력 전달 구성요소(Power Transmitting Component With Twin-Fork Actuator)"인 2013년 8월 23일자로 출원된, 공히 계류 중이고 공히 양도된 미국 가특허 출원 제61/869,282호에 기술된 액추에이터 조립체와 유사할 수 있다. 간략하게, 액추에이터 조립체(358)는 액추에이터 하우징(400), 모터(402), 변속기(404), 리드 스크류(lead screw)(구체적으로 도시되지 않음), 크래들 레일(cradle rail)(408), 포크 레일(fork rail)(구체적으로 도시되지 않음), 크래들 조립체(412), 클러치 포크(414), 및 편향 스프링(구체적으로 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 액추에이터 하우징(400)은 액추에이터 조립체(358)의 나머지 구성요소를 적어도 부분적으로 내장하도록 구성되고, 액추에이터 개구(120)(도 3)를 폐쇄하도록 액추에이터 장착부(114)(도 3)의 장착 플랜지(118)(도 3)에 장착될 수 있다. 모터(402)는 리드 스크류를 변속기(404)를 통해 구동시킬 수 있는 전기 모터일 수 있다. 크래들 레일(408)과 포크 레일은 액추에이터 하우징(400)에 고정식으로 커플링될 수 있고, 리드 스크류의 회전축 및 종축에 대체로 평행하게 배치될 수 있다. 크래들 조립체(412)는 리드 스크류에 나사식으로 커플링될 수 있고, 크래들 및 컴플라이언스 스프링(compliance spring)을 포함할 수 있다. 크래들은 크래들 레일(408)과 포크 레일 상에 활주가능하게 장착될 수 있다. 컴플라이언스 스프링은 크래들과 리드 스크류 사이에 배치될 수 있고, 적어도 한 방향으로 크래들에 대한 컴플라이언스 스프링의 축방향 이동을 허용하도록 구성될 수 있다. 클러치 포크(414)는 포크 레일 상에 활주가능하게 장착될 수 있고, 로크 칼라(356) 내의 원주방향 홈(386) 내로 수용될 수 있는 한 쌍의 아암(arm)(420)을 포함할 수 있다. 편향 스프링은 클러치 포크(414)와 크래들 사이에서 포크 레일 상에 배치될 수 있다. 편향 스프링은 클러치 포크(414)를 크래들 조립체(412)에 대해 미리 결정된 방향으로 포크 레일을 따라 편향시킬 수 있다.
작동시, 모터(402)는 리드 스크류를 구동시켜 포크 레일을 따른 크래들 조립체(412)의 대응하는 운동을 유발하도록 작동될 수 있다. 포크 레일을 따른 제1 방향으로의 크래들 조립체(412)의 운동은 클러치 포크(414)의 대응하는 운동을 유발할 수 있고, 이는 제2 도그 링(352)이 그의 제2 위치를 향해 이동되도록 로크 칼라(356)(및 그럼으로써 플런저(354) 및 제2 도그 링(352))를 제2 슬리브 위치를 향해 구동시킬 수 있다. 제1 방향으로의 클러치 포크(414)의 운동이 제1 면 치형부와의 제2 면 치형부의 치형부-상-치형부(tooth-on-tooth) 접촉으로 인해 중단되는 경우에, 제2 도그 링(352)이 제1 도그 링(350)에 대항하여 완전하게 변위되는 것을 허용하는 방식으로 제1 면 치형부가 제2 면 치형부에 대해 회전하여 위치된 때, (제1 면 치형부와의 제2 면 치형부의 구동 결합을 유발하기 위해) 클러치 포크(414)가 제1 방향으로 이동하게 하도록 크래들 조립체(412)가 위치되어 클러치 포크(414) 상으로 힘을 가하는 것을 허용하기 위해 편향 스프링이 압축될 수 있다.
포크 레일을 따른 제2 반대 방향으로의 크래들 조립체(412)의 운동은 클러치 포크(414)의 대응하는 운동을 유발할 수 있고, 이는 제2 도그 링(352)이 그의 제1 위치를 향해 이동되도록 로크 칼라(356)(및 그럼으로써 플런저(354) 및 제2 도그 링(352))를 제1 슬리브 위치를 향해 구동시킬 수 있다. 제2 방향으로의 클러치 포크(414)의 운동이 제1 면 치형부와의 제2 면 치형부의 토크-로킹(torque-locking)으로 인해 중단되는 경우에, (제1 면 치형부로부터의 제2 면 치형부의 분리를 유발하기 위해) 클러치 포크(414)가 제2 방향으로 이동하게 하도록 크래들이 위치되어 클러치 포크(414) 상으로 힘을 가하는 것을 허용하기 위해 컴플라이언스 스프링이 압축될 수 있다.
본 명세서에 기술된 베어링 조절기(210)의 구성은 캐리어 하우징(60)의 폭이 비교적 좁게 되는 것을 허용한다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 로킹 칼라(356)는 후방 액슬 조립체(36)에 캐리어 하우징(60)을 확장시켜야 하는 대응하는 필요성 없이 로킹 능력이 제공될 수 있도록 차동 베어링(162)들 중 하나를 중심으로 동심으로 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 로킹 칼라(356)의 적어도 일부분은, 제2 축(98)에 수직하게 취해진 평면(P)이 차동 베어링(162)들 중 하나와 로킹 칼라(356) 둘 모두를 통해 연장되도록 로킹 칼라(356)가 제1 및 제2 슬리브 위치들 중 적어도 하나에 있을 때, 차동 베어링(162)들 중 하나의 적어도 일부분과 반경방향으로 일렬로 될 수 있다.
도 1 및 도 3을 다시 참조하면, 본 명세서에 기술되고 첨부 도면에 예시된 특정 후방 액슬 조립체(36)의 구성요소들 중 다수는 이들이 전방 액슬 조립체(40)에 또한 채용될 수 있도록 구성된다. 통상의 기술자는, 차동 조립체(54)의 출력 부재(132)들이 공통 회전 방향으로 회전하여야 하기 때문에, 캐리어 하우징(60)의 배향은 제2 축(98)을 중심으로 180도 회전되어야 하고(즉, 제2 축에 대해 거울상임), 선택적으로 제1 축(94)을 중심으로 180도 회전될 수 있다(즉, 제1 축에 대해 거울상임)는 것을 이해할 것이다. 제공된 특정 예에서, 캐리어 하우징(60)은 제1 및 제2 축(94, 98) 둘 모두에 대해 거울상이다. 이러한 방식의 구성은 입력 피니언(52)을 트랜스퍼 케이스(32)로부터의 회전 동력을 수용하도록 배향시킬 뿐만 아니라, 입력 피니언(52)과 링 기어(56)의 맞물림이 제1 축(94)의 대향하는 측면 상에서 일어나게 한다. 이러한 방식의 구성은 또한 후방 및 전방 액슬 조립체(36, 40)의 링 기어(56)가 (캐리어 하우징(60)에 대해) 반대 회전 방향들로 회전하게 한다. 이러한 후자의 요점은, 후방 액슬 조립체(36)의 링 기어(56)가 슬링 윤활(sling lubrication)을 통해 피니언 베어링(92)에 대한 윤활을 제공하도록 채용되기 때문에 중요하다. 슬링 윤활은 캐리어 하우징(60) 내의 윤활유-함유 섬프(lubricant-containing sump)를 통한 링 기어(56)의 회전, 및 링 기어(56)가 (미리 결정된, 예컨대 전방 방향으로의 차량의 작동에 대응하는) 미리 결정된 회전 방향으로 회전할 때의 원심력으로 인한 링 기어(56)로부터의 윤활유의 후속 외향 슬링잉(slinging)을 수반한다. 전형적으로, 링 기어(56)로부터 슬링되는 윤활유는 후방 액슬 조립체(36) 내에서 다양한 베어링을 윤활시키기 위해 원하는 방식으로 윤활유 갤러리(gallery)를 통해 지향될 수 있다. 그러나, 캐리어 하우징(60)에 대한 링 기어(56)의 회전 방향이 변경될 때, 링 기어(56)로부터 슬링되는 윤활유는 캐리어 하우징(60)에 대해 상이한 방향으로 이동할 것이다. 따라서, 본 발명자는 캐리어 하우징(60)이 상이하게 배향된 때(예컨대, 제1 및 제2 축(94, 98)에 대해 거울상일 때) 윤활유를 피니언 베어링(92)에 제공하기 위한 대안적인 윤활 갤러리를 구비한 캐리어 하우징(60)을 구성하였다. 통상의 기술자는 캐리어 하우징(60)이 제1 및 제2 축(94, 98)에 대해 거울상인 상황에서, 입력 피니언(52)과 링 기어(56) 사이의 접촉은 차량이 미리 결정된 방향으로 작동될 때 윤활의 슬링잉과 추가적으로 간섭할 것임을 이해할 것이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 캐리어 하우징(60)의 본체 부분(70)은 제1 윤활유 갤러리(500) 및 제2 윤활유 갤러리(502)를 한정할 수 있다. 선택적으로, 제1 윤활유 갤러리(500)를 형성하는 구조물 및/또는 제2 윤활유 갤러리(502)를 형성하는 구조물은 캐리어 하우징(60)의 부분들을 강화시키도록 채용될 수 있다. 제공된 특정 예에서, 제1 및 제2 윤활유 갤러리(500, 502)를 형성하는 구조물은 캐리어 하우징(60)의 원하는 부분을 강화시키는 캐리어 하우징(60)의 나머지 부분의 외부 상의 리브(rib)를 형성한다. 예를 들어, 제2 윤활유 갤러리(502)를 형성하는 구조물은 차량이 미리 결정된(예컨대, 전방) 방향으로 작동될 때 액슬 조립체의 작동 동안 입력 피니언(50)에 의해 하중을 받는 캐리어 하우징(60)의 부분을 지지하도록 구성된다.
제1 윤활유 갤러리(500)는 피니언 베어링(92)(도 2)이 장착되는 캐리어 하우징(60)의 부분과 공동(80) 사이에서 연장되는 채널을 한정할 수 있다. 공동(80)과 교차하는 제1 윤활유 갤러리(500)의 단부는, 캐리어 하우징(60)이 후방 액슬 조립체(36)(도 1)를 위해 사용되고 차량(10)(도 1)이 전방 방향으로 작동될 때, 링 기어(56)(도 3)로부터 슬링되는 윤활유를 수용하도록 배향될 수 있다. 따라서, 공동(80)과 교차하는 제1 윤활유 갤러리(500)의 단부는 제2 축(98)(도 5) 위에 수직하게 배향될 수 있다. 제1 윤활유 갤러리(500)는, 캐리어 하우징(60)이 후방 액슬 조립체(36)(도 1)에 사용하기 위해 배향될 때, 피니언 베어링(92)(도 3)을 향한 거리가 감소함에 따라 수직하게 하강하도록 경사질 수 있다. 이러한 방식의 구성은 캐리어 하우징(60)이 후방 액슬 조립체(36)(도 1)에 사용하기 위해 배향될 때, 제1 윤활유 갤러리(500)가 공동(80)으로부터 피니언 베어링(92)(도 3)으로 윤활유를 (중력을 통해) 공급하도록 채용되는 것을 허용한다. 캐리어 하우징(60)이 전방 액슬 조립체(40)(도 1)에 사용하기 위해 제1 및 제2 축(94, 98)에 대해 거울상일 때, 제1 윤활유 갤러리(500)는 과잉 윤활유를 피니언 베어링(92)(도 3)으로부터 공동(80)으로 배출하도록 구성된다.
제2 윤활유 갤러리(502)는 피니언 베어링(92)(도 2)이 장착되는 캐리어 하우징(60)의 부분과 공동(80) 사이에서 연장되는 채널을 한정할 수 있다. 공동(80)과 교차하는 제2 윤활유 갤러리(502)의 단부는, 캐리어 하우징(60)이 전방 액슬 조립체(40)(도 1)를 위해 사용되고 차량(10)(도 1)이 전방 방향으로 작동될 때, 입력 피니언(52)(도 3)의 기어 부분으로부터 슬링되는 윤활유를 수용하도록 배향될 수 있다. 따라서, 공동(80)과 교차하는 제2 윤활유 갤러리(502)의 단부는 공동(80)과 교차하는 제1 윤활유 갤러리(500)의 단부 아래에 그리고 공동(80)과 교차하는 제1 윤활유 갤러리(500)의 단부에 대향하는 제1 축(94)의 측면 상에 수직하게 배향될 수 있다. 캐리어 하우징(60)이 후방 액슬 조립체(36)(도 1)에 사용하기 위해 배향될 때, 제2 윤활유 갤러리(502)는 과잉 윤활유를 제1 윤활유 갤러리(500)로부터 배출하도록 구성될 수 있고, 또한 입력 피니언(52)의 기어 부분 상으로 윤활유를 배출하도록 위치될 수 있다. 캐리어 하우징(60)이 전방 액슬 조립체(40)(도 1)에 사용하기 위해 배향될 때, 윤활유는 입력 피니언(52)의 기어 부분으로부터 슬링될 수 있고, 공동(80)과 교차하는 제2 윤활유 갤러리(502)의 단부 내로 수용될 수 있으며; 과잉 윤활유는 제1 윤활유 갤러리(500)의 개방 단부를 통해 공동(80)으로 배출될 수 있다.
실시예들의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제공되었다. 이는 본 발명을 제한하거나 전체를 망라하도록 의도된 것은 아니다. 특정 실시예의 개별 요소 또는 특징부는 일반적으로 그 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라, 적용가능할 경우, 상호 교환가능하고, 구체적으로 도시되거나 기술되지 않은 경우에도 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 이들은 또한 다수의 방식으로 변형될 수 있다. 그러한 변형은 본 발명으로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않아야 하며, 모든 그러한 수정은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (44)

  1. 액슬 조립체이며,
    캐리어 하우징 및 한 쌍의 액슬 튜브를 갖는 하우징 조립체 - 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 캐리어 본체의 대향하는 측면들 상에 배치되는 한 쌍의 튜브 장착부를 갖고, 캐리어 본체는 차동 공동 및 한 쌍의 벌크헤드를 한정하는 벽을 가지며, 각각의 벌크헤드는 벽의 나머지 부분과 일체형으로, 단일체로 그리고 분리가능하지 않게 형성되고 일 세트의 내부 나사를 구비한 관통 보어를 한정하며, 튜브 장착부는 관통 보어 및 차동 공동과 유체 연결되고, 각각의 액슬 튜브는 튜브 장착부들 중 연관된 튜브 장착부 내에 수용되고 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링됨 -;
    공동 내에 수용되고, 대향하는 측방향 단부들을 구비한 차동 케이스를 갖는 차동 조립체 - 베어링 보어가 차동 케이스의 각각의 대향하는 측방향 단부들 내에 형성됨 -;
    한 쌍의 차동 베어링 - 각각의 차동 베어링은, 베어링 보어들 중 연관된 베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 결합되는 외부 베어링 레이스를 가짐 -;
    한 쌍의 베어링 조절기 - 각각의 베어링 조절기는 나사형성된 부분 및 베어링 장착부 부분을 갖고, 나사형성된 부분은 벌크헤드들 중 연관된 벌크헤드의 내부 나사에 나사식으로 결합되며, 베어링 장착부 부분은 나사형성된 부분이 그 상에 형성되는 제2 단부에 대향하는 베어링 조절기의 제1 단부 상에 배치되고, 베어링 장착부 부분은 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링이 그에 대항하여 맞닿는 견부를 한정하며, 베어링 장착부 부분은 각각의 차동 베어링이 차동 케이스 및 베어링 조절기들 중 연관된 베어링 조절기와 병렬배치된 관계로 있도록 차동 케이스에 대향하는 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링의 측면을 지지함 -
    를 포함하는 액슬 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 베어링 조절기의 나사형성된 부분은 베어링 장착부의 견부보다 직경이 작은 액슬 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링과 제2 단부 사이에 축방향으로 배치되는 로킹 부분을 더 포함하고, 로킹 부분은 복수의 로크 특징부를 포함하는 액슬 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 로크 특징부들은 견부의 외부 반경방향 에지 주위에서 원주방향으로 이격되는 액슬 조립체.
  5. 제3항에 있어서, 한 쌍의 조절기 로크 부재를 더 포함하고, 각각의 조절기 로크 부재는 캐리어 본체의 벽 내에 형성되는 대응하는 로크 부재 개구 내로 수용되고, 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링 상에 형성되는 로크 특징부의 일부분과 결합하는 정합 로크 특징부를 갖는 액슬 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 하우징 조립체는 공동의 측면을 폐쇄하도록 캐리어 하우징에 고정식으로, 하지만 제거가능하게 커플링되는 커버를 더 포함하고, 커버는 조절기 로크 부재를 덮어 가리는 액슬 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 커버는 정합 로크 특징부가 로크 특징부의 부분과 분리될 수 없도록 베어링 조절기로부터 멀어지는 방향으로의 조절기 로크 부재의 이동을 제한하는 액슬 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 공구에 의해 결합되도록 구성되는 제1 공구 결합 특징부를 포함하는 액슬 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 베어링 장착부 부분 상의 견부 내에 형성되는 액슬 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는, 견부 내에 형성되고 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 그를 중심으로 회전가능하게 장착되는 회전축에 평행하게 연장되는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍을 포함하는 액슬 조립체.
  11. 제8항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 베어링 조절기의 적어도 일부분의 내측 표면 상에 형성되는 비-원형 형상을 포함하는 액슬 조립체.
  12. 제8항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 제1 공구 결합 특징부와 상이한 제2 공구 결합 특징부를 포함하고, 제2 공구 결합 특징부는 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 다른 공구에 의해 결합되도록 구성되는 액슬 조립체.
  13. 액슬 조립체이며,
    캐리어 하우징, 한 쌍의 액슬 튜브 및 커버를 갖는 하우징 조립체 - 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 튜브 장착부를 갖고, 캐리어 본체는 공동, 제1 벌크헤드, 커버 플랜지 및 로크 부재 개구를 한정하는 벽을 가지며, 제1 벌크헤드는 벽의 나머지 부분과 일체형으로, 단일체로 그리고 분리가능하지 않게 형성되고 일 세트의 내부 나사를 구비한 관통 보어를 한정하고, 커버 플랜지는 공동의 개방측의 경계를 설정하고 플랜지 부재를 가지며, 로크 부재 개구는 커버 플랜지를 통해 형성되고 공동과 교차하며, 튜브 장착부는 관통 보어 및 차동 공동과 유체 연결되고, 액슬 튜브는 튜브 장착부 내에 수용되고 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링됨 -;
    공동 내에 수용되고, 대향하는 측방향 단부들을 구비한 차동 케이스를 갖는 차동 조립체 - 베어링 보어가 차동 케이스의 측방향 단부들 중 제1 측방향 단부 내에 형성됨 -;
    베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 결합되는 외부 베어링 레이스를 갖는 제1 차동 베어링;
    나사형성된 부분, 베어링 장착부 부분 및 조절기 로크 부분을 갖는 제1 베어링 조절기 - 나사형성된 부분은 제1 벌크헤드의 내부 나사에 나사식으로 결합되고, 조절기 로크 부분은 제1 베어링 조절기의 대향하는 축방향 단부들 사이에 축방향으로 배치되고 복수의 원주방향으로 이격된 로킹 특징부를 가짐 -;
    로크 부재 개구 내에 수용되고, 제1 베어링 조절기 상의 로킹 특징부의 일부분에 결합되는 복수의 정합 로킹 특징부를 갖는 조절기 로크 부재
    를 포함하고,
    커버는 플랜지 부재에 밀봉식으로 결합되고, 제1 베어링 조절기로부터 멀어지는 방향으로 조절기 로크 개구 내에서의 조절기 로크 부재의 이동을 제한하도록 조절기 로크 부재에 맞닿는 액슬 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 베어링 장착부 부분은 제1 차동 베어링이 그에 대항하여 맞닿는 견부를 한정하고, 로킹 특징부는 견부 내에 형성되는 액슬 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 제1 베어링 조절기의 나사형성된 부분은 제1 베어링 장착부의 견부보다 직경이 작은 액슬 조립체.
  16. 제13항에 있어서, 제1 베어링 조절기는 제1 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 공구에 의해 결합되도록 구성되는 제1 공구 결합 특징부를 포함하는 액슬 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 베어링 장착부 부분 상의 견부 내에 형성되는 액슬 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는, 견부 내에 형성되고 제1 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 그를 중심으로 회전가능하게 장착되는 회전축에 평행하게 연장되는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍을 포함하는 액슬 조립체.
  19. 제16항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 제1 베어링 조절기의 적어도 일부분의 내측 표면 상에 형성되는 비-원형 형상을 포함하는 액슬 조립체.
  20. 제16항에 있어서, 제1 베어링 조절기는 제1 공구 결합 특징부와 상이한 제2 공구 결합 특징부를 포함하고, 제2 공구 결합 특징부는 제1 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 다른 공구에 의해 결합되도록 구성되는 액슬 조립체.
  21. 제13항에 있어서, 피니언 샤프트 및 피니언 기어를 갖는 입력 피니언을 더 포함하고, 캐리어 본체의 벽은 피니언 샤프트가 그 내부로 수용되는 피니언 보어를 한정하며, 차동 조립체는 공동으로 회전하도록 차동 케이스에 커플링되는 링 기어를 포함하고, 피니언 기어는 링 기어에 맞물려 결합되는 액슬 조립체.
  22. 액슬 조립체이며,
    한 쌍의 보어를 한정하는 하우징 조립체 - 각각의 보어는 한 세트의 내부 나사를 갖고, 하우징 조립체는 캐리어 하우징 및 한 쌍의 액슬 튜브를 갖고, 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 캐리어 본체의 대향하는 측면들 상에 배치되는 한 쌍의 튜브 장착부를 갖고, 캐리어 본체는 차동 공동을 한정하는 벽을 갖고, 튜브 장착부는 보어 및 차동 공동과 유체 연결되고, 각각의 액슬 튜브는 튜브 장착부들 중 연관된 튜브 장착부 내에 수용되고 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링됨 -;
    공동 내에 수용되고, 대향하는 측방향 단부들을 구비한 차동 케이스를 갖는 차동 조립체 - 베어링 보어가 차동 케이스의 대향하는 측방향 단부들 내에 각각 형성됨 -;
    한 쌍의 차동 베어링 - 각각의 차동 베어링은 베어링 보어들 중 연관된 베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 결합되는 외부 베어링 레이스를 가짐 -;
    한 쌍의 베어링 조절기 - 각각의 베어링 조절기는 나사형성된 부분 및 베어링 장착부 부분을 갖고, 나사형성된 부분은 내부 나사의 세트들 중 연관된 하나에 나사식으로 결합되고, 베어링 장착부 부분은 나사형성된 부분이 형성되는 제2 단부에 대향하는 베어링 조절기의 제1 단부 상에 배치되고, 베어링 장착부 부분은 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링이 그에 대향하여 맞닿는 견부를 한정하고, 베어링 장착부 부분은 각각의 차동 베어링이 차동 케이스 및 베어링 조절기들 중 연관된 베어링 조절기와 병렬배치된 관계로 있도록 차동 케이스에 대향하는 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링의 측면을 지지함 -;
    를 포함하는 액슬 조립체.
  23. 제22항에 있어서, 베어링 조절기의 나사형성된 부분은 베어링 장착부의 견부보다 직경이 작은, 액슬 조립체.
  24. 제22항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링과 제2 단부 사이에 축방향으로 배치되는 로킹 부분을 더 포함하고, 로킹 부분은 복수의 로크 특징부를 포함하는, 액슬 조립체.
  25. 제24항에 있어서, 로크 특징부들은 견부의 외부 반경방향 에지 주위에서 원주 방향으로 이격되는, 액슬 조립체.
  26. 제24항에 있어서, 한 쌍의 조절기 로크 부재를 더 포함하고, 각각의 조절기 로크 부재는 캐리어 본체의 벽 내에 형성되는 대응하는 로크 부재 개구 내에 수용되고, 차동 베어링들 중 연관된 차동 베어링 상에 형성되는 로크 특징부의 일부분과 결합하는 정합 로크 특징부를 갖는, 액슬 조립체.
  27. 제26항에 있어서, 하우징 조립체는 공동의 측면을 폐쇄하도록 캐리어 하우징에 고정식으로, 하지만 제거가능하게 커플링되는 커버를 더 포함하고, 커버는 조절기 로크 부재를 덮어 가리는, 액슬 조립체.
  28. 제27항에 있어서, 커버는 정합 로크 특징부가 로크 특징부의 부분과 분리될 수 없도록 베어링 조절기로부터 멀어지는 방향으로의 조절기 로크 부재의 이동을 제한하는, 액슬 조립체.
  29. 제22항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 공구에 의해 결합되도록 구성되는 제1 공구 결합 특징부를 포함하는, 액슬 조립체.
  30. 제29항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 베어링 장착부 부분 상의 견부 내에 형성되는, 액슬 조립체.
  31. 제30항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는, 견부 내에 형성되고 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 그를 중심으로 회전가능하게 장착되는 회전축에 평행하게 연장되는 복수의 원주방향으로 이격된 구멍을 포함하는, 액슬 조립체.
  32. 제29항에 있어서, 제1 공구 결합 특징부는 베어링 조절기의 적어도 일부분의 내측 표면 상에 형성되는 비-원형 형상을 포함하는, 액슬 조립체.
  33. 제29항에 있어서, 각각의 베어링 조절기는 제1 공구 결합 특징부와 상이한 제2 공구 결합 특징부를 포함하고, 제2 공구 결합 특징부는 베어링 조절기가 캐리어 하우징에 대해 회전되는 것을 허용하기 위해 다른 공구에 의해 결합되도록 구성되는, 액슬 조립체.
  34. 제22항에 있어서, 캐리어 하우징의 벽은 한 쌍의 벌크헤드를 한정하고, 보어는 벌크헤드를 관통하여 형성되고, 내부 나사의 세트들은 벌크헤드들 중 연관된 벌크헤드 내에 각각 형성되는, 액슬 조립체.
  35. 제34항에 있어서, 각각의 벌크헤드는 벽의 나머지 부분과 일체형으로, 단일체로 그리고 분리가능하지 않게 형성되는, 액슬 조립체.
  36. 제22항에 있어서, 차동 조립체는 링 기어, 제1 및 제2 출력 부재, 및 로킹 요소를 더 포함하고, 상기 링 기어는 차동 케이스에 축을 중심으로 공동으로 회전하도록 커플링되고, 상기 로킹 요소는 축을 따른 이동을 위해 차동 케이스에 장착되는, 액슬 조립체.
  37. 제36항에 있어서, 하우징 조립체는 캐리어 하우징에 장착되는 커버를 포함하고, 액슬 조립체는 슬리브 및 액추에이터를 갖는 액추에이터 조립체를 추가로 포함하고, 슬리브는 차동 케이스 상에 장착되고, 제1 슬리브 위치와 제2 슬리브 위치 사이에서 축을 따라 이동 가능하고, 액추에이터는 커버에 커플링되고 슬리브와 결합되며, 액추에이터는 제1 및 제2 슬리브 위치 사이에서 슬리브를 선택적으로 이동시키도록 구성되고, 차동 조립체는 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있을 때 제1 및 제2 출력 부재 사이의 속도 차이를 허용하는 로크 해제 모드에서 작동하도록 구성되고, 차동 조립체는 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있을 때 제1 및 제2 출력 부재 사이의 속도 차이를 억제하는 로크 모드에서 작동하도록 구성되는, 액슬 조립체.
  38. 제37항에 있어서, 액추에이터는 슬리브와 결합하는 포크를 포함하는, 액슬 조립체.
  39. 제37항에 있어서, 슬리브는 차동 케이스에 공동으로 회전하도록 커플링되는, 액슬 조립체.
  40. 제37항에 있어서, 슬리브의 적어도 일부분은 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있을 때 차동 베어링들 중 하나의 차동 베어링의 적어도 일부분과 반경방향으로 일렬인, 액슬 조립체.
  41. 제37항에 있어서, 제1 및 제2 출력 부재는 사이드 기어에 공동으로 회전하도록 각각 커플링되는, 액슬 조립체.
  42. 액슬 조립체이며,
    제1 세트의 내부 나사를 갖는 제1 보어를 한정하는 하우징 조립체 - 하우징 조립체는 캐리어 하우징, 한 쌍의 액슬 튜브 및 커버를 갖고, 캐리어 하우징은 캐리어 본체 및 튜브 장착부를 갖고, 캐리어 본체는 공동, 커버 플랜지 및 로크 부재 개구를 형성하는 벽을 갖고, 커버 플랜지는 공동의 개방측의 경계를 설정하고 플랜지 부재를 가지며, 로크 부재 개구는 커버 플랜지를 통해 형성되고 공동과 교차하며, 튜브 장착부는 제1 보어 및 공동과 유체 연결되고, 액슬 튜브는 튜브 장착부 내에 수용되고 캐리어 하우징에 고정식으로 커플링됨 -;
    공동 내에 수용되고 차동 케이스를 갖는 차동 조립체;
    차동 케이스에 결합된 제1 차동 베어링;
    나사형성된 부분, 베어링 장착부 부분 및 조절기 로크 부분을 갖는 제1 베어링 조절기 - 나사형성된 부분은 제1 세트의 내부 나사에 나사식으로 결합되고, 조절기 로크 부분은 제1 베어링 조절기의 대향하는 축방향 단부들 사이에 축방향으로 배치되고 복수의 원주방향으로 이격된 로킹 특징부를 가짐 -;
    로크 부재 개구 내에 수용되고 제1 베어링 조절기 상의 로킹 특징부의 일부분에 결합되는 복수의 정합 로킹 특징부를 갖는 조절기 로크 부재;
    를 포함하고,
    커버는 플랜지 부재에 밀봉식으로 결합되고, 제1 베어링 조절기로부터 멀어지는 방향으로 조절기 로크 개구 내에서의 조절기 로크 부재의 이동을 제한하도록 조절기 로크 부재에 맞닿는, 액슬 조립체.
  43. 제42항에 있어서, 차동 케이스는 대향하는 측방향 단부들을 갖고, 베어링 보어가 측방향 단부들 중 제1 측방향 단부 내에 형성되고, 제1 차동 베어링은 베어링 보어 내에 수용되고 차동 케이스에 공동으로 회전하도록 장착되는 외부 베어링 레이스를 갖는, 액슬 조립체.
  44. 액슬 조립체이며,
    차동 케이스, 상기 차동 케이스에 차동 케이스와 함께 회전하도록 커플링되는 링 기어, 제1 및 제2 출력 부재, 제1 출력 부재에 공동으로 회전하도록 커플링되는 제1 도그 링, 및 상기 차동 케이스에 이동가능하게 장착되는 로킹 요소를 갖는 로킹 차동 조립체 - 상기 로킹 요소는 제2 도그 링을 포함함 -;
    피니언 장착부 부분, 공동, 개구 및 상기 개구와 경계를 이루는 제1 플랜지를 한정하는 중앙 섹션을 갖는 액슬 하우징 - 개구는 로킹 차동 조립체가 관통하는 것을 허용하도록 크기설정되고, 로킹 차동 조립체는 축을 중심으로 회전하도록 공동 내에 수용되고, 링 기어는 개구를 통해 연장하고, 플랜지는 축에 평행하고 축으로부터 오프셋되는 밀봉 표면을 한정함 -;
    피니언 장착부 부분 내에 수용되는 입력 피니언 - 입력 피니언은 스템 및 피니언을 갖고, 피니언은 공동 내에 배치됨 -;
    피니언 장착부 부분 내에 수용되고 상기 스템을 중앙 섹션에 대해 회전하도록 지지하는, 한 쌍의 피니언 베어링;
    공동의 개방측을 폐쇄하도록 플랜지에 장착되는 커버;
    커버에 커플링되고 복수의 레그, 슬리브 및 액추에이터를 포함하는 액추에이터 조립체 - 레그들은 차동 케이스를 통해 연장되고 로킹 요소 및 슬리브와 맞닿고, 슬리브는 차동 케이스 상에 장착되고 제1 슬리브 위치와 제2 슬리브 위치 사이에서 축을 따라 이동 가능하고, 액추에이터는 제1 슬리브 위치와 제2 슬리브 위치 사이에서 슬리브를 선택적으로 이동시키도록 구성되고, 로킹 차동 조립체는 슬리브가 제1 슬리브 위치에 있을 때 제1 및 제2 출력 부재 사이의 속도 차이를 허용하는 로크 해제 모드에서 작동하도록 구성되고, 로킹 차동 조립체는 슬리브가 제2 슬리브 위치에 있을 때 제1 및 제2 출력 부재 사이의 속도 차이를 억제하는 로크 모드에서 작동하도록 구성됨 -;
    를 포함하고,
    상기 액추에이터는 슬리브와 결합하는 포크를 포함하는, 액슬 조립체.
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