CN103328861A - 车辆用差速装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆用差速装置，其与现有技术相比较，使半轴齿轮与差速器壳体碰撞时的驱动轴的惯性力的大小降低，从而防止该驱动轴从半轴齿轮上的脱出。在差速装置（30）的差动旋转时，通过使一对碟形弹簧（64、66）的弹性特性相互不同，从而防止了一对半轴齿轮（52、54）同时与差速器壳体（44）发生碰撞的情况。因此，半轴齿轮（52）与差速器壳体（44）进行碰撞的力作用于垫圈（68）、差速器壳体（44）、轴承（40）、填隙片（60）、外壳（38），并且使半轴齿轮（52）发生碰撞时的力缓和的被碰撞要素体B的弹簧常数k’变得小于现有技术的弹簧常数k”。因此，半轴齿轮（52）进行碰撞的冲击载荷的峰值Fmax1与现有技术相比而降低，且半轴齿轮（52）发生碰撞时的驱动轴（32l）的惯性力Fs1的大小与现有技术相比而降低。

Description

车辆用差速装置

技术领域

本发明涉及一种车辆用差速装置，尤其是，涉及一种防止该车辆用差速装置所具备的驱动轴的脱出的技术。

背景技术

在车辆用差速装置中，存在一种如下的车辆用差速装置，例如，如专利文献1至4所示，具备：差速器壳体，其在外壳内通过支承装置而以能够围绕预定的第一旋转轴心旋转的方式被支承，且通过从驱动源输入的驱动转矩而被旋转驱动；一对半轴齿轮，其与被收纳于该差速器壳体内的一对小齿轮啮合；一对驱动轴，其以不能够与该半轴齿轮进行相对旋转、且能够在该半轴齿轮的轴心方向上进行移动的方式，被分别嵌入到该半轴齿轮中。此外，上述专利文献1、2的车辆用差速装置具备一对弹性部件，所述一对弹性部件以预压状态而分别被配置在所述半轴齿轮的背面与所述差速器壳体的内壁面之间，所述车辆用差速装置为，通过该一对弹性部件的施力而使所述半轴齿轮向所述小齿轮侧被按压的车辆用差速装置。

上述这种专利文献1、2的车辆用差速装置通过利用所述一对弹性部件的施力而使所述半轴齿轮向所述小齿轮侧被按压，从而使与该小齿轮的外周齿啮合的半轴齿轮的外周齿和该小齿轮的外周齿之间的间隙、即轮齿侧向间隙大致为零。另外，在上述这种车辆用差速装置中具备挡圈，所述挡圈为了阻止所述驱动轴从所述半轴齿轮上的脱出而被安装。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平08-49758号公报

专利文献2：日本实开昭51-133925号公报

专利文献3：日本实开昭51-111631号公报

专利文献4：日本特开2003-130181号公报

发明内容

发明所要解决的课题

另外，在上述这种专利文献1、2的车辆用差速装置中，由于通过所述一对弹性部件的施力而使所述轮齿侧向间隙大致为零，因此，在上述车辆用差速装置的差动旋转时，所述半轴齿轮在所述半轴齿轮的轴心方向上仅往返移动相当于所述轮齿侧向间隙的变动量的量。即，在所述轮齿侧向间隙比较大的相位中，所述半轴齿轮通过所述弹性部件的施力而向接近于所述小齿轮的一侧被按出，而在所述轮齿侧向间隙比较小的相位中，所述半轴齿轮通过所述弹性部件的施力而向远离该小齿轮的一侧被按回，并且所述半轴齿轮在该半轴齿轮的轴心方向上进行往复运动。另外，所述半轴齿轮和所述驱动轴例如通过使花键槽被嵌入到花键齿中从而传递转矩，其中，所述花键槽形成于所述驱动轴的轴端部的外周，所述花键齿形成于所述半轴齿轮的嵌合孔的内周部。而且，由于通过被安装在所述驱动轴的轴端部上的所述挡圈来实施对所述驱动轴从所述半轴齿轮的嵌合孔中的脱出防止，因此所述驱动轴与所述半轴齿轮一起进行往复运动。

另外，有时在所述半轴齿轮与所述驱动轴一起进行往复运动时所述半轴齿轮会与所述差速器壳体发生碰撞。由此，不同于存在所述差速器壳体这种发生碰撞的构件的所述半轴齿轮，在没有发生碰撞的构件的所述驱动轴上，作用有从所述半轴齿轮上脱出的方向上的惯性力，并且，当该惯性力的大小在例如所述半轴齿轮的花键齿与所述驱动轴的花键槽之间的阻力和所述挡圈的脱出阻力载荷的合力以上时，存在所述驱动轴从所述半轴齿轮上脱出的可能性。

本发明是以上述情况为背景而完成的发明，其目的在于，提供一种如下的车辆用差速装置，即，与现有技术相比较，使半轴齿轮与差速器壳体碰撞时的驱动轴的惯性力的大小降低，从而防止该驱动轴从半轴齿轮上的脱出。

用于解决课题的方法

用于达成所涉及的目的的本发明的要旨在于，具备：（a）差速器壳体，其在外壳内通过支承装置而以能够在预定的第一旋转轴心周围旋转的方式被支承，且通过从驱动源输入的驱动转矩而被旋转驱动；（b）一对半轴齿轮，其与被收纳于该差速器壳体内的一对小齿轮啮合；（c）一对驱动轴，其以不能够与该半轴齿轮进行相对旋转、且能够在该半轴齿轮的轴心方向上进行移动的方式，被分别嵌入到该半轴齿轮中；（d）挡圈，其为了阻止该驱动轴从该半轴齿轮上的脱出而被安装；（e）一对弹性部件，其以预压状态而分别被配置在该半轴齿轮的背面与该差速器壳体的内壁面之间，（f）所述车辆用差速装置为，通过该一对弹性部件的施力而使该半轴齿轮向该小齿轮侧被按压的形式的车辆用差速装置，（g）所述一对弹性部件具有相互不同的弹性特性。

发明的效果

根据本发明的车辆用差速器装置，（g）所述一对弹性部件具有相互不同的弹性特性。因此，由于所述一对弹性部件的弹性特性相互不同，从而该一对弹性部件的相对于从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的、所述半轴齿轮的背面与所述差速器壳体的内壁面之间的位移特性各自不同，所以防止了在所述差速装置的差动旋转时，所述一对半轴齿轮中的每一个与所述差速器壳体同时发生碰撞的情况。由此，所述一对半轴齿轮中的一方与所述差速器壳体进行碰撞的力作用于所述差速器壳体、所述支承装置、所述外壳上，从而使所述一方的半轴齿轮与所述差速器壳体进行碰撞时的力缓和的部件的弹簧常数成为，将所述差速器壳体、所述支承装置、所述外壳直列连结而得到的弹簧常数，且适当地小于所述差速器壳体的弹簧常数，因此，所述一对半轴齿轮与所述差速器壳体进行碰撞的力的大小与现有技术相比而降低，所述半轴齿轮与所述差速器壳体发生碰撞时的所述驱动轴的惯性力的大小与现有技术相比而降低。由此，所述驱动轴的惯性力的大小与现有技术相比而降低，从而防止了所述驱动轴从所述半轴齿轮上的脱出。

在此，优选为，所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域的一部分重复。因此，所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域的一部分重复，而该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域的其他部分不重复，所以，该一对弹性部件的相对于从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的、所述半轴齿轮的背面与所述差速器壳体的内壁面之间的位移特性各自不同，从而防止了在所述差速装置的差动旋转时所述一对半轴齿轮中的每一个与所述差速器壳体同时发生碰撞的情况。

此外，优选为，所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域不重复。因此，所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域的一部分不重复，所以，该一对弹性部件的相对于从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的、所述半轴齿轮的背面与所述差速器壳体的内壁面之间的位移特性各自不同，从而恰当地防止了在所述差速装置的差动旋转时所述一对半轴齿轮中的每一个与所述差速器壳体同时发生碰撞的情况。

此外，优选为，所述一对半轴齿轮的外周齿的齿数为奇数。因此，在所述差速装置的差动旋转时，与所述一对小齿轮中的一方啮合的所述一对半轴齿轮中的一方的半轴齿轮的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与所述一对小齿轮中的另一方啮合的所述一对半轴齿轮中的一方的半轴齿轮的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。因此，所述一方的半轴齿轮将倾斜，从而使该一方的半轴齿轮的上侧以及下侧不会同时与所述差速器壳体相碰，所以，所述一方的半轴齿轮与所述差速器壳体碰撞时的所述半轴齿轮、以及与其一起移动的所述驱动轴的负的加速度减小。因此，由于所述驱动轴上所产生的、上述碰撞时的惯性力的大小恰当地减小，所以恰当地防止了所述驱动轴从所述半轴齿轮上的脱出。

此外，优选为，所述一对小齿轮的外周齿的齿数为奇数。因此，在所述差速装置的差动旋转时，与所述一对小齿轮啮合的所述一对半轴齿轮中的一方的上侧以及下侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与所述一对小齿轮啮合的所述一对半轴齿轮中的另一方的上侧以及下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。因此，所述一方的半轴齿轮与所述另一方的半轴齿轮未同时与所述差速器壳体相碰，所以，所述半轴齿轮向所述差速器壳体的碰撞时的所述半轴齿轮、以及与其一起移动的所述驱动轴的负的加速度减小。因此，由于所述驱动轴上所产生的、上述碰撞时的惯性力的大小恰当地减小，所以恰当地防止了所述驱动轴从所述半轴齿轮上的脱出。

附图说明

图1为对具备应用了本发明的车辆用差速装置（后轮用差速装置）的驱动力传递装置的结构进行说明的图。

图2为对图1的车辆用差速装置的结构进行说明的剖视图。

图3为对图2的车辆用差速装置中所具备的一对碟形弹簧的弹性特性分别进行表示的图。

图4为对图2的车辆用差速装置的差动旋转时，一对半轴齿轮以及一对驱动轴进行往复运动时的、一对半轴齿轮中的一方朝向差速器壳体碰撞的状态进行说明的模式图。

图5为对将图2的车辆用差速装置所具备的一对碟形弹簧的弹性特性设为相同，且一对半轴齿轮以及一对驱动轴进行往复运动时的、一对半轴齿轮同时向差速器壳体碰撞的状态进行说明的模式图。

图6为表示图4以及图5所示的半轴齿轮与差速器壳体发生碰撞时的碰撞载荷的大小的图。

图7为表示图2的车辆用差速装置中所具备的一对碟形弹簧的其他的弹性特性的图，且为表示横轴上的有效工作区域的一部分重复的示例的图。

图8为表示图2的车辆用差速装置中所具备的一对碟形弹簧的其他的弹性特性的图，且为表示横轴上的有效工作区域不重复的示例的图。

图9为表示图2的车辆用差速装置中所具备的一对碟形弹簧的其他的弹性特性的示例的图。

图10为表示一对半轴齿轮为奇数齿的其他的实施方式的车辆用差速装置的工作的图。

图11为对图10的车辆用差速装置中，一对小齿轮的外周齿与一对半轴齿轮中的一方的外周齿之间的啮合状态进行说明的模式图。

图12为对图10的车辆用差速装置的差动旋转时，一对小齿轮和与其啮合的一方的半轴齿轮的上侧的轮齿侧向间隙的大小、以及该一方的半轴齿轮的下侧的轮齿侧向间隙的大小进行说明的图。

图13为对图10的车辆用差速装置的差动旋转时，一对半轴齿轮中的一方的往复移动距离进行说明的图。

图14为表示图2的车辆用差速装置中的一对小齿轮的外周齿与一对半轴齿轮中的一方的外周齿之间的啮合状态的模式图。

图15为表示图2的车辆用差速装置的差动旋转时，一对小齿轮和与其啮合的一方的半轴齿轮的上侧的轮齿侧向间隙的大小、以及该一方的半轴齿轮的下侧的轮齿侧向间隙的大小的图。

图16为表示图2的车辆用差速装置的差动旋转时，一对半轴齿轮中的一方的往复移动距离的图。

图17为表示一对小齿轮为奇数齿的其他的实施方式的车辆用差速装置的概要图。

图18为对图17的车辆用差速装置中，一对小齿轮的奇数的外周齿与一对半轴齿轮中的一方的偶数的外周齿之间的啮合状态进行说明的模式图。

图19为对图17的车辆用差速装置中，一对小齿轮的奇数的外周齿与一对半轴齿轮中的另一方的偶数的外周齿之间的啮合状态进行说明的模式图。

图20为对将图2的车辆用差速装置所具备的一对小齿轮的外周齿、和与其啮合的一对半轴齿轮分别设为奇数齿的其他的实施例的车辆用差速装置的工作进行说明的概要图。

图21为对图20的车辆用差速装置中，一对小齿轮的外周齿与一对半轴齿轮中的一方的外周齿之间的啮合状态进行说明的模式图。

图22为对图20的车辆用差速装置中，一对小齿轮的外周齿与一对半轴齿轮中的另一方的外周齿之间的啮合状态进行说明的模式图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一个实施例进行详细说明。另外，在以下的实施例中，为了容易理解，而将附图进行了适当简化或者改变，并且各个部分的尺寸比以及形状等也未必被正确地描绘。

实施例1

图1为，对前后轮驱动车辆10所具备的驱动力传递装置12的结构进行说明的框架图，其中，所述前后轮驱动车辆10是恰当地应用了本发明的、以前置发动机前轮驱动（FF）为基本的车辆。该图1所示的驱动力传递装置12被构成为，由驱动源、即发动机14而产生的驱动转矩通过转矩变换器16、变速器18、前轮用差速装置20、以及一对前轮车轴22l和22r，从而向一对前轮24l以及24r被传递，另一方面，通过作为驱动转矩传递轴的汽车传动轴26、作为前后轮驱动力分配装置的电子控制联轴器28、后轮用差速装置30（以下，仅称为差速装置（车辆用差速装置）30）、以及一对后轮车轴32l和32r（以下，称为一对驱动轴32l以及32r），从而向一对后轮34l以及34r被传递。

图2为，为了表示差速装置30的结构，而在包含小齿轮轴36的轴心C1以及一对驱动轴32l和32r的轴心C2在内的平面处进行了切断的剖视图。如该图2所示，差速装置30具备：外壳38，其用于收纳该差速装置30；差速器壳体44，其在该外壳38内通过一对轴承（支承装置）40以及42，而以能够在与一对驱动轴32l以及32r的轴心C2大致相同的第一旋转轴心C3周围旋转的方式被支承；内啮合齿轮48，其通过螺栓46而被固定在该差速器壳体44的外周部44a上；圆柱形状的所述小齿轮轴36，其两端部被支承在差速器壳体44上，且以与该差速器壳体44的第一旋转轴心C3正交的姿态，通过定位销50而被固定在该差速器壳体44上；一对半轴齿轮52以及54，其在隔着该小齿轮轴36而对置的状态下以可转动的方式被支承，且被收纳在差速器壳体44内；一对小齿轮56以及58，其通过使小齿轮轴36插穿从而以可转动的方式被该小齿轮轴36支承，且所述一对小齿轮56以及58具有与一对半轴齿轮52以及54的外周齿52a以及54a啮合的外周齿56a以及58a。环状的一对填隙片60介于一对轴承40以及42与外壳38之间。另外，一对半轴齿轮52以及54的外周齿52a以及54a为偶数齿。此外，一对小齿轮56以及58的外周齿56a以及58a为偶数齿。

如图2所示，在差速器壳体44上具备一对贯穿孔44b，所述一对贯穿孔44b是为了使一对驱动轴32l以及32r插入而形成的。在驱动轴32l以及32r的小齿轮轴36侧的轴端部的外周上，分别形成有花键槽32a。此外，在一对半轴齿轮52以及54的嵌合孔52b以及54b的内周部上，分别形成有与驱动轴32l以及32r的花键槽32a啮合的花键齿52c以及54c。

分别被插入到差速器壳体44的一对贯穿孔44b中的一对驱动轴32l以及32r，以该一对驱动轴32l以及32r的花键槽32a相互啮合的方式而被嵌入到一对半轴齿轮52以及54的花键齿52c以及54c中。因此，一对驱动轴32l以及32r以不能够与半轴齿轮52以及54进行相对旋转、且能够在半轴齿轮52以及54的轴心C4方向上进行移动的方式，被分别嵌入到一对半轴齿轮52以及54的嵌合孔52b以及54b中。驱动轴32l以及32r的轴心C2和半轴齿轮52以及54的轴心C4被设置在大致同一轴心上。

如图2所示，在形成驱动轴32l以及32r的花键槽32a的外周的一部分上，分别设置有用于使弹性挡环（挡圈）62嵌入的环状的槽32b，并且在该环状的槽32b中嵌入有弹性挡环62。因此，当驱动轴32l以及32r欲从半轴齿轮52以及54上脱出时，安装在该驱动轴32l以及32r上的弹性挡环62将与半轴齿轮52以及54的花键齿52c以及54c抵接，从而阻止了驱动轴32l以及32r从半轴齿轮52以及54上的脱出。

如图2所示，在一对半轴齿轮52以及54的背面52d以及54d与差速器壳体44的内壁面44c之间，安装有一对碟形弹簧（弹性部件）64以及66，所述一对碟形弹簧（弹性部件）64以及66以预压状态而分别被配置在该一对半轴齿轮52以及54的背面52d以及54d与差速器壳体44的内壁面44c之间，并且通过一对碟形弹簧64以及66的施力，而使半轴齿轮52以及54向接近于小齿轮56以及58的方向被按压。如图2所示，环状的垫圈68以及70分别介于碟形弹簧64以及66与差速器壳体44的内壁面44c之间。

图3为，利用具有如下的纵轴和横轴的二维坐标来对一对碟形弹簧64以及66的弹性特性进行表示的图，其中，纵轴表示通过该碟形弹簧64以及66的施力而对半轴齿轮52以及54进行按压的力的大小、即通过碟形弹簧64以及66的施力而从该碟形弹簧64以及66施加到半轴齿轮52以及54上的载荷的大小，横轴表示从发动机14向差速器壳体44的内啮合齿轮48输入的输入转矩、即内啮合齿轮转矩的大小。根据该图3可知，一对碟形弹簧64以及66具有相互不同的弹性特性，该图3的横轴上的一对碟形弹簧64以及66的有效工作区域64a以及66a的一部分重复。另外，有效工作区域64a以及66a表示通过碟形弹簧64以及66而使如下的有效施力产生的工作区域，该有效施力将半轴齿轮52以及54向使该半轴齿轮52以及54与小齿轮56以及58之间的轮齿侧向间隙成为零的方向施力。

根据以此方式构成的差速装置30，在车辆行驶中的差速装置30的差动旋转时，差速器壳体44通过从发动机14经由内啮合齿轮48而输入的驱动转矩而被旋转驱动，并且根据一对后轮34l以及34r的来自路面的阻力，而向该一对后轮34l以及34r给予旋转差。此外，差速装置30具备差动限制功能，所述差动限制功能为，通过一对碟形弹簧64以及66的施力而使一对半轴齿轮52以及54与差速器壳体44之间产生摩擦力，从而对一对后轮34l以及34r的差动进行限制的功能。

在差速装置30中，通过一对碟形弹簧64以及66的施力而使半轴齿轮52以及54向接近于小齿轮56以及58的方向被施力，并且半轴齿轮52以及54的外周齿52a以及54a与小齿轮56以及58的外周齿56a以及58a之间的间隙、即轮齿侧向间隙大致为零。因此，在差速装置30的差动旋转时，半轴齿轮52以及54在半轴齿轮52以及54的轴心C4方向上仅往返移动相当于轮齿侧向间隙的变动量的量。此外，在差速装置30的差动旋转时，驱动轴32l以及32r和半轴齿轮52以及54，通过被安装在驱动轴32l以及32r上的弹性挡环62而一起进行往复运动。

图4为，对半轴齿轮52、54和驱动轴32l以及32r一起进行往复运动时，仅一方的半轴齿轮52与差速器壳体44碰撞的状态进行说明的图。对于一对碟形弹簧64以及66，由于其弹性特性相互不同，因此，该一对碟形弹簧64以及66的相对于从发动机14向差速器壳体44输入的内啮合齿轮转矩的、半轴齿轮52以及54的背面54d以及56d和差速器壳体44的内壁面44c之间的位移特性各自不同。因此，在差速装置30的差动旋转时，防止了一对半轴齿轮52以及54中的每一个与差速器壳体44同时发生碰撞的情况，所以，在图4中，仅半轴齿轮52与差速器壳体44发生碰撞。

图5为，对半轴齿轮52、54和驱动轴32l以及32r一起进行往复运动时，一对半轴齿轮52以及54同时与差速器壳体44碰撞的现有的差速装置72的状态进行说明的图。另外，本实施例所示的现有的差速装置72仅在使用了一对弹性特性相同的碟形弹簧64这一点上不同于差速装置30。

图6图示了，从半轴齿轮52与差速器壳体44发生了碰撞的碰撞开始时间点到该碰撞结束的碰撞结束时间点，半轴齿轮52与差速器壳体44发生碰撞的碰撞载荷F的大小。图6中的实线所示的、仅半轴齿轮52与差速器壳体44发生了碰撞时的来自半轴齿轮52的冲击载荷F的大小，小于图6中的虚线所示的、一对半轴齿轮52以及54同时与差速器壳体44发生了碰撞时的来自半轴齿轮52的冲击载荷F的大小。在下文中对该理由进行说明。

首先，来自半轴齿轮52的冲击载荷F的峰值Fmax能够通过半轴齿轮52与驱动轴32l之间的总计、即碰撞要素体A的质量m和碰撞面的弹簧常数k及碰撞速度v，而以下述式(1)来表示。

$F\max =\sqrt{\mathrm{}}k*\sqrt{\mathrm{}}m*v...\left(1\right)$

因此，当使用上述式(1)而对仅半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞时，来自半轴齿轮52的碰撞载荷F的峰值Fmax1进行计算时，得到下述式(2)。

$F\max 1=\sqrt{\mathrm{}}{k}^{,}*\sqrt{\mathrm{}}m*v...\left(2\right)$

此外，当使用上述式(1)而对一对半轴齿轮52以及54同时与差速器壳体44进行碰撞时，来自半轴齿轮52的碰撞载荷F的峰值Fmax2进行计算时，得到下述式(3)。

$F\max 2=\sqrt{\mathrm{}}{k}^{,,}*\sqrt{\mathrm{}}m*v...\left(3\right)$

在此，对在图4以及图5中，半轴齿轮52与差速器壳体44发生了碰撞时作用有该碰撞的冲击载荷的碰撞面的弹簧常数、即被碰撞要素体B的弹簧常数k’以及k”进行如下说明。

在图4中，当只有碰撞要素体A中的半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞时，差速器壳体44向箭头标记B1的方向移动从而半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的力，将作用于构成被碰撞要素体B的垫圈68、差速器壳体44、轴承40、填隙片60、外壳38上。因此，在仅半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的情况下，如果将半轴齿轮52向差速器壳体44的碰撞时的碟形弹簧64考虑为刚体，则使半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞时的力缓和的被碰撞要素体B的弹簧常数k’成为，将垫圈68、差速器壳体44、轴承40、填隙片60、外壳38直列连结而得到的弹簧常数。即，弹簧常数k’为，1/(1/k1+1/k2+1/k3+1/k4+1/k5)。另外，上述k1为垫圈68的弹簧常数。上述k2为轴承40的弹簧常数。上述k3为填隙片60的弹簧常数。上述k4为外壳38的弹簧常数。上述k5为差速器壳体44的弹簧常数。

如图5所示，当一对半轴齿轮52以及54各自与差速器壳体44同时进行碰撞时，在差速器壳体44中，该一对半轴齿轮52以及54进行碰撞的力将作为差速器壳体44的内力而平衡，因此，如果将半轴齿轮52向差速器壳体44的碰撞时的碟形弹簧64考虑为刚体，则在一方的半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的情况下，使该半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞时的力缓和的被碰撞要素体B的弹簧常数k”成为，将垫圈68、差速器壳体44直列连结而得到的弹簧常数。即，弹簧常数k”为，1/（1/k1+1/k5）。

根据以上的内容，由于弹簧常数k’小于弹簧常数k”，因此，如图6所示，仅半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的图4所示的情况下的、来自半轴齿轮52的冲击载荷F的峰值Fmax1，与一对半轴齿轮52以及54与差速器壳体44同时进行碰撞的图4的情况下的、来自半轴齿轮52的冲击载荷F的峰值Fmax2相比而降低。因此，在差速装置30的差动旋转时，半轴齿轮52与差速器壳体44发生了碰撞时的、作用于驱动轴32l上的惯性力Fs1的大小与现有的差速装置72的作用于驱动轴32l上的惯性力Fs2的大小相比而降低。

另外，由于差速装置30能够防止通过一对碟形弹簧64以及66而使一对半轴齿轮52以及54与差速器壳体44同时进行碰撞的情况，因此，在半轴齿轮54与差速器壳体44发生了碰撞时，与半轴齿轮52与差速器壳体44发生了碰撞时同样地，半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的冲击载荷F的峰值Fmax1的大小与现有的冲击载荷F的峰值Fmax2相比而降低，并且，半轴齿轮54与差速器壳体44发生了碰撞时的、作用于驱动轴32r上的惯性力Fs1的大小与现有的差速装置72的作用于驱动轴32r上的惯性力Fs2的大小相比而降低。

根据本实施方式的差速装置30，由于一对碟形弹簧64以及66具有相互不同的弹性特性，因此可防止在差动旋转时，一对半轴齿轮52以及54中的每一个与差速器壳体44同时进行碰撞的情况。由此，半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞的力将作用于垫圈68、差速器壳体44、轴承40、填隙片60、外壳38上，从而使半轴齿轮52与差速器壳体44进行碰撞时的力缓和的被碰撞要素体B的弹簧常数k’成为，将垫圈68、差速器壳体44、轴承40、填隙片60、外壳38直列连结而得到的弹簧常数（1/（1/k1+1/k2+1/k3+1/k4+1/k5）），并且与同时碰撞的情况下的将垫圈68和差速器壳体44直列连结而得到的弹簧常数k”（1/（1/k1+1/k5））相比而降低。因此，半轴齿轮52以及54与差速器壳体44进行碰撞的冲击载荷F的峰值Fmax1的大小与现有的冲击载荷F的峰值Fmax2相比而降低，并且半轴齿轮52以及54与差速器壳体44发生了碰撞时的、驱动轴32l以及32r上的惯性力Fs1的大小与作用于现有的驱动轴32l以及32r上的惯性力Fs2相比而降低。由此，驱动轴32l以及32r上的惯性力Fs1的大小与作用于现有的驱动轴32l以及32r上的惯性力Fs2相比而降低，并且防止了驱动轴32l以及32r从半轴齿轮52以及54上的脱出。

此外，根据本实施方式的差速装置30，在具有表示通过碟形弹簧64以及66的施力而分别施加在半轴齿轮52以及54上的载荷的大小的纵轴、和表示从发动机14经由内啮合齿轮48而向差速器壳体44输入的内啮合齿轮转矩的大小的横轴的图3的二维坐标中，该横轴上的一对碟形弹簧64以及66的有效工作区域64a以及66a的一部分重复。如此，由于一对碟形弹簧64以及66的弹性特性为，在图3中，该横轴上的一对碟形弹簧64以及66的有效工作区域64a以及66a的一部分重复，而它们的其他的部分不重复，因此，相对于从发动机14经由内啮合齿轮48而向差速器壳体44输入的内啮合齿轮转矩的、半轴齿轮52以及54的背面52d以及54d与差速器壳体44的内壁面44c之间的位移特性各自不同，从而防止了在差速装置30的差动旋转时，一对半轴齿轮52以及54中的每一个与差速器壳体44同时发生碰撞的情况。

实施例2

接下来，对本发明的其他的实施例进行说明。另外，在以下的说明中，对实施例相互间共通的部分标记相同的符号并省略说明。

本实施例的差速装置与前述的实施例1的差速装置30相比较，在一对碟形弹簧74以及76的弹簧特性不同于实施例1的一对碟形弹簧64以及66的弹簧特性的这一点上有所不同，除此之外以大致相同的方式而构成。

图7为，在具有与实施例1的图3相同的纵轴和横轴的二维坐标中对弹性特性进行表示的图。根据该图7可知，一对碟形弹簧74以及76与实施例1同样地具有相互不同的弹性特性，该图7的横轴上的一对碟形弹簧74以及76的有效工作区域74a以及76a的一部分与实施例1的一对碟形弹簧64以及66的情况相比，以较少的程度而重复。本实施例的差速装置具备与实施例1的差速装置30大致相同的效果。

实施例3

本实施例的差速装置与实施例1的差速装置30相比较，在一对碟形弹簧78以及80的弹簧特性不同于实施例1的一对碟形弹簧64以及66的弹簧特性的这一点上有所不同，除此之外以大致相同的方式而构成。

图8为，在具有与实施例1的图3相同的纵轴和横轴的二维坐标中对弹性特性进行表示的图。根据该图8可知，一对碟形弹簧78以及80具有相互不同的弹性特性，并且不同于实施例1以及实施例2，该图8的横轴上的一对碟形弹簧78以及80的有效工作区域78a以及80a不重复。

根据本实施例的差速装置，一对碟形弹簧78以及80的弹性特性为，在表示具有如下的纵轴和横轴的二维坐标的图8中，该横轴上的一对碟形弹簧78以及80的有效工作区域78a以及80a不重复，其中，所述纵轴表示通过碟形弹簧78以及80的施力而从该碟形弹簧78以及80施加到半轴齿轮52以及54上的载荷的大小，所述横轴表示从发动机14经由内啮合齿轮48而向差速器壳体44输入的内啮合齿轮转矩的大小。因此，由于一对碟形弹簧78以及80的弹性特性为，在图8中该横轴上的一对碟形弹簧78以及80的有效工作区域78a以及80a不重复，所以，该一对碟形弹簧78以及80的相对于从发动机14经由内啮合齿轮48而向差速器壳体44输入的内啮合齿轮转矩的、半轴齿轮52以及54的背面52d以及54d与差速器壳体44的内壁面44c之间的位移特性各自不同，从而恰当地防止了在差速装置的差动旋转时一对半轴齿轮52以及54中的每一个与差速器壳体44同时发生碰撞的情况。

实施例4

在本实施例的差速装置中，与图3、图7、图8所示的实施例的差速装置30的一对碟形弹簧64以及66、74以及76、78以及80相比较，在一对碟形弹簧82以及84的弹性特性为随着挠度的增加而增加的载荷变得饱和的弹性特性的这一点上有所不同，除此之外以大致相同的方式而构成。

图9为，利用具有如下的纵轴和横轴的二维坐标来进行表示的、本实施例的一对碟形弹簧82以及84的弹簧特性图，其中，所述纵轴表示通过碟形弹簧82以及84的施力而从该碟形弹簧82以及84施加到半轴齿轮52以及54上的载荷的大小，所述横轴表示该碟形弹簧82以及84的挠度的大小。根据该图9，由于一对碟形弹簧82以及84具有相互不同的弹性特性，因此本实施例的差速装置具备与实施例1的差速装置30大致相同的效果。

实施例5

如图10至图13所示，本实施例的差速装置（车辆用差速装置）86与实施例1的差速装置30相比较，在具备外周齿88a以及90a的齿数为奇数的一对半轴齿轮88以及90以取代实施例1的一对半轴齿轮52以及54的这一点上，与实施例1的差速装置30有所不同，除此之外以大致相同的方式而构成。另外，在本实施例所使用的图11至图13以及图15、图16中，这些图中所记载的P1G2表示小齿轮56以及58的外周齿56a以及58a的峰与半轴齿轮52、88的外周齿52a以及88a之间的谷相啮合的状态，P2G1表示半轴齿轮52、88的外周齿52a、88a的峰与小齿轮56以及58的外周齿56a以及58a之间的谷相啮合的状态。

如图10所示，一对半轴齿轮88以及90在隔着小齿轮轴36而相互对置的状态下以可转动的方式被支承，并且该一对半轴齿轮88以及90的奇数齿的外周齿88a以及90a与一对小齿轮56以及58的偶数齿的外周齿56a以及58a啮合。

图11为，表示半轴齿轮88与一对小齿轮56以及58相啮合的状态的图。图12为，表示差速装置86的差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的大小、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙的大小的图。另外，图12中的虚线表示与小齿轮56啮合的半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的大小。图12中的实线表示与小齿轮58啮合的半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙的大小。

根据图11以及图12可知，在差速装置86的差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。因此，如图12所示，在一对小齿轮56以及58与半轴齿轮88的啮合相位为D1时，由于半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙和半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙不同，所以如图10所示，对于半轴齿轮88而言，该半轴齿轮88的轴心C4相对于差速器壳体44的第一旋转轴心C3而倾斜。

因此，如图10所示，能够防止在半轴齿轮88以及90与差速器壳体44发生碰撞时，半轴齿轮88以及90的上侧以及下侧与差速器壳体44同时发生碰撞的情况。由此，即使假设如图10所示半轴齿轮88以及90与差速器壳体44发生碰撞，在差速器壳体44中，该一对半轴齿轮88以及90进行碰撞的力也会成为力偶，从而作用于轴承40以及42、填隙片60、外壳38上，因此，被碰撞要素体B的弹簧常数与现有技术相比而变小。因此，半轴齿轮88以及90向差速器壳体44的碰撞时的、半轴齿轮88以及90和与其一起进行移动的驱动轴32l以及32r的负的加速度将变小。

图13为，表示差速装置86的差动旋转时，奇数齿的半轴齿轮88在差速器壳体44的第一旋转轴心C3方向上的实质性的移动量E1的图。图16为，表示差速装置30的差动旋转时，偶数齿的半轴齿轮52在差速器壳体44的第一旋转轴心C3方向上的实质性的移动量E2的图。根据该图13可知，在差速装置86的差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。但是，当使用偶数齿的半轴齿轮52时，如图14、图15、图16所示，在差速装置30的差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮52的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮52的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间成为相同相位。以此方式，当使用奇数齿的半轴齿轮88以及90时，差速器壳体44的第一旋转轴心C3方向上的半轴齿轮88的移动量E1，小于实施例1的半轴齿轮52的移动量E2。

即，如图15所示，对于偶数齿的半轴齿轮52而言，由于在差速装置30的差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮52的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮52的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间成为相同相位，因此，图15所示的半轴齿轮52的最小的轮齿侧向间隙、与半轴齿轮52的最大的轮齿侧向间隙之间的差成为半轴齿轮52的移动量E2。但是，如图12所示，对于奇数齿的半轴齿轮88而言，例如在一对小齿轮56以及58与半轴齿轮88的啮合相位为D1时，由于半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙最大，而半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙小于半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙，因此，半轴齿轮88将发生倾斜，且该半轴齿轮88在差速器壳体44的第一旋转轴心C3方向上的移动量E1，与半轴齿轮52的移动量E2相比而减少。因此，由于在差速装置30以及差速装置86的差动旋转时的差动转数相同时，半轴齿轮88以及90在差速器壳体44的第一旋转轴心C3方向上的移动速度与半轴齿轮52以及54相比而较小，所以，半轴齿轮88以及90向差速器壳体44的碰撞时的、半轴齿轮88、90以及与其一起进行移动的驱动轴32l以及32r的负的加速度变小。

根据本实施例的差速装置86，由于一对半轴齿轮88以及90的外周齿88a以及90a的齿数为奇数，因此在差动旋转时，与小齿轮56啮合的半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和与小齿轮58啮合的半轴齿轮88的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。因此，由于半轴齿轮88、90将发生倾斜从而该半轴齿轮88、90的上侧以及下侧不会与差速器壳体44同时相碰，所以，半轴齿轮88、90向差速器壳体44的碰撞时的、半轴齿轮88、90以及与其一起进行移动的驱动轴32l、32r的负的加速度变小。因此，由于在驱动轴32l、32r上所产生的上述碰撞时的惯性力Fs1的大小恰当地变小，所以恰当地防止了驱动轴32l、32r从半轴齿轮88、90上的脱出。

实施例6

如图17至图19所示，本实施例的差速装置（车辆用差速装置）92与实施例1的差速装置30相比较，在具备外周齿94a以及96a的齿数为奇数齿的一对小齿轮94以及96以取代实施例1的一对小齿轮56以及58的这一点上，与实施例1的差速装置30有所不同，除此之外以大致相同的方式而构成。

如图18所示，一对小齿轮94以及96通过使小齿轮轴36插穿，从而以可转动的方式被该小齿轮轴36支承，并且一对小齿轮94以及96的奇数的外周齿94a以及96b，与一对半轴齿轮52以及54的偶数的外周齿52a以及54a啮合。

如图18以及图19所示，在差速装置92的差动旋转时，与一对小齿轮94以及96啮合的一方的半轴齿轮52的轮齿侧向间隙的变动量、和另一方的半轴齿轮54的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差，从而如图17所示，一对半轴齿轮52以及54各自在相同方向上进行往复移动。据此，由于半轴齿轮52和半轴齿轮54不会同时与差速器壳体44碰撞，因此如图17所示，半轴齿轮52以及54与差速器壳体44发生了碰撞的力将作用于垫圈68以及70、差速器壳体44、轴承40以及42、填隙片60、外壳38上，所以被碰撞要素体B的弹簧常数与现有技术相比而变小，从而半轴齿轮52以及54向差速器壳体44的碰撞时的、半轴齿轮52、54以及与其一起进行移动的驱动轴32l、32r的负的加速度变小。另外，在与一对小齿轮94以及96啮合的半轴齿轮52以及54中，旋转轴心C3或者C4的上侧的轮齿侧向间隙的变动量与旋转轴心C3或者C4的下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间为相同相位。

根据本实施例的差速装置92，一对小齿轮94以及96的外周齿94a以及96a的齿数为奇数。因此，在差速装置92的差动旋转时，与一对小齿轮94以及96啮合的半轴齿轮52的轮齿侧向间隙的变动量、和与一对小齿轮94以及96啮合的半轴齿轮54的轮齿侧向间隙的变动量之间将产生相位差。因此，由于半轴齿轮52和半轴齿轮54不会与差速器壳体44同时相碰，所以，半轴齿轮52、54向差速器壳体44的碰撞时的、半轴齿轮52、54以及与其一起进行移动的驱动轴32l、32r的负的加速度变小，从而在该驱动轴32l、32r上所产生的上述碰撞时的惯性力Fs1的大小将恰当地变小，所以恰当地防止了驱动轴32l、32r从半轴齿轮52、54上的脱出。

实施例7

如图20至图22所示，本实施例的差速装置98与实施例1的差速装置30相比较，在如下的一点上与实施例1的差速装置30有所不同，即，具备实施例5的外周齿88a以及90a的齿数为奇数的一对半轴齿轮88以及90以取代实施例1的一对半轴齿轮52以及54，并且具备实施例6的外周齿94a以及96a的齿数为奇数的一对小齿轮94以及96以取代实施例1的一对小齿轮56以及58，除此之外以大致相同的方式而构成。

根据图21以及图22可知，在差速装置98的差动旋转时，与一对奇数齿的小齿轮94以及96啮合的奇数齿的半轴齿轮88以及90的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间产生相位差。同时，半轴齿轮88的上侧的轮齿侧向间隙的变动量、和半轴齿轮90的上侧的轮齿侧向间隙的变动量之间产生相位差，且与下侧的轮齿侧向间隙的变动量之间产生相位差。

由此，在差速装置98的差动旋转时，一对半轴齿轮88以及90与实施例6同样地分别在相同的方向上进行往复移动，并且与实施例5同样地以半轴齿轮88以及90的轴心C4相对于差速器壳体44的第一旋转轴心C3而倾斜的方式倾斜，从而对于半轴齿轮88以及90中的一方的上侧以及下侧中的某一侧而言，在本实施例的图20中，仅半轴齿轮88的上侧与差速器壳体44碰撞。因此，能够同时获得实施例5的差速装置86以及实施例6的差速装置92的效果。

以上，虽然以附图为基础对本发明的一个实施例进行了说明，但是在其他的方式中也能够应用本发明。

例如，虽然在本实施例的差速装置30中，该差速装置30作为后轮用的差速装置而被使用，但是也可以应用于前轮用的差速装置中。

此外，虽然在本实施例的差速装置30中，一对碟形弹簧64以及66、一对碟形弹簧74以及76、一对碟形弹簧78以及80、一对碟形弹簧82以及84分别成为图3、图7至图9所示的这种弹性特性，但是本实施例的一对碟形弹簧的弹性特性并不限定于该图3、图7至图9所示的这种弹性特性。也就是说，只要能够防止在差速装置30的差动旋转时，一对半轴齿轮52以及54与差速器壳体44同时发生碰撞的现象、即只要一对碟形弹簧的弹性特性相互不同，则一对碟形弹簧的弹性特性可以为如下范围内的任意的弹性特性，即，在产生有助于驱动轴32l以及32r的脱出防止的、半轴齿轮52以及54的往复运动的相位差的范围内的任意的弹性特性。

虽然并未一一例示其他方式，但是本发明能够以基于本领域技术人员的知识而追加了各种改变、改良后的方式来进行实施。

符号说明

14：发动机（驱动源）；

30：后轮用差速装置（差速装置）；

32l、32r：一对后轮车轴（一对驱动齿轮）；

38：外壳；

40、42：一对轴承（支承装置）；

44：差速器壳体；

44b：内壁面；

52、54：一对半轴齿轮；

52b、54b：背面；

56、58：一对小齿轮；

62：弹性挡环（挡圈）；

64、66：一对碟形弹簧（一对弹性部件）；

64a、66a：有效工作区域；

74、76：一对碟形弹簧（一对弹性部件）；

74a、76a：有效工作区域；

78、80：一对碟形弹簧（一对弹性部件）；

78a、80a：有效工作区域；

82、84：一对碟形弹簧（一对弹性部件）；

88、90：一对半轴齿轮；

88a、90a：外周齿；

94、96：一对小齿轮；

94a、96a：外周齿；

C3：半轴齿轮的轴心。

Claims (5)

1.一种车辆用差速装置，具备：

差速器壳体，其在外壳内通过支承装置而以能够在预定的第一旋转轴心周围旋转的方式被支承，且通过从驱动源输入的驱动转矩而被旋转驱动；

一对半轴齿轮，其与被收纳于该差速器壳体内的一对小齿轮啮合；

一对驱动轴，其以不能够与该半轴齿轮进行相对旋转、且能够在该半轴齿轮的轴心方向上进行移动的方式，被分别嵌入到该半轴齿轮中；

挡圈，其为了阻止该驱动轴从该半轴齿轮上的脱出而被安装；

一对弹性部件，其以预压状态而分别被配置在该半轴齿轮的背面与该差速器壳体的内壁面之间，

所述车辆用差速装置为，通过该一对弹性部件的施力而使该半轴齿轮向该小齿轮侧被按压的形式的车辆用差速装置，其特征在于，

所述一对弹性部件具有相互不同的弹性特性。

2.如权利要求1所述的车辆用差速装置，其中，

所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域的一部分重复。

3.如权利要求1所述的车辆用差速装置，其中，

所述一对弹性部件的弹性特性为，在具有表示对所述半轴齿轮进行按压的力的大小的纵轴、和表示从所述驱动源向所述差速器壳体输入的输入转矩的大小的横轴的图中，该横轴上的所述一对弹性部件的有效工作区域不重复。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的车辆用差速装置，其中，

所述一对半轴齿轮的外周齿的齿数为奇数。

5.如权利要求1至4中的任意一项所述的车辆用差速装置，其中，

所述一对小齿轮的外周齿的齿数为奇数。

Images