JP2626175B2 - 回転差感応型継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、車両のエンジン駆動系に適用され、左右輪
や前後輪の回転差に応じて発生する油圧を差動制限トル
クや駆動力配分トルクに変換する回転差感応型継手に関
する。

（先行の技術） 本出願人は、回転差感応型継手を差動装置に内蔵した
回転差感応型差動制限装置として、特願平１−106355号
（未公開）の出願書類に記載されている装置を先に提案
した。

この先行技術には、内面にカム面を有するカムハウジ
ングと、相対回転により前記カム面に摺接しながら径方
向に往復動する放射状配置のドライブピストンを有する
ロータと、前記ドライブピストンの往復動に伴なって体
積変化するシリンダ室と作動油の増減を吸収するアキュ
ムレータ室と、オリフィス効果を持たせて連通する連通
油路とを備えた回転差感応型継手を左右輪の差動制限手
段とする装置が示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記回転差感応型継手にあつては、ハ
ウジング部材を、カム面が形成されるカムハウジングと
左出力軸に連結されるハブとによって構成し、カムハウ
ジングの内周部とハブの外周部とにそれぞれスプライン
を形成し、カムハウジングとハブとを回転軸方向にスプ
ライン結合するようにしている為、下記に述べる問題点
がある。

相対回転発生時にはシリンダ室内の油圧の上昇によ
りドライブピストンを介してカムハウジングを径方向に
拡げる力が作用するが、この力をカムハウジングのみで
受ける構成である為、この力に対抗するだけの剛性を持
たせるように板厚等を厚くしてカムハウジングを強化し
なければならない。この結果、装置重量が重くなる。

ドライブピストンを介してカムハウジングに径方向
に拡げる力が作用し、カムハウジングが撓んだ場合、ス
プライン結合部にガタを生じる。この結果、スプライン
結合強度が低下するし、ガタ打ち音が発生する。

一方、カムハウジングとハブとの結合に関しては、適
用される車両の必要なトルクを伝達するのみ十分な強度
があること、ロータに万一トラブルが発生した場合の分
解組立が容易であることが要求される条件である。

本発明は、上記のような問題点及び要求条件に着目し
てなされたもので、相対回転発生時にオリフィスによる
流動抵抗を利用して伝達トルクを発生させる回転差感応
型継手において、ハウジング部材の分解組立容易性と、
十分な強度を確保しながらの重量の軽減化と、噛合結合
部でのガタ発生防止とを併せて達成することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記問題点を解決するために本発明の回転差感応型継
手では、ハウジング部材を構成するカムハウジングとハ
ブとを回転軸方向の噛上結合にすると共にカムハウジン
グの外周部とカブの内周部とを噛み合わせる手段とし
た。

即ち、同軸上に配置された第１回転部材及び第２回転
部材のうちの一方の回転部材に連結され、内面にカム面
を有するハウジング部材と、両回転部材のうち他方の回
転部材に連結され、相対回転により前記カム面に摺接し
ながら径方向に往復動する放射状配置のドライブピスト
ンを有するロータ部材と、前記ドライブピストンの往復
動に伴なって体積変化するシリンダ室と作動油の増減を
吸収するアキュムレータ室とをオリフィス効果を持たせ
て連通する連通油路とを備えた回転差感応型継手におい
て、前記ハウジング部材を、カム面が形成されるカムハ
ウジングと回転部材に連結されるハブとによって構成
し、前記カムハウジングの外周部と前記ハブの内周部と
に回転軸方向の噛合結合部を形成した事を特徴とする。

（作 用） 第１回転部材と第２回転部材の相対回転発生時には、
この相対回転に伴なってハウジング部材とロータ部材が
相対回転し、カム面に摺接するドライブピストンは径方
向に往復動する。

この往復動のうち回転軸中心に向かうことでシリンダ
室の容積を縮小させる時には、連通油路を経過してアキ
ュムレータ室に流出しょうとする油がオリフィス効果に
よる流動抵抗を受けることでシリンダ室の圧力が高ま
り、この発生油圧とドライブピストンの受圧面積とを掛
け合せた力がドライブピストンをカム面に押し付ける力
となり、この押し付け力がハウジング部材とロータ部材
との伝達トルクとなる。

この伝達トルクの発生時には、ドライブピストンを介
してハウジング部材を径方向に拡げる力が作用するが、
カムハウジングの外周部とハブの内周部とを噛合結合さ
せる構成となっている為、ハウジング部材に作用する力
はカムハウジングのみならずハブでもその力の一部が受
けられる。

また、ドライピストンからの力でもカムハウジングが
径方向に撓んだとしても、噛合結合部は互いに接近し合
うことになりガタの発生が抑えられる。

さらに、ロータ部材に万一トラブルが発生した場合で
あっても、カムハウジングとは回転軸方向の噛合結合で
ある為、容易に分解組立を行なうことが出来る。

（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、構成を説明する。

第１図は実施例の回転差感応型継手が適用された回転
運差感応型差動制限装置を示す断面図で、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回転差
感応型継手２が内蔵状態で組み付けられている。

前記差動装置１は、第１図に示すように、ドライブピ
オニオン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、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と、該ピニオ
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に連結される２つの出力軸15,16とを備えてい
る。そして、前記出力軸15,16には、相対回転の発生が
無い時には等配分に駆動力が伝達され、相対回転の発生
時には回転差感応型継手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。

前記回転差感応型継手２は、第２図及び第３図に示す
ように、出力軸15,16（第１回転部材及び第２回転部
材）のうち一方の出力軸15にスプライン結合され、内面
にカム面23を有するハウジング部材20と、サイドギヤ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、相対回転によりカム面23に摺接しながら径方向
に往復動する放射配置のドライブピストン40を有するロ
ータ30（ロータ部材）と、前記ドライブピストン40の往
復動に伴なって体積変化するシリンダ室50と、同相で体
積変化する対向配置のシリンダ室50,50を連通する傾斜
バランス油路60（連通路）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、前記傾斜バランス油路60からアキュムレータ室70に
向かう軸方向分岐油路61に設けられたオリフィス90とを
備えている。

前記ハウジング部材20は、内面にカム面23が形成され
ると共に側面にはサイドギヤ14が形成されているカムハ
ウジング21と、出力軸15に対しスプライン結合されるハ
ブ22とによって構成されている。

そして、前記カムハウジング21の外周部には、第５図
に示すように、回転軸方向のスプライン部21a（噛合結
合部）が形成され、前記ハブ22の内周部には、第４図に
示すように、回転軸方向のスプライン部22a（噛合結合
部）が形成されている。

前記ロータ30は、出力軸16にスプライン結合されると
共に、ハウジング部材20のカム面23内に挿入状態で配置
されていて、前記カム面23に対向する位置で放射半径方
向に等間隔で６個所にシリンダ穴31が形成されている。

前記ドライブピストン40は、前記シリンダ穴31に対し
シールリング41により油密状態で６個設けられていて、
カム面23との摺接面は滑らかな接触移動と高いヘルツの
接触応力を確保する為に球面に形成されている。

前記シリンダ室50は、前記シリンダ穴31と前記ドライ
ブピストン40との間に、該ピストン40のストローク位置
によって室容積が変化するように形成されている。

前記傾斜バランス油路60は、ドライブピストン40が設
けられるシリンダ穴31の穴径の範囲内であって、この穴
径よりも狭いロータ軸方向間隔に設定された回転軸に直
交する２つの面A,Bに対し、対向するシリンダ室50の一
方の室底面と面Ａが交差する位置をシリンダ室開口部60
aとし、他方の室底面と面Ｂが交差する位置をシリンダ
室開口部60bとして１本の傾斜バランス油路60が形成さ
れ、且つ、狭いロータ軸方向幅に３本の傾斜バランス油
路60が互いに干渉しないで収まるように形成されてい
る。

前記アキュムレータ室70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30のシ
リンダ部32の内面に往復摺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71と、該ピストン71とスプリ
ングリテーナ72との間に介装されたスプリング73とを有
する。

尚、前記アキュムレータピストン71には、ピストンシ
ール74が設けられ、このピストンシール74が設けられる
位置に対応するロータ30のシリンダ部32には、第１図及
び第３図に示すように、径方向に複数のリリーフ穴75が
開孔され、アキュムレータ室70が設定圧を越え、アキュ
ムレータピストン71が図面右方向に移動した時にリリー
フ穴75がアキュムレータ室70と連通して作動油をハウジ
ング部材20とロータ30とのインロー部20aに排出するリ
リーフバルブ機能を発揮するようにしている。

前記レギュレータ油路80は、シリンダ室50の油圧調整
のために設けられた油路で、アキュムレータ室70と各シ
リンダ室50とをそれぞれワンウェイバルブ81を介して連
通させることで、ドライブピストン40が外径方向にスト
ロークし、シリンダ室圧がアキュムレータ室圧より低圧
となってワンウェイバルブ81が開く時に、アキュムレー
タ室70から各シリンダ室50に作動油を供給するようにし
ている。

前記オリフィス90は、傾斜バランス油路60からアキュ
ムレータ室70に向かう３つの軸方向分岐油路61にそれぞ
れ形成されていて、対向する２気筒のシリンダ室50,50
に対し流路断面積を大きくした１個のオリフィス90によ
り作動油に流動抵抗を与えるようにしている。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）非相対回転時 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回転測
度差が発生しない時は、ハウジング部材20とロータ30と
に相対回転がなく、ドライブピストン40が径方向に往復
動しない為、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。

尚、左右輪に相対回転が発生しない時でも、高速道路
を高速直進走行する場合等においては、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
ドライブピストン40に遠心力が作用し、この遠心力によ
ってドライブピストン40がカム面23に押し付けられ、差
動制限トルクが生じ、高速道路等での高速直進走行安定
性を高めることができる。

（ロ）相対回転発生時 悪路走行時や片輪スタック時等で出力軸15,16に連結
される左右輪に回転速度差が発生する時は、ハウジング
部材20とロータ30とにも相対回転が発生し、この相対回
転によりカム面23に摺接するドライブピストン40は径方
向に往復動する。

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ブピストン40をカム面23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、実施例装置による差動制限トルク特性は、第６
図の実線特性に示すように、左右輪回転速度差ΔN_RLに
対し差動制限トルクT_LSDが二次関数曲線で増大する特性
を示す。

尚、高速走行時等で車速Ｖが大きい場合には、車速Ｖ
の大きさに対応して、第６図の点線特性に示すように、
ドライブピストン40に加わる遠心力による伝達トルクΔ
Ｔが付加された特性を示す。

そして、この相対回転発生時には、ドライブピストン
40を介してハウジング部材20を径方向に拡げる力が作用
するが、カムハウジング21の外周部とハブ22の内周部と
をスプライン結合させる構成となっている為、ハウング
部材20に作用する力はカムハウジング21のみならずハブ
22でもその力の一部が受けられる。

このように、カムハウジング21とずハブ22とで力の分
担を行なうことで、カムハウジング21の板厚等を増すこ
となく必要なトルクを伝達するのに十分な強度を確保す
ることが出来る。

また、ハウジング部材260に作用するダライブピスト
ン40からの力でカムハウジング21が径方向に撓んだとし
ても、スプライン結合部は互いに接近し合うことになり
ガタの発生が抑えられる。

さらに、ロータ30に万一トラブルが発生した場合であ
っても、カムハウジング21とハブ22とは回転軸方向のス
プライン結合である為、ハブ22を回転軸方向に抜くこと
で容易に分解することが出来るし、逆に、カムハウジン
グ21に対しハブ22を回転軸方向から差し込むことで容易
に組立を行なうことが出来る。

以上説明してきたように、実施例の回転差感応型継手
にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

ハウジング部材20を構成するカムハウジング21とハ
ブ22とを回転軸方向のスプライン結合にすると共にカム
ハウジング21の外周部とハブ22の内周部とを噛み合わせ
る構成とした為、ハウジング部材20の分解組立容易性
と、ハウジング部材20の十分な強度を確保しながらの重
量の軽減化と、スプライン結合部でのガタ発生防止とを
併せて達成することが出来る。

アキュムレータピストン71のピストンシール74が設
けられる位置に対応するロータ30のシリンダ部32には、
径方向に複数のリリーフ穴75が開孔するだけで、アキュ
ムレータピストン71のストローク動作を利用したリリー
フバルブ機能により作動油をインロー部20aに排出する
ようにした為、部品点数の増大や大型化を招くことな
く、ハウジング部材20とロータ30とのインロー部20aの
潤滑性能向上を達成出来るし、しかも、発生しようとす
る摩擦接触熱とは対応関係で潤滑性能が発揮され、高い
相対回転速度差ΔN_RLが長時間継続するような場合であ
っても摩擦接触熱によるハウジング部材20とロータ30と
の焼き付きが防止される。

同相で体積変化するシリンダ室50,50を連通する流
体路を傾斜バランス油路60とし、回転軸に直交する２つ
の面A,Bと交差する位置をシリンダ室開口部60a,60bとし
て、ロータ軸方向幅Ｎに３本の傾斜バランス油路60が互
いに干渉しないで収まる構成とした為、ロータ30のうち
油路が形成される内側部分が２本の平行油路を形成する
軸方向幅程度のロータ軸方向幅となり、回転差感応型継
手の小型コンパクト化を達成出来る。そして、例えば、
設計変更によりドライブピストン40の数を増大し、これ
に伴なって傾斜バランス油路60の数の増大があっても、
ロータ軸方向幅を拡大することなく、そのままの幅で対
応出来る。

レギュレータ油路80は、面Ｂと重なる位置に形成し
ているにもかかわらず、傾斜バランス油路60に対し回転
軸直交方向にオフセットを持たせて形成した為、傾斜バ
ランス油路60と回転軸方向のオーバラップが避けられ、
レギュレータ油路80によるロータ軸方向幅の拡大が防止
出来る。

即ち、前記の効果との相乗効果により、ロータ軸方
向幅を狭く設定することができ、回転差感応型継手の小
型コンパクト化を達成出来る。

対向する２気筒のシリンダ室50,50を連通する傾斜
バランス油路60に対し１個のオリフィス90を設けた為、
１気筒のシリンダ室に対し１個のオリフィスを設ける場
合と同じ差動制限トルク特性を得る場合のオリフィス流
路断面積に比較してオリフィス90の流路断面積を大きく
することが出来、この結果、コンタミ（ゴミ等）による
影響を回避することが出来る。

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
発明の容易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、左右輪の差動制限装置としての適用例を示し
たが、前後輪の差動を許容するセンターディファレンシ
ャルにも適用できるし、さらに、前後輪の駆動力配分装
置としても適用できる。

また、実施例ではオリフィス効果を固定オリフィスに
より持たせる例を示したが、例えば、相対回転速度や車
両状態等に応じてオリフィス開度が全閉を含んで徐々に
変更される可変オリフィスであっても良い。

また、実施例では、カムハウジングとハブとをスプラ
イン結合する例を示したが、噛合結合であればセレーシ
ョン結合等であっても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明にあっては、相対回
転発生時にオリフィスによる流動抵抗を利用して伝達ト
ルクを発生させる回転差感応型継手において、ハウジン
グ部材を構成するカムハウジングとハブとを回転軸方向
の噛合結合にすると共にカムハウジングの外周部とハブ
の内周部とを噛み合わせる手段とした為、ハウジング部
材の分解組立容易性と、ハウジング部材の十分な強度を
確保しながらの重量の軽減化と、噛合結合部でのガタ発
生防止とを併せて達成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回転差感応型継手を適用した回
転差感応型差動制限装置を示す縦断面図、第２図は第１
図Ｉ−Ｉ線線による回転差感応型継手を示す断面図、第
３図は実施例の回転差感応型継手を示す拡大断面図、第
４図は第３図Ｘ方向から視たハブの矢視図、第５図は第
３図Ｙ方向から視たカムハウジングの矢視図、第６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……回転差感応型継手 15,16……出力軸（第１回転部材，第２回転部材） 20……ハウジング部材 21……カムハウジング 22……ハブ 23……カム面 30……ロータ（ロータ部材） 40……ドライブピストン 50……シリンダ室 60……傾斜バランス油路（連通油路） 70……アキュムレータ室 90……オリフィス

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸上に配置された第１回転部材及び第２
   回転部材のうちの一方の回転部材に連結され、内面にカ
   ム面を有するハウジング部材と、両回転部材のうち他方
   の回転部材に連結され、相対回転により前記カム面に摺
   接しながら径方向に往復動する放射状配置のドライブピ
   ストンを有するロータ部材と、前記ドライブピストンの
   往復動に伴なって体積変化するシリンダ室と作動油の増
   減を吸収するアキュムレータ室とをオリフィス効果を持
   たせて連通する連通油路とを備えた回転差感応型継手に
   おいて、 前記ハウジング部材を、カム面が形成されるカムハウジ
   ングと回転部材に連結されるハブとによって構成し、前
   記カムハウジングの外周部と前記ハブの内周部とに回転
   軸方向の噛合結合部を形成した事を特徴とする回転差感
   応型継手。