JPH0473433A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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０２−４０６３２号において、次の
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。

この従来例では、入力軸部が一体に形成されており、入
力軸に軸方向の外力が加わると、軸部を経てロータにも
外力が作用する構造になっている。

また、ロータに作用するリターンスプリングのバネ力よ
り大きな荷重のバネでベアリングを軸方向に押す構造と
なっており、相対回転の方向が切り替わる時に、ロータ
およびロータの端面に密着状態にある弁体を軸方向に移
動させて、弁体をスラスト受は部から浮かせ、口〜夕と
一緒に連れ回り可能とすることで、カムと弁体の位相を
合わせている。

また、軸部と嵌合状態にいる弁体および弁体に嵌合し、
カムハウジングに対して軸方向移動可能にスキマ状態で
位置決めされたベアリングを介して軸部がカムハウジン
グに回転可能に支持されている。

〔発明か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、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か、バルブ面に開口
した吐出ポートおよびシールランド部にも高圧が作用す
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。

このバルブ面に作用する油圧力か、ロータのスラスト力
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。

従来の場合には、入力軸部が口〜夕と一体に形成されて
おり、入力軸に軸方向の外力が加わると、軸部を経てロ
ータにも外力が作用する構造になっているため、ロータ
を押す方向の外力が作用すると、ロータのスラスト力が
減殺され、弁部のシル機能が失われる危険があった。

（２）また、ロータを引っ張る方向の外力が作用する場
合には、ロータのスラスト力が増加して、ベアリングを
押すようにセットされたバネの荷重よりも大きくなり、
弁体がスラスト受は部と接触したままとなるため、相対
回転の方向が変わっても弁体とカム位相が変わらず、ト
ルクが発生しなくなる危険があった。

この対策のためバネの荷重を強くしようとすると、バネ
が大きくなり、収納が困難になるという問題点があった
。

（３）また、軸部と嵌合状態にある弁体および弁体に嵌
合しカムハウジングに対して軸方向移動可能にスキマ状
態で位置決めされたベアリングを介して軸部をカムハウ
ジングに回転可能に支持していたため、ハウジングと軸
部のガタが大きく、回転時の偏芯によりアンバランス荷
重が発生し、振動が大きくなるという問題点があった。

この対策としてガタを減らそうとすると、各部の加工精
度を高くせざるを得ず、コストが高くなるという問題点
があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであ
り、継手に外力が加わっても弁体のシール不良や弁体と
カムとの位相関係の狂いによるトルク欠落の発生がなく
、振動も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抑圧を受けて往復移
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、 前記ロータと前記入力軸を別体とし、ロータと入力軸を
軸方向に移動可能に結合するとともに、入力軸を前記カ
ムハウジングに軸支したものである。

［作用］ 本発明においては、ロータと入力軸を別体とし、ロータ
と入力軸を軸方向に移動可能に、結合するとともに、入
力軸をカムハウジングに軸支したために、継手に作用す
る外力がロータに伝わることがない。

したがって、継手に外力が加わっても、弁部のシール不
良や弁体とカムとの位相関係の狂いによるトルク欠落の
危険がない。

また、入力軸とカムハウジングのガタが小さいため、回
転時の偏芯によるアンバランス荷重も小さく、振動も少
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
。

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、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。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個のプランジャー室７を７個としている
。

また、接続する吸入ポート１２と吐出ポート１４の間隔
はロータ５の吸入吐出孔１０の直径より短く形成されて
いる。したがって、閉じ込み防止用切欠きを設けなくて
も閉じ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ｌＯの開閉タイミン
グの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、ロタリパルプ
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１゜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１０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。なお、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、２
８はホルト、２９は注油孔、３０はベアリング、３１は
ストップリング、３２は抜は止めプレートである。

ここで、前記ロータ５と前記入力軸６は別体でそれぞれ
構成され、ロータ５と入力軸６はスプライン結合されて
いる。

すなわち、口〜夕５と入力軸６は軸方向に移動可能に、
かつ、ある程度の傾斜を許容するように結合されている
。

また、入力軸６はベアリング２１を介してスラストブロ
ック２０およびカムハウジング４に軸支されている。

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８す。

吐出ポート１４に押出されたオイルは、オリフィス１７
を通って吸入路１３に供給される。このとき、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
。このプランジャ反力に逆らってカム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、入力軸６に外力が加えられた場合の作用を従来
例と比較して説明する。

第４図はトルク伝達時に入力軸に外力が加えられたとき
の従来例の説明図である。

第４図において、Ｆｇは入力軸５１に加えられる外力、
Ｆｖはロータリバルブ５２のバルブ面に作用する圧力（
Ｆ　Ｖ　＝Ｐ　Ｘ　Ｓ　Ｖ　＋　ｙ　Ｐ　Ｘ　Ｓ　Ｓ　
）、Ｆｃはロータ５３に作用する圧力（Ｆｃ＝ＰＸＳｐ
）、ＦｒはＦｃ−Ｆｇを、それぞれ示す。（ただし、Ｐ
は吐出圧、Ｓｐはロータ５３のプランジャー室５４の合
計面積、Ｓｖはロータリバルブ５２の吐出ポートの合計
面積、Ｓｓはロータリバルブ５２のシールランド部の合
計面積。）ロータ５３を押す方向に外力Ｆｇが作用する
と、Ｆ　ｒ＝Ｆ　ｃ−Ｆ　ｇ＜Ｆ　ｖとなり、ロータ５
３のスラスト力が減殺され、Ａで示す箇所にシール不良
が発生し、弁部のシール機能が失われる。

また、第５図に示すように、正逆転切換え時にロータ５
３を引っ張る方向に外力Ｆｇが作用すると、ロータ５３
に作用する各リターンスプリング５８の荷重Ｆａの合計
ΣＦａと外力Ｆｇを加えたスラスト荷重Ｆｒが、ベアリ
ング５５を押すようにセットされたばね５６の荷重Ｆｂ
よりも大きくなり、Ｂで示すように、ロータリバルブ５
２がスラスト受は部５７と接触したままの状態となり、
相対回転の方向が変わっても、ロータリバルブ５２とカ
ムの位相が変わらなくなり、トルクが発生しなくなる。

ここで、第６図に示すように、正逆転切換え時に外力Ｆ
ｇが作用しないときは、Ｆｂ＞Ｆｒとなり、Ｃに示すよ
うにスキマが発生し、ロータリバルブ５２とロータ５３
とのフリクションがベアリング５５のフリクションより
大きくなるため、ロータリバルブ５２はロータ５３の差
動回転方向につれ回りすることで、正常な位相となる。

これに対して、第３図に示すように、本実施例では、ロ
ータ５と入力軸６を別体とし、軸方向に移動可能で、か
つ、ある程度の傾斜を許容するようにスプライン結合し
、また、入力軸６をベアリング２１を介してカムハウジ
ング４に軸支したため、ロータ５を押す方向に外力Ｆｇ
が作用しても、外力Ｆｇはすべてベアリング２１で受け
る。したがって、外力Ｆｇがロータ５に作用しないので
、Ｆｃ＞Ｆｖの関係がくずれることがなく、従来のよう
なバルブ面のシール不良の発生を防止することができる
。

また、外力Ｆｇがロータ５を引張る方向に作用した場合
も同様にしてすべてベアリング２１で受け、ロータ５に
作用することはない。

［発明の効果コ 以上説明してきたように、本発明によれば、ロータと入
力軸を別体とし、ロータと入力軸を軸方向に移動可能に
結合するとともに、入力軸をカムハウジングに軸支した
ために、継手に作用する外力がロータに伝わることがな
い。

したがって、継手に外力か加わっても、弁部のシール不
良や弁体とカムとの位相関係の狂いによるトルク欠落の
危険がない。

また、入力軸とカムハウジングのガタが小さいため、回
転時の偏芯によるアンバランス荷重も小さく、振動も少
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図は作用説明図、 第４図〜第６図は従来の各作用説明図である。 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、 ３１；ストップリング、 ３２；抜は止めプレート。 特許出願人　株式会社富士鉄工所

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、 前記ロータと前記入力軸を別体とし、ロータと入力軸を
   軸方向に移動可能に結合するとともに、入力軸を前記カ
   ムハウジングに軸支したことを特徴とする油圧式動力伝
   達継手。