JPH05118351A - 油圧式動力伝達継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】車両の駆動力配分に使用する油圧式動力伝達継
手に関し、継手の大型化を招くことなく、小スペースで
大きな荷重を得ることを目的とする。 【構成】リターンスプリング２５として気体の圧縮性を
利用したスプリングを用いるように構成する。

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２−１８４７３５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を形成したカ
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
ャー室と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弁体と、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、前記弁体
の吸入ポート、吐出ポートを形成しない裏面に設けら
れ、前記吐出ポートのそれぞれを連通する連通溝と、前
記裏面に密着して設けた蓋部材と、前記連通溝もしくは
前記吐出ポートと低圧室との間に設けられた流動抵抗発
生手段を備えたものである。

【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、カムによりプランジャーを駆動し、リター
ンスプリングによってプランジャーを押し戻す機構のプ
ランジャーポンプを用いた油圧式動力伝達継手において
は、プランジャーを押し戻すスプリング力の限界、スト
ローク、カム山数（カム傾斜角）、プランジャー質量な
どにより、プランジャーがカムに追従する差動回転数に
は限界があり、この継手を外部から制御することによっ
てフリーにした場合、高差動が生じ、プランジャーがカ
ムに追従しきれなくなると、プランジャーとカムの衝突
が起こり、打音を発生し、長引けばカムとプランジャー
の破損に至る可能性が高い。プランジャーのカムへの追
従性を上げるためにスプリング力を大きくすることも考
えられるが、通常の金属などの弾性を利用したスプリン
グでは、大きな荷重を得ようとすると、スプリングが大
きくなってしまい継手自体の大型化を招くという問題点
があった。

【０００４】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、リターンスプリングとして気
体の圧縮性を利用したスプリングを用いることにより、
継手の大型化を招くことなく、小スペースで高差動に対
応可能な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
るカム面を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と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、吐出ポートを形成した弁
体と、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、前記リターンスプリングとして気体の圧縮性を利
用したスプリングを用いたものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、プランジャーのリターンス
プリングとして、気体の圧縮性を利用したスプリングを
用いたため、ばね定数となる圧縮比を大きくとることに
より、小スペースで大きな荷重を得ることができる。そ
の結果、従来の金属の弾性を利用したリターンスプリン
グのように大きくなることがないので、継手が大型化す
ることがない。

【０００７】また、大きな荷重が得られるので、プラン
ジャーのカムへの追従性を上げることができ、プランジ
ャーとカムの衝突による打音がなく、カムとプランジャ
ーの破損を防止することができる。

【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は出力軸３に連結され、出力軸３と一体で回
転する。また、カム１はカムハウジング４に固定され、
カムハウジング４はカム１と一体で回転する。

【０００９】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が後述するエアスプリング
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。

【００１０】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（弁
体）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
れている。そして、吐出ポート１４と１つの吸入路１３
との間にはオリフィス（流動抵抗発生手段）１７が形成
されている。

【００１１】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１８に係合する位置決め用
の突起１９を有する。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１８と突起１９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。

【００１２】プランジャー８が吸入行程にある場合は、
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、オリフィス１７、
吸入ポート１２、吸入路１３、ロータ５の吸入吐出孔１
０を通じて、プランジャー室７にオイルを吸入すること
ができる。また、プランジャー８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。

【００１３】２０はカムハウジング４と一体で回転する
スラストブロックであり、ベアリング２１を介して入力
軸６を支持している。スラストブロック２０とロータリ
バルブ１１との間にはニードルベアリング２２が介装さ
れ、このニードルベアリング２２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１９がカムハウジング４の切欠き１８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を強制的に開閉する。

【００１４】２３はカムハウジング４とともに回転する
アキュムレータピストンであり、アキュムレータピスト
ン２３は内圧に応じて移動する。アキュムレータピスト
ン２３とリテーナ２４との間には、リターンスプリング
２５が介装されている。なお、２６はオイルシール、２
７はストッパリング、２８はボルト、２９は注油孔、３
０はニードルベアリングである。

【００１５】ここで、３１はシリンダ室であり、シリン
ダ室３１はプランジャー８に形成されている。シリンダ
室３１には、ピストン３２が挿入され、ピストン３２は
ロータ５の底部に当接している。シリンダ室３１には、
エアなどの気体が注入される。３３はピストン３２の突
出部であり、突出部３３はその中央部に切欠きを有し、
プランジャー室７と吸入吐出孔１０のオイルの吸入、吐
出を妨害しないようになっている。

【００１６】ピストン３２の中央部には注空路３４が形
成され、注空路３４の一端は注入プラグ３５で閉止さ
れ、他端はシリンダ室３１に開口している。また、ピス
トン３２の外周には、段部３６が形成され、プランジャ
ー８に設けたストッパ３７が当接するようになってい
る。また、ピストン３２の外周には気体が逃げるのを防
止するためのシール３８が設けられている。

【００１７】これらのピストン３２と、シリンダ室３１
と、シリンダ室３１に注入した気体が全体としてプラン
ジャー８のリターンを行うためのエアスプリング（スプ
リング）９を構成している。次に、作用を説明する。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はエアスプリング９によりカ
ム面２に押しつけられている。

【００１８】次に、カム１とロータ５との間に回転差が
生じると、吐出行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。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のオイルを吸入吐出孔１０から
ロータリバルブ１１の吐出ポート１４に押し出す。

【００１９】吐出ポート１４に押し出されたオイルは、
連通溝１５、オリフィス１７を通って吸入ポート１２に
供給される。この時、オリフィス１７の抵抗により連通
溝１５、吐出ポート１４およびプランジャー室７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。なお、各吐出ポート１４は連通溝１５で連通さ
れているため、吐出行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。

【００２０】さらに、カム１が回転すると、吸入行程と
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のオイルは、吸入ポート１２、吸入吐出孔１
０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。ここで、ピストン
３２、シリンダ室３１およびシリンダ室３１に注入した
気体によりエアスプリング９を構成し、ばね定数となる
圧縮比を大きくとるようにしたため、最大ストローク付
近で大きな荷重を得ることができる。その結果、従来の
金属の弾性を利用したリターンスプリングのように、継
手が大型化することがない。

【００２１】一般に、荷重が必要なのは、カム山の頂上
付近のカム曲線部のみであり、直線部に入れば極端な加
速がないかぎり、プランジャーはカムに追従する。等速
差動のときの、カムプロフィールとプランジャー軸方向
速度、プランジャー軸加速度の関係を図２に示す。図２
において、（Ａ）はカムプロフィール、（Ｂ）はプラン
ジャー軸方向速度、（Ｃ）はプランジャー軸方向加速
度、（Ｄ）はカムによる加速、（Ｅ）は等速部、（Ｆ）
はスプリングによる加速を、それぞれ示す。

【００２２】本実施例においては、リターンスプリング
としてエアスプリング９を用いたため、カム曲線部で大
きな荷重を得ることができ、プランジャー８のカム１へ
の追従性を上げることができる。したがって、プランジ
ャー８とカム１の衝突による打音の発生がなく、カム１
とプランジャー８が破損する恐れがない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明してきたように、プランジャー
のリターンスプリングとして気体の圧縮性を利用したス
プリングを用いたため、圧縮比を大きくとることによ
り、小スペースで大きな荷重を得ることができる。その
結果、スプリングが大きくならないので、継手が大型化
することがなく、また、プランジャーのカムへの追従性
を上げることができる。

【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】カムプロフィール、プランジャー軸方向速度お
よびプランジャー軸方向加速度を示すグラフ

【符号の説明】

１：カム ２：カム面 ３：出力軸 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：エアスプリング 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：オリフィス １８：切欠き １９：突起 ２０：スラストブロック ２１：ベアリング ２２：ニードルベアリング ２３：アキュムレータピストン ２４：リテーナ ２５：リターンスプリング ２６：オイルシール ２７：ストッパリング ２８：ボルト ２９：注油孔 ３０：ニードルベアリング ３１：シリンダ室 ３２：ピストン ３３：突出部 ３４：注空路 ３５：注入プラグ ３６：段部 ３７：ストッパ ３８：シール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   カム面を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と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、吐出ポートを形成した弁体
   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、 前記リターンスプリングとして気体の圧縮性を利用した
   スプリングを用いたことを特徴とする油圧式動力伝達継
   手。
2. 【請求項２】前記スプリングを、前記プランジャーに形
   成したシリンダ室と、シリンダ室に挿入され前記ロータ
   の底部に固定されるピストンと、シリンダ室に注入した
   気体により構成したことを特徴とする前記請求項１の油
   圧式動力伝達継手。