JP4537705B2 - 差動装置及び前記差動装置の組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、差動装置、すなわち、その本体が二つの部材から成り、その本体の内側に軸ピニオン及びピニオンギヤが取り付けられている差動装置に関する。さらに詳しくは、本発明は、この本体、この本体を有する差動装置、及びこの差動装置を組み立てる方法に関する。

周知の差動装置は、二つのほぼ対称的な半割シェルを有する。半割シェルは、相互にクランプ止めすることによって一旦組み立てられると、差動装置の本体を形成し、特に、二つの軸ピニオン、二つのピニオンギヤ及び孔を有する二つの皿形要素を収容するハウジングを協働して形成する。その要素のそれぞれは、軸ピニオンの一つと差動装置の本体との間に配置される。この差動装置を構成する部材の製造許容差によって、そのギヤ間の遊びの調整は、その組立中になされる。その目的のために、異なる厚さの複数の皿形要素が、所望の調整の達成を可能にするものが見出されるまで、順次取り付けられる。単調であることの外に、この手順は長く、手操作で実施しなければならない。

特許文献であるＪＰ−５８２１１０５３には、差動装置が記載されている。この差動装置のケージ内には、第１及び第２の管状要素がねじ係合されている。この差動装置内の遊びの調整には、第１の管状要素の位置及び第２の管状要素の位置の両方の調整を必要である。
日本国特許出願公開第５８−２１１０５３号公報 米国特許第５，８０６，３７１号明細書 米国特許第３，８７２，７４１号明細書 イギリス特許出願公開第１，２８０，６７０号明細書 米国特許第３，２０２，４６６号明細書

したがって、本発明は、差動装置内の遊びの調整及び／又はこの差動装置のドラッグトルクの調整を容易にする目的を有する。

ここで理解される意味において、差動装置のドラッグトルクとは、一方の軸ピニオンが自由に回転しており、差動装置の本体が不動化状態にあるときに、他方の軸ピニオンを駆動するために、その他方の軸ピニオンに加えなければならないトルクのことである。理解されるように、ドラッグトルクは、特に、差動装置内の遊びに左右される。

上記の目的を達成するために、本発明は、差動装置本体に関する。その差動装置本体は、その中に二つの軸ピニオンと、二つの軸ピニオンとそれぞれ噛み合う少なくとも二つのピニオンギヤとが取り付けられることが意図されている。この差動装置本体は、組み立てられるようになっている第１及び第２の部材を有しており、これらの第１及び第２の部材は、相補的な案内手段を有している。この案内手段は、差動装置の回転軸に沿って相対的に離接するようにそれらの部材を案内するようになっている。そして、第１の部材は、ピニオンギヤの少なくとも一つを回転可能に組み立てるための少なくとも一つのピンを摺動可能に取り付けるための少なくとも二つの内側案内部材を有し、これら二つの案内部材のそれぞれは、差動装置の回転軸に平行な方向に相互に偏位した二つの点を結合していることを特徴としている。

本発明は、また、その目的として、
二つの軸ピニオンと、
二つの軸ピニオンとそれぞれ噛み合う二つのピニオンギヤと、
本体と、
を少なくとも有する差動装置を有する。
本体は、その中に軸ピニオンとピニオンギヤとが取り付けられている。本体は、組み立てられた第１及び第２の部材を有している。そして、その本体は、上記のように形成されており、ピニオンギヤを回転可能に組み立てるための少なくとも一つのピンは、摺動するように取り付けられ、前記第１及び第２の部材の相対位置は、軸ピニオンが予め設定された軸方向の遊びを有するように調整されるか、又は差動装置が予め設定されたドラッグトルクを有するように調整されており、また、前記第１及び第２の部材は、この調整された相対位置でロックされることを特徴としている。

本発明は、さらに、その目的として、上記のように形成された差動装置の組立方法を有する。その特徴は、
a) 少なくとも軸ピニオン及びピニオンギヤが、第１及び第２の部材の間に配置される段階と、
b) 前記第１及び第２の部材の相対位置が、軸ピニオンの少なくとも一つの軸方向の遊び又は差動装置のドラッグトルクを調整するように調整される段階と、
c) 第１及び第２の部材が、段階b)において設定された位置でロックされる段階と、 を少なくとも有することである。

本発明は、添付の図面を参照した以下の記載を読もことによって一層容易に理解されよう。なお、以下の記載は、一例としてのみの開示である。

図１は、本発明による差動装置を示している。この差動装置は、二つの部材、すなわち、ケージ２と閉塞部材３とから成る本体１を有する。内側ハウジング４を形成するこの本体１においては、二つの軸ピニオン５と、二つのピニオンギヤ６と、相互に対向して配置された二つの耐摩耗性の皿形要素７と、同様に相互に対向して配置された二つの摺動皿形要素８と、摺動皿形要素８に係合されるとともにピニオンギヤ６を支持する組立ピン９が取り付けられている。

図２にも見られるように、ケージ２は、差動装置の回転軸Ａを回転軸とする回転体の形態である。ケージは実質的に内側ハウジング４を形成し、このハウジング４へのアクセスのための開口部１０を有する。開口部１０は、ケージ２の内面の端部１１によって形成される。端部１１は、円形断面を有し、機械加工によって、案内手段を形成している。その端部は、二つの隣接する部分を有し、その一方の部分は、他方よりも深い部分に配置され、参照番号１２で示され、また、他方の部分は、参照番号１３で示されている。部分１２には雌ねじが形成され、一方、部分１３は穿孔されている。

ケージ２は、内側ハウジング４を越えて、管状部分１４へと延びている。その部分は、アクセス開口部１０の反対側に配置されるとともに対向状に配置され、また、軸ピニオン５の一つに連結されるようになっている伝達軸（図示されない）を通すように形成されている。

端部１１と管状部分１４との間において、ケージ２の内面は、端部１１に隣接するほぼ円筒形の部分１５を有し、その終端部は底面１６となっている。底面は、その部分において、ほぼ球形の凹状となっている。部分１５のレベルにおいて、その部分は、対向状に配置されるとともにほぼ軸方向の二つの内側溝１７を限定している。これらの溝１７は、対応する底面及び側面が平面状であり、これらの溝のそれぞれは、案内部分を限定している。その案内部分においては、二つの皿形要素８の一つが摺動可能に取り付けられている。

そのアクセス開口部１０に隣接して、ケージ２は、外側の半径方向リング１８を有している。そのリングは、差動装置の駆動のために設けられたクラウンホイール（図示されない）をクランプすることによって固定するフランジを形成している。半径方向リング１８には、クラウンホイールを固定するために、ねじ（これも同様に、図示されない）の挿通のための孔１９が形成されている。

ケージ２は、一体の鍛造品である。それは、好ましくは、アルミニウム合金などの軽量の合金で製造されている。端部１１を除き、その内面は機械加工されないので、鍛造方法の使用によれば、成形方法に比べて、コストの増加が少なくとも部分的に相殺される。

閉塞部材３は、同様に、ほぼ回転体の形態であり、その回転軸は差動装置の回転軸Ａである。閉塞部材は管状部分２０を有している。この管状部分は、軸ピニオン５の一つに連結されるようになっている別の伝達軸（図示されない）が挿通するために形成されている。この管状部分２０は、広がって、厚い、半径方向の環状カバー２１へと延びている。

このカバー２１の横方向の端縁部は、円筒形面２２によって形成され、その面２２が、端部１１の相補的な案内手段を形成している。端部１１と同様に、円筒形面２２は、機械加工され、平滑な部分２３と雄ねじが形成された部分２４とを有している。

蓋２１の内面２５は、部分的に内側ハウジング４を形成している。それも、その中央部分においては、ほぼ球形の凹状である。

二つの摺動皿形要素８は、同一であり、このことは、一方では、差動装置の組立の単純化につながり、また、他方では、コスト削減効果をもたらす。これらの要素の一つは、図３及び４に示されており、ほぼ環状の形状を有している。この要素は、ほぼ管状のベース２６を有する。ベースの内側セクションは円形であり、その外側セクションは、二つの直線状の肩部２７を除き、同様に円形である。なお、二つの肩部は相互に平行であり、相互に対向状に配置されている。これらの二つの肩部２７の横面２８は、溝１７の側面と協働するようになっており、一方では、特に、その組立中において、対応する皿形要素８を確実に案内し、他方では、ケージ２と組立ピン９との間の力の伝達を確実にするようになっている。

ベース２６の内面は、組立ピン９の端部の一方のためのハウジングを限定している。図示された例においては、このハウジングは、円形断面を有しており、軸受のように挙動する。

ベース２６からは、ピニオンギヤ６の一方のためのシート２９が広がっている。このシート２９の内面は、ほぼ球形の凹状の回転面であり、環状フランジ３０によってベース２６の内面から分離され、皿形要素８の軸に沿って配向され、また、ピニオンギヤ６の一方を心出しするように形成されている。

皿形要素８のそれぞれは、冷間鍛造された一体品であり、金属製である。

ギヤ５及び６のそれぞれは、それ自体は周知のものであり、円錐台形の歯を有し、ほぼ球形の凸状の外面を有する。

それぞれの皿形要素７は、薄い厚さの板状を示し、伝達軸を挿通するための中央孔が形成されており、凸状で、ほぼ球形ドーム状である。

組立ピン９は、断面円形の円筒状の棒によって形成されている。図１に示された差動装置を組み立てるためには、皿形要素７、次いで、軸ピニオン５が、ケージ２内へ先ず導入される。

次いで、二つのピニオンギヤ６及び二つの皿形要素８が組立ピン９上に取り付けられ、その後、このようにして形成された組立体が、要素８のベース２６が溝１７内に配置されるように注意しながら、ハウジング４内に係合される。この組立体は、次いで、溝１７によって形成された案内手段内へ皿形要素８の一方及び他方を同時に摺動させることによって、ケージ２の底部へ向けて押し込まれる。ピニオンギヤ６、組立ピン９及び二つの皿形要素８は、それら全てが同時に位置決めされる限り、いかに容易かつ迅速に取り付けられるかが分かるであろう。記載された段階は、他の軸ピニオン５及び他の皿形要素７がケージ２内に配置され、閉塞部材３がアクセス開口部１０のレベルに予め位置決めされた時点で終了する。

次いで、差動装置のドラッグトルクの調整又は軸Ａに沿った本体１内の機構の遊びの調整の段階が開始される。この調整は、カバー２１をケージ２内へ加減しながらねじ込むことによっておこなわれる。これは、ドラッグトルクの連続測定値又は段階的測定値に基づいて機能する自動装置によって行われる。別の態様においては、以下の方法で進められる。すなわち、閉塞部材３をケージ２内へ完全にねじ込むこと、すなわち、それらが当接するまでねじ込むことから始め、次いで、この閉塞部材３が、所要の遊びに対応する寸法だけねじ戻される。雄ねじが形成された部分１２及び２４は協働して、軸Ａに沿った離接方向において、ケージ２と閉塞部材３との相対的位置を正確に調整するための手段を形成することが分かる。組立ピン９は、皿形要素８の助けによって、軸Ａに沿って摺動するように取り付けられているので、ケージ２内にそれ自体によって位置決めされ、その結果、二つの軸ピニオン５の軸方向の遊びが、一回の操作で、同時に調整される。

一旦、ケージ２と閉塞部材３との相対的位置が調整されると、ケージ２及び閉塞部材３が、ロック手段の助けによって相対的に不動化される。なお、ロック手段は、図示される例においては、カバー２１の縁部に沿って配置された溶着ビード３１と、ケージ２及び閉塞部材３の両方に形成された孔内へ圧入されたピン３２とによって形成され、このロック手段によって、端部１１と円筒形面２２とが協働する。

ここで説明した調整及び組立は、特に、容易かつ迅速に実施されるものであり、本発明が達成することを意図した目的にかなっている。

さらに、導入部で述べた従来技術とは対照的に、異なる厚さの皿形要素の全セットを製造、管理及び保管する必要がない。

さらに、遊びの調整又はドラッグトルクの調整を自動化できる。

図１は、上記の組立のための全ての段階が実施された状態における差動装置を示している。その場合においては、ケージ２及び閉塞部材３は、同軸状に強固に連結される。ケージ２及び閉塞部材３は、軸Ａによって限定される方向の遊びを減少した状態で、機構全体、特に、軸ピニオン５をそれらの間に保持する。ピン９上にはピニオンギヤ６が空転可能に取り付けられており、したがって、ピン９は、ピニオンギヤ６に共通であり、そのことが、差動装置の組立を単純化するとともに全体の剛性を増加させている。皿形要素８のシート２９の形状は、ちょうど耐摩耗性の皿形要素７が軸ピニオン５の回転を促進するように、ピニオンギヤ６の回転を促進するようなものである。これら耐摩耗性の皿形要素７は極めて有用である。その理由は、それらの要素が取り付けられている本体１の表面が機械加工されないためである。

本発明は、上記の実施形態に限定されない。

特に、溶着ビード３１及びピン３２によって構成された二つのロック手段の一方をなくして、他方のみとすることも可能である。さらに、これらのロック手段は、他の手段、例えば、カウンターナットの方法でケージ２にねじ込むことによって、カバー２１へクランプされるねじ付きのリングに置き換えたり、それによって対応したりすることもできる。所望のロックは、ケージ２を閉塞部材３にかしめることによって得ることもできるし、接着剤によって得ることもできる。

さらに、一例としての上記の差動装置は、二つだけのピニオンギヤ６を有するけれども、それより多く、例えば、三つ又は四つのピニオンギヤを有する差動装置も、本発明の範囲から逸脱しない。

ドラッグトルクの調整が実施されない周知の差動装置に比べて、本発明による差動装置は、改良された作動性能を示す。

本発明による差動装置の軸方向断面図である。 図１の差動装置の分解斜視図であり、一方及び他方の二つの部材から成る本発明による本体を示し、これらの二つの部材の一方には、差動装置の構成部材である二つの皿形要素が設けられている状態を示す図である。 図１に示された差動装置の構成部材である二つの皿形要素の一方の軸方向断面図である。 図３の皿形要素を示す図であり、外側へ向けられるようになっている二つの対向する面のうちの一方の面から見た図である。

Claims (9)

1. 差動装置本体（１）であって、
   差動装置本体は、二つの軸ピニオン（５）と、それら二つの軸ピニオン（５）とそれぞれ噛み合う少なくとも二つのピニオンギヤ（６）とがその中に取り付けられるようになっており、この本体は、組み立てられるようになっている第１の部材（２）及び第２の部材（３）を有し、これらの第１の部材（２）及び第２の部材（３）は、相補的な案内手段（１１，２２）を有しており、その案内手段は、その差動装置の回転軸（Ａ）に沿って相対的に離接するようにそれらの部材を案内するようになっており、
   前記第１の部材は、ピニオンギヤ（６）の少なくとも一つを回転可能に組み立てるための少なくとも一つのピン（９）を摺動可能に取り付けるための少なくとも二つの内側案内部材（１７）を有し、これら二つの案内部材（１７）それぞれは、差動装置の回転軸（Ａ）に平行な方向に相互に偏位した二つの点を結合しており、
   前記ピン（９）は、第１の部材（２）及び第２の部材（３）が組み立てられるときに、二つの案内部材（１７）に沿って自在に摺動できるように配置され、
   第１及び第２の部材は、それらの部材の離接方向における相対位置を調整する手段（１２，２４）を有し、
   前記調整手段は、案内手段（１１，２２）の少なくとも一部分（１２，２４）上に設けられた相補的な雄ねじ部分及び雌ねじ部分を有している差動装置本体。
2. 前記第１の部材は、少なくとも軸ピニオン（５）及びピニオンギヤ（６）のためのハウジング（４）を実質的に限定するケージ（２）の形状を有し、このケージは、前記ハウジング（４）へのアクセスのための開口部（１０）を有し、この開口部（１０）は、前記第２の部材（３）によって閉塞されるようになっている請求項１に記載の本体。
3. 前記第１の部材は、鍛造品であり、前記ハウジング（４）を限定しているその内面（１５，１６，１７）の少なくとも主要部は機械加工の痕跡を有していない請求項２に記載の本体。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の差動装置本体（１）を有する差動装置であって、
   二つの軸ピニオン（５）と、
   二つの軸ピニオン（５）とそれぞれ噛み合う二つのピニオンギヤ（６）と、
   を少なくとも有し、軸ピニオン（５）とピニオンギヤ（６）とは本体（１）の中に取り付けられており、また、本体（１）は、組み立てられた第１及び第２の部材（２，３）を有し、
   ピニオンギヤ（６）を回転可能に組み立てるための少なくとも一つのピン（９）は、第１の部材（２）及び第２の部材（３）が組み立てられるときに、二つの案内部材（１７）に沿って自在に摺動できるように取り付けられ、前記第１及び第２の部材（２，３）の相対位置は、前記調整手段（１２，２４）を用いて、軸ピニオンが予め設定された軸方向の遊びを有するように調整されるか、又は差動装置が予め設定されたドラッグトルクを有するように調整されており、前記第１及び第２の部材（２，３）は、この調整された相対位置においてロックされるようになっている差動装置。
5. この差動装置は二つの部材（８）を有し、それらの部材のそれぞれは、ピニオンギヤ（６）を回転可能に組み立てるための前記ピン（９）の端部又は複数のピン（９）の一つの端部を受容するハウジングを限定しており、前記案内部材のそれぞれは、溝（１７）の形状を有しており、その溝内で二つの部材（８）の一つが摺動するようになっている請求項４に記載の差動装置。
6. 差動装置は、第１及び第２の部材（２，３）を前記調整された相対位置でロックするためのピン（３２）を有している請求項４又は５に記載の差動装置。
7. 第１及び第２の部材（２，３）のそれぞれは、内面（１６，２５）を有し、前記内面は、対向状に配置されるとともにほぼ凹状であり、差動装置は二つの耐摩耗性の皿形要素（７）を有し、それらの要素のそれぞれは、これら二つのほぼ凹状の面（１６，２５）の一つと軸ピニオン（５）の一つのほぼ凸状の面との間に配置されている請求項４から６のいずれか一項に記載の差動装置。
8. 請求項４から７のいずれか一項に記載の差動装置の組立方法であって、
   a) 少なくとも軸ピニオン（５）及びピン（９）に取り付けられたピニオンギヤ（６）が、第１及び第２の部材（２，３）の間に配置される段階と、
   b) 前記第１及び第２の部材（２，３）の相対位置が、軸ピニオン（５）の少なくとも一つの軸方向の遊び又は差動装置のドラッグトルクを調整するように調整される段階と、
   c) 第１及び第２の部材（２，３）が、段階b)において設定された位置でロックされる段階と、
   を少なくとも有する組立方法。
9. 段階a)の前において、ピニオンギヤ（６）を支持する前記組立ピン（９）又は複数の組立ピン（９）は、前記第１の部材内で摺動するように形成されている請求項８に記載の組立方法。

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