車両用伝達トルク制限装置
【課題】 車両の各動力伝達装置の大型化および重量化を招くことなく車両の急発進等で生じる過大トルクを回避することができる車両用伝達トルク制限装置を提供する。
【解決手段】 第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と、第２回転部材として機能するサイドギヤピース４２およびサイドギヤシャフト４４とが互いに噛み合う係合歯を備え、その係合歯に圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し皿バネ４８の付勢力よりもスラスト力が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断され各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【解決手段】 第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と、第２回転部材として機能するサイドギヤピース４２およびサイドギヤシャフト４４とが互いに噛み合う係合歯を備え、その係合歯に圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し皿バネ４８の付勢力よりもスラスト力が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断され各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用動力伝達装置に関するものであり、特に、車両の急発進等で生じる各動力伝達装置への過大トルクの入力を回避するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用動力伝達装置は、エンジンによって発生した動力を駆動輪に伝達する装置のことをいい、通常、変速機、プロペラシャフト、終減速装置、およびドライブシャフト等によって構成されている。たとえば、非特許文献１では、一般的な終減速装置について開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】新型車解説書 トヨタセルシオ（８９年１１月発行）
【０００４】
ところで、車両の動力性能の高性能化といった要求に対し、動力源出力、タイヤのグリップ力や懸架装置等を改善することによって対応している。しかしながら、たとえば車両の急発進時や凸凹の多い道などを走行時に瞬間的に車輪が地面から浮き、着地した瞬間に車輪から各動力伝達装置に非常に大きなトルクが入力される。これが原因となって、ドライブシャフト、プロペラシャフト等の回転軸や差動装置、自動変速機等の歯車の一時的な伝達容量の不足が生じて耐久性が低下する恐れがあった。この問題に対し、各回転軸および歯車等の伝達容量を向上させるために強度を増加させることが考えられるが、強度を上げることによって各装置の大型化、重量化を招き車両の性能が低下する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両の各動力伝達装置の大型化および重量化を招くことなく車両の急発進等で生じる過大トルクの入力を回避することができる車両用伝達トルク制限装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、車両の動力源から駆動輪に至る動力伝達経路に介装される車両用伝達トルク制限装置であって、（ａ）前記動力源によって回転駆動される第１回転部材と、（ｂ）その第１回転部材に隣接し且つその第１回転部材と共通な軸心まわりに回転可能に設けられた第２回転部材と、（ｃ）その第１および第２回転部材のうち軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢する付勢装置と、（ｄ）その第１および第２回転部材にそれぞれ設けられて互いに噛み合う係合歯とを、含み、（ｅ）その係合歯には、所定以上の伝達トルクが付与されたときに前記付勢装置の付勢力に抗して前記一方の回転部材を軸心方向に移動させて噛み合いを外す圧力角が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる発明では、請求項１に記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記互いに噛み合う係合歯の隣り合う歯面には、互いに異なる圧力角が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる発明では、請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記付勢装置は、前記第１および第２回転部材の一方に当接すると共に、他方の回転部材に向かって軸心方向に付勢する皿バネまたはコイルスプリングであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる発明では、請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記付勢装置は、前記一方の回転部材に推力を付与するための油圧室を備え、その一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢するように該油室内に油圧が作用されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる発明では、請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置において、（ａ）前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記皿バネを備えるディファレンシャル装置であり、（ｂ）前記第１回転部材は該サイドギヤによって構成されると共に、前記第２回転部材はそのサイドギヤピースおよびそのサイドギヤシャフトによって構成され、（ｃ）そのサイドギヤは、前記サイドギヤシャフトの外周面に相対回転可能に嵌め入れられ、（ｄ）そのサイドギヤピースは、そのサイドギヤシャフトの外周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、（ｅ）前記係合歯は、互いに隣接するそのサイドギヤおよびサイドギヤピースの当接面にそれぞれ設けられ、（ｆ）前記付勢装置は、そのサイドギヤピースをそのサイドギヤに向かって付勢する皿バネにより構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる発明では、請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置において、（ａ）前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記コイルスプリングを備えるディファレンシャル装置であり、（ｂ）前記第１回転部材はそのサイドギヤおよびそのサイドギヤピースによって構成されると共に、前記第２回転部材はそのサイドギヤシャフトによって構成され、（ｃ）そのサイドギヤピースはそのサイドギヤの内周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、（ｄ）前記係合歯は、互いに隣接するそのサイドギヤピースおよびそのサイドギヤシャフトの当接面にそれぞれ設けられ、（ｅ）前記付勢装置は、そのサイドギヤピースをそのサイドギヤシャフトに向かって付勢する前記コイルスプリングから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明によれば、たとえば車輪から動力伝達装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、係合歯の圧力角によって前記軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を軸心方向に移動させて互いの回転部材の噛み合いを外そうとする付勢装置による付勢力よりも大きいスラスト力が発生するため、互いの回転部材の噛み合いが解除され、各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００１３】
請求項２にかかる発明によれば、隣り合う歯面の圧力角を異なるようにすることで、前進時と後進時の噛み合いが解除される限界トルク値に差をつけることができ、前進および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００１４】
請求項３にかかる発明によれば、一方の回転部材に対して常に一定の付勢力を付与することができ、更に皿バネおよびコイルスプリングを取り変えることで車両の用途に応じた付勢力の調整を行うことができる。
【００１５】
請求項４にかかる発明によれば、油圧を調整することによって、皿バネおよびコイルスプリングに比べ大きな付勢力を付与することが可能になるため、大きな差動制限力を必要とする特殊車輌等にも適用がすることができる。
【００１６】
請求項５にかかる発明によれば、ディファレンシャル装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、互いに隣接するサイドギヤおよびサイドギヤピースの係合歯に設けられている圧力角によって、互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し、このスラスト力が皿バネの付勢力よりも大きくなると、サイドギヤおよびサイドギヤピースの噛み合いが解除され、ディファレンシャル装置以後の動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００１７】
請求項６にかかる発明によれば、ディファレンシャル装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、互いに隣接するサイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトの係合歯に設けられている圧力角によって、互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し、このスラスト力がコイルスプリングの付勢力よりも大きくなると、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトの噛み合いが解除され、各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるディファレンシャル装置１０の断面図である。このデファレンシャル装置１０は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に好適に用いられるものである。
【００１９】
ディファレンシャル装置１０は、終減速装置１２と差動装置１４とが一体となって構成されており、図示しないエンジンからの回転が変速機によって変速された後、図示しないプロペラシャフトを介してディファレンシャル装置１０に伝達される。
【００２０】
終減速装置１２は、プロペラシャフトの後端に連結されているドライブピニオン１６およびリングギヤ１８によって構成されている。ドライブピニオン１６およびリングギヤ１８は互いに噛み合っており、終減速装置１２によってドライブピニオン１６の回転が減速され差動装置１４に伝達される。
【００２１】
ドライブピニオン１６は、非回転部材であるハウジング２０にベアリング２２およびベアリング２４を介して回転可能に支持され、ドライブピニオン１６にスプライン嵌合されているフランジ２６に図示しないプロペラシャフトがボルトによって接続されることにより回転駆動させられる。
【００２２】
リングギヤ１８は後述する差動装置１４のディファレンシャルケース２８（以下はデフケース２８と記載する）にボルト３０によって接続されている。
【００２３】
差動装置１４は、回転体としてたとえば鋳鉄製のデフケース２８を有しており、このデフケース２８は、ハウジング２０にベアリング３２およびベアリング３４を介して回転可能に支持されており、リングギヤ１８に接続されることによって軸心Ｃを中心に回転駆動させられる。
【００２４】
図２は、図１の差動装置１４を拡大した要部断面図である。差動装置１４は、デフケース２８内にピニオンシャフト３６、一対のピニオンギヤ３８、一対のサイドギヤ４０、一対のサイドギヤピース４２、一対のサイドギヤシャフト４４、および一対の皿バネ４８を備えている。なお、差動装置１４は、軸心Ｃおよび軸心Ｄに対して略対称に構成されている。
【００２５】
デフケース２８には、軸心Ｃと同一軸心上に一対の筒部２８ａが設けられており、それら一対の筒部２８ａにはサイドギヤシャフト４４がそれぞれデフケース２８に対して相対回転可能に嵌め入れられている。さらに、一対のサイドギヤシャフト４４の外周面にはそれぞれサイドギヤ４０がサイドギヤシャフト４４に対して相対回転可能に嵌め入れられている。このサイドギヤ４０のピニオンシャフト３６に接近する側の端面には、後述するサイドギヤピース４２を収容するための陥没面５６が設けられている。なお、本実施例では、サイドギヤ４０が第１回転部材に対応する。
【００２６】
また、デフケース２８には軸心Ｃに垂直にピニオンシャフト３６が挿通されている。このピニオンシャフト３６は、デフケース２８を貫通するピン穴５０に挿入されている固定ピン５２に貫通させられることによって軸方向への移動が阻止させられている。これにより、ピニオンシャフト３６はデフケース２８と軸心Ｃを中心に一体的に回転させられる。
【００２７】
ピニオンシャフト３６の両端部には一対のピニオンギヤ３８が回転可能に嵌め入れられており、それぞれサイドギヤ４０の歯車４０ａと噛み合っている。
【００２８】
また、ピニオンシャフト３６の外周面には角柱形状を有する位置決め部材５４が嵌め付けられており、サイドギヤシャフト４４の端面に接近する側の面にはそれぞれ円柱状の位置決め突起５４ａが設けられている。
【００２９】
サイドギヤシャフト４４の端部は軸径が小径となった小径軸部４４ａが設けられており、この小径軸部４４ａの外周面にはサイドギヤピース４２がスプライン嵌合されている。これより、サイドギヤピース４２はサイドギヤシャフト４４と一体的に回転させられると共に、サイドギヤシャフト４４に対して軸心方向に移動可能とされている。なお、本実施例では、サイドギヤピース４２とサイドギヤシャフト４４とが第２回転部材に対応しており、第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と共通の軸心まわりに回転可能に設けられている。
【００３０】
サイドギヤピース４２は環状部材であり、径方向外側に伸びる鍔部４２ａが環状に設けられている。この鍔部４２ａのピニオンシャフト３６に接近する側の一端部には皿バネ４８の一端が当接させられており、皿バネ４８の他端は位置決め突起５４ａの外周面に嵌め入れられている。これにより、皿バネ４８は、サイドギヤピース４２をサイドギヤ４０に向かって付勢している。なお、本実施例では、皿バネ４８が本発明の付勢装置に対応する。
【００３１】
一方、サイドギヤピース４２の鍔部４２ａの他端部は、サイドギヤ４０の陥没面５６に当接させられている。また、サイドギヤ４０の陥没面５６の反対側の面では、デフケース２８に支持されているスラスト座金５７に当接させられているため、軸心方向への移動が禁止されている。
【００３２】
また、陥没面５６のサイドギヤピース４２とサイドギヤ４０とが互いに当接する当接面５８は、それぞれ後述する互いに噛み合う係合歯６０ａおよび６０ｂが設けられている。図３は、図２のサイドギヤ４０を軸心Ｃと平行に矢印Ａ方向から見た概略図である。図３において、外周側の噛み合い歯はサイドギヤ４０の歯車４０ａを表しており、内周側の噛み合い歯はサイドギヤ４０の係合歯６０ａを表している。このサイドギヤ４０の歯車４０ａにはピニオンギヤ３８が噛み合わされ、内周側の係合歯６０ａにはサイドギヤピース４２の係合歯６０ｂが噛み合わされる。
【００３３】
図４は、図３の係合歯６０ａを矢印Ｂの方向から見た断面図である。なお、図４では、噛合い状態を表すため、サイドギヤピース４２の係合歯６０ｂも同様に示されている。
【００３４】
サイドギヤ４０およびサイドギヤピース４２の一方の歯面６２には圧力角αが設けられており、他方の歯面６４には圧力角βが設けられており、互いに異なる圧力角となっている。
【００３５】
このように構成される差動装置１４において、たとえばサイドギヤ４０にトルクが付与されると、サイドギヤ４０とサイドギヤピース４２の係合歯６０ａ、６０ｂが互いに噛み合い、図４の矢印（ベクトル表記）に示されるように歯面６２に対して垂直な力Ｆが発生する。この力Ｆは、圧力角αによって、互いの噛み合いを外そうとする軸心方向の方向成分であるスラスト力Ｆ１並びにサイドギヤピースに回転を伝達する方向の方向成分である駆動力Ｆ２に分解される。ここで、図４に示されるＳは皿バネ４８による付勢力の方向を表しており、スラスト力Ｆ１が付勢力Ｓよりも大きくなると互いの噛み合いが外れる構造となっている。また、互いの噛み合いが外れる限界トルク値は圧力角αおよび皿バネ４８の付勢力を変えることによって自由に変更が可能となっている。
【００３６】
また、係合歯６０ａの歯面６２と隣り合う歯面６４には異なる圧力角βが設けられている。これより、たとえば後進時においては歯面６４が接触し、圧力角βによって前進時のスラスト力Ｆ１とは異なるスラスト力ｆ１が決定される。これより、圧力角を変えることで前進時と後進時での限界トルク値を変えることができ、それぞれに要求される強度に応じて調節することができる。
【００３７】
上述のように、本実施例によれば、第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と、第２回転部材として機能するサイドギヤピース４２およびサイドギヤシャフト４４とが互いに噛み合う係合歯６０ａおよび６０ｂを備え、その係合歯６０ａ、６０ｂに圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力Ｆ１が発生し皿バネ４８の付勢力Ｓよりもスラスト力Ｆ１が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断されディファレンシャル装置以後の動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００３８】
また、本実施例によれば、係合歯６０ａおよび６０ｂの隣り合う歯面６２および６４には異なる圧力角を設けることによって前進時および後進時の噛み合いが解除される限界トルク値を変えることができ、前進時および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００３９】
また、本実施例によれば、サイドギヤピース４２とサイドギヤ４０とが当接するように付勢する部材として、皿バネ４８を使用することによって、常に一定の付勢力を付与することができ、皿バネ４８を取り変えることで部品公差等に適合した付勢力の調整をすることができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、皿バネ４８は、サイドギヤピース４２を介してサイドギヤ４０がスラスト座金５７部よりデフケース２８を押圧するため、皿バネ４８がＬＳＤ（差動制限装置）として機能させることができる。
【００４１】
また、本実施例によれば、ピニオンシャフト３６に設けられている位置決め部材５４の位置決め突起５４ａによって皿バネ４８の位置が固定され、衝撃等による皿バネ４８の脱落が防止される。
【００４２】
また、本実施例によれば、サイドギヤ４０に陥没面５６が設けられることによって、サイドギヤ４０とサイドギヤピース４２とが径方向において重複されるさめ、軸心Ｃ方向の軸長を抑えることができる。
【００４３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図５は、本発明の他の実施例である差動装置８０の要部断面図である。差動装置８０は、差動装置１４と比較するとサイドギヤ８２、サイドギヤピース８４、およびサイドギヤシャフト８６の構成が異なり、付勢装置が本実施例ではコイルスプリング８８となっている。
【００４５】
サイドギヤ８２の内周面にはサイドギヤピース８４がスプライン嵌合されており、サイドギヤ８２とサイドギヤピース８４とは一体的に回転させられる。また、サイドギヤピース８４は軸心方向に移動可能とされている。このサイドギヤピース８４のピニオンシャフト３６に接近する側の一端部には円柱状の位置決め突起９０が設けられ、この位置決め突起９０の外周面にコイルスプリング８８の一端が嵌め付けられている。一方、コイルスプリング８８の他端は、ピニオンシャフト３６側に設けられている位置決め突起５４ａの外周面に嵌め付けられている。これにより、サイドギヤピース８４が、サイドギヤシャフト８６に向かって付勢させられている。なお、本実施例ではサイドギヤ８２およびサイドギヤピース８４が第１回転部材に対応し、サイドギヤシャフト８６が第２回転部材に対応しており、互いの回転部材は共通な軸心回りに回転可能に設けられている。また、コイルスプリング８８が付勢装置に対応している。
【００４６】
また、サイドギヤピース８４の他端部には、サイドギヤシャフト８６に当接する当接面９１が設けられている。この当接面９１には、後述する係合歯９２ｂが設けられており、この係合歯９２ｂは、サイドギヤシャフト８６に同様に設けられている係合歯９２ａと互いに噛み合っている。図６は、サイドギヤ８２およびサイドギヤシャフト８６を矢印Ｅの方向から見た概略図である。図３と同様に外周側の噛み合い歯はサイドギヤ８２のピニオンギヤ３８と噛み合う歯車を表しており、内周側の噛み合い歯はサイドギヤシャフト８６の係合歯９２ａを表している。図６より係合歯９２は、軸の中心から径方向外側に向かって放射状に歯が設けられている。
【００４７】
図７は、図６の係合歯９２ａを矢印Ｇの方向から見た断面図である。なお、図７には噛み合いの状態を表すためサイドギヤピース８４の係合歯９２ｂも同様に示されている。
【００４８】
サイドギヤシャフト８６およびサイドギヤピース８４の一方の歯面９４には圧力角αが設けられており、他方の歯面９６には圧力角βが設けられており、互いに異なる圧力角となっている。
【００４９】
このように構成される差動装置８０において、サイドギヤ８２にトルクが付与されると、サイドギヤピース８４に伝達され、サイドギヤピース８４とサイドギヤシャフト８６の係合歯９２ａ、９２ｂが互いに噛み合い、図７の矢印（ベクトル表記）に示されるように歯面９４に対して垂直な力Ｆが発生する。この力Ｆは、圧力角αによって、互いの噛み合いを外そうとする軸心方向の方向成分であるスラスト力Ｆ１並びにサイドギヤシャフト８６に回転を伝達する方向の方向成分である駆動力Ｆ２に分解される。ここでＳはコイルスプリング８８による付勢力の方向を表しており、スラスト力Ｆ１が付勢力Ｓよりも大きくなると互いの噛み合いが外れる構造となっている。また、互いの噛み合いが外れる限界トルク値は圧力角αおよびコイルスプリング８８を変えることによって自由に変更が可能となっている。
【００５０】
また、係合歯９２ａの歯面９４と隣り合う歯面９６には異なる圧力角βが設けられているため、たとえば後進時においては歯面９６が接触し、圧力角βによってスラスト力ｆ１が決定される。これより、前進時と後進時での限界トルク値を変えることができ、それぞれに要求される強度に応じて調節することができる。
【００５１】
上述のように、本実施例によれば、第１回転部材として機能するサイドギヤ８２およびサイドギヤピース８４と、第２回転部材として機能するサイドギヤシャフト８６とが互いに噛み合う係合歯９２ａおよび９２ｂを備え、その係合歯９２ａ、９２ｂに圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力Ｆ１が発生しコイルスプリング８８の付勢力Ｓよりもスラスト力Ｆ１が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断され各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００５２】
また、本実施例によれば、係合歯９２ａおよび９２ｂの隣り合う歯面９４および９６には異なる圧力角を設けることによって前進時および後進時の噛み合いが解除される限界トルク値を変えることができ、前進時および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００５３】
また、本実施例によれば、サイドギヤピース８４とサイドギヤシャフト８６とが当接するように付勢する部材として、コイルスプリング８８を使用することによって、常に一定の付勢力を付与することができ、コイルスプリング８８を取り変えることで車両の用途に応じた付勢力の調整を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例によれば、ピニオンシャフト３６に設けられている位置決め部材５４の位置決め突起５４ａおよびサイドギヤピース８４の位置決め突起９０にコイルスプリング８８が嵌め付けられるため、衝撃等によるコイルスプリング８８の脱落が防止される。
【００５５】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図８は、本発明の他の実施例である差動装置１００の要部断面図である。差動装置１００は、差動装置８０と比較するとサイドギヤピース１０２、ピニオンシャフト１０４、デフケース１０６の構成が異なり、付勢装置が本実施例では油圧によって付勢されている。
【００５７】
ピニオンシャフト１０４には軸に垂直に伸びる円柱形状の一対の作動油供給軸１０８が設けられている。この一対の作動油供給軸１０８は、サイドギヤピース１０２の一端部に設けられている油穴１１０にオイルシール１１２を介して嵌め入れられ、作動油供給軸１０８の端面と油穴１１０との間に油室１１４が形成される。なお、油室１１４はオイルシール１１２によって油密とされており、サイドギヤピース１０２は作動油供給軸１０８に対して相対回転可能となっている。
【００５８】
また、ピニオンシャフト１０４内には、油路１１６が設けられており、ピニオンシャフト１０４の固定ピン５２が貫通させられている側と反対側の外周面に形成されている作動油供給口１１８から軸心内を通り、作動油供給軸１０８の軸心内を経由して油室１１４に連通させられている。
【００５９】
この作動油供給口１１８は、デフケース１０６内に設けられている油路１２０に連通しており、油路１２０はデファレンシャル装置のハウジング２０に設けられている図示しない作動油供給口に連通されている。
【００６０】
このように構成されている差動装置１００は、ハウジング２０の図示しない作動油供給口から作動油が供給され、デフケース１０６の油路１２０およびピニオンシャフト１０４の油路１１６を経由して油室１１４に供給される。この作動油によって油室１１４には油圧が発生して、サイドギヤピース１０２が油圧による付勢力でサイドギヤシャフト８６に向かって付勢される。また、本実施例では付勢装置が油圧であること以外は前述の実施例と構成が同じであるため、差動装置８０と同様の効果がえられる。
【００６１】
上述のように、本実施例によれば、差動装置１００は前述の実施例と同様の効果が得られると共に、付勢装置として油圧を使用し、その油圧を調整することで皿バネおよびコイルスプリングに比べ大きな付勢力を付与することが可能となるため、大きな差動制限力を必要とする特殊車両等にも適用することができる。
【００６２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６３】
たとえば、本発明は、デファレンシャル装置に限られるものではなく、プロペラシャフトや変速機等の動力伝達装置にも適用することができる。
【００６４】
また、本実施例では、ＦＲ型車両に適用されているがＦＦ型車輌等の他の駆動方式に適用することもできる。
【００６５】
また、差動装置１００の油圧による付勢装置を最初の実施例である差動装置１０に適用することもできる。
【００６６】
また、本実施例では、位置決め突起５４ａはピニオンシャフト３６側に設けられているが、サイドギヤピース４２側に突起を設けて皿バネ４８を固定することもできる。
【００６７】
また、本実施例では、付勢装置はコイルスプリングおよび油圧によって付勢力を発生させているが、電子制御によるカム等、他の様々な手段によって付勢力を発生させるように構成してもよい。
【００６８】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明が適用されたデファレンシャル装置の全体構成を説明する断面図である。
【図２】図１のデファレンシャル装置の差動装置を拡大した要部断面図である。
【図３】図２を矢印Ａから見たサイドギヤを示す図である。
【図４】図３を矢印Ｂからみた断面図である。
【図５】本発明の他の実施例である差動装置の断面図である。
【図６】図５を矢印Ｅから見たサイドギヤおよびサイドギヤシャフトを示す図である。
【図７】図６を矢印Ｇからみた断面図である。
【図８】本発明の他の実施例である差動装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０：デファレンシャル装置 １４、８０、１００：差動装置 ４０、８２：サイドギヤ ４２、８４、１０２：サイドギヤピース ４４、８６：サイドギアシャフト ４８：皿バネ ５８、９１：当接面 ６０、９２：係合歯 ６２、６４、９４、９６：歯面 ８８：コイルスプリング １１４：油室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用動力伝達装置に関するものであり、特に、車両の急発進等で生じる各動力伝達装置への過大トルクの入力を回避するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用動力伝達装置は、エンジンによって発生した動力を駆動輪に伝達する装置のことをいい、通常、変速機、プロペラシャフト、終減速装置、およびドライブシャフト等によって構成されている。たとえば、非特許文献１では、一般的な終減速装置について開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】新型車解説書 トヨタセルシオ（８９年１１月発行）
【０００４】
ところで、車両の動力性能の高性能化といった要求に対し、動力源出力、タイヤのグリップ力や懸架装置等を改善することによって対応している。しかしながら、たとえば車両の急発進時や凸凹の多い道などを走行時に瞬間的に車輪が地面から浮き、着地した瞬間に車輪から各動力伝達装置に非常に大きなトルクが入力される。これが原因となって、ドライブシャフト、プロペラシャフト等の回転軸や差動装置、自動変速機等の歯車の一時的な伝達容量の不足が生じて耐久性が低下する恐れがあった。この問題に対し、各回転軸および歯車等の伝達容量を向上させるために強度を増加させることが考えられるが、強度を上げることによって各装置の大型化、重量化を招き車両の性能が低下する問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両の各動力伝達装置の大型化および重量化を招くことなく車両の急発進等で生じる過大トルクの入力を回避することができる車両用伝達トルク制限装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１にかかる発明の要旨とするところは、車両の動力源から駆動輪に至る動力伝達経路に介装される車両用伝達トルク制限装置であって、（ａ）前記動力源によって回転駆動される第１回転部材と、（ｂ）その第１回転部材に隣接し且つその第１回転部材と共通な軸心まわりに回転可能に設けられた第２回転部材と、（ｃ）その第１および第２回転部材のうち軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢する付勢装置と、（ｄ）その第１および第２回転部材にそれぞれ設けられて互いに噛み合う係合歯とを、含み、（ｅ）その係合歯には、所定以上の伝達トルクが付与されたときに前記付勢装置の付勢力に抗して前記一方の回転部材を軸心方向に移動させて噛み合いを外す圧力角が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２にかかる発明では、請求項１に記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記互いに噛み合う係合歯の隣り合う歯面には、互いに異なる圧力角が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３にかかる発明では、請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記付勢装置は、前記第１および第２回転部材の一方に当接すると共に、他方の回転部材に向かって軸心方向に付勢する皿バネまたはコイルスプリングであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４にかかる発明では、請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置において、前記付勢装置は、前記一方の回転部材に推力を付与するための油圧室を備え、その一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢するように該油室内に油圧が作用されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５にかかる発明では、請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置において、（ａ）前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記皿バネを備えるディファレンシャル装置であり、（ｂ）前記第１回転部材は該サイドギヤによって構成されると共に、前記第２回転部材はそのサイドギヤピースおよびそのサイドギヤシャフトによって構成され、（ｃ）そのサイドギヤは、前記サイドギヤシャフトの外周面に相対回転可能に嵌め入れられ、（ｄ）そのサイドギヤピースは、そのサイドギヤシャフトの外周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、（ｅ）前記係合歯は、互いに隣接するそのサイドギヤおよびサイドギヤピースの当接面にそれぞれ設けられ、（ｆ）前記付勢装置は、そのサイドギヤピースをそのサイドギヤに向かって付勢する皿バネにより構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６にかかる発明では、請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置において、（ａ）前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記コイルスプリングを備えるディファレンシャル装置であり、（ｂ）前記第１回転部材はそのサイドギヤおよびそのサイドギヤピースによって構成されると共に、前記第２回転部材はそのサイドギヤシャフトによって構成され、（ｃ）そのサイドギヤピースはそのサイドギヤの内周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、（ｄ）前記係合歯は、互いに隣接するそのサイドギヤピースおよびそのサイドギヤシャフトの当接面にそれぞれ設けられ、（ｅ）前記付勢装置は、そのサイドギヤピースをそのサイドギヤシャフトに向かって付勢する前記コイルスプリングから構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる発明によれば、たとえば車輪から動力伝達装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、係合歯の圧力角によって前記軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を軸心方向に移動させて互いの回転部材の噛み合いを外そうとする付勢装置による付勢力よりも大きいスラスト力が発生するため、互いの回転部材の噛み合いが解除され、各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００１３】
請求項２にかかる発明によれば、隣り合う歯面の圧力角を異なるようにすることで、前進時と後進時の噛み合いが解除される限界トルク値に差をつけることができ、前進および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００１４】
請求項３にかかる発明によれば、一方の回転部材に対して常に一定の付勢力を付与することができ、更に皿バネおよびコイルスプリングを取り変えることで車両の用途に応じた付勢力の調整を行うことができる。
【００１５】
請求項４にかかる発明によれば、油圧を調整することによって、皿バネおよびコイルスプリングに比べ大きな付勢力を付与することが可能になるため、大きな差動制限力を必要とする特殊車輌等にも適用がすることができる。
【００１６】
請求項５にかかる発明によれば、ディファレンシャル装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、互いに隣接するサイドギヤおよびサイドギヤピースの係合歯に設けられている圧力角によって、互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し、このスラスト力が皿バネの付勢力よりも大きくなると、サイドギヤおよびサイドギヤピースの噛み合いが解除され、ディファレンシャル装置以後の動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００１７】
請求項６にかかる発明によれば、ディファレンシャル装置に非常に大きなトルクが付与されたとき、互いに隣接するサイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトの係合歯に設けられている圧力角によって、互いの噛み合いを外そうとするスラスト力が発生し、このスラスト力がコイルスプリングの付勢力よりも大きくなると、サイドギヤピースおよびサイドギヤシャフトの噛み合いが解除され、各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は、本発明の一実施例であるディファレンシャル装置１０の断面図である。このデファレンシャル装置１０は、ＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）型車両に好適に用いられるものである。
【００１９】
ディファレンシャル装置１０は、終減速装置１２と差動装置１４とが一体となって構成されており、図示しないエンジンからの回転が変速機によって変速された後、図示しないプロペラシャフトを介してディファレンシャル装置１０に伝達される。
【００２０】
終減速装置１２は、プロペラシャフトの後端に連結されているドライブピニオン１６およびリングギヤ１８によって構成されている。ドライブピニオン１６およびリングギヤ１８は互いに噛み合っており、終減速装置１２によってドライブピニオン１６の回転が減速され差動装置１４に伝達される。
【００２１】
ドライブピニオン１６は、非回転部材であるハウジング２０にベアリング２２およびベアリング２４を介して回転可能に支持され、ドライブピニオン１６にスプライン嵌合されているフランジ２６に図示しないプロペラシャフトがボルトによって接続されることにより回転駆動させられる。
【００２２】
リングギヤ１８は後述する差動装置１４のディファレンシャルケース２８（以下はデフケース２８と記載する）にボルト３０によって接続されている。
【００２３】
差動装置１４は、回転体としてたとえば鋳鉄製のデフケース２８を有しており、このデフケース２８は、ハウジング２０にベアリング３２およびベアリング３４を介して回転可能に支持されており、リングギヤ１８に接続されることによって軸心Ｃを中心に回転駆動させられる。
【００２４】
図２は、図１の差動装置１４を拡大した要部断面図である。差動装置１４は、デフケース２８内にピニオンシャフト３６、一対のピニオンギヤ３８、一対のサイドギヤ４０、一対のサイドギヤピース４２、一対のサイドギヤシャフト４４、および一対の皿バネ４８を備えている。なお、差動装置１４は、軸心Ｃおよび軸心Ｄに対して略対称に構成されている。
【００２５】
デフケース２８には、軸心Ｃと同一軸心上に一対の筒部２８ａが設けられており、それら一対の筒部２８ａにはサイドギヤシャフト４４がそれぞれデフケース２８に対して相対回転可能に嵌め入れられている。さらに、一対のサイドギヤシャフト４４の外周面にはそれぞれサイドギヤ４０がサイドギヤシャフト４４に対して相対回転可能に嵌め入れられている。このサイドギヤ４０のピニオンシャフト３６に接近する側の端面には、後述するサイドギヤピース４２を収容するための陥没面５６が設けられている。なお、本実施例では、サイドギヤ４０が第１回転部材に対応する。
【００２６】
また、デフケース２８には軸心Ｃに垂直にピニオンシャフト３６が挿通されている。このピニオンシャフト３６は、デフケース２８を貫通するピン穴５０に挿入されている固定ピン５２に貫通させられることによって軸方向への移動が阻止させられている。これにより、ピニオンシャフト３６はデフケース２８と軸心Ｃを中心に一体的に回転させられる。
【００２７】
ピニオンシャフト３６の両端部には一対のピニオンギヤ３８が回転可能に嵌め入れられており、それぞれサイドギヤ４０の歯車４０ａと噛み合っている。
【００２８】
また、ピニオンシャフト３６の外周面には角柱形状を有する位置決め部材５４が嵌め付けられており、サイドギヤシャフト４４の端面に接近する側の面にはそれぞれ円柱状の位置決め突起５４ａが設けられている。
【００２９】
サイドギヤシャフト４４の端部は軸径が小径となった小径軸部４４ａが設けられており、この小径軸部４４ａの外周面にはサイドギヤピース４２がスプライン嵌合されている。これより、サイドギヤピース４２はサイドギヤシャフト４４と一体的に回転させられると共に、サイドギヤシャフト４４に対して軸心方向に移動可能とされている。なお、本実施例では、サイドギヤピース４２とサイドギヤシャフト４４とが第２回転部材に対応しており、第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と共通の軸心まわりに回転可能に設けられている。
【００３０】
サイドギヤピース４２は環状部材であり、径方向外側に伸びる鍔部４２ａが環状に設けられている。この鍔部４２ａのピニオンシャフト３６に接近する側の一端部には皿バネ４８の一端が当接させられており、皿バネ４８の他端は位置決め突起５４ａの外周面に嵌め入れられている。これにより、皿バネ４８は、サイドギヤピース４２をサイドギヤ４０に向かって付勢している。なお、本実施例では、皿バネ４８が本発明の付勢装置に対応する。
【００３１】
一方、サイドギヤピース４２の鍔部４２ａの他端部は、サイドギヤ４０の陥没面５６に当接させられている。また、サイドギヤ４０の陥没面５６の反対側の面では、デフケース２８に支持されているスラスト座金５７に当接させられているため、軸心方向への移動が禁止されている。
【００３２】
また、陥没面５６のサイドギヤピース４２とサイドギヤ４０とが互いに当接する当接面５８は、それぞれ後述する互いに噛み合う係合歯６０ａおよび６０ｂが設けられている。図３は、図２のサイドギヤ４０を軸心Ｃと平行に矢印Ａ方向から見た概略図である。図３において、外周側の噛み合い歯はサイドギヤ４０の歯車４０ａを表しており、内周側の噛み合い歯はサイドギヤ４０の係合歯６０ａを表している。このサイドギヤ４０の歯車４０ａにはピニオンギヤ３８が噛み合わされ、内周側の係合歯６０ａにはサイドギヤピース４２の係合歯６０ｂが噛み合わされる。
【００３３】
図４は、図３の係合歯６０ａを矢印Ｂの方向から見た断面図である。なお、図４では、噛合い状態を表すため、サイドギヤピース４２の係合歯６０ｂも同様に示されている。
【００３４】
サイドギヤ４０およびサイドギヤピース４２の一方の歯面６２には圧力角αが設けられており、他方の歯面６４には圧力角βが設けられており、互いに異なる圧力角となっている。
【００３５】
このように構成される差動装置１４において、たとえばサイドギヤ４０にトルクが付与されると、サイドギヤ４０とサイドギヤピース４２の係合歯６０ａ、６０ｂが互いに噛み合い、図４の矢印（ベクトル表記）に示されるように歯面６２に対して垂直な力Ｆが発生する。この力Ｆは、圧力角αによって、互いの噛み合いを外そうとする軸心方向の方向成分であるスラスト力Ｆ１並びにサイドギヤピースに回転を伝達する方向の方向成分である駆動力Ｆ２に分解される。ここで、図４に示されるＳは皿バネ４８による付勢力の方向を表しており、スラスト力Ｆ１が付勢力Ｓよりも大きくなると互いの噛み合いが外れる構造となっている。また、互いの噛み合いが外れる限界トルク値は圧力角αおよび皿バネ４８の付勢力を変えることによって自由に変更が可能となっている。
【００３６】
また、係合歯６０ａの歯面６２と隣り合う歯面６４には異なる圧力角βが設けられている。これより、たとえば後進時においては歯面６４が接触し、圧力角βによって前進時のスラスト力Ｆ１とは異なるスラスト力ｆ１が決定される。これより、圧力角を変えることで前進時と後進時での限界トルク値を変えることができ、それぞれに要求される強度に応じて調節することができる。
【００３７】
上述のように、本実施例によれば、第１回転部材として機能するサイドギヤ４０と、第２回転部材として機能するサイドギヤピース４２およびサイドギヤシャフト４４とが互いに噛み合う係合歯６０ａおよび６０ｂを備え、その係合歯６０ａ、６０ｂに圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力Ｆ１が発生し皿バネ４８の付勢力Ｓよりもスラスト力Ｆ１が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断されディファレンシャル装置以後の動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００３８】
また、本実施例によれば、係合歯６０ａおよび６０ｂの隣り合う歯面６２および６４には異なる圧力角を設けることによって前進時および後進時の噛み合いが解除される限界トルク値を変えることができ、前進時および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００３９】
また、本実施例によれば、サイドギヤピース４２とサイドギヤ４０とが当接するように付勢する部材として、皿バネ４８を使用することによって、常に一定の付勢力を付与することができ、皿バネ４８を取り変えることで部品公差等に適合した付勢力の調整をすることができる。
【００４０】
また、本実施例によれば、皿バネ４８は、サイドギヤピース４２を介してサイドギヤ４０がスラスト座金５７部よりデフケース２８を押圧するため、皿バネ４８がＬＳＤ（差動制限装置）として機能させることができる。
【００４１】
また、本実施例によれば、ピニオンシャフト３６に設けられている位置決め部材５４の位置決め突起５４ａによって皿バネ４８の位置が固定され、衝撃等による皿バネ４８の脱落が防止される。
【００４２】
また、本実施例によれば、サイドギヤ４０に陥没面５６が設けられることによって、サイドギヤ４０とサイドギヤピース４２とが径方向において重複されるさめ、軸心Ｃ方向の軸長を抑えることができる。
【００４３】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図５は、本発明の他の実施例である差動装置８０の要部断面図である。差動装置８０は、差動装置１４と比較するとサイドギヤ８２、サイドギヤピース８４、およびサイドギヤシャフト８６の構成が異なり、付勢装置が本実施例ではコイルスプリング８８となっている。
【００４５】
サイドギヤ８２の内周面にはサイドギヤピース８４がスプライン嵌合されており、サイドギヤ８２とサイドギヤピース８４とは一体的に回転させられる。また、サイドギヤピース８４は軸心方向に移動可能とされている。このサイドギヤピース８４のピニオンシャフト３６に接近する側の一端部には円柱状の位置決め突起９０が設けられ、この位置決め突起９０の外周面にコイルスプリング８８の一端が嵌め付けられている。一方、コイルスプリング８８の他端は、ピニオンシャフト３６側に設けられている位置決め突起５４ａの外周面に嵌め付けられている。これにより、サイドギヤピース８４が、サイドギヤシャフト８６に向かって付勢させられている。なお、本実施例ではサイドギヤ８２およびサイドギヤピース８４が第１回転部材に対応し、サイドギヤシャフト８６が第２回転部材に対応しており、互いの回転部材は共通な軸心回りに回転可能に設けられている。また、コイルスプリング８８が付勢装置に対応している。
【００４６】
また、サイドギヤピース８４の他端部には、サイドギヤシャフト８６に当接する当接面９１が設けられている。この当接面９１には、後述する係合歯９２ｂが設けられており、この係合歯９２ｂは、サイドギヤシャフト８６に同様に設けられている係合歯９２ａと互いに噛み合っている。図６は、サイドギヤ８２およびサイドギヤシャフト８６を矢印Ｅの方向から見た概略図である。図３と同様に外周側の噛み合い歯はサイドギヤ８２のピニオンギヤ３８と噛み合う歯車を表しており、内周側の噛み合い歯はサイドギヤシャフト８６の係合歯９２ａを表している。図６より係合歯９２は、軸の中心から径方向外側に向かって放射状に歯が設けられている。
【００４７】
図７は、図６の係合歯９２ａを矢印Ｇの方向から見た断面図である。なお、図７には噛み合いの状態を表すためサイドギヤピース８４の係合歯９２ｂも同様に示されている。
【００４８】
サイドギヤシャフト８６およびサイドギヤピース８４の一方の歯面９４には圧力角αが設けられており、他方の歯面９６には圧力角βが設けられており、互いに異なる圧力角となっている。
【００４９】
このように構成される差動装置８０において、サイドギヤ８２にトルクが付与されると、サイドギヤピース８４に伝達され、サイドギヤピース８４とサイドギヤシャフト８６の係合歯９２ａ、９２ｂが互いに噛み合い、図７の矢印（ベクトル表記）に示されるように歯面９４に対して垂直な力Ｆが発生する。この力Ｆは、圧力角αによって、互いの噛み合いを外そうとする軸心方向の方向成分であるスラスト力Ｆ１並びにサイドギヤシャフト８６に回転を伝達する方向の方向成分である駆動力Ｆ２に分解される。ここでＳはコイルスプリング８８による付勢力の方向を表しており、スラスト力Ｆ１が付勢力Ｓよりも大きくなると互いの噛み合いが外れる構造となっている。また、互いの噛み合いが外れる限界トルク値は圧力角αおよびコイルスプリング８８を変えることによって自由に変更が可能となっている。
【００５０】
また、係合歯９２ａの歯面９４と隣り合う歯面９６には異なる圧力角βが設けられているため、たとえば後進時においては歯面９６が接触し、圧力角βによってスラスト力ｆ１が決定される。これより、前進時と後進時での限界トルク値を変えることができ、それぞれに要求される強度に応じて調節することができる。
【００５１】
上述のように、本実施例によれば、第１回転部材として機能するサイドギヤ８２およびサイドギヤピース８４と、第２回転部材として機能するサイドギヤシャフト８６とが互いに噛み合う係合歯９２ａおよび９２ｂを備え、その係合歯９２ａ、９２ｂに圧力角αを設けることで、所定以上の伝達トルクが付与されると圧力角αによって互いの噛み合いを外そうとするスラスト力Ｆ１が発生しコイルスプリング８８の付勢力Ｓよりもスラスト力Ｆ１が大きくなると互いの噛み合いが外れるため、伝達トルクが遮断され各動力伝達装置への過大トルクの入力が回避される。
【００５２】
また、本実施例によれば、係合歯９２ａおよび９２ｂの隣り合う歯面９４および９６には異なる圧力角を設けることによって前進時および後進時の噛み合いが解除される限界トルク値を変えることができ、前進時および後進時にそれぞれ適した大きさの過大入力トルクの回避が可能となる。
【００５３】
また、本実施例によれば、サイドギヤピース８４とサイドギヤシャフト８６とが当接するように付勢する部材として、コイルスプリング８８を使用することによって、常に一定の付勢力を付与することができ、コイルスプリング８８を取り変えることで車両の用途に応じた付勢力の調整を行うことができる。
【００５４】
また、本実施例によれば、ピニオンシャフト３６に設けられている位置決め部材５４の位置決め突起５４ａおよびサイドギヤピース８４の位置決め突起９０にコイルスプリング８８が嵌め付けられるため、衝撃等によるコイルスプリング８８の脱落が防止される。
【００５５】
つぎに、本発明の他の実施例を説明する。なお、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５６】
図８は、本発明の他の実施例である差動装置１００の要部断面図である。差動装置１００は、差動装置８０と比較するとサイドギヤピース１０２、ピニオンシャフト１０４、デフケース１０６の構成が異なり、付勢装置が本実施例では油圧によって付勢されている。
【００５７】
ピニオンシャフト１０４には軸に垂直に伸びる円柱形状の一対の作動油供給軸１０８が設けられている。この一対の作動油供給軸１０８は、サイドギヤピース１０２の一端部に設けられている油穴１１０にオイルシール１１２を介して嵌め入れられ、作動油供給軸１０８の端面と油穴１１０との間に油室１１４が形成される。なお、油室１１４はオイルシール１１２によって油密とされており、サイドギヤピース１０２は作動油供給軸１０８に対して相対回転可能となっている。
【００５８】
また、ピニオンシャフト１０４内には、油路１１６が設けられており、ピニオンシャフト１０４の固定ピン５２が貫通させられている側と反対側の外周面に形成されている作動油供給口１１８から軸心内を通り、作動油供給軸１０８の軸心内を経由して油室１１４に連通させられている。
【００５９】
この作動油供給口１１８は、デフケース１０６内に設けられている油路１２０に連通しており、油路１２０はデファレンシャル装置のハウジング２０に設けられている図示しない作動油供給口に連通されている。
【００６０】
このように構成されている差動装置１００は、ハウジング２０の図示しない作動油供給口から作動油が供給され、デフケース１０６の油路１２０およびピニオンシャフト１０４の油路１１６を経由して油室１１４に供給される。この作動油によって油室１１４には油圧が発生して、サイドギヤピース１０２が油圧による付勢力でサイドギヤシャフト８６に向かって付勢される。また、本実施例では付勢装置が油圧であること以外は前述の実施例と構成が同じであるため、差動装置８０と同様の効果がえられる。
【００６１】
上述のように、本実施例によれば、差動装置１００は前述の実施例と同様の効果が得られると共に、付勢装置として油圧を使用し、その油圧を調整することで皿バネおよびコイルスプリングに比べ大きな付勢力を付与することが可能となるため、大きな差動制限力を必要とする特殊車両等にも適用することができる。
【００６２】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００６３】
たとえば、本発明は、デファレンシャル装置に限られるものではなく、プロペラシャフトや変速機等の動力伝達装置にも適用することができる。
【００６４】
また、本実施例では、ＦＲ型車両に適用されているがＦＦ型車輌等の他の駆動方式に適用することもできる。
【００６５】
また、差動装置１００の油圧による付勢装置を最初の実施例である差動装置１０に適用することもできる。
【００６６】
また、本実施例では、位置決め突起５４ａはピニオンシャフト３６側に設けられているが、サイドギヤピース４２側に突起を設けて皿バネ４８を固定することもできる。
【００６７】
また、本実施例では、付勢装置はコイルスプリングおよび油圧によって付勢力を発生させているが、電子制御によるカム等、他の様々な手段によって付勢力を発生させるように構成してもよい。
【００６８】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明が適用されたデファレンシャル装置の全体構成を説明する断面図である。
【図２】図１のデファレンシャル装置の差動装置を拡大した要部断面図である。
【図３】図２を矢印Ａから見たサイドギヤを示す図である。
【図４】図３を矢印Ｂからみた断面図である。
【図５】本発明の他の実施例である差動装置の断面図である。
【図６】図５を矢印Ｅから見たサイドギヤおよびサイドギヤシャフトを示す図である。
【図７】図６を矢印Ｇからみた断面図である。
【図８】本発明の他の実施例である差動装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０：デファレンシャル装置 １４、８０、１００：差動装置 ４０、８２：サイドギヤ ４２、８４、１０２：サイドギヤピース ４４、８６：サイドギアシャフト ４８：皿バネ ５８、９１：当接面 ６０、９２：係合歯 ６２、６４、９４、９６：歯面 ８８：コイルスプリング １１４：油室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の動力源から駆動輪に至る動力伝達経路に介装される車両用伝達トルク制限装置であって、
前記動力源によって回転駆動される第１回転部材と、
該第１回転部材に隣接し且つ該第１回転部材と共通な軸心まわりに回転可能に設けられた第２回転部材と、
該第１および第２回転部材のうち軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢する付勢装置と、
該第１および第２回転部材にそれぞれ設けられて互いに噛み合う係合歯とを、含み、
該係合歯には、所定以上の伝達トルクが付与されたときに前記付勢装置の付勢力に抗して前記一方の回転部材を軸心方向に移動させて噛み合いを外す圧力角が設けられていることを特徴とする車両用伝達トルク制限装置。
【請求項２】
前記互いに噛み合う係合歯の隣り合う歯面には、互いに異なる圧力角が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項３】
前記付勢装置は、前記第１および第２回転部材の一方に当接すると共に、他方の回転部材に向かって軸心方向に付勢する皿バネまたはコイルスプリングであることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項４】
前記付勢装置は、前記一方の回転部材に推力を付与するための油圧室を備え、該一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢するように該油室内に油圧が作用されることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項５】
前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記皿バネを備えるディファレンシャル装置であり、
前記第１回転部材は該サイドギヤによって構成されると共に、前記第２回転部材は該サイドギヤピースおよび該サイドギヤシャフトによって構成され、
該サイドギヤは、前記サイドギヤシャフトの外周面に相対回転可能に嵌め入れられ、
該サイドギヤピースは、該サイドギヤシャフトの外周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、
前記係合歯は、互いに隣接する該サイドギヤおよびサイドギヤピースの当接面にそれぞれ設けられ、
前記付勢装置は、該サイドギヤピースを該サイドギヤに向かって付勢する皿バネにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項６】
前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記コイルスプリングを備えるディファレンシャル装置であり、
前記第１回転部材は該サイドギヤおよび該サイドギヤピースによって構成されると共に、前記第２回転部材は該サイドギヤシャフトによって構成され、
該サイドギヤピースは該サイドギヤの内周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、
前記係合歯は、互いに隣接する該サイドギヤピースおよび該サイドギヤシャフトの当接面にそれぞれ設けられ、
前記付勢装置は、該サイドギヤピースを該サイドギヤシャフトに向かって付勢する前記コイルスプリングから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項１】
車両の動力源から駆動輪に至る動力伝達経路に介装される車両用伝達トルク制限装置であって、
前記動力源によって回転駆動される第１回転部材と、
該第１回転部材に隣接し且つ該第１回転部材と共通な軸心まわりに回転可能に設けられた第２回転部材と、
該第１および第２回転部材のうち軸心方向に相対移動可能な一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢する付勢装置と、
該第１および第２回転部材にそれぞれ設けられて互いに噛み合う係合歯とを、含み、
該係合歯には、所定以上の伝達トルクが付与されたときに前記付勢装置の付勢力に抗して前記一方の回転部材を軸心方向に移動させて噛み合いを外す圧力角が設けられていることを特徴とする車両用伝達トルク制限装置。
【請求項２】
前記互いに噛み合う係合歯の隣り合う歯面には、互いに異なる圧力角が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項３】
前記付勢装置は、前記第１および第２回転部材の一方に当接すると共に、他方の回転部材に向かって軸心方向に付勢する皿バネまたはコイルスプリングであることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項４】
前記付勢装置は、前記一方の回転部材に推力を付与するための油圧室を備え、該一方の回転部材を他方の回転部材に向かって付勢するように該油室内に油圧が作用されることを特徴とする請求項１または２の何れかに記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項５】
前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記皿バネを備えるディファレンシャル装置であり、
前記第１回転部材は該サイドギヤによって構成されると共に、前記第２回転部材は該サイドギヤピースおよび該サイドギヤシャフトによって構成され、
該サイドギヤは、前記サイドギヤシャフトの外周面に相対回転可能に嵌め入れられ、
該サイドギヤピースは、該サイドギヤシャフトの外周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、
前記係合歯は、互いに隣接する該サイドギヤおよびサイドギヤピースの当接面にそれぞれ設けられ、
前記付勢装置は、該サイドギヤピースを該サイドギヤに向かって付勢する皿バネにより構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【請求項６】
前記車両用伝達トルク制限装置は、サイドギヤ、サイドギヤピース、サイドギヤシャフト、および前記コイルスプリングを備えるディファレンシャル装置であり、
前記第１回転部材は該サイドギヤおよび該サイドギヤピースによって構成されると共に、前記第２回転部材は該サイドギヤシャフトによって構成され、
該サイドギヤピースは該サイドギヤの内周面にスプライン嵌合されることによって軸心方向の移動が可能な状態で一体的に回転させられ、
前記係合歯は、互いに隣接する該サイドギヤピースおよび該サイドギヤシャフトの当接面にそれぞれ設けられ、
前記付勢装置は、該サイドギヤピースを該サイドギヤシャフトに向かって付勢する前記コイルスプリングから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の車両用伝達トルク制限装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−７８１２８（Ｐ２００７−７８１２８Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６９０７９（Ｐ２００５−２６９０７９）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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