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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung, insbesondere eine Differenzialvorrichtung oder andere Getriebevorrichtungen, die einen Übertragungsweg enthalten: Getriebeelement, das drehbar ist und in seinem Außenumfangsabschnitt einen integrierten Flanschabschnitt enthält; sowie ein Ringrad, das an den Flanschabschnitt des Getriebeelements geschweißt ist und einen Schrägverzahnungsabschnitt enthält, der in einem Außenumfangsabschnitt des Ringrads ausgebildet ist.
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BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
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Herkömmlich ist, als solche Getriebevorrichtung, zum Beispiel eine Differenzialvorrichtung bekannt geworden, die ein Differenzialgehäuse als Getriebeelement enthält, das drehbar ist und in seinem Außenumfangsabschnitt integriert einen Flanschabschnitt aufweist, sowie ein Ringrad, das in einem Teil auf den Flanschabschnitt des Differenzialgehäuses gepresst ist und in einem anderen Teil an den Flanschabschnitt des Differenzialgehäuses geschweißt ist, wobei die Differenzialvorrichtung Kraft auf ein Paar von linken und rechten Ausgangswellen über einen Differenzialmechanismus innerhalb des Differenzialgehäuses verteilt überträgt, wobei die Kraft von einer Antriebsquelle auf das Ringrad und weiter auf das Differenzialgehäuse übertragen worden ist (s. zum Beispiel
japanisches Patent Nr. 5614054 und
japanische Patentanmeldung KOKAI-Veröffentlichung Nr. 2012-189116 ). In dieser Differenzialvorrichtung ist ein Zwischenraum zwischen dem Differenzialgehäuse und dem Ringrad ausgebildet, zu dem Zweck, eine Spannungskonzentration während des Presssitzens zu erleichtern und auch Gas abzuführen, während die Schweißung durchgeführt wird.
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Unterdessen werden in der herkömmlichen Vorrichtung Oberflächen des Flanschabschnitts des Differenzialgehäuses und des Ringrads, die in axialer Richtung einander gegenüberliegen, miteinander stumpf verschweißt. Daher entsteht, insbesondere in einem Fall, wo der Verzahnungsabschnitt am Außenumfang des Ringrads als Schrägverzahnung ausgebildet ist, eine starke Schublast in einem Eingriffsabschnitt der Schrägverzahnung, und übt eine starke Belastung auf einen geschweißten Abschnitt zwischen dem Differenzialgehäuse und dem Ringrad aus. Diese große Belastung kann die Haltbarkeit des geschweißten Abschnitts beeinträchtigen.
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Daher könnte man, als Gegenmaßnahme gegen die Spannungskonzentration, zum Beispiel daran denken, dass der Flanschabschnitt und dergleichen um den geschweißten Abschnitt herum vergleichsweise dick ausgebildet wird, oder dass die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts vergrößert wird. Dieser Fall verursacht jedoch unterschiedliche Probleme wie etwa die Zunahme des Gewichts und die Kosten der Vorrichtung.
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Übrigens gibt es einige andere herkömmliche Vorrichtungen, worin Oberflächen des Flanschabschnitts des Differenzialgehäuses und des Ringrads, die in radialer Richtung einander gegenüberliegen, miteinander stumpf verschweißt sind, aber keine besondere Rücksicht darauf gegeben wurde, die starke Belastung zu lindern, die aufgrund der starken Schublast auf den geschweißten Abschnitt einwirkt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehenden Situation gemacht worden. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Getriebevorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, das oben erwähnte Problem zu lösen.
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Zur Lösung der Aufgabe weist eine Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Übertragungsweg auf: ein Getriebeelement, das drehbar ist und in seinem Außenumfangsabschnitt integriert einen Flanschabschnitt enthält; und ein Ringrad, das an den Flanschabschnitt des Getriebeelements geschweißt ist und einen Schraubverzahnungsabschnitt enthält, der in einem Außenumfangsabschnitt des Ringrads ausgebildet ist, wobei in einer Außenumfangsoberfläche des Flanschabschnitts ein erster Außenumfangsabschnitt, ein zweiter Außenumfangsabschnitt und ein dritter Außenumfangsabschnitt ausgebildet sind, wobei der erste Außenumfangsabschnitt auf einen Innenumfangsabschnitt des Ringrads gesetzt und geschweißt ist, wobei der zweite Außenumfangsabschnitt im Durchmesser kleiner ist als der erste Außenumfangsabschnitt und benachbart dem ersten Außenumfangsabschnitt mit einer ersten Verbindungsoberfläche ausgebildet ist, die zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt und dem zweiten Außenumfangsabschnitt angeordnet ist, und der dritte Außenumfangsabschnitts im Durchmesser kleiner ist als der zweite Außenumfangsabschnitt und benachbart dem zweiten Außenumfangsabschnitt an der vom ersten Außenumfangsabschnitt entgegengesetzten Seite mit einer zweiten Verbindungsoberfläche ausgebildet ist, die zwischen dem dritten Außenumfangsabschnitt und dem zweiten Außenumfangsabschnitt angeordnet ist, wobei in dem Ringrad ein Zwischenraumbildungsabschnitt zumindest zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt und dem dritten Außenumfangsabschnitt in axialer Richtung des Ringrads ausgebildet ist, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt einen Zwischenraum zwischen dem Zwischenraumbildungsabschnitt und dem Flanschabschnitt definiert, wobei der Zwischenraum einem inneren Ende eines geschweißten Abschnitts zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt und dem Ringrad gegenüberliegt, wobei der Zwischenraum so ausgebildet ist, dass er sich einwärts und auswärts vom inneren Ende des geschweißten Abschnitts in radialer Richtung lang erstreckt, so dass eine Belastung, die auf einen Übergangseckabschnitt zwischen der ersten Verbindungsoberfläche und den zweiten Außenumfangsabschnitt und die Umgebung des Übergangseckabschnitts einwirkt, größer ist als eine Belastung, die auf das innere Ende des geschweißten Abschnitts und die Umgebung des inneren Endes einwirkt, wenn in dem Schraubverzahnungsabschnitt eine Schublast auftritt, und eine Seitenoberfläche eines Anschlagabschnitts sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche abstützt, wobei der Anschlagabschnitt in dem Ringrad ausgebildet ist und seine Innenumfangsoberfläche auf den dritten Außenumfangsabschnitt aufgepresst ist. (Dies ist ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung).
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Gemäß dem ersten Merkmal sind in der Außenumfangsoberfläche des Flanschabschnitts der erste Außenumfangsabschnitt, der zweite Außenumfangsabschnitt und der dritte Außenumfangsabschnitt ausgebildet sind, wobei der erste Außenumfangsabschnitt auf den Innenumfangsabschnitt des Ringrads gesetzt und geschweißt ist, wobei der zweite Außenumfangsabschnitt im Durchmesser kleiner ist als der erste Außenumfangsabschnitt und benachbart dem ersten Außenumfangsabschnitt mit der ersten Verbindungsoberfläche ausgebildet ist, die zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt und dem zweiten Außenumfangsabschnitt angeordnet ist, und der dritte Außenumfangsabschnitts im Durchmesser kleiner ist als der zweite Außenumfangsabschnitt und benachbart dem zweiten Außenumfangsabschnitt an der vom ersten Außenumfangsabschnitt entgegengesetzten Seite mit der zweiten Verbindungsoberfläche ausgebildet ist, die zwischen dem dritten Außenumfangsabschnitt und dem zweiten Außenumfangsabschnitt angeordnet ist. Der Zwischenraumbildungsabschnitt ist in dem Ringrad ausgebildet, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt einen Zwischenraum zwischen dem Zwischenraumbildungsabschnitt und dem Flanschabschnitt definiert, wobei der Zwischenraum einem inneren Ende des geschweißten Abschnitts zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt und dem Ringrad gegenüberliegt. Der Zwischenraum ist so ausgebildet, dass er sich einwärts und auswärts vom inneren Ende des geschweißten Abschnitts in radialer Richtung lang erstreckt, so dass die Belastung, die auf einen Übergangseckabschnitt zwischen der ersten Verbindungsoberfläche und den zweiten Außenumfangsabschnitt und die Umgebung des Übergangseckabschnitts einwirkt, größer ist als die Belastung, die auf das innere Ende des geschweißten Abschnitts und die Umgebung des inneren Endes einwirkt, wenn in dem Schraubverzahnungsabschnitt eine Schublast auftritt. Selbst wenn somit eine starke Schublast in einem Eingriffsabschnitt der Schraubverzahnung auftritt und auf das Ringrad einwirkt, ist der gesondert vorgesehene Zwischenräume, der sich einwärts und auswärts vom Innenende des geschweißten Abschnitts in der radialen Richtung erstreckt, in der Lage, die Spannung auf einen Umfangsabschnitt des geschweißten Abschnitts wirkungsvoll zu verteilen, um hierdurch die Spannungskonzentration an dem geschweißten Abschnitt zu lindern. Darüber hinaus stützt sich die Seitenoberfläche des Anschlagabschnitts gegen die zweite Verbindungsoberfläche zwischen den zweiten und dritten Außenumfangsabschnitten ab, wobei der Anschlagabschnitt in dem Ringrad ausgebildet ist und seine Innenumfangsoberfläche im Presssitz auf dem dritten Außenumfangsabschnitt sitzt. Daher wird ein Teil der Schublast auf die Flanschabschnitt-Seite auch über den Stützabschnitt aufgenommen. Somit kann die durch die Schublast verursachte Belastung weiter verteilt werden, und kann die Spannungskonzentration in dem geschweißten Abschnitt noch effektiver verringert werden. Infolgedessen ist es, als Gegenmaßnahme gegen die Spannungskonzentration, nicht notwendig, den Umfangsabschnitt des geschweißten Abschnitts dicker zu machen oder die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts besonders zu vergrößern. Dies kann stark zu einer Reduktion vom Gewicht und auf Kosten der Vorrichtung beitragen. Ferner übernimmt der Anschlagabschnitt sowohl: die Anschlagfunktion zum Regulieren der Presssitztiefe, wenn der Anschlagabschnitt auf den dritten Außenumfangsabschnitt aufgepresst wird; und die Funktion der Spannungsverteilung, wenn die Schublast auftritt. Somit ist es dementsprechend möglich, die Struktur der Vorrichtung zu vereinfachen und zu einer weiteren Kostenreduktion beizutragen.
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In der Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt die erste Verbindungsoberfläche außer Kontakt mit dem Ringrad (dies ist ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung).
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Gemäß dem zweiten Merkmal ist die erste Verbindungsoberfläche zwischen den ersten und zweiten Außenumfangsabschnitten außer Kontakt mit dem Ringrad. Somit kann die Schublast, die von dem Ringrad in die Flanschabschnitt-Seite eingegeben wird, durch den Stützabschnitt der ersten Verbindungsoberfläche, die sich gegen den Anschlagabschnitt abstützt, effizient aufgenommen werden. Hierdurch kann die Spannungskonzentration an dem geschweißten Abschnitt noch effektiver vermindert werden.
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In der Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt eine zum Zwischenraum weisende Oberfläche des Ringrads und die sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche abstützende Seitenoberfläche des Anschlagabschnitts glattgänging miteinander verbunden. (Dies ist ein drittes Merkmal der vorliegenden Erfindung).
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Gemäß dem dritten Merkmal sind die zum Zwischenraum weisende Oberfläche des Ringrads und die Seitenoberfläche des Anschlagabschnitts, die sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche abstützt, glattgängig miteinander verbunden. Da die zwei funktionell unterschiedlichen Oberflächen als durchgehende Oberfläche ausgebildet sind, kann die Struktur des Innenumfangsabschnitts des Ringrads dementsprechend vereinfacht werden, und kann somit leicht bearbeitet werden. Hierdurch nimmt die Bearbeitbarkeit der Struktur zu.
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In der Getriebevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein zweiter Zwischenraum zwischen einem Eckabschnitt und einem zum Eckabschnitt weisenden Abschnitt des Anschlagabschnitts ausgebildet, wobei der Eckabschnitt in einem Übergangsabschnitt zwischen der zweiten Verbindungsoberfläche und dem dritten Außenumfangsabschnitt ausgebildet ist. (Dies ist ein viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung).
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Gemäß dem vierten Merkmal ist der zweite Zwischenraum zwischen dem Eckabschnitt und dem Abschnitt des Anschlagabschnitts ausgebildet, der dem Eckabschnitt gegenüberliegt, wobei der Eckabschnitt in dem Übergangsabschnitt zwischen der zweiten Verbindungsoberfläche und dem dritten Außenumfangsabschnitt ausgebildet ist. Somit wird es möglich, auf effektive Weise zu verhindern, dass der Eckabschnitt in Folge vom Auftreten der Spannungskonzentration an dem Eckabschnitt aufgrund vom Presssitz des Anschlagabschnitts auf den dritten Außenumfangsabschnitt verformt wird, und die Haltbarkeit des Eckabschnitts und dessen Umgebung zu verbessern.
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus detaillierten Beschreibungen der bevorzugten Ausführungen klar, die nachfolgend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils einer Differenzialvorrichtung gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die geschweißte und Presssitz-Abschnitte zwischen einem Ringrad und einem Differenzialgehäuse zeigt (eine vergrößerte Schnittansicht eines in 1 mit Pfeil 2 angegebenen Abschnitts).
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3A und 3B sind Schnittansichten entsprechend 2 und zeigen geschweißte und Presssitz-Abschnitte zwischen den Ringrädern und Differenzialgehäusen anderer Ausführungen.
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4A bis 4C sind Schnittansichten entsprechend 2 und zeigen geschweißte und Presssitz-Abschnitte zwischen Ringrädern und Differenzialgehäusen von noch anderen Ausführungen.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Nachfolgend werden Ausführungen der vorliegenden Erfindung basierend auf den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Zunächst treibt, in 1, eine Differenzialvorrichtung D als Getriebevorrichtung ein Paar von linken und rechten Achsen an, während sie eine Differenzdrehung zwischen den linken und rechten Achsen erlaubt, indem eine Drehantriebskraft auf ein Paar von linken und rechten Ausgangswellen J, J' verteilt übertragen wird, wobei die Drehantriebskraft von einem nicht dargestellten Motor ausgegeben wird, der in einem Automobil angebracht ist, und wobei sich die linken und rechten Ausgangswellen J, J' und die linken und rechten Achsen anschließen. Die Differenzialvorrichtung D ist in einem Getriebegehäuse 4 aufgenommen und gelagert, das zum Beispiel neben dem Motor in einem vorderen Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie angeordnet ist.
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Die Differenzialvorrichtung D enthält einen Übertragungsweg, zum Beispiel: ein Ringrad R als Endabtriebsrad; ein Differenzialgehäuse DC als Getriebeelement, das in einem Außenumfangsabschnitt integriert einen Flanschabschnitt 1 enthält, wobei der Flanschabschnitt 1 mit einem Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R verbunden ist; sowie einen Differenzialmechanismus DM, der in dem Differenzialgehäuse DC aufgenommen ist und die Drehantriebskraft auf das Paar von linken und rechten Ausgangswellen J, J' verteilt überträgt, wobei die Drehantriebskraft von dem Ringrad R auf das Differenzialgehäuse DC übertragen worden ist. Als Verbindungsmittel zum Verbinden des Innenumfangsabschnitts Ri des Ringrads R mit dem Flanschabschnitt 1 des Differenzialgehäuses DC werden sowohl Presssitz als auch Schweißen verwendet, wie später beschrieben.
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Das Ringrad R enthält, in seinem Außenumfangsabschnitt, integriert einen Schrägverzahnungsabschnitt Rg. Der Schrägverzahnungsabschnitt Rg steht mit einem Antriebsrad (nicht dargestellt) in Eingriff, um Drehantriebskraft aufzunehmen, und überträgt die erhaltene Drehantriebskraft direkt auf die Differenzialgehäuse-DC-Seite, wobei das Antriebsrad ähnlich aus einer Schrägverzahnung gebildet ist und durch Kraft des Motors drehend angetrieben wird.
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Ähnlich wie bei einem herkömmlichen an sich bekannten Differenzialmechanismus enthält der Differenzialmechanismus DM innerhalb des Differenzialgehäuses DC: eine Mehrzahl von Ritzeln P; eine Ritzelwelle PS als Ritzelträgerabschnitt, der die Ritzel P drehbar trägt; sowie ein Paar von linken und rechten Seitenrädern G, G', die mit den Ritzeln P an beiden linken und rechten Seiten in Eingriff stehen und jeweils mit dem Paar von linken und rechten Ausgangswellen J, J' längsverzahnt sind. Ein äußerer Endabschnitt der Ritzelwelle PS sitzt in dem Differenzialgehäuse DC und ist darin gelagert. Verbindungsmittel zum integrierten Verbinden der Ritzelwelle PS mit dem Differenzialgehäuse DC (im dargestellten Beispiel ein Haltestift 2, der die Ritzelwelle PS durchsetzt und im Presssitz am Differenzialgehäuse DC sitzt) ist zwischen der Ritzelwelle PS und dem Differenzialgehäuse DC vorgesehen.
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Das Differenzialgehäuse DC ist an dem Getriebegehäuse 4 über linke und rechte Lager 3 drehbar gelagert. Darüber hinaus sind jeweilige Dichtungselemente 5, die jeweils ringförmig sind, zwischen Innenumfängen von Durchgangslöchern, die in dem Getriebegehäuse 4 ausgebildet sind, und Außenumfängen der Ausgangswellen J, J' angebracht, wobei die Ausgangswellen J, J' Durchgangslöcher durchsetzen, und jeweilige Dichtungselemente 5 Zwischenräume zwischen den Innenumfängen der Durchgangslöcher und den Außenumfängen der Ausgangswellen J, J' abdichten und hierdurch verhindern, dass Schmieröl von der Innenseite zur Außenseite des Getriebegehäuses 4 leckt.
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Nun werden, im gemeinsamen Bezug auf 2, Beschreibungen eine Verbindungsstruktur zwischen dem Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R und dem Flanschabschnitt 1 des Differenzialgehäuses DC angegeben.
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In einer Außenumfangsoberfläche A des Flanschabschnitts 1 sind ein erster Außenumfangsabschnitt A1, ein zweiter Außenumfangsabschnitt A2 und ein dritter Außenumfangsabschnitt A3 ausgebildet, wobei der erste Außenumfangsabschnitt A1 auf einem Schweißabschnitt Riw, der in dem Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R ausgebildet ist, gesetzt und geschweißt ist, wobei der zweite Außenumfangsabschnitt A2 benachbart dem ersten Außenumfangsabschnitt A1 ausgebildet ist und einen kleineren Durchmesser hat als der Außenumfangsabschnitt A1, und der dritte Außenumfangsabschnitt A3 benachbart dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2 der vom der vom ersten Außenumfangsabschnitt A1 entgegengesetzten Seite ausgebildet ist und einen kleineren Durchmesser hat als der zweite Außenumfangsabschnitt A2. Hierdurch sind, in der Außenumfangsoberfläche A des Flanschabschnitts 1 ausgebildet: eine Stufenoberfläche zwischen den ersten und zweiten Außenumfangsabschnitten A1, A2, d. h. eine erste Verbindungsoberfläche f1, die die ersten und zweiten Außenumfangsabschnitte A1, A2 miteinander verbindet; sowie eine Stufenoberfläche zwischen den zweiten und dritten Außenumfangsabschnitten A2, A3, d. h. eine zweite Verbindungsoberfläche f2, die die zweiten und dritten Außenumfangsabschnitte A2, A3 miteinander verbindet.
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Im Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R ist ein Zwischenraumbildungsabschnitt Ris zumindest zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt A1 und dem dritten Außenumfangsabschnitt A3 in axialer Richtung des Ringrads R ausgebildet, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt Ris ringnutförmig ist und einen Zwischenraum S zwischen dem Zwischenraumbildungsabschnitt Ris und dem Flanschabschnitt 1 gebildet (im dargestellten Beispiel zwischen dem Zwischenraumbildungsabschnitt Ris, und dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2 und der ersten Verbindungsoberfläche f1), wobei der Zwischenraum S ringförmig ist, wobei er einem inneren Ende We eines geschweißten Abschnitts W zwischen dem ersten Außenumfangsabschnitt A1 und dem Ringrad R gegenüberliegt und sich einwärts und auswärts des geschweißten Abschnitts W in der radialen Richtung erstreckt. Darüber hinaus ist der Zwischenraum S so ausgebildet, dass er einwärts und auswärts des inneren Endes We des geschweißten Abschnitts W in der radialen Richtung verlängert ist, so dass dann, wenn die Schublast in dem Schrägverzahnungsabschnitt Rg auftritt, die Belastung, die auf einen Übergangseckabschnitt 8 zwischen der ersten Verbindungsoberfläche f1 und der zweiten Außenumfangsoberfläche A2 und in der Nähe des Übergangseckabschnitts 8 einwirkt, größer ist als die Belastung, die auf das innere Ende We des geschweißten Abschnitts W und die Nähe vom inneren Ende We wirkt. Hierbei weisen die erste Verbindungsoberfläche f1 und der zweite Außenumfangsabschnitt A2 zum Zwischenraum S und sind außer Kontakt mit dem Ringrad R, wobei die erste Verbindungsoberfläche f1 die ersten und zweiten Außenumfangsabschnitte A1, A2 verbindet.
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Ein Anschlagabschnitt ST, der ringförmig ist, steht von dem Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R vor und schließt sich an den Zwischenraumbildungsabschnitt Ris an, und eine Seitenoberfläche STs des Anschlagabschnitts ST stützt sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche f2 ab, so dass sie in einem Oberflächenkontaktzustand sind, wobei die zweite Verbindungsoberfläche f2 die zweiten und dritten Außenumfangsabschnitte A2, A3 verbindet. Ferner ist eine Innenumfangsoberfläche STi des Anschlagabschnitts ST in den dritten Außenumfangsabschnitt A3 eingepresst. Das Lokalisieren und Fixieren des Ringrads R in Bezug auf den Flanschabschnitt 1 des Differenzialgehäuses DC in den axialen und radialen Richtungen wird durch diesen Presssitz erreicht.
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Darüber hinaus sind eine Oberfläche des Ringrads R, die zum Zwischenraum S weist, d. h. eine Oberfläche des Zwischenraumbildungsabschnitts Ris (insbesondere einer inneren Seitenoberfläche Risf, die in der axialen Richtung von dem geschweißten Abschnitt W weiter entfernt ist), und die Seitenoberfläche STs des Anschlagabschnitts ST, die sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche f2 abstützt, glattgängig miteinander verbunden. Im dargestellten Beispiel bildet die innere Seitenoberfläche Risf und die Seitenoberfläche STs eine einzige flache Oberfläche. Da die zwei der inneren Seitenoberfläche Risf und der Seitenoberfläche STs, die unterschiedliche Funktionen haben (d. h. jeweils eine Zwischenraumbildungsfunktion und eine Schublastaufnahmefunktion haben) als glattgängige durchgehende Oberfläche ausgebildet sind, wie oben beschrieben, kann die Struktur des Innenumfangsabschnitts Ri und des Ringrads R vereinfacht werden, und kann somit leichter bearbeitet werden. Hierdurch nimmt die Bearbeitbarkeit der Struktur zu.
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Ein Eckabschnitt 7 ist in einem Übergangsabschnitt zwischen der zweiten Verbindungsoberfläche f2 und dem dritten Außenumfangsabschnitt A3 ausgebildet, wobei der Eckabschnitt 7 gerundet ist, so dass sein Querschnitt bogenförmig ist. Die Rundung erleichtert die Spannungsverteilung in dem Eckabschnitt 7 und dessen Nachbarschaft. Unterdessen ist ein Abschnitt STc des Anschlagabschnitts ST, der zu dem Eckabschnitt 7 weist, als angenähert flache abgeschrägte Oberfläche ausgebildet. Auf diese Weise wird ein ringförmiger Zwischenraum S' zwischen der abgeschrägten Oberfläche STc und dem Eckabschnitt 7 ausgebildet, der zu der abgeschrägten Oberfläche STc weist und einen bogenförmigen Querschnitt hat.
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Es sollte angemerkt werden, dass der Abschnitt STc des Anschlagabschnitts ST, der zu dem Eckabschnitt 7 weist, auch als gerundete Oberfläche STc' ausgebildet werden kann, anstatt wie die abgeschrägte Oberfläche STc mit der angenäherten flachen Form, wie oben beschrieben, wobei die gerundete Oberfläche STc' einen bogenförmigen Querschnitt hat und in Trennrichtung von dem Eckabschnitt 7 konkav und gekrümmt ist, wie in 2 mit der Kettenlinie angegeben. Ferner kann in diesem Fall der Eckabschnitt 7 auch als angenähert flach abgeschrägte Oberfläche ausgebildet werden.
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Nachfolgend wird ein Betrieb der Ausführung beschrieben.
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Die Differenzialvorrichtung D der Ausführung 1 ist konfiguriert, um wie folgt zu arbeiten, wenn das Ringrad R die Drehkraft von dem Motor erhält. Falls sich das Ritzel P um eine Achse L des Differenzialgehäuses DC zusammen mit dem Differenzialgehäuse DC herumdreht, ohne sich um die Ritzelwelle PS zu drehen, werden die linken und rechten Seitenräder G, G' bei der gleichen Geschwindigkeit drehend angetrieben, und wird die Antriebskraft der linken und rechten Seitenräder, G, G' gleichmäßig auf die linken und rechten Ausgangswellen J, J' übertragen. Falls darüber hinaus aufgrund von Kurvenfahrt oder dergleichen des Automobils eine Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Ausgangswellen J, J' auftritt, umläuft das Ritzel P die Achse L des Differenzialgehäuses DC, während es sich um die Ritzelwelle PS herum dreht. Hierdurch wird die Drehantriebskraft von dem Ritzel P auf die linken und rechten Seitenräder G, G' übertragen, während Differenzdrehungen erlaubt werden. Der oben beschriebene Betrieb ist der gleiche wie jener der herkömmlich an sich bekannten Differenzialvorrichtung.
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Unterdessen ist in der Ausführung der Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R an dem Flanschabschnitt 1 angebracht und fixiert, der ringförmig ist und mit einem Außenumfang des Differenzialgehäuses DC durch sowohl Presssitz als auch Verschweißen integriert ist.
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Bei der Montage und Befestigungsarbeit wird zuerst der Schweißabschnitt Riw des Innenumfangsabschnitts Ri des Ringrads R mit relativ kleiner Presssitzlast leicht auf den ersten Außenumfangsabschnitt A1 des Flanschabschnitts 1 aufgepresst, und wird eine Innenumfangsoberfläche STi des Anschlagabschnitts ST mit relativ starker Presssitzlast vollständig auf den Außenumfangsabschnitt A3 des Flanschabschnitts 1 gepresst. Um diesen Presssitzmodus zu erreichen, sind übrigens eine Dimensionsdifferenz zwischen einem Außendurchmesser des ersten Außenumfangsabschnitts A1 und einem Innendurchmesser des Schweißabschnitts Riw sowie eine Dimensionsdifferenz zwischen einem Außendurchmesser des dritten Außenumfangsabschnitts A3 und einem Innendurchmesser des Anschlagabschnitts ST, vor dem Presssitzprozess in Abhängigkeit vom Bedarf unterschiedlich eingestellt.
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Nach der Presssitzarbeit werden der Sitzabschnitt durch leichten Presssitz zwischen dem Außenumfangsabschnitt A1 vom Flanschabschnitt 1 und dem Schweißabschnitt Riw vom Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R von einer Außenseite des Sitzabschnitts her stumpf zusammengeschweißt.
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Die Schweißarbeit wird zum Beispiel ausgeführt durch: wie in 2 mit Kettenlinien angegeben, Bestrahlen des Außenendes des Stützabschnitts, wo sich der Außenumfangsabschnitt A1 und der Schweißabschnitt Riw aneinander abstützen, mit einem Laserstrahl von einer Schweißlaserpistole T, die an der Außenseite des Flanschabschnitts 1 des Ringrads R angeordnet ist; und langsames Drehen des Presssitz-kombinierten Körpers des Differenzialgehäuses DC und des Ringrads R um die Drehachse L des kombinierten Körpers herum. Die Energie des Laserstrahls macht es möglich, den ersten Außenumfangsabschnitt A1 vom Flanschabschnitt 1 mit dem Schweißabschnitt Riw vom Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R um ihren vollen Umfänge herum stumpf zu verschweißen. Übrigens kann der geschweißte Abschnitt W auch an nur einem Teil zwischen diesen in Umfangsrichtung vorgesehen werden.
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Somit enthält in der Ausführung die Außenumfangsoberfläche A des Flanschabschnitts 1 vom Differenzialgehäuse DC als das Getriebeelement: den ersten Außenumfangsabschnitt A1, der auf den Schweißabschnitt Riw vom Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R gesetzt und geschweißt ist; den zweiten Außenumfangsabschnitt A2, der einen kleineren Durchmesser hat und benachbart dem ersten Außenumfangsabschnitt A1 ausgebildet ist; und den dritten Außenumfangsabschnitt A3, der einen viel kleineren Durchmesser hat und benachbart dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2 an der vom ersten Außenumfangsabschnitt A1 entgegengesetzten Seite ausgebildet ist. Der Zwischenraumbildungsabschnitt Ris ist in dem Innenumfangsabschnitt Ri des Ringrads R ausgebildet, wobei der Zwischenraumbildungsabschnitt Ris den Zwischenraum S zwischen dem Zwischenraumbildungsabschnitt Ris und dem Flanschabschnitt 1 definiert, wobei der Zwischenraum S ringförmig ist und dem inneren Ende We des geschweißten Abschnitts W zwischen dem Außenumfangsabschnitt A1 und dem Schweißabschnitt Riw gegenüberliegt. Ferner ist der ringförmige Zwischenraum S so ausgebildet, dass er sich einwärts und auswärts vom inneren Ende We des geschweißten Abschnitts W in der radialen Richtung lang erstreckt, derart, dass die Belastung, die auf den Übergangseckabschnitt 8 zwischen der ersten Verbindungsoberfläche f1 und dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2 und die Nachbarschaft des Übergangseckabschnitts 8 einwirkt, größer ist als die Belastung, die auf das innere Ende We des geschweißten Abschnitts W und die Nachbarschaft des inneren Endes We einwirkt, wenn die Schublast in dem Schrägverzahnungsabschnitt Rg auftritt. Aus diesem Grund ist der gesondert vorgesehene Zwischenraum S in der Lage, die Spannung auf einen Umfangsabschnitt des geschweißten Abschnitts W wirkungsvoll zu verteilen und hierdurch die Spannungskonzentration an dem geschweißten Abschnitt W zu lindern, auch wenn eine starke Schublast in einem Eingriffsabschnitt der Schraubverzahnung Rg auftritt und somit auf das Ringrad R einwirkt (und dementsprechend auf den geschweißten Abschnitt W), während die Kraft von dem Motor auf das Differenzialrad DC übertragen wird.
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Darüber hinaus stützt sich die Seitenoberfläche STs des Anschlagabschnitts ST gegen die zweite Verbindungsoberfläche f2 zwischen den zweiten und dritten Außenumfangsabschnitten A2, A3 ab, wobei der Anschlagabschnitt ST in dem Ringrad R ausgebildet ist und seine Innenumfangsoberfläche STi im Presssitz auf dem dritten Außenumfangsabschnitt A3 sitzt. Somit wird ein Teil der Schublast auch über den Stützabschnitt an der Flanschabschnitt-1-Seite aufgenommen. Daher kann die durch die Schublast verursachte Belastung weiter verteilt werden und kann die Spannungskonzentration auf dem geschweißten Abschnitt W noch wirkungsvoller verringert werden. Infolgedessen ist es, als Gegenmaßnahme gegen die Spannungskonzentration, nicht notwendig, den Umfangsabschnitt des geschweißten Abschnitts W besonders dick zu machen oder die Schweißtiefe des geschweißten Abschnitts W besonders zu vergrößern. Dementsprechend ist dies vorteilhaft, um das Gewicht und die Kosten der Vorrichtung zu reduzieren.
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Nun werden gemeinsam, in Bezug auf eine teilvergrößerte Ansicht in 2, komplementäre Beschreibungen für diesen Spannungsverteilungseffekt angegeben, wie er oben beschrieben worden ist. Zum Beispiel tritt in einem Fall, wo das Ringrad R eine starke Schublast, die in 2 nach links wirkt, auf den Flanschabschnitt 1 des Differenzialgehäuses DC erhält, während die Kraft übertragen wird, ein erster Spannungskonzentrationsabschnitt C1 in dem Übergangseckabschnitt 8 zwischen dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2 und der ersten Verbindungsoberfläche f1 sowie in der Nachbarschaft des Übergangseckabschnitts 8 auf, und tritt ein zweiter Spannungskonzentrationsabschnitt C2 in dem Eckabschnitt 7 zwischen dem dritten Außenumfangsabschnitt A3 und der zweiten Verbindungsoberfläche f2 und der Nachbarschaft des Eckabschnitts 7 auf, wie schematisch in der teilvergrößerten Ansicht in 2 gezeigt. In dieser Hinsicht befinden sich der erste Spannungskonzentrationsabschnitt C1 und der zweite Spannungskonzentrationsabschnitt C2 jeweils an Positionen, die von dem geschweißten Abschnitt W getrennt sind, und tritt eine größere Belastung in dem zweiten Spannungskonzentrationsabschnitt C2 als in dem ersten Spannungskonzentrationsabschnitt C1 auf. Die durch die Schublast verursachten Spannungskonzentrationsabschnitte C1, C2 konzentrieren sich nicht nur auf den geschweißten Abschnitt W und dessen Nachbarschaft, sondern sie werden auf die von dem geschweißten Abschnitt W getrennten Abschnitte verteilt. Hierdurch wird es möglich, das Auftreten der starken Spannungskonzentration im inneren Ende We des geschweißten Abschnitts W und dessen Nachbarschaft effektiv zu verhindern.
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Darüber hinaus übernimmt der oben beschriebene Anschlagabschnitt ST sowohl: die Anschlagfunktion zum Regulieren der Presssitztiefe, wenn der Anschlagabschnitt ST auf den dritten Außenumfangsabschnitt A3 aufgepresst wird; und die Funktion der Spannungsverteilung, wenn die Schublast auftritt. Dies trägt zur Vereinfachung der Struktur der Vorrichtung bei.
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Übrigens ist die erste Verbindungsoberfläche f1, die die ersten und zweiten Außenumfangsabschnitte A1, A2 verbindet, außer Kontakt mit dem Ringrad R. Aus diesem Grund kann die Schublast, die von dem Ringrad R in die Flanschabschnitt-1-Seite eingegeben wird, von dem Stützabschnitt der zweiten Verbindungsoberfläche f2 zwischen den zweiten und dritten Außenumfangsabschnitten A2, A3, der sich gegen den Anschlagabschnitt ST abstützt, effektiv aufgenommen werden. Hierdurch kann die Spannungskonzentration auf dem geschweißten Abschnitt W noch wirkungsvoller verringert werden.
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Darüber hinaus ist in der Ausführung der zweite Zwischenraum S' zwischen dem Eckabschnitt 7 und dem dem Eckabschnitt 7 gegenüberliegenden Abschnitt Stc (oder STc') des Anschlagabschnitts ST ausgebildet, wobei der Eckabschnitt 7 dem Übergangsabschnitt zwischen der zweiten Verbindungsoberfläche f2 und dem dritten Außenumfangsabschnitt A3 ausgebildet ist. Aus diesem Grund ist es möglich, eine Verformung des Eckabschnitts 7 und dessen Nachbarschaft in Folge des Auftretens der Spannungskonzentration an dem Eckabschnitt 7 und dessen Nachbarschaft, des Presssitzes des Anschlagabschnitts ST auf den dritten Außenumfangsabschnitt A3 effektiv zu verhindern.
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Die vorstehende Ausführung hat das Beispiel gezeigt, wo der Zwischenraum S in einer angenähert rechteckigen Form ausgebildet ist, die sich in der radialen Richtung längs lang ist, bei Betrachtung in Querschnittsansicht, wobei der Zwischenraum S ringförmig ist und durch den Zwischenraumbildungsabschnitt Ris im Innenumfang des Ringrads R und im Außenumfang (insbesondere der ersten Verbindungsoberfläche f1 und dem zweiten Außenumfangsabschnitt A2) des Flanschabschnitts 1 definiert ist. Jedoch können die Querschnittsform und der Begrenzungsmodus des Raums S aus verschiedenen Ausführungen ausgewählt werden, die nachfolgend exemplifiziert werden.
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Zum Beispiel ist in einer in 3A exemplifizierten Ausführung der ringförmige Zwischenraum S in der radialen Richtung einwärts des geschweißten Abschnitts W versetzt.
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Ferner ist in den Ausführungen, die jeweils in den 3B und 4A exemplifiziert sind, der ringförmige Zwischenraum S derart ausgebildet, dass der Querschnitt des Zwischenraums S dreieckig ist.
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Darüber hinaus ist in einer in 4B exemplifizierten Ausführung die Nutbreite des Zwischenraumbildungsabschnitts Ris zum Definieren des ringförmigen Zwischenraums S kürzer als die Breite des zweiten Außenumfangsabschnitts A2 in der axialen Richtung, und ist eine Stufe zwischen der inneren Seitenoberfläche Risf des Zwischenraumbildungsabschnitts Ris und der Seitenoberfläche STs des Anschlagabschnitts ST ausgebildet.
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Übrigens ist in der in 4C exemplifizierten Ausführung die Nutbreite des Zwischenraumbildungsabschnitts Ris zum Definieren des ringförmigen Zwischenraums S länger gemacht als die Breite des zweiten Außenumfangsabschnitts A2 in der axialen Richtung. Hierdurch wird eine Stufe, die in Richtung entgegengesetzt zur Stufe in der in 4B gezeigten Ausführung ausgerichtet ist, zwischen der inneren Seitenoberfläche Risf des Zwischenraumbildungsabschnitts Ris und der Seitenoberfläche STs des Anschlagabschnitts ST ausgebildet.
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Obwohl die Ausführungen in der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungen beschränkt. Es können verschiedene konstruktive Änderungen an der vorliegenden Erfindung innerhalb des Umfangs vorgenommen werden, der nicht von der Idee der vorliegenden Erfindung abweicht.
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Obwohl zum Beispiel die vorstehenden Ausführungen das Beispiel der Differenzialvorrichtung D als Getriebevorrichtung aufgezeigt haben, die in dem Automobil angebracht ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf Differenzialvorrichtungen anwendbar, die in Getriebesystemen von verschiedenen anderen Maschinen als dem Automobil verwendet werden. Ferner ist die vorliegende Erfindung auch auf verschiedene andere Getriebevorrichtungen als die Differenzialvorrichtung anwendbar: (Getriebevorrichtungen, die jeweils zumindest in einem Übertragungsweg enthalten: ein Getriebeelement, das drehbar ist und in seinem Außenumfangsabschnitt einstückig zumindest einen Flanschabschnitt enthält; und ein Ringrad, das an den Flanschabschnitt des Getriebeelements geschweißt ist und einen Schrägverzahnungsabschnitt enthält, der in einem Außenumfangsabschnitt des Ringrads ausgebildet ist).
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Obwohl darüber hinaus in den vorstehenden Ausführungen die Differenzialvorrichtung D als die Getriebevorrichtung eine Drehdifferenz zwischen den linken und rechten Achsen erlaubt, ist die vorliegende Erfindung auch auf ein Mitteldifferenzial anwendbar, das eine Drehdifferenz zwischen Vorder- und Hinterrädern aufnimmt.
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In einer Getriebevorrichtung enthält ein Flanschabschnitt: einen ersten Außenumfangsabschnitt, der auf einen Innenumfangsabschnitt eines Ringrads gesetzt und geschweißt ist; einen zweiten Außenumfangsabschnitt, der einen kleinen Durchmesser hat und dem ersten Außenumfangsabschnitt über eine erste Verbindungsoberfläche benachbart ist; sowie einen dritten Außenumfangsabschnitt, der einen kleineren Durchmesser hat und dem zweiten Außenumfangsabschnitt an der von dem ersten Außenumfangsabschnitt entgegengesetzten Seite über eine zweite Verbindungsoberfläche benachbart ist. Das Ringrad enthält einen Zwischenraumbildungsabschnitt, der zwischen sich und dem Flanschabschnitt einen Zwischenraum definiert, der einem inneren Ende eines geschweißten Abschnitts gegenüberliegt und sich radial einwärts und auswärts des geschweißten Abschnitts erstreckt. Eine Seitenoberfläche des Anschlagabschnitts stützt sich gegen die zweite Verbindungsoberfläche ab, wobei der Anschlagabschnitt in dem Ringrad ausgebildet ist und seine Innenumfangsoberfläche auf den dritten Außenumfangsabschnitt aufgepresst ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 5614054 [0002]
- JP 2012-189116 [0002]
