JPH02286947A - 回転差感応型差動制限装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、左右輪や前後輪の回転差に応じて発生する流
体圧を差動制限トルクに変換して差動を制限する回転差
感応型差動制限装置に関する。

（先行の技術） 本出願人は、回転差感応型継手（略称；オリフィスカッ
プリング）を差動制限手段とし、差動装置に内蔵した回
転差感応型差動制限装置として、実願昭６２−１８４４
８５号（未公開）の出願書順に記載されている装置を先
に提案した。

この先行技術には、第１実施例として、ディファレンシ
ャルケースに一体形成したハウジング部材と、一方のサ
イドギヤに一体形成したロータ部材とを有し、ディファ
レンシャルケースと一方の出力軸との相対回転により差
動を制限する装置を示し、第２実施例として、一対のサ
イドギヤのうち一方のサイドギヤに連結されるハウジン
グ部材と、他方のサイドギヤに連結されるロータ部材と
を有し、左右の出力軸で生じる相対回転をそのまま利用
して差動を制限する装置を示した。

即ち、第１実施例装置の場合は、左右軸の回転速度の平
均値と一方の車輪の回転速度との差が差動制限手段の相
対回転速度差となるのに対し、第２実施例装置の場合は
、左右軸の回転速度差がそのまま差動制限手段の相対回
転速度差となる。

この為、第１実施例に比べ第２実施例の場合が差動制限
手段の相対回転速度差が２倍となり、相対回転発生時の
応答性や良好な差動制限トルク特性部分を使用できる点
で好ましい。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第２実施例で示した先行の回転差感応型
差動制限装置にあっては、一対のサイドギヤのそれぞれ
に連結されるハウジング部材とロータ部材とを有する構
成であり、相対回転の発生時にはハウジング部材とロー
タ部材とが摩擦接触するインロー部が形成される為、高
相対回転速度差が継続して発生するような場合で、この
インロー部への潤滑油供給が不足する時には焼き付きが
発生するという問題があった。

これに対し、ハウジング部材とロータ部材とのインロー
部に外部から潤滑油を強制的に供給する強制潤滑構造を
付加した場合には、コスト的に不利で故障原因となる部
品点数の増大や回転差感応型差動制限装置の大型化を招
いてしまう。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもので
、部品点数の増大や大型化を招くことなく、ハウジング
部材とロータ部材とのインロー部の潤滑性能向上を達成
出来る回転差感応型差動制限装置の開発を課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために本発明の回転差感応型差動制
限装置では、駆動入力側に連結されるディファレンシャ
ルケース内に、ピニオンシャフトを介して回転自在に支
持されるピニオンと、該ピニオンに噛合する一対のサイ
ドギヤとを有する差動手段と、前記サイドギヤに連結さ
れる出力軸に至る駆動力伝達経路の途中に、差動制限機
能を発揮するべく内蔵状態で組み付けられる差動制限手
段とを備えた回転差感応型差動制限装置において、前記
差動制限手段は、前記一対のサイドギヤのうち一方のサ
イドギヤに連結されるハウジング部材と、他方のサイド
ギヤに連結されるロータ部゛材と、前記ハウジング部材
の内面に形成されるカム面と、前記ロータ部材に設けら
れ、相対回転によりカム面と周接しながら径方向に往復
動する放射状配置のカム体と、該カム体の往復動に伴な
い体積変化する複数の流体室と、各流体室とアキュムレ
ータ室とを連結する流体路に設けられるオリフィス部材
と、前記ロータ部材のシリンダ部の内面に摺動可能の設
けられ、アキュムレータ室を構成するアキュムレータピ
ストンと、該アキュムレータピストンのピストンシール
に対応するロータ部材のシリンダ部に開孔され、アキュ
ムレータピストンのストローク時にアキュムレータ室内
の作動流体を前記ハウジング部材とロータ部材とのイン
ロー部に排出するリリーフ穴とを有する手段である事を
特徴とする。

（作　用） 回転差感応型差動制限装置の使用時において、両出力軸
に相対回転の発生がない時には、カム体の往復動が無く
流体室の体積変化も生じない為、原則として、差動制限
トルクの発生がない。

そして、この時には、ハウジング部材とロータ部材にも
相対回転が生じない為、両部材間のインロー部における
摩擦接触熱の発生もない。

また、両出力軸に相対回転が発生する時には、この相対
回転によりカム面に周接するカム体は径方向に往復動し
、この往復動のうち回転軸中心に向かうことで流体室の
容積を縮小させる時にオリフィス部材による流動抵抗で
流体室内の圧力が高まり、この発生流体圧とカム体の受
圧面積とを掛は合せた流体圧力がカム体をカム面に押し
付ける力となり、この押し付は力が差動制限トルクとな
る。そして、この相対回転発生時には、ハウジング部材
とロータ部材にも相対回転が生じる為、両部材間のイン
ロー部において摩擦接触熱が発生しようとする。

しかし、この相対回転発生時には、アキュムレータ室の
室圧か上昇し、アキュムレータピストンがストロークし
、アキュムレータピストンのピストンシールに対応する
ロータ部材のシリンダ部に開孔されたリリーフ穴からア
キュムレータ室内の作動流体がハウジング部材とロータ
部材とのインロー部に排出されるし、しかも、相対回転
速度差が大きくなればなるほどアキュムレータ室の室圧
が上昇し、リリーフ穴から排出される作動流体の量も増
加する為、相対回転速度差に応じて発生しようとする摩
擦接触熱とは対応関係で潤滑性能が発揮されることにな
る。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

まず、実施例の構成を説明する。

第１図は実施例の回転差感応型差動制限装置を示す図で
あり、差動機能を発揮する差動手段１内に、差動制限機
能を発揮する回転差感応型差動制限手段２が内蔵状態で
組み付けられている。

前記差動手段１としては、ドライブビオニオン３及びリ
ングギヤ４を介して駆動力が入力されるディファレンシ
ャルケース１０と、ピニオンシャフト１１を介して回転
自在に支持されるピニオン１２と、該ピニオン１２に噛
合する一対のサイドギヤ１３，１４と、該サイドギヤ１
３，１４に連結される２つの出力軸１５．１６とを備え
ている。そして、前記出力軸１５．１６には、相対回転
の発生が無い時には等配分に駆動力が伝達され、相対回
転の発生時には回転差感応型差動制限手段２による差動
制限トルク分だけ駆動力が高回転側から低回転側へ伝達
される。

前記回転差感応型差動制限手段２は、第１図及び第２図
に示すように、出力軸１５．１６のうち一方の出力軸１
５にスプライン結合されると共にサイドギヤ１４が形成
されたカムハウジング２０（ハウジング部材）と、該カ
ムハウジング２０の内面に形成されたカム面２１と、サ
イドギヤ１３がスプライン結合された他方の出力軸１６
にスプライン結合されるロータ３０（ロータ部材）と、
該ロータ３０に設けられ、相対回転によりカム面２１に
周接しながら径方向に往復動する放射配置のドライビン
グピストン４０（カム体）と、該ドライビングピストン
４０の往復動に伴なって体積変化するシリンダ室５０（
流体室）と、同相で体積変化する対向配置のシリンダ室
５０．５０を連通する傾斜バランス油路６０（流体路）
と、アキュムレータ室７０と各シリンダ室５０とをそれ
ぞれ連通ずるレギュレータ油路８０と、前記傾斜バラン
ス油路６０からアキュムレータ室７０に向かう軸方向分
岐油路６１に設けられたオリフィス９０（オリフィス部
材）とを備えている。

前記カムハウジング２０は、出力軸１５に対しスプライ
ン結合されるカムハウジングカバー２２を介して設けら
れていて、内面にカム面２１が形成されると共に、側面
にはサイドギヤ１４が形成されている。即ち、出力軸１
５とカムハウジングカバー２２とカムハウジング２０と
サイドギヤ１４とは一体回転部材となっている。

前記ロータ３０は、出力軸１６にスプライン結合される
と共に、カムハウジング２０のカム面２１内に挿入状態
で配置されていて、前記カム面２１に対向する位置で放
射半径方向に等間隔で６個所にシリンダ穴３１が形成さ
れている。

前記ドライビングピストン４０は、前記シリンダ穴３１
に対しシールリング４１により油密状態で６個設けられ
たカム部材で、カム面２１との周接面は滑らかな接触移
動と高いヘルツの接触応力を確保する為に球面に形成さ
れている。

前記シリンダ室５０は、前記シリンダ穴３１と前記ドラ
イビングピストン４０との間に、該ピストン４０のスト
ローク位置によって室容積が変化するように形成されて
いる。

前記傾斜バランス油路６０は、ドライビングピストン４
０が設けられるシリンダ穴３１の穴径の範囲内であって
、この穴径よりも狭いロータ軸方向間隔に設定された回
転軸に直交する２つの面Ａ、Ｂに対し、対向するシリン
ダ室５Ｑの一方の室底面と面Ａが交差する位置をシリン
ダ室開口部６０ａとし、他方の室底面と百日が交差する
位置をシリンダ室開口部６０ｂとして１本の傾斜バラン
ス油路６０が形成され、且つ、ロータ軸方向幅Ｎに３本
の傾斜バランス油路６０が互いに干渉しないで収まるよ
うに形成されている。

前記アキュムレータ室７０は、作動油の一時的貯留及び
放出により油量の増減吸収を行なう室で、ロータ３０の
シリンダ部３２の内面に往復摺動可能に油密状態で設け
られたアキュムレータピストン７１と、該ピストン７１
とスプリングリテナ７２との間に介装されたスプリング
７３とを有する。

尚、前記アキュムレータピストン７１には、ピストンシ
ール７４が設けられ、このピストンシール７４か設けら
れる位置に対応するロータ３０のシリンダ部３２には、
第１図及び第３図に示すように、径方向に複数のリリー
フ穴７５が開孔され、アキュムレータ室７０が設定圧を
越え、アキュムレータピストン７１が図面右方向に移動
した時にリリーフ穴７５がアキュムレータ室７０と連通
して作動油をカムハウジング２０とロータ３０とのイン
ロー部２０ａに排出するリリーフバルブ機能を発揮する
ようにしている。

前記レギュレータ油路８０は、シリンダ室５０の油圧調
整のために設けられた油路で、アキュムレータ室７０と
各シリンダ室５０とをそれぞれワンウェイバルブ８１を
介して連通させることで、ドライビングピストン４０が
外径方向にストロークし、シリンダ室圧がアキュムレー
タ室圧より低圧となってワンウェイバルブ８１が開く時
に、アキュムレータ室７０から各シリンダ室５０に加圧
作動油を供給するようにしている。

前記オリフィス９０は、傾斜バランス油路６０からアキ
ュムレータ室７０に向かう３つの軸方向分岐油路６１に
それぞれ形成されていて、対向する２気筒のシリンダ室
５０．５０に対し流路断面積を大きくした１個のオリフ
ィス９０により作動油に流動抵抗を与えるようにしてい
る。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）非相対回転時 乾燥アスファルト路等を低・中速で直進走行する場合等
であって、出力軸１５．１６に連結される左右輪に回転
速度差が発生しない時は、ケースカバー２０とロータ３
０とに相対回転がなく、ドライビングピストン４０が径
方向に往（１動しない為、ディファレンシャルケース１
０から入力されるエンジン駆動力は出力軸１５．１６に
対し等配分される。

そして、この時には、カムハウジング２０とロータ３０
にも相対回転が生じない為、両部材２０゜３０間のイン
ロー部２０ａにおける摩擦接触熱の発生もない。

一方、左右輪に相対回転が発生しない時であっても、高
速道路を高速直進走行する場合等では、出力軸１５．１
６の回転に伴なって高速回転するロータ３０に設けられ
ているドライビングピストン４０には遠心力が作用し、
この遠心力によってドライビングピストン４０がカム面
２１に押し付けられ、差動制限トルクが生じる。

従って、高速直進走行時には、幾分か差動制限機能が発
揮されることになり、高速道路等での高速直進走行安定
性を高めることができる。

（ロ）相対回転発生時 悪路走行時や片輪スタック時等で出力軸１５゜１６に連
結される左右輪に回転速度差が発生する時は、ケースカ
バー２０とロータ３０とにも相対回転が発生し、この相
対回転によりカム面２１に周接するドライビングピスト
ン４０は径方向に往復動じ、この往復動のうち回転軸中
心に向かうことでシリンダ室５Ｑの容積を縮小させよう
とする時には、オリフィス９０による流出規制で生じる
流動抵抗でシリンダ室５０内の圧力が高まり、この発生
油圧とピストン４０の受圧面積とを掛は合せた油圧力が
ドライビングピストン４０をカム面２１に押し付ける力
となり、この押し付は力か差動制限トルクとして作用し
、駆動力の分配を高速回転側を小さくし、低速回転側を
大きくするように差動が制限される。

即ち、実施例装置による差動制限トルク特性は、第４図
の実線特性に示すように、左右輪回転速度差△ＮＦＩＬ
に対し差動制限トルクＴ　ＬＳＤが二次関数曲線で増大
する特性を示す。

尚、高速走行時等で車速Ｖが大きい場合には、車速Ｖの
大きさに対応して、第４図の点線特性に示すように、ド
ライビングピストン４０に加わる遠心力による伝達トル
９６丁が付加された特性を示す。

そして、この相対回転発生時には、カムハウジング２０
とロータ３０にも相対回転が生じる為、両部材２０．３
０間のインロー部２０ａにおいて摩擦接触熱が発生しよ
うとする。

しかし、この相対回転発生時には、アキュムレータ室Ｙ
Ｏの室圧が上昇し、アキュムレータピストン７１が図面
右方向にストロークし、アキュムレータピストンＹ１の
ピストンシール７４に対応するロータ３０のシリンダ部
３２に開孔されたリリーフ穴７５からアキュムレータ室
７０内の作動油がカムハウジング２０とロータ３０との
イン０−部２０ａに排出される。

しかも、相対回転速度差ΔＮＲＬが大きくなればなるほ
どアキュムレータ室７０の室圧が上昇し、リリーフ穴７
５から排出される作動油の量も増加する為、相対回転速
度差ΔＮ８Ｌに応じて発生しようとする摩擦接触熱とは
対応関係で潤滑性能が発揮されることになる。

従って、高い相対回転速度差ΔＮ　ＲＬが長時間継続す
るような場合であっても摩擦接触熱によるカムハウジン
グ２０とロータ３０との焼き付きが防止される。

以上説明してきたように、実施例の回転差感応型差動制
限装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

■　アキュムレータピストン７１のピストンシール７４
が設けられる位置に対応するロータ３０のシリンダ部３
２には、径方向に複数のリリーフ穴７５が開孔するだけ
で、アキュムレータピストン７１のストローク動作を利
用したリリーフバルブ機能により作動油をインロー部２
０ａに排出するようにした為、部品点数の増大や大型化
を招くことなく、カムハウジング２０とロータ３０との
インロー部２０ａの潤滑性能向上を達成出来るし、しか
も、発生しようとする摩擦接触熱とは対応関係で潤滑性
能が発揮され、高い相対回転速度差△ＮＲＬが長時間継
続するような場合であっても摩擦接触熱によるカムハウ
ジング２０とロータ３０との焼き付きが防止される。

■　同相で体積変化するシリンダ室５０．５０を連通ず
る流体路を傾斜バランス油路６０とし、回転軸に直交す
る２つの面Ａ、Ｂと交差する位置をシリンダ室開口部６
０ａ、６０ｂとして、ロータ軸方向幅Ｎに３本の傾斜バ
ランス油路６０が互いに干渉しないで収まる構成とした
為、ロータ３０のうち油路が形成される内側部分が２本
の平行油路を形成する軸方向幅程度のロータ軸方向幅Ｎ
となり、回転差感応型差動制限装置の小型コンパクト化
を達成出来る。

そして、例えば、設計変更によりドライビングピストン
４０の数を増大し、これに伴なって傾斜バランス油路６
０の数の増大があっても、ロータ軸方向幅を拡大するこ
となく、そのままの幅で対応出来る。

■　レギュレータ油路８０は、面Ｂと重なる位置に形成
しているにもかかわらず、傾斜バランス油路６０に対し
回転軸直交方向にオフセットを持たせて形成した為、傾
斜バランス油路６ｏと回転軸方向のオーバラップが避け
られ、レギュレータ油路８０によるロータ軸方向幅Ｎの
拡大が防止出来る。

即ち、前記■の効果との相乗効果により、ロータ軸方向
幅Ｎを狭く設定することができ、回転差感応型差動、制
限装置の小型コンパクト化を達成出来る。

■　対向する２気筒のシリンダ室５０．５０を連通する
傾斜バランス油路６０に対し１個のオリフィス９０を設
けた為、１気筒のシリンダ室に対し１個のオリフィスを
設ける場合と同じ差動制限トルク特性を得る場合のオリ
フィス流路断面積に比較してオリフィス９０の流路断面
積を大きくすることが出来、この結果、コンタミ（ゴミ
等）による影響を回避することが出来る。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、左右軸ではなく前後輪の差動を許容するセンタ
ーディファレンシャルにも適応できる。

また、実施例ではオリフィス部材として固定オリフィス
を示したが、例えば、高相対回転が長時間継続する時に
は作動油温度を感知してオリフィス開度を全閉とするよ
うなものであっても良いし、また、相対回転速度や流体
室圧等に応じてオリフィス開度が徐々に変更される可変
オリフィス等であっても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の回転差感応型差動制
限装置にあっては、差動制限手段としてアキュムレータ
ピストンのピストンシールに対応するロータ部材のシリ
ンダ部に開孔され、アキュムレータピストンのストロー
ク時にアキュムレータ室内の作動流体をハウジング部材
とロータ部材とのインロー部に排出するリリーフ穴を有
する手段とした為、部品点数の増大や大型化を招くこと
なく、ハウジング部材とロータ部材とのインロー部の潤
滑性能向上を達成出来るし、しかも、発生しようとする
摩擦接触熱とは対応関係で潤滑性能が発揮されることで
、高い相対回転速度差が長時間継続するような場合であ
っても摩擦接触熱によるハウジング部材とロータ部材と
の焼き付きを防止出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の回転差感応型差動制限装置を示
す縦断平面図、第２図は第１図Ｉ−Ｉ線線による回転差
感応型差動制限装置を示す縦断正面図、第３図は回転差
感応型差動制限装置のカムハウジング及びロータを示す
拡大断面図、第４図は差動制限トルク特性図である。 １・・・差動手段 ２・・・回転差感応型差動制限手段 ０・・・ディファレンシャルケース ト・・ピニオンシャフト ２・・・ピニオン ３．１４・・・サイドギヤ ５．１６・・・出力軸 ２０・・・カムハウジング（ハウジング部材）２０ａ・
・・インロー部 ２１・・・カム面 ３０・・・ロータ（ロータ部材） ３２・・・シリンダ部 ４０・・−ドライビングピストン（カム体）５０・・・
シリンダ室（流体室） ６０・・・傾斜バランス油路（流体路）７０・・・アキ
ュムレータ室 ７１・・・アキュムレータピストン ４・・・ピストンシール ５・・−リリーフ穴 ０・・・レギュレータ油路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）駆動入力側に連結されるディファレンシャルケース
   内に、ピニオンシャフトを介して回転自在に支持される
   ピニオンと、該ピニオンに噛合する一対のサイドギヤと
   を有する差動手段と、 前記サイドギヤに連結される出力軸に至る駆動力伝達経
   路の途中に、差動制限機能を発揮するべく内蔵状態で組
   み付けられる差動制限手段とを備えた回転差感応型差動
   制限装置において、 前記差動制限手段は、前記一対のサイドギヤのうち一方
   のサイドギヤに連結されるハウジング部材と、他方のサ
   イドギヤに連結されるロータ部材と、前記ハウジング部
   材の内面に形成されるカム面と、前記ロータ部材に設け
   られ、相対回転によりカム面と周接しながら径方向に往
   復動する放射状配置のカム体と、該カム体の往復動に伴
   ない体積変化する複数の流体室と、各流体室とアキュム
   レータ室とを連結する流体路に設けられるオリフィス部
   材と、前記ロータ部材のシリンダ部の内面に摺動可能の
   設けられ、アキュムレータ室を構成するアキュムレータ
   ピストンと、該アキュムレータピストンのピストンシー
   ルに対応するロータ部材のシリンダ部に開孔され、アキ
   ュムレータピストンのストローク時にアキュムレータ室
   内の作動流体を前記ハウジング部材とロータ部材とのイ
   ンロー部に排出するリリーフ穴とを有する手段である事
   を特徴とする回転差感応型差動制限装置。