(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロス・ピンに対して回転できるように取付けた各ピニオン・ギヤと、共通の横方向軸線のまわりに回転できる第１及び第２のサイド・ギヤと、これ等の第１及び第２のサイド・ギヤにそれぞれ同軸の回転できる第１及び第２の車軸とを備えた自動車用の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリにおいて、
前記第１及び第２のサイド・ギヤにより駆動される第１及び第２の互いに同軸に整合した車軸を備え、
これ等の第１及び第２の車軸を、軸線方向に滑動できるようにし、これ等の車軸の同時の軸線方向運動を生ずるように相互に接続することにより、前記第１及び第２の車軸を前記第１及び第２のサイド・ギヤから相互に接続をはずすようにして成る、
二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項２】
さらに、前記第１及び第２の車軸を、前記横方向軸線に沿い同時に並進させるように相互に接続する相互接続部材を備えた請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項３】
前記相互接続部材を、前記第１の車軸の内側端部から前記第２の車軸の内側端部に延びる棒により構成した請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項４】
前記棒が前記クロス・ピンを貫通するようにした請求項３の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項５】
前記相互接続部材を、貫通する前記クロス・ピンを受入れることができ前記第１及び第２の車軸の間に延び、これ等の車軸を互いに接続する相互接続カラーにより構成した請求項２の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項６】
さらに、
前記第１及び第２のサイド・ギヤに設けた第１のクラッチ部材と、
前記第１及び第２の車軸に設けられ、それぞれ前記第１及び第２のサイド・ギヤのそれぞれの前記第１のクラッチ部材に係合する第２のクラッチ部材と、
を備えた請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項７】
さらに、前記第１及び第２の車軸の一方に取付けられ、前記第１及び第２の車軸をクラッチ係合位置及びクラッチ係合離脱位置の間で同じ方向に同時に軸線方向に動かすリングを備えた請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項８】
さらにアクチュエータを備え、このアクチュエータに、前記第１及び第２の車軸を前記のクラッチ係合位置及びクラッチ係合離脱位置の間で滑動可能に動かすように、前記リングに係合するアームを設けた請求項７の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項９】
前記第１及び第２の車軸の外面と、前記第１及び第２のサイド・ギヤの内面とに、互いに相補的なスプラインを設けた請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１０】
前記第１及び第２のサイド・ギヤに、軸線方向に延びる中心穴を設け、前記第１及び第２のサイド・ギヤの前記第１のクラッチ部材が、前記中心穴の一部分に形成したスプラインであり、前記第１及び第２の車軸の前記第２のクラッチ部材が、前記各車軸の外面に形成したスプラインであり、前記第１及び第２のサイド・ギヤの前記スプラインと、前記第１及び第２の車軸の前記スプラインとが、前記第１及び第２の車軸がクラッチ係合位置にあるときは互いに係合するが、前記第１及び第２の車軸がクラッチ係合離脱位置にあるときは係合が離脱するようにした請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１１】
圧縮ばねにより前記第１及び第２の車軸を前記クラッチ係合位置及びクラッチ係合離脱位置の一方に向かい付勢するようにした請求項１０の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１２】
前記圧縮ばねにより前記第１及び第２の車軸を前記係合離脱位置に向かい付勢するようにした請求項１１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１３】
前記第１及び第２の車軸を、前記の第１及び第２の被動ギヤがクラッチ係合位置にあるときは前記第１及び第２のサイド・ギヤに駆動作用を伴って係合するが、前記第１及び第２の車軸がクラッチ係合離脱位置にあるときはフリー・ホイーリング・モードになるようにした請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１４】
前記第１及び第２の出力軸と、前記の第１及び第２のサイド・ギヤとが、前記第１及び第２の出力軸の被動モード及びフリー・ホイーリング・モードの両方で互いに異なる速度で回転できるようにした請求項１３の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１５】
さらに、前記各車軸及び前記各サイド・ギヤの間にスプライン付き相互接続部を設けて、このスプライン付き相互接続部の各スプラインを、前記第１及び第２の各車軸と、前記第１及び第２の各サイド・ギヤとの軸線方向に互いに間隔を置いた１対のギヤ歯の列に分割するようにした請求項１の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ。
【請求項１６】
四輪駆動（４ＷＤ）車両に対して二輪駆動モードと四輪駆動モードとの間の切替えを行う方法において、
ディファレンシャル・アセンブリの互いに対向する端部から延びる第１及び第２の軸線方向に滑動できる車軸を同時に軸線方向に移動するように相互に接続するステップを包含する方法。
【請求項１７】
相互に接続した前記第１及び第２の車軸を、軸線方向に沿い滑動させ、前記各車軸を前記ディファレンシャル・アセンブリの第１及び第２の各サイド・ギヤから接続をはずすステップをさらに包含する請求項１６の方法。
【請求項１８】
前記各車軸と前記各サイド・ギヤとの間にスプライン付き相互接続部を設けることにより、これ等のスプラインを軸線方向に互いに間隔を置いた１対の列のギヤ歯に分割するステップをさらに包含する請求項１６の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はディファレンシャル接続はずし駆動アセンブリ（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ  ｄｒｉｖｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）又は機構、ことに二輪駆動モードでも又は四輪駆動モードでも又は四輪駆動モードでも作動できる四輪駆動車両用の二重接続はずし駆動アセンブリ（ｄｕａｌ  ｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔ  ｄｒｉｖｅ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二輪駆動モードでも又は四輪駆動モードでも作動できる四輪駆動車両は、広い普遍性を得ている。このような車両用の車軸接続はずし機構又はディファレンシャル接続はずし機構或はアセンブリはよく知られている。
【０００３】
四輪駆動車両用の一般に使われている接続はずし機構は、車軸アセンブリの２本の出力軸のうちパートタイム駆動される一方の出力軸だけの接続をはずす。このようにしてディファレンシャルのピニオン・ギヤ及びサイド・ギヤを逆駆動によって回転させる。ただしデフ・ケースは静止したままにしてある。このことは速度検出リミテッド・スリップ・ディファレンシャルには適合しない。又単一車軸接続はずし機構は、この車両が二輪駆動モードにある間は各デフ部品の回転によって騒音及び摩耗を生じ燃料経済性が低くなる。
【０００４】
種種の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ又は機構が提案されている。これ等の機構は一般に余分の運動部品を備え、かなり複雑であり又所要空間のために比較的幅の広い自動車への取付けにしか適合しない。初期の設計ではサイド・ギヤ及び車軸の間にクラッチ部材を挿入している望ましい工業的承認は得られていない。
【０００５】
【発明の要約】
本発明は共通の横方向軸線のまわりに回転できる第１及び第２のサイド・ギヤを持つディファレンシャルを提供する。回転できる第１及び第２の出力軸は各サイド・ギヤと同軸であり、又クラッチ機構は各サイド・ギヤに対し同時に駆動作用を伴う係合状態にするか又は同時にこの係合状態を離脱するのに使う。クラッチ係合位置（ｃｌｕｔｃｈ  ｅｎｇａｇｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）と、クラッチ係合離脱位置（ｃｌｕｔｃｈ  ｄｉｓｅｎｇａｇｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）との間に被動車軸（ｄｒｉｖｅｎ  ａｘｌｅ）を滑動して同時に動かすのにアクチュエータを使う。
【０００６】
被動車軸は第１及び第２のサイド・ギヤの各クラッチ部材を係合させるクラッチ部材を備え、被動車軸は第１の方向にクラッチ係合位置に同時に滑動でき又第２の方向にクラッチ係合離脱位置に同時に滑動できる。各被動車軸は同時の滑動運動を生ずるように相互に接続する。
【０００７】
本発明による好適な二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリは軸線方向に係合できるクラッチ部材として、第１及び第２のサイド・ギヤと第１及び第２の被動車軸との間のスプライン形インタフェース接続部を備える。各被動ギヤをクラッチ係合はずし位置に付勢する付勢手段を設けてある。自動車は、クラッチの係合をはずすと二輪駆動モードになりクラッチを係合させると四輪駆動モードになる。アクチュエータは相互接続した被動車軸の滑動運動により各車軸を係合離脱位置に移す。
【０００８】
本発明の他の態様のクラッチ機構は、車軸及びサイド・ギヤの両方に１対の割りスプライン歯を設け二重車軸接続はずしシステムの係合及び係合はずしに必要な移動距離を減らすようにしてある。
【０００９】
本発明のディファレンシャル・アセンブリは、複数の利点を持ち、単一の出力軸及びその車軸だけを二輪駆動モードを選択したときにディファレンシャルに対する駆動作用を伴う係合状態から離脱する従来知られている接続はずし機構に比べて燃料経済性が一層高く摩耗が一層少なく騒音が一層低い。従来知られている二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリに比べて本発明の利点は、全体寸法は増さないで部品数は一層少なく簡潔さを高め一層強い軸／ギヤ構造を備えることである。このようにして、サブコンパクト車を含む任意の寸法の自動車に本発明に二重接続はずし駆動機構を利用することができる。これにより、現在知られている二重接続はずし機構の所要空間によって従来随意の四輪駆動方式を備えていない、サブコンパクト車を含む比較的小形の自動車に四輪駆動装置を設けることができる。
【００１０】
以下本発明の好適な実施例を最良のモードについて詳細に説明する。
【００１１】
【実施例】
図１には、フルタイム後車軸及びパートタイム前車軸を持つ四輪駆動（４ＷＤ）自動車の前車軸に対する本発明による二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ（又は機構）を示してある。
【００１２】
ディファレンシャル・アセンブリは一般に、自動車変速機から縦方向に延びる駆動軸（図示してない）により駆動される縦方向に延びるピニオン軸（又は入力軸）（図示してない）により駆動される。このピニオン軸は、デフ・ケース１２に固定した（たとえばボルト止めした）リング・ギヤ（図示してない）にかみあう。デフ・ケース１２は、軸受け１５によりデフ・ハウジング１４内に回転できるように取付けてある。デフ・ケース１２とこのデフ・ケースに固定したリング・ギヤとは、出力軸２４、２５の軸線である横方向水平軸線のまわりに回転する。
【００１３】
本発明の実施に使うディファレンシャルはさらにクロス・ピン１６とクロスピン１６に対し回転できるように取付けたピニオン・ギヤ１８とを備える。このディファレンシャルはさらに、それぞれ第１（すなわち左側）及び第２（すなわち右側）のサイド・ギヤ２０、２１（図１、２及び３参照）を備える。各サイド・ギヤ２０、２１は、互いに同軸で共通の横方向軸線のまわりに回転する。この軸線は又前記した車軸２４、２５の共通の軸線である。
【００１４】
各サイド・ギヤ２０、２１は図２に明らかなようにそれぞれスプライン２２、２３の形のクラッチ部材を備える。各スプライン２２、２３は左側サイド・ギヤ２０の外端部において又右側サイド・ギヤ２１の内端部において各サイド・ギヤ２０、２１の中心穴にその各左端部の近くに形成してある。
【００１５】
本発明の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ１０はさらに互いに同軸の第１（又は左側）の出力軸２４と第２（又は右側）の出力軸２５とを備える。これ等の出力軸２４、２５は横方向に延び各サイド・ギヤ２０、２１と同軸である。これ等の出力軸２４、２５はクロスピン１６の近くの内側端部から外側端部に延びる。これ等の外側端部はデフ・ハウジング１４の外側に延びる。各スプライン２６、２７は出力軸２４、２５の内側端部にこれ等の出力軸を駆動するように設けてある。普通のもの（たとえば自在接手）でよい接手又はフランジ２８は、出力軸２４、２５の各外側端部に設けられこの自動車の各側で横方向外方に車輪（図示してない）に延びている。
【００１６】
本発明の１つの重要な態様によれば第１及び第２の車軸２４、２５は相互に接続され一単位として互いに軸線方向に滑動できる。すなわち本発明は、２本の車軸２４、２５を互いに接続するようにディファレンシャル・アセンブリを貫いて延びる接ぎロッド又はその他の適当な部材の形のリンキング部材１２９を設けるのがよい。この構造では本発明は各車軸の同時の軸線方向運動を生ずることにより第１及び第２の車軸２４、２５を第１及び第２のサイド・ギヤ２０、２１から手動で接続をはずす。図１及び図２の実施例ではり接ぎロッドはクロスピン１６を貫通する。図３に示した変型ではリンキング部材１２９は、各車軸２４、２５を互いに接続する接続スリップの形を持つ。図３の構造ではクロスピン１６は穴１３０でリンキング部材すなわち接続スリーブ１２９を貫通する。例示した両方の構造で２本の被動車軸２４、２５は確実に相互に結合してクラッチ係合位置及び係合離脱位置の間で相互の直線滑動運動を生ずるようにする。
【００１７】
本発明の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリ１０は両出力軸２４を各各サイド・ギヤ２０、２１に対し駆動作用を伴って同時に組合う状態にし、又は同時にこの状態からはずすクラッチ機構を備える。各サイド・ギヤ２０、２１のスプライン２２、２３はこのクラッチ・アセンブリ又は機構の一部を形成する。
【００１８】
被動スプライン２６、２７はそれぞれ出力軸２４、２５に固定して設け又はその他の方法で形成する。各サイド・ギヤ２０、２１の内歯スプライン３２と各出力軸２４、２５の外歯スプライン２６、２７は被動ギヤの軸線方向の滑動運動は生じさせるが相対回転は生じないようにする。すなわち各サイド・ギヤ２０、２１は係合位置では各出力軸２４、２５と共に回転する。
【００１９】
内歯スプライン付きサイド・ギヤ２０、２１と外歯スプライン付き車軸２４、２５とを備えた全体のクラッチ部材は、正常位置である。図１にクラッチ係合離脱位置で示してある。作動すると次に述べるように軸線方向に滑動できる車軸２４、２５は図１に示すようにクラッチ係合位置に左方に滑動する。このクラッチ係合位置では各サイド・ギヤ２０、２１のクラッチ部材すなわちスプライン２２、２３は各車軸２４、２５の各スプライン２６、２７にかみあう。各出力軸２４、２５は、クラッチ機構がクラッチ係合位置にあるときは各サイド・ギヤ２０、２１と共に回転し、又クラッチ機構がクラッチ係合離脱位置にあるときは各サイド・ギヤ２０、２１に関係なく回転する。
【００２０】
圧縮ばね４２は軸線方向に滑動できる車軸２４、２５をクラッチ係合離脱位置にすなわち図１の右方に付勢する付勢手段として作用する。ばね４２は第１のすなわち左方の出力軸２４に衝合する。
【００２１】
クラッチ機構を作動すようにクラッチ・アクチュエータ４０を二またの端部部分を持つシフトフォークとして設けてある。この端部部分は、車軸の一方に固定して設けたクラッチ・カラー３６のみぞ３８内に受入れる。このシフトフォークは公知の手段４１により、たとえば電気式手段（これが好適である）により、又は流体圧式、空気圧式、真空式又は機械式の手段により作動する。作動は、自動的に又は自動車キャブ内の手動制御器又はペダル制御器のような手動作動器により行う。
【００２２】
車軸２４、２５及びカラー３６は通常ラッチ係合離脱位置にすなわち図１の右方にある。自動車はクラッチの係合をはずすと二輪駆動（２ＷＤ）モードになる。クラッチ機構を係合させ自動車を四輪駆動（４ＷＤ）モードにするにはクラッチ・アクチュエータ４０により圧縮ばね４２の付勢作用に逆ってクラッチ・カラー３６を図１の左方に動かす。クラッチ・カラー３６は車軸２４、２５をばね４２の付勢作用に逆って左方に押すことにより各被動車軸２４、２５のクラッチ部材すなわちスプライン２６、２７を各サイドギヤ２０、２１の各クラッチ部材すなわちスプライン２２、２３に組合った状態にする。クラッチ機構がこのようにして係合すると、車軸２４は各サイド・ギヤ２０、２１と同じ速度で回転するように拘束され接手２８を経て各車輪端部（図示してない）に動力を伝える。四輪駆動の必要がもはやなくなると、クラッチ・アクチュエータ４０を右方に動かす。この場合又クラッチ・カラー３６を右方に滑動する。この場合圧縮ばね４２二より車軸２４、２５を右方にすなわちクラッチ係合離脱位置に押し自動車を二輪駆動モードに戻す。
【００２３】
添付図面は自動車の前車軸用のディファレンシャル・アセンブリを示す。四輪駆動方式を備えた最近の自動車はフルタイム後車軸及びパートタイム前車軸を備える。しかし若干の近年の四輪駆動者はフルタイム前車軸及びパートタイム後車軸を備える。本発明ディファレンシャル・アセンブリは前車軸又は後車軸に、そのいずれがパートタイム車軸であっても、使うことができる。
【００２４】
圧縮ばね４２（又はその他の付勢手段）は通常クラッチ係合離脱位置に向かい付勢されパートタイム車軸が係合離脱状態になる。その理由は通常運転条件で四輪駆動運転が要求されるときを除いて、パートタイム車軸の係合離脱状態で二輪駆動モードで運転するのがよいからである。しかしこのばねは所望によりクラッチ係合位置に向かい付勢することができる。他の付勢手段たとえば空気ばね所望により図示の圧縮ばねの代りに使うことができる。
【００２５】
さらに付勢手段は、相対的に滑動できる各部材に磁石のような若干の手段を設けてさえあればなしで済ますことができる。このような磁石は使用した場合に、互いに隣接する軸線方向に滑動できる部材間の相対回転を防ぎ又は妨げるほど強くなくてもよい。被動車軸２４、２５をクラッチ係合離脱位置にシフトする作用をする他の機械的機構も又考えられる。
【００２６】
ソレノイド・オペレータたとえば出力軸２４を囲む環状ソレノイド・オペレータを使うことができ、この場合所望によりカラー３６を設けないで済ますことができる。しかしカラー３６及びシフト・フォーク・アクチュエータ４０を備えた図示の装置は、この場合アクチュエータの形式に関して又その場所に関しても一層高い普遍性がえらルから好適である。
【００２７】
又所望によりクロスピン１６の代りに十字軸（典型的には中心にリングを備えこのリングから外方に延びる複数個の半径方向に延びるアームをこのリングに設けてある）を使うことができる。
【００２８】
被動ギヤ３０はこのような目的で全長にわたって延びる外歯スプラインを持つ被動ギヤ３０を例示したが、被動ギヤの軸線方向長さが例示した長さより長くてもよく又これ等の外歯スプラインが全長にわたっては延びる必要がないのは明らかである。このような場合にスプライン付き部分は図１の右方にある。このことは、スプライン付き部分の軸線方向長さが被動ギヤの軸線方向全長の正確に半分である場合を除いて多くの場合に互いに同じでない左右の被動ギヤを必要とするから通常好ましくない。
【００２９】
本発明は、同時差動接続及び同時差動接続はずしを行う簡単で信頼性のある機構を提供する。すなわち両出力軸２４、２５は本発明装置ではこれ等の軸のサイド・ギヤ２０、２１に対し同時に接続し又は接続をはずす。この新規な二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリは、前記した逆駆動装置のような単一軸接続はずし機構のよく知られた欠点を防ぐ。
【００３０】
本発明の二重接続はずしディファレンシャル・アセンブリは又密実である。本発明ではコンパクト・カー及びサブコンパクト・カー用のパートタイム二重接続はずし四輪駆動装置が得られる。
【００３１】
２個のサイド・ギヤ２０、２１は、出力軸２４が各サイド・ギヤ２０、２１に対し接続されていても接続がはずれていても、互いに異なる速度で自由に回転する。しかし所望により図示したようなパートタイム車軸用のディファレンシャル・アセンブリはさらに所望によりディファレンシャル・ロックアウト機構（普通のものでよい）を設けることができる。
【００３２】
以上本発明を好適な実施例について詳細に説明したが、本発明はなおその精神を逸脱しないで種種の変化変型（とくに前記した又その他の例を含む）を行うことができるのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例によるディファレンシャル・アセンブリの水平断面図である。
【図２】図１の実施例の拡大水平断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の部分水平断面図である。
【図４】第２実施例の２本の被動車軸を互いに接続する相互接続カラーの斜視図である。
【符号の説明】
１０          ディファレンシャル・アセンブリ
１６          クロスピン
１８          ピニオン・ギヤ
２０、２１    サイド・ギヤ
２４、２５    車軸
【図１】
0004729234.tif 000002
【図２】
0004729234.tif 000003
【図３】
0004729234.tif 000004
【図４】
0004729234.tif 000005