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Für die Anmeldung
wird die Priorität
der am 10. April 2006 eingereichten japanischen Patentanmeldung
Nr. 2006-107061
beansprucht, deren gesamter Inhalt durch Bezugnahme hierin einbezogen ist.
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Die
Erfindung betrifft eine Kraftübertragungsvorrichtung
mit einem Differentialmechanismus.
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Die
JP-A-10-019108 offenbart eine Kraftübertragungsvorrichtung mit
einem Differentialmechanismus, der mit einem Sperrdifferentialmechanismus versehen
ist. Da sowohl der Differentialmechanismus als auch der Sperrdifferentialmechanismus
innerhalb eines Differentialgehäuses
angeordnet sind, hat die Kraftübertragungsvorrichtung
als Ganzes große
Abmessungen.
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Daher
ist es schwierig, den Sperrdifferentialmechanismus mit einer ausreichenden
Leistung in einem begrenzten Raum, wie zum Beispiel in einem sogenannten
Glockengehäuse,
das als eine Einheit mit einem Getriebegehäuse oder dergleichen ausgebildet
ist, vorzusehen, wo der Sperrdifferentialmechanismus als ein vorderer
Differentialmechanismus angeordnet ist.
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Ferner
tritt, wenn das Glockengehäuse
in Übereinstimmung
mit der Größe eines
normalen Differentialmechanismus, welcher nicht mit dem Sperrdifferentialmechanismus
versehen ist, zur Reduzierung des Fahrzeuggewichtes oder dergleichen
mit geringen Abmessungen gestaltet werden soll, das Problem auf,
dass kein Differentialmechanismus mit einem Sperrdifferentialmechanismus
angeordnet werden kann und die Austauschbarkeit entfällt.
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Das
heißt,
da herkömmlich
sowohl der Differentialmechanismus als auch der Sperrdifferentialmechanismus
in dem Differentialgehäuse
angeordnet sind, ist es schwierig, den Sperrdifferentialmechanismus
mit der ausreichenden Leistung in dem begrenzten Raum des Gehäuses anzuordnen. Ferner
kann, wenn das Gehäuse
an die Größe eines normalen
Differentialmechanismus angepasst ist, welcher nicht mit dem Sperrdifferentialmechanismus versehen
ist, kein Differential mechanismus mit einem Sperrdifferentialmechanismus
angeordnet werden, und die Austauschbarkeit geht verloren.
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Mit
der Erfindung wird eine Kraftübertragungsvorrichtung
geschaffen, bei welcher ein Differentialmechanismus an der Innenseite
eines Gehäuses
aufgenommen und abgestützt
ist, das als eine Einheit mit einem Getriebegehäuse eines Getriebes ausgebildet
ist, um eine gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden, und bei welcher
ein Sperrdifferentialmechanismus zum Begrenzen der Differentialbewegung
des Differentialmechanismus wahlweise an der Außenseite des Gehäuses angebracht
werden kann, um einen ausreichenden Sperrdifferentialmechanismus
für den
Differentialmechanismus vorzusehen, der in dem Gehäuse angeordnet
ist, das einen begrenzten Raum hat, und um eine Austauschbarkeit
bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus
zu gewährleisten.
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Gemäß der Erfindung
ist, da der Differentialmechanismus in dem Gehäuse aufgenommen und abgestützt ist,
das als eine Einheit mit dem Getriebegehäuse des Getriebes vorgesehen
ist, um die gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden, und der Sperrdifferentialmechanismus
zum Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus
wahlweise an der Außenseite
des Gehäuses montierbar
ist, der Sperrdifferentialmechanismus nicht durch die Größe des Gehäuses eingeschränkt. Ferner
kann, da der Sperrdifferentialmechanismus derart gestaltet ist,
dass er wahlweise montierbar ist, die Austauschbarkeit bei Vorhandensein
oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus geschaffen
werden.
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Die
Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit
Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einer Kraftübertragungsvorrichtung
nach einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 einen
Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus nach einer ersten Ausführungsform der
Erfindung;
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3 einen
Schnitt entlang der Linie III-III in 2
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4 eine
Ansicht eines Ölträgers in
Richtung des Pfeils IV in 3;
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5 eine
Ansicht eines modifizierten Ölträgers in
Richtung des Pfeils IV in 3;
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6 einen
Halbschnitt eines wesentlichen Abschnitts mit einer Schmierungsstruktur
und einer Einführöffnung eines
Kupplungsgehäuses;
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7 einen
Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus entsprechend 3 mit
der Schmierungsstruktur aus 6;
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8 einen
vergrößerten Schnitt
eines wesentlichen Abschnitts des Sperrdifferentialmechanismus mit
der Schmierungsstruktur aus 7 bei der Einführung von
Schmieröl;
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9 einen
Schnitt des Abschnitts aus 8 in einer
anderen Drehposition;
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10 einen
Halbschnitt eines wesentlichen Abschnitts mit einer teilweise modifizierten
Schmierungsstruktur und einer Einführöffnung eines Kupplungsgehäuses;
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11 einen
Schnitt eines Sperrdifferentialmechanismus entsprechend 3 mit
der teilweise modifizierten Schmierungsstruktur aus 10;
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12 einen
vergrößerten Schnitt
eines wesentlichen Abschnitts des Sperrdifferentialmechanismus mit
der Schmierungsstruktur aus 11 bei
der Einführung
von Schmieröl;
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13 einen
Schnitt des Abschnitts aus 12 in
einer anderen Drehposition;
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14 eine
schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit
Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einem veränderten
Differentialmechanismus; und
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15 eine
schematische Ansicht eines Antriebsstrangs eines Fahrzeuges mit
Frontantrieb und querliegendem Frontmotor (FF) mit einer Kraftübertragungsvorrichtung
nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Gemäß der Erfindung
wird durch wahlweises Anbringen eines Sperrdifferentialmechanismus
an der Außenseite
eines Gehäuses
ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus für einen Differentialmechanismus
realisiert, der in dem Gehäuse
aufgenommen ist, das einen begrenzten Raum hat, wobei eine Austauschbarkeit
bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus geschaffen
wird.
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Mit
Bezug auf 1 weist eine Kraftübertragungsvorrichtung 1 einen
Differentialmechanismus 3 und einen Sperrdifferentialmechanismus 5 auf.
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Der
Differentialmechanismus 3 ist innerhalb eines sogenannten
Glockengehäuses 7 angeordnet. Das
Glockengehäuse 7 bildet
ein Gehäuse,
das als eine Einheit mit einem Getriebegehäuse 11 eines Getriebes 9 ausgebildet
ist, um eine gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden. Das Glockengehäuse 7 wird
getrennt von dem Getriebegehäuse 11 gebildet
und ist mit diesem durch eine Schrauben/Mutter-Verbindung und dergleichen
als eine Einheit gekuppelt. Das Getriebegehäuse 11 und das Glockengehäuse 7 können als
eine einstückig
Konstruktion geformt werden, sofern die gemeinsame Schmierungsumgebung
gebildet wird.
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Der
Differentialmechanismus 3 weist ein Ritzel 17,
das an einer Ritzelwelle 15 innerhalb eines Getriebegehäuses 13 drehbar
abgestützt
ist, und ein linkes und ein rechtes Achswellenrad 19, 21 auf,
die mit dem Ritzel 17 in Eingriff stehen.
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Das
Differentialgehäuse 13 weist
ein Tellerrad 23 und Nabenabschnitte 25, 27 auf,
die über
Lager an dem Glockengehäuse 7 drehbar
abgestützt sind.
Das Tellerrad 23 steht mit einem Abtriebsrad 29 des
Getriebes 9 in Eingriff. Das Getriebe 9 ist mit
einem querliegenden Motor 31 gekuppelt.
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Das
linke und das rechte Achswellenrad 19, 21 sind
mit einer linken bzw. einer rechten Achse 37, 39 eines
linken bzw. eines rechten Vorderrades 33, 35 eines
Kraftfahrzeuges als Abtriebswellen über Keilverzahnungen gekuppelt.
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Daher
wird ein Drehmoment von dem Motor 31 über das Getriebe 9 an
das Paar Räder 33, 35 übertragen,
die durch den Differentialmechanismus 3 unterschiedlich
drehbar sind. Ein linkes und ein rechtes Hinterrad 41, 43 bilden
die Abtriebsräder.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 ermöglicht die Begrenzung einer
Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 und
ist durch wahlweise Montage an der Außenseite des Glockengehäuses 7 anzubringen.
Der Sperr differentialmechanismus 5 ist ergänzend an
einer Seite der Achse 39 lösbar an dem Differentialmechanismus 3 montiert.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 weist einen Kupplungsabschnitt 49 auf,
um eine die Differentialbewegung begrenzende Kraft zwischen einem Kupplungsgehäuse 45 und
einer Kupplungsnabe 47 zu erzeugen, die ein inneres und
ein äußeres Drehelement
bilden. Das Kupplungsgehäuse 45,
welches das eine von dem inneren und dem äußeren Drehelement bildet, ist
mit einem Eingriffsabschnitt versehen, der mit dem Nabenabschnitt 27 des
Differentialgehäuses 13 des
Differentialmechanismus 3 drehbar in Eingriff zu bringen
ist, indem durch eine Bewegung in Axialrichtung eine Einheit mit
diesem gebildet wird. Die Kupplungsnabe 47, welche das
andere von dem inneren und dem äußeren Drehelement
bildet, steht mit einer Seite der Achse 39 drehbar in Eingriff.
Der Kupplungsabschnitt 49 kann durch eine von außen steuerbare
elektromagnetische Kraft gesteuert werden. Der Sperrdifferentialmechanismus 5 ist
mit einem Stützgehäuse 51 versehen,
das an dem Glockengehäuse 7 lösbar abgestützt ist.
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Mit
Bezug auf 2 wird der Sperrdifferentialmechanismus 5 beschrieben.
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Das
Kupplungsgehäuse 45 ist
an seinem einen Ende mit einem zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 versehen,
der eine Innenkeilverzahnung 55 als Eingriffsabschnitt
aufweist. Das andere Ende des Kupplungsgehäuses 45 ist an seinem
Innenumfang mit einem Innengewindeabschnitt 57 versehen. Der
Innenumfang des Kupplungsgehäuses 45 ist
mit einer Innenkeilverzahnung 59 für eine Hauptkupplung und eine
Steuerkupplung versehen und weist eine Mehrzahl von Ölöffnungen 61 in
Radialrichtung zum Verbinden der Innenseite und der Außenseite des
Kupplungsgehäuses 45 in
einer Mehrzahl von Abschnitten in Axialrichtung und in vorbestimmten Abständen in
Umfangsrichtung auf. Die Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 hat
in den Abschnitten, die mit den Ölöffnungen 61 versehen sind,
fehlende und in Umfangsrichtung in der Form abweichende Zähne.
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Das
Kupplungsgehäuse 45 ist
an einem Rotor 62 angebracht. Der Rotor 62 ist
mit einem Rotorhauptkörperabschnitt 63 in
Form einer vertikalen Wand, einem Nabenabschnitt 65, der
an einer Innenumfangsseite einer Rückfläche des Rotorhauptkörperabschnitts 63 ausgebildet
ist, und einem äußeren Zylinderabschnitt 67 versehen,
der an einer Außenumfangsseite
der Rückfläche des
Rotorhauptkörperabschnitts 63 ausgebildet
ist. Ein Aufnahmeraumabschnitt 69 ist zwischen dem Nabenabschnitt 65 und
dem äußeren Zylinderabschnitt 67 an
einer Seite der Rückfläche des
Rotorhauptkörperabschnitts 63 ausgebildet.
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Der
Rotorhauptkörperabschnitt 63 ist
zwischen dem Nabenabschnitt 65 und dem äußeren Zylinderabschnitt 67 mit
einem nichtmagnetischen Abschnitt 71 versehen. Der Nabenabschnitt 65 ist
an seiner Innenumfangsfläche
mit einer Gewindenut 66 versehen. Die Außenumfangsfläche eines
Endabschnitts des äußeren Zylinderabschnitts 67 ist
mit einem Außengewindeabschnitt 73 versehen.
Durch Verschrauben des Außengewindeabschnitts 73 des äußeren Zylinderabschnitts 67 mit
dem Innengewindeabschnitt 57 des Kupplungsgehäuses 45 ist
der Rotor 62 an dem Kupplungsgehäuse 45 befestigt.
Ein Endabschnitt des Außengewindeabschnitts 73 ist
mit einer Mutter 75 befestigt, um zu verhindern, dass sich der
Rotor 62 relativ zu dem Kupplungsgehäuse 45 löst.
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Die
Kupplungsnabe 47 ist hohl ausgebildet und mit einer Außenkeilverzahnung 77 und
einer Innenkeilverzahnung 79 versehen. Am Außenumfang der
einen Seite der Kupplungsnabe 47 sind eine Mehrzahl von
Nuten 81 in Axialrichtung in vorbestimmten Abständen in
Umfangsrichtung vorgesehen. Das eine Ende der Nut 81 ist
mit einer Gewindenut 66 des Rotors 62 verbunden.
Die Kupplungsnabe 47 ist über ein Lager 83 an
der Seite des Kupplungsgehäuses 45 und über einen
Kupferring (Buchse) 85 als nichtmagnetisches Element an
der Seite des Rotors 62 drehbar abgestützt.
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Der
Kupplungsabschnitt 49 ist mit einer Hauptkupplung 87 und
einer Steuerkupplung 89 und einem Druckmittel 91 versehen.
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Die
Hauptkupplung 87 ist zwischen dem Kupplungsgehäuse 45 und
der Kupplungsnabe 47 angeordnet, um eine die Differentialbewegung
begrenzende Kraft durch Aufbringen und Freigeben einer Druckkraft
einzustellen. Die Hauptkupplung 87 wird von einer Mehrscheibenreibungskupplung
mit einer Mehrzahl von Lagen aus Innenscheiben 93 und Außenscheiben 95 gebildet,
die jeweils wechselweise angeordnet sind. Die Innenscheiben 93 sind
mit der Außenkeilverzahnung 77 der
Kupplungsnabe 47 gekuppelt. Die Außenscheiben 95 sind
mit der Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 gekuppelt.
Die Innenscheiben 93 sind mit einer Mehrzahl von Öffnungen 97 in
Umfangsrichtung an einer Innenumfangsseite versehen, wobei die jeweils
benachbarten Öffnungen 97 der
Innenplatten 93 in Axialrichtung einander gegenüberliegen,
um einen Pfad zu bilden.
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Die
Steuerkupplung 89 bewirkt ein Betätigen der Hauptkupplung 87 und
wird durch den Betrieb eines Elektromagneten 99 als eine
Betätigungseinrichtung
aktiviert. Die Steuerkupplung 89 weist eine Mehrzahl von
Innenplatten und Außenplatten
auf, die jeweils wechselweise angeordnet sind. Die Innenplatten
sind mit einer Keilverzahnung am Außenumfang einer Nockenplatte 101 des
Druckmittels 91 gekuppelt, und die Außenplatten sind mit der Innenkeilverzahnung 59 des
Kupplungsgehäuses 45 gekuppelt.
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Der
Elektromagnet 99 ist in dem Aufnahmeraumabschnitt 69 angeordnet
und erzeugt eine elektromagnetische Kraft entsprechend einer Stromsteuerung
und wird von einer Spule 105 gebildet, die an einem Stützelement 103 abgestützt ist.
Das Stützelement 103 ist
mit einem zylindrischen Stützabschnitt 107 versehen,
dessen Innenumfangsseite über
ein Dichtungslager 109 am Außenumfang des Nabenabschnitts 65 des
Rotors 62 drehbar abgestützt ist. Der zylindrische Stützabschnitt 107 ist
mit einem Bolzen 111 zur Verhinderung einer Drehung befestigt
und ist von seinem Außenumfang
entlang seiner Endfläche mit
einer Aussparung 113 versehen. Das eine Ende der Aussparung 113 ist über einen
an der Rückseite des
Dichtungslagers 109 ausgebildeten Raumabschnitt 115 mit
dem einen Ende der Gewindenut 66 des Rotors 62 an
dem Kupplungsgehäuse 45 verbunden.
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Ferner
ist der Elektromagnet 99 über einen Kabelbaum mit einer
Stromquelle und einer Steuereinrichtung an einer Fahrzeugkarosserieseite
elektrisch verbunden.
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Der
Elektromagnet 99 ist an einem Anker 117 benachbart
zu der Steuerkupplung 89 angeordnet, so dass der Rotorhaupt körperabschnitt 63 und die
Steuerkupplung 89 dazwischenliegen. Der Anker 117 ist
mit der Innenkeilverzahnung 59 des Kupplungsgehäuses 45 gekuppelt
und zu der Seite des Rotors 62 bewegbar, um die Steuerkupplung 89 durch
Anziehen mittels einer magnetischen Kraft des Elektromagneten 99 zu
betätigen.
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Das
Druckmittel 91 weist die Nockenplatte 101 und
eine Druckplatte 119 sowie einen Nockenmechanismus 121 zwischen
der Nockenplatte 101 und der Druckplatte 119 auf.
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Die
Rückflächenseite
der Nockenplatte 101 steht über ein Nadellager 123 mit
der Seite des Rotors 62 in Kontakt. Eine Mehrzahl von Nockenkugeln 125 sind
in Umfangsrichtung zwischen den Nockenflächen der Nockenplatte 101 und
der Druckplatte 119 angeordnet. Die Nockenfläche wird
von wechselseitigen Erhöhungen
und Vertiefungen in Umfangsrichtung an den jeweiligen Flächen der
Nockenplatte 101 und der gegenüberliegenden Druckplatte 119 gebildet.
Der Nockenmechanismus 121 wird von den Nockenflächen und
den jeweiligen Nockenkugeln 125 gebildet. Die Druckplatte 119 steht
mit der Keilverzahnung 77 der Kupplungsnabe 47 in
Eingriff. Am Innenumfang der Druckplatte 119 sind eine
Mehrzahl von Aussparungen 127 in Umfangsrichtung vorgesehen.
Die Aussparungen 127 sind zum Verbinden der Nuten 81 der
Kupplungsnabe 47 mit der Seite der Hauptkupplung 87.
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Das
Stützgehäuse 51 weist
einen Hauptkörperabschnitt 129 und
einen Abdeckabschnitt 131 auf und umschließt die Seite
des Kupplungsgehäuses 45 unter
Bildung eines Raumabschnitts 128. Der Hauptkörperabschnitt 129 und
der Abdeckabschnitt 131 sind mittels einer Schraube 133 aneinander
befestigt.
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Der
Hauptkörperabschnitt 129 ist
mit einem Kupplungsstützabschnitt 135 und
einem Kupplungsflansch 137 versehen. Das Kupplungsgehäuse 45 ist über ein
Dichtungslager 139 an dem Kupplungsstützabschnitt 135 drehbar
abgestützt,
und an einer Rückseite
des Dichtungslagers 139 ist eine Öldichtung 141 zwischen
dem Kupplungsstützabschnitt 135 und dem
zylindrischen Verbindungsabschnitt 53 angeordnet.
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Ein Ölträger 143 ist
am Innenumfang eines oberen Abschnitts des Hauptkörperabschnitts 129 angebracht.
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Halter 145, 147 zum
Befestigen von Endabschnitten des Ölträgers 143 sind mittels
Schrauben 148 an dem Hauptkörper abschnitt 129 befestigt. Wie
aus 2 ersichtlich, ist an dem Ölträger 143 ein unterer
Wandabschnitt 149 parallel zur Achsmitte der Achse 39 ausgebildet,
und eine obere Wand 150 des Ölträgers 143 ist entlang
des Stützgehäuses 51 geneigt,
so dass die Breite des Ölträgers 143 in
Radialrichtung an der Seite des Abdeckabschnitts 131 relativ
zu der gegenüberliegenden
Seite am größten ist. Daher
wird das Schmieröl,
das durch Relativdrehung zwischen der Außenumfangsfläche des
Kupplungsgehäuses 45 und
der Innenumfangsfläche
des Hauptkörperabschnitts 129 mitgenommen
wird, in Drehung versetzt und zu der Innenseite des Ölträgers 143 geführt, so
dass es sich durch die Neigung der oberen Wand 150 leicht
zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegen kann.
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Der
Abdeckabschnitt 131 ist mit einem Führungsausnehmungsabschnitt 153 aus
einem Paar Rippen 151 versehen, wobei das eine Ende des
Führungsausnehmungsabschnitts 153 dem
einen Endabschnitt des Ölträgers 143 gegenüberliegt
und das andere Ende des Führungsausnehmungsabschnitts 153 einem
oberen Abschnitt des Aussparung 113 an der Seite des Elektromagneten 99 zugewandt
ist. Der Abdeckabschnitt 131 ist ferner mit einem Montageabschnitt 155 und
einem Nabenabschnitt 157 versehen, wobei der zylindrische
Stützabschnitt 107 des Elektromagneten 99 an
dem Montageabschnitt 155 montiert ist und eine Öldichtung 159 zwischen
dem Nabenabschnitt 157 und der Achse 39 angeordnet ist,
so dass der Raumabschnitt 115 gebildet wird. Eine Innenfläche des
Abdeckabschnitts 131 ist mit einem vorstehenden Abschnitt 161 versehen,
der mit dem Bolzen 111 des Elektromagneten 99 in
Eingriff zu bringen ist, um dadurch eine Drehung zu verhindern.
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Die
Achse 39 ist mit einer Kupplungswelle 163 zur
ergänzenden
Anordnung des Sperrdifferentialmechanismus 5 versehen.
Die Kupplungswelle 163 ist stufenförmig ausgebildet und mit einem
Kupplungsflansch 165 sowie einem ersten, zweiten und dritten
Stufenabschnitt 167, 169, 171 versehen.
Keilverzahnungen 172, 173 sind an vorderen Enden
des dritten Stufenabschnitts 171 und der Achse vorgesehen.
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Die
Keilverzahnung 172 der Achse 39 steht mit der
Innenkeilverzahnung 79 der Kupplungsnabe 47 in
Eingriff, und eine Öldichtung 174,
die an der Seite des Kupplungsgehäuses 45 abgestützt ist, steht
mit einem Endabschnitt an der Seite des dritten Stufenabschnitts 171 in
Kontakt. Ferner bildet die Öldichtung 174 einen
X-förmigen
Querschnitt und ist als Dichtungselement für hohe Temperaturen und Drücke geeignet.
Der zweite Stufenabschnitt 169 der Achse 39 am
Innenumfang der Gewindenut 66 des Rotors 62 lose
montiert, und die Öldichtung 159 steht mit
dem ersten Stufenabschnitt 167 in Kontakt. Der erste Stufenabschnitt 167 ist
an der Außenseite
der Öldichtung 159 mit
einer Staubabdeckung 175 versehen.
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Mit
Bezug auf die 3 und 4 wird der Ölträger 143 erläutert.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Ölträger 143 an seiner
einen Seite eine Öffnung 176 und
an seiner anderen Seite eine Führungswand 177 auf,
die entlang des Innenumfangs des Kupplungsgehäuses 45 gebogen und
an diesem im Wesentlichen in engem Kontakt befestigt ist. Gemäß der Ausführungsform liegt
die Öffnung 176 des Ölträgers 143 entgegengesetzt
zu der durch den Pfeil A dargestellten Drehrichtung des Kupplungsgehäuses 45 bei
Vorwärtsfahrt.
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Wie
in 4 gezeigt, ist ein Rand der Öffnung 176 des Ölträgers 143 parallel
zu der Achsmitte der Achse 39 angeordnet, während die
Führungswand 177 allmählich derart
geneigt ist, dass sie sich in Richtung zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 von
der Achsmitte der Achse 39 weiter entfernt. Daher wird
das Schmieröl,
das durch Drehung des Kupplungsgehäuses 45 bewegt und
zu dem Ölträger 143 geführt wird,
durch die Neigung der Führungswand 177 leicht
zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegt.
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Mit
Bezug auf 2 wird die ergänzende Montage
des Sperrdifferentialmechanismus 5 an der Kupplungswelle 163 der
Achse 39 beschrieben.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 wird an einer Seitenfläche des
Glockengehäuses 7 angeordnet,
wie in 1 gezeigt ist, und ein vorderes Ende der Kupplungswelle 163 wird über eine
Keilverzahnung mit dem Achswellenrad 21 des Differentialmechanismus 3 in
Eingriff gebracht. Anschließend wird
der Kupplungsflansch 137 an der Außenfläche des Glockengehäuses 7 befestigt.
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An
der Kupplungswelle 163 wird eine Gelenkkupplung 181 der
Achse 39 mit dem Kupplungsflansch 165 gekuppelt.
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Mit
Bezug auf 1 wird die Drehmomentübertragung
beschrieben.
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Ein
von dem Motor 31 über
das Getriebe 9 und von dem Abtriebsrad 29 an das
Tellerrad 23 übertragenes
Drehmoment wird über
die Ritzelwelle 15 an das linke und das rechte Achswellenrad 19, 21 übertragen,
wobei das Ritzel 17 als eine Einheit mit dem Differentialgehäuse 13 gedreht
wird. Das Drehmoment wird von dem linken und dem rechten Achswellenrad 19, 21 über die
linke bzw. die rechte Achse 37, 39 an das linke
bzw. das rechte Vorderrad 33, 35 übertragen,
und das Fahrzeug kann durch den Antrieb der Vorderräder 33, 35 fahren.
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Wenn
unterschiedliche Drehungen an dem linken und dem rechten Vorderrad 33, 35 erzeugt werden,
werden die Achswellenräder 19, 21 über die Achsen 27, 39 unterschiedlich
gedreht, und das linke und das rechte Vorderrad 33, 35 werden
in einem Zustand unterschiedlicher Drehungen durch die wie oben
beschriebene Übertragung
von dem Motor 31 angetrieben.
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Mit
Bezug auf die 1 und 2 wird die Begrenzung
der Differentialbewegung beschrieben.
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Wenn
die unterschiedlichen Drehungen des linken und des rechten Vorderrades 33, 35 begrenzt werden,
wird der Kupplungsabschnitt 49 derart gesteuert, dass dem
Elektromagneten 99 elektrischer Strom zugeführt wird,
um die Relativdrehung zwischen der Kupplungsnabe 47, die über eine
Keilverzahnung mit der Seite der Achse 39 in Eingriff steht, und
dem Kupplungsgehäuse 45,
das über
eine Keilverzahnung mit der Seite des Differentialgehäuses 13 in
Eingriff steht, zu steuern.
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Ferner
wird ein magnetischer Pfad zwischen dem Rotor 62, dem Stützelement 103 und
dem Anker 117 durch Steuerung der Zuführung von elektrischem Strom
zu dem Elektromagneten 99 gebildet. Durch Bildung des magnetischen
Pfades wird der Anker 117 zu der Seite des Rotors 62 gezogen,
um die Pilotkupplung 89 zu betätigen. Durch die Betätigung wird die
Nockenplatte 101 mit der Seite des Kupplungsgehäuses 45 in
der Drehrichtung in Eingriff gebracht. Andererseits wird die Druckplatte 119,
die über
eine Keilverzahnung mit der Seite der Kupplungsnabe 47 gekuppelt
ist, relativ zu der Nockenplatte 101 drehbar verschoben,
und die Nockenkugel 125 rollt an der Nockenfläche ab.
Durch das Abrollen der Nockenkugel 125 wird der Nockenmechanismus 121 betrieben, um
eine Druckkraft zu erzeugen.
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Die
Druckkraft wird über
das Nadellager 123 an die Seite des Rotors 62 übertragen,
und eine Bewegungskraft wird an der Druckplatte 119 als
Reaktionskraft davon ausgeübt.
Durch die Bewegungskraft wird die Druckplatte 119 bewegt,
um die Hauptkupplung 87 zu aktivieren. Die Hauptkupplung 87 begrenzt
die Relativdrehung zwischen dem Kupplungsgehäuse 45 und der Kupplungsnabe 47 entsprechend
einer Betätigungskraft,
um die Relativdrehung zwischen der Achse 39 und dem Kupplungsgehäuse 45 zu
steuern, wie oben beschrieben ist.
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Durch
Steuerung der Relativdrehung kann die Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 begrenzt
werden.
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Nachfolgend
wird die Schmierung der Kraftübertragungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
beschrieben.
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Der
Differentialmechanismus 3 innerhalb des Glockengehäuses 7 wird
in einer Schmierungsumgebung an der Seite des Getriebes 9 geschmiert.
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Die
Seite des Sperrdifferentialmechanismus 1 liegt in einer
Schmierungsumgebung, die unabhängig
von der Schmierungsumgebung der Seite des Getriebes 9 ist
und die jeweiligen Teile stabil schmieren kann.
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Das
heißt,
beim Drehen der Seite des Kupplungsgehäuses 45 nimmt das
Schmieröl,
das bis zu einer Linie 179 in dem Stützgehäuses 51 enthalten ist,
wie in 3 gezeigt ist, eine Drehkraft durch die Außenumfangsfläche des
Kupplungsgehäuses 45 auf,
das Schmieröl
wird durch eine Zentrifugalkraft bewegt, die durch Drehung der Seite
des Kupplungsgehäuses 45 auf
das Schmieröl
ausgeübt
wird, und die jeweiligen Teile können
geschmiert werden.
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Insbesondere
wird das Schmieröl
durch Drehung des Kupplungsgehäuses 45 von
seiner Außenumfangsseite
und der Ölöffnung 61 zu
dem Ölträger 143 geführt, wie
durch den Pfeil B in 3 gezeigt ist. Das Schmieröl, das zu
dem Ölträger 143 geführt wird,
wird von der Öffnung 176 in
den Ölträger 143 gebracht
und über
die Führung,
die durch die Führungswand 177 und
die obere Wand 150 geneigt ist, zu der Seite des Abdeckabschnitts 131 bewegt.
An der Seite des Abdeckabschnitts 131 wird das Schmieröl von dem
Endabschnitt des Ölträgers 143 in
den Führungsausnehmungsabschnitt 153 zwischen
den Rippen 151 bewegt, um die Aussparung 113 an
der unteren Seite des Führungsausnehmungsabschnitts 153 zu
erreichen, und durch die Bewegung über die Aussparung 113 zu
dem Raumabschnitt 115 bewegt. In dem Raumabschnitt 115 wird
durch die Bewegung des Schmieröls
von der Seite der Aussparung 113 eine gewisse Menge an Schmieröl gespeichert.
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Bei
der Differentialdrehung wird die Gewindenut 66 durch Relativdrehung
zwischen dem Rotor 62 an der Seite des Kupplungsgehäuses 45 und
der Kupplungswelle 163 der Achse 35 derart betrieben, dass
das Schmieröl
von dem Raumabschnitt 115 mitgenommen und durch Bewegen
des Schmieröls
in Axialrichtung zu der Aussparung 81 der Kupplungsnabe 47 geführt wird.
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Andererseits
wird das Schmieröl
von der Aussparung 81 in Richtung zu dem Außenumfang und
durch Drehung der Seite der Hauptkupplung 87 von der Aussparung 127 zu
der Seite der Hauptkupplung 87 bewegt.
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Durch
die Bewegung des Schmieröls
werden der Nockenmechanismus 121, die Steuerkupplung 89,
die Hauptkupplung 87 und dergleichen geschmiert.
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An
der Seite der Hauptkupplung 87 kann das Schmieröl über die Öffnungen 97 der
Innenscheibe 93 in Axialrichtung bewegt und an der gesamten Hauptkupplung 87 ausreichend
verteilt werden.
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Das
Schmieröl,
das die Hauptkupplung 87, die Steuerkupplung 89 und
dergleichen schmiert, wird durch die Zentrifugalkraft aus der Ölöffnung 61 des
Kupplungsgehäuses 45 zu
der Außenumfangsseite
ausgelassen und zu dem Ölträger 143 geführt, wie
oben beschrieben ist.
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Gemäß der ersten
beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ist der Differentialmechanismus 3 in dem
Glockengehäuse 7 aufgenommen
und abgestützt,
das als eine Einheit mit dem Getriebegehäuse 11 des Getriebes 9 ausgebildet
ist, um die gemeinsame Schmierungsumgebung zu bilden, und der Sperrdifferentialmechanismus 5 zum
Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3 ist
derart gestaltet, dass er an der Außenseite des Glockengehäuses durch
wahlweise Montage anzubringen ist, so dass ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen
werden kann, ohne diesen durch die Größe des Glockengehäuses zu
beschränken.
Ferner kann, da der Sperrdifferentialmechanismus 5 durch
wahlweise Montage an dem Glockengehäuse zu befestigen ist, die
Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus 5 gewährleistet werden.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 ist ergänzend an der Kupplungswelle 163 der
Achse 39 und lösbar
an dem Differentialmechanismus 3 montiert, so dass, wenn
kein Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen ist, die
Austauschbarkeit lediglich durch Austausch der Kupplungswelle 163 leicht
gewährleistet
ist.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 ist mit dem Kupplungsabschnitt 49 versehen,
um eine die Differentialbewegung begrenzende Kraft zwischen dem
Kupplungsgehäuse 45 und
der Kupplungsnabe 47 zu erzeugen, das Kupplungsgehäuse 45 ist über die
Keilverzahnung 173 mit dem Differentialgehäuse 13 des
Differentialmechanismus 3 als eine Einheit durch Bewegen
in Axialrichtung drehbar in Eingriff zu bringen, und die Kupplungsnabe 47 steht
mit der Kupplungswelle 163 drehbar in Eingriff, so dass
der Sperrdifferentialmechanismus 5 und der Differentialmechanismus 3 durch
Befestigen des Sperrdifferentialmechanismus 5 an der Außenseite
des Glockengehäuses 7 leicht
gekuppelt werden können.
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Das
Stützgehäuse 51 zum
Abstützen
des Sperrdifferentialmechanismus 5 ist an dem Glockengehäuse 7 lösbar vorgesehen,
so dass der Sperrdifferentialmechanismus 5 an dem Glockengehäuse 7 leicht
und stabil befestigt werden kann.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 kann eine die Differentialbewegung
begrenzende Steuerung durch eine einfache Steuerung stabil durchführen, da
der Kupplungsabschnitt 49 durch die elektromagnetische
Kraft des von außen
steuerbaren Elektromagneten 99 gesteuert werden kann.
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Die Öldichtungen 141, 159, 174 zur
Bildung eines unabhängigen
Schmierungsraumes für
den Sperrdifferentialmechanismus 5 sind zwischen dem Stützgehäuse 51 und
der Seite der Kupplungswelle 163 der Achse 39 vorgesehen,
so dass die Seite des Stützgehäuses 51 unabhängig von
der Seite des Glockengehäuses 7 mit
der Schmierungsumgebung gestaltet werden kann und die Austauschbarkeit
bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Sperrdifferentialmechanismus 5 weiter
erleichtert werden kann.
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Der
Sperrdifferentialmechanismus 5 ist an der Achse 39 der
Vorderräder 33, 35 des
Kraftfahrzeuges angebracht, so dass an der Seite der Vorderräder 33, 35 eines
FF-Fahrzeuges oder eines vierradgetriebenen Fahrzeuges auf FF-Basis
ein ausreichender Sperrdifferentialmechanismus 5 vorgesehen werden
kann und die Austauschbarkeit bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein
des Sperrdifferentialmechanismus 5 weiter gewährleistet
werden kann.
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Mit
Bezug auf 5 wird ein Beispiel eines modifizierten Ölträgers beschrieben.
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Ein
Rand einer Öffnung 176R eines Ölträgers 143A ist
ebenso wie eine Führungswand 177A zu
der Achsmitte der Achse 39 geneigt ausgebildet.
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Daher
kann mit dem modifizierten Ölträger 143A im
Vergleich zu dem Ölträger 143 aus 4 ein
geringeres Gewicht erreicht werden.
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Mit
Bezug auf die 6 bis 9 wird ein Beispiel
einer Schmierungsstruktur beschrieben.
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Eine
Rippe 183 erstreckt sich in Axialrichtung an einer Innenfläche an einer
oberen Seite des Stützgehäuses 51,
und eine Mehrzahl von Einführöffnungen 185 sind
in einem Kupplungsgehäuse 458 in
vorbestimmten Abständen
in Umfangsrichtung vorgesehen. Die Einführöffnungen 185 sind
in Axialrichtung lang ausgebildet und derart gestaltet, dass sie
ausreichend Schmieröl
zu der Hauptkupplung 87, der Steuerkupplung 89 und
dergleichen führen.
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Die
Einführöffnungen 185 sind
jeweils mit einer geneigten Fläche 187 an
der Seite einer Außenumfangsfläche des
Kupplungsgehäuses 45B und
an einer Vorderseite in der durch den Pfeil A in 7 dargestellten
Drehrichtung des Kupplungsgehäuses 45B bei
Vorwärtsfahrt
versehen, und eine Öffnungsweite
W1 an der Seite einer Außenumfangsfläche ist relativ
zu einer Öffnungsweite
W2 an der Seite einer Innenumfangsfläche vergrößert, d.h. W1 > W2. Die geneigte Fläche 187 ist
zu einer anderen Fläche 189 der
Einführöffnung 185 ausgerichtet.
An jeder Einführöffnung 185 fehlt
ein Zahn der Innenkeilverzahnung 59 an der Seite einer
Innenumfangsfläche
des Kupplungsgehäuses 45B.
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Wenn
das Kupplungsgehäuse 45B gedreht wird,
wird das Schmieröl,
welches durch die Drehung mitgenommen wird, zur Seite einer Drehmitte
bewegt, indem es von der Rippe 183 geführt wird, und von der Einführöffnung 185 in
das Kupplungsgehäuse 45B geführt. Da
die Öffnungsweiten
W1, W2 der Einführöffnung 185 durch
die geneigte Fläche 187 zu der
Seite der Außenumfangsfläche vergrößert sind, d.h.
W1 > W2, kann bei
Drehung der Seite des Kupplungsgehäuses 45B mehr Schmieröl von der
Rippe 183 eingeführt
werden. Das Schmieröl,
das von der geneigten Fläche 187 eingeführt wird,
wird entsprechend der Drehung des Kupplungsgehäuses 45B zu der Seite
der anderen Fläche 189 der
Einführöffnung 185 bewegt
und in das Kupplungsgehäuse 45B geführt, indem
es von der anderen Fläche 189 geführt wird.
Ferner wird das Schmieröl
auch direkt von der Rippe 183 ohne die geneigte Fläche 187 geführt, so dass
das Schmieröl
direkt in das Kupplungsgehäuse 45B eingeführt wird.
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Daher
kann durch den Betrieb der Rippe 183 und der Einführöffnungen 185 ausreichend
Schmieröl
in das Kupplungsgehäuse 45B eingeführt werden.
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In
den 10 bis 13 ist
eine teilweise modifizierte Schmierungsstruktur gezeigt, bei der eine
Einführöffnung 185C eine
Struktur der Verteilung mit der geneigten Fläche in den 6 bis 9 aufweist.
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Selbst
bei einer solchen Struktur kann durch die Rippe 183 und
die Einführöffnung 185C ausreichend
Schmieröl
in das Kupplungsgehäuse 45C eingeführt werden.
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Mit
Bezug auf 14 wird ein FF-Fahrzeug mit
einem veränderten
Differentialmechanismus beschrieben.
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Gemäß dem modifizierten
Beispiel wird ein Differentialmechanismus 3D von einer
Planetengetriebemechanismus gebildet.
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Das
heißt,
bei dem Differentialmechanismus 3D ist ein Differentialgehäuse 13D mit
einem Hohlrad 191, einem Planetenrad 193, das
mit dem Hohlrad 191 in Eingriff steht und an einem Planetenradträger 195 drehbar
abgestützt
ist, und einem Sonnenrad 197 versehen, das mit dem Planetenrad 193 in
Eingriff steht. Der Planetenradträger 195 ist mit einem Nabenabschnitt 27D versehen,
an dem ein Kupplungsgehäuse 45D über eine
Keilverzahnung montiert ist. Der Planetenradträger 195 ist mit einer
Achse 37D gekuppelt, eine Kupplungswelle 163D einer Achse 39D ist über eine
Keilverzahnung mit dem Sonnenrad 197 gekuppelt, und die
Kupplungsnabe 47 ist mit einem Außenumfang der Kupplungswelle 163D verbunden.
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Daher
ist auch der Differentialmechanismus 3D des Planetengetriebetyps
in gleicher Weise wie der Differentialmechanismus 3 des
Kegelradgetriebetyps anwendbar. Durch Anordnung des Differentialmechanismus 3 des
Planetengetriebetyps kann der Sperrdifferentialmechanismus 5 zwischen
dem Paar Achsen 37D, 39D angeordnet werden, und
ein Drehmoment kann direkt zwischen dem Paar Achsen 37D, 39D übertragen
werden.
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Mit
Bezug auf 15 wird eine Kraftübertragungsvorrichtung
nach einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
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Gemäß einer
zweiten beispielhaften Ausführungsform
der Erfindung ist ein Sperrdifferentialmechanismus 5E an
einer Welle angeordnet, die von einer Achse 39E abweicht,
die eine Abtriebswelle bildet, und bewegt sich im Zusammenwirken
mit einem Differentialgehäuse 13E eines
Differentialmechanismus 3E und der Achse 39E.
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Das
heißt,
der Sperrdifferentialmechanismus 5E wird von einer Viskokupplung
zum Erzeugen einer die Differentialbewegung begrenzenden Kraft durch einen
viskosen Widerstand eines Fluids gebildet. Bei dem Sperrdifferentialmechanismus 5E ist
eine Welle 199 an der einen Seite über eine Keilverzahnung mit einem Übertragungsrad 201 an
der Innenseite eines Glockengehäuses 7E gekuppelt,
und eine Welle 203 an der anderen Seite ist mit einem Übertragungsrad 207 an
der Innenseite eines Getriebegehäuses 205 gekuppelt.
Das Getriebegehäuse 205 ist
an einer Außenfläche des
Glockengehäuses 7E mittels
einer Schraube oder dergleichen lösbar angebracht. In dem Getriebegehäuse 205 ist
ein Übertragungsrad 209 vorgesehen,
das über
eine Keilverzahnung mit der Achse 39E gekuppelt und über eine
Kette 211 mit dem Übertragungsrad 207 verbunden
ist. Die Achse 39E ist über
eine Keilverzahnung mit einem Achswellenrad 21E des Differentialmechanismus 3E gekuppelt.
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Daher
kann auch bei der zweiten beispielhaften Ausführungsform der Sperrdifferentialmechanismus 5E zum
Begrenzen der Differentialbewegung des Differentialmechanismus 3E an
der Außenseite des
Glockengehäuses 7E durch
wahlweise Montage angebracht werden, so dass die gleiche Wirkung
wie bei der ersten Ausführungsform
erreicht werden kann.
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Ferner
kann gemäß der zweiten
beispielhaften Ausführungsform
der Sperrdifferentialmechanismus 5E zur Außenseite
freigelegt werden, so dass die Kühlung
verbessert werden kann.
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Obwohl
die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen bei dem FF-Fahrzeug
angewendet werden, sind sie auch bei einem Fahrzeug mit Front/Heckantrieb
und Mittelmotor oder einem Fahrzeug mit Heckantrieb und Heckmotor
anwendbar.
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Als
Betätigungseinrichtung
zur Steuerung der Begrenzung der Differentialbewegung kann auch ein
Hydraulikring, ein Kolben, eine Luftmembran, ein Elektromotor, ein
Zahnradmechanismus und dergleichen angewendet werden, und der Sperrdifferentialmechanismus
ist nicht auf die Mehrscheibenreibungskupplung oder die Viskokupplung
beschränkt, sondern
kann auch eine Kombination aus einer Drehschaufel und einer Hydraulikpumpe
und einer Mehrscheibenkupplung, einer magnetischen Fluidsteuerung
und dergleichen sein.