JPH03129132A - 制御型回転差感応継手 - 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、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力配分装置
や前後輪及び左右輪の差動装置や前後輪及び左右輪の差
動制限装置等として用いられる制御型回転差感応継手の
改良に関する。

（従来の技術） 従来の制御型回転差感応継手としては、特開昭６３−１
０１５６７号の公報に記載されているような継手か知ら
れている。

この従来出典には、同軸上に相対回転可能に配置された
第１の回転軸及び第２の回転軸と、該第１、第２の回転
軸の相対回転速度差に応じて吐出される流体量をオリフ
ィスによる流出規制で流体圧に変換し、さらに、この流
体圧を両軸間の伝達トルクに変換する回転差感応継手と
、アクチュエータ駆動により軸方向にストロークするス
プールが示され、このアクチュエータにより駆動される
スプールとオリフィスとの相対位置関係でオリフィス開
口面積を変更するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の制御型回転差感応継手
によって、オリフィス開口面積をきめ細かく制御し、走
行状態や車両状態に応じて伝達トルク特性を最適に制御
する場合、下記に述べるような問題が生じる。

■　スプールの基準位置をスプールストッパによって決
める構造となっていた為、スプールの基準位置が個々の
部品の工作精度や組付精度の積み重ねで決まることにな
り、ばらつきが発生してしまい、充分なスプールの軸方
向基準位置精度が得られない。

■　本出願人が先に提案した特願平１−１５６３０７号
の明細書及び図面に記載したように、アクチュエータか
らスライド機構やロッド等の伝達機構を介してスプール
を動作させる場合、アクチュエータの基準位置はブツシ
ュロッドがスプールに接触した瞬間でもって決めること
になり、スプールの軸方向基準位置のばらつき影響を直
接受け、アクチュエータの基準位置精度が得られない。

尚、上記■、■に記載したように、スプールやアクチュ
エータの基準位置が正規の位置からずれてしまった場合
には、オリフィス開口面積をきめ細かく制御することに
よる所期の走行状態や車両状態に応じた伝達トルク特性
の最適制御が行なわれなく、特に、伝達トルクの変化率
が大きなオリフィス開口面積の小面積領域では目標トル
クから大きく外れた伝達トルクとなり、伝達トルク特性
変更制御のメリットを生かせなくなる。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、外部アクチュエータによりオリフィスの開口面積を変
更可能な制御型回転差感応継手において、オリフィスや
スプール等の加工精度や組付精度を上げることなく、個
々の製品の伝達トルク特性のばらつきをなくすことを課
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制御型回転差感応継
手では、スプールのオリフィスに対する基準位置を検出
するスプール基準位置検出手段を設けた。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転軸
及び第２の回転軸と、前記第１．第２の回転軸の相対回
転速度差に応じて吐出される流量をオリフィスによる流
出規制で流体圧に変換し、さらに、この流体圧を両軸間
の伝達トルクに変換する回転差感応継手と、前記オリフ
ィス位置に配置したスプールをアクチュエータによる駆
動でストロークさせることでオリフィス開口面積を変更
するオリフィス開口面積変更手段と、前記スプールと共
にストロークする非回転ストローク部材と非回転固定部
材との間に設けられ、前記スプールのオリフィスに対す
る基準位置を検出するスプール基準位置検出手段と、を
備えている事を特徴とする。

（作　用） 第１の回転軸と第２の回転軸とに相対回転速度差を生じ
た場合には、相対回転速度差に応じて吐出される流量が
オリフィスによる流出規制で流体圧に変換され、さらに
、この流体圧が両軸間の伝達トルクに変換される。

そして、この伝達トルク特性を変更する場合は、アクチ
ュエータに外部から所定の駆動指令を印加して駆動させ
ると、アクチュエータの動作がスプールのストローク動
作に変換され、流出規制効果を決めるオリフィス開口面
積がスプールとオリフィスとの相対位置関係で変更され
る。

この伝達トルク変更制御において、スプールの軸方向基
準位置とアクチュエータの基準位置とを設定する場合に
は、第１の回転軸と第２の回転軸に一定の相対回転を与
え、その時の２軸間の伝達トルクが所定値となるように
アクチュエータによって調整し、この状態でスプール基
準位置検出手段により所定の検出信号が出るようにする
。

そして、実際に使用するにあたって、所定のスプールス
トローク位置でスプール基準位置検出手段から所定の検
出信号が出た時点で基準位置のイニシャライズ処理を行
なうと、その後、一定の伝達トルク特性が得られるよう
にスプールの軸方向基準位置とアクチュエータの基準位
置とが精度良く設定される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

第７図は実施例の制御型回転差感応継手ＡｔＪ＜適用さ
れた後輪駆動車のパワートレーン及び差動制限制御系を
示す概略図で、制御型回転差感応継手Ａは、左右後輪Ｒ
Ｗ、ＲＷ間に設けられたりャディファレンシャル内蔵の
差動制限装置として適用されている。

第７図において、１８０は制御型回転差感応継手Ａの差
動制限トルク特性を変更するステッピングモータで、こ
のステッピングモータ１８０はコントローラ２００によ
り駆動制御される。

そして、このコントローラ２００には、車速センサ２０
１、右後輪回転センサ２０２、左後輪回転センサ２０３
、舵角センサ２０４、アクセル開度センサ２０５、ブレ
ーキスイッチ２０６、位置検出スイッチ２０７（スプー
ル基準位置検出手段）等が接続され、これらのセンサ信
号を入力情報とし、左右後輪の回転速度差やアクセル開
度等に応じて差動制限トルク特性の変更制御を行なった
り、ブレーキ作動時に差動制限トルクの解除制御を行な
うようにしている。

第１図は制御型回転差感応継手Ａが内蔵状態で組み込ま
れたりャディファレンシャル１を示す断面図で、差動装
置としては、ドライブピニオン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、ビニオンシャフト１１を介して回転自在に支持され
たビニオン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１３．Ｔ４に連結
される２つの左駆動軸１５及び右駆動軸１６とを備えて
いる。

そして、前記左右駆動軸１５．１６には、差動回転の発
生が無い時には等配分に駆動トルクが伝達され、差動回
転の発生時には制御型回転差感応継手Ａによる差動制限
トルク分だけ駆動トルクが高回転側から低回転側へ伝達
される。

以下、第１図〜第５図により制御型回転差感応継手Ａの
構成を説明する。

制御型回転差感応継手Ａのうち、回転差感応継手機能を
示す回転差感応継手２０は、左駆動軸１５（第１の回転
軸）と右駆動軸１６（第２の回転軸）とのうち一方の左
駆動軸１５にスプライン結合されたドライブハウジング
３０の内面に形成されたカム面３１と、他方の右駆動軸
１６にスプライン結合されたローター４０と、該ロータ
ー４０に設けられ、差動回転によりカム面３１に摺接し
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５０と、該ドライビングピストン５０の往復動に伴
なって体積変化するシリンダ室６０と、該シリンダ室６
０にバランス油路７１を介して連通されたスプール室７
０と、該スプール室７０の一端が開口されると共に、レ
ギュレータ油路８０を介してシリンダ室６０に連通され
たアキュムレータ室９０と、前記バランス油路７１のス
プール室７０に対する開口端に形成されたオリフィス１
００を備えている。

尚、３２はドライブハウジングカバー、４１はシリンダ
穴、４２はリリーフバルブ穴、５１はシールリング、８
１はポールワンウェイバルブ、９１はアキュムレータピ
ストン、９２はスプリングリテーナ、９３はリターンス
プリングである。

前記オリフィス１００のオリフィス開口面積変更手段１
１０は、スプール１２０．センタ穴１３０、クロス穴１
４０．ブツシュロッド１５ｏ、クロスロッド１６０．ス
ライド機構１７０及びステッピングモータ１８０を備え
ている。

前記スプール１２０は、前記オリフィス１００を全開か
ら全閉まで開口面積を変更可能なように、スプール室７
０に摺動可能に収納され、ローター４０の軸心位置に配
置されている。

そして、このスプール１２０は、第３図の断面図に示す
ように、アシストスプリング１２１によりオリフィス全
開方向（図中左方向）に付勢されている。

尚、このアシストスプリング１２１は、口〜ター４０に
ねじ７３で取り付けられたスプリングリテーナ７４に一
端か固定されている。また、このスプリングリテーナ７
４には、アキュムレータ室９Ｏとスプール室７０とを連
通する連通穴７５が開穴されている。また、前記スプー
ル穴７０内には、スプール１２０か内圧により飛び出す
のを防止するストッパリング７６が設けられている。

前記センタ穴１３０は、スプール室７０に連通されて、
回動軸１５の軸心に形成されている。

前記クロス穴１４０は、センタ穴１３０の端部から左駆
動軸１５の径方向に貫通形成され、このクロス穴１４０
の幅は、前記スプール１２０の必要なストローク量と路
間−に設定されている。

前記ブツシュロッド１５０は、一端が前記スプール１２
０に連結されてセンタ穴１３０に軸心方向に摺動可能に
挿入されている。

前記クロスロッド１６０は、前記ブツシュロッド１５０
の他端に固着され、両端はクロス穴１４０から回転軸１
５の外部に僅かに突出されて設けられている。

前記スライド機構１７０は、前記クロスロッド１６０に
連結され、左駆動軸１５の外周に図中左右方向に摺動可
能に設けられた内スリーブ１７１と、該内スリーブ１７
１の外周にポールベアリング１７２を介在させて相対回
転を許容するべく設けられた外スリーブ１７３とを有す
る。

前記ステッピングモータ１８０は、ディファレンシャル
ハウジング５に取り付けられ、第４図に示すように、そ
のモータ軸に減速ギヤ機構１８２が取付けられる。そし
て、この減速ギヤ機構１８２の出力軸１８３にフォーク
シャフト１８１が連結され、このフォークシャフト１８
１に略Ｕ字形状のフォーク１８４が取付けられ、このフ
ォーク１８２は前記外スリーブ１７３に当接して配置さ
れる。

また、前記外スリーブ１７３には、第４図及び第５図に
示すように、フォーク１８２と干渉しない範囲で一部円
錐面１７３ａが形成されていて、ディファレンシャルハ
ウシング５に取付けられた位置検出スイッチ２０７の接
触子２０９ａと接触している。

そして、前記位置検出スイッチ２０Ｙは、そのねじ部２
０７ｂにより取付位置を外部より調整することができる
螺合状態でディファレンシャルハウジング５に取付けら
れ、且つ、そのロックナツト２０７ｃにより位置検出ス
イッチ２０７の一部円錐面１７３ａに対する位置を固定
できるようにしている。

次に、作用を説明する。

（差動制限作用） 悪路走行時や片輪スタック時等で左右駆動軸１５．１６
に連結される左右後輪ＲＷ、ＲＷに回転速度差が発生す
る時は、ドライブハウジング３０とローター４０とにも
相対回転が発生し、この相対回転によりカム面３１に摺
接するドライビングピストン５０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シリンダー
室６０の容積を縮小する時には、スプール１２０による
流出規制で生じる流動抵抗でシリンダー室６０内の圧力
が高まり、この発生油圧とピストン５０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５０をカム面
３１に押し付ける力となり、この押し付は力が差動制限
トルクとして作用し、駆動トルクの配分において、等ト
ルク配分から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。

（差動制限変更制御） そして、本実施例装置による差動制限トルク特性は、オ
リフィス１００の開口面積を変化させることにより任意
に変更することかできる。

即ち、ステッピングモータ１８０によりフォーク１８２
を第５図矢印Ｃ方向に回動させた場合には、外スリーブ
１７３が第１図右方向に摺動し、それに伴ない、スライ
ド機構１７０が図中右方向に移動すると共にクロスロッ
ド１６０及びブツシュロッド１５０及びスプール１２０
が図中右方向にストロークして、オリフィス１００の開
口面積を減少させる。

このようにオリフィス１００の開口面積が減少すると、
第８図に示すように、相対回転差に対して高ゲインの差
動制限トルク特性となる。

このような状態から、ステッピングモータ１８０を逆に
駆動させると、フォーク１８２が矢印Ｃと反対方向に回
動し、それにより、スライド機構１７０に対するフォー
ク１８２による位置規制が無くなり、アシストスプリン
グ１２１の付勢力により、外スリーブ１７３とフォーク
１８２との当接状態を維持するようにしてスプール１２
０も図中左側にストロークし、オリフィス１００の開口
面積が広がる。

このように、オリフィス１００の開口面積が広がると、
第８図に示すように、相対回転差に対して低ゲインの差
動制限トルク特性となり、例えば、旋回初期を検出する
と、旋回性能を良好にすべく、低ゲインの差動制限トル
ク特性とし、旋回後期を検出すると、ダッシュ性能を向
上させるべく、高ゲインの差動制限トルク特性とする。

また、悪路走行時やスタック時を検出した場合にも、高
ゲインの差動制限トルク特性とする。

また、特に後輪ＲＷ、ＲＷの接地する路面−か左右で異
なる状態で制動を行ったことを検出した場合には、ＡＢ
Ｓ付の車両では、低μ路側の車輪ロックを防止しつつ高
μ路側の制動力を確保するべく、低ゲインの差動制限ト
ルク特性としたり、差動制限トルクを解除する。

このように、差動制限トルクを様々な走行状態や車両状
態に応じて制御することで、所望の最適走行性能を得る
ことができる。

（スイッチ位置調整） 位置検出スイッチ２０７は、スプール１２０の特定位置
において基準となるスイッチ信号ＳＷを発するように調
整される。

即ち、左右の駆動軸１５．１６間に一定の相対回転差Ｎ
ｏ　（ｒｐｍ　）を与え、その時２軸間の差動トルクが
Ｔｏ（ｋｇ・ｍ）となるようにステッピングモタ１８０
によって調整する（第８図）。この状態ではステッピン
グモータ１８０にアキュムレータ圧力及びアシステスプ
リング１２１の付勢力によりステッピングモータ１８０
からスプール１２０に至る操作力伝達機構のがたは完全
に除去されている。

この状態で、位置検出スイッチ２０７を外部からねじ込
んでゆき、接触子２０７ａが外スリーブ１７３の一部円
錐面１７３ａに接触し、スイッチ信号ＳＷが出た位置で
、ロックナツト２０７Ｃによつちスイッチを固定する。

このスイッチ信号ＳＷでもってステッピングモータ１８
０の基準位置を規定する。

（イニシャライズの仕方） 第６図はコントローラ２００により行なわれる前記ステ
ッピングモータ１８０の駆動制御作動の流れを示すフロ
ーチャートで、イグニッションスイッチＯＦＦの時には
、アキュムレータ圧力及びアシストスプリング１２１に
よりオリフィス開度は全開に保たれているが、イグニッ
ションスッチをＯＮにすると、オリフィス開度を閉じる
方向にステッピングモータ１８ｏが回転し、スイッチ信
号ＳＷが出た瞬間にステップＣにおいてステッピングモ
ータ１８０の基準位置を確定し、イニシャライズを完了
する。

また、アクチュエータとして、実施例のように、ステッ
ピングモータ１８０を用いた時には、過負荷トルクによ
って脱調するが、この時でも、スプール１２０が基準位
置を通過する時にイニシャライズされ、正しい特性にセ
ットされる。

以上説明してきたように、実施例の制御型回転差感応型
継手Ａにあっては、下記に述べる特徴を有する。

■　スプール１２０のオリフィス１００に対する基準位
置を検出する位置検出スイッチ２０７を設けた為、オリ
フィス１００やスプール１２０等の加工精度や組付精度
を上げることなく、個々の製品の差動制限トルク特性の
ばらつきをなくすことができる。

さらには、ロッド１５０．１６０等の伝達機構や減速ギ
ヤ機構１８２等のがた影響も除去できる。

■　スプール１２０の端部に全開方向へ付勢するアシス
トスプリング１２１を設けた為、スプール１２０がオリ
フィス開度を開く時の応答性を充分に確保できると共に
、リード線の断線等によるフェイル時には直ちにオリフ
ィス全開となり、差動制限のない通常のディファレンシ
ャルとすることで安全が確保される。

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、実施例では、本発明の制御型回転差感応継手を
左右輪の差動制限装置に適用した例を示したが、四輪駆
動車の駆動力配分装置や左右輪及び前後輪の差動装置や
前後輪の差動制限装置として用いてもよい。

また、実施例では、アクチュエータとしてステッピング
モータを用いる例を示したが、ＤＣモータ等の他のアク
チュエータであっても良い。

また、オリフィス１００は、丸や長方形や楕円や三角等
、どのような形状に形成してもよい。

また、実施例では、ステッピングモータ１８０の駆動を
コントローラ２００により自動制御する例を示したが、
運転者のスイッチ操作による手動制御により駆動を制御
するようにしてもよいし、自動・手動のいずれによって
も制御できるようにしてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の制御型回転差感応継
手にあっては、外部アクチュエータによりオリフィスの
開口面積を変更可能な制御型回転差感応継手において、
スプールのオリフィスに対する基準位置を検出するスプ
ール基準位置検出手段を設けた為、オリフィスやスプー
ル等の加工精度や組付精度を上げることなく、個々の製
品の伝達トルク特性のばらつきをなくすことが出来ると
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制御型回転差感応継手を適用し
たりャディファレンシャルを示す縦断平面図、第２図は
第１図Ｉ−Ｉ線による回転差感応継手の縦断正面図、第
３図は実施例継手のスプル部を示す拡大断面図、第４図
及び第５図は実施例継手のステッピングモータ及び位置
検出スイッチ部を示す断面図、第６図はステッピングモ
ータの駆動制御作動の流れを示すフローチャート、第７
図は実施例継手を適用したエンジン駆動系及び制御系を
示す概略図、第８図は実施例継手による差動制限トルク
特性図である。 Ａ・・・制御型回転差感応継手 １５・・−左駆動軸（第１の回転軸） １６・・・右駆動軸（第２の回転軸） ２０・・・回転差感応継手 ７０・・・スプール室 １００・・・オリフィス ＩＴＯ・・・オリフィス開口面積変更手段１２０・・・
スプール １８０・・・ステッピングモータ ２００・・・コントローラ ２０７・・−位置検出スッチ （スプール位置検出手段）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転軸及
   び第２の回転軸と、 前記第１、第２の回転軸の相対回転速度差に応じて吐出
   される流量をオリフィスによる流出規制で流体圧に変換
   し、さらに、この流体圧を両軸間の伝達トルクに変換す
   る回転差感応継手と、前記オリフィス位置に配置したス
   プールをアクチュエータによる駆動でストロークさせる
   ことでオリフィス開口面積を変更するオリフィス開口面
   積変更手段と、 前記スプールと共にストロークする非回転ストローク部
   材と非回転固定部材との間に設けられ、前記スプールの
   オリフィスに対する基準位置を検出するスプール基準位
   置検出手段と、 を備えている事を特徴とする制御型回転差感応継手。