JPH02107847A - Differential gear for variable locking type car and relative revolution preventive means thereof - Google Patents
Differential gear for variable locking type car and relative revolution preventive means thereofInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、一般に車両用の差動制限装置（リミテッド・
スリップ・ディファレンシャル）、ことに流体圧差動の
可変ロック式差動装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention generally relates to limited slip differential devices for vehicles.
Slip differentials), particularly hydraulic differentials with variable locking.
初期の差動機構は駆動車軸の２本の半軸の間に結合した
１連の遊星歯車から成っていた。このような駆動車軸は
車両の車輪が互いに異なる速度で走行し互いに等しい駆
動力を各駆動車輪に加えることのできる中実の車軸に勝
った利点がある。しかし若干の条件のもとではこの普通
の差動装置は切実な障害がある。たとえば一方の駆動車
輪が水や泥のような滑りやすい表面上にあると、この車
輪は、そのタイヤが路面をつかむことができないから、
スリップ及びスピンを生ずる。従ってこの滑動車輪は車
体を動かすのに極めてわずかな駆動トルクだけしか及ぼ
すことができない。良好な粘着状態を生ずる表面上にあ
る反対側の車輪は、差動装置が両方の車輪に等しい量の
トルクを送出すだけであるからスピン車輪と同様な駆動
トルクを及ぼすことができる。すなわち全駆動力は、最
も弱い路面粘着作用を受ける車輪により加えられる量の
２倍以上には決してならない。Early differentials consisted of a series of planetary gears coupled between two half shafts of a drive axle. Such a drive axle has the advantage over a solid axle that the wheels of the vehicle can travel at different speeds and apply equal driving forces to each drive wheel. However, under some conditions this common differential has serious problems. For example, if one drive wheel is on a slippery surface such as water or mud, this wheel will not be able to grip the road because its tires cannot grip the road.
Causes slip and spin. This sliding wheel can therefore exert only a very small drive torque to move the vehicle body. Opposite wheels that are on surfaces that produce good adhesion can exert a similar drive torque as a spinning wheel since the differential only delivers an equal amount of torque to both wheels. That is, the total driving force is never more than twice the amount exerted by the wheel experiencing the weakest road adhesion.
牽引作用は又とくに、きびしい駆動中には各駆動車輪に
加わる重量を不つりあいにする他の条件によっても悪影
響を受ける。カーブのまわりを高速で駆動するときは、
重量は、内側車輪から外側車輪に移行する。旋回から生
ずるきびしい加速によりこの場合内側車輪は、この車輪
に加わる重量が少なくなり従って路面粘着作用が低下す
るのでスピンを生ずるようになる。同様にきびしい加速
中には後車軸アセンブリに推進軸反作用トルクが加わる
。一方の車輪が部分的に負荷を受けてなくてその牽引能
力の一部を失うときは、全牽引能力は低い方の能力を持
つ車輪の２倍にしかならないから、損失は反対側の車輪
の利得によって相殺されない。Traction is also adversely affected by other conditions that imbalance the weight on each drive wheel, especially during heavy driving. When driving around a curve at high speed,
Weight is transferred from the inner wheels to the outer wheels. Due to the severe acceleration resulting from the turn, the inside wheel in this case becomes subject to spin, since less weight is applied to this wheel and the road adhesion is therefore reduced. Similarly, during severe acceleration, a propulsion shaft reaction torque is applied to the rear axle assembly. When one wheel is partially unloaded and loses some of its traction capacity, the loss is that of the opposite wheel, since the total traction capacity is only twice that of the wheel with the lower capacity. not offset by gains.
差動制限装置は、この差動装置により旋回時に差動作用
に干渉しないで各車軸に互いに等しくない量でトルクを
伝えることによって悪い牽引条件のもとて車両の牽引作
用を高めるように構成しである。最も普通の差動制限装
置は、２個の側部歯車及び差動装置ケースの間に取付け
たクラッチ・アセンブリを持つ摩擦式のものである。普
通の差動装置では、側部歯車とこれ等の歯車をスプライ
ンばめした各車軸はケース内でつねに自由に回る。The limited differential is configured to enhance the traction of the vehicle under adverse traction conditions by transmitting torque to each axle in unequal amounts without interfering with the differential action during turns. It is. The most common limited slip differential is of the friction type with a clutch assembly mounted between two side gears and a differential case. In a conventional differential, the side gears and the axles to which they are splined always rotate freely within the case.
付加されたクラッチは、−層早いスピン状態の（通常ス
リップを生ずる）車輪から一層遅いスピン状態の（通常
粘着性の一層よい）車輪にトルクを伝達する手段になる
。The added clutch provides a means of transmitting torque from a faster spinning wheel (usually resulting in slip) to a slower spinning wheel (usually more sticky).
それぞれ側部歯車にスプラインばめしだ各クラッチ板と
差動装置ケース内にはまるようにした各円板とから成る
２つのクラッチ・パックがある。There are two clutch packs each consisting of clutch plates splined to the side gears and discs adapted to fit within the differential case.
すなわち各クラッチ板は側部歯車と共に回転し、各円板
はケースと共に回転する。各クラッチは２つの力により
作動する。一方の力は、２つの側部歯車の間に圧縮され
たばねにより加えられる。これ等のばねは各側部歯車を
互いに離れる向きにケースに向かって押して各円板及び
各クラッチ板を相互に接触した状態に保つ。この力は比
較的一定であシ各クラッチに予荷重を加える。他方の力
は、ビニオン及び側部歯車がその回転の際に相互に離れ
る向きに押し合う傾向から生ずる。この力は、側部歯車
を経て加えられ各円板及び各クラッチ板に加わる押圧力
を増す。この力は、ビニオンから側部歯車に伝わる駆動
トルクが増すのに伴い大きくなり、従って可変の力であ
る。That is, each clutch plate rotates with the side gear and each disc rotates with the case. Each clutch is actuated by two forces. One force is applied by a spring compressed between two side gears. These springs push the side gears away from each other and toward the case to keep the discs and clutch plates in contact with each other. This force is relatively constant and preloads each clutch. The other force results from the tendency of the pinion and side gears to push apart from each other during their rotation. This force is applied through the side gears and increases the pressing force on each disc and each clutch plate. This force increases as the drive torque transmitted from the binion to the side gear increases and is therefore a variable force.
差動制限装置は、早い方の車輪から遅い方の車輪へのト
ルク伝達量に構造上の制限があり、良好な牽引作用を持
つ車輪に加わるトルクが弱い牽引作用を持つ車輪に加わ
るトルクの約２．５倍である。A differential limiting device has a structural limit on the amount of torque transmitted from the faster wheel to the slower wheel, so that the torque applied to the wheel with good traction is approximately equal to the torque applied to the wheel with weak traction. It is 2.5 times.
前記の説明から普通の差動制限装置の幾つかの欠点が明
らかである。すなわち、
１）旋回の操縦中に、一般に駆動トルクに比例する割合
で内側車輪にトルクが伝わる。このようにしてアンダ・
ステアの状態になりやすい。Several drawbacks of conventional limited slip differentials are apparent from the above description. 1) During a turning maneuver, torque is transmitted to the inside wheel at a rate generally proportional to the drive torque. In this way,
It is easy to become steered.
２）一方の駆動車輪は極めて滑りやすい表面上にあるが
、他方は良好な牽引作用を持つ条件のもとでは、伝えら
れるトルクの量は、著しく制限され、クラッチ・パック
に対する予荷重を加えたばねの力により実質的に定まる
。2) Under conditions where one drive wheel is on a very slippery surface while the other has good traction, the amount of torque that can be transmitted is severely limited and the preloaded spring on the clutch pack is substantially determined by the force of
本発明は、クラッチ作動力が予荷重ばねの力又は駆動ラ
イン・トルクにより生ずる側部歯車隔離力によらないで
、流体圧力により生ずるようにした外部から制御できる
差動制限装置を提供することによって前記の欠点を除こ
うとするものである。The present invention provides an externally controllable limited slip differential in which the clutch actuation force is generated by fluid pressure rather than by preload spring forces or side gear isolation forces generated by drive line torque. It is intended to eliminate the above-mentioned drawbacks.
この圧力は、駆動作用の必要度の指示に応じて差動装置
を零から全ロック状態まで調節するように必要に応じて
調整できる。This pressure can be adjusted as necessary to adjust the differential from zero to full lock as dictated by the need for drive action.
本発明は、多板湿式クラッチを作動して差動装置を選択
的にロックするのにピストンを利用する流体圧作動の可
変ロック式差動装置に係わる。クラッチ・パックは右側
差動装置ケース半部分（右半ケース）内に取付けである
が、各クラッチ板は太陽歯車及び半ケースに交互にスプ
ライン連結しである。クラッチ・パックの左側ではプレ
ッシャ・プレートが取付けられ止め輪により保持しであ
る。右半ケースは又、ピストンを保持する環状空洞を備
えている。作動流体をこの空洞内に噴射するときは、ピ
ストンは軸線方向左方に動きクラッチ板をプレッシャ・
プレートに締付けることにより本差動装置の左右の出力
軸の相対回転に抵抗するようにする。The present invention relates to a hydraulically actuated variable locking differential that utilizes a piston to actuate a multi-plate wet clutch to selectively lock the differential. The clutch pack is mounted within the right differential case half, with each clutch plate alternately splined to the sun gear and case half. A pressure plate is attached to the left side of the clutch pack and is held in place by a retaining ring. The right case half also includes an annular cavity that holds the piston. When injecting working fluid into this cavity, the piston moves axially to the left and puts pressure on the clutch plate.
By tightening it to the plate, it resists the relative rotation of the left and right output shafts of this differential.
作動流体は、右半ケースに形成されこの半ケースのハブ
の外面の穴に通ずる各通路によりピストン空洞に送る。The working fluid is conveyed to the piston cavity by passages formed in the right case half and communicating with holes in the outer surface of the hub of this half.
半ケースの外部に環状のマニホルドが取付けられ又この
マニホルドは回動しないように適描に取付けである。こ
のマニホルドは外部供給源から加圧作動流体を受ける。An annular manifold is mounted on the exterior of the half-case, and the manifold is suitably mounted to prevent rotation. The manifold receives pressurized working fluid from an external source.
このマニホルｒは、一次及び二次の密封体により回転す
るハブに密封され流体が半ケースのハブの穴に入るよう
にしである。環状マニホルド内の１組の通路により一層
シールを過ぎて漏れる作動流体を二次シールにより捕捉
し外部流体供給源に戻す。The manifold r is sealed to the rotating hub by primary and secondary seals such that fluid enters the holes in the hub of the half case. A set of passageways within the annular manifold further allows working fluid that leaks past the seal to be captured by the secondary seal and returned to an external fluid source.
実施例について図面を参照して説明すると、第１図には
本発明による流体圧作動の可変ロック式差動装置１１の
車両用差動歯車装置を示しである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a vehicular differential gear device of a hydraulically operated variable lock type differential device 11 according to the present invention.
可変ロック式差動装置１１は回転可能な差動歯車ケース
１３を囲む外部ノ・ウジング１２を備えている。差動歯
車ケース１３は、半径方向外向きに延びるフランジ１６
．１７で互いに衝合する左半ケース１４及び右半ケース
１５から形成しである。The variable locking differential 11 includes an external housing 12 surrounding a rotatable differential gear case 13. The differential gear case 13 has a radially outwardly extending flange 16.
．． It is formed from a left half case 14 and a right half case 15 which abut each other at 17.
左半ケース１４には、外部ノ・ウジング１２の内部に取
付けたテーパころ軸受１９により回転自在に保持した軸
線方向外向きに延びるノ・プ１８を形成しである。同様
に右半ケース１５は、ノ・ウジング１２の内部に取付け
だテーパころ軸受２１により回転自在に保持した軸線方
向外向きに延びるノ・プ２０を持つ。各軸受１９，２１
は、１対の穴を持つハウジング１２の互いに対向する側
部に同心に取付けである。これ等の、穴を貫いて左半車
軸２２及び左半車軸２３の各内端部が延びている。各半
車軸２２．２３は、外部ノ・ウジング１２に形成した各
穴内に取付けた１対のテーパころ軸受２４゜２５により
それぞれ回転自在に支えである。The left half case 14 is formed with a nozzle 18 extending axially outward and rotatably held by a tapered roller bearing 19 mounted inside the external nozzle 12. Similarly, the right case half 15 has an axially outwardly extending nozzle 20 which is rotatably held by a tapered roller bearing 21 mounted inside the nozzle 12. Each bearing 19, 21
are mounted concentrically on opposite sides of the housing 12 with a pair of holes. The inner ends of left half axle 22 and left half axle 23 extend through these holes. Each half-axle 22, 23 is rotatably supported by a pair of tapered roller bearings 24, 25 mounted in respective holes formed in the external nozzle 12.
駆動軸２６の端部は、外部ノ・ウジング１２の前壁を貫
いて延び駆動−ニオン歯車２７に終っている。輪歯車２
８は、右半ケース１５の外面に取付けられフランジ１７
に衝合している。各半ケース１４．１５は、複数本のね
じ付きファスナ２９により相互に又輪歯車２８に取付け
である。各ファスナ２９は、各フランジ１６．１７に形
成した穴を貫通し、輪歯車２８のねじ穴にねじ込んであ
る。The end of the drive shaft 26 extends through the front wall of the outer nose housing 12 and terminates in a drive-nion gear 27. Ring gear 2
8 is a flange 17 attached to the outer surface of the right half case 15.
are in conflict with each other. Each half-case 14,15 is attached to each other and to the ring gear 28 by a plurality of threaded fasteners 29. Each fastener 29 passes through a hole formed in each flange 16.17 and is screwed into a threaded hole in the ring gear 28.
環状歯車３０は左半ケース１４のフランジ１６の基部に
形成され右半ケース１５内に延びている。An annular gear 30 is formed at the base of the flange 16 of the left case half 14 and extends into the right case half 15.
環状歯車３０は複数枚の内向きの歯を持つ。環状歯車３
０は、この環状歯車内に左半車軸２２と同軸に取付けた
差動歯車アセンブリすなわち遊星歯車アセンブリ３１と
協働する。第１図及び第２図に示すように遊星歯車アセ
ンブリ３１は、１対の互いに間隔を隔てたほぼ円形の円
板３２．３３を備えている。左側円板３２は、互いに協
働する組のスプ゛ラインにより左半車軸２２の内端部に
結合したほぼ管状のハブ部分３４を備えている。右円板
３３は、ハブ部分３４が貫いて延びる拡大した中心穴を
形成しである。The ring gear 30 has a plurality of inward teeth. Ring gear 3
0 cooperates with a differential or planetary gear assembly 31 mounted coaxially with the left half axle 22 within this ring gear. As shown in FIGS. 1 and 2, planetary gear assembly 31 includes a pair of spaced apart, generally circular discs 32,33. Left side disc 32 includes a generally tubular hub portion 34 connected to the inner end of left half axle 22 by a cooperating set of splines. The right disk 33 defines an enlarged central hole through which the hub portion 34 extends.
各円板３２．３３の互いに向き合う内面の間には互いに
かみあう複数対の遊星歯車３５．３６を取付けである。Mounted between the mutually facing inner surfaces of each disc 32,33 are pairs of planetary gears 35,36 that mesh with each other.
各遊星歯車３５．３６はそれぞれ複数の一ン３７のうち
の協働するピンに回転自在に取付けである。各ピン３７
は、各円板３２゜３３に形成した穴を貫いて延び恒久的
の又は解放自在な任意適当な手段により保持しである。Each planetary gear 35,36 is rotatably mounted on a cooperating pin of a plurality of pins 37, respectively. Each pin 37
extend through holes formed in each disc 32 and 33 and are retained by any suitable means, permanent or releasable.
複数のウェブ部材３８（第２図）は、各円板３２゜３３
の回転軸線から半径方向に延び、各円板３２゜３３の内
面に一単位を形成するように取付けである。各対の歯車
のうちの歯車３５は歯車３６に比べて歯車アセンブリ３
１の周辺に一層近く位置させである。外方の歯車３５は
すべて、環状歯車３０の内向きに延びる歯にかみあう。A plurality of web members 38 (FIG. 2) are attached to each disc 32° 33
It extends radially from the axis of rotation of the disks 32 and 33 and is attached to form a unit on the inner surface of each disk 32, 33. Gear 35 of each pair of gears is smaller than gear 36 in gear assembly 3.
It is located closer to the periphery of 1. The outer gears 35 all mesh with inwardly extending teeth of the ring gear 30.
内方の歯車３６はすべて、第１図に示すように太陽歯車
３９の外部に形成した半径方向外向きに延びる歯とかみ
あう。第１図に示した各歯車３５．３６は第２図の１−
１線に沿う断面で示しである。All of the inner gears 36 mesh with radially outwardly extending teeth formed on the exterior of the sun gear 39, as shown in FIG. Each gear 35 and 36 shown in FIG.
It is shown as a cross section along one line.
太陽歯車３９は一般に形状が管状であり中央部分４０を
持つ。軸線方向に延びる左端部分４１は、左円板３２の
ハブ部分３４のまわりに延びノ・プ部分３４に回転自在
に取付けである。左端部分４１は外部に歯を形成され遊
星歯車３６にかみあうようにしである。各歯は、左円板
３２の内面に係合する左端部分４１の外端部から中央部
分４０の右側縁部まで延びている。軸線方向に延びる右
端部分４２は左半車軸２３の内端部にスプラインばめし
である。右端部分４２の外面は、右半ケース１５の端部
に形成した内向きの同心の支持面には１りあう。半径方
向に配置した環状肩部４３は中央部分４０及び右端部分
４２の接合部に形成しである。肩部４３は、右半ケース
１５内に形成した半径方向に延びる環状面４４に衝合す
る。Sun gear 39 is generally tubular in shape and has a central portion 40 . An axially extending left end portion 41 extends around the hub portion 34 of the left disc 32 and is rotatably attached to the knob portion 34. The left end portion 41 has teeth formed on the outside so as to mesh with the planetary gear 36. Each tooth extends from the outer end of the left end portion 41 engaging the inner surface of the left disc 32 to the right edge of the central portion 40 . The axially extending right end portion 42 is a spline fit to the inner end of the left half axle 23. The outer surface of the right end portion 42 abuts an inwardly directed concentric support surface formed at the end of the right half case 15. A radially disposed annular shoulder 43 is formed at the junction of the central portion 40 and the right end portion 42 . The shoulder 43 abuts a radially extending annular surface 44 formed in the right case half 15 .
流体圧作動の多板湿式のクラッチ・アセンブリ４５は、
太陽歯車３９の中央部分４０と同心に右半ケース１５内
に位置し中央部分４０に取付けである。クラッチ・アセ
ンブリ４５は左半車軸２２及び左半車軸２３０間の相対
回転に対し可変の制御可能の抵抗を生ずる。クラッチ・
アセンブリ４５は、相互に並べて同心に重ねた複数の横
方向に可動な環状クラッチ板から成る湿式のクラッチ・
パックを備えている。交互のクラッチ板４６は、右半ケ
ース１５に滑動自在にキー止めされ、左半車軸２２に右
半ケース１５、左半ケース１４、環状歯車３０及び遊星
歯車アセンブリ３１を介して結合しである。交互のクラ
ッチ板４６は複数の中間板４７と交互になっている。各
中間板４７は、太陽歯車３９の中央部分４０に形成した
歯にかみあう半径方向内方に突出する歯により滑動可能
にキー止めしである。The hydraulically actuated multi-plate wet clutch assembly 45 includes:
It is located within the right half case 15 concentrically with the central portion 40 of the sun gear 39 and is attached to the central portion 40 . Clutch assembly 45 provides a variable and controllable resistance to relative rotation between left half axle 22 and left half axle 230. clutch·
The assembly 45 is a wet clutch consisting of a plurality of laterally movable annular clutch plates stacked concentrically next to each other.
Comes with a pack. Alternate clutch plates 46 are slidably keyed to right case half 15 and coupled to left half axle 22 via right case half 15, left case half 14, ring gear 30, and planetary gear assembly 31. Alternating clutch plates 46 alternate with a plurality of intermediate plates 47. Each intermediate plate 47 is slidably keyed by radially inwardly projecting teeth that engage teeth formed in the central portion 40 of the sun gear 39.
クラッチ・アセンブリ４５のクラッチ・パックの左端部
は環状のプレッシャ・プレート４８に衝合スる。プレッ
シャ・プレート４８は、止め輪４９により軸線方向左方
には動かないようにしである。止め輪４９は、遊星歯車
アセンブリ３１に隣接して右半ケース１５の内面に形成
した内向きの環状みぞにはめである。この湿式のクラッ
チ・パックの右端部は環状のピストン５０に衝合する。The left end of the clutch pack of clutch assembly 45 abuts annular pressure plate 48 . The pressure plate 48 is prevented from moving to the left in the axial direction by a retaining ring 49. Retaining ring 49 fits into an inwardly directed annular groove formed on the inner surface of right case half 15 adjacent planetary gear assembly 31 . The right end of this wet clutch pack abuts an annular piston 50.
ピストン５０は、右半ケース１５の壁の内面に形成した
環状のピストン室５１内に保持され外径部及び内径部を
０１３ングで密封しである。ピストン５０はピストン室
５１内で軸線方向に自由に動き湿式クラッチ・パックに
押圧力を加えこのクラッチ・パックをプレッシャ・プレ
ート４８に押付けるようにする。The piston 50 is held within an annular piston chamber 51 formed on the inner surface of the wall of the right half case 15, and its outer and inner diameter portions are sealed with 013 rings. The piston 50 is free to move axially within the piston chamber 51 and applies a pressing force to the wet clutch pack, forcing the clutch pack against the pressure plate 48.
ピストン室５１の右端部には、右左ケース１５の壁に形
成した作動流体通路５２に通ずるオリフィスを形成しで
ある。流体通路５２の反対側端部は、マニホルド５３の
内向きの表面で右半ケース１５の外面に開口するオリフ
ィスに通じている。An orifice communicating with a working fluid passage 52 formed in the wall of the right and left cases 15 is formed at the right end of the piston chamber 51 . The opposite end of fluid passageway 52 opens into an orifice that opens into the outer surface of right case half 15 at the inwardly facing surface of manifold 53 .
マニホルド５３は第４図ないし第６図に詳しく示しであ
る。マニホルド５３はその外面に、作動流体供給管路及
び継手（図示してない）に連結するように形成した半径
方向に延びるねじ付き人口５４を備えている。ねじ付き
人口５４は内向きの環状流路５５に通じている。流路５
５は、右半ケース１５の外面に向き互いに対向する側に
沿い１対の環状のリップ・シール５６．５６により密封
しである。各リップ・シール５６は作動流体径路の一層
シールを形成する。作動流体がリップ・シール５６を過
ぎて漏れるようなことがあっても、この流体はマニホル
ド５３の外面に形成したねじ付出口５７を紗で作動流体
供給源に戻すことができる。ねじ付出口５７は、ねじ継
手及び流体管路（図示してない）に連結して後述のよう
に作動流体を溜めに戻すようにしである。Manifold 53 is shown in detail in FIGS. 4-6. Manifold 53 includes on its outer surface radially extending threaded ports 54 configured to connect to working fluid supply lines and fittings (not shown). Threaded port 54 opens into an inwardly directed annular channel 55 . Channel 5
5 is sealed by a pair of annular lip seals 56, 56 along the outwardly facing sides of the right half case 15 and opposite each other. Each lip seal 56 forms a further seal of the working fluid path. Should any working fluid leak past the lip seal 56, this fluid can be gauded through a threaded outlet 57 formed on the exterior surface of the manifold 53 and returned to the working fluid source. A threaded outlet 57 is adapted to connect to a threaded fitting and fluid line (not shown) to return working fluid to the reservoir as described below.
ねじ付出口５７は、ねじ付出口５Ｔと々ニホルド５３の
互いに対向する側面との間で互いに間隔を隔てた１対の
半径方向に延びる通路５８．５８に連結しである。各通
路５８は、マニホルド５３の外周面から内周面に延びそ
れぞれ外端部をねじ付きプラグ５９により閉じである。Threaded outlet 57 is connected to a pair of radially extending passageways 58,58 spaced apart between threaded outlet 5T and opposing sides of Nifold 53. Each passage 58 extends from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface of the manifold 53 and is closed at each outer end by a threaded plug 59.
マニホルド５３の内周面に形成した環状みぞには１対の
０リング状の（又はその他適当な）シール６０．６０が
位置し又各リップ・シール５６とマニホルド５３の側面
との間に位置している。各リップ・シール５６及び各０
１Ｊング・シール６０は、半径方向通路５８の内端部の
互いに対向する側に露出している。すなわち環状流路５
５から各リップ・シール５６を過ぎて漏れる作動流体は
、通路５８に入り０リング・シール６０によりマニホル
ド５３の外部には漏れないようにされる。ねじ付出口５
７は、マニホルＰ５３の一方の側面から反対側の側面に
隣接する通路５８に到る軸線方向に延びる通路６１を経
て半径方向通路５８に通じている。A pair of O-ring shaped (or other suitable) seals 60,60 are located in an annular groove formed in the inner circumferential surface of the manifold 53 and located between each lip seal 56 and the side surface of the manifold 53. ing. Each lip seal 56 and each 0
1J seals 60 are exposed on opposite sides of the inner end of radial passageway 58. That is, the annular flow path 5
5 past each lip seal 56 enters passageway 58 and is prevented from leaking outside of manifold 53 by O-ring seal 60. Threaded outlet 5
7 communicates with the radial passage 58 via a passage 61 extending axially from one side of the manifold P53 to the passage 58 adjacent to the opposite side.
通路６１の外端部はねじ付きプラグ６２で密封しである
。マニホルド５３は外部ノ・ウジング１２に任意適当な
手段により回動しないように取付けることができる。す
なわち右半ケース１５はマニホルド５３の中心穴内でリ
ップ・シール５６及びＯリング・シール６０に対して回
転する。Ｏリング、シール６０は、一次密封体を過ぎて
漏れる作動流体を外部作動流体供給源に戻すことのでき
る二次密封体として機能する。The outer end of the passage 61 is sealed with a threaded plug 62. Manifold 53 may be non-rotatably mounted to external housing 12 by any suitable means. That is, right half case 15 rotates within the center hole of manifold 53 relative to lip seal 56 and O-ring seal 60. The O-ring, seal 60, functions as a secondary seal that allows working fluid that leaks past the primary seal to be returned to the external working fluid source.
第６図には本発明に使う作動流体供給制御システムのブ
ロック図を示しである。作動流体溜め６３は、溜め６３
の流体レベルの下方で流体供給管路６４に連結しである
。流体供給管路６４は、一方向定容積形の流体圧−ンプ
ロ５の入口に連結しである。流体圧ポンプ６５の出口は
システム供給管路６６に連結しである。ポンゾロ５の出
口は又調整自在な圧力逃がし弁６７を経て、溜め６３に
終る戻し管路６８に連結しである。FIG. 6 shows a block diagram of a working fluid supply control system used in the present invention. The working fluid reservoir 63 is a reservoir 63
is connected to the fluid supply line 64 below the fluid level of. The fluid supply line 64 is connected to the inlet of the one-way constant volume fluid pressure pump 5. The outlet of hydraulic pump 65 is connected to system supply line 66. The outlet of Ponzolo 5 is also connected via an adjustable pressure relief valve 67 to a return line 68 which terminates in sump 63.
アキュムレータ６９はシステム供給管路６６に連結しで
あるアキュムレータ６６は加圧作動流体の溜めとして作
用しポンプ６５のひんばんなオン・オフ・サイクリング
を防ぐようにしである。圧力感知スイッチ７０はポンプ
６５の作動を制限する。スイッチ７０の各限度は、供給
管路６６及びアキュムレータ６９に所望の作動流体圧力
が得られるように設定する。Accumulator 69 is connected to system supply line 66. Accumulator 66 acts as a reservoir for pressurized working fluid to prevent frequent on-off cycling of pump 65. Pressure sensitive switch 70 limits operation of pump 65. The limits of switch 70 are set to provide the desired working fluid pressure in supply line 66 and accumulator 69.
供給管路６６は、通常開じた三方ソレノイド作動弁７１
の一方の入口に連結しである。弁７１の出口は、戻り管
路７２により溜め６３に連結しである。弁７１の入口／
出口は管路７３によりマニホルド５３のねじ付人口５４
に連結しである。作動流体は、マニホルド５３から通路
５２に又通路５２からピストン室５１に入シピストン５
０を作動してクラッチ・アセンブリ４５を作動する。The supply line 66 is connected to a normally open three-way solenoid operated valve 71.
It is connected to one of the entrances. The outlet of valve 71 is connected to reservoir 63 by return line 72 . Inlet of valve 71/
The outlet is connected to the threaded port 54 of the manifold 53 by the conduit 73.
It is connected to. The working fluid enters the piston 5 from the manifold 53 into the passage 52 and from the passage 52 into the piston chamber 51.
0 to operate the clutch assembly 45.
次シールのリップ・シール５６を過ぎる流体は、二次の
０リング・シール６０により捕捉され、マニホルド５３
からねじ付出口５７を経て出る。戻し管路７４はねじ付
出口５Ｔに連結され溜め６３に終る。Fluid past the lip seal 56 of the next seal is captured by the secondary O-ring seal 60 and transferred to the manifold 53.
It exits via a threaded outlet 57. Return line 74 is connected to threaded outlet 5T and terminates in sump 63.
弁７１を作動すると、管路６６内の圧力流体は、弁７１
を経て管路７３に流れ、前記した径路を経てピストン室
５１に流れる。クラッチ作動流体圧力は、弁７１に協働
するソレノイドから通電電力を切ると解放される。When valve 71 is actuated, the pressure fluid in line 66 flows through valve 71
It flows into the pipe 73 via the above-mentioned path, and flows into the piston chamber 51 via the above-mentioned path. Clutch actuation fluid pressure is released when the energized power is removed from the solenoid associated with valve 71.
ピストン室５１内の作動流体はこの場合、流体通路５２
を通り、マニホルド５３、管路７３、弁７１及び戻シ管
路７２を経て逆向きに溜め６３に流れる。ピストン室５
１内の圧力の解放によりピストン５０に加わる力が実質
的に零になりクラッチ・アセンブリ４５内の各クラッチ
板を相対的に自由に回転させる。すなわちソレノイド弁
７１の通電を止めるときは、この差動装置は実質的に開
放したすなわち遊離した作動装置として作動する。In this case, the working fluid in the piston chamber 51 flows through the fluid passage 52.
, and flows in the opposite direction to the reservoir 63 via the manifold 53, the line 73, the valve 71, and the return line 72. Piston chamber 5
The release of pressure within clutch assembly 45 causes the force on piston 50 to be substantially zero, allowing each clutch plate within clutch assembly 45 to rotate relatively freely. That is, when the solenoid valve 71 is de-energized, the differential operates as a substantially open or free actuator.
ピストン５０を加圧作動流体を加えることにより作動す
ると、各クラッチ板４６．４７は共にプレッシャ・プレ
ートに締付けられ、これにより左半車軸２２及び右手車
軸２３の間の相対回転に抵抗を及ぼす。すなわちこの差
動装置は、各半車軸２２．２３に加わるトルクの差であ
るトルク範囲にわたって鎖錠される。このトルク範囲は
零から、クラッチが滑動するトルクにより定まる上限ま
でである。この上限は作動流体圧力に係わる。When the piston 50 is actuated by applying pressurized actuating fluid, each clutch plate 46,47 is clamped together to the pressure plate, thereby resisting relative rotation between the left half axle 22 and the right hand axle 23. This differential is thus locked over a torque range that is the difference in the torques applied to each half-axle 22,23. This torque range is from zero to an upper limit determined by the clutch slipping torque. This upper limit is related to the working fluid pressure.
作動流体供給装置のこの実施例ではロックの程度は、圧
力スイッチ７０に設定した限度により設定される。ソレ
ノイド弁７１は、車輪スピンの生ずるときに弁７１を動
作状態にする電子回路（図示してない）により制御する
ことができる。作動流体供給装置は他の実施例を使って
もよいのは明らかである。たとえばソレノイド弁７１の
代りに電気流体圧式の比例弁又−はサーボ弁を使う場合
には、管路７３内の圧力は零からスイッチ７０により設
定される管路６６内の圧力値まで電°子装置により変え
ることができる。このようにして差動装置のロックトル
クを駆動の要求に適応するように必要に応じて変えるこ
とができる。In this embodiment of the working fluid supply system, the degree of locking is set by a limit set on the pressure switch 70. Solenoid valve 71 may be controlled by an electronic circuit (not shown) that activates valve 71 when wheel spin occurs. Obviously, other embodiments of the working fluid supply device may be used. For example, when an electro-hydraulic proportional valve or a servo valve is used instead of the solenoid valve 71, the pressure in the line 73 is increased from zero to the pressure value in the line 66 set by the switch 70. It can be changed depending on the device. In this way, the locking torque of the differential can be varied as required to adapt to the drive requirements.
以上本発明をその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を行う
ことができるのはもちろんである。Although the present invention has been described in detail with reference to its embodiments, it is obvious that the present invention can be modified in various ways without departing from its spirit.
第１図は本発明差動装置の１実施例の水平断面図、第２
図は第１図の差動装置の遊星歯車アセンプリの右側面図
である。第６図は第１図の差動装置の加圧作動流体供給
システムの配管図である。
第４図は第１図の差動装置の作動流体マニホルｒの拡大
右側面図、第５図及び第６図は第４図のそれぞれ５−５
線及び６−６線に沿う拡大断面図である。
１１・・・可変ロック式差動装置、１２・・・外部ノ・
ウジング、１３・・・歯車ケース、２２．２３・・・半
車軸、２６・・・駆動軸、２８・・・輪歯車、３０・・
・環状歯車、３１・・・差動歯車アセンブリ、３５．３
６・・・遊星歯車、３９・・・太陽歯車、４５・・・ク
ラッチ・アセンブリ、５０・・・ピストン、５１・・・
ピストン室、５２・・・流体通路、５３・・・マニホル
ド、６５・・・流体圧ポンプ
ＦＩＧ。
ＦＩＧ。Fig. 1 is a horizontal sectional view of one embodiment of the differential device of the present invention;
1 is a right side view of the planetary gear assembly of the differential of FIG. 1; FIG. FIG. 6 is a piping diagram of the pressurized hydraulic fluid supply system for the differential of FIG. FIG. 4 is an enlarged right side view of the working fluid manifold r of the differential device in FIG. 1, and FIGS. 5 and 6 are 5-5 in FIG.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view taken along line and line 6-6. 11...Variable lock type differential device, 12...External no.
Uzing, 13...Gear case, 22.23...Half axle, 26...Drive shaft, 28...Ring gear, 30...
・Annular gear, 31... Differential gear assembly, 35.3
6... Planet gear, 39... Sun gear, 45... Clutch assembly, 50... Piston, 51...
Piston chamber, 52...Fluid passage, 53...Manifold, 65...Fluid pressure pump FIG. FIG.
Claims (1)
式車両用差動装置において、 外部ハウジングと、 このハウジング内に回転可能に取付けられ車両駆動軸及
び１対の車両半車軸の間を結合するようにしたケース内
に設けられ、前記半車軸の一方に結合した太陽歯車と、
前記ケースに取付けられ前記半車軸のうちの他方の半車
軸に結合した環状歯車とを持ち、前記太陽歯車及び環状
歯車が、前記各半車軸の間の相対回転中は相対的に回転
するようにした差動歯車アセンブリと、 前記ケースと前記太陽歯車との間に結合され、作動時に
前記ケースと前記太陽歯車との間の相対回転に選択的に
抵抗するクラッチ・アセンブリと、このクラッチ・アセ
ンブリを、流体圧力により選択的に作動する作動手段と
、 前記ケースを回転可能に受入れる環状の本体を持ち、前
記外部ハウジング内に取付けられ、前記作動手段に作動
流体を供給し、加圧作動流体の源に連結するのに適する
と共に前記作動手段に連通するマニホルドと を包含する可変ロック式車両用差動装置。 ２、前記マニホルドに、その中に形成した内向きの環状
の流路と前記環状の本体に形成され、前記流路に通ずる
入口とを設け、前記流路が前記作動手段に連通するよう
にした請求項１記載の可変ロック式車両用差動装置。 ３、前記流路の互いに対向する側に位置し、前記ケース
の外面に密封状態で係合する１対のリップ・シールを備
えた請求項２記載の可変ロック式車両用差動装置。 ４、前記リップ・シールを一次シールとして機能するよ
うにし、前記環状の本体内に形成したみぞ内に保持され
、前記各リップ・シールの外方に位置し、前記ケースの
外面に密封状態で係合する二次シールとして機能するよ
うにした１対のＯリング・シールを備えた請求項３記載
の可変ロック式車両用差動装置。 ５、前記環状の本体に形成され、前記各リップ・シール
及びＯリング・シールの間に位置し、前記マニホルドの
内向きの表面に通ずる出口を備えて、前記リップ・シー
ルを過ぎて漏れる前記流路内流体が前記出口に流れるよ
うにした請求項４記載の可変ロック式車両用差動装置。 ６、前記作動手段に、前記ケース内に形成したシリンダ
内に取付けられ前記クラッチ・アセンブリに結合した環
状のピストンと、前記マニホルドと前記シリンダとの間
を連通させるように前記ケースに形成した通路とを設け
ることにより、加圧作動流体が前記マニホルドから前記
通路を経て前記シリンダ内に流れ、前記ピストン及びク
ラッチ・アセンブリを作動し、前記各半車軸の間の相対
回転を妨げるようにした請求項１記載の可変ロック式車
両用差動装置。 ７、前記クラッチ・アセンブリに、太陽歯車に滑動可能
に結合した複数の中間円板の互いに隣接する対の間にそ
れぞれ位置し前記ケースに滑動可能に結合した複数の交
互の円板を設けた請求項１記載の可変ロック式車両用差
動装置。 ８、前記クラッチ・アセンブリに、前記各円板の前記作
動手段とは反対側の端部に位置する環状のプレッシャ・
プレートと、前記ケース内に形成したみぞにはまり前記
プレッシャ・プレートに係合する止め輪とを設けた請求
項７記載の可変ロック式車両用差動装置。 ９、外部ハウジングと、このハウジング内に回転可能に
取付けた歯車ケースと、この歯車ケースに取付けられ車
両駆動軸により回転するのに適する輪歯車と、前記歯車
ケース内に取付けられこのケースに結合し半車軸に結合
するのに適する差動歯車アセンブリと、この差動歯車ア
センブリに結合され別の半車軸に結合するようにした太
陽歯車とを備え、前記１対の車両半車軸を駆動する差動
装置に設けられ、前記歯車ケースと前記太陽歯車との間
の相対回転を妨げる相対回転防止手段において、 前記歯車ケースと前記太陽歯車との間を結合するクラッ
チ・アセンブリと、 このクラッチ・アセンブリに結合した流体圧作動のクラ
ッチ作動手段と、 このクラッチ作動手段に連通し、加圧作動流体の源に連
結するのに適し、前記外部ハウジング内に取付けられ、
前記歯車ケースの外面に対し密封した作動流体マニホル
ドと を包含する相対回転防止手段。 １０、前記クラッチ・アセンブリに、複数のクラッチ板
を設け、これ等のクラッチ板の少なくとも１枚は前記歯
車ケースに滑動可能に結合され、前記クラッチ板の他の
少なくとも１枚は、前記太陽歯車に結合され、前記１枚
のクラッチ板に係合するようにし、前記プレツシヤ・プ
レートを、前記歯車ケースに結合した請求項９記載の相
対回転防止手段。 １１、前記作動手段に前記歯車ケース内に形成したシリ
ンダ内で軸線方向に可動な環状のピストンと、前記歯車
ケースに、前記シリンダと前記マニホルドとの間を連通
させるように形成した通路とを設けた請求項９記載の相
対回転防止手段。 １２、前記マニホルドを、内壁に形成した内向きの環状
の流路と、この環状の流路と前記マニホルドの外面との
間を連通させる入口とを設けた環状の本体により形成し
、前記入口を加圧作動流体の源に連結するのに適するよ
うにした請求項９記載の相対回転防止手段。 １３、前記歯車ケースの外面に密封状態で係合するよう
に、前記流路の互いに対向する側に位置させた１対の環
状のリップ・シールを持つ一次シールを備えた請求項１
２記載の相対回転防止手段。 １４、前記通路と、前記環状の本体の各側部との間に形
成した環状の各みぞ内に保持され、前記流路から前記各
リップ・シールを過ぎて漏れる作動流体の流れを阻止す
る１対のＯリング・シールを持つ二次シールを備えた請
求項１３記載の相対回転防止手段。 １５、前記環状の本体の外壁に形成した出口と、この出
口と前記一次シールと前記二次シールとの間の前記環状
の本体の内壁との間を連通させるように前記環状の本体
に形成した１対の通路とを備えた請求項１４記載の相対
回転防止手段。 １６、１対の半車軸を駆動軸から駆動する可変ロック式
差動装置において、 外部ハウジングと、 車両駆動軸に結合され、この車両駆動軸により回転させ
られるのに適する輪歯車を取付けた歯車ケースと、 それぞれこの歯車ケースに回転するように結合した第１
の複数の遊星歯車と、それぞれこれ等の第１の複数の遊
星歯車のうちの協働する１個の遊星歯車により回転する
ように結合した第２の複数の遊星歯車と、第１の半車軸
を回転するように結合することのできるハブ部分とを持
ち、前記歯車ケース内に取付けた遊星歯車アセンブリと
、前記第２の複数の遊星歯車により回転するように結合
され、第２の半車軸を回転するように結合するのに適す
る太陽歯車と、 前記歯車ケースと前記太陽歯車との間に結合したクラッ
チ・アセンブリと、 前記歯車ケースに形成したシリンダ内に保持され、前記
クラッチ・アセンブリに結合したピストンと、 前記シリンダに加圧流体を供給し、前記ピストンと前記
クラッチ・アセンブリを作動し、前記歯車ケースと前記
太陽歯車との間の相対回転に抵抗することにより、前記
両半車軸間の相対回転を、供給される流体圧力に関連す
る所定の範囲で防止するようにする流体供給手段と を包含する可変ロック式差動装置。 １７、内向きの環状の流路と、歯車ケースの外面に密封
状態で係合する一次シールと、前記流路と前記マニホル
ドの外面との間を連通させ、加圧流体の源に連結するの
に適する入口とを備え、外部ハウジング内に固定した環
状のマニホルドを、前記流体供給手段に設けた請求項１
６記載の可変ロック式差動装置。 １８、前記マニホルドに、前記一次シールと前記マニホ
ルドの側面との間に位置し、前記歯車ケースの外面に密
封状態で係合する二次シールと、前記マニホルドに形成
され、このマニホルドの外面と、前記一次シール及び二
次シールの間のマニホルド部分との間を連通させ、前記
流路から前記一次シールを過ぎて漏れる流体を除去する
ようにする出口とを設けた請求項１７記載の可変ロック
式差動装置。[Claims] 1. A variable locking vehicle differential device for driving a pair of vehicle half axles from a drive shaft, comprising: an external housing; a vehicle drive shaft and a pair of vehicle half axles rotatably mounted within the housing; a sun gear provided in a case adapted to connect between vehicle half axles and connected to one of the half axles;
an annular gear attached to the case and coupled to the other of the half axles, such that the sun gear and the annular gear rotate relative to each other during relative rotation between the respective half axles. a clutch assembly coupled between the case and the sun gear to selectively resist relative rotation between the case and the sun gear during operation; , an actuation means selectively actuated by fluid pressure, and an annular body rotatably receiving the case and mounted within the outer housing for supplying actuation fluid to the actuation means and providing a source of pressurized actuation fluid. a variable locking vehicle differential comprising a manifold adapted to be coupled to the actuating means and in communication with the actuating means. 2. The manifold is provided with an inward annular flow passage formed therein and an inlet formed in the annular body and communicating with the flow passage, and the flow passage communicates with the actuating means. The variable lock type vehicle differential according to claim 1. 3. The variable locking vehicle differential according to claim 2, further comprising a pair of lip seals located on opposite sides of said flow path and sealingly engaging an outer surface of said case. 4. The lip seals are adapted to function as primary seals and are retained within grooves formed in the annular body, located outwardly of each lip seal, and sealingly engaged with the outer surface of the case. 4. The variable locking vehicle differential of claim 3, further comprising a pair of O-ring seals adapted to act as mating secondary seals. 5. an outlet formed in said annular body and located between each of said lip seals and an O-ring seal and communicating with an inwardly facing surface of said manifold to permit said flow to leak past said lip seals; 5. The variable lock type vehicle differential according to claim 4, wherein fluid in the path flows to the outlet. 6. The actuation means includes an annular piston mounted in a cylinder formed in the case and coupled to the clutch assembly, and a passage formed in the case to provide communication between the manifold and the cylinder. wherein pressurized hydraulic fluid flows from the manifold through the passageway and into the cylinder to actuate the piston and clutch assembly and prevent relative rotation between each half axle. The variable locking vehicle differential described above. 7. The clutch assembly includes a plurality of alternating discs each located between adjacent pairs of a plurality of intermediate discs slidably coupled to the sun gear and slidably coupled to the case. Item 1. The variable lock type vehicle differential device according to item 1. 8. The clutch assembly includes an annular pressure plate located at an end of each disc opposite the actuating means.
8. The variable lock type vehicle differential according to claim 7, further comprising a plate and a retaining ring that fits into a groove formed in the case and engages with the pressure plate. 9. an external housing, a gear case rotatably mounted within the housing, a ring gear mounted within the gear case and adapted to be rotated by a vehicle drive shaft, and a ring gear mounted within the gear case and coupled to the case; a differential gear assembly adapted to be coupled to a half axle; and a sun gear coupled to the differential gear assembly adapted to be coupled to another half axle; Relative rotation prevention means provided in the device and for preventing relative rotation between the gear case and the sun gear, comprising: a clutch assembly coupling between the gear case and the sun gear; and a clutch assembly coupled to the clutch assembly. a hydraulically actuated clutch actuation means adapted to communicate with the clutch actuation means and connect to a source of pressurized actuation fluid, and mounted within the external housing;
and a working fluid manifold sealed to the outer surface of the gear case. 10. The clutch assembly includes a plurality of clutch plates, at least one of the clutch plates being slidably coupled to the gear case, and at least one other of the clutch plates being coupled to the sun gear. 10. A means for preventing relative rotation according to claim 9, wherein said pressure plate is coupled to said gear case so as to engage said one clutch plate. 11. The actuation means is provided with an annular piston movable in the axial direction within a cylinder formed in the gear case, and a passage formed in the gear case so as to communicate between the cylinder and the manifold. The relative rotation prevention means according to claim 9. 12. The manifold is formed by an annular body having an inward annular flow path formed in an inner wall and an inlet that communicates between the annular flow path and the outer surface of the manifold, and the inlet is provided with an inlet. 10. A means for preventing relative rotation according to claim 9, adapted to be connected to a source of pressurized working fluid. 13. A primary seal having a pair of annular lip seals positioned on opposite sides of the flow path to sealingly engage an outer surface of the gear case.
Relative rotation prevention means according to 2. 14, retained within annular grooves formed between said passageway and each side of said annular body to prevent flow of working fluid from leaking from said passageway past said respective lip seals; 14. The relative rotation prevention means of claim 13, further comprising a secondary seal having a pair of O-ring seals. 15. Formed in the annular body so as to communicate between an outlet formed in the outer wall of the annular body and an inner wall of the annular body between the outlet and the primary seal and the secondary seal. 15. The relative rotation prevention means according to claim 14, further comprising a pair of passages. 16. A variable locking differential for driving a pair of half axles from a drive shaft, comprising an outer housing and a gear case coupled to a vehicle drive shaft and fitted with a ring gear suitable for being rotated by the vehicle drive shaft. and the first rotatably connected to this gear case, respectively.
a second plurality of planetary gears each rotationally coupled to a cooperating planetary gear of the first plurality of planetary gears; and a first half-axle. a planetary gear assembly mounted within the gear case, the hub portion being rotationally coupled to the second plurality of planetary gears and having a second half-axle; a sun gear adapted to be rotationally coupled; a clutch assembly coupled between the gear case and the sun gear; a clutch assembly retained within a cylinder formed in the gear case and coupled to the clutch assembly; a piston; providing pressurized fluid to the cylinder to actuate the piston and the clutch assembly to resist relative rotation between the gear case and the sun gear; a fluid supply means for preventing rotation within a predetermined range related to the supplied fluid pressure. 17. an inwardly directed annular flow path, a primary seal sealingly engaging an outer surface of the gear case, and communicating between the flow path and the outer surface of the manifold and connecting it to a source of pressurized fluid; 2. The fluid supply means as claimed in claim 1, further comprising an annular manifold fixed within the external housing, the manifold having an inlet suitable for the fluid supply.
6. The variable locking differential device according to 6. 18. a secondary seal formed on the manifold and positioned between the primary seal and a side surface of the manifold and sealingly engaging an outer surface of the gear case; 18. The variable lock type according to claim 17, further comprising an outlet communicating with a manifold portion between the primary seal and the secondary seal to remove fluid leaking past the primary seal from the flow path. Differential device.
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