JPH0672630B2 - 油圧式動力伝達継手 - Google Patents

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すると共に、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の収納されるととも
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か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＊δ^３／（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、従来例のうち可変オリフィス機構を持たないタイ
プでは、弁体の外周部にオリフィスを設けているが、温
度によるトルク変化を減少するために、オリフィス長さ
を短くする必要があり、オリフィス出口部の孔径を太く
している。

このため、加工性が悪く、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
のであって、弁部の油洩れを減少させることで、継手の
長さを長くすることがなく、温度によるトルク変化が少
なく、加工性が良好で、コストが安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、 前記弁体の吸入ポート、吐出ポートを形成しない裏面に
設けられ、前記吐出ポートのそれぞれを連通する連通溝
と、前記裏面に密着して設けた蓋部材と、前記連通溝も
しくは前記吐出ポートと低圧室との間に設けられた流動
抵抗発生手段を備えたものである。

［作用］ 本発明においては、連通溝を、吸入ポートおよび吐出ポ
ートを形成しない弁体の裏面に設けるとともに、蓋部材
により裏面を塞ぐ構造としたために、弁部の油洩れを減
少することができる。すなわち、弁体の表面に開口する
高圧部は吐出ポートのみとなり、裏面に開口するのは連
通溝のみとなるため、弁体の表面、裏面とも弁を開こう
とする油圧力は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。

このため、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、かつ弁体の表面と裏
面でシールしているため、シールのための軸方向長さは
必要でなく、継手の長さも長くなることはない。

また、弁体の裏面の連通溝を細くせざるを得ない場合で
も、流動抵抗発生手段を複数のオリフィスに分散配置す
ることで吐出ポートからオリフィスまでの通路を短くで
きるため、低温時の油粘度上昇によるトルクの上昇を小
さくすることができる。

また、オリフィスを弁体の裏面に設けた連通溝と表面に
設けた吸入ポートの間を貫通して設けたため、加工が容
易になり、コストを低減することができる。

［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６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、このロー
タリバルブ11の裏面には吐出ポート14のそれぞれに連通
する連通溝15が形成されている。また、前記裏面には密
着して蓋部材16が設けられている。

そして、連通溝15と吸入ポート12との間には複数のオリ
フィス（流動抵抗発生手段）17が形成されている。

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、オリフィス17、吸入ポート12、吸入路
13、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を介して連通溝15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。

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、31は閉じ込み防止
用切欠きである。

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、連通溝15、オリ
フィス17を通って吸入ポート12に供給される。この時、
オリフィス17の抵抗により連通溝15、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。尚、各吐出ポート14
は連通溝15で連通されているため、吐出行程にあるすべ
てのプランジャー室７の油圧は等しくなる。

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。

第３図にプランジャー室７のオイルが吐出ポート14、連
通溝15を通ってオリフィス17に供給される状態を示す。

ここで、第４図に示すように、ロータ５に作用するロー
タ押し付け力Ａは、次式で示される。

Ａ≒Ｐ×S_p （Ｐは吐出圧、S_pは吐出行程にあるプランジャー室７の
合計面積） 一方、ロータリバルブ11に作用するバルブ面油圧反力Ｂ
は次式で示される。

（S_vは吐出ポート14または連通溝15の合計面積、S_sはシ
ールランド32の合計面積） なお、第４図中、33は圧力分布を示す。

第５図（ａ）に従来例の吐出ポート及びシールランドの
配置を、また、（ｂ）に本発明のバルブ表面、（ｃ）に
バルブ裏面の配置を示す。

第５図の（ｂ），（ｃ）に示すように、S_v,S_sは（ａ）
より小さくなるので、ロータリバルブ11の表面、裏面と
もに、弁部の密着を開こうとするバルブ面油圧反力Ｂ
は、第５図（ａ）に示す従来例にくらべて小さく、また
ロータ押し付け力Ａより小さくなり、弁部の密着が保持
される。その結果、弁部の油洩れを防止することができ
る。

なお、第５図（ａ）中、41は従来のロータリバルブ、42
は吸入ポート、43は吐出ポート、44は吐出路、45はシー
ルランドである。

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と得ず、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、必ずしも連通溝15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の表面と裏面を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、継手の長さを長くなる
ことがない。

また、ロータリバルブ11の裏面の連通溝15を細くしなけ
ればならない場合でも、第６図に示すように、オリフィ
ス17を複数個分散配置したので、吐出ポート14からオリ
フィス17までの通路を短くすることができ、低温時の油
粘度上昇によるトルクの上昇を小さくするこができる。

また、オリフィス17をロータリバルブ11の裏面に設けた
連通溝15と表面に設けた吸入ポート12の間を貫通して設
けたため、加工が容易となり、コストを低減することが
できる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、弁部の油洩
れを少なくすることができるので、温度変化によるトル
ク変動を減少することができる。

また、ロータリバルブの表面と裏面でシールしたため、
シールのための軸方向の長さが必要でなく、継手の長さ
が長くなることがない。

また、複数のオリフィスに分散配置することで吐出ポー
トからオリフィスまでの通路を短くできるため、低温時
の油粘度上昇によるトルクの上昇を小さくすることがで
きる。

また、オリフィスをロータリバルブの裏面に設けた連通
溝と表面に設けた吸入ポートの間を貫通して設けたた
め、加工が容易になりコストを低減することができる。

【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図はオイルの流れを示す図、 第４図はバルブ面油圧反力とロータ押し付け力の説明
図、 第５図（ａ〜ｃ）は表面および裏面のバルブ面油圧反力
の説明図、 第６図は複数のオリフィスの配置を示す図である。 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、 15……連通溝、 16……蓋部材、 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……閉じ込み防止用切欠き、 32……シールランド、 33……圧力分布。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−266124（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−244835（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−96033（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、 前記弁体の吸入ポート、吐出ポートを形成しない裏面に
   設けられ、前記吐出ポートのそれぞれを連通する連通溝
   と、前記裏面に密着して設けた蓋部材と、前記連通溝も
   しくは前記吐出ポートと低圧室との間に設けられた流動
   抵抗発生手段を備えたことを特徴とする油圧式動力伝達
   継手。
2. 【請求項２】前記流動抵抗発生手段を１個または複数の
   オリフィスにより形成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。
3. 【請求項３】前記流動抵抗発生手段を前記連通溝と前記
   吸入ポートとの間に設け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。