JP3108194B2 - 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３−３３８２１５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；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、継手内
部に軸方向への移動および傾斜可能に支持されるととも
に、前記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、により前記アクチュエータを構成し、前
記可動磁性体の継手軸中心から離れた対称位置に、前記
制御弁としての第１の制御弁と、第２の制御弁を設ける
とともに、前記第１の制御弁に対しては弱く作用し、第
２の制御弁に対しては強く作用するように、前記可動磁
性体を吸引方向とは逆方向に付勢するリターンスプリン
グを設け、前記コイルへの電流を非通電状態にすること
により前記制御弁を作動させない状態と、弱通電状態に
することにより前記第１の制御弁のみを作動させる第２
の制御状態と、強通電状態にすることにより前記第１，
第２両方の制御弁を作動させる第３の制御状態の３段階
に制御す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、アクチュエ
ータの荷重特性が図１１に示すように、制御弁のストロ
ーク量を大きくすると発生荷重が急激に小さくなる為、
必要な荷重を得るためのコイル電流及びコイルサイズが
大きくなる。

【０００４】一方、コイル電流及びコイルサイズを小さ
くしようとすると、制御弁のストローク量が充分とれな
いため、制御弁からのリークが多くなる。また、充分に
フリー性能が得られなくなる。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、小さな電流
で必要なトルクを得ることができ、小型軽量で制御性能
が優れた油圧式動力伝達継手を提供することを目的とし
ている。

【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、相対回転可能な第１、第２の回転軸間に
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； 前記第１の回転軸と一体で回転するとともに、前記制御
弁が位置決め固定される部材と、継手内部に同心状に配
置され、前記部材との間で所定の角度回転可能に位置決
めされるとともに、回転角に応じて前記制御弁を制御す
る前記アクチュエータと、前記制御弁に縮設され、該ア
クチュエータを原位置に戻すべく付勢するばね部材を備
えるとともに、外部の部材に継手と同心に固定され、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、前記ソレノイドコイルへの通電に応じて
前記アクチュエータと第２の回転軸との間で摩擦トルク
を発生するトルク発生部材とを備え、ソレノイドコイル
への通電電流に応じて前記アクチュエータが所定の角度
変位するとともに、アクチュエータの角度変位に応じて
前記制御弁が制御されるようにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、ソレノイドコイルへの通電
に応じて、アクチュエータと第２の回転軸との間で摩擦
トルクを発生させ、通電電流に応じてアクチュエータを
所定の角度回転させる。これにより、オリフィスが閉止
され、また、開放孔が開放されるため、ロックまたはフ
リーの特性が得られる。ソレノイドコイルに通電しない
ときは、通常の特性が得られる。

【０００７】アクチュエータとトルク発生部材とのエア
ギャップはほとんどゼロであるため、小さな電流で大き
なトルクを発生させることができる。したがって、アク
チュエータの回転量を大きくとることができ、充分なフ
リー特性を得ることができる。その結果、小型軽量で、
かつ、制御性能が優れた継手を得ることができる。

【０００８】

【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９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。

【０００９】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。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。

【００１０】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。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。

【００１１】９はバルブ（弁体）であり、バルブ９には
吸入路１０および吐出ポート１１が形成されている（図
２、参照）。バルブ９は、ハウジング１の切欠き１Ａに
突起９Ａ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。また、吐出ポート１１は高圧室１
２に連通し、高圧室１２には、吐出路１３が連通してい
る。

【００１２】また、図３および図４に示すように、バル
ブ９の裏面側には溝１４が形成され、溝１４内にはリタ
ーンスプリング１５が収納される。リターンスプリング
１５の突起１５Ａは、アクチュエータ１６の長孔１６Ａ
に挿入され、アクチュエータ１６を原位置に戻すように
付勢する（図５および図６、参照）。アクチュエータ１
６には、バルブ９の吐出路１３に連通可能な流動抵抗発
生手段としてのオリフィス１７と複数の開放孔１８がそ
れぞれ形成されている（図８、参照）。

【００１３】１９は第１の磁気枠、２１は第２の磁気枠
であり、第２の磁気枠２１はハウジング１に固定されて
いる。第２の磁気枠２１内には、外部の部材に継手と同
心に固定された第１の磁気枠１９が非接触状態に保持さ
れ、第１の磁気枠１９内にはソレノイドコイル２２が収
納される。第２の磁気枠２１の開口部は非磁性の蓋部材
２３により閉止されている。

【００１４】２４は入力軸４に固定された摩擦部材（ト
ルク発生部材）であり、摩擦部材２４は複数の孔２５を
有し、アクチュエータ１６との間でソレノイドコイル２
２への通電電流に応じた摩擦トルクを発生する。ソレノ
イドコイル２２に通電すると、第１の磁気枠１９、第２
の磁気枠２１、摩擦部材２４、アクチュエータ１６、摩
擦部材２４、第２の磁気枠２１および第１の磁気枠１９
の磁気回路が形成される。

【００１５】すなわち、ソレノイドコイル２２への通電
に応じてアクチュエータ１６と摩擦部材２４の間で摩擦
トルクが発生し、リターンスプリング１５とのバランス
によりアクチュエータ１６が所定の角度回転する。な
お、２０はベアリング、２６はスプライン、２７，２８
はオイルシール、２９，３５はニードルベアリング、３
０，３１はスナップリング、３２は注油孔、３３はＯリ
ングである。

【００１６】次に、動作を説明する。まず、通常の特性
について説明する。ソレノイドコイル２２に通電しない
ときは、摩擦部材２４とアクチュエータ１６の間に摩擦
トルクが発生せず、リターンスプリング１５の作用によ
りアクチュエータ１６は回転せず原位置を保持する（図
７、（Ａ）、参照）。

【００１７】このため、図８（Ａ）に示すように、高圧
室１２は吐出路１３を介してオリフィス１７に連通し、
開放孔１８はバルブ９により閉止される。すなわち、吐
出ポート１１に押し出されたオイルは、高圧室１２、吐
出路１３、オリフィス１７を通って低圧室３４に供給さ
れる。このとき、オリフィス１７の抵抗により高圧室１
２、吐出路１３、吐出ポート１１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。

【００１８】このときのトルク特性は、図９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２２に弱通電すると、通電電流に応じてアクチュエー
タ１６と摩擦部材２４との間で所定の摩擦トルクが発生
し、リターンスプリング１５とのバランスにより所定の
角度θ１アクチュエータ１６が回転する（図７、
（Ｂ）、参照）。

【００１９】このため、図８（Ｂ）に示すように、アク
チュエータ１６のオリフィス１７はバルブ９により閉止
され、また、アクチュエータ１６の開放孔１８もバルブ
９により閉止されたままである。このときのトルク特性
は、図９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。

【００２０】ソレノイドコイル２２に対する通電電流が
前記のロック特性の場合より大きいときは、その通電電
流に応じてアクチュエータ１６と摩擦部材２４との間に
所定の大きな摩擦トルクが発生し、アクチュエータ１６
は所定角度θ２回転する（図７、（Ｃ）、参照）。この
ため、図８（Ｃ）に示すように、アクチュエータ１６の
オリフィス１７はバルブ９により閉止されたままである
が、アクチュエータ１６開放孔１８がバルブ９の吐出路
１３に連通する。

【００２１】したがって、高圧室１２のオイルは吐出路
１３、開放孔１８を通って低圧室３４に供給される。こ
のときのトルク特性は、図９のＣに示されフリーの状態
になる。このように、本実施例においては、アクチュエ
ータ１６と摩擦部材２４のエアギャップがほとんどゼロ
であるため、小さな電流で大きな摩擦トルクを発生させ
ることができる。

【００２２】このため、アクチュエータ１６の回転量を
充分大きくできるので、吐出路１３及び開放孔１８の断
面積を大きくでき、充分なフリー性能を得ることができ
る。その結果、小型軽量で、制御性能が優れた継手を得
ることができる。次に、図１０は本発明の他の実施例を
示す図である。図１０において、４１はバルブ（制御弁
を備えた部材）であり、バルブ４１にはロック用のスプ
ールバルブ（制御弁）４２をリターンスプリング４３を
介して収納する収納孔４４と、フリー用のスプールバル
ブ（制御弁）４５をリターンスプリング４６を介して収
納する収納孔４７が、それぞれ形成されている。

【００２３】収納孔４４と吸入路４８との間には、流動
抵抗発生手段としてのオリフィス４９が形成され、ま
た、収納孔４７と吸入路１０の間には開放孔５０が、そ
れぞれ形成されている。バルブ４１に対してリターンス
プリング１５により所定の位置に位置決めされるアクチ
ュエータ１６には、ロック用のスプールバルブ４２が摺
動するカム面５１と、フリー用のスプールバルブ４５が
摺動するカム面５２が、それぞれ形成されている。

【００２４】ソレノイドコイル２２への通電がない通常
特性時には、アクチュエータ１６と摩擦部材２４の間に
は摩擦トルクが発生せず、アクチュエータ１６は回転し
ない。この状態においては、両スプールバルブ４２，４
５は作動せず、高圧室１２のオイルは、オリフィス４９
を通って吸入路４８に流れる。

【００２５】ソレノイドコイル２２に対する弱通電によ
り、その通電電流に応じて、アクチュエータ１６と摩擦
部材２４との間に摩擦トルクが発生し、アクチュエータ
１６が所定角度回転する。このため、フリー用のスプー
ルバルブ４５は開放孔５０を閉止した状態で、ロック用
のスプールバルブ４２がオリフィス４９を閉止する。こ
うして、ロック特性が得られる。

【００２６】また、ソレノイドコイル２２に対する通電
を前記より大きくすると、その通電電流に応じて、アク
チュエータ１６と摩擦部材２４との間に大きな摩擦トル
クが発生し、アクチュエータ１６が前記角度より回転す
る。このため、ロック用のスプールバルブ４２がオリフ
ィス４９を閉止した状態で、フリー用のスプールバルブ
４５が開放孔５０を開放する。こうして、フリー特性が
得られる。

【００２７】本実施例においても、アクチュエータ１６
と摩擦部材２４とのエアギャップは、ほとんどゼロであ
り、小さな電流で大きなトルクを得ることができる。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。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、アクチュエータと摩擦部材とのエアギャップがほと
んどゼロであるため、小さな電流で大きなアクチュエー
タトルクを発生させることができ、その結果、制御機構
が小型軽量で、制御性能が優れた継手を得ることができ
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】バルブの表面図

【図３】バルブの裏面図

【図４】バルブの斜視図

【図５】アクチュエータの正面図

【図６】アクチュエータの斜視図

【図７】アクチュエータによる各特性の説明図

【図８】バルブとアクチュエータによる各特性の説明図

【図９】トルク特性を示すグラフ

【図１０】本発明の他の実施例を示すグラフ

【図１１】問題点の説明図

【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（第１の回転軸） 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（弁体） ９Ａ：突起 １０：吸入路 １１：吐出ポート １２：高圧室 １３：吐出路 １４：溝 １５：リターンスプリング １５Ａ：突起 １６：アクチュエータ １６Ａ：長孔 １７：オリフィス １８：開放孔 １９：第１の磁気枠 ２０：ベアリング ２１：第２の磁気枠 ２２：ソレノイドコイル ２３：蓋部材 ２４：摩擦部材 ２５：孔 ２６：スプライン ２７，２８：オイルシール ２９：ニードルベアリング ３０，３１：スナップリング ３２：注油孔 ３３：Ｏリング ３４：低圧室 ３５：ニードルベアリング ４１：バルブ ４２：ロック用のスプールバルブ ４３，４６：リターンスプリング ４４，４７：収納孔 ４５：フリー用のスプールバルブ ４８：吸入路 ４９：オリフィス ５０：開放孔 ５１：ロック用カム面 ５２：フリー用カム面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−296015（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56720（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−64726（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190624（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172161（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172158（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−244835（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 31/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対回転可能な第１、第２の回転軸間に設
   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； 前記第１の回転軸と一体で回転するとともに、前記制御
   弁が位置決め固定される部材と、 継手内部に同心状に配置され、前記部材との間で所定の
   角度回転可能に位置決めされるとともに、回転角に応じ
   て前記制御弁を制御する前記アクチュエータと、前記制御弁に縮設され、 該アクチュエータを原位置に戻
   すべく付勢するばね部材を備えるとともに、 外部の部材に継手と同心に固定され、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、 前記ソレノイドコイルへの通電に応じて前記アクチュエ
   ータと第２の回転軸との間で摩擦トルクを発生するトル
   ク発生部材とを備え、 ソレノイドコイルへの通電電流に応じて前記アクチュエ
   ータが所定の角度変位するとともに、アクチュエータの
   角度変位に応じて前記制御弁が制御されることを特徴と
   する油圧式動力伝達継手。
2. 【請求項２】相対回転可能な第１、第２の回転軸間に設
   けられ、前記両軸の差動回転によって駆動される油圧ポ
   ンプを備え、 該油圧ポンプにより油を流動させ、流動抵抗を発生させ
   て、 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； 前記第１の回転軸と同心状でかつ一体に固定されるとと
   もに、吸入路、吐出ポートおよび高圧室を設けた弁体
   と、 継手内部に同心状に配置され、前記弁体との間で所定の
   角度回転可能に位置決めされるとともに、回転角に応じ
   て前記高圧室に非連通となるオリフィスおよび連通可能
   な開放孔を有する前記アクチュエータと、前記弁体に縮設され、 該アクチュエータを原位置に戻す
   べく付勢するばね部材を備えるとともに、 外部の部材に継手と同心に固定され、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、 前記ソレノイドコイルへの通電に応じて前記アクチュエ
   ータと第２の回転軸との間で摩擦トルクを発生するトル
   ク発生部材とを備え、 ソレノイドコイルへの通電電流に応じて前記アクチュエ
   ータが所定の角度変位するとともに、アクチュエータの
   角度変位に応じて前記オリフィスを閉止または前記開放
   孔を開放することを特徴とする油圧式動力伝達継手。