离合器以及具备该离合器的差动装置的制造方法
【专利摘要】与绕轴旋转的旋转装置组合的离合器具备：旋转部件，其具备与上述轴正交的第一面、比上述第一面向轴向后退的第一底面以及在圆周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分别向轴向突出的多个第一离合器齿；以及离合器部件，其具备第二底面、在圆周方向上排列地分别从上述第二底面向轴向突出并能与上述多个第一离合器齿配合的多个第二离合器齿以及相互连结上述多个第二离合器齿的各内周端并在轴向上向上述旋转部件突出的内周壁，该离合器部件能相对于上述旋转部件在轴向上移动。
【专利说明】
离合器以及具备该离合器的差动装置
技术领域
[0001]本发明涉及用于差动装置、动力输出单元等的旋转装置的离合器以及具备该离合器的差动装置。
【背景技术】
[0002]汽车利用差动装置、动力输出单元等的多种旋转装置。在这些旋转装置的几个中经常组装离合器。
[0003]例如，在车辆向左右任一方向转弯时，在左右车轮之间必须产生差动。差动装置在允许差动的同时向左右旋转轴上分配发动机/电机的转矩，利用离合器限制旋转轴之间的差动。通过离合器锁定差动的形式的差动装置被称为锁定差动。为了实现其它几个目的会在旋转装置中组装离合器。
[0004]与离合器配合，利用如液压装置与电磁铁那样的驱动器。驱动器在沿旋转装置轴的方向上驱动离合器的一端，因此，实现离合器的连结以及脱离连结。
[0005]专利文献I中公开了相关技术。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本国特许公开2007-92990号
【发明内容】
[0009]在离合器连结时，差动装置要传递的转矩的大部分施加于离合器齿上。另外，在离合器齿上保持离合器连结为目的的轴力也起作用。为了承担这些引起的应力并发挥充分的耐久性，离合器齿优选在圆周方向上为宽幅(离合器齿数量少)。
[0010]另一方面，组装在旋转装置中的离合器曾经只在汽车停止时可以操作即可，但近年来谋求在行驶中也可操作的离合器。为了容易地实现相对旋转的离合器的连结，离合器齿优选在圆周方向上为窄幅(离合器齿数量多)。
[0011]S卩，离合器的耐久性与操作性存在于相互综合调整的关系中，两者共同改善困难。本发明是鉴于所涉及的问题而发明的装置。
[0012]根据本发明的第一方案，与绕轴旋转的旋转装置组合的离合器具备:旋转部件，其具备与上述轴正交的第一面、比上述第一面向轴向后退的第一底面、在圆周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分别向轴向突出的多个第一离合器齿;离合器部件，其具备第二底面、在圆周方向上排列并从上述第二底面分别向轴向突出且分别能与上述多个第一离合器齿配合的多个第二离合器齿、相互连结上述多个第二离合器齿的各内周端并朝向上述旋转部件在轴向上突出的内周壁，能相对于上述旋转部件在轴向上移动。
[0013]根据本发明的第二方案，绕轴旋转地在一对旋转轴上分配转矩的差动装置具备:具备一个以上的贯穿孔，接受上述转矩并能绕上述轴旋转的外壳;差动齿轮组，其包含结合于上述外壳的输入齿轮、与上述输入齿轮啮合并分别结合于上述旋转轴并分配上述转矩的第一以及第二侧齿轮，上述第一侧齿轮具备与上述轴正交的第一面、比上述第一面向轴向后退的第一底面、在圆周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分别向轴向突出的多个第一离合器齿;离合器部件，其具备第二底面、在圆周方向上排列从上述第二底面分别向轴向突出并分别能与上述多个第一离合器齿配合的多个第二离合器齿、相互连结上述多个第二离合器齿的各内周端并在轴向上朝向上述第一侧齿轮突出的内周壁、分别与上述贯穿孔配合的一个以上的凸部，能相对于上述第一侧齿轮在轴向上移动。
【附图说明】
[0014]图1是组装涉及本发明的一实施方式的离合器的差动装置的剖视图。
[0015]图2是离合器部件的立体图，是主要观察具备离合器齿侧的图。
[0016]图3是其它离合器部件的立体图，是主要观察具备凸轮凸部侧的图。
[0017]图4是具备与离合器部件啮合的离合器齿的侧齿轮的立体图。
[0018]图5是离合器连结状态下的侧齿轮以及离合器部件的剖视图。
[0019]图6是离合器部件的离合器齿的扩大立体图。
[0020]图7是侧齿轮的离合器齿的扩大立体图。
[0021]图8是沿离合器连结状态下的侧齿轮以及离合器部件的圆周方向的剖视图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1至图8，以下说明本发明中的几个举例说明的实施方式。
[0023]选择锥齿轮式锁定差动装置作为例子说明实施方式，本发明的实施方式未必限定于此。本实施方式能够运用于如空转差动装置与动力输出单元那样的旋转装置。还举出差动装置适用于旋转轴的例子，也可以适用于驱动轴等的其他轴。还在以下说明中右以及左仅仅为简单的区别，本实施方式不依存于方向。而且，关于几个结构，也可以内外更换。
[0024]参照图1，差动装置I具备能绕轴旋转的差动壳体3、被该差动壳体收纳的差动齿轮组5、离合器7、操作离合器7的柱塞9以及驱动器11的装配体。
[0025]差动壳体3由壳体主体、覆盖其一端的罩体构成，在其中收纳差动齿轮组5与离合器部件71。壳体主体与罩体具备分别向轴向突出的轮毂部31，轮毂部31通过轴承可旋转地被支撑于支座上，另外，差动壳体3能绕其轴旋转。通常，差动壳体3从车辆的引擎/电机接受转矩并旋转，被收纳于此的差动齿轮组5和离合器部件71与差动壳体3—起旋转。
[0026]差动齿轮组5在作为一例的锥齿轮式的情况下，由多个小齿轮51、与这些小齿轮啮合的第一侧齿轮53以及第二侧齿轮55构成。小齿轮51是从差动壳体3接受转矩的输入齿轮。侧齿轮53、55分别与右车轴、左车轴结合，将接受的转矩差动地分配给这些车轴。
[0027]在差动壳体3内以与右侧齿轮53对置的方式收纳离合器部件71。与图1配合参照图
2、3，离合器部件71为环状，环状的内周面83可滑动地嵌合于如右侧齿轮53的轮毂部81上，而且，在轴向上可动。
[0028]还参照图4，右侧齿轮53在朝向离合器部件71的面上具备在圆周方向上排列的多个第一离合器齿73。对应此，离合器部件71在朝向右侧齿轮53的面上具备在圆周方向上排列的多个第二离合器齿75。离合器齿73、75可相互配合，即右侧齿轮53与离合器部件71的配合构成离合器7。关于离合器齿73、75后面详细叙述。
[0029]主要参照图1、3，离合器部件71具备从与第二离合器齿75相反的面向轴向突出的多个凸部77。差动壳体3以对应此的方式具备贯穿孔33，凸部77配合于此，而且，离合器部件71与差动壳体3—起旋转。
[0030]另外，凸部77通过贯穿孔33使其前端露出。柱塞9以与凸部77对应的方式具备多个爪，分别抵接于凸部77的前端。驱动器11向离合器部件71沿轴的方向驱动柱塞9时，通过爪推压凸部77而连结离合器7。柱塞9向相反的方向移动时，离合器7脱离连结。为了促成脱离连结，在右侧齿轮53与离合器部件71之间、或其他适宜的位置，可以具有向右对离合器部件71加力的弹簧那样的弹性体。
[0031]主要参照图1，作为驱动器11能够利用液压装置、气动装置、电机与尺寸的配合或电磁铁。在以下说明利用电磁铁13的例子。电磁铁13大概由电磁线圈15、引导电磁线圈15产生的磁通量的铁芯17构成，相对于轴对称，绕轴为环状。电磁铁13与差动壳体3同轴，还以邻接于其右侧的壁部的方式配置。
[0032]为了相对于差动壳体3定位电磁铁13，差动壳体3的壁部具备在圆周方向上延伸的槽，可以在此可滑动地嵌合铁芯17。另外，铁芯17相对于收纳差动装置I的支座(静止部件)被阻止旋转。即，差动壳体3相对于被阻止旋转的电磁铁13相对旋转。
[0033]铁芯17留下间隙地构成包围电磁线圈15的电力回路，或该电力回路可以作为其一部分而包含差动壳体3的右侧壁部。间隙在图示的例子中在电磁线圈15的径向上为内侧，也可以是外侧。
[0034]柱塞9以面对电磁铁13的方式可滑动地嵌合于此上，以跨越间隙的方式配置。柱塞11还优选可滑动地嵌合于差动壳体3的轮毂部31并被轮毂部支撑。柱塞9至少在面对间隙的一侧由磁性材料构成。电磁线圈15产生的磁通量不专门跳跃电力回路的间隙地绕柱塞9流动，该磁通量在轴向上驱动柱塞9。
[0035]如上述，柱塞9由于抵接于离合器部件71的凸部77，因此能通过电磁线圈15的励磁，驱动器11操作离合器部件71，如图5所示能够连结离合器7。连结离合器7时，由于离合器部件71从一开始便与差动壳体3—起旋转，因此右侧齿轮53也不能相对于差动壳体3相对地旋转，结果，能够限制侧齿轮53、55之间的差动。此时，差动装置I为锁定状态。
[0036]与图1配合并参照图3，为了补助向右侧齿轮53推压离合器部件71的轴力，凸部77的侧面77S可以分别相对于圆周方向倾斜。另外，贯穿孔33的侧面也可以与凸部77的侧面77S对应地分别相对于圆周方向倾斜。相互抵接的这些侧面作为将差动壳体3的转矩的一部分转换为轴力的凸轮而发挥功能，从而将离合器部件71向右侧齿轮53推压。因此，即使驱动器11的输出比较小，也具备充足的推压力维持离合器7的连结。
[0037]其次，关于离合器齿73、75进行更详细的叙述。
[0038]与图1、2配合并参照图6，在离合器部件71中朝向右侧齿轮53的面正交于离合器部件71的轴。在该面上，在圆周方向上等间距地形成多个槽，各槽构成为分别接受右侧齿轮53的离合器齿73。槽的形成既可以由锻造或机械加工而形成的凹槽，也可以通过其它适当的方法。
[0039]在邻接的槽之间，从各槽的底面(齿底)75B向轴向突出的部分构成多个离合器齿
75。比离合器齿75靠内周侧未形成槽而残留地构成一个内周壁79。内周壁79相互连结多个离合器齿75的各内周端，从而加强离合器齿75。离合器齿75的齿顶面75T与内周壁79可以存在台阶，也可以如图6所示为同一面。
[0040]各槽在内周侧通过内周壁79关闭，但向外周打开。这促使流入齿底75B的润滑油的排出，从而有利于防止离合器7的粘着。
[0041 ]与图1、4配合参照图7，在右侧齿轮53中面向离合器部件71的面59正交于右侧齿轮53的轴。从面59向轴向后退的多个槽在圆周方向上等间隔地形成，各槽构成为接受离合器部件71的离合器齿75。该槽也可以通过锻造或机械加工或其它适当的方法形成。
[0042]在邻接的槽之间，从各槽的底面(齿底)73B向轴向突出的部分构成多个离合器齿73。离合器齿73的各齿顶面73T比底面73B与面59任意一个都突出。各槽即使向内周与外周任意一个均打开，即促使润滑油的排出，有利于防止离合器7的粘着。
[0043]在离合器齿73、75中，通常，各齿顶面73T、75T的两侧的边缘73E、75E可以为锐利，齿底73B、75B与离合器齿73、75之间的角73R、75R可以适当地具备圆角。这些根据加工的情况。
[0044]离合器齿73、75、面59以及内周壁79由于存在如上述的尺寸关系，因此在离合器齿75配合于离合器齿73时，如图5所示，内周壁79抵接于面59上，离合器部件71不会向左方过度移动。如配合图5在图8中能够明确地表示，妨碍齿顶面73T抵接于底面75B，也能妨碍齿顶面75T抵接于底面73B。
[0045]结果，驱动器11产生的轴力、以及贯穿孔33以及凸部77的装配而构成的凸轮产生的轴力专门负担内周壁79与面59的抵接，不作用于离合器齿73、75。离合器齿73、75仅负担圆周方向的力即可，没有在离合器齿73、75上产生复杂应力的原因。即，该结构有利于离合器齿73、75寿命的延长，或者有利于相对于恶劣的使用环境下的耐久度的提高。内周壁79与面59的抵接面积比较小，但上述轴力即使相加也不会过大，不会损伤抵接面。
[0046]本实施方式还防止齿顶面的边缘73E、75E中异常的应力集中。即，如果不存在上述尺寸关系，则锐利的边缘73E会碰到具有圆角的角75R，另外，锐利的边缘75E会碰到具有圆角的角73R。这在边缘73E、75E上产生异常的应力集中，成为使离合器齿73、75寿命缩短的原因。根据本实施方式，边缘73E、75E各自不会碰上具有圆角的角75R、73R，不会产生异常的应力集中。即，该结构更有利于离合器齿73、75寿命的延长，或更有利于相对于恶劣的使用环境的耐久度的提高。
[0047]离合器齿73、75延长至离合器部件71的最外周。如果传递的转矩相同，由于更大直径的部位有助于转矩传递，因此作用于离合器齿73、75上的应力更小。这降低了使离合器齿73、75为宽幅的必要性。即，本实施方式能够使离合器齿73、75为窄幅，从而能够使离合器7的连结变得容易，将离合器的耐久性与操作性同时提高。
[0048]离合器7连结时，为了限制差动齿轮组5的差动，比较大的转动转矩作用于离合器部件71上。该转动转矩如在凸部77的脚部产生比较大的应力集中(如参照图3中的参照符号77F的部位)。可是，根据本实施方式，内周壁79位于该应力集中部位77F的紧里侧，从而大截面积负担该应力。能够在大的截面积上负担已集中的应力，在这点上本实施方式也有助于耐久性的提尚。
[0049]离合器部件在锁定差动装置中是破损概率比较高的部件，另一方面，一旦组装于差动装置，装卸需要极大的劳力。在实用性上，在离合器部件破损时更换差动装置整体的多。因此，离合器部件的寿命或耐久性支配差动装置整体的寿命或耐久性。本实施方式通过延长该部件的寿命、提高耐久性，从而有助于延长差动装置整体的寿命、提高耐久性。
[0050]在上述说明中将锁定差动装置作为例子而举出，即使在动力输出单元与脱离车轴等其他旋转装置上也能享受相同的效果。
[0051]通过适当的实施方式说明本发明，但本发明不限定于上述实施方式。基于上述公开的内容，具有该技术领域的普通技术的人可通过实施方式的修正或变形实施本发明。
[0052]产业上的可利用性如下
[0053]能够提供耐久性与操作性同时提高的离合器以及具备该离合器的差动装置。
【主权项】
1.一种离合器，其与绕轴旋转的旋转装置组合，该离合器的特征在于， 具备: 旋转部件，其具备与上述轴正交的第一面、比上述第一面向轴向后退的第一底面以及在圆周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分别向轴向突出的多个第一离合器齿；以及 离合器部件，其具备第二底面、在圆周方向上排列地分别从上述第二底面向轴向突出并能与上述多个第一离合器齿配合的多个第二离合器齿以及相互连结上述多个第二离合器齿的各内周端并在轴向上向上述旋转部件突出的内周壁，该离合器部件能相对于上述旋转部件在轴向上移动。2.根据权利要求1所述的离合器，其特征在于， 各上述多个第一离合器齿具备分别与上述第二底面对置的多个第一齿顶面，各上述多个第二离合器齿具备分别与上述第一底面对置的第二齿顶面，该离合器的尺寸构成为，在上述第二离合器齿与上述第一离合器齿配合时，上述内周壁与上述第一面抵接，从而防止上述第一齿顶面与上述第二底面抵接，防止上述第二齿顶面与上述第一底面抵接。3.根据权利要求1或2所述的离合器，其特征在于， 多个第二槽向外周开放，该多个第二槽分别被上述内周壁、上述多个第二离合器齿以及上述第二底面包围，并分别接受上述第一离合器齿。4.一种差动装置，其绕轴旋转地向一对旋转轴分配转矩，该差动装置的特征在于， 具备: 外壳，其具备一个以上的贯穿孔，接受上述转矩并能绕上述轴旋转； 差动齿轮组，其包括与上述外壳结合的输入齿轮、与上述输入齿轮啮合并分别与上述旋转轴结合而并分配上升转矩的第一以及第二侧齿轮，上述第一侧齿轮具备与上述轴正交的第一面、比上述第一面向轴向后退的第一底面以及在圆周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分别向轴向突出的多个第一离合器齿；以及 离合器部件，其具备第二底面、在圆周方向上排列地分别从上述第二底面向轴向突出并能与上述多个第一离合器齿配合的多个第二离合器齿、相互连结上述多个第二离合器齿的各内周端并在轴向上向上述第一侧齿轮突出的内周壁以及分别与上述贯穿孔配合的一个以上凸部，该离合器部件能相对于上述第一侧齿轮在轴向上移动。5.根据权利要求4所述的差动装置，其特征在于， 各上述多个第一离合器齿具备分别与上述第二底面对置的多个第一齿顶面，各上述多个第二离合器齿具备分别与上述第一底面对置的第二齿顶面，该差动装置的尺寸构成为，在上述第二离合器齿与上述第一离合器齿配合时，上述内周壁与上述第一面抵接，从而防止上述第一齿顶面与上述第二底面抵接，防止上述第二齿顶面与上述第一底面抵接。6.根据权利要求4或5所述的差动装置，其特征在于， 多个第二槽向外周开放，该多个第二槽分别被上述内周壁、上述多个第二离合器齿以及上述第二底面包围，并分别接受上述第一离合器齿。7.根据权利要求4或5所述的差动装置，其特征在于， 上述凸部具备相对于圆周方向倾斜的侧面，上述贯穿孔具备与上述凸部对应地向圆周方向倾斜的侧壁，上述侧面与上述侧壁的抵接将上述转矩的一部分转换为轴力并向上述第 一侧齿轮推压上述离合器部件。
【文档编号】F16D27/118GK105960539SQ201480074672
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2014年2月14日
【发明人】猪濑秀之, 山中康雄, 丸山丰史
【申请人】吉凯恩传动系统日本株式会社