差动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及将输入部件的旋转力分配并传递给彼此独立的一对输出轴的差动装 置，所述输入部件保持对小齿轮进行支承的小齿轮支承部且能够与该小齿轮支承部一同旋 转，尤其涉及具有一对侧面齿轮和罩部的差动装置的改良，其中，一对侧面齿轮在外周部具 有与小齿轮啮合的环状的齿部且与一对输出轴分别连接，罩部覆盖这两个侧面齿轮中的至 少一个侧面齿轮的外侧并且与输入部件一体地旋转。
【背景技术】
[0002] 以往，广为人知的该差动装置有例如专利文献1、2中记载的装置。
[0003] 专利文献1 :日本特许第4803871号公报
[0004] 专利文献2 :日本特开2002-364728号公报
【发明内容】
[0005] 然而在以往的上述差动装置中，由于没有进行足够的改进使侧面齿轮充分大径化 以能够将侧面齿轮的齿数设定为充分大于小齿轮的齿数，或者使侧面齿轮或其外侧的罩部 在输出轴的轴向上薄壁化，因此，差动装置自身为在输出轴的轴向上比较宽的结构方式。因 此，对于在差动装置的周边的布局上的限制多的传动系统，差动装置的组装不容易进行，并 且有时因该差动装置的组装而导致传动系统整体大型化等问题。
[0006] 本发明是鉴于该种情况而完成的，其目的在于提供一种能够解决上述问题的所述 差动装置。
[0007] 为达成上述目的，本发明所涉及的差动装置将输入部件的旋转力分配并传递给彼 此独立的一对输出轴，所述输入部件保持对小齿轮进行支承的小齿轮支承部并能够与该小 齿轮支承部一同旋转，该差动装置具有：一对侧面齿轮，它们在外周部具有与所述小齿轮啮 合的环状的齿部，且该一对侧面齿轮分别与所述一对输出轴连接；以及罩部，其覆盖这两个 侧面齿轮中的至少一个侧面齿轮的外侧，并且与所述输入部件一体地旋转，该差动装置中， 所述一对侧面齿轮具有：轴部，其与所述一对输出轴分别连接；以及中间壁部，其形成为与 所述输出轴的轴线交叉的扁平的板状，且一体地连接所述轴部和向输入部件的半径方向外 侧远离该轴部的所述齿部之间，该中间壁部形成为该中间壁部的所述半径方向的宽度比所 述小齿轮的最大直径大，所述罩部具有：轴套部，其呈同心状地包围所述轴部；以及板状的 侧壁部，其与所述轴套部相连设置且外侧面为与所述输出轴的轴线垂直的面，所述中间壁 部和所述齿部中的至少一方的背面以旋转自如的方式由该侧壁部的内侧面支承。（此为第 一特征。）
[0008] 并且，优选为，所述至少一个侧面齿轮的所述中间壁部形成为该中间壁部在输出 轴轴向上的最大壁厚比所述小齿轮支承部的有效直径小。（此为第二特征。）
[0009] 另外，优选为，所述输入部件在外周部具有承受来自动力源的旋转力的输入齿部， 所述罩部的所述侧壁部以在输出轴轴向上收纳于所述输入部件的宽度内的方式配置。（此 为第三特征。）
[0010] 另外，优选为，在设所述小齿轮支承部的有效直径为d2,设所述小齿轮的负荷点长 度为d3时，满足以下关系：d3彡3.74，d2+20。（此为第四特征。）
[0011] 另外，优选为，所述小齿轮和所述侧面齿轮的齿部都是锥齿轮，在设该小齿轮的节 锥距为PCD，设小齿轮的齿数为Z2,设侧面齿轮的齿数为Z1时，满足以下关系：
[0012] Z1/Z2 彡 2 ;PCD 彡 6. 17 · (Zl/Z2)+20。（此为第五特征。）
[0013] 此外，在本发明中，"小齿轮支承部的有效直径"是指与小齿轮独立或者一体地形 成、支承小齿轮并且安装于输入部件的、作为小齿轮支承部的轴（对本实施方式中来说为 小齿轮轴PS或支承轴部PS'）的外径d2。
[0014] 并且为了达成上述目的，本发明所涉及的差动装置具有：被输入驱动力的输入部 件；支承于所述输入部件的差动齿轮支承部；支承于所述差动齿轮支承部的差动齿轮；以 及与所述差动齿轮啮合并且能够相对旋转的一对输出齿轮，在设所述输出齿轮的齿数为 Z1，设所述差动齿轮的齿数为Z2,设所述差动齿轮支承部的直径为d2,设节锥距为PCD时， 满足：
[0015] 【数学式9】
[0016]
[0017] 并且，满足Z1/Z2 > 2(此为第六特征）。
[0018] 并且，优选为，满足Z1/Z2彡4(此为第七特征）。
[0019] 并且，优选为，满足Z1/Z2多5.8(此为第八特征）。
[0020] 根据本发明的第一特征，侧面齿轮具有：轴部，其与输出轴连接；以及中间壁部， 其形成为与输出轴的轴线交叉的扁平的板状，且一体地连接轴部和向输入部件的半径方向 外侧远离该轴部的侧面齿轮齿部之间，该中间壁部形成为其半径方向宽度比小齿轮的最大 直径大，因此，能够使侧面齿轮相对于小齿轮充分大径化，以能够将侧面齿轮的齿数设定为 充分大于小齿轮的齿数，由此，能够减轻从小齿轮向侧面齿轮传递扭矩时的小齿轮支承部 的负荷负担，能够使其有效直径小径化，进而实现小齿轮在输出轴轴向上的缩窄化。并且由 于如上所述在减轻小齿轮支承部的负荷负担的同时，作用于侧面齿轮的反作用力降低，此 外侧面齿轮的中间壁部或者齿部的背面支承于罩侧壁部，因此，能够确保对侧面齿轮的支 承刚性并且使侧面齿轮中间壁部足够薄。而且由于该罩侧壁部形成为使外侧面为与输出轴 的轴线垂直的面的板状，因此，还能够实现罩侧壁部自身的薄壁化。这些的结果为，本发明 的差动装置能够确保与以往装置相同程度的强度（例如静态扭转载荷强度）和最大扭矩传 递量，并且作为整体在输出轴的轴向上充分实现窄幅化（宽度减小），因此，即使对于差动 装置周边的布局上的限制较多的传动系统，也能够以高自由度不费劲且容易地组装差动装 置，并且有利于使该传动系统小型化。
[0021] 并且，在本发明中，能够如上所述使侧面齿轮中间壁部薄壁化，根据本发明的第二 特征，由于侧面齿轮中间壁部的最大壁厚形成为比能够小径化的小齿轮支承部的有效直径 小，因此能够使差动装置在轴向上进一步窄幅化。
[0022] 并且尤其根据本发明的第三特征，由于罩侧壁部以收纳于在外周部具有输入齿部 的输入部件的在输出轴轴向上的宽度内的方式配置，因此，抑制了罩侧壁部在输出轴轴向 上比输入部件端面更向外侧突出，从而能够实现差动装置在输出轴轴向上的进一步的窄幅 化。
[0023] 并且尤其根据本发明的第四特征，由于在设小齿轮支承部的有效直径为d2,设小 齿轮的负荷点长度为d3时，满足d3多3. 74 · d2+20的关系，因此，能够确保在以往的差动 装置相同程度以上的静态扭转载荷强度并且能够使小齿轮的负荷点长度足够长，同时能够 使差动装置在输出轴轴向上充分窄幅化。
[0024] 并且尤其根据本发明的第五特征，由于在设由锥齿轮构成的小齿轮的节锥距为 PCD，设小齿轮和侧面齿轮的齿数为Z2、Z1时，满足以下关系：
[0025] Z1/Z2彡2 ;PCD彡6. 17 · (Zl/Z2)+20,因此，能够确保与以往的差动装置相同程度 以上的最大扭矩传递量并且使差动装置在输出轴轴向上充分窄幅化。
[0026] 并且根据本发明的第六特征，由于能够确保与以往装置相同程度的强度（例如静 态扭转载荷强度）和最大扭矩传递量，并且使差动装置作为整体在输出轴的轴向上充分窄 幅化，因此，即使对于差动装置周边的布局上的限制较多的传动系统，也能够以高自由度不 费劲且容易地组装差动装置，并且有利于使该传动系统小型化。
[0027] 并且根据第七和第八各特征，能够确保与以往装置相同程度的强度（例如静态扭 转载荷强度）和最大扭矩传递量，并且使差动装置作为整体进一步在输出轴的轴向上充分 窄幅化。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的一个实施方式所涉及的差动装置及其周边的纵剖视图（沿图2中 的1-1线的剖视图）。
[0029] 图2是将所述差动装置的一部分剖开的侧视图（沿图1中的2-2线的剖视图）。
[0030] 图3是示出所述差动装置的输入部件I的变形例的图，㈧示出接合两个相同直 径圆弧来构成输入部件的内周面的例子，（B)示出将输入部件的内周面形成为椭圆形状的 例子。
[0031] 图4是示出所述差动装置的罩部的变形例的、与图2对应的侧视图。
[0032] 图5是示出所述差动装置的其他变形例的图，（A)示出在罩部设置垫圈保持槽的 例子，（B)示出在侧面齿轮的齿部背面设置垫圈保持槽的例子，（C)示出通过罩部内侧面的 突出部来定位保持垫圈并省略了垫圈保持槽的例子，（D)示出使小齿轮轴的中间部为小径 且使侧面齿轮的中间壁部靠近小齿轮轴PS侧的例子。
[0033] 图6是示出所述差动装置的组装工序的一个例子的工序说明图。
[0034] 图7是示出所述差动装置的小齿轮支承部的变形例的、与图1对应的局部剖视图。
[0035] 图8是比较本实施方式所涉及的差动装置和以往的差动装置的设定例的图表， (A)示出小齿轮轴的直径和小齿轮的负荷点长度的关系，（B)示出侧面齿轮和小齿轮的齿 数比与小齿轮的节锥距的关系，（C)示出所述齿数比和差动装置的轴向宽度的关系。
[0036] 图9是示出所述差动装置的侧面齿轮和罩部的变形例的、与图1对应的局部剖视 图。
[0037] 图10是示出以往的差动装置的一个例子的纵剖视图。
[0038] 图11是示出在使小齿轮的齿数为10时的齿轮强度变化率相对齿数比的关系的图 表。
[0039] 图12是示出齿轮强度变化率相对节锥距的变化率的关系的图表。
[0040] 图13是示出在将小齿轮的齿数为10时的齿轮强度维持在100%的情况下的节锥 距的变化率相对齿数比的关系的图表。
[0041] 图14是示出使小齿轮的齿数为10时的齿数比和轴径/节锥距之比率的关系的图 表。
[0042] 图15是示出使小齿轮的齿数为6时的齿数比和轴径/节锥距之比率的关系的图 表。
[0043] 图16是示出使小齿轮的齿数为12时的齿数比和轴径/节锥距之比率的关系的图 表。
[0044] 图17是示出使小齿轮的齿数为20时的齿数比和轴径/节锥距之比率的关系的图 表。
[0045] 标号说明
[0046] A :输出轴；C、C' ：罩部；Cb :轴套部；Cs 壁部；D :差动装置；I :输入部件；Ig :输 入齿部；L :轴线；P :小齿轮（差动齿轮）；PCD :节锥距；PS :小齿轮轴（小齿轮支承部、差动 齿轮支承部）；PS':支承轴部（小齿轮支承部、差动齿轮支承部）；S:侧面齿轮（输出齿轮）； Sj :轴部；Sg :齿部；Sw :中间壁部；dl :小齿轮的最大直径；d2 :小齿轮轴的直径、支承轴部 的直径（小齿轮支承部的有效直径、差动齿轮支承部的直径）：tl :中间壁部的半径方向的 宽度；t2 :中间壁部的最大壁厚。
【具体实施方式】
[0047] 以下，参照附图所示的本发明的优选的实施例对本发明的实施方式进行说明。
[0048] 首先，在图1和图2中，差动装置D用于通过将从搭载于汽车的发动机（未图示） 传递来的旋转驱动力分配并传递给与左右一对车轴连接的左右一对输出轴A，从而在允许 该左右车轴的差动旋转的同时驱动该左右车轴，该差动装置D被收纳、支承于例如固定在 车体后部中央的变速箱1内。
[0049] 该差动装置D具有：多个小齿轮P ;小齿轮轴PS，其为将这些小齿轮P支承为旋转 自如的小齿轮支承部；短圆筒状的输入部件I，其以能够与该小齿轮轴PS共同旋转的方式 支承小齿轮轴PS ;左右一对侧面齿轮S，它们自小齿轮P的左右两侧与小齿轮P啮合并且分 别与左右一对输出轴A连接；以及左右一对罩部C、C'，它们覆盖这两个侧面齿轮S的外侧 并且与输入部件I 一体地旋转，由输入部件I和罩部C、C'构成差速器壳体DC。
[0050] 并且，在本实施方式中示出了使小齿轮P为两个、使作为小齿轮支承部的小齿轮 轴PS形成为沿着输入部件I的一条直径线延伸的直线棒状并在其两端部处对两个小齿轮 P分别进行支承的装置，但也可以将小齿轮P设置为三个以上。在该种情况下，使小齿轮轴 PS形成为与三个以上的小齿轮P对应地从输入部件I的旋转轴线L向