JPH03219124A - 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
０１５６γ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
、外部から制御されるモータにより軸方向にストローク
するスプールが示され、このモータ駆動のスプールとオ
リフイ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
にあっては、スプールの軸方向位置はロータの設けられ
たスプールストッパの位置が基準になっている。即ち、
スプールがアキュムレータ室の油圧の力によってスプー
ルストッパに押し付けられる位置が基準になっている。

さらに、モータの制御角の基準はブツシュロッドがスプ
ールに触った瞬間を零と設定する構成となっている為、
下記に列挙するような問題を有する。

■　オリフィスとスプールの相対位置関係で決まる継手
の特性は、オリフィスの位置精度、スプールストッパの
長手方向精度、スプールの長さ精度の積み重ねで決まり
、充分な精度を得るには個々の部品の精度を非常に精密
に作る必要がある。

■　モータの基準位置を決めるに際してもスプールにブ
ツシュロッドが接触した瞬間をもって基準位置を決めて
いるので、接触した瞬間をどのように判断するかが難し
く、どうしでも誤差を伴なうことになる。

■　この種の継手特性は、第８図に示すように、伝達ト
ルクはオリフィス開口面積の２乗に比例する。そのため
、第９図に示すように、オリフィス全開付近ではスプー
ルを少し軸方向に変位させても伝達トルクはあまり変わ
らないが、オリフィス開口面積閉じ切り付近においては
、スプールの少しの軸方向変位（＝モータの回転変位）
に対しても伝達トルクは大幅に変わる。従って、従来例
のように、オリフィス全開時をもって基準位置を設定す
ると、閉じ切り付近の伝達トルクはユニットによりばら
つきが大きくなってしまう。

■　このシステムの電源をＯＦＦにした（車両を使って
いない）状態では、モータの回転を積極的に止めている
ものがないので、何かの拍子でモータが回転してしまう
と、次にシステムの電源をＯＮにした時、その回転して
しまった位置を零と判断してしまい、制御精度が狂って
しまう。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、外部から制御されるモ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、部品の
加工精度や組付精度を上げることのない低コストのユニ
ットとしながら個々のユニットの伝達トルク特性のばら
つきをなくすと共に、システム電源の０Ｎ−ＯＦＦにか
かわらず常に高い制御精度を確保す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、スプール基準位置の初期設定をモータの回転方
向取付位置調整により行なうと共に、電源ＯＦＦ時にお
いてもモータ軸を制御角零位置に戻す方向の力を発生す
る手段を設けた。

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、外部から制
御されるモータの回転動作を伝達機構を介してスプール
のストローク動作に変換し、スプールストローク位置に
より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、前記モータのモータ軸回転を特定の回転位
置で阻止するストッパを有すると共に、モータ本体の回
転方向取付位置を調整する取付調整機構を有するモータ
ケースと、前記モータ軸をストッパに押し付ける戻し方
向の力を発生する戻し力発生手段と、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、モータに外
部から所定の駆動指令を印加して駆動させると、モータ
の回転動作が伝達機構を介して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。

この制御型回転差感応継手のスプール基準位置の初期設
定を行なう時には、まず、戻し力発生手段による力でス
トッパが接触し、モータ軸回転が仮の零基準位置で阻止
される状態としておき、モータに指令を与え、モータ軸
を比較的大きな制御角で回転変位させる。この状態で、
第１の回転軸と第２の回転軸に一定の相対回転速度差を
与え、与えた相対回転速度差に対応する伝達トルクとな
るように、モータケースの取付調整機構によってモータ
本体の回転方向取付位置を調整し、調整位置でモータケ
ースに対してモータを固定する。

このようにモータを固定した後、モータの電源をＯＦＦ
にすると、戻し力発生手段によってモータ軸が前記制御
角だけ戻し方向に回転変位し、ストッパに接触して止ま
る。この状態がモータ制御角零の状態で基準位置となる
。

以上の初期設定をユニットの出荷時に工場等で設定する
ことによりユニット毎の伝達トルク特性のばらつきを無
くすことができる。

さらに、モータの電源ＯＦＦ時は戻し力発生手段によっ
てモータ軸はストッパに固定されている為、振動等の外
乱や伝達機構の遊び影響が除去され、高い制御精度を保
つことができる。

（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６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６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、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、該ビニオン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にそれ
ぞれ連結される左駆動軸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４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）とのうちの一方の
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
６０にバランス油路７１を介して連通されたスプール室
７ｏと、該スプール室γＯ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、前記バランス油路ア１の
スプール室７０に対する開口端に形成されたオリフイス
１００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、タロス穴１
４０．ブツシュロッド１５０．クロスロット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、ローター４０に
ねじＹ３で取り付けられたスプリングリテーナＹ４に一
端が固定されている。また、このスプリングリテーナγ
４には、アキュムレータ室９０とスプール室７０とを連
通ずる連通穴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が内圧により飛び出す
のを防止するスプールストッパ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
能に設けられたスリーブ１７１と、該スリーブ１７１に
ベアリング１７２を介在させて相対回転を許容するべく
設けられたフォロア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にモータケース１８５を介して取り付けら
れていて、第４図及び第５図に示すように、ステッピン
グモータ１８０のシャフトストッパ１８６との接触によ
りモータ軸１８０ａを特定の回転位置で阻止するケース
ストッパ１８γを有する。

また、ステッピングモータ１８０の本体のモータケース
１８５に対する回転方向取付位置を調整する取付調整機
構としてモータケース１８５側に長穴１８８が形成され
、該長穴１８８に挿着されるボルト１８９によってモー
タケース１８５にステッピングモータ１８０を固定する
ようにしている。

尚、前記モータ軸１８０ａのシャフトストッパ１８６を
ケースストッパ１８７に押し付ける戻し方向の力は、上
記アキュムレータ室９０のアキュムレータ圧と上記アシ
ストスプリング１２１により得るようにしている。

そして、前記モータ軸１８０ａには減速ギヤ機構１８２
が取付けられ、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１８１に略Ｕ字形状のフォーク１８４が取付けら
れ、さらに、このフォーク１８４は上記フォロア１７３
に当接して配置される。

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
に変更することができる。

即ち、ステッピングモータ１８０によりフォーク１８４
を第１図矢印方向に回動させた場合には、フォロア１７
３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１
６０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１８４が矢印と反対方向に回動
じ、それにより、スライド機構１了０に対するフォーク
１８４による位置規制が無くなり、アキュムレータ圧と
アシストスプリング１２１の付勢力により、フォロア１
７３とフォーク１８４との当接状態を維持するようにし
てスプール１２０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の開口面積を減少させると
、第７図に示すように、相対回転差に対して次第に高ゲ
インとなる差動制限トルク特性を示し、逆に、オリフィ
ス１００の開口面積を拡大させると、第７図に示すよう
に、相対回転差に対して次第に低ゲインとなる差動制限
トルク特性を示す。

そこで、例えば、旋回初期に低ゲインの差動制限トルク
特性とし旋回後期に高ゲインの差動制限トルク特性とし
て旋回性能を高めたり、また、悪路走行時やスタック時
に高ゲインの差動制限トルク特性として走破性を高めた
り等、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。

（スプール基準位置初期設定） この制御型回転差感応継手のスプール基準位置の初期設
定を行なう時には、まず、アキュムレータ圧とアシスト
スプリング１２１の付勢力による力で両ストッパ１８６
，１８７が接触し、モータ軸１８０ａの回転が仮の零基
準位置で阻止される状態としておき、ステッピングモー
タ１８０に指令を与え、モータ軸１８０ａを比較的大き
な制御角θ。（オリフィス開口面積も比較的小さな値）
で回転変位させる。

この状態で、左右の駆動軸１５．１６に一定の相対回転
速度差Ｎ。ｒｐｍを与え、与えた相対回転速度差Ｎｏに
対応する差動制限トルクＴ。ｋｇ・ｍとなるように、ボ
ルト１８９を緩めモータケース１８５の長穴１８８によ
ってステッピングモータ１８０の回転方向取付位置を調
整し、調整位置でモータケース１８５に対してステッピ
ングモータ１８０を固定する。

このようにステッピングモータ１８０を固定した後、ス
テッピングモータ１８０の電源をＯＦＦにすると、アキ
ュムレータ圧とアシストスプリング１２１の付勢力によ
ってモータ軸１８０ａが前記の制御角ｅ。たけ戻し方向
に回転変位し、両ストッパ１８６，１８７に接触して止
まる。

この状態がモータ制御角θの真の零の状態で、その後、
ステッピングモータ１８０に制御角θ。の指令を与えた
場合、相対回転速度差Ｎ０が発生すると相対回転速度差
Ｎ。に対応する差動制限トルクＴ。

ｋｇ・ｍが得られる基準位置となる。

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、下記に述べる特徴を有する。

■　上記スプール基準位置初期設定をユニットの出荷時
に工場等で設定することにより、オリフィス１００の長
さ精度やスプール１２０の精度やスプールストッパ７６
等に少々の誤差があっても、ユニット毎の差動制限トル
ク特性のばらつきを無くすことができる。

この結果、特性が同じでばらつきのないユニット量産を
行なうことができる。

■　ステッピングモータ１８０の電源ＯＦＦ時はアキュ
ムレータ圧とアシストスプリング１２１の付勢力によっ
てモータ軸１８０ａは両ストッパ１８６．１８７の接触
によって固定されている為、振動等の外乱があったとし
ても常に初期位置を保つことができると共に、リンク機
構や減速ギア機構１８２の遊び影響も除去でき、制御精
度を飛躍的に高めることができる。

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、モ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モータ等の他のモータであっ
ても良い。

また、実施例では、戻し力発生手段として、アキュムレ
ータ圧とスプリング付勢力とを併用する例を示したが、
いずれか一方により戻し力を発生する手段であってもま
ったく同様の効果が得られる。

（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、外部から制御されるモータによりオリフ
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、スプール基準位置の初期設定をモータの回転方向
取付位置調整により行なうと共に、電源ＯＦＦ時におい
てもモータ軸を制御角零位置に戻す方向の力を発生する
手段を設けた為、部品の加工精度や組付精度を上げるこ
とのない低コストのユニットとしながら個々のユニット
の伝達トルク特性のばらつきをなくすと共にシステム電
源の０Ｎ−ＯＦＦにかかわらず常に高い制御精度を確保
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手段及びオ
リフィス部を示す拡大断面図、第４図は実施例継手のス
テッピングモータ及びフォーク部を示す断面図、第５図
は第４図■−■線によるモータ取付調整機構部を示す断
面図、第６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７図は実施例継手による差動
制限トルク特性図、第８図は制御型回転差感応継手にお
けるオリフィス開口面積に対する伝達トルク特性図、第
９図はオリフィス開口面積をパラメータとする相対回転
差に対する伝達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 ９０・・・アキュムレータ室（戻し力発生手段）１００
・・・オリフィス １１０・・・オリフィス開口面積変更手段１２０・・・
スプール １２１・・・アシストスプリング （戻し力発生手段） ８０・・・ステッピングモータ ８０ａ・・・モータ軸 ８５・・・モルタケース ８６・・・シャフトストッパ（ストッパ）８７・・・ケ
ースストッパ（ストッパ）８８・・・長穴（取付調整機
構） ８９・・・ボルト（取付調整機構）

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、外部から制御されるモータの回転
   動作を伝達機構を介してスプールのストローク動作に変
   換し、スプールストローク位置によりオリフィス開口面
   積を変更するオリフィス開口面積変更手段と、前記モー
   タのモータ軸回転を特定の回転位置で阻止するストッパ
   を有すると共に、モータ本体の回転方向取付位置を調整
   する取付調整機構を有するモータケースと、 前記モータ軸をストッパに押し付ける戻し方向の力を発
   生する戻し力発生手段と、 を備えている事を特徴とする制御型回転差感応継手。