DE102016210694A1

DE102016210694A1 - Differenzialvorrichtung

Info

Publication number: DE102016210694A1
Application number: DE102016210694.5A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Mori
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2016-12-22
Also published as: US9863519B2; US20160369880A1; CN106257097A

Abstract

Eine Differenzialvorrichtung enthält: ein Eingangselement, in das eine Antriebskraft eingegeben wird; ein Differenzialrad, das in dem Eingangselement gelagert und in der Lage ist, sich relativ zum Eingangselement zu drehen und bei Drehung des Eingangselements eine Drehmitte des Eingangselements zu umlaufen; paarige Ausgangsräder, die jeweils in ihren Außenumfangsabschnitt einen Verzahnungsabschnitt enthalten, der mit dem Differenzialrad in Eingriff steht; sowie eine Beilagscheibe, die zwischen das Eingangselement und eine Rückfläche jedes Ausgangsrads eingefügt ist. Eine Beilagscheiben-Stützfläche in der Rückfläche des Ausgangsrads stützt sich gegen die Beilagscheibe ab, und ihr äußerstes Umfangsende ist an der gleichen Position wie oder auswärts vom äußersten Umfangsende des Eingriffsabschnitts zwischen den Ausgangs- und Differenzialrädern in der radialen Richtung des Ausgangsrads angeordnet. Ein Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe erstreckt sich weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Differenzialvorrichtung, die in einem Fahrzeug, wie etwa einem Automobil, vorgesehen ist.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Das japanische Patent Nr. 4828847 hat eine herkömmliche Differenzialvorrichtung bekannt gemacht, worin eine Beilagscheibe zwischen einer Rückfläche von jedem der Ausgangsräder und einem Eingangselement (z. B. einem Differenzialgehäuse) eingefügt ist.
In der oben erwähnten herkömmlichen Vorrichtung ist ein Eingriffsabschnitt zwischen dem Ausgangsrad und einem Differenzialrad weiter radial auswärts als eine sich gegen die Beilagscheibe abstützende Beilagscheiben-Stützfläche in der Rückfläche jedes Ausgangsrads angeordnet. Dementsprechend konzentriert sich eine starke Schubreaktionskraft, welche von den Differenzialrädern über Verzahnungsabschnitte in Außenumfängen der Ausgangsräder übertragen wird, zu stark auf insbesondere den äußersten Umfangsendabschnitten der Beilagscheiben-Stützflächen der Ausgangsräder. Im Ergebnis ist eine Belastung in den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitten örtlich stark, obwohl die Außenumfangsabschnitte der Beilagscheiben weiter radial auswärts verlängert sind als die Beilagscheiben-Stützflächen, um die Last in den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitten des Eingangselements zu verteilen. Dies ist ein Nachteil beim Reduzieren von Dicke und Gewicht des Eingangselements. Um darüber hinaus die vorgenannte starke Schubreaktionskraft aufzunehmen, müssen auch die Verzahnungsabschnitte in den Außenumfängen der Ausgangsräder selbst stabil gemacht werden, indem die Dicke in der axialen Richtung vergrößert wird.
Ferner sind diese Probleme nachteilig für eine Differenzialvorrichtung, in der die Dicke und das Gewicht insbesondere vom Eingangselement und den Ausgangsrädern reduziert werden müssen, wie etwa zum Beispiel für eine Differenzialvorrichtung, die in axialer Richtung der Ausgangsräder der Differenzialvorrichtung dünner gemacht ist, indem der Durchmesser der Ausgangsräder ausreichend größer gemacht wird als jener der Differenzialräder, so dass die Ausgangsräder eine ausreichend größere Zähnezahl haben können als jene der Differenzialräder.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorstehenden Situation gemacht worden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Differenzialvorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, das oben erwähnte Problem mit einer einfachen Struktur zu lösen.
Zur Lösung der obigen Ausgabe weist eine Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf: ein Eingangselement, in das eine Antriebskraft eingegeben wird; ein Differenzialrad, das in dem Eingangselement gelagert und in der Lage ist, sich relativ zum Eingangselement zu drehen und gemäß einer Drehung des Eingangselements eine Drehmitte des Eingangselements zu umlaufen; ein Paar von Ausgangsrädern, die jeweils einen Verzahnungsabschnitt in einem Außenumfangsabschnitt von jedem der Ausgangsräder enthalten, wobei der Verzahnungsabschnitt in Eingriff mit dem Differenzialrad angeordnet ist; und eine Beilagscheibe, die zwischen das Eingangselement und eine Rückfläche von jedem der Ausgangsräder eingefügt ist; wobei eine Beilagscheiben-Stützfläche in der Rückfläche des Ausgangsrads sich gegen die Beilagscheibe abstützt und ihr äußerstes Umfangsende an der gleichen Position wie oder auswärts vom äußersten Umfangsendabschnitt eines Eingriffsabschnitts zwischen dem Ausgangsrad und dem Differenzialrad in radialer Richtung des Ausgangsrads angeordnet ist, und ein Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe sich in der radialen Richtung weiter auswärts erstreckt als die Beilagscheiben-Stützfläche. (Dies ist ein erstes Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Gemäß dem ersten Merkmal stützt sich die Beilagscheiben-Stützfläche in der Rückfläche des Ausgangsrads gegen die Beilagscheibe ab, und ihr äußerstes Umfangsende ist an der gleichen Position oder auswärts vom äußersten Umfangsende des Eingriffsabschnitts zwischen dem Ausgangsrad und dem Differenzialrad in der radialen Richtung des Ausgangsrads angeordnet. Daher besteht keine Möglichkeit, dass die starke Schubreaktionskraft, die von dem Differenzialrad über den Verzahnungsabschnitt im Außenumfang des Ausgangsrads übertragen wird, sich zu stark auf den Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheiben-Stützfläche des Ausgangsrads konzentrieren könnte, und wird die Last auf den Verzahnungsabschnitt selbst im Außenumfang des Ausgangsrads reduziert. Da ferner die Lastverteilung des Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitts des Eingangselements erfolgt, indem der Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche des Ausgangsrads verlängert wird, ist es möglich, einen örtlichen Lastanstieg auf den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt wirkungsvoll zu vermeiden. Infolgedessen können die Dicken und Gewichte des Eingangselements und des Verzahnungsabschnitts im Außenumfang des Ausgangsrads reduziert werden, und hierdurch kann ein starker Beitrag zur Dickenreduktion der Differenzialvorrichtung in der axialen Richtung und Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung geleistet werden.
Bevorzugt ist in der Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das äußerste Umfangsende der Beilagscheiben-Stützfläche des Ausgangsrads der größte Außendurchmesserabschnitt des Ausgangsrads.
(Dies ist ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Gemäß dem zweiten Merkmal ist das äußerste Umfangsende der Beilagscheiben-Stützfläche des Ausgangsrads der größte Außendurchmesserabschnitt des Ausgangsrads. Somit kann die starke Schubreaktionskraft auf den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt des Eingangselements geeignet verteilt und davon aufgenommen werden, ohne den Durchmesser des Ausgangsrads unnötig zu vergrößern. Dies macht es möglich, die Dicken und Gewichte des Eingangselements und des Verzahnungsabschnitts im Außenumfang des Ausgangsrads weiter zu reduzieren.
Bevorzugt enthält in der Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Ausgangsrad einen Wellenabschnitt; und einen Zwischenwandabschnitt, der sich von einem inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts radial auswärts erstreckt und den Wellenabschnitt und den Verzahnungsabschnitt integriert verbindet, und steht ein Rückflächenabschnitt des Verzahnungsabschnitts in der Rückfläche des Ausgangsrads in axialer Richtung auswärts eines Rückflächenabschnitts des Zwischenwandabschnitts vor. (Dies ist ein drittes Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Gemäß dem dritten Merkmal enthält das Ausgangsrad: den Wellenabschnitt; und den Zwischenwandabschnitt, der sich von dem inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts radial auswärts erstreckt und den Wellenabschnitt und den Verzahnungsabschnitt integral verbindet. Dies macht es möglich, auf leichte Weise die Differenzialvorrichtung zu erhalten, welche in der axialen Richtung dünn ist, und worin der Durchmesser vom Ausgangsrad ausreichend größer gemacht ist als das Differenzialrad, so dass die Zähnezahl des Ausgangsrads ausreichend größer gemacht werden kann als die Zähnezahl des Differenzialrads. Darüber hinaus steht der Rückflächenabschnitt des Verzahnungsabschnitts in der Rückfläche des Ausgangsrads vom Rückflächenabschnitt des Zwischenwandabschnitts in der axialen Richtung auswärts vor. Dies macht es möglich, den Zwischenwandabschnitt des Ausgangsrads so dünn wie möglich zu machen, während die ausreichende Steifigkeit des Verzahnungsabschnitts des Ausgangsrads gewährleistet wird, und es daher möglich wird, zu einer weiteren Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung mit einer weiteren Dickenreduktion der Differenzialvorrichtung in der axialen Richtung beizutragen.
Bevorzugt ist, in der Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, das Differenzialrad in dem Eingangselement über einen in dem Eingangselement gelagerten Differenzialrad-Lagerabschnitt gelagert, und
ist erfüllt, und Z1/Z2 > 2 ist erfüllt, wobei Z1, Z2, d2 und PCD jeweils die Zähnezahl von jedem der Ausgangsräder, die Zähnezahl des Differenzialrads, einen Durchmesser des Differenzialrad-Lagerabschnitts und eine Wälzkegeldistanz bezeichnen. (Dies ist ein viertes Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Gemäß dem vierten Merkmal kann die gesamte Breite der Differenzialvorrichtung in der axialen Richtung der Ausgangswellen ausreichend reduziert werden, während die Festigkeit (z. B. die statische Torsionslastfestigkeit) und der maximale Drehmomentübertragungsbetrag auf angenähert den gleichen Werten wie bei der herkömmlichen Differenzialvorrichtung sichergestellt werden. Dementsprechend kann die Differenzialvorrichtung mit großer Freiheit und ohne besondere Schwierigkeiten leicht in ein Getriebesystem eingebaut werden, das um die Differenzialvorrichtung herum zahlreichen Layout-Einschränkungen unterliegt, und ist daher vorteilhaft darin, die Größe des Getriebesystems zu reduzieren.
Bevorzugt ist in der Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Z1/Z2 ≥ 4 erfüllt. (Dies ist ein fünftes Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Bevorzugt ist in der Differenzialvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung Z1/Z2 ≥ 5,8 erfüllt. (Dies ist ein sechstes Merkmal der vorliegenden Erfindung.)
Gemäß den fünften und sechsten Merkmalen kann die Breite der Differenzialvorrichtung in der axialen Richtung der Ausgangswellen noch weitergehend reduziert werden, während die Festigkeit (z. B. die statische Torsionslastfestigkeit) und der maximale Drehmomentübertragungsbetrag auf angenähert den gleichen Werten wie bei der herkömmlichen Differenzialvorrichtung sichergestellt werden.
Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungen klar, die nachfolgend in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Längsschnittansicht eines Hauptteils in einer Differenzialvorrichtung und eines Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus gemäß einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung (Schnittansicht entlang Linie 1A-1A in 2).
2 ist eine Schnittansicht entlang Linie 2A-2A in 1.
3 ist eine Schnittansicht entlang Linie 3A-3A in 1.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines in 1 mit Pfeil 4A angegebenen Abschnitts, eine teilweise vergrößerte Ansicht der vergrößerten Ansicht des in 1 mit Pfeil 4A angegebenen Abschnitts, und ein Lastverteilungsdiagramm.
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die ein Hauptteil (Eingriffsabschnitte zwischen einem Ritzel und Seitenrädern) einer Differenzialvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine vergrößerte Schnittansicht entsprechend der teilweise vergrößerten Ansicht in 4, die ein Hauptteil einer Differenzialvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Längsschnittansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Differenzialvorrichtung zeigt.
8 ist ein Graph, der eine Beziehung von Verzahnungsfestigkeits-Änderungsraten zu einem Zähnezahlverhältnis, wobei die Zähnezahl des Ritzels auf 10 gelegt ist.
9 ist ein Graph, der eine Beziehung der Verzahnungsfestigkeits-Änderungsraten zu einer Wälzkegeldistanz-Änderungsrate zeigt.
10 ist ein Graph, der eine Beziehung der Wälzkegeldistanz-Änderungsrate zum Zähnezahlverhältnis zeigt, um eine 100%ige Verzahnungsfestigkeit einzuhalten, wo die Zähnezahl des Ritzels auf 10 gelegt ist.
11 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Wellendurchmesser/Wälzkegeldistanz-Verhältnis und dem Zähnezahlverhältnis zeigt, wo die Zähnezahl des Ritzels auf 10 gelegt ist.
12 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wellendurchmesser/Wälzkegeldistanz-Verhältnis und dem Zähnezahlverhältnis zeigt, wo die Zähnezahl des Ritzels auf 6 gelegt ist.
13 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wellendurchmesser/Wälzkegeldistanz-Verhältnis und dem Zähnezahlverhältnis zeigt, wo die Zähnezahl des Ritzels auf 12 gelegt ist.
14 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wellendurchmesser/Wälzkegeldistanz-Verhältnis und dem Zähnezahlverhältnis zeigt, wo die Zähnezahl des Ritzels auf 20 gelegt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
Nachfolgend wird eine Ausführung der vorliegenden Erfindung basierend auf den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zuallererst wird in Bezug auf die 1 bis 4 eine erste Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. In 1 ist eine Differenzialvorrichtung D mit einem Motor (nicht dargestellt) als an einem Automobil angebrachte Antriebsquelle über einen Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG verbunden. Die Differenzialvorrichtung D treibt ein Paar von Achsen an, die in Fahrzeugbreitenrichtung parallel angeordnet sind, während eine Differenzdrehung zwischen dem Achspaar erlaubt wird, indem eine Drehkraft, die von dem Motor auf das Differenzialgehäuse DC über den Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG übertragen wird, auf Ausgangswellen J, J' verteilt übertragen wird, wobei sich die Ausgangswellen J, J' jeweils an das Achspaar anschließen. Die Differenzialvorrichtung D ist zusammen mit dem Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG zum Beispiel in einem Getriebegehäuse M aufgenommen, das neben dem Motor in einem vorderen. Abschnitt eines Fahrzeugkörpers angeordnet ist, derart, dass die Differenzialvorrichtung D dem Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG benachbart ist. Übrigens ist ein Kraftverbindungs-Trennmechanismus und ein Vorwärts-Rückwärtsfahr-Umschaltmechanismus (beide nicht dargestellt), die gut bekannt sind, zwischen dem Motor und dem Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG angebracht. Darüber hinaus stimmt eine Drehachse L des Differenzialgehäuses DC mit einer Mittelachse der Ausgangswellen J, J' überein. Hier bedeutet in der vorliegenden Beschreibung „axiale Richtung” eine Richtung entlang der Mittelachse der Ausgangswellen J, J' (nämlich einer Drehachse L des Differenzialgehäuses DC und der Seitenräder S). Darüber hinaus bedeutet „radiale Richtung” eine radiale Richtung des Differenzialgehäuses DC und der Seitenräder S. Ferner bedeutet „Rückseite” eine Oberfläche an einer von später beschriebenen Ritzeln (Differenzialrädern) P entgegengesetzten Seite in der axialen Richtung der Seitenräder (Ausgangsräder) S.
Der Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG ist zum Beispiel aus einem Planetenradmechanismus gebildet, welcher enthält: einen Sonnenrad 20, das sich in betriebsmäßiger Verbindung mit einer Kurbelwelle des Motors dreht; ein Ringrad 21, das das Sonnenrad 20 konzentrisch umgibt und an einer Innenwand des Getriebegehäuses M befestigt ist; eine Mehrzahl von Planetenrädern 22, die zwischen dem Sonnenrad 20 und dem Ringrad 21 angebracht sind und damit in Eingriff stehen; sowie einen Träger 23, der die Planetenräder 22 drehbar und schwenkbar trägt. Übrigens kann, anstelle eines solchen Planetengetriebemechanismus, auch ein Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus verwendet werden, der aus einem Getriebezug gebildet ist, der eine Mehrzahl von Stirnrädern enthält.
Der Träger 23 ist an dem Getriebegehäuse M über ein Lager (nicht dargestellt) drehbar gelagert. Ferner ist der Träger 23 mit einem Endabschnitt (einem später beschriebenen Deckelabschnitt C') des Differenzialgehäuses DC der Differenzialvorrichtung D so verbunden, dass er sich integriert mit dem Differenzialgehäuse DC dreht. Ein anderer Endabschnitt (ein später beschriebener Deckelabschnitt C) des Differenzialgehäuses DC ist in dem Getriebegehäuse M über ein Lager 2 drehbar gelagert. Ein kombinierter Körper des Differenzialgehäuses DC und des Trägers 23, die sich integriert miteinander drehen, ist in dem Getriebegehäuse M über mehrere Lager drehbar und stabil gelagert.
Darüber hinaus ist ein Durchgangsloch Ma, in das jede der Ausgangswellen J, J' einzusetzen ist, in dem Getriebegehäuse M ausgebildet. Dazwischen ist ein Dichtungselement 3 angebracht, das ringförmig ist und einen Spalt zwischen einem Innenumfang des Lochs Ma und einem Außenumfang jeder Ausgangswelle J, J' abdichtet. Ferner ist eine Ölwanne (nicht dargestellt), die zu einem Innenraum 1 des Getriebegehäuses M weist und eine vorbestimmte Menge von Schmieröl hält, in einem Bodenabschnitt des Getriebegehäuses M vorgesehen. In dem Innenraum 1 des Getriebegehäuses M wird das in der Ölwanne gehaltene Schmieröl durch die Drehung von beweglichen Elementen des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG, des Differenzialgehäuses DC und dergleichen aufgegriffen und zur Umgebung der Drehteile gespritzt. Dies macht es möglich, die mechanischen beweglichen Teile zu schmieren, die sich innerhalb und außerhalb des Differenzialgehäuses DC befinden.
Übrigens kann das Schmieröl auch von einer Ölpumpe (nicht dargestellt) angesaugt werden, so dass es zu den bestimmten Teilen im Innenraum 1 des Getriebegehäuses M gespritzt oder gesprüht wird, z. B. zu dem Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG und dem Differenzialgehäuse DC, oder zu einer Innenwand des Getriebegehäuses M in der Peripherie des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG und des Differenzialgehäuses DC. Darüber hinaus kann ein Außenumfangsabschnitt des Differenzialgehäuses DC der Ausführung entweder teilweise oder nicht teilweise in das Schmieröl eingetaucht sein, das in einem inneren Bodenabschnitt des Getriebegehäuses M gespeichert ist.
Unter gemeinsamen Bezug auf die 2 bis 4 enthält die Differenzialvorrichtung D: das Differenzialgehäuse DC; eine Mehrzahl von Ritzeln P, die in dem Differenzialgehäuse DC aufgenommen sind; eine Ritzelwelle PS, die in dem Differenzialgehäuse DC aufgenommen ist und die Ritzel P drehbar trägt; sowie ein Paar von Seitenrädern S, die in dem Differenzialgehäuse DC aufgenommen sind, jeweils von beiden linken und rechten Seiten mit den Ritzeln P in Eingriff stehen und jeweils mit dem Paar von Ausgangswellen J, J' verbunden sind. In dieser Hinsicht ist jedes Seitenrad S ein Beispiel eines Ausgangsrads; jedes Ritzel P ist ein Beispiel eines Differenzialrads; und das Differenzialgehäuse DC ist ein Beispiel eines Eingangselements. Wie in gut bekannten herkömmlichen Differenzialvorrichtungen ist jedes Ritzel P in dem Differenzialgehäuse DC aufgenommen und gelagert, und ist in der Lage, sich relativ zum Differenzialgehäuse DC zu drehen und, gemäß einer Drehung des Differenzialgehäuses DC, eine Drehmitte des Differenzialgehäuses DC zu umlaufen.
Das Differenzialgehäuse DC enthält zum Beispiel: einen Gehäuseabschnitt 4, der eine kurze zylindrische Gestalt (eine rohrförmige Gestalt) hat und die Ritzelwelle PS derart trägt, dass der Gehäuseabschnitt 4 mit der Ritzelwelle PS drehbar ist; und ein Paar von Deckelabschnitten C, C', die jeweils Außenseiten des Paars von Seitenrädern S abdecken und sich integriert mit dem Gehäuseabschnitt 4 drehen.
Einer des Paars von Deckelabschnitten C, C', z. B. der Deckelabschnitt C', der sich an der Seite des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG befindet, ist separat von dem Gehäuse 4 ausgebildet und ist mit dem Gehäuseabschnitt 4 mittels Bolzen B oder anderen geeigneten Verbindungsmitteln abnehmbar verbunden. Darüber hinaus ist der Träger 23 des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG mit dem Deckelabschnitt C' durch Schweißmittel oder andere geeignete Verbindungsmittel verbunden, so dass sich der Träger 23 integriert mit dem Deckelabschnitt C' drehen kann. Darüber hinaus ist der Deckelabschnitt C, der der andere des Paars von Deckelabschnitten C, C' ist, zum Beispiel integriert in dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 4 ausgebildet. Jedoch kann, wie auch der Deckelabschnitt C' als einer der Deckelabschnitte C, C', der Deckelabschnitt C als der andere der Deckelabschnitte C, C' auch separat von dem Gehäuseabschnitt 4 ausgebildet und mit dem Gehäuseabschnitt 4 mittels der Bolzen B oder anderen geeigneten Verbindungsmitteln verbunden sein.
Jeder der Deckelabschnitte C, C' enthält: einen Nabenabschnitt Cb, der einen später beschriebenen Wellenabschnitt Sj des Seitenrads S konzentrisch umgibt, worin der Wellenabschnitt Sj drehbar eingesetzt und gelagert ist und zylinderförmig ausgebildet ist; und einen Seitenwandabschnitt Cs, der plattenförmig und ringförmig ausgebildet ist und eine Außenseitenoberfläche hat, die insgesamt großteils eine flache Oberfläche ist, welche orthogonal zur Drehachse L des Differenzialgehäuses DC ist, wobei der Seitenwandabschnitt Cs mit einem inneren Ende in axialer Richtung des Nabenabschnitts Cb integriert verbunden ist. Ein Außenumfangsende des Seitenwandabschnitts Cs ist integriert oder abnehmbar mit dem Gehäuseabschnitt 4 verbunden. Zusätzlich sind die Seitenwandabschnitte Cs der Deckelabschnitte C, C' im Wesentlichen in Flucht mit Endoberflächen in der axialen Richtung des Gehäuseabschnitts 4 angeordnet oder stehen davon leicht vor. Dies verhindert, dass Seitenwandabschnitte Cs um ein großes Ausmaß in der axialen Richtung auswärts vorstehen, und ist dementsprechend vorteilhaft darin, die Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung flach zu machen.
Ferner sind in dem Seitenwandabschnitt Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' eine Mehrzahl von (z. B. acht) Durchgangslöchern H, die den Seitenwandabschnitt Cs in der axialen Richtung durchsetzen, mit Intervallen in Umfangsrichtung Seite an Seite angeordnet. Die Stellen, in denen die Durchgangslöcher H ausgebildet werden, und die Größe der Durchgangslöcher H werden vom Blickpunkt, den Gewichtsausgleich und die erforderliche Steifigkeit von jedem der Deckelabschnitte C, C' sicherzustellen, geeignet eingestellt. Jedoch können, anstelle oder zusätzlich zu solchen Durchgangslöchern H, auch einwärts offene Sacklöcher in einer Innenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' ausgebildet werden. Übrigens macht es die Verwendung der Durchgangslöcher H insbesondere möglich, das innerhalb des Getriebegehäuses M spritzende Schmieröl über die Durchgangslöcher H in das Differenzialgehäuse DC zu leiten, und somit Gleitabschnitte und Eingriffsabschnitte der beweglichen Elemente innerhalb des Differenzialgehäuses DC noch effizienter zu schmieren.
Eine Außenumfangsoberfläche der Ausgangswelle J sitzt relativ drehbar direkt auf einer Innenumfangsfläche des Nabenabschnitts Cb des einen Deckelabschnitts C. Eine vertiefte Nut 8 ist in der Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb ausgebildet, wobei die vertiefte Nut 8 eine spiralige Form hat und in der Lage ist, das Schmieröl von einem Außenende zu einem Innenende in der axialen Richtung des Nabenabschnitts Cb, gemäß einer relativen Drehung zwischen der Ausgangswelle J und dem Nabenabschnitt Cb, zwangsweise zu führen. Unterdessen ist eine vertiefte Nut 8' in einer Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb des anderen Deckelabschnitts C' ausgebildet, wobei die vertiefte Nut 8' eine spiralige Form hat und in der Lage ist, das Schmieröl von einem Außenende zu einem Innenende in der axialen Richtung des Nabenabschnitts Cb, gemäß relativer Drehung zwischen dem Nabenabschnitt Cb und dem anderen Deckelabschnitt C' und dem Wellenabschnitt Sj des Seitenrads S an der gleichen Seite wie der andere Deckelabschnitt C, zwangsweise zuzuführen.
Dann ist die Ritzelwelle PS innerhalb des Differenzialgehäuses DC so angeordnet, dass sie orthogonal zur Drehachse L des Differenzialgehäuses DC ist, und beide Endabschnitte der Ritzelwelle PS sind jeweils durch ein Paar von Tragdurchgangslöchern 4a, die an dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 4 vorgesehen sind, beweglich eingesetzt, wobei die Tragdurchgangslöcher 4a auf einer Diametrallinie des Gehäuseabschnitts 4 liegen. Darüber hinaus ist die Ritzelwelle PS an dem Gehäuseabschnitt 4 mittels eines Haltestifts 5 fixiert, der einen Endabschnitt der Ritzelwelle PS durchsetzt und an dem Gehäuseabschnitt 4 angebracht ist. Ein Herausfallen des Haltestifts 5 aus dem Gehäuseabschnitt 4 wird verhindert, indem ein Außenende des Haltestifts 5 sich gegen den anderen Deckelabschnitt C' abstützt.
Übrigens zeigt die Ausführung der Differenzialvorrichtung D, deren Ritzelwelle PS in einer linearen Stabform mit den zwei Ritzeln P ausgebildet ist, die jeweils an beiden Endabschnitten der Ritzelwelle PS getragen sind. Stattdessen kann die Differenzialvorrichtung D auch drei oder mehr Ritzel P aufweisen. In diesem Fall ist die Ritzelwelle PS in der Form von kreuzenden Stäben ausgebildet, so dass sich die Stäbe von der Drehachse L des Differenzialgehäuses DC in drei oder mehr Richtungen radial erstrecken, entsprechend den drei oder mehr Ritzeln P (zum Beispiel in Form eines Kreuzes, wenn die Differenzialvorrichtung D vier Ritzel P enthält), und Außenendabschnitte der Ritzelwelle PS die jeweiligen Ritzel P tragen. Ferner ist der Gehäuseabschnitt 4 in mehrere Gehäuseelemente unterteilt, so dass die Endabschnitte der Ritzelwelle P angebracht und in den geteilten Gehäuseelementen getragen werden können.
Darüber kann jedes Ritzel P direkt auf der Ritzelwelle PS sitzen, oder das Ritzel P kann auf der Ritzelwelle PS über Lagermittel, wie etwa eine Lagerbuchse oder dergleichen, sitzen. Übrigens kann, wie in 2 gezeigt, die Ritzelwelle PS in einer Form ausgebildet sein, deren Wellendurchmesser im Wesentlichen über seine Gesamtlänge im Wesentlichen gleich ist, oder kann in der Form einer gestuften Welle ausgebildet sein. Ferner ist in jeder Sitzfläche der Ritzelwelle PS, auf der das Ritzel P sitzt, eine Ausschnittoberfläche 6 mit einer flachen Form (siehe 2) ausgebildet, um einen ausreichenden Schmierölfluss zu der Sitzoberfläche sicherzustellen. Somit wird ein Ölkanal, durch den Schmieröl fließen kann, zwischen der Ausschnittoberfläche 6 und der Innenumfangsfläche des Ritzels P sichergestellt.
Unterdessen sind die Ritzel P und die Seitenräder S zum Beispiel jeweils als Kegelrad ausgebildet. Darüber hinaus werden jedes Ritzel P insgesamt und jedes Seitenrad S insgesamt, einschließlich ihrer Verzahnungsabschnitte, durch plastische Bearbeitung, wie etwa Schmieden und dergleichen, geformt. Aus diesen Gründen können ihre Verzahnungsabschnitte mit einem beliebigen Gangverhältnis präzise geformt werden, ohne Beschränkung in der bespanenden Bearbeitung in dem Fall, wo die Verzahnungsabschnitte der Ritzelabschnitte P und der Seitenräder S durch Schneidarbeiten und dergleichen ausgebildet werden. Übrigens können, als die Ritzel P und die Seitenräder S, auch andere Zahnrad-Typen anstelle des Kegelrads verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Stirnverzahnung für die Seitenräder S verwendet werden, während eine Geradverzahnung oder eine Schraubverzahnung für die Ritzel P verwendet werden kann.
Darüber hinaus enthält das Paar von Seitenrädern S jeweils: die Ritzelwelle Sj, auf die, wie bei 7, ein innerer Endabschnitt der einen entsprechenden des Paars von Ausgangswellen J, J' längsverzahnt ist, und die zylinderförmig ausgebildet ist; ein Verzahnungsabschnitt Sg, der ringförmig ausgebildet ist und von dem Wellenabschnitt Sj radial auswärts versetzt ist, wobei der Verzahnungsabschnitt Sg eine Zahnoberfläche in Eingriff mit den Ritzeln P aufweist; sowie einen Zwischenwandabschnitt Sm, der flach ringplattenförmig ausgebildet ist und sich radial auswärts von dem inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts Sj zu einem inneren Umfangsendabschnitt des Verzahnungsabschnitts Sg erstreckt. Der Zwischenwandabschnitt Sm verbindet integriert den Wellenabschnitt Sj und den Innenumfangsendabschnitt des Verzahnungsabschnitts Sg. Darüber hinaus steht, in einer Rückseite f von jeden Seitenrad S, ein Rückflächenabschnitt fg des Verzahnungsabschnitts Sg in der axialen Richtung über einen Rückflächenabschnitt fm des Zwischenwandabschnitts Sm auswärts vor.
Übrigens sitzen die Wellenabschnitte Sj der Seitenräder S jeweils direkt und drehbar in zum Beispiel den Nabenabschnitten Cb der Deckelabschnitte C, C', können aber auch über jeweilige Lager drehbar in den Nabenabschnitten Cb der Deckelabschnitte C, C' sitzen.
In zumindest einem der linken und rechten Seitenräder S (in der Ausführung in beiden linken und rechten Seitenrädern S) sind eine Mehrzahl von Durchgangsölkanälen 9 mit Intervallen in Umfangsrichtung in dem Zwischenwandabschnitt Sm ausgebildet, wobei die Durchgangsölkanäle 9 den Zwischenwandabschnitt Sm durchsetzen, um den Zwischenwandabschnitt Sm in der axialen Richtung zu queren. Somit fließt innerhalb des Differenzialgehäuses DC das Schmieröl glattgängig zwischen einer Innenseite und einer Außenseite des Seitenrads S über die Durchgangsölkanäle 9. Übrigens sind Stellen, in denen die Durchgangsölkanäle 9 ausgebildet sind, und die Größe der Durchgangsölkanäle 9 aus einem Blickpunkt heraus geeignet gesetzt, den Gewichtsausgleich und die erforderlich Steifigkeit des Seitenrads S sicherzustellen.
Darüber hinaus ist der Rückflächenabschnitt fg des Verzahnungsabschnitts Sg des Seitenrads S (nämlich ein Teil der Rückfläche f der Seitenräder S), der sich an der Rückflächenseite eines Verzahnungsabschnitts I zwischen dem Seitenrad S und dem Ritzel P befindet, über eine Beilagscheibe W drehbar gegen die Innenseitenfläche des Seitenwandabschnitts Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' abgestützt und daran gelagert, nämlich einer Oberfläche des Seitenwandabschnitts Cs, die zur Rückfläche f der Seitenräder S weist. Hier sitzt die Beilagscheibe W in einer Beilagscheiben-Haltenut 10 und ist darin gehalten, welche in zumindest einer der Innenseitenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' und einer Rückfläche des Verzahnungsabschnitts Sg des entsprechenden Seitenrads S ausgebildet ist (in dieser Ausführung der Innenseitenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs).
Ferner ist ein ringförmiger Ölreservoirabschnitt T in einer vertieften Form in einem Innenumfangsendabschnitt der Innenseitenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' ausgebildet (nämlich der Oberfläche des Seitenwandabschnitts Cs, die zur Rückfläche f des Seitenrads S weist), wobei der Ölreservoirabschnitt T zu einem Außenumfang des Wellenabschnitts Sj des Seitenrads S weist. Darüber hinaus steht insbesondere der Ölreservoirabschnitt T in dem Deckelabschnitt C mit einem inneren Ende in axialer Richtung der vertieften Nut 8 in der Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb über einen Schmierölkanal 11 in Verbindung. Der Schmierölkanal 11 ist zwischen gegenüberliegenden Oberflächen eines Innenumfangsendabschnitts des Nabenabschnitts Cb des Deckelabschnitts C und einem Außenumfangsabschnitt und einer Außenendoberfläche des Wellenabschnitts Sj des Seitenrads S an der Seite des Deckelabschnitts C ausgebildet. Ein Außenende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8 öffnet sich zum Innenraum 1 des Getriebegehäuses M. Hier steht auch das innere Ende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8 mit dem Längsverzahnungsabschnitt 7 zwischen einem Innenumfangsabschnitt des Wellenabschnitts Sj des Seitenrads S und einem Außenumfang eines Innenendes der Ausgangswelle J in Verbindung. Somit kann auch der Längsverzahnungsabschnitt 7 mit dem Schmieröl über die vertiefte Nut 8 versorgt werden.
Unterdessen steht der Ölreservoirabschnitt T des anderen Deckelabschnitts C' mit einem inneren Ende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8' in Verbindung, die in der Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb des anderen Deckelabschnitts C' ausgebildet ist. Ein Außenende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8' steht mit dem Innenraum 1 des Getriebegehäuses M in Verbindung.
Ferner sind entsprechend dem, dass der Rückflächenabschnitt fg des Verzahnungsabschnitts Sg des Seitenrads S in der axialen Richtung weiter auswärts vorsteht als der Rückflächenabschnitt fm des Zwischenwandabschnitts Sm, wie oben beschrieben, die Innenseitenoberflächen des Seitenwandabschnitts Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' derart ausgebildet, dass ein Teil des Seitenwandabschnitts Cs, entsprechend dem Rückflächenabschnitt fm des Zwischenwandabschnitts Sm, in der axialen Richtung weiter einwärts vorsteht (in der axialen Richtung dicker ist) als ein Teil des Seitenwandabschnitts Cs entsprechend dem Rückflächenabschnitt fg des Verzahnungsabschnitts Sg. Dies macht es möglich, die Zwischenwandabschnitte Sm der Seitenräder S. so dünn wie möglich auszubilden, während die Tragsteifigkeit der Deckelabschnitte C, C' (und dementsprechend des Differenzialgehäuses DC) in Bezug auf die Rückseiten der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S ausreichend sichergestellt wird, und es daher möglich wird, eine weitere Gewichtsreduktion des Differenzialgehäuses D und eine weitere Dickenreduktion des Differenzialgehäuses D in der axialen Richtung zu erreichen.
Darüber hinaus sind in jedem der Deckelabschnitte C, C' eine Mehrzahl von Ölnuten G in einer vertieften Form in der inneren Seitenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs ausgebildet (nämlich der Oberfläche des Seitenwandabschnitts Cs, die zur Rückfläche f des entsprechenden Seitenrads S weist), wobei sich die Ölnuten G linear von einem Umfang des Wellenabschnitts Sj des Seitenrads S zur Rückseite der Beilagscheibe W erstrecken. Die Mehrzahl von Ölnuten G sind in Umfangsrichtung des Seitenrads S von den Eingriffsabschnitten I zwischen dem Verzahnungsabschnitt Sg des Seitenrads S und den Ritzeln P versetzt angeordnet, wie in insbesondere in 3 gezeigt.
Insbesondere sind die Ölnuten G der Ausführung so angeordnet, dass sie sich radial in Bezug auf die Drehachse L des Differenzialgehäuses DC erstrecken und jeweils zwischen zwei Durchgangslöchern H hindurchgehen, die in der Umfangsrichtung des Seitenrads S einander benachbart sind. Das heißt, bei Betrachtung in Projektionsebene orthogonal zur Drehachse L des Seitenrads S, sind die Ölnuten G jeweils in einer Position angeordnet, die mit den Ritzeln P in der Umfangsrichtung nicht überlappt. Ferner ist, bei Betrachtung in der Projektionsebene orthogonal zur Drehachse L des Seitenrads S (3), jedes Paar der Ölnuten G V-förmig angeordnet, mit dem zwischen jedes Paar der Ölnuten G eingefügten entsprechenden Eingriffsabschnitt I zwischen dem Seitenrad S und dem Ritzel P, und ist auch in der Nähe des Eingriffsabschnitts I angeordnet. Darüber hinaus steht ein inneres Ende in der radialen Richtung von jeder Ölnut G direkt mit dem Ölreservoirabschnitt T in Verbindung. Übrigens kann zum Beispiel jedes Paar der Ölnuten G, die mit dem dazwischen eingefügten Eingriffsabschnitt I angeordnet sind, parallel zueinander entlang der Ritzelwelle PS angeordnet werden, anstelle in der V-Form, wie in der Ausführung.
Unterdessen ist, wie in 4 gezeigt, in der Rückfläche f jedes Seitenrads S, ein äußerstes Umfangsende fwe einer Beilagscheiben-Stützfläche fw, die sich gegen die Beilagscheibe W abstützt, in der gleichen Position in der radialen Richtung des Seitenrads S wie ein äußerstes Umfangsende Ie des Eingriffsabschnitts I zwischen dem Seitenrad S und dem Ritzel P angeordnet, und ein Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe W erstreckt sich weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche fw. Übrigens ist in der Ausführung in jedem Seitenrad S das äußerste Umfangsende fwe der Beilagscheiben-Stützfläche des Seitenrads S der größte Außendurchmesserabschnitt des Seitenrads S.
Nachfolgend wird der Betrieb der ersten Ausführung beschrieben. Wenn in der Differenzialvorrichtung D dieser Ausführung in einem Fall, wo das Differenzialgehäuse DC eine Drehkraft von einem Motor über einen Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG erhält, das Ritzel um die Drehachse L des Differenzialgehäuses DC zusammen mit dem Differenzialgehäuse DC umläuft, ohne sich um die Ritzelwelle PS zu drehen, werden die linken und rechten Seitenräder S mit der gleichen Geschwindigkeit drehend angetrieben, und ihre Antriebskräfte werden auf die linken und rechten Ausgangswellen J, J' gleichmäßig übertragen. Wenn hingegen, aufgrund von Kurvenfahrt oder dergleichen des Automobils, eine Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Ausgangswellen J, J' auftritt, läuft das Ritzel P um die Drehachse L des Differenzialgehäuses DC herum, während es sich um die Ritzelwelle PS herum dreht. Hierdurch wird die Drehantriebskraft von dem Ritzel P auf die linken und rechten Seitenräder S übertragen, während unterschiedliche Drehungen erlaubt werden. Das obige gleicht dem Betrieb der herkömmlichen Differenzialvorrichtung.
Unterdessen wird in einem Fall, wo die Kraft des Motors über den Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG und die Differenzialvorrichtung D auf die linken und rechten Ausgangswellen J, J' übertragen wird, während das Automobil vorwärts fährt, aufgrund der Drehung der beweglichen Elemente des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG und der Drehung des Differenzialgehäuses DC, das Schmieröl kräftig in verschiedene Bereiche innerhalb des Getriebegehäuses M verspritzt. Wie oben beschrieben, fließt ein Teil des verspritzten Schmieröls von den mehreren Durchgangslöchern H in das Differenzialgehäuse DC. Danach fließt durch Zentrifugalkraft ein Teil des einströmenden Schmieröls entlang Lücken zwischen den Seitenwandabschnitten Cs, der Deckelabschnitte C, C' und den Rückflächen F der Seitenräder S zu Gleitabschnitten zwischen den Verzahnungsabschnitten Sg der Seitenräder S und der Beilagscheiben W, und schmiert dann die Gleitabschnitte. Unterdessen fließt auch ein anderes Teil des Schmieröls, das in das Differenzialgehäuse DC geflossen ist, auch in Zwischenräume innerhalb der Seitenräder S über die Durchgangsölkanäle S in den Seitenrädern S. Anschließend fließt durch die Zentrifugalkraft das einströmende Teil des Schmieröls radial auswärts entlang inneren Seitenoberflächen der Seitenräder S und erreicht die Verzahnungsoberflächen der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S und die Eingriffsabschnitte I zwischen den Verzahnungsabschnitten Sg der Seitenräder S und den Ritzeln P, und schmiert dann die Eingriffsabschnitte I.
Darüber hinaus wird, gemäß der relativen Drehung zwischen dem Nabenabschnitt Cb des einen Deckelabschnitts C des Differenzialgehäuses DC und der Ausgangswelle J, ein Teil des Schmieröls, das die Nachbarschaft vom Außenende des Nabenabschnitts Cb nach dem Spritzen in das Getriebegehäuse M erreicht, über die vertiefte Nut 8 in der Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb zur inneren Endseite in der axialen Richtung des Nabenabschnitts Cb geleitet, und fließt von dem inneren Ende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8 in die inneren Enden in der radialen Richtung der Ölnuten G, nachdem es sequentiell durch den Schmierölkanal 11 und den Ölreservoirabschnitt T hindurchgetreten ist. Übrigens fließt auch ein Teil des Schmieröls, das das innere Ende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8 erreicht, in den Längsverzahnungsabschnitt 7, und fließt danach von dem Längsverzahnungsabschnitt 7 in die Innenoberflächenseite des Seitenrads S.
Andererseits wird, gemäß der relativen Drehung zwischen dem Nabenabschnitt Cb des anderen Deckelabschnitts C' des Differenzialgehäuses DC und dem Wellenabschnitt Sj des entsprechenden Seitenrads S, ein Teil des Schmieröls, das eine Nachbarschaft vom Außenende des Nabenabschnitts Cb nach Spritzen in das Getriebegehäuse M erreicht, über die vertiefte Nut 8' in der Innenumfangsoberfläche des Nabenabschnitts Cb zum Innenende in der axialen Richtung des Nabenabschnitts Cb geleitet, und fließt von dem inneren Ende in der axialen Richtung der vertieften Nut 8' über den Ölreservoirabschnitt T in die inneren Enden in der radialen Richtung der Ölnuten G.
Gemäß dieser Ausführung enthält jedes Seitenrad S den Zwischenwandabschnitt Sm, der eine flache Ringplattenform hat und zwischen dem Wellenabschnitt Sj an einer Innenumfangsseite des Seitenrads S und dem Verzahnungsabschnitt Sg an einer Außenumfangsseite des Seitenrads S verbindet, wobei der Verzahnungsabschnitt Sg von dem Wellenabschnitt Sj in radialer Richtung des Seitenrads S auswärts getrennt ist. Die Breite t1 in der radialen Richtung des Zwischenwandabschnitts Sm ist größer als der maximale Durchmesser d1 jedes Ritzels P. Aus diesen Gründen kann der Durchmesser jedes Seitenrads S ausreichend größer gemacht werden als der Durchmesser des Ritzels P, so dass die Zähnezahl Z1 des Seitenrads S ausreichend größer gemacht werden kann als die Zähnezahl Z2 des Ritzels P, und es möglich wird, die Last zu reduzieren, die bei der Drehmomentübertragung von den Ritzeln P auf die Seitenräder S auf die Ritzelwelle PS einwirkt. Somit wird es möglich, den effektiven Durchmesser d2 der Ritzelwelle PS zu verringern und dementsprechend die Breite (den Durchmesser) des Ritzels P in der axialen Richtung der Ausgangswellen J, J' zu verringern.
Ferner wird auf diese Weise die auf die Ritzelwelle PS wirkende Last reduziert und nimmt die auf die Seitenräder S einwirkende Reaktionskraft ab. Darüber hinaus werden die Rückflächen f der Seitenräder S (insbesondere die Rückflächenabschnitte fg, die sich an der Rückflächenseite der Eingriffsabschnitte 1 zwischen den Seitenrädern S und den Ritzeln P befindet) an den Seitenwandabschnitten Cs der Deckelabschnitte C, C' über die Beilagscheiben W abgestützt. Daher ist es leicht, die für jedes der Seitenräder S erforderliche Steifigkeit sicherzustellen, auch wenn der Zwischenwandabschnitt Sm dünner ist. Das heißt, es wird möglich, den Zwischenwandabschnitt Sm des Seitenrads S ausreichend dünn zu machen, während die Tragsteifigkeit in Bezug auf das Seitenrad S sichergestellt wird. Weil darüber hinaus in der Ausführung die maximale Dicke t2 des Zwischenwandabschnitts Sm des Seitenrads S viel kleiner ausgebildet ist als der effektive Durchmesser d2 der Ritzelwelle PS, deren Durchmesser kleiner gemacht werden kann, lässt sich der Zwischenwandabschnitt Sm des Seitenrads S noch dünner machen. Da übrigens der Seitenwandabschnitt Cs von jeden der Deckelabschnitte C, C' in einer flachen Plattenform ausgebildet ist, derart, dass die Außenseitenoberfläche des Seitenwandabschnitts Cs die flache Oberfläche ist, die zur Drehachse L des Differenzialgehäuses DC orthogonal ist, kann der Seitenwandabschnitt Cs selbst von jedem der Deckelabschnitte C, C' dünn gemacht werden.
Darüber hinaus steht gemäß der Ausführung in der Rückfläche f des Seitenrads S der Rückflächenabschnitt fg des Verzahnungsabschnitts Sg in der axialen Richtung weiter auswärts vor als der Rückflächenabschnitt fm des Zwischenwandabschnitts Sm. Dies macht es möglich, den Zwischenwandabschnitt Sm des Seitenrads S so dünn wie möglich auszubilden, während die Steifigkeit des Verzahnungsabschnitts Sg des Seitenrads S ausreichend gewährleistet wird, weshalb es möglich wird, die Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung D und die Dickenreduktion der Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung zu erreichen.
Infolgedessen kann die Breite der Differenzialvorrichtung D insgesamt in der axialen Richtung der Ausgangswellen J, J' ausreichend verringert werden, während angenähert die gleiche Festigkeit (zum Beispiel die statische Torsionslastfestigkeit) und angenähert der gleiche maximale Drehmomentübertragungsbetrag, im Vergleich zur herkömmlichen Differenzialvorrichtung, sichergestellt wird. Dies macht es möglich, auf einfache Weise die Differenzialvorrichtung D in ein Getriebesystem einzubauen, das zahlreichen Layout-Einschränkungen um die Differenzialvorrichtung D unterliegt, mit großer Freiheit und ohne besondere Schwierigkeiten, und ist extrem vorteilhaft darin, die Größe des Getriebesystems der Differenzialvorrichtung D zu reduzieren.
Darüber hinaus fließt gemäß der Ausführung, aufgrund der Zentrifugalkraft, ein Großteil des Schmieröls, das in die Ölnuten G in den Deckelabschnitten C, C' fließt, glattgängig radial auswärts in der Ölnut G und wird den Rückflächen der Beilagscheiben W effizient zugeführt. Selbst wenn somit eine starke Schubreaktionskraft auf die Beilagscheiben W von den Ritzeln P über die Seitenräder S her einwirkt, ist es möglich, die Gleitabschnitte zwischen den Beilagscheiben W und den Rückflächen f der Seitenräder S ausreichend zu schmieren (insbesondere die Rückflächenabschnitte fg der Verzahnungsabschnitte Sg). Ferner ist jede der Ölnuten G in der Umfangsrichtung des Seitenrads S von dem Eingriffsabschnitt I zwischen dem Verzahnungsabschnitt Sg des Seitenrads S und dem Ritzel P versetzt angeordnet. Dementsprechend kann die Ölnut G in der Umfangsrichtung insbesondere außerhalb eines Teilbereichs angeordnet werden, auf den eine starke Schubreaktionskraft einwirkt, in einer Oberfläche des Differenzialgehäuses DC angeordnet werden (nämlich den Seitenwandabschnitten Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C'), die zur Rückfläche f des entsprechenden Seitenrads S weist, nämlich dem Teilbereich, der sich an der Rückflächenseite des Eingriffsabschnitts I befindet. Dies verhindert eine Abnahme der Tragsteifigkeit des Teilbereichs, wo die starke Last auf das Differenzialgehäuse DC einwirkt. Dementsprechend kann eine Verbesserung der Haltbarkeit des Differenzialgehäuses DC erreicht werden.
Ferner sind gemäß der Ausführung die mehreren Durchgangslöcher H mit Intervallen in der Umfangsrichtung in dem Seitenwandabschnitt Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C' in dem Differenzialgehäuse DC Seite an Seite angeordnet, und jede der Ölnuten G geht zwischen zwei Durchgangslöchern H hindurch, die einander benachbart sind. Dieses Vorsehen der Durchgangslöcher H macht es vorteilhaft möglich, nicht nur die Gewichtsreduktion des Differenzialgehäuses DC zu erreichen, während der Gewichtsausgleich des Differenzialgehäuses DC berücksichtigt wird, sondern auch die ausreichend langen Ölnuten G auszubilden, während die Durchgangslöcher H vermieden werden (das heißt, ohne dass die Durchgangslöcher H oder dergleichen die Ölnuten G behindern).
Darüber hinaus sind gemäß der Ausführung, bei Betrachtung in der Projektionsebene (3) orthogonal zur Drehachse L des Seitenrads W, die Beilagscheibe W und der Rückflächenabschnitt fg, der Teil der Rückfläche f des Seitenrads S ist und sich an der Rückflächenseite des Eingriffsabschnitts I befindet, einander partiell überlappend angeordnet. Somit wird in den Oberflächen des Differenzialgehäuses DC (nämlich den inneren Seitenflächen der Seitenwandabschnitte Cs der Seitendeckel C, C'), die zu den Rückflächen f der Seitenräder S weisen, insbesondere den Teilbereichen, auf die starke Schubreaktionskraft wirkt, in den Oberflächen des Differenzialgehäuses DC, die Schubreaktionskraft von den Seitenrädern S über die Beilagscheiben W übertragen. Dies macht es möglich, eine Lastkonzentration auf den Teilbereichen zu vermeiden. Hierdurch wird es möglich, eine Abnahme der Tragsteifigkeit der Teilbereiche noch wirkungsvoller zu verhindern, welche eine starke Last aufnehmen müssen. Dementsprechend kann eine weitere Verbesserung in der Haltbarkeit des Differenzialgehäuses DC erreicht werden.
Übrigens sind gemäß der Ausführung die Ölreservoirabschnitte T jeweils in der vertieften Form in den inneren Umfangsendabschnitten der Oberflächen des Differenzialgehäuses DC ausgebildet, die zu den Seitenrädern S weisen (nämlich den inneren Umfangsendabschnitten der inneren Seitenoberflächen der Seitenwandabschnitte Cs der Deckelabschnitte C, C'), wobei die Ölreservoirabschnitte T zu den Außenumfängen der Wellenabschnitte Sj der Seitenräder S weisen. Dies macht es möglich, die Zuführmenge des Schmieröls zu den Ölnuten G unter Verwendung der Ölreservoirabschnitte T geeignet einzustellen. Zum Beispiel kann in einer Anfangszuführstufe eines Differenzialbetriebs der Differenzialvorrichtung D das Schmieröl den Ölnuten G glattgängig zugeführt werden, gemäß den Beilagscheiben W und den Rückflächen f der Seitenräder S, indem das in den Ölaufnahmeabschnitten T gespeicherte Schmieröl genutzt wird. Andererseits kann überschüssiges Schmieröl in den Ölreservoirabschnitten T vorübergehend gespeichert werden, um das gespeicherte überschüssige Schmieröl verfügbar zu machen, wenn die Schmierölzufuhr zu den Ölnuten G ungenügend wird.
Darüber hinaus sind gemäß der Ausführung die Ölnuten G nahe den Eingriffsabschnitten 1 in der Umfangsrichtung der Seitenräder S angeordnet. Dies macht es möglich, die Ölnuten G so nahe wie möglich insbesondere an den Teilbereichen anzuordnen, auf die die starke Schubreaktionskraft wirkt, in den Oberflächen des Differenzialgehäuses DC, die zu den Rückflächen f der Seitenräder S weisen, nämlich den Teilbereichen, die sich an der Rückflächenseite der Eingriffsabschnitte 1 befinden, während die Ölnuten G außerhalb der Teilbereiche angeordnet werden. Dementsprechend können die Teilbereiche in dem Differenzialgehäuse DC, die eine starke Last aufnehmen müssen, wirkungsvoll geschmiert werden, während eine Abnahme der Tragsteifigkeit der Teilbereiche so weit wie möglich verhindert wird. Da ferner solche Ölnuten paarweise angeordnet sind, wobei der Eingriffsabschnitt 1 zwischen jedem Paar der Ölnuten G eingefügt ist, können die Teilbereiche, die eine starke Last aufnehmen müssen, wirkungsvoll geschmiert werden, während die Abnahme der Tragsteifigkeit der Teilbereiche verhindert wird.
Ferner kann gemäß dieser Ausführung auch in einem Fall, wo die Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S aufgrund der Durchmesserzunahme der Seitenräder S weiter von den Ausgangswellen J, J' entfernt angeordnet sind, oder auch unter schwierigen Antriebsbedingungen, wie etwa Hochdrehzahl der Ritzel P, das Schmieröl den Eingriffsabschnitten I und den Gleitabschnitten zwischen den Rückflächen f der Seitenräder S und den Beilagscheiben W effektiv zugeführt werden. Demzufolge kann ein Fressen der Eingriffsabschnitte I und der Gleitabschnitte effektiv verhindert werden.
Unterdessen ist in der Ausführung, wie in 4 gezeigt, in der Rückfläche f jedes Seitenrads S, das äußerste Umfangsende fwe der Beilagscheiben-Stützfläche fw, die sich gegen die Beilagscheibe W abstützt, in der gleichen Position in der radialen Richtung des Seitenrads S angeordnet wie das äußerste Umfangsende Ie des Eingriffsabschnitts I zwischen dem Seitenrad S und dem Ritzel P. Somit wird eine starke Schubreaktionskraft von dem Ritzel P über den Verzahnungsabschnitt Sg in dem Außenumfang des Seitenrads S weniger wahrscheinlich zu stark auf den äußersten Umfangsendabschnitt der Beilagscheiben-Stützfläche Sw des Seitenrads S konzentriert, und nimmt auch die Belastung des Verzahnungsabschnitts Sg selbst im Außenumfang des Seitenrads S ab. Übrigens kann in der vorliegenden Erfindung die Beilagscheiben-Stützfläche fw derart angeordnet werden, dass das äußerste Umfangsende fwe der Beilagscheiben-Stützfläche fw sich in der radialen Richtung des Seitenrads S in Bezug auf die äußersten Umfangsenden Ie der Eingriffsabschnitte 1 auswärts befindet. Auch in diesem Fall kann der gleiche Effekt wie oben beschrieben erwartet werden.
Darüber hinaus erstreckt sich der Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe W weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche fw des Seitenrads S. Somit erfolgt, wie aus dem Lastverteilungsdiagramm in 4 klar wird, die Lastverteilung auf einem Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt des Differenzialgehäuses DC (nämlich einem Bodenabschnitt der Beilagscheiben-Haltenut 10 in dem Seitenwandabschnitt Cs von jedem der Deckelabschnitte C, C'). Hierdurch wird es möglich, einen örtlichen Lastanstieg auf den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt wirkungsvoll zu vermeiden. Übrigens repräsentiert im Lastverteilungsdiagramm in 4 ein Vergleichsbeispiel (mit gestrichelter Linie angegeben) einen Fall, wo sich der Außenumfangsendabschnitt We der Beilagscheibe W nicht weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche fw des Seitenrads S erstreckt. Im Vergleichsbeispiel ist die Belastung auf den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt des Differenzialgehäuses DC, der mit einem äußersten Umfangsende der Beilagscheibe W in Kontakt steht, zu groß.
Die oben beschriebene Konfiguration der Ausführung, welche die Beziehung unter den Rückflächen f der Seitenräder S, den Beilagscheiben W und den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitten des Differenzialgehäuses DC hat, kann eine Abnahme in den Dicken und Gewichten des Differenzialgehäuses DC (insbesondere der Seitenwandabschnitte Cs der Deckelabschnitte C, C') und der Seitenräder (insbesondere der Verzahnungsabschnitte Sg in den Außenumfängen der Seitenräder S) erreichen, und kann zu einer Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung und zur Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung D beitragen. Weil darüber hinaus die äußersten Umfangsenden fwe der Beilagscheiben-Stützflächen fw die größten Außendurchmesserabschnitte der Seitenräder S sind, kann die starke Druckreaktionskraft auf die Beilagscheibenabschnitte des Differenzialgehäuses DC geeignet verteilt und von diesen aufgenommen werden, ohne die Durchmesser der Seitenräder S unnötig zu vergrößern. Dies macht es möglich, eine weitere Abnahme in den Dicken und Gewichten der Seitenwandabschnitte Cs des Differenzialgehäuses DC und der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S zu erreichen.
Nun wird anhand von 5 eine zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben. Übrigens werden Bauteile, die die gleichen wie jene der ersten Ausführung sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen für solche Bauteile werden weggelassen.
Obwohl die erste Ausführung die Differenzialvorrichtung gezeigt hat, die die lange Ritzelwelle PS als den Lagerabschnitt verwendet, der die Ritzel P trägt (d. h. einen Differenzialrad-Lagerabschnitt), zeigt diese zweite Ausführung eine Differenzialvorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass der die Ritzel P tragende Trägerabschnitt (d. h. der Differenzialrad-Trägerabschnitt) aus einer Tragwelle PS' gebildet ist, die koaxial und integriert mit einer großen durchmesserseitigen Endoberfläche des Ritzels P verbunden ist. Gemäß dieser Konfiguration ist es nicht notwendig, in dem Ritzel P das Durchgangsloch vorzusehen, das mit der Ritzelwelle PS ausgestattet ist, und somit wird es möglich, den Durchmesser (die Breite in der axialen Richtung) des Ritzels P um einen dem Durchgangsloch entsprechenden Betrag zu reduzieren. Hierdurch kann die Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung der Ausgangswellen J, J' noch dünner gemacht werden. In anderen Worten, in einem Fall, wo die Ritzelwelle PS das Ritzel P durchsetzt, ist es notwendig, in dem Ritzel P das Durchgangsloch in einer Größe auszubilden, die dem Durchmesser der Ritzelwelle PS entspricht. Im Gegensatz ist es in einem Fall, wo die Tragwelle PS' mit der Endoberfläche des Ritzels P integriert ist, möglich, den Durchmesser des Ritzels P (die Breite des Ritzels P in der axialen Richtung der Ausgangswellen J, J') zu reduzieren, ohne vom Außendurchmesser (das heißt dem effektiven Durchmesser d2) der Tragwelle PS' abhängig zu sein.
Ferner ist, als Lagermittel, eine Lagerbuchse 12 zwischen einer Außenumfangsoberfläche der Tragwelle PS' und einer Innenumfangsoberfläche eines entsprechenden Tragdurchgangslochs 4a angebracht, das in der Außenumfangswand vorgesehen ist, d. h. dem rohrförmigen Gehäuseabschnitt 4 des Differenzialgehäuses DC. Die Lagerbuchse 12 ist konfiguriert, um eine relative Drehung zwischen der Außenumfangsoberfläche der Tragwelle PS' und der Innenumfangsoberfläche des Tragdurchgangslochs 48 zu erlauben. Übrigens kann als das Lagermittel auch ein Lager, wie etwa ein Nadellager und dergleichen, verwendet werden. Andernfalls kann das Lager auch weggelassen werden, so dass die Tragwelle PS direkt in dem Tragdurchgangsloch 4a des Differenzialgehäuses DC sitzt.
Die zweite Ausführung der vorliegenden Erfindung kann, außer den obigen Beschreibungen, im Wesentlichen den gleichen Effekt wie jene der ersten Ausführung erreichen.
Nun wird anhand von 6 eine Referenzausführung beschrieben. In den ersten und zweiten Ausführungen ist das äußerste Umfangsende fwe der sich gegen die Beilagscheibe W abstützenden Beilagscheiben-Stützfläche fw der Rückfläche f des Seitenrads S in der gleichen Position wie oder weiter auswärts in der radialen Richtung des Seitenrads S angeordnet als die äußersten Umfangsenden Ie des Eingriffsabschnitts I zwischen dem Seitenrad S und dem Ritzel P, und ist das äußerste Umfangsende fwe der Beilagscheiben-Stützfläche fwe der größte Außendurchmesserabschnitt des Seitenrads S. Jedoch verbindet in der dritten Ausführung ein im Querschnitt bogenförmiger gerundeter Abschnitt r glattgängig zwischen einer Außenumfangsendoberfläche des Verzahnungsabschnitts Sg und des Seitenrads S und der Rückfläche des Verzahnungsabschnitts Sg (insbesondere der Beilagscheiben-Stützfläche fw) des Seitenrads S. Somit ist das äußerste Umfangsende fwe der Beilagscheiben-Stützfläche fwe radial weiter einwärts angeordnet als der größte Außendurchmesserabschnitt des Seitenrads S (nämlich die Außenumfangsendoberfläche). Wie bei den ersten und zweiten Ausführungen erstreckt sich jedoch der Außenumfangsendabschnitt We der Beilagscheibe W weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche fw, und ist die Beilagscheiben-Stützfläche fw auf der Rückflächenseite des Eingriffsabschnitts I angeordnet.
Die andere Konfiguration der obigen Referenzausführung ist die gleiche wie jene der ersten Ausführung, und daher werden die Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen der entsprechenden Bauteile der ersten Ausführung bezeichnet, und werden doppelte Beschreibungen für solche Bauteile weggelassen.
Dementsprechend ist es auch in der Referenzausführung möglich, im Wesentlichen den gleichen Effekt wie die ersten und zweiten Ausführungen zu erreichen. Übrigens kann in der Referenzausführung im Seitenrad S die Außenumfangsendfläche des Verzahnungsabschnitts Sg mit der Rückfläche des Verzahnungsabschnitts Sg (insbesondere der Beilagscheiben-Stützfläche fg) durch eine flache Schrägfläche verbunden werden, die im Querschnitt eine gerade Linienform hat, anstelle des gerundeten Abschnitts T.
Eine Referenzerfindung, welche die ersten und zweiten Ausführungen und die Referenzausführung enthält, wie sie oben erwähnt sind, kann wie folgt in Betracht gezogen werden.
„Die Differenzialvorrichtung, welche aufweist: das Eingangselement DC, in das die Antriebskraft eingegeben wird; das Differenzialrad P, das in dem Eingangselement DC gelagert und relativ zum Eingangselement DC drehbar ist und in der Lage ist, gemäß Drehung des Eingangselements DC, die Drehmitte des Eingangselements DC zu umlaufen; das Paar von Ausgangsrädern S, das jeweils den Verzahnungsabschnitt Sg in dem Außenumfangsabschnitt von jedem der Ausgangsräder S enthält, wobei der Verzahnungsabschnitt Sg in Eingriff mit dem Differenzialrad P angeordnet wird; und die Beilagscheibe W, die zwischen das Eingangselement DC und die Rückfläche F von jedem der Ausgangsräder S eingefügt ist, wobei das Ausgangsrad S den Wellenabschnitt Sj und den Zwischenwandabschnitt Sm enthält, der sich vom inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts Sj radial auswärts erstreckt und den Wellenabschnitt Sj und den inneren Umfangsendabschnitt des Verzahnungsabschnitts Sg integriert verbindet, und sich der Außenumfangsendabschnitt We der Beilagscheibe W radial weiter auswärts erstreckt als die Beilagscheiben-Stützfläche fw in der Rückfläche f des Ausgangsrads S, wobei sich die Beilagscheiben-Stützfläche fw gegen die Beilagscheibe W an der Rückflächenseite des Eingriffsabschnitts I zwischen dem Ausgangsrad S und dem Differenzialrad P abstützt.”
Ferner kann man gemäß der Referenzerfindung die folgenden Effekte erhalten.

(a) Jedes Ausgangsrad S enthält: den Wellenabschnitt Sj; und den Zwischenwandabschnitt Sm, der sich von dem inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts Sj radial auswärts erstreckt und den Wellenabschnitt Sj und den inneren Umfangsendabschnitt des Verzahnungsabschnitts Sg integriert verbindet. Dies macht es möglich, auf leichte Weise die Differenzialvorrichtung zu erhalten, die in der axialen Richtung dünn ist, und in der der Durchmesser vom Ausgangsrad S ausreichend größer gemacht ist als vom Differenzialrad P, so dass die Zähnezahl des Ausgangsrads S ausreichend größer gemacht werden kann als die Zähnezahl des Differenzialrads P.
(b) Die Beilagscheiben-Stützfläche fw, die sich gegen die Beilagscheibe W an der Rückflächenseite des Eingriffsabschnitts I zwischen dem Ausgangsrad S und dem Differenzialrad P abstützt, befindet sich in der Rückfläche f des Ausgangsrads S. Somit besteht keine Möglichkeit, dass die starke Schubreaktionskraft, die von dem Differenzialrad P über den Verzahnungsabschnitt Sg im Außenumfang des Ausgangsrads S übertragen wird, sich zu stark auf der Beilagscheiben-Stützfläche fw des Ausgangsrads S konzentrieren könnte, und wird auch die Last auf den Verzahnungsabschnitt Sg selbst im Außenumfang des Ausgangsrads S reduziert. Da ferner die Lastverteilung des Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitts des Eingangselements DC erfolgt, indem der Außenumfangsendabschnitt We der Beilagscheibe W weiter radial auswärts verlängert ist als die Beilagscheiben-Stützfläche fw des Ausgangsrads S, ist es möglich, einen örtlichen Belastungsanstieg auf den Beilagscheiben-Aufnahmeabschnitt effektiv zu vermeiden. Infolgedessen können Dicken und Gewichte des Eingangselements DC und des Verzahnungsabschnitts Sg im Außenumfang des Ausgangsrads S reduziert werden, und kann ein starker Beitrag auf die Dickenreduktion der Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung und die Gewichtsreduktion der Differenzialvorrichtung D geleistet werden.

Unterdessen sind in herkömmlichen Differenzialvorrichtungen (insbesondere in den herkömmlichen Differenzialvorrichtungen, die jeweils ein Ritzel (Differenzialrad) innerhalb eines Eingangselements sowie ein Paar von Seitenrädern (Ausgangsrädern) aufweisen, die mit dem Ritzel (Differenzialrad) in Eingriff stehen), wie im japanischen Patent Nr. 4803871 und der japanischen Patentanmeldungs-KOKAI-Veröffentlichung Nr. 2002-364728 exemplifiziert, die Zähnezahl Z1 des Seitenrads (Ausgangsrads) und die Zähnezahl Z2 des Ritzels (Differenzialrads) allgemein jeweils auf 14 und 10, 16 und 10 oder 13 und 9 gesetzt, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungs-KOKAI-Veröffentlichung Nr. 2002-364728 gezeigt. In diesen Fällen sind die Zähnezahlverhältnisse Z1/Z2 der Ausgangsräder zu den Differenzialrädern jeweils 1,4, 1,6 und 1,44. Darüber hinaus enthalten andere öffentlich bekannte Beispiele der Kombination der Zähnezahl Z1 und der Zähnezahl Z2 für herkömmliche Differenzialvorrichtungen 15 und 10, 17 und 10, 18 und 10, 19 und 10, und 20 und 10. In diesen Fällen sind die Zähnezahlverhältnisse Z1/Z2 jeweils 1,5, 1,7, 1,8, 1,9 und 2,0.
Andererseits gibt es heutzutage eine Zunahme in der Anzahl von Getriebesystemen, die um ihre jeweiligen Differenzialvorrichtungen herum Layout-Beschränkungen unterliegen. Dementsprechend fordert der Markt, dass die Breite der Differenzialvorrichtungen in der axialen Richtung ihrer Ausgangswellen ausreichend reduziert (d. h. dünner gemacht) wird, während die Verzahnungsfestigkeit für die Differenzialvorrichtungen sichergestellt wird. Jedoch sind die strukturellen Ausbildungen der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtungen in der axialen Richtung der Ausgangswellen breit, wie aus den Verzahnungskombinationen ersichtlich wird, die zu den oben erwähnten Zähnezahlverhältnissen führen. Dies macht es schwierig, die Markterfordernisse zu erfüllen.
Im Hinblick hierauf ist versucht worden, ein konkretes Konfigurationsbeispiel einer Differenzialvorrichtung D zu finden, deren Breite in der axialen Richtung der Ausgangswellen ausreichend reduziert (d. h. dünner gemacht) werden kann, während die Verzahnungsfestigkeit für die Differenzialvorrichtung sichergestellt wird, wie folgt, aus einem Gesichtspunkt, der sich von jenen der vorstehenden Ausführung unterscheidet. Übrigens sind die Strukturen der Komponenten der Differenzialvorrichtung D dieses Konfigurationsbeispiels die gleichen wie die Strukturen der Komponenten der Differenzialvorrichtung D der vorstehenden Ausführungen, die anhand der 1 bis 6 beschrieben worden sind (insbesondere 1 bis 5 und 4). Aus diesem Grund werden die Komponenten des Konfigurationsbeispiels mit den gleichen Bezugszeichen wie jenen der Ausführung bezeichnet, und die Beschreibungen für diese Strukturen wird weggelassen.
Zu Beginn lasst uns in gemeinsamen Bezug auf 7 ein Grundkonzept erläutern, um die Breite der Differenzialvorrichtung D in der axialen Richtung der Ausgangswellen J, J' ausreichend zu reduzieren (d. h. dünner zu machen). Das Konzept ist folgendermaßen.

Ansatz [1] Um das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 des Seitenrads S, d. h. vom Ausgangsrad zum Ritzel P, d. h. zum Differenzialrad, größer als das Zähnezahlverhältnis zu machen, das für die herkömmliche existierende Differenzialvorrichtung verwendet wird. (Dies führt zu einer Abnahme im Verzahnungsmodul (entsprechend der Zahndicke) und einer resultierenden Abnahme der Verzahnungsfestigkeit, während es zu einer Zunahme im Wälzkreisdurchmesser des Seitenrads S führt, einer resultierenden Abnahme in der Übertragungslast in dem Eingriffsabschnitt der Verzahnung, sowie einer resultierenden Abnahme in der Verzahnungsfestigkeit. Jedoch nimmt die Verzahnungsfestigkeit insgesamt ab, wie nachfolgend beschrieben.)
Ansatz [2] Um die Wälzkegeldistanz PCD des Ritzels P größer als die Wälzkegeldistanz in der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtung zu machen. (Dies führt zu einer Zunahme im Verzahnungsmodul und einer resultierenden Zunahme in der Verzahnungsfestigkeit, während es zu einer Zunahme des Wälzkreisdurchmessers des Seitenrads S führt, einer resultierenden Abnahme in der Übertragungslast in dem Eingriffsabschnitt der Verzahnung, sowie einer resultierenden Zunahme in der Verzahnungsfestigkeit. Somit nimmt die Verzahnungsfestigkeit insgesamt stark zu, wie nachfolgend diskutiert.)

Wenn das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und die Wälzkegeldistanz PCD so gesetzt sind, dass ein Abnahmebetrag in der Verzahnungsfestigkeit basierend auf Ansatz [1] gleich dem Zunahmebetrag in der Verzahnungsfestigkeit basierend auf dem Ansatz [2] ist, oder derart, dass ein Zunahmebetrag in der Verzahnungsfestigkeit basierend auf Ansatz [2] größer als der Abnahmebetrag in der Verzahnungsfestigkeit basierend auf Ansatz [1] ist, kann aus diesen Gründen die Verzahnungsfestigkeit insgesamt gleich oder größer als jene der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtung gemacht werden.
Nun lasst uns anhand mathematischer Ausdrücke konkret untersuchen, wie sich die Verzahnungsfestigkeit basierend auf den Ansätzen [1] und [2] ändert. Zunächst wird die Untersuchung in der folgenden Ausführung beschrieben. Zuallererst wird eine „Referenz-Differenzialvorrichtung” als eine Differenzialvorrichtung D' definiert, worin die Zähnezahl Z1 des Seitenrads S auf 14 gesetzt ist, während die Zähnezahl Z2 des Ritzels P auf 10 gesetzt ist. Darüber hinaus wird für jede Variable eine „Änderungsrate” definiert als Änderungsrate in der Variablen im Vergleich zur entsprechenden Basiszahl (d. h. 100%) der Referenz-Differenzialvorrichtung D'.
Ansatz [1]
Wenn MO, PD₁, θ₁, PCD, FO und TO jeweils das Modul, den Wälzkreisdurchmesser, den Abwälzwinkel, die Wälzkegeldistanz, die Übertragungslast in dem Verzahnungseingriffsabschnitt und das Übertragungsdrehmoment in dem Verzahnungseingriffsabschnitt des Seitenrads S bezeichnen, ergeben die allgemeinen Formeln in Bezug auf das Kegelrad: MO = PD₁/Z1, PD₁ = 2PCD·sinθ₁, und θ₁ = tan^–1(Z1/Z2).
Aus diesen Ausdrücken wird das Modul der Verzahnung ausgedrückt durch MO = 2PCD·sin{tan^–1(Z1/Z2)}/Z1. (1)
Unterdessen wird das Modul der Referenz-Differenzialvorrichtung D' ausgedrückt durch 2PCD·sin{tan^–1(7/5)}/14.
Wenn man den Term an der rechten Seiten von Ausdruck (1) durch 2PCD·sin{tan^–1(7/5)}/14 dividiert, erhält man eine Moduländerungsrate in Bezug auf die Referenz-Differenzialvorrichtung D', die mit dem unten angegebenen Ausdruck (2) ausgedrückt wird.
Darüber hinaus ist der Querschnittsmodul des Zahnabschnitts entsprechend der Verzahnungsfestigkeit (d. h. die Biegefestigkeit des Zahnabschnitts) proportional zum Quadrat der Zahndicke, während die Zahndicke eine im Wesentlichen lineare Beziehung zu dem Modul MO hat. Aus diesen Gründen entspricht das Quadrat der Moduländerungsrate einer Änderungsrate des Querschnittsmoduls des Zahnabschnitts, gemäß einer Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate. In anderen Worten wird, basierend auf dem oben angegebenen Ausdruck (2), die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate durch den unten angegebenen Ausdruck (3) ausgedrückt. Ausdruck (3) wird durch Linie L1 in 8 repräsentiert, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 10 ist. Aus der Linie L1 lernt man, dass, wenn das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 größer wird, das Modul kleiner wird und die Verzahnungsfestigkeit dementsprechend geringer wird.
Unterdessen wird, basierend auf der allgemeinen Formel in Bezug auf das Kegelrad, ein Drehmomentübertragungsabstand des Seitenrads S mit dem unten angegebenen Ausdruck (4) ausgedrückt. PD₁/2 = PCD·sin{tan^–1(Z1/Z2)} (4)
Aus dem Drehmomentübertragungsabstand PD₁/2 ergibt sich die Übertragungslast FO als FO = 2TO/PD₁.
Aus diesem Grund ist, wenn das Drehmoment TO des Seitenrads S der Referenz-Differenzialvorrichtung D' konstant ist, die Übertragungslast FO umgekehrt proportional zum Wälzkreisdurchmesser PD₁. Darüber hinaus ist die Änderungsrate in der Übertragungslast F umgekehrt proportional zur Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate. Aus diesem Grund ist die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gleich der Änderungsrate im Wälzkreisdurchmesser PD₁.
Im Ergebnis wird, mittels Ausdruck (4), die Änderungsrate im Wälzkreisdurchmesser PD₁ mit dem unten angegebenen Ausdruck (5) ausgedrückt.
Ausdruck (5) wird durch Linie L2 in 8 ausgedrückt, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 10 ist. Aus der Linie L2 lernt man, dass, wenn das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 größer wird, die Übertragungslast kleiner wird, und die Verzahnungsfestigkeit dementsprechend stärker wird.
Eventuell wird die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme des Zähnezahlverhältnisses Z1/Z2 mit dem unten angegebenen Ausdruck (6) ausgedrückt, indem man eine Abnahmeänderungsrate in der Verzahnungsfestigkeit gemäß der Abnahme im Modul MO (der Term an der rechten Seite vom oben gezeigten Ausdruck (3)) mit einer Zunahmeänderungsrate in der Verzahnungsfestigkeit gemäß der Abnahme der Übertragungslast multipliziert (dem Term an der rechten Seite vom oben gezeigten Ausdruck (5)).
Der Ausdruck (6) wird durch Linie L3 in 8 ausgedrückt, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 10 ist. Aus der Linie L3 lernt man, dass, wenn das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 größer wird, die Verzahnungsfestigkeit insgesamt geringer wird.
Ansatz [2]
Falls die Wälzkegeldistanz PCD des Ritzels P stärker zunimmt als die Wälzkegeldistanz in der Referenz-Differenzialvorrichtung D', wenn PCD1, PCD2 jeweils die Wälzkegeldistanz PCD vor der Änderung und die Wälzkegeldistanz PCD nach der Änderung bezeichnen, wird die Moduländerungsrate gemäß der Änderung der Wälzkegeldistanz PCD ausgedrückt durch
PCD2/PCD1
wenn die Zähnezahl konstant ist, basierend auf der oben erwähnten allgemeinen Formel in Bezug auf das Kegelrad.
Unterdessen entspricht, wie aus dem oben diskutierten Prozess zur Herleitung vom Ausdruck (3) klar wird, die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate des Seitenrads S dem Quadrat der Moduländerungsrate. Aus diesem Grund erhält man Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß Zunahme im Modul = (PCD2/PCD1)² (7)
Ausdruck (7) wird durch Linie L4 in 9 repräsentiert. Aus der Linie L4 lernt man, dass, wenn die Wälzkegeldistanz PCD größer wird, das Modul größer wird, und die Verzahnungsfestigkeit dementsprechend stärker wird.
Wenn darüber hinaus die Wälzkegeldistanz PCD größer gemacht wird als die Wälzkegeldistanz PCD1 in der Referenz-Differenzialvorrichtung D', nimmt die Übertragungslast F0 ab. Hierdurch wird die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gleich der Änderungsrate im Wälzkreisdurchmesser PD₁, wie oben beschrieben. Darüber hinaus ist der Wälzkreisdurchmesser PD₁ des Seitenrads S proportional zur Wälzkegeldistanz PCD. Aus diesen Gründen erhält man Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß Abnahme in der Übertragungslast = PCD2/PCD1 (8)
Ausdruck (8) wird durch Linie L5 in 9 repräsentiert. Aus der Linie L5 lernt man, dass, wenn die Wälzkegeldistanz PCD größer wird, die Übertragungslast geringer wird und die Verzahnungsfestigkeit dementsprechend stärker wird.
Darüber hinaus wird die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme in der Wälzkegeldistanz PCD mit dem unten angegebenen Ausdruck (9) ausgedrückt, indem man die Zunahmeänderungsrate in der Verzahnungsfestigkeit gemäß der Zunahme im Modul MO (den Term an der rechten Seite vom oben gezeigten Ausdruck (7)) mit der Zunahmeänderungsrate in der Verzahnungsfestigkeit gemäß der Abnahme in der Übertragungslast in Antwort auf die Zunahme im Wälzkreisdurchmesser PD (dem Term an der rechten Seite vom oben gezeigten Ausdruck (8)) multipliziert. Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß Zunahme der Wälzkegeldistanz = (PCD2/PCD1)³ (9)
Ausdruck (9) wird durch Linie L6 in 9 repräsentiert. Aus Linie L6 lernt man, dass, wenn die Wälzkegeldistanz PCD größer wird, die Verzahnungsfestigkeit stark zunimmt.
Wenn man dies berücksichtigt, wird die Kombination des Zähnezahlverhältnisses Z1/Z2 und der Wälzkegeldistanz PCD derart bestimmt, dass: die Abnahme in der Verzahnungsfestigkeit basierend auf dem oben angegebenen Ansatz [1] (der Zunahme vom Zähnezahlverhältnis) durch die Zunahme der Verzahnungsfestigkeit basierend auf dem oben angegebenen Ansatz [2] (der Zunahme der Wälzkegeldistanz) ausreichend kompensiert wird, um die gesamte Verzahnungsfestigkeit der Differenzialvorrichtung gleich oder größer als die Verzahnungsfestigkeit der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtung zu machen.
Zum Beispiel kann 100% der Verzahnungsfestigkeit vom Seitenrad S der Referenz-Differenzialvorrichtung D' gehalten werden, indem man die Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme im Zähnezahlverhältnis setzt (d. h. dem Term an der rechten Seite vom oben angegebenen Ausdruck (6)), die man basierend auf dem oben angegebenen Ausdruck (1) erhält, und der Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme in der Wälzkegeldistanz (dem Term auf der rechten Seite vom oben angegebenen Ausdruck (9)), die man basierend auf dem oben angegebenen Ausdruck [2] erhält, derart, dass die Multiplikation dieser Verzahnungsfestigkeits-Änderungsraten gleich 100% wird. Hierdurch kann man aus dem unten angegebenen Ausdruck (10) die Beziehung zwischen dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und der Änderungsrate in der Wälzkegeldistanz PCD erhalten, um 100% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' zu erhalten. Ausdruck (10) wird durch Linie L7 in 10 repräsentiert, wenn die Zähnezahl Z2 vom Ritzel P gleich 10 ist.
Ähnlich repräsentiert Ausdruck (10) die Beziehung zwischen dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und der Änderungsrate in der Wälzkegeldistanz PCD, um 100% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' zu erhalten, wenn das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 gleich 14/10 ist (siehe 10). Die Änderungsrate in der Wälzkegeldistanz PCD, welche durch die vertikale Achse in 10 repräsentiert ist, kann in ein Verhältnis von d2/PCD umgewandelt werden, wobei d2 einen Wellendurchmesser der Ritzelwelle PS (d. h. vom Ritzellagerabschnitt) bezeichnet, die das Ritzel P trägt. Tabelle 1

PCD WELLENDURCHMESSER (d2) d2/PCD

31 13 42%

35 15 43%

38 17 45%

39 17 44%

41 18 44%

45 18 40%
Genauer gesagt, korreliert in der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtung die zunehmende Änderung in der Wälzkegeldistanz PCD mit der zunehmenden Änderungsrate im Wellendurchmesser d2, wie in Tabelle 1 gezeigt, und kann durch eine Abnahme im Verhältnis d2/PCD repräsentiert werden, wenn d2 konstant ist. Darüber hinaus fällt in der konventionellen existierenden Differenzialvorrichtung d2/PCD in einen Bereich von 40% bis 45%, wie in der oben angegebenen Tabelle 1 gezeigt, wenn die herkömmliche existierende Differenzialvorrichtung die Referenz-Differenzialvorrichtung D' ist, und die Verzahnungsfestigkeit nimmt zu, wenn die Wälzkegeldistanz PCD zunimmt. Wenn man aus diesen bewertet, kann die Verzahnungsfestigkeit der Differenzialvorrichtung gleich oder größer als die Verzahnungsfestigkeit der herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtung gemacht werden, indem man den Wellendurchmesser d2 der Ritzelwelle PS und die Wälzkegeldistanz PCD derart bestimmt, dass zumindest d2/PCD gleich oder kleiner als 45% ist, wenn die Differenzialvorrichtung die Referenz-Differenzialvorrichtung D' ist. In anderen Worten, wenn die Differenzialvorrichtung die Referenz-Differenzialvorrichtung D' ist, genügt es, wenn d2/PCD ≤ 0,45 erfüllt ist. Wenn in diesem Fall PCD2 die Wälzkegeldistanz PCD bezeichnet, die so geändert wird, dass sie größer oder kleiner als die Wälzkegeldistanz PCD1 der Referenz-Differenzialvorrichtung D' wird, genügt es, wenn d2/PCD2 ≤ 0,45/(PCD2/PCD1) (11) erfüllt ist. Ferner kann die Anwendung von Ausdruck (11) auf den oben angegebenen Ausdruck (10) die Beziehung zwischen d2/PCD und dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 in den unten angegebenen Ausdruck (12) umwandeln.
Wenn der Ausdruck (12) gleich ist, kann der Ausdruck (12) durch Linie L8 in 11 repräsentiert werden, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 10 ist. Wenn der Ausdruck (12) gleich ist, hält die Beziehung zwischen d2/PCD und dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 100% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D'.
Unterdessen wird in den herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtungen gewöhnlich nicht nur das oben verwendete Zähnezahlverhältnis von Z1/Z2 gleich 1,4 angewendet, um die Referenz-Differenzialvorrichtung D' zu erläutern, sondern auch das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 gleich 1,6 oder 1,44. Dies muss dabei berücksichtigt werden. Basierend auf der Annahme, dass die Referenz-Differenzialvorrichtung D' (Z1/Z2 = 1,4) die erforderliche und ausreichende Verzahnungsfestigkeit garantiert, d. h. 100% Verzahnungsfestigkeit, lernt man, wie aus 8 klar wird, dass die Verzahnungsfestigkeit von herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtungen, worin das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 gleich 16/10 ist, so niedrig wie 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' ist. Die allgemeine Praxis ist es jedoch, dass die geringe Verzahnungsfestigkeit auf diesem Niveau als praktische Festigkeit akzeptiert wird und tatsächlich für herkömmliche existierende Differenzialvorrichtungen verwendet wird. Wenn man hieraus wertet, könnte man daran denken, dass die Verzahnungsfestigkeit, die ausreichend sichergestellt werden muss und für die Differenzialvorrichtung akzeptabel ist, die in der axialen Richtung dünner gemacht ist, wenigstens gleich oder größer als 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' ist.
Aus dem obigen Blickpunkt erhält man zunächst eine Beziehung zwischen dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und der Änderungsrate in der Wälzkegeldistanz PCD, um 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' zu erhalten. Die Beziehung kann durch den unten angegebenen Ausdruck (10') ausgedrückt werden, indem man eine Berechnung durchführt, indem man den Prozess der Herleitung vom oben angegebenen Ausdruck (10) emuliert (d. h. eine derartige Berechnung, dass die Multiplikation der Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme im Zähnezahlverhältnis (d. h. dem Term an der rechten Seite vom oben angegebenen Ausdruck (6)) und der Verzahnungsfestigkeits-Änderungsrate gemäß der Zunahme in der Wälzkegeldistanz (d. h. dem Term an der rechten Seite vom oben angegebenen Ausdruck (9)) gleich 87% wird).
Wenn man danach den oben angegebenen Ausdruck (11) auf den oben angegebenen Ausdruck (10') anwendet, kann die Beziehung zwischen d2/PCD und dem Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 zum Halten von 87% oder mehr der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' in den unten angegebenen Ausdruck (13) umgewandelt werden. Jedoch erfolgt die Berechnung mittels der folgenden Regeln, dass: die Anzahl der signifikanten Figuren für alle Faktoren drei ist, außer für Faktoren, die mit Variablen ausgedrückt werden; Ziffern unterhalb der dritten signifikanten Figur abgerundet werden; und obwohl das Ergebnis der Berechnung durch Berechnungsfehler eine Annäherung nicht vermeiden kann, der mathematische Ausdruck das Gleichheitszeichen verwendet, weil der Fehler vernachlässigbar ist.
Wenn der Ausdruck (13) gleich ist, kann der Ausdruck (13) durch 11 repräsentiert werden (insbesondere durch Linie L9 in 11), wenn die Zähnezahl Z2 vom Ritzel P 10 ist. In diesem Fall ist eine Fläche entsprechend dem Ausdruck (13) jene Fläche auf und unter der Linie L9 in 11. Darüber hinaus ist eine spezifische Fläche (eine schraffierte Fläche in 11), die den Ausdruck (13) erfüllt und sich an der rechten Seite von Linie L10 in 11 befindet, wo das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 > 2,0 erfüllt ist, eine Fläche zum Setzen von Z1/Z2 und d2/PCD, die es ermöglicht, dass zumindest 87% oder mehr der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D' insbesondere für die Differenzialvorrichtung sichergestellt wird, die in der axialen Richtung dünn gemacht ist, wo die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 10 ist und das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 größer als 2,0 ist. Zur Referenz repräsentiert eine schwarze Raute in 11 ein Beispiel, wo das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 40/10 und 20,00% gesetzt sind, und ein schwarzes Dreieck in 11 repräsentiert ein Beispiel, wo das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 58/10 und 16,67% gesetzt sind. Diese Beispiele fallen in die spezifische Fläche. Ein Ergebnis einer Simulation zur Festigkeitsanalyse an diesen Beispielen hat bestätigt, dass die Verzahnungsfestigkeit gleich oder größer als jene der herkömmlichen Differenzialvorrichtungen erhalten wurde (insbesondere die Verzahnungsfestigkeit gleich oder größer als 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D').
Somit ist die dünner gemachte Differenzialvorrichtung, die in die spezifische Fläche fällt, als die Differenzialvorrichtung konfiguriert, deren Breite in der axialen Richtung der Ausgangswellen insgesamt ausreichend reduziert ist, während die Verzahnungsfestigkeit (insbesondere die statische Torsionslastfestigkeit) und der maximale Übertragungsdrehmomentbetrag auf angenähert den gleichen Werten wie bei herkömmlichen existierenden Differenzialvorrichtungen sichergestellt wird, die in ihrer axialen Richtung nicht dünner gemacht sind. Dementsprechend wird es möglich, Effekte zu erhalten: in der Lage zu sein, auf leichte Weise die Differenzialvorrichtung in ein Getriebesystem einzubauen, das zahlreichen Layout-Einschränkungen um die Differenzialvorrichtung herum unterliegt, mit großer Freiheit und ohne spezifische Schwierigkeiten; extrem vorteilhaft darin ist, die Größe des Getriebesystems zu reduzieren; und dergleichen.
Wenn darüber hinaus die dünner gemachte Differenzialvorrichtung in der spezifischen Fläche zum Beispiel die Struktur der oben erwähnten Ausführung hat (insbesondere die in 1 bis 6 gezeigten Strukturen), kann die dünner gemachte Differenzialvorrichtung in der spezifischen Fläche einen Effekt erhalten, der aus der in der Ausführung gezeigten Struktur hergeleitet wird.
Es sollte angemerkt werden, dass, obwohl die vorstehenden Beschreibungen (die Beschreibungen insbesondere in Verbindung mit den 8, 10 und 11) für die Differenzialvorrichtung angegeben wurden, worin die Zähnezahl Z2 des Ritzels P auf 10 gesetzt ist, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Wenn zum Beispiel die Zähnezahl Z2 des Ritzels P auf 6, 12 und 20 gesetzt wird, kann die dünner gemachte Differenzialvorrichtung, die zum Erreichen der obigen Effekte in der Lage ist, auch durch den Ausdruck (13) repräsentiert werden, wie mit den schraffierten Flächen in den 12, 13 und 14 gezeigt. In anderen Worten ist der Ausdruck (13), der in der oben beschriebenen Weise herleitbar ist, unabhängig von der Änderung der Zähnezahl Z2 des Ritzels P anwendbar. Selbst wenn zum Beispiel die Zähnezahl Z2 des Ritzels P auf 6, 12 und 20 gesetzt wird, kann man die obigen Effekte erhalten, indem man die Zähnezahl Z1 des Seitenrads S, die Zähnezahl Z2 des Ritzels P, den Wellendurchmesser d2 der Ritzelwelle PS und die Wälzkegeldistanz PCD so setzt, dass der Ausdruck (13) erfüllt ist, wie auch in dem Fall, wo die Zähnezahl Z2 des Ritzels P auf 10 gesetzt ist.
Ferner repräsentiert zur Referenz eine schwarze Raute in 13 ein Beispiel, wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P 12 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 48/12 und 20,00% gesetzt sind, und ein schwarzes Dreieck in 13 repräsentiert ein Beispiel, wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P gleich 12 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 70/12 und 16,67% gesetzt sind. Als Ergebnis einer Simulation zur Festigkeitsanalyse an diesen Beispielen hat bestätigt, dass die Verzahnungsfestigkeit gleich oder größer als jener der herkömmlichen Differenzialvorrichtungen (insbesondere die Verzahnungsfestigkeit gleich oder größer als 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D') erhalten wurde. Darüber hinaus fallen diese Beispiele in die spezifische Fläche, wie in 13 gezeigt.
Als Vergleichsbeispiele lasst uns Beispiele zeigen, die nicht in die spezifische Fläche fallen. Ein weißer Stern in 11 repräsentiert ein Beispiel, wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P zum Beispiel 10 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 58/10 und 27,50% gesetzt werden, und ein weißer Kreis in 11 repräsentiert ein Beispiel wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P zum Beispiel 10 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 40/10 und 34,29% gesetzt sind. Ein weißer Stern in 13 repräsentiert ein Beispiel, wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P zum Beispiel 12 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 70/12 und 27,50% gesetzt sind, und ein weißer Kreis in 13 repräsentiert ein Beispiel, wo, wenn die Zähnezahl Z2 des Ritzels P zum Beispiel 12 ist, das Zähnezahlverhältnis Z1/Z2 und d2/PCD jeweils auf 48/12 und 34,29% gesetzt sind. Ein Ergebnis der Simulation zur Festigkeitsanalyse an diesen Beispielen hat bestätigt, dass die Verzahnungsfestigkeit von gleich oder größer als jener der herkömmlichen Differenzialvorrichtungen (insbesondere die Verzahnungsfestigkeit gleich oder größer als 87% der Verzahnungsfestigkeit der Referenz-Differenzialvorrichtung D') nicht erhalten wurde. In anderen Worten, die obigen Effekte konnten nicht aus jenen Beispielen erhalten werden, die nicht in die spezifische Fläche fallen.
Obwohl die Ausführungen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführung beschränkt. Es können verschiedene konstruktive Änderungen an der vorliegenden Erfindung in einem Umfang vorgenommen werden, der nicht von der Idee der vorliegenden Erfindung abweicht.
Zum Beispiel haben die vorstehenden Ausführungen die Differenzialvorrichtung gezeigt, worin: der Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG, der aus dem Planetenradmechanismus gebildet ist, benachbart der einen Seite des Differenzialgehäuses DC angeordnet ist; das ausgangsseitige Element (Träger 23) des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG mit dem Differenzialgehäuse DC (dem Deckelabschnitt C') verbunden ist; und die Kraft von der Antriebsquelle das Differenzialgehäuse DC über den Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus RG übertragen wird. Jedoch kann auch ein ausgangsseitiges Element eines Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus, der aus einem anderen Getriebemechanismus als dem Planetenradmechanismus gebildet ist, mit dem Differenzialgehäuse DC verbunden werden.
Ferner kann, ohne den oben erwähnten Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus zu verwenden, ein Eingangszahnabschnitt (Endabtriebsrad, Endrad), der die Kraft von der Antriebsquelle erhält, integriert an dem Außenumfangsabschnitt des Differenzialgehäuses DC ausgebildet oder danach daran befestigt werden, so dass die Kraft von der Antriebsquelle über den Eingangszahnabschnitt auf das Differenzialgehäuse DC übertragen wird.
Darüber hinaus sind die vorstehenden Ausführungen gezeigt worden, worin das Schmieröl, das sich um die Außenenden der Nabenabschnitte Cb der Deckelabschnitte C, C' im Getriebegehäuse M befindet, unter Verwendung der vertieften Nuten 8, 8' an den Innenumfängen der Nabenabschnitte Cb der Deckelabschnitte C, C' den Ölreservoirabschnitten T an den inneren Endseiten der Nabenabschnitte Cb und dementsprechend den Ölnuten G zugeführt werden kann. Nichtsdestoweniger können, anstelle von oder zusätzlich zu den vertieften Nuten 8, 8' dieser Art, Ölzuführkanäle, welche das von innerhalb des Getriebegehäuses M verspritzte Schmieröl zu den Ölreservoirabschnitten T oder den inneren Endabschnitten der Ölnuten G führen, an geeigneten Stellen in dem Differenzialgehäuse DC vorgesehen werden (z. B. den Seitenwandabschnitten Cs und den Nabenabschnitten Cb). Übrigens kann in diesem Fall das innerhalb des Getriebegehäuses M verspritzte Schmieröl von selbst in die Ölzuführkanäle fließen, oder kann den Schmierölkanälen mittels einer nicht dargestellten Ölpumpe aktiv zugeführt werden.
Übrigens sind in den vorstehenden Ausführungen die Beilagscheiben W derart gelegt, dass die inneren Endabschnitte in der radialen Richtung der Beilagscheiben W sich weiter radial auswärts befinden als die inneren Enden in der radialen Richtung der Rückflächenabschnitte fg der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S. Nichtsdestoweniger ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Zum Beispiel können sich die inneren Endabschnitte in der radialen Richtung der Beilagscheiben W auch zur gleichen Position wie die inneren Enden in der radialen Richtung der Rückflächenabschnitte fg der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S erstrecken. Hierdurch wird es möglich, eine Abnahme der Tragsteifigkeit für die Rückflächenabschnitte fg der Verzahnungsabschnitte Sg der Seitenräder S, wo die starke Lastaufnahme einwirkt, noch effektiver zu verhindern.
Darüber hinaus sind die vorstehenden Ausführungen gezeigt worden, worin die Rückflächen des Paars der Seitenräder S jeweils mit dem Paar von gesonderten Deckelabschnitten C, C' des Differenzialgehäuses DC abgedeckt sind. In der vorliegenden Erfindung braucht der gesonderte Deckelabschnitt auch nur an der Rückfläche von einem der Seitenräder S vorgesehen werden. In diesem Fall kann zum Beispiel ein Antriebselement (zum Beispiel der Träger 23 des Drehzahluntersetzungsgetriebemechanismus Sg), der stromauf eines Kraftübertragungswegs anzuordnen ist, auch an einer Seite ohne gesonderten Deckelabschnitt des Differenzialgehäuses DC angeordnet werden, so dass das Antriebselement und das Differenzialgehäuse DC miteinander verbunden sind. In diesem Fall dient das Antriebselement gleichzeitig auch als der Deckelabschnitt C', so dass das Antriebselement und das Differenzialgehäuse DC das Eingangselement der vorliegenden Erfindung bilden.
Obwohl die vorstehenden Ausführungen gezeigt worden sind, worin die Differenzialvorrichtung D eine Drehzahldifferenz zwischen den linken und rechten Achsen erlaubt, kann die Differenzialvorrichtung der vorliegenden Erfindung auch als Mitteldifferenzial ausgeführt werden, das konfiguriert ist, um die Drehzahldifferenz zwischen Vorderrädern und Hinterrädern aufzunehmen.
Eine Differenzialvorrichtung enthält: ein Eingangselement, in das eine Antriebskraft eingegeben wird; ein Differenzialrad, das in dem Eingangselement gelagert und in der Lage ist, sich relativ zum Eingangselement zu drehen und bei Drehung des Eingangselements eine Drehmitte des Eingangselements zu umlaufen; paarige Ausgangsräder, die jeweils in ihren Außenumfangsabschnitt einen Verzahnungsabschnitt enthalten, der mit dem Differenzialrad in Eingriff steht; sowie eine Beilagscheibe, die zwischen das Eingangselement und eine Rückfläche jedes Ausgangsrads eingefügt ist. Eine Beilagscheiben-Stützfläche in der Rückfläche des Ausgangsrads stützt sich gegen die Beilagscheibe ab, und ihr äußerstes Umfangsende ist an der gleichen Position wie oder auswärts vom äußersten Umfangsende des Eingriffsabschnitts zwischen den Ausgangs- und Differenzialrädern in der radialen Richtung des Ausgangsrads angeordnet. Ein Außenumfangsendabschnitt der Beilagscheibe erstreckt sich weiter radial auswärts als die Beilagscheiben-Stützfläche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 4828847 [0002]
JP 4803871 [0083]
JP 2002-364728 [0083, 0083]

Claims

Differenzialvorrichtung, welche aufweist: ein Eingangselement (DC), in das eine Antriebskraft eingegeben wird; ein Differenzialrad (P), das in dem Eingangselement (DC) gelagert und in der Lage ist, sich relativ zum Eingangselement (DC) zu drehen und gemäß einer Drehung des Eingangselements (DC) eine Drehmitte des Eingangselements (DC) zu umlaufen; ein Paar von Ausgangsrädern (S), die jeweils einen Verzahnungsabschnitt (Sg) in einem Außenumfangsabschnitt von jedem der Ausgangsräder (S) enthalten, wobei der Verzahnungsabschnitt (Sg) in Eingriff mit dem Differenzialrad (P) angeordnet ist; und eine Beilagscheibe (W), die zwischen das Eingangselement (DC) und eine Rückfläche (f) von jedem der Ausgangsräder (S) eingefügt ist; wobei eine Beilagscheiben-Stützfläche (fw) in der Rückfläche (f) des Ausgangsrads (S) sich gegen die Beilagscheibe (W) abstützt und ihr äußerstes Umfangsende (fwe) an der gleichen Position wie oder auswärts vom äußersten Umfangsendabschnitt (Ie) eines Eingriffsabschnitts (I) zwischen dem Ausgangsrad (S) und dem Differenzialrad (P) in radialer Richtung des Ausgangsrads (S) angeordnet ist, und ein Außenumfangsendabschnitt (We) der Beilagscheibe (W) sich in der radialen Richtung weiter auswärts erstreckt als die Beilagscheiben-Stützfläche (fw).
Die Differenzialvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das äußerste Umfangsende (fwe) der Beilagscheiben-Stützfläche (fw) des Ausgangsrads (S) der größte Außendurchmesserabschnitt des Ausgangsrads (S) ist.
Die Differenzialvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ausgangsrad (S) enthält: einen Wellenabschnitt (Sj); und einen Zwischenwandabschnitt (Sm), der sich von einem inneren Endabschnitt des Wellenabschnitts (Sj) radial auswärts erstreckt und den Wellenabschnitt (Sj) und den Verzahnungsabschnitt (Sg) integriert verbindet, und ein Rückflächenabschnitt (fg) des Verzahnungsabschnitts (Sg) in der Rückfläche (fg) des Ausgangsrads (S) in axialer Richtung auswärts eines Rückflächenabschnitts (fm) des Zwischenwandabschnitts (Sm) vorsteht.
Differenzialvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Differenzialrad (P) in dem Eingangselement (DC) über einen in dem Eingangselement (DC) getragenen Differenzialrad-Lagerabschnitt (PS, PS') gelagert ist, und
erfüllt ist, und Z1/Z2 > 2 erfüllt ist, wobei Z1, Z2, d2 und PCD jeweils die Zähnezahl von jedem der Ausgangsräder (S), die Zähnezahl des Differenzialrads (P), einen Durchmesser des Differenzialrad-Lagerabschnitts (PS, PS') und eine Wälzkegeldistanz bezeichnen.
Die Differenzialvorrichtung nach Anspruch 4, wobei Z1/Z2 ≥4 erfüllt ist.
Die Differenzialvorrichtung nach Anspruch 4, wobei Z1/Z2 ≥ 5,8 erfüllt ist.