CN101598209B - 车用差动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种车用差动装置,其有效获得所需的且足以用于稳定行驶性能的差动限制力,并且减少装置的总成本和总长度。该车用差动装置包括差动机构,其具有被来自驱动源的驱动扭矩旋转的行星托架(2A)、通过接收行星托架(2A)的旋转力而旋转以绕自身轴线自转的行星齿轮(2B)、通过从行星齿轮(2B)接收行星托架(2A)的旋转力而将该旋转力有差别地分配至一对输出轴的恒星齿轮(2C)和内齿轮(2D)、以及具有限制差动机构(3)的差动的内离合器片(3A)和外离合器片(3B)的差动限制机构(2)。行星托架(2A)布置在恒星齿轮(2C)和内齿轮(2D)之间,并且恒星齿轮(2C)和内齿轮(2D)在能够经内离合器片(3A)和外离合器片(3B)传输扭矩的状态下分别彼此连接。

Description

车用差动装置
结合引用
本专利申请根据美国法典第35卷第119条要求在2008年6月5日提交的日本专利申请No.2008-148428和2008年6月12日提交的日本专利申请No.2008-154379的优先权。通过引用将这些申请的内容全文结合于此。
技术领域
本发明涉及一种车用差动装置,更具体地涉及具有差动限制机构以限制差动机构的车用差动装置。
背景技术
这种现有技术的车用差动装置是公知,如日本专利特开2007-138983文献中公开了一种车用差动装置,其具有通过将输入轴和一对输出轴之一进行结合而限制差动机构的任何差动的差动限制机构。
该现有技术的传统差动装置主要由以下部件构成:与作为输入部件的输入轴一起旋转的壳体;有差别地分配来自壳体的旋转力的差动机构;限制差动机构的差动的主离合器;以及驱动主离合器的驱动机构。
壳体包括具有底部、向一个方向开口的前壳体以及安装在前壳体的开口部上的环形后壳体,并且壳体连接至输入轴。
差动机构包括作为分别连接一对输出轴的一对输出齿轮的齿圈、恒星齿轮、作为与齿圈和恒星齿轮互相啮合的输入齿轮的多个行星齿轮以及支承多个行星齿轮的托架,并且差动机构容纳在壳体中。差动机构被构造成将旋转力有差别地分配至一对输出轴。
离合器包括外离合器片和内离合器片,并布置在前壳体的内周面和齿圈的外周面之间。且外离合器片和内离合器片摩擦地彼此接合以将输入轴和一对输出轴的一个输出轴连接,以限制差动机构的差动。相应地且可替代地,外离合器片通过花键与前壳体的内周面互相啮合并且内离合器片通过花键与齿圈的外周面互相啮合。
驱动机构包括电磁离合器、通过接收电磁离合器的电磁力而被驱动的引导离合器、通过引导离合器的驱动而将来自壳体的旋转力转换为向主离合器的压紧力的凸轮。驱动机构布置在一对输出轴的周围并容纳在壳体中。驱动机构被构造成将来自凸轮的输出部件的压紧力施加至包括环形圆筒部和底部的输出传输部件,然后从输出传输部件施加至主离合器,以使外离合器片和内离合器片摩擦地接合。
鉴于该现有车用差动装置的结构,当来自车辆发动机的驱动力输入至壳体时,壳体绕旋转轴线旋转。根据壳体的旋转,旋转力经托架传输至多个行星齿轮,然后经多个行星齿轮传输至齿圈和恒星齿轮。由于齿圈和恒星齿轮分别与输出轴连接,所以来自发动机的驱动力根据车辆的驱动级被有差别地分配以传输至左、右输出轴。
这种情况下,当电磁离合器通电时,电磁离合器的电磁力驱动引导离合器。然后,当来自壳体的旋转力在驱动引导离合器的状态下在凸轮被接收时,该旋转力由凸轮转换为压紧力使得压紧力从输出部件经输出传输部件施加至主离合器。从而,压紧力使得主离合器的外离合器片和内离合器片彼此靠近以使它们摩擦地接合,从而使壳体和齿圈接合,亦即,与齿圈相关联的输出轴和输入轴在能够传输扭矩的状态下连接。从而限制了差动机构的差动。
然而,在该专利文献公开的传统车用差动装置的现有技术中,由于离合器所获得的差动机构的差动限制力产生在壳体和齿圈之间,所以未有效地获得限制力。
同样,在该专利文献公开的传统车用差动装置的现有技术中,由于凸轮机构的压紧力从托架的相反侧传输至主离合器侧,所以需要额外的部件,比如穿过托架的输出传输部件,从而增加了零件数目并使整个装置变得复杂,因此增加了成本。
发明内容
鉴于上述情况,本发明的一个目的是提供一种车用差动装置,其有效获得了稳定运行性能所需的且足够的差动限制力,并且减少了装置的总成本和总长度。
为了实现上述和其它的目的,本发明的一个特征提供一种具有输入齿轮和一对输出齿轮的差动机构,以及具有离合器的差动限制机构,托架布置在该对输出齿轮之间,并且该对输出齿轮的每个齿轮分别经离合器连接以能够传输扭矩。从而,与具有经离合器在作为输入齿轮的壳体和作为输出齿轮的齿圈之间产生差动限制力的现有技术相比,由于根据本发明的差动限制力经离合器产生在一对输出齿轮之间,所以有效地获得了差动限制力。
本发明的第二特征提供一种根据第一特征的车用差动装置,主要包括操作差动限制机构的压紧机构。从而,压紧机构的压紧力被直接传输至离合器并经离合器传输至差动机构以减少零件数目和减少装置的总成本。
本发明的第三特征提供一种车用差动机构,主要包括具有与一对输出轴中的另一个连接的凸起部的差动机构,该凸起部可相对于该对输出齿轮中的另一个沿轴线方向移动,该差动机构具有压紧力传输部,该压紧力传输部将来自差动机构的旋转力转换为沿轴线方向的压紧力,并且该压紧力传输部沿所述轴线方向经凸起部和托架将所述压紧力传输至输入齿轮并传输至该对输出齿轮中除该对输出齿轮的所述另一个外的至少一个齿轮。从而,由于凸起部可沿轴线方向移动,所以压紧力未被抵消使得可有效地获得差动限制力。
附图说明
通过结合附图参考以下对优选实施方式的详细描述,本发明的各种其它目的、特征以及许多附带优点将由于更好理解而更易懂,其中:
图1是示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的斜视分解和局部剖视图;
图2是示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的斜视组装和局部剖视图;
图3是示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的剖视图;
图4是从一侧示出容纳并支承于根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的托架内的输入齿轮的状态的斜视分解和局部剖视图;
图5是从另一侧示出容纳并支承于根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的托架内的输入齿轮的状态的斜视分解和局部剖视图;
图6是从一侧示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的托架的状态的斜视图;
图7是从另一侧示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的托架的状态的斜视图;
图8是示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的输入齿轮与输出齿轮中的一个齿轮互相啮合的状态的剖视图;
图9是示出根据本发明的第一实施方式的车用差动装置的输入齿轮与输出齿轮中的另一个齿轮互相啮合的状态的剖视图;
图10是示出根据本发明的第二实施方式的车用差动装置的剖视图;
图11是示出根据本发明的第三实施方式的车用差动装置的剖视图;
图12是示出根据本发明的第四实施方式的车用差动装置的剖视图;
图13是示出根据本发明的第五实施方式的车用差动装置的剖视图。
图14是示出根据本发明的第五实施方式的车用差动装置的斜视分解和部分剖视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
[车用差动装置的整体结构]
在图1至图3中,标号1标示根据本发明的一个实施方式的车用差动装置。差动装置1主要由差动机构2、限制差动机构2的差动的差动限制机构3和压紧机构4构成。例如,提供差动机构2用于:在中央差动器将来自四轮驱动车辆的驱动源的驱动力分配至前差动器和后差动器时,有差别地将驱动扭矩或发动机扭矩分配至与前轮和后轮连接的一对未示出的输出轴。
[差动机构2的结构]
如图1至图3所示,差动机构2包括:作为输入部件的行星托架2A;作为输入齿轮、从行星托架2A接收旋转力的多个行星齿轮2B;作为一个输出齿轮、与多个行星齿轮2B啮合的恒星齿轮2C;作为另一个输出轴、在与恒星齿轮2C相同的轴线上与多个行星齿轮2B啮合的内齿轮2D;以及,容纳内齿轮2D以及一组恒星齿轮2C、行星托架2A和多个行星齿轮2B的差动器壳2E。
[行星托架2A的结构]
如图1至图7所示,行星托架2A包括托架基座20A和托架凸缘部21A并布置在恒星齿轮2C和内齿轮2D之间。同样,行星托架2A为台阶式环形圆筒体,各阶分别具有彼此不同的内径和彼此不同的外径。托架凸缘21A延续至托架基座20A并且是向行星托架2A的旋转轴线方向开口的环状圆环体。托架凸缘21A的外径被设定为大于托架基座20A的外径而托架凸缘21A的内径被设定为大于托架基座20A的内径。行星托架2A被构造成绕旋转轴线O旋转。在行星托架2A中设置了齿轮容纳和支承部22A,其以可旋转方式容纳和支撑多个行星齿轮2B以使它们分别绕自身轴线自转。
齿轮容纳和支承部22A包括第一容纳孔220A和第二容纳孔221A,并且齿轮容纳和支承部22A同时布置在托架基座20A和托架凸缘21A中。
第一容纳孔220A在行星托架2A的内表面上向内径方向开口,即在恒星齿轮侧向托架凸缘21A的内周面开口并在内齿轮侧向平行于旋转轴线O的方向开口。第一容纳孔22A布置在托架凸缘部21A中。在作为扭矩传输表面的第一容纳孔220A内表面中形成了第一齿轮支承表面2200A,其具有与多个行星齿轮2B的每个齿轮部20B的齿缘表面配合的曲面。
第二容纳孔221A在行星托架2A的外表面上向外径方向开口,即向托架基座20A的外周面开口,并在恒星齿轮侧向平行于旋转轴线O的方向开口。第二容纳孔221A与第一容纳孔220A连通并布置在托架基座20A中。在作为扭矩传输表面的第二容纳孔221A内表面中形成了第二齿轮支承表面2210A,其具有与多个行星齿轮2B的齿轮部21B的齿缘表面配合的曲面。第二容纳孔221A的底面由第三齿轮支承表面2211A构成,第三齿轮支承表面2211A作为将在以下第五实施方式中说明的托架侧的支承面,第三齿轮支承表面2211A沿行星齿轮2B的轴线方向以可滑动的方式支承多个行星齿轮2B的齿轮部21B的顶端面的自由边。
托架基座20A是向行星托架2A的旋转轴线方向开口的圆筒体。在托架基座20A的内表面中设置了以可移动方式连接未示出的输入轴的花键配合部200A。
[多个行星齿轮2B的结构]
如图1所示,各个行星齿轮2B为螺旋齿轮,具有如图2、3所示的大齿轮部20B和小齿轮部21B,且大齿轮部20B具有节径D1而小齿轮部21B具有节径D2,节径D1、D2彼此不同,其中D1>D2。各齿轮部20B、21B为螺旋齿轮,其螺旋方向相同。各个行星齿轮2B以可旋转方式同时容纳在行星托架2A的第一容纳孔220A和第二容纳孔221A中以绕各行星齿轮2B自身的轴线自转。
各齿轮部20B与恒星齿轮2C互相啮合且以可旋转方式容纳在第一容纳孔220A中以绕其自身轴线自转。因此,行星托架2A的旋转力被传输至在图3中的左侧方向连接前轮的输出轴。在齿轮部20B的顶端面和差动器壳2E的前壳体20E的底部2010E之间插入定位在恒星齿轮2C的外周部的止推垫圈5。齿轮部20B的齿数Z1被设定为大于齿轮部21B的齿数Z2,即Z1>Z2。在该实施方式中,齿数Z1被设定为八而齿数Z2被设定为五。
各齿轮部21B如图3和图9所示与内齿轮2D互相啮合并以可旋转方式容纳在第二容纳孔221A中以绕其自身轴线自转。因此,旋转力被传输至在图3中的右侧方向连接后轮的输出轴。
[恒星齿轮2C的结构]
如图3和图8所示,恒星齿轮2C与多个行星齿轮2B的齿轮部20B互相啮合并以可绕内齿轮2D的轴线旋转的方式安装。恒星齿轮2C容纳在行星托架2A中并且是旋转轴线与旋转轴线O相同且具有螺旋齿轮的环形圆筒体。由恒星齿轮2C接收的行星托架2A的旋转力被传输至在图3中的左侧方向连接前轮的输出轴。在恒星齿轮2C的内表面中设置了花键配合部20C,其以可移动的方式连接未示出的用于前轮的输出轴。恒星齿轮2C的齿数Z3和节径D3被设定为分别大于多个行星齿轮2B的齿轮部20B的齿数Z1和节径D1。
[内齿轮2D的结构]
如图3和图9所示,内齿轮2D包括凸起部20D和齿轮部21D,并且具有与多个行星齿轮2B的齿轮部21B啮合的螺旋齿轮。内齿轮2D以可绕行星托架2A的轴线旋转的方式安装并通过滚针轴承6由差动器壳2E的后壳体21E的第一壳元件210E支承。内齿轮2D是轴线与旋转轴线O相同的环形圆筒体。来自多个行星齿轮2B的齿轮部21B的旋转力被内齿轮2D接收以被传输至在图3中的右侧方向连接后轮的输出轴。
如图3所示,凸起部20D为台阶式环形圆筒体,各阶分别具有彼此不同的外径。行星托架2A布置在凸起部20D和恒星齿轮2C之间。在凸起部20D的两个外周面中的直径较大的一个外周面上安装了凸缘部200D和花键配合部201D。凸缘部200D包括凸缘边缘表面,该凸缘边缘表面面向行星托架2A的与位于恒星齿轮侧的另一个端面相反的一个端面。花键配合部201D沿轴线方向以预定的距离邻接凸缘部200D。在凸起部20D的内表面上安装了以可移动方式连接用于后轮的输出轴的花键配合部202D。
如图3所示,经凸缘部200D与凸起部20D形成为一体的齿轮部21D如图3所示布置在行星托架2A的外周之外以与多个行星齿轮2B的齿轮部21B啮合。齿轮部21D的齿数Z4和节径D4被设定为大于恒星齿轮2C的齿数Z3和节径D3。从而,由于在作为输入齿轮的多个行星齿轮2B的齿轮部20B的节径和作为输出齿轮的内齿轮2D和恒星齿轮2C的节径之间成立公式D3/D1<D4/D2,所以从发动机经多个行星齿轮2B的齿轮部21B传输至内齿轮2D的旋转扭矩大于从多个行星齿轮2B的齿轮部20B传输至恒星齿轮2C的旋转扭矩。在本发明的第一实施方式中,节径D1至D4被设定为满足公式(D4/D2)/(D3/D1)≥2使得分配至内齿轮2D的扭矩是分配至恒星齿轮2C的扭矩的两倍以上。
[差动器壳2E的结构]
如图1至图3所示,差动器壳2E包括前壳体20E和后壳体21E。前壳体20E是具有底部沿旋转轴线O向一个方向开口的环形圆筒体。后壳体21E是覆盖前壳体20E的开口部的大致呈环形的圆环体,该开口部被标示为在下文中描述的零件插入入口20000E。沿恒星齿轮2C的轴线方向,恒星齿轮2C的与处于行星托架侧的侧表面相对的侧表面被焊接到前壳体20E的底部。差动器壳2E总体上是空心体以在其中容纳差动机构2、差动限制机构3和压紧机构4。
前壳体20E包括内径和外径分别互不相同的具有底部的小台阶式圆筒体201E和大台阶式圆筒体200E。
一个圆筒部200E包括位于后壳体侧的零件插入入口2000E并沿轴线方向布置在前壳体20E的一侧。
另一个圆筒部201E沿轴线方向布置在前壳体20E的另一侧。在圆筒部201E中设有底部2010E和通孔2011E。底部2010E隔着止推垫圈5面向多个行星齿轮2B的齿轮部20B的顶端面。通孔2011E具有花键配合部并穿过底部2010E以与恒星齿轮2C内连通。在圆筒部201E的内周面上设置了定位为邻接圆筒部200E的花键配合部2012E。
后壳体21E包括第一至第三壳元件210E至212E并旋拧在零件插入入口2000E中。
第一壳元件210E在外周面上包括面向内齿轮2D的凸起部20D的凸缘部200D的凸缘部2100E并且整体上是由诸如软铁之类的磁性材料制成的环形圆筒体。滚针轴承7插入在第一壳元件210E的内周面和内齿轮2D的凸起部20D的外周面之间。
第二壳元件211E包括面向内齿轮2D的凸起部20D的凸缘部200D的凸缘部2110E并且整体上是由诸如软铁之类的磁性材料制成的环形圆筒体。在第二壳元件211E的内表面和第一壳元件210E的外表面之间存在环形空间C。
第三壳元件212E安装在第一壳元件210E的凸缘部2100E和第二壳元件211E的凸缘部2110E之间并且整体上是由诸如不锈钢之类的非磁性材料制成的环形圆环体以达到连接壳元件的目的。
[差动限制机构3的结构]
如图1至图3所示,差动限制机构3为包括多个内离合器片3A和多个外离合器片3B的摩擦离合器并布置在差动器壳2E的前壳体20E的内表面和内齿轮2D的凸起部20D的外表面之间。差动限制机构3构造成连接行星齿轮2C/差动器壳2E和内齿轮2D以采用连接和分离的方式传输扭矩并被构造成限制差动机构2的差动。
各个内离合器片3A和各个外离合器片3B沿旋转轴线O交替布置并且整体上是圆环形摩擦片。
多个内离合器片3A沿旋转轴线O以可移动方式连接至内齿轮2D的凸起部20D的花键配合部201D。
多个外离合器片3B沿旋转轴线O以可移动方式连接至差动器壳2的前壳体20E的花键配合部2012E。
[压紧机构4的结构]
如图1至图3所示,压紧机构4包括具有电磁体4A和衔铁4B的磁性离合器,并且布置在差动机构2的内齿轮2D的后输出轴线侧。压紧机构4被构造成对差动限制机构3起作用以依次压紧内离合器片3A和外离合器片3B以用于摩擦运动。
电磁体4A布置在后壳体21E的环形空间C中并且通过滚珠轴承8以可相对旋转方式安装在第一壳元件210E的外周面上。
衔铁4B布置在凸起部20D的在内齿轮2D的凸起部20D的凸缘部200D和差动机构3之间的外周面之外,并且衔铁4B连接至差动器壳2E的前壳体20E的圆筒部201E的花键配合部2012E。衔铁4B被构造成通过电磁体4A的电磁力沿旋转轴线O移动。
[车用差动装置1的操作]
首先,当来自车辆发动机的扭矩被输入至行星托架2A时,其绕旋转轴线O旋转。由于行星托架2A的旋转,旋转力被传输至多个行星齿轮2B并分别经多个行星齿轮2B的齿轮部20B进一步传输至恒星齿轮2C并且经多个行星齿轮2B的齿轮部21B传输至内齿轮2D。由于恒星齿轮2C和内齿轮2D分别以花键配合的方式与未示出的用于前轮的输出轴和未示出的用于后轮的输出轴啮合,所以来自发动机的扭矩通过行星托架2A、多个行星齿轮2B、恒星齿轮2C和内齿轮2D被传输至前轮侧和后轮侧的右输出轴和左输出轴。
在车辆沿直线行驶且道路和前后胎轴上的每个轮胎之间没有打滑的情况下,在扭矩从发动机传输至行星托架2A后行星托架2A绕旋转轴线O旋转且多个行星齿轮2B绕恒星齿轮2C和内齿轮2D的中心轴线公转而没有自转。多个行星齿轮2B、恒星齿轮2C和内齿轮2D与行星托架2A一体地旋转使得来自发动机的扭矩基本上基于分配比D3/D1(前)比D4/D2(后)被均等地传输至前输出轴和后输出轴,但是在差动限制扭矩分配过程中瞬时调节道路反作用中的任何不平衡,从而使前输出轴和后输出轴各以相同的转数旋转。
在本发明的第一实施方式中,由于D1至D4的值被设定为满足公式(D4/D2)/(D3/D1)≥2,所以分配至后轮的扭矩是分配至前轮的扭矩的两倍以上。通过根据该公式的扭矩分配,在弯道驾驶中可根据加速器踏板的位置量对后轮执行漂移使得车辆可以高速转弯而不会由于侧滑力或离心力而冲出去。该驾驶技术适合于优秀驾驶员进行运动驾驶。然而,在加速器踏板位置大或者测量的道路摩擦系数低的情况下,其往往增加过度转向的量,从而产生车辆的滑转。在这种情形中,压紧机构4根据横摆率传感器检测到的横摆率和车辆基于车速或转向角的行驶状态进行操作,使得其在内齿轮2D和恒星齿轮2C之间作用足够的差动限制力以执行车辆的稳定行驶。从而,更多地分配至后轮的扭矩返回至前轮以增加分配至前轮的扭矩的量并减小分配至后轮的扭矩的量,使车辆稳定地行驶。
在本发明的该第一实施方式中,在发动机扭矩被输入至行星托架2A的状态下,根据以下1至3条所示的操作在作为输出轴的恒星齿轮2C和内齿轮2D上产生差动限制扭矩。
1.在多个行星齿轮2B在扭矩作用期间被旋转以绕其自身轴线自转的情况下,由于多个行星齿轮2B的齿轮部20B和齿轮部21B的各齿缘面在行星托架2A的第一容纳孔220A和第二容纳孔221A的第一齿轮支承面2200A和第二齿轮支承面2210A上滑动,所以在第一齿轮支承面2200A、第二齿轮支承面2210A和多个行星齿轮2B的齿缘之间出现摩擦阻力,从而通过这些摩擦力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
2.另一方面,通过多个行星齿轮2B绕各自的轴线的自转,沿旋转轴线O在多个行星齿轮2B和恒星齿轮2C/内齿轮2D之间的每个互相啮合的接合面上产生推力。在这种情形中,多个行星齿轮2B的齿轮部21B或齿轮部20B的各顶端面也在行星托架2A的第二容纳孔221A的第三齿轮支承面2211A上或前壳体20E的底部2010E上滑动,各恒星齿轮2C和内齿轮2D移动而彼此分离或推动。这种情况下,摩擦阻力产生在通过推力移动的滑动部分之间,因此,通过该第二摩擦阻力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
3.在压紧机构4的电磁体4A被励磁的情况下,磁路经前壳体20E、后壳体21E和衔铁4B闭合使得磁力将衔铁4B移动至后壳体侧,即电磁体侧。通过衔铁4B的移动,差动限制机构3的内离合器片3A和外离合器片3B被压紧至后壳体侧使得内离合器片3A和外离合器片3B相对彼此靠近而以摩擦接合的方式接触。通过该摩擦接合,差动器壳2E和内齿轮2D,即恒星齿轮2C和内齿轮2D,经内离合器片3A和外离合器片3B连接而传输扭矩。因此,通过该第三摩擦阻力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
[第一实施方式的效果]
根据本发明的第一实施方式的车用差动装置实现了以下效果。
1.由于差动机构2布置在作为一对输出轴的恒星齿轮2C和内齿轮2D之间,所以通过差动机构2的内离合器片3A和外离合器片3B获得的差动机构2的差动限制力在该对输出齿轮之间产生,即在恒星齿轮2C和内齿轮2D之间产生,有效地获得了差动限制力。亦即,由于在产生差动时恒星齿轮2C和内齿轮2D经内离合器片3A和外离合器片3B彼此以相反的方向旋转,所以从内齿轮2D经内离合器片3A和外离合器片3B传输至恒星齿轮2C的扭矩起到限制恒星齿轮2C旋转的作用,并且从恒星齿轮2D经内离合器片3A和外离合器片3B传输至内齿轮2D的扭矩起到限制内齿轮2D旋转的作用。从而,差动机构2的差动限制力能够加倍。
2.由于压紧机构4的压紧力被直接传输至离合器片,所以无需任何输出传输部件等,从而减少了零件数目且简化了整体结构使得总成本降低。同样,本发明可以提高差动限制力对电流的响应度并且实现消除使用凸轮机构的差动装置不能消除的任何扭矩损耗。
3.由于齿轮部20B的各齿缘面除了面向行星托架2A的内径方向的部分外都被支承且齿轮部21B的各齿缘面除了面向行星托架2A的外径方向的部分外都被支承,所以多个行星齿轮2B在与恒星齿轮2C和内齿轮2D相互啮合的情况下不会由于反作用力而倾斜。从而,多个行星齿轮2B不会与第一容纳孔220A和第二容纳孔221A上的开口边缘部接触,从而抑制了在多个行星齿轮2B以及齿轮容纳和支承部22A上产生任何磨损。
4.由于在差动机构2的各齿轮产生的推力不会影响在差动限制机构3产生的差动限制力,所以精确地获得了与在电磁体4A中通电的电流相应的差动限制力。亦即,本发明可以基于各车轮速度、转向角、横摆率等车辆行驶状态来控制电磁体4A上电流的增加和降低,从而精确地增加了车辆的行驶稳定性。
[本发明的第二实施方式]
下文将参照图10说明根据本发明的车用差动装置的第二实施方式。图10中与图3中相同的标号是用相同的标号表示的相同部件并且不再详细说明。
如图10所示,第二实施方式的车用差动装置100的一个特征是设置了环形螺栓9作为限制内齿轮2D沿旋转轴线O向离合器的一侧的任何运动的运动限制部件。
环形螺栓9被拧紧到差动器壳2E的前壳体20E的在后壳体侧的壳元件的内周面中。环形螺栓9面向在内齿轮2D的齿轮部21D的周面中形成为一体的凸缘部210D。止推垫圈10插入在环形螺栓9和凸缘部210D之间。
下文将部分说明本发明的第二实施方式的操作。当发动机扭矩被输入至行星托架2A时,差动限制扭矩如第一实施方式中所示产生在恒星齿轮2C和内齿轮2D的输出齿轮上并且接下来的差动限制扭矩如下所述地产生。
在多个行星齿轮2B在从行星托架2A接收到发动机扭矩后进行旋转以绕其自身轴线自转的情况下,在各个行星齿轮2B、恒星齿轮2C和内齿轮2D的啮合面处沿旋转轴线O产生推力,该推力向靠近差动器壳2E的前壳体20E的底部2010E的方向移动多个行星齿轮2B并且也向压紧机构的方向移动恒星齿轮2C和内齿轮2D。从而,内齿轮2D的凸缘部210D通过止推垫圈10压紧到环形螺栓9上使得在止推垫圈10和内齿轮2D之间产生摩擦阻力,因此通过该摩擦阻力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
[第二实施方式的效果]
根据本发明的第二实施方式的车用差动装置实现了与本发明的第一实施方式相同的效果1至4。
虽然第二实施方式是在通过设定行星齿轮2B的齿轮部20B、21B的输入齿轮的节径以及恒星齿轮2C和内齿轮2D的输出齿轮的节径来满足公式D3/D1<D4/D2的条件下描述的,然而,本发明不局限于该结构,而是条件可以设为各齿轮的节径被设定为满足公式D3/D1=D4/D2。这种情况下,可设定50比50的扭矩偏差率(TBR),其中TBR是传输至恒星齿轮的扭矩与传输至内齿轮的扭矩的比率,因此,相同的扭矩分别被传输至恒星齿轮和内齿轮。
同样,可设定通过设定行星齿轮2B的齿轮部20B、21B的输入齿轮的节径以及恒星齿轮2C和内齿轮2D的输出齿轮的节径来满足公式D3/D1>D4/D2的条件。这种情况下,传输至内齿轮的扭矩小于传输至恒星齿轮的扭矩。
[本发明的第三实施方式]
下文参照图11说明根据本发明的车用差动装置的第三实施方式。图11中与图3中相同的标号是用相同的标号表示的相同部件并且不再详细说明。
如图11所示,第三实施方式的车用差动装置101的一个特征是设置了固定于差动器壳2E的内齿轮2D并且恒星齿轮2C与差动器壳2E的该内齿轮2D互相连接以能够通过差动限制机构3传输扭矩。
行星托架2A包括以可旋转的方式容纳和支承多个行星齿轮2B以使它们分别绕自身轴线自转的齿轮容纳和支承部22A,并且还包括与齿轮容纳和支承部22A的内周面以及输入轴11的外周面花键配合的托架环形圆筒部23A。行星托架2A布置在差动器壳2E和内齿轮2D之间。齿轮容纳和支承部22A布置在行星托架2A的外周面上,且托架环形圆筒部23A布置在行星托架2A的内周面上。
恒星齿轮2C包括内环形圆筒体21C和外环形圆筒体22C,其各自的开口直径分别不同。恒星齿轮2C经前输出齿轮12连接至未示出的用于前轮的输出轴。内环形圆筒体21C具有与多个行星齿轮2B的齿轮部20B啮合的齿轮部210C并且以可绕内齿轮2D的轴线(即旋转轴线O)旋转的方式安装。外环形圆筒体22C与内环形圆筒体21C的外周面花键连接。
前输出齿轮12布置在输入轴11的外周区域中并通过锥形滚柱轴承14以可转动方式支承在分动箱13中。
内齿轮2D包括内环形圆筒体22D和外环形圆筒体23D,其各自的开口直径分别不同。内齿轮2D连接至未示出的用于后轮的输出轴。内齿轮2D被构造成容纳行星托架2A的与用于前轮的输入轴11啮合的部分。内环形圆筒体22D具有与多个行星齿轮2B的齿轮部21B啮合的齿轮部220D,并以可绕旋转轴线O旋转的方式安装。内环形圆筒体22D是不具有任何底部的环形圆筒体并且沿轴线向左、右两个方向开口。外环形圆筒体23D包括能够将内环形圆筒体22D容纳于其中的环形槽230D,并且还包括与用于后轮的输出轴连接的花键配合部231D。环形槽230D的槽壁的内周面与内环形圆筒体22D的外周面花键连接。
差动器壳2E包括位于前输出轴侧的壳元件22E、位于后输出轴侧的壳元件23E、中间壳元件24E和端部壳元件25E。差动器壳2E以不可旋转的方式连接至内齿轮2D并通过滚珠轴承15容纳在分动箱13中。差动器壳2E是包括将差动限制机构3容纳于其中的第一环形圆筒部和第二环形圆筒部在内的环形圆筒体。
位于前输出轴侧的壳元件22E包括第一至第三元件块220E至222E并布置在差动器壳2E的前输出轴侧。第一元件块220E布置在压紧机构4的电磁体4A和衔铁4B之间并通过由软铁等磁性材料制成的环形圆筒体整体形成。第二元件块221E布置在第一元件块220E的外周之外并通过由软铁等磁性材料制成的环形圆环体整体形成。第三元件块222E布置在第一元件块220E和第二元件块221E之间并通过由不锈钢等非磁性材料制成的环形圆环体整体形成以连接壳元件。
位于后输出轴侧的壳元件23E布置在差动器壳2E的后输出轴侧并通过连接销16连接至中间壳元件24E。壳元件23E是具有底部的环形圆筒体并向后输出轴侧开口。在位于后输出轴侧的壳元件23E的底面上安装了经止推垫圈18面向多个行星齿轮2B的齿轮部20B的自由顶边表面的止推垫圈19。止推垫圈18安装在行星托架2A上。
中间壳元件24E被插入在位于前输出轴侧的壳元件22E和位于后输出轴侧的壳元件23E之间并且沿轴线方向布置在差动器壳2E的中间部。中间壳元件24E通过螺栓17连接至位于前输出轴侧的壳元件22E并由向左、右方向开口的环形圆筒体整体形成。中间壳元件24E与位于前输出轴侧的壳元件22E被构造成将作为第一环形圆筒部的差动限制机构3容纳于其中。在中间壳元件24E的内周面和环形圆筒体22C的外周面之间布置了连接恒星齿轮2C和内齿轮2D的差动限制机构3的离合器以能够彼此传输扭矩。
端部壳元件25E是拧紧到位于后输出轴侧的壳元件23E的开口内周面中的圆环螺栓并布置在圆筒体23D的外周之外。端部壳元件25E被构造成通过将圆筒体22D、23D压紧在位于后输出轴侧的壳元件23E的底面上而将内齿轮2D固定在差动器壳2E上,并且被构造成与位于后输出轴侧的壳元件23E一起容纳差动机构2的一部分。此外,虽然已将本发明的第三实施方式描述成差动机构2的一部分容纳在端部壳元件25E和位于后输出轴侧的壳元件23E中,但是本发明不局限于该结构,而是可构造成容纳差动机构2的整个结构。
作为本发明的第三实施方式的操作的一部分,通过使压紧机构4的电磁体4A在发动机扭矩被输入到行星托架2A中的阶段通电而在作为输出轴的恒星齿轮2C和内齿轮2D产生下一差动限制扭矩。
当压紧机构4的电磁体4A通电时,从分动箱13经位于前输出轴侧的壳元件22E和差动器壳2E的中间壳元件24E至衔铁4B建立了磁路使得衔铁4B通过磁力向电磁体侧的方向移动。通过衔铁4B的移动,差动限制机构3的内离合器片3A和外离合器片3B被向着电磁体侧的方向压紧使得内离合器片3A和外离合器片3B相对移动而彼此靠近从而摩擦地接合。这种摩擦接合完成了差动器壳2E和恒星齿轮2C之间的扭矩传输,即经内离合器片3A和外离合器片3B在恒星齿轮2C和内齿轮2D之间的扭矩传输。从而,在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
[第三实施方式的效果]
根据本发明的第三实施方式的车用差动装置实现了与本发明的第一实施方式的车用差动装置相同的效果。
[本发明的第四实施方式]
下文将参照图12说明根据本发明的车用差动装置的第四实施方式。图12中与图11中相同的标号是用相同的标号表示的相同部件并且不再详细说明。
如图12所示,第四实施方式的车用差动装置102的一个特征是设置了具有活塞4C的压紧机构4和第三齿轮元件25C的压紧力传输部250C,活塞4C通过向恒星齿轮2C和内齿轮2D的轴线方向移动输出压紧力,差动机构2的恒星齿轮2C通过压紧力传输部250C将活塞4C的压紧力作为操作力传输至差动限制机构3使得恒星齿轮2C和内齿轮2D连接,从而经差动器壳2E和差动限制机构3的离合器传输扭矩。
恒星齿轮2C包括第一至第四齿轮元件23C至26C并经前输出齿轮12连接至未示出的位于前轮侧的输出轴。
第一齿轮元件23C具有与多个行星齿轮2B的齿轮部20B啮合的齿轮部230C并绕着作为内齿轮2D的轴线的旋转轴线O以可旋转的方式安装。第一齿轮元件23C整体上被构造为向恒星齿轮2C的齿轮轴线的左、右两个方向开口的环形圆环体。
第二齿轮元件24C经行星托架2A内部的滚针轴承21以可旋转方式布置在分动箱13上并与第一齿轮元件23C的内周面花键连接。第二齿轮元件24C整体上被构造为向恒星齿轮2C的齿轮轴线的左、右两个方向开口的具有凸缘的环形圆筒体。
第三齿轮元件25C是具有压紧力传输部250C的大致环形体并以不可旋转的方式布置在第二齿轮元件24C的外周面上。第三齿轮元件25C经滚针轴承22以可旋转方式安装在压紧部40C上并被构造成将压紧力传输部250C从压紧部40C收到的压紧力传输至差动限制机构3作为操作力。
第四齿轮元件26C是具有经差动限制机构3的离合器片面向压紧力传输部250C的压紧力接收部260C的大致环形体,并沿其轴线方向设置有用于第三齿轮元件25C的预定空间。第四齿轮元件26C以不可旋转的方式布置在第二齿轮元件24C的外周面。
前输出齿轮12布置在输入轴11的外周面之外并经锥形滚柱轴承14以可旋转方式被支承在分动箱13中。在分动箱13中配备了使活塞4C沿恒星齿轮2C和内齿轮2D的轴线方向前进和缩回的压力腔130,还配备了将油压引导至压力腔130的供给通道131。压力腔130和供给通道131被构造成起到具有活塞4C的压紧机构4的作用。活塞4C具有将压紧力施加至第三齿轮元件25C的压紧部40C并被构造成起到压紧机构4的输出部的作用。
差动器壳2E包括位于前输出轴侧的壳元件26E、位于后输出轴侧的壳元件27E和外周壳元件28E并以不可旋转的方式与内齿轮2D连接。差动器壳2E以可绕旋转轴线O旋转的方式容纳在分动箱13中并构造有将差动机构3的一部分容纳于其中的第一圆筒部和将差动限制机构3容纳于其中的第二圆筒部。
位于前输出轴侧的壳元件26E整体上是圆环螺栓并布置在差动器壳2E的前输出轴侧。壳元件26E拧紧到外周壳元件28E内周面中。
位于后输出轴侧的壳元件27E是在其周面具有凸缘部270E的环形圆筒体并布置在差动器壳2E的后输出轴侧。壳元件27E的外周面与外周壳元件28E的内周面花键连接。
外周壳元件28E具有台阶部280E并整体设置在内齿轮2D的圆筒体23D上,台阶部280E经位于后输出轴侧的壳元件27E的凸缘部270E接收位于前输出轴侧的壳元件26E的压紧接触力或合成力。外周壳元件28E被构造为沿差动器壳2E的轴线方向向左、右两个方向开口的环形圆筒体,并被构造成在其中容纳位于前输出轴侧的壳元件26E和位于后输出轴侧的壳元件27E与差动机构2和差动限制机构3的一部分。位于后输出轴侧的壳元件27E与外周壳元件28E的内周面花键连接。在外周壳元件28E的内周面和恒星齿轮2C的第四齿轮元件26C的外周面之间布置了在能够彼此传输扭矩的状态下连接恒星齿轮2C和内齿轮2D的差动限制机构3的离合器。此外,虽然已将本发明的第四实施方式描述成差动机构2的一部分容纳在外周壳元件28E中,但是本发明不局限于该结构,而是可构造成容纳差动机构2的整体结构。
作为本发明的第四实施方式的操作的一部分,通过在发动机扭矩被输入至行星托架2A中的阶段将油压引导至供给通道131而在作为输出轴的恒星齿轮2C和内齿轮2D产生下一差动限制扭矩。
当油压被引导至供给通道131时,油压作用在压力腔130中的活塞4C上以将具有压紧部40C的活塞4C移动至第三齿轮元件25C。通过活塞4C的运动,压紧部40C将第三齿轮元件25C压向差动限制机构3侧使得压紧力经第三齿轮元件25C被传输至差动机构3的内离合器片3A和外离合器片3B。从而,差动机构3的内离合器片3A和外离合器片3B被向着第四齿轮元件侧的方向压紧使得内离合器片3A和外离合器片3B相对移动而彼此靠近,从而摩擦地接合。这种摩擦接合完成了在差动器壳2E和恒星齿轮2C之间的扭矩传输,即经内离合器片3A和外离合器片3B在恒星齿轮2C和内齿轮2D之间的扭矩传输。从而,在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
[第四实施方式的效果]
根据本发明的第四实施方式的车用差动装置实现了与本发明的第一实施方式的车用差动装置相同的效果。
[本发明的第五实施方式]
下文将参照图13和图14说明根据本发明的车用差动装置的第五实施方式。图13、14中与图1至12中相同的标号是用相同的标号表示的相同部件并且不再详细说明。
如图13所示,第五实施方式的车用差动装置103的一个特征是设置了具有凸起部20D的差动限制机构3,该凸起部20D可抵靠着输出齿轮中的另一个移动,即可抵靠着内齿轮2D移动。
如图13所示,定位在与行星托架侧相对的一侧的凸缘部21C从恒星齿轮2C的外周面延伸。在凸缘部21C上设置了第四齿轮支承部210C作为在齿轮侧的支承面,其沿轴线方向以可滑动方式支承多个行星齿轮2B的齿轮部20B的顶端面的自由边。
凸起部20D如图13所示为环形圆筒体并沿旋转轴线O经行星托架2A与恒星齿轮2C相对地布置。在凸起部20D的内周面上设置了以可移动方式与位于后轮侧的输出轴连接的花键配合部202D。凸缘部201D设置在凸起部20D位于其行星托架侧的一侧,并且该凸缘部201D的端面是面向与行星托架2A在恒星齿轮侧的另一个端面相反的端面。在凸缘部201D的外周面上绕内齿轮2D的轴线设置了的花键配合部2010D。并且,在凸缘部201D上沿周向以预定距离形成了多个凸轮凹槽2011D,所述多个凸轮凹槽2011D开口朝向凸缘部201D的与行星托架相反的一侧。各凸轮凹槽2011D具有与如图14所示的凸轮凹槽300C相同的深度沿周向可变的凸轮槽,且凸轮从动件31C在该凸轮槽上滚动。
如图14所示,齿轮部21D包括环形圆筒部以及底部,该环形圆筒部在其内周面具有与多个行星齿轮2B的齿轮部21B互相啮合的螺旋齿轮,该底部从环形圆筒部的一个侧面向内侧方向延伸并在其中心部具有通孔。齿轮部21D整体上是具有底部的环形圆筒体,并具有跨齿轮部21D的底部的宽度沿旋转轴线O形成在齿轮部21D的内周面的花键配合部2100D。花键配合部2100D在凸起部20D的花键配合部2010D没有压紧配合到花键配合部2100D中的情况下与花键配合部2010D互相啮合以使凸起部2010D随同齿轮部21D旋转。基于该花键配合以及凸起部21D的花键配合部202D和输出轴之间的花键配合,凸起部20D可通过下文所述的凸轮机构3C产生的压紧力而相对于齿轮部21D移动。
如图13所示,在齿轮部21D的外周面上设置了凸缘210D,凸缘210D定位在齿轮部21D与凸起部侧相对的端部并起到面向恒星齿轮2C的凸缘部21C的推力接收部的作用。多个凹槽211D形成在齿轮部21D的底部以从其与行星托架侧相反的端面开口,并且沿周向以预定距离定位。在各凹槽211D中分别安装了诸如不锈钢等之类的非磁性材料的滚珠6,将滚珠6的一部分露出以防止衔铁4B的任何轴向运动。
前壳体20E的圆筒部201E在其内周面中具有经垫圈7、8面向内齿轮2D的齿轮部21D的凸缘部210D的台阶部2000E作为位于齿轮部21D的另一侧的另一个推力接收部。台阶部2000E被构造成接收通过内齿轮2D与多个行星齿轮2B的齿轮部21B的互相啮合而在内齿轮2D的齿轮部21D产生的推力。
内离合器片3A和外离合器片3B操作而在差动器壳2E和凸轮机构3C的凸轮30C之间连接和分离,以将差动器壳2E的恒星齿轮2C的旋转力传输至凸轮30C。内离合器片3A和外离合器片3B沿旋转轴线O交替布置在彼此面向的位置并由环形摩擦片制成。内离合器片3A与凸轮部件30C的外周面通过花键互相啮合,而外离合器片3B与前壳体20E的圆筒部201E的花键配合部2011E通过花键互相啮合。第五实施方式中各内离合器片3A和外离合器片3B的数目可由于凸轮机构3C对压紧力的放大功能而减少成少于第一至第四实施方式中的五个或六个的三个。
凸轮机构3C包括通过从差动器壳2E接收旋转力而旋转的凸轮30C以及通过凸轮30C的旋转产生压紧力的凸轮从动件31C,并且凸轮机构3C布置在后壳体21E的内边缘表面和内齿轮2D的凸起部20D的凸缘部201D之间。凸轮30C具有面向凸起部20D的凸轮凹槽2011D的多个凸轮凹槽300C,并且多个凸轮凹槽300C的数目与凸轮凹槽2011D的数目同样都为三个。凸轮30C周向地安装在内齿轮2D的凸起部20D上并由滚针轴承11以可旋转方式支承在第一元件210E的内端面上。各凸轮从动件31C分别被插入在凸轮30C的凸轮凹槽300C的相应底部和内齿轮2D的凸缘部201D的凸轮凹槽2011D的相应底部之间,并整体形成为球形滚珠。凸轮从动件31C被构造成沿齿轮的轴线方向将凸轮30C的旋转产生的压紧力施加至内齿轮2D的凸起部20D。
下文将部分描述本发明的第五实施方式的操作。当发动机扭矩输入至行星托架2A时,如下文所述在行星齿轮2C和内齿轮2D的输出齿轮产生以下差动限制扭矩1或2。
1.在多个行星齿轮2B在扭矩作用期间被旋转以绕其自身轴线自转的情况下,由于多个行星齿轮2B的齿轮部20B和齿轮部21B的各齿缘面在行星托架2A的第一容纳孔220A和第二容纳孔221A的第一齿轮支承面2200A和第二齿轮支承面2210A上滑动,并且还由于多个行星齿轮2B的齿轮部21B的各轴向顶端面在行星托架2A的第二容纳孔221A的第三齿轮支承面2211A上滑动,所以在第一齿轮支承面2200A/第二齿轮支承面2210A和多个行星齿轮2B的齿缘之间以及在第三齿轮支承面2211A和多个行星齿轮2B的轴向顶端面之间产生摩擦阻力,从而通过这些摩擦力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。
2.另一方面,通过多个行星齿轮为了绕各自的轴线自转而进行的旋转,在多个行星齿轮2B和恒星齿轮2C/内齿轮2D之间的各互相啮合的接合面上沿旋转轴线O产生推力。这种情形中,当多个行星齿轮2B移动而靠近恒星齿轮2C的凸缘部21C时恒星齿轮2C和内齿轮2D移动到输出结构侧。此时,多个行星齿轮2B的齿轮部20B的各顶端面被压紧在恒星齿轮2C的凸缘21C的第四齿轮支承面210C上使得经止推垫圈5在凸缘21C的第四齿轮支承面210C和多个行星齿轮2B的轴向顶端面之间产生摩擦阻力。从而,通过该第二摩擦阻力在恒星齿轮2C和内齿轮2D产生差动限制扭矩。同样,内齿轮2D的齿轮部21D的凸缘部210D经止推垫圈7、8被压紧在差动器壳2E的前壳体20E的台阶部2000E上使得经止推垫圈7、8在差动器壳2E的台阶部2000E和内齿轮2D的凸缘部210D之间产生另一个摩擦阻力。从而,通过该另一个第二摩擦阻力在恒星齿轮2C和内齿轮2D也产生了差动限制扭矩。
在压紧机构4的电磁体4A被励磁的情况下,磁路经前壳体20E、后壳体21E和衔铁4B闭合使得磁力将衔铁4B移动至后壳体侧,即电磁体侧。通过衔铁4B的移动,差动限制机构3的内离合器片3A和外离合器片3B被压紧至后壳体侧使得内离合器片3A和外离合器片3B相对彼此靠近而以摩擦接合的方式接触。通过该摩擦接合,差动器壳2E的前壳体20E的圆筒部201E和凸轮机构3C的凸轮30C在能够传输扭矩的状态下连接使得恒星齿轮2C和差动器壳2E的旋转力被传输至凸轮机构3C。通过旋转力这样传输至凸轮机构3C,恒星齿轮2C的旋转力被转换为沿齿轮轴线方向的压紧力,并且该压紧力经内齿轮2D的凸起部20D和行星托架2A的托架底座20A被传输至恒星齿轮2C。然而,这种情况下,如果恰好出现多个行星齿轮2B的齿轮部21B和内齿轮2D之间的互相啮合产生的推力将致使内齿轮2D与离合器3A、3B分离而抵消了凸轮机构3C产生的压紧力的状况,则通过齿轮部21B和内齿轮2D之间的互相啮合产生的推力被恒星齿轮2C的凸缘部21C的支承面接收并且沿轴线方向的压紧力被花键接合吸收,使得沿轴线方向的压紧力未被直接传递至多个行星齿轮2B的齿轮部21B和内齿轮2D之间围绕旋转轴线O的轴线方向的互相啮合点。从而,通过多个行星齿轮2B的齿轮部20B和恒星齿轮2C之间的互相啮合以及多个行星齿轮2B的齿轮部21B和内齿轮2D之间的互相啮合产生的推力,以及由凸轮机构3C沿齿轮轴线方向产生的压紧力,这两者未被抵消,因此有效地获得了差动限制力。
[第五实施方式的效果]
根据本发明的第五实施方式的车用差动装置除实现了与本发明的第一实施方式的第1、3和4条所述的效果相同的效果外,还实现了以下效果。
5.通过多个行星齿轮2B和恒星齿轮2C之间的互相啮合以及多个行星齿轮2B和内齿轮2D之间的互相啮合产生的推力,以及由凸轮机构3C沿齿轮轴线方向产生的压紧力,这两者未被抵消,因此有效地获得了差动限制力。
6.内离合器片3A和外离合器片3B的数目减少使得差动器壳2E沿其轴线的纵向长度缩短,从而减小了整个装置的总长度。
虽然已参考优选实施方式描述本发明,但是对于本领域的普通技术人员而言显而易见的是,本发明不局限于所提出的实施方式,并且本发明可在权利要求的范围之内的各种其它实施方式中实现。例如,以下几条可用于其它实施方式。
1.虽然本发明的第一至第五实施方式描述了具有分别与恒星齿轮2C和内齿轮2D互相啮合的齿轮部20B和齿轮部21B的多个行星齿轮2B是容纳在行星托架2A的齿轮容纳和支承部22A中的四个齿轮,但是本发明不限于该结构,而是可在行星托架2A中由其它数目的多个行星齿轮构成。
2.虽然本发明的第一至第五实施方式描述了齿轮部20B、21B是作为输入齿轮的具有不同节径D1、D2的螺旋齿轮,并且作为输出齿轮的恒星齿轮2C和内齿轮2D的一对螺旋齿轮与齿轮部20B、21B的螺旋齿轮互相啮合,但是本发明不局限于该结构,而是可构造成多对齿轮部20B、21B以不可旋转的方式连接,每对齿轮部20B、21B是作为输入齿轮的具有不同节径D1、D2的单个螺旋齿轮,并且作为输出轴的恒星齿轮2C和内齿轮2D的一对螺旋齿轮与多对齿轮部20B、21B的每一对的螺旋齿轮互相啮合。并且其可构造成输入齿轮是具有不同节径的多对正齿轮而输出齿轮是与多对正齿轮的每一对互相啮合的一对正齿轮。
3.虽然本发明的第一至第五实施方式都描述了作为输入齿轮的多个行星齿轮2B的齿轮部20B、21B的节径和作为输出齿轮的恒星齿轮2C和内齿轮2D的节径之间成立公式D3/D1<D4/D2,但是本发明不局限于该结构,而是可构造成在各齿轮的节径之间成立公式D3/D1=D4/D2。
同样,其可构造成在作为输入齿轮的多个行星齿轮2B的齿轮部20B、21B的节径和作为输出齿轮的恒星齿轮2C和内齿轮2D的节径之间成立公式D3/D1<D4/D2。
4.虽然本发明的第五实施方式描述了凸轮机构3C沿齿轮轴线产生的压紧力被传输至多个行星齿轮2B和恒星齿轮2C,但是本发明不局限于该结构,而是可构造成凸轮机构3C沿齿轮轴线产生的压紧力被传输至多个行星齿轮和内齿轮或传输至多个行星齿轮以及恒星齿轮和内齿轮中的一个。换言之,来自凸轮机构沿齿轮轴线的压紧力应作用在至少一个输入齿轮和除了具有可沿齿轮轴线移动的凸起部的输出齿轮外的一对输出齿轮上。
5.虽然本发明的第一至第五实施方式描述的车用差动装置具有行星齿轮机构作为差动机构2,但是本发明不局限于该结构,而可以是具有另一种齿轮机构的车用差动装置,其输入齿轮和输出齿轮在输入齿轮和输出齿轮的各轴线彼此垂直的情况下互相啮合。

Claims (13)

1.一种车用差动装置,包括:
差动机构(2),其具有被来自驱动源的驱动扭矩旋转的托架(2A)、通过接收所述托架(2A)的旋转力而旋转以绕自身轴线自转的输入齿轮(2B)以及通过从所述输入齿轮(2B)接收所述托架(2A)的所述旋转力而将所述旋转力有差别地分配至一对输出轴的一对输出齿轮(2C、2D);以及
差动限制机构(3),其具有限制所述差动机构(2)的差动的离合器(3A、3B);
所述托架(2A)布置在所述一对输出齿轮(2C、2D)之间;
所述一对输出齿轮(2C、2D)在能够经所述离合器传输扭矩的状态下分别彼此连接;
其特征在于:
所述输入齿轮(2B)具有分别与所述一对输出齿轮(2C、2D)互相啮合的大齿轮部和小齿轮部(20B、21B);
所述大齿轮部(20B)和所述小齿轮部(21B)各具有不同的节径;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的一个(2C)具有限制所述一对输出齿轮(2C、2D)中的另一个(2D)向所述离合器(3A、3B)侧的任何运动的运动限制机构(9)。
2.如权利要求1所述的车用差动装置,其中:
所述大齿轮部(20B)和所述小齿轮部(21B)各是具有相同的螺旋方向的螺旋齿轮;或者,其中:
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)与具有大节径的所述大齿轮部(20B)互相啮合;并且
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)与具有小节径的所述小齿轮部(21B)互相啮合。
3.如权利要求2所述的车用差动装置,其中:
所述输入齿轮(2B)是行星齿轮;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)是恒星齿轮;并且
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)是内齿轮。
4.如权利要求3所述的车用差动装置,其中:
在所述恒星齿轮(2C)的节径被设定为尺寸D1、所述内齿轮(2D)的节径被设定为尺寸D2、所述大齿轮部(20B)的所述大节径被设定为尺寸D3并且所述小齿轮部(21B)的所述小节径被设定为尺寸D4的情形下,成立公式D1/D3<D2/D4;或者,其中:
所述恒星齿轮(2C)具有环形圆筒部,所述环形圆筒部具有作为其中心轴线(O)的旋转轴线;
所述环形圆筒部由容纳所述差动机构(2)和所述差动限制机构(3)的差动器壳(2E)构成。
5.如权利要求2所述的车用差动装置,进一步包括:
操作所述差动限制机构(3)的压紧机构(4)。
6.如权利要求5所述的车用差动装置,其中:
所述压紧机构(4)具有输出压紧力的活塞(212E),所述活塞向所述一对输出齿轮(2C、2D)的轴线方向移动以输出压紧力;
所述差动机构(2)的所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)具有压紧力传输部,所述压紧力传输部将所述活塞的所述压紧力作为操作力传输至所述差动限制机构(3)。
7.如权利要求2所述的车用差动装置,其中:
所述差动机构(2)具有连接至所述一对输出轴中的另一个的凸起部(20D);
所述凸起部(20D)能够相对于所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)向轴线方向移动;并且
所述差动机构(2)具有压紧力传输部,所述压紧力传输部将来自所述差动机构(2)的所述旋转力转换为沿轴线方向的压紧力,并且所述压紧力传输部将所述压紧力沿所述轴线方向传输至所述输入齿轮(2B)并经所述凸起部(20D)和所述托架(2A)传输至所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个。
8.如权利要求7所述的车用差动装置,其中:
所述输入齿轮(2B)是行星齿轮;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)是恒星齿轮(2C);并且
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)是内齿轮(2D)。
9.如权利要求8所述的车用差动装置,其中:
所述恒星齿轮(2C)具有环形圆筒部,所述环形圆筒部具有作为其中心轴线(O)的旋转轴线;
所述环形圆筒部由容纳所述差动机构(2)和所述差动限制机构(3)的差动器壳(2E)构成。
10.如权利要求7所述的车用差动装置,其中:
所述压紧力传输部包括凸轮(3C)和凸轮从动件(31C),所述凸轮通过从所述差动机构(2)接收所述旋转力而旋转,所述凸轮从动件通过所述凸轮(3C)的所述旋转而沿所述轴线方向产生所述压紧力。
11.如权利要求7所述的车用差动装置,其中:
所述大齿轮部(10B)和所述小齿轮部(21B)各是具有相同的螺旋方向的螺旋齿轮。
12.如权利要求7所述的车用差动装置,其中:
所述托架(2A)具有位于托架侧的支承面,所述位于托架侧的支承面以可沿其轴线方向滑动的方式支承所述输入齿轮(2B)的一个端面;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)具有位于齿轮侧的支承面,所述位于齿轮侧的支承面以可沿其轴线方向滑动的方式支承所述输入齿轮(2B)的另一个端面。
13.如权利要求7所述的车用差动装置,其中:
所述输入齿轮(2B)和所述一对输出齿轮(2C、2D)各是螺旋齿轮;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)具有推力接收部,其接收通过所述输入齿轮(2B)和所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)之间的互相啮合而产生的推力;或者,其中:
所述输入齿轮(2B)和所述一对输出齿轮(2C、2D)各是螺旋齿轮;
所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述一个(2C)具有推力接收部,其接收通过所述输入齿轮(2B)和所述一对输出齿轮(2C、2D)中的所述另一个(2D)之间的互相啮合而产生的推力。
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