CN101263321B - 车辆用传递扭矩限制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于动力传递装置中的传递扭矩限制装置，包括半轴齿轮(40)和半轴齿轮配件(42)，所述半轴齿轮(40)和半轴齿轮配件(42)中的一个可以轴向移动。半轴齿轮(40)和半轴齿轮配件(42)分别具有均设置有压力角(α)的第一接合齿(60a)和第二接合齿(60b)。由于此压力角，当过量扭矩输入到动力传递装置时，产生用于脱开第一接合齿(60a)和第二接合齿(60b)之间的啮合的推力(F1)。从而能够限制过量扭矩输入到动力传递装置内。

Description

车辆用传递扭矩限制装置
技术领域
本发明涉及一种车辆用传递扭矩限制装置，其用于例如动力传递装置中，并且限制例如在车辆快速起动时过量扭矩输入到动力传递装置。
背景技术
车辆用动力传递装置设置在从发动机到驱动轮的动力传递路径中以将产生于发动机处的动力传递到每个驱动轮。通常，其由变速器、传动轴、最终减速设备、驱动轴等构成。例如，“New-type Car Manual TOYOTACELSIOR”(1988年11月由丰田自动车株式会社发行)披露了一种通常的最终减速装置，其包括一体构成的减速设备和差动设备。发动机的驱动扭矩被输入到动力传递设备中，并然后被传递到驱动轮，同时，与驱动扭矩平衡的反作用扭矩从驱动轮输入到动力传递装置中。
存在提高车辆动力性能的需求，并且改善动力源的输出、轮胎的抓地力、悬架设备等以满足这种需求。在此，当车辆快速起动时或者车辆行驶在不平整的道路上时，驱动轮瞬时地悬离道路，且驱动扭矩和反作用扭矩瞬时地降低。
然后，在驱动轮落到道路上的时刻，极大的驱动扭矩和反作用扭矩输入到动力传递装置。这可能引起例如驱动轴、传动轴等旋转轴的传递能力或者设置在差动装置、自动变速设备等中的齿轮的承载能力的暂时不足。从而，轴或齿轮的耐久度可能降低。
为了克服上述问题，可以设想例如增大轴和齿轮的尺寸从而增加它们的强度，从而增加轴和齿轮的动力传递能力。但是，担心增强后的轴和齿轮可能使动力传递装置尺寸大、重量沉，因此使得车辆的质量下降。
发明内容
本发明正是鉴于上述情况做出的。因此本发明的目的是提供一种传递扭矩限制装置，其用于动力传递装置中并且能够限制由车辆的快速起动等所引起的过量扭矩输入，而且不会使动力传递装置尺寸变大或重量变重。
本发明的第一方面提供了一种车辆用传递扭矩限制装置，其构成设置在从动力源延伸到驱动轮的动力传递路径中的动力传递装置的一部分，用于限制过量扭矩输入到动力传递装置，所述车辆用传递扭矩限制装置包括(a)第一旋转构件，其通过所述动力源绕轴线旋转；(b)第二旋转构件，其与所述第一旋转构件相邻地设置在所述动力传递路径上以绕所述轴线旋转；(c)第一接合齿和第二接合齿，其分别设置在所述第一旋转构件和所述第二旋转构件上以彼此啮合；以及(d)偏压机构，其用于偏压能够朝所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之一移动的所述第一旋转构件和所述第二旋转装置中的另一个，使得所述第一接合齿和所述第二接合齿彼此啮合；
其中每一个所述第一接合齿以及每一个所述第二接合齿都设置有预定值的压力角，其作用是当超过预定值的过量扭矩输入到所述第一旋转构件或所述第二旋转构件时抵抗由所述偏压机构施加的偏压力而移动所述能够移动的旋转构件，从而脱开所述第一接合齿和所述第二接合齿之间的啮合，并且当所述第一接合齿与所述第二接合齿一脱开，所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的扭矩传递就受到限制。
根据本发明的第一方面，在例如车辆快速起动时，当极大的驱动扭矩和反作用扭矩被输入到动力传递装置时，由于分别设置于第一旋转构件的第一接合齿和第二旋转构件的第二接合齿上的压力角，所述能够移动的旋转构件相对于不能移动的旋转构件轴向移动。
因此，由此产生并大于偏压机构所施加的偏压力的推力起作用，从而脱开第一接合齿和第二接合齿之间的啮合。在此，能够限制过量扭矩输入到动力传递装置。
本发明的第二方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中每一个第一接合齿的成对齿面都设置有一对不同值的压力角，且每一个第二接合齿中的成对齿面都设置有一对不同值的压力角。
根据本发明的第二方面，第一接合齿的成对齿面之间的成对压力角是不同的，且第二接合齿的成对齿面之间的成对压力角也是不同的。因此，可以在车辆前向行驶和反向行驶之间改变第一接合齿和第二接合齿之间的接合脱开时的临界扭矩值。从而，在前向行驶和反向行驶中，可分别在适当的值处限制或消除过量扭矩的输入。
本发明的第三和第四方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中偏压机构是盘簧或卷簧，所述偏压机构与第二旋转构件同轴地设置，并且所述偏压机构的一端抵靠所述能够移动的旋转构件以朝不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件。
根据本发明的第三和第四方面，所述盘簧和卷簧可一直以恒定的偏压力朝不能够移动的旋转构件偏压能够移动的旋转构件。而且，取决于车辆的用途，可通过更换盘簧或卷簧来调整偏压力的大小。
本发明的第五和第六方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中偏压机构包括加压油室，所述加压油室容纳用于朝所述不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件的加压液压油。
根据本发明的第五和第六方面，加压液压回路能够提供比盘簧或卷簧更大的偏压力，这在本发明应用于需要较大限制力的特定车辆时是有效的。
本发明的第七方面提供了一种传递扭矩限制装置，(i)其中所述传递扭矩限制装置是差动齿轮单元，所述差动齿轮单元包括一对半轴齿轮、一对半轴齿轮配件、一对半轴齿轮轴以及一对所述盘簧，并且(ii)构成所述第一旋转构件的所述半轴齿轮以能够旋转的方式装配在所述半轴齿轮轴的外周面上；构成所述第二旋转构件的所述半轴齿轮配件花键配合在所述半轴齿轮轴的外周面上以与所述半轴齿轮轴一起旋转并能够相对于所述半轴齿轮轴轴向移动，且与所述半轴齿轮相邻；所述第一接合齿和所述第二接合齿分别设置在所述半轴齿轮的抵靠面和与其相邻的所述半轴齿轮配件的抵靠面上；并且所述偏压机构由朝所述半轴齿轮偏压所述半轴齿轮配件的所述一对盘簧构成。
根据本发明的第七方面，当大的扭矩(即驱动扭矩和反作用扭矩)施加于差动齿轮单元时，由于设置在第一接合齿和第二接合齿上的压力角所产生的推力，半轴齿轮配件相对于半轴齿轮移动。因此，当推力变得大于偏压力时第一接合齿和第二接合齿之间的接合脱开，从而限制过量扭矩输入到动力传递装置。
本发明的第八方面提供了一种传递扭矩限制装置，(i)其中所述传递扭矩限制装置是差动齿轮单元，所述差动齿轮单元包括一对半轴齿轮、一对半轴齿轮配件、一对半轴齿轮轴以及一对卷簧，并且(ii)构成所述第一旋转构件的所述半轴齿轮配件花键配合在所述半轴齿轮的内周面上以与所述半轴齿轮一起旋转，并且能够相对于所述半轴齿轮轴向移动；构成所述第二旋转构件的所述半轴齿轮轴与所述半轴齿轮配件相邻；所述第一接合齿和所述第二接合齿分别设置在所述半轴齿轮配件的抵靠面和与其相邻的所述半轴齿轮轴的抵靠面上；并且所述偏压机构由朝所述半轴齿轮轴偏压所述半轴齿轮配件的一对卷簧构成。
根据本发明的第八方面，当大的扭矩(即驱动扭矩和反作用扭矩)施加于差动齿轮单元时，由于设置在第一接合齿和第二接合齿上的压力角产生的推力，半轴齿轮配件相对于半轴齿轮轴移动。因此，当推力变得大于偏压力时，第一接合齿和第二接合齿之间的啮合脱开。
本发明的第九方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中每一个所述半轴齿轮都具有环形形状，所述每一个半轴齿轮配件都具有直径小于所述半轴齿轮的直径的环形形状，并且所述半轴齿轮配件以嵌合状态保持在形成于所述半轴齿轮的端面上的凹部内。根据本发明的第九方面，其中齿轮配件以嵌合状态保持在半轴齿轮中，能够缩短半轴齿轮和半轴齿轮配件的总轴向长度。
本发明的第十方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中所述半轴齿轮配件和所述半轴齿轮轴分别呈圆柱形状，并且成一直线地设置。
本发明的第十一方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中经所述半轴齿轮、所述半轴齿轮配件以及所述半轴齿轮轴以这种顺序传递驱动扭矩，并且在驱动扭矩的传递路径中，所述半轴齿轮置于所述半轴齿轮配件的上游。
本发明的第十二方面提供了一种传递扭矩限制装置，其中经所述半轴齿轮、所述半轴齿轮配件以及所述半轴齿轮轴以这种顺序传递驱动扭矩，并且在驱动扭矩的传递路径中，所述半轴齿轮配件置于所述半轴齿轮轴的上游。
附图说明
参照附图，通过阅读下文对本发明的优选实施方式的详细说明，可以更好地理解本发明的上述及其它目的、特征、优点以及工业意义和技术意义。
图1是应用了根据本发明第一实施方式的传递扭矩限制装置的差动装置的横截面图，图中示出差动装置的整体构造；
图2是示出图1中所示差动装置的差动齿轮单元的局部放大图；
图3是沿图1中的线A剖取的视图，其中示出半轴齿轮；
图4是沿图2中的线B剖取的横截面图；
图5是根据本发明的第二实施方式的差动齿轮单元的横截面图；
图6是沿图5中的线E剖取的视图，并且示出半轴齿轮和半轴齿轮轴；
图7是沿图6中的线G剖取的横截面图；以及
图8是根据本发明第三实施方式的差动齿轮单元的横截面图。
具体实施方式
参照附图，下面将详细描述本发明的优选实施方式。
<第一实施方式>
图1是构成动力传递装置的一部分的差动装置10的横截面图，图中示出本发明的一种实施方式。此差动装置10用于FR(前置发动机后轮驱动)型车辆的后部以吸收左轮和右轮之间的转数差，使得车辆可以沿弯曲的道路行驶。在发动机(未图示)处产生的驱动扭矩在变速器(未图示)处变速后经由传动轴(未图示)传递到差动装置10。
差动装置10包括彼此构造成一体的最终减速设备12和差动齿轮单元14。最终减速设备12由驱动小齿轮16及与其啮合的环形齿轮18构成。驱动小齿轮16结合到传动轴的后端，并且由固定壳体20通过轴承22和24以可旋转方式支撑。凸缘26花键配合到驱动小齿轮16的前端，其通过螺栓与传动轴结合，使得驱动小齿轮16由传动轴旋转。
与设置在驱动小齿轮16后端处的齿轮17啮合的环形齿轮18通过螺栓30结合到差动齿轮单元14的差速器箱28，这将在后面进行说明。最终减速设备12减速驱动小齿轮16的旋转并且将减速后的转动传递到差动齿轮单元14。差动齿轮单元14包括旋转的差速器箱28以及置于差速器箱28中的一对小齿轮38、一对半轴齿轮40等。由铸铁制成的差速器箱28由壳体20通过轴承32和34以可旋转方式支撑。此差速器箱28结合到环形齿轮18，从而绕半轴齿轮轴44的轴线C旋转，如将在后面说明的。
图2是放大了图1中所示差动齿轮单元14的局部横截面图。在差速器箱28中，差动齿轮单元14包括小齿轮轴36、一对小齿轮38、一对半轴齿轮40、一对半轴齿轮配件42、一对半轴齿轮轴44以及一对盘簧48。在此，差动齿轮单元14相对于成对齿轮轴44的轴线C、以及垂直于轴线C的小齿轮轴36的轴线D对称地构成。
差速器箱28在其两个轴向端部处与轴线C同轴地设置有一对管状部分28a，从而以相对于差速器箱28可旋转的方式支撑一对半轴齿轮轴44。在成对的半轴齿轮轴44的外周表面上，成对的环形半轴齿轮40以可相对于半轴齿轮轴44可旋转的方式安装。在面对小齿轮轴36的端面处，成对半轴齿轮40中的每一个都设置有用于容纳半轴齿轮配件42的凹部56。
小齿轮轴36——其包括有一个平行于上述驱动小齿轮16的平面——沿垂直于成对半轴齿轮轴44的方向插入差速器箱28中。插入形成于差速器箱28中的孔50内的固定销52垂直于小齿轮轴36的轴线D地贯穿小齿轮轴36，从而防止小齿轮轴36的轴向移动。这样，小齿轮轴36与差速器箱28一体地旋转。
在小齿轮轴36的两个轴端，一对小齿轮38以可旋转的方式支撑并且分别与每个半轴齿轮40的齿40a啮合。在小齿轮轴36的轴向中间部分上，呈方柱状并具有一对圆柱形定位凸部54a的定位构件54固定地附接到外周面处。
在彼此相对的半轴齿轮轴44的内轴端处，分别设置有一对小直径轴部44a，并且在小直径轴部44a的外周面上花键配合有环形的半轴齿轮配件42。具体地，半轴齿轮配件42以嵌合状态保持在形成于半轴齿轮40端面上的凹部56中。
从而，半轴齿轮配件42与半轴齿轮轴44一起绕轴线C旋转，但是半轴齿轮配件42能够沿轴线C的方向相对于半轴齿轮轴44移动。在此实施方式中，对应于权利要求中的第二旋转构件的半轴齿轮配件42和对应于权利要求中的第一旋转构件的半轴齿轮40能够绕共同的轴线C旋转。
每个半轴齿轮配件42都设置有径向向外延伸的凸缘部42a。在凸缘部42a的面对小齿轮轴36的端面上抵靠有盘簧48的一个端部，且盘簧48的另一个端部附接到定位凸部54a的外周面。这样，盘簧48朝半轴齿轮40轴向地偏压半轴齿轮配件42。在此，盘簧48对应于权利要求中的偏压机构。
另一方面，每个半轴齿轮配件42的凸缘部42a的另一端面抵靠到形成于半轴齿轮40上的凹部56的底面58上。在半轴齿轮40的与底面58相对的端面处，半轴齿轮40通过推力弹簧57抵靠到差速器箱28上以防止进一步轴向移动。
每个半轴齿轮配件42和每个半轴齿轮40分别设置有互相啮合的多个接合齿60b和多个接合齿60a，这将在后面说明。图3是示于图2中的半轴齿轮40沿箭头A的方向观察时的示意图。
如图3中所示，半轴齿轮40具有多个径向外接合齿40a和多个径向内接合齿60a，两者以预定的节距周向地设置。小齿轮38与外接合齿40a啮合，而齿轮配件42的接合齿60b与内接合齿60a啮合。
图4是沿图3中的线B剖取的横截面图，其中除了半轴齿轮40的接合齿60a外还示出了半轴齿轮配件42的接合齿60b，以说明它们之间的啮合状态。半轴齿轮40的接合齿60a中的每一个的齿面62都具有一个压力角α，而另一个齿面63具有与压力角α不同的压力角β。半轴齿轮配件42的接合齿60b的齿面64和齿面65分别具有压力角α和压力角β。在此，压力角α和β定义为齿面62和63与包括轴线D的平面之间的角。
从而，齿面62和64通过压力角α以面接触彼此抵靠，齿面63和65通过压力角β以面接触彼此抵靠。当车辆向前行驶时，驱动扭矩通过齿面62和64传递，而当车辆反向行驶时，驱动扭矩通过齿面63和65传递。
在如此构造的差动齿轮单元14中，当车辆前向行驶时，驱动扭矩从小齿轮轴36经由小齿轮38、半轴齿轮40和半轴齿轮配件42传递到成对的半轴齿轮轴44。在驱动扭矩的传递路径中，半轴齿轮40位于半轴齿轮配件42的上游。反作用扭矩从半轴齿轮配件42传递到半轴齿轮40。在此，如图4中所示，半轴齿轮40的接合齿60a和齿轮配件42的接合齿60b彼此啮合。如由箭头F所示，垂直于齿面62并由驱动扭矩导致的力F作用于接合齿60b的齿面64上。
不需多言，由反作用扭矩导致的、与上述的力F大小相同方向相反的力(未图示)从接合齿60b的齿面64作用到接合齿60a的齿面62上。但是，半轴齿轮40的轴向移动被差速器箱28阻止。
由于齿面62和64的压力角α，上述力F能够分解为推力分量F1和与其垂直的周向分量F2。沿轴线D方向的推力分量F1起将接合齿60b从接合齿60a脱开的作用。周向分量F2起将驱动扭矩从半轴齿轮40传递到半轴齿轮配件42的作用。在图4中，箭头S示出由盘簧48施加的偏压力，其朝半轴齿轮40偏压半轴齿轮配件42。
应当注意，力F的大小随车辆的行驶条件变化，而不论行驶状况如何，偏压弹簧48的偏压力的大小基本恒定不变。在车辆前向行驶时，当推力分量F1超过偏压力S时，半轴齿轮配件42轴向移动以远离半轴齿轮40(在图4中向上)，使得接合齿60b可从接合齿60a脱开。
在此，考虑驱动扭矩(反作用扭矩)的大小来确定接合齿60a和接合齿60b之间的啮合彼此脱开的临界扭矩的大小，并且能够通过改变接合齿60a和接合齿60b的压力角α和盘簧48的偏压力来自由地调整临界扭矩的大小。
另外，接合齿60a的另一齿面63的压力角β与压力角α不同。当车辆反向行驶时，齿面63和65彼此抵靠以产生推力分量f1，该推力分量f1的大小不同于上述推力分量F1的大小。这样，前向行驶和反向行驶的临界扭矩的大小不同，并且能够相应于接合齿所需的强度进行调整。
根据如上所述的第一实施方式，用作第一旋转构件的成对的半轴齿轮40和用作第二旋转构件的成对的半轴齿轮配件42分别设置有接合齿60a和接合齿60b。齿面62和齿面64形成具有相同的压力角α。因此，当大于预定阈值的扭矩从小齿轮轴36和成对的半轴齿轮轴44输入到差动齿轮单元14中时，推力F1从接合齿60a作用到接合齿60b。
当推力分量F1变得大于偏压力S时，半轴齿轮配件42相对于半轴齿轮40轴向向内(参见图2)移动，使得接合齿60b从接合齿60a脱开。即，接合齿60b的顶部越过接合齿60a的顶部，以因此限制大于预定阈值的驱动扭矩和反作用扭矩的传递。
这样，即使在车辆快速起动等时，在差动齿轮单元14处限制了从小齿轮轴36到半轴齿轮轴44的过量的驱动扭矩输入或传递。同样，在差动齿轮单元14处限制了从半轴齿轮轴44到小齿轮轴36的过量的反作用扭矩输入或传递。
而且，根据第一实施方式可以获得如下优点。首先，为一个齿面62和64与另一齿面63和65设置不同值的压力角α和β。因此，可以获得在车辆前向行驶和反向行驶时接合齿60a和接合齿60b彼此脱开的临界扭矩值。从而，在前向行驶和反向行驶中，都能够限制过量驱动扭矩和过量反作用扭矩的传递。
其次，设置用于朝半轴齿轮40偏压半轴齿轮配件42的盘簧48可以一直施加恒定大小的偏压力S，这可以实现半轴齿轮配件42从半轴齿轮40的稳定脱开。优选地，可以通过更换盘簧48、考虑构成差动齿轮单元14的元件的公差来调整偏压力S的大小。另外，朝半轴齿轮40偏压半轴齿轮配件42的盘簧48起LSD(限滑式差速器)的作用。LSD防止当例如车辆冲到泥泞道路中时打滑车轮的打滑。
再次，由于设置有定位构件54，盘簧48不会移动或从小齿轮轴36上的预定位置脱开。另外，半轴齿轮配件42置于形成在半轴齿轮40端面上的凹部56中，其对于缩短差动齿轮单元14沿轴向C的长度是有效的。
<第二实施方式>
接下来将说明本发明的第二实施方式。在下面的说明中，具有与第一实施方式相同结构的构件用相同的附图标记示出，并且省去了其详细说明。
图5是示出根据第二实施方式的差动齿轮单元80的局部横截面图。与第一实施方式中的差动齿轮单元14相比较，差动齿轮单元80具有成对半轴齿轮82、成对半轴齿轮配件84以及成对半轴齿轮轴86的改型结构，并且偏压机构由卷簧88组成。
具体地，在每个中空的半轴齿轮82的孔的内周面上花键配合圆柱状半轴齿轮配件84，使得半轴齿轮配件84与半轴齿轮82一体地旋转，但又可相对于半轴齿轮82轴向地滑动。在每个半轴齿轮配件84面对小齿轮轴36的一端处，设置有圆柱形的定位凸部90，并且在该定位凸部90的外周面上附接有卷簧88的一端。卷簧88的另一端附接到固定地设置在小齿轮轴36上的定位构件54的定位凸部54a的外周面。从而，半轴齿轮配件84由卷簧88朝半轴齿轮轴86偏压。半轴齿轮轴86以可旋转方式支撑在差速器箱28的孔内以与半轴齿轮配件84共轴。
在位于每个半轴齿轮配件84的抵靠到半轴齿轮轴86的端部处的抵靠面91上，形成有将在后面说明的多个接合齿92a。这些接合齿92a与形成在半轴齿轮轴86端面上的多个接合齿92b啮合。在第二实施方式中，半轴齿轮配件84对应于权利要求中的第一旋转构件，半轴齿轮轴86对应于权利要求中的第二旋转构件，两者均能绕共同的轴线C旋转。卷簧88对应于权利要求中的偏压机构。
图6是沿图5中的箭头E的方向观察的半轴齿轮82和半轴齿轮轴86的示意图。半轴齿轮82的多个径向外接合齿93与小齿轮38啮合，而半轴齿轮轴86的多个径向内接合齿92b与半轴齿轮配件84的接合齿92a啮合。很显然，接合齿93和92a形成为在半轴齿轮轴86和半轴齿轮82中径向延伸。
图7是沿半轴齿轮轴86的接合齿92b的线G剖取的横截面图，其中还示出了啮合状态的半轴齿轮配件84的接合齿92a。接合齿92b的一个齿面94设置有压力角α，而另一齿面95设置有压力角β，从而两个压力角的值彼此不同。类似地，接合齿92a的一个齿面96和另一齿面97分别设置有压力角α和压力角β。
在如此构造的差动齿轮单元80中，驱动扭矩从小齿轮轴36经由小齿轮38、半轴齿轮82以及半轴齿轮配件84传递到半轴齿轮轴44，而反作用扭矩沿相反的方向传递。在驱动扭矩的传递路径中，半轴齿轮配件84位于半轴齿轮轴86的上游。半轴齿轮配件84的接合齿92a和半轴齿轮轴86的接合齿92b彼此啮合，使得垂直于齿面94并由反作用扭矩导致的力F从齿面94作用到齿面96。
由于压力角α，该力F被分解为推力分量F1和周向分量F2。推力分量F1起从接合齿92b脱开接合齿92a的作用，而周向分量F2起将驱动扭矩从接合齿92a传递到接合齿92b的作用。
在此，当推力分量F1超过偏压力S时，半轴齿轮配件84移动以远离半轴齿轮轴86，使得接合齿92a从接合齿92b脱开。而且，可通过改变压力角α的值以及卷簧88的偏压力来自由地选择脱开相互之间的接合时的临界扭矩值。
接合齿92a的与一个齿面94相对的另一齿面95以及接合齿92b的与一个齿面96相对的另一齿面97设置有压力角β。在车辆反向行驶时，齿面95抵靠到齿面97上，使得推力分量F1的大小由压力角β的值确定。这样，可根据所需的强度来调整选择用于前向行驶和反向行驶的不同临界扭矩值。
根据上述的第二实施方式，用作第一旋转构件的成对半轴齿轮配件84和用作第二旋转构件的成对半轴齿轮轴86分别设置有接合齿92a和接合齿92b。一个齿面94和96形成为具有相同的压力角α。
因此，当大于预定阈值的扭矩从小齿轮轴36或从成对半轴齿轮轴86输入到差动齿轮单元80时，由于齿面94和96的压力角α，半轴齿轮配件84轴向移动，使得接合齿92a的顶部越过接合齿92b的顶部。这样，可在差动齿轮单元80处限制过量的驱动扭矩和反作用扭矩的传递。
根据第二实施方式可以带来如下优点。首先，一个齿面94和96以及另一个齿面95和97的压力角α和β分别设置有不同的值。这样，可以改变用于前向行驶和反向行驶时的接合齿92a和92b之间的接合彼此脱开时的临界扭矩值。从而，可以适当地限制前向行驶和反向行驶时的过量扭矩传递。
其次，卷簧88——其用作朝半轴齿轮轴86偏压半轴齿轮配件84的偏压机构——可一直施加恒定值的偏压力。另外，对应于所需的条件，可更换卷簧88来调整偏压力。再次，附接到小齿轮轴36的定位构件54的定位凸部54a、以及附接到半轴齿轮配件84的定位凸部90配合以将卷簧88紧固在预定位置，因此能够防止由冲击引起的卷簧88的移动或脱开。
<第三实施方式>
接下来将参照图8说明本发明的第三实施方式。在此说明中，为说明简单，结构与第一实施方式相同的构件被赋予对应的附图标记。
图8是根据第三实施方式的差动齿轮单元100的主要部分的横截面图。差动齿轮单元100与第二实施方式的差动齿轮单元80的不同之处在于成对的半轴齿轮配件102、小齿轮轴104以及差速器箱106的结构，以及偏压机构由液压回路115组成。
一对圆柱形的液压油供应轴108固定地附接到小齿轮轴104。每个液压油供应轴108的一端插到形成在半轴齿轮配件102的一端内的油孔110中，使得液压油供应轴108能够相对于半轴齿轮配件102旋转，并从而形成油室114。油封112置于液压油轴108的端部和油孔110之间。
在小齿轮轴104中形成有油通道116，其从一端118延伸到另一端119，该一端118位于小齿轮轴104的与固定销52所贯穿的一端相对的端部处，而另一端119位于小齿轮轴104的中间部分处。形成入口或供应口的一端118与形成在差速器箱106中的油通道120连通，而油通道120与壳体20(参见图1)中的油通道(未图示)连通。油通道116的形成出口或排放口的另一端与形成在液压油供应轴108中的油通道109连通。
在如此构造的差动齿轮单元100中，加压液压油从差速器箱106中的油通道120通过小齿轮轴104中的油通道116和液压油供应通道108中的油通道109供应到加压油室114。由加压油室114中的加压液压油产生的液压朝半轴齿轮轴86偏压半轴齿轮配件102。
如上所述，根据第三实施方式，除了与第一和第二实施方式相同的优点外，使用加压液压回路115作为偏压机构还带来了如下优点。即，加压液压回路115能够产生比盘簧48或卷簧88的偏压力更大的偏压力，其可方便地用于需要较大动力传递限制力的特定车辆。
在上面的说明书中，参照附图对本发明的各个实施方式进行了说明，但是本发明能够以不同于上述实施方式的各种模式实施。具体地，除差动齿轮单元外，本发明的传递扭矩限制装置还能够应用到例如传动轴和变速器等的动力传递装置。而且，除了FR型车辆外，传递扭矩限制装置还能够应用于例如FF(前置发动机前轮驱动)型车辆的其它类型的驱动系统。
而且，第三实施方式中的加压液压回路115能够应用到第一实施方式中的差动齿轮单元14。在第一实施方式中，用于紧固盘簧48的定位凸部54a能够设置在半轴齿轮配件42上而不是设置在小齿轮轴36上。另外，还能够使用例如电动控制凸轮等的其它偏压机构来替代第一、第二或第三实施方式中的盘簧48、卷簧88或液压回路115。
虽然如上描述了本发明的优选实施方式，但是应当理解，本发明并不局限于上述实施方式的具体形式，而是能够以各种对于所属技术领域的技术人员来说不背离限定于所附权利要求书中的本发明的精神和范围的其它变型、改型和改进来实施。

Claims (12)

1.一种车辆用传递扭矩限制装置(14；80；100)，其构成设置在从动力源延伸到驱动轮的动力传递路径中的动力传递装置(10)的一部分，用于限制过量扭矩输入到所述动力传递装置，所述车辆用传递扭矩限制装置(14；80；100)的特征在于包括：
第一旋转构件(40；84)，所述动力源使其绕轴线旋转；
第二旋转构件(42；86)，其与所述第一旋转构件(40；84)相邻地设置在所述动力传递路径上以绕所述轴线旋转；
第一接合齿(60a；92a)和第二接合齿(60b；92b)，其分别设置在所述第一旋转构件(40；84)和所述第二旋转构件(42；86)上以彼此啮合；以及
偏压机构(48；88；115)，其用于偏压所述第一旋转构件(40；84)和所述第二旋转构件(42；86)中能够朝另一个移动的那一个，使得所述第一接合齿(60a；92a)和所述第二接合齿(60b；92b)彼此啮合；
其中每一个所述第一接合齿(60a；92a)以及每一个所述第二接合齿(60b；92b)都设置有预定值的压力角(α)，其作用是，当超过预定值的过量扭矩输入到所述第一旋转构件(40；84)或所述第二旋转构件(42；86)时，抵抗所述偏压机构(48；88；115)的偏压力而移动所述能够移动的旋转构件，从而脱开所述第一接合齿(60a；92a)和所述第二接合齿(60b；92b)之间的啮合，并且
当所述第一接合齿与所述第二接合齿一脱开，所述第一旋转构件和所述第二旋转构件之间的扭矩传递就受到限制。
2.如权利要求1所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中每一个所述第一接合齿(60a；92a)的成对齿面(62，63；94，95)都设置有不同值的压力角(α，β)，且每一个所述第二接合齿(60b；92b)的成对齿面(64，65；96，97)都设置有不同值的压力角(α，β)。
3.如权利要求1所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中所述偏压机构是盘簧(48)或卷簧(88)，其与所述第二旋转构件(42；86)同轴地设置，并且其一端抵靠所述能够移动的旋转构件以朝不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件。
4.如权利要求2所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中所述偏压机构是盘簧(48)或卷簧(88)，其与所述第一旋转构件(40；84)同轴地设置，并且其一端抵靠所述能够移动的旋转构件以朝所述不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件。
5.如权利要求1所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中所述偏压机构(115)包括加压油室(114)，所述加压油室(114)容纳用于朝所述不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件的加压液压油。
6.如权利要求2所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中所述偏压机构(115)包括加压油室(114)，所述加压油室(114)容纳用于朝所述不能够移动的旋转构件偏压所述能够移动的旋转构件的加压液压油。
7.如权利要求3所述的车辆用传递扭矩限制装置，
其中所述传递扭矩限制装置是差动齿轮单元(14)，所述差动齿轮单元(14)包括一对半轴齿轮(40)、一对半轴齿轮配件(42)、一对半轴齿轮轴(44)以及一对所述盘簧(48)，并且
构成所述第一旋转构件的所述半轴齿轮(40)以可旋转方式装配在所述半轴齿轮轴(44)的外周面上，
构成所述第二旋转构件的所述半轴齿轮配件(42)花键配合在所述半轴齿轮轴(44)的外周面上以与所述半轴齿轮轴(44)一起旋转并能够相对于所述半轴齿轮轴(44)轴向移动，且与所述半轴齿轮(40)相邻，
所述第一接合齿(60a)和所述第二接合齿(60b)分别设置在所述半轴齿轮(40)的抵靠面和与其相邻的所述半轴齿轮配件(42)的抵靠面上，且
所述偏压机构由朝所述半轴齿轮(40)偏压所述半轴齿轮配件(42)的所述一对盘簧(48)构成。
8.如权利要求3所述的车辆用传递扭矩限制装置，
其中所述传递扭矩限制装置是差动齿轮单元(80)，所述差动齿轮单元(80)包括一对半轴齿轮(82)、一对半轴齿轮配件(84)、一对半轴齿轮轴(86)以及一对所述卷簧(88)，并且
构成所述第一旋转构件的所述半轴齿轮配件(84)花键配合在所述半轴齿轮的内周面上以与所述半轴齿轮一起旋转，并且能够相对于所述半轴齿轮轴向移动；
构成所述第二旋转构件的所述半轴齿轮轴(86)与所述半轴齿轮配件相邻，
所述第一接合齿(92a)和所述第二接合齿(92b)分别设置在所述半轴齿轮配件(84)的抵靠面和与其相邻的所述半轴齿轮轴(86)的抵靠面上，且
所述偏压机构由朝所述半轴齿轮轴(86)偏压所述半轴齿轮配件(84)的所述一对卷簧(88)构成。
9.如权利要求7所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中每一个所述半轴齿轮(40)都具有环形形状，每一个所述半轴齿轮配件(42)都具有直径小于所述半轴齿轮的直径的环形形状，并且所述半轴齿轮配件(42)以嵌合状态保持在形成于所述半轴齿轮(40)的端面上的凹部(56)内。
10.如权利要求8所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中所述半轴齿轮配件(84)和所述半轴齿轮轴(86)分别呈圆柱形状，并且成一直线地设置。
11.如权利要求7所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中经所述半轴齿轮(40)、所述半轴齿轮配件(42)以及所述半轴齿轮轴(44)以这种顺序传递驱动扭矩，并且在驱动扭矩的传递路径中，所述半轴齿轮(40)置于所述半轴齿轮配件(42)的上游。
12.如权利要求8所述的车辆用传递扭矩限制装置，其中经所述半轴齿轮(82)、所述半轴齿轮配件(84)以及所述半轴齿轮轴(86)以这种顺序传递驱动扭矩，并且在驱动扭矩的传递路径中，所述半轴齿轮配件(84)置于所述半轴齿轮轴(86)的上游。
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