(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動アセンブリから発せられる騒音、振動、および荒さ（ＮＶＨ）のうちの少なくとも１つを修正するための差動アセンブリであって、
ハウジングの回転と共に移動し、ハウジングの回転に伴ってハウジングの回転軸を中心に周回するように、ハウジングに接続される１組のピニオンギヤと、
前記１組のピニオンギヤと噛み合う一対のサイドギヤと、
ハウジングの回転軸を中心とするハウジングの回転と共に移動するように、ハウジングに接続された少なくとも１つのＮＶＨ改良要素と、を備え、
前記１組のピニオンギヤの各それぞれのピニオンギヤは、それぞれのピニオンギヤのそれぞれの回転軸を中心にさらに回転可能であり、
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、前記一対のサイドギヤと噛み合うように配置されており、
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素の回転軸は、１組のピニオンギヤの回転軸とは異なることを特徴とする差動アセンブリ。
【請求項２】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、少なくとも１つのＮＶＨを欠く他の同一の差動アセンブリと比較して、差動アセンブリの少なくともいくつかの動作条件下で差動アセンブリから放射される騒音、振動、および荒さのうちの少なくとも１つを修正することを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項３】
前記ハウジングは、リヤプロペラシャフトによって選択的に駆動されるようになっているリングギヤを含み、前記一対のサイドギヤはそれぞれ、それぞれのハーフシャフトに接続するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項４】
少なくとも１つのＮＶＨ修正要素を欠く他の点で同一の差動アセンブリと比較して、差動アセンブリが放射される騒音、振動、および荒さのうちの少なくとも１つを修正するように構成される少なくともいくつかの動作条件が、差動アセンブリがリヤプロペラシャフトから切り離され、リングギヤが回転ロックされ、サイドギヤに接続された一方のハーフシャフトが車両のホイールから切り離され、車両の他方のホイールが回転して、他方のハーフシャフトがそれぞれのサイドギヤの回転を駆動し、それによりサイドギヤと噛み合う１組のピニオンギヤが、道路上の車輪によって駆動されたハーフシャフトによって、接続された一方のギヤから直接回転速度を受けるときの差動アセンブリの動作を含むことを特徴とする請求項３に記載の差動アセンブリ。
【請求項５】
少なくとも１つのＮＶＨ修正要素はギヤ形状であることを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、各サイドギヤの頂部ランド面と接触する円錐面を有することを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、前記１組のピニオンギヤとは異なる材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素はポリマー材料を含むことを特徴とする請求項７に記載の差動アセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素はエラストマー材料を含むことを特徴とする請求項７に記載の差動アセンブリ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、焼結粉末金属材料を含むことを特徴とする請求項７に記載の差動アセンブリ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は第１の焼結粉末金属材料を含み、前記１組のピニオンギヤは第２の焼結粉末金属材料を含み、
前記第１の焼結粉末金属材料は前記第２の焼結粉末金属材料よりも高い気孔率を有することを特徴とする請求項１０に記載の差動アセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は第１の焼結粉末金属材料を含み、前記１組のピニオンギヤは第２の焼結粉末金属材料を含み、
前記第１の焼結粉末金属材料は前記第２の焼結粉末金属材料より低い密度を有することを特徴とする請求項１０に記載の差動アセンブリ。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素の前記焼結粉末金属材料は自己潤滑性材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載の差動アセンブリ。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、前記差動アセンブリ内で耐荷重性がなく、トルク伝達性がないことを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、複数のＮＶＨ修正要素を含むことを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項１６】
複数のＮＶＨ修正要素のうちの１つは、前記複数のＮＶＨ修正要素のうちの別の１つとは異なる形状または材料を有することを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、軸方向切頭型サイレンサピニオンを含むことを特徴とする請求項１に記載の差動アセンブリ。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのＮＶＨ修正要素は、その中心軸に対してほぼ垂直な表面を有する複数の積み重ねられたスライスを含むことを特徴とする請求項１７に記載の差動アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年１月５日に出願された表題「差動アセンブリのためのＮＶＨ修正」なる米国特許出願第６２ ／ ４４２，７２０号に対する優先権を主張し、参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
（連邦政府による資金提供を受けた研究に関する陳述）
適用なし。
【０００３】
本開示は、差動アセンブリに関する。具体的には、本開示は、消音ピニオンまたは他のＮＶＨ修正部材を追加することによって、騒音、振動、および荒さ（以下、「ＮＶＨ」）の差分を低減および／または修正する方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
差動アセンブリは、ある軸を別の軸に対して差動回転させるためによく使用される。一例として、車両が旋回を操縦するとき、外側ホイール経路の長さは、そのターンの距離にわたって内側ホイール経路の長さより大きい。したがって、車両が旋回に沿って走行するとき、これは、内輪および内輪が接続されているハーフシャフトよりも、回転の期間にわたって外輪および外輪が接続されているハーフシャフトがより多く回転することを必要とする。 
【０００５】
車両の側面を横切ってこの等しくない量の回転を調整しかつ許容するために、差動アセンブリが一対のハーフシャフトの間の中央に従来配置されている。後輪用のリヤ差動アセンブリの場合、プロペラシャフトが動力を差動装置に伝達し、リングギヤと、それが回転するにつれてリングギヤの中心軸を中心に公転する１組のより小さなピニオンギヤとの回転を引き起こす。この軸は、ハーフシャフトの回転軸と一致している。ピニオンギヤは、ハーフシャフトの端部で１組のサイドギヤと噛み合っている。
【０００６】
リヤ差動装置を（部分的に）使用して車両を駆動するために、プロペラシャフトはリングギヤの回転を駆動し、それがピニオンギヤの旋回を引き起こす。これらのピニオンギヤが回転すると、それらはプロペラシャフトからのトルクを、通常相互連結キャリヤによって支持されたリングギヤおよび連結されたピニオンギヤを介して、それぞれリヤハーフシャフトの一方に連結された一対のサイドギヤに伝達する。ハーフシャフトに取り付けられたホイールが同じ速度で回転するとき、ピニオンギヤはリングギヤの中心軸を周回するが、それら自身のそれぞれの軸の周りを別々には回転しない。ハーフシャフトに取り付けられたホイールが異なる速度で回転すると、ピニオンギヤは両方ともリングギヤの中心軸を周回し、さらにそれらの軸を中心にして別々に回転する。どちらの場合も、トルクはピニオンからハーフシャフトに取り付けられたサイドギヤに伝達される。しかしながら、車両が旋回している状態では、ピニオンの回転は、サイドギヤの互いに対する異なる回転速度に適応する。
【０００７】
最近の全輪駆動車の多くでは、リヤ差動装置（後輪のセットに接続されている）は、リヤプロペラシャフトによってのみ選択的に駆動される。このようにして、経済性および燃費を改善するために、車両を二輪駆動と全四輪駆動との間で交互に切り替えることができる。リヤプロペラシャフトがリヤ差動装置の駆動から切り離されて車両が二輪駆動モードに置かれると、リヤプロペラシャフトおよびリングギヤは回転を停止するように設計される。これらの条件下では、２つの後輪と一方のハーフシャフトが「自由に」そして時には後輪が車両と一緒に引っ張られるにつれて異なる速度で回転することを可能にするために２つのリヤハーフシャフトの一方が差動アセンブリのそれぞれのサイドギヤから切り離される。
【０００８】
リヤプロペラシャフトとリングギヤがロックされ、一方のハーフシャフトがそのサイドギヤから回転的に切り離されると、ピニオンギヤは非常に高い回転速度を受ける可能性がある。上述の条件下では、一方の後輪の回転の全てが、連結されたハーフシャフトに連結された一方のサイドギヤを介してリヤ差動アセンブリに伝達される。リングとピニオンが所定の位置に固定されているので、このサイドギヤの回転はピニオンギヤに直接的にそして完全に伝達され、ピニオンギヤは接続されたハーフシャフトと切断されたハーフシャフトが互いに対して旋回する差動速度に関係なく、この回転を切断されたハーフシャフトのサイドギヤに十分にそして完全に伝達する。したがって、この接続解除モードでは、ピニオンギヤはリヤ差動装置が接続されているときよりもさらに速く回転するであろう。いくつかの推定によると、接続解除状態のピニオンの回転速度は、車両の旋回条件下でのピニオンの回転速度よりもほぼ１００倍大きい可能性がある。 
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した種類の差動装置の接続解除状態において、装置のピニオンギヤは非常に高い回転速度を受ける可能性がある。この例外的なレベルの回転速度では、差動装置がリヤプロペラシャフトからハーフシャフトにトルクを伝達するように働くとき、差動装置から発せられる典型的な騒音と振動はピニオンのより低い回転速度の下にあるものから増幅される。高速ピニオン回転からのこの騒音および振動は、車両の他の部分で共鳴することがあり、巡航速度で単調な騒音を生み出すことがあり、そして車のキャビン内に許容できないほど高いレベルの騒音を発生させることによって運転経験に害を及ぼすほど十分に激しいことがある。 
【００１０】
特に高いＮＶＨ放出を有する差動装置の１つの特定の使用例が上述されているが、この使用例は単に代表的なものであり、差動装置は様々な理由で他の動作条件下で望ましくないＮＶＨを放出することがある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本明細書に開示されているのは、作動中に差動アセンブリによって発生する騒音、振動、および荒さ（harshness）を低減および／または修正することができる改良された差動アセンブリである。これらの改良は任意の種類の差動アセンブリに利用することができるが、上述した種類のリヤ差動アセンブリに特に有益であると考えられ、そこでは、固定されたリングギヤと切断されたハーフシャフトとが、他の接続されたハーフシャフトから差動アセンブリのピニオンギヤへの受動的な回転の伝達をもたらす。
【００１２】
静寂を助長するため、または騒音および振動を減衰させるために、改良された差動アセンブリは、差動アセンブリの負荷またはトルク伝達ピニオンに加えて、「消音器」ピニオンまたは他のＮＶＨ修正要素を含むことができる。これらの消音器ピニオンまたは他のＮＶＨ修正要素は、ピニオンギヤが差動アセンブリを介して伝達するようにはトルクを実質的に伝達しないが、ノイズおよび振動を減衰し、および／または生成されたＮＶＨの周波数を変更して、単調にならないようにするか、車両の他の部分で共振を発生させるように働く。これらのＮＶＨ修正要素は、いくつかの異なる幾何学的形態をとることができ、あるいは低密度粉末金属、ポリマー材料、または様々な材料の組み合わせなどの消音材料で作ることができる。要するに、これらのＮＶＨ修正要素は、耐荷重またはトルク伝達用に設計されていないが（ＮＶＨ修正要素は、いくつかの設計において依然としていくらかのトルクを伝達することができると考えられるが）、差動アセンブリのノイズと振動という特徴を変更する差動アセンブリの追加のコンポーネントである。これらのＮＶＨ修正要素は、（特にそれらが耐荷重性もトルク伝達性でもないので）伝統的なピニオンのような形状である必要はなく、同様のＮＶＨ改良効果を達成する他の形状および形態を有してもよい。
【００１３】
一態様によれば、差動アセンブリは、差動アセンブリから発せられる騒音、振動、および荒さ（ＮＶＨ）のうちの１つまたは複数の修正（低減および／または変更の両方を含む）のために開示される。差動アセンブリは、１組のピニオンギヤと、一対のサイドギヤと、少なくとも１つのＮＶＨ修正要素（１つまたは潜在的に複数のＮＶＨ修正要素とすることができ、必ずしも互いに類似している必要はない）とを含む。１組のピニオンギヤは、ハウジングが回転するにつれて１組のピニオンギヤがハウジングの回転と共に移動してハウジングの回転軸を中心に周回するようにハウジングに接続される。１組のピニオンギヤの各ピニオンギヤはまた、それぞれのピニオンギヤのそれぞれの回転軸の周りに回転可能である。一対のサイドギヤは、１組のピニオンギヤと噛み合っている。ＮＶＨ修正要素は、ハウジングの回転軸を中心とするハウジングの回転と共に移動し、１組のサイドギヤと係合するように配置されるように、ハウジングに接続される。
【００１４】
ＮＶＨ修正要素は、ＮＶＨ修正要素を欠く他の点では同一の差動アセンブリと比較して、差動アセンブリの少なくともいくつかの動作条件下で、差動アセンブリから放射される騒音、振動、および荒さのうちの１つまたは複数を低減および／または修正することができる。
【００１５】
１つの特定の形態では、差動アセンブリは、例えば、リヤプロペラシャフトによって選択的に駆動されるようになっているリングギヤを含むハウジングを備え、それぞれのハーフシャフトに接続するようになっている一対のサイドギヤを備えた、リヤ差動アセンブリであり得る。この形態では、リヤ差動装置は、差動アセンブリがリヤプロペラシャフトから切り離され、リングギヤが回転的にロックされているという条件下で動作することができ、サイドギヤに接続されたハーフシャフトの１つが車両の車輪から切り離されており、車両の運動中に他方の車輪が回転すると、（接続されている）他方のハーフシャフトがそれぞれのサイドギヤの回転を駆動して、サイドギヤと噛み合う１組のピニオンギヤは、路上で車輪によって駆動される接続された一方のハーフシャフトから直接回転速度を受けるようになっている。このような条件下では、ハーフシャフトの１つが切り離された状態で、ピニオンギヤは、サイドギヤ間の回転速度差だけではなく、道路上の速度によって決まる非常に高い速度で駆動され得る。ピニオンの回転に対するそのような道路上の速度は、両方のハーフシャフトが車輪およびサイドギヤに接続されているときの標準的な接続動作の下での差動アセンブリの速度の約１００倍であり得る。上述したように、ＮＶＨ修正要素によって緩和されていないので、そのような回転速度は、車内で容認できないほど大きな騒音、振動、および車両全体にわたる他の残響をもたらす可能性がある。しかしながら、ＮＶＨ修正要素の存在は、差動アセンブリから放出されるＮＶＨを低減および／または修正することができる。
【００１６】
差動アセンブリがリヤ差動アセンブリである例示的な形態が上述されているが、ＮＶＨ修正要素は他の種類の差動装置、例えばフロント差動アセンブリに用いることが十分に考えられる。さらにまた、ＮＶＨ修正要素は、車両または自動車の差動装置以外の差動装置に使用することができる。本出願は、ＮＶＨ修正要素を採用することができる例示的状況として切断された差動装置を使用しているが、ＮＶＨ修正要素を採用するという概念はそのように限定されるものではない。
【００１７】
ＮＶＨ修正要素は様々な形態を取り得ると考えられる。一形態では、ＮＶＨ修正要素はギヤ形状であり得る。別の形態では、ＮＶＨ修正要素は、各サイドギヤの最上ランド面と接触する円錐面を有することができる。さらに、ギヤ形態と円錐面との間のハイブリッド形態も考えられ、これらの形態は部分的にギヤ様で部分的に円錐状であり得る。記載された様々な幾何学的形態は例示的なものであるが、それらは限定的なものではなく、他の形態または形状を用いて同様の効果を得ることができる。
【００１８】
いくつかの形態では、ＮＶＨ修正要素は、軸方向に切頭された消音器ピニオンを含み得る。いくつかの形態では、ＮＶＨ修正要素は、その中心軸に対してほぼ垂直な表面を有する複数の積み重ねられたスライスを含み得ることが考えられる。
【００１９】
動作中に差動アセンブリのＮＶＨを低減および／または修正するのを助けるために、ＮＶＨ修正要素は、１組のピニオンギヤとは異なる材料であり得る。例えば、ＮＶＨ修正要素は、エラストマー材料などのポリマー材料であり得る。別の例として、ＮＶＨ修正要素は焼結粉末金属材料でもあり得る。ＮＶＨ改質元素は、差動アセンブリ内の唯一の焼結粉末金属部品であり得るか、または他の部品も焼結粉末金属材料から形成され得ることが考えられる。差動アセンブリ内に複数の焼結粉末金属部品がある場合、ＮＶＨ修正要素は第１の焼結粉末金属材料であり得、１組のピニオンギヤは第２の焼結粉末金属材料であり得る。意図された効果を提供するのを助けるために、第１の焼結粉末金属材料は、第２の焼結粉末金属材料より高い気孔率を有するか、または第２の焼結粉末金属材料より低い密度を有することができる。いくつかの形態では、ＮＶＨ改質元素の焼結粉末金属材料はさらに自己潤滑性材料を含み得ると考えられる。
【００２０】
いくつかの形態では、ＮＶＨ修正要素は、差動アセンブリ内で非耐荷重性および非トルク伝達性であり得ることが考えられる。したがって、ＮＶＨ修正要素が存在する一方で、それらは、消音器ピニオンまたはＮＶＨ修正要素としてのそれらの用途を超えて機械的機能を実行し得ない。
【００２１】
いくつかの形態では、複数のＮＶＨ修正要素が存在し得、そして１つ（またはそれ以上）のＮＶＨ修正要素は、他の１つ（またはそれ以上）のＮＶＨ修正要素とは異なる形状または材料を有し得る。
【００２２】
したがって、（特にリヤ差動アセンブリの接続解除状態での動作中に）差動アセンブリによって放出されるＮＶＨを修正および／または低減するのを助ける差動アセンブリが提供される。ＮＶＨ修正要素を追加することによって、他の点では従来の差動アセンブリに、ＮＶＨ修正、吸収、または相殺効果を有することができる１つまたは複数のＮＶＨ修正または減衰要素を与えることができる。これらのＮＶＨ修正要素は、非耐荷重および非トルク伝達であり得るので、それらは、ＮＶＨ修正を考慮して設計され得、一般に、耐荷重、トルク伝達ピニオン要素に関連する設計上の考慮事項を回避し得る。この意味で、特定の差動設計に対応するための非常に優れた設計柔軟性があり、特定の差動パッケージの性能または所与の車両ラインの動作条件を最適化するためにＮＶＨ修正要素をいくつかの異なる方法で製造することができる。
【００２３】
本発明のこれらおよびさらに他の利点は、詳細な説明および図面から明らかになるであろう。以下は単に本発明のいくつかの好ましい実施形態の説明である。本発明の全範囲を評価するために、これらの好ましい実施形態は特許請求の範囲内の唯一の実施形態であることを意図していないので、特許請求の範囲を検討すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】リヤ差動アセンブリのリングギヤ、ピニオン、およびサイドギヤの断面図である。
【図２】第１の実施形態によるＮＶＨ修正要素を含む差動アセンブリの一部を示す斜視図であり、ＮＶＨ修正要素の概念をよりよく示すために１つのサイドギヤおよび１つのピニオンギヤが省略されている。
【図３Ａ】一対のサイドギヤ、一対のピニオンギヤ、および図２に示されたものとは異なる１組のＮＶＨ修正要素を示す差動アセンブリの一部の第２の実施形態の図である。
【図３Ｂ】一対のサイドギヤ、一対のピニオンギヤ、および図２に示されたものとは異なる１組のＮＶＨ修正要素を示す差動アセンブリの一部の第２の実施形態の図である。
【図３Ｃ】一対のサイドギヤ、一対のピニオンギヤ、および図２に示されたものとは異なる１組のＮＶＨ修正要素を示す差動アセンブリの一部の第２の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１を参照すると、差動アセンブリ２２の構成要素の多くが詳細に示されている。図１に示す形態では、差動装置２２はリヤ差動装置であるが、以下の説明から明らかなように、ＮＶＨ修正に関する改良は、車両用のフロントまたはリヤ差動装置であるかどうかにかかわらず、いかなる種類の差動装置にも適用できる。一般に、差動アセンブリ２２は、リングギヤ３２と、１組のピニオンギヤ３４と、１組のサイドギヤ３６とをを支持するキャリヤ３０を収容するハウジング２８を含む。中心軸Ａ−Ａが図１に示されており、 これは、一対のリヤハーフシャフト（図示せず）と平行であり、キャリヤ３０、リングギヤ３２、および１組のサイドギヤ３６の回転軸も規定する。リングギヤ３２は、プロペラシャフト（図示せず）の端部によって駆動されてリングギヤ３２およびそれに取り付けられたキャリヤ３０を回転させることができる歯を有する。
【００２６】
キャリヤ３０内に収容された１組のピニオンギヤ３４は、軸線Ｂ−Ｂと平行な方向にキャリヤ３０を貫通して延びる支持体３８によって適所に保持されている。軸線Ｂ−Ｂは、軸線Ａ−Ａに対してほぼ垂直であり、また支持体３８上に受け入れられた１組のピニオンギヤ３４のそれぞれに対して回転軸を画定する。リングギヤ３２とキャリヤ３０が回転すると、１組のピニオンギヤ３４はキャリヤ３０の回転と共に軸線Ａ−Ａを周回する。したがって、１組のピニオンギヤ３４は、軸Ａ−Ａを周回すると同時にそれら自身の回転軸Ｂ−Ｂを中心に回転することができる。添付の図の組には２つのピニオンギヤが示されているが、この図の組は例示的なものであり限定的なものではないこと、および他の実施形態では１組により多くのピニオンギヤがあり得ることを理解されたい。
【００２７】
１組のピニオンギヤ３４は、それらのそれぞれの歯において１組のサイドギヤ３６と噛み合う。両方の組のギヤ３４および３６は、回転軸に対して角度をなして傾斜している歯を有するベベルギヤ（傘歯車）である。サイドギヤ３６は、各リヤハーフシャフト（図示せず）の端部に内面スプライン結合で結合されている。これらのサイドギヤ３６は、キャリヤ３０とは独立して回転可能であるが、いくつかの動作条件では、サイドギヤ３６はキャリヤ３０と共に回転してもよい。
【００２８】
使用時、例えば全輪駆動モードのように、プロペラシャフトと両方のリヤハーフシャフトとが接続されているとき、プロペラシャフトの機械的エネルギーはハウジング２８のリングギヤ３２に伝達され、ハウジング２８は取り付けられたキャリヤ３０および１組のピニオンギヤ３４（および後述するＮＶＨ修正要素）と共に軸線Ａ−Ａを中心に回転する。両方の車輪が道路上で同じ速度で回転しているとき（すなわち、車両が直進しているとき）、トルクは、実質的に軸Ｂ−Ｂを中心に回転していないが軸Ａ−Ａを中心に周回しているピニオンギヤ３４からリヤハーフシャフトを駆動するためにサイドギヤ３６に均等に伝達される。片方のリヤハーフシャフトがもう片方のシャフトよりも速く回転している場合（通常は、車両が旋回しているために片方の車輪がさらに距離を移動しているため）、そして、差動アセンブリ２２を介してリングギヤ３２から後半軸に伝達されるトルクだけでなく、１組のピニオンギヤ３４も軸Ｂ−Ｂを中心に回転して、他方のリヤハーフシャフトに対する一方のリヤハーフシャフトの相対回転量を調整する。 
【００２９】
しかしながら、上記背景技術の項で述べたように、リヤプロペラシャフトと一方のハーフシャフトとの接続が解除されると、両方の後輪が車両と共に引っ張られ、ドライブトレイン１０のフロント部分のみが自動車の運動を発生させる。これらの状況下では、軸線Ａ−Ａを中心としたリングギヤ３２およびキャリヤ３０の回転は、接続されたサイドギヤ３６を駆動する接続されたリヤハーフシャフトの一方とロックされる。キャリヤ３０の回転がロックされると、サイドギヤ３６は、自身の軸線Ｂ−Ｂを中心に回転することができるが軸線Ａ−Ａを中心に周回することができない１組のピニオンギヤ３４を直接駆動する。また、ピニオンギヤ３４の回転により、接続解除されたリヤハーフシャフトの一方が回転されるが、このリヤハーフシャフトは接続解除されているので、この回転は他の要素にはそれ以上伝達されない。
【００３０】
これらの切り離された状態の下で、１組のピニオンギヤ３４は、サイドギヤ３６を介して接続されたリヤハーフシャフトの一方から伝達された回転によって決定される速度で回転する。これは、ピニオンギヤ３４がサイドギヤ３２間の差を吸収するために軸Ｂ−Ｂの周りを回転するだけの連結状態における回転速度と比較して、非常に高い速度でピニオンギヤ３４が回転することを意味する。ドライブトレイン１０の接続解除状態では、ピニオンギヤは典型的な接続状態の使用条件の下よりも１００倍も速く回転すると推定される。
【００３１】
このような接続解除条件下では、ピニオンギヤ３４の高い回転速度は、騒音、振動、および荒れ（「ＮＶＨ」）を生じさせる可能性がある。差動装置によって生じるこのようなＮＶＨ状態は、単調で、容認できないほどに大きな音であり、運転経験を混乱させる音および振動を車室内に発生させる可能性がある。
【００３２】
さらに図２および図３Ａ〜図３Ｃを参照すると、様々なＮＶＨ修正要素が２つの例示的な形態で示されている。これらのＮＶＨ修正要素は、差動アセンブリ２２に導入され、（少なくともある程度までは）１組のサイドギヤ３６と係合する追加の要素である。これらのＮＶＨ修正要素は、特に「接続解除」モードでの動作中に、差動アセンブリ２２全体によって放出されるＮＶＨを修正および／または低減するように設計されている。このようなＮＶＨ改変要素の使用は、この状況および用途において特に有用であるが、ＮＶＨ改変要素はまた、任意の異なるアセンブリまたは使用状態によって生成されるＮＶＨを改変するのに有益であり得ることが十分に考えられる。特定の理論に限定されることなく、ＮＶＨ修正要素は、第１の例では、差動アセンブリ２２によって生成されたＮＶＨを打ち消すか、差動アセンブリ２２によって生成されたＮＶＨを劣化または減衰させる微小な混乱を差動アセンブリ２２の他の周期的動作に導入することがあると考えられる。
【００３３】
図２を具体的に参照すると、一対のＮＶＨ修正要素４０が差動アセンブリ２２の一部に示されており、ここでＮＶＨ修正要素４０は、ピニオンまたはベベルギヤに全体的に類似する幾何学的形状を有する実質的に追加のギヤである。完全なアセンブリには、反対側の他のサイドギヤとピニオンギヤが存在するのだが、図２では、ＮＶＨ修正要素４０をより良く示すことができように、一対のピニオンギヤ３４のうちの一方と、一対のサイドギヤ３６のうちの一方のみが示されていることに留意する。アセンブリは、図１に示された向きから約９０度回転しているので、図示のサイドギヤ３６は底部にあることにも留意する。
【００３４】
図示の特定の形態では、１組のＮＶＨ修正要素４０は、軸Ａ−ＡおよびＢ−Ｂの両方に対して垂直である軸Ｃ−Ｃに沿って十字支持体４２に取り付けられた実質的に追加の「消音器」ピニオンである。図示のように、十字支持体４２は、支持体３８の周りを挟みそしてその軸方向端部に受け入れられたＮＶＨ修正要素４０を有する２つの半体である。
【００３５】
ＮＶＨ修正要素４０は全体的に１組のピニオンギヤ３４に似ているが、実際には、いくつかの注目すべき点で１組のＮＶＨ修正要素４０は１組のピニオンギヤ３４とは全く異なる。１つには、１組のＮＶＨ修正要素４０は、１組のピニオンギヤ３４がするような、キャリヤ３０からサイドギヤ３６へのトルクまたは機械的力を伝達しない。ＮＶＨ修正要素４０がトルク伝達性でないことを確実にするために、リングギヤ３２およびキャリヤ３０からサイドギヤ３６へ荷重を伝達しないように、例えば、１組のピニオンギヤ３４とは異なる幾何学的形状を有することができ、および／または異なる材料で作ることができる。
【００３６】
１つの例示的な幾何学形状を強調するために、そして図２に示されるように、ＮＶＨ修正要素４０は、サイドギヤ３６の歯と噛み合う軸方向に傾斜した歯を有するギヤ形状とすることができる。いくつかの形態では、サイズがわずかに小さいことを除いて、ＮＶＨ修正要素４０のギヤ形態はピニオンギヤ３４と同様の形態を有することができると考えられる。他の形態では、ＮＶＨ修正要素４０の幾何学形状はピニオンギヤ３４と同一であってもよいが、トルクを伝達するピニオンギヤ３４とは対照的に、トルクを伝達しないように、ＮＶＨ修正要素４０の材料はピニオンギヤ３４とは異なっていてもよい。しかしながら、ギヤ形態を有する代わりに、ＮＶＨ修正要素４０は円錐状面を有してもよく、このＮＶＨ修正要素４０の円錐面が各サイドギヤ３６の頂部ランド面と係合する。さらに、ＮＶＨ修正要素は、ギヤ形態と、いくつかのギヤ歯を含む円錐形態との間のハイブリッド形態または幾何学形状を有し得るが、ピニオンギヤのギヤ形態よりも浅い輪郭を有することができると考えられ、ピニオンギヤの歯数に対していくつかの歯が欠けていてもよい。
【００３７】
ＮＶＨ修正要素４０の特定の幾何学的形状にかかわらず、ＮＶＨ修正要素４０の材料は、ピニオンギヤ３４の材料と異なってもよい。１つの非限定的な例として、ＮＶＨ改良要素４０の材料はエラストマー材料のようなポリマー材料であり得る。別の例として、ＮＶＨ修正要素４０の材料は焼結粉末金属材料であり得る。多くの差動アセンブリでは、ピニオンギヤ３４も焼結粉末金属材料から製造することができ、ピニオンギヤ３４も優れた密度および強度を提供するように鍛造することができる。したがって、ＮＶＨ修正要素４０は、ピニオンギヤ３４とは異なる粉末金属材料から形成することができ、および／または異なる焼結密度もしくは気孔率を有することができ、あるいは処理条件から生じる異なる幾何学形状を有することができる。一形態では、ＮＶＨ修正要素４０は第１の焼結粉末金属材料であり得、一方、ピニオンギヤ３４は第２の焼結粉末金属材料であり得る。第１の焼結粉末金属材料は、第２の焼結粉末金属材料より高い気孔率を有してもよく、および／または第２の焼結粉末金属材料よりも低い密度を有してもよい。いくつかの形態では、ＮＶＨ修正要素４０は、ピニオンギヤ３４と同様の化学組成（または出発粉末金属）を有してもよく、またはピニオンギヤ３４とは異なる化学組成（または出発粉末金属）を有してもよい。いくつかの形態では、ＮＶＨ修正要素４０の焼結粉末金属材料は、少なくとも部分的にＮＶＨ修正要素４０の表面に分布する自己潤滑材料を粉末金属組成物中に含むことができ、使用時には、自己潤滑性材料は、ＮＶＨ修正要素４０とサイドギヤ３６との間のベアリング面に存在する。粉末金属鋼で作られたＮＶＨ修正要素の場合、密度は５．６ｇ ／ ｃｃ以上であり、金属スポンジを含み、粉末金属アルミニウムから作られたＮＶＨ修正要素の場合、密度は２．０ｇ ／ ｃｃであると考えられる。
【００３８】
さらに、２つのＮＶＨ修正要素が図２に示されているが、当然のことながら、異なる数のＮＶＨ改質要素を使用することができる。いくつかの形態では、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上のＮＶＨ修正要素があってもよく、ＮＶＨ修正要素４０の数はピニオンギヤ３４の数と一致するか、またはピニオンギヤ３４の数と異なってもよい。さらに、当然のことながら、２つ以上のＮＶＨ改質要素がある場合、各ＮＶＨ改質要素は、形状および／または材料が互いに同じであってもよく、または形状および/または材料の少なくとも１つの点で互いに異なっていてもよい。例えば、それらは単一、類似、または非類似の金属および／またはポリマー材料またはそれらの組み合わせから形成されてもよく、それらはお互いに対称、非対称、均一または不均一な構造（またはそれらの組み合わせ）であってもよい。
【００３９】
図３Ａ〜３Ｃは、単一の差動装置に複数の異なるＮＶＨ修正要素を提供する代替の構成の一例を示す。図３Ａ〜図３Ｃでは、ＮＶＨ修正要素４４ａおよび４４ｂがそれぞれ、ピニオン形状の１つまたは複数のスライスから形成され、図２に示す十字支持体と同様に十字支持体４２上に受け入れられる。図示の特定の形態では、これらのスライスは互いに等しい厚さであり、ＮＶＨ修正要素４４ａは４つのスライスを含み、ＮＶＨ修正要素４４ｂは単一のスライスのみを含む。当然のことながら、他の数のスライスが各ＮＶＨ修正要素上に見いだされてもよく、これは単一の例示的な構成にすぎないことを理解されたい。両方のＮＶＨ修正要素４４ａおよび４４ｂは、ピニオンギヤの幾何学形状に対してわずかに軸方向に切頭されている。
【００４０】
１つまたは複数のＮＶＨ改変要素は、複数の材料から作製され得ることが考えられる。例えば、上記の図３Ａ〜図３ＣのＮＶＨ修正素子４４ａ、４４ｂでは、スライスは、例えば、第１のスライスが金属であり、第２のスライスがポリマーであるなど、金属材料とポリマー材料（例えば、エラストマー材料）などの材料から交互に製造することができる。いくつかの形態では、ポリマーが金属に接着するようにするなど、ポリマー材料を金属層の間の適所に成形することができると考えられる。さらにまた、金属層は、互いからわずかに角度を（おそらくほんの数分の１度でさえも）ずらすことができ、ＮＶＨ修正要素の応答にある程度の差異または弾力性をもたらすことができると考えられる。さらに他の形態では、異なる層が多種類の粉末金属材料からＮＶＨ修正要素に形成されてもよいと考えられ、異なる材料から成る異なる領域が差動装置のＮＶＨを修正するのを助けるために互いに異なって応答する。これらは、ＮＶＨ修正要素のための潜在的な多材料設計のほんの数例であり、他の形態も使用することができる。
【００４１】
当然のことながら、いくつかの例示的なＮＶＨ改変要素が例示および記載されているが、例示および記載された形態は、本開示の範囲内に含まれると考えられる唯一のＮＶＨ改変要素ではないことは確かである。実際、非常に一般的な意味では、差動装置内の任意の無負荷または非トルク伝達要素を使用して、差動装置または公称量のトルクを伝達するいくつかの要素さえも）によって生成されるＮＶＨを変更および／または低減することができる。ＮＶＨ修正要素は、二輪駆動モードと全輪駆動モードとの間で選択的に切り替え可能である車両のリヤ差動アセンブリにおいて特に有用であるが、ＮＶＨ修正要素をフロント差動装置または他のタイプの差動装置で使用されて、差動装置によって生成されるＮＶＨを変更および/または減らすために用いることを妨げるものは何もないと考えられる。リヤ差動アセンブリの前後関係の例が説明されるのは、その前後関係において、ＮＶＨ修正要素の使用は、ＮＶＨが接続解除状態で放出されることを考えると特に有益であると考えられるからである。
【００４２】
当然のことながら、本発明の精神および範囲内で、好ましい実施形態に対する他の様々な修正および変形をなし得る。したがって、本発明は記載された実施形態に限定されるべきではない。本発明の全範囲を確かめるために、添付の特許請求の範囲を参照すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
0006796208.tif 000005
【図３Ｃ】
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