離合器以及具備該離合器的差動裝置的制造方法
【專利摘要】與繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置組合的離合器具備：旋轉(zhuǎn)部件，其具備與上述軸正交的第一面、比上述第一面向軸向后退的第一底面以及在圓周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分別向軸向突出的多個第一離合器齒；以及離合器部件，其具備第二底面、在圓周方向上排列地分別從上述第二底面向軸向突出并能與上述多個第一離合器齒配合的多個第二離合器齒以及相互連結(jié)上述多個第二離合器齒的各內(nèi)周端并在軸向上向上述旋轉(zhuǎn)部件突出的內(nèi)周壁，該離合器部件能相對于上述旋轉(zhuǎn)部件在軸向上移動。
【專利說明】
離合器以及具備該離合器的差動裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于差動裝置、動力輸出單元等的旋轉(zhuǎn)裝置的離合器以及具備該離合器的差動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車?yán)貌顒友b置、動力輸出單元等的多種旋轉(zhuǎn)裝置。在這些旋轉(zhuǎn)裝置的幾個中經(jīng)常組裝離合器。
[0003]例如，在車輛向左右任一方向轉(zhuǎn)彎時，在左右車輪之間必須產(chǎn)生差動。差動裝置在允許差動的同時向左右旋轉(zhuǎn)軸上分配發(fā)動機/電機的轉(zhuǎn)矩，利用離合器限制旋轉(zhuǎn)軸之間的差動。通過離合器鎖定差動的形式的差動裝置被稱為鎖定差動。為了實現(xiàn)其它幾個目的會在旋轉(zhuǎn)裝置中組裝離合器。
[0004]與離合器配合，利用如液壓裝置與電磁鐵那樣的驅(qū)動器。驅(qū)動器在沿旋轉(zhuǎn)裝置軸的方向上驅(qū)動離合器的一端，因此，實現(xiàn)離合器的連結(jié)以及脫離連結(jié)。
[0005]專利文獻(xiàn)I中公開了相關(guān)技術(shù)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本國特許公開2007-92990號

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在離合器連結(jié)時，差動裝置要傳遞的轉(zhuǎn)矩的大部分施加于離合器齒上。另外，在離合器齒上保持離合器連結(jié)為目的的軸力也起作用。為了承擔(dān)這些引起的應(yīng)力并發(fā)揮充分的耐久性，離合器齒優(yōu)選在圓周方向上為寬幅(離合器齒數(shù)量少)。
[0010]另一方面，組裝在旋轉(zhuǎn)裝置中的離合器曾經(jīng)只在汽車停止時可以操作即可，但近年來謀求在行駛中也可操作的離合器。為了容易地實現(xiàn)相對旋轉(zhuǎn)的離合器的連結(jié)，離合器齒優(yōu)選在圓周方向上為窄幅(離合器齒數(shù)量多)。
[0011]S卩，離合器的耐久性與操作性存在于相互綜合調(diào)整的關(guān)系中，兩者共同改善困難。本發(fā)明是鑒于所涉及的問題而發(fā)明的裝置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，與繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置組合的離合器具備:旋轉(zhuǎn)部件，其具備與上述軸正交的第一面、比上述第一面向軸向后退的第一底面、在圓周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分別向軸向突出的多個第一離合器齒;離合器部件，其具備第二底面、在圓周方向上排列并從上述第二底面分別向軸向突出且分別能與上述多個第一離合器齒配合的多個第二離合器齒、相互連結(jié)上述多個第二離合器齒的各內(nèi)周端并朝向上述旋轉(zhuǎn)部件在軸向上突出的內(nèi)周壁，能相對于上述旋轉(zhuǎn)部件在軸向上移動。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，繞軸旋轉(zhuǎn)地在一對旋轉(zhuǎn)軸上分配轉(zhuǎn)矩的差動裝置具備:具備一個以上的貫穿孔，接受上述轉(zhuǎn)矩并能繞上述軸旋轉(zhuǎn)的外殼;差動齒輪組，其包含結(jié)合于上述外殼的輸入齒輪、與上述輸入齒輪嚙合并分別結(jié)合于上述旋轉(zhuǎn)軸并分配上述轉(zhuǎn)矩的第一以及第二側(cè)齒輪，上述第一側(cè)齒輪具備與上述軸正交的第一面、比上述第一面向軸向后退的第一底面、在圓周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分別向軸向突出的多個第一離合器齒;離合器部件，其具備第二底面、在圓周方向上排列從上述第二底面分別向軸向突出并分別能與上述多個第一離合器齒配合的多個第二離合器齒、相互連結(jié)上述多個第二離合器齒的各內(nèi)周端并在軸向上朝向上述第一側(cè)齒輪突出的內(nèi)周壁、分別與上述貫穿孔配合的一個以上的凸部，能相對于上述第一側(cè)齒輪在軸向上移動。
【附圖說明】
[0014]圖1是組裝涉及本發(fā)明的一實施方式的離合器的差動裝置的剖視圖。
[0015]圖2是離合器部件的立體圖，是主要觀察具備離合器齒側(cè)的圖。
[0016]圖3是其它離合器部件的立體圖，是主要觀察具備凸輪凸部側(cè)的圖。
[0017]圖4是具備與離合器部件嚙合的離合器齒的側(cè)齒輪的立體圖。
[0018]圖5是離合器連結(jié)狀態(tài)下的側(cè)齒輪以及離合器部件的剖視圖。
[0019]圖6是離合器部件的離合器齒的擴大立體圖。
[0020]圖7是側(cè)齒輪的離合器齒的擴大立體圖。
[0021]圖8是沿離合器連結(jié)狀態(tài)下的側(cè)齒輪以及離合器部件的圓周方向的剖視圖。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1至圖8，以下說明本發(fā)明中的幾個舉例說明的實施方式。
[0023]選擇錐齒輪式鎖定差動裝置作為例子說明實施方式，本發(fā)明的實施方式未必限定于此。本實施方式能夠運用于如空轉(zhuǎn)差動裝置與動力輸出單元那樣的旋轉(zhuǎn)裝置。還舉出差動裝置適用于旋轉(zhuǎn)軸的例子，也可以適用于驅(qū)動軸等的其他軸。還在以下說明中右以及左僅僅為簡單的區(qū)別，本實施方式不依存于方向。而且，關(guān)于幾個結(jié)構(gòu)，也可以內(nèi)外更換。
[0024]參照圖1，差動裝置I具備能繞軸旋轉(zhuǎn)的差動殼體3、被該差動殼體收納的差動齒輪組5、離合器7、操作離合器7的柱塞9以及驅(qū)動器11的裝配體。
[0025]差動殼體3由殼體主體、覆蓋其一端的罩體構(gòu)成，在其中收納差動齒輪組5與離合器部件71。殼體主體與罩體具備分別向軸向突出的輪轂部31，輪轂部31通過軸承可旋轉(zhuǎn)地被支撐于支座上，另外，差動殼體3能繞其軸旋轉(zhuǎn)。通常，差動殼體3從車輛的引擎/電機接受轉(zhuǎn)矩并旋轉(zhuǎn)，被收納于此的差動齒輪組5和離合器部件71與差動殼體3—起旋轉(zhuǎn)。
[0026]差動齒輪組5在作為一例的錐齒輪式的情況下，由多個小齒輪51、與這些小齒輪嚙合的第一側(cè)齒輪53以及第二側(cè)齒輪55構(gòu)成。小齒輪51是從差動殼體3接受轉(zhuǎn)矩的輸入齒輪。側(cè)齒輪53、55分別與右車軸、左車軸結(jié)合，將接受的轉(zhuǎn)矩差動地分配給這些車軸。
[0027]在差動殼體3內(nèi)以與右側(cè)齒輪53對置的方式收納離合器部件71。與圖1配合參照圖
2、3，離合器部件71為環(huán)狀，環(huán)狀的內(nèi)周面83可滑動地嵌合于如右側(cè)齒輪53的輪轂部81上，而且，在軸向上可動。
[0028]還參照圖4，右側(cè)齒輪53在朝向離合器部件71的面上具備在圓周方向上排列的多個第一離合器齒73。對應(yīng)此，離合器部件71在朝向右側(cè)齒輪53的面上具備在圓周方向上排列的多個第二離合器齒75。離合器齒73、75可相互配合，即右側(cè)齒輪53與離合器部件71的配合構(gòu)成離合器7。關(guān)于離合器齒73、75后面詳細(xì)敘述。
[0029]主要參照圖1、3，離合器部件71具備從與第二離合器齒75相反的面向軸向突出的多個凸部77。差動殼體3以對應(yīng)此的方式具備貫穿孔33，凸部77配合于此，而且，離合器部件71與差動殼體3—起旋轉(zhuǎn)。
[0030]另外，凸部77通過貫穿孔33使其前端露出。柱塞9以與凸部77對應(yīng)的方式具備多個爪，分別抵接于凸部77的前端。驅(qū)動器11向離合器部件71沿軸的方向驅(qū)動柱塞9時，通過爪推壓凸部77而連結(jié)離合器7。柱塞9向相反的方向移動時，離合器7脫離連結(jié)。為了促成脫離連結(jié)，在右側(cè)齒輪53與離合器部件71之間、或其他適宜的位置，可以具有向右對離合器部件71加力的彈簧那樣的彈性體。
[0031]主要參照圖1，作為驅(qū)動器11能夠利用液壓裝置、氣動裝置、電機與尺寸的配合或電磁鐵。在以下說明利用電磁鐵13的例子。電磁鐵13大概由電磁線圈15、引導(dǎo)電磁線圈15產(chǎn)生的磁通量的鐵芯17構(gòu)成，相對于軸對稱，繞軸為環(huán)狀。電磁鐵13與差動殼體3同軸，還以鄰接于其右側(cè)的壁部的方式配置。
[0032]為了相對于差動殼體3定位電磁鐵13，差動殼體3的壁部具備在圓周方向上延伸的槽，可以在此可滑動地嵌合鐵芯17。另外，鐵芯17相對于收納差動裝置I的支座(靜止部件)被阻止旋轉(zhuǎn)。即，差動殼體3相對于被阻止旋轉(zhuǎn)的電磁鐵13相對旋轉(zhuǎn)。
[0033]鐵芯17留下間隙地構(gòu)成包圍電磁線圈15的電力回路，或該電力回路可以作為其一部分而包含差動殼體3的右側(cè)壁部。間隙在圖示的例子中在電磁線圈15的徑向上為內(nèi)側(cè)，也可以是外側(cè)。
[0034]柱塞9以面對電磁鐵13的方式可滑動地嵌合于此上，以跨越間隙的方式配置。柱塞11還優(yōu)選可滑動地嵌合于差動殼體3的輪轂部31并被輪轂部支撐。柱塞9至少在面對間隙的一側(cè)由磁性材料構(gòu)成。電磁線圈15產(chǎn)生的磁通量不專門跳躍電力回路的間隙地繞柱塞9流動，該磁通量在軸向上驅(qū)動柱塞9。
[0035]如上述，柱塞9由于抵接于離合器部件71的凸部77，因此能通過電磁線圈15的勵磁，驅(qū)動器11操作離合器部件71，如圖5所示能夠連結(jié)離合器7。連結(jié)離合器7時，由于離合器部件71從一開始便與差動殼體3—起旋轉(zhuǎn)，因此右側(cè)齒輪53也不能相對于差動殼體3相對地旋轉(zhuǎn)，結(jié)果，能夠限制側(cè)齒輪53、55之間的差動。此時，差動裝置I為鎖定狀態(tài)。
[0036]與圖1配合并參照圖3，為了補助向右側(cè)齒輪53推壓離合器部件71的軸力，凸部77的側(cè)面77S可以分別相對于圓周方向傾斜。另外，貫穿孔33的側(cè)面也可以與凸部77的側(cè)面77S對應(yīng)地分別相對于圓周方向傾斜。相互抵接的這些側(cè)面作為將差動殼體3的轉(zhuǎn)矩的一部分轉(zhuǎn)換為軸力的凸輪而發(fā)揮功能，從而將離合器部件71向右側(cè)齒輪53推壓。因此，即使驅(qū)動器11的輸出比較小，也具備充足的推壓力維持離合器7的連結(jié)。
[0037]其次，關(guān)于離合器齒73、75進(jìn)行更詳細(xì)的敘述。
[0038]與圖1、2配合并參照圖6，在離合器部件71中朝向右側(cè)齒輪53的面正交于離合器部件71的軸。在該面上，在圓周方向上等間距地形成多個槽，各槽構(gòu)成為分別接受右側(cè)齒輪53的離合器齒73。槽的形成既可以由鍛造或機械加工而形成的凹槽，也可以通過其它適當(dāng)?shù)姆椒ā?br>[0039]在鄰接的槽之間，從各槽的底面(齒底)75B向軸向突出的部分構(gòu)成多個離合器齒
75。比離合器齒75靠內(nèi)周側(cè)未形成槽而殘留地構(gòu)成一個內(nèi)周壁79。內(nèi)周壁79相互連結(jié)多個離合器齒75的各內(nèi)周端，從而加強離合器齒75。離合器齒75的齒頂面75T與內(nèi)周壁79可以存在臺階，也可以如圖6所示為同一面。
[0040]各槽在內(nèi)周側(cè)通過內(nèi)周壁79關(guān)閉，但向外周打開。這促使流入齒底75B的潤滑油的排出，從而有利于防止離合器7的粘著。
[0041 ]與圖1、4配合參照圖7，在右側(cè)齒輪53中面向離合器部件71的面59正交于右側(cè)齒輪53的軸。從面59向軸向后退的多個槽在圓周方向上等間隔地形成，各槽構(gòu)成為接受離合器部件71的離合器齒75。該槽也可以通過鍛造或機械加工或其它適當(dāng)?shù)姆椒ㄐ纬伞?br>[0042]在鄰接的槽之間，從各槽的底面(齒底)73B向軸向突出的部分構(gòu)成多個離合器齒73。離合器齒73的各齒頂面73T比底面73B與面59任意一個都突出。各槽即使向內(nèi)周與外周任意一個均打開，即促使?jié)櫥偷呐懦?，有利于防止離合器7的粘著。
[0043]在離合器齒73、75中，通常，各齒頂面73T、75T的兩側(cè)的邊緣73E、75E可以為銳利，齒底73B、75B與離合器齒73、75之間的角73R、75R可以適當(dāng)?shù)鼐邆鋱A角。這些根據(jù)加工的情況。
[0044]離合器齒73、75、面59以及內(nèi)周壁79由于存在如上述的尺寸關(guān)系，因此在離合器齒75配合于離合器齒73時，如圖5所示，內(nèi)周壁79抵接于面59上，離合器部件71不會向左方過度移動。如配合圖5在圖8中能夠明確地表示，妨礙齒頂面73T抵接于底面75B，也能妨礙齒頂面75T抵接于底面73B。
[0045]結(jié)果，驅(qū)動器11產(chǎn)生的軸力、以及貫穿孔33以及凸部77的裝配而構(gòu)成的凸輪產(chǎn)生的軸力專門負(fù)擔(dān)內(nèi)周壁79與面59的抵接，不作用于離合器齒73、75。離合器齒73、75僅負(fù)擔(dān)圓周方向的力即可，沒有在離合器齒73、75上產(chǎn)生復(fù)雜應(yīng)力的原因。即，該結(jié)構(gòu)有利于離合器齒73、75壽命的延長，或者有利于相對于惡劣的使用環(huán)境下的耐久度的提高。內(nèi)周壁79與面59的抵接面積比較小，但上述軸力即使相加也不會過大，不會損傷抵接面。
[0046]本實施方式還防止齒頂面的邊緣73E、75E中異常的應(yīng)力集中。即，如果不存在上述尺寸關(guān)系，則銳利的邊緣73E會碰到具有圓角的角75R，另外，銳利的邊緣75E會碰到具有圓角的角73R。這在邊緣73E、75E上產(chǎn)生異常的應(yīng)力集中，成為使離合器齒73、75壽命縮短的原因。根據(jù)本實施方式，邊緣73E、75E各自不會碰上具有圓角的角75R、73R，不會產(chǎn)生異常的應(yīng)力集中。即，該結(jié)構(gòu)更有利于離合器齒73、75壽命的延長，或更有利于相對于惡劣的使用環(huán)境的耐久度的提高。
[0047]離合器齒73、75延長至離合器部件71的最外周。如果傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，由于更大直徑的部位有助于轉(zhuǎn)矩傳遞，因此作用于離合器齒73、75上的應(yīng)力更小。這降低了使離合器齒73、75為寬幅的必要性。即，本實施方式能夠使離合器齒73、75為窄幅，從而能夠使離合器7的連結(jié)變得容易，將離合器的耐久性與操作性同時提高。
[0048]離合器7連結(jié)時，為了限制差動齒輪組5的差動，比較大的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩作用于離合器部件71上。該轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩如在凸部77的腳部產(chǎn)生比較大的應(yīng)力集中(如參照圖3中的參照符號77F的部位)?？墒牵鶕?jù)本實施方式，內(nèi)周壁79位于該應(yīng)力集中部位77F的緊里側(cè)，從而大截面積負(fù)擔(dān)該應(yīng)力。能夠在大的截面積上負(fù)擔(dān)已集中的應(yīng)力，在這點上本實施方式也有助于耐久性的提尚。
[0049]離合器部件在鎖定差動裝置中是破損概率比較高的部件，另一方面，一旦組裝于差動裝置，裝卸需要極大的勞力。在實用性上，在離合器部件破損時更換差動裝置整體的多。因此，離合器部件的壽命或耐久性支配差動裝置整體的壽命或耐久性。本實施方式通過延長該部件的壽命、提高耐久性，從而有助于延長差動裝置整體的壽命、提高耐久性。
[0050]在上述說明中將鎖定差動裝置作為例子而舉出，即使在動力輸出單元與脫離車軸等其他旋轉(zhuǎn)裝置上也能享受相同的效果。
[0051]通過適當(dāng)?shù)膶嵤┓绞秸f明本發(fā)明，但本發(fā)明不限定于上述實施方式?；谏鲜龉_的內(nèi)容，具有該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)的人可通過實施方式的修正或變形實施本發(fā)明。
[0052]產(chǎn)業(yè)上的可利用性如下
[0053]能夠提供耐久性與操作性同時提高的離合器以及具備該離合器的差動裝置。
【主權(quán)項】
1.一種離合器，其與繞軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置組合，該離合器的特征在于， 具備: 旋轉(zhuǎn)部件，其具備與上述軸正交的第一面、比上述第一面向軸向后退的第一底面以及在圓周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分別向軸向突出的多個第一離合器齒；以及 離合器部件，其具備第二底面、在圓周方向上排列地分別從上述第二底面向軸向突出并能與上述多個第一離合器齒配合的多個第二離合器齒以及相互連結(jié)上述多個第二離合器齒的各內(nèi)周端并在軸向上向上述旋轉(zhuǎn)部件突出的內(nèi)周壁，該離合器部件能相對于上述旋轉(zhuǎn)部件在軸向上移動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離合器，其特征在于， 各上述多個第一離合器齒具備分別與上述第二底面對置的多個第一齒頂面，各上述多個第二離合器齒具備分別與上述第一底面對置的第二齒頂面，該離合器的尺寸構(gòu)成為，在上述第二離合器齒與上述第一離合器齒配合時，上述內(nèi)周壁與上述第一面抵接，從而防止上述第一齒頂面與上述第二底面抵接，防止上述第二齒頂面與上述第一底面抵接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離合器，其特征在于， 多個第二槽向外周開放，該多個第二槽分別被上述內(nèi)周壁、上述多個第二離合器齒以及上述第二底面包圍，并分別接受上述第一離合器齒。4.一種差動裝置，其繞軸旋轉(zhuǎn)地向一對旋轉(zhuǎn)軸分配轉(zhuǎn)矩，該差動裝置的特征在于， 具備: 外殼，其具備一個以上的貫穿孔，接受上述轉(zhuǎn)矩并能繞上述軸旋轉(zhuǎn)； 差動齒輪組，其包括與上述外殼結(jié)合的輸入齒輪、與上述輸入齒輪嚙合并分別與上述旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合而并分配上升轉(zhuǎn)矩的第一以及第二側(cè)齒輪，上述第一側(cè)齒輪具備與上述軸正交的第一面、比上述第一面向軸向后退的第一底面以及在圓周方向上排列并比上述第一面以及上述底面分別向軸向突出的多個第一離合器齒；以及 離合器部件，其具備第二底面、在圓周方向上排列地分別從上述第二底面向軸向突出并能與上述多個第一離合器齒配合的多個第二離合器齒、相互連結(jié)上述多個第二離合器齒的各內(nèi)周端并在軸向上向上述第一側(cè)齒輪突出的內(nèi)周壁以及分別與上述貫穿孔配合的一個以上凸部，該離合器部件能相對于上述第一側(cè)齒輪在軸向上移動。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的差動裝置，其特征在于， 各上述多個第一離合器齒具備分別與上述第二底面對置的多個第一齒頂面，各上述多個第二離合器齒具備分別與上述第一底面對置的第二齒頂面，該差動裝置的尺寸構(gòu)成為，在上述第二離合器齒與上述第一離合器齒配合時，上述內(nèi)周壁與上述第一面抵接，從而防止上述第一齒頂面與上述第二底面抵接，防止上述第二齒頂面與上述第一底面抵接。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的差動裝置，其特征在于， 多個第二槽向外周開放，該多個第二槽分別被上述內(nèi)周壁、上述多個第二離合器齒以及上述第二底面包圍，并分別接受上述第一離合器齒。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的差動裝置，其特征在于， 上述凸部具備相對于圓周方向傾斜的側(cè)面，上述貫穿孔具備與上述凸部對應(yīng)地向圓周方向傾斜的側(cè)壁，上述側(cè)面與上述側(cè)壁的抵接將上述轉(zhuǎn)矩的一部分轉(zhuǎn)換為軸力并向上述第 一側(cè)齒輪推壓上述離合器部件。
【文檔編號】F16D27/118GK105960539SQ201480074672
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年2月14日
【發(fā)明人】豬瀨秀之, 山中康雄, 丸山豐史
【申請人】吉凱恩傳動系統(tǒng)日本株式會社