JPH0434222A - 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、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１−１０６３５
５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っては、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。

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
通ず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よ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内の圧力が高まり
、この発生油圧とドライブピストンの受圧面積とを掛は
合せた力かドライブピストンをカム面に押し付ける力と
なり、この押し付は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、ドライブビス］・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か、
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、カムハウジングとハブ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、ドライブピス
トン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ビニオン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１５．１
６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−す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３ｏ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７ｏと連通
して作動油をハウジング部材２０とロータ３ｏとのイン
ロ一部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５゜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５ｏ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
速度差か発生しない時は、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
向に往復動じない為、ディファレンシャルケース１ｏ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タ３０に設けられてい
るドライブピストン４ｏ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。

１口）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２ｏとロータ３ｏ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
４ｏ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９
０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
積とを掛は合せた油圧力がドライブピストン４ｏをカム
面２３に押し付ける力となり、この押し付は力が差動制
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ΔＮＦＩＬ
に対し差動制限トルクＴＬ５ｏ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４ｏに加わる遠心力による伝達トルク八
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４
０を介してハウジング部材２ｏ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
ウジング部材２ｏ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２０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３
２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一部２
０ａ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
インロ一部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ΔＮＦＩＬ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と〇−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Ａ９日と交差する位置をシリンダ室開口部６
０ａ、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６
０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８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５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！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、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×方自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)

1. 【特許請求の範囲】 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。