JPH0819973B2 - 制御型回転差感応継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、四輪駆動車等の多輪駆動車の駆動力配分装
置や前後輪及び左右輪の差動装置や前後輪及び左右輪の
差動制限装置等として用いられる制御型回転差感応継手
の改良に関する。

（従来の技術） 従来の制御型回転差感応継手としては、特開昭63−10
1567号の公報に記載されているような継手が知られてい
る。

この従来継手には、同軸上に相対回転可能に配置され
た第１の回転軸及び第２の回転軸と、該第1,第２の回転
軸の相対回転速度差に応じて吐出される流体量をオリフ
ィスによる流出規制で流体圧に変換し、さらに、この流
体圧を両軸間の伝達トルクに変換する回転差感応継手
と、回転部に設けられたアクチュエータによりオリフィ
スの開口面積を変更するスプールが示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の制御型回転差感応継
手にあっては、互いに相対回転が可能な第１の回転軸と
第２の回転軸のみが存在する為、スプール及びアクチュ
エータを回転中心軸部に設けることができるが、例え
ば、この継手を後輪駆動ベースの四輪駆動車の駆動力配
分制御装置として適用した場合のように、第1,第２の回
転軸以外に軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で存在す
る場合には、スプール及びアクチュエータを回転中心軸
部に設けることができない。

そこで、第1,第２の回転軸以外に軸心位置に第３の回
転軸が貫通状態で存在する場合には、第６図に示すよう
に、非回転部に図外のアクチュエータを設け、該アクチ
ュエータに連結される複数のロッドを第３の回転軸を取
り囲むように回転軸心位置からオフセットした位置に配
置し、該複数のロッドの先端にスプールを設け、該スプ
ールのストローク位置によりオリフィスの開口面積を変
更可能とする案がある。

しかしながら、第７図に示す制御型回転差感応継手に
あっても、下記に述べる問題を有する。

ロッドの操作量に対してスプールのスライドストロ
ーク量が１対１の関係になっている為、オリフィスの開
口面積をスプールにより微小量閉じたり開いたりする場
合に、アクチュエータによるロッドの操作量も同じく微
小量としなければならず、オリフィスの開口面積の変更
により伝達トルク特性を高精度で制御することが困難で
ある。

オリフィスがスプールに対して一方向のみの位置に
存在する為、スプールがラジアル方向のアンバランスに
よりスプール室に押し付けられてスプール摺動抵抗が増
し、応答遅れが出る。

本発明は、上述のような問題に着目してなされたもの
で、外部アクチュエータによりオリフィスの開口面積を
変更可能な制御型回転差感応継手において、第1,第２の
回転軸以外に軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で存在
する場合に適用できると共に、高精度での伝達トルク制
御と安定した制御応答性を得ることを課題とする。

（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制御型回転差感応
継手では、第３の回転軸の外周に円筒スリーブを配置
し、かつ、円筒スリーブに形成したテーパ面を介してス
プールをスライドストロークさせると共にスプールのス
トローク方向に直交する対称位置にオリフィスが設けら
れた手段とした。

即ち、同軸上に相対回転可能に配置された第１の回転
軸及び第２の回転軸と、前記第1,第２の回転軸と同軸上
の回転軸心位置に貫通状態で配置された第３の回転軸
と、前記第1,第２の回転軸の相対回転速度差に応じて吐
出される流量をオリフィスによる流出規制で流体圧に変
換し、さらに、この流体圧を両軸間の伝達トルクに変換
する回転差感応継手と、非回転部に設けられたアクチュ
エータと、該アクチュエータに連結されると共に前記第
３の回転軸の外周に配置された円筒スリーブと、該円筒
スリーブの端部に形成されたテーパ面に接すると共に回
転軸直交方向に配置されたスプールと、該スプールのス
トローク方向に直交する対称位置に設けられたオリフィ
スとを有するオリフィス開口面積変更手段と、を備えて
いる事を特徴とする。

（作 用） 第１の回転軸と第２の回転軸との間に相対回転速度差
が生じた場合には、相対回転速度差に応じて吐出される
流量をオリフィスによる流出規制で流体圧に変換され、
さらに、この流体圧を両軸間の伝達トルクに変換され
る。

そして、この伝達トルク特性を変更する場合は、非回
転部に設けられたアクチュエータを所定の制御指令によ
り駆動させると、アクチュエータに連結されると共に第
３の回転軸の外周に配置された円筒スリーブがストロー
クし、この円筒スリーブの端部に形成されたテーパ面に
接すると共に回転軸直交方向に配置されたスプールが円
筒スリーブの何分の１かのストローク量だけストローク
し、このスプールのストローク方向に直交する対称位置
に設けられたオリフィスの開口面積を変更させることで
行なわれる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、構成を説明する。

第５図は実施例の制御型回転差感応継手Ａが適用され
た四輪駆動車のパワートレーンを示すスケルトン図で、
制御型回転差感応継手Ａは、エンジン横置きで後輪を直
接駆動する四輪駆動車の前輪駆動系への動力伝達経路の
途中にセンターディファレンシャルと前輪への駆動力配
分制御装置とを兼用する継手として設けられている。

第５図において、後輪駆動系として、エンジン１、ト
ランスミッション（クラッチを含む）２、トランスミッ
ション２の最終段ギヤ21により駆動される第１回転メン
バ24（第１の回転軸）、トランスファギヤトレーン９、
プロペラシャフトジョイント13、プロペラシャフト10,1
1,12、リヤディファレンシャル15、リヤドライブシャフ
ト16,17、後輪19,20を備えており、前輪駆動系として、
前記第１回転メンバ24、制御型回転差感応継手Ａ、フロ
ントディファレンシャルケースと一体の第２回転メンバ
22（第２の回転軸）、フロントディファレンシャル３、
左フロントドライブシャフト４（第３の回転軸）、右フ
ロントドライブシャフト５、ジョイント６、前輪7,8を
備えている。

第１図及び第２図は制御型回転差感応継手Ａを示す断
面図である。

この制御型回転差感応継手Ａのうち、第1,第２回転メ
ンバ24,22の相対回転速度差（前後輪の回転速度差Δ
Ｎ）に応じて吐出される流量をオリフィスによる流出規
制で油圧に変換し、さらに、この油圧を両回転メンバ2
2,24間の伝達トルク（前輪側への伝達トルクΔＴ）に変
換する前後輪駆動力配分機能を示す回転差感応継手部の
構成を説明する。

この回転差感応継手部は、第１回転メンバ24にスプラ
イン結合され、内面にカム面31が形成されたドライブハ
ウジング30と、第２回転メンバ22にスプライン結合され
るローター40と、両回転メンバ22,24の相対回転により
カム面31に摺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50と、該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シリンダ室60と、該シ
リンダ室60にオリフィス71を介して連通されたスプール
室90と、該スプール室90から連絡油路95bを介して連通
されたアキュムレータ室100と、アキュムレータ室100か
ら連絡油路95bを介してシリンダ室60に連通されたレギ
ュレータ油路80を備えている。

尚、第１図及び第２図において、42はシリンダー穴、
43はオイルシール、51はピストンシールリング、81はワ
ンウェイボールバルブ、101はピストンシールリング、1
02はアキュムレータピストン、103はスプリングリテー
ナ、104はリターンスプリング、110はリリーフ穴であ
る。

上記制御型回転差感応継手Ａのうちオリフィス71の開
口面積を変更するオリフィス開口面積変更手段の構成を
説明する。

このオリフィス開口面積変更手段は、非回転部に設け
られたアクチュエータ180と、該アクチュエータ180に連
結されると共に前記第３の回転軸である左フロントドラ
イブシャフト４の外周に配置された円筒スリーブ99と、
該円筒スリーブ99の端部に形成されたテーパ面99aに接
すると共に回転軸直交方向に配置されたスプール93と、
該スプール93のストローク方向に直交する対称位置にオ
リフィス71が設けられたオリフィスパーツ98とを備えて
いる。

前記円筒スリーブ99は、アクチュエータ連結溝99bを
端部に有すると共に、ローター40に内接し、キー45によ
りローター40に対してスライドを許し、且つ、ローター
40と一体で回転する。

前記モータアクチュエータ180は、車体に固定される
非回転部材であり、回転差感応継手20に近い図外のディ
ファレンシャルハウジング等に取り付けられ、第４図に
示すように、通電により回動するフォークシャフト181
及び、回転軸15の外周に配置されてフォークシャフト18
1に取り付けられた略Ｕ字形状のフォーク182とを有して
いて、このフォーク182は前記アクチュエータ連結溝99b
内に配置される。

前記スプール93は、第３図に示すように、あるシリン
ダ室60に対応して放射状に設けられたスプール室90にス
ライドストローク可能に設けられ、円筒スリーブ99のテ
ーパ面99aに接する面に球面93aに形成されている。

そして、スプール室90の内壁に接する部分にはスプリ
ングバックアップシール91が設けられ、シリンダ室60か
らの油圧によりテーパ面99aとの圧接状態を保たれる。

前記オリフィスパーツ98は、第３図に示すように、ロ
ーター40に固定状態で設けられ、その環状部98aの対称
位置にオリフィス71が開けられ、環状部98aに対し前記
スプール93の突起部93bが摺動することによりオリフィ
ス71の一部または全部が遮蔽される構造となっている。

尚、オリフィスパーツ98には、油密状態を確保するＯ
−リング92が設けられると共に、スプール93の最大スト
ロークによる前閉時にオリフィスパーツ98のわずかなス
トロークを許容するディッシュスプリング94がシリンダ
室60側に設けられている。

次に、作用を説明する。

雨路や氷雪路等の低摩擦係数路走行時等で、エンジン
直結駆動輪である後輪がスリップする前後輪回転速度差
発生時には、後輪駆動系の第１回転メンバ24と前輪駆動
系の第２回転メンバ22との間に相対回転が発生し、この
相対回転の発生に伴なって回転差感応継手部のドライブ
ハウジング30とローター40とが相対回転する。

そして、この相対回転によりカム面31に摺接するドラ
イビングピストン50が径方向に往復動するが、この往復
動のうち回転軸中心に向かうピストンストローク時に
は、シリンダ室60の容積を縮小させることによる吐出流
量がオリフィス71による流出規制で油圧に変換され、シ
リンダ室60内の圧力が高まり、この発生油圧とピストン
50の受圧面積とを掛け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、この押し付け
力が前輪側への伝達トルクΔＴとして作用する。

そして、本実施例では、オリフィス71の開口面積を変
化させることにより前輪側への伝達トルクΔＴの特性を
任意に変更することができる。

即ち、非回転部に設けられたアクチュエータ180を所
定の制御指令により駆動され、フォーク182を第４図中
矢印Ｃ方向に回動させた場合には、円筒スリーブ99が第
１図中右方向へストロークし、この円筒スリーブ99の端
部に形成されたテーパ面99aに接すると共に回転軸直交
方向に配置されたスプール93が、第３図に示すように、
円筒スリーブ99のストローク量S1に対してテーパ面99a
の傾斜角度で決まるストローク量S2（例えば、S1:S2＝
8:1）だけ下方へストロークする。また、フォーク182が
第４図中矢印Ｃとは逆方向に回動した場合には、円筒ス
リーブ99が第１図中左方向へストロークし、スプール93
は、第３図中上方へストロークする。このスプール93の
ストロークにより、スプールストローク方向に直交する
対称位置に設けられたオリフィス71の開口面積が全閉の
零から全開の最大開口面積まで変更され、このオリフィ
ス71の開口面積の変更により、開口面積が小さいほど流
出規制効果が大きく、開口面積が大きいほど流出規制効
果が小さいというようにオリフィス71による流出規制効
果が変えられる。

この結果、第６図に示すように、オリフィス71の開口
面積の変更による前輪側への伝達トルクΔＴの特性を変
更することができ、伝達トルク特性変更制御を様々な車
両条件に対応して行なうことで、下記に列挙するような
優れた性能等が併せて発揮される。

ａ） 乾燥器での小半径旋回走行時にオリフィス71の開
口面積を大きく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前
輪への駆動力配分が小さい特性することで、タイトコー
ナブレーキが防止される。

ｂ） 低摩擦係数路での走行時にオリフィス71の開口面
積を小さく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前輪へ
の駆動力配分が大きい特性することで、低摩擦係数路で
高い走破性が得られる。

ｃ） 発進時や中間加速時にオリフィス71の開口面積を
小さく設定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前輪への駆
動力配分が大きい特性することで、高い発進性能や加速
性能が得られる。

ｄ） 高速走行時にオリフィス71の開口面積を小さく設
定し、前後輪回転速度差ΔＮに対し前輪への駆動力配分
が大きい特性することで、高速走行安定性が得られると
共に高い旋回限界性能が得られる。

ｅ） スタック時にオリフィス71を全閉とし、リジット
4WDに近い駆動力配分特性することで、スタック脱出性
が向上する。

ｆ） 砂地や泥ねい地での長時間走行時等で、大きな前
後輪の回転速度差ΔＮが継続するような場合に、オリフ
ィス71を全閉とすることで油の発熱を抑制し、熱に弱い
部品の保護，製品寿命低下の防止を実現することができ
る。

以上説明したように、実施例の制御型回転差感応継手
Ａにあっては、下記に列挙する特徴を併せて有する。

円筒スリーブ99を左フロントドライブシャフト４の
外周位置に配置した為、第1,第２回転メンバ24,22以外
に軸心位置に第３の回転軸である右フロントドライブシ
ャフト４が貫通状態で存在するにもかかわらず、外部ア
クチュエータによりオリフィスの開口面積を変更可能な
開口面積変更手段の適用することができる。

この結果、上記ａ）〜ｆ）に記載したような優れた性
能を有する駆動力配分制御装置を提供できる。

円筒スリーブ99に形成したテーパ面99aを介してス
プール93をスライドストロークさせる構成とした為、円
筒スリーブ99のストローク量S1に対してスプール93のス
ライドストローク量S2が数分の１の関係になり、オリフ
ィス71の開口面積をスプール93により微小量閉じたり開
いたりする場合に、アクチュエータによる円筒スリーブ
99のストローク量S1を大きくとることができる。

従って、オリフィス71の開口面積の変更による伝達ト
ルク特性の変更制御を高精度で行なうことができる。

オリフィス71をスリーブ93のストローク方向に直交
する対称位置に設けた為、スプール93にオリフィス71を
介して作用する油圧がバランスして打ち消され、スプー
ル93をスプール室90に押し付ける力が作用しない。

従って、スプール摺動抵抗が油圧レベルにかかわらず
ほぼ一定となり、常に安定した高応答速度により開口面
積変更制御を行なうことができる。

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、実施例では、本発明の制御型回転差感応継手
を四輪駆動車の駆動力配分装置として適用した例を示し
たが、左右輪及び前後輪の差動制限装置や左右輪及び前
後輪の差動装置等として適用してもよい。

また、オリフィスの開口形状は、丸や長方形や楕円や
三角等、どのような形状としてもよい。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の制御型回転差感応
継手にあっては、第３の回転軸の外周に円筒スリーブを
配置し、かつ、円筒スリーブに形成したテーパ面を介し
てスプールをスライドストロークさせると共にスプール
のストローク方向に直交する対称位置にオリフィスが設
けられた手段とした為、外部アクチュエータによりオリ
フィスの開口面積を変更可能な制御型回転差感応継手に
おいて、第1,第２の回転軸以外に軸心位置に第３の回転
軸が貫通状態で存在する場合に適用できると共に、高精
度での伝達トルク制御と安定した制御応答性を得ること
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制御型回転差感応継手を示す縦
断側面図（第２図Ｉ−Ｉ線断面図）、第２図は第１図II
−II線による縦断正面図、第３図は実施例継手の要部を
示す拡大断面図、第４図は実施例継手のアクチュエータ
部を示す斜視図、第５図はは実施例継手を適用した四輪
駆動車のエンジン駆動系を示すスケルトン図、第６図は
実施例継手による前後輪の回転速度差に対する前輪側へ
のトルク伝達特性図、第７図は第1,第２の回転軸以外に
軸心位置に第３の回転軸が貫通状態で存在する場合の制
御型回転差感応継手の一例を示す縦断側面図である。 Ａ……制御型回転差感応継手 ４……左フロントドライブシャフト（第３の回転軸） 22……第２回転メンバ（第２の回転軸） 24……第１回転メンバ（第１の回転軸） 71……オリフィス 90……スプール室 93……スプール 99……円筒スリーブ 99a……テーパー面 98……オリフィスピース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同軸上に相対回転可能に配置された第１の
   回転軸及び第２の回転軸と、 前記第1,第２の回転軸と同軸上の回転軸心位置に貫通状
   態で配置された第３の回転軸と、 前記第1,第２の回転軸の相対回転速度差に応じて吐出さ
   れる流量をオリフィスによる流出規制で流体圧に変換
   し、さらに、この流体圧を両軸間の伝達トルクに変換す
   る回転差感応継手と、 非回転部に設けられたアクチュエータと、該アクチュエ
   ータに連結されると共に前記第３の回転軸の外周に配置
   された円筒スリーブと、該円筒スリーブの端部に形成さ
   れたテーパ面に接すると共に回転軸直交方向に配置され
   たスプールと、該スプールのストローク方向に直交する
   対称位置に設けられたオリフィスとを有するオリフィス
   開口面積変更手段と、 を備えている事を特徴とする制御型回転差感応継手。