CN100540949C - 旋转轴支承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋转轴支承装置(10)。该旋转轴支承装置(10)包括具有限定输出轴可转动地装配于其中的轴孔(14)的内周面的壳(12)，该内周面具有大致螺旋的润滑槽(24)，该润滑槽具有形成于所述轴孔的外侧开放端部中并平行于一个垂直于所述轴孔的轴线的平面的非螺旋入口端部(28)，其特征在于，所述非螺旋入口端部是局部形成在所述开放端部的周向上并且与所述大致螺旋的润滑槽连通的凹槽。

Description

旋转轴支承装置
本申请基于2004年9月14日提出的日本专利申请No.2004-266292，该专利申请的内容通过引用结合在此。
技术领域
一般而言，本发明涉及构造成可转动地支承旋转轴的旋转轴支承装置，例如具有可转动地支承左右输出轴并设置成将输入转矩传递给左右输出轴的差速器壳的差速器装置。更具体地，本发明涉及被形成为将润滑剂供给旋转轴和该旋转轴可转动地支承于其中的轴孔的配合表面的润滑槽。
背景技术
构造成可转动地支承旋转轴的公知旋转轴支承装置的一个示例是一种包括差速器壳的差速器装置，该差速器壳可转动地支承左右输出轴、与输出轴同轴的左右半轴齿轮(侧齿轮)、以及与半轴齿轮啮合的一对行星齿轮(主动齿轮)。该差速器装置布置成将输入转矩分配给左右半轴齿轮。该差速器壳具有输出轴可转动地装配于其中的轴孔。通常，在该轴孔的内周面形成将被提供有润滑剂的润滑槽。
JP-8-170718A在图1中公开了螺旋润滑槽的一个示例。润滑槽的螺旋构造的优点在于螺旋构造允许润滑剂沿差速器壳的轴向流动。由于该优点，螺旋构造的润滑槽被广泛地使用。
近来使用高粘度润滑剂的趋势要求改进使用这种高粘度润滑剂的旋转轴支承装置的润滑效率。
发明内容
本发明是根据上述背景技术做出的。因此，本发明的目的是提供一种其润滑效率得到改进的旋转轴支承装置。
上述目的可根据本发明的原理实现，其中本发明提供一种包括一壳的旋转轴支承装置，该壳具有限定输出轴可转动地装配于其中的轴孔的内周面，该内周面具有大致螺旋的润滑槽，该润滑槽具有仅沿所述轴孔的外侧开放端部的一部分形成并平行于一个垂直于所述轴孔的轴线的平面的非螺旋入口端部，其特征在于，所述非螺旋入口端部是局部形成在所述开放端部的周向上并且与所述大致螺旋的润滑槽连通的凹槽。
在上述构造的本发明的旋转轴支承装置中，形成于所述轴孔的外侧开放端部的所述大致螺旋的润滑槽的入口端部不是螺旋地形成，而是形成为沿所述轴孔的开放端的边缘平行于该轴孔的径向。因此，所述大致螺旋的润滑槽的入口端部沿垂直于对应的轴孔的轴线且包括该轴孔的入口开放端的平面具有较大的横截面积，从而可以允许较大量的润滑剂导入该大致螺旋的润滑槽，使得能够改进旋转轴支承装置的润滑效率，而不用显著增加旋转轴支承装置的制造成本，只需修改润滑槽的入口端部的构造即可。
本发明的旋转轴支承装置优选用作差速器装置，该差速器装置设置成将转矩传递给汽车的左右驱动轮或前后驱动轮，从而吸收这些驱动轮的速度差。即，本发明的旋转轴支承装置的壳可以是具有将操作地连接到汽车的相应驱动轮的两个输出轴分别可转动地装配于其中的一对轴孔的差速器壳。该差速器壳还具有用于容纳与两个输出轴同轴的一对可转动地支承的半轴齿轮以及与该对半轴齿轮啮合的多个可转动地支承的行星齿轮的室。在该差速器壳中，大致螺旋的润滑槽形成于限定所述一对轴孔的每一个轴孔的内周面中。所述行星齿轮可以是各种类型，例如上述公开JP-8-170718A中公开的螺旋行星齿轮，或者多对行星齿轮。然而，本发明的旋转轴支承装置不限于差速器装置，并且以差速器装置形式的旋转轴支承装置可以是任何类型，例如限滑式差速器(LSD)类型。
除了非螺旋入口端部之外，形成于所述壳的轴孔的内周面中的大致螺旋的润滑槽可以根据需要螺旋地形成，只要润滑槽的螺旋部允许润滑剂基本沿轴孔的轴向流动。该螺旋部不需要具有沿轴孔的轴向恒定的导程或螺距。
本旋转轴支承装置的壳可以通过铸造、加压或其它合适的成形方法制造。润滑槽可以在制造壳之后通过机加工操作形成，或者在制造过程中，例如制造壳的铸造操作中形成。在后一种情况下，可以比前一种情况下更低的成本获得旋转轴支承装置。
在通过使用型芯制造壳的铸造操作过程中成形大致螺旋的润滑槽的情况下，该大致螺旋的润滑槽优选还具有多个非螺旋中间部，该非螺旋中间部形成为与垂直于所述轴孔的轴线的平面平行地延伸。这些非螺旋中间部形成在轴孔的内周面的、该内周面的周线(圆周)与包括该轴孔的轴线的第一基准面相交处的、两个直径相对的周向部位。在这种情况下，多个非螺旋中间部中的每一个均具有深度大于该大致螺旋的润滑槽的其它部分的直形部分，该部分的底部与平行于所述轴孔的轴线并垂直于第一基准面的第二基准面平行。在大致螺旋的润滑槽具有上述非螺旋中间部的情况下，用于铸造旋转轴支承装置的壳的型芯具有对应于大致螺旋的润滑槽并具有对应于大致螺旋的润滑槽的非螺旋中间部的非螺旋中间部的大致螺旋突出部。在通过使用一对模具铸造而制造该型芯的情况下，该对模具在对应于包括壳的轴孔的轴线的平面的分型面处贴合在一起。当模具从已经通过在该模具内铸造而成形的型芯松开时，该模具沿垂直于分型面的方向移动而分开。由于在型芯上形成的大致螺旋突出部具有非螺旋中间部，因此当模具从型芯分开时，该模具不会与铸造型芯的螺旋突出部发生干涉。因此，可以高度稳定地铸造用于铸造旋转轴支承装置的壳的型芯，而不会损坏螺旋突出部的任何部分，从而可以使用该型芯根据需要成形大致螺旋的润滑槽。
附图说明
通过结合附图阅读下面本发明优选实施例的详细说明，能够更好地理解本发明的上述以及其它目的、特征、优点和技术及工业意义，其中：
图1是沿包括差速器装置的差速器壳的轴孔的轴线和行星齿轮轴的轴线的平面所取的根据本发明的一个实施例的差速器装置的截面图；
图2是沿图1的平面所取的差速器壳的截面图；
图3是沿包括轴孔的轴线并与图1的平面垂直的平面所取的差速器壳的截面图；
图4是示出用以铸造图2和图3的差速器壳的型芯的局部视图；
图5是沿图4的线5-5所取的截面图；
图6是示出在常规差速器壳中形成的润滑槽的视图。
具体实施方式
在图1的截面图中，参考数字10表示以根据本发明的一个实施例构成并包括差速器壳12的差速器装置10形式的旋转轴支承装置。将再参照图2和图3的截面图说明差速器壳12。差速器壳12具有箱式构造的本体部12a以及分别从该本体部12a的相对端延伸的一对圆筒部12b。两个圆筒部12b形成为彼此同轴，并具有各自的轴孔14。差速器壳12还具有从本体部12a沿轴孔14的径向朝外延伸的法兰部12c。
差速器壳12的本体部12a具有用于容纳下面将说明的行星齿轮轴16、一对行星齿轮30以及一对半轴齿轮32的中央室18。该中央室18与轴孔14连通。本体部12a还具有与中央室18连通的一对外侧通孔20。两个外侧通孔20彼此同轴，并具有与轴孔14的轴线垂直的轴线。本体部12a还具有其轴线垂直于外侧通孔20的轴线，即平行于轴孔14的轴线的销孔22。
在两个轴孔14中分别装配有两个输出轴(未示出)，使得这两个输出轴可相对于差速器壳12转动。在限定两个轴孔14的内周面，分别形成两个大致螺旋的润滑槽24，使得每个大致螺旋的润滑槽24绕对应的轴孔14的轴线从该轴孔14的外侧开放端朝在中央室18的一侧的该轴孔14的内侧开放端螺旋地延伸。当各输出轴相对于差速器壳12转动时，通过轴孔14的外侧开放端处的润滑槽入口导入对应的螺旋润滑槽24的润滑剂(润滑油)通过螺旋润滑槽24供给，通常是沿轴向朝轴孔14的内侧开放端，即朝中央室18供给。
如图1-3所示，每个大致螺旋的润滑槽24均具有形成在轴孔14的内周面的、沿轴孔14的直径方向彼此相对的两个周向位置的多个非螺旋中间部26，其中所述直径方向垂直于外侧通孔20彼此相对的直径方向。即，包括轴孔14的轴线的图3的横截面垂直于包括轴孔14的轴线和行星齿轮轴16的轴线(外侧通孔20的轴线)的图1和图2的横截面。轴孔14的两个周向位置是轴孔14的周线与作为图3的横截面的第一基准面相交的位置。大致螺旋的润滑槽24的非螺旋中间部26形成为沿平行于一个垂直于轴孔14的轴线的平面延伸。每个非螺旋中间部26均包括深度和宽度大于螺旋润滑槽24的其它部分的宽深直形部分26a。该宽深直形部分26a具有与平行于轴孔14的轴线且垂直于图3的横截面的第二基准面平行的直形底部。该第二基准面对应于图5中示出并将结合差速器壳12的制造过程说明的直线A-A和直线B-B。
每个大致螺旋的润滑槽24还具有形成在对应的轴孔14的外侧开放端部中的非螺旋入口端部28，使得该非螺旋入口端部28平行于一个垂直于轴孔14的轴线的平面，即平行于非螺旋中间部26。由于存在该非螺旋入口端部28，大致螺旋的润滑槽24的横截面积显著大于图6所示的常规螺旋润滑槽54，使得足够大量的润滑剂能够通过大致螺旋的润滑槽24的非螺旋入口端部28导入该润滑槽。
重新参照图1，支承在差速器装置10的差速器壳12内的行星齿轮轴16可转动地支承一对容纳在形成于差速器壳12中的中央室18内的行星齿轮30。中央室18还容纳彼此同轴且与轴孔14同轴并与该对行星齿轮30啮合的一对半轴齿轮32。
在形成于差速器壳12中的销孔22内，插入有固定销34使得固定销34沿行星齿轮轴16的直径方向延伸穿过该行星齿轮轴，从而防止行星齿轮轴16的轴向移动。一齿圈36与半轴齿轮32同轴地设置并在其径向内部通过螺钉38固定在法兰部12c上，使得齿圈36的内部保持与法兰部12c的环形表面(图1中可见的左侧表面)贴合接触。因此，差速器壳12与齿圈36一起绕半轴齿轮32的轴线旋转。当差速器壳12绕半轴齿轮32的轴线旋转时，差速器壳12的旋转运动经由行星齿轮30分配到两个半轴齿轮32。
接下来参照图4，示出用于通过铸造操作制造差速器壳12的型芯40的一部分。型芯40包括用于形成具有大致螺旋的润滑槽24的轴孔14的一对轴部42。如图4所示，每个轴部42均具有形成在其外周面的大致螺旋的突出部44，用于形成差速器壳12的大致螺旋的润滑槽24。该大致螺旋的突出部44具有用于形成润滑槽24的多个非螺旋中间部26的多个非螺旋中间部46，以及形成在轴部42的端部用以形成润滑槽24的非螺旋入口端部28的非螺旋端部48。非螺旋中间部46形成在轴部42的外周面的、该外周面的周线与包括轴部42的轴线的平面相交处的、两个直径相对的周向位置。
再参照沿图4的线5-5所取的图5的截面图，示出用以铸造型芯40(该型芯用以铸造差速器壳12)的一对模具50、52(用双点划线表示)。为铸造型芯40，两个模具50、52在其贴合面50a、52a贴合在一起。在图5的状态下，模具52与已经铸造好的型芯40接触，而模具50已经沿垂直于两个模具50、52的相互贴合面50a、52a的方向从铸造型芯40松开。这些贴合面50a、52a限定两个模具50、52的分型面。这些模具50、52具有分别与轴孔14和大致螺旋的润滑槽24相同的孔和槽。
图5中的上述直线A-A和直线B-B垂直于贴合面50a、52a，并与轴部42的外周面的周线相切。如图5的平面中可见，大致螺旋的突出部44的非螺旋中间部46包括一完全位于直线A-A上方或直线B-B下方的部分。更具体地，沿型芯40的径向看时，非螺旋中间部46位于分别包括直线A-A和B-B并与图5的平面垂直的平面的外侧。注意到包括图5所示贴合面52a的平面对应于图3的横截面，并且上述分别包括直线A-A和B-B的平面对应于垂直于图3的横截面并分别包括图3的横截面与轴孔14的内周面的周线相交的两条直线的平面。因此，每个形成于通过使用型芯40铸造而制成的差速器壳12内的大致螺旋的润滑槽24，均具有形成为沿平行于一个垂直于轴孔14的轴线的平面(即，平行于一个垂直于图3的横截面的平面)延伸、并位于轴孔14的该轴孔14的周线与图3的横截面相交的两个周向位置的多个非螺旋中间部26。
如图5中可见，螺旋突出部44和模具50、52会在螺旋突出部44的位于包括直线A-A的平面上方和包括直线B-B的平面下方的部分彼此干涉。但是，螺旋突出部44的这些部分形成为对应于具有相应的宽深直形部分26a的非螺旋中间部26的非螺旋中间部46。即，非螺旋中间部46平行于一个垂直于型芯40的轴部42的轴线的平面，即平行于图5的平面。因此，当通过沿垂直于贴合面50a的方向向右移动模具50而使模具50从型芯40松开时，或者当通过沿垂直于贴合面52a的方向向左移动模具52而使模具52从型芯40松开时，如图5所示，螺旋突出部44的非螺旋中间部46不会与模具50、52发生干涉。换言之，通过使用模具50、52铸造而成的型芯40可从模具50、52松开，而不会在螺旋突出部44与模具50、52之间发生干涉，从而在通过使用型芯40铸造差速器壳12的过程中可在轴孔14的内周面形成非螺旋润滑槽24。
如上所述，根据本发明的示出的实施例构造的差速器装置10的差速器壳12具有大致螺旋的润滑槽24，每个润滑槽均具有形成于对应的轴孔14的开放端部中且平行于一个垂直于该轴孔14的轴线的平面的非螺旋入口端部28。该非螺旋入口端部28沿垂直于轴孔的轴线且包括该轴孔的入口开放端的平面具有足够大的横截面积，从而可将较大量的润滑剂导入大致螺旋的润滑槽，使得能够改进旋转轴支承装置的润滑效率，而不用显著增加旋转轴支承装置的制造成本，只需修改润滑槽的入口端部的构造即可。
在示出的实施例中，形成在用以铸造差速器壳12的型芯40上的大致螺旋的突出部44具有对应于大致螺旋的润滑槽24的非螺旋入口端部28的非螺旋端部48，从而可在使用型芯40铸造差速器壳12的过程中形成均具有非螺旋入口端部28的大致螺旋的润滑槽24。因此，使用型芯40铸造差速器壳12允许每个大致螺旋的润滑槽24的入口开放端28具有足够大的横截面积。
尽管参照附图仅以示意性目的详细说明了本发明的优选实施例，但是应理解，本发明不限于该优选实施例的细节，而是可体现为本领域技术人员在上述教导的帮助下可做出的各种改变、变形和改进。

Claims (7)

1.一种旋转轴支承装置(10)，其包括具有限定输出轴可转动地装配于其中的轴孔(14)的内周面的壳(12)，所述内周面具有大致螺旋的润滑槽(24)，该润滑槽具有仅沿所述轴孔的外侧开放端部的一部分形成并平行于一个垂直于所述轴孔的轴线的平面的非螺旋入口端部(28)，其特征在于，所述非螺旋入口端部是局部形成在所述开放端部的周向上并且与所述大致螺旋的润滑槽连通的凹槽。
2.根据权利要求1所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述壳为差速器壳(12)，该差速器壳具有将操作地连接到汽车的相应驱动轮的两个输出轴分别可转动地装配于其中的一对轴孔(14)，所述差速器壳还具有用于容纳与所述两个输出轴同轴的一对可转动地支承的半轴齿轮(32)以及与所述一对半轴齿轮啮合的多个可转动地支承的行星齿轮(30)的室(18)，所述大致螺旋的润滑槽(24)形成于限定所述一对轴孔中的每一个轴孔的内周面中。
3.根据权利要求1所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述大致螺旋的润滑槽(24)还具有多个非螺旋中间部(26)，该非螺旋中间部(26)形成为与垂直于所述轴孔的轴线的平面平行地延伸，所述多个非螺旋中间部形成在所述轴孔(14)的内周面的、所述内周面的周线与一个包括所述轴孔的轴线的第一基准面相交处的、两个直径相对的周向位置。
4.根据权利要求3所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述多个非螺旋中间部(26)中的每一个均具有直形部分(26a)，该直形部分(26a)的深度比所述大致螺旋的润滑槽的其它部分大，并且该直形部分(26a)具有与平行于所述轴孔的轴线且垂直于所述第一基准面的第二基准面平行的直形底部。
5.根据权利要求4所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述直形部分(26a)的宽度比所述大致螺旋的润滑槽的所述其它部分大。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述壳(12)通过使用包括轴部(42)的型芯(40)铸造而成，所述轴部在其外周面上形成有大致螺旋的突出部(44)以形成所述大致螺旋的润滑槽(24)，所述大致螺旋的突出部具有形成于所述轴部的端部中的非螺旋端部(48)以形成所述大致螺旋的润滑槽的所述非螺旋入口端部(28)。
7.根据权利要求3所述的旋转轴支承装置，其特征在于，所述壳(12)通过使用包括轴部(42)的型芯(40)铸造而成，所述轴部在其外周面上形成有大致螺旋的突出部(44)以形成所述大致螺旋的润滑槽(24)，所述大致螺旋的突出部具有多个非螺旋中间部(46)，所述大致螺旋的突出部(44)的非螺旋中间部(46)形成为与垂直于所述轴部(42)的轴线的平面平行地延伸，以形成所述大致螺旋的润滑槽(24)的所述多个非螺旋中间部(26)，所述大致螺旋的突出部的所述多个非螺旋中间部形成在所述轴部的所述外周面的、所述外周面的周线与包括所述轴部的轴线的平面相交处的、两个直径相对的周向部位。
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