JPH03134326A

JPH03134326A - 入力トルク比例式回転差感応継手及びこの回転差感応継手を適用した差動制限装置

Info

Publication number: JPH03134326A
Application number: JP27318989A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Sakai; 坂井　秀則
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-06-07
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPH086761B2

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、差動制限装置や四輪駆動車のトランスファ装
置等として適用される入力トルク比例式回転差感応継手
及びこの入力トルク比例式回転差感応継手を適用した差
動制限装置に関する。

（従来の技術）従来、伝達トルク特性を変更制御する制御型回転差感応
継手としては、特開昭６３−１０１５６７号公報記載の
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回転軸及び第２回転軸と、該第１回転軸及び第２回
転軸の相対回転回転速度差に応じて吐出される流量をオ
リフィスによる流量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、該回転差感応継手のオリフィス部に設けられ、外
部アクチュエータによりオリフィス開口面積を変更する
べく配置されたスプールとを有する継手が示されている
。

（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
にあっては、オリフィス開口面積の変更を外部アクチュ
エータによりスプールをスライドストロークさせて行な
う構成である為、下記に列挙するような問題があった。

■　高速で回転する過酷な環境下に置かれるスプールを
スライドストロークさせる構成としなければならない為
、アクチュエータレイアウトやアクチュエータ動作をス
プールに伝達する伝達機構のレイアウト等が非常に困難
であるし、構成的にも複雑になる。

■　オリフィス開口面積を変更させるスプール以外にア
クチュエータに制御指令を出力する電子制御回路やアク
チュエータや伝達機構を要する為、コスト的に高価とな
ってしまう。

■　純メカニカルな構成ではなく、電子制御系を構成に
含む為、故障原因が非常に多くなり、修理や部品交換や
正常な作動を確認するメインテナンスを必要とする。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもので
、差動制限装置やトランスファ装置として適用される入
力トルク比例式回転差感応継手において、構成的、コス
ト的、メインテナンス的に有利で、入力トルクに応じた
トルク伝達特性の自動制御を達成する継手の開発を第１
の課題とし、この入力トルク比例式回転差感応継手を適
用し、コンパクトな構成で入力トルクに応じた差動制限
トルク特性の自動制御を達成する差動制限装置を提供す
ることを第２の課題とする。

（課題を解決するための手段）上記第１の課題を解決するために請求項１記載の入力ト
ルク比例式回転差感応継手では、駆動ギアによる入力ト
ルクを利用してオリフィス開口面積を変更する純メカニ
カルな手段とした。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１回転軸及
び第２回転軸と、前記第１回転軸及び第２回転軸のそれ
ぞれに対し、回転方向には係合し軸方向には所定量スト
ローク可能に設けられた第１スライドメンバ及び第２ス
ライドメンバと、前記第１．第２スライドメンバ間に設
けられ、第１、第２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量規制で流体圧に変
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、前記第１．第２スライドメンバ
の一方に噛み合い、入力トルクに応じて軸方向に噛み合
い力を付与する駆動ギアと、前記第１．第２スライドメ
ンバの軸方向相対位置関係を保つバネ部材と、軸方向固
定メンバに設けられ、前記第１．第２スライドメンバの
スライドストロークに伴なう相対変位によりオリフィス
開口面積を変更するべく配置されたバルブ部材と、を備
えている事を特徴とする。

上記第２の課題を解決するために請求項２記載の差動制
限装置では、差動装置に上記請求項１記載の入力トルク
比例式回転差感応継手を内蔵状態で組み込んだ手段とし
た。

即ち、前記第１回転軸及び第２回転軸を左右輪または前
後輪への出力軸とし、前記第１スライドメンバ及び第２
スライドメンバを前記両出力軸のそれぞれに連結される
ハウジング部材及びロータ部材とし、前記駆動ギアをハ
ウジング部材に形成されたサイドギアに噛み合うビニオ
ンとし、エンジン駆動力が入力されるディファレンシャ
ルケースと、該ケースに支持されるピニオンシャフトと
、該ピニオンシャフトに回転自在に支持されるビニオン
と、該ビニオンに噛合する一対のサイドギアとを有する
差動装置に上記請求項１記載の入力トルク比例式回転差
感応継手を内蔵状態で組み込んだ事を特徴とする。

（作　用）請求項１記載の発明の詳細な説明する。

入力トルク比例式回転差感応継手での伝達トルク特性に
ついて説明すると、回転差感応継手において、第１．第
２回転軸に相対回転の発生がない時には、第１．第２回
転軸間に伝達トルクが発生せず、第１．第２回転軸に相
対回転が発生する時には、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量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、相対回転速度差に応じた伝達トルクが発生する。

そして、この入力トルク比例式回転差感応継手には、回
転方向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に設
けられた第１スライドメンバ及び第２スライドメンバと
、該第１．第２スライドメンバの一方に噛み合い、入力
トルクに応じて軸方向に噛み合い力を付与する駆動ギア
と、前記第１゜第２スライドメンバの軸方向相対位置関
係を保つバネ部材と、軸方向固定メンバに設けられたバ
ルブ部材を有する為、駆動ギアから第１．第２スライド
メンバの一方に対し、入力トルクに応じて軸方向の噛み
合い力が付与されると、第１．第２スライドメンバが共
にスライドストロークし、このストロークに伴なう相対
変位により、バルブ部材によってオリフィス開口面積が
変更される。

即ち、回転差感応継手ではオリフィス開口面積により伝
達トルク特性か決定される為、相対回転速度差に対する
伝達トルク特性が入力トルクに応じて自動的に変更され
る。

請求項２記載の発明の詳細な説明する。

請求項２記載の差動制限装置では、両出力軸の差動回転
速度差に応じて差動制限トルクが発生すると共に、差動
回転速度差に対する差動制限トルク特性がビニオンから
の入力トルクに応じて自動的に変更される。

例えば、入力トルクが小さい時にオリフィス開口面積が
大面積とされ、入力トルクが大きくなるほどオリフィス
開口面積を小面積に変更する装置とした場合、停車時や
車庫入れ等の極低速時には、入力トルクが小さく差動回
転速度差に対する差動制限トルクの上昇ゲインが低い特
性となる為、車両が変な挙動となることが無いし、アン
チスキッドブレーキングシステム（ＡＢＳ）の誤作動が
防止される。

また、アクセルを踏み込んでの高速走行時には、入力ト
ルクが大きく差動回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが高い特性となる為、尻振り等が防止され車
両の高速走行安定性が確保される。

（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図は実施例の差動制限装置を示す断面図であり、差
動機能を発揮する差動装置１内に、差動制限機能を発揮
する差動制限手段としての入力トルク比例式回転差感応
継手２が内蔵状態で組み付けられている。

前記差動装置１としては、ドライブビオニオン３及びリ
ングギア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
自在に支持されるビニオン１２（駆動ギア）と、該ビニ
オン１２に噛合する一対のサイドギア１３．１４と、該
サイドギア１３．１４に連結される左右駆動輪への２つ
の出力軸１５１６（第１回転軸、第２回転軸）とを備え
ている。

そして、前記出力軸１５．１６には、差動回転の発生が
無い時には等配分に駆動力が伝達され、差動回転の発生
時には入力トルク比例式回転差感応継手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。

前記入力トルク比例式回転差感応継手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１５にスプライン結合されると共にサイドギア１４
か形成されたカムハウジング２０（第１スライドメンバ
、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、サイドギア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（第２スライドメンバ、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４０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と、各シリンダ室
５０に連通ずる放射状配置のバランス油路６０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
するレギュレータ油路８０と、前記バランス油路６０か
らアキュムレータ室７０に向かう部分に設けられたオリ
フィス９０とを基本的構成として備えている。

次に、入力トルク比例式回転差感応継手２の特徴的な構
成を説明する。

前記カムハウジング２０は出力軸１５に対し、カムハウ
ジングカバー２２を介し、スプライン結合により回転方
向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に設けら
れている。

また、前記ロータ３０は出力軸１６に対しスプライン結
合により回転方向には係合し軸方向には所定量ストロー
ク可能に設けられている。

前記カムハウジング２０にはサイドギア１４が体に形成
されて、このサイドギア１４へはビニオン１２から入力
トルクに応じて軸方向に噛み合い分力が付与される。

前記カムハウジング２０とロータ３０の軸方向相対位置
関係を保つ皿バネ９１　（バネ部材）がカムハウジング
カバー２２とロータ３０との間に設けられている。

前記オリフィス９０は、バルブ穴９２ａを有するオリフ
ィスピース９２に形成されていて、このバルブ穴９２ａ
には、カムハウジングカバー２２（軸方向固定メンバ）
に一端面を圧接した状態でスプールバルブ９３（バルブ
部材）か設けられ、カムハウジング２０とロータ３ｏの
スライドストロークに伴なうオリフィスピース９２とス
プールバルブ９３との相対変位によりオリフィス開口面
積を変更するべくこのスプールバルブ９３の他端面が配
置されている。

尚、第１図及び第２図中、３１はシリンダ穴、３２はシ
リンダ部、４１はシールリング、７１はアキュムレータ
ピストン、７２はスプリングリテーナ、７３はスプリン
グ、７４はピストンシール７４．７５はリリーフ穴７５
．８１はワンウェイバルブである。

次に、実施例の作用を説明する。

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差動
回転速度差か発生しない時は、カムハウジング２０とロ
ータ３０とに相対回転がなくドライビングピストン４０
が径方向に往復動しない為、原則的に差動制限トルクの
発生が無く、ディファレンシャルケース１０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。

但し、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、幾分かの差動制限トルクが生じる
。

また、悪路走行時や片輪スタック時等で出力軸１５．１
６に連結される左右輪に差動回転速度差が発生する時は
、カムハウジング２０とロータ３０にも相対回転が発生
し、この相対回転によりカム面２１に摺接するドライビ
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５０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、この押し付は力が差動制限トルクと
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、差動回転速度差に対する差動制限トルク特性は、
第４図に示すように、差動回転速度差の上昇に伴ない差
動制限トルクが二次関数曲線で増大する特性を示す。

そして、この入力トルク比例式回転差感応継手２には、
回転方向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に
設けられたカムハウジング２０及びロータ３０と、該カ
ムハウジング２０のサイドギヤ１４に噛み合い、入力ト
ルクに応じて軸方向に噛み合い分力を付与するビニオン
１２と、前記カムハウジング２０とロータ３０との軸方
向相対位置関係を保つ皿バネ９１と、ハウジングカバー
２２に設けられたスプールバルブ９３を有する構成とし
ている。

従って、ビニオン１２からカムハウジング２０に対して
入力トルクに応じた軸方向の噛み合い分力が付与される
と、入力トルクの上昇時にはカムハウジング２０及びロ
ータ３０が共に第３図矢印左方向に、また、入力トルク
の減少時にはカムハウジング２０及びロータ３０が共に
第３図矢印右方向にスライドストロークするというよう
に、入力トルクに応じた位置にカムハウジング２０及び
ロータ３０が配置されることになり、オリフィスピース
９２とスプールバルブ９３との相対位置関係によってオ
リフィス開口面積が変更される。

即ち、回転差感応継手ではオリフィス開口面積により差
動制限トルク特性が決定される為、第４図に示すように
、差動回転速度差に対する差動制限トルク特性が、入力
トルクが小さい時には差動回転速度差に対する差動制限
トルクの上昇ゲインが低い特性を示し、入力トルクが大
きい時には差動回転速度差に対する差動制限トルクの上
昇ゲインが高い特性を示すというように、入力トルクに
応じて自動的に変更される。

以上説明してきたように、実施例の差動制限装置にあっ
ては、以下に列挙する特徴を有する。

■　入力トルク比例式回転差感応継手２をビニオン１２
による入力トルクを利用してオリフィス開口面積を変更
する純メカニカルな構成とした為、外部アクチュエータ
によりオリフィス開口面積を変更する場合に比べ、構成
的、コスト的、メインテナンス的に有利でありながら、
入力トルクに応じた差動制限トルク特性の自動制御を達
成することができる。

■　差動装置１に入力トルク比例式回転差感応継手２を
内蔵状態で組み込んだ装置とした為、コンパクトな構成
でありながら、入力トルクが小さい時に差動回転速度差
に対する差動制限トルクの上昇ゲインが低い特性が得ら
れ、入力トルクが大きい時に差動回転速度差に対する差
動制限トルクの上昇ゲインが高い特性が得られるという
ように入力トルクに応じた差動制限トルク特性を自動的
に得ることができる。

この結果、停車時や車庫入れ等の極低速時には、入力ト
ルクが小さく差動回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが低い特性となる為、車両が変な挙動となる
ことが無いし、アンチスキッドブレーキングシステム（
ＡＢＳ）の誤作動が防止される。

また、アクセルを踏み込んでの高速走行時には、入力ト
ルクが太き（差動回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが高い特性となる為、尻振り等が防止され車
両の高速走行安定性が確保される。

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。

（発明の効果）以上説明してきたように、請求項１記載の本発明にあっ
ては、差動制限装置やトランスファ装置として適用され
る入力トルク比例式回転差感応継手において、駆動ギア
による入力トルクを利用してオリフィス開口面積を変更
する純メカニカルな手段とした為、構成的、コスト的、
メインテナンス的に有利で、入力トルクに応じたトルク
伝達特性の自動制御を達成する継手を提供出来るという
効果が得られる。

また、請求項２記載の差動制限装置にあっては、差動装
置に請求項１記載の入力トルク比例式回転差感応継手を
内蔵状態で組み込んだ手段とした為、コンパクトな構成
で入力トルクに応じた差動制限トルク特性の自動制御を
達成する差動制限装置を提供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入力トルク比例式回転差感応継
手を適用した差動制限装置を示す縦断平面図、第２図は
第１図Ｉ−１線による回転差感応継手部分を示す縦断正
面図、第３図は入力トルクに比例するオリフィス開口面
積変更作用を説明する作用説明図、第４図は実施例装置
での差動制限トルク特性図である。１・・・差動装置２・・・入力トルク比例式回転差感応継手１０・・・デ
ィファレンシャルケース１１・・・ピニオンシャフト１２・・・ビニオン（駆動ギア）１３．１４・・・サイドギア１５・・−出力軸（第１回転軸）１６・・・出力軸（第２回転軸）２０・・・カムハウジング（第１スライドメンバ、ハウジング部材）２２・・・ハ
ウジングカバー（軸方向固定部材）３０・・・ロータ（第２スライドメンバ、ロータ部材）４０・・・ドライビングピストン５０・・・シリンダ室６０・・・バランス油路７０・・・アキュムレータ室８０・・・レギュレータ油路９０・・・オリフィス９１・・・皿バネ（バネ部材）９２・・・オリフィスピース

Claims

【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回転軸及び
第２回転軸と、前記第１回転軸及び第２回転軸のそれぞれに対し、回転
方向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に設け
られた第１スライドメンバ及び第２スライドメンバと、前記第１、第２スライドメンバ間に設けられ、第１、第
２回転軸の相対回転速度差に応じて吐出される流量をオ
リフィスによる流量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、前記第１、第２スライドメンバの一方に噛み合い、入力
トルクに応じて軸方向に噛み合い力を付与する駆動ギア
と、前記第１、第２スライドメンバの軸方向相対位置関係を
保つバネ部材と、軸方向固定メンバに設けられ、前記第１、第２スライド
メンバのスライドストロークに伴なう相対変位によりオ
リフィス開口面積を変更するべく配置されたバルブ部材
と、を備えている事を特徴とする入力トルク比例式回転差感
応継手。２）前記第１回転軸及び第２回転軸を左右輪または前後
輪への出力軸とし、前記第１スライドメンバ及び第２ス
ライドメンバを前記両出力軸のそれぞれに連結されるハ
ウジング部材及びロータ部材とし、前記駆動ギアをハウ
ジング部材に形成されたサイドギヤに噛み合うピニオン
とし、エンジン駆動力が入力されるディファレンシャルケース
と、該ケースに支持されるピニオンシャフトと、該ピニ
オンシャフトに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アとを有する差動装置
に上記請求項１記載の入力トルク比例式回転差感応継手
を内蔵状態で組み込んだ事を特徴とする差動制限装置。