車輛用傳遞扭矩限制裝置的製作方法

2023-10-22 15:58:32 2

專利名稱：車輛用傳遞扭矩限制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種車輛用傳遞扭矩限制裝置，其用於例如動力傳遞裝置 中，並且限制例如在車輛快^動時過量扭矩輸入到動力傳遞裝置。
背景技術：
車輛用動力傳遞裝置設置在從發動機到驅動輪的動力傳遞路徑中以將 產生於發動機處的動力傳遞到每個驅動輪。通常，其由變速器、傳動軸、最終減速設備、驅動軸等構成。例如，"New-type Car Manual TOYOTA CELSIOR，， ( 1988年11月由豐田自動車林式會社發行)披露了一種通常 的最終減速裝置，其包括一體構成的減速設備和差動設備。發動機的驅動 扭矩被輸入到動力傳遞設備中，並然後^^傳遞到驅動輪，同時，與驅動扭 矩平衡的反作用扭矩從驅動輪輸入到動力傳遞裝置中。存在提高車輛動力性能的需求，並且改善動力源的輸出、輪胎的抓地 力、懸架設備等以滿足這種需求。在此，當車輛快il^動時或者車輛行駛 在不平整的道路上時，驅動輪瞬時地懸離道路，且驅動扭矩和反作用扭矩 瞬時地降低。然後，在驅動輪落到道路上的時刻，極大的驅動扭矩和Jl作用扭矩輸 入到動力傳遞裝置。這可能引起例如驅動軸、傳動軸等旋轉軸的傳遞能力 或者設置在差動裝置、自動變速設備等中的齒輪的承載能力的暫時不足。 從而，軸或齒輪的耐久度可能降低。為了克服上述問題，可以設想例如增大軸和齒輪的尺寸從而增加它們 的強度，從而增加軸和齒輪的動力傳遞能力。但是，擔心增強後的軸和齒 輪可能使動力傳遞裝置尺寸大、重量沉，因此使得車輛的質量下降。發明內容本發明正是鑑於上述情況做出的。因此本發明的目的是提供一種傳遞 扭矩限制裝置，其用於動力傳遞裝置中並且能夠限制由車輛的快i^動等6所引起的過量扭矩輸入，而且不會使動力傳遞裝置尺寸變大或重量變重。如權利要求1所述的本發明的特徵在於一種車輛用傳遞扭矩限制裝 置，其構成設置在從動力源延伸到驅動輪的動力傳遞路徑中的動力傳遞裝 置的一部分，用於限制過量扭矩輸入到動力傳遞裝置，所述車輛用傳遞扭矩限制裝置包括U)第一旋轉構件，其通過所述動力源繞軸線旋轉；(b)第二旋轉構件，其與所述第 一旋轉構件相鄰地設置在所述動力傳遞路徑上以繞所述軸線旋轉；(c)第一接合齒和第二M齒，其分別設置在所述第 一旋轉構件和所述第二旋轉構件上以彼此嚙合；以及(d)偏壓機構，其 用於偏壓能夠朝所述第 一旋轉構件和所述第二旋轉構件之一移動的所述 第 一旋轉構件和所述第二旋轉裝置中的另 一個，使得所述第 一掩^齒和所 述第二a齒彼此嚙合；其中每一個所述第一接合齒以及每一個所述第二接合齒都設置有預 定值的壓力角，其作用是當超過預定值的過量扭矩輸入到所述第一旋轉構 件或所述第二旋轉構件時抵抗由所述偏壓機構施加的偏壓力而移動所述 能夠移動的旋轉構件，從而脫開所述第一掩^齒和所述第二備^齒之間的 嚙合。根據如權利要求1所述的發明，在例如車輛快il^動時，當極大的驅 動扭矩和反作用扭矩被輸入到動力傳遞裝置時，由於分別設置於第一旋轉 構件的第一#^齒和第二旋轉構件的第二#^齒上的壓力角，所述能夠移 動的旋轉構件相對於不能移動的旋轉構件軸向移動。因此，由此產生並大於偏壓機構所施加的偏壓力的推力起作用，從而 脫開第一#^齒和第二#^齒之間的嚙合。在此，能夠限制過量扭矩輸入 到動力傳遞裝置。如權利要求2所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其中每 一個第一接合齒的成對齒面都設置有一對不同值的壓力角，且每一個第二 備^齒中的成對齒面都^:置有一對不同值的壓力角。根據如權利要求2所述的發明，第一接合齒的成對齒面之間的成對壓 力角是不同的，且第二M齒的成對齒面之間的成對壓力角也是不同的。 因此，可以在車輛前向行駛和反向行駛之間改變第一掩^齒和第二掩^齒 之間的接合脫開時的臨界扭矩值。從而，在前向行駛和反向行駛中，可分 別在適當的值處限制或消除過量扭矩的輸入。如權利要求3和4所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其 中偏壓^J是盤簧或巻簧，所述偏壓機構與第二旋轉構件同軸地設置，並 且所述偏壓機構的一端抵靠所述能夠移動的旋轉構件以朝不能夠移動的 旋轉構件偏壓所述能夠移動的旋轉構件。根據如權利要求3和4所述的發明，所述盤簧和巻簧可一直以恆定的 偏壓力朝不能夠移動的旋轉構件偏壓能夠移動的旋轉構件。而且，取決於車輛的用途，可通過更換盤簧或巻簧來調整偏壓力的大小。如權利要求5和6所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其 中偏壓機構包括加壓油室，所述加壓油室容納用於朝所述不能夠移動的旋 轉構件偏壓所述能夠移動的旋轉構件的加壓液壓油。根據如權利要求5和6所述的發明，加壓液壓迴路能夠提供比盤簧或 巻簧更大的偏壓力，il^本發明應用於需要較大限制力的特定車輛時是有 效的。如權利要求7所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，(i)其 中所述傳遞扭矩限制裝置是差動齒輪單元，所述差動齒輪單元包括一對半 軸齒輪、 一對半軸齒輪配件、 一對半軸齒輪軸以及一對所述盤簧，並且(ii) 構成所述第一旋轉構件的所述半軸齒輪以能夠旋轉的方式裝配在所述半 軸齒輪軸的外周面上；構成所述第二旋轉構件的所述半軸齒輪配件花鍵配 合在所述半軸齒輪軸的外周面上以與所述半軸齒輪軸一起旋轉並能夠相 對於所述半軸齒輪軸軸向移動，且與所述半軸齒輪相鄰；所述第一^齒 和所述第二接合齒分別設置在所述半軸齒輪的抵靠面和與其相鄰的所述 半軸齒輪配件的抵靠面上；並且所述偏壓機構由朝所述半軸齒輪偏壓所述 半軸齒輪配件的所述一對盤簧構成。根據如權利要求7所述的發明，當大的扭矩(即驅動扭矩和反作用扭 矩)施加於差動齒輪單元時，由於設置在第一掩^齒和第二^齒上的壓 力角所產生的推力，半軸齒輪配件相對於半軸齒輪移動。因此，當推力變 得大於偏壓力時第一掩^齒和第二掩^齒之間的掩^脫開，從而限制過量 扭矩輸入到動力傳遞裝置。如權利要求8所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，(i)其 中所述傳遞扭矩限制裝置是差動齒輪單元，所述差動齒輪單元包括一對半 軸齒輪、 一對半軸齒輪配件、 一對半軸齒輪軸以及一對巻簧，並且(ii)構成所述第一旋轉構件的所述半軸齒輪配件花鍵配合在所述半軸齒輪的 內周面上以與所述半軸齒輪一起旋轉，並且能夠相對於所述半軸齒輪軸向移動；構成所述第二旋轉構件的所述半軸齒輪軸與所述半軸齒輪配件相 鄰；所述第一^^齒和所述第二^齒分別設置在所述半軸齒輪配件的抵 靠面和與其相鄰的所述半軸齒輪軸的抵靠面上；並且所述偏壓機構由朝所 述半軸齒輪軸偏壓所述半軸齒輪配件的一對巻簧構成。根據如權利要求8所述的發明，當大的扭矩(即驅動扭矩和反作用扭 矩)施加於差動齒輪單元時，由於設置在第一掩^齒和第二M齒上的壓 力角產生的推力，半軸齒輪配件相對於半軸齒輪軸移動。因此，當推力變 得大於偏壓力時，第一#^齒和第二^齒之間的嚙合脫開。如權利要求9所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其中每 一個所述半軸齒輪都具有環形形狀，所述每一個半軸齒輪配件都具有直徑 小於所述半軸齒輪的直徑的環形形狀，並且所述半軸齒輪配件以嵌合狀態 保持在形成於所述半軸齒輪的端面上的凹部內。根據權利要求9所述的發明，其中齒輪配件以嵌合狀態保持在半軸齒輪中，能夠縮短半軸齒輪和半 軸齒輪配件的總軸向長度。如權利要求10所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其中所 述半軸齒輪配件和所述半軸齒輪軸分別呈圓柱形狀，並且成一直線地設 置。如權利要求11所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其中 經所述半軸齒輪、所述半軸齒輪配件以及所述半軸齒輪軸以這種順序傳遞 驅動扭矩，並且在驅動扭矩的傳遞路徑中，所述半軸齒輪置於所述半軸齒 輪配件的上遊。如權利要求12所述的發明的特徵在於一種傳遞扭矩限制裝置，其中 經所述半軸齒輪、所述半軸齒輪配件以及所述半軸齒輪軸以這種順序傳遞 驅動扭矩，並且在驅動扭矩的傳遞路徑中，所述半軸齒輪配件置於所述半 軸齒輪軸的上遊。


參照附圖，通過閱讀下文對本發明的優選實施方式的詳細說明，可以 更好地理解本發明的上述及其它目的、特徵、優點以及工業意義和技術義。圖1是應用了根據本發明第一實施方式的傳遞扭矩限制裝置的差動裝置的橫截面圖，圖中示出差動裝置的整體構造；圖2是示出圖1中所示差動裝置的差動齒輪單元的局部放大圖；圖3是沿圖1中的線A剖取的視圖，其中示出半軸齒輪；圖4是沿圖2中的線B剖取的橫截面圖；圖5是根據本發明的第二實施方式的差動齒輪單元的橫截面圖；圖6是沿圖5中的線E剖取的視圖，並且示出半軸齒輪和半軸齒輪軸；圖7是沿圖6中的線G剖取的橫截面圖；以及圖8是根據本發明第三實施方式的差動齒輪單元的橫截面圖。
具體實施方式
參照附圖，下面將詳細描述本發明的優選實施方式。 圖1是構成動力傳遞裝置的一部分的差動裝置10的橫截面圖，圖中 示出本發明的一種實施方式。此差動裝置10用於FR (前置發動機後輪驅 動)型車輛的後部以吸收左輪和右輪之間的轉數差，使得車輛可以沿彎曲 的道#駛。在發動機(未圖示)處產生的驅動扭矩在變速器(未圖示) 處變速後經由傳動軸(未圖示)傳遞到差動裝置IO。差動裝置10包括彼此構造成一體的最終減速i殳備12和差動齒輪單元 14。最終減速設備12由驅動小齒輪16及與其嚙合的環形齒輪18構成。驅 動小齒輪16結合到傳動軸的後端，並且由固定殼體20通過軸承22和24 以可旋轉方式支撐。凸緣26花鍵配合到驅動小齒輪16的前端，其通過螺 栓與傳動軸結合，使得驅動小齒輪16由傳動軸旋轉。與設置在驅動小齒輪16後端處的齒輪17嚙合的環形齒輪18通過螺栓 30結合到差動齒輪單元14的差速器箱28，這將在後面進懺沈明。最終減 速設備12減速驅動小齒輪16的旋轉並且將減速後的轉動傳遞到差動齒輪 單元14。差動齒輪單元14包括旋轉的差速器箱28以及置於差速器箱28中的一對小齒輪38、 一對半軸齒輪40等。由鑄鐵製成的差速器箱28由殼 體20通過軸承32和34以可旋轉方式支撐。此差速器箱28結合到環形齒 輪18,從而繞半軸齒輪軸44的軸線C旋轉，如將在後面說明的。圖2是放大了圖1中所示差動齒輪單元14的局部橫截面圖。在差速器 箱28中，差動齒輪單元14包括小齒輪軸36、 一對小齒輪38、 一對半軸齒 輪40、 一對半軸齒輪配件42、 一對半軸齒輪軸44以及一對盤簧48。在此， 差動齒輪單元14相對於成對齒輪軸44的軸線C、以及垂直於軸線C的小 齒輪軸36的軸線D對稱地構成。差速器箱28在其兩個軸向端部處與軸線C同軸地設置有一對管狀部 分28a,從而以相對於差速器箱28可旋轉的方式支撐一對半軸齒輪軸44。 在成對的半軸齒輪軸44的外周表面上，成對的環形半軸齒輪40以可相對 於半軸齒輪軸40可旋轉的方式安裝。在面對小齒輪軸36的端面處，成對 半軸齒輪40中的每一個都設置有用於容納半軸齒輪配件42的凹部56。小齒輪軸36——其包括有一個平行於上述驅動小齒輪16的平面一一 沿垂直於成對半軸齒輪軸44的方向插入差速器箱28中。插入形成於差速 器箱28中的孔50內的固定銷52垂直於小齒輪軸36的軸線D地貫穿小齒 輪軸36，從而防止小齒輪軸36的軸向移動。這樣，小齒輪軸36與差速器 箱28 —體J4^轉。在小齒輪軸36的兩個軸端， 一對小齒輪38以可旋轉的方式支撐並且 分別與每個半軸齒輪40的齒40a嚙合。在小齒輪軸36的軸向中間部分上， 呈方柱狀並具有一對圓柱形定位凸部54a的定位構件54固定地附接到外周 面處。在彼此相對的半軸齒輪軸44的內軸端處，分別設置有一對小直徑軸部 44a，並且在小直徑軸部44a的外周面上花鍵配合有環形的半軸齒輪配件 42。具體地，半軸齒輪配件42以嵌合狀態保持在形成於半軸齒輪40端面 上的凹部56中。從而，半軸齒輪配件42與半軸齒輪軸44一起繞軸線C旋轉，但是 半軸齒輪配件42能夠沿軸線C的方向相對於半軸齒輪軸44移動。在此實 施方式中，對應於權利要求中的第二旋轉構件的半軸齒輪配件42和對應於 權利要求中的第一旋轉構件的半軸齒輪40能夠繞共同的軸線C旋轉。每個半軸齒輪配件42都設置有徑向向外延伸的凸緣部42a。在凸緣部42a的面對小齒輪軸36的端面上抵靠有盤簧48的一個端部，且盤簧48的 另一個端部附接到定位凸部54a的外周面。這樣，盤簧48朝半軸齒輪40 軸向地偏壓半軸齒輪配件42。在此，盤簧48對應於權利要求中的偏壓機 構。另一方面，每個半軸齒輪配件42的凸緣部42a的另一端面抵靠到形成 於半軸齒輪40上的凹部56的底面58上。在半軸齒輪40的與底面58相對 的端面處,半軸齒輪40通過推力彈簧57抵靠到差速器箱28上以防止進一 步軸向移動。每個半軸齒輪配件42和每個半軸齒輪40分別設置有互相嚙合的多個 接合齒60b和多個掩^齒60a，這將在後面說明。圖3是示於圖2中的半 軸齒輪40沿箭頭A的方向，見察時的示意圖。如圖3中所示，半軸齒輪40具有多個徑向外接合齒40a和多個徑向 內掩^齒60a，兩者以預定的節距周向地設置。小齒輪38與外掩^齒40a 嚙合，而齒輪配件42的#^齒60b與內#^齒60a嚙合。圖4是沿圖3中的線B剖取的橫截面圖，其中除了半軸齒輪40的接 合齒60a外還示出了半軸齒輪配件42的備^齒60b,以說明它們之間的齧 合狀態。半軸齒輪40的備^齒60a中的每一個的齒面62都具有一個壓力 角a，而另一個齒面63具有與壓力角a不同的壓力角p。半軸齒輪配件42 的掩^齒60b的齒面64和齒面65分別具有壓力角a和壓力角|5。在此， 壓力角a和p定義為齒面62和63與包括軸線D的平面之間的角。從而，齒面62和64通過壓力角a以面接觸彼此抵靠，齒面63和65 通過壓力角P以面接觸彼此抵靠。當車輛向前行駛時，驅動扭矩通過齒面 62和64傳遞，而當車輛反向行駛時，驅動扭矩通過齒面63和65傳遞。在如此構造的差動齒輪單元14中，當車輛前向行駛時，驅動扭矩從小 齒輪軸16經由小齒輪38、半軸齒輪40和半軸齒輪配件42傳遞到成對的 半軸齒輪軸44。在驅動扭矩的傳遞路徑中，半軸齒輪40位於半軸齒輪配 件42的上遊。反作用扭矩從半軸齒輪配件42傳遞到半軸齒輪40。在此， 如圖4中所示，半軸齒輪40的接合齒60a和齒輪配件42的接合齒60b彼 此嚙合。如由箭頭F所示，垂直於齒面62並由驅動扭矩導致的力F作用 於M齒60b的齒面64上。不需多言，由反作用扭矩導致的、與上述的力F大小相同方向相反的力(未圖示)v^掩^齒60b的齒面64作用到掩^齒60a的齒面62上。 但是，半軸齒輪40的軸向移動被差速器箱28阻止。由於齒面62和64的壓力角a，上述力F能夠分解為推力分量Fl和與 其垂直的周向分量F2。沿軸線D方向的推力分量Fl起將^齒60b從接 合齒60a脫開的作用。周向分量F2起將驅動扭矩從半軸齒輪40傳遞到半 軸齒輪配件42的作用。在圖4中，箭頭S示出由盤簧48施加的偏壓力， 其朝半軸齒輪40偏壓半軸齒輪配件42。應當注意，力F的大小隨車輛的行駛條件變化，而不論行駛狀況如何， 偏壓彈簧48的偏壓力的大小基本恆定不變。在車輛前向行駛時，當推力分 量Fl超過偏壓力S時，半軸齒輪配件42軸向移動以遠離半軸齒輪40 (在 圖4中向上)，使得接合齒60b可從接合齒60a脫開。在此，考慮驅動扭矩(反作用扭矩)的大小來確定^^齒60a和M 齒60b之間的嚙合彼此脫開的臨界扭矩的大小，並且能夠通過改變M齒 60a和接合齒60b的壓力角a和盤簧48的偏壓力來自由地調整臨界扭矩的 大小。另外，掩^齒60a的另一齒面63的壓力角p與壓力角a不同。當車 輛反向行駛時，齒面63和65彼此抵靠以產生推力分量fl，該推力分量fl 的大小不同於上述推力分量Fl的大小。這樣，前向行駛和反向行駛的臨 界扭矩的大小不同，並且能夠相應於掩^齒所需的強度進行調整。根據如上所述的第一實施方式，用作第一旋轉構件的成對的半軸齒輪 40和用作第二旋轉構件的成對的半軸齒輪配件42分別設置有接合齒60a 和掩^齒60b。齒面62和齒面64形成具有相同的壓力角a。因此，當大 於預定閾值的扭矩從小齒輪軸16和成對的半軸齒輪軸44輸入到差動齒輪 單元14中時，推力Fl從接合齒60a作用到掩^齒60b。當推力分量Fl變得大於偏壓力S時，半軸齒輪配件42相對於半軸 齒輪40軸向向內(參見圖2)移動，使得接合齒60b從接合齒60a脫開。 即，掩^齒60b的頂部越過掩^齒60a的頂部，以因此限制大於預定閾值 的驅動扭矩和^^作用扭矩的傳遞。這樣，即使在車輛快i^動等時，在差動齒輪單元14處限制了從小 齒輪軸16到半軸齒輪軸44的過量的驅動扭矩輸入或傳遞。同樣，在差動 齒輪單元14處限制了從半軸齒輪軸44到小齒輪軸36的過量的>^作用扭矩輸入或傳遞。而且，才艮據第一實施方式可以獲得如下優點。首先，為一個齒面62 和64與另一齒面63和65設置不同值的壓力角a和p。因此，可以獲得在 車輛前向行駛和反向行駛時接合齒60a和接合齒60b彼此脫開的臨界扭矩 值。從而，在前向行駛和反向行駛中，都能夠限制過量驅動扭矩和過量反 作用扭矩的傳遞。其次，設置用於朝半軸齒輪40偏壓半軸齒輪配件42的盤簧48可以一 直施加恆定大小的偏壓力S,這可以實現半軸齒輪配件42從半軸齒輪40 的穩定脫開。優選地，可以通過更換盤簧48、考慮構成差動齒輪單元14 的元件的^^差來調整偏壓力S的大小。另外，朝半軸齒輪40偏壓半軸齒 輪配件42的盤簧48起LSD (限滑式差速器)的作用。LSD防止當例如車 輛衝到泥濘iii洛中時打滑車輪的打滑。再次，由於設置有定位構件54，盤簧48不會移動或從小齒輪杆16 上的預定位置脫開。另外，半軸齒輪配件42置於形成在半軸齒輪40端面 上的凹部56中，其對於縮短差動齒輪單元14沿軸向C的長度是有效的。接下來將說明本發明的第二實施方式。在下面的說明中，具有與第一 實施方式相同結構的構件用相同的附圖標記示出，並且省去了其詳細說 明。圖5是示出根據第二實施方式的差動齒輪單元80的局部橫截面圖。與 第一實施方式中的差動齒輪單元14相比較，差動齒輪單元80具有成對半 軸齒輪82、成對半軸齒輪配件84以及成對半軸齒輪軸86的改型結構，並 且偏壓機構由巻簧88組成。具體地，在每個中空的半軸齒輪82的孔的內周面上花鍵配合圓柱狀半 軸齒輪配件84，使得半軸齒輪配件84與半軸齒輪82 —體地旋轉，但又可 相對於半軸齒輪82軸向地滑動。在每個半軸齒輪配件84面對小齒輪軸36 的一端處，設置有圓柱形的定位凸部卯，並且在該定位凸部卯的外周面 上附接有巻簧88的一端。巻簧88的另一端附接到固定地設置在小齒輪軸 36上的定位構件54的定位凸部54a的外周面。從而，半軸齒輪配件84由 巻簧88朝半軸齒輪軸86偏壓。半軸齒輪軸86以可旋轉方式支撐在差速器 箱28的孔內以與半軸齒輪配件84共軸。在位於每個半軸齒輪配件84的抵靠到半軸齒輪軸86的端部處的抵靠 面91上，形成有將在後面說明的多個掩^齒92a。這些M齒92a與形成 在半軸齒輪軸86端面上的多個接合齒92b嚙合。在第二實施方式中，半 軸齒輪配件84對應於權利要求中的第 一旋轉構件，半軸齒輪軸86對應於 權利要求中的第二旋轉構件，兩者均能繞共同的軸線C旋轉。巻簧88對 應於權利要求中的偏壓機構。圖6是沿圖5中的箭頭E的方向觀察的半軸齒輪82和半軸齒輪軸86 的示意圖。半軸齒輪82的多個徑向外掩^齒93與小齒輪38嚙合，而半軸 齒輪軸86的多個徑向內接合齒92b與半軸齒輪配件84的掩^齒92a嚙合。 很顯然，#齒93和92a形成為在半軸齒輪軸86和半軸齒輪82中徑向延 伸。圖7是沿半軸齒輪軸86的掩^齒92b的線G剖取的橫截面圖，其中 還示出了嚙合狀態的半軸齒輪配件84的M齒92a。 M齒92b的一個齒 面94設置有壓力角a，而另一齒面95設置有壓力角p，從而兩個壓力角 的值彼此不同。類似地，接合齒92a的一個齒面96和另一齒面97分別設 置有壓力角a和壓力角p。在如此構造的差動齒輪單元80中，驅動扭矩從小齒輪軸36經由小齒 輪38、半軸齒輪82以及半軸齒輪配件84傳遞到半軸齒輪軸44，而反作用 扭矩沿相反的方向傳遞。在驅動扭矩的傳遞路徑中，半軸齒輪配件84位於 半軸齒輪軸86的上遊。半軸齒輪配件84的M齒92a和半軸齒輪軸86 的M齒92b彼此嚙合，使得垂直於齒面94並由>^作用扭矩導致的力F 從齒面94作用到齒面96。由於壓力角a，該力F被分解為推力分量F1和周向分量F2。推力分 量Fl起從掩^齒92b脫開掩^齒92a的作用，而周向分量F2起將驅動扭 矩從M齒92a傳遞到^齒92b的作用。在此，當推力分量Fl超過偏壓力S時，半軸齒輪配件84移動以遠 離半軸齒輪軸86,使得接合齒92a從接合齒92b脫開。而且，可通過改變 壓力角a的值以及巻簧88的偏壓力來自由地選擇脫開相互之間的掩^時 的臨^L矩值。掩^齒92a的與一個齒面94相對的另一齒面95以及掩^齒92b的與 一個齒面96相對的另一齒面97設置有壓力角p。在車輛反向行駛時，齒面95抵靠到齒面97上，使得推力分量Fl的大小由壓力角p的值確定。 這樣，可根據所需的強度來調整選擇用於前向行駛和反向行駛的不同臨界 扭矩值。根據上述的第二實施方式，用作第一旋轉構件的成對半軸齒輪配件84 和用作第二旋轉構件的成對半軸齒輪軸86分別設置有接合齒92a和M齒 92b。 一個齒面94和96形成為具有相同的壓力角a。因此，當大於預定閾值的扭矩從小齒輪軸16或從成對半軸齒輪軸86 輸入到差動齒輪單元80時，由於齒面94和96的壓力角a，半軸齒輪配件 84軸向移動，使得^齒92a的頂部越過M齒92b的頂部。這樣，可在 差動齒輪單元80處限制過量的驅動扭矩和反作用扭矩的傳遞。根據第二實施方式可以帶來如下優點。首先， 一個齒面94和96以及 另一個齒面95和97的壓力角a和p分別設置有不同的值。這樣，可以改 變用於前向行駛和反向行駛時的接合齒92a和92b之間的^^彼此脫開時 的臨#矩值。從而，可以適當地限制前向行駛和反向行駛時的過量扭矩傳遞。其次，巻簧88—一其用作朝半軸齒輪軸86偏壓半軸齒輪配件84的偏 壓機構一一可一直施加恆定值的偏壓力。另外，對應於所需的條件，可更 換巻簧88來調整偏壓力。再次，附接到小齒輪軸36的定位構件54的定位 凸部54a、以及附接到半軸齒輪配件84的定位凸部90配合以將巻簧88緊 固在預定位置，因此能夠防止由衝擊引起的巻簧88的移動或脫開。接下來將參照圖8說明本發明的第三實施方式。在此說明中，為說明 簡單，結構與第一實施方式相同的構件被賦予對應的附圖標記。圖8是根據第三實施方式的差動齒輪單元100的主要部分的橫截面圖。 差動齒輪單元100與第二實施方式的差動齒輪單元80的不同之處在於成對 的半軸齒輪配件102、小齒輪軸104以及差速器箱106的結構，以及偏壓 機構由液壓迴路115組成。一對圓柱形的液壓油供應軸108固定地附接到小齒輪軸104。每個液 壓油供應軸108的一端插到形成在半軸齒輪配件102的一端內的油孔110 中，使得液壓油供應軸108能夠相對於半軸齒輪配件102旋轉，並從而形成油室114。油封112置於液壓油軸108的端部和油孔110之間。在小齒輪軸104中形成有油通道116，其從一端118延伸到另一端119， 該一端118位於小齒輪軸104的與固定銷52所貫穿的一端相對的端部處， 而另一端119位於小齒輪軸104的中間部分處。形成入口或供應口的一端 118與形成在差速器箱106中的油通道120連通，而油通道120與殼體20 (參見圖1)中的油通道(未圖示)連通。油通道116的形成出口或排放 口的另一端與形成在液壓油供應軸108中的油通道109連通。在如此構造的差動齒輪單元100中，加壓液壓油從差速器箱106中的 油通道120通過小齒輪軸104中的油通道116和液壓油供應通道108中的 油通道109供應到加壓油室114。由加壓油室114中的加壓氣醫油產生的 液壓朝半軸齒輪軸86偏壓半軸齒輪配件102。如上所述，根據第三實施方式，除了與第一和第二實施方式相同的優 點外，使用加壓液壓迴路115作為偏壓機構還帶來了如下優點。即，加壓 液壓迴路115能夠產生比盤簧48或巻簧88的偏壓力更大的偏壓力，其可 方l更地用於需要較大動力傳遞限制力的特定車輛。在上面的說明書中，參照附圖對本發明的各個實施方式進行了說明， 但是本發明能夠以不同於上述實施方式的各種模式實施。具體地，除差動 齒輪單元外，本發明的傳遞扭矩限制裝置還能夠應用到例如傳動軸和變速 器等的動力傳遞裝置。而且，除了 FR型車輛外，傳遞扭矩限制裝置還能 夠應用於例如FF (前置發動機前輪驅動)型車輛的其它類型的驅動系統。而且，第三實施方式中的加壓液壓迴路115能夠應用到第一實施方式 中的差動齒輪單元14。在第一實施方式中，用於緊固盤簧48的定位凸部 54a能夠設置在半軸齒輪配件42上而不是設置在小齒輪軸36上。另外， 還能夠使用例如電動控制凸輪等的其它偏壓^J來替代第一、第二或第三 實施方式中的盤簧48、巻簧88或液壓迴路115。雖然如上描述了本發明的優選實施方式，但是應當理解，本發明並不 局限於上述實施方式的具體形式，而是能夠以各種對於所屬技術領域的技 術人員來說不背離限定於所附權利要求書中的本發明的精神和範圍的其 它變型、改型和改進來實施。
權利要求
1.一種車輛用傳遞扭矩限制裝置(14；80；100)，其構成設置在從動力源延伸到驅動輪的動力傳遞路徑中的動力傳遞裝置(10)的一部分，用於限制過量扭矩輸入到所述動力傳遞裝置，所述車輛用傳遞扭矩限制裝置(14；80；100)包括第一旋轉構件(40；84)，所述動力源使其繞軸線旋轉；第二旋轉構件(42；86)，其與所述第一旋轉構件(40；84)相鄰地設置在所述動力傳遞路徑上以繞所述軸線旋轉；第一接合齒(60a；92a)和第二接合齒(60b；92b)，其分別設置在所述第一旋轉構件(40；84)和所述第二旋轉構件(42；86)上以彼此嚙合；以及偏壓機構(48；88；115)，其用於偏壓所述第一旋轉構件(40；84)和所述第二旋轉構件(42；86)中能夠朝另一個移動的那一個，使得所述第一接合齒(60a；92a)和所述第二接合齒(60b；92b)彼此嚙合；其中每一個所述第一接合齒(60a；92a)以及每一個所述第二接合齒(60b；92b)都設置有預定值的壓力角(α)，其作用是，當超過預定值的過量扭矩輸入到所述第一旋轉構件(40；84)或所述第二旋轉構件(42；86)時，抵抗所述偏壓機構(48；88；115)的偏壓力而移動所述能夠移動的旋轉構件，從而脫開所述第一接合齒(60a；92a)和所述第二接合齒(60b；92b)之間的嚙合。
2. 如權利要求l所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中每一個所述第 一M齒(60a; 92a)的成對齒面(62， 63; 94， 95)都設置有不同值的 壓力角U, p),且每一個所述第二^^齒(60b; 92b)的成對齒面(64， 65; 96， 97)都設置有不同值的壓力角(a， p)。
3. 如權利要求l所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述偏壓;N^ 是盤簧(48)或巻簧(88 )，其與所述第二旋轉構件(42; 86)同軸地設置， 並且其一端抵靠所述能夠移動的旋轉構件以朝不能夠移動的旋轉構件偏 壓所述能夠移動的旋轉構件。
4.如權利要求2所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述偏壓^J 是盤簧(48)或巻簧(88 )，其與所述第一旋轉構件(40; 84 )同軸地設置， 並且其一端抵靠所述能夠移動的旋轉構件以朝所述不能夠移動的旋轉構 件偏壓所述能夠移動的旋轉構件。
5. 如權利要求l所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述偏壓^！ (115)包括加壓油室(114)，所#壓油室(114)容納用於朝所述不能夠移動的旋轉構件偏壓所述能夠移動的旋轉構件的加壓液壓油。
6. 如權利要求2所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述偏壓^ (115)包括加壓油室(114)，所#壓油室(114)容納用於朝所述不能夠移動的旋轉構件偏壓所述能夠移動的旋轉構件的加壓液壓油。
7. 如權利要求3所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述傳遞扭矩限制裝置是差動齒輪單元(14 )，所述差動齒輪單元 (14)包括一對半軸齒輪(40 )、 一對半軸齒輪配件(42 )、 一對半軸齒輪 軸(44)以及一對所述盤簧(48),並且構成所述第一旋轉構件的所述半軸齒輪(40)以可旋轉方式裝配在所 述半軸齒輪軸(44)的外周面上，構成所述第二旋轉構件的所述半軸齒輪配件(42)花鍵配合在所述半 軸齒輪軸(44)的外周面上以與所述半軸齒輪軸(44) 一起旋轉並能夠相 對於所述半軸齒輪軸(44)軸向移動，且與所述半軸齒輪(40)相鄰，所述第一M齒(60a)和所述第二M齒(60b)分別設置在所述半 軸齒輪(40 )的抵靠面和與其相鄰的所述半軸齒輪配件(42 )的抵靠面上， 且所述偏壓城由朝所述半軸齒輪(40)偏壓所述半軸齒輪配件(42) 的所述一對盤簧(48)構成。
8. 如權利要求3所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述傳遞扭矩限制裝置是差動齒輪單元(80 )，所述差動齒輪單元 (80 )包括一對半軸齒輪(82 )、 一對半軸齒輪配件(84 )、 一對半軸齒輪 軸(86)以及一對所述巻簧(88)，並且構成所述第一旋轉構件的所述半軸齒輪配件(84)花鍵配合在所述半 軸齒輪的內周面上以與所述半軸齒輪一起旋轉，並且能夠相對於所述半軸 齒輪軸向移動；構成所述第二旋轉構件的所述半軸齒輪軸(86)與所述半軸齒輪配件 相鄰，所述第一接合齒(92a)和所述第4合齒(92b)分別設置在所述半 軸齒輪配件(84)的抵靠面和與其相鄰的所述半軸齒輪軸(86)的抵靠面 上，且的所述一對巻簧(88 )構成。
9. 如權利要求7所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中每一個所述半 軸齒輪(40)都具有環形形狀，每一個所述半軸齒輪配件(42)都具有直 徑小於所述半軸齒輪的直徑的環形形狀，並且所述半軸齒輪配件(42)以 嵌合狀態保持在形成於所述半軸齒輪(40)的端面上的凹部(56)內。
10. 如權利要求8所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中所述半軸齒 輪配件(84)和所述半軸齒輪軸(86)分別呈圓柱形狀，並且成一直線地 設置。
11. 如權利要求7所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中經所述半軸 齒輪(40 )、所述半軸齒輪配件(42)以及所述半軸齒輪軸(44 )以這種順 序傳遞驅動扭矩，並且在驅動扭矩的傳遞路徑中，所述半軸齒輪(40)置 於所述半軸齒輪配件(42)的上遊。
12.如權利要求8所述的車輛用傳遞扭矩限制裝置，其中經所述半軸 齒輪(82 )、所述半軸齒輪配件(84)以及所述半軸齒輪軸(86)以這種順 序傳遞驅動扭矩，並且在驅動扭矩的傳遞路徑中，所述半軸齒輪配件(84) 置於所述半軸齒輪軸(86)的上遊。
全文摘要
一種用於動力傳遞裝置中的傳遞扭矩限制裝置，包括半軸齒輪(40)和半軸齒輪配件(42)，所述半軸齒輪(40)和半軸齒輪配件(42)中的一個可以軸向移動。半軸齒輪(40)和半軸齒輪配件(42)分別具有均設置有壓力角(α)的第一接合齒(60a)和第二接合齒(60b)。由於此壓力角，當過量扭矩輸入到動力傳遞裝置時，產生用於脫開第一接合齒(60a)和第二接合齒(60b)之間的嚙合的推力(F1)。從而能夠限制過量扭矩輸入到動力傳遞裝置內。
文檔編號F16D43/20GK101263321SQ20068003392
公開日2008年9月10日 申請日期2006年9月14日 優先權日2005年9月15日
發明者寶滿昭德 申請人:豐田自動車株式會社