JP2021089031A - Rotating body fastening mechanism and power transmission device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッチとポンプの機能を兼備した回転体締結機構及びそれを備える車両の動力伝達装置に関する。 The present invention relates to a rotating body fastening mechanism having the functions of a clutch and a pump, and a power transmission device of a vehicle including the rotating body fastening mechanism.
例えば、車両の動力伝達装置には、エンジンなどの駆動源から駆動輪への動力伝達経路を切り替えるためのクラッチが設けられている。このクラッチとして、油圧でON(締結)/OFF(切断)される多板式摩擦クラッチが用いられる場合、この多板式摩擦クラッチを緩やかに締結(ON)しようとすると、複数の摩擦板同士が僅かにスリップしてこれらの摩擦板のフェーシング面に摩耗などのダメージが発生するおそれがある。このため、締結する回転軸同士の回転合わせや伝達トルクを下げ(トルクダウン)、互いに摺接する摩擦板のフェーシング面同士を極力スリップさせないようにする必要がある。或いは、伝達トルクを制限するためのトルクリミッタ機構を別に設ける必要がある。 For example, a vehicle power transmission device is provided with a clutch for switching a power transmission path from a drive source such as an engine to a drive wheel. When a multi-plate friction clutch that is hydraulically turned on / off (disengaged) is used as this clutch, when the multi-plate friction clutch is gently engaged (ON), the plurality of friction plates are slightly engaged with each other. There is a risk of slipping and causing damage such as wear on the facing surface of these friction plates. For this reason, it is necessary to reduce the rotational alignment and transmission torque between the rotating shafts to be fastened (torque down) so that the facing surfaces of the friction plates that are in sliding contact with each other do not slip as much as possible. Alternatively, it is necessary to separately provide a torque limiter mechanism for limiting the transmission torque.
また、多板式摩擦クラッチの非締結時(OFF時)においては、隣接する摩擦板(クラッチディスクとクラッチプレート)間の残オイルが掻き回されることによるフリクションロスが発生するため、残オイルを排出するための様々な工夫が必要である。 In addition, when the multi-plate friction clutch is not engaged (when it is OFF), friction loss occurs due to the residual oil being stirred between the adjacent friction plates (clutch disc and clutch plate), so the residual oil is discharged. It is necessary to devise various ways to do this.
ところで、例えば、車両の燃料ポンプにはボールプランジャポンプが使用されることがある(例えば、特許文献1)。このボールプランジャポンプは、モータなどによって回転駆動されるロータと、該ロータの外周側に固設されたカムフェース部材とを備えている。そして、ロータの外周部には複数のシリンダが放射状に形成されており、各シリンダにはボールが径方向に摺動可能にそれぞれ嵌挿されている。また、カムフェース部材には、例えば非円筒状(トロコイド曲面状)のカム面が形成されており、したがって、このカム面とロータの外周面との間には、周方向に漸増および漸減する径方向隙間が形成されている。 By the way, for example, a ball plunger pump may be used as a fuel pump of a vehicle (for example, Patent Document 1). This ball plunger pump includes a rotor that is rotationally driven by a motor or the like, and a cam face member that is fixed to the outer peripheral side of the rotor. A plurality of cylinders are formed radially on the outer peripheral portion of the rotor, and balls are fitted and inserted into each cylinder so as to be slidable in the radial direction. Further, the cam face member is formed with, for example, a non-cylindrical (trochoidal curved surface) cam surface, and therefore, a diameter gradually increases and decreases in the circumferential direction between the cam surface and the outer peripheral surface of the rotor. A directional gap is formed.
上述のように構成されたボールプランジャポンプにおいては、ロータが回転駆動されると、該ロータと共に回転する複数のボールが遠心力によって径方向外方へと摺動してカムフェース部材のカム面に押圧され、各ボールは、カム面を摺擦しながらロータと共に回転する。そして、各ボールは、ロータの外周とカムフェース部材のカム面との径方向隙間の変化に伴って各シリンダ内を往復動し、この往復動によるポンピング作用によって当該ボールプランジャポンプがポンプとして機能する。具体的には、ロータとカムフェース部材間の径方向隙間が漸増する領域においては、ボールがシリンダ内を径方向外方へと摺動して燃料などの流体をシリンダ内に吸い込み(吸入行程)、逆にロータとカムフェース部材間の径方向隙間が漸減する領域においては、ボールがシリンダ内を径方向内方へと摺動し流体をシリンダ内で圧縮するため(圧縮行程)、当該ボールプランジャポンプに吸い込まれた流体が昇圧されて吐出される。 In the ball plunger pump configured as described above, when the rotor is rotationally driven, a plurality of balls rotating together with the rotor slide outward in the radial direction due to centrifugal force on the cam surface of the cam face member. Pressed, each ball rotates with the rotor while rubbing the cam surface. Then, each ball reciprocates in each cylinder according to a change in the radial gap between the outer circumference of the rotor and the cam surface of the cam face member, and the ball plunger pump functions as a pump by the pumping action of this reciprocating motion. .. Specifically, in the region where the radial gap between the rotor and the cam face member gradually increases, the ball slides radially outward in the cylinder and sucks fluid such as fuel into the cylinder (suction stroke). On the contrary, in the region where the radial gap between the rotor and the cam face member gradually decreases, the ball slides inward in the cylinder and compresses the fluid in the cylinder (compression stroke). The fluid sucked into the pump is boosted and discharged.
ところで、前記ボールプランジャポンプにおいて、カムフェース部材を回転可能とし、ロータのシリンダに連なる吐出通路を遮断すれば、圧縮行程におけるシリンダ内でのボールの径方向内方への摺動が阻止され、該ボールは、カムフェース部材のカム面に押圧されてカムフェース部材と共に回転するため、ボールが設けられたロータとカムフェース部材とが一体に回転する。 By the way, in the ball plunger pump, if the cam face member is rotatable and the discharge passage connected to the cylinder of the rotor is cut off, the ball is prevented from sliding inward in the radial direction in the cylinder in the compression stroke. Since the ball is pressed against the cam surface of the cam face member and rotates together with the cam face member, the rotor provided with the ball and the cam face member rotate integrally.
したがって、ボールプランジャポンプを改造し、カムフェース部材を回転可能とするとともに、ロータのシリンダに連なる吐出通路を遮断する遮断手段を設けることによって回転体締結機構を構成すれば、この回転体締結機構によって多板式摩擦クラッチの前記問題を解決することができることが期待される。なお、この回転体締結機構は、カムフェース部材を固定して回転不能とすれば、前述の作用によってボールプランジャポンプとして機能する。すなわち、回転体締結機構は、クラッチとポンプの機能を兼備することになる。 Therefore, if the rotating body fastening mechanism is configured by modifying the ball plunger pump to make the cam face member rotatable and providing a blocking means for blocking the discharge passage connected to the cylinder of the rotor, the rotating body fastening mechanism can be used. It is expected that the problem of the multi-plate friction clutch can be solved. If the cam face member is fixed so that the rotating body fastening mechanism cannot rotate, the rotating body fastening mechanism functions as a ball plunger pump by the above-mentioned action. That is, the rotating body fastening mechanism has the functions of a clutch and a pump.
本発明は、上記観点に基づいてなされたものであって、その目的は、締結時及び非締結時におけるフリクションロスを小さく抑えることができる回転体締結機構と動力損失を小さく抑えて燃費を改善することができる車両の動力伝達装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above viewpoint, and an object of the present invention is to improve fuel efficiency by suppressing a rotating body fastening mechanism capable of suppressing friction loss at the time of fastening and non-fastening, and reducing power loss. The purpose is to provide a power transmission device for a vehicle that can be used.
上記目的を達成するため、本発明は、駆動源(11)によって回転駆動され、外周部に放射状に形成された複数のシリンダ(4a)内にボール(6)を径方向に摺動可能に嵌挿して成る円板状のロータ(4)と、該ロータ(4)の外周側に回転可能に配置され、前記ロータ(4)の外周面との間に、径方向隙間(δ)が前記ロータ(4)の回転方向に漸増する領域(S1)と漸減する領域(S2)を形成するカム面(5a)を備えたカムフェース部材(5)と、前記シリンダ(4a)に連通する吐出通路(L2)を遮断する遮断手段(8)と、を含んで回転体締結機構(1)を構成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the present invention, the ball (6) is slidably fitted in a plurality of cylinders (4a) radially driven by a drive source (11) and formed radially on the outer peripheral portion. A radial gap (δ) is provided between the inserted disc-shaped rotor (4) and the outer peripheral surface of the rotor (4) so as to be rotatable on the outer peripheral side of the rotor (4). A cam face member (5) having a cam surface (5a) forming a region (S1) gradually increasing and a region (S2) gradually decreasing in the rotation direction of (4), and a discharge passage (4a) communicating with the cylinder (4a). It is characterized in that a rotating body fastening mechanism (1) is configured including a blocking means (8) for blocking L2).
本発明によれば、吐出通路を遮断手段によって遮断すれば、シリンダ内でのボールの移動が阻止され、該ボールがカムフェース部材のカム面に押圧された状態でカムフェース部材と共に回転するため、回転体締結機構がクラッチとして機能してロータとカムフェース部材とを連結して両者を一体的に回転させる。このとき、ボールとカム面との間に多少のスリップが生じても、ボールが転動しながらカム面に沿って摺動するため、両者間に大きなフリクションが発生することがなく、フリクションロスを小さく抑えることができる。また、吐出通路を遮断しない場合には、ロータに設けられたボールがロータの外周とカムフェース部材のカム面との径方向隙間の変化に伴って各シリンダ内を往復動し、このボールの往復動によるポンピング作用によって回転体締結機構がポンプとして機能する。 According to the present invention, if the discharge passage is blocked by the blocking means, the movement of the ball in the cylinder is prevented, and the ball rotates together with the cam face member while being pressed against the cam surface of the cam face member. The rotating body fastening mechanism functions as a clutch to connect the rotor and the cam face member to rotate them integrally. At this time, even if some slip occurs between the ball and the cam surface, the ball slides along the cam surface while rolling, so that no large friction is generated between the two and friction loss occurs. It can be kept small. If the discharge passage is not blocked, the ball provided in the rotor reciprocates in each cylinder as the radial gap between the outer circumference of the rotor and the cam surface of the cam face member changes, and the ball reciprocates. The rotating body fastening mechanism functions as a pump by the pumping action of the motion.
上記回転体締結機構(1)において、前記吐出通路(L2)は、潤滑が必要な潤滑部(41,46)に接続されていてもよい。 In the rotating body fastening mechanism (1), the discharge passage (L2) may be connected to a lubrication portion (41, 46) that requires lubrication.
上記構成によれば、遮断手段によって吐出通路を遮断しない場合には、当該回転体締結機構が潤滑用オイルポンプとして機能し、潤滑オイルを潤滑部に供給して該潤滑部を潤滑および冷却することができる。 According to the above configuration, when the discharge passage is not blocked by the blocking means, the rotating body fastening mechanism functions as a lubricating oil pump and supplies lubricating oil to the lubricating section to lubricate and cool the lubricating section. Can be done.
上記回転体締結機構(1)において、前記遮断手段(8)によって前記吐出通路(L2)を遮断した状態において、前記吐出通路(L2)の流体圧が設定値以上になると流体の一部を前記吐出通路(L2)外へと逃がすリリーフ手段(9)を設けてもよい。 In the rotating body fastening mechanism (1), in a state where the discharge passage (L2) is blocked by the blocking means (8), when the fluid pressure in the discharge passage (L2) becomes equal to or higher than a set value, a part of the fluid is discharged. A relief means (9) that allows the fluid to escape to the outside of the discharge passage (L2) may be provided.
上記構成によれば、吐出通路が遮断されて回転体締結機構がクラッチとして機能している状態において、吐出通路の流体圧が設定値を超えた場合には、高圧の流体がリリーフ手段によって吐出通路から逃がされるため、回転体締結機構の安全が確保されてその損傷が防がれる。 According to the above configuration, when the discharge passage is blocked and the rotating body fastening mechanism functions as a clutch, when the fluid pressure in the discharge passage exceeds the set value, the high-pressure fluid is discharged by the relief means. Since it is escaped from the body, the safety of the rotating body fastening mechanism is ensured and its damage is prevented.
また、前記回転体締結機構(1)において、前記遮断手段(8)によって前記吐出通路(L2)を徐々に閉じる制御手段(SL1,SL2)を設けてもよい。 Further, the rotating body fastening mechanism (1) may be provided with control means (SL1, SL2) that gradually close the discharge passage (L2) by the shutoff means (8).
上記構成によれば、回転締結機構が完全締結状態になってクラッチとして機能するまでには、締結準備状態として半クラッチ状態を経過し、当該回転体締結機構が突然に完全締結状態になることがないため、締結時の衝撃が緩和されて滑らかな締結が可能となる。 According to the above configuration, by the time the rotary engaging mechanism is in the fully engaged state and functions as a clutch, a half-clutch state is passed as the engagement ready state, and the rotating body engaging mechanism may suddenly be in the fully engaged state. Therefore, the impact at the time of fastening is alleviated and smooth fastening is possible.
また、本発明は、駆動源(11)から駆動輪(35)への動力伝達経路を切り替える切替手段を備える車両の動力伝達装置(10)において、前記切替手段を前記回転体締結機構(1)で構成したことを特徴とする。 Further, according to the present invention, in a vehicle power transmission device (10) provided with a switching means for switching a power transmission path from a drive source (11) to a drive wheel (35), the switching means is used as the rotating body fastening mechanism (1). It is characterized by being composed of.
本発明によれば、切替手段としてフリクションロスが小さな回転体締結機構を用いることによって、フリクションロスに伴う動力損失を小さく抑えて車両の燃費を改善することができる。 According to the present invention, by using a rotating body fastening mechanism having a small friction loss as the switching means, it is possible to suppress the power loss due to the friction loss to a small value and improve the fuel efficiency of the vehicle.
本発明によれば、回転体締結機構の締結時及び非締結時におけるフリクションロスを小さく抑えることができるとともに、フリクションロスに伴う動力損失を小さく抑えて車両の燃費を改善することができるという効果が得られる。 According to the present invention, the friction loss at the time of fastening and the non-fastening of the rotating body fastening mechanism can be suppressed to a small value, and the power loss due to the friction loss can be suppressed to a small value to improve the fuel efficiency of the vehicle. can get.
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[回転体締結機構]
図1は本発明に係る回転体締結機構の基本構成を示す側断面図(図2のB−B線断面図)、図2は図1のA−A線断面図、図3は同回転体締結機構の油圧回路図であって、(a)は回転体締結機構が非締結状態にあるときの図、(b)は回転体締結機構が締結状態にあるときの図、(c)は回転体締結機構が締結状態にあるときにリリーフ弁が作動したときの図である。
[Rotating body fastening mechanism]
FIG. 1 is a side sectional view (cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 2) showing a basic configuration of a rotating body fastening mechanism according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. In the hydraulic circuit diagram of the fastening mechanism, (a) is a view when the rotating body fastening mechanism is in the non-fastened state, (b) is a view when the rotating body fastening mechanism is in the fastened state, and (c) is a rotation. It is a figure when the relief valve operates while the body fastening mechanism is in the fastened state.
本発明に係る回転体締結機構1は、ボールプランジャポンプを改造したものであって、クラッチとポンプの機能を兼備したものであり、図1に示すように、同軸上に配置された回転可能な入力軸2と出力軸3を備えている。そして、入力軸2の軸方向一端(図1の左端)には、円板状のロータ4が一体に設けられており、出力軸3の入力軸2に対向する軸方向一端(図1の右端)には、ロータ4の外周側に配置されたドラム状のカムフェース部材5が一体に設けられている。
The rotating
上記ロータ4の外周部には、図2に示すように、該ロータ4の外周面に開口する複数(図示例では8つ)のシリンダ4aが周方向に等角度ピッチ(図示例では45°ピッチ)で放射状に形成されており、各シリンダ4a内には、ボール(鋼球)6が径方向に摺動可能かつ転動可能にそれぞれ嵌挿されている。
On the outer peripheral portion of the rotor 4, as shown in FIG. 2, a plurality of
他方、前記カムフェース部材5の内周面には、トロコイド曲面(まゆ形曲面)を成すカム面5aが形成されており、入力軸2とこれに一体に形成されたロータ4が図2の矢印方向(時計方向)に回転する場合、カムフェース部材5のカム面5aとロータ4の外周面との間には径方向隙間δが形成されている。そして、ロータ4の外周面とカムフェース部材5のカム面5aとの間には、両者間の径方向隙間δがロータ4の回転方向に漸増する2つの領域(吸入領域)S1と漸減する2つの領域(圧縮領域)S2がロータ4の回転中心に対して周方向に180°隔てた位置に相対向するように形成されている。なお、図示しないが、ロータ4の外周面とカムフェース部材5のカム面5aとの間の径方向隙間δが漸増する領域(吸入領域)S1と漸減する領域(圧縮領域)S2には、ロータ4の回転に伴って該ロータ4のシリンダ4aが順次連通する吸入ポートと吐出ポートがそれぞれ開口している。
On the other hand, a
ここで、図3に示すように、回転体締結機構1の不図示の吸入ポートには、オイルパン7から延びる吸入油路L1が接続されており、不図示の吐出ポートからは吐出油路L2がオイルパン7へと延びている。そして、吐出油路L2には、遮断手段としての遮断弁(常開弁)8が設けられている。また、吸入油路L1と吐出油路L2とはバイパス油路L3によって互いに連通しており、バイパス油路L3には、リリーフ手段として所定圧以上の圧力によって開くリリーフ弁9が設けられている。なお、回転体締結機構1が逆転する場合を考慮して、吸入油路L1と吐出油路L2とを連通させるバイパス油路L14にチェックバルブ(逆止弁)38を設ける。例えば、電動走行や高速走行での低回転時には、カムフェース部材5から回転体締結機構1に入力されるために当該回転体締結機構1が逆転することがあるためである。
Here, as shown in FIG. 3, a suction oil passage L1 extending from the
次に、以上のように構成された回転体締結機構1の作用について説明する。
Next, the operation of the rotating
遮断弁8が図3(a)に示すように開いている状態において、入力軸2が電動モータ等の不図示の駆動源によって回転駆動されると、この入力軸2に一体に形成されたロータ4が図2の矢印方向(時計方向)に回転駆動される。すると、このロータ4に形成された複数のシリンダ4a内に嵌挿された複数のボール6は、これらに作用する遠心力によってシリンダ4a内を径方向外方へとそれぞれ摺動し、カムフェース部材5のカム面5aに当接(摺接)した状態でロータ4と共に回転する。この場合、ボール6がロータ4の外周面とカム面5aとの間の径方向隙間δが漸増する領域(吸入領域)S1を移動する際には、各ボール6が各シリンダ4a内を径方向外方へと摺動するため、オイルパン7内のオイルが吸入油路L1から各シリンダ4aへと吸入される。また、ボール6がロータ4の外周面とカム面5aとの間の径方向隙間δが漸減する領域(圧縮領域)S2を移動する際には、各ボール6が各シリンダ4a内を径方向内方へと摺動するため、シリンダ4a内のオイルがボール6によって圧縮され、圧縮されたオイルは、シリンダ4aから吐出油路L2へと吐出される。
When the
以上のように、図3(a)に示すように遮断弁8が開いているときロータ4がカムフェース部材5に対して相対回転すると、ロータ4に設けられた複数のボール6が各シリンダ4a内を往復移動するためにポンピング作用が繰り返され、当該回転体締結機構1がオイルポンプとして機能し、オイルパン7のオイルが吸入油路L1から吸引され、吸引されたオイルが昇圧された後に吐出油路L2へと吐出される。
As described above, when the rotor 4 rotates relative to the
他方、図2(b)に示すように遮断弁8が閉じた状態でロータ4が回転すると、該ロータ4のシリンダ4a内のオイルが密閉されるために各ボール6のシリンダ4a内での摺動がロックされる。このため、カムフェース部材5と出力軸3は、ロータ4および入力軸2と共に一体に回転する。このため、回転体締結機構1は、クラッチとして機能して入力軸2と出力軸3とを締結し、入力軸2の回転動力を出力軸3へと伝達する。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the rotor 4 rotates with the
ところで、吐出油路L2へと吐出されるオイルの圧力が設定値を超えて高くなると、図3(c)に示すように、オイルの圧力によってリリーフ弁9が開いて高圧のオイルが吐出油路L2からバイパス油路L3を経て吸入油路L1へと流れ込むため、吐出油路L2を流れるオイルの圧力が設定値以下に抑えられ、回転体締結機構1の破損などが防がれる。
By the way, when the pressure of the oil discharged to the discharge oil passage L2 becomes higher than the set value, the relief valve 9 is opened by the pressure of the oil as shown in FIG. 3C, and the high-pressure oil is discharged into the discharge oil passage. Since the oil flows from L2 through the bypass oil passage L3 into the suction oil passage L1, the pressure of the oil flowing through the discharge oil passage L2 is suppressed to a set value or less, and damage to the rotating
[車両の動力伝達装置]
次に、以上説明した回転体締結機構1を備える車両の動力伝達装置について説明する。
[Vehicle power transmission device]
Next, the power transmission device of the vehicle including the rotating
<実施の形態1>
図4は本発明の実施の形態1に係る車両の動力伝達装置の基本構成を示す模式図であり、図示の動力伝達装置10は、ハイブリッド車両(HEV車両)に備えられるものであって、駆動源としてエンジン(ENG)11とトラクションモータ(TRC)12を備えるとともに、発電手段としてのジェネレータモータ(GEN)13の他、第1オイルポンプ(P1)14と第2オイルポンプ(P2)15を備えている。ここで、トラクションモータ12とジェネレータモータ13とは、バッテリ(Batt)16を介して互いに電気的に接続されている。
<
FIG. 4 is a schematic view showing a basic configuration of a vehicle power transmission device according to a first embodiment of the present invention, and the illustrated
そして、動力伝達装置10は、エンジン11の出力軸(クランク軸)11aにダンパー17を介して連結された第1入力軸18と、該第1入力軸18に対してそれぞれ平行に配置された第2入力軸19と、出力軸20と、第1オイルポンプ14の入力軸である第1ポンプ軸21および第2オイルポンプ15の入力軸である第2ポンプ軸22を備えている。そして、第1入力軸18には、駆動ギヤ23が固定されるとともに、ポンプとクラッチの機能を兼備する回転体締結機構1が設けられている。ここで、駆動ギヤ23は、第1ポンプ軸21に固定された従動ギヤ24と第2入力軸19に固定された従動ギヤ25に噛合している。なお、第2入力軸19は、ジェネレータモータ13への入力軸として構成されている。
The
ところで、回転体締結機構1の構成の詳細は図1および図2に示す通りであるが、図4に示す動力伝達装置10に設けられた回転体締結機構1においては、ロータ4は、第1入力軸18に固定されており、ロータ4の外周に配置された回転可能なカムフェース部材5の外周には、リング状の駆動ギヤ26が固定されている。ここで、駆動ギヤ26は、図4に破線にて示すように、出力軸20に固定された従動ギヤ27に噛合している。
By the way, the details of the configuration of the rotating
また、トラクションモータ12の出力軸である中空のモータ軸28は、第2入力軸19に相対回転可能に支持されており、このモータ軸28には駆動ギヤ29が固定されている。そして、この駆動ギヤ29は、出力軸20に固定された前記従動ギヤ27に噛合している。ここで、出力軸20には、ファイナル駆動ギヤ30が固定されており、このファイナル駆動ギヤ30は、ディファレンシャル装置(差動装置)31のケースに固定された大径のリングギヤ(ファイナル従動ギヤ)32に噛合している。ここで、リングギヤ32は、第2ポンプ軸22に固定された従動ギヤ33にも噛合している。
Further, the
上記ディファレンシャル装置31からは左右の車軸34が車幅方向(図4の左右方向)に沿って延びており、これらの車軸34の各外端部には、左右の駆動輪35がそれぞれ取り付けられている。
Left and
次に、以上のように構成された動力伝達装置10の作用について説明する。
Next, the operation of the
エンジン11が停止した状態で、トラクションモータ12にバッテリ16から電力が供給されて該トラクションモータ12が起動されると、モータ軸28が回転駆動され、このモータ軸28の回転は、駆動ギヤ29と従動ギヤ27を経て出力軸20へと伝達され、該出力軸20が所定の速度で回転駆動される。そして、この出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32を経てディファレンシャル装置31へと伝達され、ディファレンシャル装置31においては、当該ディファレンシャル装置31に伝達される駆動力が配分されて左右の車軸34へと伝達される。このため、左右の車軸34の各外端部に取り付けられた左右の駆動輪35が回転駆動され、これによって車両がモータ走行する。
When the
また、出力軸20の回転は、リングギヤ32と従動ギヤ33を経て第2ポンプ軸22へと伝達されるため、この第2ポンプ軸22によって第2オイルポンプ15が駆動される。なお、このとき、回転体締結機構1から延びる吐出油路L2が図3(a)に示すように遮断弁8によって遮断されていなければ、カムフェース部材5がロータ4に対して相対回転可能である。このため、モータ軸28の回転は、駆動ギヤ29と従動ギヤ27および駆動ギヤ26を経てカムフェース部材5へと伝達されて該カムフェース部材5がロータ4に対して相対回転し、回転体締結機構1は、前述のようにオイルポンプとして機能する。
Further, since the rotation of the
ここで、トラクションモータ12は正逆転が可能であるため、その回転方向に応じて車両を前進走行および後進走行させることができる。また、車両の減速時に左右の駆動輪35から伝達される駆動力(回生駆動力)によってトラクションモータ12を駆動すれば、該トラクションモータ12が発電機(ジェネレータ)として機能して発電するため、この発電によって発生する電力によってバッテリ16を充電することができる。
Here, since the
他方、エンジン11が起動されると、その出力軸(クランク軸)11aの回転は、ダンパー17を介して第1入力軸18へと伝達され、この第1入力軸18と回転体締結機構1のロータ4が一体に回転する。このとき、回転体締結機構1から延びる吐出油路L2が図3(b)に示すように遮断弁8によって遮断されると、回転体締結機構1は、油圧ロック状態(クラッチ締結状態)となって、前述のようにロータ4とカムフェース部材5とが一体に回転する。このため、第1入力軸18の回転は、駆動ギヤ26と従動ギヤ27を経て出力軸20へと伝達される。そして、出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32を経てディファレンシャル装置31へと伝達され、ディファレンシャル装置31においては、当該ディファレンシャル装置31に伝達される駆動力が配分されて左右の車軸34へと伝達される。このため、これらの車軸34の各外端部に取り付けられた左右の駆動輪35が回転駆動され、これによって車両がエンジン走行する。
On the other hand, when the
また、エンジン11によって回転駆動される第1入力軸18の回転は、駆動ギヤ23と従動ギヤ24を経て第1ポンプ軸21へと伝達されるとともに、駆動ギヤ23と従動ギヤ25を経て第2入力軸19に伝達され、第1ポンプ軸21と第2入力軸19がそれぞれ所定の速度で回転駆動される。このため、第1ポンプ軸21によって第1オイルポンプ14が駆動されるとともに、第2入力軸19によってジェネレータモータ13が駆動される。なお、ジェネレータモータ13によって発電される電力は、バッテリ16へと供給されて該バッテリ16の充電に供される。
Further, the rotation of the
さらに、出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32および従動ギヤ33を経て第2ポンプ軸22へと伝達されるため、この第2ポンプ軸22によって第2オイルポンプ15が駆動される。
Further, since the rotation of the
なお、エンジン走行においても、トラクションモータ12を空転させることによってエンジン11の駆動力だけで車両を前進走行させることができるが、車両の前進走行時にエンジン11の駆動力によってトラクションモータ12の駆動力をアシストすることもできる。また、停止中のエンジン11をジェネレータモータ13によって始動させることもできる。
In the engine running, the vehicle can be driven forward only by the driving force of the
[油圧回路]
次に、以上のように構成された動力伝達装置10の油圧回路40を図5に基づいて以下に説明する。
[Flood control circuit]
Next, the
図5は図4に示す動力伝達装置の油圧回路図であり、図5に示す回転体締結機構1の2つの吸気ポートには、オイルパン7から延びる吸入油路L1が接続されている。また、回転体締結機構1の2つの吐出ポートから延びる吐出油路L2は、第1シフトバルブV1を経て潤滑油路L4に接続されている。ここで、吸入油路L1と吐出油路L2とを接続するバイパス油路L3には、所定値以上の油圧で開くリリーフ弁9が設けられている。
FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of the power transmission device shown in FIG. 4, and a suction oil passage L1 extending from the
ところで、第1シフトバルブV1には、第2シフトバルブV2が油路L5,L6を介して並列に接続されており、これらの第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2は、制御手段を構成する第1ソレノイドバルブSL1と第2ソレノイドバルブSL2によってON/OFFがそれぞれ制御される。なお、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2は、図3に示す遮断弁8に相当するものである。
By the way, a second shift valve V2 is connected in parallel to the first shift valve V1 via oil passages L5 and L6, and these first shift valve V1 and the second shift valve V2 constitute a control means. ON / OFF is controlled by the first solenoid valve SL1 and the second solenoid valve SL2. The first shift valve V1 and the second shift valve V2 correspond to the
また、オイルパン7から延びる油路L7は、第1オイルポンプ14の吸入側に接続されており、第1オイルポンプ14の吐出側から延びる油路L8は、レギュレータバルブ(調圧弁)Vによって油路L9に選択的に接続される。ここで、油路L9は、前記潤滑油路L4に接続されている。また、吸入油路L7からは前記吸入油路L1が分岐するとともに、油路L10が分岐している。なお、第1ソレノイドバルブSL1と第2ソレノイドバルブSL2は、第1オイルポンプ14から油路L8へと吐出されるオイルの油圧を制御して第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2を動作させることによって、これらの第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2をそれぞれON/OFFさせる。
Further, the oil passage L7 extending from the
ところで、前記油路L10は、第2オイルポンプ15の吸入側に接続されており、第2オイルポンプ15の吐出側から延びる油路L11は、前記潤滑油路L4に接続されている。ここで、潤滑油路L4は、トラクションモータ12とジェネレータモータ13などの潤滑が必要な部分である潤滑部41に接続されており、この潤滑油路L4の途中には、所定値以上の油圧で開くリリーフ弁42とオイルを冷却するためのオイルクーラー43が設けられている。
By the way, the oil passage L10 is connected to the suction side of the
また、第2オイルポンプ15の吐出側から延びる前記油路L11には、第2オイルポンプ15へのオイルの逆流を防ぐためのチェックバルブ(逆止弁)44が設けられている。そして、油路L11のチェックバルブ44の上流と下流からは油路L12と油路L13がそれぞれ分岐しており、一方の油路L12は、前記油路L10に接続され、その途中にはチェックバルブ(逆止弁)45が設けられている。また、油路L13は、各部の潤滑部46に接続されている。
Further, a check valve (check valve) 44 for preventing backflow of oil to the
次に、以上のように構成された油圧回路40の作用について説明する。
Next, the operation of the
第1オイルポンプ14と第2オイルポンプ15が回転駆動されると、オイルパン7からオイルが油路L7,L10を経て第1オイルポンプ14と第2オイルポンプ15へと吸引されて昇圧される。そして、第2オイルポンプ15から油路L11へと吐出されるオイルは、チェックバルブ44を通って潤滑油路L4へと流れ、その一部は、油路L13を通って各部の潤滑部46へと供給されて該潤滑部46の潤滑に供される。また、油路L11から潤滑油路L4へと流れ込んだオイルは、オイルクーラー43で冷却された後にトラクションモータ12とジェネレータモータ13の潤滑部41へと供給されて該潤滑部41の潤滑に供される。
When the
ここで、回転体締結機構1は、第1ソレノイドバルブSL1と第2ソレノイドバルブSL2によって第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2がそれぞれON/OFF制御されることによって、オイルポンプとして機能する非締結状態と、半クラッチ状態として機能する締結準備およびクラッチとして機能する完全締結の各状態へと移行することができるが、これについての詳細を図6および図7に基づいて以下に説明する。なお、油圧センサや温度センサを追加すれば、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2の故障を検出することができ、一方が故障してもシステムが動作するフェールセーフ機能が備えられている。
Here, the rotating
図6は本発明の実施の形態1に係る回転体締結機構の締結状態とそれに対応するシフトバルブのON/OFFのパターンを示す図、図7は同回転体締結機構の締結状態に対応する油圧回路の作用を説明する図であって、(a)は非締結、(b)は締結準備(半締結)、(c)は完全締結における作用をそれぞれ示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a fastening state of the rotating body fastening mechanism according to the first embodiment of the present invention and an ON / OFF pattern of a shift valve corresponding thereto, and FIG. 7 is a hydraulic pressure corresponding to the fastening state of the rotating body fastening mechanism. It is a figure explaining the operation of a circuit, (a) is a figure which shows the action at the non-fastening, (b) is the preparation for fastening (half-fastening), and (c) is the action at the complete fastening.
図6に示すように、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2が共にOFFである場合には、これらの第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2が全開状態となるため、図7(a)に示すように、回転体締結機構1は、潤滑用オイルポンプとして機能し、吸入油路L1から吸い込んだオイルを昇圧して吐出油路L2へと吐出する。
As shown in FIG. 6, when both the first shift valve V1 and the second shift valve V2 are OFF, the first shift valve V1 and the second shift valve V2 are in the fully open state. As shown in a), the rotating
回転体締結機構1から吐出油路L2へと吐出されたオイルは、図7(a)に示すように、第1シフトバルブV1を通って潤滑油路L4へと流れ、トラクションモータ12とジェネレータモータ13の潤滑部41とその他の各部の潤滑部46へと供給されてこれらの潤滑部41,46の潤滑に供される。このように、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2を共にOFFとすれば、回転体締結機構1が潤滑用オイルポンプとして機能するため、第1オイルポンプ14として小容量で小型のものを使用することができる。
As shown in FIG. 7A, the oil discharged from the rotating
これに対して、図6に示すように、第1シフトバルブV1をON、第2シフトバルブV2をOFFすれば、回転体締結機構1から吐出油路L2へと吐出されるオイルは、図7(b)に示すように、第1シフトバルブV1から油路L6を通って第2シフトバルブV2を経て油路L5へと流れ、油路L5を通って潤滑油路L4へと流れる。このような複雑な経路を流れることによってオイルが絞られるため、その流動抵抗によって回転体締結機構1が半締結状態(半クラッチ状態)となり、図4に示す動力伝達装置10においてエンジン11の動力の一部が駆動ギヤ26と従動ギヤ27を経て出力軸20へと伝達される。このように回転体締結機構1が半締結状態(半クラッチ状態)にあるときには、図1および図2に示すボール6が転動しながらカムフェース部材5のカム面5aに沿って摺動するため、ボール6とカム面5aとの間に大きなフリクション(摩擦抵抗)が発生することがなく、これらのボール6やカム面5aの摩耗が抑えられて当該回転体締結機構1の耐久性が高められる。
On the other hand, as shown in FIG. 6, if the first shift valve V1 is turned ON and the second shift valve V2 is turned OFF, the oil discharged from the rotating
そして、図6に示すように、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2が共にONされると、回転体締結機構1から吐出油路L2へと吐出されるオイルは、図7(c)に示すように、その流れが第2シフトバルブV2によって完全に遮断される。すなわち、第2シフトバルブV2が図3(b)に示す遮断弁8として機能する。このため、前述のように回転体締結機構1が完全締結状態となってクラッチとして機能し、図4に示す動力伝達装置10においてエンジン11の動力を駆動ギヤ26と従動ギヤ27を経て出力軸20へと伝達する。この場合、回転体締結機構1が完全締結状態になってクラッチとして機能するまでには、前述のように締結準備状態として半締結状態(半クラッチ状態)を経過し、当該回転体締結機構1が突然に完全締結状態になることがないため、締結時の衝撃が緩和されて滑らかな締結が可能となる。なお、回転体締結機構1が締結状態にあってクラッチとして機能しているときに吐出油路L2の油圧が所定値を超えると、オイルの油圧によってリリーフ弁9が開いて高圧のオイルが吸入油路L1へと逃がされるため、回転体締結機構1に高い安全性が確保されてその損傷が防がれる。
Then, as shown in FIG. 6, when both the first shift valve V1 and the second shift valve V2 are turned on, the oil discharged from the rotating
ここで、油圧回路の別形態を図8〜図10にそれぞれ示すが、これらの図においては、図5において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。 Here, different forms of the hydraulic circuit are shown in FIGS. 8 to 10, respectively, but in these figures, the same elements as those shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the following will be repeated below. The description of is omitted.
図8に示す形態では、第1ソレノイドバルブSL1と第2ソレノイドバルブSL2として、第1シフトバルブV1と第2シフトバルブV2を一体化したものを用いており、このような構成を採用することによって部品点数を削減することができるととともに、油路の配置構成を簡略化して小型化とコストダウンを図ることができる。 In the embodiment shown in FIG. 8, as the first solenoid valve SL1 and the second solenoid valve SL2, the first shift valve V1 and the second shift valve V2 are integrated, and by adopting such a configuration, The number of parts can be reduced, and the arrangement configuration of the oil passage can be simplified to reduce the size and cost.
また、図9に示す形態では、図8に示す油圧回路から第1オイルポンプ14を取り除いており、図10に示す形態では、図9に示す油圧回路からさらにレギュレータバルブVも取り除いており、このような構成を採用することによって、さらなる部品点数の削減と油路の配置構成の簡略化を図ることができ、より一層の小型化とコストダウンを図ることができる。
Further, in the form shown in FIG. 9, the
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2に係る動力伝達装置を図11に基づいて以下に説明する。
<
Next, the power transmission device according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図11は本発明の実施の形態2に係る車両の動力伝達装置の基本構成を示す模式図であり、本図においては、図4において示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。 FIG. 11 is a schematic view showing a basic configuration of a vehicle power transmission device according to a second embodiment of the present invention. In this figure, the same elements as those shown in FIG. 4 are designated by the same reference numerals. , Hereinafter, the description of them again will be omitted.
図示の動力伝達装置10Aもハイブリッド車両(HEV車両)に備えられるものであるが、動力伝達経路に2つの回転体締結機構1A,1Bが配置されている。すなわち、この動力伝達装置10Aにおいては、入力軸18と出力軸20に回転体締結機構1A,1Bがそれぞれ設けられている。
The
一方の回転体締結機構1Aにおいては、ロータ4Aが入力軸18に固定されており、このロータ4Aの外周側に回転可能に配置されたカムフェース部材5Aの外周には、リング状の駆動ギヤ26Aが固定されている。また、他方の回転体締結機構1Bにおいては、ロータ4Bが出力軸20に固定されており、このロータ4Bの外周側に回転可能に配置されたカムフェース部材5Bの外周には、リング状の従動ギヤ26Bが固定されている。
In one of the rotating
そして、入力軸18には、2つの駆動ギヤ23,36が固定されており、一方の駆動ギヤ23は、ジェネレータモータ13の入力軸(ジェネレータ軸)19に固定された従動ギヤ25に噛合するとともに、第1オイルポンプ14の第1ポンプ軸21に固定された従動ギヤ24に噛合している。また、他方の駆動ギヤ36は、回転体締結機構1Bの従動ギヤ26Bに噛合している。
Two drive gears 23 and 36 are fixed to the
さらに、出力軸20には、従動ギヤ27,37とファイナル駆動ギヤ30が固定されており、従動ギヤ27は、トラクションモータ12のモータ軸28に固定された駆動ギヤ29に噛合している。また、従動ギヤ37は、回転体締結機構1Aの駆動ギヤ26Aに噛合しており、ファイナル駆動ギヤ30は、ディファレンシャル装置31のケースに固定されたリングギヤ32に噛合している。そして、リングギヤ32は、第2オイルポンプ15の第2ポンプ軸22に固定された従動ギヤ33に噛合している。
Further, the driven gears 27 and 37 and the
次に、以上のように構成された動力伝達装置10Aの作用について説明する。
Next, the operation of the
エンジン11が停止した状態で、トラクションモータ12にバッテリ16から電力が供給されて該トラクションモータ12が起動されると、モータ軸28が回転駆動され、このモータ軸28の回転は、駆動ギヤ29と従動ギヤ27を経て出力軸20へと伝達され、該出力軸20が所定の速度で回転駆動される。そして、この出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32を経てディファレンシャル装置31へと伝達され、ディファレンシャル装置31においては、当該ディファレンシャル装置31に伝達される駆動力が配分されて左右の車軸34へと伝達される。このため、左右の車軸34の各外端部にそれぞれ取り付けられた左右の駆動輪35が回転駆動され、これによって車両がモータ走行する。
When the
また、出力軸20の回転は、リングギヤ32と従動ギヤ33を経て第2ポンプ軸22へと伝達されるため、この第2ポンプ軸22によって第2オイルポンプ15が駆動される。なお、このとき、回転体締結機構1A,1Bから延びる不図示の吐出通路が不図示の遮断弁によって遮断されていなければ、ロータ4A,4Bとカムフェース部材5A,5Bとはそれぞれ相対回転可能である。このため、モータ軸28の回転は、駆動ギヤ29と従動ギヤ27および駆動ギヤ26Aを経て回転体締結機構1Bのロータ4Bへと伝達されるとともに、回転体締結機構1Aのカムフェース部材5Aへと伝達される。このため、回転体締結機構1A,1Bにおいては、ロータ4A,4Bとカムフェース部材5A,5Bとがそれぞれ相対回転し、回転体締結機構1A,1Bは、前述のようにオイルポンプとして機能する。
Further, since the rotation of the
他方、エンジン11が起動されると、その出力軸(クランク軸)11aの回転は、ダンパー17を介して入力軸18へと伝達され、この入力軸18と回転体締結機構1Aのロータ4Aが一体に回転する。また、入力軸18の回転は、駆動ギヤ36を経て回転体締結機構1Bの従動ギヤ26Bへと伝達されて該従動ギヤ26Bが回転駆動される。このとき、一方の回転体締結機構1Aから延びる吐出通路が遮断弁によって遮断され、他方の回転体締結機構から延びる吐出油路が遮断弁によって遮断されていないと、一方の回転体締結機構1Aはクラッチとして作用し、他方の回転体締結機構1Bは、オイルポンプとして機能する。
On the other hand, when the
したがって、エンジン11から入力軸18へと伝達される回転は、クラッチとして作用する回転体締結機構1Aの駆動ギヤ26Aと従動ギヤ37を経て出力軸20へと伝達され、この出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32を経てディファレンシャル装置31へと伝達される。そして、ディファレンシャル装置31においては、当該ディファレンシャル装置31に伝達される駆動力が配分されて左右の車軸34へと伝達され、これらの車軸34の各外端部に取り付けられた左右の駆動輪35が回転駆動されるために車両がエンジン走行する。
Therefore, the rotation transmitted from the
他方、一方の回転体締結機構1Aから延びる吐出通路が遮断弁によって遮断されておらず、他方の回転体締結機構から延びる吐出油路が遮断弁によって遮断されていると、一方の回転体締結機構1Aはオイルポンプとして作用し、他方の回転体締結機構1Bは、クラッチとして機能する。
On the other hand, if the discharge passage extending from one rotating
したがって、エンジン11から入力軸18へと伝達される回転は、駆動ギヤ36とクラッチとして作用する回転体締結機構1Bの従動ギヤ26Bを経て出力軸20へと伝達され、この出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32を経てディファレンシャル装置31へと伝達される。そして、ディファレンシャル装置31においては、当該ディファレンシャル装置31に伝達される駆動力が配分されて左右の車軸34へと伝達され、これらの車軸34の各外端部に取り付けられた左右の駆動輪35が回転駆動されるために車両がエンジン走行する。
Therefore, the rotation transmitted from the
また、エンジン11によって回転駆動される第1入力軸18の回転は、駆動ギヤ23と従動ギヤ24,25を経て第1ポンプ軸21とジェネレータ軸19にそれぞれ伝達されて第1オイルポンプ14とジェネレータモータ13がそれぞれ駆動される。なお、ジェネレータモータ13によって発電される電力は、バッテリ16へと供給されて該バッテリ16の充電に供される。また、車両が走行している場合には、出力軸20の回転は、ファイナル駆動ギヤ30とリングギヤ32および従動ギヤ33を経て第2ポンプ軸22へと伝達されて該第2ポンプ軸22が常時回転するため、第2オイルポンプ15が常時駆動される。
Further, the rotation of the
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、回転体締結機構1(1A,1B)の締結時におけるフリクションロスを小さく抑えることができるとともに、フリクションロスに伴う動力損失を小さく抑えて車両の燃費を改善することができるという効果が得られる。 As is clear from the above description, according to the present invention, the friction loss at the time of fastening the rotating body fastening mechanism 1 (1A, 1B) can be suppressed to a small value, and the power loss due to the friction loss can be suppressed to a small size. The effect of being able to improve the fuel efficiency of the vehicle can be obtained.
なお、以上の実施の形態では、駆動源としてエンジン11とトラクションモータ12を搭載したハイブリッド車両(HEV車両)に対して本発明を適用した形態について説明したが、本発明は、エンジンのみを駆動源とする車両や電動モータのみを駆動源とする電気自動車に対しても同様に適用可能である。
In the above embodiments, the present invention has been described in which the present invention is applied to a hybrid vehicle (HEV vehicle) equipped with an
本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of claims and the technical ideas described in the specification and drawings.
1,1A,1B 回転体締結機構
4,4A,4B ロータ
4a ロータのシリンダ
5,5A,5B カムフェース部材
5a カムフェース部材のカム面
6 ボール
8 遮断弁(遮断手段)
9 リリーフ弁(リリーフ手段)
10,10A 動力伝達装置
11 エンジン(駆動源)
12 トラクションモータ(駆動源)
35 駆動輪
40 油圧回路
L1 吸入油路
L2 吐出油路(吐出通路)
S1 径方向隙間が漸増する領域
S2 径方向隙間が漸減する領域
SL1 第1ソレノイドバルブ(制御手段)
SL2 第2ソレノイドバルブ(制御手段)
V1 第1シフトバルブ
V2 第2シフトバルブ
δ ロータとカム面との間の径方向隙間
1,1A, 1B Rotating
9 Relief valve (relief means)
10,10A
12 Traction motor (drive source)
35
S1 Area where the radial gap gradually increases S2 Area where the radial gap gradually decreases SL1 First solenoid valve (control means)
SL2 2nd solenoid valve (control means)
V1 1st shift valve V2 2nd shift valve δ Radial clearance between rotor and cam surface
Claims (5)
該ロータの外周側に回転可能に配置され、前記ロータの外周面との間に、径方向隙間が前記ロータの回転方向に漸増する領域と漸減する領域を形成するカム面を備えたカムフェース部材と、
前記シリンダに連通する吐出通路を遮断する遮断手段と、
を備えることを特徴とする回転体締結機構。 A disk-shaped rotor that is rotationally driven by a drive source and has balls slidably fitted in a plurality of cylinders formed radially on the outer circumference.
A cam face member rotatably arranged on the outer peripheral side of the rotor and provided with a cam surface forming a region in which a radial gap gradually increases and gradually decreases in the rotational direction of the rotor with the outer peripheral surface of the rotor. When,
A blocking means for blocking the discharge passage communicating with the cylinder, and
A rotating body fastening mechanism characterized by being provided with.
前記切替手段を請求項1〜4の何れかに記載の回転体締結機構で構成したことを特徴とする車両の動力伝達装置。 In a vehicle power transmission device provided with a switching means for switching a power transmission path from a drive source to a drive wheel.
A vehicle power transmission device, wherein the switching means is configured by the rotating body fastening mechanism according to any one of claims 1 to 4.
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