差动装置的制作方法

本发明涉及一种差动装置，尤其涉及一种具有如下结构的差动装置，其具有：差速器壳体，其具有中空的壳体主体以及一体地突出设置在壳体主体的外周上的凸缘部，所述差速器壳体能够绕第一轴线旋转；差速器机构，其收容在壳体主体内；作业窗，其设置于壳体主体；以及齿圈，其与连接在动力源上的驱动齿轮啮合而将来自驱动齿轮的动力传递给差速器壳体，齿圈具有齿部，该齿部通过与驱动齿轮的啮合而承受沿着第一轴线的方向的推力载荷。

背景技术：

该差动装置如下述专利文献1所公开的那样已经公知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4902727号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在专利文献1所公开的差动装置的差速器壳体中，在壳体主体上形成两个大型的作业窗，在突出设置在由这两个作业窗所夹的壳体主体的窄幅部外周上的凸缘部处结合有齿圈。因此，虽然能够实现结合部的简单化和差速器壳体的轻量化，但在周向上夹着作业窗的结合部的相互间隔(即、差速器壳体的相对于齿圈的作业窗对应部分的支承跨度)会变得过长。但是，由于非结合部的刚性比结合部低，所以在传动过程中针对于从驱动齿轮传递给齿圈的推力载荷(即、齿圈受到的倾倒方向的载荷)的刚性有可能不足，另外，存在难以取得差速器壳体针对齿圈的倾倒的刚性平衡等问题。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种差动装置，能够以简单的结构解决现有装置的问题，并且能够有效地防止因上述推力载荷而在壳体主体的作业窗周边部产生应力集中。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种差动装置，其具有：差速器壳体，其具有中空的壳体主体和一体地突出设置在所述壳体主体的外周上的凸缘部，该差速器壳体能够绕第一轴线旋转；差速器机构，其被收容在所述壳体主体内；作业窗，其设置于所述壳体主体；以及齿圈，其与所述凸缘部结合，以便与连接于动力源的驱动齿轮啮合而将来自该驱动齿轮的动力传递到所述差速器壳体，所述差速器机构具有：小齿轮轴，其配置在与所述第一轴线垂直的第二轴线上，并支承于所述差速器壳体或所述齿圈；小齿轮，其旋转自如地支承在该小齿轮轴上；以及一对侧面齿轮，它们与该小齿轮啮合且绕所述第一轴线旋转自如地支承于所述壳体主体，所述齿圈具有齿部，该齿部通过与所述驱动齿轮啮合而承受沿着所述第一轴线的方向的推力载荷，当在与所述第一轴线垂直的投影面上观察时，所述作业窗配置在所述第二轴线的一侧或两侧，所述差动装置的特征在于，当在所述投影面上观察时，所述凸缘部与所述齿圈之间的结合部中的、最靠近所述作业窗的特定结合部分在沿着与所述第一轴线和第二轴线垂直的第三轴线的方向上位于比所述作业窗的内端部靠外侧的位置，且所述作业窗与将所述特定结合部分和所述第一轴线连结的假想直线相比，在沿着所述第三轴线的方向上位于外侧。

另外，在第一特征的基础上，本发明的第二特征在于，所述作业窗在沿着所述第三轴线的方向上延伸到所述壳体主体的外周端或其附近部，所述凸缘部在所述作业窗的在沿着所述第三轴线的方向上与外端部对应的位置处在所述差速器壳体的周向上中断。

另外，在第一或第二特征的基础上，本发明的第三特征在于，当在所述投影面上观察时，所述作业窗形成为，在沿着所述第三轴线的方向上靠近外端部的外侧窗部分，与比该外侧窗部分靠内侧的内侧窗部分相比，在沿着所述第二轴线的方向上宽度较窄。

另外，在第一特征至第三特征中的任意一个特征的基础上，本发明的第四特征在于，当在所述投影面上观察时，所述特定结合部分配置在所述差速器壳体的由所述第二轴线和所述第三轴线所夹的区域的二等分线上，或者配置在比该二等分线更靠近所述第三轴线处。

在本发明和本说明书中，“作业窗”是指为了实现能够将差速器机构的各构成齿轮(即、侧面齿轮和小齿轮)组装到壳体主体内的目的、或者能够对壳体主体的内表面进行机械加工的目的而形成于壳体主体的作业用的窗。

发明效果

根据本发明的第一特征，在差速器壳体的壳体主体上设有作业窗的差动装置中，当在与第一轴线垂直的投影面上观察时，差速器壳体的凸缘部与齿圈之间的结合部中的最靠近作业窗的特定结合部分在沿着与第一轴线、第二轴线垂直的第三轴线的方向上位于比作业窗的内端部靠外侧的位置，因此，能够相对于作业窗的内端位置尽量将特定结合部分靠外侧配置，能够使在周向上夹着作业窗的特定结合部分的相互间隔(即、差速器壳体的相对于齿圈的作业窗对应部分的支承跨度)比较短。由此，能够确保针对在传动过程中从驱动齿轮传递到齿圈的推力载荷(即、齿圈受到的倾倒方向的载荷)的刚度，并且易于获得差速器壳体的针对齿圈的倾倒的刚性平衡。

而且，当在上述投影面上观察时，作业窗与将特定结合部分和第一轴线连结的假想直线相比在沿着第三轴线的方向上配置在外侧的位置，因此，在传动过程中，上述的推力载荷经由特定结合部分以及凸缘部传递到壳体主体的大直径部并进一步传递到小直径部侧时，该载荷传递路径成为不会绕过作业窗的路径形态，由此，能够有效地避免在壳体主体的作业窗周边部产生应力集中，所以有利于提高差速器壳体的刚性强度。

另外，根据第二特征，作业窗在沿着第三轴线的方向上延伸到壳体主体的外周端或其附近部，凸缘部在作业窗的在沿着第三轴线的方向上与外端部对应的位置处在差速器壳体的周向上中断，因此，有利于实现差速器壳体的轻量化。另外，基于这样的轻量化，也能够通过上述特定结合部分相对于作业窗的独特的配置结构从而将差速器壳体的刚性强度的降低抑制在最小限度。

另外，根据第三特征，当在上述投影面上观察时，作业窗形成为，在沿着第三轴线的方向上靠近外端部的外侧窗部分，与比该外侧窗部分靠内侧的内侧窗部分相比，在沿着第二轴线的方向上宽度较窄，因此，能够确保作业窗的开口面积较大(从而确保通过作业窗的作业性)，同时能够将壳体主体的相对于凸缘部的支承区域在壳体周向上扩大。由此，能够提高壳体主体对凸缘部的支承刚性，因此能够有效地抑制推力载荷作用时的齿圈的倾倒。

另外，根据第四特征，当在上述投影面上观察时，特定结合部分配置在差速器壳体的由第二轴线和第三轴线所夹的区域的二等分线上，或者比该二等分线更靠近所述第三轴线处，因此，能够充分缩短在周向上夹着作业窗的特定结合部分的相互间隔，即上述的支承跨度，由此，能够更有效地抑制推力载荷作用时的齿圈的倾倒。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的差动装置及其周边设备的纵剖视图(沿图2中的1-1线的剖视图)。

图2是省略变速箱、车轴、轴承以及差速器机构的齿轮的图示而示出的上述差动装置的左侧视图。

图3是以单体示出上述差动装置的差速器壳体的左侧视图(对应于图2的图)。

图4是沿图3中的4-4线的剖视图。

图5是沿图3中的箭头5方向观察到的图。

图6是以单体示出差速器壳体的立体图(从图3中的箭头6观察到的立体图)。

图7是以单体示出参考例的差速器壳体的左侧视图(对应于图3的图)。

标号说明

b1～b8：螺栓(结合部)；b1、b4、b5、b8：特定螺栓(特定结合部分)；10：差动装置；h：作业窗；hi：内侧窗部分；hie：内端部；ho：外侧窗部分；hoe：外端部；l1、l2：假想直线、二等分线；r：齿圈；rag：齿部；x1、x2、x3：第一轴线、第二轴线、第三轴线；8：差速器壳体；8c：壳体主体；8f：凸缘部；20：差速器机构；21：；22：小齿轮；23：侧面齿轮；31：驱动齿轮。

具体实施方式

以下根据附图对本发明的实施方式进行说明。

在图1中，在车辆(例如、汽车)的变速箱9内，收容有将来自未图示的动力源(例如、车载的发动机)的动力分配并传递给左右的车轴11、12的差动装置10。差动装置10具备差速器壳体8和内置在差速器壳体8中的差速器机构20。

差速器壳体8具备：中空的壳体主体8c，其形成为大致球体形状并且在内部收容有差速器机构20；第一轴承凸台和第二轴承凸台8b1、8b2，它们在第一轴线x1上排列并且一体地连接设置在壳体主体8c的右侧部和左侧部；以及凸缘部8f，其朝向径向外侧地一体形成在壳体主体8c的外周部，并且在以第一轴线x1为中心的圆周方向上延伸。而且，第一轴承凸台和第二轴承凸台8b1、8b2在这些凸台8b1、8b2的外周侧借助于轴承13、14而以绕第一轴线x1旋转自如的方式支承于变速箱9。

并且，在第一轴承凸台和第二轴承凸台8b1、8b2的内周面，分别旋转自如地嵌合有左右的车轴(驱动轴)11、12，并且设置有润滑油引入用的螺旋槽15、16(参照图4)。螺旋槽15、16能够发挥伴随着各轴承凸台8b1、8b2与各车轴11、12的相对旋转而将变速箱9内的润滑油送入差速器壳体8内的螺杆泵作用。

在凸缘部8f上通过后述的多个螺栓b1～b8而紧固有齿圈r。齿圈r具备：轮圈ra，在该轮圈ra的外周具有斜齿轮(斜齿)状的齿部rag；以及从该轮圈ra的内周面一体地突出的环板状的轮辐rb，齿部rag与成为和发动机相连的变速装置的输出部的驱动齿轮31啮合。

另外，轮辐rb在其一个面与凸缘部8f的一侧面8fs(第一轴承凸台8b1侧的侧面)抵接、并且内周面与凸缘部8f的圆弧状支承面8fb嵌合的状态下，通过多个螺栓(即、结合部)b1～b8而紧固于凸缘部8f。

这些螺栓b1～b8在凸缘部8f的周向上隔开间隔地并列配置，并贯通轮辐rb而螺纹插入凸缘部8f中。另外，在图1中，为了简化显示，齿部rag采用沿着齿线的截面显示。

而且，齿圈r具有斜齿轮状的齿部rag，由此，通过与同样具有斜齿轮状的齿部的驱动齿轮31啮合，齿圈r承受沿着第一轴线x1的方向的推力载荷(啮合反作用力的推力方向分量)，该推力载荷从齿圈r经由凸缘部8f而由壳体主体8c承受。

差速器机构20具备：小齿轮轴21，其配置于在壳体主体8c的中心o处与第一轴线x1垂直的第二轴线x2上；一对小齿轮22、22，它们旋转自如地支承在该小齿轮轴21上；以及左右的侧面齿轮23、23，它们与各小齿轮22啮合。左右的侧面齿轮23、23作为差速器机构20的输出齿轮而发挥功能，在这些侧面齿轮23、23的内周面上分别花键嵌合左右的车轴11、12的内端部。

小齿轮22和侧面齿轮23各自的背面旋转自如地由壳体主体8c的内表面支承。另外，壳体主体8c的上述内表面在本实施方式中例示了球面状的内表面，但也可以将该内表面形成为锥面或与第一轴线x1或第二轴线x2垂直的平坦面。小齿轮轴21贯穿插入并保持在一对支承孔18中，该一对支承孔18形成为跨壳体主体8c的外周端部和凸缘部8f并在第二轴线x2上延伸。并且，关于小齿轮轴21，在齿圈r与凸缘部8f结合的状态下，小齿轮轴21的两端与设置在齿圈r的轮辐rb的内周面上的卡合凹部rbi卡合，由此阻止小齿轮轴21从支承孔18中脱离。另外，通过这样使小齿轮轴21与齿圈r的卡合凹部rbi卡合，小齿轮轴21与齿圈r之间在旋转方向上被连结，因此来自齿圈r的传递转矩被直接传递给小齿轮轴21，相应地减轻了差速器壳体8的载荷负担。另外，也可以在小齿轮轴21与支承孔18相嵌合的嵌合部处设定有些许的游隙。

而且，从驱动齿轮31传递至齿圈r的旋转驱动力经由差速器机构20在容许差动旋转的情况下被分配传递给左右的车轴11、12，但由于该差速器机构20的动力分配功能是以往公知的，所以省略更进一步的说明。

如图2～图6所示，差速器壳体8在壳体主体8c的比凸缘部8f更靠第一轴承凸台8b1一侧的侧壁上具有一对作业窗h。当在与第一轴线x1垂直的投影面(参照图2～图4)上观察时，该一对作业窗h配置在第二轴线x2的两侧方，换言之，该一对作业窗h以在与第一轴线、第二轴线x1、x2垂直的第三轴线x3上夹着第一轴承凸台8b1并列的方式形成在壳体主体8c的上述侧壁上。

如图2～图6中也明确所示，各个作业窗h在沿着第三轴线x3的方向上延伸到壳体主体8c的外周端或其附近部(在本实施方式中延伸到外周端)。另一方面，凸缘部8f在作业窗h的在沿着第三轴线x3的方向上与外端部hoe对应的位置处在差速器壳体8的周向上中断。而且，该中断的凸缘部8f的周向端面8fe在本实施方式中形成为与第三轴线x3大致垂直的平面。

另外，当在上述投影面中观察时，作业窗h也可以仅配置在第二轴线x2的一侧。

但是，在本实施方式中，当在上述投影面上观察时，将凸缘部8f和齿圈r之间结合的多个螺栓(即结合部)b1～b8中的最靠近作业窗h的特定螺栓(即、特定结合部分)b1、b4、b5、b8被配置为在沿着第三轴线x3的方向上位于比作业窗h的内端部hie靠外侧的位置。而且，当在上述投影面上观察时，作业窗h被配置为，与将特定螺栓(即特定结合部分)b1、b4、b5、b8和第一轴线x1连结的假想直线l1、l2相比，在沿着第三轴线x3的方向上作业窗h位于外侧。

另外，当在上述投影面上观察时，作业窗h具有靠近作业窗h的外端部hoe的外侧窗部分ho、以及与该外侧窗部分ho相比在沿着第三轴线x3的方向上存在于内侧的内侧窗部分hi，特别是在本实施方式中，外侧窗部分ho与内侧窗部分hi相比，在沿着第二轴线x2的方向上形成为宽度较窄(参照图3)。而且，当将差速器机构20组装到差速器壳体8时，小齿轮22和侧面齿轮23能够通过特别是宽度大的内侧窗部分hi而容易地装入到差速器壳体8中。

此外，在本实施方式中，当在上述投影面上观察时，特定螺栓(即特定结合部分)b1、b4、b5、b8配置在差速器壳体8的由第二轴线x2与第三轴线x3所夹的区域的二等分线l1、l2上。另外，作为本发明的另一实施方式，虽未图示，但也可以这样实施：当在上述投影面上观察时，将特定螺栓(即特定结合部分)b1、b4、b5、b8配置在比上述二等分线l1、l2更靠近第三轴线x3的位置。

接着，对所述实施方式的作用进行说明。

差速器壳体8其整体由金属材料(例如铝、铝合金、铸铁等)一体成型(例如铸造成型)，在该一体成型后适当地对差速器壳体8的各部分实施机械加工。

而且，在组装差动装置10时，首先将差速器机构20的小齿轮22和侧面齿轮23通过作业窗h而装入差速器壳体8的壳体主体8c内，然后将小齿轮轴21插入到支承孔18中。接着，使齿圈r的轮辐rb的一个面和内周面与差速器壳体8的凸缘部8f的一侧面8fs和支承面8fb抵接，用螺栓b1～b8将齿圈r和凸缘部8f之间紧固。在该紧固状态下，小齿轮轴21通过使其两端与轮辐rb的内周面卡合而被防止从支承孔18中脱出。

而且，将收容有该差速器机构20的差速器壳体8的第一轴承凸台、第二轴承凸台8b1、8b2借助于轴承13、14旋转自如地支承至变速箱9，进而将左右的车轴11、12的内端部插入到第一轴承凸台、第二轴承凸台8b1、8b2中并且花键嵌合在左右的侧面齿轮23、23的内周，从而结束差动装置10向汽车的组装。

另外，在驱动齿轮31与齿圈r之间的转矩传递中，在齿部rag为斜齿状的齿圈r上作用有沿着第一轴线x1的方向的推力载荷，该载荷的方向根据汽车的前进和后退的切换而切换。而且，当在图1和图5中向左的推力载荷作用在齿圈r上时，相同方向的推力载荷也从齿圈r传递到差速器壳体8的凸缘部8f，并且该推力载荷主要经由用于与齿圈结合的多个螺栓(结合部)b1～b8和凸缘部8f而传递到壳体主体8c的大直径部，进而传递到小直径部(第一轴承凸台8b1)侧，并最终由变速箱9承受。

此外，在本实施方式的差动装置10中，当在与差速器壳体8的旋转轴线即、第一轴线x1垂直的投影面上观察时，在结合差速器壳体8的凸缘部8f与齿圈r之间的多个螺栓(即、结合部)b1～b8中的、最接近于作业窗h的特定螺栓(即、特定结合部分)b1、b4、b5、b8在沿着与第一轴线、第二轴线x1、x2垂直的第三轴线x3的方向上位于比作业窗h的内端部hie靠外侧的位置。由此，能够相对于作业窗h的内端部hie尽量将特定螺栓b1、b4、b5、b8靠外侧配置，因此能够使在周向上夹着作业窗h的特定螺栓b1、b8(b4、b5)的相互间隔(即、差速器壳体8的相对于齿圈r的作业窗h对应部分的支承跨度)较短。其结果为，能够确保针对在传动期间从驱动齿轮31传递到齿圈r的推力载荷(即、齿圈r受到的倾倒方向的载荷)的刚度，并且易于获得差速器壳体8的针对齿圈r的倾倒的刚性平衡。

而且，当在上述投影面上观察时，本实施方式的作业窗h与将特定螺栓b1、b8(b4、b5)和第一轴线x1连结的假想直线l1、l2相比在沿着第三轴线x3的方向上配置在靠外侧的位置。由此，在传动过程中，从驱动齿轮31传递向齿圈r的推力载荷经由特定螺栓b1、b8(b4、b5)以及凸缘部8f而传递到壳体主体8c的大直径部并进一步传递到小直径部(即、第一轴承凸台8b1)侧时，该载荷传递路径不会成为绕过作业窗h的路径形态，能够有效地避免在壳体主体8c的作业窗h周边部的应力集中。因此，有利于提高差速器壳体8的刚性强度，并且即使在差速器壳体8由低强度材料(例如铝等)构成的情况下，也能够确保足够的刚性强度。

与之相对地，在图7所示的参考例中，使作业窗h'的在壳体周向上的窗宽度与本实施方式同样地较窄，进而使夹着作业窗h'的特定螺栓b1'、b8'(b4'、b5')相对于作业窗h'充分接近，由此缩短了特定螺栓b1'、b8'(b4'、b5')的相互间隔，即上述的支承跨度。

但是，在图7的参考例中，关于将特定螺栓b1'、b8'(b4'、b5')和第一轴线x1'连结的假想直线l1'、l2'，如图7所明示，假想直线l1'、l2'成为横穿作业窗h'的配置，所以存在如下的不良情况。即，在传动过程中，传递给齿圈的推力载荷经由特定螺栓b1'、b8'、(b4'、b5')以及差速器壳体8'的凸缘部8f'传递给壳体主体8c'的大直径部并进一步传递给小直径部(即、第一轴承凸台8b1')，但此时的载荷传递路径成为绕作业窗h'弯曲的路径形态，因此，在壳体主体8c'的作业窗周边部容易产生应力集中。在这一点上，本发明相对于参考例的优越性明显。

另外，本实施方式的作业窗h在沿着第三轴线x3的方向上延伸到壳体主体8c的外周端或其附近部，凸缘部8f在作业窗h的在沿着第三轴线x3的方向上与外端部hoe对应的位置处在差速器壳体8的周向上中断，因此有利于实现差速器壳体的轻量化。此外，基于这种轻量化，也能够通过上述的特定螺栓b1、b8(b4、b5)相对于作业窗h的独特配置结构，而有效地抑制差速器壳体8的刚性强度的降低。

而且，当在上述投影面上观察时，作业窗h形成为，作业窗h的靠近外端部hoe的外侧窗部分ho与从该外侧窗部分ho向内侧相连的内侧窗部分hi相比，在沿着第二轴线x2的方向上宽度较窄，因此，能够充分确保作业窗h整体的开口面积(因此，能够确保通过作业窗h的组装作业或机械加工的作业性)，并且能够将壳体主体8c的相对于凸缘部8f的支承区域在壳体周向上有效地(即，与使外侧窗部分ho的宽度变窄的量相对应地)扩大。由此，能够提高壳体主体8c相对于凸缘部8f的支承刚性，因此能够有效地抑制推力载荷作用时的齿圈r的倾倒。

此外，在本实施方式中，当在上述投影面上观察时，特定螺栓b1、b8(b4、b5)配置在差速器壳体8的由第二轴线x2与第三轴线x3所夹的区域的二等分线l1、l2上，或者如未示出的另一实施方式中那样，特定螺栓b1、b8(b4、b5)配置在比二等分线l1、l2更靠近第三轴线x3的位置。由此，能够进一步缩短在周向上夹着夹作业窗h的特定螺栓b1、b8(b4、b5)的相互间隔、即上述的支承跨度，因此能够更有效地抑制推力载荷作用时齿圈r的倾倒。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于实施方式，在不脱离主旨的范围内能够进行各种设计变更。

例如，在上述实施方式中，示出了将差动装置10实施于车辆用差动装置的情况，但在本发明中，也可以将差动装置10实施于车辆以外的各种机械装置。

另外，虽然在所述实施方式中，差速器壳体8的凸缘部8f和齿圈r之间的结合例示了通过多个螺栓b1～b8进行结合，然而，在本发明中，凸缘部8f和齿圈r的结合也可以通过焊接(例如激光焊接、电子束焊接等)来结合。在该情况下，凸缘部8f与齿圈r相焊接的焊接部分成为本发明的结合部，另外，焊接部分中的在与第一轴线x1垂直的投影面上观察时最靠近作业窗h的特定焊接部分成为本发明的特定结合部分。

另外，虽然在所述实施方式中，示出了这样的结构：差速器壳体8的凸缘部8f在作业窗h的在沿着第三轴线x3的方向上与外端部hoe对应的位置处在差速器壳体8的周向上中断，然而，在本发明中，凸缘部8f也可以形成为没有中断部分(即、周向的不连续部分)的圆环形状。

另外，在所述实施方式中，示出了将齿圈r的齿部rag形成为斜齿轮状的结构，但本发明的齿圈只要是至少通过与驱动齿轮31啮合而承受沿着第一轴线x1的方向的推力载荷的齿形状即可，例如也可以是锥齿轮、准双曲面齿轮等。

另外，虽然在上述实施方式中，示出了直接使齿圈r支承小齿轮轴21，然而，在本发明中，也可以使差速器壳体8支承小齿轮轴21。