JPS60228785A

JPS60228785A - ベ−ンポンプ

Info

Publication number: JPS60228785A
Application number: JP8522884A
Authority: JP
Inventors: Takeo Hiramatsu; 平松　健男; Bonnosuke Takamiya; 高宮　梵之助; Yoshimasa Nagayoshi; 永吉　由昌
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-11-14

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〕本発明はベーンポンプに関し、特に車両の前後輪駆動用
連結装置に用いて好適のベーンポンプに関する。

〔従来の技術〕

一般に、前輪および後輪を同一のエンジンで駆動する４
輪駆動（４ＷＤ）車においては、前輪および後輪のタイ
ヤの有効半径に多少の相違があったり、旋回走行におけ
る車輪のころがり経路の違いからタイヤにすべりを伴い
駆動系に無理な力が作用するためこれを防止する手段を
設ける必要がある。

このため従来より、フルタイム４輪駆動車では前°輪に
駆動力を伝達する第１の回転軸と後輪に駆動力を伝達す
る第２の回転軸との間に回転速度差が生じても駆動力を
伝達できるようセンタデフと称する差動装置が用いられ
ており、重量、大きさおよびコストの面がらパートタイ
ム４輪駆動車に比べて不利であるとともに差動回転が可
能であることがら４輪駆動を必要とするときに４輪駆動
が達成できない場合があり、デフ０ツク機構を必要とす
る等装置の一層複雑化を招いてしまう。

一方、パートタイム４輪駆動車にあってはセンタデフを
設置しないものが多く、旋回走行により生ずるタイトコ
ーナブレーキング現象等４輪駆動による不具合がある場
合には運転者による操作で２輪駆動とするよう構成され
ており、運転操作が煩雑となる欠点がある。

そこで、第１の回転軸と第２の回転軸との間に相互に駆
動力を伝達しうるベーンポンプ式連結機構をそなえた４
輪駆動用駆動連結装置も考えられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このようなベーンポンプ式連結（幾構を
そなえた４輪駆動用駆動連結装置では、ベーンポンプの
高回転時には、ベーンに働く遠心力によって、ベーンが
カムリング部の内周面に押し１寸けられて、ケーシング
の内周面におけるベーンの摺接するカムリング部とロー
タおよびベーンとの隙間からの油の漏れは小さいが、ベ
ーンポンプの低回転時には、油の漏れか大きくなるとい
う問題点かある。

さらに、油漏れに起因した熱も発生して、油温が高めら
れる。

油温が高められると、油の粘性か低下し、ポンプ各部の
シール部分からの洩れが増加して、所要の吐出圧特性が
得られず、従って、伝達トルクが低下するという不具合
がある。

この油漏れに対処すべく、従来のベーンポンプＶＰとし
では、第７図（正面図）および第８図（第７図のＶ■−
■■矢視断面図）１こ示すよう１こ、ロータａの孔部１
〕に内装されたベーンＣのコイルばねｄにより、カムリ
ング部ｅの内周面ｆへ付勢する圧力平衡コイルばね式の
ものや、第９図（正面図）および第１０図（ねじりコイ
ルばねの正面図）に示すように、ねじりフィルばねｇを
ピン１１でロータａに固定し、ねじりコイルばねｇの両
端部がベーンＣの内周側基端部を押圧することによって
、ベーンＣをカムリング部ｅの内周面ｆへ付勢するロッ
カアーム式のものが提案されている。

しかしなか呟このような従来のベーンポンプでは、寸法
上の制約力状きく、適切な荷重やぼね常数をとることが
できないという問題があり、構造も複雑となって、その
組立も困難である。

さらに、ロッカアーム式のものでは、ベーンの枚数が偶
数にほぼ限定されてしよい、奇数枚のベーンを有するベ
ーンポンプには適用しにくいという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、ベーンポンプの低速回転時における油漏れを確実に防
止しなから、その駆動力伝達効率を高めることができる
ようにした、ベーンポンプを提供することを目的とする
。

〔問題点を解決するだめの手段〕

このため、本発明のベーンポンプは、第１の回転軸に連
結されるケーシングと、第２の回転軸に連結されて上記
ケーシング内に収容されるロータと、同ロータの外周面
に取り付けられて上記ケーシングの内周面におけるカム
リング部に摺接する多数のベーンと、これら多数のベー
ンを上記カムリング部へ向けて付勢するベーン付勢機構
とをそなえ、同ベーン付勢機構が、上記多数のベーンの
各内周側基端部に当接する帯状ないし線状のスプリング
により構ｔされたことを特徴としている。

〔作　用〕

上述の構成により、常時、ベーンが効ムリング部の内周
面に付勢されて、ロータとカムリング部との隙間から生
じる油漏れが減少する。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜６図は本発明の一実施例としてのベーンポンプを
そなえた４輪駆動用駆動連結装置を示すもので、第１図
は本装置の横断面図、第２図は車両の駆動系を示す概略
構成図、第３図は本装置の縦断面図、第４図（ａ）〜（
、Ｉ）はいずれもベーンポンプの吐出圧を示すグラフ、
第５図はその要部の断面図、第６図は第１図に対応させ
て示す本装置の変形例の横断面図である。

第２図に示すように、横置されたエンジン１に変速機２
が連結され、その出力軸３に取り付けたドライブギヤ（
または４速カウンタギヤ）４がら駆動力が取り出されて
、ベーンポンプ型連結機構としての４輪駆動用駆動連結
装置本体１３のギヤカムリング２０ｅに伝達される。

そして、ギヤカムリング２０ｅは、ケーシング２０を回
転駆動して、ケーシング２０に接続する＠１の回転軸（
外軸）１１を介して、ギヤ７から前輪９用の差動装置１
０１こ駆動力が伝達されて前輪９が駆動される。

すなわち、４輪駆動用駆動連結装置本体１３に伝達され
た駆動力が、そのまま第１の回転軸１１にギヤカムリン
グ２０ｅを介して伝達され、さらに、ギヤ７、差動装置
１０を介して前輪９に伝達される。

この４輪駆動用駆動連結装置本体１３を経由した駆動力
は、第１の回転軸に同軸的に配設される第２の回転軸（
内軸）１４に伝達されるようになっており、回転取出方
向を変換するベベル歯車機構Ｉ　Ｓ、１５’　を介して
後輪１６用の差動装置１７に駆動力が伝達され、後輪１
６を駆動する。

この４輪駆動用駆動連結装置本体１３は、第１，３図に
示すように、油圧ポンプ（油圧式連結機構）としてのベ
ーンポンプ■Ｐとこれに付属する油圧回路２１とで構成
されており、ベーンポンプ■Ｐのロータ１９が、後輪１
６に駆動力を伝達する第２の回転軸１４に連結されると
ともに、ケーシング２０を構成するカムリング部２０ａ
およびフランジ２０ｃが、前輪９に駆動力を伝達する第
１の回転軸１１に連結されている。

この油圧ポンプとしてのベーンポンプＶＰには、そのロ
ータ１９の外周面１９ａに周方向に等間隔に多数（ここ
では、１４個）の孔部１９ｂが形＃ｉ、されていて、こ
の多数の孔部１９’ｂのそれぞれには、カムリング部２
０ａの内周面２０ｄに摺接しうるベーン１８が嵌挿され
ている。

さらに、ケーシング２０のカバー２０ｂとベーン１８お
よびロータ１９との軸方向の隙間が所定値以下となるよ
うに、各部が形成されており、油膜が切れないようにな
っていて、ケーシング２０のプレッシャリテーナ２Ｏｆ
とベーン１８およびロータ１９との軸方向の隙間も、同
様に、所定値以下となるように、各部が形成されている
。

そして、これら隙間の和が、所定値以下となるように設
定されている。

また、ベーンポンプ■Ｐは、その回転数に比例した油量
を吐出するものであり、ロータ１９とカムリング部２０
ａとの間に相対回転、すなわち、第１の回転軸１１と第
２の回転軸１４との開に相対回転が生ずると油圧ポンプ
として機能して油圧を発生する。

ベーンポンプＶＰの吐出口（ケーシング２０に対するベ
ーン１８の相対的回転方向先端の吸込吐出口２２〜２７
がこれに相当）を塞ぐことにより、油を介してその静圧
でロータ１９とカムリング部２０ａとが剛体のようにな
って一体に回転される。

このため、カムリング部２０ａとロータ１９との間には
、回転中心線から１２０゛間隔に３つのポンプ室３６〜
３８が形成され、また、回転方向基端側に位置したとき
吸込口となり先端側に位置したとき吐出口となる６個の
吸込吐出口２２〜２７がほぼ１２０°開隔に形成してあ
り、それぞれ同一機能をなす１２０°間隔の吸込吐出口
２２，２４．２６と吸込吐出口２３，２５．２７とが、
それぞれカムリング部２０ａの回転状態でも固定側に油
を送通し得る機構を介して第１油路ＯＬ、と第２油路Ｏ
Ｌ２とで連通されている。

また、第１油路ＯＬ、と第２油路ＯＬ２との間に、それ
ぞれチェック弁２８，２９．２９’　を介してオイル溜
３０が連通され、オイル溜３０から各油路ＯＬ、、ＯＬ
２への流れのみが許容されるとともに、第１油路ＯＬ。

と第２油路ＯＬ２との間に流出のみを許容する相対向し
た２つのチェック弁３１．３２を介して両油路ＯＬ、。

ＯＬ２が連通され、この２つのチェック弁３１．３２の
中間部が油路４０を介してリリーフ弁３３に連通してい
る。

このリリーフ弁３３のスプリング３４側である中間部を
通じて、オイル溜３０およびチェック弁２９′と２つの
チェック弁２８．２９との間には、連通路３５が設けら
れている。

このような油圧回路２１とすることで、ロータ１９とカ
ムリング部２０ａとの相対回転方向によらず、常に吐出
圧がリリーフ弁３３の弁体に作用し、オイル溜３０が吸
込口と連通することになる。

また、ベーンポンプ■Ｐのケーシング２０を構成するカ
バー２０ｂおよびフランジ２０ｃは、それぞれベアリン
グ４１．４２を介してトランスミッションケース４４に
軸支されている。

ベーンポンプ■Ｐのロータ１９にスプライン係合部１４
ａを介して連結された第２の回転軸１４は、スプライン
係合部１４ａの両側において、ブ・ンシング（軸受）４
５．４６を介してそれぞれカバー２０ｂおよびプレ、ノ
シャリテーナ２Ｏｆに軸支されてν）る。

さらに、ロータ１９のカバ−２０ｂ側端部およびプレッ
シャリテーナ２Ｏｆ側端部には、帯状スプリングとして
のリング状スプリング５２．５３が配設されており、こ
のスプリング５２．５３は各ベーン１８の内周側基端部
に当接してベーン１８をケーシング２０の内周面２０ｄ
へ付勢する。

リング状スプリング５２．５３は、第５図に示すように
、各ベーン１８に形成された凹所１８ａに摺動しうるよ
うに嵌合されており、剛性か弱く弾性の強（・エンドレ
スの薄い帯状ばね鋼で形成されて（１て、ベーン１８の
９７Ｆ量が小さいベーンポンプＶＰでは、このリング状
スプリング５２．５３の変形度合が少なく、又プリング
の張力だけでも機能を果たすので、線状のものでもよい
。

なお、＄３図中の符号４３は第１の回転軸を軸支するベ
アリングを示しており、４７はパルセーションボリュー
ム、４８はオイルガイド、４９はフィルタ、５０はマグ
ネット、５１はボルト、５４は油路、５５はパルセーシ
ョンダンパをそれぞれ示している。

本発明のベーンポンプは上述のごとく構成されているの
で、車両の通常の直進状態では、前輪９と後輪１６との
タイヤの有効半径が同一で、タイヤのスリップ回転速度
が少ないことから、４輪駆動用駆動連結装置本体１３に
接続する第１の回転軸１１と第２の回転軸１４との開に
回転速度差が生じない。

したがって、ベーンポンプ〜“Ｐでは油圧の発生はなく
、後輪１６に駆動力が伝達されず、前輪９のみによる前
輪駆動となる。

しかし、車両の直進加速時のように、大きなスリップが
なくても通常前輪９が約１％以内でスリップする状態で
は、これによる回転速度差が第１の回転軸１１と第２の
回転軸１４との間に生じると、ベーンポンプ■Ｐが機能
してこの回転速度差に応じた油圧が発生し、ロータ１９
とカムリング部２０ａとが一体になって回転し、この油
圧とベーンの受圧面積とに対応した駆動力が後輪１６に
伝達されて４輪駆動状態になる。

この場合、ベーンポンプ■Ｐにおける油の流れは、相対
的にロータ１９が回転することになり（第１図中の符号
Ａ参照）、吸込吐出口２３．２５．２７が吸込口となっ
てチェック弁２８を介してオイル溜３０から油が吸込ま
れる一方、吸込吐出口２２，２４．２６が吐出口となっ
てチェック弁２９．３１を閉しると同時にチェック弁３
２．油路４０を介してリリーフ弁３３に油が導かれる。

なお、第１図中、実線矢印は吐出油の流れを示しており
、破線矢印は吸込油の流れを示している。

本実施例では、第１図に示す相対的回転方向において、
第１油路ＯＬ、が吐出圧Ｐ、を受けるが、第４図（、）
〜（ｄ）に示すように、この吐出圧Ｐ３には、各吸込吐
出口２２，２４．２６の吐出圧ｐ、、ｐ５．ｐ＠が重畳
されて、その脈動も重畳されるが、脈動の変動値Ｈ２は
、吐出圧Ｐ、、Ｐ５．Ｐ、における脈動の変動値に等し
い。

また、リング状スプリング５２．Ｓ　３が設けられてい
るので、常時ベーン１８がカムリング部２０ａの内周面
２０ｄへ所定の押圧力で付勢されて、エンジン１の始動
時におけるベーンポンプ■゛ｖの駆動力伝達特性が改善
される。

このとき、リング状スプリング５２．５３は、ベーン１
８と一体に回転しながら、ベーン１８の凹所１８ａ内を
僅かに摺動する。

さらに、各吸込吐出口２２〜２７における吐出側の受圧
面積が各ボートにおいて異なるが、第２の回転軸１４が
ブッシング（軸受）４５．４６を介してケーシング２０
に軸支されているので、ロータコ９にかかる半径方向の
力にアンバランスが発生しても、ロータ１９を支持する
ことができ、本実施例では、吐出ポートにおける半径方
向の荷重ベクトルの和がゼロになるように、吸込吐出口
２２〜２７の位置や大きさならびにカムリング部２０ａ
の内周面２０ｄの形状が決められている。

次に、後輪１６の回転速度に比べ前輪９の回転速度が非
常に大きくなる場合、例えば雪路での前輪のスリップ時
や急加速時あるいはブレーキ時の後輪がロック気味とな
る場合には、４輪駆動用駆動連結装置本体１３に接続す
る第１の回転軸１１と第２の回転軸１４との開の回転速
度差が非常に大きくなる。

これにより、ベーンポンプｖＰでは、第１図に示す状態
の油の流れが生じて大きな油圧が発生するが、所定値を
超えると、リリーフ弁３３がスプリング３４に抗して開
ト吐出圧がほぼ一定に制御され、後輪１６に一定の吐出
圧【こ対応した一定の駆動力か伝達された４輪駆動状態
となる。

そして、前輪９の回転速度が減少するとともに、後輪１
６の回転速度が増大することとなり回転速度差を縮少（
ノン又リップデフと同一機能）するようになる。

このように、前輪９のスリップ状態では後輪１６への駆
動トルクが増大されて走行不能となることを回避でとる
ととも１こ、後輪１６がロック気味の場合には、前輪９
のブレーキトルクを増大して後輪１６のロックを防止す
る。

一方、前輪９の回転速度に比べ後輪１６の回転速度が非
常に大きくなる場合、例えば前輪９のブレーキ状態でロ
ック気味となる場合では、４輪駆動用駆動連結装置本体
１３に接続する第１の回転軸１１と第２の回転軸１４と
の間に、上述とは逆方向に非常に大きな回転速度差が生
しる。

これにより、ベーンポンプ■Ｐでは、第１図に示す油の
流れと逆方向の油の流れが生じ、吸込吐出口２２゜２４
．２６が吸込口となり、チェック弁２９．２９’　を介
してオイル溜３０から油が吸込まれる一方、吸込吐出口
２３，２５．２７が吐出口となり第１油路ＯＬ、を経て
チェック弁２８．３２を閉じて、チェック弁３１かちリ
リーフ弁３３に導かれた天外な油圧が作用するが、この
油圧もリリーフ弁３３により一定に保持され一定の駆動
力が後輪１６に伝達されて４輪駆動状態となる。

そして、後輪１６へのブレーキトルクを増大して前輪９
のロックを防止する。

また、通常の旋回走行時には、前輪９の回転速度が後輪
１６の回転速度よりわずかに大きく、前輪９にブレーキ
トルクが作用し、後輪１６に駆動トルクが作用した４輪
駆動状態となって旋回走行がなされる。

この上つｌこ、４輪駆動用駆動連結装置本体１３で吐出
圧をリリーフ弁３３により一定値以上とならないように
制御することで、従来パートタイム４輪駆動車で４輪駆
動状態を必要とする場合には運転者の操作が必要であっ
たものが、自動的に４輪駆動と２輪駆動との切換か行な
われるとともに前輪つと後輪１６との回転速度差に応し
た駆動力による４輪駆動状態が得られる。

また、従来のフルタイム４輪駆動車では必ず装備されて
いたセンタデフに比べ、本装置では、小型コンパクト化
をはかることができるとともに重量軽減もはかれ、コス
ト低減ともなる。

なお、実施例におけるベーン１８の数は、１３枚でもよ
く、この場合もベーン１８はロータ１９の外周面１９ａ
に等間隔に開口された孔部１９ｂに内装される。

また、第６図に示すように、本発明の変形例では、ベー
ン１８が１０枚（１１枚でもよい。）設けられており、
吸込吐出口２２〜２７が上述の実施例と同様に６個開口
しており、各ポートの受圧面積Ａ、、Ａ２．Ａ３におけ
る力Ｆ、、Ｆ２．Ｆ、の合力がゼロとなるように、ケー
シング２０の各部が設定されている。

この変形例でも、実施例とほぼ同様の作用効果を得るこ
とができる。

なお、実施例および変形例におけるベーンの枚数Ｖｎと
一対の吸込口および吐出口の数Ｐｎとは、例示であり、
それらの比（Ｖｎ／Ｐｎ）は非整数倍数、すなわち整数
倍でない実数の倍数に設定されていればよい。

このように、本実施例としてのベーンポンプをそなえた
４輪駆動用駆動連結装置によれば、簡素な構成で、次の
ような効果ないし利点を得ることがでざる。

（１）前輪と後輪との差回転が許容されるので、パート
タイム４輪駆動車のタイトフーナブレーキング現象など
の不具合や運転操作の煩雑さを解消でとる。

（２）第１の回転軸と＄２の回転軸との間で、速く回っ
ている方から遅く回っている方へ力が伝達されるので、
前輪ないし後輪の一方が過回転することはなくなり、ホ
イルスピンを確実に防止でき、車両の安全性に寄与しう
る。

（３）フルタイム４輪駆動車に、従来装備されてν）た
センタデフに比べ、小型・軽量とすることができ、低コ
スト化にも寄与しうる。

（４）第１油路および第２油路のうち吐出側となったも
のにおける吐出圧の脈動（変動）が低減されて、第１の
回転軸と第２の回転軸との間で伝達されるトルクの変動
が減少する。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のベーンポンプによれば、
第１の回転軸に連結されるケーシングと、第２の回転軸
に連結されて上記ケーシング内に収容されるロータと、
同ロータの外周面に取り付けられて上記ケーシングの内
周面におけるカムリング部に摺接する多数のベーンと、
これら多数のベーンを上記カムリング部へ向けて付勢す
るベーン付勢機構とをそなえ、同ベーン付勢機構が、上
記多数のベーンの各内周側基端部に当接する帯状ないし
線状のスプリングにより構成されるという簡素な構造で
、ベーンポンプの低速回転時における油漏れを確実に防
止でき、ベーンポンプの始動性を改善で外、これにより
、駆動力伝達性能を向上させることがでトる。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は本発明の一実施例としてのベーンポンプを
そなえた４輪駆動用駆動連結装置を示すもので、第１図
は本装置の横断面図、第２図は車両の駆動系を示す概略
構成図、第３図は本装置の縦断面図、第４図（ａ）〜（
ｄ）はいずれもベーンポンプの吐出圧を示すグラフ、第
５図はその要部の断面図、第６図は＄１図に対応させて
示す本装置の変形例の横断面図であり、第７゜８図は従
来の圧力平衡フィルばね式ベーン付勢機構材きベーンポ
ンプを示すもので、第７図はその正面図、第８図は第７
図のｖｍ−ｖｍ矢視断面図であり、＠９゜１０図は従来
のロッカアーム式ベーン付勢機構付きベーンポンプを示
すもので、第９図はその正面図、第１０図はそのねじり
コイルばねの正面図である。１・・横置エンノン、２・・変速機、３・・出力軸、４
・・ドライブギヤ（または４速カウンタギヤ）、７・・
ギヤ、９・・前輪、１０・・差動装置、１１・・第１の
回転軸（外軸）、１３・・ベーンポンプ型連結機構とし
ての４輪駆動用連結装置本体、１４・・第２の回転軸（
内軸）、１４ａ・・スプライン係合部、１５．Ｉ　Ｓ’
・・ベベル歯車機構、１６・・後輪、１７・・差動装置
、１８・・ベーン、１８ａ・・凹所、１９・・ロータ、
１９ａ・・外周面、１９ｂ・・孔部、２０・・ケーシン
グ、２０ａ・・カムリング部、２０ｂ・・カバー、２０
Ｃ・・フランジ、２０ｃｌ・・内周面、２０ｅ・・ギヤ
カムリング、２０［・・プレッシャリテーナ、２１・・
油圧回路、２２〜２７・・吸込吐出口、２８，２９．２
９’・・チェック弁、３０・・オイル溜、３３．３２・
・チェ。り弁、３３・・リリーフ弁、３４・・スプリング、３５
・・連通路、３６〜３８・・ポンプ室、４０・・油路、
４１〜４３・・ベアリング、４４・・トランスミッショ
ンケース、４５．４６・・ブッシング（軸受）、４７・
・パルセーションボリューム、４Ｂ・・オイルガイド、
４９・・フィルタ、５０・・マグネット、５１・・ボル
ト、５２．５３・・帯状スプリングとしてのリング状ス
プリング、５４・・油路、５５・・パルセーションダン
パ、ＯＬｌ・・第１油路、ＯＬ、・・第２油路、■Ｐ・
・ベーンポンプ。代理人　弁理士　飯沼義彦第１図第２図第３図８第４図第６図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】

第１の回転軸に連結されるケーシングと、第２の回転軸
に連結されて上記ケーシング内に収容されるロータと、
同ロータの外周面に取り付けられて上記ケーシングの内
周面におけるカムリング部に摺接する多数のベーンと、
これら多数のベーンを上記カムリング部へ向けて付勢す
るベーン付勢機構とをそなえ、同ベーン付勢機構が、上
記多数のベーンの各内周側基端部に当接する帯状ないし
線状のスプリングにより構１＆されたことを特徴とする
、ベーンポンプ。