差速器的制作方法

本发明涉及一种包括最终驱动机构和差速齿轮机构的差速器，并且具体地，涉及一种能够在润滑包括在最终驱动机构中的滚动轴承时限制失效发生的差速器。

背景技术：

作为汽车的差速齿轮(差速器)，通常已知一种容纳最终驱动机构以及齿圈所螺栓紧固至的差速齿轮机构的差速器，所述最终驱动机构包括齿圈、具有与齿圈啮合的小齿轮的驱动小齿轮轴和支撑驱动小齿轮轴使得所述驱动小齿轮轴能够旋转的滚动轴承。

在这种差速器中，需要通过润滑油来润滑齿轮和轴承，以便防止对它们的损坏等，并且提出了用于这种目的的技术。

例如，在作为本发明的现有技术的一个实例的日本专利申请公开第2002-147583号(JP 2002-147583A)中，差速器外壳包括：差速机构腔，所述差速机构腔将差速齿轮机构和螺栓紧固至该差速齿轮机构的齿圈容纳在其中；以及小齿轮轴腔，所述小齿轮轴腔将驱动小齿轮轴和支撑驱动小齿轮轴使得所述驱动小齿轮轴能够旋转的滚动轴承容纳在其中。在该差速器外壳中，设置了供给油路和返回油路，该供给油路用于将由齿圈带起的润滑油供给至小齿轮轴腔，该返回油路用于将小齿轮轴腔中的润滑油排出到差速机构腔。

在这种情况下，由齿圈如此带起的润滑油流入到供给油路的入口中，然后通过供给油路进入小齿轮轴腔。因此供给至小齿轮轴腔的润滑油润滑小齿轮轴腔中的滚动轴承等，然后通过返回油路排出到差速机构腔。

注意，在该现有技术中，供给油路设置于在横向方向(即，齿圈的轴向方向)上从小齿轮轴腔向齿圈侧偏移的位置处，并且所述供给油路的入口朝向差速机构腔侧开口并形成于在径向方向上与齿圈相对的位置处。因此，在该现有技术中，由齿圈带起的润滑油的大部分进入小齿轮轴腔，因此足量的润滑油能够被供给至小齿轮轴腔中的滚动轴承等。

为了提出并维持滚动轴承的原始特性并且为了保持该轴承直到其计算寿命为止都是可用的，必不可少的是恰当地润滑该滚动轴承。因此，在现有技术中，滚动轴承通过以使整个滚动轴承浸没在润滑油中的量将润滑油供给至小齿轮轴腔来进行润滑。

同时，在差速器中，已知的是，尽管使用了该装置，但由于齿轮之间的反复啮合等产生了金属磨损粉末(异物)，并且该异物混合在润滑油中。在滚动轴承由混合了这种异物的润滑油进行润滑的状态下，从由于异物的咬合而在轴承轨道表面等上出现失效开始，滚动轴承比该轴承的计算寿命更早地受到损坏。

为了改善这个问题，需要尽可能地防止整个轴承浸没在混合了异物的润滑油中。为了这个目的，需要抑制润滑油供给至滚动轴承。

然而，在现有技术中，当齿圈的转速(旋转数)增加时，被带起的润滑油的量相应地增加。因此，流入到供给油路中的润滑油的量变得大于从返回油路排出的润滑油的量，这频繁地导致整个滚动轴承浸没在混合了异物的润滑油中的不良润滑状态。

于是，在现有技术中，容易发生滚动轴承的失效，并且需要改善这个问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种差速器，其能够在润滑包括在最终驱动机构中的滚动轴承时限制失效发生。

根据本发明的一个方案的差速器构造成使得：齿圈、具有与齿圈啮合的小齿轮的驱动小齿轮轴和支撑驱动小齿轮轴使得所述驱动小齿轮轴能够旋转的滚动轴承容纳在差速器外壳中；所述差速器外壳被划分成容纳齿圈的差速机构腔和容纳滚动轴承的小齿轮轴腔；并且供给油路和返回油路设置在差速器外壳内部，所述供给油路构造成将通过齿圈带起的润滑油供给至小齿轮轴腔，所述返回油路构造成将小齿轮轴腔中的润滑油排出到差速机构腔。供给油路的入口定位于在齿圈的轴向方向上从齿圈偏移的位置处。

根据本发明的一个方案的差速器可以进一步包括限制构件，所述限制构件构造成限制由所述齿圈带起的所述润滑油的流动至所述入口的所述润滑油的流入量。

在根据本发明的一个方案的差速器中，整个所述供给油路可以在所述驱动小齿轮轴的上方延伸。

在根据本发明的一个方案的差速器中，所述供给油路的入口定位于在所述齿圈的轴向方向上从所述齿圈偏移的位置处以便限制润滑油向供给油路的流入量。在这种情况下，所述供给油路的入口定位在由齿圈带起的润滑油的流动不能容易地进入其中的位置处。通过入口的这种布置，限制了润滑油向供给油路的入口的流入量，由此使得能够限制混合了异物的润滑油被供应至滚动轴承。

进一步地，根据本发明的一个方案的差速器设置有限制构件，所述限制构件构造成限制由所述齿圈带起的所述润滑油的直接流动至所述供给油路的入口的所述润滑油的流入量。通过该限制构件，限制了润滑油向供给油路的入口的流入量，由此使得能够限制混合了异物的润滑油被供应至滚动轴承。

进一步地，在本发明的一个方案的差速器中，整个供给油路在驱动小齿轮轴上方延伸。在这种情况下，供给油路及其入口定位在由齿圈带起的润滑油的流动不能容易地进入其中的位置处。根据供给油路及其入口的布置，限制了润滑油向供给油路的入口的流入量，由此使得能够限制混合了异物的润滑油被供应至滚动轴承。

因此，根据本发明的一个方案的差速器，能够在润滑包括在最终驱动机构中的滚动轴承时限制失效发生。

附图说明

将在下文中参照附图描述本发明的示范性实施例的特征、优势以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且其中：

图1是根据本发明的实施例的用于车辆的差速器的侧视截面图；

图2是根据本发明的实施例的用于车辆的差速器的平面截面侧视图；

图3是图示出当从车辆后侧观看时差速器壳的内部的构造的视图；

图4是图示出通过限制构件的润滑油的流入量抑制效果的视图；以及

图5是图示出小齿轮轴腔内部的润滑油表面的相对于驱动小齿轮轴的旋转数的高度的视图。

具体实施方式

下面参照附图描述本发明的实施例。

图1是根据本发明的实施例的用于车辆的差速齿轮(差速器)的侧视截面图，并且图2是差速器的平面截面图。当前的实施例的差速器例如是用于FR(前置发动机后轮驱动)车辆中的后轮驱动的差速器的实例。注意，在图1和图2中，由箭头“前”(FRONT)表示的方向是车辆的前侧。

如图1中所图示出的，差速器1由差速器外壳20、包括驱动小齿轮轴13、驱动小齿轮14、驱动小齿轮轴承15、16、齿圈18等的最终驱动机构、差速齿轮机构31等构成。

差速器外壳20由差速器壳21和壳罩22构成。壳罩22通过螺栓25装配并紧固至差速器壳21的后开口，并因此，差速器外壳整体地形成。注意，图1仅仅图示出了多个螺栓中的一些螺栓。

小齿轮轴腔23形成在差速器壳21的前部(车辆前侧)中，并且驱动小齿轮轴承15、16容纳在该小齿轮轴腔23中。驱动小齿轮轴13由驱动小齿轮轴承15、16可旋转地支撑。

注意，如图1和图2中图示出的，本实施例的差速器出于减少损失的目的，使用的角接触球轴承(单列、双列)，这是一种像作为滚动轴承的驱动小齿轮轴承15、16那样的滚动轴承。然而，本发明不局限于此。例如，该轴承可以是通常在差速器中使用的圆锥滚子轴承。

法兰6借助螺母5紧固在驱动小齿轮轴13的一端(车辆前侧)。注意，油封17设置在法兰6和小齿轮轴腔23的驱动小齿轮轴承15之间，这防止了供应至小齿轮轴腔23的润滑油泄漏到差速器壳21外面。

法兰6通过紧固螺栓(未示出)连接至传动轴(未示出)的最后端。该传动轴传递设置在车辆前部中的发动机(未示出)的动力。

驱动小齿轮14与驱动小齿轮轴13的位于法兰6的相反侧的轴端一体地形成，并且驱动小齿轮14与齿圈18啮合。

由于驱动小齿轮14与齿圈18之间的传动比，驱动小齿轮轴13的旋转驱动力被减速，并且因此减速的驱动力被传递至齿圈18。

驱动小齿轮14和齿圈18通过使用锥齿轮、准双曲面齿轮(其为一种类型的锥齿轮)等构成。注意，在使用准双曲面齿轮的情况下，齿圈18的旋转的轴向方向定位在如下的扭斜位置处：所述轴向方向在平面图中垂直于驱动小齿轮轴13的旋转的轴向方向。

齿圈18与差速齿轮机构31一起容纳在差速机构腔24中，该差速机构腔24形成在差速器壳21的内部的后部(车辆后侧)中。

如图2中图示出的，差速齿轮机构31由差速器壳体33、半轴齿轮34、35、差速小齿轮36、37、差速小齿轮轴38等构成。

注意，齿圈18借助螺栓32固定至差速器壳体33，因此齿圈18与差速器壳体33是能够一体地旋转的。

在差速器壳体33的空心部分中，差速小齿轮轴38被保持在与当差速器壳体33旋转时用作中心轴线的中心线垂直的方向上，并且一对差速小齿轮36、37由差速小齿轮轴38的两个轴端可旋转地支撑，以便能够在彼此相反的方向上旋转。

横跨差速小齿轮轴38布置在差速器壳体33的空心部分中的右侧和左侧的一对半轴齿轮34、35与差速小齿轮36、37啮合。进一步地，插入到差速器壳体33中的右车轴和左车轴(未示出)的一端分别一体可旋转地连接至半轴齿轮34、35。

注意，右车轮总成和左车轮总成(未示出)分别连接至右车轴和左车轴的另一端。

在如此构造的差速器1中，发动机(未示出)的驱动力通过变速器(未示出)来改变，并且如此改变的驱动力被传递至传动轴(未示出)。

当传动轴(未示出)通过驱动力的传递而旋转以便使连接至所述传动轴的驱动小齿轮轴13的驱动小齿轮14旋转时，与驱动小齿轮14啮合的齿圈18和齿圈18所螺栓紧固至的差速器壳体33被一起旋转地驱动。

注意，齿圈18在车辆向前移动时沿着由图1中的箭头R表示的方向旋转。

由于差速器壳体33的旋转，设置在差速器壳体33的空心部分中的半轴齿轮34、35、差速小齿轮36、37和差速小齿轮轴38以及插入到差速器壳体33中的右车轴和左车轴(未示出)被一起旋转地驱动。

由于车轴的旋转，分别连接至右车轴和左车轴的轴端的右车轮总成和左车轮总成(未示出)被旋转地驱动。

正如通常所已知的，差速齿轮机构31被驱动以便在驱动右车轴和左车轴时右车轮总成和左车轮总成差速地旋转。

在如上所述构造的图1的差速器外壳20中，润滑油积聚在形成在差速器壳21中的差速机构腔24的底部中，并且当容纳在差速机构腔24中的齿圈18旋转以带起润滑油时，最终驱动机构、差速齿轮机构、滚动轴承等被润滑。

更具体地，当驱动小齿轮轴13的驱动小齿轮14被旋转地驱动时，与驱动小齿轮14啮合的齿圈18由于驱动小齿轮14的驱动而旋转。差速机构腔24的底部中的润滑油随后通过齿圈18的旋转而被带起，并且在差速机构腔24中的最终驱动机构、差速齿轮机构等通过被如此带起的润滑油来润滑。

在此，在差速器外壳20中，设置了供给油路40和返回油路41，供给油路40用于向小齿轮轴腔23供应通过齿圈18的旋转带起的润滑油，返回油路41用于将小齿轮轴腔23中的润滑油排出到差速机构腔24。

由于齿圈18的旋转而因此被带起的润滑油流动到供给油路40的入口中，并且通过供给油路40进入小齿轮轴腔23。这样，通过供给至小齿轮轴腔23中的润滑油，容纳在小齿轮轴腔23中的驱动小齿轮轴承(滚动轴承)15、16等被润滑。在润滑之后，润滑油通过返回油路41而被排出到差速机构腔24。

同时，为了限制在不良润滑状态中的滚动轴承的润滑时的失效发生，有必要限制润滑油向滚动轴承的供应，以便如上所述地尽可能不使整个滚动轴承浸没在混合了异物的润滑油中。

然而，在供应至滚动轴承的润滑油的量太小的情况下，由于油膜短缺而发生失效。为了应对这两者，有必要提供恒定供应量的润滑油，而不管齿圈的旋转数如何。

鉴于此，在本实施例的差速器中，为了向滚动轴承提供恒定供应量的润滑油，供给油路具有以下结构。

正如通过图1和图2中而明显的，供给油路40设置在差速器外壳20的差速器壳21内部的车辆前侧，并且整个供给油路40形成为以便在驱动小齿轮轴13上方沿着所述驱动小齿轮轴13轴向方向延伸。

在这种情况下，供给油路40定位在如下位置处：在该位置处，通过齿圈18的旋转带起的润滑油不能容易地进入供给油路40。

在本实施例的差速器中，为了将润滑油供应到小齿轮轴腔23，供给油路40的用作润滑油的出口的一侧与小齿轮轴腔23连通。

同时，供给油路40的润滑油流入的一侧与差速机构腔24连通，并且用于润滑油的入口形成在远离齿圈18的位置处。

参照图3对供给油路40的入口的布置更为具体地描述。图3是图示出当从车辆后侧观看时差速器壳21的内部的构造。注意，由箭头“上”(UP)表示的方向是图中的车辆的上侧。

如图3中图示出的，在齿圈的轴向方向(图3中的右侧)上从齿圈18偏移的位置处，供给油路40的入口40a定位在差速器壳21内部，以便限制润滑油向供给油路40的流入量。

即，如图3中图示出的，当沿着驱动小齿轮轴13的轴向方向观看时，齿圈18的轮廓根本不与入口40a重叠。

因此，相较于当从相同的视角观看时齿圈的轮廓具有与供给油路的入口重叠的部分的传统构造，通过齿圈18的旋转带起的润滑油向供给油路40的入口40a的流入量受到限制。

因此，在本实施例的差速器中，能够限制润滑油向滚动轴承的供应。

进一步地，在供给油路形成为上述结构的情况下，供给油路40的外壁形成为与差速器壳21的外壁结合成一体的连续表面，以便包围容纳驱动小齿轮轴13的小齿轮轴腔23，发动机(未示出)的旋转驱动力被输入到驱动小齿轮轴13中。

因此，不同于传统技术，没有必要将具有凸出或凹陷结构的特别的壁表面形成为差速器壳的内壁表面或外壁表面以便设置供给油路。

即，由于通过最终驱动机构的齿轮抵抗发动机的旋转驱动力的啮合等出现的反作用力，在差速器壳附近，尤其是在差速器壳内部的小齿轮轴腔附近引起的应力容易集中在形成了这种特别的壁表面的根部上。这导致在传统的差速器壳中以上的部件的刚性降低。

然而，在本实施例的差速器中，供给油路40形成在差速器壳21内部的车辆前侧，使得整个供给油路40在驱动小齿轮轴13上方沿着驱动小齿轮轴13的轴向方向延伸。

因此，供给油路40的外壁形成为与差速器壳21的外壁结合成一体的连续表面，以便包围容纳驱动小齿轮轴13的小齿轮轴腔23。

结果，在小齿轮轴腔23附近产生的应力分布在差速器壳21的整个外壁表面上。

因此，在本实施例的差速器中，能够比传统技术更多地提高差速器外壳20中的差速器壳21的刚性。

同时，在本实施例的差速器中，通过齿圈18的旋转带起的润滑油向供给油路40的入口40a的流入量能够通过供给油路40的结构和入口40a的布置来限制。

然而，在通过齿圈18的旋转带起的润滑油中，直接流动到供给油路40的入口40a中的一些润滑油流入到入口40a中。

鉴于此，在本实施例的差速器中，为了进一步限制润滑油向滚动轴承的供应，用于限制直接流动到供给油路的入口中的润滑油的流入量的限制构件设置在差速器壳内部。

更具体地，限制构件50设置在差速器壳21内部的在通过齿圈18的旋转带起的润滑油直接流入供给油路40的入口40a之前的通道(流入通道)上。

图4是图示出润滑油通过限制构件50的流入量抑制效果的视图。

如在图中图示出的，限制构件50限制通过齿圈18的旋转带起的润滑油的主要流动中的直接流动至供给油路40的入口40a的润滑油的流动。

这因此限制了直接流动至供给油路40的入口40a的润滑油的流入量。

进一步地，通过齿圈18的旋转带起的润滑油中的一些并不如上面一样直接流动到供给油路40的入口40a中，而是从图1中的差速器壳21内部的差速机构腔24的上部沿着所述差速机构腔24的内壁表面流动到供给油路40的入口40a中。有必要限制其流入量。

鉴于此，在本实施例的差速器中，在从供给油路40的在流入通道上的入口40a的位置沿着驱动小齿轮轴13的轴向方向朝向齿圈18侧间隔开的位置处，朝下延伸的凸出结构51设置在差速机构腔24的上内壁表面上。

由于该凸出结构51，从差速机构腔24的上部沿着内壁表面流动到入口40a中的润滑油在润滑油到达供给油路40的入口40a之前，向下落到差速机构腔24的底部。这限制了这样流动的润滑油流入到供给油路40的入口40a中。通过齿圈18带起的润滑油中的直接流动到供给油路40的入口40a中的润滑油的流入量通过设置在流入通道上的限制构件50来限制。另外，润滑油的从差速机构腔24的上部沿着所述差速机构腔24的内壁表面至供给油路40的入口40a的流入量通过凸出结构51来限制。然而，由齿圈18带起的润滑油中的间接地流入供给油路40的入口40a中的润滑油不被限制构件50或凸出结构51限制，其中间接地流入供给油路40的入口40a中的润滑油诸如撞击在差速器壳21内部的内壁上并弹开且沿着内壁流动至侧方的润滑油或者是通过差速齿轮机构31的旋转构件带起的润滑油。因此，这种润滑油流入小齿轮轴腔23中。如果限制构件50限制所有润滑油直接流入供给油路40的入口40a中的流动，则能够存在以下情况：小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的高度不能维持在适于润滑容纳在所述小齿轮轴腔23中的滚动轴承的高度。因此，使直接流入供给油路40的入口40a中的润滑油的维持润滑油的表面高度所需的量的润滑油流入到供给油路40的入口40a中。为了避免润滑油更多地流入到入口40a中，需要设定限制构件50和/或凸出结构51设置在差速器壳21内部的位置以及限制构件50和/或凸出结构51的尺寸(面积)。

因此，在本实施例的差速器中，能够进一步限制润滑油向滚动轴承的供给。

同时，如上所述，在传统的技术中，当齿圈的转速(旋转数)增加时，将被带起的润滑油的量相应地增加。

结果，流入到供给油路的入口中的润滑油的量也增加，并且该量最终超过从返回油路排出到差速机构腔的润滑油的量。

结果，小齿轮轴腔中的润滑油表面的高度超过容纳在所述小齿轮轴腔中的整个滚动轴承被浸没时所处的高度，这频繁地导致整个滚动轴承被浸没在混合了异物的润滑油中的不良润滑状态。

鉴于此，在本实施例的差速器中，供给油路40的入口40a、限制构件50和凸出构件51定位在如下位置处：在该位置处，能够将供给至小齿轮轴腔23的润滑油的量的波动限制在预定范围内，并由此将小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的高度维持在适于润滑滚动轴承的高度处，即便齿圈18的旋转会波动。待供给的润滑油的量的波动由于齿圈18的旋转数的波动而产生。

注意，基于通过返回油路41而将排出到差速机构腔24的润滑油的量，考虑到流入供给油路40的入口40a中的润滑油的量的波动，即，将供应到小齿轮轴腔23的润滑油的量的波动，确定了该预定范围，以便小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的标准具有适于润滑的高度。

例如，该预定范围被确定以便润滑油表面的水平变成如下高度：该高度降低了从容纳在小齿轮轴腔23中的驱动小齿轮轴13的轴向中心至小齿轮轴腔23的底面(图1中的23b)的距离的2/3。

尤其优选的是，设定该高度例如以便润滑油表面低于作为小齿轮轴腔23中的润滑目标的的两个滚动轴承(驱动小齿轮轴承15、16)的大直径的一个(驱动小齿轮轴承16)的外圈与内圈之间的间隙。

通过供给油路40的入口40a、限制构件50和凸出结构51的这样的布置，即便当齿圈18的转速(旋转数)增加时，通过齿圈18的旋转带起的润滑油的向供给油路40的入口40a的流入量的波动被限制在预定范围内。

因此，即便齿圈18的旋转数波动，小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的水平也维持在达到适于润滑的高度的预定范围内。

图5是图示出小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的相对于驱动小齿轮轴13的旋转数的高度的视图。

如在该图中图示出的，在传统的技术中，小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的高度随着由于驱动小齿轮轴13的旋转数的增加导致的齿圈18的旋转数的增加而逐渐升高。

然而，在本实施例的差速器中，当齿圈18的旋转数达到给定的旋转数时，即便此后旋转数升高，小齿轮轴腔23内部的润滑油表面的高度也被维持在适于润滑的高度。根据本实施例的差速器，通过供给油路40的入口40a、限制构件50或凸出结构51的上述布置，流入到供给油路40中的润滑油的流入量由于齿圈18的旋转数(转速)的升高的增加被限制得小。齿圈18的旋转数(转速)增加，并且与齿圈18啮合的驱动小齿轮14的旋转数(转速)增加，并且支撑设置有齿轮的驱动小齿轮轴13的滚动轴承(驱动小齿轮轴承15、16)的转速增加。可以想到，如果滚动轴承的转速增加，通过伴随着滚动轴承的旋转的泵送性能，小齿轮轴腔23内部的润滑油向返回油路41的排放加速，并且从返回油路41排放的油量增加。在所排放的油的增加量匹配(变得等于)由于齿圈18的旋转数(转速)的升高导致的流入供给油路40的油的增加量之后，即便齿圈18的旋转数(转速)增加，如图5中所示，小齿轮轴腔41内部的润滑油表面的高度也被维持在适于润滑滚动轴承的高度。

因此，在本实施例的差速器中，能够限制润滑油向滚动轴承的供应。

如上所述，因为本实施例的差速器能够限制润滑油向滚动轴承的供应，所以能够在润滑包括在最终驱动机构中的滚动轴承时限制失效发生。

注意，上面的描述针对用于后轮的差速器的实例。然而，本实施例的差速器并不局限于此，而是还可以应用于用于前轮的差速器。

进一步地，上面的描述针对如下的情况：供给油路40的入口40a定位于在齿圈的轴向方向上的“右侧”(参见图3)偏移的位置处，例如供给油路40的入口40a定位于在差速器壳21内部的齿圈的轴向方向上从齿圈18偏移的位置处。然而，其布置位置并不局限于此，并且在齿圈和齿圈所螺栓紧固至的差速齿轮机构布局在与图3中的布置相反的右侧的情况下，供给油路40的入口40a可以定位于在齿圈的轴向方向上的“左侧”偏移的位置处。