JP3816758B2 - 油圧式動力伝達継手のドレーン機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧動力伝達継手に用いられるドレーン機構、特に継手油温が異常上昇したときに、トルクカット機能を有するドレーン機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従業の油圧式動力伝達継手に用いられるドレーン機構としては、図１０および図１１に示すようなものがある。
図１０において、４９はバルブであり、バルブ４９は図示しないロータに連結され、ロータと一体で回転する。バルブ４９には収納孔５０が形成され、収入孔５０にはねじ部５１が形成され、スイッチプラグ５２がねじ込まれている。バルブ２７にはニードルベアリング３７の受座５３が形成され、受座５３から収納孔５０を貫通して、固定ピン５４が挿入され、ニードルベアリング３７が抜け止めとなり、固定されている。収納孔５０の底部には金属製のシールワッシャ７２が挿入され、さらにドレーンプラグ５５が挿入され、ドレーンプラグ５５は断面が略コの字型状に形成されている。ドレーンプラグ５５には高圧側に連通するドレーン孔５６が形成される。
【０００３】
バルブ４９にはドレーン孔５６に連通する高圧ポート５７が形成され、高圧ポート５７は高圧路５８を介して高圧室５９に連通している。
ドレーンプラグ５５内にはドレーンピン６０がドレーン孔５６を開閉可能に収納され、ドレーン孔５６を開閉するための突起６１を有する。突起６１は断面が略三角形状に形成され、図１１に示すように、突起６１のテーパ部６２がドレーン孔５６の開口端部に当接する。したがって、ドレーン孔５６の径が小さく形成されても、ドレーン孔５６を突起６１により閉止することができる。
ドレーン孔６０の突起６１の反対側は開放され、凹部６３が形成されている。ドレーンピン６０の凹部６３を貫通して固定ピン５４が設けられ、ドレーンピン６０が移動してドレーン孔５６を開いた状態では凹部６３の底部が固定ピン５４に当接して、ドレーンピン６０の移動が規制されるようになっている。
【０００４】
図１０に戻って、ドレーピン６０がドレーンプラグ５５に収納されるドレーン室６４にはドレーン通路６５が開口し、高圧ポート５７からドレーン孔５６を通したオイルは、ドレーン通路６５に入り、その後低圧室にドレーンされる。
【０００５】
スイッチプラグ５２内には低圧室６６が形成され、低圧室６６内にはサーモスイッチ６７が移動自在に収納される。サーモスイッチ６７の外周には階段６８とスイッチプラグ５２との間にはリターンスプリング６９が介装され、また、サーモスイッチ６７の底部とスイッチプラグ５２との間にもリターンスプリング７０が介装されている。サーモスイッチ６７は、これらのリターンプリング６９、７０に付勢されて、ドレーンピン６０を図中左方向に押圧し、ドレーンピン６０でドレーン孔５６を閉鎖している。
【０００６】
サーモスイッチ６７の先端部の先端部中央には頭部ピン７１が一体に形成され動作前においては、頭部ピン７１と固定ピン５４の間にわずかな間隔が保持されている。所定温度になると、頭部ピン７１が伸びて固定ピン５４に当たり、反力でサーモスイッチ６７がリターンスプリング６９、７０に抗して図中右方向に移動して、高圧ポート５７からの高圧でドレーンピン６０で図中右方向に移動してドレーン孔５６が開くようになっている。
【０００７】
サーモスイッチ６７は、低圧室６６内リターンスプリング６９、７０により付勢されて、ドレーンピン６０を押圧するように収納されており、従来のように固定されていない。
【０００８】
作動前においては、図１０の上半分で示すように、ドレーピン６０はサーモスイッチ６７を介してリターンスプリング６９、７０により左方向に押圧され、ドレーン孔５６を閉止している。すなわち、リターンスプリング６９、７０により左方向に付勢されたサーモスイッチ６７により左方向に押圧されて、突起６１がドレーン孔５６を閉止している。
【０００９】
サーモスイッチ６７の頭部ピン７１は、リターンスプリング６９、７０により付勢されてドレーンピン６０に形成した凹部６３に挿入されるが、固定ピン５４には当接しないで、わずかな間隙が保持されている。
【００１０】
所定温度になると、サーモスイッチ６７の頭部ピン７１が図１０中左方向に伸びて固定ピン５４に当たり、反力によりサーモスイッチ６７はリターンスプリング６９、７０に抗して図１０の下半分に示すように右方向に移動する。サーモスイッチ６７が右方向に移動すると、ドレーンピン６０を押圧する力がカットされ、ドレーンピン６０はフリーになり高圧ポート５７からの高圧により図１０中右方向に移動してドレーン孔５６を開く。
【００１１】
このため高圧ポート５７のオイルは、矢印Ａで示すようにドレーン孔５６を通って、ドレーン室６４に入り、ドレーン通路６５に入る。
【００１２】
すなわち、図１１に示すように、ドレーンピン６０がドレーン孔５６を開くと、高圧ポート５７のオイルは、矢印Ｂで示すように、ドレーン室６４に入り、その後ドレーン通路６５を通って低圧室にドレーンされる。ドレーンピン６０の移動は、図１１に示すようにドレーンピン６０の凹部６３の底部が固定ピン５４に当接することでこれ以上移動することが阻止される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
継手においては、例えば前後軸に異径タイヤを装着した場合、車速の上昇に伴って差動回転が上昇し、トルクが上昇して、継手が過熱して、破損に至る。この問題を解決するため、従来は高圧室の油をドレーンすることにより、トルクカットをしていた。しかし従来例においては、通常時高圧を塞いでおくためのスプリング荷重を大きくすることが必要な場合もあり、スペース増大を招く。
【００１４】
それを回避し、スプリング荷重を下げ、ドレン部の受圧面積を小さくすると、ドレン能力が不足してしまう。また、従来例においてはコストが上昇するという問題点もあった。
【００１５】
本発明は、小型化を図り、ドレン能力が不足することなく高圧に設定することができ、さらにコストを低減することができる油圧式動力伝達継手のドレーン機構を提供することを目的とする。
【００１６】
【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。
【００１７】
本発明は、入力軸と出力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用いられ、
ロータに形成されたオリフィスに連通する連通溝と、トルクカットを行うための制御用溝と、連通溝と制御用溝を連通させる連通通路を有するプレートと、
油温が上昇したとき作動して連通通路を開放する位置にスプールを移動させる温度スイッチを備え、
連通通路は、スプールが収納されるスプール収納孔と、制御溝とスプール収納孔連通させる通孔と、連通溝とスプール収納孔を連通させる通孔よりなり、スプールの移動により前記連過通路は開閉されるようにした。
【００１８】
このような構成を備えた本発明によれば、ロータに形成されたオリフィスに連通する連通溝とトルクカットを行うための制御用溝と、連通溝と制御用溝を連通させる連通通路を有するプレートと、油温が上昇したとき作動して連通通路を開放する位置にスプールを移動させる温度スイッチを設けるようにしたため、従来のようにスプリングを用いる必要がないため、小型化を図ることができる。
【００１９】
また、ドレン能力が不足しないため、高圧を設定することができる。さらに構成が簡単になるため、コストを低減することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態を示す横断面図である。
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はハウジング３に固定され、またハウジング３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。
【００２１】
４はハウジング３内に回転自在に収納されたロータであり、ロータ４は入力軸５に結合され、入力軸５と一体で回転する。ロータ４には、軸方向に複数個のプランジャー室６が形成され、プランジャー室６内は複数個のプランジャー７がリターンスプリング８を介して摺動自在に収納されている。
【００２２】
ロータ４の底部にはオリフィス９が形成され、ロータ４と密着して設けられているワッシャプレート（プレート）１０には連通溝１１が形成されている。
【００２３】
連通溝１１はオリフィス９を介して各プランジャー室６に連通している。オリフィス９は、プランジャー室６ごとに複数個形成され、プランジャー７の吐出行程において、流動抵抗発生手段としての機能を有し、また、プランジャー７の吸入行程において、プランジャー室６に油を吸入する吸入孔としての機能を有する。
【００２４】
連通溝１１の外側には排油溝３０が形成されている。したがって、連通溝１１から外側にリークする油は、排油溝３０を通って、排出される。ロータ４の外側には各プランジャー室６に通じる複数個の補給孔１２が形成され、補給孔１２はプランジャー７の上死点前後の所定の区間において、プランジャー室６に油の補給ができるようになっている。すなわち、ワッシャプレート１０には補給溝１３が設けられ、補給溝１３、補給孔１２を通って油がプランジャー室６に補給される。
【００２５】
１４はストッパリングであり、ストッパリング１４はハウジング３の内周に設けられ、カム１が図中右方向に移動するのを阻止する。ハウジング３の内周とカム１の外周の間にはＯリング１５が設けられ、また、入力軸５の外周とカム１の内周の間にはＸリング１６が設けられている。カム１には注油孔１７が形成され、注油孔１７はプラグ１８により閉止されている。カム１の外側にはダストカバー１９が設けられている。
【００２６】
ハウジング３の内周と入力軸５の外周には、Ｘリング２０が設けられ、ハウジング３の内周に設けたストッパリング２１はべアリング２２の位置決めをしている。ハウジング３にはボルト孔２３が形成され、また、ハウジング３にアキュムレータ室２４が形成されている。
【００２７】
アキュムレータ室２４には摺動自在にアキュムレータピストン２５が収納され、アキュムレータピストン２５は内圧に応じて移動し、温度変化による封入油の体積変化を収入する。２６は蓋部材であり、蓋部材２６はアキュムレータピストン２５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２５の内部に空気２７が入れられている。
【００２８】
図２はハウジング３を示す図である。
図２において、３はハウジングであり、ハウジング３には周方向に４個のアキュムレータ室２４が形成されている。アキュムレータ室２４とアキュムレータ室２４との間にはボルト孔２３がそれぞれ形成されている。
【００２９】
１０はワッシャプレートであり、ワッシャプレート１０の外周には周方向に複数個の補給溝１３が形成され、補給溝１３からプランジャー室６に油が補給される。
【００３０】
２８はハウジング３に収納された温度スイッチであり、温度スイッチ２８は、油温が異常に高温になると、作動してスプール２９を移動させる。スプール２９の移動により、ワッシャプレート１０に形成された連通溝１１と後述する制御用溝が連通または遮断される。
【００３１】
図３はワッシャプレート１０を示す図である。
図３において、１０はワッシャプレートであり、ワッシャプレート１０にはカム谷に相対する位置に油を補給する補給溝１３が形成されている。
【００３２】
６はプランジャー室、１２はロータ４の補給孔を示し、補給孔１２がワッシャプレート１０の補給溝１３の位置にくると、補給孔１２は補給溝１３に連通する。
【００３３】
１１はワッシャプレート１０に形成された連通溝、３０はワッシャープレート１０に形成された制御用溝である。
【００３４】
連通溝１１には、ロータ４に形成したオリフィス９が開口し、連通溝１１の外周には油を排出するための排油溝３１（制御用溝３０と兼用）が形成されている。
【００３５】
２８は温度スイッチであり、油温が高温となって温度スイッチ２８が作動すると、スプール２９を移動させる。スプール２９の移動により、連通溝１１と制御用溝３０の連通または遮断が制御される。
【００３６】
図４は通常時の要部説明図である。
図４において、ロータ４にはプランジャー７が摺動自在に収納されるプランジャー室６が形成されている。ロータ４の底部にはオリフィス９が形成されている。ワッシャプレート１０にはオリフィス９に連通する連通溝１１が形成され、また、トルクカットを行うための制御用溝３０形成されている。ワッシャプレート１０の反対側には連通溝１１に連通する第１の通孔３２が形成され、制御用溝３０に連通する第２の通孔３３が形成されている。
【００３７】
また、ワッシャプレート１０に当接したハウジング３にはスプール収納孔３４が形成され、スプール収納孔３４にはスプール２９が摺動自在に収納される。２８はハウジング３の温度スイッチ収納孔３５に収納された温度スイッチであり、温度スイッチ２８はスプール２９と一体的に設けられている。油温が上昇したとき、温度スイッチ２８が作動すると、温度スイッチ２８はスプール２９を図４中左方向に移動させる。
【００３８】
スプール収納孔３４と連通溝１１は第１の通孔３２、第３の通孔３６により連通し、スプール収納孔３４と制御用溝３０は第２の通孔３３、第４通孔３７により連通している。スプール収納孔３４、第１の通孔３２、第２の通孔３３、第３の通孔３６および第４の通孔３７は連通通路３８を構成しており、連通溝１１と制御用溝３０は連通通路３８を介して連通可能となっている。スプール２９の頭部３９と頭部４０との間には油室４１が形成され、油室４１にはプランジャー室６の油はオリフィス９、連通溝１１、第１の通孔３２、および第３の通孔３６を通って流入する。温度スイッチ２８が作動せず、スプール２９が図中左方向に移動しないときは、図４に示すように連通通路３８はスプール２９により遮断され、制御用溝３０と連通溝１１は連通しない。
【００３９】
プランジャー室６から吐出された油は、オリフィス９、連通溝１１を通って吸入側のプランジャー室６に戻るようになっている。この際、ロータ４とワッシャプレート１０の間はロータ４の押し付け力により油をシールするようにしている。しかし、連通溝１１の油圧反力はロータ４とワッシャプレート１０を引き離す方向に作用する。しかし、油圧反力はロータ４の押し付け力を上回るに至らず、油はシールされる。すなわち、押し付け力＞油圧反力であれば、油はシールされ、通常のトルクが発生する。
【００４０】
図５は温度スイッチ作動時の要部説明図である。
図５において、温度スイッチ２８が作動して、スプール２９が図５中左方向に移動すると、連通溝１１と制御用溝３０は第１の通孔３２、第３の通孔３６、油室４１、第４の通孔３７および第３の通孔３３を介して連通する。油圧反力側の油が制御用溝３０に導入され、押し付け力＞油圧反力の関係が逆転する。
【００４１】
連通溝１１の油圧反力と制御用溝３０の油圧反力の合計が押し付け力を上回り、ロータ４とワッシャプレート１０との間には間隙が発生し、油はシールされなくなる。
【００４２】
油は補給孔１２より外部に逃げてしまい、流動抵抗を発生させることができず、トルクカット（２ＷＤ化）に至る。
【００４３】
次に、作用を説明する。
吐出行程のときは、プランジャー７はオリフィス９による流動抵抗を受けている。このときのトルク特性は図６のＡに示される。トルクＴ特性は差動回転ΔＮの２乗に比例したものになる。なお、ロータ４の補給孔１２はワッシャプレート１０により閉止されている。このためプランジャー室６の油は、補給孔１２から流出することはない。
【００４４】
この吐出行程では、温度スイッチ２８は作動せず、スプール２９は図４中左方向に移動しない。このため、オリフィス９は連通溝１１、第１の通孔３２、第３の通孔３６を介して油室４１に連通しており、図７の４２で示すように、連通溝１１には油が導入され、油圧反力が作用し、この油圧反力４２はロータ４とワッシャプレート１０を引き離す方向に作用するが、ロータ４の押し付け力を上回るには至らず、油はシールされ図６に示すような通常のトルクが発生する。
【００４５】
次に、温度スイッチ２８が作動して、スプール２９が図５に示すように左方向に移動すると、連通溝１１と制御用溝３０は第１の通孔３２、第３に通孔３６、油室４１、第４の通孔３７および第２の通孔３３を介して連通する。油圧反力側の油が制御用溝３０に導入され、押し付け力＞油圧反力の関係が逆転する。
【００４６】
図８の４２、４３で示すように、連通溝１１の油圧反力と制御用溝３０の油圧反力の合計が押し付け力を上回り、ロータ４とワッシャープレート１０との間には間隙が発生し、油はシールされなくなる。
【００４７】
こうして、油は補給孔１２より外部に逃げてしまい、流動抵抗を発生させることができず、トルクカット（２ＷＤ化）に至る。このときのトルク特性は、図９のＢに示すように、トルクが発生しなくなる。
【００４８】
このように、異常な継手の温度上昇に対してトルクカット（２ＷＤ化）することにより、それ以上の温度上昇を防止することができ、継手の保護を図ることができる。
【００４９】
本実施形態においては、従来のようにスプリングを用いる必要がないため、小型化を図ることができる。
また、ドレン能力が不足しないため、高圧を設定することができる。さらに、構成が簡単になるため、コストを低減することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、ロータに形成されたオリフィスに連通する連通溝と、トルクカットを行うための制御用溝と、連通溝と制御用溝を連通させる連通通路と、を有するプレートと、油温が上昇したとき作動して連通通路を開放する位置にスプールを移動させる温度スイッチを設けるようにしたため、従来のようにスプリングを用いる必要がないため、小型化を図ることができる。
また、ドレン能力が不足しないため、高圧を設定することができる。さらに、構成が簡単になるため、コストを低減することができる。
【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】ハウジングを示す図
【図３】ワッシャプレートを示す図
【図４】通常時の要部説明図
【図５】温度スイッチ動作時の要部説明図
【図６】通常時の油の流れを示す図
【図７】通常時の油の流れを示す図
【図８】温度スイッチ作動時の油の流れを示す図
【図９】トルクカット時のトルク特性を示すグラフ
【図１０】従来例を示す図
【図１１】従来例の動作を説明する図
【符号の説明】
１：カム
２：カム面
３：ハウジング
４：ロータ
５：入力軸
６：プランジャー室
７：プランジャー
８：リターンスプリング
９：オリフィス
１０：ワッシャプレート
１１：連通溝
１２：補給孔
１３：補給溝
１４，２１：ストッパリング
１５：Ｏリング
１６，２０：Ｘリング
１７：注油孔
１８：プラグ
１９：ダストカバー
２２：ベアリング
２３：ボルト孔
２４：アキュムレータ室
２５：アキュムレータピストン
２６：蓋部材
２７：空気
２８：温度スイッチ
２９：スプール
３０：制御用溝
３１：排油溝
３２：第１の通孔
３３：第２の通孔
３４：スプール収納孔
３５：温度スイッチ収納孔
３６：第３の通孔
３７：第４の通孔
３８：連通通路
３９，４０：頭部
４１：油室
４２：油圧反力

Claims (2)

1. 入力軸と出力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用いられ、
   ロータに形成されたオリフィスに連通する連通溝と、トルクカットを行うための制御用溝と、前記連通溝と前記制御用溝を連通させる連通通路を有するプレートと、
   油圧が上昇したとき作動して前記連通通路を開放する位置にスプールを移動させる温度スイッチと、
   を備えたことを特徴とする油圧式動力伝達継手のドレーン機構。
2. 請求項１記載の油圧式動力伝達継手のドレーン機構において、
   前記連通通路は、前記スプールが収納されるスプール収納孔と、前記制御溝とスプール収納孔を連通させる通孔と、前記連通溝とスプール収納孔を連通させる通孔よりなり、前記スプールの移動により前記連通通路は開閉されることを特徴とする油圧式動力伝達継手のドレーン機構。

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