JPH0314918A - 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輸の差
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６３１０
１５６７号の公報に記載されているような継手が知られ
ている。

この従来継手には、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
、回転部に設けられたアクチュエータによりオリフィス
の開口面積を変更するスプールが示されている。

（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、互いに相対回転が可能な第１の回転軸と第
２の回転軸のみが存在する為、スプール及びアクチュエ
ータを回転中心軸部に設けることができるが、例えば、
この継手を後輪駆動ベースの四輪駆動車の駆動力配分制
御装置として適用した場合のように、第１，第２の回転
軸以外に軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で存在する
場合には、スプール及びアクチュエータを回転中心軸部
に設けることができない。

そこで、第１，第２の回転軸以外に軸心位置に第３の回
転軸が貫通状態で存在する場合には、第７図に示すよう
に、非回転部に図外のアクチュエータを設け、該アクチ
ュエータに連結される複数のロツドを第３の回転軸を取
り囲むように回転軸心位置からオフセットした位置に配
置し、該複数のＯツドの先端１こスプールを設け、該ス
プールのストローク位置によりオリフィスの開口面積を
変更可能とする案がある。

しかしながら、第７図に示す制御型回転差感応継手にあ
っても、下記に述べる問題を有する。

■　ロツドの操作量に対してスプールのスライドストロ
ーク量が１対１の関係になっている為、オリフィスの開
口面積をスプールにより微小量閉じたり開いたりする場
合に、アクチュエータによるロツドの操作量も同じく微
小量としなければならず、オリフィスの開口面積の変更
により伝達トルク特性を高精度で制御することか困難で
ある。

■　オリフィスがスプールに対して一方向のみの位置に
存在する為、スプールがラジアル方向のアンバランスに
よりスプール室に押し付けられてスプール摺動抵抗が増
し、応答遅れが出る。

■　スプールストローク方向とオリフィスを流れる油の
流動方向とが直交方向関係にある為、油内の混入してい
る金属片等のゴミかオリフィスに引っ掛かったりスプー
ルの摺動面に噛み込む等を生じた場合、ゴミが脱落する
ことなく、スプールがステインクを起し、全閉あるいは
一定開口面積にオリフィスが固定されてしまうおそれが
ある。

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、第１．第２の
回転軸以外に軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で存在
する場合に適用できると共に、高精度での伝達トルク制
御と安定した制御応答性と流体内の混入ゴミによる作動
不良の発生を防止とを達成することを課題とする。

（課題を解決するだめの手段） 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、第３の回転軸の外周に円筒スリーブを配置し、
かつ、円筒スリーブに形成したテーパ面を介してスプー
ルをスライドストロークさせると共にスプールのストロ
ーク方向に環状オリフィスが設けられた手段とした。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転軸
及び第２の回転軸と、前記第１，第２の回転軸と同軸上
の回転軸心位置に貫通状態で配置された第３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、非回転部に設けられたアクチュ
エータと、該アクチュエータに連結されると共に前記第
３の回転軸の外周に配置された円筒スリブと、該円筒ス
リーブの端部に形成されたテーパ面に接すると共に回転
軸直交方向に配置されたスプールと、該スプールのスト
ローク方向に形成される環状の開口部形状による環状オ
リフィスとを有するオリフィス開口面積変更手段と、を
備えている事を特徴とする。

（作　用） 第１の回転軸と第２の回転軸との間に相対回転速度差か
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、非回転
部に設けられたアクチュエ〜タを所定の制御指令により
駆動させると、アクチュエータに連結されると共に第３
の回転軸の外周に配置された円筒スリーブがストローク
し、この円筒スリーブの端部に形成されたテーパ面に接
すると共に回転軸直交方向に配置されたスプールが円筒
スリーブの何分の１かのストローク量だけストロークし
、このスプールのストローク方向に形成される環状オリ
フィスの開口面積を変更させることで行なわれる。

（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５図は実施例の制御型回転差感応継手Ａが適用された
四輪駆動車のパワートレーンを示すスケルトン図で、制
御型回転差感応継手Ａは、エンジン横置きで後輪を直接
駆動する四輪駆動車の前輪駆動系への動力伝達経路の途
中にセンターディファレンシャルと前輪への駆動力配分
制御装置とを兼用する継手として設けられている。

第５図において、後輪駆動系として、エンジン１、トラ
ンスミッション（クラッチを含む）２、トランスミッシ
ョン２の最終段ギャ２１により駆動される第１回転メン
バ２４（第１の回転軸）、トランスファギャトレーン９
、プロペラシャフトジョイント１３、プロペラシャフト
１０．ｉ１，１２、リャディファレンシャル１５、リヤ
ドライブシャフト１６．１７、後輪１９．２０を備えて
おり、前輪駆動系として、前記第１回転メンバ２４、制
御型回転差感応継手Ａ、フロントディファレンシャルケ
ースと一体の第２回転メンバ２２（第２の回転軸）、フ
ロントディファレンシャル３、左フロントドライブシャ
フト４（第３の回転軸）、右フロントドライブシャフト
５、ジョイント６、前輪７，８を備えている。

第１図及び第２図は制御型回転差感応継手Ａを示す断面
図である。

この制御型回転差感応継手Ａのうち、第１，第２回転メ
ンバ２４，２２の相対回転速度差（前後輪の回転速度差
ΔＮ）に応じて吐出される流量をオリフィスによる流出
規制で油圧に変換し、さらに、この油圧を両回転メンバ
２２，２４間の伝達トルク（前輪側への伝達トルクΔ丁
）に変換する前後輪駆動力配分機能を示す回転差感応継
手部の構成を説明する。

この回転差感応継手部は、第１回転メンバ２４にスプラ
イン結合され、内面にカム面３１が形成されたドライブ
ハウジング３０と、第２回転メンバ２２にスプライン結
合されるローター４０と、両回転メンバ２２．２４の相
対回転によりカム面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６０にオリフィス７１を
介して連通されたスプール室９０と、該スプール室９０
から連絡油路９５ｂを介して連通されたアキュムレータ
室１００と、アキュムレータ室１００から連絡油路９５
ａを介してシリンダ室６０に連通されたレギュレータ油
路８０を備えている。

尚、第１図及び第２図において、４２はシリンダー穴、
４３はオイルシール、５１はピストンシ−ルリング、８
１はワンウエイポールバルブ、１０１はピストンシール
リング、１０２はアキュムレータピストン、１０３はス
プリングリテーナ、１０４はリターンスプリング、１１
０はリリーフ穴である。

上記制御型回転差感応継手Ａのうちオリフィス７１の開
口面積を変更するオリフィス開口面積変更手段の構成を
説明する。

このオリフィス開口面積変更手段は、非回転部に設けら
れたアクチュエータ１８０と、該アクチュエータ１８０
に連結されると共に前記第３の回転軸である左フロント
ドライブシャフト４の外周に配置された円筒スリーブ９
９と、該円筒スリーブ９９の端部に形成されたテーパ面
９９ａに接すると共に回転軸直交方向に配置されたスプ
ール９３と、該スプール９３の円錐形状端部９３ｂの位
置に設けられた設けられたオリフィスバーツ９８とを備
え、オリフィスパーツ９８の円錐穴９８ａと円錐形突起
部９３ｂとによってスプールストローク方向に環状オリ
フィス７１が形成される。

前記円筒スリーブ９９は、アクチュエータ連結溝９９ｂ
を端部に有すると共に、ローター４０に内接し、キー４
５により口−ター４０に対してスライドを許し、且つ、
ローター４０と一体で回転する。

前記モータアクチュエータ１８０は、車体に固定される
非回転部材であり、回転差感応継手２０に近い図外のデ
ィファレンシャルハウジング等に取り付けられ、第４図
に示すように、通電により回動するフォークシャフト１
８１及び、回転軸１５の外周に配置されてフォークシャ
フト１８１に取り付けられた略Ｕ字形状のフォーク１８
２とを有していて、このフォーク１８２は前記アクチュ
工−夕連結溝９９ｂ内に配置される。

前記スプール９３は、第３図に示すように、あるシリン
ダ室６０に対応して放射状に設けられたスプール室９０
にスライドストローク可能に設けられ、円筒スリーブ９
９のテーパ面９９ａに接する面は球面９３ａに形成され
ている。

そして、スプール室９０の内壁に接する部分にはスプリ
ングバックアップシール９１が設けられ、シリンダ室６
０からの油圧によりテーパ面９９ａとの圧接状態を保た
れる。

前記オリフィスバーツ９８は、第３ａ図に示すように、
ローター４０に固定状態で設けられ、その円錐内面９８
ａ位置に環状オリフィス７１が形成され、第３ｂ図に示
すように、円錐穴９８ａに対し前記スプール９３の円錐
形突起部９３ｂが摺動することにより環状オリフィス７
１の環状開口部形状を保ったまま内径が変化し、開口面
積が変更される構造となっている。

尚、オリフィスバーツ９８には、油密状態を確保する○
−リング９２が設けられると共に、スプール９３の最大
ストロークによる全閉時にオリフィスバーツ９８のわず
かなストロークを許容するディッシュスプリング９４が
シリンダ室６０側に設けられている。

次に、作用を説明する。

雨路や氷雪路等の低摩擦係数路走行時等で、エンジン直
結駆動輪である後輪がスリップする前後輪回転速度差発
生時には、後輪駆動系の第１回転メンバ２４と前輪駆動
系の第２回転メンバ２２との間に相対回転が発生し、こ
の相対回転の発生に伴なって回転差感応継手部のドライ
ブハウジング３０とローター４０とが相対回転する。

そして、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が径方向に往復動ずるが、この往
復動のうち回転軸中心に向かうピストンストローク時に
は、シリンダ室６０の容積を縮小させることによる吐出
流量が環状オリフィス７１による流出規制で油圧に変換
され、シリンダ室６０内の圧力が高まり、この発生油圧
とピストン５０の受圧面積とを掛け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、この押し付け力が前輪側への伝達トルクΔＴとして
作用する。

そして、本実施例では、環状オリフィス７１の開口面積
を変化させることにより前輪側への伝達トルクΔ丁の特
性を任意に変更することができる。

即ち、非回転部に設けられたアクチュエータ１８０を所
定の制御指令により駆動させ、フォーク１８２を第４図
矢印Ｃ方向に回動させた場合には、円筒スリーブ９９が
第１図中右方向へストロークし、この円筒スリーブ９９
の端部に形成されたテーパ面９９ａに接すると共に回転
軸直交方向に配置されたスプール９３が、第３ａ図に示
すように、円筒スリーブ９９のストロークＸＳＩに対し
てテーパ面９９ａの傾斜角度で決まるストローク量Ｓ２
　（例えば、ＳＩ：Ｓ２＝８：１）だけ下方へストロー
クする。また、フォーク１８２が第４図矢印Ｃとは逆に
回動した場合には、円筒スリーフ９９が第１図中左方向
へストロークし、スプール９３は第３図日中上方へスト
ロークする。このスプールのストロークにより，スプー
ルストローク方向に形成された環状オリフィス７１の開
口面積が全閑の零から全開の最大開口面積まで変更され
、この環状オリフィスＹ１の開口面積の変更により、開
口面積か小さいほど流出規制効果が大きく、開口面積が
大きいほど流出規制効果が小さいというように環状オリ
フィス７１による流出規制効果が変えられる。

この結果、第６図に示すように、環状オリフィス７１の
開口面積の変更により前輪側への伝達トルクΔ丁の特性
を変更することができ、伝達トルク特性変更制御を様々
な車両条件に対応して行なうことで、下記に列挙するよ
うな優れた性能等が併せて発揮される。

ａ）乾燥路での小半径旋回走行時に環状オリフィス７１
の開口面積を大きく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対
し前輪への駆動力配分が小さい特性することで、タイト
コーナブレーキが防止される。

ｂ）低摩擦係数路での走行時に環状オリフィス７１の開
口面積を小さく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前
輪への駆動力配分が大きい特性することで、低摩擦係数
路で高い走破性が得られる。

Ｃ）発進時や中間加速時に環状オリフィス７１の開口面
積を小さく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前輪へ
の駆動力配分か大きい特性することで、高い発進性能や
加速性能が得られる。

ｄ）高速走行時に環状オリフィス７１の開口面積を小さ
く設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前輪への駆動力
配分が大きい特性することで、高速走行安定性が得られ
ると共に高い旋回限界性能が得られる。

ｅ）スタック時に環状オリフィス７１を全閉とし、リジ
ッド４ＷＤに近い駆動力配分特性することで、スタック
脱出性が向上する。

ｆ）砂地や泥ねい地での長時間走行時等で、大きな前後
輪の回転速度差ΔＮが継続するような場合に、環状オリ
フィス７１を全閉とすることで油の発熱を抑制し、熱に
弱い部品の保護，製品寿命低下の防止を実現することが
できる。

以上説明したように、実施例の制御型回転差感応継手Ａ
にあっては、下記に列挙する特徴を併せて有する。

■　円筒スリーブ９９を左フロントドライブシャフト４
の外周位置に配置した為、第１，第２回転メンバ２２，
２４以外に軸心位置に第３の回転軸である左フロントド
ライブシャフト４が貫通状態で存在するにもかかわらず
、外部アクチュエータによりオリフイスの開口面積を変
更可能な開口面積変更手段の通用することができる。

この結果、上記ａ）〜ｆ）に記載したような優れた性能
を有する駆動力配分制御装置を提供できる。

■　円筒スリーフ９９に形成したテーパ面９９ａを介し
てスプール９３をスライドストロークさせる構成とした
為、円筒スリーブ９９のストローク量Ｓ１に対してスプ
ール９３のスライドストローク量Ｓ２が数分の１の関係
になり、環状オリフィス７１の開口面積をスプール９３
により黴小量閉じたり開いたりする場合に、アクチュエ
ータによる円筒スリーブ９つのストロークＮＳＩを大き
くとることができる。

従って、環状オリフィス７１の開口面積の変更による伝
達トルク特性の変更制１卸を高精度で行なうことができ
る。

■　環状オリフィス７１をスプール９３のストロク方向
に設けた為、スプール９３に環状オリフィス７１を介し
て作用する油圧が回転軸方向にはバランスして打ち消さ
れ、スプール９３をスプール室９０に押し付ける力が作
用しない。

従って、スプール摺動抵抗か油圧レベルにかかわらずほ
ぼ一定となり、常に安定した高応答速度により開口面積
変更制御を行なうことができる。

■　環状オリフィス７１をスプール９３のストローク方
向に設け、シリンダ室６０からの流れ方向と環状オリフ
ィス７１の開口方向とが一致する方向関係とした為、油
内の混入している金属片等のゴミがオリフィスに引っ掛
かったリスプールの摺動面に噛み込む等を生じた場合、
ゴミが流動する油で容易に脱藩する。

従って、ゴミの引っ掛かつりや噛み込みによりスプール
がスティックを起し、全閉あるいは一定開口面積にオリ
フィスか固定されることが無く、油内に混入しているゴ
ミによる作動不良の発生を防止できる。

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
四輪駆動車の駆動力配分装置として適用した例を示した
が、左右輪及び前後輪の差動制限装置や左右輸及び前後
輪の差動装置等として適用してもよい。

また、環状オリフィスは、スプール側に設けた円錐穴と
、ローター側に設けた円錐形突起部による実施例とは逆
の関係で形成しても良い。

（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、第３の回転軸の外周に円筒スリーブを配
置し、かつ、円筒スリーブに形成したテーパ面を介して
スプールをスライドストロークさせると共にスプールの
ストローク方向に環状オリフィスが設けられた手段とし
た為、外部アクチュエータによりオリフイスの開口面積
を変更可能な制御型回転差感応継手において、第１，第
２の回転軸以外に軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で
存在する場合に適用できると共に、高精度での伝達トル
ク制御と安定した制御応答性と流体内の混入ゴミによる
作動不良の発生を防止とを達成する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７図は本発明実施例の制御型回転差感応継手を示す縦
断側面図（第２図Ｉ−Ｉ線断面図）、第２図は第１図■
一■線による縦断正面図、第３ａ図は実施例継手の要部
を示す拡大断面図、第３ｂ図は環状オリフィスを示す断
面図、第４図は実施例継手のアクチュエータ部を示す斜
視図、第５図は実施例継手を連用した四輪駆動車のエン
ジン駆動系を示すスケルトン図、第６図は実施例継手に
よる前後輪の回転速度差に対する前輪側へのトルク伝達
特性図、第７図は第１，第２の回転軸以外に軸心位置に
第３の回転軸が貫通状態で存在する場合の制御型回転差
感応継手の一例を示す縦断側面図である。 Ａ・−・制御型回転差感応継手 ４・・・左フロントドライブシャフト （第３の回転軸） ２２・・・第２回転メンバ（第２の回転軸）２４・・・
第１回転メンバ（第１の回転軸）７１・・・環状オリフ
ィス ９０・・・スプール室 ９３・・・スプール ９９・・・円筒スリーブ ９９ａ・・・テーパー面 ９８・・・オリフィスビース 第２図 ■

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の回転軸と同軸上の回転軸心位置に貫通
   状態で配置された第３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
   、非回転部に設けられたアクチュエータと、該アクチュ
   エータに連結されると共に前記第３の回転軸の外周に配
   置された円筒スリーブと、該円筒スリーブの端部に形成
   されたテーパ面に接すると共に回転軸直交方向に配置さ
   れたスプールと、該スプールのストローク方向に形成さ
   れる環状の開口部形状による環状オリフィスとを有する
   オリフィス開口面積変更手段と、 を備えている事を特徴とする制御型回転差感応継手。