JP2989437B2 - 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１−１７５０５１号
公報で、継手の差動方向が正転の場合にのみ油圧ロック
が働く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、相対回転可能な第１の回転
部材と第２の回転部材との間の回転速度差により駆動さ
れる油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出路に流動抵抗
を発生する手段を備え、前記流動抵抗により前記第１，
第２の回転部材間の伝達トルクが制御される油圧式動力
伝達継手において、吐出流体を一つの集合室に集合させ
る集合手段と、集合室の圧力が所定の値を越えた場合に
オリフィスが閉止する可変オリフィス機構を設けるとと
もに、前記第１，第２の回転部材の相対回転の方向を判
別して前記可変オリフィス機構のオリフィス閉止動作を
制御する判別制御手段を設け、該判別制御手段は前記一
方の回転部材の摩擦力を受けるピン付ブレーキリング
と、前記他方の回転部材に前記ブレーキリングのピンに
より摺動可能に設けられ前記可変オリフィス機構の端部
が挿入可能な孔部を有するストッパ部材からなるように
したものである。

【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、次のような
問題点があった。 （１）継手の軸中心部に油圧検出部を配置しているた
め、軸貫通形継手には使えない。 （２）油圧検出部には吐出圧のみでなく、粘性抵抗その
ものも作用するため、温度により油の粘度が変化する
と、ロックする油圧が変化する。このため、ロック特性
が不安定となる。 （３）機構が複雑でコストが高い。 （４）油圧検出部にリークがあるため、トルク特性も温
度により不安定となる。

【０００４】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、継手の差動方向が正転の場合
のみロックすることができ、軸貫通形継手に使用するこ
とができ、ロック特性、トルク特性も安定しており、構
成が簡単で、コストが安い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】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、
前記一方の軸に連結され、内側面に複数の山を持ったカ
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、片側側面に開口する複数のプランジャー室を形
成したロータと、前記複数のプランジャー室の各々に、
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にともなって前記
カムハウジングによって駆動され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、前記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、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、前記弁体の内部に設けられ、前記吐出ポートか
らの吐出油を集合させる集合室と； 前記集合室の出口部に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； 前記ロータとの摺接によって前記弁体に作用するフリク
ショントルクを検出し、前記両軸の相対回転方向が一方
向の場合のみ荷重に変換する荷重変換機構と、前記荷重
変換機構からの押圧を受けて、前記流動抵抗発生手段を
閉止する閉止弁と、そのばね力が前記フリクショントル
クより強いとき前記閉止弁を開く方向に付勢するばね部
材を備えたことを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、前記流動抵抗発生手段と
してのオリフィスを、前記カムハウジングの切欠きに係
合する位置決め用として形成された前記弁体の突起に横
向きに形成したことを特徴とする。また、本発明は、前
記閉止弁が、前記流動抵抗発生手段と同芯上に軸方向に
移動可能に配置され、先端が球面またはテーパ面の棒状
部材よりなることを特徴とする。

【０００７】また、本発明は、前記ばね部材は、前記閉
止弁を押すためのプレート部を有し、ばね力より強いフ
リクショントルクが作用すると、前記閉止弁を押圧して
前記流動抵抗発生手段を閉止して継手をロックさせるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【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、正転時のみ、ロータとの摺接によって
弁体に作用するフリクショントルクがばね部材のばね力
を越えるとき、荷重に変換して、ばね部材によって閉止
弁を押圧して、ロックの状態とし、逆転時には、ロック
しない方向にばね部材が荷重を受けることにより閉止弁
を押圧しないようにして、ロックしないようにしたた
め、前輪部に本継手を装着した車両ではタイトコーナ旋
回中にロックすることがなく、タイトコーナブレーキン
グ現象の発生を防止することができ、一方、砂地などの
低μ路で高トルクが発生する時には確実にロックするこ
とができ、走破性を向上させることができる。

【０００９】また、従来のように、油圧検出部が軸中心
部に配置されるようになっていないため、軸貫通形継手
に使用することができる。また、油圧検出部がなく、フ
リクショントルクがばね部材のばね力を越えるとき、閉
止弁を押圧してロックするようにしたため、ロックする
トルクが変化することがなく、ロック特性が安定してい
る。

【００１０】また、油圧検出部がなく、リークがないた
め、トルク特性も安定している。さらに、油圧検出部な
どが不要であるため、構成が簡単で、コストが安価であ
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は溶接部３によりカムハウ
ジング４に固定され、カムハウジング４はカム１と一体
で回転する。

【００１２】５はカムハウジング４内に回転自在に収納
されたロータであり、ロータ５は入力軸６に結合され、
入力軸６と一体で回転する。ロータ５には、軸方向に複
数個のプランジャー室７が形成され、プランジャー室７
内は複数個のプランジャー８がリターンスプリング９を
介して摺動自在に収納されている。また、ロータ５には
複数の吸入吐出孔１０が各プランジャー室７に通じるよ
うに形成されている。

【００１３】１１は表面に吸入ポート１２、吸入路１３
および吐出ポート１４が形成されたロータリーバルブ
（弁体）であり、このロータリーバルブ１１の裏面には
吐出ポート１４のそれぞれに連通する連通溝１５が形成
されている。また、前記裏面には密着して蓋部材１６が
設けられている。ここで、図２〜図４にカムハウジング
４とロータリーバルブ１１の位置関係を示す。

【００１４】図２〜図４において、カムハウジング４の
内周には周方向に複数個の突起１７が形成され、突起１
７の間には切欠き１８が形成されている。ロータリーバ
ルブ１１は、カムハウジング４の切欠き１８に係合する
位置決め用の突起１９を有する。ロータリーバルブ１１
の突起１９には、高圧室としての集合室２０が形成さ
れ、集合室２０は各吐出ポート１４に連通している。集
合室２０は閉止部材２１により閉止され、集合室２０の
出口部には流動抵抗発生手段としてのオリフィス２２が
横向きに形成されている。オリフィス２２の出口側の突
起１９にはオリフィス２２を通った油が継手内低圧室に
吐き出される吐出油路２３が形成されている。

【００１５】また、オリフィス２２と同芯上に突起１９
には軸方向に移動可能に閉止弁としてのロック弁２４が
設けられ、ロック弁２４はその先端が球面またはテーパ
面の棒状部材よりなる。このロック弁２４を外側から押
すと、その先端がオリフィス２２を塞いで継手はロック
状態になる。このロック弁２４を外側から押圧するばね
部材２５を図５に示す。

【００１６】図５において、２６はロック弁２４を押圧
するためのプレート部、２７はプレート部２６の戻り方
向の位置決めを行うためのストッパー部であり、これら
のプレート部２６，ストッパー部２７は連結部２８に連
結される。プレート部２６には湾曲部２９が延在され、
湾曲部２９の端部にはピン孔３０が形成されている。プ
レート部２６，ストッパー部２７および連結部２８は突
起１９を取り巻くように配置され、湾曲部２９はロータ
リーバルブ１１の外周部に沿って設けられ、湾曲部２９
の端部はピン３１によりロータリーバルブ１１に固定さ
れる。プレート部２６，ストッパー部２７は常時ロック
弁２４を押さない方向にばね力により付勢されている。

【００１７】ロータリーバルブ１１に作用するフリクシ
ョントルクは、基本的には継手の伝達トルクＴに比例す
る。図２の矢印Ａに示す方向にロータリーバルブ１１が
回転する正転時であって、カムハウジング４の突起１７
にプレート部２６が当たることで、フリクショントルク
に比例した力でロック弁２４を押すが、ばね部材２５の
ばね力の方がフリクショントルクより強いときは、ロッ
ク弁２４がオリフィス２２を開く方向に付勢されてお
り、通常のトルク特性となる。

【００１８】また、図３に示すように、正転時であっ
て、フリクショントルクがばね部材２５のばね力を越え
るときは、ロック弁２４が押圧されて、オリフィス２２
を閉止する。これにより、ロック特性となる。一方、図
４の矢印Ｂで示す方向にロータリーバルブ１１が回転す
る逆転時には、プレート部２６はロック弁２４を押すこ
とがなく、常時通常のトルク特性となる。

【００１９】ロータリーバルブ１１、カムハウジング４
の突起１７および蓋部材１６は、全体として荷重変換機
構を構成しており、荷重変換機構は、ロータリーバルブ
１１に作用するフリクショントルクを検出し、回転方向
が正転方向の場合のみフリクショントルクをロック弁２
４を閉止するための荷重に変換する。すなわち、ばね部
材２５のばね力よりもロック弁２４を押圧するフリクシ
ョントルクが強くなると、継手はロック状態となる。

【００２０】再び図１において、ロータリーバルブ１１
は、吸入吐出孔１０の開閉タイミングを決定するタイミ
ング部材を構成し、切欠き１８と突起１９がカム１とロ
ータリーバルブ１１の位相関係を規制する位置決め機構
を構成している。プランジャー８が吸入行程にある場合
は、ロータリーバルブ１１の吸入ポート１２とロータ５
の吸入吐出孔１０が通じる位置関係となり、オリフィス
２２、吐出油路２３、吸入路１３、吸入ポート１２、ロ
ータ５の吸入吐出孔１０を通じて、プランジャー室７に
油を吸入することができる。

【００２１】また、プランジャー８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５の吸入吐出
孔１０はロータリーバルブ１１の吐出ポート１４を介し
て集合室２０に通じる。３２はカムハウジング４と一体
で回転するリテーナであり、リテーナ３２はベアリング
３３を介して入力軸６を支持している。リテーナ３２と
ロータリーバルブ１１との間には蓋部材１６および焼入
れプレート３４を介してスラストニードルベアリング３
５が介装され、このスラストニードルベアリング３５側
のフリクショントルクはロータ５とロータリーバルブ１
１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。したがって、差動回転の方向が変わると、
ロータリーバルブ１１はロータ５とともにつれ回りし、
ロータリーバルブ１１の位置決め用の突起１９がカムハ
ウジング４の切欠き１８に当たるまで回転した後、カム
ハウジング４と一体で回転する。これにより、正転時ま
たは逆転時にも所定のタイミングで吸入吐出孔１０を強
制的に開閉する。

【００２２】リテーナ３２と入力軸６の間にはカバー３
６が設けられ、カバー３６の内部であって、リテーナ３
２と入力軸６との間にはオイルシール３７が介装されて
いる。オイルシール３７は油が継手の外部にリークする
のを防止する。３８，３９は入力軸６に形成された連通
路であり、連通路３８，３９を介して継手の内部とアキ
ュムレータ室４０が連通している。アキュムレータ室４
０内は、アキュムレータピストン４１が移動自在に収納
され、アキュムレータピストン４１は継手の内圧に応じ
て移動する。すなわち、アキュムレータピストン４１は
継手内に封入された封入油の熱膨張を吸収する。

【００２３】４２は入力軸６に設けられた蓋であり、蓋
４２はアキュムレータピストン４１のストッパとしての
機能も有する。アキュムレータピストン４１内には空気
４３が封入されている。なお、４４は注油孔、４５はね
じ孔、４６はニードルベアリング、４７，４８はストッ
パリング、４９，５０はＯリングである。

【００２４】次に、作用を説明する。カム１とロータ５
との間に回転差が生じないときは、プランジャー８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８はリターンスプリング９によりカム面２に押
しつけられている。次に、カム１とロータ５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８はカム
１のカム面２により軸方向に押し込まれる。

【００２５】この時、吸入吐出孔１０は吐出ポート１４
と通じているため、プランジャー８はプランジャー室７
の油を吸入吐出孔１０からロータリーバルブ１１の吐出
ポート１４に押し出す。吐出ポート１４に押し出された
油は、連通溝１５、集合室２０、オリフィス２２を通っ
て吐出油路２３から吸入路１３に供給される。この時、
オリフィス２２の抵抗により連通溝１５、集合室２０、
吐出ポート１４およびプランジャー室７の油圧が上昇
し、プランジャー８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５との間でトルクが伝達され
る。なお、各吐出ポート１４は集合室２０で連通されて
いるため、吐出行程にあるすべてのプランジャー室７の
油圧は等しくなる。

【００２６】さらに、カム１が回転すると、吸入行程と
なり、吸入吐出孔１０は吸入ポート１２と通じるため、
吸入路１３の油は、吸入ポート１２、吸入吐出孔１０を
介してプランジャー室７に吸入され、プランジャー８は
カム１のカム面２に沿って戻る。このような正転非ロッ
ク時のロック弁２４の状態を図６に示す。

【００２７】図６において、ロータリーバルブ１１は、
矢印Ａで示す方向にロータ５からのフリクショントルク
を受けており、その反力がカムハウジング４の突起１７
からロック弁２４を閉じる方向にプレート部２６に作用
している。また、プレート部２６にはばね部材２５から
の付勢力がロック弁２４を押さない方向に作用し、スト
ッパー部２７によりロータリーバルブ１１の突起１９に
対して位置決めされている。

【００２８】この場合、ばね部材２５のばね力の方がフ
リクショントルクより強いため、ロック弁２４はオリフ
ィス２２を閉止しない。したがって、図７のＣに示すよ
うなトルク特性を示す。すなわち、正転非ロック時に
は、回転速度差ΔＮの２乗に比例するトルク特性Ｃとな
る。

【００２９】次に、砂地などの低μ路で高トルクが発生
すると、ロータリーバルブ１１に作用するフリクション
トルクが大きくなり、ばね部材２５のばね力を越える
と、図８，図９に示すように、ロック弁２４がオリフィ
ス２２を閉止する。図８の矢印Ｄで示すように、プラン
ジャー室７からの油は、吸入吐出孔１０、吐出ポート１
４を通って、集合室２０に集合するが、オリフィス２２
がロック弁２４により閉止されているため、オリフィス
２２を通ることができない。こうして、ロックの状態に
なる。矢印Ｅは回転方向（正転）を示す。

【００３０】すなわち、図９に示すように、継手の高差
動回転で、フリクショントルクがばね部材２５のばね力
を越えると、ロック弁２４はプレート部２６に押圧され
てオリフィス２２を閉じる。このような正転ロック時に
は、トルク特性は、図７のＦ点からＧへ移動し、ロック
特性となる。

【００３１】次に、継手の逆転時の油の流れを図１０に
示す。図１０において、矢印Ｈはロータ５の回転方向が
逆転したことを示す。この逆転時にあっては、吐出行程
によるプランジャー８のプランジャー室７の油は、吸入
吐出孔１０、吐出ポート１４、集合室２０を通ってオリ
フィス２２を通過する。この逆転時のトルク特性は回転
速度差ΔＮの２乗に比例した特性となる。

【００３２】この逆転時には、ロック弁２４は作動せ
ず、オリフィス２２を開放している。すなわち、図１１
に示すように、逆転時においては、矢印Ｂで示す方向
に、ロータリーバルブ１１が回転し、突起１９はカムハ
ウジング４の切欠き１８に沿って矢印Ｂで示す方向に移
動し、ストッパー部２７をはさんでカムハウジング４の
突起１７に当たる。

【００３３】フリクショントルクはロック弁２４を押さ
ない方向に付勢し、ばね部材２５もロック弁２４を押さ
ない方向に付勢する。したがって、ロック弁２４は作動
せず、オリフィス２２は開いたままである。このよう
に、逆転時にはロックしないようにしたため、図１２に
示すように、前輪５１側であって、前輪側デファレンシ
ャル装置５２の近傍に本継手５３を装着した車両では、
通常の前進運転状態であれば、タイトコーナ旋回中にロ
ックすることがなく、タイトコーナブレーキング現象の
発生を防止することができる。

【００３４】なお、図１２中、５４はエンジン、５５は
トランスミッション、５６はトランスファ、５７は後
輪、５８は後輪側デファレンシャル装置、５９は後輪側
プロペラシャフト、６０は前輪側プロペラシャフトであ
る。また、前進時であって、砂地などの低μ路で高トル
クが発生する場合には、確実にロックすることができ、
走破性を向上させることができる。

【００３５】また、継手の軸中心部にロック弁２４など
を配置していないため、軸貫通形継手にも使うことがで
きる。また、従来の油圧検出部が必要でなく、カムハウ
ジング４の突起１７にプレート部２６を当て、フリクシ
ョントルクに比例した力でロック弁２４を押し、ばね部
材２５のばね力よりフリクショントルクが強くなったと
き、ロックし、逆転時にはロックしないようにしたた
め、ロックするトルクは変化がなく、安定したロック特
性を得ることができる。

【００３６】また、油圧検出部が不要であるため、油圧
検出部のリークがなくなり、トルク特性を安定化するこ
とができる。さらに、油圧検出部などが不要となるた
め、構成が簡単となり、コストが安価となる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、正転時に、弁体に作用するフリクショントルクがば
ね部材のばね力を越えたとき、閉止弁を閉止してロック
とし、逆転時にはロックしないようにしたため、前輪部
に本継手を装着した車両ではタイトコーナ旋回中にロッ
クすることがなく、タイトコーナブレーキング現象の発
生を防止し、砂地などの低μ路ではロックして走破性を
向上させることができる。

【００３８】また、油圧検出部が軸中心にないため、軸
貫通形継手に使うことができ、ロックする油圧も変化し
ないため、ロック特性を安定化することができ、また、
リークがないため、トルク特性も安定化することができ
る。さらに、構成が簡単でコストが安価となる。

【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】正転非ロック時の状態を示す図

【図３】正転ロック時の状態を示す図

【図４】逆転時の状態を示す図

【図５】ばね部材の斜視図

【図６】正転非ロック時の動作説明図

【図７】トルク特性を示すグラフ

【図８】正転ロック時の油の流れを示す図

【図９】正転ロック時の動作説明図

【図１０】逆転時の油の流れを示す図

【図１１】逆転時の動作説明図

【図１２】継手の配置を示す図

【符号の説明】

１：カム ２：カム面 ３：溶接部 ４：カムハウジング ５：ロータ ６：入力軸 ７：プランジャー室 ８：プランジャー ９：リターンスプリング １０：吸入吐出孔 １１：ロータリーバルブ（弁体） １２：吸入ポート １３：吸入路 １４：吐出ポート １５：連通溝 １６：蓋部材 １７，１９：突起 １８：切欠き ２０：集合室 ２１：閉止部材 ２２：オリフィス（流動抵抗発生手段） ２３：吐出油路 ２４：ロック弁（閉止弁） ２５：ばね部材 ２６：プレート部 ２７：ストッパー部 ２８：連結部 ２９：湾曲部 ３０：ピン孔 ３１：ピン ３２：リテーナ ３３：ベアリング ３４：焼入れプレート ３５：スラストニードルベアリング ３６：カバー ３７：オイルシール ３８，３９：連通路 ４０：アキュムレータ室 ４１：アキュムレータピストン ４２：蓋 ４３：空気 ４４：注油孔 ４５：ねじ孔 ４６：ニードルベアリング ４７，４８：ストッパリング ４９，５０：Ｏリング ５１：前輪 ５２：前輪側デファレンシャル装置 ５３：継手 ５４：エンジン ５５：トランスミッション ５６：トランスファ ５７：後輪 ５８：後輪側デファレンシャル装置 ５９：後輪側プロペラシャフト ６０：前輪側プロペラシャフト

Claims (4)

(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
   記一方の軸に連結され、内側面に複数の山を持ったカム
   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、片側側面に開口する複数の
   プランジャー室を形成したロータと、 前記複数のプランジャー室の各々に、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にともなって前記カムハウジングに
   よって駆動され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、前記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、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、 前記弁体の内部に設けられ、前記吐出ポートからの吐出
   油を集合させる集合室と； 前記集合室の出口部の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； 前記ロータとの摺接によって前記弁体に作用するフリク
   ショントルクを検出し、前記両軸の相対回転方向が一方
   向の場合のみ荷重に変換する荷重変換機構と、 前記荷重変換機構からの押圧を受けて、前記流動抵抗発
   生手段を閉止する閉止弁と、そのばね力が前記フリクショントルクより強いとき前記
   閉止弁を開く方向に 付勢するばね部材を備えたことを特
   徴とする油圧式動力伝達継手。
2. 【請求項２】前記流動抵抗発生手段としてのオリフィス
   を、前記カムハウジングの切欠きに係合する位置決め用
   として形成された前記弁体の突起に横向きに形成したこ
   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】前記閉止弁は、前記流動抵抗発生手段と同
   芯上に軸方向に移動可能に配置され、先端が球面または
   テーパ面の棒状部材より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】前記ばね部材は、前記閉止弁を押すための
   プレート部を有し、ばね力より強いフリクショントルク
   が作用すると、前記閉止弁を押圧して前記流動抵抗発生
   手段を閉止して継手をロックさせることを特徴とする請
   求項１の油圧式動力伝達継手。