专利名称：车辆用差速装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆用差速装置，尤其涉及一种使差速装置兼具耐粘着性以及低噪音性的技术。
背景技术：
在车辆中设置差速装置，在容许左右驱动轮的相对旋转的同时将来自驱动源的动力传递至左右驱动轮的技术已经为公众所知。这种车辆用差速装置为了在容许所述左右驱动轮的相对旋转的同时将来自所述动力源的动力向该左右驱动轮传递，而通常被构成为，具有差速器壳，由来自车辆的动力源的动力旋转驱动；圆柱状的小齿轮轴，其以与该差速器壳的旋转轴心正交的方向被固定在该差速器壳上；半轴齿轮，其以与该差速器壳的旋转轴心同心并隔着所述小齿轮轴且相互对置的状态设置在该差速器壳内，并且与左右驱动轮一同旋转；小齿轮，其以可旋转的方式被所述小齿轮轴支承。例如，在专利文献1中所记载的车辆用差速装置就属于上述结构。
专利文献1:日本特开平9-303533号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述现有的车辆用差速装置中，小齿轮的旋转速度容易达到比较高速的旋转，并且在表面压力以及滑动速度较高的状态下被使用，因此要求具有较高的耐粘着性能。针对于此，比较有效的方法是扩大小齿轮与小齿轮轴之间的嵌合间隙。但是，在如上文所述地扩大小齿轮与小齿轮轴之间的嵌合间隙时，会产生如下问题，即，将会产生由于该扩大的嵌合间隙而导致的振动以及噪音(杂音)，从而使车辆的行驶性受到损害。如此，通过调节上述小齿轮与小齿轮轴之间的嵌合间隙而实现的耐久性的提高、与振动以及噪音的产生之间是一种矛盾的关系，因而为了提高耐久性而采用扩大小齿轮与小齿轮轴之间的嵌合间隙的方法是有难度的。本发明是以上述事实为背景而实施的，其目的在于，提供一种车辆用差 速装置，该差速装置能够在不会招致振动以及噪音(杂音)产生的条件下， 通过扩大小齿轮与小齿轮轴之间的嵌合间隙而提高耐久性。
解决课题的方法
为达成上述目的，本发明权利要求1所述发明的要旨在于，提供一种车 辆用差速装置，具有差速器壳，其由来自车辆的动力源的动力而旋转驱动;
小齿轮轴，其以与该差速器壳的旋转轴心正交的方向被固定在该差速器壳上;
半轴齿轮，其以与该差速器壳的旋转轴心同心并隔着所述小齿轮轴而相互对
置的状态，被设置在该差速器壳内，并且与左右驱动轮一同旋转；小齿轮， 其以可旋转的方式被所述小齿轮轴支承；该车辆用差速装置在容许所述左右 驱动轮的相对旋转的同时将来自所述动力源的动力向该左右驱动轮传递，其 特征在于，所述小齿轮轴中用于支承所述小齿轮的支承部以及该小齿轮中用 于嵌入小齿轮轴的嵌入孔的至少一部分，是越向外周侧直径越縮小的锥形面。
此外，权利要求2所述发明的要旨在于，在权利要求l所述的发明中， 其特征在于，具有推压部件，其将所述小齿轮向所述小齿轮轴的轴向内侧推 压。
此外，权利要求3所述发明的要旨在于，在权利要求2所述的发明中， 其特征在于，所述推压部件为，被插入于所述小齿轮的端面与所述差速器壳 之间的碟形弹簧。
此外，权利要求4所述发明的要旨在于，在权利要求3所述的发明中， 其特征在于，所述碟形弹簧由发生塑性变形的垫圈构成，该垫圈插入于所述 小齿轮的端面与所述差速器壳之间并由比较低摩擦且高耐磨性的金属材料构 成，呈部分球面的凸圆盘状。
发明的效果
根据权利要求1所述发明的车辆用差速装置，由于小齿轮轴中用于支承 小齿轮的支承部以及该小齿轮中用于嵌入小齿轮轴的嵌入孔的至少一部分， 是越向外周侧直径越縮小的锥形面，因此，在驱动力从差速器壳经由小齿轮 轴以及以可旋转的方式被该小齿轮轴支承的小齿轮而向半轴齿轮传递时，小 齿轮随着其与半轴齿轮之间的啮合反力而向所述小齿轮轴的轴向外侧移动，因此转矩的传递负载越增大，小齿轮轴与小齿轮之间的嵌合间隙越被扩大， 从而获得了较高的耐久性。
根据权利要求2所述发明的车辆用差速装置，由于具有将小齿轮向小齿 轮轴的轴向内侧推压的推压部件，因而转矩的传递负载越减小，小齿轮与该 半轴齿轮之间的啮合反力越减小，使得小齿轮将向所述小齿轮轴的轴向内侧 移动，因此，小齿轮轴与小齿轮之间的嵌合间隙被縮小，从而使轻负载时的 振动以及噪音的产生被有效抑制。
根据权利要求3所述发明的车辆用差速装置，由于所述推压部件为，被 插入于所述小齿轮的端面与所述差速器壳之间的碟形弹簧，因此，能够在不 增大差速装置的形状的条件下设置推压部件。
根据权利要求4所述发明的车辆用差速装置，由于所述碟形弹簧是通过
插入于所述小齿轮的端面与所述差速器壳之间的、由比较低摩擦且高耐磨性 的金属材料形成的部分球面的凸圆盘状的垫圈发生塑性变形而构成的，因此， 能够用一个部件兼任垫圈和碟形弹簧，从而能够使差速装置的形状进一步小 型化。
图1为表示包括应用了本发明一实施例的差速装置的FR车辆的动力传 递系统的图。
图2为用于说明包括图1的差速装置的主减速器的结构的主要部分截面图。
图3为放大表示图2的小齿轮轴以及以可旋转的方式被小齿轮轴支承的 小齿轮的结构的图，其表示的是轻负载行驶时的状态。
图4为放大表示图2的小齿轮轴以及以可旋转的方式被小齿轮轴支承的 小齿轮的结构的图，其表示的是高负载行驶时的状态。
符号说明
12:发动机(动力源) 34:差速装置
50:差速器壳 56:小齿轮轴581、 58r:半轴齿轮 60:小齿轮
64:垫圈(碟形弹簧)
66:嵌入孔 68:支承部 70:锥形面 72:锥形面
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。 实施例
图1为用于说明具有本发明一实施例的差速装置34的前置发动机后轮驱 动(FR)式的车辆10的动力传递机构的图。在该图1中，车辆IO具有作 为动力源的发动机12;左右一对的前轮201、 20r;用于对上述发动机12的 输出旋转进行变速的自动变速器22;用于传递从该自动变速器22的输出轴 输出的驱动力的汽车传动轴24;作为后轮用驱动力分配装置而发挥功能的主 减速器26;用于传递被该主减速器26分配的驱动力的左右一对的后轮车桥 281、 28r;经由该后轮车桥281、 28r而被传递驱动力的后轮301、 30r。
上述发动机12为，例如通过被喷射到气缸内的燃料的燃烧而产生驱动力 的汽油发动机或柴油发动机等的内燃机。此外，上述自动变速器22为，例如 将从上述发动机12被输入的旋转以规定的变速比Y减速或增速并进行输出的 有级式的自动变速器(automatic transmission),其选择性地成为前进变速档、 后退变速档、以及空档之中的某一个，以实施按照各自档位的变速比Y的速 度变换。并且，该自动变速器22的输入轴，经由未图示的变矩器等而与上述 发动机12的输出轴相连接。
图2为，用于说明上述主减速器26的结构的图。该主减速器26的结构 为，将减速器32和差速装置(差动装置)34收纳在差速器罩40内，从发动 机12经由自动变速器22以及汽车传动轴24而被传递的旋转，被上述减速器 32减速之后，通过上述差速装置34，在容许左右的相对旋转的同时，被传递 至一对后轮车桥281、 28r。在上述差速器罩40内，具有差速器输入轴46，其经由一对轴承42而 以可旋转的方式被差速器罩40支承，且其一端部经由未图示的万向接头而被 连接在汽车传动轴24的轴端，而另一端部具有小径锥齿轮；差速器壳50， 其经由一对轴承48而以可围绕与差速器输入轴46的轴心CL1正交的轴心 CL2旋转的方式被差速器罩40支承，其可以用例如铸铁来制造；大径锥齿 轮52，其通过螺栓51而被固定在该差速器壳50的外周部，并与上述小径锥 齿轮44啮合；小齿轮轴56，其两端部被上述差速器壳50支承，并以与该差 速器壳50的旋转轴心CL2正交的姿态，通过锁止销54而被固定在该差速器 壳50上； 一对半轴齿轮581、 58r，其以隔着小齿轮轴56且相互对置的状态， 被该差速器壳50以可围绕其轴心CL2旋转的方式支承； 一对小齿轮60，其 通过被上述小齿轮轴56贯穿，从而以可旋转的方式被该小齿轮轴56支承， 且分别与一对半轴齿轮581、 58r啮合。
一对后轮车桥281、 28r的轴端，以可滑动的方式嵌合在沿着上述差速器 壳50的轴心CL2方向而被形成在上述差速器壳50上的一对贯穿孔501、 50r 中，并且通过花键嵌合而被连接在一对半轴齿轮581、 58r上。此外，环状的 一对垫圈(垫片)62被插入于一对半轴齿轮581、 58r的端面与支承其的差速 器壳50的贯穿孔501、 50r的内侧开口边缘之间，呈部分球面状且中央处具 有使小齿轮轴56穿过的孔的凸圆盘状的垫圈(垫片)64，被插入于一对小齿 轮60的外周侧端面与差速器壳50的内壁面之间。这些垫圈62以及垫圈64， 是由具有耐磨性的金属，例如铅基或Sn基的轴承合金、或者根据需要在该 合金中进一步附加了弹性的金属而构成的。
在以上述方式构成的主减速器26中，所述主减速器32是由上述差速器 输入轴46的小径锥齿轮44和与之啮合的大径锥齿轮52而构成的，从而使差 速器输入轴46的旋转减速并被传递至差速器壳50。在这些小径锥齿轮44和 大径锥齿轮52中，优选使用准双曲面齿轮和螺旋锥齿轮。此外，所述差速装 置34由上述差速器壳50、 一对半轴齿轮581、 58r、以及以可旋转的方式被 小齿轮轴56支承的小齿轮60等构成。
图3以及图4为，用于详细说明被固定在差速器罩40上的小齿轮轴56 的轴端部、以及以可旋转的方式被该小齿轮轴60支承的小齿轮60的结构的 放大图。图3表示从差速器壳50向半轴齿轮581、 58r的转矩的传递负载较 小的状态，图4表示该转矩的传递负载较大的状态。并且，在图3以及图4
7中，出于更易于理解作用效果的目的，对小齿轮60的移动量以及间隙的尺寸 进行了强调并放大表示。
如图3以及图4所示，在长条状的小齿轮轴56中被嵌入至小齿轮60的 嵌入孔66内的部分，即支承小齿轮60的支承部68的外周面以及该嵌入孔 66的内周面上，分别形成有以轴心CL2为中心且越向外周侧直径越縮小的 锥形面70以及锥形面72。锥形面70既可以是小齿轮轴56中被嵌入至小齿 轮60的嵌入孔66内的部分在轴心方向上的全部，也可以是如图3或图4所 示的一部分。同样地，锥形面72既可以是小齿轮60的嵌入孔66在轴心方向 上的全部，也可以是如图3或图4所示的一部分。
此外，被插入于一对小齿轮60的外周侧端面与差速器壳50的内壁面之 间的垫圈64被冲压成形为，所具有的曲率半径小于该一对小齿轮60的外周 侧端面和差速器壳50的内壁面的曲率半径的形状，并且其也作为将小齿轮 60向以小齿轮60的轴心CL2为中心的内周侧，即轴心CL2侧推压(施力) 的蝶形弹簧而发挥功能。
因此，在从差速器壳50向半轴齿轮581、 58r的转矩的传递负载较小的 状态下，小齿轮60与半轴齿轮581、 58r之间的啮合反力较小，基于该啮合 反力，使得沿着小齿轮60的轴心的朝向外周侧的推力A小于垫圈64的推压 力B，因此，小齿轮60随着垫圈64的推压力而向其轴心方向内侧移动。图 3图示了该状态。因此，在车辆的轻负荷行驶时，小齿轮轴56与小齿轮60 之间的嵌合间隙C被减小，从而适当地抑制了轻负荷行驶时的振动及噪音的 产生。
接下来，当从差速器壳50向半轴齿轮581、 58r的转矩的传递负载增大 时，小齿轮60与半轴齿轮581、 58r之间的啮合反力较大，基于该啮合反力， 使得沿着小齿轮60的轴心的朝向外周侧的推力A大于垫圈64的推压力B， 因此，小齿轮60克服垫圈64的推压力而向其轴心方向外侧移动。图4图示 了该状态。因此，在车辆的高负荷行驶时，小齿轮轴56与小齿轮60之间的 嵌合间隙C被增大，从而抑制了高负荷行驶时小齿轮60与半轴齿轮581、 58r 之间的磨损，使耐久性获得提到。
如上文所述，根据本实施例的车辆用差速装置34，由于小齿轮轴56中 支承小齿轮60的支承部68、以及该小齿轮60上用于嵌入小齿轮轴56的嵌 入孔66的至少一部分，是直径向外周侧縮小的锥形面70、 72，因而在驱动力从差速器壳50经由小齿轮轴56以及以可旋转的方式被该小齿轮轴56支承 的小齿轮60而向半轴齿轮581、58r传递时，小齿轮60随着其与半轴齿轮581、 58r之间的啮合反力而向小齿轮轴56的轴向外侧移动，因此转矩的传递负载 越增大，小齿轮轴56与小齿轮60之间的嵌合间隙C越被扩大，从而获得了 较高的耐久性。
此外，根据本实施例的车辆用差速装置34，由于具有将小齿轮60向小 齿轮轴56的轴向内侧推压的推压部件(垫圈64)，因而转矩的传递负载越小， 小齿轮60与该半轴齿轮581、 58r之间的啮合反力就越小，使得小齿轮60将 向小齿轮轴56的轴向内侧移动，因此，小齿轮轴56与小齿轮60之间的嵌合 间隙C被縮小，从而使轻负载时的振动以及噪音的产生被有效抑制。
此外，根据本实施例的车辆用差速装置34，由于推压部件为，被插入于 小齿轮60的端面与差速器壳50之间的碟形弹簧(垫圈64)，因此，能够在 不增大差速装置34的形状的条件下设置推压部件。
此外，根据本实施例的车辆用差速装置34，由于上述碟形弹簧是通过使 插入于小齿轮60的端面与差速器壳50之间的、由比较低摩擦且高耐磨性的 金属材料构成的部分球面的凸圆盘状的垫圈64发生塑性变形而构成的，因 此，能够用一个部件兼具垫圈和碟形弹簧的功能，从而能够使差速装置34 的形状进一步小型化。
以上，根据附图对本发明的实施例进行了详细说明，但是本发明也可以 被适用于其他的形态。
例如，虽然包括所述实施例中的差速装置34的主减速器26，被适用于 FR型车辆上，但是其也可以适用于FF型车辆、四轮驱动式车辆等其他的驱 动方式。
此外，虽然在所述实施例的车辆中，是将有级式自动变速器22设置在从 发动机12到左右一对的后轮301、 30r的动力传递路径中，但是，作为代替， 也可以设置手动变速器或无级变速器。
此外，虽然所述实施例的差速装置34具有，以可旋转的方式被小齿轮轴 56支承的一对小齿轮60，但是小齿轮60的数目并非必须为两个。例如，小 齿轮轴56如果为三叉状或十字状，则可以具有三个或四个小齿轮60。
此外，虽然在所述实施例中，使用了也作为蝶形弹簧(推压部件)而发 挥功能的垫圈64，但是也可以在垫圈64之外另行设置推压部件。此外，虽然在所述实施例中，使用了也作为蝶形弹簧(推压部件)而发 挥功能的垫圈64，但是并不是必须设置推压部件。在高负载行驶时，通过锥
形面70以及72，即可获得如下效果，g卩，能够切实地使小齿轮轴56与小齿 轮60之间的嵌合间隙C被扩大，从而使高负荷行驶时的小齿轮60与半轴齿 轮581、 58r之间的磨损被抑制，使耐久性得到提高。
此外，虽然在所述实施例中，为了使垫圈64也作为蝶形弹簧(推压部件) 而发挥功能，将其冲压成形(塑性变形)为，所具有的曲率半径小于小齿轮 60的外周侧端面和差速器壳50的内壁面的曲率半径的形状，但是，也可以 在圆周方向上形成波浪形，并设置放射状的多根凸条。总之，用于也作为蝶 形弹簧而发挥功能的垫圈64的变形形状，可以有多种考虑。
并且，上述内容只是一种实施方式，本发明可以基于本领域技术人员的 知识，以加入了各种变更、改良后的形态来进行实施。
权利要求
1、一种车辆用差速装置，具有差速器壳，其通过来自车辆的动力源的动力而被旋转驱动；小齿轮轴，其以与该差速器壳的旋转轴心正交的方向被固定在该差速器壳上；半轴齿轮，其以与该差速器壳的旋转轴心同心且隔着所述小齿轮轴而相互对置的状态，被设置在该差速器壳内，并且与左右驱动轮一同旋转；小齿轮，其以可旋转的方式被所述小齿轮轴支承；该车辆用差速装置在容许所述左右驱动轮的相对旋转的同时将来自所述动力源的动力传递至该左右驱动轮，所述车辆用差速装置的特征在于，所述小齿轮轴中用于支承所述小齿轮的支承部以及该小齿轮中用于嵌入该小齿轮轴的嵌入孔的至少一部分，是越向外周侧直径越缩小的锥形面。
2、 如权利要求1所述的车辆用差速装置，其特征在于，具有推压部件， 其将所述小齿轮向所述小齿轮轴的轴向内侧推压。
3、 如权利要求2所述的车辆用差速装置，其特征在于，所述推压部件为， 被插入于所述小齿轮的端面与所述差速器壳之间的碟形弹簧。
4、 如权利要求3所述的车辆用差速装置，其特征在于，所述碟形弹簧由 发生塑性变形的垫圈构成，该垫圈插入于小齿轮的端面与所述差速器壳之间 并由比较低摩擦且高耐磨性的金属材料构成，且呈部分球面的凸圆盘状。
全文摘要
提供一种车辆用差速装置，该装置能够在不会招致振动以及噪音的产生的条件下提高耐久性。由于小齿轮轴(56)中支承小齿轮(60)的支承部(68)以及该小齿轮(60)上用于嵌入小齿轮轴(56)的嵌入孔(66)的至少一部分，是越向外周侧直径越缩小的锥形面(70)、(72)，因而在驱动力从差速器壳(50)经由小齿轮轴(56)以及以可旋转的方式被该小齿轮轴(56)支承的小齿轮(60)而向半轴齿轮(58l)、(58r)传递时，小齿轮(60)随着其与半轴齿轮(58l)、(58r)之间的啮合反力而向小齿轮轴(56)的轴向外侧移动，因此转矩的传递负载越增大，小齿轮轴(56)与小齿轮(60)之间的嵌合间隙(C)越被扩大，从而获得了较高的耐久性。
文档编号F16H48/08GK101595329SQ200880003609
公开日2009年12月2日 申请日期2008年1月17日 优先权日2007年2月2日
发明者柴垣大辅 申请人:丰田自动车株式会社