JPH0473431A - 油圧式動力伝達継手 - 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】 ［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。

［従来の技術］ 本出願人は特願平２−４０６３２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、前記両軸の回転速度差により駆
動されるプランジャーポンプと、該ポンプの吐出路に流
動抵抗を発生する手段を備え、前記流動抵抗により前記
入出力軸間の伝達トルクが制御される動力伝達継手にお
いて、前記一方の軸に連結され、内面に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
軸に連結されると共に、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形成したロータ
部材と： 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；前記ロータ部材に形成され
、前記プランジャー室と通じる吸入孔および吐出孔と； 前記ロータ部材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角度だけ回転可能に位置決
めされ、前記両軸の相対回転方向が正転、逆転いずれの
場合でも前記吸入孔および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、 前記吐出ポートのそれぞれを吐出路と連通路で連通して
形成した高圧室と、 前記吸入ポートと継手内の低圧室を接続する吸入路と、 前記高圧室から前記低圧室への出口部に流動抵抗発生手
段を設けたものである。

［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、ロータの軸部もしくは弁体の表面に設けた溝
により各吐出ポート間を連通して集合室（高圧室）を形
成するとともに、弁体の内径部と軸外径部とのスキマに
より高圧油の漏れをシールする回転シール構造であった
ため、次のような問題点があった。

（１）一般にアキシャルプランジャーポンプでロータの
スラスト面に弁体を設けたものは、ロータに作用するプ
ランジャー室の油圧反力が弁体とロータを密着させるこ
とで弁部の油洩れを防止している。

しかるに、弁の表面に開口した吐出ポートおよびシール
ランドにも高圧が作用するため、スラスト力に逆らって
ロータを押し戻し、弁部の密着を阻害しようとする力が
発生する。

この弁の表面に作用する油圧力がプランジャー室の油圧
力よりも大きいと、弁部の密着は保てず弁のシール機能
は失われる。

弁表面の油圧力は表面に開口した吐出ポートおよびそれ
に連通した溝の面積が広いほど大きくなり、連通溝の面
積を広くすると、弁部の密着が困難となりトルクが発生
しないという問題点があった。

この対策として吐出ポートおよび連通溝を細くすると、
低温時に油の粘性抵抗が大きくなってトルクが大きくな
るという問題点もあった。

また、弁体の内径を大きくし連通溝の面積を減少させる
ことで弁部の密着を保つことも可能であるが、次に述べ
る弁体の内径部スキマがらの油洩れが増加するという問
題点があった。

（２）狭い環状スキマを通って洩れる油の量は一般に下
式で表され、直径およびスキマの３乗に比例し、油の粘
度およびスキマの長さに反比例する。

Ｑ−π＊ｄ＊ΔＰ＊δ３／（１２＊μ＊Ｌ）Ｑ　：洩れ
量 ｄ　・スキマ部の直径 ΔＰ：スキマ前後の圧力差 δ　：半径スキマ μ　・油の粘度 Ｌ　：スキマ部の長さ 従来例では、プランジャーばかりでなく弁体の内径部も
前記のごとき環状スキマを持っており、スキマを通って
洩れる油が多い設計となっている。

油の粘度は温度により変化するため、継手の温度が変化
すると、洩れ量が変化し、それにつれてプランジャー室
の発生油圧、すなわちトルクも変化することになる。

従来では、この洩れ量が多いため、温度変化に対するト
ルクの変動が大きいという問題点があった。

この対策として各部のスキマを小さくすると、高い加工
精度が必要となって、コストが高くなり、スキマの長さ
を長くすると継手の長さが長くなるという問題点があっ
た。

また、従来例では、吐出行程から吸入行程に移る時点で
吐出ポートと吸入ポート間が短絡すると、連通している
すべてのプランジャー室の油がこの短絡箇所を通って逃
げるため、油圧が下がってトルクが落ち込むという問題
点があり、これを避けるため吐出ポートと吸入ポートの
間隔をロータの吸入吐出孔の直径よりも広くしていた。

このため、吐出行程終了前に吐出弁が閉じられ、油の出
口を失ったプランジャー室の圧力が急激に高くなるいわ
ゆる閉じ込み現象が発生し、衝撃的なトルクが発生する
という問題点があった。

この現象は、吐出ポートと吸入ポートの間に閉し込み防
止用の切欠きを設けることで対策できることが知られて
いるが、切欠きの寸法精度は高いものが要求され、加工
コストが高くなるという問題点もあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のであり、可変オリフィス機構を必要としない用途の継
手について、スキマの長さを長くすることなく、また、
加工精度をあげることなしに弁部の洩れを減少させ、か
つ、原理的に閉じ込み現象が発生しない構造とすること
で、切欠きを廃止して、小型、軽量、安価で温度による
トルク変化の少ない油圧式動力伝達継手を提供すること
を目的としている。

［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動力伝達継手に
おいて、 前記の各吐出ポートに同時に２個以上接続されることが
ないように前記プランジャー室を設けるとともに、前記
吐出ポートのそれぞれに流動抵抗発生手段を設けたもの
である。

［作用］ 本発明においては、各吐出ポートを連通させることなく
、かつ、同時に２個以上のプランジャー室が１個の吐出
ポートと接続されることがないようにするとともに、吐
出ポートのそれぞれに流動抵抗発生手段を設けたために
、吐出行程にある各プランジャー室の油は、それぞれ独
立した１個の流動抵抗発生手段を通ることになる。

そのため、吐出行程から吸入行程に移る時点で、吐出ポ
ートと吸入ポートが短絡しても、他のプランジャー室の
油がこの短絡箇所から逃げることはなく、各プランジャ
ー室の作動には影響しない。

したがって、隣接する吸入ポートと吐出ポートの間隔を
ロータの吸入吐出孔の直径よりも狭くすることかでき、
閉じ込み防止用切欠きを設けなくとも原理的に閉じ込み
現象を避けることができる。

また、従来例において各吐出ポートを連通していた弁表
面の連通溝もなくなるため、弁体の表面に開口する高圧
部は吐出ポートのみとなり、弁部の密着を開こうとする
油圧力は、ロータに作用するプランジャー室の油圧力よ
りも小さくなり、弁部の密着が保たれる。

したがって、弁部の油洩れが少なくなり、温度変化によ
るトルク変動を減少することができ、かつ弁体の表面で
シールしているため、シールのための軸方向長さは必要
なく、継手の長さも長くなることはない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図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、第１図および第２図において
、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ｌ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
。

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
がリターンスプリング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。

１１は表面に吸入ポート１２と吸入路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、
ロータリバルブ１１の各吐出ポート１４には流動抵抗発
生手段としてのオリフィス１７がそれぞれ形成されてい
る（第３図、参照）。また、各吐出ポート１４は互いに
連通せず、かつ、同時に２個以上のプランジャー室７が
１個の吐出ポート１４と接続されることがないようにな
っている。すなわち、カム山の数をＮとすると、プラン
ジャー室７の数は２Ｎ−１以下となるように構成されて
いる。この実施例ではカム山を４個、プランジャー室７
を７個としている。

また、隣接する吸入ポート１２と吐出ポート１４の間隔
はロータ５の吸入吐出孔１０の直径より狭く形成されて
いる。したがって、閉じ込み防止用切欠きを設けなくて
も閉し込み現象を回避することができるようになってい
る。

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。

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、吸入路１３、吸入ポート１２、
ロータ５の吸入吐出孔１０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を介してオリフィス１７
に通じる。

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。また、１６はニードル
ベアリング用転動輪である。

２３はカムハウジング４と一体で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、２７はストップ
リング、２８はボルト、２９は注油孔、３０はベアリン
グである。

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はリターンスプリング９に
よりカム面２に押しつけられている。

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。

吐出ポート１４に押し出されたオイルは、オリフィス１
７を通って吸入路１３に供給される。この時、オリフィ
ス１７の抵抗により吐出ポート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。

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１０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、第３図に示すように、各吐出ポート１４は互い
に連通ずることなく、かつ、同時に２個以上のプランジ
ャー室７が１個の吐出ポート１４に接続されることがな
いように構成される。そして、各吐出ポート１４には吸
入路１３に連通ずるオリフィス１７がそれぞれ設けられ
ている。

したがって、吐出行程にある各プランジャー室７のオイ
ルはそれぞれ独立した１個のオリフィス１７を通ること
になる。このため、吐出行程から吸入行程に移る時点で
、第４図（ａ）に示すように、吐出ポート１４と吸入ポ
ート１２が短絡しても、他のプランジャー室７のオイル
がこの短絡箇所から逃げることはなく、各プランジャー
室７の作動には影響しない。

したがって、第４図（ａ）に示すように、隣接する吸入
ポート１２と吐出ポート１４の間隔をロータ５の吸入吐
出孔１０の直径より狭（することができ、第４図（Ｃ）
に示すような閉じ込み防止用の切欠き３１を設けなくて
も、第４図（ｂ）に示すような、閉じ込み現象を原理的
に回避することかできる。

また、従来例において、各吐出ポートを連通していたロ
ータリバルブの連通溝もなくなるため、ロータリバルブ
１１の表面に開口する高圧部は吐出ポート１４のみとな
り、弁部の密着を開こうとする油圧力はロータ５に作用
するプランジャー室７の油圧力より小さくなり、弁部の
密着が保持される。

また、従来例においては、吐出圧に応じてオリフィス開
度を可変とする機構を設けており、この機構が大きいた
め軸中心部に配置せざるを得ず、この軸中心部に高圧油
を導く必要から、軸部に連通溝を設けていたが、本実施
例のように、可変オリフィス機構を必要としない用途の
場合には、連通溝を軸部に設ける必要がないので、ロー
タリバルブ１１の内径部スキマからの油洩れを防止する
ことができる。

したがって、弁部の油洩れが少なくなり、温度変化によ
るトルク変動を減少することができ、かつ、ロータリバ
ルブ１１の表面でシールしているため、シールのための
軸方向の長さは必要でなく、継手の長さも長くなること
がない。

［発明の効果コ 以上説明してきたように、本発明によれば、原理的に閉
じ込み現象が発生しないような構造としたため、衝撃的
なトルク発生を防止することができ、また、切欠きを廃
止することができるので、コストを低減することができ
る。

また、弁部の密着を開こうとする油圧力はロータに作用
するプランジャー室の油圧力よりも小さくなり、弁部の
密着が保たれ、弁部の油洩れが少なくなり、温度変化に
よるトルク変動を減少することができ、かつ、弁体の表
面でシールしているため、シールのための軸方向長さは
必要なく、継手の長さも長くなることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ矢視図、 第３図は吐出ポートに設けたオリフィスを示す図、 第４図（ａ　−（：　）は閉じ込み現象の説明図である
。 図中、 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・・・リターンスプリング、 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、 １６・・・ニードルベアリング用転動輪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・・・ストップリング、 ２８・・・ボルト、 ２９・・・注油孔、 ３０・・・ベアリング。 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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動力伝
   達継手において、 前記の各吐出ポートに同時に２個以上接続されることが
   ないように前記プランジャー室を設けるとともに、前記
   吐出ポートのそれぞれに流動抵抗発生手段を設けたこと
   を特徴とする油圧式動力伝達継手。
2. （２）前記吸入ポートと前記吐出ポートの間隔を前記吸
   入吐出孔の直径よりも狭くしたことを特徴とする前記請
   求項１に記載の油圧式動力伝達継手。