DE102018114370A1

DE102018114370A1 - Differentialvorrichtung

Info

Publication number: DE102018114370A1
Application number: DE102018114370.2A
Authority: DE
Inventors: Tadashi YOSHISAKA; He Jin; Yasunori KAMITANI
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-06-15
Publication date: 2018-12-20
Also published as: JP6863115B2; CN109139728A; US20180361850A1; US10596901B2; JP2019002533A

Abstract

Eine Differentialvorrichtung 1 weist Folgendes auf: ein Differentialgehäuse, an dem ein ineinandergreifender Abschnitt 223 ausgebildet ist; ein rohrförmiges Gleitbauteil 5, das einen Ineinandergreifabschnitt 52 hat, der mit dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 ineinandergreift; einen Differentialgetriebemechanismus 3, der innerhalb des Gleitbauteils 5 angeordnet ist; eine Ritzelzahnradwelle 4, die Ritzelzahnräder 31 des Differentialgetriebemechanismus 3 stützt; und ein Stellglied 6, das das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung bewegt. Das Gleitbauteil 5 hat einen zylindrischen Abschnitt 51, an dessen einen Seite in der axialen Richtung der Ineinandergreifabschnitt 52 ausgebildet ist, und ein Langloch 510, das sich in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 51 erstreckt und das zu der anderen Seite in der axialen Richtung hin offen ist, die die entgegengesetzte Seite von dem Ineinandergreifabschnitt 52 ist. Die Ritzelzahnradwelle 4 ist in das Langloch 510 eingepasst und durch das Gleitbauteil 5 gestützt. Ein Verstärkungsring 8, der eine Verformung des Gleitbauteils 5 verhindert, ist an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 angebracht, in dem das Langloch 510 öffnet.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Differentialvorrichtung, die zum Beispiel in einem Allradantriebsfahrzeug montiert ist, und die in der Lage ist, eine Eingabeantriebskraft von einem Paar Ausgabebauteile auszugeben, während eine Differentialbewegung zugelassen wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Eine Differentialvorrichtung, die eine Eingabeantriebskraft von einem Paar Ausgabebauteilen ausgibt, während eine Differentialbewegung zugelassen wird, ist zum Beispiel als eine Differentialvorrichtung eines Fahrzeugs bisher bekannt. In einigen Differentialvorrichtungen dieser Bauart ist es möglich, eine Übertragung der Eingabeantriebskraft zu den Ausgabebauteilen zu blockieren (siehe zum Beispiel die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2015-87015 ( JP 2015-87015 A )).
Die Differentialvorrichtung, die in JP 2015-87015 A beschrieben ist, hat einen Differentialmechanismus, der zwei Differentialzahnräder, die durch einen wellenförmigen Zapfen gestützt sind, und zwei Seitenwellenzahnräder hat; ein Getriebegehäuse (Gehäuse), das den Differentialmechanismus aufnimmt; ein ringförmiges Trägerelement, das zwischen dem Differentialgehäuse und dem Differentialmechanismus angeordnet ist; einen zweiten Kupplungsabschnitt, der an dem Trägerelement befestigt ist; einen ersten Kupplungsabschnitt, der mit dem zweiten Kupplungsabschnitt ineinandergreifen kann; und ein Stellglied, das den ersten Kupplungsabschnitt in Bezug auf den zweiten Kupplungsabschnitt in der axialen Richtung bewegt. Eine Antriebskraft wird zu dem Differentialgehäuse von einem Antriebszahnrad eingegeben, das an der Außenumfangsfläche des Differentialgehäuses durch Schweißen oder Verschrauben befestigt ist. Das Trägerelement ist mit zwei Bohrungen vorgesehen. Der Zapfen ist in die Bohrungen eingesetzt und durch einen Befestigungsstift befestigt.
Der erste Kupplungsabschnitt hat einen ringförmigen Abschnitt und eine Vielzahl von axialen Vorsprungsabschnitten, die in der axialen Richtung von dem ringförmigen Abschnitt vorstehen. Verzahnte Ringsegmente, die mit dem zweiten Kupplungsabschnitt ineinandergreifen, sind an den distalen Enden der axialen Vorsprungsabschnitte vorgesehen. Der ringförmige Abschnitt des ersten Kupplungsabschnitts ist außerhalb des Differentialgehäuses angeordnet. Die axialen Vorsprungsabschnitte sind durch axiale Löcher eingesetzt, die in einer Seitenwand des Differentialgehäuses ausgebildet sind. Folglich ist der erste Kopplungsabschnitt mit dem Differentialgehäuse gekoppelt, um in der axialen Richtung relativ zu dem Differentialgehäuse beweglich zu sein und um nicht relativ zu dem Differentialgehäuse drehbar zu sein.
Wenn der erste Kupplungsabschnitt in der axialen Richtung zu dem zweiten Kupplungsabschnitt durch einen Betrieb (eine Betätigung) des Stellglieds hin bewegt wird, sind die verzahnten Ringsegmente der axialen Vorsprungsabschnitte mit dem zweiten Kupplungsabschnitt in Eingriff, wodurch bewirkt wird, dass sich das Trägerelement gemeinsam mit dem Differentialgehäuse dreht. Folglich wird die Antriebskraft, die von dem Antriebszahnrad zu dem Differentialgehäuse eingegeben wird, zu dem Differentialzahnrädern über den ersten Kupplungsabschnitt, den zweiten Kupplungsabschnitt und das Trägerelement übertragen.
Wenn andererseits das Stellglied in einem Nichtbetriebszustand gebracht (gestellt) wird, bewegt eine Rückstellfeder den ersten Kupplungsabschnitt von dem zweiten Kupplungsabschnitt weg, um das Ineinandergreifen zwischen ihnen freizugeben, wodurch das Trägerelement relativ zu dem Differentialgehäuse drehbar wird. Folglich wird eine Übertragung der Antriebskraft von dem Differentialgehäuse zu dem Differentialmechanismus blockiert.
In der Differentialvorrichtung, die in JP 2015-87015 A beschrieben ist, wird die Antriebskraft, die zu dem Differentialgehäuse eingegeben wird, zu den axialen Vorsprungsabschnitten des ersten Kupplungsabschnitts über die Seitenwand des Differentialgehäuses übertragen. Um die Festigkeit des ersten Kupplungsabschnitts sicherzustellen, muss jedoch die Größe der axialen Vorsprungsabschnitte erhöht sein. Daher ist die Größe (Baugröße) der Vielzahl von axialen Löchern, die in der Seitenwand zum Einsetzen der axialen Vorsprungsabschnitte ausgebildet sind, erhöht, wodurch es erschwert wird, die Festigkeit hinsichtlich der Struktur sicherzustellen. Das heißt, um eine ausreichende Antriebskraft zu dem ersten Kupplungsabschnitt durch Sicherstellen der Festigkeit der Seitenwand zu übertragen, muss die Dicke des Differentialgehäuses erhöht werden, wodurch sich eine Erhöhung der Größe (Baugröße) und des Gewichts der Vorrichtung ergibt.
Somit erdachten die Erfinder eine Anordnung eines Gleitbauteils in dem Differentialgehäuse, um in der axialen Richtung gleitbar (verschiebbar) zu sein, und um zu bewirken, dass das Gleitbauteil und das Differentialgehäuse miteinander ineinandergreifen können. In diesem Fall ist es erforderlich, ein Differentialgetriebemechanismus anzuordnen, der aus einer Vielzahl von Ritzelzahnrädern und Seitenzahnrädern innerhalb des Gleitbauteils gebildet ist, und eine Ritzelzahnradwelle zu stützen, die die Ritzelzahnräder stützt, um relativ zu dem Gleitbauteil in der axialen Richtung des Differentialgehäuses beweglich zu sein. Als eine Stützstruktur für die Ritzelzahnradwelle erdachten die Erfinder anfänglich ein Ausbilden des Gleitbauteils mit einem Langloch, das sich in der axialen Richtung erstreckt, und ein Einpassen eines Endabschnitts der Ritzelzahnradwelle in dem Langloch von einem Endabschnitt des Gleitbauteils an einer Seite in der axialen Richtung. Mit einer derartigen Struktur kann jedoch das Gleitbauteil durch eine Antriebskraft (ein Drehmoment), die (das) von dem Gleitbauteil zu der Ritzelzahnradwelle übertragen wird, verformt werden. In dem Fall, in dem die Dicke des Gleitbauteils erhöht ist, um eine derartige Verformung zu verhindern, tritt eine Erhöhung der Größe (Baugröße) oder des Gewichts der Vorrichtung auf.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Differentialvorrichtung bereitzustellen, die gestaltet ist, um eine Übertragung einer Antriebskraft zwischen einem Differentialgehäuse und einem Differentialgetriebemechanismus zu blockieren, während eine Erhöhung der Größe (Baugröße) oder des Gewichts der Vorrichtung verhindert wird.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung sieht eine Differentialvorrichtung vor, die Folgendes aufweist: ein Differentialgehäuse, an dessen Innenfläche ein ineinandergreifender Abschnitt, der aus einer Vielzahl von Klauenzähnen gebildet ist, ausgebildet ist; ein rohrförmiges Gleitbauteil, das angeordnet ist, um in dem Differentialgehäuse entlang einer axialen Richtung beweglich zu sein, die parallel zu einer Drehachse des Differentialgehäuses ist, und einen Ineinandergreifabschnitt hat, der aus einer Vielzahl von Klauenzähnen gebildet ist, die mit dem ineinandergreifenden Abschnitt ineinandergreifen; einen Differentialgetriebemechanismus, der innerhalb des Gleitbauteils angeordnet ist und aus einer Vielzahl von Ritzelzahnrädern und Seitenzahnrändern gebildet ist, die miteinander ineinandergreifen, wobei Zahnradachsen der Ritzelzahnräder und der Seitenzahnräder orthogonal zueinander sind; eine Ritzelzahnradwelle, die die Vielzahl von Ritzelzahnrädern stützt; und ein Stellglied, das das Gleitbauteil in Bezug auf das Differentialgehäuse in der axialen Richtung zwischen einer ersten Position, in der der Ineinandergreifabschnitt mit dem ineinandergreifenden Abschnitt ineinandergreift, und einer zweiten Position bewegt, in der der Ineinandergreifabschnitt mit dem ineinandergreifenden Abschnitt nicht ineinandergreift. Das Gleitbauteil hat einen zylindrischen Abschnitt, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und an dessen einen Seite in der axialen Richtung der Ineinandergreifabschnitt ausgebildet ist, und ein Langloch, das sich in der axialen Richtung erstreckt, das Innen- und Außenumfangsflächen des zylindrischen Abschnitts durchdringt und das zu der anderen Seite in der axialen Richtung hin offen ist, die die entgegengesetzte Seite von dem Ineinandergreifabschnitt ist. Die Ritzelzahnradwelle ist durch das Gleitbauteil gestützt, wobei ein Endabschnitt der Ritzelzahnradwelle in das Langloch eingepasst ist. Ein Verstärkungsbauteil, das eine Verformung des Gleitbauteils aufgrund eines Drehmoments, das von einem Gleitbauteil zu der Ritzelzahnradwelle übertragen wird, verhindert, ist an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des Gleitbauteils an der anderen Seite in der axialen Richtung angebracht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Differentialvorrichtung bereitzustellen, die gestaltet ist, um eine Übertragung einer Antriebskraft zwischen einem Differentialgehäuse und einem Differentialgetriebemechanismus zu blockieren, während eine Erhöhung der Größe (Baugröße) oder des Gewichts der Vorrichtung verhindert wird.
Figurenliste
Die vorstehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche Elemente darzustellen, und in denen Folgendes gezeigt ist:

1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Gestaltung einer Differentialvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Explosionsperspektivansicht der Differentialvorrichtung;
3 ist eine Draufsicht einer Innenfläche eines ersten Gehäusebauteils eines Differentialgehäuses aus Sicht der axialen Richtung;
4 ist eine Perspektivansicht, die ein zweites Gehäusebauteil des Differentialgehäuses darstellt;
5A und 5B sind jeweils Explosionsperspektivansichten, die ein Gleitbauteil und einen Verstärkungsring darstellen;
6A und 6B sind jeweils Perspektivansichten, die einen Zustand darstellen, in dem der Verstärkungsring an dem Gleitbauteil angebracht ist;
7A und 7B sind jeweils Schnittteilansichten, die die Differentialvorrichtung zu der Zeit, wann ein Stellglied nicht betrieben wird, und zu der Zeit darstellen, wann das Stellglied betrieben wird;
8 stellt jeweilige Abschnitte des Gleitbauteils und einer Ritzelzahnradwelle aus Sicht der axialen Richtung dar; und
9 ist eine Perspektivansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein Verstärkungsbauteil gemäß einer Modifikation an dem Gleitbauteil angebracht ist.

Ausführliche Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend in Bezug auf 1 bis 8 beschrieben.
1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel der Gestaltung einer Differentialvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine Explosionsperspektivansicht der Differentialvorrichtung. 3 ist eine Draufsicht einer Innenfläche eines ersten Gehäusebauteils eines Differentialgehäuses aus Sicht der axialen Richtung.
4 ist eine Perspektivansicht, die ein zweites Gehäusebauteil des Differentialgehäuses darstellt. 5A und 5B sind jeweils Explosionsperspektivansichten, die ein Gleitbauteil und einen Verstärkungsring darstellen. 6A und 6B sind jeweils Perspektivansichten, die einen Zustand darstellen, in dem der Verstärkungsring an dem Gleitbauteil angebracht ist.
Eine Differentialvorrichtung 1 wird verwendet, um eine Antriebskraft einer Antriebsquelle wie zum Beispiel einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs zu einem Paar Ausgabewellen zu verteilen, während eine Differentialbewegung zugelassen wird. Insbesondere ist die Differentialvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Allradantriebsfahrzeug montiert, das ein Paar rechter und linker Hauptantriebsräder (zum Beispiel Vorderräder), zu die die Antriebskraft der Antriebsquelle immer übertragen wird, und ein Paar rechter und linker Hilfsantriebsräder (zum Beispiel Hinterräder) aufweist, zu denen die Antriebskraft der Antriebsquelle gemäß dem Fahrzustand übertragen wird, und wird als eine Differentialvorrichtung verwendet, die die Antriebskraft zu den rechten und linken Hilfsantriebsrädern verteilt. Das Fahrzeug ist in einem Zweiradantriebszustand in dem Fall, in dem die Antriebskraft nur zu den Hauptantriebsrädern übertragen wird. Das Fahrzeug ist in einem Allradantriebszustand in dem Fall, in dem die Antriebskraft sowohl zu den Hauptantriebsrädern als auch den Hilfsantriebsrädern übertragen wird.
In dem Allradantriebszustand verteilt die Differentialvorrichtung 1 die Eingabeantriebskraft zu rechten und linken Antriebswellen an der Seite der Hilfsantriebsräder. In dem Zweiradantriebszustand blockiert unterdessen die Differentialvorrichtung 1 eine Übertragung der Eingabeantriebskraft zu den rechten und linken Antriebsrädern.
Die Differentialvorrichtung 1 hat ein Differentialgehäuse 2, das durch einen Differentialträger 10 gestützt ist, der an dem Fahrzeugkörper befestigt ist, um über ein Paar Lager 11 und 12 drehbar zu sein; einen Differentialgetriebemechanismus 3, der aus einer Vielzahl von Ritzelzahnrädern 31 und Seitenzahnrädern 32 gebildet ist; eine Ritzelzahnradwelle 4, die die Vielzahl von Ritzelzahnrädern 31 stützt; ein rohrförmiges Gleitbauteil 5, das die Ritzelzahnradwelle 4 in dem Differentialgehäuse 2 stützt; ein Stellenglied 6, das das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung bewegt, die parallel zu einer Drehachse O des Differentialgehäuses 2 ist; ein Drückbauteil 7, das eine Bewegungskraft des Stellglieds 6 erhält und zu dem Gleitbauteil 5 überträgt; einen Verstärkungsring 8, der als ein Verstärkungsbauteil dient, das das Gleitbauteil 5 verstärkt und eine Rückstellfeder 9, die das Gleitbauteil 5 zu der Seite entgegengesetzt zu der Richtung der Bewegung durch das Stellglied 6 hin drängt.
Ein Schmieröl, das den Differentialgetriebemechanismus 3 schmiert, wird in das Differentialgehäuse 2 eingebracht. Der Differentialgetriebemechanismus 3 ist innerhalb des Gleitbauteils 5 angeordnet. Das Stellglied 6 ist außerhalb des Differentialgehäuses 2 angeordnet. Ein Teil des Drückbauteils 7 ist durch ein Durchgangsloch 211c eingesetzt, das in dem Differentialgehäuse 2 ausgebildet ist. Mit dieser Gestaltung bewegt das Stellglied 6 das Gleitbauteil 5 in Bezug auf das Differentialgehäuse 2 in der axialen Richtung über das Drückbauteil 7 von der Außenseite des Differentialgehäuses 2.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stützt das Gleitbauteil 5 zwei Ritzelzahnradwellen 4 und sind die zwei Ritzelzahnräder 31 durch die jeweiligen zwei Ritzelzahnradwellen 4 gestützt. Das heißt, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Differentialgetriebemechanismus 3 durch die vier Ritzelzahnräder 31 und ein Paar Seitenzahnräder 32 gebildet, die mit den vier Ritzelzahnrädern 31 ineinandergreifen, wobei die Zahnradachsen der Ritzelzahnräder 31 und der Seitenzahnräder 32 orthogonal zueinander sind. Die Ritzelzahnräder 31 und die Seitenzahnräder 32 sind mit einer Vielzahl von Zahnradzähnen ausgebildet. In 2 sind derartige Zahnradzähne jedoch nicht dargestellt.
Wie in 2 dargestellt ist, hat jede der Ritzelzahnradwellen 4 ein Paar gestützter Abschnitte 41, die durch das Gleitbauteil 5 gestützt sind; ein Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 42, die durch die Ritzelzahnräder 31 eingesetzt sind; und einen Kopplungsabschnitt 43, der das Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 42 miteinander koppelt. Die gestützten Abschnitte 41, die Ritzelzahnradstützabschnitte 42 und der Kopplungsabschnitt 43 sind einstückig miteinander. Jede der Ritzelzahnradwellen 4 ist als Ganzes in einer Wellenform ausgebildet. Das Paar gestützter Abschnitte 41 ist an beiden Endabschnitten der Ritzelzahnradwelle 4 vorgesehen. Der Kopplungsabschnitt 43 ist an dem zentralen Abschnitt in der axialen Richtung der Ritzelzahnradwelle 4 vorgesehen. Das Paar Ritzelzahnradstützabschnitte 42 ist zwischen dem Paar gestützter Abschnitte 41 und dem Kopplungsabschnitt 43 vorgesehen und stützen die Ritzelzahnräder 31.
Die zwei Ritzelzahnradwellen 4 greifen miteinander in der axialen Richtung an den zentralen Abschnitten der Ritzelzahnradwellen 4 ineinander. Insbesondere ist ein ausgesparter Abschnitt 40, der an dem zentralen Abschnitt ausgebildet ist, in der Längsrichtung von einer der Ritzelzahnradwellen 4 mit dem Kopplungsabschnitt 43 der anderen Ritzelzahnradwelle 4 zusammengepasst und ist ein ausgesparter Abschnitt 40, der an dem zentralen Abschnitt in der Längsrichtung der anderen Ritzelzahnradwelle 4 ausgebildet ist, mit dem Kopplungsabschnitt 43 der einen Ritzelzahnradwelle 4 zusammengepasst. Die zwei Ritzelzahnradwellen 4 sind orthogonal zueinander in dem Fall, in dem die Ritzelzahnradwellen 4 entlang der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 angesehen werden.
Das Gleitbauteil 5 hat eine Rohrform, deren Mittelachse mit der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 übereinstimmt, und ist angeordnet, um in der axialen Richtung mit Bezug auf das Differentialgehäuse 2 beweglich zu sein. Das Gleitbauteil 5 hat einen zylindrischen Abschnitt 51, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist; einen Ineinandergreifabschnitt 52, der aus einer Vielzahl von Klauenzähnen (Ineinandergreifzähnen) 52a gebildet ist; und einen inneren Rippenabschnitt (Innenrippenabschnitt) 53, der an der radial inneren Seite des Ineinandergreifabschnitts 52 vorgesehen ist. Der zylindrische Abschnitt 51, der Ineinandergreifabschnitt 52 und der innere Rippenabschnitt 53 sind einstückig miteinander. Der Ineinandergreifabschnitt 52 ist an einer Seite in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 51 ausgebildet. Die Vielzahl von Klauenzähnen 52a stehen in der axialen Richtung vor. Der zylindrische Abschnitt 51 ist mit langen Löchern 510 ausgebildet, die sich in der axialen Richtung erstrecken, die die Innen- und Außenumfangsflächen des zylindrischen Abschnitts 51 durchdringen und die zu der anderen Seite in der axialen Richtung hin offen sind, die die entgegengesetzte Seite von dem Ineinandergreifabschnitt 52 ist.
Wenn das Gleitbauteil 5 eine Bewegungskraft des Stellglieds 6 zur Bewegung in der axialen Richtung erhält, greift der Ineinandergreifabschnitt 52 mit einem ineinandergreifenden Abschnitt 223 (der nachstehend beschrieben ist) des Differentialgehäuses 2 in der Umfangsrichtung ineinander. Eine axiale Endfläche des inneren Rippenabschnitts 53 liegt an der Rückstellfeder 9 an, um die Drängkraft der Rückstellfeder 9 zu erhalten. Das Stellglied 6 bewegt das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung mit Bezug auf das Differentialgehäuse 2 zwischen einer ersten Position, in der der Ineinandergreifabschnitt 52 mit dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 ineinandergreift, und einer zweiten Position, in der der Ineinandergreifabschnitt 52 nicht mit dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 ineinandergreift. Der Ineinandergreifabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 des Differentialgehäuses 2 bilden eine Klauenkupplung, die eine Übertragung einer Antriebskraft durch ein Ineinandergreifen zwischen den Klauenzähnen zulassen und blockieren kann.
In den Langlöchern 510 sind die gestützten Abschnitte 41 der Ritzelzahnradwellen 4 eingepasst. Wenn die gestützten Abschnitte 41 der Ritzelzahnradwellen 4 in die Langlöcher 510 des Gleitbauteils 5 eingepasst sind, ist das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung relativ zu den Ritzelzahnradwellen 4 beweglich. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die gestützten Abschnitte 41, die an beiden Endabschnitten von jeder der zwei Ritzelzahnradwellen 4 vorgesehen sind, durch das Gleitbauteil 5 gestützt, und daher ist der zylindrische Abschnitt 51 mit vier Langlöchern 510 ausgebildet.
Die gestützten Abschnitte 41 haben über ihre Breite eine flache Form, in der beide Endabschnitte in einer Richtung, die orthogonal zu einer Richtung ist, die parallel zu der Drehachse O ist, in einer ebenen Form ausgebildet sind. Die zwei flachen Flächen 41a, die über die Breite in der flachen Form ausgebildet sind, sind zu einer Innenfläche 510a des Langlochs 510 zugewandt. Die Breite des Langlochs 510 in der Umfangsrichtung des Gleitbauteils 5 ist geringfügig größer als der Abstand zwischen den zwei flachen Flächen 41a und ist kleiner als die Größe (der Durchmesser) der gestützten Abschnitte 41 in einer Richtung, die parallel zu der Drehachse O ist. Mit dieser Gestaltung wird eine Drehung der Ritzelzahnradwellen 4 relativ zu dem Gleitbauteil 5 verhindert.
Die Innenfläche 510a des Langlochs 510 hat eine U-Form in dem Fall, in dem das Gleitbauteil 5 aus Sicht von der Außenumfangsseite angesehen wird. Die Langlöcher 510 des Gleitbauteils 5 können durch Schneiden ausgebildet werden, in dem ein Schneidwerkzeug mit einer Vielzahl von Schneidklingen, die an der Außenumfangsfläche des Wellenabschnitts in einer kreisförmigen Säulenform zum Beispiel ausgebildet sind, um die Achse des Wellenabschnitts gedreht wird und das Schneidwerkzeug und das Gleitbauteil 5 relativ zueinander in der axialen Richtung des Gleitbauteils 5 bewegt werden. Die zwei Langlöcher 510, die in der Richtung des Durchmessers des Gleitbauteils 5 angeordnet sind, können zur selben Zeit mittels eines Schneidwerkzeugs ausgebildet werden, das länger ist als der Außendurchmesser des Gleitbauteils 5.
Eine Scheibe 33 ist zwischen einer Innenumfangsfläche 51a des zylindrischen Absatzes 51 des Gleitbauteils 5 und einer hinteren Fläche 51a des Ritzelzahnrads 31 angeordnet. Die Scheibe 33 hat eine Innenfläche 33a, die zu der hinteren Fläche 31a des Ritzelzahnrads 31 zugewandt ist und die eine teilweise kugelförmige Form hat; und eine Außenfläche 33b, die zu der Innenumfangsfläche 51a des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 zugewandt ist und die eine ebene Form hat. Die Scheibe 33 hat eine Außenform einer Bahn, die in einer Richtung länger ist, die parallel zu der Drehachse O ist. Die Scheibe 33 ist zwischen einem Paar Vorsprungsleisten 511 (siehe 5A und 5B) angeordnet, die an dem zylindrischen Abschnitt 51 des Gleitbauteils 5 ausgebildet sind. Das Paar Vorsprungsleisten 511 erstreckt sich parallel zu der Drehachse O. Eine Drehung der Scheibe 33 wird verhindert, indem die Scheibe 33 zwischen dem Paar Vorsprungsleisten 511 angeordnet ist.
Wenn die Ritzelzahnräder 31 um die Ritzelzahnradwellen 4 gedreht werden, gleiten die hinteren Flächen 31a der Ritzelzahnräder 31 an den Innenflächen 33a der Scheibe 33. Wenn das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung mit Bezug auf die Ritzelzahnradwellen 4 bewegt wird, gleitet die Innenumfangsfläche 51a des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 an den Außenflächen 33b der Scheiben 33. Abschnitte der Innenumfangsfläche 51a des zylindrischen Abschnitts 51, die an den Außenflächen 33b der Scheiben 33 gleiten, sind jeweils in einer ebenen Form ausgebildet.
Das Drückbauteil 7 hat einen Ringabschnitt 71, der außerhalb des Differentialgehäuses 2 angeordnet ist; und eine Vielzahl von Vorsprungsteilen 72, die vorgesehen sind, um sich von dem Ringabschnitt 71 parallel zu der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 zu erstrecken. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Drückbauteil 7 mit vier Vorsprungsteilen 72 vorgesehen. Das Drückbauteil 7 wird durch Pressen einer Stahlplatte ausgebildet. Die distalen Endabschnitte (Endabschnitte an der entgegengesetzten Seite von den Basisendabschnitten an der Seite des Ringabschnitts 71) der Vorsprungsteile 72 sind in der radialen Richtung des Ringabschnitts 71 nach innen gebogen.
Das Stellglied 6 hat einen ringförmigen Elektromagneten 61, der eine Spulenwicklung 611 und einen geformten Harzabschnitt 612 hat, der eingebettet mit der Spulenwicklung 611 geformt ist; ein Joch 62, das als ein Magnetweg für einen Magnetfluss des Elektromagneten 61 dient, der durch Erregen der Spulenwicklung 611 erzeugt wird; und einen Anker 63, der einen Gleitkontakt mit dem geformten Harzabschnitt 612 ausführt, um in der Richtung der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 geführt zu werden. Der Bereich des geformten Harzabschnitts 612 entlang der Drehachse O hat eine viereckige Form. Der Ineinandergreifabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 greift mit dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 durch die Bewegungskraft des Stellglieds 6, die über das Drückbauteil 7 übertragen wird, ineinander.
Ein Erregungsstrom wird von einer Steuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) zu der Spulenwicklung 611 des Elektromagneten 61 über eine Leitung 613 zugeführt, die von einem Nabenabschnitt 612b nach außen führt (siehe 2), der an dem geformten Harzabschnitt 612 vorgesehen ist. Das Stellglied 6 wird betrieben (betätigt), wenn ein Erregungsstrom zu der Spulenwicklung 611 zugeführt wird. Das Joch 62 ist aus einem weichen magnetischen Metall wie zum Beispiel Stahl mit geringem Kohlenstoffanteil hergestellt und hat einen zylindrischen Abschnitt 621, der die Innenumfangsfläche des geformten Harzabschnitts 612 von der Innenseite abdeckt; und einen Rippenabschnitt 622, der von einem Endabschnitt in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 621 nach außen vorsteht, um die eine axiale Endfläche des geformten Harzabschnitts 612 abzudecken. Der zylindrische Abschnitt 621 und der Rippenabschnitt 622 sind einstückig miteinander. Das Joch 62 ist derart ausgebildet, dass der Bohrungsdurchmesser des zylindrischen Abschnitts 621 geringfügig größer ist als der Außendurchmesser eines Abschnitts des Differentialgehäuses 2, der zu der Innenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 621 zugewandt ist.
Ein Drehverhinderungsbauteil 64 und ein Anschlagsring 65 sind an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 an einer entgegengesetzten Seite von dem Rippenabschnitt 622 angeordnet. Das Drehverhinderungsbauteil 64 ist mit dem Joch 62 in Eingriff, um nicht relativ drehbar zu sein. Der Anschlagsring 65 hält den Elektromagneten 61 und das Drehverhinderungsbauteil 64 an dem Joch 62. Das Drehverhinderungsbauteil 64 ist aus einem nicht magnetischen Metall wie zum Beispiel aus austenitischen rostfreiem Stahl hergestellt und hat einen ringförmigen Abschnitt 641, die an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 angeordnet ist; und ein Paar Vorsprungsabschnitte 642, die an zwei Stellen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind, um in der axialen Richtung von dem ringförmigen Abschnitt 641 vorzustehen. Der ringförmige Abschnitt 641 und die Vorsprungsabschnitte 642 sind einstückig miteinander.
Das Drehverhinderungsbauteil 64 verhindert eine Drehung des Jochs 62 mit dem Paar Vorsprungsabschnitten 642, die mit einem ausgesparten Abschnitt 100 in Eingriff sind, der in dem Differentialträger 10 ausgebildet ist und verhindert eine axiale Bewegung des Jochs 62. Das Paar Vorsprungsabschnitte 642 des Drehverhinderungsbauteils 64 ist durch Einsetzdurchgangslöcher 632a, die in dem Anker 63 ausgebildet sind, um sich in der axialen Richtung zu erstrecken, eingesetzt, um eine Drehung des Ankers 63 in Bezug auf das Joch 62 und den Differentialträger 10 zu verhindern. Die Vorsprungsabschnitte 642 haben jeweils einen Plattenabschnitt 642a in einer flachen Plattenform, die durch das Einsetzdurchgangsloch 632a des Ankers 63 eingesetzt ist; und einen Haltevorsprung 642b, der an der Seite des ausgesparten Abschnitts 100 des Differentialträgers 10 in Bezug auf das Einsetzdurchgangsloch 632a angeordnet ist, um eine axiale Bewegung des Ankers 63 in Bezug auf das Joch 62 zu verhindern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Haltevorsprung 642b durch Schneiden und Anheben eines Teils des Plattenabschnitts 642a ausgebildet.
Der Anschlagsring 65 ist zwischen dem ringförmigen Abschnitt 641 des Drehverhinderungsbauteils 64 und dem Elektromagneten 61 angeordnet und ist an dem zylindrischen Abschnitt 621 des Jochs 62 zum Beispiel durch Schweißen befestigt. Der Anschlagsring 65 und der ringförmige Abschnitt 641 des Drehverhinderungsbauteils 64 sind mit Nuten 65a beziehungsweise 641a ausgebildet, in die der Nabenabschnitt 612b, der an dem geformten Harzabschnitt 612 des Elektromagneten 61 vorgesehen ist, eingepasst ist.
Der Anker 63 ist aus einem weichen magnetischen Metall wie zum Beispiel Stahl mit geringem Kohlenstoffanteil hergestellt und hat einen äußeren ringförmigen Abschnitt 631, der an dem Außenumfang des Elektromagneten 61 angeordnet ist; einen Seitenplattenabschnitt 632, der ausgebildet ist, um von einem Endabschnitt in der axialen Richtung des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 nach innen vorzustehen; und einen Flanschabschnitt 633, der ausgebildet ist, um von einem anderen Endabschnitt in der axialen Richtung des äußeren engförmigen Abschnitts 631 nach außen vorzustehen. Der äußere ringförmige Abschnitt 631, der Seitenplattenabschnitt 632 und der Flanschabschnitt 633 sind einstückig miteinander. Der äußere ringförmige Abschnitt 631 hat eine zylindrische Form, um einen Elektromagneten 61 von der Außenumfangsseite abzudecken. Der Seitenplattenabschnitt 632 ist zu dem Elektromagneten 61 und dem Anschlagsring 65 in der axialen Richtung zugewandt. Der Flanschabschnitt 633 liegt an dem Ringabschnitt 71 des Drückbauteils 7 an.
Der Anker 63 ist durch den Elektromagneten 61 mit einer Innenumfangsfläche 631a des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 gestützt, der eine Außenumfangsfläche 612a des geformten Harzabschnitts 612 berührt. Wenn der Anker 63 in der axialen Richtung bewegt wird, gleitet die Innenumfangsfläche 631a des äußeren ringförmigen Abschnitts 631 an der Außenumfangsfläche 612a des geformten Harzabschnitts 612.
Der Seitenplattenabschnitt 632 des Ankers 63 ist mit zwei Einsetzdurchgangslöchern 632a, durch die das Paar Vorsprungsabschnitte 642 des Drehverhinderungsbauteils 64 eingesetzt sind; einem Durchgangsloch 632b, das den Nabenabschnitt 612b des Elektromagneten 61 durchdringt; und einer Vielzahl von (zehn in dem Beispiel, das in 2 dargestellt ist) Öllöchern 632c ausgebildet, die eine Strömung des Schmieröls zulassen.
Das Differentialgehäuse 2 hat ein erstes Gehäusebauteil 21 in einer Scheibenform und ein zweites Gehäusebauteil 22 in einer zylindrischen Form mit Boden. Das erste Gehäusebauteil 21 blockiert die Öffnung des zweiten Gehäusebauteils 22. Eine Scheibe 34 in einer ringförmigen Plattenform ist in dem Differentialgetriebemechanismus 3 zwischen dem Paar Seitenzahnrädern 32 und dem ersten Gehäusebauteil 21 und dem zweiten Gehäusebauteil 22 angeordnet.
Wie in 4 dargestellt ist, hat das zweite Gehäusebauteil 22 einen zylindrischen Abschnitt 221, der den Differentialgetriebemechanismus 3 und das Gleitbauteil 5 darin aufnimmt; einen Bodenabschnitt 222, der sich von dem einen Endabschnitt in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 221 nach innen erstreckt; den ineinandergreifenden Abschnitt 223, mit dem der Ineinandergreifabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 ineinandergreift; und einen Flanschabschnitt 224, der sich von dem anderen Endabschnitt in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 221 nach außen erstreckt. Der zylindrische Abschnitt 221, der Bodenabschnitt 222, der ineinandergreifende Abschnitt 223 und der Flanschabschnitt 224 sind einstückig miteinander. Der zylindrische Abschnitt 221 ist mit einer Vielzahl von Öllöchern 221a ausgebildet, die eine Strömung des Schmieröls zulassen. Der Bodenabschnitt 222 ist mit einem Welleneinsetzloch 222a, in das eine Antriebswelle, die mit einem von einem Paar Seitenzahnrädern 32 gekoppelt ist, um nicht relativ drehbar zu sein, eingesetzt; und einer ringförmigen Nut 222b ausgebildet, die die Rückstellfeder 9 aufnimmt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Rückstellfeder 9 durch eine Wellenscheibe gebildet und ist in der ringförmigen Nut 222b zusammengedrückt in der axialen Richtung aufgenommen.
Der ineinandergreifende Abschnitt 223 ist aus einer Vielzahl von Klauenzähnen 223a, die in gleichmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung vorgesehen sind, gebildet und ist an der Seite des Bodenabschnitts 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 vorgesehen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Vielzahl von Klauenzähnen 223a ausgebildet, um in der axialen Richtung von der Innenfläche des Bodenabschnitts 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 vorzustehen. Die Rückstellfeder 9 drängt das Gleitbauteil 5 in die Richtung zum Bewegen des Gleitbauteils 5 weg von dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22.
Das erste Gehäusebauteil 21 hat eine Scheibenform 211, die zu dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 in der axialen Richtung zugewandt ist; und einen Flanschabschnitt 212, der mit dem Flanschabschnitt 224 an der Seite des zweiten Gehäusebauteils 22 in Anlage gebracht wird/ist. Der Scheibenabschnitt 211 und der Flanschabschnitt 212 sind einstückig miteinander. Der Flanschabschnitt 212 des ersten Gehäusebauteils 21 und der Flanschabschnitt 224 des zweiten Gehäusebauteils 22 sind miteinander durch eine Vielzahl von Schrauben 20 gekoppelt (siehe 2). Der Scheibenabschnitt 211 ist mit einem Welleneinsetzloch 211a ausgebildet, in das eine Antriebswelle, die mit dem anderen von einem Paar Seitenzahnrädern 32 gekoppelt ist, um nicht relativ drehbar zu sein, eingesetzt ist. Der Scheibenabschnitt 211 ist mit einer ringförmigen Nut 211b, die ausgebildet ist, um in der axialen Richtung von der Außenfläche an der entgegengesetzten Seite von einer Fläche, die zu dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 zugewandt ist, eingedrückt zu sein; und einer Vielzahl von Durchgangslöchern 211c ausgebildet, die mit der ringförmigen Nut 211b in Verbindung stehen und die den Scheibenabschnitt 211 in der axialen Richtung durchdringen.
Die ringförmige Nut 211b des ersten Gehäusebauteils 21 nimmt jeweilige Abschnitte des Elektromagneten 61, des Jochs 62 und des Ankers 63 des Stellglieds 6 auf. Die Vielzahl von Vorsprungsteilen 72, die einen Teil des Drückbauteils 7 bilden, ist durch die Durchgangslöcher 211c des ersten Gehäusebauteils 21 eingesetzt. Der Ringabschnitt 71 des Drückbauteils 7 ist in der ringförmigen Nut 211b angeordnet. Das Drückbauteil 7 wird gemeinsam mit dem ersten Gehäusebauteil 21 gedreht.
Eine Antriebskraft wird zu dem Differentialgehäuse 2 von einem ringförmigen Ringzahnrad 23 (siehe 1), das an den Flanschabschnitten 212 und 224 des ersten und des zweiten Gehäusebauteils 21 und 22 entsprechend befestigt ist, eingegeben. Das Ringzahnrad 23 ist an dem Außenumfang des zylindrischen Abschnitts 221 des zweiten Gehäusebauteils 22 an der Seite des Flanschabschnitts 224 befestigt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Ringzahnrad 23 befestigt, um gemeinsam mit dem Differentialgehäuse 2 durch eine Vielzahl von Befestigungsschrauben (Anziehschrauben) 24 sich zu drehen, die durch eine Vielzahl von Schraubeneinsetzdurchgangslöchern 212a, die in dem Flanschabschnitt 212 des ersten Gehäusebauteils 21 ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Schraubeneinsetzdurchgangslöchern 224a, die in dem Flanschabschnitt 224 des zweiten Gehäusebauteils 22 ausgebildet sind, eingesetzt sind. Die Anziehschrauben 24 haben jeweils einen Kopfabschnitt 241, der an dem Flanschabschnitt 212 des ersten Gehäusebauteils 21 anliegt; und einen Wellenabschnitt 242, an dem ein Außengewinde ausgebildet ist und der durch die Schraubeneinsetzdurchgangslöcher 212a und 224a eingesetzt ist, um mit einem Schraubenloch 23a des Ringzahnrads 23 im Gewindeeingriff zu sein.
Nachstehend ist ein Betrieb der Differentialvorrichtung 1 in Bezug auf 7A und 7B beschrieben.
7A ist eine Schnittteilansicht, die die Differentialvorrichtung 1 zu der Zeit darstellt, wann das Stellglied 6 nicht betrieben wird. 7B ist eine Schnittteilansicht, die die Differentialvorrichtung 1 zu der Zeit darstellt, wann das Stellglied 6 betrieben wird. Die Differentialvorrichtung 1 wird zwischen einem gekoppelten Zustand, in dem das Gleitbauteil 5 und das Differentialgehäuse 2 gekoppelt sind, um relativ zueinander nicht drehbar zu sein, durch die Klauenzähne 52a und 223a des Ineinandergreifabschnitts 52 und des ineinandergreifenden Abschnitts 223, die miteinander in der Umfangsrichtung ineinandergreifen, und einem nicht gekoppelten Zustand umgeschaltet, in dem das Gleitbauteil 5 und das Differentialgehäuse 2 relativ zueinander gemäß der Bedingung drehbar sind, ob das Stellglied 6 betrieben wird oder nicht betrieben wird.
Wenn das Stellglied 6 nicht betrieben wird und kein Erregungsstrom zu der Spulenwicklung 611 des Elektromagneten 61 zugeführt wird, wird das Gleitbauteil 5 zu dem Scheibenabschnitt 211 des ersten Gehäusebauteils 21 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 9 hin bewegt, wodurch ein Ineinandergreifen zwischen dem Ineinandergreifabschnitt 52 des Gleitbauteils 5 und dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 des Differentialgehäuses 2 freigegeben wird. Wenn der Elektromagnet 61 entregt wird, wird der Anker 63 durch die Rückstellkraft der Rückstellfeder 9, die über das Gleitbauteil 5, den Verstärkungsring 8 und das Drückbauteil 7 übertragen wird, zu der zweiten Position zurückgestellt, in der der Anker 63 von dem Bodenabschnitt 222 entfernt ist.
Wenn das Stellglied 6 nicht betrieben wird, sind das Differentialgehäuse 2 und das Gleitbauteil 5 relativ zueinander drehbar, und somit wird eine Übertragung einer Antriebskraft von einem Differentialgehäuse 2 zu dem Differentialgetriebemechanismus 3 blockiert. Folglich wird/ist das Fahrzeug in den Zweiradantriebszustand gebracht (gestellt), in dem die Antriebskraft, die von dem Ringzahnrad 23 zu dem Differentialgehäuse 2 eingegeben wird, nicht zu den Antriebswellen übertragen wird.
Wenn ein Erregungsstrom zu der Spulenwicklung 611 des Elektromagneten 61 andererseits zugeführt wird, wird ein Magnetfluss in einem Magnetweg G erzeugt, der durch die gestrichelte Linie in 7B angezeigt ist. Dann wird der Anker 63 in der axialen Richtung durch die Magnetkraft des Elektromagneten derart bewegt, dass sich der Seitenplattenabschnitt 632 des Ankers 63 einer axialen Endfläche 621a des zylindrischen Abschnitts 621 des Jochs 62 annähert. Folglich drückt das Drückbauteil 7 das Gleitbauteil 5 zu dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 hin, wodurch das Gleitbauteil 5 zu der ersten Position bewegt wird, in der der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen. Insbesondere erhält das Drückbauteil 7 eine Bewegungskraft des Ankers 63 von dem Ringabschnitt 71 und drückt die Bewegungskraft das Gleitbauteil 5 zu dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 über den Verstärkungsring 8 hin. Die Position des Ankers 63 wird durch einen Positionssensor 13 (siehe 2) erfasst, der an dem Differentialträger 10 befestigt ist.
Wenn der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen, wird das Fahrzeug in den Allradantriebszustand gebracht, in dem die Antriebskraft, die von dem Ringzahnrad 23 zu dem zweiten Gehäusebauteil 22 des Differentialgehäuses 2 eingegeben wird, zu den Antriebswellen über das Gleitbauteil 5, das Paar Ritzelzahnradwellen 4 des Differentialgetriebemechanismus 3, den vier Ritzelzahnrädern 31 und den Bahnseitenzahnrädern 32 übertragen.
Wenn das Stellglied 6 von dem Nichtbetriebszustand in den Betriebszustand gebracht (gestellt) wird, führt die Steuerungsvorrichtung einen Erregungsstrom mit einem großen Stromwert, der eine schnelle Bewegung des Gleitbauteils 5 ermöglicht, zu dem Elektromagneten 61 zu. Danach wird, wenn es bestimmt wird, dass der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen, der Stromwert des Erregungsstroms auf einen relativ kleinen Stromwert reduziert, der den Zustand immer noch aufrechterhalten kann, indem der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen. Folglich kann ein Stromverbrauch (Energieverbrauch) reduziert werden.
In dem Allradantriebszustand, in dem der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen, wird eine Kraft, die das Gleitbauteil 5 verformt, durch ein Drehmoment erzeugt, das von dem Gleitbauteil 5 zu der Ritzelzahnradwelle 4 übertragen wird, wie in 8 dargestellt ist.
8 stellt jeweilige Abschnitte des Gleitbauteils 5 und der Ritzelzahnradwelle 4 während eines Allradantriebs aus Sicht der Seite von dem ersten Gehäusebauteil 21 dar. In 8 zeigt der Pfeil A eine Kraft (ein Drehmoment) an, die (das) das Gleitbauteil 5 von dem Differentialgehäuse 2 erhält, und zeigt der Pfeil B eine Kraft (eine Drehmomentreaktionskraft) an, die von der Ritzelzahnradwelle 4 auf das Gleitbauteil 5 aufgebracht wird.
Wenn die Antriebskraft der Antriebsquelle von dem Differentialgehäuse 2 zu der Ritzelzahnradwelle 4 über das Gleitbauteil 5 übertragen wird, indem der Ineinandergreifabschnitt 52 und der ineinandergreifende Abschnitt 223 miteinander ineinandergreifen, erhält das Gleitbauteil 5 eine Drehmomentreaktionskraft von der Ritzelzahnradwelle 4. Die Drehmomentreaktionskraft wirkt, um die Breite der Langlöcher 510 durch eine Verformung des Gleitbauteils 5 zu erhöhen, um einen Teil des zylindrischen Abschnitts 51 radial nach außen auszudehnen (zu erweitern). In 8 ist die Form des Gleitbauteils 5 nach der Verformung durch die Drehmomentreaktionskraft von der Ritzelzahnradwelle 4 durch die doppelt strichpunktierte Linie angezeigt. In 8 sind, um die Darstellung klar zu erkennen, die Unterschiede in der Form vor und nach der Verformung in einer übertriebenen Weise angezeigt.
Da die Haltbarkeit reduziert werden kann, wenn das Gleitbauteil 5 durch die Drehmomentreaktionskraft von der Ritzelzahnradwelle 4 signifikant verformt wird, ist es wünschenswert, dass das Ausmaß der Verformung des Gleitbauteils 5 klein (gering) sein soll. Um eine Verformung des Gleitbauteils 5 während der Drehmomentübertragung zu verhindern, ist es denkbar, zum Beispiel die Festigkeit durch Erhöhen der Dicke des Gleitbauteils 5 zu verbessern. In diesem Fall tritt jedoch eine Erhöhung der Größe (Baugröße) des Gebiets der Differentialvorrichtung 1 auf. Somit wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verformung des Gleitbauteils 5, wie das das vorstehend beschrieben ist, durch Anbringen des Verstärkungsrings 8, der als ein Verstärkungsbauteil dient, an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 an der Seite der Öffnungen der Langlöcher 510 (einem Endabschnitt an der entgegengesetzten Seite von dem Ineinandergreifabschnitt 52) verhindert.
Der Verstärkungsring 8 hat einen ringförmigen Abschnitt 81, der einen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 über den gesamten Umfang abdeckt; und einen Scheibenabschnitt 82, der von dem einen Endabschnitt des ringförmigen Abschnitts 81 radial nach innen vorsteht. Der ringförmige Abschnitt 81 und der Scheibenabschnitt 82 sind einstückig miteinander. Der Verstärkungsring 8 ist aus einem Stahlmaterial hergestellt, das zum Beispiel gleich ist wie das des Gleitbauteils 5, und ist ausgebildet, um im Querschnitt eine L-Form aufzuweisen. Der ringförmige Abschnitt 81 des Verstärkungsrings 8 ist an dem zylindrischen Abschnitt 51 durch Presspassen außen installiert.
Eine Seitenfläche 82a des Scheibenabschnitts 82 an der einen Seite in der axialen Richtung ist zu einer axialen Endfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51 zugewandt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der ringförmige Abschnitt 81 in der axialen Richtung mit der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 pressgepasst, bis die Seitenfläche 82a des Scheibenabschnitts 82 an der einen Seite in der axialen Richtung an der axialen Endfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51 anliegt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann ein Spalt zwischen derselben Fläche 82a des Scheibenabschnitts 82 an der einen Seite in der axialen Richtung und der axialen Endfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51 ausgebildet sein.
Das Gleitbauteil 5 ist mit einer Nut 512 ausgebildet, die an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 an der Seite der Öffnungen der Langlöcher 510 vorgesehen ist, um sich in der Umfangsrichtung zu erstrecken. Der Außendurchmesser eines Abschnitts des zylindrischen Abschnitts 51, an dem die Nut 512 ausgebildet ist, ist kleiner als der Außendurchmesser der anderen Abschnitte des zylindrischen Abschnitts 51 (Abschnitte, an denen die Nut 512 nicht ausgebildet ist). Der ringförmige Abschnitt 81 des Verstärkungsrings 8 ist außen an einem Abschnitt installiert, an dem die Nut 512 ausgebildet ist. Eine Innenumfangsfläche 81a des ringförmigen Abschnitts 81 berührt dicht (eng) eine Außenumfangsfläche 512a eines Abschnitts des zylindrischen Abschnitts 51, an dem die Nut 512 ausgebildet ist. Das Ausmaß der Presspassung des ringförmigen Abschnitts 81, welches der Unterschied des Radius zwischen dem Bohrungsdurchmesser der Innenumfangsfläche 81a des ringförmigen Abschnitts 81 und dem Außendurchmesser der Außenumfangsfläche 512a des zylindrischen Abschnitts 51 vor dem Anbringen des Verstärkungsrings 8 an dem Gleitbauteil 5 ist, beträgt zum Beispiel 10 bis 50 µm.
Wie in 7A und 7B dargestellt ist, liegt die Vielzahl von Vorsprungsteilen 72 des Drückbauteils 7 an einer Seitenfläche 82b des Scheibenabschnitts 82 des Verstärkungsrings 8 an der anderen Seite in der axialen Richtung (an der entgegengesetzten Seite von der axialen Endfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51) an. Das Drückbauteil 7 erhält eine Bewegungskraft des Stellglieds 6 von dem Ringabschnitt 71 und drückt den Verstärkungsring 8 mittels der Vorsprungsteile 72 um das Gleitbauteil 5 zu dem Bodenabschnitt 222 des zweiten Gehäusebauteils 22 hin zu bewegen. Die Seitenfläche 82b des Scheibenabschnitts 82 des Verstärkungsrings 8 ist eine flache Fläche mit keiner Stufe oder keinen Aussparungen oder keinen Vorsprüngen. Eine Relativdrehung zwischen dem Gleitbauteil 5, das gemeinsam mit dem Verstärkungsring 8 gedreht wird, und dem Differentialgehäuse 2, in das die Vorsprungsteile 72 des Drückbauteils 7 durch die Durchgangslöcher 221c eingesetzt sind, wird gleichmäßig ausgeführt, in dem die Vorsprungsteile 72 des Drückbauteils 7 an der Seitenfläche 82b anliegen.
Mit dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, in dem der Verstärkungsring 8 an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 angebracht ist, wird die Verformung des Gleitbauteils 5, bei der die Breite der Langlöcher 510 durch die Drehmomentreaktionskraft von den Ritzelzahnradwellen 4 erhöht wird, verhindert. Folglich ist es möglich, eine Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Differentialgehäuse 2 und dem Differentialgetriebemechanismus 3 durch eine axiale Bewegung des Gleitbauteils 5 zu blockieren, während eine Erhöhung der Größe oder des Gewichts der Differentialvorrichtung 1 verhindert wird.
Das erste Gehäusebauteil 21 des Differentialgehäuses 2 ist mit den Durchgangslöchern 211c ausgebildet, durch die die Vorsprungsteile 72 des Drückbauteils 7 eingesetzt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch das erste Gehäusebauteil 21 nicht direkt mit der Übertragung einer Antriebskraft involviert und somit beeinflusst eine Reduktion der Festigkeit des ersten Gehäusebauteils 21 aufgrund der Ausbildung der Durchgangslöcher 211c nicht das Drehmomentübertragungsvermögen, etc. der Differentialvorrichtung 1. Die Durchgangslöcher 211c können kleiner ausgebildet werden/sein als die axialen Löcher, durch die die axialen Vorsprungsabschnitte des ersten Kupplungsabschnitts in dem Fall eingesetzt sind, in dem eine Differentialvorrichtung zum Beispiel wie in JP 2015-87015 A , die vorstehend beschrieben ist, gestaltet ist, und daher haben sie eine geringe Auswirkung auf die Festigkeit des ersten Gehäusebauteils 21.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der ringförmige Abschnitt 81 des Verstärkungsrings 8 außen an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 durch Presspassen installiert. Somit ist es möglich, eine Verformung des Gleitbauteils 5, wie zum Beispiel die, die durch die doppelt strichpunktierte Linie in 8 angezeigt ist, geeignet zu verhindern. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirkt (dient) der Verstärkungsring 8 als ein Gleitkontaktbauteil, das einen Gleitkontakt mit dem Vorsprungsteilen 72 des Drückbauteils 7 ausführt, wodurch eine Relativdrehung zwischen dem Drückbauteil 7, das gemeinsam mit dem Differentialgehäuse 2 gedreht wird, und dem Gleitbauteil 5 gleichmäßig durchgeführt wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der ringförmige Abschnitt 81 des Verstärkungsrings 8 außen an der Nut 512 installiert, die an der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 ausgebildet ist. Somit ist der Verstärkungsring 8 gestaltet, um nicht signifikant zu der radial außenliegenden Seite in Bezug auf einen Abschnitt der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 51 hin vorzustehen, an dem die Nut 512 nicht ausgebildet ist. Folglich wird eine Erhöhung der Größe (Baugröße) der Differentialvorrichtung 1 verhindert.
Die vorliegende Erfindung kann geeignet modifiziert werden, ohne von dem Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel ist mit dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, der ringförmige Abschnitt 81 des Verstärkungsrings 8 durch eine Presspassung extern installiert. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann der ringförmige Abschnitt 81 an dem zylindrischen Abschnitt 51 des Gleitbauteils 5 zum Beispiel geschweißt sein. In dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, hat der Differentialgetriebemechanismus 3 vier Ritzelzahnräder 31 und sind die vier Ritzelzahnräder 31 durch zwei Ritzelzahnradwellen 4 gestützt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann der Differentialgetriebemechanismus 3 zwei Ritzelzahnräder 31 haben und können die zwei Ritzelzahnräder 31 durch eine Ritzelzahnradwelle 4 gestützt werden.
In dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend beschrieben ist, hat der Verstärkungsring 8, der als das Verstärkungsbauteil dient, als Ganzes eine Ringform. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Eine Vielzahl von bogenförmigen Verstärkungsbauteilen 8A kann verwendet werden, wie zum Beispiel in 9 dargestellt ist, solange eine Verformung des Gleitbauteils 5, bei der die Breite der Langlöcher 510 erhöht wird, verhindert werden kann. Die Vielzahl von Verstärkungsbauteilen 8A kann durch Schweißen oder dergleichen befestigt sein, um beide Seite der Langlöcher 510 in der Umfangsrichtung des zylindrischen Abschnitts 51 zu überbrücken (verbinden). Die Verstärkungsbauteile 8A haben jeweils einen bogenförmigen Abschnitt 83, der mit der Außenumfangsfläche 512a eines Abschnitts des zylindrischen Abschnitts 51 des Gleitbauteils 5 verbunden ist, an dem die Nut 512 ausgebildet ist; und einen bogenförmigen Wandabschnitt 84, der von dem bogenförmigen Abschnitt 83 zu der radial innenliegenden Seite des Gleitbauteils 5 vorsteht, um zu der axialen Endfläche 51b des zylindrischen Abschnitts 51 zugewandt zu sein. Der bogenförmige Abschnitt 83 und der bogenförmige Wandabschnitt 84 sind einstückig miteinander. In 9 ist die Form eines Abschnitts des Gleitbauteils 5, der durch das Verstärkungsbauteil 8A abgedeckt ist, durch die gestrichelten Linien angezeigt. In dem Fall, in dem die Verstärkungsbauteile 8A verwendet werden, um ein gleichmäßiges Gleiten (Verschieben) in Bezug auf das Drückbauteil 7 der Verstärkungsbauteile 8A zuzulassen, kann bewirkt werden, dass der Ringabschnitt 71 des Drückbauteils 7 an den bogenförmigen Wandabschnitten 84 der Vielzahl von Verstärkungsbauteilen 8A anliegt, und kann bewirkt werden, dass die Vielzahl von Vorsprungsteilen 72, die sich von dem Ringabschnitt 71 parallel zu der Drehachse O des Differentialgehäuses 2 erstrecken, um durch die Durchgangslöcher 211c des Differentialgehäuses 2 eingesetzt zu werden, an dem Anker 63 anliegt. Ferner ist es mit den Verstärkungsbauteilen 8A möglich, eine Verformung des Gleitbauteils 5 aufgrund eines Drehmoments, das von dem Gleitbauteil 5 zu den Ritzelzahnradwellen 4 übertragen wird, zu verhindern.
Eine Differentialvorrichtung 1 weist Folgendes auf: ein Differentialgehäuse, an dem ein ineinandergreifender Abschnitt 223 ausgebildet ist; ein rohrförmiges Gleitbauteil 5, das einen Ineinandergreifabschnitt 52 hat, der mit dem ineinandergreifenden Abschnitt 223 ineinandergreift; einen Differentialgetriebemechanismus 3, der innerhalb des Gleitbauteils 5 angeordnet ist; eine Ritzelzahnradwelle 4, die Ritzelzahnräder 31 des Differentialgetriebemechanismus 3 stützt; und ein Stellglied 6, das das Gleitbauteil 5 in der axialen Richtung bewegt. Das Gleitbauteil 5 hat einen zylindrischen Abschnitt 51, an dessen einen Seite in der axialen Richtung der Ineinandergreifabschnitt 52 ausgebildet ist, und ein Langloch 510, das sich in der axialen Richtung des zylindrischen Abschnitts 51 erstreckt und das zu der anderen Seite in der axialen Richtung hin offen ist, die die entgegengesetzte Seite von dem Ineinandergreifabschnitt 52 ist. Die Ritzelzahnradwelle 4 ist in das Langloch 510 eingepasst und durch das Gleitbauteil 5 gestützt. Ein Verstärkungsring 8, der eine Verformung des Gleitbauteils 5 verhindert, ist an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts 51 angebracht, in dem das Langloch 510 öffnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 201587015 [0002]
JP 201587015 A [0002]
JP 2015087015 A [0003, 0007, 0061]

Claims

Differentialvorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Differentialgehäuse, an dessen Innenfläche ein ineinandergreifender Abschnitt, der aus einer Vielzahl von Klauenzähnen gebildet ist, ausgebildet ist; ein rohrförmiges Gleitbauteil, das angeordnet ist, um in dem Differentialgehäuse entlang einer axialen Richtung beweglich zu sein, die parallel zu einer Drehachse des Differentialgehäuses ist, und einen Ineinandergreifabschnitt hat, der aus einer Vielzahl von Klauenzähnen gebildet ist, die mit dem ineinandergreifenden Abschnitt ineinandergreifen; einen Differentialgetriebemechanismus, der innerhalb des Gleitbauteils angeordnet ist und aus einer Vielzahl von Ritzelzahnrädern und Seitenzahnrändern gebildet ist, die miteinander ineinandergreifen, wobei Zahnradachsen der Ritzelzahnräder und der Seitenzahnräder orthogonal zueinander sind; eine Ritzelzahnradwelle, die die Vielzahl von Ritzelzahnrädern stützt; und ein Stellglied, das das Gleitbauteil in Bezug auf das Differentialgehäuse in der axialen Richtung zwischen einer ersten Position, in der der Ineinandergreifabschnitt mit dem ineinandergreifenden Abschnitt ineinandergreift, und einer zweiten Position bewegt, in der der Ineinandergreifabschnitt mit dem ineinandergreifenden Abschnitt nicht ineinandergreift, wobei: das Gleitbauteil einen zylindrischen Abschnitt, der in einer zylindrischen Form ausgebildet ist und an dessen einen Seite in der axialen Richtung der Ineinandergreifabschnit ausgebildet ist, und ein Langloch hat, das sich in der axialen Richtung erstreckt, das Innen- und Außenumfangsflächen des zylindrischen Abschnitts durchdringt und das zu der anderen Seite in der axialen Richtung hin offen ist, die die entgegengesetzte Seite von dem Ineinandergreifabschnit ist; die Ritzelzahnradwelle durch das Gleitbauteil gestützt ist, wobei ein Endabschnitt der Ritzelzahnradwelle in das Langloch eingepasst ist; und ein Verstärkungsbauteil, das eine Verformung des Gleitbauteils aufgrund eines Drehmoments, das von einem Gleitbauteil zu der Ritzelzahnradwelle übertragen wird, verhindert, an einem Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des Gleitbauteils an der anderen Seite in der axialen Richtung angebracht ist.
Differentialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Verstärkungsbauteil einen ringförmigen Abschnitt hat, der an der anderen Seite in der axialen Richtung einen Endabschnitt des zylindrischen Abschnitts des Gleitbauteils über den gesamten Umfang abdeckt, und der ringförmige Abschnitt außen an dem zylindrischen Abschnitt durch Presspassen installiert ist.
Differentialvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Stellglied das Verstärkungsbauteil in der axialen Richtung über ein Drückbauteil drückt, wobei ein Teil davon in ein Durchgangsloch eingesetzt ist, das das Differentialgehäuse in der axialen Richtung durchdringt; das Verstärkungsbauteil einen Scheibenabschnitt hat, der von dem ringförmigen Abschnitt radial nach innen vorsteht, um zu einer axialen Endfläche des Gleitbauteils zugewandt zu sein; und das Drückbauteil an dem Scheibenabschnitt des Verstärkungsbauteils anliegt.