JP2952139B2 - 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、例えば特願平２−１８４７
３５号において、次のような油圧式動力伝達継手を提案
している。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、前記一方の軸に連結され、内側
面に２つ以上の山を有するカム面を形成したカムハウジ
ングと；前記他方の軸に連結されるとともに、前記カム
ハウジング内に回転自在に収納され、複数のプランジャ
ー室を軸方向に形成したロータと；前記複数のプランジ
ャー室のそれぞれに、リターンスプリングの押圧を受け
て往復移動自在に収納されるとともに、前記両軸の相対
回転時に前記カム面によって駆動される複数のプランジ
ャーと；前記ロータに形成され、前記プランジャー室と
通じる吸入吐出孔と；前記ロータの端面に回転自在に摺
接するとともに、前記カムハウジングとの間で所定の関
係に位置決めされ、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複数の吸入ポート、
吐出ポートを表面に形成した弁体と、前記プランジャー
の駆動による吐出油の流動により流動抵抗を発生する手
段を備え；前記両軸の回転速度差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、前記弁体の吸入ポー
ト、吐出ポートを形成しない裏面に設けられ、前記吐出
ポートのそれぞれを連通する連通溝と、前記裏面に密着
して設けた蓋部材と、前記連通溝もしくは前記吐出ポー
トと低圧室との間に設けられた流動抵抗発生手段を備え
たものである。

【０００３】すなわち、この油圧式動力伝達継手にあっ
ては、正転と逆転でカムとの位置関係が自動的に変わる
ことで、正転、逆転のいずれでも吸入、吐出の弁作用を
行うロータリーバルブを設け、正転、逆転のいずれの場
合でもトルク伝達を行うことができるようにしていた。

【０００４】

【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、ロータリー
バルブおよびロータリーバルブの位置変更を容易にする
ためのスラストニードルベアリングなどが必要であり、
また、スラストニードルベアリングのために、リテーナ
に焼入れを施したり、または、焼入れしたプレートを必
要とした。その結果、コストが高くなるという問題点が
あった。

【０００５】また、吐出油がオリフィスから直接低圧室
に吐出され、キャビテーションなどによるノイズが発生
するという問題点もあった。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、ロータリーバ
ルブ、スラストニードルベアリングなどを不要としてコ
ストが安く、また、キャビテーションの発生を抑制し、
ノイズの発生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する。

【０００６】

【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発
生する流動抵抗発生手段を備え；前記両軸の回転速度差
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、他方の軸に結合され片側側面に開口する複数のプ
ランジャー室を持ったロータと、前記プランジャー室に
収納されるとともに、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、前記ロータのプランジャーを収納しない他
の端面に開口し、各々のプランジャー室に通じる流動抵
抗発生手段および吸入孔としての複数のオリフィスと、
前記ロータの端面に接して設けられるスラスト受け部材
と、前記ロータまたは該スラスト受け部材に設けられ前
記複数のオリフィスに連通する中圧室としての連通溝
と、前記ロータとスラスト受け部材の密着を助ける予圧
機構を備えるとともに；前記プランジャーの上死点前後
の所定の区間において、前記プランジャー室への油の補
給を可能とする補給弁機構を設けたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明は、前記プランジャーの下死
点前後の所定の区間において、前記プランジャー室の圧
油を継手内の低圧室に逃がすための、開放弁機構を設け
たことを特徴とする。また、本発明は、前記補給機構
が、前記スラスト受け部材に形成した補給ポートと、前
記ロータに形成した補給孔からなることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記補給弁機構が、前記
プランジャー室の側壁に形成した吸入孔とプランジャー
のスカート部からなることを特徴とする。また、本発明
は、前記開放弁機構が、前記スラスト受け部材に形成し
た開放ポートと、前記ロータに形成した補給孔からなる
ことを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような構成を備えた本発明の油圧式動力伝
達継手によれば、吐出行程のプランジャー室の油はオリ
フィスを通って、中圧室としての連通溝に入り、入った
油は、吸入行程のプランジャー室にオリフィスを通って
入るため、ロータリーバルブ、およびスラストニードル
ベアリングが不要になり、また、スラストニードルベア
リングのために、スラスト受け部材に焼入れを施した
り、焼入れしたプレートを必要としたが、これらが不要
になる。その結果、コストが安価になる。

【００１０】また、オリフィスからの吐出油が直接低圧
室に出ないため、キャビテーションの発生を抑制するこ
とができ、ノイズが出なくなる。

【００１１】

【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８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は内側面に
２つ以上の山を有するカム面２を形成したカムであり、
カム１は図示しない出力軸に連結され、出力軸と一体で
回転する。また、カム１はカムハウジング３に固定さ
れ、カムハウジング３はカム１と一体で回転する。

【００１２】４はカムハウジング３内に回転自在に収納
されたロータであり、ロータ４は入力軸５に結合され、
入力軸５と一体で回転する。ロータ４には、軸方向に複
数個のプランジャー室６が形成され、プランジャー室６
内は複数個のプランジャー７がリターンスプリング８を
介して摺動自在に収納されている。

【００１３】リターンスプリング８は、予圧機構として
の機能を有し、ロータ４とスラスト受け部材としてのリ
テーナ３３の密着を助ける。このロータ４の端面を図２
に示す。図２において、９は中圧室としての連通溝であ
り、連通溝９はオリフィス１０を介して各プランジャー
室６に連通している。オリフィス１０は、プランジャー
室６ごとに複数個形成され、プランジャー７の吐出行程
において、流動抵抗発生手段としての機能を有し、ま
た、プランジャー７の吸入行程において、プランジャー
室７に油を吸入する吸入孔としての機能を有する。

【００１４】連通溝９の外側には排油溝１１が形成さ
れ、排油溝１１はロータ４の外周端部に延在している。
したがって、連通溝９から外側にリークする油は、排油
溝１１を通って、ロータ４の外周側に排出される。ロー
タ４の外周側には各プランジャー室６に通じる複数個の
補給孔１２が形成され、補給孔１２はプランジャー７の
上死点前後の所定の区間において、プランジャー室６に
油の補給ができるようになっている。なお、１３はロー
タ４の内周に形成されたスプラインである。

【００１５】再び、図１において、３３はロータ４の端
面に接して設けられたスラスト受け部材としての前記リ
テーナであり、リテーナ３３はベアリング１４で支持さ
れ、カムハウジング３と一体で回転する。リテーナ３３
とカムハウジング３の間には油のもれを防止するＯリン
グ１５が介装されている。また、リテーナ３３と入力軸
５の間にはカバー１６が設けられ、カバー１６の内側で
あって、リテーナ３３と入力軸５との間には油のもれを
防止するオイルシール１７が設けられている。

【００１６】また、リテーナ３３が右方向に移動するの
を阻止するストッパリング１８がカムハウジング３の内
周に設けられ、また、リテーナ３３が右方向に移動する
のを阻止するストッパリング１９がベアリング１４に設
けられている。次に、リテーナ３３とカムハウジング３
を図３に示す。図３において、カムハウジング３の内周
には、突起３Ａと切欠き３Ｂが交互に形成され、リテー
ナ３３の外周には突起３Ａと切欠き３Ｂにそれぞれ係合
する切欠き３３Ａと突起３３Ｂが交互に形成されてい
る。したがって、カムハウジング３とリテーナ３３は係
合し、一体に回転する。

【００１７】リテーナ３３の外周には周方向に複数個の
補給ポート２０及び開放ポート２０Ａが交互に形成され
ている。すなわち、補給ポート２０は、カム谷の前後と
なるような位置に形成され、開放ポート２０Ａは、カム
山の頂上部となる位置に形成される。補給ポート２０と
前記ロータ４に形成した補給孔１２が全体として、プラ
ンジャー室６に油の補給を可能とする補給弁機構を構成
している。

【００１８】また、開放ポート２０Ａと前記ロータ４に
形成した補給孔１２が全体として、プランジャー室６の
圧油を逃がす開放弁機構を構成している。再び図１にお
いて、２１，２２は入力軸５に形成された連通路であ
り、連通路２１，２２を介して継手の内部はアキュムレ
ータ室２３に連通している。アキュムレータ室２３には
摺動自在にアキュムレータピストン２４が収納され、ア
キュムレータピストン２４は内圧に応じて移動し、温度
変化による封入油の体積変化を吸収する。２５は蓋部材
であり、蓋部材２５はアキュムレータピストン２４のス
トッパとしての機能も有する。アキュムレーターピスト
ン２４の内部に空気２６が入れられている。

【００１９】なお、２７は注油孔、２８Ａ，２８Ｂはボ
ルト孔、２９はニードルベアリング、３０はストッパリ
ング、３１はＯリングである。次に、作用を説明する。
カム１とロータ４との間に回転差が生じないときは、プ
ランジャー７は作動せず、トルクは伝達されない。な
お、このとき、プランジャー７はリターンスプリング８
によりカム面２に押しつけられている。

【００２０】次に、カム１とロータ４との間に回転差が
生じると、吐出行程にあるプランジャー７はカム１のカ
ム面２により軸方向に押し込まれる。プランジャー室６
の油は、オリフィス１０を通って、中圧室である連通溝
９に吐出される。また、中圧室内の油はオリフィス１０
を通って吸入行程にあるプランジャー室６に入るが、こ
の時のオリフィス１０の抵抗により中圧室に圧力が発生
する。

【００２１】すなわち、図４に示すように、油は吐出行
程のプランジャー室６、吐出行程のオリフィス１０を通
って、連通溝９に入り、さらに、吸入行程のオリフィス
１０を通って吸入行程のプランジャー室６に入る。吐出
行程のプランジャー室６の圧力はＰｏ、吐出行程のオリ
フィス１０の抵抗圧力はＰ１、中圧室の圧力はＰｂ、吸
入行程のオリフィス１０の抵抗圧力はＰ２、吸入行程の
プランジャー室６の圧力はＰｉとなる。

【００２２】したがって、図５に示すように、吸入行程
のオリフィス１０の抵抗圧力Ｐ２が中圧室の圧力Ｐｂと
なる。吐出行程の、オリフィス１０の抵抗及び前記中圧
室の圧力により、プランジャー室６の油圧が上昇し、プ
ランジャー７に反力が発生する。このプランジャー反力
に逆ってカム１を回転させることにより、トルクが発生
し、カム１とロータ４との間でトルクが伝達される。

【００２３】このときのトルク特性を図６のＡに示す。
トルクＴは差動回転数ΔＮの２乗に比例したものにな
る。これらの油の流れは、図７の矢印（Ｂ）で示され
る。ただし、プランジャー７とプランジャー室６のスキ
マなどからリークがあるため、吐出行程においてプラン
ジャー７によって吐き出された油の全量が吸入行程のプ
ランジャー室６に入ることはなく、この状態で吸入吐出
のサイクルをくり返すといずれは吸入する油がなくなっ
てしまい、トルクが出なくなる。よって、何らかの手段
でリークによる不足分を補給する必要がある。

【００２４】吸入行程の最後においては、図８に示すよ
うに、リテーナ３３に形成した補給ポート２０はロータ
４の補給孔１２を介してプランジャー室６に連通し、不
足分の油が補給される。すなわち、プランジャー７とプ
ランジャー室６のスキマからのリークする油やロータ４
に形成した排油溝１１から排油される油が補給ポート２
０、補給孔１２を通ってプランジャー室６に入る。

【００２５】なお、吐出行程の終わり、すなわち、プラ
ンジャー７の下死点において、プランジャー７がカム山
の頂上を通過する時に、プランジャー室６の圧力が残っ
ていると、プランジャー７が回転する危険がある。この
ため、開放ポート２０Ａを設けて、吐出行程の終了する
よりわずかに早くプランジャー室６の圧油を逃がすこと
により、プランジャー７の回転を防止するようにしてい
る。

【００２６】すなわち、プランジャー室６の圧油は、補
給孔１２、開放ポート２０Ａを通って低圧室３４に逃げ
る。なお、図７および図８中矢印Ｃは、ロータ４の回転
方向を示すが、回転方向が逆方向になっても、吐出行程
が吸入行程となり、吸入行程が吐出行程になるだけで、
ロータリーバルブがなくても、正転、逆転のいずれでも
トルク伝達を行うことができる。

【００２７】本実施例においては、従来必要であったロ
ータリーバルブおよびスラストニードルベアリングが不
要になる。また、スラストニードルベアリングのために
リテーナ３３に焼入れを施したり、または、焼入れたプ
レートを必要としたが、これらが不要になる。したがっ
て、コストが安価になる。また、オリフィス１０からの
吐出油が直接低圧室３４に吐出されず、中圧室である連
通溝９あるいは吸入行程のプランジャー室６に吐出され
るため、キャビテーションの発生を抑制することがで
き、ノイズが出なくなる。

【００２８】次に、図９は本発明の他の実施例を示す図
である。図９において、３２は吸入孔であり、吸入孔３
２はロータ４の側壁に形成され、プランジャー室６と連
通している。吸入孔３２は、プランジャー７の上死点前
後の所定の区間において、プランジャー室６に連通する
ようになっている。本実施例においては、補給ポート２
０および補給孔１２がなく、代りに吸入孔３２及びプラ
ンジャー７のスカート部が補給弁機構を構成している。

【００２９】吐出行程のプランジャー室６の油はオリフ
ィス１０を通って、中圧室である連通溝９に吐出され
る。連通溝９に吐出された油は、吸入行程のプランジャ
ー室６にオリフィス１０を通って吸入される。この場
合、プランジャー７とプランジャー室６のスキマからの
リークがあるため、全量が吸入行程のプランジャー室６
に入ることはない。

【００３０】吸入行程の最後で吸入孔３２がプランジャ
ー室６に連通するため、不足分の油が吸入孔３２からプ
ランジャー室６に補給される。本実施例においても、前
記実施例と同様な効果を得ることができる。なお、他の
実施例では、前記実施例の場合の開放弁機構は設けてい
ない。また、これらの実施例では中圧室をロータ４とリ
テーナ３３の密着によりシールしているが、他の手段に
よりシールしてもさしつかえはない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明してきたように、吐出行程のプ
ランジャー室の油をオリフィスを通って中圧室である連
通溝に吐出し、吸入行程のプランジャー室に連通溝の油
をオリフィスから吸入するようにしたため、ロータリー
バルブ、スラストニードルベアリングなどが不要とな
り、コストが安価になる。また、オリフィスからの吐出
油が直接低圧室に出ないため、キャビテーションの発生
を抑制することができ、ノイズが出なくなる。

【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】ロータの端面を示す図

【図３】リテーナとハウジングを示す図

【図４】圧力変化の説明図

【図５】圧力変化を示すグラフ

【図６】トルク特性を示すグラフ

【図７】吐出油の流れを示す図

【図８】補給ポートの開閉を示す図

【図９】本発明の他の実施例を示す断面図

【符号の説明】

１：カム ２：カム面 ３：カムハウジング ３Ａ：突起 ３Ｂ：切欠き ４：ロータ ５：入力軸 ６：プランジャー室 ７：プランジャー ８：リターンスプリング ９：連通溝（中圧室） １０：オリフィス １１：排油溝 １２：補給孔 １３：スプライン １４：ベアリング １５：Ｏリング １６：カバー １７：オイルシール １８，１９：ストッパリング ２０：補給ポート ２０Ａ：開放ポート ２１，２２：連通路 ２３：アキュムレータ室 ２４：アキュムレータピストン ２５：蓋部材 ２６：空気 ２７：注油孔 ２８Ａ，２８Ｂ：ボルト孔 ２９：ニードルベアリング ３０：ストッパリング ３１：Ｏリング ３２：吸入孔 ３３：リテーナ（スラスト受け部材） ３３Ａ：切欠き ３３Ｂ：突起 ３４：低圧室

Claims (5)

(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発生
   する流動抵抗発生手段を備え；前記両軸の回転速度差に
   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、 他方の軸に結合され片側側面に開口する複数のプランジ
   ャー室を持ったロータと、 前記プランジャー室に収納されるとともに、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、 前記ロータのプランジャーを収納しない他の端面に開口
   し、各々のプランジャー室に通じる流動抵抗発生手段お
   よび吸入孔としての複数のオリフィスと、 前記ロータの端面に接して設けられるスラスト受け部材
   と、 前記ロータまたは該スラスト受け部材に設けられ前記複
   数のオリフィスに連通する中圧室としての連通溝と、 前記ロータとスラスト受け部材の密着を助ける予圧機構
   を備えるとともに；前記プランジャーの上死点前後の所
   定の区間において、前記プランジャー室への油の補給を
   可能とする補給弁機構を設けたことを特徴とする油圧式
   動力伝達継手。
2. 【請求項２】前記プランジャーの下死点前後の所定の区
   間において、前記プランジャー室の圧油を継手内の低圧
   室に逃がすための、開放弁機構を設けたことを特徴とす
   る請求項１の油圧式動力伝達継手。
3. 【請求項３】前記補給弁機構が、前記スラスト受け部材
   に形成した補給ポートと、前記ロータに形成した補給孔
   からなることを特徴とする請求項１の油圧式動力伝達継
   手。
4. 【請求項４】前記補給弁機構が、前記プランジャー室の
   側壁に形成した吸入孔とプランジャーのスカート部から
   なることを特徴とする請求項１の油圧式動力伝達継手。
5. 【請求項５】前記開放弁機構が、前記スラスト受け部材
   に形成した開放ポートと、前記ロータに形成した補給孔
   からなることを特徴とする請求項２の油圧式動力伝達継
   手。