JPH05321954A - 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、小さな電流で必要なトルクを得ることがで
き、小型軽量で温度安定性、制御性能を向上させること
を目的とする。 【構成】 アクチュエータ１６とトルク伝達可能に結合
されるとともに、ソレノイドコイル２２への弱通電によ
って軸方向に移動し、通電電流の大きさに応じて回転ト
ルクを発生する可動磁性体３８を備え；ソレノイドコイ
ル２２への通電電流に応じてアクチュエータ１６が所定
の角度変位し、アクチュエータ１６の角度変位に応じて
制御弁が制御されるとともに、アクチュエータ１６が最
も回転した場合に、制御弁を設けた部材とアクチュエー
タ１６とを機械的に結合する結合手段と、可動磁性体３
８をアクチュエータ１６側に付勢するばね部材３９を備
え、ソレノイドコイル２２への通電が解除され、可動磁
性体３８がばね部材３９によってアクチュエータ１６側
に押圧された場合に、結合を解除するようにした。

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１２に示すように、制御弁のスト
ローク量を大きくすると急激に荷重が低下する為、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、温度安定性が悪く
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温度安定性、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、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、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、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磁
気枠と、前記アクチュエータとトルク伝達可能に結合さ
れるとともに、前記ソレノイドコイルへの弱通電によっ
て軸方向に移動し、通電電流の大きさに応じて回転トル
クを発生する可動磁性体を備え；ソレノイドコイルへの
通電電流に応じて前記可動磁性体と前記アクチュエータ
が一体的に所定の角度変位するとともに、前記アクチュ
エータが最も回転した場合に、前記制御弁を設けた部材
と前記アクチュエータとを機械的に結合する結合手段
と、前記可動磁性体をアクチュエータ側に付勢するばね
部材を備え、前記ソレノイドコイルへの通電が解除さ
れ、前記可動磁性体が前記ばね部材によって前記アクチ
ュエータ側に押圧された場合に、前記結合を解除するよ
うにしたものである。

【０００６】

【作用】本発明においては、可動磁性体は、ソレノイド
コイルへの弱通電により軸方向に移動し、通電電流の大
きさに応じてアクチュエータに対して回転トルクを発生
させ、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、または、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】アクチュエータを一旦最大角度まで回転す
るように強通電した後は、弱通電に変えても結合手段に
より制御弁を設けた部材とアクチュエータは結合されて
いるため、アクチュエータはフリー特性の位置を保持す
ることができる。非通電になると、結合は解除され、通
常の特性に戻る。このように、小さな電流で大きな回転
トルクを発生させることができ、また、弱電流でフリー
特性を保持することができる。

【０００８】その結果、制御機構が小型軽量で、かつ、
温度安定性および制御性能が優れた継手を得ることがで
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〜図１１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および図２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。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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
３、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。

【００１３】また、図４および図５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
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６および図７、参照）。また、バルブ９に
は、収納孔３５が形成され、収納孔３５内にはリターン
スプリング３６を介してアクチュエータ１６を機械的に
結合する結合手段としてのピン３７が摺動自在に収納さ
れている。

【００１４】アクチュエータ１６には、図６および図７
に示すように、ピン３７及び可動磁性体３８のトルク伝
達用突起３８Ａが挿入される回り止め孔１６Ｂが形成さ
れている。また、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１０、参照）。

【００１５】３８はアクチュエータ１６とトルク伝達可
能に結合される可動磁性体であり、可動磁性体３８は後
述するソレノイドコイル２２への弱通電によって軸方向
に移動し、通電電流の大きさに応じて回転トルクを発生
する。可動磁性体３８には、アクチュエータ１６の回り
止め孔１６Ｂに挿入される突起３８Ａが一体に形成さ
れ、また、可動磁性体３８と摩擦部材２４との間には可
動磁性体３８をアクチュエータ１６側に付勢するリター
ンスプリング（ばね部材）３９が介装されている。

【００１６】１９は第１の磁気枠、２１は第２の磁気枠
であり、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の開口部は非磁性の蓋部材
２３により閉止されている。

【００１７】２４は入力軸４に固定された摩擦部材であ
り、摩擦部材２４は複数の孔２５を有し、ソレノイドコ
イル２２への通電により可動磁性体３８を吸引する。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、摩擦部材２４、可動磁性体３８、ア
クチュエータ１６、可動磁性体３８、摩擦部材２４、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。

【００１８】すなわち、ソレノイドコイル２２への通電
に応じて可動磁性体３８を軸方向に移動させるととも
に、アクチュエータ１６に対して可動磁性体３８が回転
トルクを発生し、アクチュエータ１６が所定の角度回転
する。なお、２０はベアリング、２６はスプライン、２
７，２８はオイルシール、２９，４０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リングである。

【００１９】次に、動作を説明する。まず、通常の特性
について説明する。ソレノイドコイル２２に通電しない
ときは、可動磁性体３８はアクチュエータ１６に対して
回転トルクを発生させず、リターンスプリング１５の作
用によりアクチュエータ１６は回転せず原位置を保持す
る（図８、（Ａ）、参照）。

【００２０】図９（Ａ）に示すように、可動磁性体３８
は軸方向に移動せず、また、ピン３７は回り止め孔１６
Ｂに挿入されない。このため、図１０（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
１２、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。

【００２１】このときのトルク特性は、図１１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に弱通電すると、可動磁性体３８が軸方向に
移動し、通電電流に応じてアクチュエータ１６に対して
可動磁性体３８が所定の回転トルクを発生し、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８、（Ｂ）、参照）。

【００２２】すなわち、可動磁性体３８と摩擦部材２４
との間に所定の摩擦トルクが発生し、摩擦トルクによ
り、可動磁性体３８が回転し、回り止め孔１６Ｂ内に挿
入されている突起３８Ａを介して回転トルクをアクチュ
エータ１６に与える。このとき、リターンスプリング１
５が所定の長さだけ圧縮される。このため、図１０
（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。

【００２３】このときのトルク特性は、図１１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
流に応じてアクチュエータ１６に対して可動磁性体３８
がさらに大きい所定の回転トルクを発生し、アクチュエ
ータ１６は所定角度θ２回転する（図８、（Ｃ）、参
照）。

【００２４】図９（Ｂ）に示すように、アクチュエータ
１６の回り止め孔１６Ｂとバルブ９の収納孔３５とが一
致し、ピン３７が回り止め孔１６Ｂ内に入る。このた
め、図１０（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。

【００２５】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１１のＣに示されフリーの状
態になる。ここで、図９（Ｂ）に示すように、アクチュ
エータ１６が一旦最大角度まで回るように、強通電した
後に、弱通電に戻しても、ピン３７の作用によりアクチ
ュエータ１６は所定の角度θ２を保持する。

【００２６】このフリーの状態を解除するときは、図９
（Ｃ）に示すように、ソレノイドコイル２２への通電を
やめる。可動磁性体３８はリターンスプリング３９の力
により摩擦部材２４から離れて図中左方向に移動し、突
起３８Ａによりピン３７を押圧して、バルブ９とアクチ
ュエータ１６の結合を解除する。アクチュエータ１６は
リターンスプリング１５により原位置に戻る。

【００２７】このように、本実施例においては、可動磁
性体３８と摩擦部材２４との摩擦トルクによりアクチュ
エータを回転させる為、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。更に、アクチュエ
ータ１６が最も大きく回転するように強通電した後に、
弱通電してもピン３７の作用でアクチュエータ１６は戻
らなくなる。また、その状態で差動回転の方向が逆転し
ても保持される。

【００２８】その結果、コイルを小さくすることができ
制御機構が小型軽量で、温度安定性および制御性能が優
れた継手を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、可動磁性体と摩擦部材の間の摩擦トルクによりアク
チュエータを回転させる為、大きな回転トルクを発生さ
せることができ、かつ大きな回転量を得ることができ
る。また、強通電後、弱通電にしてもアクチュエータを
所定の位置に保持することができ、その結果、制御機構
が小型軽量で、かつ、温度安定性と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】他の断面図

【図３】バルブの表面図

【図４】バルブの裏面図

【図５】バルブの斜視図

【図６】アクチュエータの正面図

【図７】アクチュエータの斜視図

【図８】アクチュエータによる各特性の説明図

【図９】通常特性、フリー特性、フリー解除の説明図

【図１０】バルブとアクチュエータによる各特性の説明
図

【図１１】トルク特性を示すグラフ

【図１２】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：回り止め孔 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 ２２：ソレノイドコイル ２３：蓋部材 ２４：摩擦部材 ２５：孔 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：収納孔 ３６：リターンスプリング ３７：ピン ３８：可動磁性体 ３８Ａ：突起 ３９：リターンスプリング ４０：ニードルベアリング

Claims (2)

【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、 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、 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、 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磁気枠と、 前記アクチュエータとトルク伝達可能に結合されるとと
   もに、前記ソレノイドコイルへの弱通電によって軸方向
   に移動し、通電電流の大きさに応じて回転トルクを発生
   する可動磁性体を備え；ソレノイドコイルへの通電電流
   に応じて前記可動磁性体と前記アクチュエータが一体的
   に所定の角度変位するとともに、 前記アクチュエータが最も回転した場合に、前記制御弁
   を設けた部材と前記アクチュエータとを機械的に結合す
   る結合手段と、 前記可動磁性体をアクチュエータ側に付勢するばね部材
   を備え、 前記ソレノイドコイルへの通電が解除され、前記可動磁
   性体が前記ばね部材によって前記アクチュエータ側に押
   圧された場合に、前記結合を解除するようにしたことを
   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、 該油圧ポンプにより油を流動させ、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、 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
   て前記高圧室に連通可能なオリフィスおよび開放孔を有
   するアクチュエータと、 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、 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磁気枠と、 前記アクチュエータとトルク伝達可能に結合されるとと
   もに、前記ソレノイドコイルへの弱通電によって軸方向
   に移動し、通電電流の大きさに応じて回転トルクを発生
   する可動磁性体を備え；ソレノイドコイルへの通電電流
   に応じて前記可動磁性体と前記アクチュエータが一体的
   に所定の角度変位するとともに、 前記アクチュエータが最も回転した場合に、前記弁体と
   前記アクチュエータとを機械的に結合する結合手段と、 前記可動磁性体をアクチュエータ側に付勢するばね部材
   を備え、 前記ソレノイドコイルへの通電が解除され、前記可動磁
   性体が前記ばね部材によって前記アクチュエータ側に押
   圧された場合に、前記結合を解除するようにしたことを
   特徴とする油圧式動力伝達継手。