JP3486510B2 - 油圧式動力伝達継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】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】従来の油圧式動力伝達継手としては、そ
の要部を示すと、例えば図４に示すようなものがある。
図４は油圧式動力伝達継手のロータリバルブの正面図で
ある。図４において、９１は油圧式動力伝達継手のロー
タリバルブであり、ロータリバルブ９１の表面には周方
向に複数個の吸入ポート９２と複数個の吐出ポート９４
が交互に形成され、吸入ポート９２には吸入路９３がそ
れぞれ連通している。 【０００３】ロータリバルブ９１には、第１の収納孔６
８が形成され、また、第１の収納孔６８と連通部６９を
介して連通する第２の収納孔７０が形成されている。第
２の収納孔７０は第１の収納孔６８より小径に形成され
ている。第１の収納孔６８は第１の連通孔７１を介して
吐出ポート９４に連通し、第２の収納孔７０は第４の連
通孔７２を介して吐出ポート９４に連通している。 【０００４】次に、図５は図４のＡ−Ａ断面矢視図であ
る。図５において、第１の収納孔６８はシール部材７３
を介してストッパピン７４により閉止され、第１の収納
孔６８内には第１のスプールバルブ７５が移動自在に収
納される。第１のスプールバルブ７５とシール部材７３
の間には第１の高圧室７６が形成され、第１の高圧室７
６は第１の連通孔７１を介して吐出ポート９４に連通
し、第１の高圧室７６には高圧が供給される。 【０００５】第１のスプールバルブ７５と第１の収納孔
６８の内壁との間には第１のスプリング７７が介装さ
れ、第１のスプリング７７は第１のスプールバルブ７５
を図中左方向に付勢する。第１の収納孔６８には第１の
スプールバルブ７５に続いて第１のピン部材７８が収納
され、第１のピン部材７８は一端が第１のスプールバル
ブ７５により押圧され、他端が連通部６９に摺動自在に
支持されている。 【０００６】第１のピン部材７８および第１のスプリン
グ７７が収納される第１の収納孔６８内は第１の低圧室
７９が形成され、第１の低圧室７９は第２の連通孔８０
を介して低圧室側に連通している。第２の収納孔７０内
には、第１のスプールバルブ７５より小径の第２のスプ
ールバルブ８１が移動可能に収納され、第２のスプール
バルブ８１は第１のピン部材７８により押圧されて図中
右方向に移動する第２の収納孔７０には第３の連通孔８
２が開口し、第３の連通孔８２は低圧室側に連通してい
る。 【０００７】また、第２の収納孔７０内には第２のスプ
リング８３が収納され、第２のスプリング８３中には第
２のピン部材８４が収納されている。第２のスプリング
８３は第２のスプールバルブ８１により圧縮され、第２
のピン部材８４は第２のスプールバルブ８１の移動を阻
止する。第２の収納孔７０には低圧室側に連通する流動
抵抗発生手段としてのオリフィス８５が開口し、オリフ
ィス８５は第２のスプールバルブ８１の移動により閉止
されるようになっている。 【０００８】第２のスプールバルブ８１の図中右側であ
って、第２のスプリング８３および第２のピン部材８４
が収納される第２の収納孔７０内には第２の高圧室８６
が形成され、第２の高圧室８６は第４の連通孔７２を介
して吐出ポート９４に連通している。吐出ポート９４か
らの高圧は、第４の連通孔７２を介して第２の高圧室８
６に入り、オリフィス８５を通過するとともに、第２の
スプールバルブ８１を図中左方向に押圧して第３の連通
孔８２を閉止させる。 【０００９】オリフィス８５は、第２のピン部材８４の
先端より図中左側に形成され、第２のスプールバルブ８
１が第２のピン部材８４に当接すると、完全に閉止され
る。第２の収納孔７０はシール部材８７を介してストッ
パピン８８により閉止されている。８９は第１の収納孔
６８に開口する第５の連通孔であり、第５の連通孔８９
は、第１の連通孔７１と第２の連通孔８０の間に形成さ
れる。 【００１０】第５の連通孔８９は、低圧室側に連通し、
第１の高圧室７６の油圧を低圧室側に逃がす。すなわ
ち、第５の連通孔８９は初期状態にあっては第１のスプ
ールバルブ７５により閉止されており、油圧がある所定
値に達すると、第１のスプールバルブ７５により開口
し、第１の高圧室７６に連通する。次に動作を説明す
る。 【００１１】差動回転数ΔＮが小さく、油圧がある所定
値に達するまでの初期状態においては、図６（Ａ）に示
すように、第１の連通孔７１を介して第１の高圧室７６
に油圧が供給されるが、第１のスプリング７７および第
２のスプールバルブ８１により第１のスプールバルブ７
５および第１のピン部材７８は図中右方向に移動しな
い。 【００１２】一方、第４の連通孔７２を介して第２の高
圧室８６に油圧が供給されると、油圧は第２のスプール
バルブ８１を図中左方向に移動させるとともに、オリフ
ィス８５を通過して、低圧室側に供給される。この初期
状態においては、第５の連通孔８９は、第１のスプール
バルブ７５により閉止されている。したがって、図７
（Ａ）のａに示すようなトルク特性となる。 【００１３】次に、差動回転数ΔＮが大きくなり、油圧
がある所定値に達し、油圧により第１のスプールバルブ
７５にかかる力と第２のスプールバルブ８１にかかる力
の差が、第１のスプリング７７のスプリング力より大き
くなると、図６（Ｂ）に示すように、第１のスプールバ
ルブ７５が第１のスプリング７７に抗して右方向に移動
し、第１のピン部材７８が第２のスプールバルブ８１を
右方向に押圧する。 【００１４】第１のスプールバルブ７５が右方向に移動
すると、第５の連通孔８９は開き始め、低圧室側に油圧
を逃がす。これにより、第１の高圧室７６の油圧が低下
すると、第１のスプールバルブ７５は左方向に移動し
て、第５の連通孔８９を閉止する。また、第２のスプー
ルバルブ８１がオリフィス８５を閉止すると、第２の高
圧室８６の油圧が上昇して第２のスプールバルブ８１は
左方向に移動して再びオリフィス８５を開く。このよう
な調圧状態において、図７（Ｂ）のｂに示すように、ト
ルクリミッターのトルク特性が得られる。 【００１５】 【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、スプールと
収納孔との間のクリアランスを狭くして高圧室からのオ
イルリークを防止し、トルクの低下を回避しようとする
と、コンタミ詰りによるスプールの作動不良が生じると
いう問題があった。 【００１６】コンタミ詰りによるスプールの作動不良を
回避するため、スプールと収納孔とのクリアランスを広
くすると、高圧室からのオイルリークによりトルクが低
下するという問題があった。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、スプールバル
ブの代りにボールバルブを用いることでクリアランスで
のシールを廃止し、コンタミ詰りによる作動不良を回避
し、オイルリークによるトルクの低下を防止することが
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。 【００１７】 【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は次のように構成する。まず、本発明は、相
対回転可能な入出力軸間に設けられ、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に形成したカ
ムハウジングと；他方の軸に連結されるとともに、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；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、両軸の相対回転時に
カム面によって駆動される複数のプランジャーと；ロー
タに形成され、プランジャー室に通じる吸入吐出孔と；
ロータの端面に回転自在に摺接するとともに、カムハウ
ジングとの間で所定の関係に位置決めされ、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ロータ
リバルブと、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流動抵抗発生手段を備え；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
継手を対象とする。 【００１８】このような油圧式動力伝達継手につき本発
明は、ロータリバルブの吐出ポートに連通する高圧室に
連通するとともに低圧室側に連通する収納孔を設け、こ
の収納孔内に収納され油圧が所定値を越えるとき収納孔
を開くボールを設けた。また、収納孔の入口に形成され
た弁座にボールを押える押え部材を設けるとともに、押
え部材を介してボールを付勢する弾性部材を設けた。 【００１９】さらに、収納孔内には所定の開口面積を有
するドレーン孔を形成した。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、油圧が所定値を越
えるときは、ボールが収納孔を開いて、オイルをドレー
ン孔からドレーンするので、従来のようにクリアランス
でシールする必要がなく、オイルリークによるトルクの
低下を防止し、コンタミ詰りによる作動不良を回避する
ことができる。 【００２０】 【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施形態を示す
断面図である。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でカムハウジング４に固定さ
れ、カム１はカムハウジング４と一体で回転する。 【００２１】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。 【００２２】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バルブであ
り、このロータリバルブ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、連通
溝１５を閉止している。また、ロータリバルブ１１はカ
ムハウジング４の内周に形成した切欠き１７に係合する
位置決め用の突起１８を有する。 【００２３】ロータリバルブ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１７と突起１８がカム１とロータリバルブ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が吸入工程にある場合は、ロータリバルブ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、図示しないオリフィス、吸入ポート１
２、吸入路１３、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。 【００２４】また、プランジャー８が吐出工程にある場
合は、吸入工程と逆の関係となり、ロータ５の吸入吐出
孔１０はロータリバルブ１１の吐出ポート１４を介して
連通溝１５に通じる。１９はカムハウジング４と一体で
回転するベアリングリテーナーであり、ベアリング２０
を介して入力軸６を支持している。ベアリングリテーナ
ー１９とロータリバルブ１１との間にはスラストニード
ルベアリング２１が介装され、このスラストニードルベ
アリング２１側のフリクショントルクはロータ５とロー
タリバルブ１１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、ロータリバルブ１１はロータ５とともにつ
れ回りし、ロータリバルブ１１の位置決め用の突起１８
がカムハウジング４の切欠き１７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は強制的に切替わる。 【００２５】ベアリングリテーナー１９と入力軸６の間
にはオイルシール２２が設けられ、また、入力軸６の内
部には油の熱膨張・収縮を吸収するためのアキュムレー
タピストン２３が摺動自在に収納されている。２４はア
キュムレータ室２５のＯリング摺動部への泥水の侵入を
防止する蓋部材である。アキュムレータ室２５は油路２
６，２７を介して継手の内部に連通している。ロータリ
バルブ１１には前記吐出ポート１４に連通する高圧室２
８が形成され、高圧室２８の出口部はプラグ２９により
閉止されている。なお、３０は注油孔、３１はニードル
ベアリング、３２はねじ孔、３３，３４はＯリング、３
５，３６はスナップリング、３７は取付孔である。 【００２６】また、流動抵抗発生手段としてのオリフィ
スは図１には図示していないが、高圧室２８と低圧室側
とを連通するように設けられている。次に、図２は継手
の要部説明図である。図２において、４はカムハウジン
グであり、カムハウジング４には切欠き１７が形成さ
れ、切欠き１７にはロータリバルブ１１の位置決め用の
突起１８が係合する。カムハウジング４内にはロータリ
バルブ１１が収納され、ロータリバルブ１１とカムハウ
ジング４は一体で回転する。 【００２７】ロータリバルブ１１の表面には周方向に複
数個の吸入ポート１２と複数個の吐出ポート１４が交互
に形成され、吸入ポート１２には吸入路１３がそれぞれ
連通している。吐出ポート１４とロータリバルブ１１の
外周との間には高圧路（高圧室）４１が形成され、高圧
路４１はプラグ４２により閉止されている。ロータリバ
ルブ１１には収納孔４３が形成され、収納孔４３は連通
路４４を介して高圧路４１に連通している。収納孔４３
の連通路４４側には弁座４５が形成され、弁座４５には
ボール４６が着座可能となっている。 【００２８】収納孔４３内には弁座４５に着座するボー
ル４６と、ボール４６を押える押え部材４７と、押え部
材４７を介してボール４６を弁座４５に押圧する弾性部
材としてのスプリング４８が収納されている。押え部材
４７は収納孔４３を左右に分割する円板部４７Ａと円板
部４７Ａに固定された棒状部４７Ｂとにより構成されて
いる。 【００２９】スプリング４８は、円板部４７Ａと収納孔
４３の内壁との間に介装され、所定の付勢力で押え部材
４７を介してボール４６を左方向に付勢する。収納孔４
３の開口側にはロールピン４９が打ち込まれている。円
板部４７Ａの図中左側の収納孔４３には所定の開口面積
をもつドレーン孔５０が形成されている。高圧路４１の
油圧が所定値に達するまでは、油圧がボール４６に作用
する力よりスプリング４８がボール４６を付勢する付勢
力の方が大きいため、ボール４６は弁座４５に着座して
連通路４４を閉止したままであり、オイルは収納孔４３
に入らず、ドレーン孔５０がドレーンされない。 【００３０】油圧が所定値を越えてスプリング４８の付
勢力より大きくなると、ボール４６は弁座４５から離れ
て連通路４４を開き、オイルは収納孔４３内に入り、ド
レーン孔５０からドレーンする。ドレーン孔５０により
油圧は一定値に調圧され、トルクは一定値に制限され
る。次に、作用を説明する。 【００３１】図１において、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に押し付けら
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、吐出工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。 【００３２】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、オリフィスを通って吸入路１３から吸入ポート１２
に供給される。このとき、オリフィスの抵抗により吐出
ポート１４、プランジャー室７などの油圧が上昇し、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。 【００３３】なお、吐出ポート１４は連通溝１５で連通
されているため、吐出工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。さらに、カム１が回転する
と、吸入工程となり、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。 【００３４】初期状態においては、図２に示すように、
差動回転数が小さく、油圧が高くないので、吐出ポート
１４から高圧路４１、連通路４４を通って油圧がボール
４６に作用しても、油圧よりもスプリング４８の付勢力
が大きく、ボール４６は弁座４５に着座したままであ
る。したがって、オイルは収納孔４３内に供給されず、
ドレーン孔５０よりドレーンされない。このため、図７
（Ａ）のａに示すような通常のトルク特性になる。 【００３５】次に、差動回転数が大きくなり、油圧が所
定値を越えると、図３に示すように、ボール４６に作用
する力がスプリング４８の付勢力より大きくなり、ボー
ル４６は弁座４５を離れて、連通路４４を開く。このた
め、吐出ポート１４からの高圧のオイルは、高圧路４
１、連通路４４を通って収納孔４３内に入り、ドレーン
孔５０から低圧室側にドレーンされる。ドレーン孔５０
の開口面積は所定値に設定されており、トルクは一定値
に調圧される。したがって、図７（Ｂ）のｂに示すよう
なトルクリミッターのトルク特性が得られる。 【００３６】従来のスプールのクリアランスの設定で
は、コンタミ詰りによるスプールの作動不良回避と高圧
室のオイルリークによるトルク低下の回避を両立させる
ことはできなかったが、本発明においては、ロータリバ
ルブ１１に、吐出ポート１４に連通するとともに低圧室
側に連通する収納孔４３を形成し、油圧が所定値を越え
るとき収納孔４３を開くボール４６を収納孔４３内に収
納したため、クリアランスでのシールを廃止することが
でき、オイルリークによるトルクの低下を防止すること
ができ、また、コンタミ詰りによる作動不良を回避する
ことができる。 【００３７】なお、本実施形態においては、オリフィス
を高圧室２８の吐出側に設けるようにしたが、ロータリ
バルブに形成した高圧室内に弁体を収納し、弁体を保持
するピン部材のピン部と高圧室とピン部材を収納する収
納孔とを連通させる連通孔との間をオリフィスとしても
良い。 【００３８】 【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、コンタミ詰りによる作動不良を回避することがで
き、また、オイルリークによるトルク低下を防止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施形態を示す断面図 【図２】要部説明図 【図３】作用説明図 【図４】従来例を示す図 【図５】図４のＡ−Ａ断面矢視図 【図６】作用説明図 【図７】トルク特性を示すグラフ 【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：ロータリバルブ 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：切欠き １８：突起 １９：ベアリングリテーナー ２０：ベアリング ２１：スラストニードルベアリング ２２：オイルシール ２３：アキュムレータピストン ２４：蓋部材 ２５：アキュムレータ室 ２６，２７：油路 ２８：高圧室 ２９：プラグ ３０：注油孔 ３１：ニードルベアリング ３２：ねじ孔 ３３，３４：Ｏリング ３５，３６：スナップリング ３７：取付孔 ４１：高圧路（高圧室） ４２：プラグ ４３：収納孔 ４４：連通路 ４５：弁座 ４６：ボール ４７：押え部材 ４７Ａ：円板部 ４７Ｂ：棒状部 ４８：スプリング（弾性部材） ４９：ロールピン ５０：ドレーン孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅沼 良至 静岡県湖西市鷲津2418番地 株式会社フ ジユニバンス内 (56)参考文献 特開 平８−193627（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−190622（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−132821（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 31/02

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【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２つ以上の山を有する
   カム面に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
   成したロータリバルブと、 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、 前記ロータリバルブの前記吐出ポートに連通する高圧室
   に連通するとともに低圧室側に連通する収納孔と、 該収納孔内に収納され油圧が所定値を越えるとき収納孔
   を開くボールと、前記収納孔の入口に形成された弁座に前記ボールを押え
   る押え部材と、 該押え部材を介して前記ボールを付勢する弾性部材と、 を備え、 前記収納孔内に所定の開口面積を有するドレーン孔を形
   成し たことを特徴とする油圧式動力伝達継手。