KR20150043183A - 높은 잠금 체결 길이를 갖는 낮은 스트로크 길이 차동 잠금장치 - Google Patents

높은 잠금 체결 길이를 갖는 낮은 스트로크 길이 차동 잠금장치 Download PDF

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KR20150043183A KR20137020648A KR20137020648A KR20150043183A KR 20150043183 A KR20150043183 A KR 20150043183A KR 20137020648 A KR20137020648 A KR 20137020648A KR 20137020648 A KR20137020648 A KR 20137020648A KR 20150043183 A KR20150043183 A KR 20150043183A
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Abstract

차동 잠금장치는 기어 케이스, 사이드 기어, 액추에이터, 및 칼라를 포함한다. 상기 기어 케이스는 중심 축 및 리세스를 포함한다. 상기 사이드 기어는 중심 축 주위를 회전하도록 구성된다. 상기 사이드 기어는 다수의 그루브에 의해 분리된 사이드 기어 세그먼트를 포함하는 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재를 포함한다. 상기 액추에이터는 중심 축을 둘러싼다. 상기 칼라는 상기 중심 축을 따라 양방향으로 이동하도록 구성된다. 상기 칼라는 다수의 그루브에 의해 분리된 칼라 세그먼트를 포함하는 이어 및 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재를 포함한다. 상기 액추에이터는 이어를 리세스에서 축으로 이동하기 위해 상기 칼라를 사이드 기어에 대해 이동하도록 구성된다. 상기 액추에이터가 상기 칼라를 잠금 위치로 이동시킬 때, 상기 칼라 세그먼트는 사이드 기어 세그먼트를 체결하도록 구성된다. 상기 액추에이터가 상기 칼라를 풀림 위치로 이동시킬 때, 상기 사이드 기어 세그먼트는 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재의 그루브를 통과하도록 구성된다.

Description

높은 잠금 체결 길이를 갖는 낮은 스트로크 길이 차동 잠금장치{LOW STROKE LENGTH LOCKING DIFFERENTIAL WITH HIGH LOCKING ENGAGEMENT LENGTH}
본 출원은 참조에 의해 그 전체 내용이 본원에 반영되는 2012년 8월 15일 출원된 미국 가 특허출원 제61/683,298호의 우선권의 이점을 청구한다.
본 발명은 통상 차동 잠금장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 높은 체결 길이에도 불구하고 낮은 스트로크 길이를 갖는 칼라(collar) 형태의 차동 잠금장치에 관한 것이다.
통상 견인력 변형 차동 잠금장치는 기어 챔버를 형성하는 기어 케이스, 및 적어도 하나의 입력 피니언 기어 및 출력 사이드 기어 쌍을 포함하는 내부에 배치된 차동 기어 세트를 포함한다. 통상 그와 같은 "차동 잠금장치"는 상기 기어 케이스에 대한 사이드 기어들 중 어느 하나의 회전을 선택적으로 방지하기 위한 잠금 기구를 포함하며, 그러한 잠금 기구의 체결은 액추에이터(actuator)에 의해 개시된다.
차동 잠금장치에서의 잠금 기구의 토오크 용량(torque capacity)은 잠금 기구의 축 이동의 함수이며, 이에 따라 잠금과 풀림 상태간 이동한다. 그러한 잠금 기구의 이동은 차동 케이스에 인접하여 배치된 "내부 램프 판(inner ramp plate)"의 축 이동에 의해 제한된다. 단지 예로서, 미국 특허 제6,551,209호의 개시에 따라 제조된 차동 잠금장치의 상업적인 실시에 있어서, 그러한 잠금 부재는 약 4 mm의 축 이동 및 약 3 mm의 유효 "잠금 체결"을 갖는다. 미국 특허 제7,264,569호의 개시의 또 다른 예에 있어서, 그러한 차동 잠금장치는 약 8 mm 내지 12 mm의 축 이동 및 약 8 mm의 체결 길이를 갖는 잠금 부재를 구비한다.
본 발명은 낮은 스트로크 길이, 낮은 이동, 및 높은 잠금 체결 길이를 갖는 차동 잠금장치를 제안한다.
상기 차동 잠금장치는 중심 축 및 리세스(recess)를 포함하는 기어 케이스를 구비한다. 사이드 기어는 상기 중심 축 주위를 회전하도록 구성된다. 상기 사이드 기어는 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재를 포함한다. 상기 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재는 다수의 그루브(groove)에 의해 분리된 사이드 기어 세그먼트를 더 포함한다. 액추에이터는 상기 중심 축을 둘러싼다. 칼라는 상기 중심 축을 따라 양방향으로 이동하도록 구성된다. 상기 칼라는 이어(ear) 및 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재를 포함한다. 상기 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재는 다수의 그루브에 의해 분리된 칼라 세그먼트를 더 포함한다. 상기 액추에이터는 상기 이어가 리세스에서 축으로 이동하도록 칼라를 사이드 기어에 대해 이동하도록 구성한다. 상기 액추에이터가 칼라를 잠금 위치로 이동시킬 때, 상기 칼라 세그먼트는 사이드 기어 세그먼트를 체결하도록 구성된다. 상기 액추에이터가 칼라를 풀림 위치로 이동시킬 때, 상기 사이드 기어 세그먼트는 상기 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재의 그루브를 통과하도록 구성된다.
도 1은 비-활성 풀림 상태의 차동 잠금장치의 축 단면도이다.
도 2는 단부 캡이 제거된 도 1의 좌측으로부터 취한 도면이다.
도 3은 비-활성 풀림 상태의 차동 잠금장치의 대안의 도면이다.
도 4는 잠금 상태에서 칼라와의 바이어싱 스프링 체결을 나타내는 도면이다.
도 5는 비-활성 풀림 상태의 차동 잠금장치를 나타냄과 더불어 잠금 기구의 "이동"을 기술하는 축 단면도이다.
도 6a는 세그먼트들의 정렬 및 면 대 면 체결을 기술하는 잠금 상태의 도면이다.
도 6b는 잠금 상태의 또 다른 도면이다.
이하 수반되는 도면에 기술된 예들에 대한 상세한 참조가 이루어진다. 가능하면 어디에서든, 도면 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 부품들에 대해서는 동일한 참조부호가 사용될 것이다.
도 1은 차동 잠금장치의 축 단면도이다. 그러한 도 1에 나타낸 차동 잠금장치는 기어 케이스(11) 및 다수의 볼트(도시하지 않음)와 같은 소정의 적절한 수단에 의해 상기 기어 케이스(11)에 부착되는 단부 캡(12)을 포함한다. 상기 기어 케이스(11) 및 단부 캡(12)은 일반적으로 13으로 나타낸 기어 챔버를 형성하도록 협력한다. 그러한 기어 케이스(11)는 외부 차동 하우징 또는 "캐리어"(도시하지 않음)에 대해 회전식 차동 장치에 대한 회전을 지원하기 위한 베어링 세트가 실장되는 환형의 허브부(27, 29)를 형성한다.
통상 차동 잠금장치에 대한 토오크 입력은 플랜지(15)에 부착되는 입력 링 기어에 의한다. 상기 기어 챔버(13) 내에는 한 쌍의 입력 피니언 기어(17)를 포함하는 차동 기어 세트가 배치된다. 통상적으로, 상기 입력 피니언 기어(17)는 피니언 샤프트(18)에 대해 회전식으로 설치되며, 상기 피니언 샤프트(18)는 소정의 적절한 수단에 의해 기어 케이스(11)에 대해 고정된다. 상기 피니언 기어(17)는 차동 기어 세트의 입력 기어를 포함하며, 한 쌍의 사이드 기어(19, 21)와 맞물림 체결된다. 상기 사이드 기어(19, 21)는 한 쌍의 액슬 샤프트(axle shaft; 도시하지 않음) 상에 결합식 외부 스플라인을 갖는 스플라인 체결이 되도록 구성되는 내부의 직선 스플라인(23, 25) 세트를 형성한다.
차량의 통상적인 직진 동작 동안, 좌측과 우측 액슬 샤프트간, 또는 좌측과 우측 사이드 기어(19, 21)간 차이가 발생하지 않는다. 따라서, 피니언 기어(17)는 피니언 샤프트에 대해 회전하지 않는다. 피니언 샤프트(18)는 케이스를 둘러싸는 외부 링 기어가 회전함에 따라 회전한다. 결과적으로, 기어 케이스(11), 피니언 기어(17), 및 사이드 기어(19, 21) 모두는 일체형 장치로 이루어진 것과 같이 회전 축(A)에 대해 회전한다. 차량이 턴할 때, 사이드 기어(19, 21)는 이들이 피니언 기어(17)에 대해 회전할 수 있기 때문에 각기 다른 속도로 회전할 수 있다. 만약 잠금 상태를 원한다면, 상기 사이드 기어(19, 21)들은 사이드 기어(19)들 중 적어도 하나가 케이스 회전 속도와 다른 속도로 회전하는 것을 방지함으로써 차동 회전으로부터 잠금될 수 있다. 상기 기술된 예에 있어서, 그러한 잠금 모드는 하나의 사이드 기어(19)가 케이스와 회전하도록 잠금을 형성한다. 이러한 효과가 피니언 기어(17)가 피니언 샤프트(18)에 대해 회전하는 것을 방지하기 때문에, 또 다른 사이드 기어(21)가 제1사이드 기어와 다른 속도로 회전할 수 없고, 또 다른 사이드 기어(21)는 케이스와 동일한 속도로 회전한다.
이제 기본적인 도 1에 따르면, 차동 잠금장치는 기어 케이스(11) 내에 완전히 배치됨과 더불어 사이드 기어(19)와 동작가능하게 협력하는 통상 31로 표시된 회전 방지 메카니즘을 포함한다. 또한, 상기 차동 잠금장치는 본 예에서 상기 기어 케이스(11) 외부에 있는 통상 33으로 표시된 구동 메카니즘을 포함한다.
상기 회전 방지 메카니즘(31)은 도 2 및 4에 나타낸 외측 둘레에 다수의 이어(37)를 포함하는 통상의 환형 칼라(34)를 구비한다. 단지 예로서, 6개의 이어(37)가 제공된다. 각각의 이어(37)가 기어 케이스(11)에 의해 형성된 결합식 축-확장 리세스(39) 내에 수용되며, 이에 따라 칼라(35)가 기어 케이스(11)에 대한 회전이 방지되나, 도 6a 및 6b에 나타낸 잠금 위치와 도 3, 4 및 5에 나타낸 풀림 위치간 축으로 이동할 수 있게 한다.
칼라(35)의 내주면에는 다수의 칼라 잠금 부재(41)가 배치되어 있다. 사이드 기어(19)의 외주면에 배치된 다수의 사이드 기어 잠금 부재(43)들은 서로 맞물려 있다. 거기에는 단지 예로서, 9개의 칼라 잠금 부재(41) 및 9개의 사이드 기어 잠금 부재(43)가 존재한다. 각각의 칼라 잠금 부재(41)는 이웃하는 것과의 사이에 원주 갭(circumferential gap)을 가지며, 또한 각각의 사이드 기어 잠금 부재(43)는 이웃하는 것과의 사이에 원주 갭을 갖는다. 그러한 원주 갭은 칼라 잠금 부재(41)가 도 2 페이지의 바깥방향으로 사이드 기어 잠금 부재(43)들간 충분히 슬라이드할 수 있게 한다. 즉, 상기 칼라(35)는 상기 칼라 잠금 부재(41)들이 사이드 기어 잠금 부재(43)들 사이를 통과하도록 도 2 페이지의 바깥방향으로 축을 따라 슬라이드할 수 있다. 그러한 갭은 잠금 부재들간 최소의 간극(clearance)을 제공하기 위해 조절될 수 있다. 또는, 그러한 갭 및 잠금 부재의 수는 사이드 기어(19)와 칼라(35)를 체결하는데만 적절한 힘을 충분히 제공하도록 최소 수의 잠금 부재를 갖게 하기 위해 잠금 부재들간 보다 많은 간극들을 갖도록 조절될 수 있다. 그러나, 그러한 잠금 부재들은 풀림 위치(도 3, 4 및 5에 나타낸)에서 잠금 위치(도 6a 및 6b에 나타낸)로 칼라 부재(35)의 움직임을 용이하게 하기 위해 충분한 간극을 가져야만 한다.
추가적으로, 각각의 잠금 부재는 그 안에 그루브들을 가짐으로써 분리된다. 즉, 칼라 잠금 부재(41)는 6개의 세그먼트(72)를 포함하고, 사이드 기어(19)는 6개의 세그먼트(71)를 포함한다. 그러한 세그먼트 및 그루브들은 칼라 잠금 부재(41)가 사이드 기어 잠금 부재(43)에 근접하여 유지되는 동안에도 사이드 기어(19)가 칼라(35)에 대해 회전할 수 있게 한다. 사이드 기어 세그먼트(71)들은 차동 잠금장치가 풀림일 때 칼라 세그먼트(72)들 사이를 통과하고, 또한 그러한 사이드 기어 세그먼트(71)들은 차동 잠금장치가 잠금일 때 칼라 세그먼트(72)들과 면 대 면 체결된다.
그러한 세그먼트 및 그루브들이 정사각형 에지를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 상기 세그먼트 및 그루브들은 원형 또는 경사면 에지를 가질 수 있고, 또 상기 세그먼트는 원형 또는 경사면 에지를 갖거나 갖지 않고 그들 폭 또는 길이를 따라 테이퍼(taper)질 수 있다. 또한, 각각의 칼라 세그먼트(72)는 칼라 세그먼트(72)들 서로에 대해 평행하고, 그러한 칼라 세그먼트(72)들은 다면체들이며, 그들 각각은 그 최장의 길이를 따라 중심 축을 갖고, 상기 각각의 칼라 세그먼트(72)의 최장의 중심 축은 칼라 세그먼트들 서로에 대해 평행하다. 이는 사이드 기어 세그먼트(71)들도 마찬가지인데, 즉 각각의 사이드 기어 세그먼트(71)는 사이드 기어 세그먼트들 서로에 대해 평행하다. 각각의 사이드 기어 세그먼트는 최장의 중심 축을 갖는 다면체이며, 그러한 최장의 중심 축은 다른 사이드 기어 세그먼트들의 최장의 중심 축과 서로 평행하다. 사이드 기어에 대해 칼라의 부드러운 회전을 가능하게 하기 위해, 각각의 사이드 기어 세그먼트의 각각의 최장의 중심 축은 각각의 칼라 세그먼트의 각각의 최장의 중심 축에 대해 평행하다.
도 1은 회전 방지 메카니즘(31)의 "풀림" 상태를 나타낸다. 도 2, 6a 및 6b는 "잠금" 상태를 나타낸다. 도 2에 있어서, 잠금 부재(41, 43)는 칼라(35)가 사이드 기어(19)에 대해 슬라이드할 수 있는 위치를 나타내도록 서로에 대해 중심을 맞춘다. 도 6a 및 6b는 각각의 칼라 잠금 부재(41)가 차동 잠금장치를 잠그기 위해 인접한 사이드 기어 잠금 부재(43)와 면 대 면 체결되는 것을 나타낸다. 각각의 사이드 기어 세그먼트(71)는 칼라(35)에 대한 사이드 기어(19)의 회전을 허용하지 않는 형태로 칼라 세그먼트(72)에 인접한다. 즉, 칼라(35)의 그루브가 더 이상 사이드 기어 세그먼트(71)와 정렬되지 않고 사이드 기어(19)의 그루브가 더 이상 칼라 세그먼트(72)와 정렬되지 않도록 상기 칼라(35)가 슬라이드한다. 사이드 기어 세그먼트(71) 상의 협면(narrow face)은 칼라 세그먼트(72) 상의 협면에 인접한다. 사이드 기어(19)의 회전 방향이 도 2와 관련하여 시계방향이 되도록 도 6a 및 6b에 나타나 있으나, 그 반대 방향의 회전도 가능하다.
기술한 바와 같이, 잠금 부재 및 세그먼트의 조합은 차동 잠금장치의 잠금 및 풀림에 필요한 이동을 크게 감소시킨다. 칼라는 잠금 부재를 체결하거나 분리하기 위해 세그먼트의 폭으로만 축 이동해야 한다. 간극 거리는 칼라 세그먼트(72)와 세그먼트(71)들간 간극 거리를 맞추기 위해 포함될 수 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 사이드 기어(19)는 립(62)을 더 포함한다. 그러한 립(62)은 칼라가 사이드 기어 세그먼트(71) 범위를 넘어 단부 캡(12) 쪽으로 이동하는 것을 방지하기 위한 크기로 된다. 칼라 세그먼트(72)가 간극 갭에서 자유롭게 회전할 수 있게 하기 위해 상기 립(62)과 사이드 기어 세그먼트(71) 사이에 제공된다.
이전과 같이 코일을 직접 작동시킬 때와 비교하여, 개시된 차동 잠금장치는 낮은 스트로크 길이 및 높은 잠금 체결 길이를 갖는다. 즉, 코일을 직접 작동시키는 이전의 차동 잠금장치는 총 체결 길이를 제한하는 낮은 힘과 낮은 이동 길이를 갖는다. 그러한 이전의 체결 길이는 이하의 식과 같이 간극을 뺀 코일 이동과 동일하다.
이전 체결 길이 = (코일 이동 - 간극) 식 (1)
세그먼트들을 통한 다수의 체결 오버랩(overlap)을 생성함으로써, 새로운 잠금 기구의 총 체결 길이는 코일 이동의 이동 길이로 제한하지 않는다. 대신 그러한 체결 길이는 이하의 식과 같이 간극을 뺀 코일 이동과 오버랩의 수를 곱함으로써 결정될 수 있다.
새로운 체결 길이 = (코일 이동 - 간극) × (오버랩 수) 식 (2)
도 3과 연계하여 다시 도 1을 참조하면, 기어 케이스(11)는 다수의 원통형 개구(45)를 형성한다. 각각의 개구(45) 내에는 연장된 통상의 원통형 작동 부재(47)가 슬라이드가능하게 배치된다. 단지 예로서, 거기에는 3개의 작동 부재(47)가 존재한다. 각각의 작동 부재(47)는 칼라 부재(35)와 체결되는 제1단부(49), 및 기어 케이스(11)의 약간 바깥으로 연장되는 제2단부(51)를 갖춘다. 각각의 단부(51)는 이 단부(51)들이 램프 표면(55) 상에서 슬라이드하도록 어느 정도 반구형으로 구성될 것이다. 그러한 3개의 작동 부재(47)는 도 2의 2시 잠금, 6시 잠금, 및 10시 잠금 위치로 이어(37)에 체결될 것이다.
사이드 기어(21)에 인접한 단부에 기어 케이스(11)에 대해 배치된 것은 다수의 램프 표면(55) 및 개재된 골(valley)을 형성하는 단일의 램프 판(53)을 포함한다. 거기에는 각각의 작동 부재(47)에 대한 정점(apex) 및 골을 갖는 하나의 램프 표면(55)이 존재한다. 이는 작동 부재(47)의 축 이동을 위해 제공된 한 세트의 "핀"(즉, 작동 부재 47) 및 하나의 램프 판을 갖는 "핀-앤드-램프(pin-and-ramp)"이다. 그러한 "내부" 램프 판은 "이동"을 갖는 부재이다.
세그먼트들간 간격으로 인해, 그러한 "이동"이 종래기술에 비해 크게 감소된다. 예컨대, 상기 세그먼트들은 1.5 mm 스트로크 길이의 크기가 된다. 그러나, 체결 길이는 6 mm이다. 이는 그러한 스트로크 길이가 체결 길이와 거의 동일한 종래기술과 반대이다.
액추에이터(33)는 통상 57로 표시한 전자기 코일을 더 포함한다. 그러한 전자기 코일의 기능은 램프 판(53) 상에 요구된 지연 토오크를 인가함으로써 작동 부재(47)의 램프-업(ramp-up)을 개시하는 것이다. 여기에 기술한 바와 같이, 작동 부재(47)와 관련된 상기 용어 "램프-업"은 도 3 및 4에 나타낸 완전 철수 위치로부터 상기 작동 부재(47)를 이동하는 것을 포함하며, 상기 전자기 코일(57)은 완전히 확장된 위치로 작동하지 않고(비-활성의 풀림 상태에 대응하는), 상기 전자기 코일(57)은 작동한다(활성의 잠금 상태에 대응하는). 상기 전자기 코일(57)은 램프의 피크가 작동 부재(핀)들을 칼라(35) 쪽으로 푸쉬하도록 램프 판(53)이 회전하게 한다. 칼라(35)가 단부 캡(12) 쪽으로 그리고 잠금 상태로 램프 판(53)으로부터 멀리 이동하도록 기어 케이스(11)의 대응하는 리세스(39)에서 슬라이드한다.
상기 칼라 부재(35)는 도 3 및 4에 나타낸 웨이브 스프링에 의해 비-활성 풀림 상태로 편향된다. 상기 웨이브 스프링(61)이 회전 방지 메카니즘(31)의 콤팩트한 패키징에 용이하다 할 지라도, 다수의 다른 편향 장치가 이용될 수 있다. 상기 전자기 코일(57)이 작동되지 않을 때, 램프 판(53)은 이 램프 판(53)의 골이 작동 부재(47)와 정렬되도록 회전할 것이다. 이후, 차동 잠금장치를 풀기 위해 웨이브 스프링(61)이 칼라(35)를 단부 캡(12)으로부터 멀리 그리고 램프 판(53) 쪽으로 푸쉬한다. 따라서, 상기 칼라(35)는 액추에이터(33)가 램프-업 되는지의 여부에 기초하여 도 1의 축 A-A를 따라 양방향으로 이동할 수 있다.
도 1에 다소 개략적으로 나타낸 바와 같이, 전자기 코일(57)은 한 쌍의 전기 리드(59)에 의해 작동되며, 이하 그 참조부호 "59"는 또한 액추에이터(33)에 대한 전기 입력신호를 나타내는데 사용된다.
램프 및 코일 작동이 기술되지만, 볼 및 램프와 같은 다른 작동 수단들이 사용될 수 있다. 사용된 그러한 작동 수단들은 칼라를 사이드 기어에 대해 이동시킬 수 이어야 한다.
차동 잠금장치는 한 쌍의 모드 중 어느 하나로 조절될 수 있다. 그러한 차동 잠금장치는 수동으로 조절될 수 있는데, 즉 드라이버가 잠금 모드(풀림 모드가 아닌)를 수동으로 선택한다. 상기 차동 잠금장치는 모드가 수동으로 선택된 후 잠금 모드로 동작할 것이다. 선택적으로, 상기 차동 잠금장치는 자동 모드로 동작하도록 허용되며, 단지 예로서, 차량의 마이크로프로세서는 초기의 바퀴 슬립(slip)과 같은 동작 조건을 감지하여 상기 차동 잠금장치에 적절한 전기신호를 전송함으로써, 그들간 소정의 다른 차이를 방지하기 위해 사이드 기어(19)가 기어 케이스(11)에 대해 잠겨진다.
상기 차동 잠금장치의 자동 작동의 경우, 차량이 턴하거나, 또는 타이어 크기가 약간 차이가 있을 때와 같은 소정의 동작 조건 하에서는, 사이드 기어(19, 21)들간 소정의 차이가 나는 동작의 발생을 허용할 수 있다. 그러나, 도 1의 예는 차이가 나는 동작을 지연하거나 제한하는 클러치 팩 또는 다른 메카니즘에 대한 설명을 포함하지 않는다. 대신 상기 예는 비-활성의 풀림 모드 또는 활성의 잠금 모드의 "개방 차동 잠금장치"와 같이 동작한다.
상기 차동 잠금장치는 수동 또는 자동 동작이 가능하도록 전기 리드(59)와 같은 충분한 입력을 포함한다. 필요할 경우, 상기 차동 잠금장치는 수동 또는 자동 동작을 실현하기 위해 CAN, 버스, 컴퓨팅(저장, 처리, 및 프로그래밍) 등과 같은 제휴 관계를 포함함과 더불어 잠금 또는 풀림 상태를 나타내는 신호를 보내기 위한 출력 및 다른 하드웨어 및 소프트웨어를 더 포함한다.
도 5는 잠금( 도 6a 및 6b)과 풀림(도 3, 4 및 5)간 이동하는 칼라 부재(35)의 이동 "T"를 나타낸다. 그러한 이동(T)은 세그먼트와 간극을 더한 폭과 동일하다. 이러한 예에서, 상기 이동은 약 1.5 mm와 같다. 칼라 부재(35)를 사이드 기어와 체결하기 위해 이동해야 하는 스트로크 길이, 또는 거리 또한 본 예에서는 약 1.5 mm이다. 따라서, 차동 잠금장치를 풀거나 잠그기 위해 체결 길이 전체를 이동하는 대신, 그 이동은 체결 길이의 몇분의 1로 상당히 감소한다.
본 예에서 잠금 부재(41, 43)들간 체결 길이(즉, 체결 축 길이)는 약 6 mm이다. 이는 칼라 잠금 부재(41)가 사이드 기어 잠금 부재(43)의 세그먼트 상의 약 1 mm의 폭과 체결하기 위한 약 1 mm의 폭을 제공하기 때문이다. 각각의 잠금 부재 상에 6개의 세그먼트가 있으므로 해서, 잠금 부재는 부가적으로 약 6 mm의 체결 길이를 갖는다.
도 6a는 잠금 상태의 한 예를 나타낸다. 칼라(35)가 사이드 기어(19)와 정렬됨으로써 칼라 세그먼트(72)들은 더 이상 사이드 기어 잠금 부재(43)의 그루브들과 정렬되지 않는다. 사이드 기어 잠금 부재(43)들은 칼라 잠금 부재(41)들과 면 대 면 체결되며, 상기 사이드 기어 잠금 부재(43)들은 더 이상 칼라 잠금 부재(41)의 그루브들과 정렬되지 않는다. 도 6b에 나타낸 바와 같이, 상기 사이드 기어 잠금 부재(43)들의 그루브들은 상기 칼라 잠금 부재(41)의 그루브들과 정렬된다.
세그먼트 및 잠금 부재의 수, 폭, 길이, 및 간격은 기술한 바와 같이 변경되며, 사이드 기어(19)의 회전 방향은 시계방향(기술한 바와 같이) 또는 반시계방향이 될 것이다. 또한, 도면이 정확한 크기로 도시되지 않는데, 이는 사이드 기어(19) 상의 세그먼트의 확장 및 칼라의 폭이 변경될 수 있기 때문이다. 사이드 기어(19) 상의 세그먼트의 위치는 도 1에서는 좌측이고, 도 3에서는 우측에 있으며, 또 상기 세그먼트는 도 1 및 3에 나타낸 바와 같이 좌측에서 우측으로 확대되거나 또는 어느 정도 중간 길이가 될 것이다.
상술한 명세서에서, 수반되는 도면을 참조하여 다양한 설명이 이루어져 있다. 그러나, 이하 광범위한 청구범위의 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 변형 및 변경이 이루어질 수 있으며, 추가의 특징들이 실시될 수 있다는 것을 알아야 한다. 따라서, 본 명세서 및 도면들은 제한의 의미라기 보다는 설명을 위한 것이다.

Claims (16)

  1. 중심 축 및 리세스를 포함하는 기어 케이스;
    상기 중심 축 주위를 회전하도록 구성되고, 스페이스에 의해 분리된 다수의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재를 포함하는 사이드 기어;
    상기 중심 축의 적어도 일부를 둘러싸는 액추에이터; 및
    상기 중심 축의 일부를 따라 양방향으로 이동하도록 구성되고, 외향-확장하는 이어(ear) 및 다수의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재를 포함하는 칼라를 구비하며,
    상기 각각의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재는 대응하는 그루브에 의해 분리된 다수의 사이드 기어 세그먼트를 더 포함하고,
    상기 각각의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재는 스페이스에 의해 분리됨과 더불어 대응하는 그루브에 의해 분리된 다수의 칼라 세그먼트를 더 포함하며,
    상기 액추에이터는 상기 이어가 리세스로 축으로 이동하도록 상기 칼라를 상기 사이드 기어에 대해 이동하도록 구성되고,
    상기 액추에이터가 상기 칼라를 잠금 위치로 이동시킬 때, 상기 칼라 세그먼트는 상기 사이드 기어 세그먼트를 체결하도록 구성되며,
    상기 액추에이터가 상기 칼라를 풀림 위치로 이동시킬 때, 상기 사이드 기어 세그먼트는 상기 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재의 그루브를 통과하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기어 케이스는 상기 칼라, 사이드 기어, 및 액추에이터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기어 케이스는 상기 칼라의 일부가 상기 기어 케이스에 매립됨과 더불어 상기 액추에이터의 일부가 상기 기어 케이스에 매립되도록 구성되며, 상기 기어 케이스는 이 기어 케이스와 협력하기 위한 단부 캡을 더 포함하고, 상기 사이드 기어의 일부는 상기 단부 캡에 매립되는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 액추에이터는 램프 판 및 적어도 하나의 활성 핀을 포함하며, 상기 램프 판은 상기 칼라를 이동시키기 위해 상기 적어도 하나의 활성 핀을 선택적으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    웨이브 스프링 및 단부 캡을 더 포함하며, 상기 웨이브 스프링은 상기 칼라를 상기 단부 캡으로부터 떨어져 한쪽으로 편향시키기 위해 상기 칼라 및 단부 캡을 누르는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    각각의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재는 6개의 사이드 기어 세그먼트를 포함하고, 각각의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재는 6개의 칼라 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 사이드 기어는 다수의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재에 인접한 립(lip)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 사이드 기어 세그먼트는 다면체이고 각각의 사이드 기어 세그먼트는 또 다른 사이드 기어 세그먼트들과 거의 동일하며, 각각의 칼라 세그먼트는 다면체이고 각각의 사이드 기어 세그먼트는 또 다른 칼라 세그먼트들과 거의 동일한 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    각각의 사이드 기어 세그먼트는 사이드 기어 세그먼트들 서로의 최장의 중심 축과 거의 평행한 최장의 중심 축을 포함하고, 각각의 칼라 세그먼트는 사이드 기어 세그먼트들 서로의 최장의 중심 축과 거의 평행한 최장의 중심 축을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 사이드 기어는 9개의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재를 포함하고 각각의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재는 6개의 사이드 기어 세그먼트를 포함하며, 상기 칼라는 9개의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재를 포함하고 각각의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재는 6개의 칼라 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    각각의 칼라 세그먼트는 두께를 가지며, 상기 칼라는 잠금 위치와 풀림 위치간 이동하기 위해 하나의 칼라 세그먼트 두께의 거리로만 이동하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    각각의 사이드 기어 세그먼트는 두께를 가지며, 상기 칼라는 잠금 위치와 풀림 위치간 이동하기 위해 하나의 사이드 기어 세그먼트의 거리로만 이동하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    각각의 칼라 세그먼트는 세그먼트 두께를 갖고, 각각의 칼라 그루브는 그루브 두께를 가지며, 각각의 방사상으로 내향-확장하는 잠금 부재의 두께는 대응하는 세그먼트 두께와 대응하는 칼라 그루브 두께의 합인 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    잠금 위치와 풀림 위치간 이동하기 위해, 칼라는 하나의 세그먼트 두께 또는 하나의 그루브 두께와 동일한 거리를 이동하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    각각의 사이드 기어 세그먼트는 세그먼트 두께를 갖고, 각각의 사이드 기어 그루브는 그루브 두께를 가지며, 각각의 방사상으로 외향-확장하는 잠금 부재의 두께는 대응하는 세그먼트 두께와 대응하는 칼라 그루브 두께의 합인 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    잠금 위치와 풀림 위치간 이동하기 위해, 칼라는 하나의 세그먼트 두께 또는 하나의 그루브 두께와 동일한 거리를 이동하는 것을 특징으로 하는 차동 잠금장치.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112014032423B1 (pt) * 2012-08-15 2022-04-19 Eaton Intelligent Power Limited Diferencial blocante tipo colar tendo extensão de curso reduzida e extensão de engate alongada
US10364850B2 (en) * 2012-10-23 2019-07-30 Ford Global Technologies, Llc Clutch mechanism
CN103644280B (zh) * 2013-12-16 2016-05-11 博深工具股份有限公司 一种用于助力行走路面切割机的差速器锁止装置
WO2016010581A1 (en) * 2014-07-18 2016-01-21 Eaton Corporation Differential assembly with helical pinion gear having protuberance
JP6696179B2 (ja) * 2016-01-13 2020-05-20 株式会社ジェイテクト 差動装置
US10391861B2 (en) * 2016-07-27 2019-08-27 American Axle & Manufacturing, Inc. Axle assembly with disconnecting differential output
US10724622B2 (en) 2016-10-27 2020-07-28 Team Industries, Inc. Narrow packaging locking differential
US10113629B2 (en) * 2016-12-02 2018-10-30 Caterpillar Inc. Side pinion differential locking mechanism
DE112019000254T5 (de) * 2018-01-20 2020-08-20 Eaton Intelligent Power Limited Sperrdifferenzialanordnung
EP3784927A1 (en) 2018-04-26 2021-03-03 TEAM Industries, Inc. Locking angle gear box
WO2020094252A1 (en) * 2018-11-05 2020-05-14 Eaton Intelligent Power Limited Direct acting electronic locking differential
EP3908770B1 (en) 2019-01-10 2024-05-08 Eaton Intelligent Power Limited Direct acting electronic locking differential
RU195869U1 (ru) * 2019-09-03 2020-02-07 Общество с ограниченной ответственностью "Объединенный инженерный центр" (ООО "ОИЦ") Дифференциал с устройством блокировки
RU200190U1 (ru) * 2019-12-30 2020-10-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Главная передача с электромагнитной блокировкой дифференциала для колесного мотовездехода
WO2024041756A1 (en) * 2022-08-24 2024-02-29 Eaton Intelligent Power Limited Systems and methods for coupling a lock plate and actuator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241249A (ja) * 1993-02-12 1994-08-30 Warn Ind Inc 車両の駆動系統用クラッチ機構
JP2008527274A (ja) * 2005-01-14 2008-07-24 イートン コーポレーション 電気作動型の差動固定装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2778246A (en) * 1952-01-28 1957-01-22 Irving Grant Differential transmission
JPS55163224U (ko) * 1979-05-12 1980-11-22
SU1011404A1 (ru) * 1981-12-15 1983-04-15 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Устройство дл блокировки дифференциала ведущего моста транспортного средства
US4920679A (en) 1988-09-21 1990-05-01 Sarles J Stephen Firearm with detachable barrel
US6406400B1 (en) 1999-10-01 2002-06-18 Meritor Heavy Vehicle System, Llc Integrated vehicle manual transmission and clutch with planetary gear arrangement
US6551209B2 (en) * 2000-01-18 2003-04-22 Eaton Corporation Electronically actuated locking differential
CA2347527C (en) 2000-05-12 2005-04-12 Auburn Gear, Inc. Limited slip differential having magnetorheological fluid brake
CN1311174A (zh) * 2000-09-30 2001-09-05 王志国 赖氨酸液肥生产肥料或饲料的方法
TW510953B (en) 2001-03-14 2002-11-21 Os Giken Co Ltd Differential device
CN1311174C (zh) * 2001-06-08 2007-04-18 易通公司 电激励锁闭差速器
RU2242655C2 (ru) * 2002-11-22 2004-12-20 Зонов Виталий Осипович Механизм блокировки дифференциала транспортного средства
WO2006024306A1 (de) * 2004-08-28 2006-03-09 Gkn Driveline International Gmbh Sperrdifferential mit kronenrädern
US7294085B2 (en) 2005-05-24 2007-11-13 Chrysler Llc Three stages differential assembly and method of operating the same
US7357749B2 (en) * 2005-12-15 2008-04-15 Eaton Corporation Limited slip differential and engagement sensing mechanism therefor
JP2007315583A (ja) * 2006-01-31 2007-12-06 Ｇｋｎ ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 クラッチ装置及びこれを用いたデファレンシャル装置
EP1903259A3 (en) * 2006-09-20 2009-09-02 Baruffaldi S.p.A. Electromagnetic device for actuating a member for locking a rotating body, for example in a differential
US7572202B2 (en) * 2007-01-31 2009-08-11 American Axle & Manufacturing, Inc. Electronic locking differential with direct locking state detection system
US20100041506A1 (en) 2008-08-15 2010-02-18 Kenneth Cooper Axle shaft disconnect assembly
US8087194B1 (en) 2009-03-24 2012-01-03 Sturm, Ruger & Company, Inc. Firearm barrel retaining system
US8109358B2 (en) * 2009-05-20 2012-02-07 Eaton Corporation Electronically controlled locking differential having under-dash control system
US7988584B2 (en) * 2009-06-04 2011-08-02 American Axle & Manufacturing, Inc. Locking power transmitting device
BR112014032423B1 (pt) * 2012-08-15 2022-04-19 Eaton Intelligent Power Limited Diferencial blocante tipo colar tendo extensão de curso reduzida e extensão de engate alongada

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06241249A (ja) * 1993-02-12 1994-08-30 Warn Ind Inc 車両の駆動系統用クラッチ機構
JP2008527274A (ja) * 2005-01-14 2008-07-24 イートン コーポレーション 電気作動型の差動固定装置

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Publication number Publication date
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RU2619742C2 (ru) 2017-05-17
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CN103591249A (zh) 2014-02-19
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AU2013303230B2 (en) 2017-08-31
CN203239876U (zh) 2013-10-16
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AU2013303230A1 (en) 2015-01-22
KR102082519B1 (ko) 2020-04-14
ZA201409212B (en) 2015-12-23
US8911322B2 (en) 2014-12-16
WO2014028054A1 (en) 2014-02-20

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