JP3224600B2 - 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】オイル密閉式の油圧式動力伝達継手にお
いては、内部のオイルの温度変化による体積膨張を吸収
するために、ある一定の率で気体を封入したり、また機
械式の、例えば、ピストン−シリンダタイプの様に、体
積吸収装置（アキュムレータ）を設けたりしている。し
かし、前者の気体封入の方法は、オイルポンプを利用し
た動力伝達継手は、密封したオイルが見掛け上圧縮性流
体となってしまうため、継手の特性を損なう場合があ
り、成立が難しい。例えば、ピストンポンプ式ではピス
トンストローク中にデットストロークが生じることにな
るためトルク脈動を生じる、あるいはトルクが発生しな
い等の問題が考えられる。

【０００３】機械式の体積変動吸収装置としては継手軸
心、継手端面等にピストン式のアキュムレータを設け
る、また、継手外径をタンクとしスライドさせることに
よって体積変動を吸収するものなどが提案、または実施
されている。しかし、機械式体積変動装置は次に述べる
理由から継手構成上非常に邪魔になり、継手の小型化を
阻害する原因になる。 （１）まず、継手搭載性の要求から継手軸を中空とした
い場合、軸心に体積変動吸収装置を設けることができな
い。 （２）また、継手内外径側、あるいは継手外径部は継手
使用時継手自体が高速回転するため、密閉したオイルに
大きな遠心圧がかかるため、この遠心圧を例えばスプリ
ングの力で押さえ込むと継手内部の油圧が常時大きくな
り、回転シール等成立しなくなるため、この位置での体
積変動吸収装置の成立は困難である。 （３）継手の一方の端面は構成上入力あるいは出力のた
め動力伝達部とすることが一般的であるが、もう一方の
端面に体積変動吸収装置を設けることは可能である。

【０００４】例えば、本出願人は、軸方向に摺動可能な
ドーナツ型のピストンを継手の一方の端面に設けた油圧
式動力伝達継手を提案している。しかしながらいま、こ
の継手を外部から制御しようとした場合、継手一方の端
面は外部よりの制御入力のために使用したい。このた
め、体積変動吸収装置の設置は継手構成上困難であり、
このような機械式体積変動吸収装置を設けることは、継
手の大型化、重量増を招くものである。

【０００５】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、設計の自由度が高く、小型
で、信頼性が高い、低コストの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】相対回転可能な第１、第
２の回転部材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部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、継手軸芯内径部と入力軸との間に空間を形成し、
該空間内に管状の弾性体の両端を固定し、前記継手軸芯
内径部と前記弾性体との間に前記弾性体の変形により体
積可能な空間を成し、該体積可変空間と継手内部油室を
連通する油路を設けたものである。

【０００７】

【作用】継手内部温度が上昇し、オイルが熱膨張する
と、オイルは弾性体外径側の体積可変空間に流れ込み弾
性体を圧迫し、弾性体は変形する。これにより、オイル
の熱膨張を吸収することができる。このように、更に管
状の弾性体を継手内径側に設けるだけで継手高速回転
時、遠心圧の影響を受けない継手最内径部に体積変動吸
収装置を形成することができる。

【０００８】従来のピストン−シリンダタイプの体積変
動吸収装置に比較し、場所をとらないため、設計の自由
度が高まり、継手を小型化することができる。また、ピ
ストンの引っ掛かりのような問題もなく、信頼性を向上
させることができる。部品点数も減少し、組立コストも
下がり、コストを低減することができる。

【０００９】

【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および図２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、出力軸と一体的に回転する。

【００１０】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に所定
の角度相対回転可能に係合して、ロータ７に対しハウジ
ング１と一体で回転し、ロータ７とハウジング１の相対
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。

【００１１】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に結合された中空軸３Ａに結合され、
入力軸３および中空軸３Ａ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。

【００１２】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ロータリバルブであり、ロータ
リバルブ１２は、ハウジング１の切欠き１Ａに突起１２
Ａ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。ロータリバルブ１２の内部には高圧室１
５が形成され、高圧室１５は吐出ポート１４に連通して
いる。ロータリバルブ１２には高圧室１５に連通する第
１収納孔１７が形成され、第１収納孔１７内には溝１６
Ａを有するフリーバルブ１６が摺動自在に収納される。
フリーバルブ１６が図中左方向に移動すると、高圧室１
５は第１収納孔１７、溝１６Ａを介して吸入ポート１３
に連通するようになっている。

【００１３】また、ロータリバルブ１２には高圧室１５
に連通する第２収納孔１８が形成され、第２収納孔１８
内には溝２０Ａを有するロックバルブ２０が摺動自在に
収納される。１９Ａはロータリバルブ１２に形成された
流動抵抗発生手段としてのオリフィスであり、オリフィ
ス１９Ａを介して第２収納孔１８は低圧室２１に連通し
ている。ロックバルブ２０が図中左方向に移動すると、
オリフィス１９Ａは閉止されるようになっている。

【００１４】プランジャー９が吸入行程にある場合は、
ロータリバルブ１２の吸入ポート１３とロータ７の吸入
吐出孔１１が通じる位置関係となり、低圧室２１、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８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はロータリバ
ルブ１２の吐出ポート１４、高圧室１５に通じる。

【００１５】２２は磁気枠であり、磁気枠２２はトラン
スファ装置のケーシングに固定され、継手と非接触状態
に保持される。磁気枠２２は継手軸に対して同心状に配
置され、磁気枠２２内にはソレノイドコイル２３が収納
される。２４はソレノイドコイル２３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２４は
ハウジング１内に移動可能に収納される。

【００１６】可動磁性体２４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２４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２４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
２４とフリーバルブ１６との間に介装されている。ここ
で、入力軸３には、軸方向に油路２５が形成され、油路
２５に連通して放射方向に油孔２６，２７が形成されて
いる。

【００１７】入力軸３と中空軸３Ａの間には所定の体積
の空間２８が形成され、空間２８内には端部２９Ａが入
力軸３と中空軸３Ａの間に挟み込まれて管状の弾性体２
９が収納される。弾性体２９の外部空間３０と継手内部
油室とを連通する連通油路３１が中空軸３Ａに形成され
ている。外部空間３０は弾性体２９の変形により、封入
油の熱膨張を吸収する機能を有する。

【００１８】なお、３２，３３はニードルベアリング、
３４，３５はオイルシール、３６，３７，３８はスナッ
プリング、３９はＯリング、４０はベアリング、４１は
リテーナ、４２は注油孔である。次に、動作を説明す
る。まず、通常特性について説明する。

【００１９】ソレノイドコイル２３に通電しないとき
は、可動磁性体２４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により吸
入ポート１３と高圧室１５の連通を遮断した状態にあ
る。一方、ロックバルブ２０はオリフィス１９Ａを開放
しているので、高圧室１５のオイルはオリフィス１９Ａ
を通って、低圧室２１に流れる。

【００２０】すなわち、吐出ポート１４に押し出された
オイルは、高圧室１５、第２収納孔１８、オリフィス１
９Ａを通って低圧室２１に供給される。このとき、オリ
フィス１９Ａの抵抗により第２収納孔１８、高圧室１
５、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。

【００２１】このときのトルク特性は、図２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２３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２４
の図中上側は、ロータリバルブ１２に当接した状態にな
る。

【００２２】このため、フリーバルブ１６は高圧室１５
と吸入ポート１３と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打ち
勝って図中左方向に移動し、オリフィス１９Ａを閉止す
る。このときのトルク特性は、図２のＢに示され、継手
は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。

【００２３】ソレノイドコイル２３に強通電したとき
は、可動磁性体２４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、上側も下側もスナップリ
ング３７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１９Ａを閉止した状態を保持し、フ
リーバルブ１６は、高圧室１５と吸入ポート１３を連通
させる。このため、高圧室１５のオイルが溝１６Ａから
吸入ポート１３に供給される。

【００２４】このときのトルク特性は、図２のＣに示さ
れ、フリーの状態になる。次に体積変動吸収装置につい
て説明する。油路２５からのオイルは、油孔２６を介し
て弾性体２９の内に入り、弾性体２９を変形させる。こ
れにより、低温時のオイルの熱膨張のないときは、オイ
ルに予圧を与える。高差動により温度が上昇し、オイル
の熱膨張が生じると、継手内部油室からのオイルは、連
通油路３１を通って、弾性体２９を外部から押圧する。
弾性体２９が縮小することにより、オイルの熱膨張を吸
収することができる。

【００２５】このように、弾性体２９を中空軸３Ａと入
力軸３の間に挾み込むだけで、遠心圧の影響を受けない
軸芯近傍に体積変動吸収装置を形成することができ、従
来のピストン−シリンダタイプの体積変動吸収装置に比
較して、スプリングが不要で、軸中空化可能のため、場
所をとることがない。したがって、設計の自由度が上
り、継手を小型化することができる。また、ピストンの
引っ掛かりのような問題もなく、信頼性を向上させるこ
とができる。さらに、部品点数も減少するので、コスト
を低減することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、弾性体により軸芯近傍に体積変動吸収装置を形成す
るようにしたため、場所をとらないので、設計の自由度
を高め、継手を小型化することができる。また、信頼性
を高め、コストを低減することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図

【図２】トルク特性を示すグラフ

【符号の説明】

１：ハウジング １Ａ：切欠き ３：入力軸 ３Ａ：中空軸 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：ロータリバルブ（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） １６Ａ：溝 １７：第１収納孔 １８：第２収納孔 １９Ａ：オリフィス ２０：ロックバルブ ２０Ａ：溝 ２１：低圧室 ２２：磁気枠 ２３：ソレノイドコイル ２４：可動磁性体 ２５：油路 ２６，２７：油孔 ２８：空間 ２９：弾性体 ２９Ａ：端部 ３０：外部空間 ３１：連通油路 ３２，３３：ニードルベアリング ３４，３５：オイルシール ３６〜３８：スナップリング ３９：Ｏリング ４０：ベアリング ４１：リテーナ ４２：注油孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 31/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対回転可能な第１、第２の回転部材間の
   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部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、継手軸芯内径部と入力軸との間に空間を形成し、該空間
   内に管状の弾性体の両端を固定し 、前記継手軸芯内径部
   と前記弾性体との間に前記弾性体の変形により体積可能
   な空間を成し、該体積可変空間と継手内部油室を連通す
   る油路を設けたことを特徴とする油圧式動力伝達継手。