JPH086761B2 - 入力トルク比例式回転差感応継手及びこの回転差感応継手を適用した差動制限装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、差動制限装置や四輪駆動車のトランスファ
装置等として適用される入力トルク比例式回転差感応継
手及びこの入力トルク比例式回転差感応継手を適用した
差動制限装置に関する。

（従来の技術） 従来、伝達トルク特性を変更制御する制御型回転差感
応継手としては、特開昭63−101567号公報記載の継手が
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回転軸及び第２回転軸と、該第１回転軸及び第２
回転軸の相対回転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量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、該回転差感応継手のオリフィス部に設けられ、
外部アクチュエータによりオリフィス開口面積を変更す
るべく配置されたスプールとを有する継手が示されてい
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
手にあつては、オリフィス開口面積の変更を外部アクチ
ュエータによりスプールをスライドストロークさせて行
なう構成である為、下記に列挙するような問題があっ
た。

高速で回転する過酷な環境下に置かれるスプールを
スライドストロークさせる構成としなければならない
為、アクチュエータレイアウトやアクチュエータ動作を
スプールに伝達する伝達機構のレイアウト等が非常に困
難であるし、構成的にも複雑になる。

オリフィス開口面積を変更させるスプール以外にア
クチュエータに制御指令を出力する電子制御回路やアク
チュエータや伝達機構を要する為、コスト的に高価とな
ってまう。

純メカニカルな構成ではなく、電子制御系を構成に
含む為、故障原因が非常に多くなり、修理や部品交換や
正常な作動を確認するメインテナンスを必要とする。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもの
で、差動制限装置やトランスファ装置として適用される
入力トルク比例式回転差感応継手において、構成的，コ
スト的，メインテナンス的に有利で、入力トルクに応じ
たトルク伝達特性の自動制御を達成する継手の開発を第
１の課題とし、この入力トルク比例式回転差感応継手を
適用し、コンパクトな構成で入力トルクに応じた差動制
限トルク特性の自動制御を達成する差動制限装置を提供
することを第２の課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記第１の課題を解決するために請求項１記載の入力
トルク比例式回転差感応継手では、駆動ギアによる入力
トルクを利用してオリフィス開口面積を変更する純メカ
ニカルな手段とした。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１回転軸
及び第２回転軸と、前記第１回転軸及び第２回転軸のそ
れぞれに対し、回転方向には係合し軸方向には所定量ス
トローク可能に設けられた第１スライドメンバ及び第２
スライドメンバと、前記第1,第２スライドメンバ間に設
けられ、第1,第２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量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、前記第1,第２スライドメンバの一
方に噛み合い、入力トルクに応じて軸方向に噛み合い力
を付与する駆動ギアと、前記第1,第２スライドメンバの
軸方向相対位置関係を保つバネ部材と、軸方向固定メン
バに設けられ、前記第1,第２スライドメンバのスライド
ストロークに伴なう相対変位によりオリフィス開口面積
を変更するべく配置されたバルブ部材と、を備えている
事を特徴とする。

上記第２の課題を解決するために請求項２記載の差動
制限装置では、差動装置に上記請求項１記載の入力トル
ク比例式回転差感応継手を内蔵状態で組み込んだ手段と
した。

即ち、前記第１回転軸及び第２回転軸を左右輪または
前後輪への出力軸とし、前記第１スライドメンバ及び第
２スライドメンバを前記両出力軸のそれぞれに連結され
るハウジング部材及びロータ部材とし、前記駆動ギアを
ハウジング部材に形成されたサイドギアに噛み合うピニ
オンとし、エンジン駆動力が入力されるディファレンシ
ャルケースと、該ケースに支持されるピニオンシャフト
と、該ピニオンシャフトに回転自在に支持されるピニオ
ンと、該ピニオンに噛合する一対のサイドギアとを有す
る差動装置に上記請求項１記載の入力トルク比例式回転
差感応継手を内蔵状態で組み込んだ事を特徴とする。

（作 用） 請求項１記載の発明の作用を説明する。

入力トルク比例式回転差感応継手での伝達トルク特性
について説明すると、回転差感応継手において、第1,第
２回転軸に相対回転の発生がない時には、第1,第２回転
軸間に伝達トルクが発生せず、第1,第２回転軸に相対回
転が発生する時には、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量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、相対回転速度差に応じた伝達トルクが発生する。

そして、この入力トルク比例式回転差感応継手には、
回転方向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に
設けられた第１スライドメンバ及び第２スライドメンバ
と、該第1,第２スライドメンバの一方に噛み合い、入力
トルクに応じて軸方向に噛み合い力を付与する駆動ギア
と、前記第1,第２スライドメンバの軸方向相対位置関係
を保つバネ部材と、軸方向固定メンバに設けられたバル
ブ部材を有する為、駆動ギアから第1,第２スライドメン
バの一方に対し、入力トルクに応じて軸方向の噛み合い
力が付与されると、第1,第２スライドメンバが共にスラ
イドストロークし、このストロークに伴なう相対変位に
より、バルブ部材によってオリフィス開口面積が変更さ
れる。

即ち、回転差感応継手ではオリフィス開口面積により
伝達トルク特性が決定される為、相対回転速度差に対す
る伝達トルク特性が入力トルクに応じて自動的に変更さ
れる。

請求項２記載の発明の作用を説明する。

請求項２記載の差動制限装置では、両出力軸の差動回
転速度差に応じて差動制限トルクが発生すると共に、差
動回転速度差に対する差動制限トルク特性がピニオンか
らの入力トルクに応じて自動的に変更される。

例えば、入力トルクが小さい時にオリフィス開口面積
が大面積とされ、入力トルクが大きくなるほどオリフィ
ス開口面積を小面積に変更する装置とした場合、停車時
や車庫入れ等の極低速時には、入力トルクが小さく差動
回転速度差に対する差動制限トルクの上昇ゲインが低い
特性となる為、車両が変な挙動となることが無いし、ア
ンチスキッドブレーキングシステム（ABS）の誤作動が
防止される。

また、アクセルを踏み込んでの高速走行時には、入力
トルクが大きく差動回転速度差に対する差動制限トルク
の上昇ゲインが高い特性となる為、尻振り等が防止され
車両の高速走行安定性が確保される。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

まず、実施例の構成を説明する。

第１図は実施例の差動制限装置を示す断面図であり、
差動機能を発揮する差動装置１内に、差動制限機能を発
揮する差動制限手段としての入力トルク比例式回転差感
応継手２が内蔵状態で組み付けられている。

前記差動装置１としては、ドライブピオニオン３及び
リングギア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
在に支持されるピニオン12（駆動ギア）と、該ピニオン
12に噛合する一対のサイドギア13,14と、該サイドギア1
3,14に連結される左右駆動輪への２つの出力軸15,16
（第１回転軸，第２回転軸）とを備えている。

そして、前記出力軸15,16には、差動回転の発生が無
い時には等配分に駆動力が伝達され、差動回転の発生時
には入力トルク比例式回転差感応継手２による差動制限
トルク分だけ駆動力が高回転側から低回転側へ伝達され
る。

前記入力トルク比例式回転差感応継手２は、第１図及
び第２図に示すように、出力軸15,16のうち一方の出力
軸15にスプライン結合されると共にサイドギア14が形成
されたカムハウジング20（第１スライドメンバ，ハウジ
ング部材）と、該カムハウジング20の内面に形成された
カム面21と、サイドギア13がスプライン結合された他方
の出力軸16にスプライン結合されるロータ30（第２スラ
イドメンバ，ロータ部材）と、該ロータ30に設けられ、
相対回転によりカム面21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40と、該ドライビ
ングピストン40の往復動に伴なって体積変化するシリン
ダ室50と、各シリンダ室50に連通する放射状配置のバラ
ンス油路60と、アキュムレータ室70と各シリンダ室50と
をそれぞれ連通するレギュレータ油路80と、前記バラン
ス油路60からアキュムレータ室70に向かう部分に設けら
れたオリフィス90とを基本的構成として備えている。

次に、入力トルク比例式回転差感応継手２の特徴的な
構成を説明する。

前記カムハウジング20は出力軸15に対し、カムハウジ
ングカバー22を介し、スプライン結合により回転方向に
は係合し軸方向には所定量ストローク可能に設けられて
いる。

また、前記ロータ30は出力軸16に対しスプライン結合
により回転方向には係合し軸方向には所定量ストローク
可能に設けられている。

前記カムハウジング20にはサイドギア14が一体に形成
されて、このサイドギア14へはピニオン12から入力トル
クに応じて軸方向に噛み合い分力が付与される。

前記カムハウジング20とロータ30の軸方向相対位置関
係を保す皿バネ91（バネ部材）がカムハウジングカバー
22とロータ30との間に設けられている。

前記オリフィス90は、バルブ穴92aを有するオリフィ
スピース92に形成されていて、このバルブ穴92aには、
カムハウジングカバー22（軸方向固定メンバ）に一端面
を圧接した状態でスプールバルブ93（バルブ部材）が設
けられ、カムハウジング20とロータ30のスライドストロ
ークに伴なうオリフィスピース92とスプールバルブ93と
の相対変位によりオリフィス開口面積を変更するべくこ
のスプールバルブ93の他端面が配置されている。

尚、第１図及び第２図中、31はシリンダ穴、32はシリ
ンダ部、41はシールリング、71はアキュムレータピスト
ン、72はスプリングリテーナ、73はスプリング、74はピ
ストンシール74、75はリリーフ穴75、81はワンウェイバ
ルブである。

次に、実施例の作用を説明する。

乾燥アスファルト路等を低・中速で直進走行する場合
等であって、出力軸15,16に連結される左右輪に差動回
転速度差が発生しない時は、カムハウジング20とロータ
30とに相対回転がなくドライビングピストン40が径方向
に往復動しない為、原則的に差動制限トルクの発生が無
く、ディファレンシャルケース10から入力されるエンジ
ン駆動力は出力軸15,16に対し等配分される。

但し、左右輪に相対回転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等では、出力軸15,16
の回転に伴なって高速回転するロータ30に設けられてい
るドライビングピストン40には遠心力が作用し、この遠
心力によってドライビングピストン40がカム面21に押し
付けられ、幾分かの差動制限トルクが生じる。

また、悪路走行時や片輪スタック時等で出力軸15,16
に連結される左右輪に差動回転速度差が発生する時は、
カムハウジング20とロータ30にも相対回転が発生し、こ
の相対回転によりカム面21に摺接するドライビングピス
トン40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室50の容積を縮小させようと
する時には、オリフィス90による流出規制で生じる流動
抵抗でシリンダ室50内の圧力が高まり、この発生油圧と
ピストン40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40をカム面21に押し付ける力となり、この
押し付け力が差動制限トルクとして作用し、駆動力の分
配を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。

即ち、差動回転速度差に対する差動制限トルク特性
は、第４図に示すように、差動回転速度差の上昇に伴な
い差動制限トルクが二次関数曲線で増大する特性を示
す。

そして、この入力トルク比例式回転差感応継手２に
は、回転方向には係合し軸方向には所定量ストローク可
能に設けられたカムハウジング20及びロータ30と、該カ
ムハウジング20のサイドギヤ14に噛み合い、入力トルク
に応じて軸方向に噛み合い分力を付与するピニオン12
と、前記カムハウジング20とロータ30との軸方向相対位
置関係を保つ皿バネ91と、ハウジングカバー22に設けら
れたスプールバルブ93を有する構成としている。

従って、ピニオン12からカムハウジング20に対して入
力トルクに応じた軸方向の噛み合い分力が付与される
と、入力トルクの上昇時にはカムハウジング20及びロー
タ30が共に第３図矢印左方向に、また、入力トルクの減
少時にはカムハウジング20及びロータ30が共に第３図矢
印右方向にスライドストロークするというように、入力
トルクに応じた位置にカムハウジング20及びロータ30が
配置されることになり、オリフィスピース92とスプール
バルブ93との相対位置関係によってオリフィス開口面積
が変更される。

即ち、回転差感応継手ではオリフィス開口面積により
差動制限トルク特性が決定される為、第４図に示すよう
に、差動回転速度差に対する差動制限トルク特性が、入
力トルクが小さい時には差動回転速度差に対する差動制
限トルクの上昇ゲインが低い特性を示し、入力トルクが
大きい時には差動回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが高い特性を示すというように、入力トルク
に応じて自動的に変更される。

例えば、入力トルクが小さい時にオリフィス開口面積
が大面積とされ、入力トルクが大きくなるほどオリフィ
ス開口面積を小面積に変更する装置とした場合、停車時
や車庫入れ等の極低速時には、入力トルクが小さく差動
回転速度差に対する差動制限トルクの上昇ゲインが低い
特性となる為、車両が変な挙動となることが無いし、ア
ンチスキッドブレーキングシステム（ABS）の誤差動が
防止される。

また、アクセルを踏み込んでの高速走行時には、入力
トルクが大きく差回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが高い特性となる為、尻振り等が防止され車
両の高速走行安定性が確保される。

以上説明してきたように、実施例の差動制限装置にあ
っては、以下に列挙する特徴を有する。

入力トルク比例式回転差感応継手２をピニオン12に
よる入力トルクを利用してオリフィス開口面積を変更す
る純メカニカルな構成とした為、外部アクチュエータに
よりオリフィス開口面積を変更する場合に比べ、構成
的，コスト的，メインテナンス的に有利でありながら、
入力トルクに応じた差動制限トルク特性の自動制御を達
成することができる。

差動装置１に入力トルク比例式回転差感応継手２を
内蔵状態で組み込んだ装置とした為、コンパクトな構成
でありながら、入力トルクが小さい時に差動回転速度差
に対する差動制限トルクの上昇ゲインが低い特性が得ら
れ、入力トルクが大きい時に差動回転速度差に対する差
動制限トルクの上昇ゲインが高い特性が得られるという
ように入力トルクに応じた差動制限トルク特性を自動的
に得ることができる。

この結果、停車時や車庫入れ等の極低速時には、入力
トルクが小さく差動回転速度差に対する差動制限トルク
の上昇ゲインが低い特性となる為、車両が変な挙動とな
ることが無いし、アンチスキッドブレーキングシステム
（ABS）の誤作動が防止される。

また、アクセルを踏み込んでの高速走行には、入力ト
ルクが大きく差動回転速度差に対する差動制限トルクの
上昇ゲインが高い特性となる為、尻振り等が防止され車
両の高速走行安定性が確保される。

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。

（発明の効果） 以上説明してきたように、請求項１記載の本発明にあ
っては、差動制限装置やトランスファ装置として適用さ
れる入力トルク比例式回転差感応継手において、駆動ギ
アによる入力トルクを利用してオリフィス開口面積を変
更する純メカニカルな手段とした為、構成的，コスト
的，メインテナンス的に有利で、入力トルクに応じたト
ルク伝達特性の自動制御を達成する継手を提供出来ると
いう効果が得られる。

また、請求項２記載の差動制限装置にあっては、差動
装置に請求項１記載の入力トルク比例式回転差感応継手
を内蔵状態で組み込んで手段とした為、コンパクトな構
成で入力トルクに応じた差動制限トルク特性の自動制御
を達成する差動制限装置を提供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入力トルク比例式回転差感応継
手を適用した差動制限装置を示す縦断平面図、第２図は
第１図Ｉ−Ｉ線による回転差感応継手部分を示す縦断正
面図、第３図は入力トルクに比例するオリフィス開口面
積変更作用を説明する作用説明図、第４図は実施例装置
での差動制限トルク特性図である。 １……差動装置 ２……入力トルク比例式回転差感応継手 10……ディファレンシャルケース 11……ピニオンシャフト 12……ピニオン（駆動ギア） 13,14……サイドギア 15……出力軸（第１回転軸） 16……出力軸（第２回転軸） 20……カムハウジング（第１スライドメンバ，ハウジン
グ部材） 22……ハウジングカバー（軸方向固定部材） 30……ロータ（第２スライドメンバ，ロータ部材） 40……ドライビングピストン 50……シリンダ室 60……バランス油路 70……アキュムレータ室 80……レギュレータ油路 90……オリフィス 91……皿バネ（バネ部材） 92……オリフィスピース 93……スプールバルブ（バルブ部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸上に相対回転可能に配置された第１回
   転軸及び第２回転軸と、 前記第１回転軸及び第２回転軸のそれぞれに対し、回転
   方向には係合し軸方向には所定量ストローク可能に設け
   られた第１スライドメンバ及び第２スライドメンバと、 前記第1,第２スライドメンバ間に設けられ、第1,第２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
   ィスによる流量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、 前記第1,第２スライドメンバの一方に噛み合い、入力ト
   ルクに応じて軸方向に噛み合い力を付与する駆動ギア
   と、 前記第1,第２スライドメンバの軸方向相対位置関係を保
   つバネ部材と、 軸方向固定メンバに設けられ、前記第1,第２スライドメ
   ンバのスライドストロークに伴なう相対変位によりオリ
   フィス開口面積を変更するべく配置されたバルブ部材
   と、 を備えている事を特徴とする入力トルク比例式回転差感
   応継手。
2. 【請求項２】前記第１回転軸及び第２回転軸を左右輪ま
   たは前後輪への出力軸とし、前記第１スライドメンバ及
   び第２スライドメンバを前記両出力軸のそれぞれに連結
   されるハウジング部材及びロータ部材とし、前記駆動ギ
   アをハウジング部材に形成されたサイドギヤに噛み合う
   ピニオンとし、 エンジン駆動力が入力されるディファレンシャルケース
   と、該ケースに支持されるピニオンシャフトと、該ピニ
   オンシャフトに回転自在に支持されるピニオンと、該ピ
   ニオンに噛合する一対のサイドギアとを有する差動装置
   に上記請求項１記載の入力トルク比例式回転差感応継手
   を内蔵状態で組み込んだ事を特徴とする差動制限装置。