JP2014052048A - トルクリミッター付き動力伝達装置及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トルクリミッター付き動力伝達装置において、差動装置を小型化することにより動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができるようにする。
【解決手段】トルクリミッター付き動力伝達装置は、差動装置５とトルクリミッター５０とを備え、差動装置５は、変速機の出力により回転駆動される第１回転部材３０と、駆動輪に連結され、且つ第１回転部材３０と係合可能に構成された第２回転部材３５と、円周方向の押圧力を発生する押圧機構４０と、該機構４０に設けられた第１斜面と第１回転部材３０に設けられて第１斜面と接触する第２斜面とを備え、前記円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構４５とを備え、第１、第２回転部材３０，３５、押圧機構４０及び変換機構４５によって、所定値以上のトルクが入力されたときに第１、第２回転部材３０，３５の係合が解除されるトルクリミッターが構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トルクリミッター付き動力伝達装置及びその組立方法に関し、特に、駆動源から駆動輪に至る動力伝達経路に差動装置とトルクリミッターとを備えたトルクリミッター付き動力伝達装置及びその組立方法に関する。

自動車等の車両においては、燃費性能の向上を図るために、車体構成部材を軽量化することに加えて、駆動源であるエンジンから駆動輪に至る動力伝達経路を構成する変速機内のシャフトやドライブシャフトなどのシャフトについても軽量化することが求められている。

動力伝達経路を構成するシャフトは、通常走行時に伝達する必要があるトルク容量を確保すると共に、エンジンの出力を上げた状態で急激にクラッチを締結した場合や高速走行状態で低速段へシフトダウンを行った場合、あるいは凸凹路走行時に駆動輪が飛び跳ねた後に再び接地した場合など、通常走行時のトルク容量よりも大きなショックトルクが入力した場合にシャフトの破損を防止することが求められ、このショックトルクがシャフトの軽量化を妨げる要因となっている。

したがって、エンジンから駆動輪に動力を伝達する動力伝達装置において、通常走行時のトルク容量を確保しつつショックトルクを吸収するように構成することができれば、動力伝達経路を構成するシャフトを小径化や中空状にしてシャフトの軽量化を図ることができると考えられる。

このようなものとして、例えば特許文献１には、デフケースに終減速歯車を取り付けた差動装置において、デフケースと終減速歯車の間に、デフケースに噛み合う摩擦板と終減速歯車に噛み合う摩擦板とを互い違いに配置すると共にこれら摩擦板を差動装置の軸方向に延びるスプリングによって押圧するようにした伝達トルク制限用クラッチを配置したものが開示されている。

前記伝達トルク制限用クラッチでは、スプリングの押圧力に応じたトルク容量が得られ、このトルク容量を通常走行時の最大トルクよりも大きくなるように設定しておくことにより、通常走行時のトルクを確実に伝達しながらトルク容量を超えるショックトルクは摩擦板が滑ることによって吸収することができ、動力伝達経路を構成するシャフトにショックトルクがそのまま作用することが回避され、シャフトの軽量化が可能となる。

特開昭５３−９０３３４号公報

前記特許文献１に記載のものは、差動装置に伝達トルク制限用クラッチを配置することで通常走行時のトルク容量を確保しつつショックトルクを吸収することができるのでシャフトの軽量化が可能となるものの、伝達トルク制限用クラッチのスプリングが差動装置の軸方向に延びるように設けられているので、差動装置が軸方向に大きくなることとなる。

伝達トルク制限用クラッチのスプリングは、通常走行時の最大トルクを伝達するために大きな押圧力が必要であることから比較的大きなものが用いられるが、この場合、差動装置の軸方向寸法が増大することとなり、差動装置が大型化し、車載性が悪化することとなる。

特に、車体前部において差動装置と変速機とクラッチとが一体化されたハウジングに収納されるＦＦ車の場合には、差動装置の軸方向寸法が増大すると、ハウジング内において差動装置、変速機及びクラッチのレイアウトが難しくなり、動力伝達装置が大型化し、車載性の悪化が問題となる。

また、前記特許文献１に記載のものは、伝達トルク制限用クラッチがデフケースの外周側に配置されるので、差動装置の径方向寸法が増大することとなる。ＦＦ車において、差動装置の径方向寸法が増大すると、変速機の軸心と差動装置の軸心との軸間距離が増大して動力伝達装置が大型化し、車載性をさらに悪化させることとなる。

そこで、本発明は、差動装置を小型化することにより動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができるトルクリミッター付き動力伝達装置及びその組立方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に係る発明は、駆動源から駆動輪に至る動力伝達経路に、デフケース内にピニオンシャフトを介して支持されたピニオンギヤと該ピニオンギヤと係合する一対のサイドギヤとが収納され、変速機の出力を前記駆動輪に伝達する差動装置と、前記変速機と前記駆動輪との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッターとを備えたトルクリミッター付き動力伝達装置であって、前記差動装置は、前記変速機の出力部に連結されて前記変速機の出力により回転駆動される第１回転部材と、前記駆動輪に連結され、且つ前記第１回転部材と同一軸心上で前記第１回転部材と対向状に配置されて、該第１回転部材と係合可能に構成された第２回転部材と、前記第１回転部材の反第２回転部材側において長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力を発生する押圧機構と、前記押圧機構に設けられた第１斜面と、前記第１回転部材に設けられて前記第１斜面と接触する第２斜面とを備え、前記押圧機構による前記円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構と、を備え、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構及び前記変換機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されていることを特徴とする。

また、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記第１回転部材及び前記第２回転部材は、前記デフケース内に配置され、前記第１回転部材は、前記デフケースと一体的に回転し、前記第２回転部材は、前記ピニオンシャフトを支持し、前記押圧機構及び前記変換機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが対向する係合部と略同一半径を有する円周上に配設されていることを特徴とする。

更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第２回転部材の外周と前記デフケースの内面との間に軸受部材が設けられ、前記第２回転部材は、前記デフケースに回転自在に嵌合されていることを特徴とする。

また更に、本願の請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に係る発明において、前記差動装置は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の対向面にそれぞれ設けられた互いに噛み合う半径方向に延びる歯を有する第１歯面と第２歯面とを備え、前記第１歯面の歯と前記第２歯面の歯とが前記軸方向の押圧力を円周方向の押圧力に増大させて変換するように形成された係合機構を備え、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構、前記変換機構及び前記係合機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されていることを特徴とする。

また更に、本願の請求項５に係る発明は、駆動源から駆動輪に至る動力伝達経路に、第１ケース構成体と第２ケース構成体とによって分割して形成されたデフケース内にピニオンシャフトを介して支持されたピニオンギヤと該ピニオンギヤと係合する一対のサイドギヤとが収納され、変速機の出力を前記駆動輪に伝達する差動装置と、前記変速機と前記駆動輪との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッターとを備え、前記差動装置は、前記変速機の出力部に連結されて前記変速機の出力により回転駆動される第１回転部材と、前記駆動輪に連結され、且つ前記第１回転部材と同一軸心上で前記第１回転部材と対向状に配置されて、該第１回転部材と係合可能に構成された第２回転部材と、前記第１回転部材の反第２回転部材側において長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力を発生する押圧機構と、前記押圧機構に設けられた第１斜面と、前記第１回転部材に設けられて前記第１斜面と接触する第２斜面とを備え、前記押圧機構による前記円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構とを備え、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構及び前記変換機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されているトルクリミッター付き動力伝達装置の組立方法であって、前記第１ケース構成体に前記押圧機構を組み付けて第１サブアセンブリを形成する第１サブアセンブリ形成工程と、前記第２ケース構成体に前記ピニオンギヤ、前記サイドギヤ、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を組み付けて第２サブアセンブリを形成する第２サブアセンブリ形成工程と、前記押圧機構と前記第１回転部材とによって前記変換機構を形成するように前記第１サブアセンブリと前記第２サブアセンブリとを合体させて前記差動装置を組み立てる合体工程と、を有していることを特徴とする。

以上の構成により、本願各請求項の発明によれば、次の効果が得られる。

まず、本願の請求項１に係る発明によれば、差動装置とトルクリミッターとを備えたトルクリミッター付き動力伝達装置において、差動装置は、変速機の出力により回転駆動される第１回転部材と、駆動輪に連結され、且つ第１回転部材と係合可能に構成された第２回転部材と、長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力を発生する押圧機構と、押圧機構に設けられた第１斜面と第１回転部材に設けられて第１斜面と接触する第２斜面とを備え、押圧機構による円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構とを備え、第１、第２回転部材、押圧機構及び変換機構によって、所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材と第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されている。

前記所定値を、通常走行時の最大トルクよりも大きくなるように設定しておくことにより、通常走行時のトルク容量を確保しつつ前記所定値以上のショックトルクの入力時にショックトルクを吸収することができる。また、押圧機構は、長手方向を円周方向に向けて配置されているので、軸方向に向けて配置される場合に比して差動装置の軸方向寸法を短縮させて差動装置を小型化することができる。これにより、動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができる。さらに、変換機構は、押圧機構による円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換するので、押圧機構を小さくすることが可能であり、前記効果をより有効に奏することができる。特にＦＦ車において、前記効果を有効に得ることができる。

また、本願の請求項２に係る発明によれば、第１回転部材及び第２回転部材は、デフケース内に配置され、第１回転部材は、デフケースと一体的に回転し、第２回転部材は、ピニオンシャフトを支持し、押圧機構及び変換機構は、第１回転部材と第２回転部材とが対向する係合部と略同一半径を有する円周上に配設されることにより、トルクリミッターがデフケースの外周側に配置される場合に比して、差動装置の径方向寸法を短縮させて差動装置を小型化することができ、動力伝達装置を小型化することができる。

更に、本願の請求項３に係る発明によれば、第２回転部材の外周とデフケースの内面との間に軸受部材が設けられ、第２回転部材は、デフケースに回転自在に嵌合されていることにより、所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材と第２回転部材との係合を解除して第２回転部材とデフケースとを確実に相対回転させることができ、前記効果を有効に得ることができる。

また更に、本願の請求項４に係る発明によれば、第１回転部材と第２回転部材の対向面にそれぞれ設けられた互いに噛み合う半径方向に延びる歯を有する第１歯面と第２歯面とを備え、第１歯面の歯と第２歯面の歯とが軸方向の押圧力を円周方向の押圧力に増大させて変換するように形成された係合機構を備えていることにより、押圧機構をさらに小さくすることが可能であり、前記効果をより有効に奏することができる。

また更に、本願の請求項５に係る発明によれば、デフケースを形成する第１ケース構成体に押圧機構を組み付けて第１サブアセンブリを形成し、デフケースを形成する第２ケース構成体にピニオンギヤ、サイドギヤ、第１回転部材及び第２回転部材を組み付けて第２サブアセンブリを形成し、押圧機構と第１回転部材とによって変換機構を形成するように第１サブアセンブリと第２サブアセンブリとを合体させて差動装置を組み立てることにより、第１ケース構成体に押圧機構を予め組み付けることができるので、差動装置の組立を比較的に容易に行うことができ、本願の請求項１に係る発明の効果を奏する動力伝達装置を比較的容易に組み立てることができる。

本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置を備えた車体の前部を示す模式図である。 第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を示す断面図である。 図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った差動装置の断面図である。 図２におけるＹ４−Ｙ４線に沿った差動装置の断面図である。 差動装置の第１回転部材の平面図である。 押圧機構による押圧力を説明するための説明図である。 差動装置にショックトルクが入力したときの動作を説明するための説明図である。 差動装置の組立方法を説明するための説明図である。 本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明図である。 本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明 本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えた車体の前部を示す模式図である。図１に示す車体１は、車体前部に、駆動源としてのエンジン２と、クラッチ３と、変速機４と、差動装置５と、差動装置５に連結されたドライブシャフト６と、ドライブシャフト６に取り付けられた駆動輪としての前輪７とを備えている。

車体１は、車体前部にエンジン２が配置されると共にクラッチ３と変速機４と差動装置５とが一体化されたハウジング８に収納されたＦＦ車である。車体１では、エンジン２は、出力軸が車幅方向に向くように配置され、クラッチ３と変速機４とは、車幅方向に隣接して配置され、変速機４と差動装置５とは、車体前後方向に隣接して配置されている。

エンジン２の出力は、クラッチ３及び変速機４を介して差動装置５に伝達され、差動装置５からドライブシャフト６を介して前輪７に伝達される。車体１では、エンジン２から前輪７に至る動力伝達経路に差動装置５が備えられ、クラッチ３、変速機４、差動装置５及びドライブシャフト６によってエンジン２から前輪７に動力を伝達する動力伝達装置が構成されている。

図２は、第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を示す断面図であり、図３は、図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った差動装置の断面図、図４は、図２におけるＹ４−Ｙ４線に沿った差動装置の断面図である。なお、図３では、変速機の出力ギヤ、リングギヤ、ボルト及びナットを省略して示している。

図２に示すように、差動装置５のデフケース１０は、略円盤状に形成された第１ケース構成体１１と、略円筒状に形成された第２ケース構成体２１とによって分割して形成され、第１ケース構成体１１のフランジ部１１ａと第２ケース構成体２１のフランジ部２１ａとをボルトＢ１及びナットＮ１を用いて締結固定することにより形成されている。

デフケース１０には、変速機４の出力部である出力ギヤ４ａと噛み合うリングギヤ９が締結固定され、差動装置５に変速機４の出力が伝達されるようになっている。リングギヤ９は、第１ケース構成体１１のフランジ部１１ａと第２ケース構成体２１のフランジ部２１ａとに締結固定されている。デフケース１０は、車幅方向に延びる軸心Ｃ１を中心として回転可能に設けられている。

デフケース１０内には、具体的には第２ケース構成体２１の側壁部２１ｂ内には、軸心Ｃ１と直交する方向に延びるピニオンシャフト２２が配設されると共に、ピニオンシャフト２２に回動自在に支持される互いに対向する一対のピニオンギヤ２３が配設されている。デフケース１０内にはまた、一対のピニオンギヤ２３に噛み合う左右一対のサイドギヤ２４が配設されている。

第１ケース構成体１１及び第２ケース構成体２１にはそれぞれ、サイドギヤ２４に対応してシャフト挿通部１１ｃ及び２１ｃが設けられている。シャフト挿通部１１ｃ、２１ｃにはそれぞれドライブシャフト６が挿通され、ドライブシャフト６の先端は、サイドギヤ２４にスプライン嵌合されている。これにより、ドライブシャフト６は、サイドギヤ２４と共にデフケース１０に対して相対回転できるようになっている。

本実施形態では、差動装置５はまた、デフケース１０内に、変速機３の出力により回転駆動される第１回転部材３０と、第１回転部材３０と同一軸心上で第１回転部材３０と対向状に配置されて第１回転部材３０と係合可能に構成された第２回転部材３５と、第１回転部材３０の反第２回転部材３５側に配置されて円周方向の押圧力を発生する押圧機構４０と、押圧機構４０による円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構４５とを備えている。

図５は、差動装置の第１回転部材の平面図であり、図５では、第１回転部材３０を第２回転部材３５側から見た図が示されている。図２及び図５に示すように、第１回転部材３０は、リング状に形成され、その外周に第１回転部材３０の軸心方向に延びる歯３１が形成されている。第２ケース構成体２１の側壁部２１ｂの第１ケース構成体１１側の内面には第１回転部材３０の歯３１と噛み合う歯２１ｄが形成されており、第１回転部材３０は、第１ケース構成体２１にスプライン嵌合されている。これにより、第１回転部材３０は、変速機３の出力により第１ケース構成体２１と共に回転駆動され、デフケース１０と一体的に回転する。

第１回転部材３０はまた、第１ケース構成体２１にスプライン嵌合した状態で第２ケース構成体２１に対して軸心方向に移動可能に構成されている。第１ケース構成体１１には、第１回転部材３０の軸心方向の移動を可能にするように凹状に窪む第１溝部１１ｄが形成されている。

第１回転部材３０の第２回転部材３５との対向面には、図４及び図５に示すように、歯面３２（第１歯面）が形成されている。歯面３２は、半径方向に延びる歯３３を有し、歯３３は、円周方向における断面が台形状に形成され、後述する図６に示すように、その側面３３ａが４５度の角度で形成されている。

第１回転部材３０はまた、第１回転部材３０の反第２回転部材３５側に略四角柱状に突出する４つの突出部３４を備えている。４つの突出部３４は、円周方向にそれぞれ９０度の等間隔で配置されている。突出部３４の先端は、第１回転部材３０の軸心と直交する方向に対して所定角度θ１で傾斜する斜面３４ａによって形成されている。本実施形態では、所定角度θ１は、０度から４５度の間の角度に設定されている。

第２回転部材３５は、第１回転部材３０と半径方向において略同一長さを有するようにリング状に形成され、第１回転部材３０と同一軸心上に配置されると共に第１回転部材３０と対向状に配置されている。

第２回転部材３５には、ピニオンシャフト挿入穴３５ａが形成されている。ピニオンシャフト挿入穴３５ａには、ピニオンシャフト２２が挿入され、第２回転部材３５は、ピニオンシャフト２２を支持している。これにより、第２回転部材３５は、ピニオンシャフト２２及びピニオンギヤ２３と共に軸心Ｃ１を中心として回転され、ピニオンシャフト２２、ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４及びドライブシャフト６を介して前輪７に連結されている。

第２回転部材３５の内面は、湾曲して形成され、ピニオンギヤ２３を支持している。第２回転部材３５の外面は、第２ケース構成体２１の側壁部２１ｂの内面に回動自在に嵌合されている。第２回転部材３５はまた、軸心方向における一方の端面が、第２ケース構成体２１の底壁部２１ｅに回動自在に支持されている。

第２回転部材３５にはまた、軸心方向における他方の端面、すなわち第１回転部材３０との対向面に歯面（第２歯面）３６が形成されている。歯面３６は、半径方向に延びる歯３７を有し、歯３７は、円周方向における断面が台形状に形成され、その側面が４５度の角度で形成されている。

第１回転部材３０の歯３３と第２回転部材３５の歯３７は、互いに噛み合うように形成され、第１回転部材３０と第２回転部材３５とは係合可能に構成されている。第１回転部材３０と第２回転部材３５の係合時には、変速機３の出力は、デフケース１０、第１回転部材３０、第２回転部材３５、ピニオンシャフト２２、ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４及びドライブシャフト６を介して前輪７に伝達される。

第１回転部材３０の反第２回転部材３５側に設けられる押圧機構４０は、第１回転部材３０の突出部３４に対応して設けられている。押圧機構４０は、弾性部材として螺旋状に形成されたスプリング４１と、スプリング４１によって付勢される押圧部材４２とを備え、スプリング４１と押圧部材４２とは、第１ケース構成体１１の第２ケース構成体２１側の端面から矩形状に窪んで形成される第２溝部１１ｅ内に配置されている。

押圧部材４２は、ピン部４３がスプリング４１内に挿入された状態で略四角柱状に形成された先端部４４が第１回転部材３０の突出部３４と接触するように第２溝部１１ｅ内に配置されている。押圧部材４２の先端部４４には、第１回転部材３０の突出部３４の斜面３４ａと接触するように第１回転部材３０の軸心と直交する方向に対して所定角度θ１で傾斜する斜面４４ａが形成されている。本実施形態では、所定角度θ１は、０度から４５度の間の角度に設定されている。

押圧部材４２は、スプリング４１を圧縮した状態で第１回転部材３０の突出部３４と接触するように配置されている。押圧部材４２はまた、所定値以上の力が入力される際、スプリング４１を圧縮させて第２溝部１１ｅ内で移動することができるように構成されている。

このようにして構成される押圧機構４０は、長手方向軸Ｃ２を有し、長手方向を円周方向に向けて配置されている。これにより、押圧機構４０は、スプリング４１によって円周方向の押圧力を発生し、第１回転部材３０の斜面３４ａに円周方向の押圧力を作用させる。

ここで、押圧機構４０による押圧力について図６を参照しながら説明する。
図６は、押圧機構による押圧力を説明するための説明図である。図６に示すように、押圧機構４０による押圧力をＦ１とすると、すなわちスプリング４１によって押圧部材４２が第１回転部材３０を押圧する円周方向の押圧力をＦ１とすると、押圧機構４０による押圧力Ｆ１によって、第１回転部材３０は、押圧部材４２の斜面４４ａと第１回転部材３０の斜面３４ａとを介して第１回転部材３０の斜面３４ａに直交する方向の押圧力Ｆ２で押圧される。押圧力Ｆ２は、次式：Ｆ２＝Ｆ１／ｓｉｎθ１によって表される。

第１回転部材３０の斜面３４ａに直交する方向の押圧力Ｆ２は、円周方向の押圧力Ｆ３と軸方向の押圧力Ｆ４に分解され、第１回転部材３０は、軸方向の押圧力Ｆ４によって軸方向に押圧される。押圧力Ｆ４は、次式：Ｆ４＝Ｆ２ｃｏｓθ１によって表され、押圧力Ｆ１を用いると、次式：Ｆ４＝Ｆ１／ｔａｎθ１によって表される。角度θ１は０度から４５度の間の角度に設定されるので、押圧機構４０による円周方向の押圧力Ｆ１は、軸方向の押圧力Ｆ４に増大して変換される。

本実施形態では、変換機構４５は、押圧機構４０、具体的には押圧部材４２に設けられた斜面４４ａと、第１回転部材３０に設けられて押圧機構４０の斜面４４ａと接触する斜面３４ａとによって構成され、押圧機構４０による円周方向の押圧力Ｆ１を軸方向の押圧力Ｆ４に増大させて変換する。

そして、第１回転部材３０が押圧される軸方向の押圧力Ｆ４によって、第２回転部材３５は、第１回転部材３０の歯３３の側面３３ａと第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａとを介して第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａに直交する方向の押圧力Ｆ５で押圧される。押圧力Ｆ５は、次式：Ｆ５＝Ｆ４／ｓｉｎ４５°によって表される。

第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａに直交する方向の押圧力Ｆ５は、軸方向の押圧力Ｆ６と円周方向の押圧力Ｆ７に分解され、第２回転部材３５は、円周方向の押圧力Ｆ７によって円周方向に押圧される。押圧力Ｆ７は、次式：Ｆ７＝Ｆ５ｃｏｓ４５°によって表され、押圧力Ｆ４を用いると、次式：Ｆ７＝Ｆ４／ｔａｎ４５°によって表される。従って、第１回転部材３０が押圧される軸方向の押圧力Ｆ４は、押圧力Ｆ４と等しい大きさを有する円周方向の押圧力Ｆ７に変換される。

図６に示す位置Ｐ１における第１回転部材３０の円周方向の半径をＲ１とすると、第１回転部材３０と第２回転部材３５との間で伝達することができるトルク容量は、円周方向の押圧力Ｆ７と円周方向の半径Ｒ１との積Ｆ７・Ｒ１によって表され、押圧力Ｆ１を用いるとＦ１／ｔａｎθ１・Ｒ１によって表される。

差動装置５にトルクＴが作用して、図６に示すように第２回転部材３５にトルクＴが作用したとき、位置Ｐ１において第２回転部材３５による第１回転部材３０への円周方向の荷重をＦとすると、円周方向の荷重Ｆが、第２回転部材３０への円周方向の押圧力Ｆ７以下であるときは、第１回転部材３０と第２回転部材３５とが対向する係合部４９において第１回転部材３０と第２回転部材３５とが係合する。

本実施形態では、押圧機構４０は、円周方向の押圧力Ｆ７が通常走行時の最大トルクに対応した円周方向の荷重よりも少し大きくなるように円周方向の押圧力Ｆ１が設定される。これにより、差動装置５に通常走行時の最大トルク以下のトルクが入力される際は、第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合状態が維持され、変速機４の出力が、デフケース１０、第１回転部材３０、第２回転部材３５、ピニオンシャフト２２、ピニオンギヤ２３、サイドギヤ２４及びドライブシャフト６を通じて前輪７に伝達される。

一方、第２回転部材３５にトルクＴが作用したとき、位置Ｐ１において第２回転部材３５による第１回転部材３０への円周方向の荷重Ｆが、第２回転部材３５への円周方向の押圧力Ｆ７より大きいときは、第１回転部材３０が押圧機構４０側に軸心方向に移動して第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除される。

図７は、差動装置にショックトルクが入力したときの動作を説明するための説明図である。図６に示す円周方向の荷重Ｆが円周方向の押圧力Ｆ７より大きいショックトルクの入力時には、図７に示すように、第１回転部材３０が矢印Ａ１で示すように押圧機構４０側に軸心方向に移動して第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除される。押圧機構４０では、第１回転部材３０の移動に伴って押圧部材４２が矢印Ａ２で示すように円周方向に移動され、スプリング４１が圧縮される。

このように、差動装置５に所定値以上のショックトルクが入力したときには、第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除され、差動装置５では、変速機４に連結された第１回転部材３０と車輪７に連結された第２回転部材３５との間でショックトルクが伝達されないようになっている。

本実施形態では、第１回転部材３０、第２回転部材３５、押圧機構４０及び変換機構４５によって、差動装置５に所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除され、変速機４と前輪７との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッター５０が構成されている。

このように、差動装置５は、変速機４の出力により回転駆動される第１回転部材３０と、駆動輪７に連結され、且つ第１回転部材３０と係合可能に構成された第２回転部材３５と、長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力Ｆ１を発生する押圧機構４０と、押圧機構４０に設けられた第１斜面４４ａと第１回転部材３０に設けられて第１斜面４４ａと接触する第２斜面３４ａとを備え、押圧機構４０による円周方向の押圧力Ｆ１を軸方向の押圧力Ｆ４に増大させて変換する変換機構４５とを備え、第１、第２回転部材３０，３５、押圧機構４０及び変換機構４５によって、所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除されるトルクリミッター５０が構成されている。

前記所定値を、通常走行時の最大トルクよりも大きくなるように設定しておくことにより、通常走行時のトルク容量を確保しつつ前記所定値以上のショックトルクの入力時にショックトルクを吸収することができる。また、押圧機構４０は、長手方向を円周方向に向けて配置されているので、軸方向に向けて配置される場合に比して差動装置５の軸方向寸法を短縮させて差動装置５を小型化することができる。これにより、動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができる。さらに、変換機構４５は、押圧機構４０による円周方向の押圧力Ｆ１を軸方向の押圧力Ｆ４に増大させて変換するので、押圧機構４０を小さくすることが可能であり、前記効果をより有効に奏することができる。特にＦＦ車において、前記効果を有効に得ることができる。

また、本実施形態では、押圧機構４０及び変換機構４５は、第１回転部材３０と第２回転部材３５とが対向する係合部４９と略同一半径を有する円周上に配設されている。これにより、トルクリミッター５０がデフケース１０の外周側に配置される場合に比して、差動装置５の径方向寸法を短縮させて差動装置５を小型化することができ、動力伝達装置を小型化することができる。

次に、このようにして構成される差動装置５の組立方法について説明する。
図８は、差動装置の組立方法を説明するための説明図である。差動装置５を組み立てる際には先ず、図８に示すように、第１ケース構成体１１に押圧機構４０、すなわちスプリング４１及び押圧部材４２を組み付けて第１サブアセンブリＳ１を形成する。

また、第２ケース構成体２１に一方のサイドギヤ２４、ピニオンシャフト２２と一体的に組み付けられたピニオンギヤ２３及び第２回転部材３５、他方のサイドギヤ２４、並びに第１回転部材３０を順次組み付けて第２サブアセンブリＳ２を形成する。

そして、押圧機構４０と第１回転部材３０とによって変換機構４５を形成するように第１サブアセンブリＳ１と第２サブアセンブリＳ２とを重ね合わせて締結固定することにより、第１サブアセンブリＳ１と第２サブアセンブリＳ２とを合体させて差動装置５を組み立てる。

これにより、差動装置５の組立時に、第１ケース構成体１１に押圧機構４０を予め組み付けることができるので、差動装置５の組立を比較的に容易に行うことができ、動力伝達装置を比較的容易に組み立てることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置について説明する。なお、第２実施形態に係る動力伝達装置については、第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置５と異なる部分についてのみ説明し、差動装置５と同様の構成については説明を省略する。

図９は、本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明図である。図９に示すように、第２実施形態に係る動力伝達装置の差動装置５５は、第１実施形態に係る差動装置５において、第１回転部材３０と第２回転部材３５との対向面がそれぞれ平面状に形成されている。

差動装置５５では、第１回転部材３０と第２回転部材３５とは平面状に形成された対向面によって係合可能に構成されている。差動装置５５においても、押圧機構４０によって第１回転部材３０が軸方向の押圧力Ｆ４で押圧され、第１回転部材３０と第２回転部材３５とが係合するが、差動装置５５に所定値以上のトルクが入力されると、第１回転部材３０と第２回転部材３５との間に滑りが生じ、第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除される。

第２実施形態に係る動力伝達装置においても、前記所定値を、通常走行時の最大トルクよりも大きくなるように設定しておくことにより、通常走行時のトルク容量を確保しつつ前記所定値以上のショックトルクの入力時にショックトルクを吸収することができる。差動装置５５においても、押圧機構４０は、長手方向を円周方向に向けて配置されているので、差動装置５５を小型化することにより動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置について説明する。なお、第３実施形態に係る動力伝達装置については、第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置５と異なる部分についてのみ説明し、差動装置５と同様の構成については説明を省略する。

図１０は、本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明図である。図１０に示すように、第３実施形態に係る動力伝達装置の差動装置６５は、第１実施形態に係る差動装置５において、第１回転部材３０の歯３３の側面３３ａが０度から４５度の間の所定角度θ２で形成されると共に、第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａが０度から４５度の間の所定各度θ２で形成されている。

差動装置６５では、第１回転部材３０が押圧される軸方向の押圧力Ｆ４によって、第２回転部材３５は、第１回転部材３０の歯３３の側面３３ａと第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａとを介して第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａに直交する方向の押圧力Ｆ５’で押圧される。押圧力Ｆ５’は、次式：Ｆ５’＝Ｆ４／ｓｉｎθ２によって表される。

第２回転部材３５の歯３７の側面３７ａに直交する方向の押圧力Ｆ５’は、軸方向の押圧力Ｆ６’と円周方向の押圧力Ｆ７’に分解され、第２回転部材３５は、円周方向の押圧力Ｆ７’によって円周方向に押圧される。押圧力Ｆ７’は、次式：Ｆ７＝Ｆ５’ｃｏｓθ２によって表され、押圧力Ｆ４を用いると、次式：Ｆ７’＝Ｆ４／ｔａｎθ２によって表される。角度θ２は０度から４５度の間の角度に設定されるので、軸方向の押圧力Ｆ４は、円周方向の押圧力Ｆ７’に増大して変換される。

第３実施形態に係る動力伝達装置においても、第２回転部材３５にトルクＴが作用したとき、位置Ｐ１において第２回転部材３５による第１回転部材３０への円周方向の荷重Ｆが、第２回転部材３０への円周方向の押圧力Ｆ７’より大きいときは、第１回転部材３０が押圧機構４０側に軸心方向に移動して第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除される。

このように、差動装置６５では、第１回転部材３０と第２回転部材３５の対向面にそれぞれ設けられた互いに噛み合う半径方向に延びる歯３３、３７を有する歯面３２、３６を備え、歯面３２の歯３３と歯面３６の歯３７とが軸方向の押圧力Ｆ４を円周方向の押圧力Ｆ７’に増大させて変換するように形成された係合機構６６が備えられている。

また、差動装置６５では、第１回転部材３０、第２回転部材３５、押圧機構４０、変換機構４５及び係合機構６６によって、差動装置５に所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合が解除され、変速機４と前輪７との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッター５０が構成されている。

第３実施形態に係る動力伝達装置においても、前記所定値を、通常走行時の最大トルクよりも大きくなるように設定しておくことにより、通常走行時のトルク容量を確保しつつ前記所定値以上のショックトルクの入力時にショックトルクを吸収することができる。差動装置６５においても、押圧機構４０は、長手方向を円周方向に向けて配置されているので、差動装置６５を小型化することにより動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができる。

さらに、第１回転部材３０と第２回転部材３５の対向面にそれぞれ設けられた互いに噛み合う半径方向に延びる歯３３，３７を有する第１歯面３２と第２歯面３３とを備え、第１歯面３２の歯３３と第２歯面３６の歯３７とが軸方向の押圧力Ｆ４を円周方向の押圧力Ｆ７’に増大させて変換するように形成された係合機構６６を備えていることにより、押圧機構４０をさらに小さくすることが可能である。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置について説明する。なお、第４実施形態に係る動力伝達装置については、第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置５と異なる部分についてのみ説明し、差動装置５と同様の構成については説明を省略する。

図１１は、本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を示す断面図である。図１１に示すように、第４実施形態に係る動力伝達装置の差動装置７５は、第１実施形態に係る差動装置５において、第２回転部材３５の外周とデフケース１０の内面との間に軸受部材７６が配設されている。

差動装置７５では、第２回転部材３５の外周と第２ケース構成体２１の側壁部２１ａの内面との間に軸受部材として金属製のリング状のブッシュ７６が配設されている。２つのブッシュ７６は、差動装置７５の軸心方向に離間して第２ケース構成体２１の側面部２１ａの内面に圧入され、第２回転部材３５は、ブッシュ７６を介してデフケース１０、具体的には第２ケース構成体２１に回転自在に嵌合されている。

これにより、差動装置７５に所定値以上のトルクが入力されたときに第１回転部材３０と第２回転部材３５との係合を解除して第２回転部材３５とデフケース１０とを確実に相対回転させることができ、ショックトルクを確実に吸収することができる。

差動装置７５では、第２回転部材３５の外周と第２ケース構成体２１の側壁部２１ａの内面との間に軸受部材７６が配設されているが、さらに、第２回転部材３５の反第１回転部材３０側と第２ケース構成体２１の底壁部２１ｅとの間に軸受部材を配設するようにすることも可能である。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る動力伝達装置について説明する。なお、第５実施形態に係る動力伝達装置については、第１実施形態に係る動力伝達装置の差動装置５と異なる部分についてのみ説明し、差動装置５と同様の構成については説明を省略する。

図１２は、本発明の第５実施形態に係る動力伝達装置の差動装置を説明するための説明図である。図１２に示すように、第５実施形態に係る動力伝達装置の差動装置８５は、第１実施形態に係る差動装置５において、押圧部材４２と第１回転部材３０との接触面及び押圧部材４２と第１ケース構成体１１との接触面にそれぞれ金属製のボール８６，８７が配置されている。

差動装置８５では、押圧部材４２の斜面４４ａに凹状に窪むボール収容部４４ｂが形成されると共に第１回転部材３０の突出部３４の斜面３４ａに凹状に窪むボール収容部３４ｂが形成されている。押圧部材４２のボール収容部４４ｂと第１回転部材３０のボール収容部３４ｂとの間には金属製のボール８６が収容され、押圧部材４２と第１回転部材３０とは、転がり接触によって接触している。

また、差動装置８５では、押圧部材４２の先端部４４において第１ケース構成体１１と接触する部分についても、押圧部材４２の先端部４４に凹部に窪むボール収容部４４ｃが形成されると共に第１ケース構成体１１の第２溝部１１ｅに凹状に窪むボール収容部１１ｆが形成されている。押圧部材４２のボール収容部４４ｃと第１ケース構成体１１のボール収容部１１ｆとの間には金属製のボール８７が収容され、押圧部材４２と第１ケース構成体１１とは、転がり接触によって接触している。

これにより、押圧部材４２と第１回転部材３０との間の摩擦力及び押圧部材４２と第１ケース構成体１１との間の摩擦量を少なくして滑らかに移動させることができるので、差動装置８５へのショックトルクの入力時に第１回転部材３０と第２回転部材３５の係合を迅速に解除してショックトルクを吸収することができる。

本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能である。

以上のように、本発明によれば、トルクリミッター付き動力伝達装置において、差動装置を小型化することにより動力伝達装置を小型化し、車載性を向上させることができることから、例えば、ＦＦ車の動力伝達装置に利用することが可能である。

２ エンジン
４ 変速機
４ａ 出力ギヤ
５，５５，６５，７５，８５ 差動装置
７ 前輪
１０ デフケース
１１ 第１ケース構成体
２１ 第２ケース構成体
２２ ピニオンシャフト
２３ ピニオンギヤ
２４ サイドギヤ
３０ 第１回転部材
３２、３７ 歯面
３３、３７ 歯
３４ａ，４４ａ 斜面
３５ 第２回転部材
４０ 押圧機構
４１ スプリング
４２ 押圧部材
４５ 変換機構
４９ 係合部
６６ 係合機構
７６ 軸受部材
Ｓ１ 第１サブアセンブリ
Ｓ２ 第２サブアセンブリ

Claims (5)

1. 駆動源から駆動輪に至る動力伝達経路に、デフケース内にピニオンシャフトを介して支持されたピニオンギヤと該ピニオンギヤと係合する一対のサイドギヤとが収納され、変速機の出力を前記駆動輪に伝達する差動装置と、前記変速機と前記駆動輪との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッターとを備えたトルクリミッター付き動力伝達装置であって、
   前記差動装置は、
   前記変速機の出力部に連結されて前記変速機の出力により回転駆動される第１回転部材と、
   前記駆動輪に連結され、且つ前記第１回転部材と同一軸心上で前記第１回転部材と対向状に配置されて、該第１回転部材と係合可能に構成された第２回転部材と、
   前記第１回転部材の反第２回転部材側において長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力を発生する押圧機構と、
   前記押圧機構に設けられた第１斜面と、前記第１回転部材に設けられて前記第１斜面と接触する第２斜面とを備え、前記押圧機構による前記円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構と、
   を備え、
   前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構及び前記変換機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されている、
   ことを特徴とするトルクリミッター付き動力伝達装置。
2. 前記第１回転部材及び前記第２回転部材は、前記デフケース内に配置され、
   前記第１回転部材は、前記デフケースと一体的に回転し、
   前記第２回転部材は、前記ピニオンシャフトを支持し、
   前記押圧機構及び前記変換機構は、前記第１回転部材と前記第２回転部材とが対向する係合部と略同一半径を有する円周上に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のトルクリミッター付き動力伝達装置。
3. 前記第２回転部材の外周と前記デフケースの内面との間に軸受部材が設けられ、
   前記第２回転部材は、前記デフケースに回転自在に嵌合されている、
   ことを特徴とする請求項２に記載のトルクリミッター付き動力伝達装置。
4. 前記差動装置は、前記第１回転部材と前記第２回転部材の対向面にそれぞれ設けられた互いに噛み合う半径方向に延びる歯を有する第１歯面と第２歯面とを備え、前記第１歯面の歯と前記第２歯面の歯とが前記軸方向の押圧力を円周方向の押圧力に増大させて変換するように形成された係合機構を備え、
   前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構、前記変換機構及び前記係合機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のトルクリミッター付き動力伝達装置。
5. 駆動源から駆動輪に至る動力伝達経路に、第１ケース構成体と第２ケース構成体とによって分割して形成されたデフケース内にピニオンシャフトを介して支持されたピニオンギヤと該ピニオンギヤと係合する一対のサイドギヤとが収納され、変速機の出力を前記駆動輪に伝達する差動装置と、前記変速機と前記駆動輪との間で伝達されるトルクを制限するトルクリミッターとを備え、前記差動装置は、前記変速機の出力部に連結されて前記変速機の出力により回転駆動される第１回転部材と、前記駆動輪に連結され、且つ前記第１回転部材と同一軸心上で前記第１回転部材と対向状に配置されて、該第１回転部材と係合可能に構成された第２回転部材と、前記第１回転部材の反第２回転部材側において長手方向を円周方向に向けて配置され、円周方向の押圧力を発生する押圧機構と、前記押圧機構に設けられた第１斜面と、前記第１回転部材に設けられて前記第１斜面と接触する第２斜面とを備え、前記押圧機構による前記円周方向の押圧力を軸方向の押圧力に増大させて変換する変換機構とを備え、前記第１回転部材、前記第２回転部材、前記押圧機構及び前記変換機構によって、前記差動装置に所定値以上のトルクが入力されたときに前記第１回転部材と前記第２回転部材との係合が解除されるトルクリミッターが構成されているトルクリミッター付き動力伝達装置の組立方法であって、
   前記第１ケース構成体に前記押圧機構を組み付けて第１サブアセンブリを形成する第１サブアセンブリ形成工程と、
   前記第２ケース構成体に前記ピニオンギヤ、前記サイドギヤ、前記第１回転部材及び前記第２回転部材を組み付けて第２サブアセンブリを形成する第２サブアセンブリ形成工程と、
   前記押圧機構と前記第１回転部材とによって前記変換機構を形成するように前記第１サブアセンブリと前記第２サブアセンブリとを合体させて前記差動装置を組み立てる合体工程と、
   を有していることを特徴とするトルクリミッター付き動力伝達装置の組立方法。