JPH0547864Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力
配分装置や左右輪の差動装置や左右輪の差動を制
限する差動制限装置等として用いられる回転差感
応型継手に関する。

（従来の技術） 従来の回転差感応型継手としては、例えば、実
開昭63−62635号，実開昭63−62636号の公報に記
載されているような継手が知られている。

この従来継手は、ピストン式であつて、ロータ
ーに形成された油路に油の流通を抑制するオリフ
イスが設けられている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来継手にあつて
は、油温上昇に対する規制機能を有さない構造と
なつていた為、氷結地や泥ねい地や砂地等、回転
差の生じ易い路面を連続して走行すると継手が異
常高温となり、熱に弱い部品（ゴム，プラスチツ
ク製品，油）を損傷させたり、寿命を著しく低下
させるという問題が発生する。

そこで、このような問題を解決するべく本出願
人は、先に出願である実願昭63−41262号（実開
平１−132821号）により、オリフイスが設けられ
た油流通抑制油路に油温上昇により流路を閉じる
流路閉鎖手段を設けた継手を提案した。尚、この
流路閉鎖手段は、ローターの中心部に回転軸方向
穴によるスプール室を形成し、このスプール室に
油温上昇によるばね力変化で流路を閉じる方向に
移動するスプールを設けたスプール型流路閉鎖手
段としている。

しかしながら、この先行技術にあつては、油流
通抑制流路が、６個のピストンの各吐出口のうち
同圧の吐出圧が吐き出される同相の吐出口同士を
連通してまとめ、３つの流路をラジアル方向で
120度間隔の３方向からスプール室と連通可能な
ように設けている為、回転速度差の発生時であつ
て、油温上昇によりスプールが流路を閉じる方向
に移動しようとする時、スプールがラジアル方向
の油圧アンバランスによりスプール室に押し付け
られ、スプールに摺動抵抗を増して油流通抑制流
路を閉じにくくし、油温の過上昇を招いてしまう
という問題が残る。

本考案は、上述のような問題に着目してなされ
たもので、スプールによる油流通抑制流路の閉鎖
作動の確実性を図つた回転差感応型継手の開発を
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考案の回転差感応
型継手では、第１の回転軸と、第１の回転軸とは
相対回転可能で同軸上に配置された第２の回転軸
と、前記第１と第２の回転軸の連結手段として使
用され、且つ第１と第２の回転軸の回転速度差に
よつて駆動されるローターとハウジングを有する
と共に回転速度差に応じた油量を吐出する油吐出
手段と、該油吐出手段の複数の吐出口に連通し、
吐出油をオリフイスによる流通抑制で油圧に変換
する油流通抑制流路を備えた回転差感応型継手に
おいて、前記ローターの中心部に回転軸方向穴に
よるスプール室を形成し、このスプール室に油温
上昇により流路を閉じるスプール型流路閉鎖手段
を設け、且つ、前記油流通抑制流路を、同圧の吐
出圧が吐き出される同相の吐出口からの流路がス
プール室に対して対向位置関係となるように夫々
連通配置された事を特徴とする手段とした。

（作用） 本考案の回転差感応型継手を車両の駆動系に適
応した場合、第１の回転軸と第２の回転軸との相
対回転により両軸間に回転速度差が生じると、オ
リフイスによる流動抵抗により油圧が発生し、両
回転軸の回転速度差に応じたトルクが一方の軸か
ら他方の軸へ伝達される。

そして、この両回転軸の相対回転によるトルク
伝達作用が連続して長時間続き、油が所定以上の
高温になると、流路閉鎖手段が油温上昇により閉
じる方向に作動して油流通抑制流路が閉鎖され
る。この油流通抑制流路の閉鎖作動時には、同圧
の吐出圧が吐き出される同相の吐出口からの流路
がスプール室に対して対向位置関係となるように
夫々連通配置されている為、スプール室に設けら
れている流路閉鎖手段してのスプールに対するラ
ジアル方向の油圧力がバランスし、スプールの摺
動抵抗を増すことなく円滑にスプールによる閉鎖
作動がなされる。

従つて、高油温時には確実に油の流通が遮断さ
れ、油吐出手段のローターとハウジングは相対回
転の無い、つまりリジツトな一体状態で回転し、
油の断熱圧縮による発熱が抑えられる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。
尚、この実施例を述べるにあたつて、四輪駆動車
のエンジン駆動力伝達系に設けられる回転差感応
型継手を例にとる。

まず、実施例の構成を第１図〜第７図に示す図
面に基づいて説明する。

実施例の回転差感応型継手Ａは、第７図に示す
ように、前輪駆動をベースにした四輪駆動車の後
輪駆動系の途中に、センターデイフアレンシヤル
と、後輪への駆動力配分制御装置を兼用する継手
として設けられている。

実施例継手Ａが適用される四輪駆動車の駆動系
は、前輪駆動系として、エンジン１、トランスミ
ツシヨン（クラツチを含む）２、フロントデイフ
アレンシヤル３、フロントドライブシヤフト４，
５、フロントドライブシヤフトジヨイント６、前
輪７，８を備えていて、後輪駆動系として、トラ
ンスフアギヤトレーン９、フロントプロペラシヤ
フト１０、センタプロペラシヤフト（第１の回転
軸）１１、回転差感応型継手（油吐出手段）Ａ、
リヤプロペラシヤフト（第２の回転軸）１２、プ
ロペラシヤフトジヨイント１３、センターベアリ
ング１４、リヤデイフアレンシヤル１５、リヤド
ライブシヤフト１６，１７、リヤドライブシヤフ
トジヨイント１８、後輪１９，２０を備えてい
る。

前記フロントデイフアレンシヤル３は、トラン
スミツシヨン２の最終段ギヤ２１と、前記フロン
トドライブシヤフト４，５との間に介装された前
輪７，８の差動装置である。

前記トランスフアギヤトレーン９は、前記フロ
ントデイフアレンシヤル３のデフケース２２から
エンジン駆動力を後輪１９，２０側へ取り出す駆
動力分割装置で、このトランスフアギヤトレーン
９と前記フロントデイフアレンシヤル３と共にト
ランスアクスルケース２３に納められている。

前記リヤデイフアレンシヤル１５は、前記リヤ
プロペラシヤフト１２と、リヤドライブシヤフト
１６，１７との間に介装された後輪１９，２０の
差動装置である。

回転差感応型継手Ａの構成を説明する。

実施例継手Ａは、第１図及び第２図に示すよう
に、ピストン式の油吐出手段によるもので、ドラ
イブハウジング３０、ローター４０、ドライビン
グピストン５０、シリンダー室６０、バランス油
路７０（油流通抑制流路）、レギユレーター・リ
リーフ油路８０、スプール室９０、アキユムレー
タ室１００、アキユムレータ・リリーフ油路１１
０を主要な構成としている。

前記ドライブハウジング３０は、第１の回転軸
であるセンタプロペラシヤフト１１に対し、ボル
ト止め等により一体に設けられる部材で、その内
周部には伝達トルク合計地があらゆる相対位置で
ほぼ一致する形状設定によるカム面３１が形成さ
れている。

前記ローター４０は、前記ドライブハウジング
３０のカム面３１内に挿入状態で配置され、第２
の回転軸であるリヤプロペラシヤフト１２がボル
ト止め等によつて一体に設けられると共に、前記
ドライブハウジング３０に対しビス止めされたス
トツパプレート４１によつて相対回転を許容しな
がら軸方向に固定状態で設けられている。

尚、このローター４０には、前記カム面３１に
対向する位置で放射半径方向に等間隔で６個所に
シリンダー穴４２が形成されている。

また、前記ストツパプレート４１が設けられる
ローター４０とドライブハウジング３０との相対
回転部には、第２図に示すように、外側にリツプ
を配置したリツプシール４３が設けられると共
に、該リツプシール４３の内側圧入径D₁を、ロ
ータ４０にボルト４４により固定されるフランジ
４５の外径D₂を小さくしている。

この場合、外側リツプ構造により継手全体が自
転することによる遠心力を利用してリツプシール
４３の緊迫力が高められ油漏れが防止出来ると共
に、取付径差によりリツプシール４３の外れが防
止出来る。

前記ドライビングピストン５０は、前記シリン
ダー穴４２に対しシールリング５１により油密状
態で設けられたカム部材で、周方向に60度ズレた
位置でそれぞれがカム面３１に周接し、前記ドラ
イブハウジング３０とローター４０との相対回転
時に往復動する。

尚、カム面３１との周接面は滑らかな接触移動
を確保すると共に、ヘルツの接触応力を高くして
高容量（高トルク）に耐えられるようにする為、
球面５０ａに形成されている。

前記シリンダー室６０は、前記シリンダー穴４
２と前記ドライビングピストン５０との間に形成
された室で、ドライビングピストン５０の往復動
に伴なつて体積変化する。

前記バランス油路７０は、前記シリンダー室６
０からの吐出油をオリフイス７１による流通抑制
で油圧に変換する油流通抑制機能を持つ油路で、
前記ローター４０にシリンダー室６０とスプール
室９０とを連結するべく形成されている。

そして、このバランス油路７０は、同圧の吐出
圧が吐き出される同相のシリンダー室６０からの
油路がスプール室９０に対して対向位置関係とな
るように夫々６本の油路が連通配置されている。

前記レギユレータ・リリーフ油路８０は、前記
ドライビングピストン５０が外径方向にストロー
クする吸込行程時に、ボール弁構造のワンウエイ
バルブ８１を介してシリンダー室６０内に作動油
を供給する油路で、前記ローター４０にシリンダ
室６０とスプール室９０とを連結するべく形成さ
れている。

尚、前記ワンウエイバルブ８１は、レギユレー
タ・リリーフ油路８０に形成された中ぐり溝８１
ａと、この中ぐり溝８１ａに一端が支持される台
形スプリング８１ｂと、この台形スプリング８１
ｂにより付勢力が与えられるボール８１ｃとによ
つて構成されている。

この場合、スプリングリテーナを省略出来ると
共に、ねじ込み式スプリングリテーナでは熱処理
前に加工したねじが熱処理後に歪んで螺着しにく
くなるといつた不具合の発生を回避出来る。

また、ワンウエイバルブ８１は、第５図及び第
６図に示すように、ボール８１ｃと、円筒スプリ
ング８１ｄと、スプリングリテーナ８１ｅとによ
る構成であつてもよく、この場合、スプリングリ
テーナ８１ｅにボール８１ｃのオーバストローク
を防止するストツパ部８１ｆを形成することで、
弁閉動作が確実に行なわれると共に、弁閉動作の
レスポンスが向上して弁閉時の油漏れを防止する
ことが出来る。

前記スプール室９０は、前記ローター４０の回
転中心部に軸方向穴として開孔されたアキユムレ
ータ室１００に連通する穴で、このスプール室９
０には、油温上昇によりバランス油路７０を閉じ
てオリフイス機能を失わせる流路閉鎖手段とし
て、所定の油温を越えたら伸長する形状記憶合金
バネ９１とバイアスバネ９２とによつて付勢され
たスプール９３が設けられている。

前記アキユムレータ室１００は、作動油の一時
的貯留及び放出により油量の増減吸収を行なう室
で、ローター４０に往復動可能にピストンシール
１０１により油密状態で設けられたアキユムレー
タピストン１０２と、該ピストン１０２とスプリ
ングリテーナ１０３との間に介装されたコイルス
プリング１０４とによつて形成されている。

前記アキユムレータ・リリーフ油路１１０は、
アキユムレータ室１００の上限圧、即ち、最大伝
達トルクを規定する油路で、前記ローター４０に
アキユムレータ室１００とドレーン室１２０とを
連結するべく形成されている。

そして、このアキユムレータ・リリーフ油路１
１０は、アキユムレータ室１００側の油路開口部
をアキユムレータ圧が低圧領域ではピストンシー
ル１０１上に配置されるようにしている。

この場合、第３図及び第４図に示すように、前
記ピストン１０２のストロークに伴なうピストン
シール１０１の位置変化を利用して開閉バルブ機
能が発揮されることになり、スプール室９０の軸
方向に設けられるチエツク弁が不要となつて継手
の軸方向寸法短縮化を図ることが出来る。

次に、実施例の作用を説明する。

(イ) 回転速度差ΔNの発生がない時 乾燥アスフアルト路等を低・中速で直線走行す
る場合等であつて、前後輪に回転速度差ΔNが発
生しない時は、ドライブハウジング３０とロータ
ー４０とに相対回転がなく、ドライビングピスト
ン５０が径方向に往復動しない為、回転差感応型
継手Ａによる後輪１９，２０側への伝達トルク
ΔTの発生がなく、エンジン駆動力は前輪７，８
のみに伝達される前輪駆動状態となる。

しかしながら、前後輪に回転速度差ΔNが発生
しない時であつても、高速道路を高速直進走行す
る場合には、後輪１９，２０の回転に伴なつて高
速回転するローター４０に設けられているドライ
ビングピストン５０には遠心力Fcが作用し、こ
の遠心力Fcによつてドライビングピストン５０
がカム面３１に押し付けられることになり、この
遠心力Fcにより、第８図に示すように、伝達ト
ルクΔTcoが発生することになる。

尚、遠心力Fcは、 Fc＝ｍ・v²／ｒ ｍ；質量（ドライビングピストン） ｒ；回転中心軸から質量重心までの距離 ｖ；ローター回転速度 であり、ローター回転速度ｖ、すなわち車速Ｖの
２乗に比例して発生する。

従つて、高速道路等での高速直進走行時には、
後輪１９，２０側への伝達トルクΔTcoが発生し
て４輪駆動状態となり、高速直進安定性を高める
ことができる。

(ロ) 回転速度差ΔNの発生時 アクセルペダルを急踏みしての発進時や加速
時、あるいは雨路や雪路や泥ねい地等での走行時
であつて、駆動輪である前輪７，８がスリツプ
し、前後輪に回転速度差ΔNを生じた場合には、
ドライブハウジング３０とローター４０とに相対
回転が発生し、この相対回転によりカム面３１に
周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の容積を縮小させようとす
る時には、オリフイス７１による流動抵抗でシリ
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、この押し付け力によつて後輪１
９，２０側への伝達トルクΔTが発生する。

即ち、後輪１９，２０側への伝達トルクΔT
は、回転速度差ΔNが大きければ大きい程、オリ
フイス７１の前後圧力差も大きくなることから、
第８図の実線に示すように、２次関数曲線であら
わされる伝達トルク特性を示し、車速Ｖが高い
程、遠心力による伝達トルクΔTcが付加された
特性を示す。

従つて、前輪７，８がスリツプした場合には、
前輪７，８のスリツプ度合に応じて、自動的に前
輪駆動状態から４輪駆動状態へと駆動力配分が制
御されることになり、発進性や加速性の向上、雨
路や雪路での走破性向上、及び泥ねい地での脱出
性向上を図ることができる。

尚、アキユムレータ室１００の油を回転差感応
型継手Ａ及び該継手Ａを介して後輪１９，２０に
駆動力を伝える駆動伝達系の破壊強度より小さな
油圧でリリーフして上限圧を規定するアキユムレ
ータ・リリーフ油路１１０を設けた為、最大駆動
トルクΔTcmaxまでのトルクが後輪１９，２０
へ入力される。

(ハ) 油温上昇時 トルク伝達作用時であつて、ドライビングピス
トン５０が油を排出する時は、バランス油路７０
を通りオリフイス７１で絞られ、スプール室９０
→アキユムレータ室１００へと導かれ、この際、
高圧を受けた油は断熱圧縮のために発熱する。こ
の発熱の程度は、回転差が少ない時は仕事量も小
さいので低く、又、一時的な高回転が発生しても
各部の熱容量のためにすぐに高温になることはな
い。

しかしながら、雪道のように摩擦係数が小さ
く、且つ、長い登坂が続いたり、サラサラの柔ら
かい砂地をボート等を牽引して走行するような場
合は、連続して大きなエネルギーが熱となるた
め、油温の上昇によりハウジング３０等、周囲の
部品を加熱し昇温させる。一般に、加熱された部
品からは風や伝達やふく射により冷却され、ある
一定温度に安定するが、先に挙げたような条件の
時にはこの温度が120℃以上になることもあるた
め、シール用ゴムやシールリング等の樹脂製品を
老化させるばかりでなく、油の潤滑条件も悪くな
り、回転滑動部分が最悪の場合には焼き付きを生
じることになる。

このような時、バランス油路７０がスプール９
３により閉鎖され、アキユムレータ室１００への
油の流れが阻止される。

つまり、スプール９３は低温時、バイアスバネ
９２により図面左方向に移動し、バランス油路７
０は開状態となつており、回転差に感応した反力
トルクを発生する通常状態である。しかし、高温
になると、ユニツトの中で一番高温になる油の温
度に感応して形状記憶合金バネ９１が推力を発生
し、バイアスバネ９２に打ち勝つてスプール９３
を図面右方向に移動させ、バランス油路７０を閉
じて（第２図の図面下部に示す）、回転差を抑制
し油温の上昇を防ぐ。つまり、オリフイス７１を
閉じると油は流動しなくなるため昇温はなくな
り、外部に熱が逃げて油温は徐々に降下する。

尚、バランス油路７０は、同圧の吐出圧が吐き
出される同相のシリンダー室６０からの油路がス
プール室９０に対して対向位置関係となるように
夫々６本の油路が連通配置されている為、スプー
ル室９０に設けられているスプール９３に対する
ラジアル方向の油圧力がバランスし、スプール９
３の摺動抵抗を増すことなく円滑にスプール９３
によるバランス油路７０の閉鎖作動がなされる。

また、両バネ９１，９２は、油温上昇によつて
伸び始める温度と低温になつて縮み始める温度と
の間には、ヒステリシスを持つているため、油の
流動が止まつて油温が下がり始めてもすぐにスプ
ール９３を開方向に動かすことが無く、所謂ハン
チング現象も自動的に防止される。

以上述べたように、スプール９３は、ユニツト
の危険温度となつた時にはすみやかに閉じて、若
干温度が低下した時にはすみやかに開くという作
動を示す為、連続悪条件においてもユニツトが危
険温度以上に昇温することを防止することが出来
る。

更に、四輪駆動車に回転差感応型継手Ａを採用
する主目的は、タイトコーナブレーキの防止，発
進し易さの改良（パートタイム四輪駆動車では発
進時でのクラツチ接続時、タイヤのグリツプが良
過ぎる為、タイミングによつてはエンストを生じ
る），一般路面での旋回性の向上等であるが、雪
道，泥ねい地，砂地等では車両の進行スピードに
対し車輪回転速度が速すぎると、そのスリツプし
ている車輪のみが雪，泥，砂等を掘つて深くする
為に、前後輪が完全同回転するものよりも走破性
がわずかに低くなつてしまうという問題があつた
が、本考案のように油流通抑制流路を閉じて相対
回転を無くすようにした場合には、パートタイム
四輪駆動車と同一性能となる為、このような弱点
も同時に補うことが出来る。

尚、このような路面では、摩擦係数が低いため
にタイトコーナブレーキの如き不快な現象が感じ
られないことは従来のパートタイム四輪駆動車と
同様であることは言うまでもない。

以上、本考案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、本考案の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があつても本考案に含まれる。

例えば、本考案の回転差感応型継手は、実施例
で示した適用例に限られるものではなく、後輪駆
動ベースの四輪駆動車の前輪側プロペラシヤフト
の途中に設けることもできる。

また、本実施例は、ピストン式の回転差感応型
継手の例を示したが、本出願人が先に提案した特
願昭61−129424号（特開昭62−286838号）に記載
したようなものでもよいし、また、従来例の特開
昭60−116529号に示されているようなベーンポン
プ型のものであつてもよい。

また、実施例では、油流通抑制流路の閉鎖手段
として温度センサ機能とアクチユエータ機能を兼
ねる形状記憶合金バネを用いた例を示したが、油
温に感応するバイメタルバネや油温上昇による油
の性状変化を利用するものや、油温センサとアク
チユエータを組合わせたもの等他の手段であつて
も良い。

更に、四輪駆動車用の継手に限ることなく、前
輪または後輪のみの二輪駆動車における左右駆動
輪間の差動制限装置としても適用できる。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の回転差感応
型継手にあつては、ローターの中心部に回転軸方
向穴によるスプール室を形成し、このスプール室
に油温上昇により流路を閉じるスプール型流路閉
鎖手段を設け、且つ、油流通抑制流路を、同圧の
吐出圧が吐き出される同相の吐出口からの流路が
スプール室に対して対向位置関係となるように
夫々連通配置させた為、スプールによる油流通抑
制流路お閉鎖作動が確実になされ、油の発熱抑制
により熱に弱い部品の保護や製品寿命の低下を防
止することが出来ると共に、油流通抑制流路の閉
鎖により相対回転を無くすことで低摩擦係数路で
の走破性の向上を達成出来るという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の回転差感応型継手を示
す縦断正面図（第２図−線）、第２図は第１
図−線による断面図、第３図及び第４図はア
キユムレータ圧のリリーフ作動を示す作動説明
図、第５図及び第６図はレギユレータ・リリーフ
油路に設けられるワンウエイバルブの他例を示す
断面図及び斜視図、第７図は実施例継手を適用し
たエンジン駆動系を示す概略図、第８図は実施例
継手でのトルク伝達特性図である。 Ａ……回転差感応型継手、１１……センタプロ
ペラシヤフト（第１の回転軸）、１２……リヤプ
ロペラシヤフト（第２の回転軸）、３０……ドラ
イブハウジング、４０……ローター、５０……ド
ライビングピストン、６０……シリンダー室、７
０……バランス油路（油流通抑制流路）、７１…
…オリフイス、９０……スプール室、９１……形
状記憶合金バネ、９２……バイアスバネ（流路閉
鎖手段）、９３……スプール。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 第１の回転軸と、第１の回転軸とは相対回転可
   能で同軸上に配置された第２の回転軸と、前記第
   １と第２の回転軸の連結手段として使用され、且
   つ第１と第２の回転軸の回転速度差によつて駆動
   されるローターとハウジングを有すると共に回転
   速度差に応じた油量を吐出する油吐出手段と、該
   油吐出手段の複数の吐出口に連通し、吐出油をオ
   リフイスによる流通抑制で油圧に変換する油流通
   抑制流路を備えた回転差感応型継手において、 前記ローターの中心部に回転軸方向穴によるス
   プール室を形成し、このスプール室に油温上昇に
   より流路を閉じるスプール型流路閉鎖手段を設
   け、且つ、前記油流通抑制流路を、同圧の吐出圧
   が吐き出される同相の吐出口からの流路がスプー
   ル室に対して対向位置関係となるように夫々連通
   配置させた事を特徴とする回転差感応型継手。