JPH0341228A - 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が知ら
れている。

この従来出典には、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において、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か示されている。

（発明か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、互いに相対回転か可能な第１の回転軸と第
２の回転軸のみか存在する為、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かできるが、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の回転軸か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
転軸か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ッドを第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、該複数のロッドの先端にスプールを設け、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。

■　ロッドの操作量に対してスプールのスライドストロ
ーク量か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ッ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が困難で
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、スプールか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。

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、高い伝達トルク制御精度
と高い制御応答性を得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、第３の回転軸の外周に円筒スリブを配置し、か
つ、円筒スリーブに形成したテバ面を介してスプールに
スライドストロークを与え、スプールのストローク方向
に直交する対称位置にオリフィスを形成すると共に高圧
側と前記スプールとの間を遮断すオリフィス部材を設け
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、前記第３の回転軸の外周に配置され、アクチ
ュエータ動作により軸方向変位か与えられる円筒スリー
ブと、該円筒スリーブの端面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移動可能に設けられたスプ
ールと、該スプルのストローク方向に直交する動作位置
にオリフィスが形成されると共に高圧側と前記スプール
との間を遮断するオリフィス部材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ータを所定の制御指令により
駆動させると、円筒スリーブに対し軸方向変位か与えら
れ、円筒スリーブの端面に形成されたテーパ面に接する
スプールが、高圧側とスプールとの間を遮断するオリフ
ィス部材によす高圧を受けることなく回転軸直交方向に
ストロクし、スプールのストローク方向に直交する対称
位置に形成されたオリフィスの開口面積が変更される。

（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の最終段ギヤ２１により駆動される第１回転メン
バ２４（第１の回転軸）、トランスファギヤトレーン９
、プロペラシャフトジヨイント１３、プロペラシャフト
１０，１１゜１２、リヤディファレンシャル１５、リヤ
ドライフシャフト１６．１７、後輪１９．２０を備えて
おり、前輪駆動系として、トランスアクスルケス２３内
に、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、ジヨイント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、この油圧を周回転メンバ
２２．２４間の伝達トルク（前輪側への伝達トルク△Ｔ
）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フ
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４０と、周回転メンバ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に連絡通路７０及びオ
リフィス７１を介して連通されたスプール室７２と、該
スプール室７２から連絡油路７３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
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はピストンシールリング、８
１はワンウェイポールバルブ、１０１はピストンシール
リング、１０２はアキュムレタピストン、１０３はスブ
リンクリテーナ、１０４はリターンスプリング、＋１０
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、トランスアクスル
ケース２３（非回転部）に設けられたモータアクチュエ
ータ９１と、モータアクチュエタ９１のモータ軸９＋ａ
に減速機９２及びフォク軸９３を介して連結されたフォ
ーク９４（揺動部材）と、前記左フロントドライブシャ
フト４の外周に配置され、フォーク９４からオリフィス
７１の開口面積を変更させるべく軸方向変位が与えられ
る円筒スリーブ９５と、前記フォーク９４にビン結合さ
れた摺動コマ９６と、円筒スリーブ９５のアクチュエー
タ側端部に形成された摺動コマ係合溝９７と、前記円筒
スリーブ９５の継手側端部に形成されたテーパ面９５ａ
に接すると共に回転軸直交方向に移動可能に配置された
スプール９８と、該スプール９８の解放外筒状端部９８
ａに対応する閉鎖内筒状端部９９ａを有し、スブール９
８のストローク方向に直交する対称位置にオリフィス７
１が形成されたオリフィスパーツ９９（オリフィス部材
）とを備えている。

前記フォーク９４は、第４図に示すように、キ９４ａに
よってフォーク軸９３に固定され、その画先端部にピン
結合された摺動コマ９６は、摺動コマ係合溝９７に対し
回転摺動を許容しながら配置されている。

前記円筒スリーブ９５は、第１図に示すように、ロータ
４０に内接し、キー９５ｂによりロタ４０に対してスラ
イドを許し、且つ、ロータ４０と一体回転するように設
けられている。

前記スプール９８は、第３図に示すように、円筒スリー
ブ９５のテーパ面９５ａに接する面が球面９８ｂに形成
され、スプール室７２の内壁との油密状態を保つべく外
周にシールリング９８ｃか設けられている。

尚、スプール９８には、オリフィスパーツ９９に対する
ストロークを確保するために、リリーフ油穴９８ｄが解
放外筒状端部９８ａに形成されている。

前記オリフィスパーツ９９は、閉鎖内筒状端部９９ａに
よって、高圧側（シリンダ室６０側）に対して閉じた形
状（袋状）としていて、該閉鎖内筒状端部９９ａによっ
て、スプール室７２はリリフ油穴９８ｄによって連結油
路７３とは連通ずるが、高圧側の連絡通路７３とは遮断
された空間をなす。オリフィスパーツ９９の下面位置に
第３図の上方向に付勢するデイツシュスプリング９９ｂ
が設けられ、スプール室７２の内壁との油密状態を保つ
べく外周にシールリング９９ｂか設けられている。

そして、第３図に示すように、高圧側に対して閉じた形
状の閉鎖内筒状端部９９ａに対し、低圧側（スプール室
７２側）に存在する解放外筒状端部９８ａが嵌合し、こ
の嵌合状態を保ちなからスプール９８がストロークする
ことによってオリフィスγ１の開口面積が変更される。

次に、作用を説明する。

両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が径方向に往復動するが、この往
復動のうち回転軸中心に向かうビ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、この押し付は力が前輪側への伝達トルクΔ丁として
作用する。

そして、本実施例では、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、トランスアクスルケース２３に設けられたモータ
アクチュエータ９１を所定の制御指令により駆動させ、
フォーク９４を第１図の右方向に回動させた場合には、
円筒スリーブ９５が第１図の右方向にストロークし、こ
の円筒スリーブ９５のストローク量Ｓ１に対し、第３図
に示すように、スプール９８はテーパ面９５ａの傾斜角
度で決まるストローク量Ｓ２だけテーパ面９５ａにより
押えられながら図面下方にストロークする。

また、フォーク９４を第１図の左方向に回動させた場合
には、円筒スリーブ９５が第１図の左方向にストローク
し、この円筒スリーブ９５のストロタに対し、スプール
室γ２の油圧（アキュムレタ室１００の油圧）によって
テーパ面９５ａとの接触を保ちながらスプール９８は第
３図の上方にストロークする。

このスプールストローク時には、オリフィスパーツ９９
をその閉鎖内筒状端部９９ａによって高圧側（シリンダ
室６０側）に対して閉じた形状とし、スプール９８の端
面にはシリンダ室６０からの高圧が作用しないようにし
ている為、スプール９８の端面がシリンダ室６０に解放
されている場合とは異なり、スプール９８のスライド動
作に大きな荷重を要しないし、また、シリンダ室６ｏの
圧力変動がそのままスプール荷重変動となって影響する
こともない。

そして、このスプールストローク動作により、オリフィ
ス７１の開口面積を、第３図の左半分に示す最大開口面
積状態までから第３図の右半分に示す全閉状態までの適
宜の面積に制御することができる。

この結果、第６図に示すように、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
更することかでき、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
輪への駆動力配分か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オリフィスγ１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
高い走破性か得られる。

Ｃ）発進時や中間加速時にオリフィス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
性能か得られる。

ｄ）高速走行時にオリフィス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か得られる。

ｅ）スタック時にオリフィス７１を全閉とし、リジッド
４ＷＤに這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、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。

■　モータアクチュエータ９１をトランスアクスルケー
ス２３に設け、円筒スリーブ９５を左フロントドライブ
シャフト４の外周のオフセット位置に配置した為、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フシャフト４か貫通状態で
存在するにもかかわらず、オリフィス開口面積変更手段
を適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。

■　円筒スリーブ９５に形成したテーパ面９５ａを介し
てスプール９８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９５のストローク量Ｓ１に対してスプ
ール９８のスライドストローク両Ｓ２が数分の１という
関係になり、オリフィス７１の開口面積をスプール９８
により微小量閉じたり開いたりする場合、モータアクチ
ュエータ９１による円筒スリーブ９５のストローク’Ｘ
ＳＩを大きくとることができる。

この結果、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御を高精度で行なうことができる。

■　オリフィス７１をスプール９８のストローク方向に
直交する対称位置に設けた為、スプール９８にオリフィ
ス７１を介して作用する油圧かバランスして打ち消され
、スプール９８をスプール室７２に押し付ける力か作用
しない。

また、オリフィスパーツ９９をその閉鎖内筒状端部９９
ａによって高圧側（シリンダ室６ｏ側）とスプール９８
との間か遮断され、スプール９８の下方に低圧をなすス
プール室７２が形成されるのでスプール９８の端面には
シリンダ室６０からの高圧が作用せず、スプール９８の
スライド動作に大きな荷重を要しないし、また、シリン
ダ室６０の圧力変動がそのままスプール荷重変動となっ
て影響することもない。　この結果、スプール９８に対
しモータアクチュエータ９１により与えるスプール荷重
が荷重レベル的に小さくしかも変動幅も小さくなり、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
変更制御を、常に安定した高応答で行なうことができる
。

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
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輪及び前後
輪の差動装置等として適用してもよい。

また、オリフィスの開口形状は、丸や長方形や楕円や三
角等、どのような形状としても良い。

（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、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にスライドストロークを与え、
スプールのストローク方向に直交する対称位置にオリフ
ィスを形成すると共に高圧側と前記スプールとの間を遮
断するオリフィス部材を設けた手段とした為、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、高い伝達トルク制御
精度と高い制御応答性を得ることが出来るという効果か
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示す縦
断側面図（第２図Ｉ−Ｉ線断面図）、第２図は第１図Ｉ
［−ＩＩ線による縦断正面図、第３図は実施例継手のオ
リフィス開口面積変更手段のうちオリフィス部を示す拡
大断面図、第４図は実施例継手のオリフィス開口面積変
更手段のうち動作変換機構部を示す拡大断面図、第５図
は実施例継手を適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 ２２・・・第２回転メンバ （第２の回転軸） ２３・・・トランスアクスルケース （非回転部材） ２４・・・第１回転メンバ （第１の回転軸） ７１・・・オリフィス ９１・・・モータアクチュエータ （アクチュエータ） ９４・・・フォーク ９５・・・円筒スリーブ ９５ａ・・・テーパ面 ８・・・スプール ８ａ・・・解放外筒状端部 ９・・・オリフィスパーツ （オリフィス部材） ９ａ・・・閉鎖内筒状端部

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、前記第３の
   回転軸の外周に配置され、アクチュエータ動作により軸
   方向変位が与えられる円筒スリーブと、該円筒スリーブ
   の端面に形成されたテーパ面に接すると共に回転軸直交
   方向に移動可能に設けられたスプールと、該スプールの
   ストローク方向に直交する対称位置にオリフィスが形成
   されると共に高圧側と前記スプールとの間を遮断するオ
   リフィス部材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。