JP3235854B2 - 動力伝達装置用油圧ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動力伝達装置用油圧
ポンプに関し、より詳細には、四輪駆動車用の一対の駆
動軸間に介在して、駆動力を伝達する四輪駆動車用駆動
力伝達装置に最適な動力伝達装置用油圧ポンプに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にこの種の油圧ポンプは、主として
四輪車の旋回性能の悪化を防止するために、所定の差回
転を許容した状態で四輪車の前後輪を連結するための動
力伝達装置に採用されるものである。その構造では、図
４に示すように、駆動部材及び被駆動部材の何れか一方
と連動回転するロータ１００と、ロータ１００を収容し
た状態で他方と連動回転するケーシング１０１とを備え
ている。ケーシング１０１は、ロータ１００の側面と摺
接するサイドプレート１０２と、ロータ１００の外周側
に配置される環状のカムリング１０３とを備えている。
そしてケーシング１０１のサイドプレート１０２、カム
リング１０３およびロータ１００に囲まれる空間には、
ポンプ室１０４が形成されており、このポンプ室１０４
に、ロータ１００とケーシング１０１との回転速度差に
応じて油圧を発生させ、この油圧を介して両者間にトル
クを伝達するようにしている。

【０００３】また回転速度差に応じた油圧をポンプ室１
０４に発生させるために、ケーシング１０１のサイドプ
レート１０２には、チェック弁Ａ１０が介在する作動油
路１１０が形成されている。上記作動油路１１０は、一
端がポンプ室１０４に連通し、他端がサイドプレート１
０２の略径方向に延びて、ロータ１００との摺接面に開
口しており、このロータ１００に臨んだ状態で、チェッ
ク弁Ａ１０が配設されている。

【０００４】作動油路１１０内にチェック弁Ａを配設す
るために、作動油路１１０の他端側には、弁ユニット収
容部１１０ａが形成されており、この弁ユニット収容部
１１０ａ内に、ユニット部材からなるチェック弁Ａ１０
が収容されている。上記チェック弁Ａ１０は、金属製の
ケースＡ１０１と、ケースＡ１０１内に収容されるボー
ル弁Ａ１０２と、ボール弁Ａ１０２がロータ１００の側
面と干渉するのを防止するためのピンＡ１０３とを備え
ており、上記ケースＡ１０１内に、弁座Ａ１０４が形成
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の油圧
ポンプにおけるチェック弁Ａ１０は、弁座を構成するケ
ースＡ１０１を備えたユニット部材によって構成されて
いたので、部品点数が多くなり、しかも組み立て作業に
も手間がかかることから、コスト高になるという不具合
があった。

【０００６】またケースＡ１０１を挿入するための弁ユ
ニット収容部１１０ａを形成する必要があったので、そ
の分、余分なスペースを必要とし、サイドプレート１０
２が大型化するという不具合があった。本発明は、上記
不具合に鑑みてなされたもので、組み立て作業を簡素化
し、装置全体をコンパクトにまとめることのできる動力
伝達装置用油圧ポンプを提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る動力伝達装置用油圧ポンプは、駆動
部材及び被駆動部材の何れか一方と連動回転するロータ
と、ロータの側面と摺接する環状のサイドプレートを一
体的に含み、上記ロータを収容した状態で他方と連動回
転するケーシングと、ケーシングと上記ロータとの間に
形成されたポンプ室と、上記サイドプレートに形成さ
れ、一端が上記ポンプ室に連通し、他端が上記ロータと
の摺接面に開口する複数の作動油路とを備え、上記ロー
タとケーシングとの回転速度差に応じて発生させた上記
ポンプ室内の油圧を介して両者間にトルクを伝達する動
力伝達装置用油圧ポンプにおいて、上記サイドプレート
に直接形成された複数の弁座と、所定の方向にのみ作動
油が流れるのを許容した状態で各弁座に着座自在に配設
され、上記ロータの側面に臨むボール弁と、サイドプレ
ートのポンプ室側端面であって各作動油路の他端開口部
側に各弁座間を結ぶ環状に形成され、環状の径が溝底に
近づくにしたがって大きくなる環状溝と、環状溝の溝底
に嵌入され、ボール弁の作動を許容した状態でそれがロ
ータの側面と干渉するのを阻止するスナップリングとを
備えていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】上記の構成の動力伝達装置用油圧ポンプによれ
ば、サイドプレートの作動油路に直接弁座を設けている
ので、弁座を形成するために別部材のケースを設ける必
要がなくなり、当該ケースを組み付ける工程も省略する
ことができる。加えて、各作動油路の他端開口部側に形
成され、各弁座間を結ぶ環状溝と、環状溝に嵌入され、
ボール弁の作動を許容した状態でそれがロータの側面と
干渉するのを阻止するスナップリングとを備えているの
で、同一円周上に配設された複数のボール弁の脱落防止
を、一つの部材の一度の装着作業で図ることができ
る。。

【０００９】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図２は、この発明の一実施例としての油圧ポン
プを採用した四輪駆動車用の駆動力伝達装置を示す断面
図であり、以下の説明において、図の左右を左右とい
う。

【００１０】同図を参照して、この駆動力伝達装置は、
ハウジング１と、このハウジング１に対して相対回転自
在であって且つ軸方向に移動自在な中空の回転筒軸２
と、ハウジング１と回転筒軸２との間にそれぞれ介在し
た、上記油圧ポンプとしてのベーンポンプ３および多板
クラッチ４とを有している。上記ハウジング１は、プロ
ペラシャフト等の前輪側駆動軸（図示せず）と入力ギア
部１１ａを介して連動回転するためのものであり、第１
ハウジング１１、第２ハウジング１２及び第３ハウジン
グ１３からなる。第１ハウジング１１と第２ハウジング
１２は、ボルト１ａによって一体回転可能に連結されて
いる。第１ハウジング１１と第３ハウジング１３は、ボ
ルト１ｂによって一体回転可能に連結されている。第１
ハウジング１１、第２ハウジング１２、第３ハウジング
１３および回転筒軸２等により囲まれた空間によって、
ベーンポンプ３および多板クラッチ４を収容する収容室
８が形成されている。作動部材４３の内周に設けたスプ
ライン部４３ｄは、デファレンシャル側軸等の後輪側駆
動軸（図示せず）と連動回転される。

【００１１】上記ベーンポンプ３は、図外の上記前輪側
駆動軸と連動回転するケーシング３０と、このケーシン
グ３０内に収容されたロータ３１とを備えており、ケー
シング３０とロータ３１との間の回転速度差に応じたト
ルクを伝達するためのものである。ベーンポンプ３のケ
ーシング３０は、右側のサイドプレートとして兼用され
る上記第３ハウジング１３と、上記第３ハウジング１３
と共にロータ３１を挟持するサイドプレート９と、ロー
タ３１の外周に配設され、ロータ３１との間に複数のポ
ンプ室ＣＨを区画するカムリング３２とにより主要部が
構成されている。第３ハウジング１３、カムリング３２
及びサイドプレート９は、ボルト３７によって一体回転
可能に連結されている。

【００１２】ロータ３１は、中空の回転筒軸２、カム機
構５、及び作動部材４３を介して、図外の上記後輪側駆
動軸と連動して回転される。回転筒軸２の外周中間部に
は、ベーンポンプ３のロータ３１にスプライン結合され
る雄スプライン部２ｈが形成されている。ロータ３１の
外周の収容溝からは、圧縮コイルばね３３によってカム
リング３２の内面に押圧され、上記ポンプ室ＣＨを二つ
の作動室Ｈ１、Ｈ２（図３参照）に仕切る複数のベーン
３４が突出している。

【００１３】ベーン３４には、図１及び図３にも示すよ
うに、当該ベーン３４によって仕切られた二つの作動室
Ｈ１、Ｈ２間のオイルの流通を許容するオリフィス３４
ａが設けられている。また、各ベーン３４の収容溝の下
部を互いに連通させるように、ロータ３１の両側面に溝
部３１ａ、３１ｂが設けられている。これらの溝部３１
ａ、３１ｂは、サイドプレート９に内蔵された各別の作
動油路３８ａ、３８ｂを介して、二つの作動室Ｈ１、Ｈ
２と連通されている。すなわち、二つの作動室Ｈ１、Ｈ
２のうちの高圧となった側の作動室Ｈ１（Ｈ２）からの
圧油が、ベーン３４をカムリング３２の内周壁に向かっ
て押し付けるように働き、カムリング３２内周壁に対す
るベーン３４の密着性が高められている。そして各作動
油路３８ａ、３８ｂには、ベーン下部側へのオイルの流
通のみを許容するチェック弁Ａがそれぞれ配設されてい
る（図１では１個のみ図示）ので、二つの作動室Ｈ１、
Ｈ２のうちの低圧側の作動室Ｈ２（Ｈ１）と溝部３１
ａ、３１ｂとを結ぶ作動油路に設けられている方のチェ
ック弁は閉じ、低圧側の作動室Ｈ２（Ｈ１）の圧力が高
くなるのを防止する。

【００１４】次に図１を参照して、本実施例におけるチ
ェック弁Ａについて詳述する。このチェック弁Ａは、サ
イドプレート９の同一円周上に直接形成された複数個の
弁座Ａ１と、後述する所定の方向にのみ作動油が流れる
のを許容した状態で各弁座Ａ１に着座自在に配設され、
上記ロータ３１の側面に臨むボール弁Ａ２と、ボール弁
Ａ２の作動を許容した状態でボール弁Ａ２がロータ３１
の側面と干渉するのを阻止するスナップリングＡ３とに
より主要部が構成されている。

【００１５】上記弁座Ａ１は、作動油路３８０ａのロー
タ３１側を大径に設定することによりテーパ状に形成さ
れている。上記ボール弁Ａ２は、このテーパ状の弁座Ａ
１に着座することにより、作動油路３８ａを閉塞すると
共に、図１の二点鎖線ａで示すように、作動油路３８０
ａのロータ３１側へ僅かに移動することにより、高圧と
なった作動室Ｈ１（Ｈ２）からの作動油の流通のみを許
容するようにしている。上記スナップリングＡ３は、環
状溝Ａ４内に圧入されて、サイドプレート９と略同心に
配置されており、上記ボール弁Ａ２の移動を許容可能な
状態でボール弁Ａ２がロータ３１と干渉するのを防止し
ている。上記環状溝Ａ４は、作動油路３８０ａのロータ
３１側から作動油路３８０ａ側へ切欠いて形成されてお
り、各弁座Ａ１間を結んでいる。

【００１６】図２を参照して、多板クラッチ４は、第１
ハウジング１１の内周面にスプライン結合された複数の
アウタプレート４１と、後輪側駆動軸とスプライン結合
され且つ軸方向に移動自在な上記作動部材４３と、この
作動部材４３に加工されたインボリュート溝などのスプ
ライン溝４３ｅに嵌め合わされ、上記アウタプレート４
１に交互に組み合わされたインナプレート４２と、第２
ハウジング１２と作動部材４３との間に介在し、両プレ
ート４１、４２が離反する方向に付勢する皿ばね４４と
により構成されている。作動部材４３の内周部には、図
外の上記後輪側駆動軸にスプライン結合される出力側の
雌スプライン部４３ｄが形成されている。作動部材４３
のスプライン溝４３ｅには、外周部にスプライン部を有
する止め輪４０が嵌め合わされており、スプライン溝４
３ｅの右方の行き止まりの部分に当接している。この止
め輪４０は、第２ハウジング１２との間で、上記交互に
組み合わされたインナプレート４２およびアウタプレー
ト４１を挟持しており、作動部材４３の左方への移動に
伴って、インナプレート４２およびアウタプレート４１
の両者を圧接させるためのものである。

【００１７】作動部材４３は、カム機構５を介して回転
筒軸２と連結されている。ここで作動部材４３は、回転
筒軸２に対し、軸方向に移動自在且つ所定の捩じり角だ
け相対回転自在の状態で連結されている。図１も参照し
て、カム機構５は、作動部材４３側に円周溝５１と、回
転筒軸２の左端部に一体形成されたフランジ状のカム部
材５２とを備えており、両者の間に複数個のボール５５
を配置している。円周溝５１とカム部材５２とは、それ
ぞれ円周上に沿って波形に形成されており、両者に円周
方向の相対変位が発生することにより、両者間でボール
５５がこじれて作動部材４３を軸方向左方に移動させる
ように作用する。なおカム機構５として、円周上に沿っ
て波形に凹入形成された一対のカム面で構成してもよ
い。またその場合には、作動部材４３および回転筒軸２
の互いの当接面に直接形成してもよい。

【００１８】６５、６６、６７はそれぞれ摺動抵抗を減
ずるためのメタル部材である。上記メタル６６は、ボル
ト３７によって回り止めされている。６８はシール部材
である。次に図３を参照してベーンポンプ３の働きにつ
いて説明する。例えば、制動時に前輪がロックしかけた
状態で、後輪側駆動軸が前輪側駆動軸よりも早く回転し
た場合、ロータ３１が、カムリング３２に対して相対的
に早く回転することになる。すなわち、ロータ３１が、
図３（３Ａ）に示すように相対的に時計周りに回転し
て、ベーン３４が一方の作動室Ｈ１の方向に進んでい
く。このとき、ベーン３４に設けられたオリフィス３４
ａが小径のため、オイルは一方の作動室Ｈ１から他方の
作動室Ｈ２に流出抵抗をもって移動する。その結果、一
方の作動室Ｈ１内に高圧力が発生し、この高圧力は、ベ
ーン３４とカムリング３２とで囲まれた一方の作動室Ｈ
１にピストン圧として作用し、トルク伝達媒体となって
ロータ３１からカムリング３２へトルクが伝達される。
したがって、ロックしていない側の後輪からのブレーキ
トルクが、ロックしそうな側の前輪にも伝達されること
になり、路面に対する制動力が確保される。

【００１９】なお、上記の圧力は、ロータ３１とカムリ
ング３２との間の回転速度差が大きいほど大きく、前輪
側駆動軸と後輪側駆動軸との間には、両者間の回転速度
差に応じたトルクが伝達される。一方、図３（３Ｂ）
は、前輪がスリップして前輪側駆動軸が後輪側駆動軸よ
りも早く回転した場合に、カムリング３２が、ロータ３
１に対して相対的に時計周りに回転する状態を示してい
る。この場合、ベーン３４が他方の作動室Ｈ２の方向に
進んでいくので、他方の作動室Ｈ２内に高圧力が発生
し、この高圧力を介して、前輪側駆動軸から後輪側駆動
軸へトルクが伝達される。すなわち、スリップした側の
前輪側駆動軸から、スリップしていない側の後輪側駆動
軸へ、トルクが伝達され、自動的にトルク配分が行われ
て、路面に対するグリップ力が確保される。

【００２０】以上の動作において、ボール弁Ａ２は、ス
ナップリングＡ３によってロータ３１の側面に干渉しな
くなるので、作動油路３８０ａに直接弁座Ａ１を設け、
これにボール弁Ａ２を装着することができる。したがっ
て本実施例においては、弁座を形成するために別部材の
ケースを設ける必要がなくなる結果、部品点数が少なく
なり、しかも組み立て作業の手間も省け、コストを大幅
に低減することができるという固有の効果を奏すること
ができる。

【００２１】特にこの実施例によれば、環状溝Ａ４に圧
入されるスナップリングＡ３を採用しているので、同一
円周上に配設された複数個のボール弁Ａ２の脱落防止
を、一つの部材の一度の装着作業で図ることができる結
果、一層組立作業の手間を省略し、製造コストの低減に
寄与するという利点がある。また弁座Ａ１を直接作動油
路３８０ａに形成することができるので、その分、余分
なスペースをとる必要がなくなり、サイドプレート９の
小型化を図ることができるという利点もある。

【００２２】次にカム機構５の働きについて説明する。
前輪側駆動軸および後輪側駆動軸の両者間の回転速度
差、すなわち、ハウジング１と回転筒軸２との間の回転
速度差が小さい状態では、ハウジング１と一体に回転す
るケーシング３０と、回転筒軸２と一体に回転するロー
タ３１との差動も小さいので、作動室Ｈ１、Ｈ２間の油
圧差も小さいため、ケーシング３０とロータ３１との差
動を制限しようとする力も小さくなる。この結果、回転
筒軸２と差動部材４３とが相対的に捩じれようとする力
に対して、皿ばね４４が作動部材４３を多板クラッチ４
の遮断方向に押し付ける力が打ち勝ち、多板クラッチ４
は遮断されたままの状態である。この結果、ベーンポン
プ３によって、両者間のトルク伝達が行われている。

【００２３】他方、上記回転速度差が所定よりも大きく
なると、ケーシング３０とロータ３１との差動も大きく
なるので、作動室Ｈ１、Ｈ２間の油圧差も大きくなるた
め、ケーシング３０とロータ３１との差動を制限しよう
とする力も大きくなる。この結果、回転筒軸２と差動部
材４３とが相対的に捩じれようとする力が皿ばね４４の
付勢力に打ち勝ち、作動部材４３がカム機構５によって
多板クラッチ４の接続方向に押し付けられる。これによ
り、前輪側駆動軸及び後輪側駆動軸を直結状態とするこ
とができ、回転速度差の増大に対して伝達トルクを比例
的に立ち上がらせ、伝達トルクを急激に増大させること
ができる。したがって、リミテッド・スリップド・デフ
としても使用することができる。

【００２４】しかも、上記トルクの急激な増大は、カム
機構５を介して機械的に行われ、ビスカス・カップリン
グのような爆発的な内圧上昇によって行われるものでは
ないので、ビスカス・カップリングが有していた過度な
内圧上昇に起因した耐久性の劣化という問題を解消する
ことができる。このように、ビスカス・カップリング及
び油圧ポンプ型の装置が有していた欠点を一挙に解決す
ることができる。

【００２５】特に、本実施例では、高いトルクの伝達
が、ベーンポンプ３を完全にバイパスした状態で行われ
るので、ベーンポンプ３の負荷を低減することができ、
これにより、ベーンポンプ３の構成部材、例えばサイド
プレートなどの薄肉化が図れ、装置の一層小型化、軽量
化を図ることができる。加えて、カム機構５の伝達特性
や皿ばね４４の付勢力の変更によって、多板クラッチ４
への押圧力を可変することができ、これにより、伝達ト
ルクの立ち上がりが回転速度差の比較的小さな領域で始
まるように、調整することができる。

【００２６】また、多板クラッチ４の、両プレート４
１、４２を、ベーンポンプ３の外方位置に配置している
ので、装置全体の軸方向の寸法を短くすることができ
る。しかも、メタル部材６５、６６、６７によって摺動
抵抗を低減でき、これにより、摩擦トルクを低減して、
両駆動軸間の伝達トルクを、特に低速回転域において、
大幅に低減できる。また、大きなトルクを伝達する部材
は、第１ハウジング１１および作動部材４３のみであ
り、第２ハウジング１２および第３ハウジング１３など
の材質を鋳物やアルミ材などに低級化したり、ぬすみな
どを形成してリブ形状化して強度を低下させたりするこ
とができ、装置の軽量化やコストダウンが図れる。

【００２７】なお、この発明は、上記実施例に限定され
るものではなく、例えば左側前輪駆動軸と右側前輪駆動
軸との間のトルク伝達に用いたり、左側後輪駆動軸と右
側後輪駆動軸と間のトルク伝達に用いてもよい。さらに
四輪駆動車用駆動力伝達装置以外の動力伝達装置に本発
明の油圧ポンプを採用すること等、この発明の要旨を変
更しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明の動力伝達装置用油
圧ポンプによれば、サイドプレートの作動油路に直接弁
座を設けているので、弁座を形成するために別部材のケ
ースを設ける必要がなくなる。したがって本発明におい
ては、部品点数が少なくなり、しかも組み立て作業の手
間も省けることから、コストを大幅に低減することがで
きるという固有の効果を奏することができる。

【００２９】また環状溝に圧入されるスナップリングを
採用しているので、同一円周上に配設された復数個のボ
ール弁の脱落防止を、一つの部材の一度の装着作業で図
ることができる結果、一層組立作業の手間を省略し、製
造コストの低減に寄与するという利点がある。また弁座
を直接作動油路に形成することができるので、その分、
余分なスペースをとる必要がなくなり、サイドプレート
の小型化を図ることができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における油圧ポンプとして
のベーンポンプの要部拡大断面図である。

【図２】本発明の一実施例の動力伝達装置用油圧ポンプ
の断面図である。

【図３】ベーンポンプの働きを示す模式的断面図であ
る。

【図４】従来例の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

３ ベーンポンプ（油圧ポンプ） ３０ ケーシング Ａ チェック弁 Ａ１ 弁座 Ａ２ ボール弁 Ａ３ スナップリング Ａ４ 環状溝

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 41/00 - 47/06 F04C 2/30 - 2/352 B60K 17/28 - 17/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部材及び被駆動部材の何れか一方と連
   動回転するロータと、 ロータの側面と摺接する環状のサイドプレートを一体的
   に含み、上記ロータを収容した状態で他方と連動回転す
   るケーシングと、 ケーシングと上記ロータとの間に形成されたポンプ室
   と、 上記サイドプレートに形成され、一端が上記ポンプ室に
   連通し、他端が上記ロータとの摺接面に開口する複数の
   作動油路とを備え、上記ロータとケーシングとの回転速
   度差に応じて発生させた上記ポンプ室内の油圧を介して
   両者間にトルクを伝達する動力伝達装置用油圧ポンプに
   おいて、 上記サイドプレートに直接形成された複数の弁座と、 所定の方向にのみ作動油が流れるのを許容した状態で各
   弁座に着座自在に配設され、上記ロータの側面に臨むボ
   ール弁と、サイドプレートのポンプ室側端面であって 各作動油路の
   他端開口部側に各弁座間を結ぶ環状に形成され、環状の
   径が溝底に近づくにしたがって大きくなる環状溝と、 環状溝の溝底に嵌入され、ボール弁の作動を許容した状
   態でそれがロータの側面と干渉するのを阻止するスナッ
   プリングとを備えていることを特徴とする動力伝達装置
   用油圧ポンプ。