JPH05126165A - 回転差感応継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油の温度上昇に伴う体積増加を補償し、作動
油が高温となる厳しい条件下においても回転差感応継手
の使用を可能とする。 【構成】 軸方向に２カ所設けた第１リリーフ孔１８、
第２リリーフ孔２２から油を排出しながら挿入孔１６に
アキュムレータピストン６を挿入し、アキュムレータピ
ストン６のシールリング７で第１リリーフ孔１８が塞が
れると、第１リリーフ孔１８に盲栓１９を施し、アキュ
ムレータ室９０の体積が増加しても第１リリーフ孔から
油が漏れないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両の駆動系に適用さ
れ、適用箇所の入出力部材の相対回転差に応じた継手伝
達トルクを得る回転差感応継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転差感応継手としては、特開平
３−２４３２９号公報に開示されるものがある。

【０００３】これは図７に示した如く、同軸上に相対回
転可能に配置されたハウジング９４及びロータ１２６
と、該ハウジング９４とロータ１２６との相対回転差に
よるピストン９６の往復動に応じて流体室９８よりアキ
ュムレータ室１０２へ油が吐出され、この時の流体量を
オリフィス１１６による流出規制で流体圧に変換し、更
にこの流体圧を両軸間の伝達トルクに変換するものであ
る。

【０００４】又、モータアクチュエータ１２２駆動によ
り軸方向にストロークするスプール１２４とオリフィス
１１６との相対位置関係でオリフィス１１６開口面積を
変換し、上記伝達トルクを変更することができる。

【０００５】上記アキュムレータ室１０２は、ロータ１
２６に設けた挿通孔１３０に摺動するアキュムレータピ
ストン１０６をリリーフ孔１０４より油を排出しながら
スプール１２４側に押し込んでいき、アキュムレータピ
ストン１０６に設けたシール材１１４によってリリーフ
孔１０４が塞がれる位置（これ以上アキュムレータピス
トン１０６を押し込めなくなる）で、アキュムレータピ
ストン１０６の背面側にスプリング（押圧手段）１１２
を入れた後、スプリングリテーナ（押圧手段）１０８を
固定することによって形成している。即ち、スプリング
１１２によって所定圧が加えられていることから、上記
流体室９８よりアキュムレータ室１０２へ吐出された油
はレギュレータ油路１１８より再び流体室９８へ吸入さ
れる。

【０００６】又、上記に述べた如くハウジング９４とロ
ータ１２６とに回転差が生じると継手はトルクを発生さ
せるため、それに比例した熱が発生し、油の温度が上昇
してしまう。上記アキュムレータ室１０２は、温度上昇
によって油が熱膨張すると、それに伴ってアキュムレー
タピストン１０６がアキュムレータ室１０２体積増加の
方向へ摺動し、油の体積増加を補償していた。又、油の
温度が過度に上昇し継手内部の圧力が上がりすぎると、
継ぎ目からの油漏れや油の劣化が起こるが、アキュムレ
ータピストン１０６の働きでリリーフ孔１０４とアキュ
ムレータ室１０２とが連通し、アキュムレータ室１０２
から油を逃がすことにより継手内を所定圧以下に保つ構
造となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら作動条件
が厳しく油の温度が過度に上昇し、実際にリリーフ孔１
０４から油が漏れるような時には、高圧状態から一気に
低圧状態となるため、油が気化しながら大量に漏れる。
この結果、アキュムレータ室１０２の油が少なくなり、
油の熱容量が少なくなるため、油の温度が高温度まで上
昇し油の劣化が促進するおそれがあったが、前記従来の
回転差感応継手ではアキュムレータピストン１０６をリ
リーフ孔１０４が塞がれる位置から更に深く押し込むこ
とができなかったため、油の体積増加を補償する容量が
少なかった。

【０００８】このため従来の制御型回転差感応継手にお
いては、リリーフ孔１０４から油が漏れる体積まで増加
しないような作動条件で制御していたが、アキュムレー
タ室１０２の少しの体積増加でリリーフ孔１０４と連通
するため、リリーフ孔１０４から油が漏れないような作
動条件は限定され、制御の幅が狭められていたという問
題があった。

【０００９】もちろんオリフィス開口面積を固定した回
転差感応継手においても、リリーフ孔から油が漏れない
ような条件下でしか使用できないため、使用できる条件
が限定されてしまっていた。

【００１０】本発明は上記に鑑み、その目的は従来に比
べ作動条件のより厳しいところまで継手の使用を可能と
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は同軸上に配置された相対回転する第１回転
部材及び第２回転部材と、前記第１回転部材に設けら
れ、内面にカム面を有するハウジング部材と、前記第２
回転部材に設けられ、前記ハウジング部材との相対回転
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
射状配置のピストンを有するロータ部材と、該ロータ部
材に形成され、前記ピストンの往復動に伴い体積変化す
る流体室と、前記第２回転部材に設けられた挿通孔と、
該挿通孔内に設けられ、該挿通孔の軸方向に摺動可能な
アキュムレータピストンと、該アキュムレータピストン
と前記挿通孔とで形成されアキュムレータピストンの摺
動に伴い体積変化するアキュムレータ室と、前記アキュ
ムレータピストンを押圧し前記アキュムレータ室内の油
に所定圧を与える押圧手段と、前記挿通孔に設けられ、
前記アキュムレータ室の体積増加による前記アキュムレ
ータピストン摺動時にアキュムレータ室内部と外部とを
連通するリリーフ孔と、前記アキュムレータ室と前記流
体室とを連通する連通路に設けられたオリフィスと、を
備える回転差感応継手において、前記アキュムレータピ
ストンが前記アキュムレータ室と前記リリーフ孔との連
通を断つ位置に在る状態でアキュムレータ室内部と外部
とを連通して油を排出可能な油排出孔を前記ロータ部
材、ピストン及びアキュムレータピストンの少なくとも
１つに設け、前記アキュムレータピストンの前記挿通孔
内への組み付け時に、該アキュムレータピストンを前記
連通が断たれる位置よりも更に深く挿入した後前記油排
出孔を閉鎖する閉鎖手段を設けるものとする。

【００１２】

【作用】上記構成の回転差感応継手は、第１回転部材と
第２回転部材とに相対回転差が生じると、ピストンの往
復動に伴い流体室よりアキュムレータ室へ吐出される流
量がオリフィスによる流出規制で流体圧に変換され、こ
の流体圧はピストンがハウジング部材に圧接されること
によって第１回転部材と第２回転部材との伝達トルクに
変換される。この時、相対回転差及び伝達トルクによっ
て決まる熱量が発生し、油の温度が上昇し、油の体積が
増す。このため押圧手段の押圧に抗してアキュムレータ
ピストンは増加する方向へ摺動する。従来、アキュムレ
ータピストンの少しの摺動で油が漏れだしていたが、本
発明の回転差感応継手にあっては、アキュムレータピス
トンを挿通孔に組み付ける時に、アキュムレータピスト
ンをアキュムレータ室とリリーフ孔との連通が立たれる
位置よりも更に深く挿入しその後油排出孔を閉鎖してい
るため、油の体積増加を補償する容量が増える。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１４】図１は本発明の実施例である制御型回転差
感応継手の要部断面図、図２はこの実施例の軸直行方向
断面図、図３はこの実施例をトルク配分装置として適用
したトランスファを示す断面図、図４は図３に示すトラ
ンスファを適用したエンジン駆動系及び制御系を示す概
略図である。

【００１５】図４に示す如く、本実施例のエンジン駆動
系においてはエンジン７６で発生したトルクを、トラン
スミッション７４を介してトランスファ５３に伝達し、
トルクの一部を該トランスファ５３からプロペラシャフ
ト８１、リアデファレンシャル８２を介して左後輪９
２、右後輪８８に伝達する。一方、残りのトルクをトラ
ンスファ５３からフロントデファレンシャル３２を介し
て左前輪８６、右前輪８４に伝達する。

【００１６】前記フロントデファレンシャル３２は、ト
ランスファケース３８に内蔵されており、左前輪８６側
にトルク配分機能を持つ制御型回転差感応継手２５を設
けている。このため前後輪に相対回転差が生じた場合に
制御型回転差感応継手２５において発生する継手伝達ト
ルクが前輪側へ配分するトルクとなる。尚、制御型回転
差感応継手２５は、左サイドギア位置にのみ設けられて
いるが、デファレンシャル３２によるトルク等配分伝達
作用により左前輪８６、右前輪８４に同じトルクが伝達
される。

【００１７】又、制御型回転差感応継手２５の継手伝達
トルク特性を変更するモータアクチュエータ６２を設け
ており、該モータアクチュエータ６２はコントローラ７
８により駆動制御される。

【００１８】このコントローラ７８には、図外の右前輪
速センサ、左前輪速センサ、右後輪速センサ、左後輪速
センサ、横Ｇセンサ、アクセル開度センサからの信号及
びエンジン回転数信号、ＡＢＳ制御信号等が入力され、
これらの信号を入力情報とし、各車輪の回転速度差やア
クセル開度等に応じて継手伝達トルク特性の変更制御を
行ったり、ＡＢＳ作動時に解除制御を行うようにしてい
る。

【００１９】前記前記トランスファ５３は図３に示す如
く、トランスファハウジング５４に回転可能に支持され
るトランスファケース３８を有し、該トランスファケー
ス３８内に制御型回転差感応継手２５を内蔵するフロン
トデファレンシャル３２が設けられる。トランスファケ
ース３８には図外のトランスミッション出力ギアと噛合
するリングギア２８をボルト２９で固定しており、図外
のトランスファギアを介してプロペラシャフトに連結さ
れている。

【００２０】又、前記フロントデファレンシャル３２
は、トランスファケース３８に支持されるピニオンシャ
フト３４と、該ピニオンシャフト３４に回転自在に支持
されるピニオン３６と、該ピニオン３６に噛合する一対
のサイドギア４６、４８とよりなる。

【００２１】該サイドギア４８は、前記制御型回転差感
応継手２５を介して左前輪軸４２にスプライン結合さ
れ、サイドギア４６は、右前輪軸４４にスプライン結合
される。

【００２２】又、モータアクチュエータ６２をトランス
ファハウジング５４に設けており、これはモータアクチ
ュエータ６２のモータ軸６４に設けられたフォーク６６
と、該フォーク６６に接するアウタースリーブ６８と、
該アウタースリーブ６８にベアリング５８を介して設け
られたインナースリーブ５６と、該インナースリーブ５
６に固定されたクロスロッド７２と、該クロスロッド７
２に一端が固定されると共に左前輪軸の軸心位置に配置
されたプッシュロッド５２によってスプール６９の位置
を変化させるものである。尚、モータアクチュエータ６
２とモータ軸６４は断面を９０゜変えて描いている。

【００２３】図１乃至図２に示すように、制御型回転差
感応継手２５は、前記サイドギア４８が一体に形成され
ると共に内面にカム面３１が形成されたハウジング（第
１回転部材）４と、左前輪軸４２にスプライン結合され
たロータ（第２回転部材）２と、前記ハウジング４とロ
ータ２との相対回転差により前記カム面３１に摺接しな
がらロータ２に設けたシリンダ孔４１を径方向に往復動
する放射状配置のドライビングピストン（ピストン）５
０と、該ドライビングピストン５０の往復動に伴って体
積変化するシリンダ室（流体室）６０と、ロータ２の軸
心位置に設けられたスプール室７０と、該スプール室７
０と前記シリンダ室６０とを連通するオリフィス８を持
つ吐出路（連通路）７１、前記スプール室７０に軸方向
ストローク可能に設けられ、前記オリフィス８面積を変
化させるスプール６９と、該スプール６９の端部位置に
形成されたアキュムレータ室９０を有する。又、前記ド
ライビングピストン５０の周りには、シリンダ孔４１と
の摺動面から油が漏れないようにシール材５１を設けて
いる。

【００２４】前記ロータ２には、アキュムレータ室９０
とシリンダ室６０とをワンウェイバルブ８１を介して連
通するレギュレータ油路８０が形成されている。前記ア
キュムレータ室９０はロータ２に同軸上に設けられた円
筒状の挿通孔１６と、該挿通孔１６内を摺動するアキュ
ムレータピストン６とで形成される。又、前記ロータ２
には挿通孔１６内部と外部とを連通する第１リリーフ孔
（油排出孔）１８と第２リリーフ孔２２とを軸方向に２
カ所、合計４個設けており、アキュムレータピストン６
を組み付け時に第１リリーフ孔１８、第２リリーフ孔２
２より油を排出しながらアキュムレータピストン６をス
プール６９側へ挿入し、アキュムレータピストン６のシ
ールリング７で第１リリーフ孔１８が塞がれると、第１
リリーフ孔１８に盲栓１９（閉鎖手段）を施し、アキュ
ムレータピストン６と挿通孔１６に固定したスプリング
リテーナ（押圧手段）１４との間にスプリング（押圧手
段）１２を介在させ、アキュムレータピストン６をアキ
ュムレータ室９０の方向へ押圧する事によりアキュムレ
ータ室９０に所定圧を与えている。

【００２５】次に、作用に付いて説明する。

【００２６】ハウジング４とロータ２とに相対回転差が
生じると、軸心方向にストロークするドライビングピス
トン５０の往復動に伴い、シリンダ室６０から吐出路７
１を通りスプール室７０からアキュムレータ室９０へ吐
出される流量がオリフィス８による流出規制で流体圧に
変換され、この流体圧とピストン受圧面積とを掛け合わ
せた力によりドライビングピストン５０がカム面３１に
圧接し、ハウジング４とロータ２との相対回転差に応じ
た継手伝達トルクが発生する。

【００２７】又、アキュムレータ室９０に吐出された油
は、アキュムレータピストン６によって加えられる圧に
よりドライビングピストン５０が半径方向にストローク
するときにレギュレータ油路８０を通りシリンダ室６０
へ戻る。

【００２８】継手伝達トルクは、ハウジング４とロータ
２との相対回転差の２乗に比例し、オリフィス８の開口
面積の２乗に反比例して伝達され、図５に特性曲線を示
すように、設定されたオリフィス８開口面積に応じた制
御ゲインを持つ２次関数曲線的な継手伝達トルク特性が
オリフィス８全閉側で高ゲイン、全開側で低ゲインとい
うように決まり、車両走行時にはコントローラ７８から
の制御信号により、所望の継手伝達トルクを得られるよ
うオリフィス８の開口面積を決定するスプール６９の軸
方向位置がモータアクチュエータ６２により決定され
る。

【００２９】ところでドライビングピストン５０がロー
タ２の径方向に１往復するときに油がドライビングピス
トン５０に対して行う仕事Ｗは、シリンダ室６０内の圧
力をＰ、体積をＶとして、

【００３０】

【数１】

【００３１】で表される。数式１よりドライビングピス
トン５０がシリンダ室６０体積増加方向へ動く時に油は
ドライビングピストン５０に対して仕事をし、ドライビ
ングピストン５０がシリンダ室６０体積減少方向へ動く
時に油はドライビングピストン５０から仕事をされるこ
とが解る。上記に述べてきたように、ドライビングピス
トン５０がシリンダ６０体積減少方向へ動くときのシリ
ンダ室６０内の圧力が、ドライビングピストン５０がシ
リンダ６０体積減少方向へ動くときのシリンダ室６０内
の圧力よりも大きいため、油はドライビングピストン５
０から仕事をされることになる。この仕事は油の熱量と
なり油の温度が上昇する。単位時間に油に与えられる熱
量は、上記数式１にロータ２とハウジング４との相対回
転差に比例した値を乗じて得られ、又、継手伝達トルク
はシリンダ室６０内の圧力にドライブピストン５０の受
圧面積を乗じて得られる。即ち、油には相対回転差及び
継手伝達トルクに比例した熱が発生する。油の温度上昇
と共に油の体積が増すため、この体積増加を補償するた
めにアキュムレータピストン６がスプリング１２に抗し
てアキュムレータ室９０体積増加の方向、即ち図中右方
向へ摺動する。

【００３２】アキュムレータピストン６が、図中右方向
へ摺動していき、シールリング７が挿通孔１６にある第
２リリーフ孔２２の開口部より図中右側へ行くと、アキ
ュムレータ室９０内の油は第２リリーフ孔２２よりアキ
ュムレータ室９０外へ排出され、アキュムレータ室９０
の室圧が所定以上にならないようにしている。

【００３３】実際には、制御によって作動条件を制限し
て、第２リリーフ孔２２から油が漏れるような体積増加
をしないようにしている。従来においては、油の温度が
上昇し体積が少し増加しただけで、アキュムレータピス
トンが体積増加方向に摺動し、油が漏れだしていた。こ
のため使用可能な作動条件が狭く、制御の幅が限定され
ていた訳だが、本実施例においては、従来に比べ（挿通
孔１６の断面積）×（第１リリーフ孔１８と第２リリー
フ孔１９との距離）で得られる体積の分だけアキュムレ
ータ室９０による油の体積増加を補償する容量が増加す
るため、従来第１リリーフ孔１８から油が漏れだしてい
たような温度上昇でも、油が漏れることはなく、より厳
しい作動条件の所まで制御の幅を広げることが出来る。

【００３４】図６に、相対回転差と継手伝達トルクから
決まる制御使用可能領域を表す特性図を示す。Ａ，Ｂは
発熱量一定ラインであり相対回転差×継手伝達トルクで
求められ、Ａは従来の制御型回転差感応継手の発熱量で
あり、Ｂは本実施例の制御型回転差感応継手の発熱量を
示し、ＡよりもＢの方が発熱量が多いことを表す。即
ち、本実施例においては従来に比べ制御の幅が増大する
効果が得られ、より厳しい作動条件の所まで、制御型回
転差感応継手２５の使用が可能となる。

【００３５】ところで本実施例においては、アキュムレ
ータピストン６を組み付け時に、シールリング７が第１
リリーフ孔１８を塞ぐと、第１リリーフ孔１８に盲栓１
９を施していたが、シールリング７が第２リリーフ孔２
２を塞いだ後ならば、第１リリーフ孔１８を塞がなくて
も第１リリーフ孔１８に盲栓を施してもよい。又、第１
リリーフ孔１８、即ち油排出孔は制御型回転差感応継手
２５内部と外部とを連通し、且つ閉鎖できる位置ならば
どこでもよく、例えばロータ２又はドライブピストン５
０にシリンダ室６０内部と外部とを連通するように設け
てもよく、又、アキュムレータピストン６自体に孔を開
けておき挿入後に閉鎖するといったことも可能である。
この場合、アキュムレータピストン６の強度を確保する
必要があるのはいうまでもないだろう。

【００３６】又、上記実施例では制御型回転差感応継手
について説明してきたが、オリフィス開口面積を固定し
た固定型回転差感応継手の場合も、同様により厳しい作
動条件で使用が可能になる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の回転
差感応継手にあっては、油の温度が上昇しアキュムレー
タ室の体積が増加しても、従来よりアキュムレータピス
トンをリリーフ孔が塞がれる位置から更に挿通孔に深く
押し込んで組み付けているため、油の体積増加を補償す
る容量が増え、従来油がアキュムレータ室から漏れだし
ていたような温度上昇でも、漏れ出すことがなく、より
厳しい作動条件のところまで、回転差感応継手の使用が
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例である制御型回転差感応継手の
要部断面図である。

【図２】図１の制御型回転差感応継手の軸直行方向断面
図である

【図３】図１及び図２の制御型回転差感応継手が適用さ
れたトランスファを示す全体断面図である。

【図４】図３のトランスファを用いたエンジン駆動系及
び制御系を示す概略図である。

【図５】実施例の制御型回転差感応継手における継手伝
達トルク特性図である。

【図６】実施例と従来の制御型回転差感応継手とにおけ
る制御使用可能領域を示す特性図である。

【図７】従来の制御型回転差感応継手を示す図である。

【符号の説明】

２…ロータ（第２回転部材）、４…ハウジング（第１回
転部材）、６…アキュムレータピストン、８…オリフィ
ス、１２…スプリング（押圧手段）、１４…スプリング
リテーナ（押圧手段）、１６…挿通孔、１８…第１リリ
ーフ孔（油排出孔）、２２…第２リリーフ孔（リリーフ
孔）、１９…盲栓（閉鎖手段）、２５…制御型回転差感
応継手（回転差感応継手）、３１…カム面、５０…ドラ
イビングピストン（ピストン）、６０…シリンダ室（流
体室）、７１…吐出路（連通路）、９０…アキュムレー
タ室。

Claims (1)

【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
   部材及び第２回転部材と、 前記第１回転部材に設けられ、内面にカム面を有するハ
   ウジング部材と、 前記第２回転部材に設けられ、前記ハウジング部材との
   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ピストンを有するロータ部材と、 該ロータ部材に形成され、前記ピストンの往復動に伴い
   体積変化する流体室と、 前記第２回転部材に設けられた挿通孔と、 該挿通孔内に設けられ、該挿通孔の軸方向に摺動可能な
   アキュムレータピストンと、 該アキュムレータピストンと前記挿通孔とで形成されア
   キュムレータピストンの摺動に伴い体積変化するアキュ
   ムレータ室と、 前記アキュムレータピストンを押圧し前記アキュムレー
   タ室内の油に所定圧を与える押圧手段と、 前記挿通孔に設けられ、前記アキュムレータ室の体積増
   加による前記アキュムレータピストン摺動時にアキュム
   レータ室内部と外部とを連通するリリーフ孔と、 前記アキュムレータ室と前記流体室とを連通する連通路
   に設けられたオリフィスと、を備える回転差感応継手に
   おいて、 前記アキュムレータピストンが前記アキュムレータ室と
   前記リリーフ孔との連通を断つ位置に在る状態でアキュ
   ムレータ室内部と外部とを連通して油を排出可能な油排
   出孔を前記ロータ部材、ピストン及びアキュムレータピ
   ストンの少なくとも１つに設け、 前記アキュムレータピストンの前記挿通孔内への組み付
   け時に、該アキュムレータピストンを前記連通が断たれ
   る位置よりも更に深く挿入した後前記油排出孔を閉鎖す
   る閉鎖手段を設けたことを特徴とする回転差感応継手。