JP2867709B2 - 回転差感応型継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両のエンジン駆動力
伝達系に適用され、前後輪回転速度差や左右輪回転速度
差に応じて伝達トルク（駆動力配分トルクや差動制限ト
ルク等）を発生する回転差感応型継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転差感応型継手としては、例え
ば、特開昭６３−１０１５６７号公報に記載のものが知
られている。

【０００３】上記従来出典には、伝達トルク特性を２段
階に変えることのできるピストンポンプタイプの回転差
感応型継手が示されている。即ち、例えば、図１３に示
すように、第１オリフィスと第２オリフィスのうち第２
オリフィス側をスプールバルブにより閉鎖した場合に
は、オリフィス開口面積が小さく、オリフィスによる流
出抑制効果が高くなり、図１４に示すように、左右輪回
転差に対する伝達トルクの上昇ゲインの高い特性が得ら
れる。また、図１５に示すように、第２オリフィス側を
スプールバルブにより開いた場合には、オリフィス開口
面積が大きく、オリフィスによる流出抑制効果が低くな
り、図１６に示すように、左右輪回転差に対する伝達ト
ルクの上昇ゲインの低い特性が得られる。

【０００４】以上のことから、この回転差感応型継手を
左右駆動輪の差動制限装置として適用する場合、通常走
行時には、大きな駆動性能が得られる高トルク特性で走
行し、アンチスキッドブレーキ作動時やパワーオーバス
テア状態等、駆動輪の差動制限トルクが車両挙動を不安
定にする場合においては、低トルク特性に切り換えるこ
とにより、車両挙動の安定を図るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回転差感応型継手にあっては、アンチスキッドブレ
ーキ作動時やパワーオーバステア状態等の差動制限トル
クが車両挙動を不安定にする時（以下、エマージェンシ
ー時と称する。）にも左右輪回転差に応じて伝達トルク
が発生する低トルク特性が選択されるものである為、エ
マージェンシー時に車両挙動の十分な安定を図ることが
できないし、また、下記の理由により、エマージェンシ
ー状態が解除された場合に継手の伝達トルク発生機能が
損なわれる恐れがあるし、加えて、ハウジングのカム面
とドライブピストンの接触球面が損傷する恐れがある。

【０００６】即ち、低トルク特性では、タイヤのスリッ
プ限界に達するまでのトルクを出すには、左右輪の回転
差が高くなる。そして、回転差が高くなると、ドライブ
ピストンが径外方向にストロークし、ピストンシリンダ
室に油を吸入する時の損失が大きくなり、ピストンシリ
ンダ室に油が充填されないまま回転する為、残った油は
アキュムレータリリーフ穴から逃げ、その後、エマージ
ェンシー状態が解除された場合に、継手内油量が不足
し、継手の伝達トルク特性発生機能が損なわれる。ま
た、継手内油量が不足した場合には、ドライブピストン
がカム面に追従しなくなることにより、断続的にハウジ
ングのカム面とドライブピストンの接触球面とが衝突
し、両面を損傷する。

【０００７】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、オリフィスによる流出抑制効果を利用し
て相対回転差に応じた伝達トルクを発生する回転差感応
型継手において、伝達トルクが車両挙動を不安定にする
エマージェンシー時に応答良く高い車両挙動安定性の確
保を図ると共に、このエマージェンシー状態が解除され
た時に継手の伝達トルク特性発生機能の確保とトルク伝
達面の損傷防止を図ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の回転差感応型継手では、エマージェンシー時に
継手内の油をオリフィスによる流出抑制を受けることな
く逃がすリリーフシリンダ室の室容積を確保すると共
に、このエマージェンシー状態が解除された時にリリー
フシリンダ室の室容積を零にして継手内に油を戻す手段
とした。

【０００９】即ち、図１のクレーム対応図に示すよう
に、第１回転部材ａと第２回転部材ｂが相対回転をする
時、出力油室ｃから吐出油路ｄを介してアキュムレータ
シリンダ室ｅへ流出する吐出油をオリフィスｆにより流
出抑制し、この流出抑制により出力油室ｃの室圧を増大
させて相対回転差に応じた伝達トルクを発生する回転差
感応型継手において、前記オリフィスｆによる流出抑制
を受けることなく継手内の油を逃がして一時的に蓄える
ことのできるリリーフピストンｇを有するリリーフシリ
ンダ室ｈを設け、車両状態検出手段ｉにより伝達トルク
の発生を容認する車両状態が検出された場合、前記リリ
ーフシリンダ室ｈの室容積を零にする駆動指令をピスト
ンアクチュエータｊに出力し、車両状態検出手段ｉによ
り伝達トルクが車両挙動を不安定にする車両状態が検出
された場合、前記リリーフシリンダ室ｈの室容積を確保
する駆動指令をピストンアクチュエータｊに出力する伝
達トルク制御手段ｋを設けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】車両状態検出手段ｉにより伝達トルクの発生を
容認する車両状態が検出された場合、伝達トルク制御手
段ｋにおいて、リリーフシリンダ室ｈの室容積を零にす
る駆動指令がピストンアクチュエータｊに出力され、リ
リーフピストンｇには室容積零を保つ拘束力が与えられ
る。従って、第１回転部材ａと第２回転部材ｂが相対回
転をする時、出力油室ｃから吐出油路ｄを介してアキュ
ムレータシリンダ室ｅへ流出する吐出油をオリフィスｆ
により流出抑制し、この流出抑制により出力油室ｃの室
圧を増大させて相対回転差に応じた伝達トルクが発生す
る。

【００１１】車両状態検出手段ｉにより伝達トルクが車
両挙動を不安定にする車両状態が検出された場合、伝達
トルク制御手段ｋにおいて、リリーフシリンダ室ｈの室
容積を確保する駆動指令がピストンアクチュエータｊに
出力され、リリーフピストンｇへの拘束力が無くなる。
これにより、継手内の油がオリフィスｆによる流出抑制
を受けることなく応答良くリリーフシリンダ室ｈへ逃
げ、継手内の油がリリーフシリンダ室ｈに一時的に蓄え
られる。従って、継手内に伝達トルクを発生する油が存
在しないことで、第１回転部材ａと第２回転部材ｂとに
相対回転差が発生しても伝達トルクをほぼ零とすること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】構成を説明する。

【００１４】図２及び図３は本発明実施例の回転差感応
型継手を適用したリアディファレンシャルを示す断面
図、図４は図２のＡ−Ａ線による断面図である。

【００１５】実施例の回転差感応型継手が適用されたリ
アディファレンシャルは、図２〜図４に示すように、ド
ライブピニオン１及びリングギア２を介してエンジント
ルクが入力されるディファレンシャルケース３と、該ケ
ース３に支持されるピニオンシャフト４と、該シャフト
４に回転自在に支持されるピニオン５と、該ピニオン５
に噛合する一対のサイドギア６，７と、該サイドギア
６，７にそれぞれ連結される左ドライブシャフト８及び
右ドライブシャフト９とを備えている。そして、左ドラ
イブシャフト８及び右ドライブシャフト９に連結され、
両シャフト８，９の相対回転差に応じて差動を制限する
伝達トルク（差動制限トルク）を発生する実施例の回転
差感応型継手がこのリアディファレンシャルに内蔵状態
で設けられている。

【００１６】前記回転差感応型継手は、左ドライブシャ
フト８にスプライン結合され、内面にカム面１０ａが形
成されたハウジング１０（第１回転部材に相当）と、右
ドライブシャフト９にスプライン結合され、両シャフト
８，９の相対回転差により前記カム面１０ａに接触球面
１１ａが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１１が設けられたロータ１２（第２回
転部材に相当）と、前記ドライブピストン１１の往復動
に伴なって体積変化するピストンシリンダ室１３（出力
油室の相当）と、該ピストンシリンダ室１３から吐出油
路１４を介してアキュムレータシリンダ室１５へ流出す
る吐出油の流出を抑制するオリフィス１６と、前記アキ
ュムレータシリンダ室１５からレギュレータ油路１７を
介してピストンシリンダ室１３へ油を送るワンウェイバ
ルブ１８とを備えている。尚、前記ハウジング１０とサ
イドギア６とは兼用部材としている。

【００１７】そして、前記ロータ１２の回転中心軸上の
径方向に延びた吐出油路１４の開口端に連通する位置に
は、オリフィス１６による流出抑制を受けることなくピ
ストンシリンダ室１３内の油を逃がして一時的に蓄える
ことのできるリリーフシリンダ室１９が設けられ、この
リリーフシリンダ室１９には軸方向に摺動可能にリリー
フピストン２０が設けられている。このリリーフピスト
ン２０の背面には、プッシュロッド２１が当接してい
て、該プッシュロッド２１は、ディファレンシャルハウ
ジング２２に設けられたＬＳＤアクチュエータ２３（ピ
ストンアクチュエータに相当）の回転駆動制御により進
退ストローク制御されるもので、アクチュエータ軸の回
転駆動力は、フォーク２４，アウターレース２５，スラ
ストベアリング２６，インナーレース２７，クロスロッ
ド２８を介してプッシュロッド２１に伝達される。

【００１８】尚、図２〜図４において、２９はドライブ
ハウジングカバー、３０はシリンダ穴、３１はアキュム
レータリリーフ穴、３２はシールリング、３３はアキュ
ムレータピストン、３４はスプリングリテーナ、３５は
リターンスプリング、３６はストッパリングである。

【００１９】図５は前記ＬＳＤアクチュエータ２３の電
子制御系を示すブロック図である。このＬＳＤアクチュ
エータ２３には、左右前輪及び左右後輪のそれぞれに設
けられた車輪速センサ４０，４１，４２，４３（車両状
態検出手段に相当）とＡＢＳコントローラ４４（車両状
態検出手段に相当）と横加速度センサ４５（車両状態検
出手段に相当）から車輪速信号とＡＢＳ作動信号と横加
速度信号とを入力し、差動を制限する伝達トルクが車両
挙動を不安定にする車両状態が検出された場合、前記リ
リーフシリンダ室１９の室容積を確保する駆動指令をＬ
ＳＤアクチュエータ２３に出力し、差動を制限する伝達
トルクの発生を容認する車両状態が検出された場合、前
記リリーフシリンダ室１９の室容積を零にする駆動指令
をＬＳＤアクチュエータ２３に出力するＬＳＤコントロ
ーラ４６（伝達トルク制御手段の相当）が接続されてい
る。

【００２０】尚、前記ＡＢＳコントローラ４４からは、
左右前輪及び左右後輪のそれぞれに設けられたＡＢＳア
クチュエータ４７，４８，４９，５０に対し駆動制御指
令が出力される。

【００２１】作用を説明する。

【００２２】図６は前記ＬＳＤコントローラ４６で行な
われる伝達トルク制御作動の流れを示すフローチャート
で、以下、各ステップについて説明する。

【００２３】ステップ６０では、イグニッションスイッ
チがＯＮかどうかが判断され、ステップ６１では、全車
輪速が零であるかどうかが判断される。そして、イグニ
ッションスイッチがＯＮで、且つ、全車輪速が零である
場合には、ステップ６２へ進み、ＬＳＤアクチュエータ
２３にHi動作の駆動指令（リリーフシリンダ室１９の室
容積を零にする駆動指令）が出力される。

【００２４】ステップ６３ではイグニッションスイッチ
がＯＮかどうかが判断され、ステップ６４ではＡＢＳ作
動信号がＯＮかどうかが判断され、ステップ６５では、
横加速度が設定値以上かどうかが判断され、ステップ６
６では前車輪速と後車輪速の大小関係が判断され、イグ
ニッションスイッチがＯＦＦでエンジンを切った場合、
アンチスキッドブレーキ作動時でＡＢＳ作動信号がＯＮ
である場合、パワーオーバステア状態等で高横加速度が
発生している場合、駆動輪スリップが発生している場合
等で前車輪速より後車輪速が大の場合、のいずれか１つ
の条件でも満足する時には、ステップ６７へ進み、ＬＳ
Ｄアクチュエータ２３にLo動作の駆動指令（リリーフシ
リンダ室１９の室容積を確保する駆動指令）が出力され
る。尚、ステップ６３〜ステップ６６のいずれの条件も
満足しない時には、Hi動作の駆動指令が維持される。

【００２５】上記制御作動により、ステップ６３〜ステ
ップ６６のいずれの条件も満足しない時、つまり、差動
を制限する伝達トルクの発生を容認する車両状態が検出
された時には、ＬＳＤコントローラ４６において、リリ
ーフシリンダ室１９の室容積を零にするHi動作の駆動指
令がＬＳＤアクチュエータ２３に出力され、フォーク２
４によつてプッシュロッド２１を介してリリーフピスト
ン２０を押し、図７に示すように、リリーフピストン２
０には室容積零を保つ拘束力が与えられる。

【００２６】従って、ハウジング１０とロータ１２が左
右輪回転差に伴なって相対回転をする時、ピストンシリ
ンダ室１３から吐出油路１４を介してアキュムレータシ
リンダ室１５へ流出する吐出油をオリフィス１６により
流出抑制し、この流出抑制によりピストンシリンダ室１
３の室圧を増大させ、ハウジング１０のカム面１０ａと
ドライブピストン１１の接触球面とがドライブピストン
１１の軸心方向へのストローク時に圧接することで、図
８に示すように、左右輪回転差に応じた伝達トルクが発
生する。

【００２７】上記制御作動により、ステップ６４〜ステ
ップ６６のいずれかの条件を満足する時、つまり、差動
を制限する伝達トルクの発生が車両挙動を不安定にする
車両状態（アンチスキッドブレーキ作動時やパワーオー
バステア状態等のエマージェンシー状態）が検出された
時には、ＬＳＤコントローラ４６において、リリーフシ
リンダ室１９の室容積を確保するLo動作の駆動指令がＬ
ＳＤアクチュエータ２３に出力され、フォーク２４が図
３に示す方向とは逆に左方向に回転することによつてプ
ッシュロッド２１を介してリリーフピストン２０に与え
ていた拘束力が解除されて無くなり、図９に示すよう
に、リリーフピストン２０はアキュムレータ圧によって
ストッパリング３６に当接するまでストロークする。こ
の作動によって、アキュムレータシリンダ室１５とピス
トンシリンダ室１３内の油がオリフィス１６による流出
抑制を受けることなく応答良くリリーフシリンダ室１９
へ逃げ、継手内の油がリリーフシリンダ室１９に一時的
に蓄えられる。

【００２８】従って、全てのドライブピストン１１は下
死点にストロークし、カム面１０ａとの接触せず、ハウ
ジング１０とロータ１２とに左右輪回転差に伴なって相
対回転差が発生しても空回り状態となり、図１０に示す
ように、左右輪回転差にかかわらず伝達トルクをほぼ零
（フリクションのみ）とすることができる。

【００２９】尚、このエマージェンシー状態が解除され
た時には、リリーフピストン２０のストロークによりリ
リーフシリンダ室１９の室容積が零とされ、アキュムレ
ータシリンダ室１５及びピストンシリンダ室１３に元通
りに油が戻される。

【００３０】効果を説明する。

【００３１】（１）エマージェンシー時にアキュムレー
タシリンダ室１５とピストンシリンダ室１３内の油をオ
リフィス１６による流出抑制を受けることなく逃がすリ
リーフシリンダ室１９の室容積を確保した為、差動を制
限する伝達トルクが車両挙動を不安定にするエマージェ
ンシー時に応答良く高い車両挙動安定性の確保を図るこ
とができる。

【００３２】（２）エマージェンシー状態が解除された
時にリリーフシリンダ室１９の室容積を零にしてアキュ
ムレータシリンダ室１５とピストンシリンダ室１３内に
油を戻す装置とした為、このエマージェンシー状態が解
除された時、従来のようにアキュムレータリリーフ穴３
１からの油の流出が防止されて全ての油が継手に戻され
ることで、継手の伝達トルク特性発生機能を確保するこ
とができるし、継手内油の不足による断続的なカム面１
０ａと接触球面１１ａとの衝突が防止されることで、カ
ム面１０ａと接触球面１１ａによるトルク伝達面の損傷
防止を図ることができる。

【００３３】以上、本発明の実施例を図面により説明し
てきたが、具体的な構成は上記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の変更や追加等
があっても本発明に含まれる。

【００３４】例えば、実施例では、回転差感応型継手を
差動制限装置として適用した例を示したが、四輪駆動車
の駆動力配分装置として適用することもできる。

【００３５】例えば、実施例では、回転差感応型継手と
して、ピストンポンプタイプの継手を示したが、ベーン
ポンプタイプ等、相対回転差に応じて伝達トルクを発生
する継手には適用することができる。

【００３６】例えば、実施例では、オリフィス１６を穴
加工により独立して形成した例を示したが、この置換技
術として、図１１及び図１２に示すように、非エマージ
ェンシー時にリリーフピストン２０の先端部が吐出油路
１４の開口端の途中位置に固定されるように設定し、開
口面積をリリーフピストン２０により規定することでオ
リフィス１６’を形成するようにしても良く、この場合
には、オリフィスの穴加工を不要とし、加工コストにお
いて有利となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にあって
は、オリフィスによる流出抑制効果を利用して相対回転
差に応じた伝達トルクを発生する回転差感応型継手にお
いて、エマージェンシー時に継手内の油をオリフィスに
よる流出抑制を受けることなく逃がすリリーフシリンダ
室の室容積を確保すると共に、このエマージェンシー状
態が解除された時にリリーフシリンダ室の室容積を零に
して継手内に油を戻す手段とした為、伝達トルクが車両
挙動を不安定にするエマージェンシー時に応答良く高い
車両挙動安定性の確保を図ることができると共に、この
エマージェンシー状態が解除された時に継手の伝達トル
ク特性発生機能の確保とトルク伝達面の損傷防止を図る
ことができるという効果が得られる。

【００３８】特に、アンチスキッドブレーキ装置が搭載
された車両やスポーツ走行する車両に差動制限装置とし
て適用する場合において有用である。つまり、前後輪一
方への伝達トルクを制御する駆動力配分装置として適用
する場合には、伝達トルクを断接し継手伝達トルクを零
にするクラッチを別に付加する置換技術の適用が可能で
あるが、差動制限装置の場合、基本的の等配分のエンジ
ントルク伝達が常に行なわれる為、伝達トルクを断接す
るクラッチを適用できない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転差感応型継手を示すクレーム対応
図である。

【図２】実施例の回転差感応型継手が適用されたリアデ
ィファレンシャルを示す右半分断面図である。

【図３】実施例の回転差感応型継手が適用されたリアデ
ィファレンシャルを示す左半分断面図である。

【図４】図２Ａ−Ａ線による実施例の回転差感応型継手
を示す断面図である。

【図５】実施例の回転差感応型継手で伝達トルクを制御
する電子制御系を示すブロック図である。

【図６】実施例の回転差感応型継手のＬＳＤコントロー
ラで行なわれる伝達トルク制御処理作動の流れを示すフ
ローチャートである。

【図７】非エマージェンシー状態を示す実施例継手の作
用説明図である。

【図８】非エマージェンシー状態での伝達トルク特性図
である。

【図９】エマージェンシー状態を示す実施例継手の作用
説明図である。

【図１０】エマージェンシー状態での伝達トルク特性図
である。

【図１１】回転差感応型継手の他の例の非エマージェン
シー状態を示す断面図である。

【図１２】回転差感応型継手の他の例のエマージェンシ
ー状態を示す断面図である。

【図１３】従来の回転差感応型継手の高伝達トルク特性
状態を示す断面図である。

【図１４】図１３の状態での伝達トルク特性図である。

【図１５】従来の回転差感応型継手の低伝達トルク特性
状態を示す断面図である。

【図１６】図１５の状態での伝達トルク特性図である。

【符号の説明】

ａ 第１回転部材 ｂ 第２回転部材 ｃ 出力油室 ｄ 吐出油路 ｅ アキュムレータシリンダ室 ｆ オリフィス ｇ リリーフピストン ｈ リリーフシリンダ室 ｉ 車両状態検出手段 ｊ ピストンアクチュエータ ｋ 伝達トルク制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１回転部材と第２回転部材が相対回転
   をする時、出力油室から吐出油路を介してアキュムレー
   タシリンダ室へ流出する吐出油をオリフィスにより流出
   抑制し、この流出抑制により出力油室の室圧を増大させ
   て相対回転差に応じた伝達トルクを発生する回転差感応
   型継手において、前記オリフィスによる流出抑制を受け
   ることなく継手内の油を逃がして一時的に蓄えることの
   できるリリーフピストンを有するリリーフシリンダ室を
   設け、車両状態検出手段により伝達トルクの発生を容認
   する車両状態が検出された場合、前記リリーフシリンダ
   室の室容積を零にする駆動指令をピストンアクチュエー
   タに出力し、車両状態検出手段により伝達トルクが車両
   挙動を不安定にする車両状態が検出された場合、前記リ
   リーフシリンダ室の室容積を確保する駆動指令をピスト
   ンアクチュエータに出力する伝達トルク制御手段を設け
   たことを特徴とする回転差感応型継手。