JP3209571B2 - 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１３に示すように、制御弁のスト
ローク量を大きくすると荷重が急激に低下する為、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
で必要なアクチュエータトルクを得ることができ、制御
機構が小型軽量で、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
転軸と同心状でかつ一体に固定されるとともに、前記吐
出油の流動抵抗を制御する制御弁を設けた部材と、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第１の磁気枠
と、継手の一端に位置し、入出力軸のいずれかと一体に
固定されるとともに、前記第１の磁気枠とわずかなエア
ギャップを通して磁気的に結合される第２の磁気枠と；
該第２の磁気枠の継手内部に面して設けた複数対の突起
部と；継手内部に同心状に配置され、前記制御弁を設け
た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、前記第２の磁気枠と非接触状態に保持さ
れるとともに、前記第２の磁気枠の突起部と対応する位
置で、かつ原位置から回転するに従って磁気的に結合す
る対向面積が拡大するように設けた該アクチュエータの
突起部と、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、第２の磁気枠の突起部とアクチュエータの突
起部が一致する方向にトルクが発生し、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】アクチュエータと第２の磁気枠とのエアギ
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、開放孔の面
積が大きくできる為、充分なフリー特性を得ることがで
きる。その結果、制御機構が小型軽量で、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１２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
および丸孔１６Ｂ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）。

【００１３】アクチュエータ１６は、図５および図６に
示すように、一対の突起部１６Ｃが形成されている。す
なわち、アクチュエータ１６は、第１の磁気枠１９とわ
ずかなエアギャップを通して磁気的に結合される第２の
磁気枠２１とボール２３を介して非接触状態に保持さ
れ、第２の磁気枠２１の突起部２１Ａと対応する位置
で、かつ、原位置から回転するにしたがって磁気的に結
合する対向面積が拡大する突起部１６Ｃを有している。

【００１４】アクチュエータ１６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１１、参照）。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には、図７お
よび図８に示すように、継手内部に面して一対の突起部
２１Ａが形成されている。

【００１５】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、アクチュエータ１
６、突起部１６Ｃ、突起部２１Ａ、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。すなわ
ち、ソレノイドコイル２２に通電すると、アクチュエー
タ１６の突起部１６Ｃと第２の磁気枠２１の突起部２１
Ａが一致する方向にトルクが発生し、このトルクにより
アクチュエータ１６が所定の角度回転する。

【００１６】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はニードルベアリ
ング、３０，３１はスナップリング、３２は注油孔、３
３はＯリング、３５はニードルベアリングである。次
に、動作を説明する。まず、通常の特性について説明す
る。

【００１７】ソレノイドコイル２２に通電しないとき
は、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は原位置を保持する（図９、
（Ａ）、参照）。この場合、第２の磁気枠２１の突起部
２１Ａとアクチュエータ１６の突起部１６Ｃは、図１０
（Ａ）に示すような位置関係にある。

【００１８】このため、図１１（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１
２、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１２、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。

【００１９】このときのトルク特性は、図１２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に通電すると、通電電流に応じて突起部２１
Ａと突起部１６Ｃが一致する方向に所定のトルクが発生
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９、
（Ｂ）、参照）。

【００２０】アクチュエータ１６の突起部１６Ｃと第２
の磁気枠２１の突起部２１Ａの位置関係は、図１０
（Ｂ）に示すようになり、磁気的に結合する対向面積は
拡大する。このため、図１１（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。

【００２１】このときのトルク特性は、図１２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。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
流に応じて突起部２１Ａと突起部１６Ｃが一致する方向
にさらに大きな所定のトルクが発生し、アクチュエータ
１６は所定角度θ２回転する（図９、（Ｃ）、参照）。

【００２２】アクチュエータ１６の突起部１６Ｃと第２
の磁気枠２１の突起部２１Ａの位置関係は、図１０
（Ｃ）で示すようになり、磁気的に結合する対向面積は
さらに拡大する。このため、図１１（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。

【００２３】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１２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と第２の磁気枠２１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る。

【００２４】このため、アクチュエータ１６の回転量を
充分得ることができるので、開放孔の面積を大きくでき
充分なフリー性能を得ることができる。その結果、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。なお、本発明は、制御弁としてスプールバルブ
を用いた場合にも適用することができることは言うまで
もない。

【００２５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、アクチュエータと磁気枠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】第２の磁気枠の正面図

【図８】第２の磁気枠の斜視図

【図９】アクチュエータによる各特性の説明図

【図１０】アクチュエータと第２の磁気枠による各特性
の説明図

【図１１】バルブとアクチュエータによる各特性の説明
図

【図１２】トルク特性を示すグラフ

【図１３】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 １６Ｂ：丸孔 １６Ｃ：突起部 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 ２１Ａ：突起部 ２２：ソレノイドコイル ２３：ボール 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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−39426（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−239824（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−296015（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56720（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−219124（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−244835（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−64726（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172161（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−172158（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
   軸と同心状でかつ一体に固定されるとともに、前記吐出
   油の流動抵抗を制御する制御弁を設けた部材と、 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第１の磁気
   枠と、 継手の一端に位置し、入出力軸のいずれかと一体に固定
   されるとともに、前記第１の磁気枠とわずかなエアギャ
   ップを通して磁気的に結合される第２の磁気枠と；該第
   ２の磁気枠の継手内部に面して設けた複数対の突起部
   と；継手内部に同心状に配置され、前記制御弁を設けた
   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、 前記第２の磁気枠と非接触状態に保持されるとともに、
   前記第２の磁気枠の突起部と対応する位置で、かつ原位
   置から回転するに従って磁気的に結合する対向面積が拡
   大するように設けた該アクチュエータの突起部と、 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
   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、 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第１の磁気
   枠と、 継手の一端に位置し、前記両軸のいずれかと一体に固定
   されるとともに、前記第１の磁気枠とわずかなエアギャ
   ップを通して磁気的に結合される第２の磁気枠と；該第
   ２の磁気枠の継手内部に面して設けた複数対の突起部
   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
   な開放孔を有するアクチュエータと、 前記第２の磁気枠と非接触状態に保持されるとともに、
   前記第２の磁気枠の突起部と対応する位置で、かつ原位
   置から回転するに従って磁気的に結合する対向面積が拡
   大するように設けた該アクチュエータの突起部と、 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
   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し、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。