CN113518875B - 差速器装置 - Google Patents

Abstract

一种差速器装置，其与润滑油一起收纳于支架，并将输入齿轮以能够脱离连结的方式连结于一对车轴，所述差速器装置具备：齿圈，其具备绕所述轴排列且与所述输入齿轮啮合的齿列；外壳体，其与所述齿圈结合且能够绕所述轴旋转；内壳体，其能够相对于所述外壳体相对地绕所述轴旋转，且具有在所述轴的方向上竖立有爪齿的一端；差速器齿轮组，其支承于所述内壳体，并与所述一对车轴结合而容许所述车轴间的差动；离合器部件，其与所述外壳体卡合，且为了将所述内壳体相对于所述外壳体止转而与所述爪齿以能够脱离连结的方式连结；以及贯通孔，其为贯通所述外壳体而向外表面开口的贯通孔，且配置为使所述爪齿从所述外壳体向径向外侧露出。

Description

差速器装置

技术领域

以下的公开涉及将输入齿轮以能够脱离连结的方式连结于一对车轴的差速器装置，特别是涉及具有即使是微少的润滑油也有利于对其整体进行润滑的构造的差速器装置。

背景技术

在汽车中，左右的车轴并非必须等速地旋转，因此需要允许其间的差动。为了在允许差动的同时向两车轴传递转矩，而利用差速器装置。

这种差速器装置构成为能够将车轴从传动轴力学地切断。作为其一例，被称为自由运转差速器等的装置具备：外壳体，其始终与传动轴驱动地结合；以及内壳体，其通过离合器而与该外壳体以能够脱离连结的方式连结，差速器齿轮组与内壳体结合。仅在离合器连结时转矩经由差速器齿轮组传递到车轴，在脱离连结时车轴自由地旋转。如果利用这种差速器装置，则能够在不利用其他的脱离连结装置的情况下，机动地切换2轮驱动模式和4轮驱动模式。

专利文献1公开了相关技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开2011-112114号

发明内容

上述的装置必然包含由内壳体和外壳体形成的双重结构。双重结构在其内外之间成为润滑油循环的障碍，因此需要注意烧伤。通常，以车轴浸入的程度或者在其以上的程度，将润滑油填充到差速器支架中，润滑油从车轴侧进入差速器装置并利用旋转产生的离心力向外侧循环，由此，全面地对差速器装置进行润滑。根据本发明人的研究可知，该大量的润滑油产生抵抗旋转的阻力，因此有损能量效率。若减少润滑油的量，则能够解决该问题，但由于无法从车轴侧供给润滑油，而且上述的离心力以使润滑油远离差速器装置内部的方式发挥作用，因此有可能产生烧伤的问题。以下公开的装置是鉴于这样的问题而作出的。

根据一个方案，一种差速器装置，其与润滑油一起收纳于支架，并将输入齿轮以能够脱离连结的方式连结于一对车轴，所述差速器装置具备：齿圈，其具备绕所述轴排列且与所述输入齿轮啮合的齿列；外壳体，其与所述齿圈结合且能够绕所述轴旋转；内壳体，其能够相对于所述外壳体相对地绕所述轴旋转，且具有在所述轴的方向上竖立有爪齿的一端；差速器齿轮组，其支承于所述内壳体，并与所述一对车轴结合而容许所述车轴间的差动；离合器部件，其与所述外壳体卡合，且为了将所述内壳体相对于所述外壳体止转而与所述爪齿以能够脱离连结的方式连结；以及贯通孔，其为贯通所述外壳体而向外表面开口的贯通孔，且配置为使所述爪齿从所述外壳体向径向外侧露出。

附图说明

图1是一实施方式的差速器装置的剖面立视图。

图2是表示收纳于支架的差速器装置的侧视图。

图3是差速器装置的立视图，是仅将齿圈用局部剖视图表示的立视图。

图4是主要表示离合器的齿从开口露出的形态的外壳体的俯视图，表示离合器连结的状态。

图5是主要表示离合器的齿从开口露出的形态的外壳体的俯视图，表示离合器脱离连结的状态。

图6是主要表示另一实施方式的离合器齿的俯视图。

图7是主要表示又一实施方式的离合器齿的俯视图。

图8是主要表示替代的实施方式的离合器齿的俯视图。

图9是主要表示又一替代的实施方式的离合器齿的俯视图。

图10是主要示出另一例的开口的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对几个示例性实施方式进行说明。在以下的说明以及权利要求的范围内，如果没有特别的说明，则轴是差速器装置的旋转轴的意思，通常也与车轴的中心一致。另外，轴向是与其平行的方向，径向是指与其正交的方向，周向是指围绕轴的方向。

在以下的说明中，例示性地涉及被称为自由运转差速器等的种类的差速器装置，但这是为了便于说明而选择的，说明并非无遗漏地也不限定于此。

图1所示的差速器装置将具有输入齿轮的传动轴以能够脱离连结的方式连结于一对车轴。差速器装置具备：齿圈1，其与未图示的输入齿轮啮合；外壳体3，其与齿圈1结合并能够绕轴C旋转；内壳体5，其嵌合于外壳体3内并能够相对于外壳体3相对地旋转；差速器齿轮组7，其支承于内壳体5；离合器部件15，其与内壳体5组合而构成离合器9；以及致动器13，其对离合器9的连结、脱离连结进行切换。

在离合器9脱离连结时，内壳体5相对于外壳体3能够自由地旋转，但在离合器9连结时，由于离合器部件15与外壳体3卡合，因此内壳体5相对于外壳体3止转，由此在外壳体3与内壳体5之间传递转矩。差速器齿轮组7具备分别与一对车轴结合的侧齿轮23R、23L，在允许其间的差动的同时，传递该转矩。

齿圈1为了与输入齿轮啮合而具备绕轴C排列的齿列21。该齿列21可以是相对于轴C在径向上突出的正齿轮或螺旋齿轮或在轴向上突出的平面齿轮，但也可以是相对于轴C倾斜的锥齿轮齿列，还可以朝向外壳体3倾斜。详细后述，朝向外壳体3倾斜的锥齿轮齿列21有利于使其排出的润滑油朝向差速器装置的内部。齿列21能够应用所谓的准双曲面齿轮的形式，但不是必须的。

差速器齿轮组7支承于内壳体5，构成为将输入的转矩向侧面齿轮23R、23L输出，并且允许它们之间的差动。能够绕支承于内壳体5的轴旋转的小齿轮与侧齿轮23R、23L啮合，它们例如在其内表面具备花键，分别与车轴结合。即，差速器齿轮组7将输入到内壳体5的转矩在允许差动的同时向两车轴输出。这是基于图1所示的锥齿轮式的构造的说明，但能够在差速器齿轮组7中采用平面齿轮式、行星齿轮式那样的其他形式。

内壳体5未固定于外壳体3，在离合器9未连结时，至少能够绕轴C自由旋转。结合图1，参照图4、5，在内壳体5的一端沿轴向竖立有爪齿51，与此对应地，离合器部件15也具备爪齿53，两者的组合构成离合器9。离合器部件15在与爪齿53相反的一侧的一端与外壳体3卡合，从外壳体3接受转矩并一起旋转。如图4所示，在离合器9连结时，差速器装置将转矩从传动轴向车轴传递，但如图5所示，在离合器9脱离连结时，车轴从传动轴恢复自由。

在本实施方式中，内壳体5经由侧齿轮23R、23L而被外壳体3约束，实质上不能在轴向上移动。通过使离合器部件15沿轴向移动，来切换连结/脱离连结。也可以采用离合器部件15不能移动且内壳体5移动的构造来代替该构造。

在本实施方式中，致动器13是沿轴向驱动离合器部件15来控制离合器9的连结、脱离连结的装置。其一例如图示那样，是被电励磁的螺线管、被螺线管驱动的柱塞、对柱塞向反方向施力的弹簧的组合。通过柱塞沿轴向按压离合器部件15而使离合器9连结，弹簧则促使脱离连结。当然，代替于此，也可以利用液压装置、空压装置、或者被马达驱动的凸轮机构等适当的其他驱动装置。

参照图2，差速器装置与润滑油一起收纳于支架17。另外，在图2中，箭头U表示相对于重力的方向的上方，箭头D表示下方。一方的车轴与在图的中央显示的侧齿轮23R结合，另一方的车轴与未在图中显示的侧齿轮23L结合。

在支架17内的腔室19中，以在静止时达到例如线LS或LR的方式封入润滑油，通过该润滑油对差速器装置的各部分进行润滑。外壳体3为了促进润滑油的出入，如图1、3所示，具备贯通孔11，该贯通孔11贯通外壳体3而向外表面开口而将其内外连通。差速器装置还具备将内壳体5的内外连通的连通孔。其一个例子是爪齿51、53之间的间隙，但对于连通孔，将在后面详细叙述。

返回图2进行参照，如线LS所例示的那样，在封入到腔室19的润滑油达到车轴的程度或者在其以上时，润滑油从车轴侧进入差速器装置，能够期待利用旋转产生的离心力从内壳体5朝向外壳体3。从贯通孔11排出的润滑油再次通过车轴而向差速器装置内进入的循环成立。在该情况下，各部件、贯通孔11的配置相对不受限制。

封入的润滑油如线LR所例示那样，在未达到车轴时，无法期待利用如上所述的离心力的循环。本发明人发现，啮合的齿圈1具有排出润滑油的作用。即，齿圈1在绕轴C旋转的期间，在通过腔室19的下端附近时，将润滑油载置于齿列21并提升，在与传动轴的输入齿轮啮合时，沿着齿线将其排出。该作用能够用于向差速器装置内供给润滑油。该作用在封入了大量的润滑油时不被观察到，为少量而初次显现化。特别是，在齿列21相对于轴C具有倾斜的锥齿轮齿列的情况下，产生离心的流动FP和向心的流动FC这两者，因此有利于使润滑油朝向外壳体3，若齿列21进一步朝向外壳体3倾斜，则更有利。

主要参照图3，为了更好地利用流动FC，也可以使贯通孔11与爪齿51、53间的间隙对齐。由于内壳体5在轴向上不动，因此如果配置为该爪齿51始终经由贯通孔11而从外壳体3向径向外侧露出，则贯通孔11与间隙对齐。取而代之，在离合器部件15不动的情况下，也可以以爪齿53为基准配置各要素。该配置不仅有利于容纳流动FC而向内壳体5的内部引导润滑油，还有利于在离合器9欲连结时将润滑油从爪齿51、53之间排出，从而使离合器9的连结变得容易。

贯通孔11能够以沿着锥齿轮齿列21产生的流动FC所途经的区域FA、或者对齐、或者重复的方式配置。例如，能够配合齿列21的延长线与外壳体3的外表面交叉的位置来配置贯通孔11。更详细而言，齿列21的齿顶的延长线以及齿根的延长线分别与外壳体3的外表面交叉描绘的2条外周线夹着的区域能够识别为润滑油的流动FC所途经的区域FA，贯通孔11能够沿着该区域配置。

如图10所示，贯通孔11可以是圆形，但如图4至图9所示，能够形成为沿着区域FA延伸的椭圆形或长圆形。或者，也可以是长方形、或者它们中的任一个均等的形状。

作为将润滑油向内壳体5的内部导入的连通孔，如上所述，能够利用爪齿51、53之间的间隙。在爪齿51、53之间，即使在相互啮合时，例如在齿的侧面之间(在周向上)也存在间隙。为了确保更大的连通孔，如图4所示，也可以将爪齿51、53尺寸设定成使得爪齿51的齿顶不到达爪齿53的齿根。当然，代替于此，也可以将它们的尺寸设定为，爪齿53的齿顶不会到达爪齿51的齿根。如图4所示，不仅在齿的侧面间(周向)而且在齿顶与齿根之间(在轴向上)也保持有间隙，作为供润滑油通过的连通孔发挥作用。另外，如图6所示，能够调整爪齿51、53的尺寸而扩大间隙。

或者，也可以取而代之或在此基础上，如图7所示，将爪齿51、53的一部分切除。缺口使连通孔扩大。切口不限于单个，也可以设置多个切口，以使任意的切口始终从贯通孔11露出的方式配置。只要残留的爪齿的啮合足以承受转矩，就能够利用该构造。

而且，也可以代替它们，或者在此基础上，如图8所示，使爪齿51、53的一方的齿根部比另一方的齿顶部沿周向延长，由此在周向上扩大间隙。

另外，也可以进一步取而代之或者在此基础上，如图9所示，内壳体5和离合器部件15中的一方或双方具备贯通孔55、57。贯通孔55、57也不限于单个，也可以是多个贯通孔，也可以以任意的贯通孔始终从贯通孔11露出的方式配置。

根据上述的任一实施方式，也能够利用齿圈所产生的向心的润滑油的流动，将润滑油导入装置的内部，对该各部进行润滑。根据该结构，即使减少润滑油也能够充分地对装置的各部分进行润滑，因此能够减少由润滑油引起的抵抗旋转的阻力，由此能够改善能量效率。

对几个实施方式进行了说明，但能够基于上述公开内容进行实施方式的修正或变形。

Claims (4)

1.一种差速器装置，其与润滑油一起收纳于支架，并将输入齿轮以能够脱离连结的方式连结于一对车轴，

所述差速器装置具备：

齿圈，其具备绕所述轴排列且与所述输入齿轮啮合的齿列；

外壳体，其与所述齿圈结合且能够绕所述轴旋转；

内壳体，其能够相对于所述外壳体相对地绕所述轴旋转，且具有在所述轴的方向上竖立有爪齿的一端；

差速器齿轮组，其支承于所述内壳体，并与所述一对车轴结合而容许所述车轴间的差动；

离合器部件，其与所述外壳体卡合，且为了将所述内壳体相对于所述外壳体止转而与所述爪齿以能够脱离连结的方式连结；以及

贯通孔，其为贯通所述外壳体而向外表面开口的贯通孔，且配置为使所述爪齿从所述外壳体向径向外侧露出，

所述差速器装置的特征在于，

所述贯通孔沿着所述齿列产生的所述润滑油的流动所途经的区域配置，

还具备连通孔，该连通孔配置为至少在所述爪齿与所述离合器部件连结时从所述贯通孔露出，并连通所述外壳体的外部与所述内壳体的内部，

所述连通孔包括多个孔，该多个孔开设于所述内壳体和所述离合器部件中的至少任一个，所述多个孔配置为将所述多个孔中的至少一个从所述贯通孔露出。

2.根据权利要求1所述的差速器装置，其特征在于，

所述齿列是相对于所述轴倾斜的锥齿轮齿列。

3.根据权利要求1所述的差速器装置，其特征在于，

所述离合器部件具备与所述爪齿连结的第二爪齿，所述第二爪齿的尺寸设定为与所述爪齿连结时也保持成为所述连通孔的间隙。

4.根据权利要求1所述的差速器装置，其特征在于，

所述贯通孔是沿着所述区域在所述外壳体的周向上延伸的长圆形、椭圆形、以及长方形中的任一个。