CN111433490A - 能够二级限制差动的差动装置 - Google Patents

Abstract

差动装置具备输入部件和输出齿轮，并具备：一边允许差动一边介入上述转矩的传递的齿轮组；限制上述差动的第一离合器；在轴向上与上述第一离合器邻接并为了按压上述第一离合器而沿轴向可动的第一压板；为了朝向上述第一离合器按压上述第一压板而与上述第一压板邻接的第一凸轮机构；若啮合则禁止上述差动的第二离合器；在轴向上与上述第二离合器邻接并为了使上述第二离合器啮合而沿轴向可动的第二压板；以及能够从第一位置经由第二位置至第三位置地进行旋转运动的驱动盘，该驱动盘具备按压部件，为了使上述第一凸轮机构一起从上述第一位置旋转到上述第二位置，并从上述第二位置至上述第三位置允许上述第一凸轮机构产生旋转差，按压部件与上述第一凸轮机构结合，并且驱动盘与上述第二压板的组合构成使上述第二离合器啮合的第二凸轮机构。

Description

能够二级限制差动的差动装置

技术领域

以下的公开涉及一种能够二级限制差动的车辆用的差动装置，尤其涉及能够在第一阶段中限制差动并在第二阶段中进行锁定的差动装置。

背景技术

在汽车中，由于左右的车轴不一定等速旋转，所以需要允许其间的差动。为了一边允许差动一边向两车轴传递转矩，利用差动装置。

在左右的驱动轮的任一个失去了牵引力时，差动装置空转，还无法向另一方驱动轮传递转矩。为了避免这样的情况，几个差动装置具备限制差动的机构。其一例为利用了摩擦离合器的限滑差速器(LSD)。实际上也使用将对摩擦离合器施加按压力的单元和控制该单元的电子设备组合而成的电子控制LSD。作为按压单元，提出有液压、凸轮机构。

并且，所谓自由运转差速器能够使差动装置相对于传动轴断开、连接(断続)，例如用于两轮驱动和四轮驱动的切换。在这样的断开、连接中，有时也利用摩擦离合器和按压单元。也提出有将电子控制LSD和空转差速器结合而成的装置，这样的装置具备独立的两组摩擦离合器和按压单元。专利文献1公开相关的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-512996号公报

发明内容

由于摩擦离合器在受到超过了根据按压力决定的阈值的转矩时开始滑动，所以适于限制差动，但不适于锁定差动装置的用途。啮合的离合器虽然适于锁定差动装置的用途，但由于不滑动，所以无法用于限制差动的用途。若存在上述两种离合器和分别独立的驱动单元，则可实现能够自由地选择差动限制和锁定的差动装置，但这使该装置的构造明显变得复杂。复杂的构造当然在可靠性和重量这两个方面不利。

以下的公开涉及一种仅用一个促动器实现差动限制和锁定的双方的装置。

根据一个方案，差动装置具备：输入部件，其接受转矩并绕轴旋转；齿轮组，其具备能够绕上述轴旋转的输出齿轮，为了从上述输入部件向上述输出齿轮一边允许差动一边介入上述转矩的传递，上述齿轮组与上述输入部件结合；第一离合器，为了限制上述差动，上述第一离合器与上述输入部件及上述输出齿轮结合；第一压板，其在轴向上与上述第一离合器邻接，并且为了按压上述第一离合器，上述第一压板沿轴向可动；第一凸轮机构，为了朝向上述第一离合器按压上述第一压板，上述第一凸轮机构与上述第一压板邻接；第二离合器，若啮合，则上述第二离合器将上述输出齿轮驱动地连结于上述输入部件；第二压板，其在轴向上与上述第二离合器邻接，并且为了使上述第二离合器啮合，上述第二压板沿轴向可动；以及驱动盘，其是能够从第一位置经由第二位置至第三位置地进行旋转运动的驱动盘，上述驱动盘具备按压部件，为了使上述第一凸轮机构一起从上述第一位置旋转到上述第二位置，并从上述第二位置至上述第三位置允许上述第一凸轮机构产生旋转差，上述按压部件与上述第一凸轮机构结合，并且上述驱动盘与上述第二压板的组合构成使上述第二离合器啮合的第二凸轮机构。

附图说明

图1是一个实施方式的差动装置的正剖视图。

图2A是主要示出第一、第二离合器的差动装置的局部分解立体图。

图2B是主要示出第一、第二凸轮机构以及驱动盘的差动装置的局部分解立体图。

图3是沿轴向观察到的驱动盘以及凸轮盘的俯视图。

图4是沿周向剖切的第一凸轮机构的局部剖视图。

图5是沿周向剖切的第二凸轮机构的局部剖视图。

图6A是主要示出第一、第二离合器以及第一、第二凸轮机构的差动装置的局部正剖视图，示出第一离合器已连结但第二离合器啮合前的状态。

图6B是主要示出第一、第二离合器以及第一、第二凸轮机构的差动装置的局部正剖视图，示出第二离合器啮合后的状态。

图7是主要示出第二离合器以及外壳的贯通孔的差动装置的局部剖视图，示出臂部与贯通孔的壁面接触的状态。

具体实施方式

以下，参照附图来说明几个示例的实施方式。以下的说明以及权利要求书中，在没有特别说明的情况下，轴是指差动装置的旋转轴，并且轴向是指平行于该轴的方向，径向是指正交于该轴的方向。该旋转轴通常与凸轮机构、驱动盘的旋转轴一致，但并非必须一致。并且，为了便于说明而区别了右和左，但这样的区别不对实施方式加以限定。

以下说明锥齿轮式差动装置的例子，但本说明书所公开的装置一般能够利用于平面齿轮式、行星齿轮式等从输入部件向输出齿轮会一边介入转矩的传递一边在其之间产生差动的任一齿轮装置。

主要参照图1，差动装置大致具备：作为输入部件的外壳1；一边允许差动一边传递转矩的差动齿轮组3；限制差动的第一离合器5；锁止差动的第二离合器7；以及使上述离合器动作的驱动器9。

外壳1不仅收纳差动齿轮组3，还是从发动机/马达接受转矩而绕轴C旋转的输入部件。外壳1分割成多个而内部敞开，因此也能够便于组装各种部件，例如分割成主体11和罩13。为了便于将主体11与罩13相互结合，例如能够具备在径向上向外侧突出的凸缘，该凸缘也能够利用于接受转矩的齿圈的结合。当然，彼此结合也可以利用其它构造，并且转矩的接受也可以由外壳1的其它部分承担。

外壳1的例如主体11在其周面具备用于结合轴15的贯通孔，轴15利用销等固定于主体11。外壳1的例如罩13在其侧面具备用于连接离合器5、7与驱动器9的贯通孔17、19。

差动齿轮组3大致具备多个小齿轮31和与各个小齿轮31啮合的侧面齿轮33、35。小齿轮31由轴15支撑为能够绕该轴旋转，并且经由轴15从外壳1接受转矩。

侧面齿轮33、35是为了分别与车轴结合而具备花键之类的构造并向两车轴输出转矩的输出齿轮。即、差动齿轮组3从作为输入部件的外壳1向作为输出齿轮的侧面齿轮33、35，经由齿轮组内的啮合，一边允许差动一边介入转矩的传递。

侧面齿轮33、35中的一个例如左侧面齿轮35的凸起部35B优选沿轴向延长，用于与第一离合器5的结合，尤其用于与下述的内板53、压板55的周向卡合。

结合图1并参照图2A，第一离合器5优选是由一对以上的相互摩擦的摩擦板构成的摩擦离合器，例如是具备多个外板51、多个内板53、以及压板55的多板离合器。图2A中仅可见一对，但多对外板51与内板53交替地在轴向上排列，外板51由焊片等与外壳1卡合，内板53由焊片等与凸起部35B卡合。并且，板51、53、55均沿轴向稍微可动，压板55能够在轴向上与板51、53邻接来按压它们。若压板55稍微朝向板51、53移动来对板51、53施加按压力，则板51、53将侧面齿轮35摩擦地制动于外壳1，即限制差动。

在外壳1内还收纳有离合部件75，并沿轴向可动。在离合部件75中朝向压板55的面切割出第一离合齿71，与所啮合的第二离合齿73的组合构成第二离合器7。第二离合齿73可以形成为与压板55分体的部件，或者也可以与压板55一体形成。在任何情况下，这样的分体的部件或压板55都由焊片等与侧面齿轮35的凸起部35B卡合。

从离合部件75中朝向与第一离合齿71相反的方向的面，轴对称地沿轴向延伸出多个腿部77，如图7中特别示出，多个腿部77分别嵌入并卡合于罩13的贯通孔19。各腿部的端也可以通过贯通孔19而面向外部，并利用螺栓等与外壳1外部的环状件107结合。环状件107用于与下述的第二凸轮机构101的连接。

若离合部件75朝向压板55沿轴向移动而离合齿71、73相互啮合，则第二离合器7经由利用腿部77进行的与罩13的卡合，将侧面齿轮35驱动地结合于外壳1，即禁止差动(锁止差动齿轮)。为了促使啮合的解除，也可以在环状件107与罩13之间介入复位弹簧。

结合图1、图2A并参照图2B，驱动器9大致具备驱动第一离合器5的第一凸轮机构91、驱动第二离合器7的第二凸轮机构101、以及使上述凸轮机构动作的驱动盘95。

第一凸轮机构91能够应用产生较大的按压力的凸轮机构。图示例子的第一凸轮机构91大致具备能够绕轴旋转的凸轮盘81、轴对称地配置的多个凸轮球83、以及止转的反压板85。凸轮盘81和反压板85分别例如大致呈圆环或圆盘状，凸轮球83分别夹在上述部件之间并能够滚动。可以代替球，设置能够滚动的圆柱或圆锥台之类的滚子，或者也可以设置形成于凸轮盘81和反压板85的任一个或双方的凸轮突起。

凸轮盘81具有分别与凸轮球83对应的多个凸轮面81F，各凸轮面81F具有沿周向延伸并沿周向缓慢地倾斜的底。除此之外或者代替地，反压板85可以也对应地具有凸轮面。凸轮盘81还具备用于与驱动盘95结合的例如一对夹钳81G。夹钳81G与驱动盘95其本身或者下述的按压部件97卡合，因此被驱动盘95旋转驱动。

如图4中最佳地示出，若由驱动盘95驱动而凸轮盘81引起旋转运动R_D，则凸轮球83在凸轮面81F上滚动而沿其倾斜的底上升，因此在反压板85产生轴向的按压力F₁。

返回到图1、图2A、图2B，主要参照图2B，为了介入第一凸轮机构91与第一离合器5之间，能够利用媒介部件37。媒介部件37例如大致呈环状，具备朝向第一离合器5并轴对称的多个突起37P，突起37P通过罩13的贯通孔17而与压板55邻接。为了将突起37P的按压力均等化，并且为了吸收被限制的之前的相对旋转，也可以在外壳1内并在突起37P与压板55之间介入夹杂件103。该夹杂件103例如是推力轴承以及/或者环状件板。另外，也可以在媒介部件37与第一凸轮机构91之间也夹持有推力轴承/环状板105。

驱动器9还具备第二压板93，该第二压板93经由上述的环状件107而与第二离合器7邻接。第二压板93具备朝向与第二离合器7相反的方向、即驱动盘95延伸的多个腿部93L，并且多个腿部93L还轴对称地排列。与此对应地，驱动盘95具备凸轮面99，各凸轮面99如图5所示地包括在周向上倾斜的底。该倾斜能够比较陡峭。腿部93L和凸轮面99的组合构成第二凸轮机构101。

凸轮盘81以与腿部93L对应的方式具备贯通孔81H，如图5所示，腿部93L分别通过贯通孔81H而面向凸轮面99。若驱动盘95引起旋转运动R_D，并且在与凸轮盘81之间产生旋转差，则腿部93L从动于凸轮盘81。于是，腿部93L在凸轮面99上滑动而登上其倾斜的底，因而第二压板93沿轴向移动，经由环状件107使第二离合器7啮合。

结合图2B并参照图3，驱动器9具备驱动盘95，该驱动盘95与凸轮盘81重叠。驱动盘95大致是将直径与凸轮盘81的直径相同的半圆盘和直径比凸轮盘81的直径大的半圆盘结合而成的形状的圆盘。例如其大径的一侧能够具备齿轮齿，这能够利用于与外部的马达的结合。或者，驱动盘95本身可以构成马达的转子，又或者，也可以被马达以外的任意驱动装置驱动或构成驱动装置的一部分。驱动盘95与外壳1同轴且被支撑为能够相对旋转。为了进行能够旋转的支撑，例如能够利用滚珠轴承111。

并且，利用该大径的一侧，能够与用于驱动第一凸轮机构91的按压部件97结合。图示例子中，按压部件97是螺旋弹簧，驱动盘95具备螺旋弹簧嵌入的半圆筒上的槽95S。按压部件97的两端抵接于槽95S的两端并被支撑，并且为了防止按压部件97脱落，也可以利用托架等。由螺旋弹簧构成的按压部件97的两端还分别抵接于夹钳81G，因此使凸轮盘81与驱动盘95一起旋转。

主要参照图6A，直至驱动盘95从最初的位置(第一位置)旋转到一定位置(第二位置)为止，螺旋弹簧的弹性力胜过从凸轮盘81接受的反作用力，所以驱动盘95使凸轮盘81一起旋转，第一凸轮机构91对第一离合器5作用与旋转角对应的按压力，因此使第一离合器5动作。第一凸轮机构91利用在平缓的倾斜面上滚动的凸轮球来产生较大的按压力，因从而有利于使作为摩擦离合器的第一离合器5动作。

主要参照图6B，若旋转而越过第二位置，则弹性力低于反作用力而螺旋弹簧开始压缩，因而在驱动盘95与凸轮盘81之间产生旋转差。如上所述，若产生旋转差，则腿部93L登上凸轮面99，从而第二压板93沿轴向移动，因此使离合部件75沿轴向移动。

若驱动盘95越过第二位置而旋转到第三位置，则第二离合器7啮合。第二凸轮机构101的按压力比第一凸轮机构91弱，但不需要克服反作用力，因而用较小的按压力就足够。并且，如图7所示，在啮合后，腿部77的侧面抵接于贯通孔19的侧面并维持该状态，因而不需要为保持啮合而较大的按压力。

另外，腿部77的侧面和贯通孔19的侧面也可以对应地稍微在周向上倾斜。这样的构造用于将罩13的旋转Rc转换成按压力F₂，因此有助于保持啮合。

在旋转从第二位置进入第三位置的期间，在第一凸轮机构91中，凸轮球83几乎不滚动，或者静止。由于凸轮球83不会进入比凸轮面的更深的位置，所以在驱动盘95反转时，能够迅速返回到最初的位置。

第二位置根据螺旋弹簧的弹性力与反作用力的平衡而大致唯一地确定。即、通过调整螺旋弹簧的弹簧系数，能够任意地决定第二位置，并且能够任意决定第一凸轮机构91的按压力，进而能够任意决定第一离合器5的制动力的上限。

根据本实施方式，限制差动的第一离合器和禁止差动的第二离合器的双方仅通过单一驱动盘来动作。上述动作仅根据驱动盘的旋转角来控制，因而容易控制第一、第二离合器的动作。在第二离合器啮合时，第一离合器预先限制差动，因而在离合器齿间没有相对旋转，因此不会阻碍啮合。

在上述的说明中，按压部件97是螺旋弹簧，但也可以是其它弹性部件。或者，也可以代替地或在此基础上，利用从第一位置至第二位置之间维持卡合并在第二位置解除卡合的闩锁机构、棘轮机构。又或者也可以构成为，不利用按压部件，而仅利用凸轮面的结构来使第二凸轮机构比第一凸轮机构延迟地动作。

说明了几个实施方式，但能够基于上述公开内容来进行实施方式的修正或变形。

Claims (7)

1.一种差动装置，其特征在于，具备：

输入部件，其接受转矩并绕轴旋转；

齿轮组，其具备能够绕上述轴旋转的输出齿轮，为了从上述输入部件向上述输出齿轮一边允许差动一边介入上述转矩的传递，上述齿轮组与上述输入部件结合；

第一离合器，为了限制上述差动，上述第一离合器与上述输入部件及上述输出齿轮结合；

第一压板，其在轴向上与上述第一离合器邻接，并且为了按压上述第一离合器，上述第一压板沿轴向可动；

第一凸轮机构，为了朝向上述第一离合器按压上述第一压板，上述第一凸轮机构与上述第一压板邻接；

第二离合器，若啮合，则上述第二离合器将上述输出齿轮驱动地连结于上述输入部件；

第二压板，其在轴向上与上述第二离合器邻接，并且为了使上述第二离合器啮合，上述第二压板沿轴向可动；以及

驱动盘，其是能够从第一位置经由第二位置至第三位置地进行旋转运动的驱动盘，上述驱动盘具备按压部件，为了使上述第一凸轮机构一起从上述第一位置旋转到上述第二位置，并从上述第二位置至上述第三位置允许上述第一凸轮机构产生旋转差，上述按压部件与上述第一凸轮机构结合，并且上述驱动盘与上述第二压板的组合构成使上述第二离合器啮合的第二凸轮机构。

2.根据权利要求1所述的差动装置，其特征在于，

上述第二离合器具备在周向上与上述输入部件卡合并沿轴向可动的第一离合齿以及与上述输出齿轮结合并与上述第一离合齿啮合的第二离合齿，上述第二离合齿与上述第一压板一体形成。

3.根据权利要求1所述的差动装置，其特征在于，

上述第二压板具备朝向上述驱动盘延伸的腿部，上述驱动盘具备上述腿部抵接的凸轮面，并且以从上述第二位置至上述第三位置并伴随上述旋转运动而使上述第二压板朝向上述第二离合器按压上述腿部的方式设计上述凸轮面的尺寸。

4.根据权利要求1所述的差动装置，其特征在于，

上述第一凸轮机构具备与上述按压部件驱动地卡合的凸轮盘以及伴随上述旋转运动而在上述凸轮盘上滚动来在轴向上产生按压力的凸轮球。

5.根据权利要求1所述的差动装置，其特征在于，

上述输入部件具备收纳上述齿轮组的外壳，上述第一凸轮机构、上述第二凸轮机构、以及上述驱动盘配置于上述外壳的外侧，上述外壳具备将上述第一凸轮机构与上述第一离合器连接的第一贯通孔、以及将上述第二凸轮机构与上述第二离合器连接的第二贯通孔。

6.根据权利要求5所述的差动装置，其特征在于，

上述第二离合器具备嵌入上述第二贯通孔中的臂部，为了将上述外壳的旋转转换为保持上述第二离合器的啮合的力，上述臂部的侧面及上述第二贯通孔的侧面在周向上倾斜。

7.根据权利要求1所述的差动装置，其特征在于，

上述第一离合器具备与上述输入部件驱动地结合的第一摩擦板以及与上述输出齿轮驱动地结合的第二摩擦板，上述第一摩擦板和上述第二摩擦板为了被上述第一压板按压来相互摩擦地限制旋转而配置。

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