JP2815726B2 - 油圧式動力伝達継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内部に設けられている
オリフィスの径を変えることで、２つの動力回転軸の回
転速度差に対するトルク伝達特性を自在にチューニング
することができる油圧式動力伝達継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような油圧式動力伝達継手と
しては、例えば、特願平１−１５４２２８号（特開平３
−５６７２０号）に開示されたのものがある。この油圧
式動力伝達継手は、相対回転可能な第１の回転部材と第
２の回転部材間の回転速度差により駆動される油圧ポン
プと、その油圧ポンプの吐出路に外部からの制御信号に
応じた流動抵抗を発生する流動抵抗制御手段を備え、外
部からの制御信号により第１，第２の回転部材間の伝達
トルクを制御するものであり、更に、第１又は第２の回
転部材の中心部に、これらの軸方向に作用する電磁式ア
クチュエータを設けて、この電磁式アクチュエータによ
って上記流動抵抗制御手段を直接作動させることで、第
１，第２の回転部材間のトルク伝達特性をチューニング
する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の油圧式動力伝達継手にあっては、上記電磁式
アクチュエータが第１，第２の回転部材の軸中心に連設
して構成されているので軸方向に長く大きな構造とな
り、例えば四輪駆動車用トランスファの出力軸端側に取
り付けるような場合に、車両への取付けが困難となった
り、取付けのための大きなスペースを確保しなければな
らないという装着性に問題があった。

【０００４】又、電磁式アクチュエータに設けられた可
動磁性体を駆動するためのソレノイドコイルを２個必要
としており、装置が大型化する問題もあった。本発明は
このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、上
記電磁式アクチュエータ及び流動抵抗制御手段の構造を
改善することにより、上記のような問題のないより小型
の油圧式動力伝達継手を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、相対回転可能な入出力軸間に設けら
れ、前記両軸の差動回転によって駆動される油圧ポンプ
と、該油圧ポンプの出口部に設けられた吐出油の流動抵
抗を制御する制御弁と、外部からの信号によって、該制
御弁を作動させるアクチュエータとを備え、前記両軸の
回転速度差および外部からの制御信号に応じたトルク伝
達する油圧式動力伝達継手において、外部の部材に固定
され、ソレノイドコイルと該コイルを取り巻いて継手と
非接触状態に保持される磁気枠と、前記コイルへの通電
によって磁気力を発生する可動磁性体と、該磁性体の両
側に所定の間隔の隙間を開け、且つ向かい合う側の磁極
が同極となるように設けられる２個の永久磁石と、該永
久磁石間に前記可動磁性体を保持するバネ部材と、前記
ソレノイドコイルと前記可動磁性体との間に非磁性体の
継手ハウジングを備え、前記ソレノイドコイルへ通電し
ない、直流電流を通電する、その逆の極性の直流電流を
通電することによって、前記可動磁性体を３位置に変位
させるアクチュエータを構成するとともに、該アクチュ
エータと、前記可動磁性体の３位置に応じて開口面積が
３種類に変化し、且つ圧油からの油圧反力を受けないス
プール弁とを前記入出力軸に平行に設けたものである。

【０００６】

【作用】このような構成を有する本発明の油圧式動力伝
達継手によれば、油圧ポンプの出口部に設けられた吐出
油の流動抵抗を制御するための流動抵抗制御手段及び電
磁式アクチュエータを、入出力駆動軸に対して平行な位
置に設けたので、軸方向の長さを短縮できる。又、一対
の永久磁石とソレノイドで電磁式アクチュエータを構成
し、このソレノイドへの通電電流の極性を変えたり通電
を停止することによって、ロック、フリー及びトルク伝
達特性を設定することができる構成としたので、極めて
簡素で小型の流動抵抗制御手段及び電磁式アクチュエー
タを構成することができる。

【０００７】更に、この油圧式動力伝達継手を外部から
直接に接触して制御する必要がなく、非接触で動力伝達
特性を制御することができることから、耐久性、信頼性
を向上することができる。又、上記ソレノイドへの通電
電流を制御するための制御手段を簡素な電気回路等で容
易に実現することができるので、この油圧式動力伝達継
手を制御するための所謂コントローラを小型且つ簡単化
することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明による油圧式動力伝達継手の一
実施例を図面と共に説明する。図１〜図９は第１の実施
例を示すものであり、まず、図１の断面図に基づいて第
１の実施例の全体構造を説明すると、図１において、２
はカムであり、右端の内側端面に２つ以上の山を有する
カム面４を形成している。カム面４には例えば４つのカ
ム山とカム谷が交互に形成される。カム２はボルト６に
よって出力軸８に連結され、出力軸８と一体で回転す
る。又、カム２はカムハウジング１０に溶接により固定
され、カムハウジング１０はカム２と一体で回転する。
尚、カムハウジング１０は非磁性体で形成されている。

【０００９】１２はロータであり、カムハウジング１０
内に回転自在に収納されている。ロータ１２は入力軸１
４に結合されると共に、入力軸１４と一体に回転する。
ロータ１２には、軸方向に複数個のプランジャ室１６が
形成される。プランジャ室１６の数は、カム２のカム面
４に設けられたカム山の数を４個とすると、例えば７個
のプランジャ室１６が等間隔に形成される。プランジャ
ー室１６の各々には、プランジャ１８がリターンスプリ
ング２０を介して摺動自在に収納されている。また、プ
ランジャー室１６の底部には吸入吐出孔２２が形成され
ている。

【００１０】２４はロータリバルブであり、中心部に入
力軸１４が固定しない状態で嵌通しカムハウジング１０
内に回転自在に収納されている。又、図２に示すよう
に、ロータリバルブ２４のロータ１２側の面には、４個
の吸入ポート２６と吐出ポート２８が１個ずつ交互に形
成されている。又、吸入ポート２６の夫々には外周から
吸入路３０が形成されている。又、図１に示すように、
一か所の吐出ポート２８には、後述するスプール４０に
よって流路が開閉される吐出路３２が形成されている。

【００１１】更に、ロータリバルブ２４の裏面には、図
３に示す様に、表面の４ケ所の吐出ポート２８の夫々を
連通する連通溝３４が４ケ所に分けて形成されている。
尚、図２に付記したαは、吸入ポート２６の開弁角を示
し、βは吐出ポート２８の開弁角を示す。即ち、ロータ
１２に設けられている吸入吐出孔２２は、夫々の吸入ポ
ート２６と吐出ポート２８との間に対向して位置してい
る。

【００１２】そして、吸入ポート２６と吐出ポート２８
による吸入工程と吐出工程は、カム２の山数をＮｃとす
ると、吸入工程及び吐出工程の回転角εが、

【００１３】

【数１】

【００１４】に設定される。又、吸入ポート２６の開弁
角αと、吐出ポート２８の開弁角βは、

【００１５】

【数２】

【００１６】

【数３】

【００１７】に設定される。ここで、シール余裕をωと
すると、図２に示すように、吸入吐出孔２２と吐出工程
の吸入工程の境界線上に仮想的に位置させた場合のポー
ト両端との間隔として与えられる。更に図１とともに説
明すると、ロータリバルブ２４に形成された吐出路３２
の一端には、流動抵抗を発生するためのオリフィス３６
と、液圧を排出するための開放用ポート３８が形成さ
れ、スプール４０の移動位置を変化することによって、
吐出路３２とオリフィス３６のみが連通状態、吐出路３
２と開放用ポート３８のみが連通状態、吐出路３２とオ
リフィス３６及び開放用ポート３８の間が閉鎖状態とな
る、三種類の切替制御を行なうことができる。尚、この
実施例では、これらのオリフィス３６と開放用ポート３
８及びスプール４０を駆動する駆動機構は、一ケ所の吐
出路３２に対して設けられている。

【００１８】更に、ロータ１２とロータリバルブ２４の
相対的位置関係を図４と共に述べる。図４は図１のＩ−
Ｉ断面を示したものであり、図４の仮想線Ｊ−Ｊの上側
部分がロータリバルブ２４の断面、下側部分がロータ１
２の断面を示す。図４において、ロータリバルブ２４は
表面のカム山に相対する円周上の位置の４ケ所に、交互
に吸入ポート２６と吐出ポート２８を形成している。４
つの吸入ポート２６は吸入路３０を介して外周のカムハ
ウジング１０の内側（低圧部）に開口している。４つの
吐出ポート２８は裏面の連通溝３４により相互に連通し
ている。吐出ポート２８の両端にはヒゲ状の切込み４２
が形成されている。

【００１９】これらの切込み４２は次の理由で設けられ
ている。即ち、吸入ポート２６と吐出ポート２８の間隔
は、この間にロータ１２の吸入吐出孔２２がある場合で
も、吸入ポート２６と吐出ポート２８が短絡状態となら
ないために、所定の長さの間隔を開けてシール的な余裕
を持たせている。このためロータ１２が回転して吸入吐
出孔２２が吸入ポート２６と吐出ポート２８の間に位置
した場合、まだ吐出工程中にあるプランジャ１８により
プランジャ室１６の油は押し出されようとするが、出口
のない閉じ込み状態となり、プランジャ室１６内の油圧
が上昇して異常トルクを発生するという逆の作用を招く
ことになる。そこで切込み４２を設けることで、吐出ポ
ート２８と吸入ポート２６との間の僅かなリークを許容
し、完全な閉じ込み状態になることを防止して異常トル
クの発生を緩和することとしている。

【００２０】ここでロータリバルブ２４は、吐出工程に
あるプランジャ室１８の液圧作用面積の合計Ｓｐに対
し、バルブ表面の吐出ポート２８の合計面積Ｓｖ１に吐
出ポート２８の周囲のシールランドの合計面積Ｓｓ１の
半分を加えた値が小さくなるように吐出ポート２８を形
成している。またロータリバルブ２４は、吐出工程にあ
るプランジャ室１８の液圧作用面積の合計Ｓｐに対し、
バルブ裏面の連通溝３４の合計面積Ｓｖ２に連通溝３４
の周囲のシールランドの合計面積Ｓｓ２の半分を加えた
値が小さくなるように連通溝３４を形成している。

【００２１】このような吐出ポート２８及び連通溝３４
の形成によりロータリバルブ２４からの油漏れを最小限
に押えることができる。更に図４に示すように、ロータ
リバルブ２４はカムハウジング１０の内周４ケ所に形成
した切欠４４の各々に係合する位置決め用の突起４６を
有する。カムハウジング１０の切欠４４とロータリバル
ブ２４の突起４６は、入力軸１４と出力軸８との間に相
対回転が生じた時に回転方向の如何に関わらず吸入吐出
孔２２と吸入ポート２６及び吐出ポート２８との間の開
閉タイミングと位相関係を決定する位置決め機構を構成
している。

【００２２】切欠４４に対し突起４６が回転できる角度
θ、即ちロータリバルブ２４の回転可能角度θは、カム
山の数をＮｃとすると、

【００２３】

【数４】

【００２４】に設定されている。更に、ロータ１２とロ
ータリバルブ２４の機能を図５と共に説明する。尚、図
５はカム２、ロータ１２及びロータリバルブ２４を直接
上に展開して示した断面図である。又、スプール４０の
移動によって、吐出路３２とオリフィス３６が連通状態
にあり、開放用ポート３８が閉鎖されている場合である
とする。そして便宜上、スプール４０を省略して、オリ
フィス３６のみを示している。

【００２５】図５において、プランジャ１８が吸入工程
にある場合は、ロータリバルブ２４の吸入ポート２６と
プランジャ室１６の吸入吐出孔２２が通じる位置関係と
なり、吸入路３０からロータ１２の吸入吐出孔２２を通
じてプランジャ室１６にオイルを吸入することができ
る。また、プランジャ１８が吐出工程にある場合は、吸
入工程と逆の関係となり、ロータ１２に形成したプラン
ジャ室１６の吸入吐出孔２２は、ロータリバルブ２４の
吐出ポート２８を介して裏面の連通溝３４に通じる。

【００２６】このようなプランジャ１８の吸入工程と吐
出工程は７つのプランジャ１８につき図５のように交互
に生じ、吐出側と吸入側はロータリバルブ２４のオリフ
ィス３６を介して連通しているため、オリフィス３６の
流動抵抗に応じた圧力を吐出側に発生し、カム２とロー
タ１２間でのトルク伝達が行われる。再び第１図を参照
するに、５０はカムハウジング１０と一体で回転するス
ラストブロックであり、ベアリング５２を介して入力軸
１４を支持している。スラストブロック５０とロータリ
バルブ２４の連通溝３４に密着した蓋部材４８との間に
はニードルベアリング５４が介装されている。ここでニ
ードルベアリング５４側のフリクショントルクは、ロー
タ１２とロータリバルブ２４の間のフリクショントルク
より小さくなるように設定されている。

【００２７】したがって、入力軸１４と出力軸８の相対
回転の方向が変わると、ロータリバルブ２４はロータ１
２とともにつれ回りする。その結果、図４に示すよう
に、カムハウジング１０の切欠４４の右端に当っている
ロータリバルブ２４の位置決め用の突起４６が、カムハ
ウジング１０の切欠４４の左端に当たるまで回転した
後、カムハウジング１０と一体で回転する。これによ
り、相対回転が正転時または逆転時でも、常に所定のタ
イミングで吸入吐出孔２２をロータリバルブ２４によっ
て開閉することができる。

【００２８】更に図１において、ロータリバルブ２４と
スラストブロック５０の間に形成された空隙内に、環状
の可動磁性体５６が収納され、可動磁性体５６はロータ
リバルブ２４側からバネ力を付与するスプリング５８
と、スラストブロック５０側からバネ力を付与するスプ
リング６０によって位置決めされている。尚、スプリン
グ６０は、ニードルベアリング６２と蓋部材６４を介し
てスラストブロック５０に連接しているので、可動磁性
体５６はロータリバルブ２４と一体につれ回りする。

【００２９】６６，６８は永久磁石であり、いずれの永
久磁石６６，６８も可動磁性体５６に対向する側端が同
一の磁極（例えば、Ｎ極）となる様に可動磁性体５６の
両側に所定の間隔の隙間をもって、設けられている。７
０はカムハウジング１０の周側に、非磁性体（図示せ
ず）を介して惓装されたソレノイドコイルであり、ソレ
ノイドコイル７０の更に外側に磁気枠７２を設け、ソレ
ノイドコイル７０に通電する電流によって発生する磁気
力と永久磁石６６，６８の作用によって、可動磁性体５
６を図１の左側あるいは右側へ駆動するソレノイドによ
る駆動機構を構成している。尚、図１はソレノイドコイ
ル７０に電流を供給しないで、スプリング５８，６０の
バネ力によって可動磁性体５６がつり合った中立位置に
静止している状態を示す。

【００３０】そして、吐出ポート２８側の一ケ所に設け
られているスプール４０の後端が可動磁性体５６に連結
し、可動磁性体５６によって進退移動する。７４はアキ
ュムレータピストンであり、カムハウジング１０内で軸
方向に摺動自在に設けられている。アキュムレータピス
トン７４の外側にはリテーナ７６の端部がカムハウジン
グ１０の外周溝７８に対するカシメで固着される。リテ
ーナ７６とアキュムレータピストン７４との間には、複
数のリターンスプリング８０が介装されている。リテー
ナ７６には複数のカシメ穴８２が形成され、内側にリタ
ーンスプリング８０の一端をカシメ固定している。従っ
てアキュムレータピストン７４側でリターンスプリング
８０を支える必要のない構造となっている。ここで、ア
キュムレータピストン７４を複数のリターンスプリング
８０で押圧し、リターンスプリング８０を保持するリテ
ーナ７６の端部をカムハウジング１０の環状溝７８にカ
シメ固定したため、ワッシャ、スナップリングが不要と
なり、部品点数を減少することができ、その分継手の長
さを短くすることができる また、リターンスプリング
８０を複数本設けたため、アキュムレータピストン７４
に均等に荷重が加わるようになり、アキュムレータピス
トン７４を薄くしても傾かない。

【００３１】またアキュムレータピストン７４の外径部
にはＯリング８４が設けられ、内径部は入力軸１４上に
まで延在され、入力軸１４との間にオイルシール８６を
設けている。このようにアキュムレータピストン７４の
内径部を入力軸１４上まで延在してオイルシール８６を
設けたため、アキュムレータピストン７４のピストン面
積を拡大して規定容量を短いストロークで得ることがで
き、軸方向に短くできる。

【００３２】カム２のカム面４の谷底部には注油孔８８
が開口し、継手内部の低圧室側に連通している。注油孔
８８に続いてはテーパねじ孔９０が形成され、テーパね
じ穴９０にはテーパプラグ９２がねじ込まれている。テ
ーパプラグ９２をねじ込んだテーパねじ穴９０は２ケ所
に形成され、従って、カム面４の２ケ所の谷底部に注油
孔８８が開口している。

【００３３】注油時には、注油孔８８の一方から油を注
入し、他方から排出してエア抜きを行い、注油後は、テ
ーパねじ穴９０にテーパプラグ９２をネジ込むことで密
閉する。次にかかる構成の実施例の動作を図６〜図８と
共に説明する。尚、図６〜図８は、スプール４０の位置
と吐出路３２、オリフィス３６及び開放用ポート３８の
相対関係を示す。

【００３４】まず、ソレノイドコイル７０に電流を供給
しない（図６）と、スプール４０がスプリング５８，６
０のバネ力でつり合った中立位置に停止し、吐出路３２
とオリフィス３６が連通状態となり、開放用ポート３８
は閉鎖状態となる。この状態において、カム２とロータ
１２との間に回転速度差が生じないときは、プランジャ
１８はストロークせず、入力軸１４と出力軸８間でのト
ルク伝達を生じない。この時、プランジャ１８はリター
ンスプリング２０によりカム面４に押し付けられてい
る。

【００３５】次に、カム２とロータ１２との間に回転差
が生じると、吐出工程にある１つのプランジャ１８に注
目した場合、プランジャ１８はカム２のカム面４により
軸方向（左方向）に押し込まれる。この時、プランジャ
室１６の吸入吐出孔２２はロータリバルブ２４の吐出ポ
ート２８と通じているため、プランジャ１８はプランジ
ャー室１６のオイルを吸入吐出孔２２からロータリバル
ブ２４の吐出ポート２８に押し出す。

【００３６】吐出ポート２８に押し出されたオイルは、
裏面の連通溝３４、吐出路３２、オリフィス３６を通っ
て吸入ポート２６に供給される。この時、オリフィス３
６の流動抵抗により連通溝３４、吐出ポート２８および
プランジャ室１６の油圧が上昇し、プランジャ１８に反
力が発生する。このプランジャ１８の反力に逆ってカム
２を回転させることによりトルクが発生し、カム２とロ
ータ１２との間でトルクが伝達される。尚、吐出ポート
２８は連通溝３４で連通されているため、吐出工程にあ
るすべてのプランジャ室１６の油圧は等しくなる。

【００３７】更に、カム２が回転すると吸入工程とな
り、プランジャ１８がカム面４の谷底部に向ってリター
ンスプリング２０により押し戻される。吸入工程ではプ
ランジャ室１６の吸入吐出孔２２は吸入ポート２６と連
通するため、吸入路３０のオイルは、吸入ポート２６、
吸入吐出孔２２を介してプランジャ室１６に吸入され、
プランジャ１８はカム２のカム面４に沿って戻る。

【００３８】カム２とロータ１２の相対回転に伴う複数
のプランジャ１８のストロークの様子は、直線的に展開
した図５に示すようになり、吐出工程にあるプランジャ
室１６からのオイルは矢印に示すように吐出ポート２
８、連通溝３４、吐出路３２を通ってオリフィス３６に
供給される。この様な、回転速度差に対するトルク伝達
の特性は図９の曲線Ａの様になり、回転速度差が増加す
るにつれて伝達トルクが増加する。更に、オリフィス３
６の径を変えることで流動抵抗を調節することによって
も特性が変わる。即ち、オリフィス３６の径を小さくす
ることにより流動抵抗を上げると、回転速度差の変化に
対する伝達トルクの傾きΔＴ／ΔＳが大きくなって、特
性が急峻となり、逆に、オリフィスの径を大きくするこ
とにより流動抵抗を小さくすると、回転速度差の変化に
対する伝達トルクの傾きΔＴ／ΔＳは小さくなる。

【００３９】このように、ソレノイドに電流を加えず、
スプールを中立位置に静止させることで、通常の動力伝
達特性を得ることができる。次に、図７に示す様に、ソ
レノイドコイル７０に所定の極性で直流電流を供給する
ことにより、磁気枠７２及び可動磁性体５６内に矢印の
方向の磁界を発生させ、そのときの磁気力によって、可
動磁性体５６を永久磁石６８側へ吸着させると、スプー
ル４０も同方向へ移動することにより吐出路３２と開放
用ポート３８が連通する。

【００４０】この状態で、入力軸１４と出力軸８の間に
回転速度差が発生して、カム２によるプランジャ１８の
ストロークがあっても、吐出ポート２８の液圧は開放用
ポート３８を介して低圧側へ放出されるので、液圧が上
昇せず、トルク伝達が行なわれない。したがって図９の
特性Ｃの様になり、いわゆるフリー状態となる。次に、
図８に示す様に、ソレノイドコイル７０に図７の場合と
は逆極性の直流電流を供給すると、逆方の磁界が発生し
て、可動磁性体５６が永久磁石６６側に吸着する。この
結果、スプール４０も同方向へ移動し、オリフィス３６
及び開放用ポート３８の両方とも閉鎖状態となる。

【００４１】この様な状態で、入力軸１４と出力軸８の
間に回転速度差が発生すると、カム２のカム面４に応じ
てプランジャ１８がストロークして、吐出ポート２８の
液圧が上昇しても、その液圧は逃げる場所がないので、
急上昇し、入力軸１４と出力軸８は一体に回転させられ
るいわゆるロック状態となる。即ち、図９の特性Ｂに示
す様に，ほとんどのトルクが伝達されることとなる。

【００４２】この様にこの実施例によれば、外部からの
非接触の制御により、可動磁性体に固定したスプールを
移動させ、この移動位置によって、オリフィス４０の流
動抵抗で設定される動力伝達特性と、いわゆるロック状
態及びフリー状態の三種類の機能を得ることができる。
又、これらの機能を得るためのスプール４０の駆動機構
を、入力軸１４に対して周方向外側に平行に設けたの
で、軸方向の長さを短くすることができ、四輪駆動車用
トランスファの出力軸端側などのスペースに制限がある
場合でも、省スペース化を実現できる。

【００４３】次に、第２の実施例を図１０〜図１３に基
づいて説明する。まず、図１０に基づいてこの実施例の
油圧式動力伝達継手の全体構造を説明する。尚、同図に
おいて、図１と同一又は相当する部分を同一符号で示
す。即ち、右端の内側端面に４つのカム山とカム谷が交
互に形成されたカム２が出力軸（図示せず）に一体に連
結し、更に溶接によって非磁性体で形成されたカムハウ
ジング１０に固着して一体に回転する。ロータ１２がカ
ムハウジング１０内に回転自在に収納され、プランジャ
室１６内にリターンスプリング２０を介してプランジャ
１８が摺動自在に収納され、プランジャ１８の端部がカ
ム面４に摺接している。ロータリバルブ２４はカムハウ
ジング１０内に回転自在に収納され、ロータ１２とロー
タリバルブ２４の当接面側は、図２〜図４に示したのと
同様の構造となっている。スラストブロック５０はカム
ハウジング１０に収納固定され、ベアリング５２を介し
て入力軸１４に対して回転自在に支持されている。そし
て、アキュムレータピストン７４がリターンスプリング
８０によってスラストブロック５０側に弾性付勢されて
いる。

【００４４】更に、第１の実施例との構造上の相違点を
述べると、スラストブロック５０に連設されたニードル
ベアリング６２と蓋部材６４を介して第２のスラストブ
ロック８８が設けられ、第２のスラストブロック９３と
可動磁性体５６の間にスプリング６０が介在し、更に、
可動磁性体５６とロータリバルブ２４の間にスプリング
５８が介在することで、可動磁性体５６の中立位置を設
定している。第２のスラストブロック９３とロータリバ
ルブ２４の可動磁性体５６側の各端部には、永久磁石６
６，６８が固着され、これらの永久磁石６６，６８に対
向するようにカムハウジング１０の内側端部に磁性体か
らなる磁気リング６６ａ，６８ａが固定されている。但
し、互いに向かい合う側の端部が同一の極性（例えば、
Ｎ極）となるように、永久磁石６６，６８が設けられて
いる。磁気リング６６ａ，６８ａに対応するカムハウジ
ング１０の外側には、非磁性部材（図示せず）を介して
ソレノイドコイル７０及び磁気枠７２で構成される電磁
ソレノイドが設けられている。

【００４５】可動磁性体５６には、ロータリバルブ２４
内に挿入しているスプール４０が一体に連結し、スプー
ル４０の進退移動によって液路の開閉動作を行う弁機構
がロータリバルブ２４内に構成されている。即ち、この
弁機構は図１１に示す構造となっており、ロータリバル
ブ２４に軸方向に沿って形成された弁室９４内に可動磁
性体５６と連結するスプール４０が進入し、リターンス
プリング９５によってスプール４０を可動磁性体５６側
へ弾性付勢している。更に、弁室９４には、吸入ポート
２６につながる所定の径から成るオリフィス９６と開放
用ポート９７が形成されると共に、連通溝３４につなが
る吐出路９８が形成され、図１１に示すように、可動磁
性体５６及びスプール４０が中立位置に静止する場合に
はオリフィス９６と吐出路９８が連通し、図１２に示す
ように、可動磁性体５６及びスプール４０が図１２の右
端位置に移動して静止する場合には、オリフィス９６、
開放用ポート９７及び吐出路９８が連通し、図１３に示
すように、可動磁性体５６及びスプール４０が図１３の
左端位置に移動して静止する場合には、吐出路９８を閉
鎖する構造となっている。そして、スプール４０の３つ
の位置決めをソレノイド７０に供給する直流電流の極性
切換えと、電流供給の停止によって制御するようになっ
ている。尚、この実施例では、スプール４０を有する弁
機構が一か所だけに設けられている。

【００４６】次に、第２の実施例の動作を説明する。ま
ず、ソレノイドコイル７０に電流を供給しないと、可動
磁性体５６はスプリング５８，６０及びリターンスプリ
ング９５のバネ力が釣り合った位置に静止して、ロータ
リバルブ２４内のスプール４０が図１１に示す中立位置
に静止し、オリフィス９６と吐出路９８が連通する。

【００４７】この状態で、カム２とロータ１２との間に
回転速度差が生じないときには、プランジャ１８はスト
ロークせず、入力軸１４とカム２間でのトルク伝達を生
じない。又、この時、プランジャ１８はリターンスプリ
ング２０によりカム面４に押しつけられている。次に、
カム２とロータ１２との間に回転差が生じると、吐出工
程にある１つのプランジャ１８に注目した場合、プラン
ジャ１８はカム２のカム面４により軸方向（左方向）に
押し込まれる。

【００４８】この時、プランジャ室１６の吸入吐出孔２
２はロータリバルブ２４の吐出ポート２８と通じている
ため、プランジャ１８はプランジャー室１６のオイルを
吸入吐出孔２２からロータリバルブ２４の吐出ポート２
８に押し出す。吐出ポート２８に押し出されたオイル
は、裏面の連通溝３４、吐出路９８、オリフィス９６を
通って吸入ポート２６に供給される。この時、オリフィ
ス９６の流動抵抗により連通溝３４、吐出ポート２８お
よびプランジャ室１６の油圧が上昇し、プランジャ１８
に反力が発生する。このプランジャ１８の反力に逆って
カム２を回転させることによりトルクが発生し、カム２
とロータ１２との間でトルクが伝達される。尚、各吐出
ポート２８は連通溝３４で連通されているため、吐出工
程にあるすべてのプランジャ室１６の油圧は等しくな
る。

【００４９】更に、カム２が回転すると吸入工程とな
り、プランジャ１８がカム面４の谷底部に向ってリター
ンスプリング２０により押し戻される。吸入工程ではプ
ランジャ室１６の吸入吐出孔２２は吸入ポート２６と連
通するため、吸入路３０のオイルは、吸入ポート２６、
吸入吐出孔２２を介してプランジャ室１６に吸入され、
プランジャ１８はカム２のカム面４に沿って戻る。

【００５０】カム２とロータ１２の相対回転に伴う複数
のプランジャ１８のストロークの様子は、直線的に展開
した図５に示したようになり、吐出工程にあるプランジ
ャ室１６からのオイルは矢印に示すように吐出ポート２
８、連通溝３４、吐出路９８を通ってオリフィス９６に
供給される。そして、この様な回転速度差に対するトル
ク伝達特性は、図９の特性Ａと同様となる。

【００５１】次に、図１２に示すように、ソレノイドコ
イル７０に所定の極性の直流電流を供給すると、磁気枠
７２及び可動磁性体５６内に所定方向の磁界が発生し、
この時の磁気力によって可動磁性体５６が永久磁石６６
側へ吸着する。これにより、スプール４０も同方向へ移
動して静止し、吐出路９８とオリフィス９６及び開放用
ポート９７が連通する。そして、入力軸１４とカム２の
間に回転速度差が発生して、カム２によるプランジャ１
８のストロークがあっても、吐出ポート２８の液圧が開
放用ポート９７を介して放出されるので液圧が上昇せ
ず、トルク伝達が行われない。したがって、図９の特性
Ｃと同様になり、所謂フリー状態を設定することができ
る。

【００５２】次に、図１３に示すように、ソレノイドコ
イル７０に上記フリー状態の場合とは逆極性の直流電流
を供給すると、可動磁性体５６は逆方向の磁気力によっ
て永久磁石６８側へ吸着され、同時にスプール４０も同
方向へ移動する。この結果、吐出路９８はスプール４０
によって閉鎖される。この状態で、入力軸１４とカム２
の間に回転速度差を生じる状況が発生し、カム２のカム
面４に応じてプランジャ１８がストロークして吐出ポー
ト２８の液圧が上昇しても逃げる場所がないので急上昇
し、入力軸１４とカム２が一体に回転する所謂ロック状
態となる。即ち、図９の特性Ｂに示すように、殆どのト
ルクが伝達されることとなる。

【００５３】このように、第２の実施例によれば、スプ
ール４０と可動磁性体５６が夫々別個の部材で構成さ
れ、リターンスプリング９５のバネ力によってスプール
４０と可動磁性体５６が外れないように構成しているの
で、これらの部材を別個に加工・製造することができ、
又、部品の交換等も容易となる。次に、第３の実施例を
図１４ないし図１７と共に説明する。

【００５４】まず、図１４に基づいてこの実施例の油圧
式動力伝達継手の全体構造を説明する。この実施例は、
アキュムレータとソレノイド機構を油圧ポンプ機構の両
側に分割して配置すると共に、２個のスプールから成る
弁機構によって動力伝達特性を制御するようになってい
る。尚、図１４において、図１と同一又は相当する部分
を同一符号で示す。

【００５５】即ち、入力軸１４に対して相対回転するカ
ムハウジング１０の右側に形成されたピストン室内に、
アキュムレータピストン７４が軸方向に摺動自在に設け
られている。アキュムレータピストン７４の右外側には
リテーナ７６がカムハウジング１０の内側端部に固定さ
れ、リテーナ７６とアキュムレータピストン７４との間
に複数のリターンスプリング８０が介装されている。
又、アキュムレータピストン７４と入力軸１４の間にオ
イルシール８６が設けられ、アキュムレータピストン７
４とカムハウジング１０のピストン室内との摺動面にＯ
リング８４が設けられている。

【００５６】カム２がカムハウジング１０を境にしてア
キュムレータピストン７４の反対側（左側）に設けら
れ、カム２のカム面４に複数のプランジャ１８が摺接
し、プランジャ１８は、リターンスプリング２０を介し
てロータ１２のプランジャ室１６内に摺動自在に収納さ
れている。更に、ロータ１２の隣にロータリバルブ１０
０が連設され、ベアリング１０２を介して入力軸１４に
支持されている。そして、図１４のＩ−Ｉ線断面の構造
は図４と等しくなっており、ロータ１２とロータリバル
ブ１００の相互に対向する側面の構造は、図２〜図４と
等しい構造となっている。

【００５７】但し、ロータリバルブ１００は、図１５に
拡大して示すように、第１のスプール１０４を有する弁
機構と第２のスプール１０６を有する弁機構との２個の
弁機構が構成されている。即ち、第１のスプール１０４
と第２のスプール１０６を夫々軸方向へ摺動自在に挿入
するスプール孔１０８，１１０が貫通して形成され、ス
プール１０４，１０６が後述する可動磁性体１３０によ
って軸方向へ進退移動するようになっている。更に、ス
プール孔１０８，１１０の略中央位置に相互を連通する
高圧室１１２が形成されている。又、第１のスプール１
０４を有する弁機構側には連通溝３４と連通する貫通孔
１１４が形成され、第２のスプール１０６を有する弁機
構側には高圧室１１２から離れた位置でスプール孔１１
０と連通溝３４との間に流動抵抗を発生するためのオリ
フィス１１６が形成されている。

【００５８】尚、第１のスプール１０４と第２のスプー
ル１０６の形状は異なっており、図１５に示すように、
夫々所定の中立位置に居る場合には、高圧室１１２を第
１のスプール１０４の隙間を介して貫通孔１１４と連通
溝３４に連通させ、一方、第２のスプール１０６によっ
て高圧室１１２とオリフィス１１６間を閉鎖する。又、
図１６に示すように、第１のスプール１０４と第２のス
プール１０６が図の左側に移動する場合には、高圧室１
１２を第１のスプール１０４によって閉鎖し、一方、第
２のスプール１０６によって高圧室１１２をオリフィス
１１６を介して連通溝３４に連通させる又、図１７に示
すように、第１のスプール１０４と第２のスプール１０
６が図の右側に移動する場合には、第１のスプール１０
４と第２のスプール１０６によって高圧室１１２と連通
溝３４を閉鎖する。

【００５９】このように、スプール１０４，１０６の位
置を変更することによって、三種類の液圧制御を行うこ
とができる構成となっている。再び図１４において、１
１８は非磁性体で形成されたカバーであり、一端がカム
ハウジング１０に固定されて一体に回転する。このカバ
ー１１８内には、ロータリバルブ１００に形成されたス
プール孔１０８，１１０と同軸位置に形成された支持孔
１２０，１２２を有するスラストブロック１２４が設け
られ、夫々の支持孔１２０，１２２に第１のスプール１
０４と第２のスプール１０６の一端を挿入することで支
持している。又、スラストブロック１２４には、図１５
に示す第１のスプール１０４の移動状態で、高圧室１１
２と貫通孔１１４を連通させるための連通室１２６が形
成されている。

【００６０】１２８はカバー１１８の内側に固定された
第２のスラストブロック、１３０はカバー１１８とスラ
ストブロック１２４の間に設けられた可動磁性体であ
る。そして、スラストブロック１２４と可動磁性体１３
０の間に介在する複数のスプリング１３２と、第２のス
ラストブロック１２８と可動磁性体１３０の間に介在す
る複数のスプリング１３４のバネ力によって可動磁性体
１３０が所定の中立位置に保持されるようになってい
る。

【００６１】又、可動磁性体１３０の一端には第１のス
プール１０４と第２のスプール１０６の夫々の一端が連
結し、可動磁性体１３０の移動に連れて第１のスプール
１０４と第２のスプール１０６も同方向へ移動する。
又、スラストブロック１２４と第２のスラストブロック
１２８の互いに対向する端面に、永久磁石６６，６８が
同一磁極で向かい合うように設けられ、永久磁石６６，
６８及び可動磁性体１３０に対応するケース１１８の外
側に、ソレノイドコイル７０と磁性体の磁気枠７２が設
けられている。

【００６２】次に、かかる構成から成る第３の実施例の
動作を説明する。まず、図１５に示すように、ソレノイ
ドコイル７０に電流を供給しない場合には、スプリング
１３２，１３４によるバネ力によって可動磁性体１３０
が所定の中立位置に静止し、同じく第１のスプール１０
４及び第２のスプール１０６が同図に示す中立位置で静
止する。この結果、高圧室１１２を第１のスプール１０
４の隙間を介して貫通孔１１４と連通溝３４に連通さ
せ、一方、第２のスプール１０６によって高圧室１１２
とオリフィス１１６間を閉鎖する。このような状態で入
力軸１４とカムハウジング１０に回転速度差が発生する
と、高圧室１１２の液圧は連通溝３４を介して低圧側へ
放出されるので液圧が上昇せず、入力軸１４とカムハウ
ジング１０の間でトルク伝達が行われない。即ち、図９
の特性Ｃと同様の所謂フリー状態となる。

【００６３】次に、図１６に示すように、ソレノイドコ
イル７０に所定の極性の直流電流を供給した場合には、
磁気枠７２と可動磁性体１３０間に該電流極性に対応す
る所定方向の磁界が発生し、それに伴って発生する磁気
力によって可動磁性体１３０が永久磁石６８側へ吸着さ
れ、同時に第１，第２のスプール１０４，１０６が図示
するように、左側へ移動する。この結果、高圧室１１２
を第１のスプール１０４によって閉鎖し、一方、第２の
スプール１０６によって高圧室１１２をオリフィス１１
６を介して連通溝３４に連通させる。この状態で入力軸
１４とカムハウジング１０に回転速度差が発生すると、
高圧室１１２の液圧はオリフィス１１６による流動抵抗
で上昇し、該流動抵抗に応じたトルク伝達が入力軸１４
とカムハウジング１０間で行われる。即ち、図９の特性
Ａで示すようなトルク伝達特性が得られる。

【００６４】次に、図１７に示すように、ソレノイドコ
イル７０に図１６の場合とは逆の極性の直流電流を供給
した場合には、磁気枠７２と可動磁性体１３０間に逆の
電流極性に対応する逆方向の磁界が発生し、それに伴っ
て発生する磁気力によって可動磁性体１３０が永久磁石
６６側へ吸着され、同時に第１，第２のスプール１０
４，１０６が、図示するように、右側へ移動する。この
結果、第１のスプール１０４と第２のスプール１０６に
よって高圧室１１２と連通溝３４間が閉鎖する。そし
て、この状態で、入力軸１４とカムハウジング１０に回
転速度差が発生する状況となると、カム２のカム面４に
応じてプランジャ１８がストロークして高圧室１１２の
液圧が上昇しても逃げる場所がないので急上昇し、入力
軸１４とカムハウジング１０が一体に回転する所謂ロッ
ク状態となる。即ち、図９の特性Ｂに示すように、殆ど
のトルクが伝達されることとなる。

【００６５】このように、この第３の実施例によれば、
可動磁性体１３０と電磁ソレノイドをカムハウジング１
０の外側に設けたので、カムハウジング１０を非磁性体
あるいは磁性体のいずれで形成することもできる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、油
圧ポンプの出口部に設けられた吐出油の流動抵抗を制御
するための流動抵抗制御手段及び電磁式アクチュエータ
を、入出力駆動軸に対して平行な位置に設けたので、軸
方向の長さを短縮できる。又、一対の永久磁石とソレノ
イドで電磁式アクチュエータを構成し、このソレノイド
への通電電流の極性を変えたり通電を停止することによ
ってロック、フリー及びトルク伝達特性を設定すること
ができる構成としたので、極めて簡素で小型の流動抵抗
制御手段及び電磁式アクチュエータを構成することがで
きる。

【００６７】更に、この油圧式動力伝達継手を外部から
直接に接触して制御する必要がなく、非接触で動力伝達
特性を制御することができることから、耐久性、信頼性
を向上することができる。又、上記ソレノイドへの通電
電流を制御するための制御手段を簡素な電気回路等で容
易に実現することができるので、この油圧式動力伝達継
手を制御するための所謂コントローラを小型且つ簡単化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の全体構造を示す断面図で
ある。

【図２】ロータリバルブの表面側の構造を示す平面図で
ある。

【図３】ロータリバルブの裏面側の構造を示す背面図で
ある。

【図４】図１のＩ−Ｉ線に沿って示す断面図である。

【図５】図１のカムとロータの相対回転によるプランジ
ャの動きを直線上に展開して示した説明図である。

【図６】第１実施例の動力伝達時の動作を説明するため
の部分断面図である。

【図７】第１実施例のフリー状態の動作を説明するため
の部分断面図である。

【図８】第１実施例のロック状態の動作を説明するため
の部分断面図である。

【図９】第１実施例の動力伝達特性を示す特性図であ
る。

【図１０】本発明の第２実施例の全体構造を示す断面図
である。

【図１１】第２実施例の動力伝達時の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【図１２】第２実施例のフリー状態の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【図１３】第２実施例のロック状態の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【図１４】本発明の第３実施例の全体構造を示す断面図
である。

【図１５】第３実施例のフリー状態の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【図１６】第３実施例の動力伝達時の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【図１７】第３実施例のロック状態の動作を説明するた
めの部分断面図である。

【符号の説明】

２；カム ４；カム面 ６；ボルト ８；出力軸 １０；カムハウジング １２；ロータ １４；入力軸 １６；プランジャ室 １８；プランジャ ２０；リターンスプリング ２２；吸入吐出孔 ２４；ロータリバルブ ２６；吸入ポート ２８；吐出ポート ３０；吸入路 ３２；吐出路 ３４；連通溝 ３６；オリフィス ３８；開放用ポート ４０；スプール ４２；切込み ４４；切欠 ４６；突起 ４８；蓋部材 ５０；スラストブロック ５２；ベアリング ５４；ニードルベアリング ５６；可動磁性体 ５８，６０；スプリング ６２；ニードルベアリング ６４；蓋部材 ６６，６８；永久磁石 ６６ａ，６８ａ；磁気リング ７０；ソレノイドコイル ７２；磁気枠 ７４；アキュムレータピストン ７６；リテーナ ７８；外周溝 ８０；リターンスプリング ８２；カシメ穴 ８４；Ｏリング ８６；オイルシール ８８；注油孔 ９０；テーパねじ孔 ９２；テーパプラグ ９３；第２のスラストブロック ９４；弁室 ９５；リターンスプリング ９６；オリフィス ９７；開放用ポート ９８；吐出路 １００；ロータリバルブ １０２；ベアリング １０４；第１のスプール １０６；第２のスプール １０８；スプール孔 １１０；スプール孔 １１２；高圧室 １１４；貫通孔 １１６；オリフィス １１８；カバー １２０；支持孔 １２２；支持孔 １２４；スラストブロック １２６；連通室 １２８；第２のスラストブロック １３０；可動磁性体 １３２，１３４；スプリング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対回転可能な入出力軸間に設けられ、前
   記両軸の差動回転によって駆動される油圧ポンプと、 該油圧ポンプの出口部に設けられた吐出油の流動抵抗を
   制御する制御弁と、 外部からの信号によって、該制御弁を作動させるアクチ
   ュエータとを備え、 前記両軸の回転速度差および外部からの制御信号に応じ
   たトルク伝達する油圧式動力伝達継手において、 外部の部材に固定され、ソレノイドコイルと該コイルを
   取り巻いて継手と非接触状態に保持される磁気枠と、 前記コイルへの通電によって磁気力を発生する可動磁性
   体と、 該磁性体の両側に所定の間隔の隙間を開け、且つ向かい
   合う側の磁極が同極となるように設けられる２個の永久
   磁石と、 該永久磁石間に前記可動磁性体を保持するバネ部材と、 前記ソレノイドコイルと前記可動磁性体との間に非磁性
   体の継手ハウジングを備え、 前記ソレノイドコイルへ通電しない、直流電流を通電す
   る、その逆の極性の直流電流を通電することによって、
   前記可動磁性体を３位置に変位させるアクチュエータを
   構成するとともに、該アクチュエータと、 前記可動磁性体の３位置に応じて開口面積が３種類に変
   化し、且つ圧油からの油圧反力を受けないスプール弁と
   を前記入出力軸に平行に設けたことを特徴とする油圧式
   動力伝達継手。