JPS61149622A - 流体継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は２軸間の回転力の伝達に用いる流体継手、特に
２軸間の相対的回転差を許容できる流体継手に関する。

２軸間の回転差を油圧により増減制御する流体継手は、
２軸間の回転差を吸収した上で２軸間に所定の回転力の
授受を行なわせることができ、特に、４輪駆動車の動力
伝達系に有効利用されている。たとえば本出願人により
先に提案されている４輪駆動車用駆動連結装置（特願昭
５８−２１０９６３号）に用いられるベーンポンプもそ
の一例である。ところでこの種の流体継手として用いる
油ポンプであるベーンポンプ、内接ギヤポンプ、トロコ
イド・ポンプ、等は２軸間に生じる回転差に基づく吐出
作動を行ない、この吐出圧と吐出油量の積に比例したト
ルクＴを駆動側軸より従動側軸に伝達する。

このような油ポンプを用いた４輪駆動用駆動車連結装置
は常時前後一方の駆動軸に駆動力を伝えて２輪駆動を達
成すると共に、適時に他方の車軸にも駆動力を伝えて４
輪駆動車を達成できる。このため直進走行時には燃費の
よい２輪駆動を、低摩擦係数の路面走行時、高速高貴時
にはスリップ軸発生に伴ない４輪駆動を行ない、車両の
動力性能や操従安定性を向上させるのに役立つ、ところ
でこの種装置を取付けた車両は旋回時において、その旋
回半径が小さいほど前、後輪間の回転軌跡に差を生じ、
直結式の４輪駆動車はどではないが。

やはり、タイトコーナブレーキング現象を生じてしまう
。即ち、この油ポンプからなる駆動連結装置は前後輪の
回転差ΔＮの増加に伴ない２次曲線的に前後輪間で授受
されるトルクＴ値を増加させる（第１２図参照）。この
ためにタイトコーナにおいて油ポンプに回転差ΔＮが加
わってもその発生トルクを従来値Ｔ１より低い値にＴ２
に押えるよう、油ポンプの吐出油路に適宜のオリフィス
を取付け、これを介して油を逃がせば第１２図に破線で
示すようなトルク特性を得られる。しかし、これでは本
来の４輪駆動時に要する互いの回転を規制するためのト
ルク値も低減してしまう、ところで、第１３図に示すよ
うに、各旋回半径Ｒにおいて車速Ｖが増すほど、その前
後軸回転差および授受される発生トルクに基づくブレー
キ力［ｋｇ］は増加する。

ところが、車両の運転時において、実用上は高速走行時
に急ハンドルを切ることはほとんどなく。

低速走行時に比較的急ハンドルを切ることがあり得る。

即ち、旋回時の前後軸の回転差ΔＮ値は実用上におい工
限度があり、たとえば、車両によりΔＮ°≦４０　［ｒ
ｐｍ］等、と見做すことができ得る。

本発明は２軸の回転差が設定値以下の場合、２軸間で伝
達される回転力を十分低減させることのできる流体継手
を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため１本発明は、第１回転軸に連結
される第１回転体と第２回転軸に連結される第２回転体
とを同一回転中心線上に相対回転させることにより吐出
作動する油ポンプと、上記油ポンプの吐出油路の最大吐
出圧を規制する第１逃し弁と、上記油ポンプの吐出油量
が設定値以下の場合にこの吐出油を上記第１逃し弁を迂
回させて逃す第２逃し弁とを有し、上記吐出油路の吐出
圧に応じた回転力伝達を上記第１及び第２”回転体間で
行なうことを特徴としている。

この流体継手は油ポンプの吐出油量が設定゛値以下の場
合、この吐出油を第２逃し弁より逃し、吐出圧に応じた
２軸間の回転力の伝達をこの領域では十分低減させるよ
う作動する。

第１図には本発明の一実施例としでの流体継手を示した
。この流体継手は油ポンプとしての内接ギヤポンプ（以
後単にギヤポンプと記す）１と、このギヤポンプの吐出
専用口２側に設けられる第１逃し弁としての第１リリー
フ弁３と、この第１リリーフ弁を迂回して油を逃す第２
逃し弁としての第２リリーフ弁４と、一対の吸込吐出路
５，６と。

油溜７に続く開放路８と、多板クラッチ９とを備える。

この流体継手は第２図に示す４輪駆動車の動力伝達系に
取付けられ、エンジン１０の発生した回転力を変速機１
１の出力ギヤ１２より受けて、常時前輪１３に伝えると
共に前後回転差の生じた時にこれを後軸１４にも伝える
ことができる。なお、第２図において符号１５は前輪１
３の左右の駆動軸１６に回転力を伝える前差動装置を、
符号１７は後輪１４の左右の駆動軸１８に回転力を伝え
る後差動装置を、符号１９は駆動力を９０°方向変換す
るベベルギヤをそれぞれ示している。

ギヤポンプ１は第４図に示すように、第１回転軸である
駆動軸１６に連結される第１回転体としてのケーシング
２０と、第２図回転軸である駆動軸１８側の後出力軸２
９に連結される第２回転体としての外歯を有するギヤ２
１と、このギヤに噛合する内周歯を有するリングギヤ２
２と、両ギヤの歯間に配置されるスペーサ２５とを備え
る。ギヤポンプ１は両ギヤのケーシング２０に対する相
対回転により吐出作動を行なうもので、第１図に示すよ
うに一対のボート２３．２４の一方より油を吸入し、他
方のポート２４．２３側の吐出専用口２より油を吐出す
る。一対の吸入吐出路５，６は対向チェック弁５７を介
し油を吸入し、ギヤ２１とケーシングの相対回転方向の
相異により破線方向あるいは一点鎖線方向に油を交互に
流動させる。そして一対の吸入吐出路５゜６の他端は各
チェック弁２６．２８を介しケーシング２０内のシリン
ダ２７に連通する。ケーシング２０の端部はクラッチの
リテーナ部２０１として形成され。

これと後出力軸２９とは多板クラッチ９により回転力の
伝達を行なえる。即ち、後出力軸２９にスプライン結合
するクラッチハブ３０側のクラッチプレート３１とリテ
ーナ部２０１側のクラッチディスク３２とは互いに摩擦
力に基づくトルクの伝達ができ、その伝達量はシリンダ
２７内に嵌合するピストン３３からの押圧力により調整
可能である。

シリンダ２７は第１リリーフ弁３と第２リリーフ弁４を
並側接続し、それぞれの他端を介し開放路８に接続され
る。第１リリーフ弁３は常閉弁であす、吐出油の最大圧
Ｐｍａｘを設定する。これにより。

第６図に示すように、ギヤポンプ１の吐出圧ＰがＰｎ＋
ａｘを上回らないよう作動する。第２リリーフ弁。

４は常開弁であり、ギヤポンプｌの吐出油の油量が設定
量を上回った際閉弁する。

即ち、第３図に示すように、弁体４０１はボール状を呈
し、これはばね４０２により開弁方向に押圧されており
、閉弁方向に向う油の流動力を受は閉弁作動する。第３
図９符号４０３はボールの離脱を防ぐ有孔板を示す。ば
ね４０２は放出すべき設定油量に応じた流動力以上の押
圧力により弁体４０１を閉弁できるものであればよく、
適宜のばね定数のものが利用される。ここで設定油量に
応じた回転差をＮ１とすると第６図に示す吐出圧線図を
得ることができる。

このような流体継手を用いた車両が走行する場合、直進
走行時（車軸のスリップ率が通常の約２０％程度以下で
ある時）にケーシング２０に変速機の出力ギヤ１２側よ
り回転力が加わると、これは前差動装置１５に直接伝え
られる。この時機出力軸２９は後軸１４のつれ回りに基
づく回転を行なっており、この回転数とケーシング２０
の回転数の差は比較的小さく（Ｎ１以下）、ギヤポンプ
ｌの吐出油は第２リリーフ弁４を通過して開放路８に戻
る。このため。

ギヤポンプ１はその回転差ゼロよりＮ１の範囲において
第６図に破線で示す吐出圧線に沿った特性を示し、この
間多板クラッチ９はトルクの伝達率を低く押えられ、車
両は２輪（前輪）駆動を行なうことになる。

次に直進走行時であって高出力高負荷時、あるいは雪道
等の低摩擦路面の走行時においては、ケーシング２０と
後出力軸２９との間に設定回転差Ｎ１以上の回転差が生
じる。この時、ギヤポンプ１の吐出油量は設定油量を上
回り、第２リリーフ弁４は閉じ、第１リリーフ弁３によ
り定まる最大吐出圧Ｐｙａａｘになるまで吐出圧Ｐは急
増し、第６図に実線で示す吐出圧特性をギヤポンプ１は
示すことになる。この設定回転差Ｎ１以上の領域におい
てギヤポンプ１はケーシング２０と後出力軸２９間で互
いに他方の回転を規制するようなトルクを伝達できる。

即ち、前輪１３が後軸１４より高回転する時は前軸１３
に対して回転を押えるトルクが、後輪１４には回転を進
めるトルクが伝達され、４輪駆動が達成される。

次に、タイトコーナを旋回走行する場合、この時前後輪
の旋回半径の相異に基づく車輪軌跡の差よりケーシング
２０側が後出力軸２９側より早く回転する。しかし、そ
の差としての回転差はこの車両に始いて設定されている
回転差ΔＮ（＝４Ｏｒｐｍ）より通常は小さく、即ち、
ギヤポンプ１は設定油量以下の吐出作動を行なう。この
時第２リリーフ弁４は開を保ち、高摩擦係数路面の直進
走行と同じように車両は２輪駆動を行なうにのため通常
のタイトコーナの旋回走行において、タイトコーナブレ
ーキング現象の発生は防止される。

上述の処において第２リリーフ弁４としてボール状弁を
説明したが、これに代え、第５図に示すようにスプール
３４と戻しばね３５を用いてもよい。

この場合、吐出口２側からの圧油によりスプー７％／３
４は戻しばね３５のばね力に抗して下方移動でき。

設定油量以上の油の流動力及び吐出圧により流出口３６
を閉鎖できる。ところで、これら第３図や第５図に示し
た第２リリーフ弁４は閉弁力を吐出油の流動力、即ち速
度エネルギより受けて閉弁し、開放時には静圧としての
吐出油圧と戻しばね４０２゜３５とのバランスに基づき
開放作動を行なう。このため、第７図に示すように回転
差ΔＮに対し、即ち吐出油量に対して弁閉と弁開時期が
、幅ａでずれ、ヒステリシスを生じる。このように設定
油量に対応する設定回転差Ｎｌに差を生じることは運転
フィーリング上好ましいものではないことより、これら
に代えて第８図に示すようなスプール３７と流量検定用
のオリフィス３８と戻しばね３９とを用いた第２リリー
フ弁４を用いてもよい。この場合第２リリーフ弁４はギ
ヤポンプ１から回転差ΔＮに基づく圧油が倶給されるが
、この吐出油をオリフィス３８を介し流出口４０に流す
と、オリフィスの働きにより、設定流量９以上の油の流
れは規制され。

第９図に示すような回転差Ｎ２以上では一定流量となる
。このため、スプール３７はギヤポンプ１の吐・出油量
が設定回転差Ｎ２に対応する設定流量ｑ以下であれば常
に流出口４０より開放路８側に油を放出し、設定流量ｑ
以上であれば常に流出口４０より設定流量ｑだけの油の
放出を行ない、それ以上に増える吐出油の増加分を遮断
できる。

この場合、第２リリーフ弁４は設定回転差Ｎ２以下にお
いてはギヤポンプ１からの油をほとんど放出させ、設定
回転差Ｎ２以上では常に設定流量ｑのみの放出を行なう
ことより、第１０図に実線で示すようにヒステリシスを
除去した吐出圧及びトルク特性を得られる。更に、ギヤ
ポンプ１の回転中心線（第８図において点０を通る垂直
線）Ｑの放射方向にスプール３７の中心線を一致させて
おけば高速走行時はどスプール３７の受ける遠心力によ
り戻しばね３９の圧縮量が増え、スプール３７の回転差
ΔＮにおける閉弁時期が早まる。即ち、高速走行に入る
に伴い第１０図に示すように設定回転差はＮ２よりＮ３
そしてＮ４と小さくなり、第２リリーフ弁４はこれらに
応じた一点鎖線や破線で示すトルク特性を示す、このよ
うに設定すれば旋回走行時において高速時はど１通常回
転半径が大きくなり設定回転差Ｎ２をより小さく設定し
ても不都合が生じなくなり、むしろ４輪駆動域を拡大で
き都合がよくなる。

第１１図には本発明の他の実施例としての流体継手を示
した。この流体継手はベーンポンプ４１と、第１リリー
フ弁４２と、第２リリーフ弁４３と、油溜４４よりチェ
ックバルブ４５．４６を介してベーンポンプ４１の２組
のポ・−ト４７．４８．４９．５０に油を導びくそれぞ
れ２分割された吸入吐出路５１．５２とを備える。ベー
ンポンプ４１は第２図中の流体継手に代えて使用される
ものでロータ５３が後出力軸２９に、ケーシング５４が
変速機１１の出力ギヤ１２及び前蓋・動装置１５に連結
される。第１リリーフ弁４２と第２リリーフ弁４３は第
１図に示したものと同一の構成であり、共にベーンポン
プ４１の吐出口側となる対向チェック弁５５の出口側と
開放路５６との間に配設される。

この流体継手は回転差ΔＮが生じると吸入吐出路５１．
５２．の一方より他方に油が流れ、その吐出油量が設定
油量以下では第２リリーフ弁４３が油を開放路５６側に
放出し、設定油量に応じた設定回転差Ｎ１以上では第２
リリーフ弁４３が閉じ、以後最大吐出圧Ｐｖａａｘ以上
で第１リリーフ弁４２が開くという作動を行なう。この
場合もその回転差ΔＮとトル゛り特性は第６図に実線で
示したと同様の傾向を示すことができる。しかも、この
実施例において、一対の回転体間で授受される互いの回
転を規制するためのトルクは、ロータ５３側のベーン５
３１　とケーシング５４側の内周壁との間で油を介して
伝達される。このため第１図のギヤポンプ１を用いた場
合と異なり、多板クラッチ９を必要とせずかつ、ポート
数を増やせば吐出油電増をも図り易いという利点がある
。

このように本発明による流体継手は一対の回転軸の回転
差に基づき発生するトルクを用い、互いに回転を押えあ
るいは進めるよう、即ち互いの回転を規制するよう作用
し、その上で回転差ΔＮの比較的小さい領域、即ち第２
リリーフ弁の閉弁しない領域で互いの回転を規制するト
ルクを低減させ、相対回転を比較的自由に行なわせるこ
とができる。このため、この流体継手を単に回転伝達系
内に取付け、入力軸と出力軸間（図示せず）に配備すれ
ば、入力軸側の比較的小さい幅のねじり振動を吸収し、
出力軸側にねじり振動のないスムーズな回転力を伝達す
ることができる装置を形成することができる。更に、こ
の流体継手を上述の４輪駆動車に装着すれば、第３の差
動装置である従来のセンタデフを用いることなく、タイ
トコーナブレーキング現象を回避できる。しかも、従来
のような前後車軸間での高トルク値の伝達を適時に行な
うことができ、燃費や伝達効率のよい２輪駆動と、低摩
擦路面や高出力高負荷走行時における４輪駆動とを自動
的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第１１図は本発明の各々異なる実施例として
の流体継手の油圧回路図、第２図は第１図の流体継手を
用いた車両の動力伝達系の概略図、第３図は第１図中の
第２リリーフ弁の拡大図、第４図は第１図のギヤポンプ
の拡大断面図、第５図及び第８図は各々異なる第２リリ
ーフ弁の断面図。 第６図は第１図の流体継手の回転差−規制トルク線図、
第７図は第６図の要部拡大線図、第９及び第１０図は第
８図の第２リリーフ弁の流出口のリリーフ油量とこれを
用いた流体継手の規制トルクの各特性線図、第１２図は
従来の流体継手の回転差−規制トルク線図、第１３図は
旋回半径をパラメータとした車速−前後輪回転差線図を
それぞれ示している。 ■・・・・ギヤポンプ、３．４２・・・・第１リリーフ
弁、４．４３・・・・第２リリーフ弁、９・・・・多板
クラッチ、１６．１８・・・・駆動軸、２０・・・・ケ
ーシング、　３４．３７・・・・スプール、３８・・・
・オリフィス、４０・・・・流出口、４１・・・・ベー
ンポンプ、５３・・・・ロータ、５４・・・・ケーシン
グ、Ｑ・・・・回転中心線。 リ６和 ＩＩ　　ａ＃ 最Ｉ 最Ｚ囲 最Ｉσ圀 拳迷　Ｖ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１回転軸に連結される第１回転体と第２回転軸に
   連結される第２回転体とを同一回転中心線上で相対回転
   させることにより吐出作動する油ポンプと、上記油ポン
   プの吐出油路の最大吐出圧を規制する第１逃し弁と、上
   記油ポンプの吐出油量が設定値以下の場合この吐出油を
   上記第１逃し弁を迂回させて逃す第２逃し弁とを有し、
   上記吐出油路の吐出圧に応じた回転力伝達を上記第１及
   び第２回転体間で行なう流体継手。 ２、上記油ポンプは上記吐出圧に応じて摩擦力を増大さ
   せる多板クラッチを介しても回転力伝達を行なうことを
   特徴とした特許請求の範囲第１項記載の流体継手。 ３、上記第１及び第２回転軸は４輪駆動車の前後駆動車
   軸にそれぞれ連結されることを特徴とした特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の流体継手。 ４、上記第２逃し弁は流量規制オリフィスにより定まる
   設定流量に応じた前後差圧に基づき開閉することを特徴
   とした特許請求の範囲第１項、第２項または第３項記載
   の流体継手。 ５、上記第２逃し弁の弁体の開閉方向を上記油ポンプの
   回転中心線の放射方向に向けて配設したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項記載の流体継手。