CN114423969A

CN114423969A - 差动传动装置

Info

Publication number: CN114423969A
Application number: CN202180005320.4A
Authority: CN
Inventors: 冲田总
Original assignee: Aisin Co Ltd
Current assignee: Aisin Co Ltd
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-04-29
Also published as: JPWO2021200979A1; JP7243922B2; EP4001698A1; EP4001698A4; US20220275856A1; US11841070B2; WO2021200979A1

Abstract

本发明公开了一种差动传动装置，其包括：壳体，其能够绕旋转轴旋转，并具有轴孔；小齿轮销，其与旋转轴平行地延伸；小齿轮轴，其被支承于壳体，并具有穿过壳体的轴孔的轴向端部，在轴向端部伴随着壳体绕旋转轴的旋转而抵接于轴孔的周壁部时，该小齿轮轴经由轴向端部承受来自壳体的绕旋转轴的旋转扭矩；小齿轮，其被支承为能够绕小齿轮轴旋转；以及侧齿轮，其与小齿轮啮合，小齿轮轴在其轴向的端面处具有沿小齿轮销的延伸方向延伸的槽部，小齿轮销与槽部嵌合。

Description

差动传动装置

技术领域

本公开涉及差动传动装置。

背景技术

公知有在差动传动装置的壳体(差速器壳体)的绕旋转轴的径向上且小齿轮的径向外侧处，形成小齿轮与差速器壳体之间的扭矩传递部，并将小齿轮销配置于小齿轮轴的端面上的构造。

专利文献1：日本特开2010－38223号公报

在上述那样的现有技术中，小齿轮与扭矩传递部大小相应地扩径，因此存在妨碍差速器壳体的小径化的课题。

发明内容

为此，在一个方面，本公开以实现差动传动装置的壳体的小径化为目的。

根据本公开的一个方面，提供一种差动传动装置，其包括：

壳体，其能够绕旋转轴旋转，并具有轴孔；

小齿轮销，其与上述旋转轴平行地延伸；

小齿轮轴，其被支承于上述壳体，并具有穿过上述壳体的上述轴孔的轴向端部，在上述轴向端部伴随着上述壳体绕上述旋转轴的旋转而抵接于上述轴孔的周壁部时，上述小齿轮轴经由上述轴向端部承受来自上述壳体的绕上述旋转轴的旋转扭矩；

小齿轮，其被支承为能够绕上述小齿轮轴旋转；以及

侧齿轮，其与上述小齿轮啮合，

上述小齿轮轴在其轴向的端面处具有沿上述小齿轮销的延伸方向延伸的槽部，

上述小齿轮销与上述槽部嵌合。

根据本公开，能够实现差动传动装置的壳体的小径化。

附图说明

图1是表示一个实施例的差动传动装置的局部的剖视图。

图2是穿过小齿轮轴的中心线I2的剖视图。

图3是沿图1的箭头P的方向观察的俯视图。

图4是沿图3的A－A线的剖视图。

图5是紧固方法的说明图。

图6是表示比较例的差动传动装置的局部的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对各实施例进行详细说明。

图1是表示一个实施例的差动传动装置1的局部的剖视图。图2是穿过小齿轮轴31的中心线I2的剖视图。图3是沿图1的箭头P的方向观察的俯视图。图4是沿着图3的A－A线的剖视图。图5是紧固方法的说明图。此外，在图1等中，为了便于观察，对于所存在的多个相同属性的部位，有时仅对一部分标注参照附图标记。

在图1中示出了沿着车轴的轴向的中心线I。以下，只要不特别提及，则轴向是指沿着中心线I的方向，径向是指从中心线I起的径向，周向是指绕中心线I的周向，绕轴是指绕中心线I。另外，轴向外侧是指远离小齿轮轴31的中心线I2的那侧。径向外侧是指远离中心线I的那侧。另外，在图1中，在与轴向平行的X方向上定义了X1侧和X2侧。此外，X方向对应于车宽方向。

此外，在图1中图示了差动传动装置1的径向两侧的结构中的仅一侧(径向的一侧)。差动传动装置1的径向两侧的结构实质上相对于中心线I对称。

差动传动装置1形成车辆驱动装置(未图示整体，以下相同)的局部，并与车辆驱动装置的输出轴连接。此外，车辆驱动装置的详细结构只要包含电动马达或发动机等动力源就任意，只要是能够向差动传动装置1传递旋转扭矩的结构即可。

差动传动装置1经由驱动轴等车轴部件(未图示)将从车辆驱动装置的输出轴传递的旋转扭矩传递至车轮(未图示)。差动传动装置1被支承为能够相对于车身侧(未图示)绕轴旋转。差动传动装置1包括差速器壳体10、小齿轮轴31、小齿轮34、第一侧齿轮41、第二侧齿轮42以及小齿轮销90。

差速器壳体10形成配置小齿轮轴31、小齿轮34、第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42等的内部空间。差速器壳体10延伸至在沿轴向观察时与第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42重叠的区域。即，差速器壳体10在轴向上覆盖第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42。此外，差速器壳体10无需在轴向上覆盖第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42的整体，只要以确保后述载荷承受功能的方式覆盖即可。另外，差速器壳体10也可以由两个以上的部件形成。

差速器壳体10具有承受从第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42向轴向外侧的载荷的功能(载荷承受功能)。此外，在图1中示出了差速器壳体10经由垫圈52将第二侧齿轮42支承为可旋转的状态。在该情况下，差速器壳体10经由垫圈52承受从第二侧齿轮42向轴向外侧的载荷。这种差速器壳体10与第二侧齿轮42之间的关系和差速器壳体10与第一侧齿轮41之间的关系相同。

差速器壳体10为X1侧的车轴部件(未图示)在X方向X1侧处向径向内侧穿过的形态，并与车辆驱动装置的输出轴连结。若车辆驱动装置的输出轴旋转，则差速器壳体10绕轴旋转。另外，差速器壳体10为X2侧的车轴部件(未图示)在X方向X2侧处向径向内侧穿过的形态。

小齿轮轴31以穿过中心线I并与中心线I正交的方式延伸。在小齿轮轴31的两端(径向上的两端)设置有成对的小齿轮34。

小齿轮轴31的轴向的端部3226(以下，也称为“轴向端部3226”)形成扭矩传递部3221。具体而言，在差速器壳体10的轴孔16插通有小齿轮轴31的轴向端部3226。若与该轴向端部3226与差速器壳体10的轴孔16的周壁部之间的周向的间隙a1大小相应地使差速器壳体10相对于小齿轮轴31相对旋转，则小齿轮轴31的轴向端部3226在周向上抵接于差速器壳体10的轴孔16的周壁部(与此相伴而形成扭矩传递部3221)。在该情况下，小齿轮轴31利用扭矩传递部3221从差速器壳体10接受绕轴的旋转扭矩。

从提高这种小齿轮轴31的扭矩传递部3221的扭矩传递功能的观点出发，小齿轮轴31形成为与差速器壳体10之间的抵接范围(径向的范围)最大。具体而言，在小齿轮轴31的外径最外侧位置位于比差速器壳体10(参照以中心线I为中心而外切于差速器壳体10的圆，即外径R10的圆)以过大的距离靠径向内侧处的情况下，扭矩传递功能降低。另一方面，在小齿轮轴31的外径最外侧位置位于比差速器壳体10以过大的距离靠径向外侧处的情况下，小齿轮轴31妨碍差动传动装置1的小径化。因此，小齿轮轴31的外径最外侧位置优选位于以中心线I为中心而外切于差速器壳体10的圆(参照外径R10)上或者从该圆稍微偏离的位置。以下，将这种优选的结构称为“小齿轮轴31的外径最外侧位置对应于差速器壳体10的外径的结构”。

在小齿轮轴31的两端(径向上的两端)且在比小齿轮34靠径向外侧处设置有小齿轮销90。具体而言，如图2所示，小齿轮轴31在端面(径向上的端面)上具有槽部320，槽部320与小齿轮销90嵌合。小齿轮销90具有限制小齿轮轴31在轴向的位移的功能。

槽部320以与中心线I2正交的方式与轴向平行地延伸。槽部320具有底面321和侧壁面322，底面321与小齿轮销90接触(例如线接触)。此外，也可以以正规的位置关系(不包含公差的情况下的位置关系)在小齿轮销90与底面321之间设定有微小间隙。

在为上述那样的小齿轮轴31的外径最外侧位置对应于差速器壳体10的外径的结构的情况下，槽部320被设置为与扭矩传递部3221在周向上邻接。在该情况下，若槽部320的深度H1变大，则不利于小齿轮轴31的扭矩传递部3221的强度。这是因为槽部320引起成为悬臂构造的扭矩传递部3221的径向的长度(周向各侧的悬臂构造中的扭矩传递部3221的梁的长度)变大。另一方面，若槽部320的深度H1过小，则小齿轮销90不能完全收于槽部320内而向径向外侧延伸。在该情况下，小齿轮销90妨碍差动传动装置1的小径化。此外，在槽部320的深度H1有意小于小齿轮销90的直径

并且小齿轮销90的外径最外侧位置位于比差速器壳体10以过大的距离(例如直径

以上的距离)靠径向内侧的情况(即小齿轮轴31的外径最外侧位置不对应于差速器壳体10的外径的结构的情况)下，小齿轮销90不妨碍差动传动装置1的小径化，但如上述那样扭矩传递部3221的扭矩传递功能容易变得不充分。

考虑到这点，槽部320的深度H1优选与小齿轮销90的直径

对应。例如，在图2中，也可以槽部320在侧壁面322的入口侧(径向外侧)处具有倒角部322a，直至倒角部322a为止的深度H1与直径

一致。

成对的小齿轮34分别被设置为能够绕小齿轮轴31旋转。成对的小齿轮34分别在绕中心线I2的径向上与第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42啮合。此外，在图1中，成对的小齿轮34为锥齿轮的形态，通过相对于中心线I2倾斜(参照图1的线L1)的齿面(齿顶的表面以及齿底的表面)处的啮合来实现成对的小齿轮34与第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42之间的啮合，但并不限定于此。也可以通过相对于中心线I2平行的齿面处的啮合来实现成对的小齿轮34与第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42之间的啮合。

此外，在本实施例中，成对的小齿轮34分别与专利文献1所记载那样的小齿轮不同，不具有在与差速器壳体10之间直接互相传递比较大的旋转扭矩(绕轴的旋转扭矩)的部位(扭矩传递部)。在图1中，成对的小齿轮34分别经由垫圈53将径向外侧的表面(球面状的表面)可滑动地支承于差速器壳体10。

第一侧齿轮41在轴向上设置于小齿轮轴31与差速器壳体10之间。第一侧齿轮41在径向的两侧处与成对的小齿轮34分别啮合。

第一侧齿轮41以与X1侧的车轴部件(未图示)一体旋转的方式在径向内侧处与X1侧的车轴部件(未图示)连结。例如，第一侧齿轮41与X1侧的车轴部件(未图示)花键嵌合。第一侧齿轮41具有相比小齿轮34而向径向内侧延伸的轴部410，在轴部410的径向内侧以无法相对旋转的方式插通有车轴部件(未图示)。

第二侧齿轮42在轴向上设置于小齿轮轴31与差速器壳体10之间。第二侧齿轮42在径向的两侧处与成对的小齿轮34分别啮合。

第二侧齿轮42以与X2侧的车轴部件(未图示)一体旋转的方式在径向内侧处与X2侧的车轴部件(未图示)连结。例如，第二侧齿轮42与X2侧的车轴部件(未图示)花键嵌合。第二侧齿轮42具有相比小齿轮34而向径向内侧延伸的轴部420，在轴部420的径向内侧处以无法相对旋转的方式插通有车轴部件(未图示)。

小齿轮销90沿中心线I3方向延伸。中心线I3与中心线I2交叉并且与轴向(中心线I)平行。小齿轮销90嵌合于小齿轮轴31的端部的槽部320并且固定于差速器壳体10。

具体而言，小齿轮销90沿中心线I3的方向包括中央部91和中央部91的两侧的端部92、93。

如图2所示，小齿轮销90的中央部91与小齿轮轴31的槽部320嵌合。中央部91优选在周向上与槽部320以具有微小间隙(参照后述间隙b1)的方式嵌合。

如上述那样，中央部91与小齿轮轴31的槽部320嵌合。通过中央部91与小齿轮轴31的槽部320嵌合，从而小齿轮销90限制小齿轮轴31在轴向的位移。此外，如上述那样，小齿轮销90设置于小齿轮轴31的轴向的两侧。由此，能够防止小齿轮轴31从差速器壳体10脱离。

这里，中央部91与小齿轮轴31的槽部320之间的周向的间隙b1(参照图2)(第二间隙的一个例子)优选有意大于上述间隙a1(差速器壳体10与小齿轮轴31之间的周向的间隙a1)(第一间隙的一个例子)。在间隙b1小于间隙a1的情况下，小齿轮销90与小齿轮轴31的扭矩传递部3221协作，从而实现差速器壳体10与小齿轮轴31之间的扭矩传递。在该情况下，容易对小齿轮销90施加比较大的旋转扭矩。与此相对，通过有意使间隙b1大于间隙a1，从而防止对小齿轮销90施加比较大的旋转扭矩。具体而言，若差速器壳体10从正规的位置关系起相对于小齿轮轴31相对旋转，则在与周向的间隙a1大小相应地进行了相对旋转的阶段，小齿轮轴31在周向上抵接于差速器壳体10。因此，差速器壳体10无法与超过间隙a1而直至间隙b1大小相应地相对于小齿轮轴31相对旋转。这样一来，防止对于小齿轮销90施加比较大的旋转扭矩。其结果是，能够降低小齿轮销90所需的强度。

小齿轮销90的X方向X2侧的端部92(第一端部的一个例子)被紧固于差速器壳体10。具体而言，如图3以及图4所示，差速器壳体10具有以与槽部320连续的方式沿中心线I3延伸的凹部104。凹部104为径向外侧开口的形态。小齿轮销90在嵌合于凹部104内的基础上由凹部104紧固。即，端部92在嵌合于凹部104内的状态下由凹部104的侧壁部11从径向外侧紧固。在该情况下，与X方向X2侧的端部92嵌合于销孔的情况相比，在小齿轮销90的X方向X2侧处，也能够实现差速器壳体10的小径化。另外，能够在凹部104内稳固地固定X方向X2侧的端部92。

在图5中示意示出了实现这种紧固的方法。在图5中，首先，紧固方法包括将小齿轮销90嵌合于凹部104内的工序(S1)。在该状态下，凹部104具有紧固前的侧壁11A(成为侧壁部11的部分)。接下来，紧固方法包括使紧固用夹具60相对于凹部104从径向外侧向径向内侧移动(参照箭头R2)并抵接于侧壁11A的工序(S2)。此外，在图5中，紧固用夹具60具有沿侧壁11A的外侧(远离小齿轮销90的那侧)倾斜的倾斜面61。而且，包括通过使紧固用夹具60向径向内侧移动，而在侧壁11A向小齿轮销90侧倾倒的方向上施加力，由此使侧壁11A塑性变形的工序(S3)。这样一来，若将小齿轮销90的X方向X2侧的端部92紧固于差速器壳体10，则小齿轮销90的X方向X2侧的端部92与差速器壳体10形成为一体。

另外，小齿轮销90的X方向X1侧的端部93(第二端部的一个例子)插入(嵌入)至差速器壳体10的销孔14。端部93也可以被压入至销孔14，还可以与销孔14以具有微小间隙的方式嵌合。在该情况下，能够将小齿轮销90的外侧的两端部(在小齿轮销90的轴向上，比与槽部320嵌合的部分靠外侧的两端部)固定于差速器壳体10。

这样一来，小齿轮销90的X方向的两端部固定于差速器壳体10，由此小齿轮销90与差速器壳体10形成为一体。在该情况下，能够将小齿轮销90在X方向的两端部处可靠地支承于差速器壳体10。

本实施例的差动传动装置1的动作本身与通常的差动传动装置相同。若进行概述，则在施加于第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42的阻力相同时，小齿轮34绕轴(车轴)公转而不绕小齿轮轴31自转，使第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42以与公转相同的转速进行旋转。另一方面，若施加于第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42的阻力不同，则小齿轮34一边自转一边公转，从而使第一侧齿轮41以及第二侧齿轮42以相互不同的转速进行旋转。

接下来，参照图6的比较例对本实施例的效果进行说明。

图6是表示比较例的差动传动装置1’的剖视图。比较例的差动传动装置1’相对于本实施例的差动传动装置1在以下方面不同，即，差速器壳体10由差速器壳体10’替换，小齿轮轴31由小齿轮轴31’替换，小齿轮销90由小齿轮销90’替换。

在比较例的差动传动装置1’中，如图6所示，小齿轮销90’的中央部91’穿过小齿轮轴31’的销孔311’，小齿轮销90’的两侧的端部92’、93’插入(嵌入)至差速器壳体10’的销孔14a、14b。

在这种比较例中，小齿轮轴31’在比小齿轮销90’靠径向外侧处具有端部312’，从而与该端部312’大小相应地产生大径化。即，小齿轮轴31’的径向的长度变长。与此相伴，对于差速器壳体10’，也在配置有小齿轮销90’的部分处导致大径化(与绕中心线I的直径有关的大径化)。

与此相对，根据本实施例，小齿轮轴31与比较例的小齿轮轴31’不同，不具有端部312’。即，如上述那样，小齿轮轴31具有与小齿轮销90嵌合的槽部320，因此能够无需比较例的小齿轮轴31’的端部312’，从而能够相应地实现差速器壳体10的小径化。这样一来，根据本实施例，在配置有小齿轮轴31的部分处，能够实现差速器壳体10的小径化。

更具体而言，根据本实施例，在包含小齿轮轴31的中心线I2在内的平面且是与中心线I垂直的平面(图2的视图)上，以中心线I为中心而外切于差速器壳体10的圆的外径R10与以中心线I为中心而外切于小齿轮销90的圆的外径R90大致相同。大致相同是允许小齿轮销90的半径以下程度的误差的概念。在图2所示的例子中，外径R10与外径R90具有相当于槽部320的深度H1与小齿轮销90的直径

之间的差分(如上述那样，倒角部322a引起的差分)的差分。因此，根据本实施例，能够以与小齿轮销90的径向位置相对应的最小限度的外径形成差速器壳体10，因此能够实现差速器壳体10的小径化。此外，在本实施例中，小齿轮销90的径向位置处于比小齿轮34的径向外侧的球面状的表面(抵接于垫圈53的表面)稍微靠径向外侧处。

另外，在比较例中，差速器壳体10’在比小齿轮销90’的端部92’靠径向外侧处具有外周部120’，从而与该外周部120’大小相应地产生大径化。与此相伴，差速器壳体10’在配置有小齿轮销90’的端部92’的部分处导致大径化(与绕中心线I的直径相关的大径化)。

与此相对，根据本实施例，差速器壳体10与比较例的差速器壳体10’不同，不具有外周部120’。即，如上述那样，差速器壳体10利用凹部104保持小齿轮销90的端部92，因此能够无需比较例的差速器壳体10’的外周部120’，从而能够相应地实现差速器壳体10的小径化。这样一来，根据本实施例，在配置有小齿轮销90的端部92的部分处，也能够实现差速器壳体10的小径化。

因此，在小齿轮轴31的径向外侧处配置有齿轮GR的情况下，与比较例的差动传动装置1’与齿轮GR之间的分离距离(径向的距离)Δ2相比，能够增加差动传动装置1与齿轮GR之间的分离距离(径向的距离)Δ1。换言之，能够将差动传动装置1与齿轮GR之间的分离距离Δ1减小至分离距离Δ2(参照箭头R1)。这样一来，能够提高绕差动传动装置1布局周边部件的自由度。此外，齿轮GR例如是向差动传动装置1传递旋转扭矩的反向从动齿轮(与差动传动齿轮同轴的齿轮)，例如也可以是日本特开2013－023036号公报所公开的反向从动齿轮。

以上，对各实施例进行了详述，但并不限定于特定的实施例，在权利要求书所记载的范围内，能够进行各种变形以及变更。另外，还能够将前述实施例的结构元件中的全部或者多个结构元件进行组合。

例如，在上述实施例中，在沿轴向观察时，小齿轮轴31为遍及直径整体进行延伸的类型，但也可以为多个小齿轮轴(例如4个小齿轮轴)从径向中心侧向径向外侧以辐射状延伸的类型(短型)。

另外，在上述实施例中，作为优选实施例，差速器壳体10利用凹部104并通过紧固保持小齿轮销90的端部92，但与图6所示的比较例同样，也可以利用销孔14b保持小齿轮销90的端部92。在该情况下也一样，虽无法实现差速器壳体10的在配置有小齿轮销90的端部92的部分处的小径化，但依然能够在配置有小齿轮轴31的部分处实现差速器壳体10的小径化。

附图标记说明：

1…差动传动装置；10…差速器壳体；104…凹部；11…侧壁部；14…销孔；16…轴孔；90…小齿轮销；92…端部(第一端部)；93…端部(第二端部)；31…小齿轮轴；320…槽部；3226…轴向端部；34…小齿轮；41…第一侧齿轮(侧齿轮)；42…第二侧齿轮(侧齿轮)；I2…中心线(旋转轴)；a1…间隙(第一间隙)；b1…间隙(第二间隙)。

Claims

1.一种差动传动装置，其中，包括：

壳体，其能够绕旋转轴旋转，并具有轴孔；

小齿轮销，其与所述旋转轴平行地延伸；

小齿轮轴，其被支承于所述壳体，并具有穿过所述壳体的所述轴孔的轴向端部，在所述轴向端部伴随着所述壳体绕所述旋转轴的旋转而抵接于所述轴孔的周壁部时，所述小齿轮轴经由所述轴向端部承受来自所述壳体的绕所述旋转轴的旋转扭矩；

小齿轮，其被支承为能够绕所述小齿轮轴旋转；以及

侧齿轮，其与所述小齿轮啮合，

所述小齿轮轴在其轴向的端面处具有沿所述小齿轮销的延伸方向延伸的槽部，

所述小齿轮销与所述槽部嵌合。

2.根据权利要求1所述的差动传动装置，其中，

在包含所述小齿轮轴的轴在内的平面且是与所述旋转轴垂直的平面上，从所述旋转轴至所述壳体的最外侧为止的距离与从所述旋转轴至所述小齿轮销的最外侧为止的距离大致相同。

3.根据权利要求1或2所述的差动传动装置，其中，

所述小齿轮销在其轴向的一侧处具有延伸至所述槽部的外侧的第一端部，

所述壳体具有凹部，所述凹部以与所述槽部连续的方式沿所述槽部的延伸方向延伸并向径向外侧开口，

所述第一端部在嵌合于所述凹部内的状态下由所述凹部的侧壁部从径向外侧紧固。

4.根据权利要求3所述的差动传动装置，其中，

所述小齿轮销在其轴向的另一侧处具有延伸至所述槽部的外侧的第二端部，

所述第二端部被插入至形成于所述壳体的销孔。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的差动传动装置，其中，

所述小齿轮轴的所述轴向端部与所述壳体的所述轴孔的周壁部在绕所述旋转轴的周向上具有第一间隙，

所述小齿轮销与所述槽部在所述周向上具有比所述第一间隙大的第二间隙。