JPH0637633U - 油圧式動力伝達継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 低差回転時でもトルク伝達を可能にして、走
行の安定性と部品の耐久性を確保できる油圧式動力伝達
継手を提供する。 【構成】 ロータ１４及びロータリーバルブ２４はニー
ドルベアリング３８を介して多板クラッチ５４に支持さ
れており、ロータリーバルブ２４はニードルベアリング
３８により溝３２を封止されている。多板クラッチ５４
は軸１２の外周に連結されたインナーディスク５６とハ
ウジング６内周に連結されたアウターディスク５８とか
ら成っている。スラストブロック４０はハウジング６に
固定されてハウジング６と一体に回転し、軸１２との間
にはベアリング４２が装着されているので軸１２と相対
回転できるようになっている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、駆動軸と従動軸との間で回転差が生じたときにもプランジャポンプ の作用により動力を伝達することができる油圧式動力伝達継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】

油圧式動力伝達継手として、プランジャポンプの作用で圧力を発生させ、その 圧力を伝達トルクに変換して動力を伝達する方式のアキシャル・プランジャポン プ・カップリングが知られている。該アキシャル・プランジャポンプ・カップリ ングの特性は、相対回転速度に対してトルクが二次曲線的に増加し、低差回転時 には伝達トルクがほとんどなく、高差回転時には高トルクを伝達するものである 。この継手を自動車の前輪と後輪との間の動力伝達軸に設けて駆動力を分配可能 にすると、前輪又は後輪のいずれかの駆動輪がスリップして空転しても、他方の 車輪に高トルクを伝えて他方の車輪を駆動することができる。

【０００３】 図３は従来の油圧式動力伝達継手の断面図であり、特開平４−７３４３０号公 報等にその具体的構成が開示されている。 軸１２には、複数のプランジー室１６とプランジャ１８とからなるプランジャ ポンプを有するロータ１４が固定されており、ハウジング６には、プランジャ１ ８の先端が接する山型カム面４を有し、出力軸８に連結されるカム２が固定され ている。ハウジング６内には油が充填されており、軸１２とハウジング６との間 で差動回転が生ずると、油はプランジャ室１６からロータ１４の吸入吐出孔２２ 、吐出ポート３０、オリフィス３４を経て吐出路３６に流れ、更に吸入路２９、 吸入ポート２８、吸入吐出孔２２を経て他のプランジャ室１６に流れるようにな っている。そして、オリフィス３４を通るときの流動抵抗により、吐出過程にあ るプランジャ室１６内で高圧を生じ、その結果、プランジャ１８がカム面４に押 し付けられることにより高摩擦力を発生し、動力を伝達することができる。

【０００４】 プランジャ室１６が形成されているロータ１４は、スプライン１５により軸１ ２に固定されており、周方向に回転しないのはもちろんであるが、ストップリン グ１１により一端を係止され、カムに向かう軸方向（図中右方）に移動しないよ うになっている。ロータリーバルブ２４は所定のプランジャ室１６の吸入吐出孔 ２２の開閉タイミングを調整するためのものであり、軸１２と相対回転可能で、 しかもハウジング６に対しても所定角度回転できるようになっている。これは、 軸１２の回転方向が変わった場合にも、吸入吐出孔２２が所定のプランジャ室１ ６と適正に連通して、同じように油を案内するためである。

【０００５】 ロータ１４が軸１２と一体に回転し、ロータリーバルブ２４が軸１２と相対回 転可能であるので、ロータリーバルブ２４と軸１２とが相対回転した際には、ロ ータ１４とロータリーバルブ２４とは摺接する。ロータリーバルブ２４は、ハウ ジング６に固定されて軸方向には移動しないスラストブロック４０に、ニードル ベアリング３８を介して支持されているので、やはりカム２から離れる軸方向（ 図中左方）には移動しないようになっている。 また、ロータ１４が固定されている軸１２は、カム２の中央部に形成された凹 部３とスラストブロック４０の中央開口部に配設した軸受９とベアリング４２に よりハウジング６に対して回転可能に支持されており、軸１２の一端はカム２の 凹部３に収まっている。

【０００６】 アキュームレータ４４はハウジング６に対して摺動可能に、かつシール部材４ ５により液密に設けられ、軸１２との間もシール部材４６により液密に保たれて いる。そして、カム２とアキュームレータ４４との間のハウジング内に油が充填 され、油が高温により膨張したときにはアキュームレータ４４がカム２から離れ る軸方向（図中左方）に移動し、油の熱膨張を許容している。 なお、図３において、中心線より上は油の吸入過程を示し、中心線より下は油 の吐出過程を示している。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】 よって、プランジャ室１６内の油がロータリーバルブ２４内のオリフィス３４ を通るときの流動抵抗によりトルク伝達を行うため、低差回転ではトルク伝達に 必要な圧力が発生できないのでトルクはほとんど無いか小さいため走行時の安定 性は良くない。そのため、低差回転でのトルクを確保するためにオリフィス径を 小さくしたり、プランジャ室内でのプランジャのストローク量を大きくすること によって流動抵抗による圧力を上げ、低差回転時のトルク伝達が行われている。 しかしながら、差回転数変化によるトルク特性は２次曲線的に変化するため、 上記手段で低差回転時のトルク伝達を行うと、高差回転でのトルクが大きくなり 過ぎてしまい、プランジャ室内等も高圧力になるため構成部品の耐久性が低下す るという問題がある。 本考案の目的は、上記問題を解消することにあり、低差回転時でもトルク伝達 を可能にして、走行の安定性と部品の耐久性を確保できる油圧式動力伝達継手を 提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る上記目的は、相対回転可能な軸とハウジングとの間に、軸方向に 摺動可能にプランジャを収容したプランジャ室を有し前記軸に固定されたロータ と、前記ハウジングに固定され前記プランジャの先端と摺接可能なカム面を有す るカムと、前記ハウジングと共に前記軸と相対回転可能であり１つのプランジャ 室から他のプランジャ室に流動抵抗発生部を経て油を案内するロータリーバルブ と、軸方向に移動可能に前記ハウジングに固定されかつ前記軸との間にシール部 材を備え油の膨張を許容するアキュームレータとからなるプランジャポンプを設 け、前記軸と前記ハウジングとの相対回転時に前記プランジャポンプの作用でト ルクを伝達する油圧式動力伝達継手において、前記ロータリーバルブと前記アキ ュームレータとの間に多板クラッチを設け、前記ハウジングと前記軸とが低差回 転時でもトルクを発生可能にしたことを特徴とする油圧式動力伝達継手により達 成される。

【０００９】

【作用】 プランジャポンプと多板クラッチを併用するこによって、低差回転時に多板ク ラッチによりトルク伝達が行われ、また高差回転時でもプランジャポンプによる トルク伝達と共に多板クラッチよるトルク伝達が付加されるため、プランジャポ ンプのみの作用でトルクを伝達する動力伝達継手に比べ、低差回転時に確実にト ルクを発生させ、高差回転時にはプランジャポンプ内の圧力が従来より低い状態 で適切なトルクを発生させることが可能で、走行の安定性とポンプの耐久性を確 保することができる。

【００１０】

【実施態様】

以下、本考案の一実施態様を説明する。図１は本考案の一実施態様である油圧 式動力伝達継手の断面図である。図１においても、図３と同様に中心線より上は 油の吸入過程を示し、中心線より下は油の吐出過程を示している。この動力伝達 継手は、ビスカスカップリングと同様に例えばパートタイム４輪駆動車の前後輪 を連結するドライブシャフト上に組み込まれて用いられる。 カム２は内側に複数の山型カム面４が形成されており、このカム２はハウジン グ６及び出力軸８に固定され、両者と共に回転するようになっている。また、カ ム２の中央部は貫通しており、貫通孔の内面にはシール部材１０が設けられ、軸 １２の周面をシールしている。

【００１１】 軸１２にはロータ１４がスプライン結合されており、ロータ１４は軸１２と共 に回転するようになっている。また、ロータ１４はストップリング１１により係 止され、軸１２上で特にカム２に向かう方向には移動しないようになっている。 ロータ１４には複数のプランジャ室１６が形成されており、該プランジャ室１６ にはカム２のカム面４と当接するプランジャ１８が摺動自在に収納されている。 プランジャ１８の内部には、圧縮ばね２０が装填されており、該ばね２０により プランジャ１８は常にカム２と当接するように付勢されている。また、プランジ ャ室１６には内部に充填される油の吸入吐出孔２２が形成されている。 軸１２にはロータ１４に隣接してロータリーバルブ２４が回転自在に嵌まって いる。ロータリーバルブ２４は軸１２に対しては回転自在であり、ハウジング６ に対しては所定角度だけ回動するようになっており、所定角度回動した後はハウ ジング６と共に回転するようになっている。図２に示すように、ロータリーバル ブ２４はハウジング６に形成された係止突起２６に係止されて切欠２７内での位 置を固定される。

【００１２】 ロータリーバルブ２４には、ロータ１４のプランジャ室１６の吸入吐出孔２２ と連通可能な吸入ポート２８及び吐出ポート３０が形成されている。そして、ロ ータリーバルブ２４がハウジング６に対して所定角度回転して位置が固定された ときに、ロータリーバルブ２４の吸入路２９と吐出ポート３０とが所定のプラン ジャー室１６の吸入吐出孔２２と連通する位置関係になっており、所定のプラン ジャ室１６から他のプランジャ室１６に油が流動することができる。 ロータリーバルブ２４の一方の面に形成された溝３２は、各吐出ポート３０と 連通している。吐出ポート３０にはオリフィス３４が形成されており、オリフィ ス３４は吐出路３６と連通しており、吐出路３６はロータリーバルブ２４の周囲 に開口している。吐出過程にあるプランジャ室１６からの油は、吐出ポート３０ からオリフィス３４を通ってロータ１４の外方に油が供給され、このときに流動 抵抗が生じ吐出過程にあるプランジャ室１６内が高圧となる。また他の吸入過程 にあるプランジャ室１６には、ロータリーバルブ２４の周囲から吸入路２９、吸 入ポート２８を経て油が流入する。

【００１３】 ロータ１４及びロータリーバルブ２４はニードルベアリング３８を介して多板 クラッチ５４に支持されており、ロータリーバルブ２４はニードルベアリング３ ８により溝３２を封止されている。多板クラッチ５４は軸１２の外周に連結され たインナーディスク５６とハウジング６内周に連結されたアウターディスク５８ とから成っている。スラストブロック４０はハウジング６に固定されてハウジン グ６と一体に回転し、軸１２との間にはベアリング４２が装着されているので軸 １２と相対回転できるようになっている。また、スラストブロック４０はストッ プリング３１により、ハウジング６に対して軸方向のカム２から離れる方向（図 中左方）への移動を阻止されている。 スラストブロック４０に接してアキュームレータ４４がシール部材４６と共に 設けられている。アキュームレータ４４はリテーナ４８に装着された圧縮ばね５ ０に支持され、高圧油の膨張を許容している。

【００１４】 次に、上記構成の動力伝達継手の作用を説明する。この動力伝達継手は例えば パートタイム４輪駆動車の前後輪連結用のドライブシャフト上に組み込まれて用 いられ、駆動輪である前輪又は後輪がスリップしたときなどの、前後輪との間に 回転差が生じたときに、スリップしていない従動輪にも動力を伝達するものであ る。 通常の走行時は４輪すべてが実質的に同じ回転数で回転しているので、軸１２ とハウジング６とに回転差が生じていないため、軸１２に固定されたロータ１４ と、ハウジング６に固定されたカム２とは一体に回転している。

【００１５】 走行中に駆動輪のスリップ等によりカム２とロータ１４との間に回転差が生じ 、カム２とロータ１４とが相対回転すると、吐出過程にあるプランジャ室１６か ら突出していたプランジャ１８がカム面４によりプランジャ室１６内に押し戻さ れ、プランジャ室１６内の油が吸入吐出孔２２、吐出ポート３０、オリフィス３ ４を通って流出する。吐出ポート３０では油がオリフィス３４から流出し、吐出 路３６からロータ１４及びロータリーバルブ２４の周囲に流れ、更に他のプラン ジャ室１６に流入するようになっている。循環している油はアキュームレータ４ ４を介して外気により冷却される。ここで、油が吐出ポート３０からオリフィス ３４を通るときに流動抵抗が生じ、流動抵抗の作用で吐出過程にあるプランジャ 室１６内には高圧が生じる。この高圧が生じたことによって、プランジャ１８が カム面４に高圧で接し、プランジャ１８とカム面４との高摩擦抵抗により両者の 間でトルクが伝達される。

【００１６】 引き続きカム２とロータ１４とが相対回転し、プランジャ１８がカム面４を乗 り越えると、プランジャ室１６の吸入吐出孔２２とロータリーバルブ２４の吐出 ポート３０との連通が遮断される。同時に、ロータリーバルブ２４の吸入ポート ２８と、ロータ１４の高圧だったプランジャ室１６の吸入吐出孔２２とが連通し 、ロータリーバルブ２４の周囲にあった油は吸入路２９、吸入ポート２８、吸入 吐出孔２２を経て該プランジャ室１６に流入する。すると、高圧だった油が低圧 になり、高圧でカム面４に接していたプランジャ１８との接触圧力も低くなり、 プランジャ１８は圧縮ばね２０の作用でカム面４に沿って摺動しプランジャ室１ ６から突出するようになる。

【００１７】 プランジャ室１６には油が充填されており、軸１２の周囲については、２つの シール部材１０、４６の間に油が充填されているので、この領域で軸１２は油圧 を受けている。ハウジング６の内部は円筒形状であるから、軸１２は半径方向の 均一な油圧を周面に受けているのはもちろんである。これに対し、軸１２は軸方 向の相反方向に関してもほぼ等しい油圧を受けている。すなわち、軸１２は軸方 向の２箇所をシール部材１０、４６によりシールされ、両シール径が実質的に等 しいので、軸方向の相反方向にそれぞれ向く油圧による力が釣合い、その結果、 軸方向の一方向のみに向いて力が偏って作用することはない。具体的には、軸１ ２は端面１３が油と接しないように、端部近傍の周面をシール部材（Ｘリング） １０によりシールされているので、軸１２の端面１３は油圧の影響を受けず、端 面１３に軸方向の力が作用することはない。

【００１８】 カム２には軸１２が挿通しかつシール部材１０を設けるための孔５２が形成さ れているが、この孔５２はカム２を貫通していなくてもよく、図３に示すように 凹部であってもよい。しかし、孔５２がカム２を貫通していれば、シール部材１ ０の組み込みも容易であり、設計面での自由度も向上する。 ハウジング６と軸１２との位置関係において、軸１２に対して油圧による軸方 向の力が実質的に釣り合っていると、軸１２と固定されたロータ１４、ベアリン グ４２等にも軸１２から軸方向の力が伝達されることはない。したがって、ロー タ１４とロータリーバルブ２４とが設定以上の高圧で接することはなく、両者の 磨耗や、焼きつきという問題は生ずることがなく、耐久性及び信頼性に優れた継 手が提供される。

【００１９】 次に、本考案の特徴部分について説明する。上記構成の動力伝達継手は、軸１ ２とハウジング６との低差回転時にはプランジャ室１６内の圧力が低いため、主 に多板クラッチ５４により圧縮ばね２０の弾性力よるイニシャルトルクを発生す ることができる。よって、低差回転時の走行安定性を確保することができる。ま た、高差回転時では多板クラッチ５４がポンプ圧によって２次曲線的に押し付け られるため、２次曲線的なトルクを発生する。そのため、プランジャ室１６内の 圧力が比較的低くても多板クラッチ５４によるトルクが付加されるため確実に高 トルクを発生することができる。よって、過剰トルクの発生する恐れがなく適切 なトルクの発生が可能であるため、構成部品の高圧力による損傷等を防止するこ とができ、低摩擦路面での走破性が向上する。しかも、差動回転がない通常走行 時には、トルクの発生がほとんどないので燃費も少なくなる。 なお、上記実施態様は、４輪駆動車の前輪と後輪とを連結するドライブシャフ ト上に設ける動力伝達継手であるが、この動力伝達継手は前輪又は後輪どうしを 連結する差動装置に差動制限装置として用いることもできる。

【００２０】

【考案の効果】

本考案によれば、低差回転時にもトルクの発生を可能にし、高差回転時でも適 切な高トルクを発生できるため、走行安定性をより向上させることができる。ま た、プランジャ室内の圧力が比較的低くても高トルクを出せるので、構成部品の 圧力によるダメージを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例である油圧式動力伝達継手の断
面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。

【図３】従来の油圧式動力伝達継手の断面図である。

【符号の説明】

２ カム ４ カム面 ６ ハウジング ８ 出力軸 １０ シール部材 １２ 軸 １４ ロータ １６ プランジャ室 １８ プランジャ ２０ 圧縮ばね ２２ 吸入吐出孔 ２４ ロータリーバルブ ３２ 溝 ４４ アキュームレータ ４５ シール部材 ４６ シール部材 ５４ 多板クラッチ ５６ インナーディスク ５８ アウターディスク

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 相対回転可能な軸とハウジングとの間
   に、軸方向に摺動可能にプランジャを収容したプランジ
   ャ室を有し前記軸に固定されたロータと、前記ハウジン
   グに固定され前記プランジャの先端と摺接可能なカム面
   を有するカムと、前記ハウジングと共に前記軸と相対回
   転可能であり１つのプランジャ室から他のプランジャ室
   に流動抵抗発生部を経て油を案内するロータリーバルブ
   と、軸方向に移動可能に前記ハウジングに固定されかつ
   前記軸との間にシール部材を備え油の膨張を許容するア
   キュームレータとからなるプランジャポンプを設け、前
   記軸と前記ハウジングとの相対回転時に前記プランジャ
   ポンプの作用でトルクを伝達する油圧式動力伝達継手に
   おいて、 前記ロータリーバルブと前記アキュームレータとの間に
   多板クラッチを設け、前記ハウジングと前記軸とが低差
   回転時でもトルクを発生可能にしたことを特徴とする油
   圧式動力伝達継手。