JP2815742B2 - 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、車両の駆動力配分に使
用する油圧式動力伝達継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、特願平３−２８３４２６号
において、下記のような油圧式動力伝達継手を提案して
いる。すなわち、この油圧式動力伝達継手は、相対回転
可能な入出力軸間に設けられ、該入出力軸の差動回転に
よって駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプの出口部
に設けられ吐出油圧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
ータを備え、上記入出力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を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
を取り巻いて、継手と非接触状態に保持される磁気枠
と、上記ソレノイドコイルへの通電によって磁気吸引力
を発生する可動磁性体と、上記可動磁性体の移動に伴っ
て段階的に荷重が変化するバネ部材と、上記ソレノイド
コイルへの通電電流を段階的に変化させることで、上記
可動磁性体を段階的に変位させるアクチュエータを構成
するとともに、上記可動磁性体の変位に応じて開口面積
が変化し、且つ圧油からの油圧反力を受けない弁を設け
たものである。

【０００３】ソレノイドコイルに通電しないときは、図
１３に示すように、可動磁性体１０１は移動せず、第２
の制御弁１０２は、弁体１０３の高圧室１０４と吸入路
１０５の連通を遮断し、第１の制御弁１０６は、高圧室
１０４から吸入路１０５に連通するオリフィス１０７を
開放している。したがって、この状態にあっては、通常
のトルク特性を得ることができる。

【０００４】ソレノイドコイルに弱通電したときは、図
１４に示すように、可動磁性体１０１は左方向に平行移
動し、これにより第１の制御弁１０６および第２の制御
弁１０２もともに左方向に平行移動して、第２の制御弁
１０２は高圧室１０４と吸入路１０５の連通を遮断した
状態を保持し、第１の制御弁１０６はオリフィス１０７
を閉止する。これにより、ロックの特性を得ることがで
きる。

【０００５】ソレノイドコイルに強通電したときは、図
１５に示すように、可動磁性体１０１はさらに左方向に
平行移動し、これにより第１の制御弁１０６および第２
の制御弁１０２もともにリテーナ１０８に当接する迄左
方向に平行移動して、第２の制御弁１０２は高圧室１０
４と吸入路１０５を連通させ、第１の制御弁１０６はオ
リフィス１０７を閉止した状態を保持する。これによ
り、フリーの特性を得ることができる。なお、１０９は
ハウジング、１１０はカバー、１１１はアキュームレー
タピストン、１１２はストッパリングである。

【０００６】また、特願平３−２４５４６３号におい
て、下記のような油圧式動力伝達継手を提案している。
すなわち、この油圧式動力伝達継手は、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
応じたトルクを伝達する油圧式動力伝達継手において；
前記油圧ポンプからの吐出油を集めるリング状の高圧室
と、外部の部材に固定され、ソレノイドコイルを収納
し、継手と非接触状態に保持される磁気枠と、前記ソレ
ノイドコイルへの通電によって磁気吸引力を発生する前
記アクチュエータとしてのリング状の可動磁性体を備
え、前記各部分が継手軸に対して同心状に配置されると
ともに、前記可動磁性体の磁気吸引力に応じて前記高圧
室の圧力を制御する前記制御弁としてのリリーフ弁を継
手軸中心部から離して設けたものである。

【０００７】

【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、誤ってロッ
ク状態のまま、急発進すると、継手に過大なトルクが加
わり、破損する危険があり、それをさける為にじょうぶ
な設計をすると継手が大きく、コストも高くなるという
問題があった。

【０００８】また、ロック状態のまま舗装路に出ると、
タイトコーナーブレーキング現象がひどかった。さら
に、前者の場合にはロックに対するリターンスプリング
か弱い場合、スプール弁がスティックすると戻り不良に
より、ロックしたままになる危険があった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、ロック時に所定の油圧でリリ
ーフさせることにより、継手の破損を防止し、タイトコ
ーナーブレーキング現象を回避し、ロックしたままにな
る危険を防止することができる油圧式動力伝達継手を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記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を伝達する
油圧式動力伝達継手において；アクチュエータが動作し
ない時に、前記油圧ポンプからの吐出口を所定の面積で
絞るオリフィスと、アクチュエータの動作によって、前
記オリフィスを流出側から塞ぐように閉止する前記制御
弁と、該制御弁とアクチュエータの間にあって、制御弁
を所定の荷重で付勢するばね部材を備え、アクチュエー
タの動作によってオリフィスを閉止した場合でも、油圧
ポンプの圧力がばね部材の荷重によって決まる所定の値
を超えた場合には、制御弁がばね荷重に打ち勝って移動
し、オリフィスを開くようにしたものである。

【００１１】

【作用】本発明においては、例えば、油圧ポンプのリリ
ーフ圧を、ラフロード走行時のタイヤスリップ限界トル
ク以上で、かつ、舗装路走行時のタイヤスリップ限界ト
ルク以下となるように設定する。これにより、誤ってロ
ック状態のまま、急発進して継手に過大なトルクが加わ
っても、オリフィスを開き、加わるトルクを低下させる
ので、継手が破損するのを防止することができる。

【００１２】また、ロック状態のまま舗装路に出ても、
舗装路でのタイヤスリップ限界より小さいトルクしか発
生しない為、完全にロックした場合に比べてタイトコー
ナーブレーキング現象を緩和することができる。さら
に、制御弁のスティックを防止することができ、ロック
したままになる危険を防止することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図１１は本発明の一実施例を示す図であ
る。まず、構成を説明すると、図１において、１はハウ
ジングであり、ハウジング１は図示しない出力軸に連結
され、出力軸と一体的に回転する。

【００１４】尚、ハウジング１は非磁性体でできたハウ
ジング非磁性部１Ｂと磁性体でできた他の部分が一体と
なっている。２はカムであり、カム２はハウジング１の
内側面に所定の角度回転可能に支持される。カム２は、
複数のカム山とカム谷からなるカム面２Ａを有し、その
外周であって、側面にカム山があるところに位置決め兼
トルク伝達用の複数の突起２Ｂを有する。

【００１５】カム２は、その突起２Ｂがハウジング１に
形成した切欠き１Ａに係合して、ロータ３の回転方向に
ハウジング１と一体で回転し、ロータ３の回転方向が変
わると、カム２はロータ３とともにつれ回りし、カム２
の突起２Ｂがハウジング１の切欠き１Ａに当るまで回転
した後に、ハウジング１と一体で回転する。ロータ３は
ハウジング１内に回転自在に収納され、入力軸４に結合
され、入力軸４と一体で回転する。

【００１６】ロータ３には、軸方向に複数個のプランジ
ャー室５が形成され、プランジャー室５内は複数個のプ
ランジャー６がリターンスプリング７を介して摺動自在
に収納されている。また、ロータ３には複数の吸入吐出
孔８が各プランジャー室５に通じるように形成されてい
る。９は吸入ポート１０、吸入路１１および吐出ポート
１２が形成されたバルブであり、バルブ９は、ハウジン
グ１の切欠き１Ａに突起１３を係合させることにより、
ハウジング１に位置決め固定されている。

【００１７】また、吐出ポート１２は高圧室１４に連通
し、高圧室１４は、バルブ９に形成したオリフィス（流
動抵抗発生手段）１５を介して吸入ポート１０に連通可
能となっている。プランジャー６が吸入工程にある場合
は、バルブ９の吸入ポート１０とロータ３の吸入吐出孔
８が通じる位置関係となり、オリフィス１５、吸入路１
１、吸入ポート１０、ロータ３の吸入吐出孔８を通じ
て、プランジャー室５にオイルを吸入することができ
る。

【００１８】また、プランジャー６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３の吸入吐出
孔８はバルブ９の吐出ポート１２、高圧室１４に通じ
る。１６はベアリング５４で支持された磁性体のリテー
ナであり、リテーナ１６はハウジング１の内周に固定さ
れ、ハウジング１と一体で回転する。リテーナ１６には
挿入孔１７，１８が形成され、挿入孔１７，１８にはバ
ルブ９の突出部１９，２０がそれぞれ摺動自在に挿入さ
れる。なお、２１はオイルシール４３の抜け止めを行う
スナップリングである。

【００１９】２２は磁気枠であり、磁気枠２２は外部の
部材に固定され、継手と非接触状態に保持される。磁気
枠２２は継手軸に対して同心状に配置され、磁気枠２２
内にはソレノイドコイル２３が収納される。２４はソレ
ノイドコイル２３への通電により磁気吸引力を発生する
可動磁性体であり、可動磁性体２４はハウジング１内に
リテーナ１６に相対して移動可能に収納される。可動磁
性体２４の図中右方向へのストッパとしてはストッパリ
ング２５がハウジング１の内周に設けられている。

【００２０】２６はロックバルブとしての第１の制御弁
であり、第１の制御弁２６は一端側がバルブ９のバルブ
孔２７内に摺動自在に収納され、また、他端側が可動磁
性体２４に形成した挿入用切欠き部２８に挿入されてい
る。第１の制御弁２６と可動磁性体２４の間にはリリー
フ用のスプリング（ばね部材）２９が介装されている。

【００２１】可動磁性体２４の作動により、第１の制御
弁２６でオリフィス１５を閉止した場合でも、高圧室１
５の圧力がリリーフ用のスプリング２９の荷重によって
決まる所定の値を越えた場合には、第１の制御弁２６が
スプリング２９のばね荷重に打ち勝って図中右方向に移
動し、オリフィス１５を開く。リリーフ圧としては、例
えばラフロード走行時のタイヤスリップ限界トルク以上
で、かつ、舗装路におけるタイヤスリップ限界トルク以
下となるように設定する。

【００２２】３０はフリーバルブとしての第２の制御弁
であり、第２の制御弁３０は、一端側がバルブ孔３１内
に摺動自在に収納され、他端側の溝部３２が可動磁性体
２４に形成した挿入よあ切欠き部３３に挿入されてい
る。可動磁性体２４、ソレノイドコイル２３および磁気
枠２２が全体としてアクチュエータを構成しており、ア
クチュエータは第１，第２の制御弁２６，３０の作動を
制御する。

【００２３】リテーナ１６と可動磁性体２４の間には、
図２および図３に示すように、上側の２ケ所において、
付勢力が強いスプリング３４が、また、下側の２ケ所に
おいて、付勢力が弱いスプリング３５が、それぞれ介装
されている。スプリング３４，３５は可動磁性体２４の
継手軸中心を通る垂直線に対して、それぞれ対称となる
位置に設けられ、スプリング３４間には第２の制御弁３
０が、スプリング３５間には第１の制御弁２６が、それ
ぞれ設けられている。

【００２４】第１の制御弁２６と第２の制御弁３０は可
動磁性体２４の継手軸中心から離れた対称位置に設けら
れる。３６，３７はリテーナ１６と可動磁性体２４を連
結し、スプリング３４，３５を挿入する抜け止めピンで
ある。図１中、３８はハウジング１と一体で回転するア
キュームレータピストンであり、アキュームレータピス
トン３８は、封入油の熱膨張を吸収するために設けられ
ている。アキュームレータピストン３８とハウジング１
に固定したカバー３９の間にはリターンスプリング４０
が介装されている。

【００２５】なお、４１はスプライン、４２，４３はオ
イルシール、４４はベアリング、４５はニードルベアリ
ング、４６，４７，５０はシールリングである。また、
前記スプリング３４，３５は、図４および図５に示すよ
うに、可動磁性体２４の上側にのみ設けるようにしても
良い。図４および図５において、４８は付勢力が強いス
プリングであり、スプリング４８はリテーナ１６と可動
磁性体２４の間に、これらの上側において、介装されて
いる。スプリング４８は可動磁性体２４の継手軸中心を
通る垂直線に対して対称となる位置に一対配置され、リ
テーナ１６と可動磁性体２４の下側にはスプリングは介
装されない。なお、４９は支点になるスナップリングで
ある。この場合には、弱いスプリングが不要となる。

【００２６】次に、動作を説明する。まず、通常特性に
ついて説明する。ソレノイドコイル２３に通電しないと
きは、図６（Ａ）に示すように、可動磁性体２４は磁気
吸引力を発生せず、図示の位置に保持される。したがっ
て、スプリング３４，３５は圧縮されない。

【００２７】このため、図７に示すように、第２の制御
弁３０は高圧室１４と吸入路１１を連通させるバルブ孔
３１を閉止した状態にある。一方、第１の制御弁２６は
オリフィス１５を開放しているので、オイルは矢印で示
すように流れる。すなわち、吐出ポート１２に押し出さ
れたオイルは、高圧室１４、オリフィス１５を通って吸
入路１１に供給される。このとき、オリフィス１５の抵
抗により高圧室１４、吐出ポート１２およびプランジャ
ー室５の油圧が上昇し、プランジャー６に反力が発生す
る。このプランジャー反力に逆ってカム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３との間で
トルクが伝達される。

【００２８】このときのトルク特性は、図８のＡに示さ
れ、差動回転数ΔＮの２乗に比例したトルクＴとなる。
次に、ロックの特性について説明する。ソレノイドコイ
ル２３に弱通電したときは、図６（Ｂ）に示すように、
強いスプリング３４は圧縮しないが、弱いスプリング３
５を圧縮するので、可動磁性体２４の下側は、リテーナ
１６に当接した状態になる。

【００２９】このため、図９に示すように、第２の制御
弁３０は高圧室１４と吸入路１１を連通するバルブ孔３
１を閉止した状態のままであるが、第１の制御弁２６は
リリーフ用のスプリング２９の圧縮力によりオリフィス
１５を閉止する。このときトルク特性は、図８のＢに示
され、ロックの状態になる。次に、リリーフ特性を説明
する。

【００３０】ロックした状態において、図１０で示すよ
うに、高圧室１４の油圧がリリーフ用のスプリング２９
の荷重によって決まる所定の値を越えると、第１の制御
弁２６はリリーフバルブとして作動し、図１０中右方向
に移動して、オリフィス１５を開く。この場合のトルク
特性は、図８のＤに示すようなリリーフ特性となる。

【００３１】図８中Ｅはラフロード走行時のタイヤスリ
ップ限界トルクを、Ｆは舗装路走行時のタイヤスリップ
限界トルクを、それぞれ示し、リリーフ圧を、トルクＥ
以上でトルクＦ以下となるように、設定する。したがっ
て、誤ってロック状態のまま急発進して、継手に過大ト
ルクが加わるときも、油圧をリリーフするため、トルク
を低下させ、通常のトルク特性とすることができるの
で、継手の破損を防止することができる。

【００３２】また、図８のＤのリリーフ特性が得られる
ので、ロック状態で舗装路に出たとき生じるタイトコー
ナーブレーキング現象を回避することができる。さら
に、第１の制御弁２６がスティックすることを防止する
ことができるので、ロックしたままになる危険を防止す
ることができる。次に、フリーの特性について説明す
る。

【００３３】ソレノイドコイル２３に強通電したとき
は、図６（Ｃ）に示すように、可動磁性体２４は弱いス
プリング３５だけでなく、強いスプリング３４を圧縮し
て、移動し、全体がリテーナ１６に当接した状態にな
る。このため、図１１に示すように、第１の制御弁２６
はオリフィス１５を閉止した状態を保持し、第２の制御
弁３０は、高圧室１４と吸入路１１を連通するバルブ孔
３１を開放する。このため、高圧室１４のオイルは、オ
リフィス１５を通らないで、そのまま吸入路１１に流れ
る。

【００３４】このときのトルク特性は、図８のＣに示さ
れ、フリーの状態になる。図１において、５１は接触防
止部材としてのリング状部材（非磁性体）であり、リン
グ状部材５１は吸引対象部材であるリテーナ１６側また
は可動磁性体２４側に設けられる。これにより、通電時
でも可動磁性体２４がリテーナ１６に接触しないように
している。

【００３５】これは電流を切った時に、残留磁気によっ
て可動磁性体２４がリテーナ１６に吸引されたままにな
ることを防止する為のものであり、これにより、ハウジ
ング１、リテーナ１６、可動磁性体２４は磁気特性の悪
い安価な鋼材を使うことができる。次に、図１２は本発
明の他の実施例を示す図である。

【００３６】図１２において、５２は抜け止めピンであ
り、抜け止めピン５２により、リテーナ１６と可動磁性
体２４は上部において当接した状態で連結されている。
２６はロックバルブおよびリリーフバルブとして作動す
る第１の制御弁であり、第１の制御弁２６と可動磁性体
２４の間にはリリーフ用のスプリング２９が介装されて
いる。

【００３７】可動磁性体２４の作動により、第１の制御
弁２６がオリフィス１５を閉止した場合でも、高圧室１
４の油圧がリリーフ用のスプリング２９の荷重によって
決めた所定の値を越えると、第１の制御弁２６はスプリ
ング２９の荷重に打ち勝って、図１２中右方向に移動
し、オリフィス１５を開く。したがって、図８のＤに示
すようなリリーフ特性が得られる。本実施例においても
前記実施例と同様な効果が得られる。

【００３８】なお、可動磁性体２４が傾斜した後に移動
する例、または、傾斜した状態から移動する例について
説明したが、これに限らず、可動磁性体２４が平行移動
する場合にも、本発明を適用することができる。また、
フリー用制御弁がない場合にも適用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、誤ってロック状態のまま、急発進し、継手に過大な
トルクが加わるとき、継手の破損を防止することができ
る。また、ロック状態のまま舗装路に出たとき生じるタ
イトコーナーブレーキング現象を回避することができ
る。さらに、制御弁のスティック状態を防止することが
できるため、ロックしたままになる危険を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図

【図２】リテーナと可動磁性体の断面図

【図３】可動磁性体の正面図

【図４】リテーナと可動磁性体の他の断面図

【図５】可動磁性体の他の正面図

【図６】可動磁性体の動作説明図

【図７】通常特性の動作説明図

【図８】トルク特性を示すグラフ

【図９】ロック特性の動作説明図

【図１０】ロック時のリリーフ弁の作動説明図

【図１１】フリー特性の動作説明図

【図１２】本発明の他の実施例を示す断面図

【図１３】従来の通常特性の説明図

【図１４】従来のロック特性の説明図

【図１５】従来のフリー特性の説明図

【符号の説明】

１：ハウジング １Ａ：切欠き ２：カム ２Ａ：カム面 ２Ｂ：突起 ３：ロータ ４：入力軸 ５：プランジャー室 ６：プランジャー ７：リターンスプリング ８：吸入吐出孔 ９：バルブ １０：吸入ポート １１：吸入路 １２：吐出ポート １３：突起 １４：高圧室 １５：オリフィス １６：リテーナ（吸引対象部材） １７，１８：挿入孔 １９，２０：突出部 ２１：スナップリング ２２：磁気枠 ２３：ソレノイドコイル ２４：可動磁性体 ２５：ストッパリング ２６：第１の制御弁 ２７：バルブ孔 ２８：挿入用切欠き部 ２９：リリーフ用のスプリング（ばね部材） ３０：第２の制御弁 ３１：バルブ孔 ３２：溝部 ３３：挿入用切欠き部 ３４：強いスプリング ３５：弱いスプリング ３６，３７：抜け止めピン ３８：アキュームレータピストン ３９：カバー ４０：リターンスプリング ４１：スプライン ４２，４３：オイルシール ４４：ベアリング ４５：ニードルベアリング ４６，４７：シールリング ４８：強いスプリング ４９：スナップリング ５０：シールリング ５１：リング状部材 ５２：抜け止めピン ５４：ベアリング

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 31/00 F16D 31/02

Claims (2)

(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を伝達する油
   圧式動力伝達継手において；アクチュエータが動作しな
   い時に、前記油圧ポンプからの吐出口を所定の面積で絞
   るオリフィスと、 アクチュエータの動作によって、前記オリフィスを流出
   側から塞ぐように閉止する前記制御弁と、 該制御弁とアクチュエータの間にあって、制御弁を所定
   の荷重で付勢するばね部材を備え、 アクチュエータの動作によってオリフィスを閉止した場
   合でも、油圧ポンプの圧力がばね部材の荷重によって決
   まる所定の値を超えた場合には、制御弁がばね荷重に打
   ち勝って移動し、オリフィスを開くことを特徴とする油
   圧式動力伝達継手。
2. 【請求項２】前記アクチュエータがコイルに流す電流に
   応じた荷重を発生する電磁式アクチュエータであること
   を特徴とする前記請求項１の油圧式動力伝達継手。