JP4998117B2 - 駆動力配分装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から入力された駆動力の第１及び第２の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置に関するものである。

従来、入力された駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、これら各出力軸間に介在された差回転発生機構とを備えた駆動力配分装置があり、多くの場合、その差回転発生機構は、各出力軸間に介在された遊星歯車機構と、該遊星歯車機構に駆動連結されたモータとにより構成されている。

即ち、このような駆動力配分装置は、モータを制御用駆動源として遊星歯車機構を駆動することにより第１及び第２の出力軸間に差回転を生じさせる。そして、その制御用トルクとして遊星歯車機構に入力するモータトルクを制御することにより、エンジン等の主駆動源から差動機構に入力される駆動力の第１及び第２の出力軸への配分比率を制御可能な構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−１１２４７４号公報 特開２００３−１１３８７４号公報

しかしながら、このような駆動力配分装置を車両の左右駆動力配分として用いた場合、車両の走行状態によっては、各出力軸に対して衝撃的な逆入トルクが印加されることがあり、その衝撃力が伝達されることによって差回転発生機構が損傷を受ける可能性がある。

即ち、例えば、各出力軸に連結された駆動輪の何れかが低μ路から高μ路へと移動した際、その急速なグリップの回復によって一方の駆動輪の回転が規制されることにより、当該駆動輪と連結された出力軸に衝撃的な逆入力トルクが印加される。そして、その衝撃的な逆入力トルクが差回転発生機構に印加されることで、当該差回転発生機構を構成する各ギヤが破損する可能性があり、ひいては、その破損したギヤが噛み込むことによって、駆動力配分装置としての機能のみならず、本来のディファレンシャル装置としての機能までもが低下してしまうおそれがある。

尚、特許文献２には、連れ周りによるモータの過回転を防止すべく、モータと減速機構との間にトルクリミッタとして遠心クラッチを介在した駆動力配分装置が開示されている。確かに、逆入力トルクの印加に伴う受動的な回転時、モータは回生ブレーキとなることから、該モータをトルク伝達系から分離することができれば、各ギヤの損傷を緩和することも可能ではある。しかしながら、上記特許文献２において、トルクリミッタとして用いられる遠心クラッチは、その第１軸と第２軸との間の回転速度差に基づき作動するため、上記のような突発的且つ急激なトルク変動には対処することができない。従って、この特許文献２に記載の構成は、上記の課題を何ら解消するものではない。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、逆入力トルクの印加時においても安定的にディファレンシャル装置として機能する駆動力配分装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、前記第１及び第２の出力軸間に介在された差回転発生機構とを備え、前記差回転発生機構の作動に基づき前記各出力軸間に差回転を生じせしめることにより、前記入力される駆動力の前記第１及び第２の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置において、前記差回転発生機構と前記第１の出力軸とをスプライン嵌合により連結する第１スプライン嵌合部、及び前記差動機構と前記第１の出力軸とをスプライン嵌合により連結する第２スプライン嵌合部を備え、前記第１スプライン嵌合部は、前記第１の出力軸において、前記第２スプライン嵌合部よりも出力側に位置し、前記第１スプライン嵌合部には、予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断して、前記第１の出力軸から前記差回転発生機構を分離可能な分離手段が設けられ、前記分離手段は、前記所定値を超えるトルク入力により前記第１スプライン嵌合部を構成するスプラインが破断するように前記スプラインの強度を設定することにより形成されていること、を要旨とする。

上記構成によれば、第１及び第２の出力軸に過大な逆入力トルクが印加された場合であっても、その連結部に形成された分離が破断することにより、当該第１及び第２の出力軸から差回転発生機構を分離することができる。その結果、逆入力トルクの印加時においても本来のディファレンシャル装置としての機能を担保することができる。そして、差回転機構の損傷を回避して、その後の修理を容易なものとすることができる。
また、スプライン嵌合部を構成するスプラインの強度を設定するだけで、構成簡素且つ容易に分離手段を形成することができる。

請求項２に記載の発明は、前記差回転発生機構と前記第２の出力軸との連結部には、予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断して、前記第２の出力軸から前記差回転発生機構を分離可能な分離手段が設けられていること、を要旨とする。
即ち、差回転発生機構を構成する各ギヤが破損し、当該破損した各ギヤが噛み込んでしまった場合には、その第１及び第２の出力軸との連結の一方が残っているだけでも、ディファレンシャル装置としての機能が損なわれてしまう。しかしながら、上記構成のように、差回転機構と第１及び第２の出力軸との間の各連結部の双方に分離手段を設けることで、上記のような噛み込みが生じた場合には、これら各分離手段の双方が破断する。その結果、当該第１及び第２の出力軸から差回転機構を完全に分離して、ディファレンシャル装置としての機能を担保することができる。

請求項３に記載の発明は、前記差回転発生機構は、前記各出力軸間に介在された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に駆動連結されたモータとを備えてなること、を要旨とする。

請求項４に記載の発明は、前記遊星歯車機構は、前記モータに駆動連結されたプラネタリキャリヤと、前記プラネタリキャリヤに自転可能に保持されたプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤの第１出力軸側で該プラネタリギヤに噛み合う第１ギヤと、前記第１ギヤとは異なるピッチ円径を有するとともに前記プラネタリギヤの第２出力軸側で該プラネタリギヤに噛み合う第２ギヤとを備えてなること、を要旨とする。

即ち、上記各構成のように、差回転発生機構に遊星歯車機構を用いた構成では、小型化の観点から当該遊星歯車機構を構成する各ギヤにおいて上記過大な逆入力トルクの印加に耐えうる強度を確保するのは困難であり、その許容する入力トルク水準を超えるトルク入力によって、これら各ギヤに破損が生じやすい。従って、このような構成に、上記請求項１，２の発明を適用することで、より顕著な効果を得ることができる。

請求項５に記載の発明は、前記差回転発生機構は、前記遊星歯車機構に設定された変速比を補正すべく該遊星歯車機構と前記各出力軸の何れかとの間に介在された変速機構を備え、前記変速機構は、入出力要素の一つが非回転部位に固定されてなる第２の遊星歯車機構により構成されること、を要旨とする。

即ち、上記構成のように、入出力要素の一つを非回転部位に固定された第２の遊星歯車機構により構成される変速機構を有する場合には、これら各遊星歯車機構に生じた噛み込みの影響は極めて大きい。従って、このような構成に、上記請求項１，２の発明を適用することで、更に顕著な効果を得ることができる。

本発明によれば、逆入力トルクの印加時においても安定的にディファレンシャル装置として機能する駆動力配分装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１は、駆動力配分装置としてのリヤディファレンシャルの断面図、図２は、その概略構成図、図３は、差回転発生機構としても遊星歯車機構及び変速機構部分の拡大断面図、図４は、プラネタリギヤが組み付けられたプラネタリキャリヤの斜視図、そして、図５は、車両の概略構成図である。

図５に示すように、車両１は、前輪駆動車をベースとする四輪駆動車であり、エンジン２の傍らに組み付けられたトランスアクスル３には、一対のフロントアクスル４Ｌ，４Ｒが連結されており、エンジン２の駆動力は、これらフロントアクスル４Ｌ，４Ｒを介して前輪５Ｌ，５Ｒに伝達される。また、トランスアクスル３には、上記各フロントアクスル４Ｌ，４Ｒとともにプロペラシャフト６が連結されており、同プロペラシャフト６は、トルクカップリング７及びリヤディファレンシャル８を介して一対のリヤアクスル９Ｌ，９Ｒと連結されている。そして、これらプロペラシャフト６、リヤディファレンシャル８、及びリヤアクスル９Ｌ，９Ｒを介して、後輪１０Ｌ，１０Ｒにも駆動力が伝達されるようになっている。

図１に示すように、本実施形態のリヤディファレンシャル８は、略円筒状のハウジング１１を備えており、同ハウジング１１内には、上記リヤアクスル９Ｌ，９Ｒをそれぞれ構成する第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒが、その軸線方向に沿うように収容されている。また、ハウジング１１内には、これら第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒと略直交するように、上記トルクカップリング７（図５参照）から延びる入力軸１３が収容されている。そして、これら第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ、並びに入力軸１３は、遊星歯車式の差動機構１４により連結されている。

尚、本実施形態のハウジング１１は、隔壁部１５を介して第１ハウジング１６ａ及び第２ハウジング１６ｂを連結することにより形成されている。そして、本実施形態では、上記差動機構１４は、第１ハウジング１６ａ内に収容され、後述する遊星歯車機構３１及び変速機構６１は、第２ハウジング１６ｂ内に収容されている。

詳述すると、差動機構１４は、略円筒状に形成されたデフケース１７を有しており、同デフケース１７は、上記第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒと同軸位置において、軸受１８ａ，１８ｂにより回転自在に支承されている。そして、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒの各基端１２Ｌａ，１２Ｒａは、それぞれ同デフケース１７内に配置されている。

デフケース１７の内周にはリングギヤ１９が形成されるとともに、同デフケース１７の外周には外歯ギヤ２０が設けられている。尚、本実施形態のデフケース１７は、軸受１８ａに支承される第１部材１７ａ及び軸受１８ｂに支承される第２部材１７ｂを連結してなり、上記外歯ギヤ２０は、これら第１部材１７ａ及び軸受１８ｂとともにボルト締結されることにより、デフケース１７の外周に固定されている。そして、この外歯ギヤ２０には、上記入力軸１３の先端に形成されたドライブピニオン２１が噛合されている。

また、デフケース１７内に配置された第１の出力軸１２Ｌの基端１２Ｌａにはサンギヤ２２が設けられており、同サンギヤ２２とデフケース１７内周のリングギヤ１９との間には、複数のプラネタリギヤ対２３が介在されている。各プラネタリギヤ対２３は、リングギヤ１９に噛合された第１プラネタリギヤ２３ａ及びサンギヤ２２に噛合された第２プラネタリギヤ２３ｂからなり、これら各第１プラネタリギヤ２３ａ及び各第２プラネタリギヤ２３ｂは、互いに噛合された状態で、プラネタリキャリヤ２４によりそれぞれ自転可能且つ公転可能に支承されている。そして、そのプラネタリキャリヤ２４は、デフケース１７内に配置された第２の出力軸１２Ｒの基端１２Ｒａと相対回転不能に連結されている。

即ち、トルクカップリング７を介して入力軸１３に伝達されるプロペラシャフト６の回転は、その先端のドライブピニオン２１に噛合された外歯ギヤ２０からデフケース１７へと伝達される。そして、デフケース１７とともに、各プラネタリギヤ対２３を介して同デフケース１７に連結されたサンギヤ２２及びプラネタリキャリヤ２４が一体的に回転することにより、その駆動力が第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ、即ち両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒから左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒへと伝達される。つまり、本実施形態では、入力軸１３、差動機構１４及び第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒにより、駆動力の伝達系が構成されている。

また、車両旋回時等、左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒに回転差が生じた場合には、各第１プラネタリギヤ２３ａ及び各第２プラネタリギヤ２３ｂのそれぞれが、自転しつつサンギヤ２２の周りを公転する。そして、これにより、その回転差、即ち第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間の差動を許容する構成となっている。

（駆動力配分装置）
また、本実施形態のリヤディファレンシャル８は、エンジン２の駆動力の左右の後輪１０Ｌ，１０Ｒへの配分比率を制御可能な駆動力配分装置３０としての機能を有している。

詳述すると、図１及び図２に示すように、本実施形態では、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間には、これら第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間に差回転を発生させることが可能な差回転発生機構が設けられている。具体的には、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間には、遊星歯車機構３１が介在されており、同遊星歯車機構３１は、モータ３２と駆動連結されている。そして、本実施形態の駆動力配分装置３０は、そのモータ３２の作動、即ち制御用トルクとして遊星歯車機構３１に入力されるモータトルクに基づき第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間に差回転を生じさせることにより、プロペラシャフト６から入力されるエンジン２の駆動力を走行状態に応じた適切な比率で第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒに配分することが可能な構成となっている。

さらに詳述すると、図１〜図３に示すように、本実施形態の遊星歯車機構３１は、ピッチ円径の異なる第１ピニオン４２及び第２ピニオン４３を相対回転不能に連結してなる複数（４つ）のプラネタリギヤ４４と、該各プラネタリギヤ４４を公転可能且つ自転可能に支承するプラネタリキャリヤ４５とを備えている。尚、本実施形態では、第２ピニオン４３のピッチ円径は、第１ピニオン４２のピッチ円径よりも僅かに大きく設定されている。

図４に示すように、本実施形態のプラネタリキャリヤ４５は、有底円筒状に形成されており、該プラネタリキャリヤ４５の周壁４６には、プラネタリギヤ４４の数に対応する複数の開口部４７が形成されている。尚、本実施形態では、開口部４７は、プラネタリキャリヤ４５の周壁４６において、周方向に沿って等間隔に４箇所形成されている。そして、各プラネタリギヤ４４は、該各プラネタリギヤ４４を構成する第１ピニオン４２及び第２ピニオン４３の各歯部４２ａ，４３ａを、対応する各開口部４７から筒外に臨ませた状態で、プラネタリキャリヤ４５内において回転自在に収容されている。

図３に示すように、本実施形態では、プラネタリキャリヤ４５の両底部４８ａ，４８ｂには、上記各開口部４７に対応する位置において、互いに対向するように形成された支持穴４９ａ，４９ｂが形成されている。そして、各プラネタリギヤ４４は、その軸線方向に沿って延設された回転軸４４ａが、これら支持穴４９ａ，４９ｂ内に遊嵌されることにより、プラネタリキャリヤ４５により回転自在に支承されている。尚、詳細な説明は省略するが、このようなプラネタリギヤのギヤの支持構造は、後述する変速機構６１側のプラネタリギヤ６４についても同様である。

また、図３及び図４に示すように、プラネタリキャリヤ４５の両底部４８ａ，４８ｂの中心、即ちプラネタリキャリヤ４５の軸心部には、その軸線方向に沿って第１の出力軸１２Ｌを挿通可能な挿通孔５０ａ，５０ｂが形成されている。そして、プラネタリキャリヤ４５は、これら挿通孔５０ａ，５０ｂに第１の出力軸１２Ｌが挿通されることにより、ハウジング１１（第２ハウジング１６ｂ）内に組み付けられる。具体的には、プラネタリキャリヤ４５は、同プラネタリキャリヤ４５に支承された各プラネタリギヤ４４の第２ピニオン４３側が上記差動機構１４側（図１中右側）となるように組み付けられる。そして、本実施形態では、プラネタリキャリヤ４５は、その両挿通孔５０ａ，５０ｂ内に挿通された第１の出力軸１２Ｌにより回転自在に支承されている。

図１〜図３に示すように、プラネタリキャリヤ４５の上記各開口部４７を介して外部に突出された各第１ピニオン４２及び第２ピニオン４３には、それぞれ第１リングギヤ５１及び第２リングギヤ５２が噛合されている。そして、第２ピニオン４３に噛合された第２リングギヤ５２は、差動機構１４を構成するプラネタリキャリヤ２４に対して相対回転不能に連結されている。

図１に示すように、本実施形態の第２リングギヤ５２は、筒状（中空軸状）に形成されることにより第１の出力軸１２Ｌが挿通される筒状部５２ａを有しており、該筒状部５２ａにおいて、ハウジング１１（隔壁部１５）に設けられたボール軸受５３ａ及び第１の出力軸１２Ｌとの間に介在されたニードル軸受５４により回転自在に支承されている。そして、第２リングギヤ５２は、この筒状部５２ａの先端が、差動機構１４を構成するプラネタリキャリヤ２４にスプライン嵌合されることにより、同プラネタリキャリヤ２４（差動機構１４）を介して、第２の出力軸１２Ｒと連結されている。

また、図３及び図４に示すように、プラネタリキャリヤ４５の周壁４６には、径方向外側に延びるフランジ部５５が設けられており、同フランジ部５５の外周には、外歯５５ａが形成されている。そして、本実施形態では、このフランジ部５５が制御用駆動源であるモータ３２との連結部となっている。即ち、本実施形態の遊星歯車機構３１においては、プラネタリキャリヤ４５がモータトルクの入力要素となっている。

尚、本実施形態では、モータ３２には、中空状のロータ（図示略）を有するブラシレスモータが採用されており、同モータ３２は、遊星歯車機構３１の径方向外側に同軸配置されている。そして、プラネタリキャリヤ４５は、その周壁４６に設けられた上記フランジ部５５（の外歯５５ａ）が上記ロータ内周にスプライン嵌合されることにより、モータ３２と連結されている。

また、図１〜図３に示すように、本実施形態の駆動力配分装置３０は、遊星歯車機構３１に設定された変速比を補正するための変速機構６１を備えている。そして、第１ピニオン４２に噛合された第１リングギヤ５１は、この変速機構６１を介して第１の出力軸１２Ｌ側に連結されている。

即ち、遊星歯車機構３１には、同遊星歯車機構３１を構成する各ギヤの噛み合わせに基づく所定のギヤ比が存在することから、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間に差動が発生していない場合であっても、モータトルクの入力要素であるプラネタリキャリヤ４５が回転することになり、これによりモータ３２に大きな負荷がかかる。この点を踏まえ、本実施形態では、遊星歯車機構３１の二つの出力要素のうちの第１リングギヤ５１側、同第１リングギヤ５１と第１の出力軸１２Ｌとの間には、遊星歯車機構３１に設定された変速比を相殺可能な変速機構６１が介在されている。そして、これにより、両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒが同速度で同方向に回転する際のプラネタリキャリヤ４５の回転を抑制、即ち、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間に差動が発生していない場合には、モータ３２が回転しないように構成されている。

詳述すると、図３に示すように、本実施形態の変速機構６１は、上記遊星歯車機構３１側のプラネタリギヤ４４を構成する第１ピニオン４２と同一のピッチ円径を有する第３ピニオン６２及び上記第２ピニオン４３と同一のピッチ円径を有する第４ピニオン６３を相対回転不能に連結してなる複数（４つ）のプラネタリギヤ６４を有している。即ち、第３ピニオン６２と第４ピニオン６３とのピッチ円径の比は、第１ピニオン４２と第２ピニオン４３とのピッチ円径の比に等しい。また、これらの各プラネタリギヤ６４は、上記遊星歯車機構３１側のプラネタリキャリヤ４５と同一の構成を有するプラネタリキャリヤ６５により公転可能且つ自転可能に支承されている（図４参照）。そして、このプラネタリキャリヤ６５は、上記遊星歯車機構３１側のプラネタリキャリヤ４５と同様に、その軸心に形成された挿通孔７０ａ，７０ｂに第１の出力軸１２Ｌが挿通されることにより、ハウジング１１（第２ハウジング１６ｂ）内に組み付けられている。

具体的には、図３に示すように、プラネタリキャリヤ６５は、上記遊星歯車機構３１側のプラネタリキャリヤ４５よりも第１の出力軸１２Ｌの先端側（図１中左側）において、同プラネタリキャリヤ６５に支承された各プラネタリギヤ６４の第３ピニオン６２側が上記差動機構１４側（図１中右側）となるように組み付けられる。そして、同プラネタリキャリヤ６５は、その両挿通孔７０ａ，７０ｂ内に挿通された第１の出力軸１２Ｌにより回転自在に支承されている。

また、プラネタリキャリヤ６５の各開口部６７から外部に突出された各第３ピニオン６２及び第４ピニオン６３には（図４参照）、それぞれ第１リングギヤ５１と同一の構成を有する第３リングギヤ７１及び第２リングギヤ５２と同一の構成を有する第４リングギヤ７２が噛合されている。第３ピニオン６２に噛合された第３リングギヤ７１は、遊星歯車機構３１側の第１リングギヤ５１と相対回転不能に連結され、第４リングギヤ７２は、第１の出力軸１２Ｌと相対回転不能に連結されている。そして、各プラネタリギヤ６４を支承するプラネタリキャリヤ６５は、その周壁６６に設けられたフランジ部７５（の外歯７５ａ、図４参照）を連結部として、非回転部位であるハウジング１１（第２ハウジング１６ｂ）と相対回転不能に連結されている。

このように、本実施形態では、変速機構６１は、前記遊星歯車機構３１と均等な構成を有する第２の遊星歯車機構の入出力要素の一つを固定部として、該固定部と非回転部位とを相対回転不能に連結することにより形成されている。即ち、変速機構６１は、各プラネタリギヤ６４を支承するプラネタリキャリヤ６５、並びに各プラネタリギヤ６４に噛合された第３リングギヤ７１及び第４リングギヤ７２の３つの入出力要素を有している。そして、そのうちの一つ、即ちプラネタリキャリヤ６５を固定部として、該プラネタリキャリヤ６５と非回転部位であるハウジング１１とを連結するとともに、遊星歯車機構３１側の第１リングギヤ５１に対し、残る二つの入出力要素のうちの一つ、即ち第３リングギヤ７１を、その入出力を反転させて接続することにより形成されている。

尚、本実施形態では、第１リングギヤ５１及び第３リングギヤ７１は、筒状のスリーブ７７の内周両端に、同一形状の内歯を並列に螺刻することにより一体に形成されている。
また、第４リングギヤ７２は、第１の出力軸１２Ｌが挿通される筒状部７２ａを有しており、この筒状部７２ａにおいて、ハウジング１１（第２ハウジング１６ｂ）に設けられたボール軸受５３ｂにより回転自在に支承されている。そして、この筒状部７２ａが第１の出力軸１２Ｌにスプライン嵌合されることにより同第１の出力軸１２Ｌと相対回転不能に連結されている。

このように、本実施形態の差回転発生機構は、差動機構１４を介して第２の出力軸１２Ｒに連結された遊星歯車機構３１と、該遊星歯車機構３１に駆動連結されたモータ３２と、遊星歯車機構３１と第１の出力軸１２Ｌとの間に介在された変速機構６１とにより構成されている。

以上のように構成された駆動力配分装置３０では、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ間に差動が発生していない場合には、モータ３２に連結された遊星歯車機構３１のプラネタリキャリヤ４５は回転しない。一方、モータトルクによりプラネタリキャリヤ４５を回転駆動することにより、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒ、即ち両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒ間に差回転を生じさせることができる。そして、その制御用トルクとして遊星歯車機構３１に入力されるモータトルクを制御することにより、両リヤアクスル９Ｌ，９Ｒに配分するエンジン２の駆動力の比率を可変制御することが可能となっている。

（遊星歯車機構及び変速機構の分離構造）
次に、本実施形態の駆動力配分装置における遊星歯車機構及び変速機構の分離構造について説明する。

上述のように、駆動力配分装置を車両の左右駆動力配分として用いた場合、車両の走行状態によっては、各出力軸に対して衝撃的な逆入トルクが印加されることがある。そして、その衝撃的な逆入力トルクが差回転発生機構に印加されることで、当該差回転発生機構を構成する各ギヤが破損する可能性があり、その破損したギヤが噛み込むことによって、駆動力配分装置としての機能のみならず、本来のディファレンシャル装置としての機能までもが低下してしまうおそれがある。

この点を踏まえ、本実施形態の駆動力配分装置３０には、その差回転発生機構と第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの各連結部には、当該第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから差回転発生機構を構成する遊星歯車機構３１及び変速機構６１を分離可能な分離手段が設けられている。そして、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒに過大な逆入力トルクが印加された場合には、この分離手段によって、当該第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから差回転発生機構を分離することにより、駆動力配分装置３０を構成するリヤディファレンシャル８の本来の機能、即ちディファレンシャル装置としての機能を担保する構成となっている。

詳述すると、本実施形態では、図１及び図２に示すように、遊星歯車機構３１と第２の出力軸１２Ｒ（差動機構１４のプラネタリキャリヤ２４）との連結部、及び変速機構６１と第１の出力軸１２Ｌとの連結部には、それぞれ予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断する分離手段としての破断部８１，８２が設けられている。そして、本実施形態では、上記所定値として、差回転発生機構を構成する遊星歯車機構３１及び変速機構６１の許容する入力トルク水準よりも低いトルク値が設定されている。

さらに詳述すると、図６に示すように、本実施形態では、遊星歯車機構３１と第２の出力軸１２Ｒとの連結部を構成する第２リングギヤ５２の筒状部５２ａには、上記破断部８１として、外径を他の部分の外径よりも小さく設定することにより、その強度が弱められた小径部８３が形成されている。尚、本実施形態では、この小径部８３は、筒状部５２ａの周方向に沿ってＶ字溝を延設することで、その肉厚を他の部分よりも薄くすることにより形成されている。そして、上記予め設定された所定値を超えるトルク入力時には、この小径部８３が破断することにより、遊星歯車機構３１は、その第２の出力軸１２Ｒ（差動機構１４のプラネタリキャリヤ２４）との連結が解除、即ち第２の出力軸１２Ｒから分離される構成となっている。

一方、図３に示すように、変速機構６１側の破断部８２は、当該変速機構６１側の連結部を構成する第４リングギヤ７２の筒状部７２ａと第１の出力軸１２Ｌとのスプライン嵌合部８５により構成されている。即ち、当該スプライン嵌合部８５を構成する筒状部７２ａ側の各スプライン８６及び第１の出力軸１２Ｌ側の各スプライン８７は、上記予め設定された所定値を超えるトルクの入力により破断するように、その強度が設定されている。そして、変速機構６１は、このスプライン嵌合部８５が破断することにより、第１の出力軸１２Ｌとの連結が解除、即ち第１の出力軸１２Ｌから分離される構成となっている。

つまり、本実施形態では、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒに過大な逆入力トルクが印加された場合、その上記所定値を超えるトルク入力により当該遊星歯車機構３１及び変速機構６１と第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの連結部に設けられた上記各破断部８１，８２が破断する。そして、これにより、遊星歯車機構３１及び変速機構６１を第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから分離して、リヤディファレンシャル８の本来の機能、即ちディファレンシャル装置としての機能を担保する構成となっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような作用・効果を得ることができる。
（１）遊星歯車機構３１と第２の出力軸１２Ｒ（差動機構１４のプラネタリキャリヤ２４）との連結部、及び変速機構６１と第１の出力軸１２Ｌとの連結部には、予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断する破断部８１，８２が設けられる。そして、これら破断部８１，８２により、当該第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから差回転発生機構を構成する遊星歯車機構３１及び変速機構６１を分離可能な分離手段が構成される。

上記構成によれば、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒに過大な逆入力トルクが印加された場合であっても、その連結部に形成された破断部８１，８２が破断することにより、当該第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから差回転発生機構を構成する遊星歯車機構３１及び変速機構６１を分離することができる。その結果、逆入力トルクの印加時においてもリヤディファレンシャル８の本来の機能、即ちディファレンシャル装置としての機能を担保することができる。そして、差回転機構を構成する遊星歯車機構３１及び変速機構６１の損傷を回避して、その後の修理を容易なものとすることができる。

特に、本実施形態のように、その差回転発生機構に遊星歯車機構（遊星歯車機構３１及び第２の遊星歯車機構としての変速機構６１）を用いる構成では、その小型化を考慮すれば当該遊星歯車機構を構成する各ギヤに高い強度を要求することは困難であり、その許容する入力トルク水準を超えるトルク入力により、これら各ギヤに破損が生じやすい。従って、このような構成において、より顕著な効果を得ることができる。

また、仮に、遊星歯車機構に噛み込みが発生した場合には、その第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの連結の一方が残っているだけでも、ディファレンシャル装置としての機能が損なわれてしまう。とりわけ、本実施形態のように、入出力要素の一つを非回転部位に固定された第２の遊星歯車機構によって変速機構６１を構成する場合、その影響は極めて大きい。しかしながら、差回転機構と第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの各連結部の双方に破断部８１，８２を設けることで、上記噛み込みが生じた場合には、これら各破断部８１，８２の双方が破断することによって、当該第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒから差回転機構を完全に分離することができる。従って、このような構成では、特に顕著な効果を得ることができる。

（２）遊星歯車機構３１側の破断部８１は、その第２の出力軸１２Ｒとの連結部を構成する第２リングギヤ５２の筒状部５２ａに形成された小径部８３により構成される。また、変速機構６１側の破断部８２は、当該変速機構６１側の連結部を構成する第４リングギヤ７２の筒状部７２ａと第１の出力軸１２Ｌとのスプライン嵌合部８５により構成される。上記各構成によれば、構成簡素且つ容易に破断部を形成することができる。

なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、本発明を、遊星歯車機構３１の各プラネタリギヤ４４に噛合される第１ギヤ及び第２ギヤ、並びに変速機構６１の各プラネタリギヤ６４に噛合される第３ギヤ及び第４ギヤの全てにリングギヤを用いた駆動力配分装置３０に具体化した。しかし、これに限らず、遊星歯車機構及び変速機構の各プラネタリギヤに噛合される第１ギヤ〜第４ギヤの少なくとも何れか一つに外歯を有するサンギヤを用いたものに具体化してもよい。

・本実施形態では、差回転発生機構は、差動機構１４を介して第２の出力軸１２Ｒに連結された遊星歯車機構３１と、該遊星歯車機構３１に駆動連結されたモータ３２と、遊星歯車機構３１と第１の出力軸１２Ｌとの間に介在された変速機構６１とにより構成されることとした。しかし、これに限らず、差回転発生機構は、変速機構６１を有しなくともよい。また、遊星歯車機構を用いるものでなくともよく、更に、その駆動源は、電動モータではなくともよい。

・本実施形態では、差回転機構と第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの各連結部の双方に破断部８１，８２を設けることとした。しかし、これに限らず、第１及び第２の出力軸１２Ｌ，１２Ｒとの各連結部の何れか一方に分離手段（破断部）を設ける構成としてもよい。このような構成としても、逆入力トルクの印加時においてもリヤディファレンシャル８の本来の機能、即ちディファレンシャル装置としての機能を担保することができる。

・本実施形態では、遊星歯車機構３１側の破断部８１は、第２リングギヤ５２の筒状部５２ａに形成された小径部８３により、変速機構６１側の破断部８２は、当該変速機構６１側の連結部を構成する第４リングギヤ７２の筒状部７２ａと第１の出力軸１２Ｌとのスプライン嵌合部８５により構成されることとした。しかし、これに限らず、例えば、第４リングギヤ７２の筒状部７２ａに小径部を形成して、これを変速機構６１側の破断部としてもよく、第２リングギヤ５２の筒状部５２ａと差動機構１４を構成するプラネタリキャリヤ２４とのスプライン嵌合部を遊星歯車機構３１側の破断部とする構成としてもよい。

・また、部分的に特性の異なる材質を用いることにより破断部を形成する構成としてもよい。

駆動力配分装置としてのリヤディファレンシャルの断面図。 駆動力配分装置としてのリヤディファレンシャルの概略構成図。 遊星歯車機構及び変速機構部分の拡大断面図。 プラネタリギヤが組み付けられたプラネタリキャリヤの斜視図。 車両の概略構成図。 分離手段としての破断部近傍の拡大断面図。

符号の説明

１…車両、２…エンジン、６…プロペラシャフト、８…リヤディファレンシャル、９Ｌ，９Ｒ…リヤアクスル、１０Ｌ，１０Ｒ…後輪、１２Ｌ，１２Ｒ…出力軸、１３…入力軸、１４…差動機構、３０…駆動力配分装置、３１…遊星歯車機構、３２…モータ、６１…変速機構、５２ａ，７２ａ…筒状部、８１，８２…破断部、８３…小径部、８５…スプライン嵌合部、８６，８７…スプライン。

Claims (5)

1. 入力される駆動力を相互の差動を許容しつつ第１及び第２の出力軸に伝達する差動機構と、前記第１及び第２の出力軸間に介在された差回転発生機構とを備え、前記差回転発生機構の作動に基づき前記各出力軸間に差回転を生じせしめることにより、前記入力される駆動力の前記第１及び第２の出力軸への配分比率を制御可能な駆動力配分装置において、
   前記差回転発生機構と前記第１の出力軸とをスプライン嵌合により連結する第１スプライン嵌合部、及び前記差動機構と前記第１の出力軸とをスプライン嵌合により連結する第２スプライン嵌合部を備え、
   前記第１スプライン嵌合部は、前記第１の出力軸において、前記第２スプライン嵌合部よりも出力側に位置し、前記第１スプライン嵌合部には、予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断して、前記第１の出力軸から前記差回転発生機構を分離可能な分離手段が設けられ、
   前記分離手段は、前記所定値を超えるトルク入力により前記第１スプライン嵌合部を構成するスプラインが破断するように前記スプラインの強度を設定することにより形成されていること、を特徴とする駆動力配分装置。
2. 請求項１に記載の駆動力配分装置において、
   前記差回転発生機構と前記第２の出力軸との連結部には、予め設定された所定値を超えるトルク入力により破断して、前記第２の出力軸から前記差回転発生機構を分離可能な分離手段が設けられていること、を特徴とする駆動力配分装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の駆動力配分装置において、
   前記差回転発生機構は、前記各出力軸間に介在された遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構に駆動連結されたモータとを備えてなること、を特徴とする駆動力配分装置。
4. 請求項３に記載の駆動力配分装置において、
   前記遊星歯車機構は、前記モータに駆動連結されたプラネタリキャリヤと、前記プラネタリキャリヤに自転可能に保持されたプラネタリギヤと、前記プラネタリギヤの第１出力軸側で該プラネタリギヤに噛み合う第１ギヤと、前記第１ギヤとは異なるピッチ円径を有するとともに前記プラネタリギヤの第２出力軸側で該プラネタリギヤに噛み合う第２ギヤとを備えてなること、を特徴とする駆動力配分装置。
5. 請求項３又は請求項４に記載の駆動力配分装置において、
   前記差回転発生機構は、前記遊星歯車機構に設定された変速比を補正すべく該遊星歯車機構と前記各出力軸の何れかとの間に介在された変速機構を備え、前記変速機構は、入出力要素の一つが非回転部位に固定されてなる第２の遊星歯車機構により構成されること、
   を特徴とする駆動力配分装置。

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