ディファレンシャルアッセンブリ
【課題】操作窓が設けられたディファレンシャルケーシングの周辺にピニオンギヤの対を均等に配置することができるディファレンシャルアッセンブリを提供する。
【解決手段】第１〜４ピニオン孔の対がディファレンシャルケーシング４０の内部に形成される。第１〜４ピニオンギヤの対１００・１０２・１０４・１０６は、スライド可能、回転可能に第１〜４ピニオン孔の対の内部に配置される。ディファレンシャルケーシング４０の第１及び第４ピニオンギヤの対１００・１０６の間には、開口窓１２４が形成される。第２ピニオン孔の対は、第１及び第３ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある。第３ピニオン孔の対は、第２及び第４ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある。
【解決手段】第１〜４ピニオン孔の対がディファレンシャルケーシング４０の内部に形成される。第１〜４ピニオンギヤの対１００・１０２・１０４・１０６は、スライド可能、回転可能に第１〜４ピニオン孔の対の内部に配置される。ディファレンシャルケーシング４０の第１及び第４ピニオンギヤの対１００・１０６の間には、開口窓１２４が形成される。第２ピニオン孔の対は、第１及び第３ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある。第３ピニオン孔の対は、第２及び第４ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動推進の乗物（automotive）の動力伝達系路に用いるディファレンシャル（differential）に関する。より詳しくは、４つのピニオン対の配置と、シャフト（軸）の軸ぶれ（axle shaft endplay）及びサイドギアの軸ぶれと、を独立して調節できるＣクリップ（C-clip）ディファレンシャルに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動推進の乗物の動力伝達系路に使用される型のディファレンシャルは、通常は対となる出力シャフト間の相対的な回転運動（速度差回転（speed differentiation）など）を円滑に行うため、ディファレンシャルケーシング（differential casing）内に支えられる複数のギアセットを備えている。上記複数のギアセットは、一般的には出力シャフトの末端に固定された、ヘリカルサイドギアを含んでおり、このヘリカルサイドギアは、ヘリカルピニオンギヤの対とかみ合っている。
【０００３】
上記のような型のディファレンシャルは、平行軸ヘリカルギアディファレンシャル（parallel axis helical gear differential）として知られている。ディファレンシャルケーシングに加えられる入力トルク（input torque）は、サイドギアとピニオンギヤのかみ合いを通じて伝達され、当該トルクに応じて推進力が生み出される。これら及び他の駆動力を受け入れるためには、ギアポケットの壁表面及びディファレンシャルケーシングの他のスラスト表面（thrust surface）に、適切な支持材（support）が設けられる必要がある。
【０００４】
一部のディファレンシャルにおいては、ディファレンシャルの出力シャフトの位置決め及び保持を行うためにＣ型の保持装置（retainer）、またはＣクリップ（C-clip）を取り付ける必要がある。このＣクリップを取り付けるには、ディファレンシャルケーシングに備えられた操作窓を通じ、ディファレンシャルケーシングの内部空間で作業を行わねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的には、サイドギアはディファレンシャルの外面の周辺に一様に広がるように装着されることが好ましい。この均等な装着を実現する方法のひとつに、ピニオンギヤの対をディファレンシャルケーシングの外面の周辺に均等に配置する方法があげられる。しかしながら、ディファレンシャルケーシングの外面には操作窓が設けられることから、ピニオンギヤの対を周辺に均等に配することと操作窓を設けることとは両立しえない問題点になりがちである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の乗物（vehicle）用のディファレンシャルアッセンブリは、軸の周囲を回転できるディファレンシャルケーシングを備えている。上記ディファレンシャルケーシングの内部には、対となるサイドギアが配置される。上記ディファレンシャルケーシングの内部には、第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対が形成される。第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対の内部には、スライド可能、かつ、回転可能に第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対が配置される。上記第１及び第４ピニオン孔の対の間のディファレンシャルケーシング上には、開口窓が設けられる。上記第２ピニオン孔の対は、上記第１ピニオン孔の対からの径方向の距離と、上記第３ピニオン孔の対からの径方向の距離とが等しくなる位置に配されている。上記第３ピニオン孔の対は、上記第２ピニオン孔の対からの径方向の距離と、上記第４ピニオン孔の対からの径方向の距離とが等しくなる位置に配されている。
【０００７】
上記以外の特徴としては、ディファレンシャルケーシングの対となるサイドギアの間にはスペーサーが配置されている。クロスピンは、上記の軸を充分に横断するようスペーサー内の経路を伸びている。クロスピンは先端部を備えており、この先端部は開口窓に隣接してディファレンシャルケーシングに固定される。中間軸部はスペーサー内の経路を通っている。末端部は、ディファレンシャルケーシングに設けられた孔へと導かれている。
【０００８】
乗物用のディファレンシャルアッセンブリは、軸の周囲を回転でき、第１及び第２軸シャフト（axle shaft）と連結するディファレンシャルケーシングを備えている。ディファレンシャルケーシングには、開口窓が設けられる。ディファレンシャルケーシング内には、対となるサイドギアが配置される。対となるサイドギアの間にはスペーサーが配置され、これらギアが内側へと移動するのを制限する。このスペーサー内部には経路が設けられている。クロスピンは、通常は軸を横断し、スペーサー内部の経路を通りディファレンシャルケーシングの中に伸びるもので、第１及び第２軸シャフトが内側へと移動するのを制限する。なお、クロスピンの第１及び第２軸シャフトが内側へと移動するのを制限する動作は、スペーサーのサイドギアが内側へと移動するのを制限する動作とは独立したものである。
【０００９】
第１及び第２サイドギアをディファレンシャルケーシング内部に組み立てる方法には、第１及び第２サイドギア間にスペーサーを配することが含まれる。クロスピンは、開口窓を通りスペーサー内部へと挿入される。クロスピンは、軸シャフトの軸移動を制限しつつ、軸シャフトがスペーサーと接触するのを防ぐために設けられている。クロスピンの末端部は、ディファレンシャルケーシングに設けられた孔へとはめ込まれている。クロスピンは開口窓でディファレンシャルケーシングに固定されている。
【００１０】
本発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な記述により明らかにされるであろう。なお、本発明の好適な実施形態を示すにあたり、詳細な記述がなされ、具体的な例が示されているが、これらは例示のみを目的としており、発明の範囲を限定するものではないと解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の乗物用のディファレンシャルアッセンブリは、軸（シャフト）の周りを回転可能であるディファレンシャルケーシングと、上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される少なくとも一対のサイドギアと、上記ディファレンシャルケーシングの内部に形成された第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対と、上記第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対の内部にスライド可能、かつ、回転可能に、それぞれ配置された第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対と、上記ディファレンシャルケーシングの内部における上記第１及び第４ピニオン孔の対の間に形成された開口窓とを備え、上記第２ピニオン孔の対は、上記第１及び第３ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にあり、上記第３ピニオン孔の対は、上記第２及び第４ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある構成である。
【００１２】
それゆえ、上記４つのピニオンギヤの対の配置と、上記シャフトの軸ぶれ及びサイドギアの軸ぶれとを独立して調節できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図２のディファレンシャルケーシングの斜視図である。
【図２】本発明の内容を取り入れて組み立てられたディファレンシャルアッセンブリを備えた、模範的な自動車の概略図である。
【図３】図２のディファレンシャルアッセンブリの斜視図である。
【図４】図２のディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図５】図３の交線４−４に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。
【図６】図５の交線５−５に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。
【図７】クロスピン部品を分解した状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図８】クロスピン部品がディファレンシャルケーシングの円筒状突起部とかみ合った状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図９】クロスピン部品が備えられた状態の図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図１０】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図１１】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図１２】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔実施の形態１〕
本発明は、詳細な記述と添付の図により、より詳細に理解されるであろう。上記図には下記のものがある。
【００１５】
図２は、本発明の教示に従って組み立てられたディファレンシャルアッセンブリを備えた、典型的な自動推進の乗物の概略図である。図３は、図２のディファレンシャルアッセンブリの斜視図である。図１は、図１のディファレンシャルケーシングの斜視図である。図４は、図２のディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【００１６】
図５は、図３の交線４−４に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。図６は、図５の交線５−５に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。図７は、クロスピン部品を取り外した状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。図８は、クロスピン部品がディファレンシャルケーシングの円筒状突起部（cylindrical boss）とかみ合った状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。
【００１７】
図９は、クロスピン部品が取り付けられた状態の図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。図１０は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。図１１は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。図１２は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【００１８】
好適な実施例に関する以下の詳細な記述は、例示することのみを目的としたものであり、本発明、その用途、またはその利用方法を限定するものではない。本発明の内容に基づいたディファレンシャルアッセンブリは広く様々な用途に利用可能であり、以下の詳細な用途に限定されるものでないことを繰り返し述べておく。
【００１９】
まず、図２に示されるように、典型的な自動推進の乗物のための動力伝達系１０には、エンジン１２、出力シャフト１６を備える変速装置１４、当該出力シャフト１６と後軸部品２２のピニオンシャフト２０とを連結するプロペラシャフト１８が備えられている。
【００２０】
後軸部品２２には、軸ハウジング２４、当該軸ハウジング２４に支えられたディファレンシャルアッセンブリ２６、左後輪３２及び右後輪３４とそれぞれ相互接続された一対の軸シャフト２８及び３０が備えられている。
【００２１】
ピニオンシャフト２０にはピニオンシャフトギア３６が固定されており、このピニオンシャフトギア３６はディファレンシャルアッセンブリ２６のディファレンシャルケーシング４０に固定されている隣接リングギア３８を回転させる。
【００２２】
ディファレンシャルケーシング４０内部に支えられるギアセット４２は、当該ディファレンシャルケーシング４０からの回転力を、軸シャフト２８及び３０に連結された一対の出力シャフト４４及び４６にそれぞれ伝達し、それらの間の相対的な回転運動（速度差回転（differentiation）など）を円滑に行わせる。なお、ここではディファレンシャルアッセンブリ２６を後輪駆動に適用する例が示されているが、本発明は前輪駆動の乗物のトランスアクスル（transaxle）及び／又は４輪駆動の乗物のトランスファーケース（transfer case）に設置されたディファレンシャルアッセンブリへの利用も考慮されている。
【００２３】
図３から図５には、ディファレンシャルアッセンブリ２６がより詳細に示されている。ディファレンシャルアッセンブリ２６は、平行軸ヘリカルギア型のディファレンシャルであり、内部チャンバー（internal chamber）４８を形成するディファレンシャルケーシング４０を備えている。ディファレンシャルケーシング４０は、主円筒（main drum）又は胴体（body）４６、及びエンドキャップ５０を備えている。主円筒４６及びエンドキャップ５０は、それぞれ対となる放射状フランジ５２、５４を備えている。放射状フランジ５２及び５４は、位置合わせがなされた取付孔５８から伸びる複数のボルト（図示せず）により互いに固定される。周知のように、ディファレンシャルケーシング４０の放射状フランジ５２に隣接リングギアまたはベベルギア（bevel gear）を固定することにより、ディファレンシャルケーシング４０の放射状フランジ５２へと回転力（駆動トルクなど）を伝達してもよい。ディファレンシャルケーシング４０は、軸方向の位置合わせがなされた一対の開口部６０ａ及び６０ｂを形成しており、これらの開口部は内部チャンバー４８に繋がっている。軸方向の位置合わせがなされた開口部６０ａ及び６０ｂは、一対の駆動出力シャフト４４及び４６（図２）の末端部を受容できるように適合されている。なお、以下において駆動出力シャフトを軸シャフトと呼称する。
【００２４】
図４及び図５を参照しつつ以下の説明を行う。ディファレンシャルアッセンブリ２６は、ギアセット４２を備えている。当該ギアセット４２は、ディファレンシャルケーシング４０よりの駆動トルクを出力シャフト４４及び４６（図２）に伝達し、これらシャフト間の速度差回転を円滑に行うよう動作できる。ギアセット４２は、ヘリカル型であってもよく、内部チャンバー４８の内部に設置されてもよい。ギアセット４２は対となるサイドギア６８ａ及び６８ｂを備えている。サイドギアは内部溝（internal spline）７０ａ及び７０ｂを備えており、当該内部溝は、それぞれ対応する出力シャフト４４及び４６（図２）に設けられた外部溝（特に図示されず）とかみ合っている。
【００２５】
さらに、サイドギア６８ａ及び６８ｂは、それぞれ軸ハブ７８ａ及び７８ｂを備えている。これら軸ハブは、主胴体４６、ディファレンシャルケーシング４０のエンドキャップ５０、環状チャンバー８２ａ及び８２ｂに備えられた、対応する環状の受け口（socket）によって保持されている。より詳細な記載が後になされるが、ディファレンシャルケーシング４０の内部においてサイドギア６８ａ及び６８ｂの軸ぶれを制限するために、スペーサー８６がサイドギア６８ａ及び６８ｂの間に備えられてもよい。クロスピン部品９０は、スペーサー８６に配された隙間経路９２（clearance passage）を通って伸び、出力シャフト４４及び４６（図２）の軸ぶれを調節する。
【００２６】
Ｃ型の保持器（C-shaped retainer）、又はＣクリップ９４は、環状チャンバー８２ａ及び８２ｂに設けられており、出力シャフト４４及び４６が、それぞれサイドギア６８ａ及び６８ｂから外れるのを防いでいる。サイドギア６８ａ及び６８ｂの外側端にはワッシャー９６が取り付けられている。
【００２７】
ギアセット４２は、４組の対となるピニオン、１００ａ及び１００ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ、１０４ａ及び１０４ｂ、１０６ａ及び１０６ｂをそれぞれ備えている。以降、表現を簡潔にするため、対となるピニオン１００ａ及び１００ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ、１０４ａ及び１０４ｂ、１０６ａ及び１０６ｂを、それぞれ第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対１００、１０２、１０４、１０６と呼称する。ブレーキシュー１００ａ’から１０６ｂ’は、それぞれピニオン１００から１０６に対応している。
【００２８】
図１及び図４に示すように、４組のピニオンギヤの対１００から１０６は、それぞれ相補的なピニオン孔１１０ａ及び１１０ｂ、１１２ａ及び１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂ、１１６ａ及び１１６ｂによって回転可能に支えられている。以降、表現を簡潔にするため、この相補的な対となるピニオン孔１１０ａ及び１１０ｂ、１１２ａ及び１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂ、１１６ａ及び１１６ｂを、それぞれ第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対１１０、１１２、１１４、１１６と呼称する。ピニオン孔１１０から１１６は、主胴体４６の隆起ハブ部１２０に形成される。ピニオン孔１１０から１１６は、それぞれの対毎に配置されており、対となるギアが相互に接続可能できるよう、また内部チャンバー４８と接続できるように配置されている。さらに、ピニオン孔１１０から１１６は、出力シャフト４４及び４６（図２）の回転軸Ａとほぼ平行になるように位置決めされている。開口窓１２４は、ディファレンシャルケーシング４０上の第１ピニオンギヤの対１００及び第４ピニオンギヤの対１０６の間に配置されている。
【００２９】
図６には、ピニオンの空間的な位置関係が図示されている。４つのピニオン孔１１０から１１６、つまりは４つのピニオンギヤの対１００から１０６（図４）は、ディファレンシャルケーシング４０の周囲において、開口窓１２４とは反対側に、放射状に等間隔で配置されている。より具体的には、第１ピニオン孔の対１１０は、第２ピニオン孔の対１１２から径方向距離α１だけずれた位置に配置される。第２ピニオン孔の対１１２は、第３ピニオン孔の対１１４からの径方向距離α２だけずれた位置に配置される。第３ピニオン孔の対１１４は、第４ピニオン孔の対１１６から径方向距離α３だけずれた位置に配置される。図示されるように、各距離αは対応する第１孔１１０ａから１１０ｄの中心線から測定されている。ピニオン孔の対１１０及び１１２、１１２及び１１４、１１４及び１１６、の間の径方向の変位は、ほぼ同じであってよい（例、α１＝α２＝α３）。図示されている例では、α１、α２、α３は約７５度である。
【００３０】
図１、図５、図７を参照しつつ、開口窓１２４の配置と、クロスピン部品９０の連携作用（cooperation）とについて詳細に述べる。開口窓１２４は、アクセス経路１２６を備えている。アクセス経路１２６は、ディファレンシャルケーシング４０の外側表面１３０上に形成される円筒状突起部１２８により取り囲まれている。円筒状突起部１２８は、内部放射状接触面１３６を有するカウンタ孔１３２（counterbore）を有している。円筒状突起部１２８は、隆起フランジ（raised flange）１４２上に形成される一対の取付経路１４０を備え、ここには留め具（fastener）１４６（図９）が取り付けられる。棚状部１５０（ledge portion）は、少なくとも一部分は、開口窓１２４の周辺部において、ディファレンシャルケーシング４０に配された円筒状突起部１２８の内部へと伸びている。
【００３１】
一般的には、クロスピン部品９０は、先端部（proximal head portion）１５４、中間軸部１５８（intermediate shank portion）、末端部１６２（distal end portion）を有している。一般的には、先端部１５４は、クロスピン部品９０の縦方向軸を横断するように伸びる胴部を有している。先端部１５４は、留め具１４６を受け入れることができるように、貫通孔１６４を備えている。先端部１５４は、組立過程においてカウンタ孔１３２の内部放射状接触面１３６に対してスライド可能に配置される、弓状末端（arcuate end）１６８を備えている。先端部１５４の底面１７０は、棚状部１５０とは反対側に配置される。クロスピン部品９０の末端部１６２は、ディファレンシャルケーシング４０と一体に形成される（formed into incorporated）孔１７２の中に配置される。
【００３２】
クロスピン部品９０は単一部品より形成されても、２つ又はそれ以上の部品より構成されてもよい。ここに示される一例では、クロスピン部品９０は、中間軸部１５８と末端部１６２との両方により形成される不連続性（discrete）の軸部と、それに圧着される先端部１５４との２つの部品よりなっている。図中では、クロスピン部品９０の末端部１６２は、中間軸部１５８より径が小さくなっているが、クロスピン部品９０は外径が単一であるように構成されていてもよい。例えば、外径が単一であるクロスピンに合わせて十分な空間を提供できるように、別のピニオン配置を異なる組み立て構成により実現しても構わない。
【００３３】
図５及び図８には、ディファレンシャルケーシング４０にクロスピン部品９０を組み込む形態が詳細に示されている。Ｃクリップ９４が適切に配置され、サイドギア６６ａ及び６６ｂの間にスペーサー８６が配置されると、ディファレンシャルケーシング４０の開口窓１２４とは反対側に隙間経路９２が配置される。クロスピン部品９０の末端部１６２及び中間軸部１５８は、開口窓１２４及び隙間経路９２を通して挿入される。クロスピン部品９０の末端部１６２は、開口窓１２４とは反対側にあるディファレンシャルケーシング４０の孔１７２に入るように配置されている。孔１７２及び孔１３６は、取り付けるに際してクロスピン部品９０を導くようになっている。先端部１５４は、ディファレンシャルケーシング４０の軸を実質横切る向きに挿入されている。これにより、クロスピン部品９０の先端部１５４は、取り付けるに際して隣接リングギア３８に接触しない。
【００３４】
クロスピン部品９０の末端部１６２は孔１７２の中へと配置され、先端部１５４の底面１７０は、カウンタ孔１３２と開口窓１２４の間において、棚状部１５０と接触している。これと同様に、先端部１５４の弓状末端１６８は、カウンタ孔１３２の内部放射状接触面１３６と接触している。先端部１５４は、図８に示される位置から、図９に示される位置へと回転される。図９に示される位置は、ディファレンシャルアッセンブリ２６の軸Ａと実質平行な位置であり、円筒状突起部１２８の隆起フランジ１４２の取付経路１４０と、貫通孔１６４との位置が合う位置である。先端部１５４が回転する間、内部放射状接触面１３６により、先端部１５４の弓状末端１６８が導かれる。棚状部１５０は、クロスピン部品９０を適切な深さの位置に保ち、円筒状突起部１２８の隆起フランジ１４２の取付経路１４０と、貫通孔１６４との位置を合わせる役割を果たしている。
【００３５】
互いに位置合わせがなされた貫通孔１６４と取付経路１４０とには、留め具１４６が挿入され固定される。このようにクロスピン部品が取り付けられると、基本的にはクロスピン部品９０とディファレンシャルケーシング４０との相対運動が抑制される。その結果、出力シャフト４４及び４６（図２）の軸ぶれは、クロスピン部品９０の中間軸部１５８の外径により、望ましい許容範囲内に調節することができる。スペーサー８６は、サイドギア６８ａ及び６８ｂの間に配置されており、サイドギア６８ａ及び６８ｂの軸ぶれを調節し、ディファレンシャルアッセンブリ２６が正常に作動しなくなることを防いでいる。クロスピン部品は、組み立てられた状態ではスペーサー８６とは接触していない。スペーサー８６内の隙間経路９２は、クロスピン部品９０よりも大きな外径を有している。このように、２つの個々の部品が、サイドギアの軸ぶれの調節（すなわちスペーサー８６）及び軸シャフトの軸ぶれの調節（すなわちクロスピン部品９０）に使用されている。このような配置を用いることで、軸シャフトの軸ぶれに影響を与えることなく、サイドギアの軸ぶれを好ましく制御することが可能となる。
【００３６】
回転のバランスをとるため、ディファレンシャルアッセンブリ２６の重量を分散させることが好ましい。具体的には、円筒状突起部１２８及び先端部１５４の重量を、ピニオンギヤ１００〜１０６の周囲に位置するディファレンシャルケーシング４０の重量及びピニオンギヤ１００〜１０６の重量と連携させ、回転バランスの取れたディファレンシャルアッセンブリ２６を提供する。また、これ以外の方法としては、ディファレンシャルアッセンブリ２６の各部品の重量を回転軸Ａの周囲に分散することで、ディファレンシャルアッセンブリ２６が回転軸Ａの周りを回転する際に生じる不均衡を最小限に抑える、または相殺する、方法もある。なお、ディファレンシャルケーシング４０又はディファレンシャルアッセンブリ２６のエンドキャップ５０に釣り合い重り（counter weight）が、付加的に、又は、何らかの部品と置換して、組み込まれることが好ましい。
【００３７】
留め具１４６は、一般的なディファレンシャルと同様に構成されてもよい。これにより、生産設備やトルクレンチ設定を変更することなく、同じ軸組立ラインにおいて一般的なディファレンシャル及び、ヘリカルギアディファレンシャルを組み立てることができる。
【００３８】
図１０には、上記以外の特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ２２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ２２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、２００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ２２６は、中間軸部２５８及び末端部２６２を有するクロスピン２９０を備えている。クロスピン２９０を、保持ディスク２３４によりディファレンシャルケーシング２４０内に保持されるよう取り付けることができる。具体的には、クロスピン２９０の先端部を、保持ディスク２３４の内側表面に形成されたカウンタ孔２３８へとはめ込まれるように取り付けることができる。保持リング２４４を、カウンタ孔２３８上に位置する放射状へり（radial lip）２４８に取り付けることができる。
【００３９】
図１１には、さらなる特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ３２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ３２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、３００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ３２６は、中間軸部３５８及び末端部３６２を有するクロスピン３９０を備えている。クロスピン３９０を、Ｌ型プレート３３４及び留め具３４０により、ディファレンシャルケーシング３４０内に保持されるよう取り付けることができる。具体的には、クロスピン３９０の先端部を、Ｌ型プレート上に形成された開口部３３８を通るよう取り付けることができる。このようにして、Ｌ型プレートはクロスピン３９０と連携し、軸Ａに対してほぼ垂直方向になるようクロスピン３９０を保持する。フランジ部３３２に備えられた経路３４８及びＬ型プレート３３４に備えられた経路３３５を通って固定するよう、留め具３４０を取り付けることができる。取り付けられた留め具３４０はクロスピン３９０の先端部と隣接し、クロスピン３９０を取り付け位置に保持している。
【００４０】
図１２には、さらなる特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ４２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ４２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、４００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ４２６は、中間軸部４５８及び末端部４６２を有するクロスピン４９０を備えている。クロスピン４９０を、留め具４５０によりディファレンシャルケーシング４４０に固定されるよう取り付けることができる。具体的には、フランジ部４３２に設けられた経路４４８及びクロスピン４９０に設けられた経路４３５を通って固定されるよう、留め具４５０を取り付けることができる。
【００４１】
アクセス経路４２７はディファレンシャルケーシング４４０上に形成することができ、アクセス経路４２７によりＣクリップ９４（図４）を取り付ける際の通路が形成される。さらなる特徴に基づいたスペーサー４８６には、クロスピンを受容する経路４９２が備えられており、組立時にはクロスピン４９０が経路４９２を通して取り付けられる。スペーサー４８６は、ディファレンシャルケーシング４４０内部に軸方向に取り付けられ、図示されるようにサイドギアの間に配置される。
【００４２】
本発明に関して詳細な記述がなされ、また図とそれに付随する解説とを用いて様々な実施例が示されたが、請求項によって定義される本発明の範囲より逸脱することなく、当該業者が様々な変更を加えられること及びその構成要素を同等のものに交換することが可能であると解釈されなければならない。
【００４３】
さらに、様々な実施例の特徴、構成要素、及び／又は機能を混ぜ合わせる及び組み合わせることは、本発明において明確に考慮されたことである。ある実施例の特徴、構成要素及び／又は機能を、本発明において示された又はそれ以外の適当な実施例へと取り入れることができる本発明の開示は、当該業者により高く評価されるであろう。
【００４４】
加えて、本質的な本発明の範囲より逸脱することなく、特定の状況や物質に対応するよう本発明の内容に多くの変更を加えることが可能である。したがって、本発明は、図示された特定の実施例、及び目下のところ発明を実施する最良の形態として示された詳細な記述に限定されるものではない。本発明は上記説明及び請求項に当てはまるあらゆる実施例を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
乗物用のディファレンシャルの部品として利用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動推進の乗物（automotive）の動力伝達系路に用いるディファレンシャル（differential）に関する。より詳しくは、４つのピニオン対の配置と、シャフト（軸）の軸ぶれ（axle shaft endplay）及びサイドギアの軸ぶれと、を独立して調節できるＣクリップ（C-clip）ディファレンシャルに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動推進の乗物の動力伝達系路に使用される型のディファレンシャルは、通常は対となる出力シャフト間の相対的な回転運動（速度差回転（speed differentiation）など）を円滑に行うため、ディファレンシャルケーシング（differential casing）内に支えられる複数のギアセットを備えている。上記複数のギアセットは、一般的には出力シャフトの末端に固定された、ヘリカルサイドギアを含んでおり、このヘリカルサイドギアは、ヘリカルピニオンギヤの対とかみ合っている。
【０００３】
上記のような型のディファレンシャルは、平行軸ヘリカルギアディファレンシャル（parallel axis helical gear differential）として知られている。ディファレンシャルケーシングに加えられる入力トルク（input torque）は、サイドギアとピニオンギヤのかみ合いを通じて伝達され、当該トルクに応じて推進力が生み出される。これら及び他の駆動力を受け入れるためには、ギアポケットの壁表面及びディファレンシャルケーシングの他のスラスト表面（thrust surface）に、適切な支持材（support）が設けられる必要がある。
【０００４】
一部のディファレンシャルにおいては、ディファレンシャルの出力シャフトの位置決め及び保持を行うためにＣ型の保持装置（retainer）、またはＣクリップ（C-clip）を取り付ける必要がある。このＣクリップを取り付けるには、ディファレンシャルケーシングに備えられた操作窓を通じ、ディファレンシャルケーシングの内部空間で作業を行わねばならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的には、サイドギアはディファレンシャルの外面の周辺に一様に広がるように装着されることが好ましい。この均等な装着を実現する方法のひとつに、ピニオンギヤの対をディファレンシャルケーシングの外面の周辺に均等に配置する方法があげられる。しかしながら、ディファレンシャルケーシングの外面には操作窓が設けられることから、ピニオンギヤの対を周辺に均等に配することと操作窓を設けることとは両立しえない問題点になりがちである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の乗物（vehicle）用のディファレンシャルアッセンブリは、軸の周囲を回転できるディファレンシャルケーシングを備えている。上記ディファレンシャルケーシングの内部には、対となるサイドギアが配置される。上記ディファレンシャルケーシングの内部には、第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対が形成される。第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対の内部には、スライド可能、かつ、回転可能に第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対が配置される。上記第１及び第４ピニオン孔の対の間のディファレンシャルケーシング上には、開口窓が設けられる。上記第２ピニオン孔の対は、上記第１ピニオン孔の対からの径方向の距離と、上記第３ピニオン孔の対からの径方向の距離とが等しくなる位置に配されている。上記第３ピニオン孔の対は、上記第２ピニオン孔の対からの径方向の距離と、上記第４ピニオン孔の対からの径方向の距離とが等しくなる位置に配されている。
【０００７】
上記以外の特徴としては、ディファレンシャルケーシングの対となるサイドギアの間にはスペーサーが配置されている。クロスピンは、上記の軸を充分に横断するようスペーサー内の経路を伸びている。クロスピンは先端部を備えており、この先端部は開口窓に隣接してディファレンシャルケーシングに固定される。中間軸部はスペーサー内の経路を通っている。末端部は、ディファレンシャルケーシングに設けられた孔へと導かれている。
【０００８】
乗物用のディファレンシャルアッセンブリは、軸の周囲を回転でき、第１及び第２軸シャフト（axle shaft）と連結するディファレンシャルケーシングを備えている。ディファレンシャルケーシングには、開口窓が設けられる。ディファレンシャルケーシング内には、対となるサイドギアが配置される。対となるサイドギアの間にはスペーサーが配置され、これらギアが内側へと移動するのを制限する。このスペーサー内部には経路が設けられている。クロスピンは、通常は軸を横断し、スペーサー内部の経路を通りディファレンシャルケーシングの中に伸びるもので、第１及び第２軸シャフトが内側へと移動するのを制限する。なお、クロスピンの第１及び第２軸シャフトが内側へと移動するのを制限する動作は、スペーサーのサイドギアが内側へと移動するのを制限する動作とは独立したものである。
【０００９】
第１及び第２サイドギアをディファレンシャルケーシング内部に組み立てる方法には、第１及び第２サイドギア間にスペーサーを配することが含まれる。クロスピンは、開口窓を通りスペーサー内部へと挿入される。クロスピンは、軸シャフトの軸移動を制限しつつ、軸シャフトがスペーサーと接触するのを防ぐために設けられている。クロスピンの末端部は、ディファレンシャルケーシングに設けられた孔へとはめ込まれている。クロスピンは開口窓でディファレンシャルケーシングに固定されている。
【００１０】
本発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な記述により明らかにされるであろう。なお、本発明の好適な実施形態を示すにあたり、詳細な記述がなされ、具体的な例が示されているが、これらは例示のみを目的としており、発明の範囲を限定するものではないと解釈されるべきである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の乗物用のディファレンシャルアッセンブリは、軸（シャフト）の周りを回転可能であるディファレンシャルケーシングと、上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される少なくとも一対のサイドギアと、上記ディファレンシャルケーシングの内部に形成された第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対と、上記第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対の内部にスライド可能、かつ、回転可能に、それぞれ配置された第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対と、上記ディファレンシャルケーシングの内部における上記第１及び第４ピニオン孔の対の間に形成された開口窓とを備え、上記第２ピニオン孔の対は、上記第１及び第３ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にあり、上記第３ピニオン孔の対は、上記第２及び第４ピニオン孔の対からの径方向の距離が等しい位置にある構成である。
【００１２】
それゆえ、上記４つのピニオンギヤの対の配置と、上記シャフトの軸ぶれ及びサイドギアの軸ぶれとを独立して調節できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図２のディファレンシャルケーシングの斜視図である。
【図２】本発明の内容を取り入れて組み立てられたディファレンシャルアッセンブリを備えた、模範的な自動車の概略図である。
【図３】図２のディファレンシャルアッセンブリの斜視図である。
【図４】図２のディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図５】図３の交線４−４に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。
【図６】図５の交線５−５に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。
【図７】クロスピン部品を分解した状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図８】クロスピン部品がディファレンシャルケーシングの円筒状突起部とかみ合った状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図９】クロスピン部品が備えられた状態の図２のディファレンシャルアッセンブリを図示する斜視図である。
【図１０】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図１１】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【図１２】他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔実施の形態１〕
本発明は、詳細な記述と添付の図により、より詳細に理解されるであろう。上記図には下記のものがある。
【００１５】
図２は、本発明の教示に従って組み立てられたディファレンシャルアッセンブリを備えた、典型的な自動推進の乗物の概略図である。図３は、図２のディファレンシャルアッセンブリの斜視図である。図１は、図１のディファレンシャルケーシングの斜視図である。図４は、図２のディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【００１６】
図５は、図３の交線４−４に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。図６は、図５の交線５−５に沿ったディファレンシャルアッセンブリの断面図である。図７は、クロスピン部品を取り外した状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。図８は、クロスピン部品がディファレンシャルケーシングの円筒状突起部（cylindrical boss）とかみ合った状態の、図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。
【００１７】
図９は、クロスピン部品が取り付けられた状態の図２のディファレンシャルアッセンブリを示す斜視図である。図１０は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。図１１は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。図１２は、他の特徴に基づいたディファレンシャルアッセンブリの分解図である。
【００１８】
好適な実施例に関する以下の詳細な記述は、例示することのみを目的としたものであり、本発明、その用途、またはその利用方法を限定するものではない。本発明の内容に基づいたディファレンシャルアッセンブリは広く様々な用途に利用可能であり、以下の詳細な用途に限定されるものでないことを繰り返し述べておく。
【００１９】
まず、図２に示されるように、典型的な自動推進の乗物のための動力伝達系１０には、エンジン１２、出力シャフト１６を備える変速装置１４、当該出力シャフト１６と後軸部品２２のピニオンシャフト２０とを連結するプロペラシャフト１８が備えられている。
【００２０】
後軸部品２２には、軸ハウジング２４、当該軸ハウジング２４に支えられたディファレンシャルアッセンブリ２６、左後輪３２及び右後輪３４とそれぞれ相互接続された一対の軸シャフト２８及び３０が備えられている。
【００２１】
ピニオンシャフト２０にはピニオンシャフトギア３６が固定されており、このピニオンシャフトギア３６はディファレンシャルアッセンブリ２６のディファレンシャルケーシング４０に固定されている隣接リングギア３８を回転させる。
【００２２】
ディファレンシャルケーシング４０内部に支えられるギアセット４２は、当該ディファレンシャルケーシング４０からの回転力を、軸シャフト２８及び３０に連結された一対の出力シャフト４４及び４６にそれぞれ伝達し、それらの間の相対的な回転運動（速度差回転（differentiation）など）を円滑に行わせる。なお、ここではディファレンシャルアッセンブリ２６を後輪駆動に適用する例が示されているが、本発明は前輪駆動の乗物のトランスアクスル（transaxle）及び／又は４輪駆動の乗物のトランスファーケース（transfer case）に設置されたディファレンシャルアッセンブリへの利用も考慮されている。
【００２３】
図３から図５には、ディファレンシャルアッセンブリ２６がより詳細に示されている。ディファレンシャルアッセンブリ２６は、平行軸ヘリカルギア型のディファレンシャルであり、内部チャンバー（internal chamber）４８を形成するディファレンシャルケーシング４０を備えている。ディファレンシャルケーシング４０は、主円筒（main drum）又は胴体（body）４６、及びエンドキャップ５０を備えている。主円筒４６及びエンドキャップ５０は、それぞれ対となる放射状フランジ５２、５４を備えている。放射状フランジ５２及び５４は、位置合わせがなされた取付孔５８から伸びる複数のボルト（図示せず）により互いに固定される。周知のように、ディファレンシャルケーシング４０の放射状フランジ５２に隣接リングギアまたはベベルギア（bevel gear）を固定することにより、ディファレンシャルケーシング４０の放射状フランジ５２へと回転力（駆動トルクなど）を伝達してもよい。ディファレンシャルケーシング４０は、軸方向の位置合わせがなされた一対の開口部６０ａ及び６０ｂを形成しており、これらの開口部は内部チャンバー４８に繋がっている。軸方向の位置合わせがなされた開口部６０ａ及び６０ｂは、一対の駆動出力シャフト４４及び４６（図２）の末端部を受容できるように適合されている。なお、以下において駆動出力シャフトを軸シャフトと呼称する。
【００２４】
図４及び図５を参照しつつ以下の説明を行う。ディファレンシャルアッセンブリ２６は、ギアセット４２を備えている。当該ギアセット４２は、ディファレンシャルケーシング４０よりの駆動トルクを出力シャフト４４及び４６（図２）に伝達し、これらシャフト間の速度差回転を円滑に行うよう動作できる。ギアセット４２は、ヘリカル型であってもよく、内部チャンバー４８の内部に設置されてもよい。ギアセット４２は対となるサイドギア６８ａ及び６８ｂを備えている。サイドギアは内部溝（internal spline）７０ａ及び７０ｂを備えており、当該内部溝は、それぞれ対応する出力シャフト４４及び４６（図２）に設けられた外部溝（特に図示されず）とかみ合っている。
【００２５】
さらに、サイドギア６８ａ及び６８ｂは、それぞれ軸ハブ７８ａ及び７８ｂを備えている。これら軸ハブは、主胴体４６、ディファレンシャルケーシング４０のエンドキャップ５０、環状チャンバー８２ａ及び８２ｂに備えられた、対応する環状の受け口（socket）によって保持されている。より詳細な記載が後になされるが、ディファレンシャルケーシング４０の内部においてサイドギア６８ａ及び６８ｂの軸ぶれを制限するために、スペーサー８６がサイドギア６８ａ及び６８ｂの間に備えられてもよい。クロスピン部品９０は、スペーサー８６に配された隙間経路９２（clearance passage）を通って伸び、出力シャフト４４及び４６（図２）の軸ぶれを調節する。
【００２６】
Ｃ型の保持器（C-shaped retainer）、又はＣクリップ９４は、環状チャンバー８２ａ及び８２ｂに設けられており、出力シャフト４４及び４６が、それぞれサイドギア６８ａ及び６８ｂから外れるのを防いでいる。サイドギア６８ａ及び６８ｂの外側端にはワッシャー９６が取り付けられている。
【００２７】
ギアセット４２は、４組の対となるピニオン、１００ａ及び１００ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ、１０４ａ及び１０４ｂ、１０６ａ及び１０６ｂをそれぞれ備えている。以降、表現を簡潔にするため、対となるピニオン１００ａ及び１００ｂ、１０２ａ及び１０２ｂ、１０４ａ及び１０４ｂ、１０６ａ及び１０６ｂを、それぞれ第１、第２、第３、第４ピニオンギヤの対１００、１０２、１０４、１０６と呼称する。ブレーキシュー１００ａ’から１０６ｂ’は、それぞれピニオン１００から１０６に対応している。
【００２８】
図１及び図４に示すように、４組のピニオンギヤの対１００から１０６は、それぞれ相補的なピニオン孔１１０ａ及び１１０ｂ、１１２ａ及び１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂ、１１６ａ及び１１６ｂによって回転可能に支えられている。以降、表現を簡潔にするため、この相補的な対となるピニオン孔１１０ａ及び１１０ｂ、１１２ａ及び１１２ｂ、１１４ａ及び１１４ｂ、１１６ａ及び１１６ｂを、それぞれ第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対１１０、１１２、１１４、１１６と呼称する。ピニオン孔１１０から１１６は、主胴体４６の隆起ハブ部１２０に形成される。ピニオン孔１１０から１１６は、それぞれの対毎に配置されており、対となるギアが相互に接続可能できるよう、また内部チャンバー４８と接続できるように配置されている。さらに、ピニオン孔１１０から１１６は、出力シャフト４４及び４６（図２）の回転軸Ａとほぼ平行になるように位置決めされている。開口窓１２４は、ディファレンシャルケーシング４０上の第１ピニオンギヤの対１００及び第４ピニオンギヤの対１０６の間に配置されている。
【００２９】
図６には、ピニオンの空間的な位置関係が図示されている。４つのピニオン孔１１０から１１６、つまりは４つのピニオンギヤの対１００から１０６（図４）は、ディファレンシャルケーシング４０の周囲において、開口窓１２４とは反対側に、放射状に等間隔で配置されている。より具体的には、第１ピニオン孔の対１１０は、第２ピニオン孔の対１１２から径方向距離α１だけずれた位置に配置される。第２ピニオン孔の対１１２は、第３ピニオン孔の対１１４からの径方向距離α２だけずれた位置に配置される。第３ピニオン孔の対１１４は、第４ピニオン孔の対１１６から径方向距離α３だけずれた位置に配置される。図示されるように、各距離αは対応する第１孔１１０ａから１１０ｄの中心線から測定されている。ピニオン孔の対１１０及び１１２、１１２及び１１４、１１４及び１１６、の間の径方向の変位は、ほぼ同じであってよい（例、α１＝α２＝α３）。図示されている例では、α１、α２、α３は約７５度である。
【００３０】
図１、図５、図７を参照しつつ、開口窓１２４の配置と、クロスピン部品９０の連携作用（cooperation）とについて詳細に述べる。開口窓１２４は、アクセス経路１２６を備えている。アクセス経路１２６は、ディファレンシャルケーシング４０の外側表面１３０上に形成される円筒状突起部１２８により取り囲まれている。円筒状突起部１２８は、内部放射状接触面１３６を有するカウンタ孔１３２（counterbore）を有している。円筒状突起部１２８は、隆起フランジ（raised flange）１４２上に形成される一対の取付経路１４０を備え、ここには留め具（fastener）１４６（図９）が取り付けられる。棚状部１５０（ledge portion）は、少なくとも一部分は、開口窓１２４の周辺部において、ディファレンシャルケーシング４０に配された円筒状突起部１２８の内部へと伸びている。
【００３１】
一般的には、クロスピン部品９０は、先端部（proximal head portion）１５４、中間軸部１５８（intermediate shank portion）、末端部１６２（distal end portion）を有している。一般的には、先端部１５４は、クロスピン部品９０の縦方向軸を横断するように伸びる胴部を有している。先端部１５４は、留め具１４６を受け入れることができるように、貫通孔１６４を備えている。先端部１５４は、組立過程においてカウンタ孔１３２の内部放射状接触面１３６に対してスライド可能に配置される、弓状末端（arcuate end）１６８を備えている。先端部１５４の底面１７０は、棚状部１５０とは反対側に配置される。クロスピン部品９０の末端部１６２は、ディファレンシャルケーシング４０と一体に形成される（formed into incorporated）孔１７２の中に配置される。
【００３２】
クロスピン部品９０は単一部品より形成されても、２つ又はそれ以上の部品より構成されてもよい。ここに示される一例では、クロスピン部品９０は、中間軸部１５８と末端部１６２との両方により形成される不連続性（discrete）の軸部と、それに圧着される先端部１５４との２つの部品よりなっている。図中では、クロスピン部品９０の末端部１６２は、中間軸部１５８より径が小さくなっているが、クロスピン部品９０は外径が単一であるように構成されていてもよい。例えば、外径が単一であるクロスピンに合わせて十分な空間を提供できるように、別のピニオン配置を異なる組み立て構成により実現しても構わない。
【００３３】
図５及び図８には、ディファレンシャルケーシング４０にクロスピン部品９０を組み込む形態が詳細に示されている。Ｃクリップ９４が適切に配置され、サイドギア６６ａ及び６６ｂの間にスペーサー８６が配置されると、ディファレンシャルケーシング４０の開口窓１２４とは反対側に隙間経路９２が配置される。クロスピン部品９０の末端部１６２及び中間軸部１５８は、開口窓１２４及び隙間経路９２を通して挿入される。クロスピン部品９０の末端部１６２は、開口窓１２４とは反対側にあるディファレンシャルケーシング４０の孔１７２に入るように配置されている。孔１７２及び孔１３６は、取り付けるに際してクロスピン部品９０を導くようになっている。先端部１５４は、ディファレンシャルケーシング４０の軸を実質横切る向きに挿入されている。これにより、クロスピン部品９０の先端部１５４は、取り付けるに際して隣接リングギア３８に接触しない。
【００３４】
クロスピン部品９０の末端部１６２は孔１７２の中へと配置され、先端部１５４の底面１７０は、カウンタ孔１３２と開口窓１２４の間において、棚状部１５０と接触している。これと同様に、先端部１５４の弓状末端１６８は、カウンタ孔１３２の内部放射状接触面１３６と接触している。先端部１５４は、図８に示される位置から、図９に示される位置へと回転される。図９に示される位置は、ディファレンシャルアッセンブリ２６の軸Ａと実質平行な位置であり、円筒状突起部１２８の隆起フランジ１４２の取付経路１４０と、貫通孔１６４との位置が合う位置である。先端部１５４が回転する間、内部放射状接触面１３６により、先端部１５４の弓状末端１６８が導かれる。棚状部１５０は、クロスピン部品９０を適切な深さの位置に保ち、円筒状突起部１２８の隆起フランジ１４２の取付経路１４０と、貫通孔１６４との位置を合わせる役割を果たしている。
【００３５】
互いに位置合わせがなされた貫通孔１６４と取付経路１４０とには、留め具１４６が挿入され固定される。このようにクロスピン部品が取り付けられると、基本的にはクロスピン部品９０とディファレンシャルケーシング４０との相対運動が抑制される。その結果、出力シャフト４４及び４６（図２）の軸ぶれは、クロスピン部品９０の中間軸部１５８の外径により、望ましい許容範囲内に調節することができる。スペーサー８６は、サイドギア６８ａ及び６８ｂの間に配置されており、サイドギア６８ａ及び６８ｂの軸ぶれを調節し、ディファレンシャルアッセンブリ２６が正常に作動しなくなることを防いでいる。クロスピン部品は、組み立てられた状態ではスペーサー８６とは接触していない。スペーサー８６内の隙間経路９２は、クロスピン部品９０よりも大きな外径を有している。このように、２つの個々の部品が、サイドギアの軸ぶれの調節（すなわちスペーサー８６）及び軸シャフトの軸ぶれの調節（すなわちクロスピン部品９０）に使用されている。このような配置を用いることで、軸シャフトの軸ぶれに影響を与えることなく、サイドギアの軸ぶれを好ましく制御することが可能となる。
【００３６】
回転のバランスをとるため、ディファレンシャルアッセンブリ２６の重量を分散させることが好ましい。具体的には、円筒状突起部１２８及び先端部１５４の重量を、ピニオンギヤ１００〜１０６の周囲に位置するディファレンシャルケーシング４０の重量及びピニオンギヤ１００〜１０６の重量と連携させ、回転バランスの取れたディファレンシャルアッセンブリ２６を提供する。また、これ以外の方法としては、ディファレンシャルアッセンブリ２６の各部品の重量を回転軸Ａの周囲に分散することで、ディファレンシャルアッセンブリ２６が回転軸Ａの周りを回転する際に生じる不均衡を最小限に抑える、または相殺する、方法もある。なお、ディファレンシャルケーシング４０又はディファレンシャルアッセンブリ２６のエンドキャップ５０に釣り合い重り（counter weight）が、付加的に、又は、何らかの部品と置換して、組み込まれることが好ましい。
【００３７】
留め具１４６は、一般的なディファレンシャルと同様に構成されてもよい。これにより、生産設備やトルクレンチ設定を変更することなく、同じ軸組立ラインにおいて一般的なディファレンシャル及び、ヘリカルギアディファレンシャルを組み立てることができる。
【００３８】
図１０には、上記以外の特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ２２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ２２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、２００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ２２６は、中間軸部２５８及び末端部２６２を有するクロスピン２９０を備えている。クロスピン２９０を、保持ディスク２３４によりディファレンシャルケーシング２４０内に保持されるよう取り付けることができる。具体的には、クロスピン２９０の先端部を、保持ディスク２３４の内側表面に形成されたカウンタ孔２３８へとはめ込まれるように取り付けることができる。保持リング２４４を、カウンタ孔２３８上に位置する放射状へり（radial lip）２４８に取り付けることができる。
【００３９】
図１１には、さらなる特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ３２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ３２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、３００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ３２６は、中間軸部３５８及び末端部３６２を有するクロスピン３９０を備えている。クロスピン３９０を、Ｌ型プレート３３４及び留め具３４０により、ディファレンシャルケーシング３４０内に保持されるよう取り付けることができる。具体的には、クロスピン３９０の先端部を、Ｌ型プレート上に形成された開口部３３８を通るよう取り付けることができる。このようにして、Ｌ型プレートはクロスピン３９０と連携し、軸Ａに対してほぼ垂直方向になるようクロスピン３９０を保持する。フランジ部３３２に備えられた経路３４８及びＬ型プレート３３４に備えられた経路３３５を通って固定するよう、留め具３４０を取り付けることができる。取り付けられた留め具３４０はクロスピン３９０の先端部と隣接し、クロスピン３９０を取り付け位置に保持している。
【００４０】
図１２には、さらなる特徴を有するディファレンシャルアッセンブリ４２６が示されている。ディファレンシャルアッセンブリ４２６は、ディファレンシャルアッセンブリ２６と同様の部品を備えているが、４００番台の部材番号により特徴づけられる。ディファレンシャルアッセンブリ４２６は、中間軸部４５８及び末端部４６２を有するクロスピン４９０を備えている。クロスピン４９０を、留め具４５０によりディファレンシャルケーシング４４０に固定されるよう取り付けることができる。具体的には、フランジ部４３２に設けられた経路４４８及びクロスピン４９０に設けられた経路４３５を通って固定されるよう、留め具４５０を取り付けることができる。
【００４１】
アクセス経路４２７はディファレンシャルケーシング４４０上に形成することができ、アクセス経路４２７によりＣクリップ９４（図４）を取り付ける際の通路が形成される。さらなる特徴に基づいたスペーサー４８６には、クロスピンを受容する経路４９２が備えられており、組立時にはクロスピン４９０が経路４９２を通して取り付けられる。スペーサー４８６は、ディファレンシャルケーシング４４０内部に軸方向に取り付けられ、図示されるようにサイドギアの間に配置される。
【００４２】
本発明に関して詳細な記述がなされ、また図とそれに付随する解説とを用いて様々な実施例が示されたが、請求項によって定義される本発明の範囲より逸脱することなく、当該業者が様々な変更を加えられること及びその構成要素を同等のものに交換することが可能であると解釈されなければならない。
【００４３】
さらに、様々な実施例の特徴、構成要素、及び／又は機能を混ぜ合わせる及び組み合わせることは、本発明において明確に考慮されたことである。ある実施例の特徴、構成要素及び／又は機能を、本発明において示された又はそれ以外の適当な実施例へと取り入れることができる本発明の開示は、当該業者により高く評価されるであろう。
【００４４】
加えて、本質的な本発明の範囲より逸脱することなく、特定の状況や物質に対応するよう本発明の内容に多くの変更を加えることが可能である。したがって、本発明は、図示された特定の実施例、及び目下のところ発明を実施する最良の形態として示された詳細な記述に限定されるものではない。本発明は上記説明及び請求項に当てはまるあらゆる実施例を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
乗物用のディファレンシャルの部品として利用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、アクセス経路を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される一対のサイドギアと、
回転するために上記サイドギアと連結する一対の第１及び第２軸シャフトと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはアクセス経路および隙間経路を通じて収容され、上記クロスピンのアクセス経路への収容はディファレンシャルケーシングに対してクロスピンが固定されるものの開放可能に連結され、軸の回転に沿って回転するサイドギア対の位置に関わり無くスペーサーとクロスピンとの間に空間が配置されるように、隙間経路の大きさが対応するクロスピンの大きさよりも大きいことを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項２】
上記スペーサーが略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項３】
上記ディファレンシャルケーシングは、開口窓と、第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対とを備え、上記開口窓は上記第１ピニオンギヤ及び上記第４ピニオンギヤの対の間に形成され、上記第２ピニオンギヤは上記第１ピニオンギヤ及び上記第３ピニオンギヤから等間隔にずれた放射状の位置に配置され、上記第３ピニオンギヤは上記第２ピニオンギヤ及び上記第４ピニオンギヤから等間隔にずれた放射状の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項４】
上記クロスピンは中間軸部と末端部とを備え、中間軸部は第２軸シャフトに収容される先端を備えていることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項５】
上記末端部の径は、上記中間軸部の径と同じか小さいことを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項６】
上記クロスピンは、ディファレンシャルケーシングに開放可能に連結する先端部をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項７】
上記先端部はクロスピンが第１軸シャフトに収容される間は第１取付位置に位置し、
当該先端部はクロスピンのディファレンシャルケーシングに対する軸方向の移動を制限し、
当該先端部はディファレンシャルケーシングと連結するときに回転してディファレンシャルケーシングの軸と平行な位置である第２取付位置に位置することを特徴とする請求項６に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項８】
上記第１取付位置と第２取付位置とが９０°異なっていることを特徴とする請求項７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項９】
上記クロスピンは軸の軸方向への移動を制限し、上記スペーサーはサイドギア対がクロスピンと独立した前後への移動を制限することを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１０】
上記クロスピンをディファレンシャルケーシングに開放可能に連結するとともに、クロスピンのディファレンシャルケーシングへの軸に対して垂直な差込みを補助する留め具が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１１】
上記ディファレンシャルケーシングは、上記留め具を収容する取付経路を備えた、放射状に広がる隆起フランジを備えることを特徴とする請求項１０に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１２】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、２つの不連続な円筒状突起部および上記円筒状突起部の端部と連絡している２つのカウンタ孔で形成されるアクセス経路を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される一対のサイドギアと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはアクセス経路および隙間経路を通じて収容され、上記クロスピンは上記２つの円筒状突起部とかみ合わせられてディファレンシャルケーシングに固定されるものの開放可能に連結され、２つのカウンタ孔はディファレンシャルケーシングに対する軸の軸方向への移動を制限するＣ−クリップを収容するのに適応した大きさであることを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１３】
上記クロスピンの末端部はディファレンシャルケーシングに形成された孔に収容され、先端部はカウンタ孔に収容されていることを特徴とする請求項１２に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１４】
上記クロスピンに形成された貫通孔を通じて伸び、ディファレンシャルケーシングとかみ合う留め具をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１５】
上記ディファレンシャルケーシングは、上記留め具を収容する取付経路を備えた、放射状に広がる隆起フランジを備えることを特徴とする請求項１４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１６】
上記留め具は、ディファレンシャルケーシングの回転する軸と平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１５に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１７】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、放射状へりを有するカウンタ孔を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置され、軸とかみ合って駆動するのに適応した一対のサイドギアと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはカウンタ孔および隙間経路を通じて収容され、クロスピンの先端部を収容するカウンタ孔を有する保持ディスクを備え、当該保持ディスクは上記放射状へりとかみ合うとともに留め具によってディファレンシャルケーシングに開放可能に固定されていることを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１８】
上記クロスピンはディファレンシャルケーシングから間を空けて離れていることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１９】
上記留め具はカウンタ孔内に保持ディスクを保持する保持リングであることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項２０】
上記クロスピンの末端部はディファレンシャルケーシング内に形成された孔に収容されていることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、アクセス経路を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される一対のサイドギアと、
回転するために上記サイドギアと連結する一対の第１及び第２軸シャフトと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはアクセス経路および隙間経路を通じて収容され、上記クロスピンのアクセス経路への収容はディファレンシャルケーシングに対してクロスピンが固定されるものの開放可能に連結され、軸の回転に沿って回転するサイドギア対の位置に関わり無くスペーサーとクロスピンとの間に空間が配置されるように、隙間経路の大きさが対応するクロスピンの大きさよりも大きいことを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項２】
上記スペーサーが略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項３】
上記ディファレンシャルケーシングは、開口窓と、第１、第２、第３、第４ピニオン孔の対とを備え、上記開口窓は上記第１ピニオンギヤ及び上記第４ピニオンギヤの対の間に形成され、上記第２ピニオンギヤは上記第１ピニオンギヤ及び上記第３ピニオンギヤから等間隔にずれた放射状の位置に配置され、上記第３ピニオンギヤは上記第２ピニオンギヤ及び上記第４ピニオンギヤから等間隔にずれた放射状の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項４】
上記クロスピンは中間軸部と末端部とを備え、中間軸部は第２軸シャフトに収容される先端を備えていることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項５】
上記末端部の径は、上記中間軸部の径と同じか小さいことを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項６】
上記クロスピンは、ディファレンシャルケーシングに開放可能に連結する先端部をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項７】
上記先端部はクロスピンが第１軸シャフトに収容される間は第１取付位置に位置し、
当該先端部はクロスピンのディファレンシャルケーシングに対する軸方向の移動を制限し、
当該先端部はディファレンシャルケーシングと連結するときに回転してディファレンシャルケーシングの軸と平行な位置である第２取付位置に位置することを特徴とする請求項６に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項８】
上記第１取付位置と第２取付位置とが９０°異なっていることを特徴とする請求項７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項９】
上記クロスピンは軸の軸方向への移動を制限し、上記スペーサーはサイドギア対がクロスピンと独立した前後への移動を制限することを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１０】
上記クロスピンをディファレンシャルケーシングに開放可能に連結するとともに、クロスピンのディファレンシャルケーシングへの軸に対して垂直な差込みを補助する留め具が挿入されることを特徴とする請求項１に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１１】
上記ディファレンシャルケーシングは、上記留め具を収容する取付経路を備えた、放射状に広がる隆起フランジを備えることを特徴とする請求項１０に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１２】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、２つの不連続な円筒状突起部および上記円筒状突起部の端部と連絡している２つのカウンタ孔で形成されるアクセス経路を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置される一対のサイドギアと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはアクセス経路および隙間経路を通じて収容され、上記クロスピンは上記２つの円筒状突起部とかみ合わせられてディファレンシャルケーシングに固定されるものの開放可能に連結され、２つのカウンタ孔はディファレンシャルケーシングに対する軸の軸方向への移動を制限するＣ−クリップを収容するのに適応した大きさであることを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１３】
上記クロスピンの末端部はディファレンシャルケーシングに形成された孔に収容され、先端部はカウンタ孔に収容されていることを特徴とする請求項１２に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１４】
上記クロスピンに形成された貫通孔を通じて伸び、ディファレンシャルケーシングとかみ合う留め具をさらに備えていることを特徴とする請求項１２に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１５】
上記ディファレンシャルケーシングは、上記留め具を収容する取付経路を備えた、放射状に広がる隆起フランジを備えることを特徴とする請求項１４に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１６】
上記留め具は、ディファレンシャルケーシングの回転する軸と平行な軸に沿って伸びていることを特徴とする請求項１５に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１７】
乗物のディファレンシャルアッセンブリであって、
軸の周りを回転可能である、放射状へりを有するカウンタ孔を有するディファレンシャルケーシングと、
上記ディファレンシャルケーシングの内部に配置され、軸とかみ合って駆動するのに適応した一対のサイドギアと、
上記サイドギア対の間に配置された、隙間経路を備えたスペーサーとを備え、
クロスピンはカウンタ孔および隙間経路を通じて収容され、クロスピンの先端部を収容するカウンタ孔を有する保持ディスクを備え、当該保持ディスクは上記放射状へりとかみ合うとともに留め具によってディファレンシャルケーシングに開放可能に固定されていることを特徴とするディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１８】
上記クロスピンはディファレンシャルケーシングから間を空けて離れていることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項１９】
上記留め具はカウンタ孔内に保持ディスクを保持する保持リングであることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【請求項２０】
上記クロスピンの末端部はディファレンシャルケーシング内に形成された孔に収容されていることを特徴とする請求項１７に記載のディファレンシャルアッセンブリ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２０２８１０（Ｐ２０１１−２０２８１０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１２３６（Ｐ２０１１−１６１２３６）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【分割の表示】特願２００５−６１３８７（Ｐ２００５−６１３８７）の分割
【原出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（５０４０９１９６８）アメリカン アクスル アンド マニュファクチャリング，インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【分割の表示】特願２００５−６１３８７（Ｐ２００５−６１３８７）の分割
【原出願日】平成１７年３月４日（２００５．３．４）
【出願人】（５０４０９１９６８）アメリカン アクスル アンド マニュファクチャリング，インコーポレイテッド (14)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]