(57)【要約】本発明の車両のデファレンシャルロック装置は、回転可能なハウジングと、このハウジング内で支持されるデファレンシャル機構とを含んでいる。デファレンシャル機構は一対のクラッチ部材を含んでおり、各クラッチ部材が内向面を有している。これらの各面は、互いに間隔をあけて配置された溝を含んでいる。各溝内にクロスピンが受け入れられ、ハウジングと共に回転可能に接続されている。クラッチ部材間に少なくとも１つの付勢部材が設置されており、又、少なくとも１つの装着パッドは、少なくとも１つの付勢部材を予圧し、少なくとも１つの付勢部材の作動がクラッチ部材の１つのみによって許容されるように、少なくとも１つの付勢部材の端部に設置されている。
2015535578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のデファレンシャル装置であって、
回転軸を軸回りに回転可能なデファレンシャルハウジングと、
該デファレンシャルハウジング内に前記回転軸に沿って配置されるクラッチ部材と、
対応するハーフアクスルシャフトと共に、前記回転軸を軸回りに前記デファレンシャルハウジングに対して回転するサイドギヤと、
前記デファレンシャルハウジングが前記回転軸を軸回りに回転する際に、前記デファレンシャルハウジングと共に動くクロスピンと、
作動状態で前記クラッチ部材と前記サイドギヤとの間でトルクを伝達するクラッチパックを各々が含むクラッチ機構と、を含み、
前記クラッチ部材は、前記クラッチ機構を作動させるように前記回転軸に沿って軸方向に移動可能であり、前記クラッチ部材は、間に前記クロスピンが配置される内向面を有し、該内向面は、前記クロスピンが受け入れられる対向する溝を備えており、
更に、前記クラッチ部材の１つによって画定されるキャビティ内に全体が配置される予圧用ばねと、
該予圧用ばねの一端に設置される装着パッドと、を含み、前記予圧用ばねからの予圧が前記装着パッドを介して伝達されることを特徴とするデファレンシャル装置。
【請求項２】
前記予圧用ばねが、前記クラッチパックを予圧するように機能することを特徴とする請求項１記載のデファレンシャル装置。
【請求項３】
前記装着パッドが、前記クラッチ部材の内側間の境界の隙間を横断することを特徴とする請求項２記載のデファレンシャル装置。
【請求項４】
前記装着パッドは、別の前記クラッチ部材の内側に対して付勢されていることを特徴とする請求項３記載のデファレンシャル装置。
【請求項５】
前記予圧用ばねは、前記クラッチ部材を前記クロスピンに対して付勢することを特徴とする請求項１記載のデファレンシャル装置。
【請求項６】
前記装着パッドは、拡張された頭部と柱部とを含み、該柱部が、前記予圧用ばねの一端の内側に取り付けられ、前記頭部が、少なくとも部分的に前記キャビティの外側に突出することを特徴とする請求項１記載のデファレンシャル装置。
【請求項７】
車両のデファレンシャルロック装置であって、
回転可能なハウジングと、
互いに軸方向に間隔をあけて配置され前記ハウジングと共に回転可能に支持された一対のクラッチ部材を含む、前記ハウジング内で支持されるデファレンシャル機構と、
対応する一対のハーフアクスルシャフトと共に回転可能な一対のサイドギヤと、
各々が対応する前記一対のクラッチ部材と前記サイドギヤとの間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構と、を含み、
前記クラッチ部材は、各々が前記クラッチ機構の１つと係合して前記ハーフアクスルシャフトと結合するように、前記ハウジング内で軸方向に移動可能であり、
前記クラッチ部材の各々は内向面を有し、該面の各々が互いに対向して配置される溝を含み、クロスピンが前記溝内に受け入れられて前記ハウジングと共に回転可能に接続されており、
更に、前記クラッチ部材の間に設置される少なくとも１つの付勢部材と、該少なくとも１つの付勢部材を予圧し、該少なくとも１つの付勢部材の作動が前記クラッチ部材の１つのみによって許容させることができるように、前記少なくとも１つの付勢部材の端部に設置される少なくとも１つの装着パッドと、を含むことを特徴とするデファレンシャルロック装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの装着パッドが、円筒形状であることを特徴とする請求項７記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項９】
前記少なくとも１つの装着パッドが、拡張された頭部と、該頭部から軸方向に延びた軸部とを有することを特徴とする請求項７記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの付勢部材が、圧縮ばねであることを特徴とする請求項９記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１１】
前記クラッチ部材は、前記少なくとも１つの付勢部材を受け入れるための、軸方向に延在する少なくとも１つのキャビティを内部に含むことを特徴とする請求項１０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの装着パッドが、前記少なくとも１つの付勢部材の一端と、前記クラッチ部材の１つとの間に設置されることを特徴とする請求項１１記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１３】
前記頭部が、前記少なくとも１つの付勢部材の一端に配置され、前記軸部が、前記少なくとも１つの付勢部材の孔内へ延びていることを特徴とする請求項１２記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのキャビティは、前記クラッチ部材の１つの軸方向内側面内へ延びていることを特徴とする請求項１０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのキャビティは、前記クラッチ部材の１つの軸方向外側面内へ延びていることを特徴とする請求項１０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの装着パッドが、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項７記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの付勢部材が、金属材料で形成されていることを特徴とする請求項７記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項１８】
車両のデファレンシャルロック装置であって、
回転可能なハウジングと、
互いに軸方向に間隔をあけて配置され前記ハウジングと共に回転可能に支持された一対のクラッチ部材を含む、前記ハウジング内で支持されるデファレンシャル機構と、
対応する一対のハーフアクスルシャフトと共に回転可能な一対のサイドギヤと、
各々が対応する前記一対のクラッチ部材と前記サイドギヤとの間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構と、を含み、
前記クラッチ部材は、各々が前記クラッチ機構の１つと係合して前記ハーフアクスルシャフトと結合するように、前記ハウジング内で軸方向に移動可能であり、
前記クラッチ部材の各々は内向面を有し、該面の各々が互いに対向して配置される溝を含み、クロスピンが前記溝内に受け入れられて前記ハウジングと共に回転可能に接続されており、
前記クラッチ部材の１つは、内部で軸方向へ延在する複数のキャビティと、該キャビティ内に設置される複数の圧縮ばねと、該圧縮ばねを予圧するように、該圧縮ばねの一端と前記クラッチ部材の１つとの間に設置される複数の装着パッドと、を有することを特徴とするデファレンシャルロック装置。
【請求項１９】
前記装着パッドの各々が、円筒形状であることを特徴とする請求項１８記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２０】
前記装着パッドの各々が、拡張された頭部と、該頭部から軸方向に延びた軸部とを有することを特徴とする請求項１８記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２１】
前記圧縮ばねが、自体の内側に孔を形成する複数のコイルを有することを特徴とする請求項２０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２２】
前記装着パッドは、前記圧縮ばねの一端と、前記クラッチ部材の１つとの間に設置されることを特徴とする請求項２１記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２３】
前記頭部が前記コイルの一端に配置され、前記軸部が前記孔内へ延びていることを特徴とする請求項２２記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２４】
前記キャビティは、前記クラッチ部材の１つの軸方向内側面内へ延びていることを特徴とする請求項２０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２５】
前記キャビティは、前記クラッチ部材の１つの軸方向外側面内へ延びていることを特徴とする請求項２０記載のデファレンシャルロック装置。
【請求項２６】
車両のデファレンシャルロック装置であって、
回転可能なハウジングと、
互いに軸方向に間隔をあけて配置され前記ハウジングと共に回転可能に支持された一対のクラッチ部材を含む、前記ハウジング内で支持されるデファレンシャル機構と、
対応する一対のハーフアクスルシャフトと共に回転可能な一対のサイドギヤと、
各々が対応する前記一対のクラッチ部材と前記サイドギヤとの間に動作可能に配置される一対のクラッチ機構と、を含み、
前記クラッチ部材は、各々が前記クラッチ機構の１つと係合して前記ハーフアクスルシャフトと結合するように、前記ハウジング内で軸方向に移動可能であり、
前記クラッチ部材の各々は内向面を有し、該面の各々が互いに対向して配置される溝を含み、クロスピンが前記溝内に受け入れられて前記ハウジングと共に回転可能に接続されており、
前記クラッチ部材の各々は、内部で軸方向へ延在する複数のキャビティと、自体の内側に孔を形成している複数のコイルを有する、前記キャビティ内に設置される複数の圧縮ばねと、拡張された頭部と該頭部から軸方向へ延びる軸部とを有する複数の装着パッドと、を含み、
前記頭部が前記コイルの一端に配置されると共に、前記軸部が前記孔内へ延びており、前記圧縮ばねを予圧するように、前記頭部が前記クラッチ部材の１つ接触していることを特徴とするデファレンシャルロック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１３年１１月２７日にＰＣＴ国際特許出願として出願されたものであり、又、その全ての開示内容が参照によって本願に組み込まれる、２０１２年１１月２８日に出願された米国特許出願番号第６１／７３０，５６０号の利点を主張するものである。
【０００２】
本発明は、概して、車両用のデファレンシャルロック装置に関するものであり、詳細には、予圧用のばね装着パッドを有するデファレンシャルロック装置の特徴に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
本発明による熟考された形態のデファレンシャルロック装置は、駆動系の一部として利用されるものであり、一般的に、ハウジング内で回転するように支持された、一対のクラッチ部材を含んでいる。一対のサイドギヤが、対応するハーフアクスルシャフトへ回転可能にスプライン接続されている。クラッチ部材とサイドギヤとの間に、クラッチ機構が介在している。クロスピンは、ハウジングと共に回転可能に設置され、クラッチ部材の内向面に形成された対向する一対の溝内に受け入れられている。コーナリング中等の、ハーフアクスルシャフト間の差動回転が必要な場合に、回転が速い方のアクスルシャフトは、クラッチをオーバーランニング状態へ進めて、動力伝達系から分離する。走行中の地形が、デファレンシャルロック装置のオーバーランニング機能の作動に不十分な摩擦を与える場合、或いは、直線路の走行中は、双方のアクスルシャフトへ等しくトルクが付加される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のデファレンシャルロック装置が、意図された目的のために通常に作動している間、ある程度の不都合が残っている。より詳しくは、デファレンシャルロック装置の内部の予圧には、通常、圧縮ばねが利用されて、必要なスリップ抵抗がクラッチパックへ付与され、クロスピンとの接合部への、クラッチ部材のランピング効果（ramping effect）が促進される。クラッチ部材間で必要な相関動作が行われる際、圧縮ばねは、２つの部材の間で「作用（worked）」する。この動作は、圧縮ばねとクラッチ部材との双方に、「滑り」摩耗を発生させる。更に、その相互作用は、対応するキャビティやポケットの端部への、圧縮ばねのコイルの拘束を発生させる虞がある。これらの状態は、結果として、デファレンシャル装置が損傷する傾向を増大させる虞のある、接合部内に作用する意図しない力となる。
【０００５】
従って、当業界では、クラッチ部材と圧縮ばねとの相互作用の制御を成し遂げるように設計され、それによって、円滑な動作とばねの拘束及び破損の低減とを提供する、デファレンシャルロック装置が、なお必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの実施形態は、デファレンシャル装置の予圧用ばねの摩耗を低減するための構造に関するものである。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、１つの構成部材のみによって画定されるキャビティ（例えば、開口部、穴、通路等）内に完全に囲まれ／保持されている間に、差動用ばねがデファレンシャル装置の構成部材間に予圧力を印加することのできる、末端キャップ構造（すなわち、装着パッド）を用いるデファレンシャル装置に関するものである。
【０００８】
本発明の更に別の実施形態は、回転可能なハウジングとハウジング内に支持されるデファレンシャル機構とを含む車両用のデファレンシャルロック装置に関するものである。デファレンシャル機構は、互いに軸方向に間隔をあけて配置され、ハウジングと共に回転可能に支持された、一対のクラッチパックを含んでいる。一対のサイドギヤが、対応する一対のハーフアクスルシャフトと共に回転するように適合している。一対のクラッチ機構が、各々が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ている。クラッチ部材は、ハーフアクスルシャフトの間で所定量の差動移動をする場合に、関連するクラッチ機構の１つと係合してハーフアクスルシャフトと結合するように、ハウジング内で軸方向に移動可能である。クラッチ部材の各々は、内向面を有している。これらの各面は、互いに対向する位置関係に配置された溝を含んでいる。それらの各溝には、ハウジングと共に回転可能にクロスピンが受け入れられる。クラッチ部材の間に少なくとも１つの付勢部材が配置され、少なくとも１つの付勢部材の端部には、少なくとも１つの付勢部材を予圧し、１つのクラッチ部材のみによって少なくとも１つの付勢部材が作用するように、少なくとも１つの装着パッドが配置される。
【０００９】
本発明の１つの実施形態では、略円筒形の「装着パッド」を圧縮ばねの端部に配置することによって、圧縮ばねの作動が１つのクラッチ部材のみにより許容される。「装着パッド」は、圧縮ばねの孔内に通されて、「せん断（shear）」や「くさび（wedging）」効果の影響を防ぐように「距離を超えた長さ（length over distance）」の長所を提供する。更に、これは、クラッチ部材とクロスピンとの間の摺動部において、意図的かつ操作的な接触を可能にする。
【００１０】
本発明の他の実施形態は、続く説明を添付の図面と関連させて読んだ後に一層よく理解されるため、容易に認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】予圧用のばね装着パッドを備えたデファレンシャル機構を示し、駆動系の駆動軸とピニオンギヤとリングギヤとを二点鎖線で示す、本発明のデファレンシャルロック装置の側方断面図である。
【図２】予圧用のばね装着パッドを備えたデファレンシャル機構を示す、本発明のデファレンシャルロック装置の断片的な透視図である。
【図３】本発明の予圧用のばね装着パッドとばねとの配置関係を示す分解図である。
【図４】本発明の予圧用のばね装着パッドを備えたデファレンシャル機構の、他の典型的な実施例の断片的な透視図である。
【図５】本発明の予圧用のばね装着パッドとばねとの配置関係を示す分解図である。
【図６】ばねとその関連構造との図示を省略した、図１のデファレンシャルロック装置のクラッチ部材とサイドギヤとクラッチパックの１つとを示す分解図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明による熟考された形態のデファレンシャルロック装置の典型的な実施例は、図１及び図２において概して符号１０で示されている。デファレンシャルロック装置１０は、車両へ原動力を提供するために使用される動力装置を有する多くの車両、例えば、自動車両のための、駆動系の一部として利用されるように設計されている。
【００１３】
図１は、デファレンシャル装置１０を組み込んだアクスルアセンブリを示している。このアクスルアセンブリは、主要駆動機１５（例えば、エンジン、モータ、又は類似の動力源）から左右の車輪１７、１９へトルクを伝達するために利用される駆動系の一部である。デファレンシャル装置１０は、デファレンシャルハウジング１２（すなわち、デファレンシャルケース）と、デファレンシャルハウジング１２内に設置されるデファレンシャル機構３８（すなわち、差動トルク伝達機構）とを含んでいる。デファレンシャルハウジング１２は、駆動系の駆動軸１８により駆動される駆動ギヤ１６と互いに噛合う、ギヤ１４（すなわち、リングギヤ）を搭載している。デファレンシャル機構３８は、デファレンシャルハウジング１２から、左右の車輪１７、１９の夫々に対応する左右のアクスルシャフト（例えば、ハーフアクスルシャフト）３０、３２へ、トルクを伝達するように構成されている。
【００１４】
デファレンシャル装置１０は、アクスルハウジング２１内に密閉され、アクスルハウジング２１は、デファレンシャル装置１０を保護するものであり、アクスルハウジング２１内の部材を円滑に動かすための潤滑油（例えば、オイル）を含んでいる。デファレンシャルハウジング１２は、回転軸Ａを軸としてアクスルハウジング２１に対して回転するように設置されている。ある実施例では、デファレンシャルハウジング１２が回転軸Ａを軸としてアクスルハウジング２１に対して自在に回転できるように、デファレンシャルハウジング１２とアクスルハウジング２１との間に軸受を設けてもよい。左右のアクスルシャフト３０、３２は、回転軸Ａに沿って同軸上に配置されている。
【００１５】
ある実施例では、アクスルアセンブリを、全地形用車両、軽量多用途車、又は他の形式の車両といった、車両へ組み込むことができる。アクスルアセンブリのデファレンシャル装置１０は、個々のホイールスピンを防止又は抑制するように、又、ぬかるみ、濡れた舗道、不安定な土、及び、氷といった、様々な路面で優れた摩擦性能を提供するように構成されている。作動中、回転軸Ａを軸にデファレンシャルハウジング１２が回転するためのトルクは、デファレンシャルハウジング１２に搭載されたリングギヤ１４と互いに噛合う駆動ギヤ１６により付与される。デファレンシャル機構３８は、回転しているデファレンシャルハウジング１２から左右のアクスルシャフト３０、３２へトルクを伝達するように構成された、左右のクラッチ（例えば、円盤状クラッチ）を含んでおり、それによって左右のホイール１７、１９が回転駆動される。
【００１６】
車両が直線状に走行しているとき、左右のクラッチの双方は、デファレンシャルハウジング１２からのトルクが、左右のアクスルシャフト３０、３２へ等しく伝達されるように作動される。車両が右へ曲がるときは、右のクラッチの作動状態が維持されながら、左のクラッチが作動されなくなる。この状態において、デファレンシャル機構３８は、左のアクスルシャフト３０を右のアクスルシャフト３２よりも速い回転速度で自由に回転できるようにしながら、右のアクスルシャフト３２の回転駆動を続ける。車両が左へ曲がるときは、左のクラッチの作動状態が維持されながら、右のクラッチが作動されなくなる。この状態において、デファレンシャル機構３８は、右のアクスルシャフト３２を左のアクスルシャフト３０よりも速い回転速度で自由に回転できるようにしながら、左のアクスルシャフト３０の回転駆動を続ける。
【００１７】
リングギヤ１４、ピニオンギヤ１６、及び、駆動軸１８は、図１において二点鎖線で示されている。ハウジング１２は、第１のボディ２０と、ボルトや他の任意の適切な締結機構等の締結部材２４により、第１のボディ２０へ取り付けられて固定された第２のボディ２２とで構成されている。更に、リングギヤ１４は、締結部材２６によりハウジング１２へ取り付けられている。当業者は、本開示に照らして、ハウジング１２が当業界で周知の任意の従来構造によって構成されてもよく、又、本発明が提示されたハウジングに限定されないことは、理解されるであろう。同様に、ハウジング１２は、当業界で周知の任意の駆動機構によって駆動してもよく、本発明は、リングギヤ、ピニオンギヤ、及び、駆動軸によって駆動されるハウジングに限定されるものではない。
【００１８】
第１のボディ２０は、一対のアクスルシャフト３０、３２の一方のアクスルシャフト３２を支持するハブ２８を備えている。同様に、第２のボディ２２は、一対のアクスルシャフト３０、３２の他方のアクスルシャフト３０を支持するハブ３４を反対側に備えている。ハウジング１２の第１のボディ２０と第２のボディ２２とは、協働して、キャビティ３６を画定している。図１及び図２に示されているように、デファレンシャルロック装置１０は、更に、概して符号３８で示され、ハウジング１２により画定されたキャビティ３６内に支持された、本発明に係るデファレンシャル機構を含んでいる。
【００１９】
デファレンシャル機構３８は、互いに軸方向に間隔をあけて配置された一対のクラッチ部材（例えば、左右のクラッチ部材４０）を含んでいる。クラッチ部材４０は、ハウジング１２と共に回転可能に支持され、軸Ａに沿って同軸上に配置されている。左右のアクスルシャフト３０、３２のうちの対応する一方と共に回転できるように、左右のサイドギヤ４２、４４（すなわち、サイドハブ）の各々が適合している。サイドギヤ４２、４４の各々は、夫々が対応するアクスルシャフト３０、３２に設けられた対応するスプラインと係合する、複数のスプライン４６を内周に備えている。左右のクラッチ機構４８、５０が、クラッチ部材４０と夫々が対応するサイドギヤ４２、４４との間に、動作可能に設置されている。動作時、クラッチ機構４８、５０は、クラッチ部材４０から夫々のサイドギヤ４２、４４へトルクを伝達するように構成されているため、クラッチ部材４０と夫々のサイドギヤ４２、４４との間で、軸Ａを軸として回転することに耐える、又はその回転が防止される。
【００２０】
又、サイドギヤ４２、４４は、外周に複数のスプライン５２を備えている。クラッチ機構４８、５０は、サイドギヤ４２、４４の外周とスプライン接続され、サイドギヤ４２、４４と共に回転可能な、複数の摩擦板５４を含んでいる。同様に、クラッチ部材４０の各々は、内周に形成された複数のスプライン５６を備えている。一連のプレート５８は、左右のクラッチ部材４０の内側のスプライン５６と係合する、外側のスプラインを有している。プレート５８は、サイドギヤ４２、４４上に支持された摩擦板５４の間に挟まれている。プレート５８と摩擦板５４とにより、クラッチパック５９（図６参照）が形成されている。
【００２１】
クラッチ部材４０は、プレート５８及び摩擦板５４（すなわち、クラッチパック５９）の軸方向の圧力によって、夫々のクラッチ機構４８、５０に対して係合／作用するように、ハウジング１２内で軸Ａに沿った軸方向移動が可能である。クラッチ機構４８、５０が作動するとき、クラッチ部材４０から、クラッチパック５９を介して、サイドギヤ４２、４４及び対応するアクスルシャフト３０、３２へ、トルクが伝達される。双方のクラッチ機構４８、５０が十分に作動したとき、ハウジング１２、クラッチ部材４０、サイドギヤ４２、４４、及び、アクスルシャフト３０、３２は、全て互いに一体化して軸Ａを軸として回転する。更に、本発明による熟考された形態のデファレンシャルロック装置１０のある典型的な実施例では、クラッチパックを予圧するために、複数の付勢部材（後述する）を利用する。更に、クラッチパックの内側及び外側に、スラストワッシャを設置してもよい。
【００２２】
図６を参照すると、クラッチ部材４０は、クラッチ部材４０の間に設置されるクロスシャフト又はピン６６へ面する内向面６２（すなわち、内側）を備えている。更に、クラッチ部材４０は、ピン６６とは反対側に面する外向面６３（すなわち、外側）を含んでいる。クラッチ部材４０の内向面６２は、互いに対向しており、互いに軸方向に間隔をあけて配置されている。クラッチ部材４０の内向面６２の各々は、互いに面する位置に溝６４を備えている。クロスピン６６は、溝６４内に受け入れられ、軸Ａを軸としてハウジング１２と共に回転可能に接続されている。クロスピン６６は、通常、円筒形状であり、放射方向に延びて一端で貫通している開口部６８を有している。クロスピン６６の反対側の端部は、ハウジング１２に備えられた対応する放射方向の開口部内に取り付けられ、開口部６８は、クロスピン６６が軸に沿ってハウジング１２に対して滑らないように、ハウジング１２に対するクロスピン６６のピン固定を可能にしている。
【００２３】
溝６４は、クラッチ部材４０の内向面６２に備えられている。各溝６４は、中間位置６７へ向かって合流する傾斜面６５により規定される。中間位置６７は、溝６４の最深部を成している。クラッチ部材４０は、クロスピン６６が傾斜面６５と係合する（例えば、傾斜面６５へ乗る）作動位置と、クロスピン６６が傾斜面６５からオフセットして中間位置６７と並ぶ非作動位置との間で、制限された範囲内で、クロスピン６６に対して軸Ａを軸として回転することができる。各溝６４は、軸Ａを基準として反対側に２つの溝部６４ａ、６４ｂ（図６参照）を含んでいる。各溝部６４ａ、６４ｂは、中間位置６７により互いに分離された前方傾斜部６５Ｆと後方傾斜部６５Ｒとを含んでいる。通常の前方走行の状態では、クロスピン６６が前方傾斜面６５Ｆと係合して、クラッチ部材４０を軸方向外側へ動かし、これによってクラッチ機構４８、５０を作動させる。通常の後方走行の状態では、クロスピン６６が後方傾斜面６５Ｒと係合して、クラッチ部材４０を軸方向外側へ動かし、これによってクラッチ機構４８、５０を作動させる。
【００２４】
クロスピン６６が、一方のクラッチ部材４０の溝６４の中間位置６７と並ぶとき、対応するクラッチパック５９は、対応するクラッチ部材４０により軸方向に圧力がかけられないため、作動されない。クラッチパック５９が、対応するクラッチ部材４０により作動されない場合、予圧のみがクラッチパックへ付与される。この非作動状態では、車輪の超過回転状態中に、クラッチプレートと摩擦板とが互いに対して回転することができる。従って、車輪の超過回転状態中、超過回転の車輪に対応する作動していないクラッチパック５９は、対応するサイドギヤ４２、４４と、それに対応するアクスルシャフト３０、３２とを、対応するクラッチ部材４０に対して回転させる。
【００２５】
通常の直線走行状態中に、クロスピン６６は、傾斜面６５と係合して、クラッチ機構４８、５０を作動させるため、クラッチパック５９は、クラッチ部材４０とそれに対応するサイドギヤ４２、４４との間の、相対回転を防止する。従って、駆動トルクは、デファレンシャルハウジング１２及びクロスピン６６から、クラッチ部材４０、クラッチパック、及び、サイドギヤ４２、４４を介して、アクスルシャフト３０、３２及び車輪１７、１９へ伝達される。このため、双方のクラッチパック５９が作動されることで、デファレンシャルハウジング１２、クロスピン６６、クラッチ部材４０、サイドギヤ４２、４４、アクスルシャフト３０、３２、及び、車輪１７、１９が、全て一体化して軸Ａを軸として回転する。超過回転状態中（例えば、カーブ中）、超過回転の車輪に対応するクラッチ部材４０は、クロスピン６６に対して回転するため、クロスピン６６は、傾斜面６５と係合せずに中間位置６７と並び、これによって、対応するクラッチパック５９がそれ以上作動されなくなる。クラッチパック５９がそれ以上作動されなくなると、対応するクラッチパックへは予圧のみが付与される。予圧は、作動されていないクラッチがクラッチ部材４０とそれに対応するサイドギヤ４２、４４との間の相対回転を許容して、超過回転の車輪の、対応するクラッチ部材４０、クロスピン６６、及び、デファレンシャルハウジング１２に対する、より速い回転に適合するほど、十分に小さいものである。
【００２６】
クラッチ部材４０の内側の間で規定される、相互接続の停止配置（intermating stop arrangement）１００は、クラッチ部材４０間における制限された範囲の、軸Ａを軸とした相対回転のみを許容する。停止配置１００は、超過回転状態中に、クラッチ部材４０が、クロスピン６６を過ぎて、対応する中間位置６７を越えて回転しないことを保証する。超過回転状態中に、クラッチ部材４０が、中間位置６７を越えて回転された場合は、クロスピン６６が、中間位置６７の反対側の傾斜部６５Ｆ、６５Ｒを係合させることにより、作動されていないクラッチを意図せずに作動させてしまう。停止配置１００は、これが起こることを防止し、それによって、超過回転の車輪が、クラッチ機構４２、４４から干渉されることなく、カーブ中に超過回転状態を維持することができる。クラッチの予圧は、必要な滑り抵抗をクラッチパック５９へ提供して、クラッチ部材のクロスピン接続へのランピング効果を促進するほど、十分に高いものである。
【００２７】
本発明による熟考された形態のデファレンシャルロック装置１０の、ある典型的な実施例において、デファレンシャルロック装置１０は、クラッチ部材４０の間に配置され、対向するクラッチ部材４０の内側に形成されたポケット又はキャビティ７２に受け入れられる、複数の付勢部材７０（例えば、ばね）を含んでおり、クラッチ部材４０が互いに離れるように付勢されている。付勢部材７０は、複数のコイル７３を有する圧縮ばねとして図示されている。又、付勢部材７０は、金属材料で形成されている。更に、デファレンシャルロック装置１０は、付勢部材７０を予圧するように、キャビティ７２内で、付勢部材７０の端部とクラッチ部材４０との間に配置された、複数の装着パッド７４を含んでいる。
【００２８】
装着パッド７４は、一般的又は実質的に、円筒形状を有している。装着パッド７４は、金属材料で形成されている。又、装着パッド７４は、くぼみ７７を含む拡張された頭部７６を有している。更に、装着パッド７４は、頭部７６から軸方向へ延びた軸部（柱部）７８を有している。各装着パッド７４は、軸部７８が付勢部材７０の孔８０内へ延在し、頭部７６が付勢部材７０のコイル７３の１つと対向するクラッチ部材４０とに接するように、対応するキャビティ７２内へ配置される。付勢部材７０の端部に装着パッド７４を配置することによって、付勢部材７０の作動が１つのクラッチ部材４０のみにより許容されることは、認識されるべきである。更に、装着パッド７４が付勢部材７０の孔８０内を案内されることにより、「距離を超えた長さ」の長所が提供され、「せん断」や「くさび」効果の影響が防がれ、又、クラッチ部材４０とクロスピン６６との間の摺動部における意図的な接触が可能となることは、認識されるべきである。
【００２９】
装着パッド７４は、付勢部材７０が対応するキャビティ７２内に完全に囲まれ／収容された状態のままで、付勢力を付加できることを可能にする。付勢部材７０からの付勢力は、装着パッド７４を介して軸方向へ伝達される。装着パッド７４は、クラッチ部材４０間の境界の隙間を横断している。このため、付勢部材７０は、クラッチ部材４０間の境界の隙間を横断していない。従って、付勢部材７０は、クラッチ部材４０の一方が超過回転状態に対峙する場合に、クラッチ部材４０が軸Ａを軸として相対的に回転するときに発生する、側面荷重（side loads）にはさらされない。その代わりに、その側面荷重は、装着パッド７４へ付加される。
【００３０】
付勢部材７０は、クラッチパック５９に事前に圧力をかける予圧を与えるように機能して、必要な滑り抵抗を提供し、クラッチパック５９の適切な動作を保証する。付勢部材７０により提供される予圧は、クロスピン６６が傾斜部６５へ乗り上げるように、クラッチパック５９がクラッチ部材４０の軸Ａを軸とした回転動作へ十分な抵抗を提供して、クラッチ機構の動作を引き起こすのと同時に、通常の走行状態で、デファレンシャルハウジング１２とそれらに搭載されるクロスピン６６とが、軸Ａを軸として回転されるように、十分に大きくなければならない。更に、付勢部材７０により提供される予圧は、車輪の超過回転状態と対峙するときに、車輪が地面／路面に対してスリップする／滑る程度に、大きくてはならない。ある実施例において、各クラッチパック５９に付加されるクラッチ予圧は、クラッチパック５９が、カーブ中の外側の車輪に対応する典型的な車輪スリップのトルク値よりも小さい、予圧のトルク値を伝達できるようにする。典型的な車輪スリップのトルク値（すなわち、地面に対する車輪スリップに必要なトルク）は、車両全体の重量と、低摩擦状態に対応した、地面と車輪との間の選択された摩擦係数とに依存する。
【００３１】
図４に図示されているように、デファレンシャルロック装置１０の典型的な別の実施例が示されている。同様の部位には同様の参照符号を付している。デファレンシャルロック装置１０は、サイドギヤ４２、４４とスプライン接続されたスラストワッシャ８２の間にあるクラッチ部材４０の、軸方向外側面に形成されたキャビティ７２内に配置される、付勢部材７０を含んでいる。更に、デファレンシャルロック装置１０は、付勢部材７０を予圧するように、付勢部材７０の端部とクラッチ部材４０との間のキャビティ７２内に配置された、装着パッド７４を含んでいる。各装着パッド７４は、軸部７８が付勢部材７０の孔８０内へと延び、頭部７６が付勢部材７０のコイル７３の１つとスラストワッシャ８２とに接触するように、対応するキャビティ７２内に配置されている。付勢部材７０の端部に装着パッド７４を配置することによって、付勢部材７０の作動が１つのクラッチ部材４０のみにより許容されることは、認識されるべきである。更に、図５に示されているように、装着パッド７４の頭部７６が平面や平坦であることは、認識されるべきである。
【００３２】
図４の実施例の付勢部材７０は、クラッチ部材４０をクロスピン６６に対して付勢することによって、騒音／振動／ハーシュネス（ＮＶＨ）性能を向上させるものである。このように、クラッチ部材４０には、クロスピン６６とクラッチ部材４０との間の接触が維持される、自体に作用する予圧が付加されており、その結果、デファレンシャル機構が作動している間の、クロスピン６６とクラッチ部材４０との相関動作中の「接触」ノイズが防止される。ＮＶＨ性能のためにクラッチ部材へ付加される予圧の大きさは、クラッチ部材４０へ付加される予圧がクラッチパック５９の効果的な動作を妨げないことが保証されるように、クラッチパック５９へ付加される予圧と共に調整される。
【００３３】
明細書において本発明についてかなり詳細に説明してきたが、本明細書を読んで理解することで、本発明の多くの実施形態の様々な変更や修正が、当業者には明白になると考えられる。そのような変更や修正の全ては、それらが添付のクレームの範囲内である限り、本発明に含まれるように意図されている。
【符号の説明】
【００３４】
１０：デファレンシャルロック装置、１２：ハウジング、１４：リングギヤ、１５：主要駆動機、１６：ピニオンギヤ、１７：左の車輪、１８：駆動軸、１９：右の車輪、２０：第１のボディ、２１：アクスルハウジング、２２：第２のボディ、２４：締結部材、２６：締結部材、２８：ハブ、３０、３２：アクスルシャフト、３４：ハブ、３６：キャビティ、３８：デファレンシャル機構、４０：クラッチ部材、４２、４４：サイドギヤ、４６：スプライン、４８、５０：クラッチ機構、５２：スプライン、５４：摩擦板、５６：スプライン、５８：プレート、５９：クラッチパック、６２：面、６４：溝、６４ａ、６４ｂ：溝部、６５：傾斜面、６５Ｆ：前方傾斜部、６５Ｒ：後方傾斜部、６６：クロスピン、６７：中間位置、７０：付勢部材、７２：キャビティ、７３：コイル、７４：装着パッド、７６：頭部、７７：くぼみ、７８：軸部、８０：孔、８２：スラストワッシャ、Ａ：回転軸
【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６】
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【国際調査報告】
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