JP2748538B2 - 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差動制限装置や駆
動力配分装置として適応され、左右輪や前後輪の回転差
に応じて発生する流体圧を差動制限トルクや駆動力配分
トルクに変換して駆動力配分比を変更する回転差感応型
継手に関する。

（従来の技術） 従来、回転差感応型継手としては、例えば、実開昭63
−62635号公報に記載されているような装置が知られて
いる。

この従来出典には、内面にカム面を有するハウジング
部材と、相対回転によりカム面に周接しながら径方向に
往復動する放射状配置のカム体を有するロータ部材と、
該ロータ部材に形成され、カム体の往復動に伴ない同相
で体積変化する対向配置の流体室を連通するべく形成さ
れた流体路と、該流体路に設けられ、吐出流体の流通抑
制により流体圧に変換するオリフィスとを備えた回転差
感応型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、このような従来の回転差感応型継手に
あつては、対向配置の流体室を連通する流体路が回転軸
に直交する平行流体路となっていた為、流体室の数が増
せば増すほど、互いの干渉を避けるべく所定の間隔をお
いて配置される複数の平行流体路のために必要とするロ
ータ部材の軸方向幅を拡大しなければならず、ロータ部
材が大型化してしまい継手としてのコンパクト性に欠け
てしまうという問題があった。

例えば、伝達トルク容量増大や特性安定化等のために
カム体の数を６個,8個,10個,12個…と多くしていった場
合、平行流体路も３本,4本,5本,6本…と増大し、この増
大に伴なって平行流体路のために必要とするロータ部材
の軸方向幅も拡大してしまう。

本発明は、上記のような問題に着目してなされたもの
で、カム体の数の増大にかかわらず小型コンパクト化を
達成出来る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発明の回転差感応型継手
では、同軸上に配置された相対回転する第１回転軸及び
第２回転軸と、 前記第１回転軸の軸端部に設けられ、内面にカム面を
有するハウジング部材と、 前記第２回転軸の軸端部に設けられ、相対回転により
前記カム面に周接しながら径方向に往復動する放射状配
置のカム体を有するロータ部材と、 前記カム体の往復動に伴ない同相で体積変化する流体
室を連通するべくロータ部材に形成された流体路であっ
て、カム体が設けられる流体室の軸方向幅の範囲内で回
転軸に直交する２つの面を設定し、設定された２つの面
に対しそれぞれ交差する端部位置を流体室開口部とする
傾斜流体路と、 軸心位置に設けられたアキュムレータ室とカム体が設
けられる各流体室を、アキュムレータ室から流体室への
流れを許すワンウェイバルブを介して連通する流体路で
あって、前記設定された２つの面のうちの一方の面と重
なる位置に傾斜流体路に対し回転軸直交方向にオフセッ
ト量を持たせると共に、アキュムレータ室とも軸方向に
重なる位置に形成した調圧流体路と、 前記傾斜流体路とアキュムレータ室とを連通する軸方
向分岐流体路に設けられ、吐出流体の流通抑制により流
体圧に変換するオリフィス部材とを備えている事を特徴
とする手段とした。

（作 用） 回転差感応型継手の製造時において、ロータ部材に
は、カム体が設けられる流体室の軸方向幅の範囲内で回
転軸に直交する２つの面に対し、それぞれ交差する位置
を流体室開口部とする傾斜流体路が形成される。

従って、カム体の数が増大に伴ないカム体の往復動に
伴ない同相で体積変化する流体室を連通する流体路の数
の増大があっても、回転軸に直交する２つの面の範囲
内、即ち、２本の平行流体路を形成する軸方向幅程度の
範囲内に、互いに流路干渉することなく複数の傾斜流体
路が形成されることになる。

また、回転差感応型継手の使用時において、１回転軸
及び第２回転軸に相対回転がない時には、カム体の往復
動が無く流体室の体積変化も生じない為、原則として、
トルク伝達作用を示さない。しかし、第１回転軸及び第
２回転軸に相対回転が発生する時には、この相対回転に
よりカム面に周接するカム体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流体室の容積を
縮小させる時にオリフィス部材による流動抵抗で流体室
内の圧力が高まり、この発生流体圧とカム体の受圧面積
とを掛け合せた流体圧力がカム体をカム面に押し付ける
力となり、この押し付け力が伝達トルクとなってトルク
伝達作用を示す。

そして、この伝達トルク特性は、相対回転速度差の増
大に応じて高まる特性で、しかも、オリフィス部材によ
る流通抑制の程度が高いほど相対回転速度差に対するゲ
インの高い特性となる。

（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。

実施例は本発明の回転差感応型継手を差動制限装置と
して適応した例であり、第１図に示すように、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
差感応型差動制限装置２が内蔵状態で組み合わされてい
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
在に支持されたピニオン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（第１回転軸及び第２回転軸）
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
には回転差感応型差動制限装置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。

前記回転差感応型差動制限装置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たカムハウジング20（ハウジング部
材）の内面に形成されたカム面21と、他方の出力軸16に
スプライン結合されるロータ30（ロータ部材）に設けら
れ、相対回転によりカム面21に周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（カム体）
と、該ドライビングピストン40の往復動に伴なって体積
変化するシリンダー室50（流体室）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（傾斜流体路）と、アキュムレータ室70と各シ
リンダ室50とをそれぞれワンウェイバルブ81を介して連
通するレギュレータ油路80（調圧流体路）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（軸方向分岐流体路）に設けられたオリフィ
ス90（オリフィス部材）とを備えている。

前記カムハウジング20は、出力軸15に対しスプライン
結合されるカムハウジングカバー22を介して設けられて
いて、内面にカム面21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。即ち、出力軸15とカムハ
ウジングカバー22とカムハウジング20とサイドギヤ14と
は一体回転部材となっている。

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、カムハウジング20のカム面21内に挿入状態で配置
されていて、前記カム面21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。

前記ドライビングピストン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個設けられたカ
ム部材で、カム面21との周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
ビングピストン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、ドライビングピストン40
が設けられるシリンダ穴31の穴径Ｌの範囲内であって、
この穴径Ｌよりも狭いロータ軸方向間隔Ｍ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60a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6
0が形成され、且つ、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
位置のロータ30には、径方向にリリーフ穴75が開穴さ
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逃すリリーフ
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、ドライビングピストン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に加圧作動油を供給する
ようにしている。

尚、このレギュレータ油路80は、第３図に示すよう
に、前記傾斜バランス油路60とは回転軸直交方向にオフ
セット量Ｏを持たせて形成され、傾斜バランス油路60と
回転軸方向のオーバラップを避けることで、レギュレー
タ油路80によるロータ軸方向幅Ｎの拡大を防止してい
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・中速で平行走行する場合
等であって、出力軸15,16に連結される左右輪に回転速
度差が発生しない時は、ケースカバー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、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。

しかしながら、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、差動制限トルクが生じる。

従って、高速直進走行時には、幾分か差動制限機能が
発揮されることになり、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、ケースカバ
ー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21に周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。

そして、実施例装置による差動制限トルク特性は、第
４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４図の点線特性に示すように、
ドライビングピストン40に加わる遠心力による伝達トル
クΔＴが付加された特性を示す。

以上説明してきたように、実施例の回転差感応型差動
制限装置２にあっては、以下に列挙する効果が得られ
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Ｎとなり、回転差感応型
差動制限装置２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ビングピスト
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量Ｏ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Ｎ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Ｎを狭く設定することができ、回転差感応型差動制
限装置２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、実施例では回転差感応型継手を回転差感応型
差動制限装置として用いる適応例を示したが、前後輪の
回転速度差ΔN_FRに応じて差動制限トルクを与えるセン
ターディファレンシャルの差動制限装置としても適応出
来るし、また、前後輪の回転速度差ΔN_FRに応じて前後
輪駆動力配分を変更する駆動力配分装置としても適応す
ることが出来る。

また、実施例ではカム体としてのドライビングピスト
ンが６個設けられた例を示したが、その数は実施例に限
られるものではなく８個,10個,12個…等であっても勿論
良い。

また、実施例では固定オリフィスを示したが、この固
定オリフィスに限られず、例えば、高相対回転が長時間
継続する時には作動油温度を感知してオリフィス開度を
全閉とするようなものであっても良いし、また、相対回
転速度や流体室圧等に応じてオリフィス開度が徐々に変
更される可変オリフィス等であっても良い。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の回転差感応型継手
にあっては、下記に列挙する効果が得られる。

（１）２つの流体室を連通する流体路を、カム体が設け
られる流体室の軸方向幅の範囲内で設定された回転軸に
直交する２つの面に対しそれぞれ交差する端部位置を流
体室開口部とする傾斜流体路としたため、ロータ軸方向
幅がカム体が設けられる流体室の軸方向幅の範囲内程度
に抑えられ、カム体の数の増大にかかわらず回転差感応
型継手の小型コンパクト化を達成出来る。

（２）調圧流体路を、設定された２つの面のうちの一方
の面と重なる位置に形成しているのもかかわらず、傾斜
流体路に対し回転軸直交方向にオフセット量を持たせて
形成したため、傾斜流体路と回転軸方向のオーバラップ
が避けられ、調圧流体路によるロータ軸方向幅の拡大を
防止出来る。

（３）調圧流体路をアキュムレータ室と軸方向に重なる
位置に形成したため、アキュムレータ室が調圧流体路と
軸方向にオバーラップする位置まで食い込む配置とな
り、ロータ軸方向幅が設定した２つの面の軸方向幅程度
の最小幅に抑えられ、回転差感応型継手の小型コンパク
ト化の実効を図ることが出来る。

（４）ワンウェイバルブを設けた調圧流体路はアキュム
レータ室と直接連通し、傾斜流体路はオリフィス部材を
設けた軸方向分岐流体路を介してアキュムレータ室と連
通する構成としたため、ワンウェイバルブとオリフィス
部材を設ける径方向油路やこれらの径方向油路とアキュ
ムレータ室とを連通させる軸方向油路の構成を必要とせ
ず、ロータ部材内の流体路構成の簡略化を図ることが出
来る。

【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差動制限装置を示
す縦断平面図、第２図は第１図Ｉ−Ｉ線線による回転差
感応型差動制限装置を示す縦断正面図、第３図は回転差
感応型差動制限装置のロータを示す側面図、第４図は差
動制限トルク特性図である。 １……差動装置 ２……回転差感応型差動制限装置 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 13,14……サイドギヤ 15,16……出力軸（第１回転軸，第２回転軸） 20……カムハウジング（ハウジング部材） 21……カム面 30……ロータ（ロータ部材） 40……ドライビングピストン（カム体） 50……シリンダ室（流体室） 60……傾斜バランス油路（傾斜流体路） 70……アキュムレータ室 80……レギュレータ油路（調圧流体路） 90……オリフィス（オリフィス部材）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸上に配置された相対回転する第１回転
   軸及び第２回転軸と、 前記第１回転軸の軸端部に設けられ、内面にカム面を有
   するハウジング部材と、 前記第２回転軸の軸端部に設けられ、相対回転により前
   記カム面に周接しながら径方向に往復動する放射状配置
   のカム体を有するロータ部材と、 前記カム体の往復動に伴ない同相で体積変化する流体室
   を連通するべくロータ部材に形成された流体路であっ
   て、カム体が設けられる流体室の軸方向幅の範囲内で回
   転軸に直交する２つの面を設定し、設定された２つの面
   に対しそれぞれ交差する端部位置を流体室開口部とする
   傾斜流体路と、 軸心位置に設けられたアキュムレータ室とカム体が設け
   られる各流体室を、アキュムレータ室から流体室への流
   れを許すワンウェイバルブを介して連通する流体路であ
   って、前記設定された２つの面のうちの一方の面と重な
   る位置に傾斜流体路に対し回転軸直交方向にオフセット
   量を持たせると共に、アキュムレータ室とも軸方向に重
   なる位置に形成した調圧流体路と、 前記傾斜流体路とアキュムレータ室とを連通する軸方向
   分岐流体路に設けられ、吐出流体の流通抑制により流体
   圧に変換するオリフィス部材とを備えている事を特徴と
   する回転差感応型継手。