DE102017107219A1

DE102017107219A1 - Differentialgerät

Info

Publication number: DE102017107219A1
Application number: DE102017107219.5A
Authority: DE
Inventors: Yasunori KAMITANI; Minoru Onitake; Tadashi YOSHISAKA; He Jin
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2017-04-04
Publication date: 2017-10-12
Also published as: DE102017107217A1; CN107448504B; DE102017107218A1; CN107435722A; CN107435723B; CN107448504A; CN107435723A

Abstract

Ein Differentialgerät 1 weist einen Differentialmechanismus 3, ein Differentialgehäuse 2, das den Differentialmechanismus 3 aufnimmt, und einen Kupplungsmechanismus 4 auf, der eine Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Differentialmechanismus 3 überträgt. Der Kupplungsmechanismus 4 weist ein Gleitbauteil 5, das innerhalb des Differentialgehäuses 2 in einer axialen Richtung beweglich ist, und ein Stellglied 6 auf. Das Gleitbauteil 5 hat einen ersten kämmbaren Abschnitt 51 an einem Ende in der axialen Richtung, lässt es zu, dass es sich relativ zu dem Differentialmechanismus 3 in der axialen Richtung bewegt, und verhindert es, dass es sich relativ zu dem Differentialmechanismus 3 dreht. Das Differentialgehäuse 2 weist ein erstes Gehäusebauteil 21 und ein zweites Gehäusebauteil 22 auf, die einheitlich (vereinigt) ausgebildet sind, um das Differentialgehäuse 2 auszubilden. Das erste Gehäusebauteil 21 weist einstückig einen zweiten kämmbaren Abschnitt 211 und einen Flanschabschnitt 212 auf, an dem ein Hohlzahnrad 23 befestigt ist. Wenn das Stellglied 6 aktiviert wird/ist, kämmt der erste kämmbare Abschnitt 51 mit dem zweiten kämmbaren Abschnitt 211, so dass das Differentialgehäuse 2 und das Gleitbauteil 5 gekoppelt werden/sind, um eine relative Drehung zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Gleitbauteil 5 zu verhindern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Differentialgerät, das zulässt, dass eine Eingabeantriebskraft (eingegebene Antriebskraft) von einem Paar Ausgabebauteile differentiell ausgegeben wird.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Differentialgeräte, die zulassen, dass eine Eingabeantriebskraft von einem Paar Ausgabebauteile differentiell ausgegeben wird, werden zum Beispiel als Differentiale in Fahrzeugen verwendet. Einige dieser Arten von Differentialgeräten können die Übertragung der Eingabeantriebskraft zu den Ausgabebauteilen unterbrechen, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2015-87015 ( JP 2015-87015 A ) offenbart ist.
Das Differentialgerät, das in JP 2015-87015 A offenbart ist, weist einen Differentialmechanismus der zwei Differentialräder, die an einem wellenförmigen Zapfen gestützt sind, und zwei Seitenwellenzahnräder, ein Differentialgehäuse (Gehäuse), das den Differentialmechanismus aufnimmt, ein Trägerelement, das in dem Differentialgehäuse drehbar aufgenommen ist, einen zweiten Kupplungsbereich, der an dem Trägerelement befestigt ist, einen ersten Kupplungsbereich, der mit dem zweiten Kupplungsbereich eingreifbar ist, und ein Stellglied zum Bewegen des ersten Kupplungsbereichs relativ zu dem zweiten Kupplungsbereich in einer axialen Richtung auf. Eine Antriebskraft wird von einem Antriebszahnrad, das an die Außenumfangsfläche des Differentialgehäuses geschweißt oder verschraubt ist, zu dem Differentialgehäuse eingegeben. Das Trägerelement hat zwei Bohrungen, und der Zapfen ist durch die Bohrungen hindurch eingesetzt und durch einen Sicherungsstift befestigt.
Der erste Kupplungsbereich weist einen ringförmigen Abschnitt und mehrere axiale Vorsprünge auf, die von dem ringförmigen Abschnitt in der axialen Richtung vorstehen. Das vordere Ende jedes axialen Vorsprungs ist mit einem gezahnten Ringsegment vorgesehen, das mit dem zweiten Kupplungsbereich eingreifbar ist. Der ringförmige Abschnitt des ersten Kupplungsbereichs ist außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet, und die axialen Vorsprünge des ersten Kupplungsbereichs sind durch axiale Löcher hindurch in einer Seitenwand des Differentialgehäuses eingesetzt. Dadurch ist der erste Kupplungsbereich an dem Differentialgehäuse derart gekoppelt, dass es zugelassen wird, dass sich der erste Kupplungsbereich relativ zu dem Differentialgehäuse in der axialen Richtung bewegt und dass eine Drehung des ersten Kupplungsbereichs relativ zu dem Differentialgehäuse verhindert wird.
Wenn sich der erste Kupplungsbereich zu dem zweiten Kupplungsbereich in der axialen Richtung durch eine Betätigung des Stellglieds bewegt, greifen die gezahnten Ringsegmente der axialen Vorsprünge mit dem zweiten Kupplungsbereich ein, so dass sich das Trägerelement zusammen mit dem Differentialgehäuse dreht. Somit wird die Antriebskraft, die zu dem Differentialgehäuse von dem Antriebszahnrad eingegeben wird, zu den Differentialzahnrädern über den ersten Kupplungsbereich, den zweiten Kupplungsbereich und das Trägerelement übertragen.
Im Gegensatz dazu wird, wenn das Stellglied deaktiviert wird, der erste Kupplungsbereich von dem zweiten Kupplungsbereich durch eine Rückstellfeder getrennt. Dadurch wird der erste Kupplungsbereich von dem zweiten Kupplungsbereich gelöst, um dadurch zu ermöglichen, dass sich das Trägerelement relativ zu dem Differentialgehäuse dreht. Demgemäß wird die Übertragung der Antriebskraft zu dem Differentialmechanismus von dem Differentialgehäuse unterbrochen.
Gemäß dem Differentialgerät, das in JP 2015-87015 A offenbart ist, wird die Antriebskraft, die zu dem Differentialgehäuse eingegeben wird, zu dem ersten Kupplungsbereich durch die Seitenwand des Differentialgehäuses übertragen. Da die Seitenwand mehrere axiale Löcher hat, in denen die axialen Vorsprünge eingesetzt sind, kann es schwierig sein, dass die Seitenwand eine ausreichende strukturelle Festigkeit (Steifigkeit) hat. Durch Erhöhen der Dicke des Differentialgehäuses kann es ermöglicht werden, dass die Seitenwand eine ausreichende Festigkeit hat, um die erforderliche Antriebskraft zu dem ersten Kupplungsbereich zu übertragen. Jedoch erhöhen sich durch die Erhöhung der Dicke des Differentialgehäuses demgemäß das Gewicht und die Größe des Differentialgehäuses.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Differentialgerät vorzusehen, das eine Antriebskraft wahlweise überträgt und das eine Erhöhung des Gewichts und der Größe des Differentialgehäuses reduziert.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung sieht ein Differentialgehäuse vor, das einen Differentialmechanismus, der zulässt, dass eine Antriebskraft, die zu einem Eingabebauteil eingegeben wird, zu einem Paar von Ausgabebauteilen differential verteilt wird, ein Differentialgehäuse, das den Differentialmechanismus aufnimmt, und einen Kupplungsmechanismus aufweist, der die Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse und dem Einlagebauteil des Differentialmechanismus überträgt. Der Kupplungsmechanismus weist ein Gleitbauteil und ein Stellglied auf. Das Gleitbauteil ist derart angeordnet, dass zugelassen wird, dass sich das Gleitbauteil relativ zu dem Differentialmechanismus innerhalb des Differentialgehäuses in einer zentralen Achsrichtung entlang einer Drehachse des Differentialgehäuses bewegt, und dass nicht zugelassen wird, dass sich das Gleitbauteil relativ zu dem Differentialmechanismus innerhalb des Differentialgehäuses dreht. Das Stellglied versorgt das Gleitbauteil mit einer Bewegungskraft, die das Gleitbauteil in die zentrale Achsrichtung bewegt. Das Gleitbauteil weist einen ersten kämmbaren (eingreifbaren) Abschnitt auf, der an einem Ende des Gleitbauteils in der zentralen Achsrichtung angeordnet ist und der mehrere kämmbare (eingreifbare) Zähne hat. Das Differentialgehäuse weist mehrere Gehäusebauteile auf, die einheitlich (vereinigt) ausgebildet sind, um das Differentialgehäuse auszubilden. Ein erstes Gehäusebauteil der Gehäusebauteile weist einen zweiten kämmbaren (eingreifbaren) Abschnitt mit mehreren kämmbaren (eingreifbaren) Zähnen auf, die zu dem ersten kämmbaren Abschnitt in der zentralen Achsrichtung zugewandt sind. Das erste Gehäusebauteil weist des Weiteren einen Anschlussabschnitt (Anfügungsabschnitt, Anbringungsabschnitt, Verbindungsabschnitt) auf, an dem ein Eingabezahnrad, das sich zusammen mit dem Differentialgehäuse dreht, angebracht ist. Das Differentialgerät schaltet zwischen einem gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand gemäß (in Übereinstimmung mit) der Bedingung um, ob das Stellglied aktiviert oder deaktiviert ist. Der gekoppelte Zustand bewirkt, dass der erste kämmbare Abschnitt und der zweite kämmbare Abschnitt miteinander in einer Umfangsrichtung kämmen, so dass das Differentialgehäuse und das Gleitbauteil gekoppelt sind, um eine relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil und dem Differentialgehäuse nicht zuzulassen. Der entkoppelte Zustand entkoppelt das Differentialgehäuse und das Gleitbauteil voneinander, um die relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil und dem Differentialgehäuse zuzulassen.
Dieser Gesichtspunkt des Differentialgeräts reduziert eine Erhöhung des Gewichts und die Größe des Differentialgehäuses und überträgt wahlweise die Antriebskraft.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und in denen Folgendes gezeigt ist:
1 ist eine Schnittansicht, die eine beispielhafte Struktur eines Differentialgeräts gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
2 ist eine Explosionsperspektivansicht, die das Differentialgerät darstellt;
3 ist eine Perspektivansicht, die ein Gleitbauteil des Differentialgeräts darstellt;
4 ist eine Perspektivansicht, die einen Differentialmechanismus des Differentialgeräts darstellt;
5 ist eine Explosionsperspektivansicht, die den Differentialmechanismus darstellt;
6 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das Differentialgerät darstellt;
7A ist ein erläuterndes Schaubild, das darstellt, wie das Differentialgerät betrieben wird, wenn ein Stellglied deaktiviert ist;
7B ist ein erläuterndes Schaubild, das darstellt, wie das Differentialgerät betrieben wird, wenn das Stellglied aktiviert ist;
8 ist eine Explosionsperspektivansicht, die einen Differentialmechanismus und ein Gleitbauteil gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
9 ist eine Teilschnittansicht, die eine erste, eine zweite und eine dritte Ritzelwelle des Differentialmechanismus darstellt und die Querschnitte eines ersten Stützbauteils und eines zweiten Stützbauteils darstellt; und
10 ist ein Schaubild, das ein Ritzelzahnradstützbauteil als ein Eingabebauteil eines Differentialmechanismus gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend in Bezug auf 1 bis 7B beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht, die eine beispielhafte Struktur eines Differentialgeräts 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt. 2 ist eine Explosionsperspektivansicht, die das Differentialgerät 1 darstellt. 3 ist eine Perspektivansicht, die ein Gleitbauteil 5 des Differentialgeräts 1 darstellt. 4 ist eine Perspektivansicht, die einen Differentialmechanismus 3 des Differentialgeräts 1 darstellt. 5 ist eine Explosionsperspektivansicht, die den Differentialmechanismus 3 darstellt. 6 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die das Differentialgerät 1 darstellt. 7A ist ein erläuterndes Schaubild, das darstellt, wie das Differentialgerät 1 betrieben wird, wenn ein Stellglied 6 deaktiviert ist. 7B ist ein erläuterndes Schaubild, das darstellt, wie das Differentialgerät betrieben wird, wenn das Stellglied 6 aktiviert ist.
Das Differentialgerät 1 wird verwendet, um zuzulassen, dass eine Antriebskraft einer Fahrzeugantriebsquelle, wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine, zu einem Paar von Ausgabewellen differentiell verteilt wird. Insbesondere ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Differentialgerät 1 in einem Fahrzeug mit Vierradantrieb montiert, das ein Paar rechter und linker Hauptantriebsräder (zum Beispiel Vorderräder) und ein Paar rechter und linker Hilfsantriebsräder (zum Beispiel Hinterräder) hat. Die Antriebskraft der Antriebsquelle wird immer zu dem Paar rechten und linken Hauptantriebsrädern übertragen und wird wahlweise zu dem Paar rechten und linken Hilfsantriebsrädern abhängig von den Betriebszuständen (Fahrzuständen) übertragen. Das Differentialgerät 1 wird als ein Differential zum Verteilen der Antriebskraft zu dem Paar rechten und linken Hilfsantriebsrädern verwendet. Wenn die Antriebskraft nur zu den Hauptantriebsrädern übertragen wird, wird das Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus betrieben. Wenn die Antriebskraft zu sowohl den Hauptantriebsrädern als auch den Hilfsantriebsrädern übertragen wird, wird das Fahrzeug in einem Vierradantriebsmodus betrieben. Wenn das Fahrzeug in einem Vierradantriebsmodus betrieben wird, verteilt das Differentialgerät 1 eine eingegebene Antriebskraft (Eingabeantriebskraft) zu rechten und linken Antriebswellen für die Hilfsantriebsräder.
Das Differentialgerät 1 weist ein Differentialgehäuse 2, das durch einen Differentialträger drehbar gestützt ist, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, einen Differentialmechanismus 3, der in dem Differentialgehäuse 2 aufgenommen ist, und einen Kupplungsmechanismus 4 auf, der die Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Differentialmechanismus 3 wahlweise überträgt. Schmieröl wird in das Differentialgehäuse 2 eingebracht, um den Differentialmechanismus 3 zu schmieren.
Der Differentialmechanismus 3 weist eine Ritzelwelle 30 als ein Eingabebauteil, mehrere (vier in dem Ausführungsbeispiel) Ritzelzahnräder 31, die gestützt sind, um um eine Drehachse O des Differentialgehäuses 2 umzulaufen, und ein Paar Seitenzahnräder (seitlicher Zahnräder) 32 als ein Paar Ausgabebauteile auf. Die Ritzelzahnräder 31 und das Paar Seitenzahnräder 32 sind Kegelzahnräder und kämmen miteinander, wobei deren Zahnradachsen senkrecht zueinander sind. Ein Zahnrad des Paars Seitenzahnräder 32 ist mit der rechten Antriebswelle gekoppelt und es wird verhindert, dass es sich relativ zu der rechten Antriebswelle dreht. Das andere Zahnrad des Paars Seitenzahnräder 32 ist mit der linken Antriebswelle gekoppelt und es wird verhindert, dass es sich relativ zu der linken Antriebswelle dreht. Obwohl die Ritzelzahnräder 31 und die Seitenzahnräder 32 tatsächlich Zahnradzähne haben, ist die Darstellung der Zahnradzähne aus Vereinfachungsgründen in 2, 4 und 5 weggelassen.
Der Differentialmechanismus 3 lässt es zu, dass die Antriebskraft, die zu der Ritzelwelle 30 eingegeben wird, zu dem Paar Antriebswellen differentiell ausgegeben wird. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der Differentialmechanismus 3 ein Paar Ritzelwellen 30. Zwei der vier Ritzelzahnräder 31 sind an einer Ritzelwelle 30 drehbar gestützt, und die anderen zwei der vier Ritzelzahnräder 31 sind an der anderen Ritzelwelle 30 drehbar gestützt.
Wie in 5 gezeigt ist, weist jede Ritzelwelle 30 einstückig ein Paar Eingriffsabschnitte 301, die mit einem Gleitbauteil 5 des Kupplungsmechanismus 4 in Eingriff sind, wie nachstehend beschrieben ist, ein Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 302, die durch die Ritzelzahnräder 31 hindurch eingesetzt sind, und ein Verbindungsglied 303 auf, das das Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 302 miteinander verbindet. Als Ganzes hat somit jede Ritzelwelle 30 eine Wellenform. Ein Abschnitt des Paars Eingriffsabschnitte 301 ist an einem Ende der Ritzelwelle 30 angeordnet. Der andere Abschnitt des Paars Eingriffsabschnitte 301 ist an einem anderen Ende der Ritzelwelle 30 angeordnet. Das Verbindungsglied 303 ist an einem mittleren Abschnitt der Ritzelwelle 30 in einer axialen Richtung der Ritzelwelle 30 angeordnet. Jeder Ritzelzahnradstützabschnitt 302 ist zwischen dem Eingriffsabschnitt 301 und dem Verbindungsglied 303 angeordnet und stützt drehbar das Ritzelzahnrad 31.
Die Ritzelwellen 30 sind miteinander an deren mittlerem Abschnitt in deren axialer Richtung in Eingriff. Insbesondere ist das Verbindungsglied 303 der einen Ritzelwelle 30 in eine Aussparung 300 gepasst, die zwischen dem Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 302 der anderen Ritzelwelle 30 ausgebildet ist, und ist das Verbindungsglied 303 der anderen Ritzelwelle 30 in eine Aussparung 300 gepasst, die zwischen dem Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 302 der einen Ritzelwelle 30 ausgebildet ist. Die Ritzelwellen 30 stehen zueinander senkrecht aus Sicht von einer Richtung entlang der Drehachse O des Differentialgehäuses 2.
Der Kupplungsmechanismus 4 weist das Gleitbauteil 5, das in einer zentralen Achsrichtung entlang der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 beweglich ist, das Stellglied 6 zum Versorgen (Zuführen) des Gleitbauteils 5 mit einer Bewegungskraft, die das Gleitbauteil 5 in die zentralen Achsrichtung bewegt, und ein Drückbauteil 7 auf, das zwischen dem Gleitbauteil 5 und dem Stellglied 6 angeordnet ist. Das Gleitbauteil 5 ist innerhalb des Differentialgehäuses 2 angeordnet. Das Stellglied 6 ist außerhalb des Differentialgehäuses 2 angeordnet. Das Drückbauteil 7 überträgt die Bewegungskraft des Stellglieds 6 zu dem Gleitbauteil 5. Das Gleitbauteil 5 wird in die zentrale Achsrichtung durch das Drückbauteil 7 gedrückt und bewegt.
Das Gleitbauteil 5 hat eine runde zylindrische Form mit einer zentralen Achse in Übereinstimmung mit der Drehachse O des Differentialgehäuses 2. Das Gleitbauteil 5 ist derart angeordnet, dass es zulässt, dass sich das Gleitbauteil 5 relativ zu dem Differentialmechanismus 3 in der zentralen Achsrichtung entlang der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 bewegt, und dass verhindert wird, dass sich das Gleitbauteil 5 relativ zu dem Differentialgehäuse 3 dreht. Das Gleitbauteil 5 ist durch Schmieden eines Stahlmaterials ausgebildet. Wie in 3 gezeigt ist, weist das Gleitbauteil 5 einstückig einen ersten kämmbaren (eingreifbaren) Abschnitt 51, der an einem Ende des Gleitbauteils 5 in der zentralen Achsrichtung angeordnet ist und der mehrere kämmbare Zähne 510 hat, einen ringförmigen inneren Rippenabschnitt 52, der zu der Innenseite des ersten kämmbaren Abschnitts 51 hin vorsteht, und einen zylindrischen Abschnitt 53 mit Eingriffsabschnitten 530 auf, die mit der Ritzelwelle 30 in einer Umfangsrichtung eingreifen. Der erste kämmbare Abschnitt 51 ist mit einem zweiten kämmbaren (eingreifbaren) Abschnitt 211 des Differentialgehäuses 2 in der Umfangsrichtung kämmbar (eingreifbar). Der zweite kämmbare Abschnitt 211 ist nachstehend beschrieben. Jeder Eingriffsabschnitt 530 verläuft durch den zylindrischen Abschnitt 52 zwischen den Innen- und Außenumfangsflächen des zylindrischen Abschnitts 52 und ist als eine Nut ausgebildet, die sich in der zentralen Achsrichtung des Gleitbauteils 5 erstreckt.
Jeder Eingriffsabschnitt 530 greift mit dem korrespondierenden Eingriffsabschnitt 301 ein, der an jedem Ende der Ritzelwelle 30 angeordnet ist. Der Eingriff der Eingriffsabschnitte 301 der Ritzelwellen 30 mit den Eingriffsabschnitten 530 des Gleitbauteils 5 lässt es zu, dass sich das Gleitbauteil 5 in der zentralen Achsrichtung relativ zu den Ritzelzahnrädern 31 bewegt, die drehbar an den Ritzelwellen 30 gestützt sind, während verhindert wird, dass sich das Gleitbauteil 5 relativ zu den Ritzelzahnrädern 31 dreht. Die Ritzelzahnräder 31 laufen um die Drehachse O des Differentialgehäuses 2 zusammen mit dem Gleitbauteil 5 um. Insbesondere laufen die Ritzelzahnräder 31 um die Drehachse O um, während sich das Gleitbauteil 5 an der Drehachse O dreht. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der zylindrische Abschnitt 53 vier Eingriffsabschnitte 530, so dass alle Eingriffsabschnitte 301, die an den Enden der Ritzelwellen 30 angeordnet sind, mit dem Gleitbauteil 5 eingreifen können (in Eingriff sein können).
Wie in 7A und 7B gezeigt ist, ist eine Distanzscheibe 33 zwischen einer hinteren Fläche 31a von jedem der Ritzelzahnräder 31 und einer Innenumfangsfläche 53a des zylindrischen Abstands 53 des Gleitbauteils 5 angeordnet. Eine Innenfläche 33a der Distanzscheibe 33 ist teilweise kugelförmig und ist zu der hinteren Fläche 31a des Ritzelzahnrads 31 zugewandt. Eine Außenfläche 33b der Distanzscheibe 33 ist flach und ist zu der Innenumfangsfläche 53a des zylindrischen Abschnitts 53 des Gleitbauteils 5 zugewandt. Wenn sich das Ritzelzahnrad 31 an der Ritzelwelle 30 dreht, gleitet die hintere Fläche 31a des Ritzelzahnrads 31 an der Innenfläche 33a der Distanzscheibe 33. Wenn sich das Gleitbauteil 5 in der zentralen Achsrichtung relativ zu den Ritzelwellen 30 bewegt, gleitet die Innenumfangsfläche 53a des zylindrischen Abstands 53 des Gleitbauteils 5 an der Außenfläche 33b der Distanzscheibe 33.
Der zylindrische Abschnitt 53 des Gleitbauteils 5 hat mehrere Öffnungen 531, durch die Schmieröl hindurchströmt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der zylindrische Abschnitt 53 vier Öffnungen 531, die gleichmäßig voneinander in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 53 beabstandet sind. Jede Öffnung 531 verläuft durch den zylindrischen Abschnitt 53 in der radialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 53 und hat ein offenes Ende an der Seite entgegengesetzt zu der Seite, an der der erste kämmbare Abschnitt 51 angeordnet ist. Die Anzahl und Form der Öffnungen 531 ist nicht auf jene begrenzt, die vorstehend beschrieben sind. Der zylindrische Abschnitt 53 kann eine beliebige Anzahl von Öffnungen 531 in einer beliebigen Form haben.
Der innere Rippenabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 hat eine ringförmige Aufnahmefläche 52a, die eine Vorspannkraft eines Vorspannbauteils 81 aufnimmt, wie nachstehend beschrieben ist. Der innere Rippenabschnitt 52 hat des Weiteren mehrere Passabschnitte 520, die separat mit mehreren Vorsprüngen 821 (siehe 2) einer Halterung 82 eingepasst sind, die das Vorspannbauteil 81 hält. Die Passabschnitte 520 sind in der Aufnahmefläche 52a ausgespart.
Das Drückbauteil 7 hat einen Ringabschnitt 71 und mehrere Schenkelabschnitte 72. Der Ringabschnitt 71 liegt an einer axialen Endfläche 53b des zylindrischen Abschnitts 53 des Gleitbauteils 5 an. Die axiale Endfläche 53b ist an der Seite entgegengesetzt zu der Seite angeordnet, an der der erste kämmbare Abschnitt 51 angeordnet ist. Die Schenkelabschnitte 52 erstrecken sich von dem Ringabschnitt 71 in einer Richtung parallel zu der Drehachse O des Differentialgehäuses 2. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat das Drückbauteil 7 drei Schenkelabschnitte 72. Das Drückbauteil 7 ist durch eine Pressarbeit aus einer Stahlplatte ausgebildet, und ein vorderes Ende jedes Schenkelabschnitts 72, das entgegensetzt zu einem Basisende ist, an dem der Ringabschnitt 71 angeordnet ist, ist nach innen gebogen.
Das Stellglied 6 weist einen ringförmigen Elektromagneten 61, ein Joch 62 und einen Anker 63 auf. Der ringförmige Elektromagnet 61 hat eine Spulenwicklung 611 und ein Formharzbauteil 612, das die Spulenwicklung 611 umschließt (einkapselt). Das Joch 62 sieht einen Magnetweg für einen Magnetfluss vor, der durch den Elektromagneten 61 erzeugt wird, wenn die Spulenwicklung 611 erregt wird. Der Anker 63 ist in die Richtung der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 geführt, während er mit dem Formharzbauteil 612 in Gleitkontakt ist. Das Formharzbauteil 612 weist einen viereckigen Querschnitt entlang der Drehachse O auf. Die Magnetkraft, die durch Erregen der Spulenwicklung 611 erzeugt wird, bewirkt, dass der Anker 63 das Gleitbauteil 5 in eine derartige Richtung bewegt, dass der erste kämmbare Abschnitt 51 mit dem zweiten kämmbaren Abschnitt 211 des Differentialgehäuses 2 kämmt (in Eingriff gebracht wird). Die Bewegungskraft des Stellglieds 6 wird zu dem Gleitbauteil 5 durch das Drückbauteil 7 übertragen, wodurch bewirkt wird, dass der erste kämmbare Abschnitt 51 des Gleitbauteils 5 mit dem zweiten kämmbaren Abschnitt 211 kämmt.
Die Spulenwicklung 611 wird mit einem Erregungsstrom über eine elektrische Leitung (Draht) 610 (siehe 2) von einem Steuerungsgerät versorgt, das in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Die Zufuhr (Versorgung) des Erregungsstroms zu der Spulenwicklung 611 aktiviert das Stellglied 6. Da das Stellglied 6 außerhalb des Differentialgehäuses 2 angeordnet ist, ist es einfach, den Strom zu der Spulenwicklung 611 zuzuführen. Das Joch 62 ist aus einem weichen magnetischen Metall, wie zum Beispiel Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt, hergestellt. Wie in 6 gezeigt ist, weist das Joch 62 einstückig einen zylindrischen Abschnitt 621 und einen Rippenabschnitt 622 auf. Der zylindrische Abschnitt 621 deckt eine Innenumfangsfläche 612b des Formharzbauteils 612 von der Innenseite ab. Der Rippenabschnitt 622 steht von einem axialen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 621 nach außen vor und deckt eine axiale Endfläche 612c des Formharzbauteils 612 ab. Der Bohrungsdurchmesser des zylindrischen Abschnitts 621 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser eines zugewandten Abschnitts des Differentialgehäuses 2, der zu einer Innenumfangsfläche 621a des zylindrischen Abschnitts 621 zugewandt ist.
Die Umfangsfläche 621a des zylindrischen Abschnitts 621 hat eine ringförmige Aussparung 640, in der mehrere (drei in diesem Ausführungsbeispiel) Platten 84 eingepasst sind. Die Platten 84 sind aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt und sind an dem Differentialgehäuse 2 durch Presspassungsstifte 83 befestigt. Das Einpassen der Platten 84 in die ringförmige Aussparung 640 verhindert, dass sich das Joch 62 relativ zu dem Differentialgehäuse 2 in der axialen Richtung bewegt. Die axiale Breite der ringförmigen Aussparung 640 ist größer als die Dicke der Platten 84, um einen Drehwiderstand zwischen dem Joch 62 und den Platten 84 zu verhindern, wenn sich das Differentialgehäuse 2 dreht.
Ein Anschlagsring 64 ist an einem Ende des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 befestigt, das entgegengesetzt zu dem Ende ist, an dem der Rippenabschnitt 622 vorsteht. Der Anschlagsring 64 ist aus einem nichtmagnetischen Metall, wie zum Beispiel rostfreiem Austenitstahl, hergestellt und weist einstückig einen ringförmigen Abschnitt 641, ein Paar Vorsprünge 642 und zurückgeklappte Abschnitte 643 auf. Der ringförmige Abschnitt 641 ist an dem Joch 62 befestigt. Das Paar Vorsprünge 642 steht von dem ringförmigen Abschnitt 641 an zwei Positionen an dem Umfang des ringförmigen Abschnitts 641 vor. Jeder der zurückgeklappten Abschnitte 643 ist in einem spitzen Winkel von dem vorderen Ende eines korrespondierenden Vorsprungs des Paars Vorsprünge 642 zurückgeklappt. Das Paar Vorsprünge 642 ist mit dem Differentialträger in Eingriff, der in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, um dadurch eine Drehung des Anschlagsrings 64 zu verhindern. Der ringförmige Abschnitt 641 ist an dem Joch 62 zum Beispiel durch Schweißen befestigt.
Der Anker 63 ist aus einem weichen magnetischen Metall, wie zum Beispiel Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, hergestellt und weist einstückig einen äußeren ringförmigen Abschnitt 631, der um den Elektromagneten 61 angeordnet ist, und einen Seitenplattenabschnitt 632 auf, der zu dem Elektromagneten 61 in der axialen Richtung zugewandt ist. Der äußere ringförmige Abschnitt 631 hat eine runde zylindrische Form und deckt den Außenumfang des Elektromagneten 61 ab. Der Seitenplattenabschnitt 632 steht von einem axialen Ende des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 nach innen vor. Der Seitenplattenabschnitt 632 ist zu einer axialen Endfläche 612d des Formharzbauteils 612 in der axialen Richtung zugewandt. Die axiale Endfläche 612d ist entgegengesetzt zu der axialen Endfläche 612c, die zu dem Rippenabschnitt 622 des Jochs 62 zugewandt ist. Zusätzlich ist der Seitenplattenabschnitt 632 sowohl zu dem ringförmigen Abschnitt 641 des Anschlagrings 64 als auch zu einer axialen Endfläche 621d des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 in der axialen Richtung zugewandt.
Eine Innenumfangsfläche 631a des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 des Ankers 63 ist mit einer Außenumfangsfläche 612a des Formharzbauteils 612 in Kontakt, so dass der Anker 63 durch den Elektromagneten 61 gestützt ist. Wenn sich der Anker 63 in der axialen Richtung bewegt, gleitet die Innenumfangsfläche 631a des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 an der Außenumfangsfläche 612a des Formharzbauteils 612.
Wie in 2 gezeigt ist, hat der Seitenplattenabschnitt 632 des Ankers 63 Eingriffslöcher 632a, die mit den Vorsprüngen 642 des Anschlagsrings 64 eingreifen, ein Drahteinsetzloch (Leitungseinsetzloch) 632b, durch das die elektrische Leitung 610 eingesetzt ist, und mehrere (neun in dem Ausführungsbeispiel, das in 2 gezeigt ist) Öllöcher 632c, durch die Schmieröl strömt. Die Schenkelabschnitte 62 des Drückbauteils 7 liegen an einem Endabschnitt des Seitenplattenabschnitts 632 an der Innenumfangsseite des Seitenplattenabschnitts 632 an. Die zurückgeklappten Abschnitte 643 des Anschlagsrings 64 verhindern, dass sich der Anker 63 von dem Anschlagsring 64 löst. Der Eingriff der Vorsprünge 642 mit den Eingriffslöchern 632a verhindert, dass sich der Anker 63 relativ zu dem Differentialträger dreht. Insbesondere sind die Vorsprünge 642 des Anschlagsrings 64 durch die Eingriffslöcher 632a eingesetzt und sind mit dem Differentialträger in Eingriff.
Das Differentialgehäuse 2 weist ein erstes Gehäusebauteil 21 und ein zweites Gehäusebauteil 22 auf, die in der Richtung der Drehachse O ausgerichtet sind.
Das erste Gehäusebauteil 21 und das zweite Gehäusebauteil 22 sind vereinheitlicht aufgebaut, um das Differentialgehäuse 2 auszubilden. Eine flache ringförmige Distanzscheibe 34 ist zwischen dem ersten Gehäusebauteil 21 und dem Paar Seitenzahnräder 32 des Differentialmechanismus 3 angeordnet und ist ferner zwischen dem zweiten Gehäusebauteil 22 und dem Paar Seitenzahnräder 32 angeordnet.
Das zweite Gehäusebauteil 22 hat eine runde zylindrische Form mit einem Boden und nimmt den Differentialmechanismus 3 und das Gleitbauteil 5 auf. Das zweite Gehäusebauteil 22 weist einstückig einen zylindrischen Abschnitt 221 mit einer runden zylindrischen Form, einen Wandabschnitt 222, der von einem Ende des zylindrischen Abschnitts 221 nach innen vorsteht, das entgegengesetzt zu der Seite ist, an der das erste Gehäusebauteil 21 angeordnet ist, und einen Flanschabschnitt 223 auf, der von dem anderen Ende des zylindrischen Abschnitts 221 nach außen vorsteht. Der Elektromagnet 61 und das Joch 62 sind an einer Stelle angeordnet, die zwischen dem zylindrischen Abschnitt 221 und dem Wandabschnitt 222 ausgebildet ist.
Der zylindrische Abschnitt 221 hat mehrere Öllöcher 221a, durch die Schmieröl strömt. Der Wandabschnitt 222 hat mehrere (drei in dem Ausführungsbeispiel) Einsetzlöcher 222a zum Übertragen der Bewegungskraft des Stellglieds 6 zu dem Gleitbauteil 5. Der Wandabschnitt 222 hat des Weiteren ein Einsetzloch 222b, das eine Antriebswelle aufnimmt, die an eines von dem Paar der Seitenzahnräder 32 gekoppelt ist, um sich nicht relativ zu dem einen des Paars der Seitenzahnräder 32 zu drehen. Jeder der Schenkelabschnitte 72 des Drückbauteils 7 ist durch ein entsprechendes Loch der Einsetzlöcher 222a hindurch eingesetzt. Die Einsetzlöcher 222a und das Welleneinsetzloch 222b verlaufen durch den Wandabschnitt 222 in der Richtung parallel zu der Drehachse O.
Das erste Gehäusebauteil 21 ist/wird zum Beispiel durch Schmieden geformt und hat eine Scheibenform, die eine Öffnung des zweiten Gehäusebauteils 22 abdeckt. Das erste Gehäusebauteil 21 weist einstückig den zweiten kämmbaren Abschnitt 211 mit mehreren kämmbaren Zähnen 210 und einen Flanschabschnitt 212 auf, der an dem Flanschabschnitt 223 des zweiten Gehäusebauteils 22 anliegt. Der zweite kämmbare Abschnitt 211 ist zu dem ersten kämmbaren Abschnitt 51 in der zentralen Achsrichtung des Gleitbauteils 5 zugewandt. Das Gleitbauteil 5 ist zwischen dem zweiten kämmbaren Abschnitt 211 des ersten Gehäusebauteils 21 und dem Wandabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 angeordnet. Das erste Gehäusebauteil 21 hat ein Welleneinsetzloch 21a, das eine Antriebswelle aufnimmt, die an dem anderen von dem Paar der Seitenzahnräder 32 gekoppelt ist, um sich nicht relativ zu dem anderen des Paars der Seitenzahnräder 32 zu drehen.
Eine Antriebskraft von einem Hohlzahnrad 23 (siehe 1) als ein Eingabezahnrad wird zu dem Differentialgehäuse 2 eingegeben. Das Hohlzahnrad 23 ist an den Flanschabschnitten 212 und 223 des ersten und zweiten Gehäusebauteils 21 und 22 befestigt. Die Flanschabschnitte 212 und 223 dienen als ein Anschlussabschnitt (Anfügungsabschnitt, Verbindungsabschnitt), an dem das Hohlzahnrad 23 angebracht (angefügt) ist. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der Flanschabschnitt 212 des ersten Gehäusebauteils 21 mehrere Schraubeneinsetzlöcher 212a und hat der Flanschabschnitt 223 des zweiten Gehäusebauteils 22 mehrere Schraubeneinsetzlöcher 223a. Das Hohlzahnrad 23 ist an dem Differentialgehäuse 2 durch mehrere Befestigungsschrauben (Anziehschrauben) 24 befestigt, die separat durch die Schraubeneinsetzlöcher 212a und 223a hindurch eingesetzt sind. Diese Befestigung lässt es zu, dass sich das Hohlzahnrad 23 zusammen mit dem Differentialgehäuse 2 dreht. Jede der Befestigungsschrauben 24 hat einen Kopf 241 und einen Schaft 242 mit einem Außengewinde. Der Kopf 241 liegt an dem Flanschabschnitt 212 des ersten Gehäusebauteils 21 an, und der Schaft 243 ist durch die Schraubeneinsetzlöcher 212a und 223a hindurch eingesetzt, so dass die Befestigungsschraube 24 in ein Gewindeloch 23a in dem Hohlzahnrad 23 geschraubt ist.
Das Hohlzahnrad 23 kann an dem Differentialgehäuse 3 durch andere Verfahren, die sich vom Verschrauben unterscheiden, befestigt werden. Zum Beispiel kann das Hohlzahnrad 23 an dem ersten Gehäusebauteil 21 durch Schweißen befestigt werden. In diesem Fall dient ein Abschnitt des ersten Gehäusebauteils 21, der an das Hohlzahnrad 23 geschweißt ist, als der Anschlussabschnitt.
Das erste Gehäusebauteil 21 und das zweite Gehäusebauteil 22 sind durch mehrere Kopplungsbolzen 25 (siehe 2) einheitlich ausgebildet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind das erste Gehäusebauteil 21 und das zweite Gehäusebauteil 22 durch vier Kopplungsbolzen 25 einheitlich ausgebildet, bevor das Hohlzahnrad 23 befestigt wird. 2 stellt drei der vier Kopplungsschrauben 25 dar. Die Kopplungsschrauben 25 sind durch Schraubeneinsetzlöcher 223b in dem Flanschabschnitt 223 des zweiten Gehäusebauteils 22 hindurch eingesetzt und sind in Gewindelöcher 212b in dem ersten Gehäusebauteil 21 geschraubt.
Das Vorspannbauteil 81 und die Halterung 82, die das Vorspannbauteil 81 hält, sind zwischen dem ersten Gehäusebauteil 21 und dem inneren Rippenabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 angeordnet. Das Vorspannbauteil 81 ist ein elastischer Körper. Die Halterung 82 weist einen ringförmigen Körper 820 und drei Vorsprünge 821 auf, die sich von dem Körper 820 zu dem Wandabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 hin erstrecken. Die Vorsprünge 821 sind mit den Passabschnitten 520 des inneren Rippenabschnitts 52 des Gleitbauteils 5 eingepasst, um zu verhindern, dass sich die Halterung 82 relativ zu dem Gleitbauteil 5 dreht.
Das Vorspannbauteil 81 wird in der zentralen Achsrichtung des Gleitbauteils 5 durch eine Betätigung des Stellglieds 6 zusammengedrückt. Das Gleitbauteil 5 wird zu dem Wandabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 für eine Rückstellkraft (das heißt, eine Vorspannkraft) des Vorspannbauteils 81 hin vorgespannt. Zum Beispiel kann eine Spiralfeder als das Vorspannbauteil 81 verwendet werden. Alternativ kann das Vorspannbauteil 81 aus Gummi hergestellt sein. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Vorspannbauteil 81 ringförmig ausgebildet und ist zwischen dem Differentialmechanismus 2 und dem zylindrischen Abschnitt 221 des zweiten Gehäusebauteils 22 angeordnet. Alternativ kann das Vorspannbauteil 81 in mehrere separate Abschnitte aufgeteilt sein, die an verschiedenen Positionen angeordnet sind und die zu dem inneren Rippenabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 zugewandt sind.
Das Differentialgerät 1 schaltet zwischen einem gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand in Übereinstimmung mit (gemäß) der Bedingung (Zustand) um, ob das Stellglied 6 aktiviert oder deaktiviert ist. In dem gekoppelten Zustand kämmen der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 miteinander in der Umfangsrichtung, so dass das Gleitbauteil 5 und das Differentialgehäuse 2 gekoppelt sind, um eine relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil 5 und dem Differentialgehäuse 2 zu verhindern. In dem entkoppelten Zustand sind das Gleitbauteil 5 und das Differentialgehäuse 2 entkoppelt, um die relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil 5 und dem Differentialgehäuse 2 zuzulassen.
7A ist eine Teilschnittansicht, die das Differentialgerät 1 darstellt, wenn das Stellglied 6 deaktiviert ist. 7B ist eine Teilschnittansicht, die das Differentialgerät 1 darstellt, wenn das Stellglied 6 aktiviert ist.
Das Stellglied 6 ist deaktiviert, wenn kein Erregungsstrom zu der Spulenwicklung 611 des Elektromagneten 61 zugeführt wird. Wenn das Stellglied 6 deaktiviert ist, bewegt die Rückstellkraft des Vorspannbauteils 81 das Gleitbauteil 5 zu dem Wandabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 hin, wodurch sich der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 voneinander lösen. Des Weiteren wird, wenn der Elektromagnet 61 entregt ist, die Rückstellkraft des Vorspannbauteils 81 zu dem Anker 63 durch das Gleitbauteil 5 und das Drückbauteil 7 übertragen, wodurch der Anker 63 zu einer Anfangsposition weg von dem Wandabschnitt 222 zurückgestellt wird.
Wenn das Stellglied 6 deaktiviert ist, wird/ist die Übertragung der Antriebskraft von dem Differentialgehäuse 2 zu dem Differentialmechanismus 3 unterbrochen, da zugelassen wird, dass sich das Differentialgehäuse 2 und das Gleitbauteil 5 relativ zueinander drehen. Somit wird die Antriebskraft, die zu dem Differentialgehäuse 2 von dem Hohlzahnrad 23 eingegeben wird, nicht zu den Antriebswellen übertragen, so dass das Fahrzeug in einem Zweiradantriebsmodus betrieben wird.
Wenn der Erregungsstrom zu der Spulenwicklung 611 des Elektromagneten 61 übertragen wird, bewegt die Magnetkraft des Elektromagneten 61 den Anker 63 in die axiale Richtung, derart, dass die Seitenplattenabschnitte 632 des Ankers 63 einer axialen Endfläche 621b (siehe 6) des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 annähert. Das Drückbauteil 7 drückt das Gleitbauteil 5 zu dem ersten Gehäusebauteil 21 hin, so dass demgemäß der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 miteinander kämmen. Insbesondere wird die Bewegungskraft des Ankers 63 auf die vorderen Enden der Schenkelabschnitte 72 des Drückbauteils 7 aufgebracht, wodurch bewirkt wird, dass das Drückbauteil 7 das Gleitbauteil 5 zu dem ersten Gehäusebauteil 21 hin drückt. Zu dieser Zeit liegt der Ringabschnitt 71 des Drückbauteils 7 an der axialen Endfläche 53b des zylindrischen Abschnitts 53 des Gleitbauteils 5 an der Seite entgegengesetzt zu der Seite an, an der der erste kämmbare Abschnitt 51 angeordnet ist.
Wenn der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 miteinander kämmen, wird die Antriebskraft, die von dem Hohlzahnrad 53 zu dem Differentialgehäuse 2 eingegeben wird, zu den Antriebswellen über das Gleitbauteil 5, das Paar Ritzelwellen 30, die vier Ritzelzahnräder 31 und das Paar Seitenzahnräder 32 übertragen. Somit wird das Fahrzeug in einem Vierradantriebsmodus betrieben.
Ein Positionssensor 10 erfasst eine Position des Ankers 63 in der axialen Richtung und gibt ein Erfassungssignal, das die erfasste Position anzeigt, zu dem Steuerungsgerät aus. Der Positionssensor 10 weist ein Kontaktbauteil 11 und ein Stützbauteil 12 auf, das das Kontaktbauteil 11 stützt. Das Kontaktbauteil 11 ist relativ zu dem Stützbauteil 12 in der Richtung parallel zu der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 hin- und herbewegbar. Ein vorderes Ende des Kontaktbauteils 11 ist elastisch (federnd) mit dem Seitenplattenabschnitt 632 des Ankers 63 in Kontakt. Das Stützbauteil 12 ist an dem Differentialträger befestigt. Das Steuerungsgerät identifiziert die Position des Ankers 63 von dem Erfassungssignal des Positionssensors 10 und bestimmt auf der Grundlage der identifizierten Position, ob der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 miteinander kämmen.
Das Steuerungsgerät aktiviert das Stellglied 6, das deaktiviert gehalten wird, durch Versorgen des Elektromagneten 61 mit dem Erregungsstrom mit einem Wert, der groß genug ist, um das Gleitbauteil 5 schnell zu bewegen. Dann reduziert, wenn bestimmt wird, dass der erste kämmbare Abschnitt 51 und der zweite kämmbare Abschnitt 211 miteinander kämmen, das Steuerungsgerät den Erregungsstrom auf einen Wert, der relativ klein ist, jedoch ausreicht, um das Miteinanderkämmen des ersten kämmbaren Abschnitts 51 und des zweiten kämmbaren Abschnitts 211 zu halten. Diese Vorgehensweise reduziert einen Energieverbrauch.
Wie vorstehend beschrieben ist, weist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel das Differentialgehäuse 2 das erste Gehäusebauteil 21 und das zweite Gehäusebauteil 22 auf, die einheitlich (vereinigt) angeordnet (ausgebildet, aufgebaut) sind, um das Differentialgehäuse 2 auszubilden, und weist das erste Gehäusebauteil 21 einstückig den Flanschabschnitt 212, an dem das Hohlzahnrad 23 befestigt ist, und den zweiten kämmbaren Abschnitt 211 auf, um mit dem ersten kämmbaren Abschnitt 51 des Gleitbauteils 5 zu kämmen. Die Antriebskraft, die von dem Hohlzahnrad 23 eingegeben wird, wird zu dem Gleitbauteil 5 nur durch das erste Gehäusebauteil 21 von dem ersten und zweiten Gehäusebauteil 21 und 22 übertragen. Die Antriebskraft wird dann von dem Gleitbauteil 5 zu der Ritzelwelle 30 des Differentialmechanismus 3 übertragen. Somit umfasst ein Weg zum Übertragen der Antriebskraft nicht den Wandabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22, der die Einsetzlöcher 222a hat, durch die die Schenkelabschnitte 72 des Drückbauteils 7 hindurch eingesetzt sind. Dadurch reduzieren sich eine Erhöhung des Gewichts und die Größe des Differentialgehäuses 2 und wird es ferner zugelassen, dass die Antriebskraft wahlweise in Übereinstimmung mit (gemäß) der axialen Bewegung des Gleitbauteils 5 übertragen wird.
Nachstehend ist ein Differentialgerät gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf 8 und 9 beschrieben. Das Differentialgerät gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Differentialgerät 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Struktur eines Eingabebauteils eines Differentialmechanismus. Infolgedessen ist die Struktur des Eingabebauteils nachstehend beschrieben. Merkmale, die gleich wie jene sind, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht beschrieben und sind in 8 und 9 durch dieselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
8 ist eine Explosionsperspektivansicht, die einen Differentialmechanismus 3A und ein Gleitbauteil 5 gemäß diesem Ausführungsbeispiel darstellt. 9 ist eine Teilschnittansicht, die eine erste, eine zweite und eine dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37 des Differentialmechanismus 3A darstellt und Querschnitte eines ersten Stützbauteils 381 und eines zweiten Stützbauteils 382 darstellt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der Differentialmechanismus 3A die erste, die zweite und die dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37, die jeweils eine Wellenform haben. Die vier Ritzelzahnräder 31 sind drehbar durch die erste, die zweite und die dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37 gestützt. Es ist anzumerken, dass aus Vereinfachungsgründen in 8 die Darstellung des Paars Seitenzahnräder 32, die mit den vier Ritzelzahnrädern 31 kämmen, weggelassen ist. Jede der ersten, der zweiten und der dritten Ritzelwelle 35, 36 und 37 dient als ein Eingabebauteil des Differentialmechanismus 3A. Der Differentialmechanismus 3A hat des Weiteren das erste Stützbauteil 381 und das zweite Stützbauteil 382, die die erste, die zweite und die dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37 stützen.
Die erste Ritzelwelle 35 weist einstückig ein Paar Eingriffsabschnitte 351, die mit den Eingriffsabschnitten 530 des Gleitbauteils 5 in Eingriff sind, ein Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 352, die durch die Ritzelzahnräder 31 hindurch eingesetzt sind, und ein Verbindungsglied 353 auf, das das Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 352 miteinander verbindet. Die zweite Ritzelwelle 36 hat einen Eingriffsabschnitt 361 an einem Ende und hat einen Anlageabschnitt 363 an dem anderen Ende. Der Eingriffsabschnitt 361 ist mit dem Eingriffsabschnitt 530 des Gleitbauteils 5 in Eingriff. Der Anlageabschnitt 363 liegt an dem Verbindungsglied 353 der ersten Ritzelwelle 35 an. Die zweite Ritzelwelle 36 hat des Weiteren einen Ritzelzahnradstützabschnitt 362 zwischen dem Eingriffsabschnitt 361 und dem Anlageabschnitt 363. Der Ritzelzahnradstützabschnitt 362 ist durch das Ritzelzahnrad 31 hindurch eingesetzt.
Gleich wie die zweite Ritzelwelle 36 hat die dritte Ritzelwelle 37 einen Eingriffsabschnitt 371 an einem Ende, einen Anlageabschnitt 373 an dem anderen Ende und einen Ritzelzahnradstützabschnitt 372 zwischen dem Eingriffsabschnitt 371 und dem Anlageabschnitt 373. Der Eingriffsabschnitt 371 ist mit dem Eingriffsabschnitt 530 des Gleitbauteils 5 in Eingriff. Der Anlageabschnitt 373 liegt an dem Verbindungsglied 353 der ersten Ritzelwelle 35 an. Der Ritzelzahnradstützabschnitt 372 ist durch das Ritzelzahnrad 31 hindurch eingesetzt.
Die erste, die zweite und die dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37 sind durch Einsetzlöcher 381a des ersten Stützbauteils 381 und Einsetzlöcher 382a des zweiten Stützbauteils 382 hindurch eingesetzt. Das erste Stützbauteil 381 hat eine runde zylindrische Form und ist innerhalb des Gleitbauteils 5 angeordnet. Das zweite Stützbauteil 382 hat eine viereckig zylindrische Form und ist innerhalb des ersten Stützbauteils 381 angeordnet. Die vier Ritzelzahnräder 31 sind zwischen dem ersten Stützbauteil 381 und dem zweiten Stützbauteil 382 angeordnet.
Vier Stifte 383 werden verwendet, um zu verhindern, dass sich die erste, die zweite und die dritte Ritzelwelle 35, 36 und 37 relativ zu dem ersten Stützbauteil 381 drehen. 8 stellt drei der vier Stifte 383 dar. Das erste Stützbauteil 381 hat vier Stifteinsetzlöcher 381b, in denen die Stifte 383 separat hindurch eingesetzt sind. Das erste Stützbauteil 381 hat des Weiteren vier Öllöcher 381c, durch die Schmieröl strömt. Die erste Ritzelwelle 35 hat zwei Stifteinsetzlöcher 35a, von denen jedes zwischen dem Eingriffsabschnitt 351 und dem Ritzelzahnradstützabschnitt 352 angeordnet ist. Die zweite Ritzelwelle 36 hat ein Stifteinsetzloch 36a zwischen dem Eingriffsabschnitt 361 und dem Ritzelzahnradstützabschnitt 362. Die dritte Ritzelwelle 37 hat ein Stifteinsetzloch 37a zwischen dem Eingriffsabschnitt 371 und dem Ritzelzahnradstützabschnitt 372. Die vier Stifte 383 sind in den Stifteinsetzlöchern 381b, 35a, 36a und 37a zum Beispiel durch eine Presspassungsbefestigung befestigt.
Das zweite Ausführungsbeispiel erreicht denselben Effekt, wie den der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Nachstehend ist ein Differentialgerät gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Bezug auf 10 beschrieben. Das Differentialgerät gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Differentialgerät 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Struktur eines Eingabebauteils eines Differentialmechanismus. Infolgedessen ist nachstehend die Struktur des Eingabebauteils beschrieben. Merkmale, die gleich sind wie jene, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben sind, sind in diesem Ausführungsbeispiel nicht beschrieben und sind in 10 mit denselben Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
10 ist ein Schaubild, das ein Ritzelzahnradstützbauteil 39 als ein Eingabebauteil des Differentialmechanismus gemäß diesem Ausführungsbeispiel darstellt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel stützt das Ritzelzahnradstützbauteil 39 die Ritzelzahnräder 31 und weist vier Wellenabschnitte 391 und ein Verbindungsglied 392 auf, das die Wellenabschnitte 391 miteinander verbindet. Jeder der Wellenabschnitte 391 weist einen Eingriffsabschnitt 391a und einen Ritzelzahnradstützabschnitt 391b auf. Der Eingriffsabschnitt 391a ist mit dem Eingriffsabschnitt 530 des Gleitbauteils 5 in Eingriff. Der Ritzelzahnradstützabschnitt 391b stützt drehbar das Ritzelzahnrad 31. Die vier Wellenabschnitte 391 sind radial angeordnet und bilden ein einzelnes Bauteil derart aus, dass das Ritzelzahnradstützbauteil 39 eine Kreuzform aus Sicht von der zentralen Achsrichtung hat. Jeder der vier Wellenabschnitte 391 ist an einem Ende mit einem korrespondierenden Abschnitt der Eingriffsabschnitte 530 des Gleitbauteils 5 in Eingriff und stützt ferner drehbar ein korrespondierendes Zahnrad der Ritzelzahnräder 31.
Das dritte Ausführungsbeispiel erreicht denselben Effekt wie den, der in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Ein Differentialgerät 1 weist einen Differentialmechanismus 3, ein Differentialgehäuse 2, das den Differentialmechanismus 3 aufnimmt, und einen Kupplungsmechanismus 4 auf, der eine Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Differentialmechanismus 3 überträgt. Der Kupplungsmechanismus 4 weist ein Gleitbauteil 5, das innerhalb des Differentialgehäuses 2 in einer axialen Richtung beweglich ist, und ein Stellglied 6 auf. Das Gleitbauteil 5 hat einen ersten kämmbaren Abschnitt 51 an einem Ende in der axialen Richtung, lässt es zu, dass es sich relativ zu dem Differentialmechanismus 3 in der axialen Richtung bewegt, und verhindert es, dass es sich relativ zu dem Differentialmechanismus 3 dreht. Das Differentialgehäuse 2 weist ein erstes Gehäusebauteil 21 und ein zweites Gehäusebauteil 22 auf, die einheitlich (vereinigt) ausgebildet sind, um das Differentialgehäuse 2 auszubilden. Das erste Gehäusebauteil 21 weist einstückig einen zweiten kämmbaren Abschnitt 211 und einen Flanschabschnitt 212 auf, an dem ein Hohlzahnrad 23 befestigt ist. Wenn das Stellglied 6 aktiviert wird/ist, kämmt der erste kämmbare Abschnitt 51 mit dem zweiten kämmbaren Abschnitt 211, so dass das Differentialgehäuse 2 und das Gleitbauteil 5 gekoppelt werden/sind, um eine relative Drehung zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Gleitbauteil 5 zu verhindern.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015-87015 [0002]
JP 2015-87015 A [0002, 0003, 0007]

Claims

Differentialgerät, das Folgendes aufweist: einen Differentialmechanismus, der zulässt, dass eine Antriebskraft, die zu einem Eingabebauteil eingegeben wird, differentiell zu einem Paar Ausgabebauteile verteilt wird; ein Differentialgehäuse, das den Differentialmechanismus aufnimmt; und einen Kupplungsmechanismus, der die Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse und dem Eingabebauteil des Differentialmechanismus überträgt, wobei der Kupplungsmechanismus ein Gleitbauteil aufweist, das derart angeordnet ist, dass zugelassen wird, dass sich das Gleitbauteil relativ zu dem Differentialmechanismus innerhalb des Differentialgehäuses in einer zentralen Achsrichtung entlang einer Drehachse des Differentialgehäuses bewegt, und dass nicht zugelassen wird, dass sich das Gleitbauteil relativ zu dem Differentialmechanismus innerhalb des Differentialgehäuses dreht, wobei der Kupplungsmechanismus des Weiteren ein Stellglied zum Versorgen des Gleitbauteils mit einer Bewegungskraft aufweist, die das Gleitbauteil in der zentralen Achsrichtung bewegt, das Gleitbauteil einen ersten kämmbaren Abschnitt aufweist, der an einem Ende des Gleitbauteils in der zentralen Achsrichtung angeordnet ist und der eine Vielzahl von kämmbaren Zähnen hat, das Differentialgehäuse eine Vielzahl von Gehäusebauteilen aufweist, die einheitlich ausgebildet sind, um das Differentialgehäuse auszubilden, wobei die Vielzahl von Gehäusebauteilen ein erstes Gehäusebauteil aufweist, wobei das erste Gehäusebauteil einen zweiten kämmbaren Abschnitt mit einer Vielzahl von kämmbaren Zähnen aufweist, die zu dem ersten kämmbaren Abschnitt in der zentralen Achsrichtung zugewandt sind, wobei das erste Gehäusebauteil des Weiteren einen Anschlussabschnitt aufweist, an dem ein Eingabezahnrad, das sich zusammen mit dem Differentialgehäuse dreht, angebracht ist, und das Differentialgerät zwischen einem gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand in Übereinstimmung mit einer Bedingung umschaltet, ob das Stellglied aktiviert oder deaktiviert ist, wobei der gekoppelte Zustand bewirkt, dass der erste kämmbare Abschnitt und der zweite kämmbare Abschnitt miteinander in einer Umfangsrichtung kämmen, so dass das Differentialgehäuse und das Gleitbauteil gekoppelt sind, um eine relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil und dem Differentialgehäuse nicht zuzulassen, und wobei der entkoppelte Zustand das Differentialgehäuse und das Gleitbauteil voneinander entkoppelt, um die relative Drehung zwischen dem Gleitbauteil und dem Differentialgehäuse zuzulassen.
Differentialgerät nach Anspruch 1, wobei das Gleitbauteil des Kupplungsmechanismus innerhalb des Differentialgehäuses angeordnet ist, das Stellglied des Kupplungsmechanismus außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet ist, die Bewegungskraft des Stellglieds zu dem Gleitbauteil durch ein Drückbauteil übertragen wird, das zwischen dem Stellglied und dem Gleitbauteil angeordnet ist, die Vielzahl von Gehäusebauteilen des Weiteren ein zweites Gehäusebauteil aufweist, das einen Wandabschnitt mit einer Vielzahl von Einsetzlöchern aufweist, das Gleitbauteil zwischen dem zweiten kämmbaren Abschnitt und dem Wandabschnitt angeordnet ist, und das Drückbauteil eine Vielzahl von Schenkelabschnitten hat, wobei jeder Schenkelabschnitt durch ein korrespondierendes Loch der Vielzahl von Einsatzlöchern hindurch eingesetzt ist.
Differentialgerät nach Anspruch 2, wobei das Eingabezahnrad an dem Differentialgehäuse durch eine Vielzahl von Schrauben befestigt ist, jedes von dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil einen Flanschabschnitt mit einer Vielzahl von Schraubeneinsetzlöchern aufweist, und jede der Vielzahl von Schrauben durch ein korrespondierendes Loch der Vielzahl von Schraubeneinsetzlöchern hindurch eingesetzt ist.
Differentialgerät nach Anspruch 2 oder 3, wobei das zweite Gehäusebauteil eine runde zylindrische Form mit einem Boden hat und den Differentialmechanismus und das Gleitbauteil aufnimmt, und eine Öffnung des zweiten Gehäusebauteils mit dem ersten Gehäusebauteil abgedeckt ist.