JPS60219484A

JPS60219484A - ベ−ンポンプ

Info

Publication number: JPS60219484A
Application number: JP7621784A
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: 1984-04-16
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1985-11-02

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ベリを伴い
駆動系に無理なカカン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の回転軸との開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からパートタイム
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
であることから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繰作で２輪駆動とするよう構成され
ており、運転繰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１しｈ化ながら、このような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では、ベーンポンプ
が高温状態となった場合に、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が、大きくなるという問題点が
ある。

この発生熱量は、ケーシングとロータとの相対回転数Δ
Ｎおよびポンプの発生するトルク（ポンプ吐出圧Ｐ）に
比例し、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。

油温か高められると、油の粘性が低下し、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（第５図参照）。

この油漏れに対処すべく、ロータとケーシングとが同じ
材質で作られたものにおいて、シール部分のクリアラン
スを小さくすると、低温始動時に焼付きを生じるという
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
、低温始動時における焼付外を防止しながら、ベーンポ
ンプが高温状態となった場合にも、その駆動力伝達効率
を高めることがで外るようにした、ベーンポンプを提供
することを目的とする。

［問題点を解決するための手段１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伺勢するベーン付勢機構
とが設けられ、高温状態における上記のロータとカムリ
ング部との隙間から生じる油漏れを減少させるべく、上
記ロータが上記カムリング部よりも熱膨張係数の大きい
材質により形成されたことを特徴としている。

［作用１上述の構成により、高圧を必要とする高温状態では、ロ
ータとカムリング部との隙間から生じる油漏れ量を減少
させることができる。

［実施例１以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１〜４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
は車両の駆動系を示す概略構成図、第２図は本装置の横
断面図、第３図は本装置の縦断面図、第４図は第３図の
要部を示す縦断面図である。

第１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４
から駆動力が取り出されて、アイドルギヤ５を介して、
両端部にギヤ６．７をそなえた中間伝達軸８に伝達され
る。

そして、この中間伝達軸８の一方のギヤ７から前輪９用
の差動装置１０に駆動力が伝達されて前輪９が駆動され
る一方、前輪９に伝達された駆動力がそのまま第１の回
転軸１１にギヤ１２を介して伝達され、さらに、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２の回転軸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歯車機構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１６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ＳＵＳ製ロータ１９が
、前輪９に駆動力を伝達する第１の回転軸１１に連結さ
れるとともに、ケーシング２０を構成するＳＣＭ製カム
リング部２０ａおよび出力側プレート２０ｃが、後輪１
６に駆動力を伝達する第２の回転軸１４に連結されてい
る。

この油圧ポンプとしてのベーンポンプ■Ｐ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、８個）の孔部１９ｂが形成されていて、この多数
の孔部１９１］のそれぞれには、カムリング部２０ａの
内周面２０ｄに摺接しうる５ｔＪＳ材製ベーン１８が嵌
挿されている。

ここで、ＳＵＳ材としては、オーステナイト系のステン
レス鋼が用いられ、その熱膨張係数は１８．５Ｘ１０−
６（ｎ＋ｍ／ｍｎ＋−ｄｅｎ）であり、ＳＣＭ（クロム
モリブデン鋼）材の熱膨張係数は１４　ＸＩＯ−’　（
ｍｍ／ｍｍ−ｄｅｇ）である。

さらに、第４図に示すように、ケーシング２０の入力側
プレート２０１）とベーン１８およびロータ１９との軸
方向の隙間８１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の出力側プレート２０ｃとベーン１８およびロ
ータ１９との軸方向の隙間Ｓ２も、同様に、所定値以下
となるｊ：）に、各部が形成されている。

そして、これら隙間Ｓ、と８２との和が、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との間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■Ｐ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２２〜２５
がこれに相当）を塞ぐことによ１）、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
対角位置に２つのポンプ室３６．３７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４個の吸込吐出口２２〜２５
がほぼ対角位置に形成してあり、それぞれ同一機能をな
す対角位置の吸込吐出口２２．２４と吸込吐出口２３．
２５とが、そ庇ぞれカムリング部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２６と第
２油路２７とで連通されている。

また、第１油路２６と第２油路２７との間に、それぞれ
チェック弁２８　、２９．２９’　を介してオイル溜３
０が連通され、オイル溜３０から各油路２６．２７への
流れのみが許容されるとともに、第１油路２６と第２油
路２７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を介して両袖路２６，２７が連通さ
れ、この２つのチェック弁３１．３２の中間部が油路４
０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。

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
が少ないことがら、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との間に
回転速度差が生じない。

したがって、ベーンポンプｖＰ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Ｊ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ＶＰ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ＶＰ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２図中の符号
Ａ参照）、吸込吐出口２２．２４が吸込口となってチェ
ック弁２８を介してオイル溜３０がら油が吸込まれる一
方、吸込吐出口２３．２５が吐出口となってチェック弁
２９，３］を閉じると同時にチェック弁３２゜油路４０
を介してリリーフ弁３３に油が導かれる。

なお、＄２図中、実線矢印は吐出油の流れを示しでおり
、破線矢印は吸込油の流れを示している。

本実施例では、入力側プレート２０＋３とロータ１９お
よびベーン１８との隙間（側面隙間）Ｓは、１５μｍ１
１以下の油膜が切れない距離に設定されており、漏れ損
失がより減少し、一方、摩擦損失は増大するが、ベーン
ポンプｖＰの回転速度差が低く（（１〜約６０（ｌｒｐ
市）、かつ、ポンプの全効率を向上させるものではない
（いわゆる、ポンプとしての機能を発揮させるものでは
ない）ので、摩擦損失の増大の与える影響は少ない。

このように、容積効率の大きい装置が実現できる。

さらに、ベーン１８およびロータ１９の熱膨張係数がカ
ムリング部２０１１より大きいので、ＳＣＭ製カムリン
グ部２０ａとＳＵＳ製のベーン１８およびロータ１９と
の軸方向における隙間（クリアランス）Ｓを低温始動時
の焼き付きを防止するため、大きく設定しても、高温時
にはクリアランスＳが小さくなるので、油漏れを低下で
き、温度変化の少ない油圧特性（＝トルク特性）が得ら
れるのである。

次に、後輪１６の回転速度に比べ前輪９の回転速度が非
常に大とくなる場合、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との間の回転速
度差が非常に大きくなる。

これにより、ベーンポンプ■Ｐでは、第２図に示す状態
の油の流れが生じて大ぎな油圧が発生するか、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
き吐出圧がほぼ一定に制御され、後輪１６に一定の吐出
圧に対応した一定の駆動力が伝達された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（
ノンス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きる
とともに、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
じる。

これにより、ベーンポンプ■Ｐでは、第２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２３゜２５
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２２．
２４が吐出口となり第２油路２６を経てチェック弁２８
．３２を閉じて、チェック弁３２かちリリーフ弁３３に
導かれた大き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とく、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。

このように、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輪駆動との切換が行なわ
れるとともに前輪９と後輪１６との回転速度差に応じた
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。

“−さらに、４輪駆動用駆動連結装置本体１３の油圧ポ
ンプとして吸込吐出口が４個の平衡形のベーンポンプの
ほか、駆動力の伝達量によっては、吸込吐出口が２個の
不平衡形ベーンポンプを用いてもよい。

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きる。

（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きる。

（２）第１の回転軸と第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、従来装備されていたセ
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。

［発明の効果１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
ベーン付勢機構とが設けられ、高温状態における上記の
ロータとカムリング部との隙間から生じる油漏れを減少
させるべく、上記ロータが上記カムリング部よりも熱膨
張係数の大きい材質により形成されるという簡素な構成
で、高温回転時における油漏れを減少させなが呟低温始
動時における焼イ」きを確実に防止できる利点があり、
これにより、駆動力伝達性能を向上させることがでｂる
。

【図面の簡単な説明】

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図は車両の
駆動系を示す概略構成図、第２図は本装置の横断面図、
第３図は本装置の縦断面図、第４図は第３図の要部を示
す縦断面図であり、第５図は従来のベーンポンプをそな
えた４輪駆動用駆動連結装置の作用を示すグラフである
。１・・横置エンジン、２・・変速機、３・・出力軸、４
・・ドライブギヤ、５・・アイドルギヤ、６，７・・ギ
ヤ、８・・中間伝達軸、９・・前輪、１０・・差動装置
、１１・・第１の回転軸、１２・・ギヤ、１３・・ベー
ンポンプ型連結機構としての４輪駆動用一連結装置本体
、１４・・第２の回転軸、１５・・歯車機構、１６・・
後輪、１７・・差動装置、１８・・ベーン、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・・入力側
プレー）、２０ｃ・・出力側プレー）、２０ｄ・・内周
面、２１・・油圧回路、２２〜２５・・吸込吐出口、２
６・・第１油路、２７・・第２油路、２８゜２９．２９
’　・・チェック弁、３０・・オイル溜、３１゜３２・
・チェック弁、３３・・リリーフ弁、３４．。スプリング、３５・・連通路、３６．３７・・ポンプ室
、４０・・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

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が設けられ、高温状態における上記
のロータとカムリング部との隙間から生じる油漏れを減
少させるべく、上記ロータが上記カムリング部よりも熱
膨張係数の大きい材質により形成されたことを特徴とす
る、ベーンポンプ。