(57)【要約】  自動車用のロッキングデファレンシャル（１０）は、ハウジング（１２）と、ハウジング（１２）に支持される差動機構（３８）とを含む。差動機構（３８）は、互いに軸方向に離れた関係に配置された一対のクラッチ部材（４０）を含み、それぞれクラッチ部材は、横ピン（６６）を受入れるように対向された内側に向いた面に配置される溝（６４）を含む。溝（６４）のそれぞれは、互いに横方向に延びる作動面（７４，１７４，２７４）を含む。作動面の各々は、スクリューインボリュート面を形成し、横ピン（６６）は、ハウジングに対してアクスルハーフシャフトの差動回転が所定量の場合に、横ピンの方向に延びるラインに沿う作動面に接触する。【選択図】図３
2013500447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１２）と、該ハウジング（１２）に支持される差動機構（３８）とを備えた自動車用のロッキングデファレンシャル（１０）であって、
前記差動機構（３８）は、互いに軸方向に離れた関係に配置され、かつ、前記ハウジング（１２）と共に回転可能に支持される一対のクラッチ部材（４０）と、対応する一対のアクスルハーフシャフト（３０，３２）に回転可能に適合する一対のサイドギヤ（４２，４４）と、それぞれ対応する一対のクラッチ部材（４０）と前記サイドギヤ（４２，４４）との間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構（４８，５０）とを含んでおり、
前記一対のクラッチ部材（４０）は、前記ハウジング（１２）内で軸方向に移動可能であり、前記アクスルハーフシャフト間の差動運動が所定量の場合に、それぞれクラッチ機構（４８，５０）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を前記アクスルハーフシャフトと共に結合し、
前記一対のクラッチ部材（４０）の各々は、それぞれ互いに対面関係に配置された溝（６４）を有する内側に向いた面（６２）と、前記溝（６４）内に受け入れられ、かつ、前記ハウジング（１２）に連結されて回転可能に動作する横ピン（６６）とを有し、
前記溝（６４）の各々は、互いに対して横方向に延びる一対の作動面（７４）を含み、該作動面（７４）の各々は、スクリューインボリュート面（８０）を形成し、前記横ピン（６６）は、前記ハウジング（１２）に対してアクスルハーフシャフト（３０，３２）が作動回転する場合に、前記横ピン（６６）の方向に延びるライン（８２）に沿う前記作動面（７４）に接触することを特徴とするロッキングデファレンシャル。
【請求項２】
前記溝（６４）は、前記一対の作動面（７４）の間に配置され、かつ、前記一対の作動面（７４）に相互連結する溝底面（７２）を含むことを特徴とする請求項１に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項３】
前記スクリューインボリュート面（８０）は、前記溝底面（７２）に隣接する前記クラッチ部材（４０）の径方向外縁の近くに位置する仮想点Ａと、前記溝底面（７２）から離れた前記クラッチ部材（４０）の径方向内縁の近くに位置する仮想点Ｂとを形成し、前記スクリューインボリュート面（８０）は、前記作動面（７４）に直交して形成される仮想平面Ｃが前記作動面（７４）の径方向に横切って延びる線（８２）を定めるように、前記仮想点Ａと前記仮想点Ｂとの間でわずかに凸状であることを特徴とする請求項２に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項４】
前記作動面（７４）は、互いに対して鈍角で延びていることを特徴とする請求項１に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項５】
前記一対のクラッチ機構（４８，５０）の各々は、前記サイドギヤ（４２，４４）に回転可能に支持される複数の摩擦板（５４）と、対応する一方の前記クラッチ部材（４０）に回転可能に支持され、かつ、複数の摩擦板（５４）の間に介在される複数のプレート（５８）とを有する摩擦クラッチ部材を含み、前記クラッチ機構（４８，５０）は、前記摩擦板（５４）が隣接するプレート（５８）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を関連した一方の前記サイドギヤ（４２，４４）に結合するように作動可能であることを特徴とする請求項１に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項６】
前記溝（６４）は中心線（ＣＬ）を形成し、前記横ピン（６６）は前記中心線の両側上に配置された作動面（７４）に係合することを特徴とする請求項１に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項７】
ハウジング（１２）と、該ハウジング（１２）に支持される差動機構（３８）とを備えた自動車用のロッキングデファレンシャル（１０）であって、
前記差動機構（３８）は、互いに軸方向に離れた関係に配置され、かつ、前記ハウジング（１２）と共に回転可能に支持される一対のクラッチ部材（４０）と、対応する一対のアクスルハーフシャフト（３０，３２）に回転可能に適合する一対のサイドギヤ（４２，４４）と、それぞれ対応する一対のクラッチ部材（４０）と前記サイドギヤ（４２，４４）との間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構（４８，５０）とを含んでおり、
前記一対のクラッチ部材（４０）は、前記ハウジング（１２）内で軸方向に移動可能であり、前記アクスルハーフシャフト間の差動運動が所定量の場合に、それぞれクラッチ機構（４８，５０）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を前記アクスルハーフシャフトと共に結合し、
前記クラッチ部材の各々は、それぞれ互いに対面関係に配置された溝（６４）を有する内側に向いた面（６２）と、前記溝（６４）内に受け入れられ、かつ、前記ハウジング（１２）に連結されて回転可能に動作する横ピン（６６）とを有し、
前記溝（６４）の各々は、互いに対して横方向に延びる一対の作動面（１７４）を含み、該作動面（１７４）の各々は、１つの平面にわずかな凸状の面を形成し、前記横ピン（６６）は、前記ハウジングに対してアクスルハーフシャフト（３０，３２）が作動回転する場合に、その上に形成される点で前記作動面（１７４）に接触することを特徴とするロッキングデファレンシャル。
【請求項８】
前記溝（６４）は、前記一対の作動面（１７４）に相互連結する溝底面（７２）を含むことを特徴とする請求項７に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項９】
前記作動面（１７４）のそれぞれは、前記溝底面（７２）に隣接する前記クラッチ部材（４０）の径方向外縁（７７）の近くに位置する仮想点Ｄと、前記溝底面（７２）から離れた前記クラッチ部材（４０）の径方向内縁（７５）の近くに位置する仮想点Ｅとを形成し、前記作動面（１７４）は、該作動面に直交して形成される仮想平面が前記作動面（１７４）上の仮想点Ｆを横切るように、前記仮想点Ｄと前記仮想点Ｅとの間でわずかに凸状であることを特徴とする請求項８に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１０】
前記作動面（１７４）は、互いに対して鈍角で延びていることを特徴とする請求項８に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１１】
前記一対のクラッチ機構（４８，５０）の各々は、前記サイドギヤ（４２，４４）に回転可能に支持される複数の摩擦板（５４）と、対応する一方の前記クラッチ部材（４０）に回転可能に支持され、かつ、複数の摩擦板（５４）の間に介在される複数のプレート（５８）とを有する摩擦クラッチ部材を含み、前記クラッチ機構（４８，５０）は、前記摩擦板（５４）が隣接するプレート（５８）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を関連した一方の前記サイドギヤ（４２，４４）に結合するように作動可能であることを特徴とする請求項８に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１２】
前記溝（６４）は中心線（ＣＬ）を形成し、前記横ピン（６６）は前記中心線の両側上に配置された作動面（１７４）に係合することを特徴とする請求項８に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１３】
ハウジング（１２）と、該ハウジング（１２）に支持される差動機構（３８）とを備えた自動車用のロッキングデファレンシャル（１０）であって、
前記差動機構（３８）は、互いに軸方向に離れた関係に配置され、かつ、前記ハウジング（１２）と共に回転可能に支持される一対のクラッチ部材（４０）と、対応する一対のアクスルハーフシャフト（３０，３２）に回転可能に適合する一対のサイドギヤ（４２，４４）と、それぞれ対応する一対のクラッチ部材（４０）と前記サイドギヤ（４２，４４）との間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構（４８，５０）とを含んでおり、
前記一対のクラッチ部材（４０）は、前記ハウジング（１２）内で軸方向に移動可能であり、前記アクスルハーフシャフト間の差動運動が所定量の場合に、それぞれクラッチ機構（４８，５０）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を前記アクスルハーフシャフトと共に結合し、
前記クラッチ部材の各々は、それぞれ互いに対面関係に配置された溝（６４）を有する内側に向いた面（６２）と、前記溝（６４）内に受け入れられ、かつ、前記ハウジング（１２）に連結されて回転可能に動作する横ピン（６６）とを有し、
前記溝（６４）の各々は、互いに対して横方向に延びる一対の作動面（２７４）を含み、該作動面（２７４）の各々は、２つの平面にわずかな凸状の面を形成し、前記横ピン（６６）は、前記ハウジング（１２）に対してアクスルハーフシャフト（３０，３２）が作動回転する場合に、その上に形成される点で前記作動面に接触することを特徴とするロッキングデファレンシャル。
【請求項１４】
前記溝（６４）は、前記一対の作動面（２７４）に相互連結する溝底面（７２）を含むことを特徴とする請求項１３に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１５】
前記作動面（２７４）は、互いに対して鈍角で延びていることを特徴とする請求項１４に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１６】
前記一対のクラッチ機構（４８，５０）の各々は、前記サイドギヤ（４２，４４）に回転可能に支持される複数の摩擦板（５４）と、対応する一方の前記クラッチ部材（４０）に回転可能に支持され、かつ、複数の摩擦板（５４）の間に介在される複数のプレート（５８）とを有する摩擦クラッチ部材を含み、
前記クラッチ機構（４８，５０）は、前記摩擦板（５４）が隣接するプレート（５８）に係合して、前記クラッチ機構（４８，５０）を関連した一方の前記サイドギヤ（４２，４４）に結合するように作動可能であることを特徴とする請求項１４に記載のロッキングデファレンシャル。
【請求項１７】
前記溝（６４）は中心線（ＣＬ）を形成し、前記横ピン（６６）は前記中心線の両側上に配置された作動面（２７４）に係合することを特徴とする請求項１４に記載のロッキングデファレンシャル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車用のロッキングデファレンシャルに関し、より具体的には、所与のサイズの差動装置に適したトルク容量及び密度の増加をもたらすロッキングデファレンシャル機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明によって意図される型式のロッキングデファレンシャルは、駆動系の一部として用いられ、一般に、ハウジング内で回転するために支持される一対のクラッチ部材を含む。一対のサイドギヤは、対応するアクスルハーフシャフトに回転可能にスプライン結合される。クラッチ機構は、クラッチ部材とサイドギヤとの間に介在される。横ピンは、ハウジングに回転可能に取付けられ、クラッチ部材の内部で対向する面上に形成される一対の対向した溝内に受け入れられる。アクスルハーフシャフト間の差動運動が過度の場合に、例えば、１つのタイヤが滑りやすい路面上で支持されるとき、横ピンが関連したクラッチ部材上に作動して、クラッチ機構と係合し、これによって、一対のアクスルハーフシャフトに結合する。
【０００３】
更に、この型式のロッキングデファレンシャルは、一般的にそれらに意図された目的のために働くが、ある欠点を有している。より具体的には、差動装置の部品の寸法は、それによって伝達されるトルク量によって決定づけられる。一般的に、高トルクの要求は、より大きく、より丈夫な、例えば、横ピン、クラッチ部材、その他など部品を必要とする。この設計上の制限は、適用に要求されるトルク容量及び密度の所定量に対して最終的に差動装置のコストが増加する。
【０００４】
従って、関連する部品の寸法を大きくする必要がなくトルク容量及び密度を増加させ、それにより差動装置のコストを減少するように設計されるロッキングデファレンシャルに対する技術の必要性は依然として残っている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、ハウジングと、ハウジングに支持される差動機構とを含む自動車用のロッキングデファレンシャルにおける従来技術の欠点を打開する。差動機構は、互いに軸方向に離れた関係に配置され、かつ、ハウジングと共に回転可能に支持される一対のクラッチ部材を含む。一対のサイドギヤは、対応する一対のアクスルハーフシャフトに回転可能に適合する。一対のクラッチ機構は、対応する一対のクラッチ部材とサイドギヤとの間に動作可能に配置される。クラッチ部材は、ハウジング内で軸方向に移動可能であり、アクスルハーフシャフト間の差動運動が所定量の場合に、クラッチ機構に係合して、クラッチ機構をアクスルハーフシャフトと共に結合する。一対のクラッチ部材の各々は、内側に向いた面を有する。それぞれの面は、それぞれ他に対して対面関係に配置される溝を含む。横ピンは、溝内に受け入れられ、かつ、ハウジングに連結されて回転可能に動作する。溝の各々は、互いに対して横方向に延びる一対の作動面を含む。本発明の一実施形態において、作動面は、スクリューインボリュート面を形成し、横ピンは、アクスルハーフシャフトが差動回転の場合に、横ピンの方向に延びるラインに沿う作動面に接触する。本発明の別の実施形態において、作動面は、１つの平面にわずかに凸状の面を形成し、横ピンは、アクスルハーフシャフトが差動回転の場合に、作動面上に形成される点で作動面に接触する。本発明のさらに別の実施形態では、作動面は、２つの平面にわずかに凸状の面を形成し、横ピンは、アクスルシャフトが差動回転の場合に、作動面上に形成される点で作動面に接触する。
【０００６】
このようにして、本発明のロッキングデファレンシャルは、横ピンと作動面との間に線接触できるスクリューインボリュート作動面と、横ピンと作動面との間に点接触可能な１つの平面にわずかに凸状の作動面又は２つの平面にわずかに凸状に位相的に変更できる作動面とを有する作動面を有するクラッチ部材を用いる。この構造は、横ピンと作動面との相互関係によって生じる周辺応力を大幅に減少し、それによって、横ピンとクラッチ部材の所与のサイズの差動装置によって生じるトルク密度を増大する。従って、本発明は、差動装置の所与のトルク容量のために、関連する部品の寸法を増加させる必要性と、差動装置のコストを関連して減少する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、容易に評価され、添付図に関連して次の記述を読んだ後、よりよく理解されるであろう。
【０００８】
【図１】透視した駆動系の駆動軸、ピニオンギヤ及びリングギヤを示すロッキングデファレンシャルの断面図である。
【図２】クラッチ部材に対して横ピンの配置を示すロッキングデファレンシャルの断面図である。
【図３】本発明の差動機構の分解図である。
【図４】本発明のクラッチ部材の斜視図である。
【図５】横ピンと作動面との間の接触領域ならびに従来技術で知られたロッキングデファレンシャルで生じる周辺応力領域を示すクラッチ部材の斜視図である。
【図６Ａ】スクリューインボリュート作動面を示す本発明のクラッチ部材の一実施形態の斜視図である。
【図６Ｂ】スクリューインボリュート面の生成を示す図である。
【図６Ｃ】横ピンとスクリューインボリュート面との間の線接触を示す断面図である。
【図７Ａ】１つの平面にわずかに凸状の作動面を示す本発明のクラッチ部材の平面図である。
【図７Ｂ】１つの平面にわずかに凸状の作動面を示す図７Ａの線７Ｂ−７Ｂに沿って拡大された代表断面図である。
【図８Ａ】横ピンと２つの平面にわずかに凸状の作動面との間の接触を示す断面図である。
【図８Ｂ】横ピンと２つの平面にわずかに凸状の作動面との間の接触を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明によって意図される型式のロッキングデファレンシャルの一実施形態は、図１及び２に全体として符号１０で示される。ロッキングデファレンシャル１０は、動力装置を有する車両のいくつかの駆動系の一部として用いるように設計され、動力装置は、車両に動力を供給するために使用する。それ故に、差動装置１０は、全体として１２で示されるハウジングを含む。ハウジング１２は、リングギヤ１４を支持でき、リングギヤ１４は、駆動軸１８に固定されるピニオンギヤ１６に噛合う関係に駆動するように設計される。リングギヤ１４、ピニオン１６及び駆動軸１８は、図１に透視して示される。ハウジング１２は、本体２０とキャップ２２から構成でき、キャップ２２は、一対の環状の嵌合フランジ部２４Ａ，２４Ｂにボルト２６又は適切な締結機構を通して本体２０に固定して取付けられる。また、リングギヤ１４は、嵌合フランジ２４Ａ，２４Ｂに締結具２６を通してハウジング１２に取付けることができる。ハウジングが従来技術で周知の従来構造によって形成でき、かつ、本発明が本体及びキャップ部によって形成されるハウジングに限定されないことを当業者なら次の記述で理解されるであろう。同様に、ハウジング１２は、従来技術で周知の従来の駆動系によって駆動でき、かつ、本発明は、リングギヤ、ピニオン及び駆動軸を用いて駆動されるハウジングに限定されない。
【００１０】
本体２０は、一対のアクスルハーフシャフト３０，３２の一方３０を支持するハブ２８を形成する。同様に、キャップ２２は、一対のアクスルハーフシャフトの他方３２を支持するハブ３４を形成する。同時に、ハウジング１２の本体２０及びキャップ２２は、協働してキャビティー３６を形成する。全体として符号３８で示される差動機構は、ハウジング１２よって形成されるキャビティー３６に支持される。また、差動機構３８は、図３の分解図に示され、互いに軸方向に離れた関係に配置される一対のクラッチ部材４０を含む。クラッチ部材４０は、ハウジング１２に支持され回転可能に動作する。一対のサイドギヤ４２，４４は、対応する一対のアクスルハーフシャフト３０，３２の一方に回転可能に適合される。この目的のため、サイドギヤ４２，４４は、その内周上にスプライン４６を形成し、対応するアクスルハーフシャフト３０，３２上に形成するスプラインに係合する。全体として符号４８及び５０で示される一対のクラッチ機構は、それぞれ対応する一対のクラッチ部材４０とサイドギヤ４２，４４との間に動作可能に配置される。この目的のため、サイドギヤ４２，４４は、その外周上にスプラインを含む。クラッチ機構４８，５０は、複数の摩擦板５４を含み、摩擦板５４は、サイドギヤ４２，４４の外周に協働してスプライン結合され、かつ、それと共に回転可能である。同様に、一対のクラッチ部材４０の各々は、その内周上に形成される複数のスプライン５６を含む。一連の板５８は、クラッチ部材４０の内周スプライン上に動作可能に支持され、かつ、サイドギヤ４２，４４上に支持される複数の摩擦板５４間に介在される。以下に詳細に説明するように、一対のクラッチ部材４０は、ハウジング内で軸方向に移動可能であり、アクセルハーフシャフト間の差動運動が所定量の場合に、各クラッチ機構４８，５０に係合し、クラッチ機構４８，５０を関連したアクスルハーフシャフト３０，３２と共に結合する。また、本発明によって意図される型式のロッキングデファレンシャルの一実施形態は、複数の付勢部材６０を用いることができ、付勢部材６０は、クラッチ部材４０と受取り側のキャビティー６１との間に配置され、かつ、互いに離れてクラッチ部材４０を付勢する。
【００１１】
図３〜５に最もよく示されているように、一対のクラッチ部材４０の各々は、互いに軸方向に離れた関係に配置される内側に向いた面６２を有する。一対のクラッチ部材４０の内側に向いた面６２の各々は、全体として符号６４で示される溝を含み、他に対して対面関係に配置される。横ピン６６は、溝６４に受け入れられ、ハウジング１２に連結され回転可能に動作する。また、この目的のため、差動装置１０は、ハウジング１２の本体２０の内周にスプライン結合される管状の取付けスリーブ６８（図１及び２）を含む。このために、横ピン６６は、スリーブ６８に形成された対応する開口部７０で管状のスリーブに固定できる。しかしながら、横ピン６６が適切な方法でハウジング１２に取付けられ回転可能に動作することは、ここに記載される記述から当業者に理解されるであろう。
【００１２】
図４及び５を詳細に参照すると、溝６４の各々は、溝底部７２と、互いに対して横方向に延びる一対の作動面７４とによって形成される。溝底部７２は、一対の作動面７４の間に配置され、かつ、一対の作動面７４に動作可能に相互連結する。更に、一実施形態では、作動面７４は、互いに対して鈍角で延びる。しかしながら、本発明によって意図された手段で機能するために、溝６４が必ずしも溝底面７２を形成する必要がないことは、次の記述から当業者に理解されるであろう。作動モードにおいて、横ピン６６は、軸方向外側にクラッチ部材４０を動かして、作動面に係合し、それにより、クラッチ機構４８，５０に係合し、以下に詳細に説明するように、アクスルハーフシャフト３０，３２に一緒に結合する。
【００１３】
より具体的には、上記に記載される型式の差動装置は、それに取付けられたアクスルハーフシャフト３０，３２の間で、ある程度制限された滑りができる。しかしながら、自動車の状況において、例えば、タイヤの１つが堅固に支持されるとき、タイヤのもう１つは、スリップしているタイヤから堅固に支持されるタイヤにトルクを伝達するために差動装置を滑らせて作動する（例えば、タイヤの１つが車道上にある場合と、他のタイヤが、例えば、氷などの滑りやすい路面上に支持される場合など）。この起因では、溝６４の作動面７４に係合する横ピン６６が溝６４の中心線ＣＬの両側上に配置されるとき、関連したクラッチ機構４８，５０と係合状態となる関連したクラッチ部材４０を移動し、それにより、スリップしているタイヤのアクスルハーフシャフトを堅固に支持されたタイヤの他のアクスルハーフシャフトに結合する。このようにして、トルクは、スリップしているタイヤから堅固に支持されたタイヤにトルクが伝達され、それにより、タイヤの１つがスリップしても、自動車を駆動できる。横ピン６６によって係合された対向作動面７４は、操作可能な実施形態において、図５の符号７６で示された斜線であり、かつ、溝６４を分岐する中心線ＣＬの両側上に配置される。
【００１４】
アクスルハーフシャフトの差動運動が従来技術で周知の型式のロッキングデファレンシャルによって支持されるとき、横ピン及び溝の作動面は、作動面の径方向の縁に増加した応力領域を作り出す働きをする。これら増加した応力領域は、図５に符号７８で示される弓状の斑点部で示される。増加した応力領域７８は、所定寸法の差動装置で生じるトルク量を限定する。従って、増大するトルクが、いかなる適用に対しても必要とされるところでは、クラッチ部材及び横ピンは、寸法及び厚さを増大させなければならない。更に、差動装置に付加される増加したトルクを扱うために更なる熱処理及び他の処理が必要である。
【００１５】
一方、本発明のロッキングデファレンシャル１０は、作動面の径方向の縁で周辺応力を除外又は減少するために計画された作動面７４を特別に設計された溝６４を用いる。従って、本発明の特別に設計された作動面を用いたロッキングデファレンシャル１０は、所与のサイズの差動装置に適したより多くのトルクを伝達することができ、それによって、差動装置の製造コストを減少できる。
【００１６】
より具体的には、図６Ａ〜６Ｃを参照して、本発明のロッキングデファレンシャルの一実施形態は、図６Ｂに全体として符号８０で示されるスクリューインボリュート面を形成する作動面７４を用いる。この場合、横ピン６６は、ハウジング１２に対してアクスルハーフシャフトの差動回転の場合に、横ピン６６の方向に延びるライン８２に沿うスクリューインボリュート作動面８０に接触する。より具体的には、一連の図６Ａ〜６Ｃを参照して、スクリューインボリュート面８０は、溝底面７２に隣接するクラッチ部材４０の径方向外縁７７の近くに位置する仮想点Ａと、溝底面７２から離れたクラッチ部材４０の径方向内縁の近くに位置する仮想点Ｂとを形成する。スクリューインボリュート面８０は、仮想平面Ｐが作動面７４に直交、かつ、作動面７４の径方向外縁７７で仮想点Ｃに横切って形成できるように、仮想点Ａと仮想点Ｂとの間にわずかに凸状である。仮想平面Ｐは、作動面を横切って軸方向に延びるライン８２を形成する。この作動モードにおいて、上述したように図４を参照して、作動面７４に係合する横ピン６６は、図に示される中心線の両側上に配置される作動面７４に係合する。スクリューインボリュート面８０の使用は、横ピン６６と作動面７４との間に線接触を生じさせ、これにより、横ピン６６と作動面７４の相互作用によって生じる周辺応力の問題を実質的に減少させる。しかしながら、それが理想ではあるものの、スクリューインボリュート面は、製造が困難であるのも事実である。従って、理論上完全なスクリューインボリュート面の使用は、本発明の商業的実施形態で全く役に立たないことは当業者に理解されるであろう。
【００１７】
この困難を認め、本発明の別の実施形態に開示された図７Ａ及び７Ｂでは、同じ符号は、指定された同じ構造に用いられ、かつ、同じものは、１００を付加する。また、この実施形態は、横ピン６６と作動面１７４との間に生じる周辺応力を減少するが、商業的実施形態で製造が実現可能である。より具体的には、図７Ａ及び７Ｂに定める作動面１７４は、ハウジング１２に対してアクスルハーフシャフトが差動回転する場合に、横ピン６６がその上に形成される仮想点Ｆで作動面に接触するように、１つの平面でわずかに凸状である。例えば、これらの図に示すように、作動面１７４は、溝底面７２に隣接するクラッチ部材４０の径方向外縁７７の近くに位置する仮想点Ｄと、溝７２から離れてクラッチ部材４０の放射状内縁７５の近くに位置する仮想点Ｅとを形成する。作動面は、仮想平面Ｐが作動面上の仮想点Ｆを横切って作動面１７４に直交して形成されるように、仮想点Ｄ及び仮想点Ｅとの間でわずかに凸状である。横ピン６６は、横ピン６６の環状面とクラッチ部材４０の作動面１７４との間で点接触を確立する。この状況では、図７Ｂに最も良く典型的に示すように、作動面１７４の凸状の半径は、できるだけ大きくなければならない。凸状の作動面１７４の湾曲の大半径は、これら面上の周辺応力を実質的に減少する。
【００１８】
また、本発明のロッキングデファレンシャルの作動面の別の実施形態は、図８Ａ及び８Ｂに示され、同じ符号は、同じ構造に用いられ、同じ参照符号は、図６Ａ〜６Ｃに示される実施形態に対して２００を付加される。この実施形態において、作動面２７４は、わずかに凸状の２つの平面になるように、位相的に変更される。この実施形態では、横ピン６６は、ハウジングに対してクラッチ部材が差動回転中に、その上に形成される仮想点Ｆで作動面に接触する。
【００１９】
このようにして、本発明のロッキングデファレンシャルは、横ピンと作動面との間に線接触できるスクリューインボリュート面と、横ピンと作動面との間に点接触を可能にする１つの平面にわずかに凸状にできる作動面又は２つの平面にわずかに凸状になるように位相的に変更できる作動面とを有する作動面を有するクラッチ部材を用いる。この構造は、横ピンと作動面の相互関係によって生じる周辺応力を大幅に減少し、かつ、それによって、横ピンとクラッチ部材の所与のサイズに適した差動装置を介して生じるトルク密度を増大する。従って、本発明は、差動装置の所与のトルク容量のために、関連する部品の寸法を増加させる必要性と、差動装置のコストを関連して減少する。
【００２０】
本発明は、上記の明細書に極めて詳細に記載され、本発明の様々な変更及び改良は、明細書を読み、かつ、理解すると、当業者に明白になるだろうと考えられる。すべてにかかる変更及び改良が、添付の特許請求の範囲内に入る範囲で、本発明に含むことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
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