KR830002515B1

KR830002515B1 - Variable locking differential

Info

Publication number: KR830002515B1
Application number: KR1019800002793A
Authority: KR
Inventors: 아아르 윌슨 데니
Original assignee: 데니아 코오포레이션; 웨인 디이 니이트헤리
Priority date: 1980-07-12
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1983-11-07
Also published as: KR830003322A

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Variable locking differential

제1도는 본 발명에 따른 자동장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of an automatic device according to the invention.

제2도는 제1도의 좌측 측면기어의 단면도.2 is a cross-sectional view of the left side gear of FIG.

제3a도는 제1도의 좌측 측면기어와 맞물리는 좌측 구동 플랜지의 단면도.3a is a cross-sectional view of the left drive flange engaged with the left side gear of FIG.

제3b도는 그 플랜지의 정면도.3b is a front view of the flange.

제4a도 및 제5a도는 구동 플랜지 캠면 형상의 예들을 나타내는 도면.4A and 5A show examples of drive flange cam face shapes.

제4b도 및 제5b도는 측면기어의 일정 압력각 캠면과 제4a도 및 제5a도 각각의 가변 압력각 형상의 구동 플랜지 캠면 사이의 접촉시 얻어지는 바이어스(bias)비 값을 나타내는 그래프.4B and 5B are graphs showing the bias ratio values obtained upon contact between the constant pressure angle cam surface of the side gear and the drive flange cam surface of the variable pressure angle shapes of FIGS. 4A and 5A, respectively.

제6도는 측면기어의 캠의 형상을 나타내는 도면이다.6 is a view showing the shape of the cam of the side gear.

본 발명은 자동장치의 작동성(operability)의 개량에 관한 것으로, 특히 차륜들중 하나에 의한 견인(traction)의 상실에 관계없이 구동 토오크가 자동차의 양 구동륜에 제공될 수 있는 제한 미끄럼 자동장치(limited slip differential)에 관한 것이다.The present invention relates to an improvement in the operability of an automatic device, in particular a limiting sliding automatic device in which drive torque can be provided to both drive wheels of a vehicle, regardless of the loss of traction by one of the wheels. limited slip differential).

정규 자동 작용을 제한하거나 방지하기 위한 수단을 가진 제한(limited)미끄럼 자동장치들은 잘 알려져 있다. 예를들어 미합중국 특허 제 2,855,805호는 자동장치의 측면 기어들중 하나와 그의 축 사이의 토오크를 전달하기 위한 정면 커플링(face coupling) 조립체를 도시 및 기술하고 있다. 그 정면 커플링은 차동장치의 작동 구성품들을 정규 차동작용에 저항하는 위치로 이동시키도록 작용한다. 정(正)의 압력각을 사용함에 의해 정면 커플링과 측면 기어의 결합면들에 축방향 추력(推力)이 발생되게 하며, 그리하여 측면 기어들에서의 구동 토오크의 불균형은 통상의 잠금 수단에 대한 정면 커플링의 바이어스를 야기한다.Limited sliding automatic devices with means for limiting or preventing regular automatic action are well known. For example, US Pat. No. 2,855,805 shows and describes a face coupling assembly for transmitting torque between one of the side gears of an automatic device and its axis. The front coupling acts to move the operating components of the differential to positions that resist normal differential action. The use of a positive pressure angle causes axial thrust to be generated at the mating surfaces of the front coupling and the side gear, so that the imbalance of the drive torque in the side gears is Causes bias of the front coupling.

그러나, 측면 기어 또는 정면 커플링의 결합면들에 가변 압력각의 사용에 의해 제공될 수 있는 유니트 바이어스 비를 변경시키기 위한 수단이 통상의 제한 미끄럼 차등장치에는 설치되어 있지 않다. 그 바이어스 비가 미끄럼 휘일 토오크 대(對) 미끄럼 휘일 토오크의 비를 나타내기 때문에, 가변 바이어스 비는, 하역장치로부터 각종 2륜 및 4륜 차량까지의 많은 적용에서 바람직한 것이다.However, no means for changing the unit bias ratio, which can be provided by the use of variable pressure angles on the mating surfaces of the side gears or front couplings, is provided in conventional limiting slip differentials. Since the bias ratio represents the ratio of the sliding wheel torque to the sliding wheel torque, the variable bias ratio is preferable in many applications from the unloading device to various two- and four-wheeled vehicles.

본 발명은 제한 미끄럼 차동장치의 바이러스비를 변화시키기 위한 수단을 제공한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예의 차동장치는 측면 기어들중 하나의 배변(背面)과 제한 미끄럼 고정 수단사이 중간에 배치된 구동 플랜지를 가지고 있다. 그 구동 플랜지는 측면 기어와 동축으로 회전한다. 측면기어의 배면과 구동 플랜지는 서로 맞물리는 캠 면들을 가지고 있고, 측면기어 토오크가 변할 때 그 측면기어는 그 구동 플랜지에 대해 회전하여 측면기어로 부터 먼쪽으로 그리고 고정 수단에 대하여 그 플랜지를 캠작용(Camming)시킨다 가변 압력각이 상기 캠면들중 하나에 형성되어 있고, 그리하여 구동 토오크가 측면 기어상태에서 변할때, 변화된 바이어스비가 얻어진다.The present invention provides a means for varying the viral ratio of a limited slip differential. The differential device of one preferred embodiment of the invention has a drive flange arranged intermediate between the deflection of one of the side gears and the limit sliding means. The drive flange rotates coaxially with the side gear. The rear face of the side gear and the drive flange have cam faces that engage each other, and when the side gear torque changes, the side gear rotates with respect to the drive flange to cam the flange away from the side gear and with respect to the fixing means. A variable pressure angle is formed on one of the cam surfaces so that when the drive torque changes in the side gear state, a changed bias ratio is obtained.

제 1 도는 본 발명의 차동장치의 바람직한 일실시예를 나타낸다. 차동장치 케이스(10)은 링기어(도시안됨)를 위한 장착 플랜지(12)를 가지고 있다. 그 링기어는 차동장치에 통상의 방식으로 구동 토오크 제동하기 위한 적당한 구동 피니온과 맞물려 있다. 그 케이스 (10)은 하우징네에 가능하게 장착되어 있고 구동트레인(drive train)으로부터 측면 기어(14)및 (16)을 통해 축(도시않됨)으로 토오크를 전달한다. 피니온축(18)이 케이스(10)에 고정되어 그와 함께 회전한다. 피니온 기어(20)은 축(18) 상에서 회전하고 측면기어(14) 및 (16)과 맞물려 상기 축을 구동시킨다.1 shows a preferred embodiment of the differential of the present invention. The differential case 10 has a mounting flange 12 for a ring gear (not shown). The ring gear is engaged with a suitable drive pinion for braking drive torque in a manner conventional to the differential. The case 10 is possibly mounted to the housing and transmits torque from the drive train to the shaft (not shown) via the side gears 14 and 16. The pinion shaft 18 is fixed to the case 10 and rotates therewith. The pinion gear 20 rotates on the shaft 18 and meshes with the side gears 14 and 16 to drive the shaft.

제 2 도는 좌측면 기어(14)의 단면도이는, 그 측면 기어는 피니온 기어(20)과 일정하게 맞물려 있는 경사지고 전방으로 향한 표면(22)를 가지고 있다. 또한 측면 기어(14)는 캠면(26)이 일체로 형성된 배면 부분(24)를 가지고 있다. 그 캠면(26)은 제 3a도 및 제3b도에 상세히 도시된 구동 플랜지(30)상의 또 다른 캠면(28)과 맞물린다. 제 1 도로 부터 명백한 바와 같이, 구동 플랜지(30)은 측면기어(14)의 허브(32)상에 지지되어 있고, 그 허브에 스플라인 결합되지 않고 그 허브상에서 자유로이 회전 및 축 방향 이동한다. 구동 플랜지(30)은 마찰 클러치 팩크(pack)(34)와 측면 기어(14)의 배면(24)사이 중간에 배치된다. 그리하여, 측면 기어 분리력이 마찰 클러치 팩크(34)에 대해 구동 플랜치(30)을 캠작용시킴에 의해 제한 미끄럼 특성이 작용하게 한다. 바람직한 예에서, 클러치 팩크(34)는 통상의 제한 미끄럼을 위한 스프링 수단, 예를들어 제 1 도에서 압축되어 도시된 접시형 판 스프링(35)를 가지고 있다.2 is a cross-sectional view of the left side gear 14, the side gear having an inclined and forward facing surface 22 which is in constant engagement with the pinion gear 20. Moreover, the side gear 14 has the back part 24 by which the cam surface 26 was integrally formed. The cam face 26 is engaged with another cam face 28 on the drive flange 30 shown in detail in FIGS. 3a and 3b. As is apparent from the first roadway, the drive flange 30 is supported on the hub 32 of the side gear 14 and is free to rotate and axially move on the hub without spline coupling to the hub. The drive flange 30 is disposed midway between the friction clutch pack 34 and the rear face 24 of the side gear 14. Thus, the side gear separating force causes the limiting sliding characteristic to act by cam actuating the drive plant 30 against the friction clutch pack 34. In a preferred example, the clutch pack 34 has a spring means for a conventional limiting sliding, for example a plate-shaped leaf spring 35 shown compressed in FIG.

그러나, 본 발명의 기구에서 측면기어 및 구동 플랜지의 캠면(26)및 (28) 각각은 측면 기어들에서의 구동 토오크의 불균형이 일어날 때, 변화된 바이어스 방를 형성한다. 전술한 바와 같이, 캠면들중 하나는 가변 압력각을 가지고 있다. 기술된 본 실시예에서는, 구동 플랜지(30)의 캠면(23)이 후술되는 바와같이 가변 압력각을 가지고 있다.However, each of the cam faces 26 and 28 of the side gear and the drive flange in the mechanism of the invention forms a changed bias room when an imbalance of drive torque in the side gears occurs. As mentioned above, one of the cam faces has a variable pressure angle. In the present embodiment described, the cam face 23 of the drive flange 30 has a variable pressure angle as described below.

제 4a 도 및 제 5a도는 구동 플랜지(30)의 캠면(28)의 작동부의 소위 "가변 기어 형상(vari-gear profile)"으로 불리는 형상의 2가지 예를 나타낸다. 종래의 캠들은 일반적으로 표면대 표면 미끄럼 접촉을 이용하였으며 이는 그 물림면들이 서로 보충적인 압력각들을 가지기 때문이다. 이와 대조적으로, 본 발명의 캠은, 접촉선이 예를들어 제 4a 도 및 제 5a 도에 도시된 형상에 접선적인 궤도와 같이 곡선 궤도를 따라 이동하는 선대선 미끄럼 접촉을 이용한다.4A and 5A show two examples of a shape called a " vari-gear profile " of the operating portion of the cam face 28 of the drive flange 30. As shown in FIG. Conventional cams have generally used surface-to-surface sliding contact because their bites have complementary pressure angles. In contrast, the cam of the present invention utilizes a slid-to-line sliding contact in which the contact line moves along a curved track, such as a track tangent to the shape shown in FIGS. 4A and 5A, for example.

제 6 도는 측면기어의 캠면(26) 형상을 나타낸다. 그 캠면(26)은 압력각(27)과 상부 랜드(land)(29)의 교차점에 고정된 접촉점(25)를 갖는 일정각도 형상을 가지고 있다. 이 실시예에서 그 접촉점(25)는 가변기어 형상으로 전술한 궤도에서 구동 플랜지(30)의 캠면(28)을 따라 접동한다. 제 4a 도 및 제 5a 도의 형상외에, 본 발명의 범위내에서 예를들어 2개 이상의 직선, 즉 일정각도 부분을 갖는 다른 곡선형상이 이용될 수도 있다.6 shows the shape of the cam surface 26 of the side gear. The cam surface 26 has a constant angle shape with a contact point 25 fixed at the intersection of the pressure angle 27 and the upper land 29. In this embodiment, the contact point 25 slides along the cam face 28 of the drive flange 30 in the above-described track in a variable gear shape. In addition to the shapes of FIGS. 4A and 5A, other curved shapes may also be used, for example within the scope of the present invention, having two or more straight lines, ie constant angle portions.

제 4b 도 및 제 5b 도는 제 4a 도 및 제 5a 도의 가변기어 형상을 따라 바이어스 비가 변하는 방식을 나타내는 그래프이다. 이들 예에서 명백하게 되는 바와 같이, 서로 맞물리는 캠면들중 하나에 가변 압력각을 이용함에 의해 바이어스 비에 대한 상당한 가요성에 제공된다.4B and 5B are graphs illustrating a manner in which the bias ratio is changed along the variable gear shapes of FIGS. 4A and 5A. As will be evident in these examples, the use of variable pressure angles on one of the interlocking cam faces provides considerable flexibility to the bias ratio.

본 발명의 개념을 이용하기 위한 수단의 예로서, 그 캠면들은 곡선적인 클러치 치(齒)의 물림면들에 의해 형성될 수 있고, 그 물림면들 중 하나는곡선적이며 가변 압력각 형상을 가지고 있다.As an example of a means for using the inventive concept, the cam faces can be formed by the bite surfaces of a curved clutch tooth, one of which bites has a curved and variable pressure angle shape. have.

또한, 제 1 도가 차동장치의 양측부에 구동 플랜지와 고정 수단이 설치된 것을 나타내고 있으나, 그 도면은 오직 예에 불과하며, 본 발명은 그의 일측부에만 이용될 때 성공적으로 될 수 있다.In addition, although FIG. 1 shows that drive flanges and fastening means are provided on both sides of the differential, the figure is only an example, and the present invention can be successfully used when used only on one side thereof.

Claims

Limited slip fastening means 34 and a pair of side gears 14, 16 are provided, one of which has a rear face 24 having a cam face 26. And an annular drive flange 30 which has a cam surface 28 engaged with the cam surface 26 of the side gear 14 and which rotates coaxially with the side gear between the fixing means and the side gear. A differential arrangement in which a side gear is configured to cam the flange relative to the fastening means when the side gear rotates about the flange, the bias ratio being changed when the driving torque on the side gear changes. A variable pressure differential, characterized in that a variable pressure angle is formed on one of the cam faces (26, 28) to obtain.