JPH0289821A - 回転差感応型継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力配分装置
等として用いられる回転差感応型継手に関する。

（従来の技術） 従来の回転差感応型継手としては、例えば、実開昭６３
−６２６３５号、実開昭６３−６２６３６号の公報に記
載されているような継手が知られている。

この従来継手は、入出力軸が同じ回転数により回転して
いる時は、トルク伝達が行なわれず、入出力軸間に相対
回転が生じた時には、この相対回転に応じてカム体とカ
ム面とが油圧発生により圧接し、この圧接力で入力軸側
のトルクを出力軸側へ伝達する作動を示す。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の継手にあっては、カム
体が周接するカム面の形状を、各シリンダ内の油量の合
計値が相対回転角により大幅な変動を生じないようにす
るべくカム面が曲面に設定されていた、換言すると、ト
ルク変動には同等着目することなくカム面の形状設定が
なされていた為、相対回転による伝達トルクの発生時に
は、車室内騒音や振動の原因となるトルク変動が大きく
発生じてしまうという問題が残されていた。

そこで、本出願人は、上記問題を解決するべく先行出願
である特願昭６２−１１７６９９号の出願において、相
対回転により発生する伝達トルクの合計値があらゆる相
対回転角の位置においてほぼ等しくなるようにカム面の
形状を設定する案を提案した。

しかしながら、この先行出願では相対回転の正転側と逆
転側とで同一のトルク伝達特性が得られるようにしてい
た為、制動時や小半径旋回時やコースチング時や後退走
行時等において相対回転方向が逆転側となる場合には、
常時駆動輪側から負の駆動トルク（制動トルク）が継手
を介して他方の車輪へ伝達されることになり、この負の
駆動トルク（制動トルク）の影響が大きくて、継手を介
した車輪に一種のエンジンブレーキが作用しているのと
同様となってしまう。

例えば、四輪アンチスキッドブレーキ装置付の車両に適
応した場合であって、アンチスキッドブレーキ作動とト
ルク伝達作動とが同時に発生した時には、パートタイム
四輪駆動車はどではないが、前後輪の回転速度差が大き
な時にはその干渉程度が高くなり、アンチスキッドブレ
ーキ装置による制動時の車輪ロック防止機能が確実に発
揮されない。

即ち、ＦＦ車ベースの四輪駆動車で、四輪アンチスキッ
ド装置を備えた車両では、制動時に後輪がスリップ状態
、つまり、通常とは逆に継手相対回転が生じていて、前
輪側から負の駆動トルク（制動トルク）が伝達されてい
る状態が実現され、このような状態で後輪のロックを防
止するためにアンチスキッド装置が作動するような場合
、ロック防止のためにブレーキ液圧を低下させて後車輪
速を上昇させることが必要であるにもかかわらず、後車
輪に一種のエンジンブレーキが作用しているのと同様と
なり、後車輪の車輪速が上昇できなくなってしまう。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもので
、相対回転時にトルク変動の発生を抑制すると共に、正
転側の相対回転時に十分な正の駆動トルク伝達を確保し
た上で、逆転側の相対回転時に負の駆動トルクの伝達低
減を図った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、相対回転可能な入出力軸間に設けられ、前記両軸の
回転速度差に応じた量の流体を流動させる流量発生手段
を備え、前記流体の流動抵抗により前記入出力軸間の伝
達トルクが制御される回転差感応型継手において、前記
流量発生手段は、入出力軸の一方と一体的に形成され内
周部にカム面を有する第１回転部材と、入出力軸の他方
と一体的に形成され前記カム面内に挿入される第２回転
部材と、該第２回転部材に支持されると共に、前記カム
面と周接し前記両回転部材の相対回転時に径方向に往復
動するカム体と、該カム体の往復動に伴ない体積変化す
る槽数の流体室と、第２回転部材に形成された各流体室
間をオリフィスを介して連結する流体路とによって構成
され、前記カム面の形状を、相対回転により発生する伝
達トルクの合計値があらゆる相対回転角位置においてほ
ぼ等しくなるように設定すると共に、相対回転の正転側
と逆転側とにトルク伝達特性差を持たせて設定した事を
特徴とする手段とした。

（作　用） 本発明の回転差感応型継手を車両の駆動系に適応した場
合、入出力軸間の相対回転により第１回転部材と第２回
転部材と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、このトルク伝達時には、カム面の形状が相対回
転により発生する伝達トルクの合計値があらゆる相対回
転角位置においてほぼ等しくなるように設定されている
為、カム体とカム面との相対回転角位置の変位に基づく
トルク変動の発生が抑制される。

また、カム面の形状が相対回転の正転倒と逆転側とにト
ルク伝達特性差を持たせて設定されている為、同じ相対
回転が発生しても、例えば、正転側では大きな伝達トル
クが得られ、逆転側では小さな伝達トルクが得られると
いうように、伝達トルクに差を持たせることができる。

（実施例） 以下、本発明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
ジン駆動トルク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Ｊ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、後輪への駆動トル
ク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Ｊ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
トジヨイント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、センタプロペラシャフト１１、リヤプ
ロペラシャフト１２、プロペラシャフトジヨイント１３
、センターベアリング１４、リヤディファレンシャル１
５、リヤドライブシャフト１６，１７、リヤドライブシ
ャフトジヨイント１８、後輪１９．２０を備えている。

そして、回転差感応型継手Ｊは、トランスファギヤトレ
ーン９とプロペラシャフトジヨイント１３との間に設け
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からエンジン駆動ト
ルクを後輪１９．２０側へ取り出す駆動トルク分割装置
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、前記リヤプロペラ
シャフト１２と、リヤドライブシャフト１６１７どの間
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Ｊの構成を説明する。

実施例継手Ｊ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（第１回転部材）、ローター４０（第２回転部材）
、ドライビングピストン５０（カム体）、シリンダー室
６０（流体室）、バランス油路７０（流体路）、レギュ
レータ・リリーフ油路８０、スプール室９０、アキュム
レータ室１００、アキュムレータ・リリーフ油路１１０
を主要な構成としている。

前記ドライブハウジング３０は、入力軸に対しボルト止
め等により一体に設けられる部材で、その内周部には、
相対回転により発生する伝達トルクＴの伝達トルク合計
値ＧＴがあらゆる相対回転角ｅの位置でほぼ一致すると
共に、相対回転の正転側と逆転側とにトルク伝達特性差
を持たせた形状設定によるカム面３１が形成されている
。

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、出力軸がボルト止め
等によって一体に設けられると共に、前記ドライブハウ
ジング３０に対しビス止めされたストッパプレート４１
によって相対回転を許容しながら軸方向に固定状態で設
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４
２が形成されている。

また、前記ストッパプレート４１が設けられるローター
４０とドライブハウジング３０との相対回転部には、第
２図に示すように、外側にリップを配置したりツブシー
ル４３が設けられると共に、該リップシール４３の内側
圧入径０．を、ロータ４０にポルト４４により固定され
るフランジ４５の外径０２を小さくしている。

この場合、外側リップ構造により継手全体が自転するこ
とによる遠心力を利用してリップシール４３の緊迫力が
高められ油漏れが防止出来ると共に、取付径差によりリ
ップシール４３の外れが防止出来る。

前記ドライビングピストン５０は、前記シリンダー穴４
２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、周方向に６０度ズした位置でそれぞれかカ
ム面３１に周接し、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、カム面３１との周接面は滑らかな接触移動を確保す
ると共に、ヘルツの接触応力を高くして高容量（高トル
ク）に耐えられるようにする為、球面５０ａに形成され
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、前記シリンダー室６０からの
吐出油をオリフィス７１による流通抑制で油圧に変換す
る油流通抑制機能を持つ油路で、前記ローター４０にシ
リンダー室６０とスプール室９０とを連結するべく形成
されている。

そして、このバランス油路７０は、同圧の吐出圧が吐き
出される同相のシリンダー室６０からの油路がスプール
室９０に対して対向位置関係となるように夫々６本の油
路が連通配置されている。

前記レギュレータ・リリーフ油路８０は、前記ドライビ
ングピストン５０が外径方向にストロークする吸込行程
時に、ポール弁構造のワンウェイバルブ８１を介してシ
リンダー室６０内に作動油を供給する油路で、前記ロー
ター４０にシリンダー室６０とスプール室９０とを連結
するべく形成されている。

尚、前記ワンウェイバルブ８１は、レギュレータ・リリ
ーフ油路８０に形成された中ぐり溝８１ａと、この中ぐ
り溝８１ａに一端が支持される台形スプリング８１ｂと
、この台形スプリング８１ｂにより付勢力が与えられる
ポール８１Ｃとによって構成されている。

この場合、スプリングリテーナを省略出来ると共に、ね
じ込み式スプリングリテーナでは熱処理前に加工したね
じが熱処理後に歪んで螺着しにくくなるといった不具合
の発生を回避出来る。

前記スプール室９０は、前記ローター４０の回転中心部
に軸方向穴として開孔されたアキュムレタ室１００に連
通する穴で、このスプール室９０には、油温上昇により
バランス油路７０を閉じてオリフィス機能を失わせる流
路閉鎖手段として、所定の油温を越えたら伸長する形状
記憶合金バネ９１とバイアスバネ９２とによって付勢さ
れたスプール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４
０に往復動可能にピストンシール１０１により油密状態
で設けられたアキュムレータピストン７０２と、該ピス
トン１０２とスプリングリテーナ１０３との間に介装さ
れたコイルスプリング１０４とによって形成されている
。

前記アキュムレータ・リリーフ油路１１０は、アキュム
レータ室１００の上限圧、即ち、最大伝達トルクを規定
する油路で、前記ローター４０にアキュムレータ室１０
０とドレーン室１２０とを連結するべく形成されている
。

そして、このアキュムレータ・リリーフ油路１１０は、
アキュムレータ室１００側の油路開口部をアキュムレ〜
り圧が低圧領域ではピストンシール１０１上に配置され
るようにしている。

この場合、前記ピストン１０２のストロークに伴なうピ
ストンシール１０１の位置変化を利用して開閉バルブ機
能が発揮されることになり、スプール室９０の軸方向に
設けられるチエツク弁か不要となって継手の軸方向寸法
短縮化を図ることが出来る。

次に、実施例の作用を説明する。

（イ）カム面３１の形状設定 第４図に示すカム面３１の形状設定に関し、基本的な形
状設定の考え方は、特願昭６２−１１７６９９号と同様
であり、その説明は省略する。

先行出願の場合とカム面３１の形状設定において異なっ
ている点は、第４図においてＸ軸、Ｙ軸に対し各々４５
’、４５’に描かれた線ａ−ａ。

線ｂ−ｂに対し、最小半径点Ａ１日、Ｃ，Ｄかに度だけ
偏っている点である。

尚、以下の説明を解り易くするため、ｋ＝５°とする。

また、第３図に示すように回転差感応型継手Ｊを適応し
た場合、ドライブハウジング３０は車両の前進時に右方
向（時計方向）に回転する。

即ち、相対的にはドライブハウジング３０が固定でロー
ター４０が左回転すると考えても良い。

そして、ローター４０のドライビングピストン■、■を
とってみると、相対回転角θ＝０〜４０゜の領域におい
ては、シリンダー室６０の油を押し出す行程、即ち、こ
の１組のドライビングピストン■、■はローター４０を
介してエンジントルクを後軸に伝達する。また、相対回
転角θ＝４０〜６０°の領域においては、シリンダー室
６０は油の吸入行程であり、トルクの伝達は行なわれな
い。

これらの関係を第５図に示すか、第５図において実線は
正転時の特性を示し、■、■のドライビングピストン５
０．５０による特性がＴ５．４であり、■、■のドライ
ビングピストン５０．５０による特性がＴ２．５であり
、■、■のドライビングピストン５０．５０による特性
がＴ３や。である。

そして、ＧＴは正転時におけるトルク伝達合計値である
。

また、第５図において点線は逆転時の特性を示し、正転
側ではドライビングピストン５０の押し込み速度を速め
て相対回転角θが１０°間隔でトルクの上昇特性を得る
ようにしているのに対し、逆転側ではドライビングピス
トン５０の押し込み速度を遅くし相対回転角θが２０°
間隔でトルク上昇特性を得るようにしていることで、逆
転時におけるトルク伝達合計値ＧＴ’　を正転時のトル
ク伝達合計値ＧＴより低く抑えている。

（ロ）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が径方向に往復動じな
い為、回転差感応型継手Ｊによる後輪１９．２０側への
伝達トルク八Ｔの発生がなく、エンジン駆動トルクは前
輪７゜８のみに伝達される前輪駆動状態となる。

但し、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Ｏ−ター４０に設
けられているドライビングピストン５０には遠心力が作
用し、この遠心力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、この遠心力に
応じた後輪伝達トルクが発生し、高速直進安定性を高め
ることができる。

（ハ）正転側の回転速度差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、あるいは山路や雪路や
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６
０の容積を縮小させようとする時には、オリフィス７１
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の受圧面積とを掛は合せた
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、この押し付は力によって後輪１９．２
０側への伝達トルクＴが発生する。

即ち、後輪１９．２０側への伝達トルクＴは、回転速度
差ΔＮが大きければ大きい程、オリフィス７１の前後圧
力差も大きくなることから、第６図の実線に示すように
、２次関数曲線であられされる正転側伝達トルク特性を
示す。

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トルク配分が制御されることにな
り１発進性や加速性の向上、山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かできる。

尚、アキュムレータ室１００の油を回転差感応型継手Ｊ
及び該継手Ｊを介して後輪１９．２０に駆動トルクを伝
える駆動伝達系の破壊強度より小さな油圧でリリーフし
て上限圧を規定するアキュムレータ・リリーフ油路１１
０を設けた為、最大駆動トルクＴ１□までのトルクが後
輪１９．２０へ入力される。

また、カム面３１の形状が相対回転により発生する伝達
トルクＴの合計値ＧＴがあらゆる相対回転角θの位置に
おいて等しくなるように設定されている為、ドライビン
グピストン５０とカム面３１との相対回転角θの位置変
位に基づくトルク変動の発生が抑制され、このトルク変
動による駆動系の振動発生の防止で車両の音振性能の向
上を図ることができる。

（ニ）逆転側の回転速度差ΔＮの発生時制動時や小半径
旋回時やコースチング時や後退走行時等であって、回転
速度差△Ｎに応じて駆動される後輪１９．２０がスリッ
プし、前後輪に回転速度差ΔＮを生じた場合には、後輪
１９．２０側への伝達トルクＴは、第６図の１点鎖線に
示すように、正転側に比べ伝達トルクＴのレベルが非常
に低い逆転側伝達トルク特性を示す。

従って、制動時や小半径旋回時やコースチング時や後退
走行時等において相対回転方向が逆転側となる場合には
、前輪７．８側から継手Ｊを介して後輪３９．２０側へ
伝達される負の駆動トルク（制動トルク）の影響が小さ
くて、継手Ｊを介した後輪１９．２０に作用する一種の
エンジンブレーキを小さく抑えることができる。

例えば、四輪アンチスキッドブレーキ装置付の車両に適
応した場合であって、アンチスキッドブレーキ作動とト
ルク伝達作動とが同時に発生した時には、前後輪回転速
度差ΔＮが大きな時であっても干渉程度が低く抑えられ
、アンチスキッドブレーキ作動による制動時の車輪ロッ
ク防止機能が確実に発揮される。

即ち、ＦＦ車ベースの四輪駆動車で、四輪アンチスキッ
ド装置を備えた車両では、制動時に後輪がスリップ状態
、つまり、通常とは逆に継手相対回転が生じていて、前
輪側から負の駆動トルク（制動トルク）が伝達されてい
る状態か実現されることがあるが、接輪１９，２０に作
用する一種のエンジンブレーキが小さく抑えられる為、
ロック防止のためにブレーキ液圧を低下させて後車輪速
を上昇させることができる。

また、小半径旋回時におけるタイトコーナブレーキ現象
も、第６図に示すように、同じ相対回転速度差ΔＮの場
合にＴＡからＴ８へと伝達トルク丁が低減される為、タ
イトコーナ感としては軽減効果が著しいしいとは言えな
いが、旋回時における計測ブレーキトルクは確実に差が
生じ、その分だけ燃費の向上を期待できる。

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、本発明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、接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。

（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、カム面の形状を、相対回転により発生する伝
達トルクの合計値かあらゆる相対回転角位置においてほ
ぼ等（７くなるように設定すると共に、相対回転の正転
倒と逆転側とにトルク伝達特性差を持たせて設定した為
、相対回転時にトルク変動の発生を抑制できると共に、
正転側の相対回転時に十分な正の駆動トルク伝達を確保
した上で、逆転側の相対回転時に負の駆動トルクの伝達
低減を図って負の駆動トルク伝達ＥＩＦ　（例えば、ア
ンチスキッドブレーキ装置との作動干渉影響等）を抑え
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図は本発明実施例の回転差感応型継手を示す縦断正
面図（第２図ｆｆ−Ｉｔ線）、第２図は第１図Ｉ−Ｉ線
による断面図、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図はドライブハウジングのカ
ム面の形状設定を説明する図、第５図は第４図１ご示す
カム面の形状設定による相対回転角に対する伝達トルク
の関係を示すトルク特性図、第６図は実施例継手での正
転側及び逆転側でのトルク伝達特性図である。 Ｊ・・・回転差感応型継手 ３０・・・ドライブハウジング（第１回転部材）３１・
・・カム面 ４０・・・ローター（第２回転部材） ５０・・・ドライビングピストン（カム体）６０・・・
シリンダー室（流体室） ７０・・・バランス油路（流体路） ７１・・・オリフィス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）相対回転可能な入出力軸間に設けられ、前記両軸の
   回転速度差に応じた量の流体を流動させる流量発生手段
   を備え、前記流体の流動抵抗により前記入出力軸間の伝
   達トルクが制御される回転差感応型継手において、 前記流量発生手段は、入出力軸の一方と一体的に形成さ
   れ内周部にカム面を有する第１回転部材と、入出力軸の
   他方と一体的に形成され前記カム面内に挿入される第２
   回転部材と、該第２回転部材に支持されると共に、前記
   カム面と周接し前記両回転部材の相対回転時に径方向に
   往復動するカム体と、該カム体の往復動に伴ない体積変
   化する複数の流体室と、第２回転部材に形成された各流
   体室間をオリフィスを介して連結する流体路とによって
   構成され、前記カム面の形状を、相対回転により発生す
   る伝達トルクの合計値があらゆる相対回転角位置におい
   てほぼ等しくなるように設定すると共に、相対回転の正
   転側と逆転側とにトルク伝達特性差を持たせて設定した
   事を特徴とする回転差感応型継手。