JP2815743B2 - 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
と該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５
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
６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１
０２は高圧室１０４と吸入路１０５の連通遮断状態を保
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、ロックのトルク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
７に示すように可動磁性体１０１は更に左方向に平行移
動し、これにより第１の制御弁１０６および第２の制御
弁１０２もともに可動磁性体１０１がリテーナ１０８に
当接するまで左方向に平行移動して、第２の制御弁１０
２は高圧室１０４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、フリーのトルク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、１１
１はアキュムレータピストン、１１２はストッパリング
である。

【０００６】

【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、解放部及び
吐出油路を大きくとらないと、充分なフリー状態を作れ
ない。また、解放部の面積を、充分に取ろうとすると、
制御部のスペースが大きくなる。また、制御用スプール
弁の変位を大きくする必要があり、ソレノイドコイルの
大型化、コストアップを招くという問題があった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点を鑑みて
なされたものであり、小さなスペースで充分なフリー状
態を作ることができ、且つ、ソレノイドコイルの小型
化、低コスト化を図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。

【０００８】

【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；前記入出力軸の一方と結合
され複数の山を持ったカムと、他方の一方の軸に結合さ
れたロータと、前記カムとロータの相対回転にともなっ
て前記カムに規制されて往復移動する複数のプランジャ
ーと、前記ロータの端面に開口しプランジャーを収納し
たプランジャー室に通じる吸入吐出孔と、前記ロータの
端面に接して設けられ、前記吸入吐出孔との位置関係に
よって吸入弁および吐出弁の作用をする吸入ポート、吐
出ポートを備えた弁体と、前記ロータと弁体の密着状態
を保持するための予圧機構と、前記弁体内に設けられ、
前記吐出ポートを連通して作られた高圧室と、前記弁体
のバルブ面に設けられ、前記ロータのバルブ面によって
閉ざされる第３のポートと、を備え、 前記制御弁で該第
３のポートと高圧室との導通状態を制御し、前記外部か
らの信号によって前記制御弁の導通、非導通を前記アク
チュエータで制御し、前記制御弁が導通状態になった場
合に、前記第３のポートに発生する油圧力によって、前
記ロータと前記弁体の密着状態を引き離すようにしたも
のである。

【０００９】

【作用】本発明においては、弁体の表面に通常の吸入ポ
ート、吐出ポートとは別に、第３のポートを設け、この
第３のポートは、ロータによって完全にふさがれてい
る。そして、第３のポートと吐出ポートに連通する高圧
室との導通をアクチュエータにより駆動制御される制御
弁により制御する。

【００１０】第３のポートに高圧室の圧油を供給する
と、プランジャー室の圧力によって、ロータと弁体を密
着させようとする力よりも吐出ポートまたは第３のポー
トの圧力によってロータと弁体を浮き上がらせようとす
る力が強くなり、ロータと弁体の間に隙間ができて、弁
体のシール効果がなくなり、ほぼ完全なフリー状態にな
る。

【００１１】すなわち、開放部および吐出油路の断面積
を大きくする必要がなくなり、小さなスペースで充分な
フリー状態を作ることができる。また、制御弁のストロ
ークも小さくてすむことため、ソレノイドコイルの寸法
も小さくすることができ、また、コストを低減すること
ができる。

【００１２】

【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４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は磁性体の
ハウジングであり、ハウジング１はニードルベアリング
２を介して入力軸３に回転自在に支持されたスプロケッ
トに噛合し、チェーン５を介して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。

【００１３】６はカムであり、カム６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６は、
複数のカム山とカム谷からなるカム面６Ａ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６Ｂを有する。カム６は、そ
の突起６Ｂがハウジング１に形成した切欠き１Ａに係合
して、ロータ７の回転方向にハウジング１と一体で回転
し、ロータ７の回転方向が変わると、カム６はロータ７
とともにつれ回りし、カム６の突起６Ｂ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。

【００１４】ロータ７はハウジング１内に回転自在に収
納され、入力軸３に結合され、入力軸３と一体で回転す
る。ロータ７には、軸方向に複数個のプランジャー室８
が形成され、プランジャー室８内は複数個のプランジャ
ー９がリターンスプリング１０を介して摺動自在に収納
されている。また、ロータ７には複数の吸入吐出孔１１
が各プランジャー室８に通じるように形成されている。

【００１５】１２は吸入ポート１３および吐出ポート１
４が形成された磁性体のバルブであり、バルブ１２は、
ハウジング１の切欠き１Ａに突起１２Ａ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。バ
ルブ１２は、図２（Ａ）と図２（Ｂ）および図３（Ａ）
と図３（Ｂ）に示され、図２（Ａ）と図２（Ｂ）を密着
させたもの、また、図３（Ａ）と図３（Ｂ）を密着させ
たものよりなる。

【００１６】バルブ１２の内部には高圧室１５が形成さ
れ、高圧室１５は吐出ポート１４に連通している。高圧
室１５は制御弁であるフリーバルブ１６を介して連通路
１７に連通可能となっており、連通路１７は第３のポー
ト１８に連通している。第３のポート１８はバルブ１２
の表面に形成され、ロータ７により閉止される。高圧室
１５の出口部には流動抵抗発生手段としてのオリフィス
１９が形成され、オリフィス１９は制御弁であるロック
バルブ２０により閉止可能となっている。

【００１７】プランジャー９が吸入行程にある場合は、
バルブ１２の吸入ポート１３とロータ７の吸入吐出孔１
１が通じる位置関係となり、オリフィス１９、吸入ポー
ト１３、ロータ７の吸入吐出孔１１を通じて、プランジ
ャー室にオイルを吸入することができる。また、プラン
ジャー９が吐出行程にある場合は、吸入行程と逆の関係
となり、ロータ７の吸入吐出孔１１はバルブ１２の吐出
ポート１４、高圧室１５に通じる。

【００１８】２１は磁気枠であり、磁気枠２１はトラン
スファ装置のケーシング２２にボルト２３で固定され、
継手と非接触状態に保持される。磁気枠２１は継手軸に
対して同心状に配置され、磁気枠２１内にはソレノイド
コイル２４が収納される。２５はソレノイドコイル２４
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２５は非磁性体のカバー２６内に移動可能に
収納される。

【００１９】可動磁性体２５には、ロックバルブ２０の
一端が連結され、また図示しない弱いスプリングが可動
磁性体２５とロックバルブ２０の間に介装されている。
また、可動磁性体２５にはフリーバルブ１６の一端が連
結され、また、図示しない強いスプリングが可動磁性体
２５とフリーバルブ１６との間に介装されている。２６
はアキュムレータピストンとしての機能も有する前記非
磁性体のカバーであり、カバー２６はハウジング１の外
周と、入力軸３に固定した固定部材２７にベアリング２
８で支持したリテーナ２９との間に設けられる。カバー
２６とリテーナ２９に固定したストッパリング３０の間
には皿ばね３１が介装され、皿ばね３１によりカバー２
６を介してバルブ１２に予圧を与えている。

【００２０】カバー２６は継手内部の封入油の熱膨脹を
吸収するために設けられ、皿ばね３１に抗して軸方向に
移動可能となっている。なお、３２〜３４はベアリン
グ、３５はスラストニードルベアリング、３６，３７は
オイルシール、３８は油孔、３９，４０はシールリング
である。次に、動作を説明する。

【００２１】まず、通常特性について説明する。ソレノ
イドコイル２４に通電しないときは、可動磁性体２５は
磁気吸引力を発生せず、図１の位置に保持される。この
ため、フリーバルブ１６により連通路１７と高圧室１５
の連通を遮断した状態にある。

【００２２】一方、ロックバルブ２０はオリフィス１９
を開放しているので、高圧室１５のオイルはオリフィス
１９を通って、吸入ポート１３に流れる。吐出ポート１
４に押し出されたオイルは、高圧室１５、オリフィス１
９を通って吸入ポート１３に供給される。このとき、オ
リフィス１９の抵抗により高圧室１５、吐出ポート１４
およびプランジャー室８の油圧が上昇し、プランジャー
９に反力が発生する。このプランジャー反力にさからっ
てカム６を回転させることによりトルクが発生し、カム
６とロータ７との間でトルクが伝達される。

【００２３】このときのトルク特性は、図４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２４に弱通電したときは、強いスプリングは圧縮しな
いが、弱いスプリングを圧縮するので、可動磁性体２５
の上側は、ハウジング１に当接した状態になる。

【００２４】このため、フリーバルブ１６は高圧室１５
と連通路１７、第３のポート１８の連通を遮断した状態
のままであるが、ロックバルブ２０は弱いスプリングの
圧縮力によりオリフィス１９を閉止する。このときのト
ルク特性は、図４のＢに示され、ロックの状態になる。
次に、フリーの特性について説明する。

【００２５】ソレノイドコイル２４に強通電したとき
は、可動磁性体２５は弱いスプリングだけでなく、強い
スプリングを圧縮して移動し、全体がハウジング１に当
接した状態になる。このため、ロックバルブ２０はオリ
フィス１９を閉止した状態を保持し、フリーバルブ１６
は、高圧室１５と連通路１７、第３のポート１８を連通
させる。このため、高圧室１５のオイルが第３のポート
１８に供給される。

【００２６】これにより、プランジャー室８の圧力によ
ってロータ７をバルブ１２に密着させようとする力より
も、吐出ポート１４および第３のポート１８の圧力によ
ってロータ７とバルブ１２を浮き上がらせようとする力
の方が強くなり、ロータ７とバルブ１２の間に隙間がで
きて、バルブ１２のシール効果がなくなり、完全なフリ
ー状態になる。

【００２７】このときのトルク特性は、図４のＣに示さ
れ、フリーの状態になる。このように、開放部および吐
出油路の断面積を大きくする必要がないため、小さなス
ペースで充分なフリー状態をつくることができる。ま
た、制御弁のストローク量が小さくてすむため、ソレノ
イドコイル２４のサイズを小さくすることができ、コス
トも安くすることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、開放部および吐出油路の断面積を大きくする必要が
ないため、小さなスペースで充分なフリー状態をつくる
ことができる。また、制御弁のストローク量も小さくて
すむため、ソレノイドコイルのサイズも小さくすること
ができ、またコストも低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図

【図２】バルブを示す図

【図３】バルブの斜視図

【図４】トルク特性を示すグラフ

【図５】従来の通常特性の説明図

【図６】従来のロック特性の説明図

【図７】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：ニードルベアリング ３：入力軸 ４：スプロケット ５：チェーン ６：カム ６Ａ：カム面 ６Ｂ：突起 ７：ロータ ８：プランジャー室 ９：プランジャー １０：リターンスプリング １１：吸入吐出孔 １２：バルブ（弁体） １２Ａ：突起 １３：吸入ポート １４：吐出ポート １５：高圧室 １６：フリーバルブ（制御弁） １７：連通路 １８：第３のポート １９：オリフィス ２０：ロックバルブ ２１：磁気枠 ２２：ケーシング ２３：ボルト ２４：ソレノイドコイル ２５：可動磁性体 ２６：非磁性体のカバー ２７：固定部材 ２８：ベアリング ２９：リテーナ ３０：ストッパリング ３１：皿ばね ３２〜３４：ベアリング ３５：スラストニードルベアリング ３６，３７：オイルシール ３８：油孔 ３９，４０：シールリング

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； 前記入出力軸の一方と結合され複数の山を持ったカム
   と、 他方の一方の軸に結合されたロータと、 前記カムとロータの相対回転にともなって前記カムに規
   制されて往復移動する複数のプランジャーと、 前記ロータの端面に開口しプランジャーを収納したプラ
   ンジャー室に通じる吸入吐出孔と、 前記ロータの端面に接して設けられ、前記吸入吐出孔と
   の位置関係によって吸入弁および吐出弁の作用をする吸
   入ポート、吐出ポートを備えた弁体と、 前記ロータと弁体の密着状態を保持するための予圧機構
   と、 前記弁体内に設けられ、前記吐出ポートを連通して作ら
   れた高圧室と、 前記弁体のバルブ面に設けられ、前記ロータのバルブ面
   によって閉ざされる第３のポートと、を備え、 前記制御弁で 該第３のポートと高圧室との導通状態を制
   御し、 前記外部からの信号によって前記制御弁の導通、非導通
   を前記アクチュエータで制御し、 前記制御弁が導通状態になった場合に、前記第３のポー
   トに発生する油圧力によって、前記ロータと前記弁体の
   密着状態を引き離すことを特徴とする油圧式動力伝達継
   手。