JPH0716907Y2 - 回転差感応型継手 - 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。

（先行の技術） 先行の回転差感応型継手としては、例えば、本出願人が
先に提案した実願昭61-157055号（実公平5-32667号公
報）、実願昭61-157056号（実公平6-23782号公報）の明
細書及び図面に記載されているような継手がある。

この先行継手は、ピストン式であって、ローターに形成
された油路に油の流通を規制するオリフィスが設けられ
ている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような先行継手にあつては、入出力
軸の継手機能と、入出力軸の相対回転によるトルク伝達
機能とを有するものの、継手部分での屈曲運動が許容さ
れない構造となっていた為、自動車等の駆動系に適応し
ようとする場合には、この回転差感応型継手以外に自在
継手を必要とし、部品点数の増大と、ガタ発生部分の増
加により車両の音振性能を悪化させるという問題を残し
ていた。

例えば、プロペラシャフトにように6000rpm以上の高速
回転を伝達しようとする系においては、回転差感応型継
手と自在継手とによってガタの発生する部分が多くなる
と、補正しきれないアンバランスが回転系に残留し、高
速において車室内の騒音や振動を引き起す原因となる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上述のような問題点を解決することを目的と
し、この目的達成のために本考案では、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の回転軸に連結され
るローター及びハウジングと、該ロータに設けられ第１
と第２の回転軸の相対回転時に径方向に往復動する複数
のドライビングピストンと、前記ハウジングの内面に形
成されドライビングピストンと接触するカム面と、ドラ
イビングピストンのシリンダー室を連通する流路に設け
られ油の流通を規制するオリフィスとを備え、第１と第
２の回転軸間の相対回転速度に応じて伝達トルクが制御
される回転差感応型継手において、前記ローターとハウ
ジングとに、第１の回転軸と第２の回転軸の屈曲を許容
するべく球面接触する凸球面状軸受面と凹球面状軸受面
とが形成されている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、オリフィスによる流動抵
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、この回転差感応型継手を車両の駆動系に使用し
た場合には、第１の回転軸と第２の回転軸との両端に設
けられるパワーユニットや終減速機等が車体に対しゴム
マウントにより支持されている為、回転差感応型継手に
連結される第１の回転軸と第２の回転軸の屈曲角は変化
する。

しかし、ハウジング側とロータ側とには、互いに球面接
触する凹球面状軸受面と凸球面状軸受面とが形成されて
いる為、前記第１の回転軸と第２の回転軸との屈曲角変
化は、回転差感応型継手とは別に自在継手を設けること
なく、球面接触による追従対応で許容される。

従って、回転差感応型継手とは別に自在継手を設ける場
合に比べ、ガタの発生する部分が少なくなり、第１の回
転軸と第２の回転軸とが高回転時においても車室内の騒
音や振動を低く抑えることが出来る。

（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って、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３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３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、センターディファレンシャルと、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、トランスミッション（クラ
ッチを含む）２、フロントディファレンシャル３、フロ
ントドライブシャフト4,5、フロントドライブシャフト
ジョイント６、前輪7,8を備えていて、後輪駆動系とし
て、トランスファギヤトレーン９、フロントプロペラシ
ャフト10、リヤプロペラシャフト（第１の回転軸）11、
回転差感応型継手Ａ、デフインプットシャフト（第２の
回転軸）12、プロペラシャフトジョイント13、センター
ベアリング14、リヤディファレンシャル15、リヤドライ
ブシャフト16,17、リヤドライブシャフトジョイント1
8、後輪19,20を備えている。

前記フロントディファレンシャル３は、トランスミッシ
ョン２の最終段ギヤ21と、前記フロントドライブシャフ
ト4,5との間に介装された前輪7,8の差動装置である。

前記トランスファギヤトレーン９は、前記フロントディ
ファレンシャル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
スファギヤトレーン９と前記フロントディファレンシャ
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。

前記リヤディファレンシャル15は、前記デフインプット
シャフト12と、リヤドライブシャフト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、レギュレーター油路80、第１リ
リーフ油路90、第２リリーフ油路90′、アキュムレータ
室100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２の回転軸であるデフ
インプットシャフト12に対し、ボルト止め等により一体
に設けられる部材で、その内周部には略正方形によるカ
ム面31が形成されている。

尚、このドライブハウジング30のリヤプロペラシャフト
11側には、パッキン32を介してリテーナプレート33がビ
ス34により固定され、また、デフインプットシャフト12
側には、スナップリング35により組立上必要な作業孔30
cを塞ぐカバー36が固定されている。そして、前記リテ
ーナプレート33とロータ40との間にはリップシール37を
介装し、前記カバー36とドライブハウジング30との間に
はＯ−リング38を介装することで油密状態が保たれてい
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、そのロータスプライン部41
に対しては、第１の回転軸であるリヤプロペラシャフト
11（チューブ11a及びスリーブ11bを有する）が、スプラ
イン嵌合及びサークリップ25によって一体に設けられて
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、ローター40のシリンダー穴42を挟む図面左右位置
には、凸球面状軸受面40a,40bが形成され、一方の凸球
面状軸受面40aは前記ドライビングハウジング30の内面
に形成された凹球面状軸受面30aに球面接触し、他方の
凸球面状軸受面40bは前記リテーナプレート33の内面に
形成された凹球面状軸受面30bに球面接触し、リヤプロ
ペラシャフト11とデフインプットシャフト12の屈曲（屈
曲角α，β）を許容するべく球面接触させている。

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、周方向の60度等間隔位置でカム面31に周接し、カ
ム面31との周接面は滑らかな接触移動を確保する為に球
面50aに形成され、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、前記球面50aの曲率半径は、カム面31より小さい
が、シリンダー穴42の径に合うドライビングボールより
も大きく設定されていて、ヘルツの接触応力が高く、高
容量（高トルク）に耐えられるようにしている。

前記シリンダー室60は、前記シリンダー穴42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の往復動に伴なって体積変化する。

前記バランス油路70は、前記ローター40に形成され、前
記ドライビングピストン50の往復動行程で同位相の対向
するシリンダー室60,60を連結する油路で、各バランス
油路70,70,70からローター軸方向（アキシャル方向）に
分岐し、且つ前記アキュムレータ室100に導かれる軸方
向油路71にはオリフィス72が設けられている。

前記レギュレータ油路80は、一つ置きに配置されるシリ
ンダー室60,60,60と前記アキュムレーター室100とを連
通する油路で、ローター径方向（ラジアル方向）の放射
油路81と、ローター軸方向の軸心油路82とによって構成
され、前記放射油路81には、アキュムレーター室100か
らシリンダー室60への作動油流通のみを許すボール弁構
造のワンウエイバルブ83が設けられている。

前記第１リリーフ油路90は、第２図に示すように、一つ
置きに配置されるシリンダー室60,60,60（レギュレータ
油路80が設けられていない側）と前記アキュムレーター
室100とを連通し、シリンダー室60の油圧が過大となっ
た時にアキュムレータ室100に逃がす油路で、ローター
径方向（ラジアル方向）の径方向油路91と、ローター軸
方向の軸方向油路92とによって構成され、前記軸方向油
路92には、図外のボール弁構造によるリリーフバルブが
設けられている。

前記第２リリーフ油路90′は、第１図に示すように、前
記アキュムレーター室100とローター40の外部（ドライ
ブハウジング30の内部）を連通し、アキュムレータ室10
0の油量が限度を超えた時に外部に作動油を逃がす一つ
の油路で、ローター径方向（ラジアル方向）の径方向油
路91′と、ローター軸方向の軸方向油路92′とによって
構成され、前記軸方向油路92′には、ボール弁構造によ
るリリーフバルブ93′が設けられている。

前記アキュムレータ室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
往復動可能に油密状態で設けられたアキュムレータピス
トン101と、該ピストン101とスプリングリテーナ102と
の間に介装されたコイルスプリング103と、によって構
成されている。

尚、前記アキュムレータピストン101には、その中央部
（中心軸上）にエアー及び油抜き用のシールプラグ104
が設けられていて、このシールプラグ104によって回転
アンバランスを防止しながらエアーや油抜き作業を短時
間で効果的に出来るようにしている。

次に、実施例の作用を説明する。

まず、基本的な作用は、ドライビングピストン50の内向
きストローク時にバランス油路70のオリフィス72による
流量規制でシリンダー室60の油圧が高められ、この油圧
によりトルクが伝達される。そして、ドライビングピス
トン50の外向きストローク時にワンウエイバルブ83を有
するレギュレータ油路80を介してシリンダー室60に作動
油が充填される。

また、シリンダー室60の油圧が過大となった時には、シ
リンダー室60の上限油圧を規定するべく、第１リリーフ
油路90を介してアキュムレータ室100に作動油を逃が
す。

さらに、ドライビングピストン50のシールリング51の作
用で、作動油がシリンダー室60に掻き込まれ、油量がア
キュムレータ室100の容積で吸収できなくなった時に
は、第２リリーフ油路90′を介してアキュムレータ室10
0の作動油を外部に逃がす（特開昭63-101568号公報参
照）。

（イ）回転速度差ΔＮの発生がない時 乾燥アスファルト路等を低・中速で直線走行する場合等
であって、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
であっても、高速道路を高速直進走行する場合には、後
輪19,20の回転に伴なっ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によっ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４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、 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、回転速度ｖ、すなわち車速Ｖの２乗に比例して
発生する。

従って、高速道路等での高速直進走行時には、後輪19,2
0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って、駆動輪
である前輪7,8がスリップし、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、オリフィス72
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って後輪19,20側への伝達
トルクΔＴが発生する。

尚、後輪19,20側への伝達トルクΔＴは、回転速度差Δ
Ｎが大きければ大きい程、オリフィス72の前後圧力差も
大きくなることから、第４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。

尚、前記リリーフ油路90には、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圧力で吐出油をリリーフするリ
リーフバルブ93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。

従って、前輪7,8がスリップした場合には、前輪7,8のス
リップ度合に応じて、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。

（ハ）自在継手作用 前述のように、回転差感応型継手Ａを継手手段として、
また、トルク伝達手段としての使用時には、プロペラシ
ャフト10,11の両端のパワーユニット及びリヤディファ
レンシャル15が車体に対しゴムマウントにより支持され
ている為、回転差感応型継手Ａに連結されるリヤプロペ
ラシャフト11とデフインプットシャフト12の屈曲角は変
化する。

しかし、ドライビングハウジング30側とロータ40側とに
は、互いに球面接触する凹球面状軸受面30a,30bと凸球
面状軸受面40a,40bとが形成されている為、前記リヤプ
ロペラシャフト11とデフインプットシャフト12の屈曲角
変化は、回転差感応型継手Ａとは別に自在継手を設ける
ことなく、屈曲角α，βの範囲内において追従対応によ
り許容される。

従って、回転差感応型継手Ａとは別に自在継手を設ける
場合に比べ、ガタの発生する部分が少なくなり、プロペ
ラシャフト10,11の高回転時においても車室内の騒音や
振動を低く抑えることが出来る。

尚、回転差感応型継手Ａの初期設定屈曲角は、車両の音
や振動に対し悪影響を及ぼさないように、一般に２°〜
３°に設定されていて、しかも、パワーユニット及びリ
ヤディファレンシャル15の車体に対する支持は、割とし
っかりとした支持としている為、屈曲角α，βの範囲内
における許容で実用上十分である。

また、屈曲角により１回転中でリヤプロペラシャフト11
とデフインプットシャフト12との回転角速度に差が生じ
るが、パートタイム式の四輪駆動車とは異なり、回転差
感応型継手Ａは本来、回転差を許容するものである為、
この回転角速度差が車室に対し騒音や振動を与えるよう
なオーダとはならない。

更に、球面軸受部がロータ40の外径部部ではなく、径
の小さな部，部である為、ドライブハウジング30と
ロータ40とのガタを小さくすることが出来、この面から
も車室内の騒音や振動を更に低く抑えることが出来る。

即ち、急激に相対回転が生じて高いトルクが伝達され、
作動油の温度が上昇する時で、球面軸受部が部である
場合には、ロータ40の径方向伸び代が大きく、ドライビ
ングハウジング30との焼付きを防止する為には、その分
ガタを大きくとる必要がある。

以上説明してきたように、実施例の回転差感応型継手Ａ
にあっては、先行出願の明細書に記載した効果に加え
（記述省略）、以下に述べるような特有の効果が得られ
る。

ドライビングハウジング30側とロータ40側とには、互
いに球面接触する凹球面状軸受面30a,30bと凸球面状軸
受面40a,40bとを形成した為、回転差感応型継手Ａが自
在継手機能を持ち、部品点数の減少に伴なう軽量化と低
コスト化を図れると共に、プロペラシャフト10,11の高
回転時においても車室内の騒音や振動を低く抑えること
が出来る。

球面軸受部をロータ40の外径部部ではなく径の小さ
な部、部に形成した為、ドライブハウジング30とロ
ータ40とのガタを小さくすることが出来、車室内の騒音
や振動を更に低く抑えることが出来る。

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って
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ャフトの途中に設けることも
できる。

また、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
装置としても本案は適用できる。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案にあっては、第１の回
転軸と第２の回転軸に連結されるローター及びハウジン
グを有し、第１と第２の回転軸間の相対回転速度に応じ
て伝達トルクが制御される回転差感応型継手において、
前記ローターとハウジングとに、第１の回転軸と第２の
回転軸との屈曲を許容するべく球面接触する凸球面状軸
受面と凹球面状軸受面とが形成されている事を特徴とす
る手段とした為、回転差感応型継手自体が自在継手機能
を持ち、回転差感応型継手以外に自在継手を設ける場合
に比べ、部品点数の減少に伴なう軽量化と低コスト化を
図れると共に回転軸が高回転時においても車室内の騒音
や振動を低く抑え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図は本考案実施例の回転差感応型継手を示す第２図
I-I線による縦断側面図、第２図は第１図II-II線による
縦断正面図、第３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４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……リヤプロペラシャフト（第１の回転軸） 12……デフインプットシャフト（第２の回転軸） 30……ドライブハウジング 31……カム面 30a,30b……凹球面状軸受面 40……ローター 40a,40b……凸球面状軸受面 50……ドライビングピストン 60……シリンダー室 70……バランス油路 72……オリフィス

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】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の回転軸に連結されるローター及びハウジング
   と、該ロータに設けられ第１と第２の回転軸の相対回転
   時に径方向に往復動する複数のドライビングピストン
   と、前記ハウジングの内面に形成されドライビングピス
   トンと接触するカム面と、ドライビングピストンのシリ
   ンダー室を連通する流路に設けられ油の流通を規制する
   オリフィスとを備え、第１と第２の回転軸間の相対回転
   速度に応じて伝達トルクが制御される回転差感応型継手
   において、 前記ロータとハウジングとに、第１の回転軸と第２の回
   転軸の屈曲を許容するべく球面接触する凸球面状軸受面
   と凹球面状軸受面とが形成されている事を特徴とする回
   転差感応型継手。