(57)【要約】  ロック機構を適用した電子ロック式差動装置を備える車軸アセンブリを提供する。ロック機構は、互いに固定される構成要素を有し、差動装置のロック及びロック解除を行うアクチュエータが操作された際、これらの構成要素は軸方向に一体に移動する。差動装置を組み立てる方法も提供する。
2010516983.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸ハウジングと、
一対の車軸シャフトと、
差動ケースと、リングギアと、入力ピニオンと、ギアセットと、ロック装置とを備える差動アセンブリと、
を備え、
前記差動ケースは、前記車軸ハウジング内に回転可能に取り付けられ、
前記差動ケースは、取付けハブと、環状ポケットとを備え、
前記リングギアは、前記差動ケースと一体に回転するために前記差動ケースに連結され、
前記入力ピニオンは、前記車軸ハウジングに回転可能に取り付けられ、前記リングギアと噛合し、
前記ギアセットは、第１及び第２のサイドギアと、複数のピニオンギアとを備え、
前記第１のサイドギアは、前記差動ケースの第１の端部の近くに位置し、前記車軸シャフトの中の第１の車軸シャフトと一体に回転するために前記第１の車軸シャフトに連結され、
前記第２のサイドギアは、前記差動ケースの前記第１の端部と反対側の第２の端部の近くに位置し、
前記第２のサイドギアは、前記車軸シャフトの中の第２の車軸シャフトと一体に回転するために前記第２の車軸シャフトに連結され、
前記ピニオンギアは、前記第１及び第２のサイドギアと噛合し、
前記ロック装置は、第１のドッグと、第２のドッグと、戻しばねと、スラスト部材と、アクチュエータとを備え、
前記第１のドッグは、複数の歯を備え、前記第２のサイドギアに回転不可能な状態で連結され、
前記第２のドッグは、複数の協働歯を備え、前記差動ケースに回転不可能な状態で軸方向にスライド可能に連結され、
前記戻しばねは、前記第１及び第２のドッグの少なくとも一方を前記歯及び前記協働歯が互いに係合しない方向に移動させ、
前記スラスト部材は、前記取付けハブを貫通して延設され、
前記アクチュエータは、前記取付けハブ上に取り付けられ、プランジャを有し、
前記アクチュエータは、前記戻しばねにより前記歯と前記協働歯とが連結していない状態が維持される戻し位置と、前記スラスト部材及び前記第２のドッグを前記第１のドッグに向かって押すために前記アクチュエータによって前記プランジャを移動し、前記歯と前記協働歯とが互いに係合することにより、前記第２のサイドギアと前記差動ケースとの間の相互回転を抑止する伸張位置と、で操作可能であり、
前記プランジャ、前記スラスト部材及び前記第２のドッグは互いに強固に連結されている車軸アセンブリ。
【請求項２】
前記第２のサイドギア及び前記第１のドッグは、一体形成される請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項３】
前記戻しばねは、前記第１及び第２のドッグの間に配置される請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項４】
前記第１及び第２のドッグの一方は、パイロット部を備え、
前記戻しばねが、前記パイロット部で受けられる請求項３の車軸アセンブリ。
【請求項５】
前記スラスト部材は、前記取付けハブ上で受けられる環状プレートに連結される請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記車軸ハウジングに対する前記アクチュエータの回転を規制するために前記車軸ハウジングに係合するブラケットを備える請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記プランジャの位置を検出し、応答して少なくとも１つのセンサ信号を発生するセンサを備える請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項８】
前記第２のドッグは、環状本体部と、前記環状本体部から延設される複数のロック機構とを備える請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項９】
前記スラスト部材は、複数のレッグ部材を備え、
それぞれの前記レッグ部材は、前記取付けハブに形成される対応するアクチュエータ開口部を通って延設され、
それぞれの前記レッグ部材は、対応する１つの前記ロック機構と係合する請求項８の車軸アセンブリ。
【請求項１０】
さらに前記ロック装置は、スペーサを備え、
前記スペーサは、前記スラスト部材及び前記第２のドッグの少なくとも一方に連結される請求項９の車軸アセンブリ。
【請求項１１】
前記スペーサは、前記スラスト部材及び前記第２のドッグの一方と係合するための複数の返し構造部を備える請求項１０の車軸アセンブリ。
【請求項１２】
前記第２のドッグ及び前記スラスト部材の一方は、前記返し構造部を受けるための複数のロック開口部を備える請求項１１の車軸アセンブリ。
【請求項１３】
前記スペーサ及び前記スラスト部材の一方は、タブを備え、
前記スペーサ及び前記スラスト部材の他方は、前記タブを受けるように構成される保持開口部を備える請求項１０の車軸アセンブリ。
【請求項１４】
前記タブは、前記レッグ部材上に形成される請求項１３の車軸アセンブリ。
【請求項１５】
前記スペーサは、前記レッグ部材の１つと少なくとも部分的に対応するレッグスリーブを備え、
前記レッグスリーブに、前記保持開口部が形成される請求項１４の車軸アセンブリ。
【請求項１６】
前記スラスト部材及び前記プランジャの一方は、ハブ部を備え、
前記ハブ部は、前記ハブ部上に形成される周方向溝を有し、
前記スラスト部材及び前記プランジャの他方は、前記ハブ部が受けられる孔を備え、
前記ロック装置は、前記周方向溝で受けられ、前記ハブ部が前記孔から離れることを抑止する保持部材を備える請求項１の車軸アセンブリ。
【請求項１７】
差動ケースを提供する工程と、
軸中心に回転するために、前記差動ケースに第１のドッグリングを取り付ける工程と、
スペーサを第２のドッグリングに強固に係合する工程と、
前記第２のドッグリングが前記差動ケースに対して回転不可能で、かつ、軸方向にスライド可能な状態で、前記第２のドッグリング及び前記スペーサを前記差動ケースに取り付ける工程と、
レッグ部材を有するスラストプレートを前記差動ケースに取り付ける工程と、
前記スラストプレートを前記スペーサ及び前記第２のドッグの少なくとも一方と係合する工程と、
前記差動ケース上にアクチュエータを取り付け、前記アクチュエータが伸長可能に前記スラストプレートを押し、前記第２のドッグリングが前記第１のドッグリングと係合することにより、前記第１及び第２のドッグリングの間の相互回転を抑止する工程と、
を備えるロック式差動装置の組立て方法。
【請求項１８】
前記アクチュエータはプランジャを備え、
さらに前記プランジャ、前記スラストプレート、前記スペーサ及び前記第２のドッグリングが協働して移動するように、前記プランジャを前記スラストプレートに連結する工程を備える請求項１７の方法。
【請求項１９】
前記スペーサは、前記第２のドッグリングにスナップ嵌めされる請求項１７の方法。
【請求項２０】
前記スラストプレートは、前記スペーサにスナップ嵌めされる請求項１７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車軸アセンブリ、特に電子ロック式差動装置を有する車軸アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電磁式アクチュエータを適用した電磁ロック式差動アセンブリが開示されている。この差動アセンブリでは、完全にロックされた状態で差動アセンブリを操作させるために、電磁式アクチュエータによりサイドギアが選択的に差動ケースに連結される。特に、電磁式アクチュエータは、（差動ケースに回転不可能な状態で連結される）作動リングを軸方向に移動させるために、作動される。これにより、作動リング上のドッグ（dogs）が、サイドギアのギア歯と反対側の面上に形成されるドッグに協働的に係合する。このような電子ロック式差動装置は意図した目的のために適用できるが、それでもなお改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６９５８０３０号明細書
【発明の概要】
【０００４】
１つの形式では、本発明は、車軸ハウジングと、一対の車軸シャフトと、差動アセンブリとを備える車軸アセンブリを提供する。前記差動アセンブリは、差動ケースと、リングギアと、入力ピニオンと、ギアセットと、ロック装置とを備える。前記差動ケースは、前記車軸ハウジング内に回転可能に取り付けられる。前記差動ケースは、取付けハブと、環状ポケットとを備える。前記リングギアは、前記差動ケースと一体に回転するために前記差動ケースに連結される。前記入力ピニオンは、前記車軸ハウジングに回転可能に取り付けられ、前記リングギアと噛合する。前記ギアセットは、第１及び第２のサイドギアと、複数のピニオンギアとを備える。前記第１のサイドギアは、前記差動ケースの第１の端部の近くに位置し、前記車軸シャフトの中の第１の車軸シャフトと一体に回転するために前記第１の車軸シャフトに連結される。前記第２のサイドギアは、前記差動ケースの前記第１の端部と反対側の第２の端部の近くに位置し、前記車軸シャフトの中の第２の車軸シャフトと一体に回転するために前記第２の車軸シャフトに連結される。前記ピニオンギアは、前記第１及び第２のサイドギアと噛合する。前記ロック装置は、第１のドッグと、第２のドッグと、戻しばねと、スラスト部材と、アクチュエータとを備える。前記第１のドッグは、複数の歯を備え、前記第２のサイドギアに回転不可能な状態で連結される。前記第２のドッグは、複数の協働歯を備え、前記差動ケースに回転不可能な状態で軸方向にスライド可能に連結される。前記戻しばねは、前記第１及び第２のドッグの少なくとも一方を前記歯及び前記協働歯が互いに係合しない方向に移動させる。前記スラスト部材は、前記取付けハブを貫通して延設される。前記アクチュエータは、前記取付けハブ上に取り付けられ、プランジャを有する。前記アクチュエータは、前記戻しばねにより前記歯と前記協働歯とが連結していない状態が維持される戻し位置と、前記スラスト部材及び前記第２のドッグを前記第１のドッグに向かって押すために前記アクチュエータによって前記プランジャを移動し、前記歯と前記協働歯とが互いに係合することにより、前記第２のサイドギアと前記差動ケースとの間の相互回転を抑止する伸張位置と、で操作可能である。前記プランジャ、前記スラスト部材及び前記第２のドッグは互いに強固に連結されている。
【０００５】
別の形式では、本発明は、ロック式差動装置の組立て方法を提供する。この方法は、差動ケースを提供する工程と、軸中心に回転するために、前記差動ケースに第１のドッグリングを取り付ける工程と、スペーサを第２のドッグリングに強固に係合する工程と、前記第２のドッグリングが前記差動ケースに対して回転不可能で、かつ、軸方向にスライド可能な状態で、前記第２のドッグリング及び前記スペーサを前記差動ケースに取り付ける工程と、レッグ部材を有するスラストプレートを前記差動ケースに取り付ける工程と、前記スラストプレートを前記スペーサ及び前記第２のドッグの少なくとも一方と係合する工程と、前記差動ケース上にアクチュエータを取り付け、前記アクチュエータが伸長可能に前記スラストプレートを押し、前記第２のドッグリングが前記第１のドッグリングと係合することにより、前記第１及び第２のドッグリングの間の相互回転を抑止する工程と、を備える。
【０００６】
さらなる適用範囲は、本願での記述から明らかとなる。記述及び特定の実施例は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【０００７】
示される図面は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る構成のドライブラインを有する車の概略図。
【図２】後側車軸アセンブリをより詳細に示した、図１の車の一部を部分的に分離した斜視図。
【図３】差動アセンブリをより詳細に示した、後側車軸アセンブリの一部の分解した状態の斜視図。
【図４】差動アセンブリを部分的に分離した斜視図。
【図５】差動アセンブリをより詳細に示した、後側車軸アセンブリの一部の分解した状態の斜視図。
【図６】ロック機構の部分をより詳細に示した、後側車軸アセンブリの一部の斜視図。
【図７】ロック機構の部分をより詳細に示した、後側車軸アセンブリの一部の斜視図。
【発明の詳細な説明】
【０００９】
図１は、例示的な車１０を概略的に示す。車１０は、パワートレイン１２と、ドライブトレイン１４とを備える。パワートレイン１２は、例えば内燃エンジン１６のようなパワー源と、エンジン１６からロータリパワーを受け取り、ドライブトレイン１４にパワーを出力する変速装置１８とを備える。ドライブトレイン１４は、移送ケース２０と、後側プロペラシャフト２２と、後側車軸アセンブリ２４と、前側プロペラシャフト２６と、前側車軸アセンブリ２８とを備える。移送ケース２０は、駆動トルクを変速装置１８から後側車軸アセンブリ２４及び前側車軸アセンブリ２８に伝達するために、用いることができる。移送ケース２０は、変速装置１８からのロータリパワーを受けるために変速装置１８に連結される入力シャフト（図示しない）と、後側プロペラシャフト２２に連結される後側出力シャフト３０と、前側プロペラシャフト２６に連結される前側出力シャフト３２とを備える。後側プロペラシャフト２２は、ロータリパワーを後側出力シャフト３０から後側車軸アセンブリ２４の入力ピニオン３４へ伝達する。前側プロペラシャフト２６は、ロータリパワーを前側出力シャフト３２から前側車軸アセンブリ２８の入力ピニオン３６へ伝達する。後側車軸アセンブリ２４は、入力ピニオン３４により駆動され、一対の後側車輪４０を駆動するためのロータリパワーを出力する差動アセンブリ３８を備える。同様に、前側車軸アセンブリ２８は、入力ピニオン３６により駆動され、一対の前側車輪４２を駆動するためのロータリパワーを出力する差動アセンブリ４２を備える。
【００１０】
後側車軸アセンブリ２４及び前側車軸アセンブリ２８は構成及び作用が同様であるため、ここでは後側車軸アセンブリ２４についてのみ詳細に説明する。図２に示すように、後側車軸アセンブリ２４は、車軸ハウジング５０と、差動アセンブリ３８と、（図で一方のみが示されている）一対の車軸シャフト５４とを備える。車軸ハウジング５０は慣用の構成であり、ハウジング構造部６０と、ハウジング構造部６０に固定状態にかつ着脱可能に連結される一対のベアリングキャップ６２とを備える。ハウジング構造部６０により、差動アセンブリ３８を収容する差動空洞６４の範囲を画定する。ベアリングキャップ６２は、差動アセンブリ３８が差動空洞６４で受けられるように、ハウジング構造部６０から分離可能となっている。車軸シャフト５４は、差動アセンブリ３８の両側に（opposite sides）連結され、それぞれの後側車輪４０（図１）に適切な方法で連結される。
【００１１】
図３及び図４に示すように、差動アセンブリ３８は、差動ケース７０と、リングギア７２（図２２）と、ギアセット７４と、ロックシステム７６と、入力ピニオン３４（図２２）とを備える。入力ピニオン３４及びリングギア７２は、慣用の構成で、慣用の方法で車軸ハウジング５０に取り付けられるため、ここでは詳細な説明は省略する。簡潔に説明すると、入力ピニオン３４は、ベアリングのセット（ここでは特に図示しない）を介して車軸ハウジング５０に連結され、差動ケース７０の回転軸に略直交する回転軸を中心として配置される。入力ピニオン３４は、リングギア７２上に形成される複数のリングギア歯（特に図示しない）と噛合係合（meshingly engaged）する複数のピニオン歯（図示しない）を備えることができる。
【００１２】
差動ケース７０は、本体部８０と、本体部８０に連結される（例えば本体部８０と一体形成される）周方向に沿って延設されるフランジ８２とを備える。フランジ８２は、複数のねじ止め具８６を介してリングギア７２を着脱可能に容易に連結することのできる複数の開口部８４を備える。
【００１３】
本体部８０により、ギアセット空洞９０と、ギアセット７４をギアセット空洞９０内に装着するために用いられる１つ以上のアセンブリ窓９２とを形成することができる。本実施例では、本体部８０は、それぞれ第１及び第２のサイドセグメント１００，１０２と、それぞれ第１及び第２のエンドセグメント１０４，１０６とを備える。それぞれの第１及び第２のサイドセグメント１００，１０２は、差動ケース７０の回転軸に略直交して配置される貫通孔１０８と、ギアセット空洞９０内に貫通孔１０８と同軸に配置されるボス１１０とを備える。比較的に大きいフィレット半径（fillet radius）１１２が、第２のエンドセグメントと第１及び第２のサイドセグメント１００，１０２との合流部に、適用されている。
【００１４】
それぞれの第１及び第２のエンドセグメント１０４，１０６は、第１及び第２のサイドセグメントの間をつなぎ（span）、中空の軸方向に延設されるトラニオン１２０を備える。それぞれのトラニオン１２０の内径は、トラニオンを通る対応する一方の車軸シャフト５４を受ける大きさに決定され、外径がハウジング構造部６０とベアリングキャップ３６２との間に配置されるベアリング１２４（図２２）に係合する大きさに決定されている。前述した回転軸を中心とした差動空洞６４内での回転のため、差動ケース７０がベアリング１２４を介して車軸ハウジング５０にとりつけられていることが、当業者に明らかである。
【００１５】
保持孔１２８が、第１のエンドセグメント１０４を貫通し、第２のサイドセグメント１０２の一部に渡って形成され、保持孔１２８は貫通孔１０８に合流している。第１の環状ポケット１３０が第１のエンドセグメント１０４の内面に形成され、第１の環状ポケット１３０はトラニオン１２０と同軸である。第１の環状ポケット１３０は、第１の穴部１３２と、第１の穴部１３２と同軸で、相対的に径が小さい第２の穴部１３４とを備える。
【００１６】
第２のエンドセグメント１０６は、取付けハブ１４０を画定する外側部分と、第２の環状ポケット１４２を画定する内側部分とを備える。取付けハブ１４０は、フランジ８２とトラニオン１２０との間に配置される。取付けハブ１４０は、トラニオン１２０と略同軸のアクチュエータ取付け表面１５０を備える。周方向に沿って延設される溝１５２は、アクチュエータ取付け表面１５０に形成されている。複数のアクチュエータ用開口部１５４が第２のエンドセグメント１０６を軸方向に貫通して形成され、アクチュエータ用開口部１５４は第２の環状ポケット１４２に合流している。第２の環状ポケット１４２は、ポケット部１６０と、複数のロック機構（locking features）１６２と、スラストリング用ポケット１６４とを備える。本実施例では、ポケット部１６０は略円形状で、ロック機構１６２はポケット部１６０に合流する凹部である。ロック機構１６２は適切な方法で成形され、本実施例では、ポケット部１６０から延設される半円形状を有する。スラストリング用ポケット１６４は円形状で、ポケット部１６０と同軸である。
【００１７】
ギアセット７４は、それぞれ第１及び第２のサイドギア１７０，１７２と、それぞれ第１及び第２ピニオンギア１７４，１７６と、クロスシャフト１７８と、保持ボルト１８０とを備える。第１のサイドギア１７０は、複数のギア歯を有する環状のギア部１９０と、フランジ面１９４でギア部１９０に合流する環状のハブ部１９２と、対応する一方の車軸シャフト５４上に形成される協働するスプライン付セグメント（splined segment）（図示しない）と係合するスプライン付開口部１９２とを備える。ハブ部１９２は第１のエンドセグメント１０４の第２の穴部１３４で受けられる大きさである一方で、ギア部１９０の部分は第１の穴部１３２で受けられる。示される特定の実施例では、スラストワッシャ２００がハブ部１９２上に配置され、フランジ面１９４に突き当たっている。
【００１８】
第２のサイドギア１７２は、複数のギア歯を有するギア部２１０と、管状ハブ部２１２と、スプライン付開口部２１６とを備える。管状ハブ部２１２は、第２のサイドギア１７２から軸方向についてギア部２１０と反対方向に延設されている。スプライン付開口部２１６は、管状ハブ部２１２を貫通して形成され、対応する一方の車軸シャフト５４上に形成される協働するスプライン付セグメント（図示しない）と噛合する。第２のサイドギア１７２は、第２のエンドセグメント１０６の第１のポケット部１６０で受けられる。スラストワッシャ２２０が、スラストリングポケット１６４内で、第２のエンドセグメント１０６の内面２２２と管状ハブ部２１２の軸方向端面２２４との間に配置されている。スラストワッシャ２２０の厚さは、第２のサイドギア１７２の歯と第１及び第２のピニオンギア１７４，１７６の歯との噛み合い（lash）を調整するように選択される。
【００１９】
第１及び第２のピニオンギア１７４，１７６は、クロスシャフト１７８上に回転可能に取り付けられ、第１及び第２のサイドギア１７０，１７２の歯と噛合する。クロスシャフト１７８は、貫通孔１０８を通って第１及び第２のサイドセグメント１００，１０２内に延設されている。ワッシャ状のスペーサ（spacers）２３０が、第１及び第２のピニオンギア１７４，１７６と第１及び第２のサイドギア１７０，１７２との噛み合いを調整するために適用される。保持ボルト１８０は保持孔１２８内へ挿入され、クロスシャフト１７８に形成される協働するねじ穴（threaded aperture）２３２と螺合する。これにより、クロスシャフト１７８が差動ケース７０に強固に固定される。
【００２０】
ロックシステム７６は、第１のドッグリング２４０と、第２のドッグリング２４２と、戻しばね２４４と、スペーサリング２４６と、スラストプレート２４８と、アクチュエータアセンブリ２５０と、第１の保持リング２５２と、第２の保持リング２６０とを備える。
【００２１】
図３乃至図５に示すように、第１のドッグリング２４０は、第２のサイドギア１７２のギア部２１０と反対側の部分で第２のサイドギア１７２に連結される（例えば第２のサイドギア１７２と一体形成される。）。第１のドッグリング２４０は、複数の周方向に離れている径方向に延設される歯２７０と、管状ハブ部２１２と歯２７０との間に配置される円形状溝２７２とを備える。本実施例では、歯２７０は比較的に数が多く、かつ、浅いため、歯の接触応力の低下に加え、強度の増加、歯２７０の間での負荷の分配を実現する。
【００２２】
第２のドッグリング２４２は、環状本体部２８０と、複数の協働するロック機構２８２と、円形状溝２８４と、パイロット部（pilot portion）２８６とを備える。環状本体部２８０は第２の環状ポケット１４２のポケット部１６０で受けられ、第１のドッグリング２４０の歯２７０と協働的に係合するように構成される複数の歯２９０を備える。円形状溝２８４は歯２９０の径方向について内側に配置され、第１のドッグリング２４０に形成される円形状溝２７２に対応している。パイロット部２８６は、戻しばね２４４の第２のドッグリング２４２への保持を補助する環状の軸方向に突出するリムである。これに加えて、又は、この代わりに、パイロット部２８６は第１のドッグリング２４０又は第２のサイドギア１７２上に形成される協働機構と係合し、協働機構が第２のドッグリング２４２の歯２９０の第１のドッグリング２４０の歯２７０との係合を案内又は案内の補助をしてもよい。協働ロック機構２８２は環状本体部２８０に連結され、本実施例では半円形状のタブを備える。協働ロック機構２８２は第２の環状ポケット１４２でロック機構１６２と係合するように構成され、第２のドッグリング２４２は差動ケース７０に回転不可能な状態であるが、差動ケース７０に対して差動ケース７０の回転軸に沿って軸方向に移動可能に連結される。
【００２３】
スペーサリング２４６は、ポリマー等の非磁性の適切部材から単一体に形成される。スペーサリング２４６は、スペーサ本体３００と、スペーサ本体３００を第２のドッグリング２４２及びスラストプレート２４８に連結するための手段３０２とを備える。スペーサ本体３００は、平坦な本体部３０４と、本体部３０４の周りに配置される複数のレッグスリーブ３０６とを備える。レッグスリーブ３０６は中空シリンダの一部のような形状であり、保持開口部３０８を画定している。連結手段３０２は、固定状態に、又は、固定状態であるが着脱可能にスペーサ本体３００を第２のドッグリング２４２に連結するための適切な手段である。例えば、連結手段３０２は、接着剤、溶接部材、リベット、ねじ締付け具、ピン、キー等を備える。示される特定の実施例では、連結部材３０２は、本体部３０４から延設される複数の固定部材３１０を備える。それぞれの固定部材３１０は、本体部３０４から径方向について内側に延設されるレッグ部３１２と、レッグ部３１２と略直交するアーム部３１４とを備える。アーム部３１４は、第２のドッグリング２４２と係合するように構成される返し構造部３１６を備える。示される特定の実施例では、返し構造部３１６は、一対のテーパ付のリーディングエッジ３１８と、一対の突当たり壁３２０と、中央スリット３２２とを備える。スペーサリング２４６の本体部３０４が第２のドッグリング２４２に対して突き当たっている際に、返し構造部３１６のテーパ付リーディングエッジ３１８は第２のドッグリング２４２に形成されるロック開口部３２６の表面に接触し、返し構造部３１６が内側に曲がる。ロック開口部３２６は、返し構造部３１６をロック開口部３２６へ挿入した際に返し構造部３１６が曲がるように、面取りされている。返し構造部３１６が第２のドッグリング２４２を通過した際には、返し構造部３１６は通常の形状に戻り、図６に示すように、突当たり壁３２０及び本体部３０４を第２のドッグリング２４２の対向する側に対してスナップ嵌めによりロックした状態を保持する。示される特定の実施例では、返し構造部３１６の突当たり壁３２０はテーパ状であり、スペーサリング２４６と第２のドッグリング２４２とを一体に連結した際に、スペーサリング２４６は第２のドッグリング２４２と突き当たっている。このような構成にすることにより、第２のドッグリング２４２及びスペーサリング２４６の製造での寸法の変化に関係なく、２つの構成要素が互いに対して突き当たる。これにより、２つの構成要素の間のアキシアル隙間（end play）が最小化、又は、なくなる。スペーサリング２４６はポケット部１６０内でロック機構１６２の周りに配置され、軸方向について第２のドッグリング２４２とポケット部１６０の表面１６０ａとの間に配置される。
【００２４】
戻しばね２４４は適切なばねであり、第１及び第２のドッグリング２４０，２４２を互いから離す。本実施例では、戻しばね２４４は、円形状溝２７２，２８４内に配置される２重構造の波形ばね（double wave spring）である。戻しばね２４４により、第２のドッグリング２４２はスペーサリング２４６と突き当たり、スペーサリング２４６は第２のエンドセグメント１０６と突き当たる。
【００２５】
スラストプレート２４８はポリマー等の適切な部材から単一体に形成されている。スラストプレート２４８は、プレート部３５０と、複数のレッグ部材３５２と、レッグ部材３５２を第２のドッグリング２４２又はスペーサリング２４６のいずれか一方に連結するための手段と３５４と、スラストプレート２４８をアクチュエータ２５０に連結するための手段３５６とを備える。プレート部３５０は環状であり、アクチュエータ取付け表面１５０上でスライド可能に受けられる大きさとなっている。レッグ部材３５２はプレート部３５０に連結され、第２のエンドセグメント１０６に形成されるアクチュエータ用開口部１５４を通って軸方向に延設される。レッグ部材３５２のプレート部３５０と反対側の端部は、適切な位置で第２のドッグリング２４２と係合する。本実施例では、スラストプレート２４８は、それぞれが対応する１つの協働するロック機構２８２に突き当たっている４つのレッグ部材３５２を備える。連結手段３５４は、ピン、リベット、ねじ締付け具、接着剤等を含む、強固に、又は、強固であるが着脱可能にスラストプレート２４８をスペーサリング２４６又は第２のドッグリング２４２に連結するための適切な手段を備える。示される特定の実施例では、連結手段３５４は、レッグ部材３５２上に形成され、レッグスリーブ３０６に形成される保持開口部３０８と係合するように構成されるロックタブ３５８を備える。本実施例では、ロックタブ３５８が保持開口部３０８で受けられる際に、レッグスリーブ３０６はアクチュエータ用開口部１５４を通って、プレート部３５０に突き当たる。これにより、図７に示すように、第２のドッグリング２４２、スペーサリング２４６及びスラストプレート２４８を互いに対してロックする。
【００２６】
アクチュエータアセンブリ２５０は、２００６年８月２１日に出願され、“センサ一体型ソレノイドアクチュエータを使用する電子差動装置”という発明の名称の米国特許出願公開第１１／５０７３１１号明細書の記述と同様であり、この出願での開示内容は参照することにより本願発明の開示に含まれる。簡潔に説明すると、アクチュエータアセンブリ２５０は、プランジャ３８０と、プランジャ３８０を移動するために選択的に作動されるソレノイド３８２と、プランジャ３８０の位置を検出し、応答して検出位置信号を発生するために適用される１つ以上のセンサ３８４と、ブシング３９０と、回転防止ブラケット３９２とを有するリニアアクチュエータである。
【００２７】
ブシング３９０は、米国材料試験協会（ASTM）の型番Ｂ４３８に相当するオイル含侵焼結青銅等の適切な部材から形成される。ブシング３９０は、締りはめ（interference fit）によりソレノイド３８２と係合する大きさの外径を有する。ブシング３９０は、差動ケース７０（図４）の取付けハブ１４０（図４）のアクチュエータ取付け表面１５０（図４）上でジャーナルにより（journally）支持される大きさの内径を有する。回転防止ブラケット３９２は（例えば３１６ステンレス鋼等の）低磁化率の部材等の適切な部材から形成され、（例えばねじ締付け具、リベット等の）締付け具、溶接部材、接着剤等の適切な連結手段によりソレノイド３８２に連結される。回転防止ブラケット３９２は、対応する一方のベアリングキャップ６２（図２）の対向する側面と係合するように構成され、車軸ハウジング５０（図２）とアクチュエータアセンブリ２５０との間で相互回転を抑止する。
【００２８】
図３乃至図５に示すように、プランジャ３８０は取付けハブ１４０上でスライド可能に受けられ、連結手段３５６を介してスラストプレート２４８に連結される。連結手段３５６は、固定状態に、又は、固定状態だが着脱可能にプランジャ３８０をスラストプレート２４８に連結するための適切な手段を備える。示される特定の実施例では、連結手段３５６は、プレート部３５０のレッグ部材３５２と反対の側面から延設されるハブ部４００と、ハブ部４００に沿って周方向に延設される保持リング用溝４０２とを備える。ハブ部４００は移動し、プランジャ３８０に形成される中央孔４０４内で受けられる。保持リング用溝４０２は前面４０６と対向するプランジャ３８０の側面上に配置され、第１の保持リング２５２は保持リング用溝４０２で受けられる。これにより、プランジャ３８０がスラストプレート２４８に連結される。本実施例では、プランジャ３８０は第２のドッグリング２４２に確実に連結され、プランジャ３８０又は第２のドッグリング２４２の一方の移動は、プランジャ３８０又は第２のドッグリング２４２の他方の移動と対応している。
【００２９】
ソレノイド３８２は、取付けハブ１４０でスライド可能に受けられ、プランジャ３８０に対して突き当たっている。第２の保持リング２６０はアクチュエータ取付け表面１５０の周方向に延設される溝１５２で受けられ、取付けハブ１４０からアクチュエータアセンブリ２５０が軸方向へ離れることを抑止する。
【００３０】
アクチュエータアセンブリ２５０が作動された際には、プランジャ３８０はスラストプレート２４８を移動させ、レッグ部材３５２により第２のドッグリング２４２が第１のドッグリング２４０に向かう。これにより、第１及び第２のドッグリング２４０，２４２の歯２７０，２９０が互いに係合する。第２のドッグリング２４２が回転不可能な状態で差動ケース７０に連結され、第１のドッグリング２４０が回転不可能な状態で第２のサイドギア１７２に連結されるため、歯２７０，２９０の係合により差動ケース７０に対する第２のサイドギア１７２の回転が抑止される。これにより、差動アセンブリ３８（図２）がロックされ、車軸シャフト５４（図２）の間での速度差が抑止される。回転防止ブラケット３９２は、隣接するベアリングキャップ６２（図２）の側面に接触している。これにより、車軸ハウジング５０（図２）に対するアクチュエータアセンブリ２５０の回転が抑止又は規制される。アクチュエータ２５０は（例えば潤滑及び冷却オイル等の）流体に浸されているため、プランジャ３８０の開口部４４４は表面張力及び摩擦を軽減する大きさ及び形状になっている。
【００３１】
特に図５に示すように、プランジャ３８０は一対のタブ部材４５０ａ，４５０ｂを備える。強磁性部材から形成されるセンサターゲット４５２は、タブ部材４５０ａにオーバーモールド（overmolded）される。タブ部材４５０ｂはソレノイド３８２の対応するスロット（図示しない）で受けられる。スロット及びタブ部材４５０ｂは、プランジャ３８０とソレノイド３８２との間の相互回転を抑止するために、協働する。
【００３２】
本実施例では、センサ３８４は、一対のデジタルホール効果センサを備える。デジタルホール効果センサの中の第１のセンサは、プランジャ３８０（及び第２のドッグリング２４２）が第１のドッグリング２４０から最も遠くに位置する際に第１の信号を、プランジャ３８０（及び第２のドッグリング２４２）が第１のドッグリング２４０まで最も近くに位置する際に第２の信号を出力するようにプログラム化されている。同様に、デジタルホール効果センサの中の第２のセンサは、プランジャ３８０（及び第２のドッグリング２４２）が第１のドッグリング２４０から最も遠くに位置する際に第３の信号を、プランジャ３８０（及び第２のドッグリング２４２）が第１のドッグリング２４０まで最も近くに位置する際に第４の信号を出力するようにプログラム化されている。第１及び第４の信号は第１の電圧を有し、第２及び第３の信号は第２の異なる電圧を有する。このような構成にすることにより、ロバスト設計（robust design）を実現するための冗長性（redundancy）のレベル、及び、センサ３８４の操作ですぐに誤りを識別する能力が提供される。
【００３３】
発明の詳細な説明及び図面では特定の実施例について記述したが、請求項により決定される本発明の範囲内で、当業者により変形されてもよく、同等物により構成要素が置き換えられてもよい。さらに、本発明の範囲内であれば、様々な実施例の間で特徴、構成要素及び／又は機能を混合及び組み合わせてもよく、当業者により本発明の１つの実施例の特徴、構成要素及び／又は機能が適切に別の実施例に組み込まれてもよい。さらに、本発明の範囲内で、特定の状態又は部材を本発明に適応させるための変形例が行われてもよい。すなわち、本発明は本発明を実施するための現在でのベストモードとして図面及び発明の詳細な説明に記述される特定の実施例に制限されるものではなく、本発明の範囲には上述した記述及び請求項の範囲内のいかなる実施形態も含まれる。
【図１】
2010516983.tif 000003
【図２】
2010516983.tif 000004
【図３】
2010516983.tif 000005
【図４】
2010516983.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010516983.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月30日(2009.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記スラスト部材は、前記取付けハブ上で受けられる環状プレートを備える請求項１の車軸アセンブリ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
差動ケースを提供する工程と、
軸中心に回転するために、前記差動ケースに第１のドッグリングを取り付ける工程と、
スペーサを第２のドッグリングに強固に係合する工程と、
前記第２のドッグリングが前記差動ケースに対して回転不可能で、かつ、軸方向にスライド可能な状態で、前記スペーサが前記差動ケースと前記第２のドッグリングとの間に配置された状態で、前記第２のドッグリングを前記第２のドッグリングに固定される前記スペーサとともに前記差動ケースに取り付ける工程と、
レッグ部材を有するスラストプレートを前記差動ケースに取り付ける工程と、
前記スラストプレートを前記スペーサ及び前記第２のドッグの少なくとも一方と係合する工程と、
前記差動ケース上にアクチュエータを取り付け、前記アクチュエータが伸長可能に前記スラストプレートを押し、前記第２のドッグリングが前記第１のドッグリングと係合することにより、前記第１及び第２のドッグリングの間の相互回転を抑止する工程と、
を備えるロック式差動装置の組立て方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
別の形式では、本発明は、ロック式差動装置の組立て方法を提供する。この方法は、差動ケースを提供する工程と、軸中心に回転するために、前記差動ケースに第１のドッグリングを取り付ける工程と、スペーサを第２のドッグリングに強固に係合する工程と、前記第２のドッグリングが前記差動ケースに対して回転不可能で、かつ、軸方向にスライド可能な状態で、前記スペーサが前記差動ケースと前記第２のドッグリングとの間に配置された状態で、前記第２のドッグリングを前記第２のドッグリングに固定される前記スペーサとともに前記差動ケースに取り付ける工程と、レッグ部材を有するスラストプレートを前記差動ケースに取り付ける工程と、前記スラストプレートを前記スペーサ及び前記第２のドッグの少なくとも一方と係合する工程と、前記差動ケース上にアクチュエータを取り付け、前記アクチュエータが伸長可能に前記スラストプレートを押し、前記第２のドッグリングが前記第１のドッグリングと係合することにより、前記第１及び第２のドッグリングの間の相互回転を抑止する工程と、を備える。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図１は、例示的な車１０を概略的に示す。車１０は、パワートレイン１２と、ドライブトレイン１４とを備える。パワートレイン１２は、例えば内燃エンジン１６のようなパワー源と、エンジン１６からロータリパワーを受け取り、ドライブトレイン１４にパワーを出力する変速装置１８とを備える。ドライブトレイン１４は、移送ケース２０と、後側プロペラシャフト２２と、後側車軸アセンブリ２４と、前側プロペラシャフト２６と、前側車軸アセンブリ２８とを備える。移送ケース２０は、駆動トルクを変速装置１８から後側車軸アセンブリ２４及び前側車軸アセンブリ２８に伝達するために、用いることができる。移送ケース２０は、変速装置１８からのロータリパワーを受けるために変速装置１８に連結される入力シャフト（図示しない）と、後側プロペラシャフト２２に連結される後側出力シャフト３０と、前側プロペラシャフト２６に連結される前側出力シャフト３２とを備える。後側プロペラシャフト２２は、ロータリパワーを後側出力シャフト３０から後側車軸アセンブリ２４の入力ピニオン３４へ伝達する。前側プロペラシャフト２６は、ロータリパワーを前側出力シャフト３２から前側車軸アセンブリ２８の入力ピニオン３６へ伝達する。後側車軸アセンブリ２４は、入力ピニオン３４により駆動され、一対の後側車輪４０を駆動するためのロータリパワーを出力する差動アセンブリ３８を備える。同様に、前側車軸アセンブリ２８は、入力ピニオン３６により駆動され、一対の前側車輪４４を駆動するためのロータリパワーを出力する差動アセンブリ４２を備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
後側車軸アセンブリ２４及び前側車軸アセンブリ２８は構成及び作用が同様であるため、ここでは後側車軸アセンブリ２４についてのみ詳細に説明する。図２に示すように、後側車軸アセンブリ２４は、車軸ハウジング５０と、前述の差動アセンブリ３８と、（図で一方のみが示されている）一対の車軸シャフト５４とを備える。車軸ハウジング５０は慣用の構成であり、ハウジング構造部６０と、ハウジング構造部６０に固定状態にかつ着脱可能に連結される一対のベアリングキャップ６２とを備える。ハウジング構造部６０により、差動アセンブリ３８を収容する差動空洞６４の範囲を画定する。ベアリングキャップ６２は、差動アセンブリ３８が差動空洞６４で受けられるように、ハウジング構造部６０から分離可能となっている。車軸シャフト５４は、差動アセンブリ３８の両側に（opposite sides）連結され、それぞれの後側車輪４０（図１）に適切な方法で連結される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図３及び図４に示すように、差動アセンブリ３８は、差動ケース７０と、リングギア７２（図２）と、ギアセット７４と、ロックシステム７６と、入力ピニオン３４（図２）とを備える。入力ピニオン３４及びリングギア７２は、慣用の構成で、慣用の方法で車軸ハウジング５０に取り付けられるため、ここでは詳細な説明は省略する。簡潔に説明すると、入力ピニオン３４は、ベアリングのセット（ここでは特に図示しない）を介して車軸ハウジング５０に連結され、差動ケース７０の回転軸に略直交する回転軸を中心として配置される。入力ピニオン３４は、リングギア７２上に形成される複数のリングギア歯（特に図示しない）と噛合係合（meshingly engaged）する複数のピニオン歯（図示しない）を備えることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
それぞれの第１及び第２のエンドセグメント１０４，１０６は、第１及び第２のサイドセグメントの間をつなぎ（span）、中空の軸方向に延設されるトラニオン１２０を備える。それぞれのトラニオン１２０の内径は、トラニオンを通る対応する一方の車軸シャフト５４を受ける大きさに決定され、外径がハウジング構造部６０とベアリングキャップ３６２との間に配置されるベアリング１２４（図２）に係合する大きさに決定されている。前述した回転軸を中心とした差動空洞６４内での回転のため、差動ケース７０がベアリング１２４を介して車軸ハウジング５０にとりつけられていることが、当業者に明らかである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010516983.tif 000010
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2010516983.tif 000011
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010516983.tif 000012
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2010516983.tif 000013
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2010516983.tif 000014
【国際調査報告】
2010516983.tif 000015
2010516983.tif 000016