JPH03189426A - 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が知ら
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イス開口
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
であっては、スプールのアキュムレータ室側端面とオリ
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
る構成となっている為、第１０図に示すように、流出規
制によりシリンダ室からの油路の圧力が高圧になるオリ
フィスの閉じ切り付近では、この高圧がオリフィスから
スプルの外周面とロータのスプール室内壁との隙間を経
てシール溝へそのまま伝わり、Ｏ−リング及びスリッパ
−シールが設けられているシール溝内が高圧になってし
まう。

この結果、シール部の前後圧力差が大きくなることでシ
ール部からの漏れが増大すると共にシール部材の耐久信
頼性も低下する。

また、シール溝内の圧力によりスリッパ−シールがスプ
ールに押し付けられることでスプールを軸方向に動かす
力が増大し、結果として、スプールを動作させるアクチ
ュエータとして高トルク性能のアクチュエータが必要に
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、スプールのシ
ール部からの漏れの低減及びシール部材の耐久信頼性の
向上と共にスプールの摺動抵抗の低減を図ることを課題
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、スプールに設けた環状溝で形成されるアキュム
レータ室側のスプールランドでオリフィス開口面積を変
更するようにし、アキュムレータ室とは反対側のスプー
ルランド部にシール部材を設けた。

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
ィス位置に配置され、外周にオリフィスと連通可能な環
状溝が形成され、該環状溝はスプール内部の油路を経て
アキュムレータ室に連通し、環状溝によって形成される
アキュムレータ室側の第１スプールランドによりオリフ
ィスの開閉を行なうようにし、アキュムレータ室とは反
対側の第２スプールランド側にシール部材が設けられた
スプールと、前記スプールを外部アクチュエータにより
ストロークさせ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、外部ア
クチュエータによりスプールをストロークさせると、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、環状溝によって形成
されるアキュムレータ室側の第１スプールランドにより
オリフィスの開閉を行なうようにしている為、オリフィ
スに連通ずる油路の圧力は第１スプールランドに作用し
、シール部材が設けられているアキュムレータ室とは反
対側の第２スプールランド側にはスプール内部の油路を
介して連通ずるアキュムレータ室圧が作用するだけとな
る。

従って、オリフィスに連通する油路の圧力が高圧になる
オリフィスの閉じ切り付近であってもシール部には低圧
のアキュムレータ室圧しか加わらないことになる。

（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Ａが適用された
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ＲＷ、
ＲＷ間に設けられたりャディフ７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、ピニオンシャフト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１３，１４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６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はボ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１５０．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、第３図及び第４図に示すように
、ローター４０の軸心位置に形成されたスプール室７０
に摺動可能に収納され、外周にオリフィス１００と連通
可能な環状溝１２１が形成され、該環状溝１２１はスプ
ール内部の連通油路１２２（油路）を経てアキュムレー
タ室９０に連通し、環状溝１２１によって形成されるア
キュムレータ室側の第１スプールランド１２３によりオ
リフィス１００の開閉を行なうようにし、他方の第２ス
プールランド１２４側にシール溝１２５が形成され、ス
リッパシール１２６及びＯ−リング１２７から成るシー
ル部材が設けられ、スプール室７０とアキュムレータ室
９０との境界位置にはスプールストッパプレート１２８
が固定されている。

そして、スプール１２０がアキュムレータ室９０から最
も離れた変位位置でオリフィス１００を全開とし、アキ
ュムレータ室９０側に最も変位した状態（第３図及び第
４図）でオリフィス１００を全開としている。

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、第３図に示すように
、ディファレンシャルハウジング５に取り付けられ、こ
のモータ軸１８４に連結されたフォーク軸１８１に略Ｕ
字形状のフォーク１８２が取付けられ、このフォーク１
８２のカム部１８３のカム面１８３ａは前記外スリーブ
１７３のカムフォロアー面１７３ａに当接して配置され
る。

そして、第５図及び第６図に示すように、フォーク軸１
８１の端部にはピニオン１８５が固定されていおり、こ
のビニオン１８５はラック１８６と噛み合っている。こ
のラック１８６はスプール１２０をアキュムレータ室圧
に抗して全開位置に押し付けるべくスプリング１８７に
より付勢されている。

尚、１８８はスプリングリテーナである。

次に、作用を説明する。

（イ）差動制限制御作用 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。

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
に変更することができる。

即ち、ステッピングモータ１８０に所定のモータ回転角
θを与えることで、スプール１２０の軸方向位置が決ま
り、オリフィス開口面積を全開（θ＝０°）から全閉（
θ＝＆ＪＡＸ）まで変更することができ、これによって
、第８図の差動制限トルク特性に示すように、相対回転
差に対する差動制限トルク特性が走行状態に対応する最
適特性に設定される。

（ロ）オリフィス部での油圧作用 第３図はスプール１２０の帯状溝１２１とオリフィス１
００とか一致しているオリフィス全開状態を示している
が、低μ路走行時等でスプール１２０を図面左方向にス
トロークする指令が出力され、第９図に示すように、オ
リフィス開口面積が小開口面積となった場合には、オリ
フィス１００を介しての油の流出規制か高まり、シリン
ダ室６０及びバランス油路７１の油圧が高圧となる。

しかし、環状溝１２１によって形成されるアキュムレー
タ室９０例の第１スプールランド１２３によりオリフィ
ス１００の開閉を行なうようにしている為、オリフィス
１００に連通ずるバランス油路７１の圧力は第１スプー
ルランド１２３のみに作用する。

そして、環状溝１２１を挟んで第１スブールランド１２
３とは反対側の第２スプールランド１２４側に設けられ
たシール溝１２５には、オリフィス開口部を経て圧力降
下した油が流入する環状溝１２１と同じ油圧が作用する
。一方、この環状溝１２１にはスプール内部の連通油路
１２２を介してアキュムレータ室９０と連通している。

つまり、結果として、シール溝１２５内に設けられてい
るスリッパ−シール１２６及びＯ−リング１２７にはア
キュムレータ室９０と同じ低圧のアキュムレータ圧しか
作用しないことになる。

（ハ）オリフィス開口面積変更作用 オリフィス開口面積の変更は、ステッピングモータ１８
０での回転をスプール１２０のストロークに変換して行
なわれるが、フォーク軸１８１にはスプリング１８７と
ラック１８６とピニオン１８５によって捩りトルクを与
えることで、フォーク１８２等を経てスプール１２０を
アキュムレータ室圧に打ち勝ってストッパプレート１２
８に押し当て、オリフィス開口面積を全開に保つように
なっている。

従って、ステッピングモータ１８０に必要な力はスプー
ル１２０をオリフィス開口面積を増す方向（図面右方向
）に動かす時にはアキュムレータ室圧に打ち勝つスプリ
ング１８７にアシストされ、一方、オリフィス開口面積
を閉じる方向（図面左方向）にスプール１２０を動かす
時にはスプリング１８７がアキュムレータ室圧に打ち勝
っている分の力が必要となる。

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、下記に列挙する特長を有する。

■　スプール１２０に設けた環状溝１２１で形成される
アキュムレータ室側の第１スプールランド１２３でオリ
フィス開口面積を変更するようにし、他方の第２スプー
ルランド１２４にシール溝１２５及びシール部材を設け
た為、スプール１２０のシール部には最大アキュムレー
タ室圧しか作用せず、スプール１２０のシール部からの
漏れの低減及びシール部材の耐久信頼性の向上と共にス
プール１２０の摺動抵抗の低減を図ることができる。

■　スプール１２０の軸方向変位を制御するオリフィス
開口面積変更手段１１０の一部にスプリング１８７を設
け、ステッピングモータ１８０からの力が無い時にでも
アキュムレータ室圧に打ち勝ってオリフィス開口面積を
全開に保つようにスプール１２０に予圧を与えるように
した為、断線等のフェイル時には通常の差動装置となっ
て安全性を確保することができる。

■　スプリング１８７による付勢力をアキュムレー室圧
より僅かに大きな値に設定した場合には、フェイル時の
特性変化がゆっくり行なわれ、車両の挙動急変を防止す
ることができる。

加えて、アクチュエータであるステッピングモタ１８０
による必要トルクは、スプリング１８７による付勢力と
アキュムレータ室圧との差の力で良い為、アクチュエー
タの大きさを小型にすることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたか、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
左右軸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軸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は長方形状に限られるものでは
なく、丸や三角形や楕円等、どのような形状としてもよ
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、スプールに設けた環状溝
で形成されるアキュムレータ室側のスプールランドでオ
リフィス開口面積を変更するようにし、反対側のスプー
ルランド部にシール部材を設けた為、スプールのシール
部からの漏れの低減及びシール部材の耐久信頼性の向上
と共にスプールの摺動抵抗の低減を図ることが出来ると
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図は実施例継手のオリフィス開口面積変更部を示す拡
大断面図、第４図は第３図矢印■方向から視たオリフィ
ス部を示す図、第５図はステッピングモータ部を示す断
面図、第６図は第５図■−■線による断面図、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図は実施例継手にょる差動制限トルク特性
図、第９図は実施例におけるオリフィス部での油圧作用
説明図、第１０図は先行技術におけるオリフィス部での
油圧作用説明図である。 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 ００・・・オリフィス １０・・・オリフィス開口面積変更手段２０・・・スプ
ール ２１・・・環状溝 ２２・・・連通油路（油路） ２３・・・第１スプールランド ２４・・・第２スプールランド ２５・・・シール溝 ２６・・・スリッパ−シール（シール部材）２７・・・
０−リング（シール部材） １８０・・・ステッピングモータ （アクチュエータ） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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され、
   外周にオリフィスと連通可能な環状溝が形成され、該環
   状溝はスプール内部の油路を経てアキュムレータ室に連
   通し、環状溝によって形成されるアキュムレータ室側の
   第１スプールランドによりオリフィスの開閉を行なうよ
   うにし、アキュムレータ室とは反対側の第２スプールラ
   ンド側にシール部材が設けられたスプールと、 前記スプールを外部アクチュエータによりストロークさ
   せ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。