DE102018129164B4

DE102018129164B4 - Differential mit begrenzter sperrwirkung

Info

Publication number: DE102018129164B4
Application number: DE102018129164.7A
Authority: DE
Inventors: Isao Hirota; Yousuke Kawai; Noboru Higano; Kazutaka Kawata
Original assignee: GKN Automotive Ltd
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2023-06-07
Anticipated expiration: 2038-11-21
Also published as: CN110043626B; DE102018129164A1; JP2019124264A; CN110043626A; US10781904B2; US20190219143A1; JP6993242B2

Abstract

Ein Differential (1) umfassend:eine Differentialvorrichtung (11); undein Differentialbegrenzungsteil (13), das ausgebildet ist, um eine Differentialwirkung der Differentialvorrichtung (11) zu begrenzen,wobei die Differentialvorrichtung (11) ein Differentialgehäuse (3), das drehbar angeordnet ist, ein Ausgleichszahnrad (5), das drehbar ist, während es durch das Differentialgehäuse (3) abgestützt wird und aufgrund der Drehung des Differentialgehäuses (3) dreht, und ein Paar Abtriebszahnräder (7, 9), die mit dem Ausgleichszahnrad (5) in Eingriff sind und relativ zueinander drehbar sind, aufweist,wobei jedes der Abtriebszahnräder (7, 9) ein Zahnradelement (19), das mit einem Verzahnungsabschnitt (15, 17) versehen ist, und ein Abtriebselement (25) umfasst, das einen Abtriebsabschnitt (21, 23), der ausgebildet ist, um ein Antriebsmoment, das an das Abtriebszahnrad (7, 9) übertragen wird, abzugeben, sowie Gleitflächen (50) des Differentialbegrenzungsteils (13) aufweist,wobei eine Nockenanordnung (27) zwischen dem Zahnradelement (19) und dem Abtriebselement (25) vorgesehen ist, undwobei das Differentialbegrenzungsteil (13) zwischen dem Differentialgehäuse (3) und den Abtriebselementen (25) vorgesehen ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Differential, das bei einem Fahrzeug verwendet wird.
Hintergrund der Erfindung
Aus der US 4 269 086 A ist ein selbstsperrendes Ausgleichsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit Sperrkupplungen zum selbsttätigen Sperren der Ausgleichsbewegung zwischen zwei Abtriebsrädern bekannt. Die Sperrkupplungen sind jeweils als Konuskupplung gestaltet und umfassen eine stationäre Konusfläche im Gehäuse und ein im Gehäuse in geringem Maß axial bewegbares Kupplungsteil, das eine konische Gegenflächen bildet. In Abhängigkeit von den Abtriebsmomenten der Abtriebsräder wird das bewegbare Kupplungsteil mit der Konusfläche in Anlage gebracht, sodass ein Sperrmoment erzeugt wird.
Aus der US 2012 / 0 252 625 A1 ist ein Differential mit einem Gehäuse und einem darin axial verschiebbaren Trägerelement bekannt. In dem Trägerelement sind die miteinander kämmenden Ausgleichsräder und Seitenwellenräder des Differentials aufgenommen. Die Seitenwellenräder sind mit den Seitenwellen über eine drehfeste Nabe verbunden, wobei zwischen den Seitenwellenrädern und der Nabe eine Rampeneinrichtung vorgesehen ist. Zwischen dem Trägerelement und den Seitenwellenrädern ist eine Scheibenkupplung ausgebildet, um ein Sperrmoment zu generieren.
Aus der US 5 102 378 A ist ein Sperrdifferential mit Scheibenkupplungen zur Begrenzung einer Ausgleichswirkung bekannt. Das Differential umfasst Ausgleichsräder und Seitenwellenräder, die über ein Abtriebselement mit den Seitenwellen verbunden sind. Eine Rampenanordnung mit Zylinderrollen ist zwischen dem Abtriebselement und den Seitenwellen angeordnet. Die Seitenwellenräder sind mit der Scheibenkupplung gekoppelt, die drehmomentsensitiv beaufschlagt wird.
Aus der US 4 249 429 A ist ein Differential mit Differentialrädern und zwei damit kämmenden Abtriebsrädern sowie einem Sperrmechanismus bekannt. Der Sperrmechanismus umfasst einen ersten Nockenring, der über eine Steckverzahnung auf einem der Abtriebszahnräder gelagert ist, und einen zweiten Nockenring, der formschlüssig in den ersten Nockenring und das Differentialgehäuse eingreifen kann, um eine Drehbewegung zwischen dem Abtriebsrad und dem Gehäuse zu blockieren.
JP H09- 49 560 A offenbart ein Differential. Das Differential aus der JP H09- 49 560 A umfasst eine Differentialvorrichtung und ein Differentialsperrelement. Die Differentialvorrichtung umfasst ein Differentialgehäuse, das drehbar angeordnet ist, und ein Ritzel als Ausgleichszahnrad, und Seitenwellenräder als ein Paar Abtriebszahnräder. Das Ritzel ist drehbar, wobei es durch das Differentialgehäuse abgestützt wird und auf Grund der Drehung des Differentialgehäuses dreht. Das Paar Seitenwellenräder steht mit dem Ritzel in Eingriff und die Seitenwellenräder sind relativ zueinander drehbar. Das Differentialsperrelement ist zwischen dem Differentialgehäuse und den Seitenwellenrädern vorgesehen und begrenzt die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung.
Bei dem Differential aus JP H09- 49 560 A ist eine sich verjüngende Platte mit dem Paar Seitenwellenrädern über einen schraubenförmigen Keilabschnitt als ein Nockenabschnitt verbunden. Die sich verjüngende Platte ist mit einer Konuskupplung als ein Differentialsperrelement versehen.
Bei dem Differential aus JP H09- 49 560 A wird die sich verjüngende Platte in einer axialen Richtung durch eine Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel und dem Paar Seitenwellenrädern bewegt und die axial Bewegung der sich verjüngenden Platte wird durch den schraubenförmigen Keilzahnabschnitt verstärkt, so dass die Differentialsperrkraft der Konuskupplung verbessert ist.
Bei dem Differential aus JP H09- 49 560 A wird jedoch die Differentialsperrkraft, die von dem Differentialsperrelement hervorgerufen wird, von der sich verjüngenden Platte über den Nockenabschnitt an das Paar Abtriebszahnräder abgegeben.
Bei solch einer Übertragung der Differentialsperrkraft werden Schwingungen, die in dem Nockenabschnitt erzeugt werden, leicht an eine Reibfläche übertragen. Es gibt daher das Problem, dass die Differentialbegrenzungswirkung durch die Schwingungen, das Ansprechverhalten und dergleichen nachteilig beeinflusst werden.
Bei dem Differential aus JP H09- 49 560 A ist zusätzlich der schraubenförmige Keilzahnabschnitt, der zwischen dem Planetenrad und der sich verjüngenden Platte vorgesehen ist, derart angeordnet, dass dieser zu einer axialen äußeren Seite des Verzahnungsabschnitts des Planetenrads vorragt. Das Differential aus JP H09- 49 560 A ist daher in der axialen Richtung groß.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein selbstsperrendes Differential mit verbessertem Ansprechverhalten vorzugschlagen.
Zusammenfassung der Erfindung
Zur Lösung wird ein Differential mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Gemäß erläuterten Aspekten der Ausführungsformen umfasst ein Differential eine Differentialvorrichtung und ein Differentialbegrenzungsteil, das vorgesehen ist, um eine Differentialwirkung der Differentialvorrichtung zu begrenzen. Die Differentialvorrichtung umfasst ein Differentialgehäuse, das drehbar angeordnet ist, ein Ausgleichszahnrad, das drehbar ist und gleichzeitig von dem Differentialgehäuse abgestützt wird und aufgrund der Drehung des Differentialgehäuses dreht, und ein Paar Abtriebszahnräder, das mit dem Ausgleichszahnrad in Eingriff steht und dessen Abtriebszahnräder relativ zueinander drehbar sind. Die Abtriebszahnräder umfassen ein Zahnradelement, das mit einem Verzahnungsabschnitt versehen ist, und ein Abtriebselement, das einen Abtriebsabschnitt umfasst, der vorgesehen ist, um eine Antriebskraft, die an das Abtriebszahnrad übertragen wird, abzugeben. Eine Nockenanordnung ist zwischen dem Zahnradelement und dem Abtriebselement vorgesehen. Das Differentialbegrenzungsteil ist zwischen dem Differentialgehäuse und dem Abtriebselement vorgesehen. Das Ausgleichszahnrad wird nachstehend auch als Ritzel, und die Abtriebszahnräder werden auch als Seitenwellenräder bezeichnet.
Da das Differentialbegrenzungsteil zwischen dem Differentialgehäuse und dem Abtriebselement vorgesehen ist, wird bei diesem Differential, eine Differentialsperrkraft, die von dem Differentialbegrenzungsteil erzeugt wird, an den Abtriebsabschnitt übertragen, ohne den Nockenabschnitt zu passieren.
Bei solch einem Differential werden daher Schwingungen, die an dem Nockenabschnitt erzeugt werden, nicht der Differentialsperrkraft hinzugefügt, wodurch das Ansprechverhalten der Antriebskraft verbessert werden kann und die Differentialbegrenzungseigenschaften stabilisiert würde.
Die Nockenanordnung kann ferner an einer inneren Durchmesserseite bzw. radial innerhalb des Verzahnungsabschnitts des Abtriebszahnrads angeordnet sein.
Wenn die Nockenanordnung an der inneren Durchmesserseite bzw. radial innerhalb des Verzahnungsabschnitts des Abtriebszahnrads angeordnet ist, ist die Nockenanordnung nicht an einer axialen äußeren Seite des Verzahnungsabschnitts des Abtriebszahnrads angeordnet und die Vorrichtung würde in einer axialen Richtung verkleinert.
Bei solch einem Differential wird es daher verhindert, dass die Nockenanordnung zu der axialen äußeren Seite des Verzahnungsabschnitts des Abtriebszahnrads vorragt und die Vorrichtung würde verkleinert.
Gemäß den beispielhaften Aspekten der Ausführungsformen wird die Differentialbegrenzungswirkung des Differentials stabilisiert.
Ferner würde gemäß den beispielhaften Aspekten der Ausführungsformen das Differential verkleinert.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Differentials gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine Querschnittsansicht des Differentials gemäß der ersten Ausführungsform.
3 ist ein Querschnitt entlang einer Linie X-X in 2.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Zahnradelements des Differentials gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Abtriebselements des Differentials gemäß der ersten Ausführungsform.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Differentials gemäß einer zweiten Ausführungsform.
7 ist eine Querschnittsansicht des Differentials gemäß der zweiten Ausführungsform.
8 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel des Differentials gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel des Differentials gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel des Differentials gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
11 ist eine Querschnittsansicht eines Differentials gemäß einer dritten Ausführungsform.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Differentials gemäß einer vierten Ausführungsform.
13 ist eine Querschnittsansicht des Differentials gemäß der vierten Ausführungsform.
14 ist eine Querschnittsansicht eines Differentials gemäß einer fünften Ausführungsform.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Differentials gemäß einer sechsten Ausführungsform.
16 ist eine Querschnittsansicht des Differentials gemäß der sechsten Ausführungsform.
17 ist eine perspektivische Ansicht eines Differentials gemäß einer siebten Ausführungsform.
18 ist eine Querschnittsansicht des Differentials gemäß der siebten Ausführungsform.
19 ist eine Querschnittsansicht eines Differentials gemäß einer achten Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Ein Differential gemäß den jeweiligen Ausführungsformen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 1 bis 19 beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Eine erste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben.
Ein Differential 1 gemäß der ersten Ausführungsform umfasst ein Differentialgehäuse 3, das drehbar angeordnet ist, ein Ritzel 5 als ein Ausgleichszahnrad, das drehbar ist, wobei das Ritzel 5 durch das Differentialgehäuse 3 abgestützt wird und aufgrund der Drehung des Differentialgehäuses 3 dreht, eine Differentialvorrichtung 11, die Seitenwellenräder 7, 9 als ein Paar Abtriebszahnräder aufweist, die mit dem Ritzel 5 in Eingriff stehen und die relativ zueinander drehbar sind, und ein Differentialbegrenzungsteil 13, das eine Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11 begrenzt, und das zwischen dem Differentialgehäuse 3 und den Seitenwellenrädern 7, 9 angeordnet ist.
Das Differential 1 umfasst eine Nockenanordnung 27, die derart ausgebildet ist, dass diese den Differentialbegrenzungsabschnitt bzw. das Differentialbegrenzungsteil 13 mittels der Antriebskraft, die auf das Paar Seitenwellenräder 7, 9 übertragen wird, betätigt. Die Nockenanordnung 27 ist an inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Die Nockenanordnung 27 ist an äußeren Durchmesserseiten der Abtriebsabschnitte 21, 23 an einer axial mittleren Position der Abtriebsabschnitte 21, 23 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Flanschabschnitte 51, 53, die sich in radialer Richtung erstrecken, sind an rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen. Die Flanschabschnitte 51, 53 sind an einer äußeren Durchmesserseite der Nockenanordnung 27 angeordnet.
Das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst ein Zahnradelement 19 und ein Abtriebselement 25. Das Zahnradelement 19 ist mit den Verzahnungsabschnitten 15, 17 versehen. Das Abtriebselement 25 umfasst die Abtriebsabschnitte 21, 23, die derart ausgebildet sind, dass diese eine Antriebskraft, die an die Seitenwellenräder 7, 9 übertragen wird, abgeben.
Die Nockenanordnung 27 ist zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 angeordnet. Die Nockenanordnung 27 verbindet das Zahnradelement 19 mit dem Abtriebselement 25 drehbar, wie ein Teil. Ferner bewegt die Nockenanordnung 27 das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung hin zu dem Differentialbegrenzungsteil 13, wenn ein Drehmoment an die Seitenwellenräder 7, 9 übertragen wird, sodass die Differentialbegrenzungskraft des Differentialbegrenzungsteils 13 erhöht wird.
Die Nockenanordnung 27 verbindet das Zahnradelement 19 mit dem Abtriebselement 25 drehbar, wie ein Teil.
Das Differentialbegrenzungsteil 13 ist zwischen dem Differentialgehäuse 3 und dem Abtriebselement 25 vorgesehen.
Ein Stützbereich 29, der derart ausgebildet ist, dass er das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der radialen Richtung abstützt, ist zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 vorgesehen.
Ein Beaufschlagungselement 31, das derart ausgebildet ist, dass es das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung beaufschlagt, ist zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 angeordnet.
Das Differentialgehäuse 3 ist als ein einstückiges Bauteil ausgebildet.
Das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 sind als Kronenradsatz ausgebildet.
Wie in den 1 bis 5 gezeigt, umfasst die Differentialvorrichtung 11 das Differentialgehäuse 3, eine Ritzelachse 33, das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9. Die Ritzelachse kann auch Ritzelwelle genannt werden.
Das Differentialgehäuse 3 ist über Lager (nicht dargestellt) an einem äußeren Umfang jedes Nabenabschnitts 35, 37, die an beiden Seiten des Differentialgehäuses 3 in der axialen Richtung ausgebildet sind, durch ein (nicht dargestelltes) feststehendes Bauteil, beispielsweise durch einen Träger, drehbar abgestützt.
Das Differentialgehäuse 3 ist mit einem Flanschabschnitt 39 ausgebildet, an dem ein Zahnkranz (nicht dargestellt) befestigt ist, wobei der Zahnkranz mit einem Zahnrad (nicht dargestellt) in Eingriff steht, das derart ausgebildet ist, dass es die Antriebskraft überträgt, und die Antriebskraft wird übertragen, um das Differentialgehäuse 3 drehend anzutreiben.
In solch einem Differentialgehäuse 3 sind die Ritzelachse 33, das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 aufgenommen und angeordnet.
Ein Endabschnitt der Ritzelachse 33 sitzt in einer Bohrung, die in dem Differentialgehäuse 3 ausgebildet ist, und die Ritzelachse 33 wird gegen Lösen und Verdrehung durch einen Stift 41 gesichert. Die Ritzelachse 33 wird mit dem Differentialgehäuse 3 gemeinsam, wie ein Teil, drehend angetrieben.
Das Ritzel 5 ist an beiden axialen Enden der Ritzelachse 33 abgestützt.
Eine Vielzahl von Ritzeln 5 (im vorliegenden Fall zwei Ritzeln) ist in gleichmäßigen Abständen in einer Umfangsrichtung des Differentialgehäuses 3 angeordnet. Jedes Ritzel der Vielzahl von Ritzeln 5 ist an einem Endabschnitt der Ritzelachse 33 abgestützt und dreht aufgrund der Drehung des Differentialgehäuses 3.
Das Ritzel 5 überträgt die Antriebskraft an das Paar Seitenwellenräder 7, 9. Ferner ist das Ritzel 5 an der Ritzelachse 33 drehbar abgestützt, und bei Drehzahlunterschieden zwischen den Seitenwellenrädern 7, 9, die mit dem Ritzel 5 in Eingriff stehen, wird das Ritzel 5 drehend angetrieben.
Drei, vier oder mehr Ritzel 5 können in gleichmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Differentialgehäuses 3 angeordnet sein.
Das Paar Seitenwellenräder 7, 9 wird in dem Differentialgehäuse 3 in einer relativ zueinander drehbaren Weise aufgenommen. Die Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 und der Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 bilden einen Zahnradeingriff 43 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 und der Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 stehen im Zahnradeingriff 43 miteinander in Eingriff.
Das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst die Abtriebsabschnitte 21, 23. Keilprofilförmige Verbindungsabschnitte 45, 47 sind an inneren Umfangsseiten der Abtriebsabschnitte 21, 23 ausgebildet. Eine (nicht dargestellte) Antriebswelle, die mit einem abtriebsseitigen Element verbunden ist, ist mit den Seitenwellenrädern 7, 9 über die Verbindungsabschnitte 45, 47 verbunden, so dass die Antriebswelle mit den Seitenwellenrädern 7, 9 gemeinsam, wie ein Teil, drehbar sind. Die Seitenwellenräder 7, 9 geben die Antriebskraft, die auf das Differentialgehäuse 3 übertragen wird, an das abtriebsseitige Element ab.
Das Differentialbegrenzungsteil 13, das derart ausgebildet ist, dass es die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11 begrenzt, ist zwischen dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 und dem Differentialgehäuse 3 vorgesehen.
Das Differentialbegrenzungsteil 13 bzw. -abschnitt umfasst Kegelringe 49 als Gleitreibelemente, die mit dem Differentialgehäuse 3 gemeinsam drehbar, wie ein Teil, verbunden sind.
Eine Vielzahl von hervorstehenden Abschnitten, die an inneren Umfangsseiten der Kegelringe 49 ausgebildet sind, greifen in Ausnehmungen, die in einer inneren Wandfläche des Differentialgehäuses 3 ausgebildet sind, so dass die Kegelringe 49 und das Differentialgehäuse 3 wie ein Teil miteinander drehen.
Eine Eingriffsreaktionskraft wird zwischen dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 und dem Ritzel 5 entsprechend der Höhe der Antriebskraft (Drehmoment), die auf das Differentialgehäuse 3 übertragen wird, erzeugt. Wenn das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch diese Zahneingriffsreaktionskraft in der axialen Richtung bewegt wird, stehen die Kegelringe 49 in Gleitreibung zu dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9.
Das Reibmoment wird zwischen dem Differentialgehäuse 3 und dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 über die Kegelringe 49 übertragen und die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11 ist entsprechend dem Reibmoment begrenzt.
Das Differentialbegrenzungsteil 13 ist eine drehmomentfühlende Konuskupplung, die ein Reibmoment entsprechend der Höhe des Antriebdrehmoments, das auf das Differentialgehäuse übertragen wird, erzeugt.
Das Paar Seitenwellenräder 7, 9, das derart ausgebildet ist, dass es das Differentialbegrenzungsteil 13 betätigt, wird durch das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 gebildet.
Das Zahnradelement 19 ist ringförmig ausgebildet und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 (nur eine Seite des Seitenwellenrads 7 ist in 4 gezeigt) sind an einer äu-ßeren Umfangsseite ausgebildet. Die Verzahnungsabschnitte 15, 17 und der Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 bilden den Zahnradeingriff 43.
Der Ausdruck „Verzahnungsabschnitt“ in der vorliegenden Ausführungsform umfasst Zähne vom Zahnfuß bis zum Zahnkopf und einen ringförmigen Basisabschnitt 18, der die Zahnfüße der jeweiligen Zähne miteinander verbindet.
Der Zahnradeingriff 43, der die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Zahnradelements 19 und den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 umfasst, ist durch einen Kronenradsatz gebildet.
Da der Zahnradeingriff 43 durch einen Kronenradsatz gebildet ist, können das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 in der axialen Richtung näher zueinander angeordnet werden als in einem Fall, bei dem der Zahnradeingriff 43 durch einen Kegelradsatz gebildet ist. Das Differential kann daher in der axialen Richtung kleiner gebaut werden.
An dem Zahnradelement 19 sind Flanschabschnitte 51, 53, die sich in der radialen Richtung in einer Form, die den Basisabschnitt 18 umfasst, linear erstrecken, an den rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 vorgesehen. Die Festigkeit einer Zahnfußseite der Verzahnungsabschnitte 15, 17 ist durch die Flanschabschnitte 51, 53 verbessert und die Festigkeit der Seitenwellenräder 7, 9 ist daher verbessert.
Das Abtriebselement 25 ist derart konkav ringförmig ausgebildet, dass das Abtriebselement 25 und das Zahnradelement 19 in der axialen Richtung nah aneinander angeordnet werden können, und ein Abschnitt des Zahnradelements 19 wird in der axialen Richtung in dem Abtriebselement 25 aufgenommen. Die Abtriebsabschnitte 21, 23 (nur die Seite des Seitenwellenrads 7 ist in 5 dargestellt), sind an einer inneren Umfangsseite des Abtriebselements 25 vorgesehen. Die Verbindungsabschnitte 45, 47, die derart ausgebildet sind, dass sie die Antriebskraft abgeben, die an das Paar Seitenwellenräder 7, 9 übertragen wird, sind an den Abtriebsabschnitten 21, 23 ausgebildet.
Flanschabschnitte 22, 24, die sich an der äußeren Durchmesserseite von den Abtriebsabschnitten 21, 23 erstrecken, sind an dem Abtriebselement 25 vorgesehen. Die Flanschabschnitte 22, 24 umfassen Gleitflächen 50, die den Kegelringen 49 gegenüberliegen. Gemäß dem Drehzustand der Differentialvorrichtung 11 gleiten die Gleitflächen 50 auf den Kegelringen 49. Die Gleitflächen 50 und die Kegelringe 49 bilden das Differentialbegrenzungsteil 13 bzw. die Differentialbegrenzungsanordnung.
Die Nockenanordnung 27 ist in der axialen Richtung zwischen dem Abtriebselement 25 und dem Zahnradelement 19 vorgesehen. Die Nockenanordnung 27 weist eine Funktion zur Umwandlung eines Drehmoments in eine axiale Anlaufkraft auf.
Die Nockenanordnung 27 umfasst eine Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55, die an der inneren Umfangsseite des Zahnradelements 19 vorgesehen sind, und eine Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57, die an der äußeren Umfangsseite der Abtriebsabschnitte 21, 23 des Abtriebselements 25 vorgesehen sind. Die Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57 kann mit der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55 in Eingriff gebracht werden.
Bei der Nockenanordnung 27 kann, wenn die Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57 mit der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55 in Eingriff steht, das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 gemeinsam, wie ein Teil, miteinander drehen.
In der Nockenanordnung 27 bilden Eingriffsflächen der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55 und der Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57 Nockenflächen, die um einen vorbestimmten Winkel geneigt sind. Wenn eine Antriebskraft (Drehmoment) auf das Differentialgehäuse 3 übertragen wird und die Antriebskraft über das Ritzel 5 auf das Paar Seitenwellenräder 7, 9 verteilt und übertragen wird, bewegt die Nockenanordnung 27 die Abtriebselemente 25 zu der axialen äußeren Seite.
Ein Neigungswinkel von θ1 ist an der Nockenfläche der Eingriffsausnehmungen 55 und der hervorstehenden Eingriffsabschnitte 57 auf einer Vorwärtsdrehseite (Drehrichtung bei Vorwärtsfahrt) vorgesehen, und ein Neigungswinkel von θ2 ist an der Nockenfläche der Eingriffsausnehmungen 55 und der hervorstehenden Eingriffsabschnitte 57 auf einer rückwärtigen Drehseite (Drehrichtung bei Rückwärtsfahrt) vorgesehen. Die Nockenfläche an der Vorwärtsdrehseite der Eingriffsausnehmungen 55 und die Nockenfläche an der Vorwärtsdrehseite der hervorstehenden Eingriffsabschnitte 57 sind einander zugewandt und können miteinander in Anlage kommen. Die Nockenfläche an der rückwärtigen Drehseite der Eingriffsausnehmungen 55 und die Nockenfläche an der rückwärtigen Drehseite der hervorstehenden Eingriffsabschnitte 57 sind einander zugewandt und können miteinander in Anlage kommen.
Der Neigungswinkel θ1 an der Vorwärtsdrehseite (Drehrichtung bei Vorwärtsfahrt) der Nockenfläche ist derart festgelegt, dass, wenn das Fahrzeug sich vorwärts bewegt, die Nockenanordnung 27 eine große Nockenanlaufkraft entsprechend der Antriebskraft erzeugt und die Differentialsperrkraft in dem Differentialbegrenzungsteil 13 erhöht. Der Neigungswinkel θ2 an der rückwärtigen Drehseite (Drehrichtung bei Rückwärtsfahrt) der Nockenfläche ist derart festgelegt, dass die Eingriffsflächen der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55 und der Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57 um einen Neigungswinkel geneigt sind, der null Grad (θ2) oder kleiner als der vorbestimmte Winkel (θ1) geneigt ist. Wenn die Antriebsdrehung in einer Richtung, in der das Fahrzeug sich rückwärts bewegt, an dem Differentialgehäuse 3 auftritt, wird daher die Erzeugung der Nockenanlaufkraft durch die Nockenfläche unterdrückt. Das Differential gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist daher eine Antriebskraftübertragung ähnlich der eines Differentials, das keine Differentialsperrkraft aufweist, auf.
Durch unterschiedliches Festlegen der Neigungswinkel θ1 und θ2 der Nockenflächen an der Vorwärtsdrehseite und der Rückwärtsdrehseite kann das Differential asymmetrische Differentialbegrenzungskräfte gemäß dem Fahrzeugzustand aufweisen.
Aufgrund der axialen Bewegung der Abtriebselemente 25, die durch Erzeugen der axialen Nockenanlaufkraft gemäß dem Neigungswinkel der Nockenfläche erzeugt wird, wird die Gleitreibkraft zwischen den Gleitflächen 50 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 und den Kegelringen 49 verstärkt und die Differentialsperrkraft an dem Differentialbegrenzungsteil 13 wird erhöht oder verstärkt.
Die Nockenanordnung 27 ist an den inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Wenn die Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 und die Nockenanordnung 27 von der radialen Richtung aus betrachtet werden, sind insbesondere wenigstens ein Teil der axialen Positionen der Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 und der axialen Position der Nockenanordnung 27 derart angeordnet, dass sie sich in der radialen Richtung überlappen.
Durch dementsprechendes Anordnen der Nockenanordnung 27 ragt diese nicht zu der axialen äußeren Seite des Zahneingriffs bzw. Zahnradeingriffs 43 vor und eine Vergrößerung des Baumraums des Differentials 1 in der axialen Richtung wird verhindert.
Die Nockenanordnung 27 kann an jeweils einem der Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen werden.
Ferner können die Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 an der äußeren Durchmesserseite der Nockenanordnung 27 angeordnet sein.
Wenn die Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 und die Nockenanordnung 27 von der radialen Richtung aus betrachtet werden, sind insbesondere wenigstens ein Teil der axialen Positionen der Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 und der axialen Position der Nockenanordnung 27 derart angeordnet, dass sie sich in der radialen Richtung überlappen.
Dementsprechend sind die Seitenwellenräder 7, 9 durch die Flanschabschnitte 51, 53 verstärkt und eine Verformung der Nockenanordnung 27 wird durch Anordnen der Flanschabschnitte 51, 53 an der äußeren Durchmesserseite der Nockenanordnung 27 verhindert. Die Nockenanordnung 27 kann daher die Nockenanlaufkraft stabil erzeugen.
Ferner ist die Nockenanordnung 27 an den äußeren Durchmesserseiten bzw. radial außerhalb der Abtriebsabschnitte 21, 23 an einer Zwischenposition der axialen Erstreckung der Abtriebsabschnitte 21, 23 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Durch Anordnen der Nockenanordnung 27 an der Zwischenposition der axialen Erstreckung der Abtriebsabschnitte 21, 23 wird eine Spannungskonzentration an den axialen Endabschnitten der Nockenanordnung 27 und den Abtriebsabschnitten 21, 23 unterdrückt und die Festigkeit und Dauerhaltbarkeit der Nockenanordnung 27 wird verbessert.
Aufgrund der Nockenwirkung der Nockenanordnung 27, wie oben beschrieben, bewegen sich die Abtriebselemente 25 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 zu der axialen äußeren Seite entsprechend dem relativen Drehmoment, das zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 erzeugt wird, und die Differentialbegrenzungsteile 13, 13 gleiten reibend, um eine Differentialsperrkraft zu erzeugen, so dass die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11 begrenzt bzw. gedrosselt ist.
Die Antriebskraft des Paares Seitenwellenräder 7, 9 wird zusammen mit der Differentialsperrkraft von den Abtriebsabschnitte 21, 23 der Abtriebselemente 25 an das abtriebsseitige Element abgegeben.
Dementsprechend ist das Differentialbegrenzungsteil 13 an dem Abtriebselement 25 vorgesehen, das die Abtriebsabschnitte 21, 23 umfasst, die derart ausgebildet sind, dass sie die Antriebskraft übertragen, wodurch die Nockenanordnung 27 nicht in einem Pfad angeordnet ist, auf dem die Differentialbegrenzungskraft von dem Differentialbegrenzungsteil 13 an die Abtriebsabschnitte 21, 23 übertragen wird, und ein Übertragungspfad der Differentialsperrkraft kann zwischen dem Abtriebselement 25 und dem Differentialgehäuse 3 hergestellt werden.
Die Vibration in der Nockenanordnung 27 wird daher nicht auf die Differentialbegrenzungskraft, die durch das Differentialbegrenzungsteil 13 erzeugt wird, übertragen, so dass die Antriebskraft zusammen mit der Differentialbegrenzungkraft von den Abtriebsabschnitten 21, 23 des Abtriebselements 25 übertragen, das Ansprechverhalten der Antriebskraft verbessert und das Differentialbegrenzungsverhalten stabilisiert werden kann.
Hierbei ist der Stützbereich 29, der derart ausgebildet ist, dass er das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der radialen Richtung abstützt und zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 vorgesehen ist, neben der Nockenanordnung 27 an einem axialen Endabschnitt, der einen kleineren Durchmesser aufweist, angeordnet.
Der Stützbereich 29 ist zwischen einer inneren Umfangsfläche des Zahnradelements 19, der dem Zahnradelement 19 gegenüberliegt und mit dem Abtriebselement 25 in der radialen Richtung in Kontakt kommt, und einer äußeren Umfangsfläche des Abtriebselements 25 vorgesehen. Der Stützbereich 29 stützt das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in radialer Richtung.
Die relative Position zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 wird stabilisiert und die Nockenwirkung der Nockenanordnung 27 wird durch Anordnen des Stützbereichs 29 zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 stabilisiert.
Das Beaufschlagungselement 31 ist in der axialen Richtung zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 angeordnet.
Das Beaufschlagungselement 31 wird aus den Elementen, die eine elastische Funktion aufweisen, unter Berücksichtigung des Bauraums und der festgelegten Beaufschlagungseigenschaft, gewählt. Das Beaufschlagungselement 31 kann eine Scheibenfeder sein. Das Beaufschlagungselement 31 beaufschlagt das Zahnradelement 19 zu einer axialen Innenseite (zur Seite des Ritzels 5) und beaufschlagt das Abtriebselement 25 zu der axialen Außenseite (zur Seite des Differentialbegrenzungsteils 13).
Durch Anordnen des Beaufschlagungselements 31 zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 wird eine Vorspannung an dem Differentialbegrenzungsteil 13 angelegt und das Ansprechverhalten der wechselnden Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann verbessert werden.
Ferner können durch Anordnen des Beaufschlagungselements 31 zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 axiale Spiele jedes Elements verhindert werden und die Antriebskraftübertragung in der Differentialvorrichtung 11 kann stabilisiert werden.
Bei einem Fall, bei dem der Zahnradeingriff 43 durch eine Kegelradgruppe gebildet ist, wurde herkömmlicherweise eine Anordnung verwendet, bei der die rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Zahnradelements 19 (Seite zu den Flanschabschnitte 51, 53) in der Umfangsrichtung zwischengeschaltet sind, um äu-ßere Umfänge der Verzahnungsabschnitte 15, 17 abzudecken.
Bei solch einem Aufbau kann in einem Zustand, bei dem das Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Differentialgehäuse 3 aufgenommen ist, das Ritzel 5 nicht von einer äu-ßeren Seite des Differentialgehäuses aus mit dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 montiert werden und das Differentialgehäuse 3 muss mehrteilig ausgeführt werden.
Demgegenüber sind, da der Zahnradeingriff 43 durch einen Kronenradsatz gebildet ist und die Flanschabschnitte 51, 53, die an den rückwärtigen Seiten (Seiten des Zahnfußes) der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Zahnradelements 19 angeordnet sind, sich in der radialen Richtung erstrecken, die rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Zahnradelements 19 nicht in der Umfangsrichtung zwischengeschaltet, um die äußeren Umfänge der Verzahnungsabschnitte 15, 17 abzudecken.
Bei einem Zustand, bei dem das Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Differentialgehäuse 3 aufgenommen ist, kann daher das Ritzel 5 von der Außenseite des Differentialgehäuses 3 aus mit dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 zusammengebaut werden.
Daher weist das Differentialgehäuse 3 einen einteiligen Aufbau auf, der durch ein durchgehendes Element gebildet ist, und eine Öffnung 59, die das Ritzel 5, das Paar Seitenwellenräder 7, 9, den Kegelring 49 und dergleichen aufnehmen kann, ist an dem äußeren Umfang des Differentialgehäuses 3 vorgesehen.
Bei der Montage aller Elemente in dem Differentialgehäuse 3 werden zunächst der Kegelring 49 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 über die Öffnung 59 aus in dem Differentialgehäuse 3 aufgenommen und in vorbestimmten Positionen angeordnet.
Dann wird ein Ritzel 5 durch die Öffnung 59 hindurch mit dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 derart zusammengesetzt, dass sie in dem Zahnradeingriff 43 miteinander in Eingriff stehen. Der montierte Körper wird um einen vorbestimmten Winkel in dem Differentialgehäuse 3 gedreht und ein weiteres Ritzel 5 wird derart durch die Öffnung 59 hindurch eingefügt, dass ein weiteres Ritzel 5 mit dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Zahnradeingriff 43 in Eingriff kommt.
Dann wird in dem Differentialgehäuse 3 die Montageeinheit gedreht, bis das Ritzel 5 mit einem Bohrungsabschnitt, in den die Ritzelachse 33 eingeschoben werden kann, ausgerichtet ist und die Ritzelachse 33 wird durch die Bohrung eingeführt und der Stift 41 wird eingeführt. Die Baueinheit ist folglich vervollständigt.
Durch Ausbilden des Differentialgehäuses 3 durch eine einteilige Bauweise kann die Anzahl an Bauteilen des Differentialgehäuses 3 verringert werden und die Anzahl von Bauteilen zum Zusammenbauen des Differentialgehäuses 3 mit geteiltem Aufbau kann auch verringert werden.
Bei solch einem Differential 1 wird, da das Differentialbegrenzungsteil 13 an dem Abtriebselement 25 ausgebildet ist, das die Abtriebsabschnitte 21, 23 aufweist, die mit dem Zahnradelement 19 über die Nockenanordnung 27 gemeinsam drehbar, wie ein Teil, in Eingriff stehen, die Differentialbegrenzungskraft, die von dem Differentialbegrenzungsteil 13 erzeugt wird, direkt von den Abtriebsabschnitten 21, 23 des Abtriebselements 25, ohne die Nockenanordnung zu passieren, abgegeben.
Bei solch einem Differential 1 werden daher die Schwingungen, die in der Nockenanordnung 27 erzeugt werden, während eines Zeitraums, in dem die Differentialsperrkraft von den Abtriebsabschnitten 21, 23 abgegeben wird, nicht auf die Differentialsperrkraft übertragen, das Übertragungsansprechverhalten der Antriebskraft kann verbessert werden und das Differentialbegrenzungsverhalten kann stabilisiert werden.
Da ferner der Stützbereich 29, der derart ausgestaltet ist, dass das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der radialen Richtung abzustützen, zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 vorgesehen ist, kann die relative Position des Zahnradelements 19 und des Abtriebselements 25 stabilisiert werden und die Nockenwirkung der Nockenanordnung 27 kann stabilisiert werden.
Da ferner das Beaufschlagungselement 31, das ausgestaltet ist, das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung zu beaufschlagen, zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 angeordnet ist, kann eine Vorspannung auf das Differentialbegrenzungsteil 13 aufgebracht werden und das Ansprechen der wechselnden Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann stabilisiert werden.
Bei solch einem Differential 1 ist, da die Nockenanordnung 27 an den inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet ist, die Nockenanordnung 27 nicht an den axialen äußeren Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet und das Differential 1 kann in der axialen Richtung kleiner gebaut werden.
Bei solchen einem Differential 1 wird die Nockenanordnung 27 daran gehindert, zu den axialen äußeren Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 vorzuragen, und das Differential 1 kann daher kleiner gebaut werden.
Da die Nockenanordnung 27 an den äußeren Durchmesserseiten bzw. radial außerhalb der Abtriebsabschnitte 21, 23 an der Zwischenposition der axialen Erstreckung der Abtriebsabschnitte 21, 23 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet ist, kann ferner eine Spannungskonzentration an der Nockenanordnung 27 verhindert werden und die Lebensdauer verbessert werden.
Da die Flanschabschnitte 51, 53 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 an der äußeren Umfangsseite der Nockenanordnung 27 angeordnet sind, kann ferner eine Verformung des Nockenanordnung 27 verhindert werden und die Erzeugung der Nockenanlaufkraft des Nockenanordnung 27 kann stabilisiert werden.
Da die Nockenanordnung 27 das Zahnradelement 19 mit dem Abtriebselement 25 drehbar, wie ein Teil, verbindet, kann ferner die Antriebskraft, die von dem Differentialbegrenzungsteil 13 gesteuert wird, direkt an das Abtriebselement 25 abgegeben werden und die Leistungsübertragung in der Differentialvorrichtung 11 kann stabilisiert werden.
Da das Beaufschlagungselement 31, das vorgesehen ist, um das Differentialbegrenzungsteil 13 zu drücken, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und dem Differentialgehäuse 3 angeordnet ist, wird eine Vorspannkraft auf das Differentialbegrenzungsteil 13 ausgeübt und das Ansprechen der wechselnden Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann stabilisiert werden.
Da das Beaufschlagungselement 31, das ausgebildet ist, um das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung zu beaufschlagen, zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 angeordnet ist, können ferner axiale Spiele jedes Elements verhindert werden und die Übertragung der Antriebskraft in der Differentialvorrichtung 11 kann stabilisiert werden.
Da das Differentialgehäuse 3 aus einem einteiligen Bauteil gebildet ist, kann ferner die Anzahl der Bauteile des Differentialgehäuses 3 und die Anzahl der Bauteile gegenüber den Teilen des Differentialgehäuses 3 mit geteiltem Aufbau verringert werden.
Da das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch einen Kronenradsatz gebildet sind, kann ferner der Zahnradeingriff 43 in der axialen Richtung verkleinert werden.
(Zweite Ausführungsform)
Eine zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben.
Bei einem Differential 101 gemäß der zweiten Ausführungsform ist zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 ein Nockenabschnitt 103 vorgesehen, die ausgestaltet ist, das Zahnradelement 19 mit dem Abtriebselement 25 drehbar und wie ein Teil zu verbinden und um das Differentialbegrenzungsteil 13 zu betätigen, um das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung durch die Drehung der Seitenwellenräder 7, 9 zu bewegen.
Das Abtriebselement 25 ist mit dem Differentialbegrenzungsteil 13 versehen.
Ein Anlaufblock 105 ist zusätzlich zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet, um eine Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung bzw. des Nockenabschnitts 103 aufzunehmen.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie die bei der ersten Ausführungsform verwendet und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die erste Ausführungsform. Da der Aufbau der gleiche wie der der ersten Ausführungsform ist, sind die erzielte Betriebsweise und die Wirkung gleich.
Wie in den 6 und 7 gezeigt, ist der Nockenabschnitt 103 in der axialen Richtung zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25 vorgesehen.
Der Nockenabschnitt 103 umfasst eine Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten, die in der Umfangsrichtung vorgesehen sind und in der axialen Richtung von dem Zahnradelement 19 zu dem Abtriebselement 25 vorragen, und eine Vielzahl von Eingriffsausnehmungen, die in der Umfangsrichtung vorgesehen sind und mit den hervorstehenden Eingriffsabschnitten an einer axial gegenüberliegenden Fläche des Abtriebselements 25 mit dem Zahnradelement 19 in Eingriff bringbar sind.
Da der Nockenabschnitt 103 die Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten mit der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen in Eingriff bringt, können das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 wie ein Teil miteinander drehen.
Bei dem Nockenabschnitt 103 sind die Eingriffsflächen der Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten und der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen in der Vorwärts- und Rückwärtsdrehrichtung Nockenflächen, die Neigungswinkel θ1 und θ2 aufweisen, die um einen vorbestimmten Winkel geneigt sind, so dass der Nockenabschnitt 103 durch die Antriebskraft betätigt wird, die auf das Paar Seitenwellenräder 7, 9 verteilt und abgegeben wird, und die Abtriebselemente 25 zu der axialen äußeren Seite bewegt werden.
Durch Bewegen der Abtriebselemente 25 in der axialen Richtung kann die Gleitreibkraft zwischen den Gleitflächen 50, die an den Spitzen der Flanschabschnitte 22, 24 des Abtriebselements 25 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 und den Kegelringen 49 vorgesehen sind, verstärkt werden und die Differentialsperrkraft in dem Differentialbegrenzungsteil 13 kann verbessert werden.
Solch ein Abtriebselement 25 ist mit den Abtriebsabschnitten 21, 23 und dem Differentialbegrenzungsteil 13 versehen und die Antriebskraft des Paares Seitenwellenräder 7, 9 zusammen mit der Differentialsperrkraft wird von den Differentialbegrenzungsteilen 13 der Abtriebselemente 25, 25 an das abtriebsseitige Element abgegeben.
Dementsprechend ist das Differentialbegrenzungsteil 13 an dem Abtriebselement 25 vorgesehen, das die Abtriebsabschnitte 21, 23 umfasst, die ausgebildet sind, um die Antriebskraft abzugeben, und wodurch der Nockenabschnitt 103 nicht in einem Pfad angeordnet ist, der die Differentialsperrkraft des Differentialbegrenzungsteils 13 an die Abtriebsabschnitte 21, 23 weiterleitet und ein Übertragungspfad der Differentialbegrenzungskraft kann alleinig an dem Abtriebselement 25 vervollständigt werden.
Die Schwingungen in des Nockenabschnitts 103 wirken daher nicht auf die Differentialsperrkraft, die durch das Differentialbegrenzungsteil 13 erzeugt wird, wodurch die Antriebskraft zusammen mit der Differentialsperrkraft von den Abtriebsabschnitten 21, 23 des Abtriebselements 25 direkt abgegeben werden kann, so dass das Übertragungsansprechverhalten der Antriebskraft verbessert werden kann und das Differentialbegrenzungsverhalten stabilisiert werden kann.
In einem Freiraum, der an einer gegenüberliegenden Fläche zwischen der inneren Durchmesserseite der radialen Flanschabschnitte 22, 24 in der radialen Richtung des Zahnradelements 19 und dem Abtriebselement 25 und der axialen Richtung ausgebildet ist, ist das Beaufschlagungselement 31, das eine Spiralfeder umfasst, die ausgebildet ist, um das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 in der axialen Richtung zu beaufschlagen, angeordnet, wodurch eine Vorspannung an dem Differentialbegrenzungsteil 13 anliegt und Spiele aller Elemente verhindert werden.
Der Anlaufblock 105 ist zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet, das solch ein Abtriebselement 25 in der axialen Richtung aufweist.
Der Anlaufblock 105 ist in einer ringförmigen Gestalt ausgebildet und die Ritzelachse 33 wird durch einen zentralen Abschnitt desselben hindurchgeführt. Der Anlaufblock 105 ist zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in der axialen Richtung derart angeordnet, dass er mit dem Differentialgehäuse 3 wie ein Teil drehbar ist.
Aufnahmeabschnitte 107 sind zwischen einer äußeren Durchmesserseite des Anlaufblocks 105 und einer inneren Durchmesserseite der Zahnradelemente 19 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen.
In den Aufnahmeabschnitten 107 wird eine Nockenanlaufreaktionskraft an dem Nockenabschnitt 103 erzeugt. Wenn die Zahnradelemente 19 zu der axial inneren Seite bewegt werden, kommen der Anlaufblock 105 und die Zahnradelemente 19 miteinander in Kontakt und der Anlaufblock 105 nimmt die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 auf.
Hierbei wird, wenn die Aufnahmeabschnitte, die ausgebildet sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 aufzunehmen, nicht zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen sind, die Nockenanlaufreaktionskraft, die von dem Nockenabschnitt 103 erzeugt wird, durch den Zahnradeingriff 43 zusammen mit dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 aufgenommen.
Durch Anordnen des Anlaufblocks 105, der ausgebildet ist, um die Nockenanlaufreaktionskraft dem Nockenabschnitt 103 zwischen dem Paar Seitenwellenrädern 7, 9 aufzunehmen, wird die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 nicht an den Zahnradeingriff 43 übertragen und die Festigkeit des Verzahnungsabschnitts des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 können gemäß der Zahneingriffsfestigkeit geeignet aufrechterhalten bleiben.
Bei solch einem Differential 101 wird, da das Differentialbegrenzungsteil 13 an dem Abtriebselement 25 vorgesehen ist, das die Abtriebsabschnitte 21, 23 aufweist, die mit dem Zahnradelement 19 über den Nockenabschnitt 103 drehbar und wie ein Teil verbunden sind, die Differentialsperrkraft, die von dem Differentialbegrenzungsteil 13 erzeugt wird, direkt von den Abtriebsabschnitten 21, 23 des Abtriebselements 25, ohne den Nockenabschnitt 103 zu passieren, abgegeben.
Bei solch einem Differential 101 werden daher die Schwingungen, die in dem Nockenabschnitt 103 erzeugt werden, nicht auf die Differentialsperrkraft während des Zeitraums, in dem die Differentialsperrkraft von den Abtriebsabschnitten 21, 23 abgegeben wird, übertragen, wodurch die Übertragungsansprechverhalten der Antriebskraft verbessert und das Differentialsperrverhalten stabilisiert werden.
Da der Anlaufblock 105, der ausgebildet ist, um die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 aufzunehmen, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet ist, wird ferner die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 durch den Anlaufblock 105 aufgenommen, wodurch die Nockenanlaufreaktionskraft des Nockenabschnitts 103 nicht an den Zahnradeingriff 43, der das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, abgegeben wird und die Festigkeit des Zahnrads kann daher geeignet aufrechterhalten bleiben.
Wie in 8 dargestellt, kann bei einem Differential 101a, bei dem die Nockenanordnung 27 in der axialen Richtung zwischen dem Zahnradelement 19 und dem Abtriebselement 25, wie bei der ersten Ausführungsform, angeordnet ist, der Anlaufblock 105, der ausgestaltet ist, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 aufzunehmen, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet sein.
Als eine Struktur zum Aufnehmen der Nockenanlaufreaktionskraft der bzw. Nockenanordnung 27 bzw. Nockenabschnitte 103 können zusätzlich Aufnahmeabschnitte 109, die ausgebildet sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 (des Nockenabschnitts 103) aufzunehmen, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und der Ritzelachse 33, wie bei einem Differential 101b, das in den 9 und 10 gezeigt ist, vorgesehen werden.
Die Aufnahmeabschnitte 109 sind zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Ritzelachse 33 und einer zu der Ritzelachse 33 gegenüberliegende Fläche der Nabenabschnitte 111, 113, die sich zu der axialen inneren Seite an der inneren Durchmesserseite der Zahnradelemente 19 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 erstreckt, vorgesehen.
In solchen Aufnahmeabschnitten 109 wird die Nockenanlaufreaktionskraft an der Nockenanordnung 27 (an dem Nockenabschnitt 103) erzeugt. Wenn die Zahnradelemente 19 jeweils zu der axial inneren Seite bewegt werden, tritt die Ritzelachse 33 mit den Nabenabschnitten 111, 113 der Zahnradelemente 19 in Kontakt und die Ritzelachse 33 nimmt die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 (des Nockenabschnitts 103) auf.
Sogar mit solchen Aufnahmeabschnitten 109 wird die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 (des Nockenabschnitts 103) nicht an den Zahnradeingriff 43 abgegeben und die Festigkeit des Verzahnungsabschnitts des Ritzels 5 und der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 kann aufrechterhalten bleiben.
(Dritte Ausführungsform)
Eine dritte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben.
Ein Differential 201 gemäß der dritten Ausführungsform ist mit einem Kontaktabschnitt 203 versehen, der mit dem Zahnradelement 19 in dem Differentialgehäuse 3 in Kontakt steht.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie bei den anderen Ausführungsformen verwendet und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die anderen Ausführungsformen. Da der Aufbau der gleiche wie der der ersten Ausführungsform ist, sind die Betriebsweise und die Wirkung, die erzielt werden, gleich.
Wie in 11 gezeigt, sind an dem Differentialgehäuse 3 die Kontaktabschnitte 203 an einem Wandabschnitt, der den Zahnradelementen 19, die das Paar Seitenwellenräder 7, 9 bilden, axial gegenüberliegt, vorgesehen.
Die Kontaktabschnitte 203 sind an der äußeren Durchmesserseite der Differentialbegrenzungsteile 13, 13 des Differentialgehäuses 3 derart angeordnet, dass diese den Zahnradelementen 19 axial gegenüberliegen, und diese sind mit den rückwärtigen Seiten der Zahnradelemente 19 in der axialen Richtung über Anlaufscheiben 202 in Kontakt.
Die Anlaufscheiben 202 zwischen den Zahnradelementen 19 und den Kontaktabschnitten 203 können Drucklager sein, die eine relative Drehung zwischen diesen erlauben.
Wenn eine Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 erzeugt wird, kommen solche Kontaktabschnitte 203 mit den Zahnradelementen 19 durch die Bewegung der Zahnradelemente 19 zu der axial äußeren Seite in starken Kontakt und nehmen die Zahneingriffsreaktionskraft des Paares Seitenwellenräder 7, 9 auf.
Hierbei wird die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 nicht nur dann erzeugt, wenn das Fahrzeug durch eine Antriebskraft von einer Antriebsquelle angetrieben wird, sondern auch durch eine radseitige Kraft, wenn das Fahrzeug während der Verzögerung des Fahrzeugs oder dergleichen fährt.
Wenn die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch die radseitige Kraft erzeugt wird, ist es erwünscht, das Differentialbegrenzungs- bzw. Differentialsperrmoment, das durch das Differentialbegrenzungsteil 13 erzeugt wird, so klein wie möglich zu halten, wohingegen, wenn die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 an das Differentialbegrenzungsteil 13 abgegeben wird, das Differentialbegrenzungs- bzw. -sperrmoment nicht verringert werden kann.
Die Zahneingriffsreaktionskraft wird daher durch Nutzung der Kontaktabschnitte 203, die ausgebildet sind, um die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Differentialgehäuse 3 aufzunehmen, nicht an das Differentialbegrenzungsteil 13 abgegeben.
Ein Einstellen oder Erzeugen des Differentialbegrenzungs- bzw. -sperrmoments in dem Differentialbegrenzungsteil 13 kann daher durch alleiniges Einstellen der Nockenanordnung 27, beispielsweise des Neigungswinkels θ der Nockenfläche der Nockenanordnung 27, ausgeführt werden, und die wechselnde Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann einfach eingestellt werden.
Bei solch einem Differential 201 nimmt der Kontaktabschnitt 203 die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7 auf, da der Kontaktabschnitt 203, der mit dem Zahnradelement 19 in Kontakt steht, an dem Differentialgehäuse 3 vorgesehen ist, die Zahneingriffsreaktionskraft wird nicht an das Differentialbegrenzungsteil 13 abgegeben, und die wechselnde Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann durch alleiniges Einstellen der Nockenanordnung 27 einfach eingestellt werden.
(Vierte Ausführungsform)
Eine vierte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 12 und 13 beschrieben.
Bei einem Differential 301 gemäß der vierten Ausführungsform sind das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch eine Kegelradgruppe gebildet.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile bei den anderen Ausführungsformen verwendet, und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die anderen Ausführungsformen. Da der Aufbau der gleiche wie der der ersten Ausführungsform ist, sind die Betriebsweise und die erzielte Wirkung gleich.
Wie in den 12 und 13 dargestellt, ist der Zahneingriff 307 der durch den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 und Verzahnungsabschnitte 305 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 gebildet wird, durch eine Kegelradgruppe ausgebildet.
An dem Paar Seitenwellenräder 7, 9, die durch dieses Kegelrad gebildet ist, sind Flanschabschnitte 51, 53, die sich in der radialen Richtung linear erstrecken, an den rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 303, 305 angeordnet, ähnlich wie bei einer Ausführung, bei der sie durch eine Tellerradgruppe gebildet sind.
Die Nockenanordnung 27 ist an den inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 303, 305 und den Flanschabschnitten 51, 53 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Wenn die Verzahnungsabschnitte 303, 305 und die Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 und die Nockenanordnung 27 von der radialen Richtung aus betrachtet werden, sind wenigstens ein Teil der axialen Positionen der Verzahnungsabschnitte 303, 305 und der Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 sowie eine axiale Position der Nockenanordnung 27 derart angeordnet, dass sie sich in der radialen Richtung überlappen.
Die Flanschabschnitte 51, 53 sind derart vorgesehen, um äußere Umfänge der Verzahnungsabschnitte 303, 305 an der Öffnung 59 des Differentialgehäuses 3 freizulegen, ohne dass sie die äußere Durchmesserseite der äußeren Umfänge der Verzahnungsabschnitte 303, 305 in der Umfangsrichtung abdecken.
Bei einem Zustand, bei dem das Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Differentialgehäuse 3 aufgenommen ist, kann daher das Ritzel 5 von der Öffnung 59 des Differentialgehäuses 3 aus derart aufgenommen werden, dass es mit dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in Eingriff kommt, und das Differentialgehäuse 3 kann einen einteiligen Aufbau aufweisen.
Bei solch einem Differential 301 würde, da das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch eine Kegelradgruppe gebildet werden, die Einsatzflexibilität der Differentialvorrichtung 11 verbessert.
Wenn das Differentialgehäuse 3 des Differentials 301 mit einem einteiligen Aufbau aus einem einstückigen Bauteil gebildet ist, werden alle Zahnräder und die Kegelringe 49 in dem Differential 3 durch die Öffnung 59 montiert, sogar wenn das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch eine Kegelradgruppe gebildet werden. Die Anzahl an Bauteilen wird daher verringert und der Aufbau wird vereinfacht, sodass das Differential 301 noch kleiner gebaut werden würde.
Da die Nockenanordnung 27 an den inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 303, 305 und den Flanschabschnitten 51, 53 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet ist, ragt ferner die Nockenanordnung 27 nicht zu den axial äußeren Seiten der Verzahnungsabschnitte 303, 305 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 vor und das Differential 301 kann in der axialen Richtung verkleinert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Eine fünfte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben.
Bei einem Differential 501 gemäß der fünften Ausführungsform ist das Differentialgehäuse 3 mit Reaktionskraftaufnahmeabschnitten 503 versehen, die ausgebildet sind, um eine Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 aufzunehmen.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie bei den weiteren Ausführungsformen verwendet, und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die weiteren Ausführungsformen. Da der Aufbau der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform ist, sind die erzielte Betriebsweise und die erzielte Wirkung gleich.
Wie in 14 gezeigt, umfasst das Paar Seitenwellenräder 7, 9 das Zahnradelement 19, das mit den Verzahnungsabschnitten 15, 17 versehen ist, und das Abtriebselement 25, das mit den Abtriebsabschnitten 21, 23 versehen ist, und das Zahnradelement 19 und das Abtriebselement 25 sind miteinander über die Nockenanordnung 27 drehbar und wie ein Teil verbunden.
Der Zahnradeingriff 43, der den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, ist durch einen Kronenradsatzgebildet.
Gemäß dem Drehzustand der Differentialvorrichtung 11 wird das Abtriebselement 25, das das Paar Seitenwellenräder 7, 9 bildet, in der axialen Richtung durch die Nockenanlaufkraft der Nockenanordnung 27, die durch die Drehung des Paares Seitenwellenräder 7, 9 erzeugt wird, bewegt und das Differentialbegrenzungsteil 13 wird betätigt, um die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11 zu begrenzen.
An der rückwärtigen Seite der Zahnradelemente 19, 19, die das Paar Seitenwellenräder 7, 9 bilden, sind die Reaktionskraftaufnahmeabschnitte 503, 503 angeordnet, die an dem Differentialgehäuse 3 vorgesehen sind.
Die Reaktionskraftaufnahmeabschnitte 503, 503 sind Wandabschnitte, die an den äußeren Durchmesserseiten der Differentialbegrenzungsteile 13, 13 des Differentialgehäuses 3 derart angeordnet sind, dass sie der rückwärtigen Seite der Zahnradelemente 19, 19 in der axialen Richtung gegenüberliegen, und sie stehen mit den rückwärtigen Seiten der Zahnradelemente 19, 19 in der axialen Richtung über die Anlaufscheiben 302, 302 in Kontakt.
Die Anlaufscheiben 302, 302 zwischen den Zahnradelementen 19, 19 und den Reaktionskraftaufnahmeabschnitten 503, 503 können Drucklager sein, die eine relative Drehung zwischen diesen erlaubt.
Wenn eine Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 erzeugt wird, kommen die Reaktionskraftaufnahmeabschnitte 503, 503 mit den Zahnradelementen 19, 19 durch eine Bewegung der Zahnradelemente 19, 19 in der axialen Richtung stark in Kontakt und nehmen die Zahneingriffsreaktionskraft des Paares Seitenwellenräder 7, 9 auf.
Hierbei wird die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 nicht nur erzeugt, wenn das Fahrzeug durch eine Antriebskraft einer Antriebsquelle angetrieben wird, sondern auch durch eine radseitige Kraft, wenn das Fahrzeug verzögernd oder dergleichen fährt.
Für einen Fall, bei dem die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch die radseitige Kraft erzeugt wird, ist es erwünscht, das Differentialsperrmoment, das durch das Differentialbegrenzungsteil 13 hervorgerufen wird, auf einen möglichst kleinen Wert zu begrenzen; wohingegen bei einem Fall, bei dem die Zahneingriffreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 an das Differentialbegrenzungsteil 13 abgegeben wird, das Differentialsperrmoment nicht verringert werden kann.
Durch Vorsehen der Reaktionskraftaufnahmeabschnitte 503, die derart ausgebildet sind, dass sie die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in dem Differentialgehäuse 3 aufnehmen, wird die Zahneingriffsreaktionskraft daher nicht an das Differentialbegrenzungsteil 13 übertragen.
Ein Einstellen oder Erzeugen des Differentialbegrenzungs- bzw. -sperrmoments in dem Differentialbegrenzungsteil 13 kann daher durch das Einstellen der Nockenanlaufkraft über das Festlegen des Neigungswinkels θ der Nockenfläche der Nockenanordnung 27 erfolgen und die wechselnde Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann einfach eingestellt werden.
Bei solch einem Differential 501 wird die Zahneingriffskraft nicht an das Differentialbegrenzungsteil 13 abgegeben, da das Differentialgehäuse 3 mit den Reaktionskraftaufnahmeabschnitten 503, 503 versehen ist, die derart ausgebildet sind, dass sie die Zahneingriffsreaktionskraft zwischen dem Ritzel 5 und dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 aufnehmen, und die wechselnde Wirkung des Differentialbegrenzungsteils 13 kann durch Einstellen nur der Nockenanordnung 27 einfach angepasst werden.
(Sechste Ausführungsform)
Eine sechste Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 15 und 16 beschrieben.
Bei einem Differential 601 gemäß der sechsten Ausführungsform sind die Aufnahmeabschnitte 403, die ausgebildet sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 aufzunehmen, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen.
Ein Anlaufblock 405 ist zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen und die Aufnahmeabschnitte 403 sind zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und dem Anlaufblock 405 vorgesehen.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie bei den anderen Ausführungsformen benutzt und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die anderen Ausführungsformen. Da der Aufbau der gleiche wie bei der ersten Ausführungsform ist, sind die Betriebsweise und die Wirkung, die erzielt werden, gleich.
Wie in den 15 und 16 gezeigt, ist der Anlaufblock 405 in der axialen Richtung zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet und die Einstellung des Anlaufblocks 405 in der radialen Richtung wird an den Spitzenendflächen eines Paares Ritzel 5, 5 ausgeführt.
Der Zahnradeingriff 43, der den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, wird durch einen Kronenradsatz gebildet.
Der Anlaufblock 405 ist ringförmig ausgebildet und die Ritzelachse 33 wird durch einen zentralen Abschnitt desselben eingeführt. Der Anlaufblock 105 ist derart angeordnet, dass er mit dem Differentialgehäuse 3 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 in der axialen Richtung wie ein Teil drehbar ist.
Die Aufnahmeabschnitte 403 sind zwischen einer äußeren Durchmesserseite des Anlaufblocks 405 und einer inneren Durchmesserseite der Zahnradelemente 19 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen.
In den Aufnahmeabschnitten 403 wird eine Nockenanlaufreaktionskraft in der Nockenanordnung 27 erzeugt. Wenn die Zahnradelemente 19 zu der axial inneren Seite bewegt werden, kommen der Anlaufblock 405 und die Zahnradelemente 19 miteinander in Kontakt und der Anlaufblock 405 nimmt die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 auf. Zusätzlich sind die Aufnahmeabschnitte 403 entlang der axialen Richtung der Nockenanordnung 27 angeordnet.
Bei einem Fall, bei dem die Aufnahmeabschnitte, die vorgesehen sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 aufzunehmen, nicht zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen sind, wird die Nockenanlaufreaktionskraft, die durch die Nockenanordnung 27 erzeugt wird, durch den Zahnradeingriff 43 aufgenommen, der das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst.
Wenn die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 durch den Zahnradeingriff 43 aufgenommen wird, gibt es Bedenken, dass sich die Festigkeit und die Dauerhaltbarkeit der Verzahnung verschlechtern kann, beispielsweise durch Verformung und Verschleiß des Verzahnungsabschnitts des Ritzels 5 und der Zahnflächen der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7,9, und in Anbetracht der ausreichenden Festigkeit und Lebensdauer ist es notwendig, die Dicke und Größe jedes Elements zu vergrößern.
Durch Vorsehen der Aufnahmeabschnitte 403, die ausgestaltet sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 aufzunehmen, wird daher die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 nicht an den Zahnradeingriff 43 übertragen und die Festigkeit des Verzahnungsabschnitts des Ritzels 5 und der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 kann aufrechterhalten werden.
Bei solch einem Differential 601 wird, da die Aufnahmeabschnitte 403, die ausgebildet sind, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 aufzunehmen, zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 vorgesehen sind, die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 nicht an den Zahnradeingriff 43, der das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, abgegeben, und die Festigkeit der Verzahnung wird daher aufrechterhalten.
Da die Aufnahmeabschnitte 403 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und dem Anlaufblock 405 vorgesehen sind, kann ferner der Anlaufblock 405 die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 stabil aufnehmen und es kann sicher verhindert werden, dass die Nockenanlaufreaktionskraft an den Zahnradeingriff 43, der das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, abgegeben wird.
Da die Aufnahmeabschnitte 403 entlang der axialen Richtung der Nockenanordnung 27 vorgesehen sind, wird ferner die Nockenanlaufreaktionskraft in der axialen Richtung linear übertragen und wenn diese mit dem Anlaufblock 405 in Kontakt sind, kann verhindert werden, dass eine Verformung oder teilweiser Verschleiß der Umfangsform der Nockenanordnung 27 an den Seitenwellenrädern 7, 9 auftritt.
(Siebte Ausführungsform)
Eine siebte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die 17 und 18 beschrieben.
Bei einem Differential 701 gemäß der siebten Ausführungsform sind die Aufnahmeabschnitte 503, 503 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und der Ritzelachse 33 vorgesehen.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie bei den anderen Ausführungsformen verwendet und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die anderen Ausführungsformen. Da der Aufbau der gleiche wie der der ersten Ausführungsform ist, sind die Betriebsweise und die Wirkung, die erzielt werden, gleich.
Wie in den 17 und 18 gezeigt, sind die Aufnahmeabschnitte 503, 503 in der axialen Richtung zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und der Ritzelachse 33 vorgesehen.
Der Zahnradeingriff 43, der den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, ist durch einen Kronenradsatz ausgebildet.
Die Aufnahmeabschnitte 503, 503 sind zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Ritzelachse 33 und einer zu der Ritzelachse 33 gegenüberliegenden Fläche der Nabenabschnitte 505, 507, die sich zu der axialen inneren Seite an der inneren Durchmesserseite der Zahnradelemente 19, 19 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 erstreckt, vorgesehen. Ferner sind die Aufnahmeabschnitte 503, 503 entlang der axialen Richtung der Nockenanordnung 27 angeordnet.
In solchen Aufnahmeabschnitten 503, 503 wird die Nockenanlaufreaktionskraft an der Nockenanordnung 27 erzeugt. Wenn die Zahnradelemente 19 jeweils zu der axialen inneren Seite bewegt werden, kommt die Ritzelachse 33 mit den Nabenabschnitten 507, 507 der Zahnradelemente 19, 19 in Kontakt und die Ritzelachse 33 nimmt die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 auf.
Durch Vorsehen der Aufnahmeabschnitte 503, 503 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und der Ritzelachse 33 wird dementsprechend die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 nicht an den Zahnradeingriff 43 übertragen und die Festigkeit des Verzahnungsabschnitts des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 kann erhalten bleiben.
Bei solch einem Differential 701 wird, da die Aufnahmeabschnitte 503 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und der Ritzelachse 33 vorgesehen sind, nicht ein separates Bauteil verwendet, und die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung 27 wird nicht an den Zahnradeingriff 43, der das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, übertragen und die Festigkeit der Verzahnung kann erhalten bleiben.
Da die Aufnahmeabschnitte 503, 503 entlang der axialen Richtung der Nockenanordnung 27 vorgesehen sind, wird ferner die Nockenanlaufreaktionskraft in der axialen Richtung linear übertragen und wenn diese mit der Ritzelachse 33 in Kontakt stehen, kann verhindert werden, dass eine Verformung oder teilweiser Verschleiß in der Umfangsform der Nockenanordnung 27, beispielsweise der Nabenabschnitte 505, 507 der Zahnradelemente 19 auftritt.
(Achte Ausführungsform)
Eine achte Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 19 beschrieben.
Bei einem Differential 801 gemäß der achten Ausführungsform sind die Differentialbegrenzungselemente 803, 803, die das Differentialbegrenzungsteil 13 bilden, an den rückwärtigen Seiten des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Die Nockenanordnung 27 ist zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und den Differentialbegrenzungselementen 803 angeordnet.
Die gleichen Bezugszeichen werden für die gleichen Bauteile wie die bei den anderen Ausführungsformen verwendet, und die Beschreibung der Funktion bezieht sich auf die erste Ausführungsform. Da der Aufbau der gleiche wie der der ersten Ausführungsform ist, sind die Betriebsweise und die Wirkung, die erzielt werden, die gleichen.
Wie in 19 gezeigt, sind bei dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 die Verzahnungsabschnitte 15, 17 und die Abtriebsabschnitte 21, 23 als ein zusammenhängendes Element ausgebildet.
Der Zahnradeingriff 43, der den Verzahnungsabschnitt des Ritzels 5 und die Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 umfasst, wird durch eine Kegelradgruppe gebildet.
Die Differentialbegrenzungselemente 803, 803 sind an den rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Die Differentialbegrenzungselemente 803, 803 sind ringförmig ausgebildet und zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und den Kegelringen 49 als Reibelemente in der axialen Richtung an den rückwärtigen Seiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 und an den äußeren Durchmesserseiten der Abtriebsabschnitte 21, 23 angeordnet.
Die Differentialbegrenzungselemente 803, 803 bilden zusammen mit den Kegelringen 49 die Differentialbegrenzungsteile 13, 13 und werden gemäß dem Drehzustand der Differentialvorrichtung 11 durch das Paar Seitenwellenräder 7, 9 axial bewegt, das durch die Zahneingriffsreaktionskraft gegen das Ritzel 5 bewegt wird, und gleitet mit den Kegelringen 49 und begrenzt die Differentialwirkung der Differentialvorrichtung 11.
Eine Vielzahl von ausgenommenen Nockenflächen ist in der Umfangsrichtung an den rückwärtigen Seiten des Paares Seitenwellenräder 7, 9 ausgebildet und eine Vielzahl von hervorstehenden Nockenflächen ist in der Umfangsrichtung an dem axialen Endabschnitt an der inneren Durchmesserseite der Differentialbegrenzungselemente 803 ausgebildet. Die ausgenommenen Nockenflächen und die hervorstehenden Nockenflächen sind unter einem Neigungswinkel von θ1 an einer normalen Drehseite und unter einem Neigungswinkel von θ2 an einer rückwärtigen Drehseite in der Drehrichtung miteinander in Eingriff.
Solche Differentialbegrenzungselemente 803, 803 sind mit dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 über die Nockenanordnung 27 wie ein Stück und drehbar verbunden, sie werden durch die Nockenanlaufkraft der Nockenanordnung 27 axial bewegt und die Differentialsperrkraft in dem Differentialbegrenzungsteil 13 wird verstärkt.
Die Nockenanordnung 27 ist an den inneren Durchmesserseiten der Verzahnungsabschnitte 15, 17 und der Flanschabschnitten 51, 53 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet.
Wenn die Verzahnungsabschnitte 15, 17 und die Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 und die Nockenanordnung 27 von der radialen Richtung aus betrachtet werden, ist wenigstens ein Teil der axialen Positionen der Verzahnungsabschnitte 15, 17 und der Flanschabschnitte 51, 53 der Seitenwellenräder 7, 9 und eine axiale Position der Nockenanordnung 27 so angeordnet, dass sie sich in der radialen Richtung überlappen.
Durch Vorsehen der Nockenanordnung 27 ragt dementsprechend die Nockenanordnung 27 nicht zu der axialen äußeren Seite der Verzahnungsabschnitte 15, 17 des Paares Seitenwellenräder 7, 9 vor, so dass das Differential 801 in der axialen Richtung verkleinert werden kann.
Durch Anordnen der Flanschabschnitte 51, 53 an der äußeren Durchmesserseite der Nockenanordnung 27 kann zusätzlich eine Verformung der Nockenanordnung 27 verhindert werden und die Nockenanlaufkraft kann an der Nockenanordnung 27 stabil erzeugt werden.
Da das Differentialgehäuse 3 des Differentials 801 mit einem einteiligen Aufbau eines durchgehenden Elements gebildet ist, sind ferner das Ritzel 5 und das Paar Seitenwellenräder 7, 9 durch eine Kegelradgruppe gebildet. Da jedes Zahnrad, die Differentialbegrenzungselemente 803, 803 und die Kegelringe 49 in dem Differentialgehäuse 3 durch die Öffnung 59 montiert werden, ist die Anzahl von Bauteilen gering und der Aufbau vereinfacht. Das Differential 101 kann daher weiter verkleinert werden.
Bei solch einem Differential 801 ragt, da die Nockenanordnung 27 zwischen dem Paar Seitenwellenräder 7, 9 und den Differentialbegrenzungselementen 803, 803 angeordnet ist, die Nockenanordnung 27 nicht zu der axialen äußeren Seite der Verzahnungsabschnitte 15, 17 der Seitenwellenräder 7, 9 vor und das Differential 801 kann verkleinert werden, sogar dann, wenn die Differentialbegrenzungselemente 803, 803 an den rückwärtigen Seiten des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet sind.
Bei dem Differential gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Kegelring in dem Differentialsperrabschnitt zwischen dem Differentialgehäuse und dem Abtriebszahnrad angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt. Das Differentialgehäuse und das Abtriebszahnrad können gleiten, ohne dass ein Kegelring zwischen dem Differentialgehäuse und dem Abtriebszahnrad angeordnet ist. Für das Reibelement können andere Reibelemente, wie eine ebene Scheibe, ohne auf den Kegelring begrenzt zu sein, verwendet werden.
Bei einem Aufbau, bei dem der Nockenabschnitt zwischen dem Zahnradelement und dem Abtriebselement in der radialen Richtung vorgesehen ist, ist ein Beispiel gezeigt, bei dem das Ausgleichszahnrad und das Abtriebszahnrad durch einen Kegelradsatz gebildet sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Das Ausgleichszahnrad und das Abtriebszahnrad können auch durch einen Kegelradsatz gebildet sein, sogar bei einem Aufbau, bei dem der Nockenabschnitt in der axialen Richtung zwischen dem Zahnradelement und dem Abtriebselement vorgesehen ist.
Ferner kann die Nockenanordnung 27 nur an einem Seitenwellenrad des Paares Seitenwellenräder 7, 9 angeordnet sein.
Durch Festlegen des Nockenneigungswinkels von θ1 in der normalen Drehrichtung (Fahrzeugvorwärtsrichtung) und von θ2 in der umgekehrten Drehrichtung (Fahrzeugrückwärtsrichtung) bezüglich der Eingriffsflächen der Vielzahl von Eingriffsausnehmungen 55 und der Vielzahl von hervorstehenden Eingriffsabschnitten 57 der Nockenanordnung 27 wird ferner die Differentialsperrkraft des Differentials abhängig von der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung des Fahrzeugs unterschiedlich ausgelegt.
Wenn solch ein Differential, das solch asymmetrische Differentialbegrenzungs- bzw. -sperrwirkungen aufweist, klein und leicht ist, und zu einem Produkt führt, das kostengünstig hergestellt werden kann, kann die Lenkstabilität in Fahrzeugen in vielen Gebieten, beispielsweise bei Sportfahrzeugen mit Frontmotor und Vorderradantrieb, Allgemeinfahrzeugen und Fahrzeugen, die mit elektrischen Motoren angetrieben sind, verbessert werden.

Claims

Ein Differential (1) umfassend: eine Differentialvorrichtung (11); und ein Differentialbegrenzungsteil (13), das ausgebildet ist, um eine Differentialwirkung der Differentialvorrichtung (11) zu begrenzen, wobei die Differentialvorrichtung (11) ein Differentialgehäuse (3), das drehbar angeordnet ist, ein Ausgleichszahnrad (5), das drehbar ist, während es durch das Differentialgehäuse (3) abgestützt wird und aufgrund der Drehung des Differentialgehäuses (3) dreht, und ein Paar Abtriebszahnräder (7, 9), die mit dem Ausgleichszahnrad (5) in Eingriff sind und relativ zueinander drehbar sind, aufweist, wobei jedes der Abtriebszahnräder (7, 9) ein Zahnradelement (19), das mit einem Verzahnungsabschnitt (15, 17) versehen ist, und ein Abtriebselement (25) umfasst, das einen Abtriebsabschnitt (21, 23), der ausgebildet ist, um ein Antriebsmoment, das an das Abtriebszahnrad (7, 9) übertragen wird, abzugeben, sowie Gleitflächen (50) des Differentialbegrenzungsteils (13) aufweist, wobei eine Nockenanordnung (27) zwischen dem Zahnradelement (19) und dem Abtriebselement (25) vorgesehen ist, und wobei das Differentialbegrenzungsteil (13) zwischen dem Differentialgehäuse (3) und den Abtriebselementen (25) vorgesehen ist.
Das Differential (1) gemäß Anspruch 1, wobei ein Stützbereich (29), der das Zahnradelement (19) und das Abtriebselement (25) in einer radialen Richtung abstützt, zwischen dem Zahnradelement (19) und dem Abtriebselement (25) vorgesehen ist.
Das Differential (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Differentialgehäuse (3) mit einem Kontaktabschnitt (203), der mit dem Zahnradelement (19) in Kontakt steht, versehen ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei ein Beaufschlagungselement (31), das das Zahnradelement (19) und das Abtriebselement (25) in einer axialen Richtung beaufschlagt, zwischen dem Zahnradelement (19) und dem Abtriebselement (25) vorgesehen ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Anlaufblock (105), der vorgesehen ist, um eine Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung (27) aufzunehmen, zwischen dem Paar Abtriebszahnräder (7, 9) vorgesehen ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei die Nockenanordnung (27) derart ausgebildet ist, dass diese das Differentialbegrenzungsteil (13) mit dem Antriebsmoment, das an die Abtriebszahnräder (7, 9) übertragen wird, betätigt, und wobei die Nockenanordnung (27) radial innerhalb des Verzahnungsabschnitts (15, 17) des Abtriebszahnrads (7, 9) angeordnet ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei die Nockenanordnung (27) radial außerhalb des Abtriebsabschnitts (21, 23) an einer Zwischenposition der axialen Erstreckung des Abtriebsabschnitts (21, 23) des Abtriebszahnrads (7, 9) angeordnet ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Flanschabschnitt (51, 53), der sich in der radialen Richtung erstreckt, an einer rückwärtigen Seite des Verzahnungsabschnitts (15, 17) des Abtriebszahnrads (7, 9) angeordnet ist, und wobei der Flanschabschnitt (51, 53) an einer äußeren Durchmesserseite der Nockenanordnung (27) angeordnet ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Differentialbegrenzungselement, das das Differentialbegrenzungsteil (13) bildet, an einer rückwärtigen Seite des Abtriebszahnrads (7, 9) angeordnet ist, und wobei die Nockenanordnung (27) zwischen dem Abtriebszahnrad (7, 9) und dem Differentialbegrenzungselement angeordnet ist.
Das Differential (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Aufnahmeabschnitt (107), der ausgebildet ist, um die Nockenanlaufreaktionskraft der Nockenanordnung (27) aufzunehmen, zwischen dem Paar Abtriebszahnräder (7, 9) vorgesehen ist.
Das Differential (1) gemäß Anspruch 10, wobei der Anlaufblock (105) zwischen dem Paar Abtriebszahnräder (7, 9) angeordnet ist, und wobei der Aufnahmeabschnitt (107) zwischen dem Paar Abtriebszahnräder (7, 9) und dem Anlaufblock (105) vorgesehen ist.
Das Differential (1) gemäß Anspruch 10, wobei die Differentialvorrichtung (11) ein Ritzelachse (33) umfasst, die mit dem Differentialgehäuse (3) wie ein Teil drehbar angeordnet ist und das Ausgleichszahnrad (5) abstützt, um drehbar zu sein, und wobei der Aufnahmeabschnitt (107) zwischen dem Paar Abtriebszahnräder (7, 9) und der Ritzelachse (33) angeordnet ist.