JP2008291920A - オイルポンプ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高効率なオイルポンプ装置、を提供する。
【解決手段】オイルポンプ装置10は、トルクコンバータ21と、オイルポンプ31とを備える。トルクコンバータ21は、回転力が入力されるインペラ22と、オイルを介在させてインペラ22から回転力が伝達されるタービン24とを含む。オイルポンプ31は、アウターギヤ33およびインナーギヤ34を含む。オイルポンプ31は、アウターギヤ33とインナーギヤ34との回転差に応じたオイル量を吐出し、トルクコンバータ21に供給されるオイルを循環させる。アウターギヤ33およびインナーギヤ34には、それぞれインペラ22およびタービン24の回転力が伝達される。
【選択図】図2
【解決手段】オイルポンプ装置10は、トルクコンバータ21と、オイルポンプ31とを備える。トルクコンバータ21は、回転力が入力されるインペラ22と、オイルを介在させてインペラ22から回転力が伝達されるタービン24とを含む。オイルポンプ31は、アウターギヤ33およびインナーギヤ34を含む。オイルポンプ31は、アウターギヤ33とインナーギヤ34との回転差に応じたオイル量を吐出し、トルクコンバータ21に供給されるオイルを循環させる。アウターギヤ33およびインナーギヤ34には、それぞれインペラ22およびタービン24の回転力が伝達される。
【選択図】図2
Description
この発明は、一般的には、オイルポンプ装置に関し、より特定的には、トルクコンバータに供給されるオイルを循環させるオイルポンプ装置に関する。
従来のオイルポンプ装置に関して、たとえば、特開2003−278668号公報には、ギヤ側面とポンププレートとの摺接による油膜切れのため両者の間に焼き付きが発生することを防ぐ自動変速機用オイルポンプが開示されている(特許文献1)。特許文献1に開示された自動変速機用オイルポンプは、ドライブギヤと、ドライブギヤとは偏心して配置され、かつドライブギヤと噛み合うドリブンギヤとを含むギヤ式ポンプである。ドライブギヤは、トルクコンバータのポンプインペラに接続されたポンプインペラハブに結合されている。
特開2003−278668号公報
上述の特許文献1では、ポンプインペラハブに結合されたドライブギヤが、エンジンの出力を受けて回転し、オイルを吐出する。このような構成では、吐出されるオイル量がエンジンの出力回転数に応じて決定される。このため、トルクコンバータでの発熱量が小さく、トルクコンバータ内のオイルを冷却する必要のない場合に、オイルポンプからトルクコンバータに必要量以上のオイルが供給されることがある。この場合、オイルポンプの効率が低下する。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高効率なオイルポンプ装置を提供することである。
この発明に従ったオイルポンプ装置は、トルクコンバータと、第1オイルポンプとを備える。トルクコンバータは、回転力が入力されるインペラと、オイルを介在させてインペラから回転力が伝達されるタービンとを含む。第1オイルポンプは、第1回転体および第2回転体を含む。第1オイルポンプは、第1回転体と第2回転体との回転差に応じたオイル量を吐出し、トルクコンバータに供給されるオイルを循環させる。第1回転体および第2回転体には、それぞれインペラおよびタービンの回転力が伝達される。
このように構成されたオイルポンプ装置によれば、第1回転体および第2回転体にはそれぞれインペラおよびタービンの回転力が伝達されるため、第1オイルポンプからトルクコンバータに供給されるオイル量を、インペラおよびタービンの回転差に応じて変化させることができる。これにより、第1オイルポンプは、トルクコンバータでのオイルの発熱量に応じた吐出量を発生させるため、オイルポンプの効率を向上させることができる。
また好ましくは、オイルポンプ装置は、タービンから回転力が入力される動力伝達装置と、第2オイルポンプとをさらに備える。第2オイルポンプは、少なくとも、動力伝達装置に供給されるオイルを循環させる。このように構成されたオイルポンプ装置によれば、トルクコンバータに供給されるオイルを高効率に循環させる第1オイルポンプを設けることにより、第2オイルポンプの小容量化を図ることができる。
また好ましくは、第1回転体および第2回転体は、それぞれインペラおよびタービンに対して固定されている。このように構成されたオイルポンプ装置によれば、第1回転体および第2回転体をそれぞれインペラおよびタービンと一体に回転させる。これにより、第1オイルポンプは、インペラおよびタービンの回転差に応じたオイル量を吐出する。
また好ましくは、第1オイルポンプは、ギヤ式ポンプまたはベーン式ポンプである。このように構成されたオイルポンプ装置によれば、第1オイルポンプは、ギヤまたはロータからなる第1回転体と第2回転体との回転差に応じたオイル量を吐出する。
また好ましくは、第1オイルポンプは、トルクコンバータに内蔵される。このように構成されたオイルポンプ装置によれば、第1オイルポンプがオイルで満たされたトルクコンバータの内部に配置されるため、第1オイルポンプからのオイル漏れを厳密に管理する必要がなくなる。
以上説明したように、この発明に従えば、高効率なオイルポンプ装置を提供することができる。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
図1は、この発明の実施の形態におけるオイルポンプ装置を搭載した車両のパワートレーンを示す模式図である。
図1を参照して、パワートレーンは、エンジン100と、トルクコンバータ21と、自動変速機構51と、ECU(electronic control unit)300とを含む。内燃機関としてのエンジン100の種類は、特に限定されず、たとえばガソリンエンジンであってもよいしディーゼルエンジンであってもよい。
トルクコンバータ21は、入力側(エンジン100側)に配置されるインペラ22と、出力側(自動変速機構51側)に配置されるタービン24とを含む。トルクコンバータ21は、インペラ22とタービン24とを直結状態にするロックアップクラッチ28と、トルク増幅機能を発現するステータ27とを含む。
エンジン100の出力軸は、インペラ22に接続されている。エンジン100の出力軸回転数は、エンジン回転数センサ200により検知される。エンジン100の出力軸回転数(Ne)と、トルクコンバータ21の入力軸回転数、すなわちインペラ22の回転数(Ne)とは、等しくなる。タービン24は、変速機入力軸56に接続されている。タービン24は、変速機入力軸56を介して自動変速機構51に接続されている。トルクコンバータ21の出力軸回転数、すなわちタービン24の回転数(Nt)は、タービン回転数センサ210により検知される。自動変速機構51の出力軸回転数Noutは、出力軸回転数センサ220により検知される。
このようなパワートレーンを制御するECU300には、エンジン回転数センサ200からエンジン回転数(Ne)を表わす信号と、タービン回転数センサ210からタービン回転数(Nt)を表わす信号と、出力軸回転数センサ220から出力軸回転数(Nout)を表わす信号と、水温センサ230からエンジン100の冷却水の温度を表わす信号と、アクセル開度センサ240からアクセルペダル260の開度を表わす信号と、車速センサ250から車速を表す信号とが入力される。
ECU300は、これらの信号に基づいて、エンジン100、ロックアップクラッチ28および自動変速機構51などを制御する。
なお、動力伝達装置としての自動変速機構51は、プラネタリギヤユニットからなる有段式の変速機であってもよく、無段階に変速比を変更するCVT(continuously variable transmission)であってもよい。
図2は、この発明の実施の形態におけるオイルポンプ装置を示す断面図である。図3は、図2中のオイルポンプ装置におけるオイル流れを表わす図である。
図2および図3を参照して、本実施の形態におけるオイルポンプ装置10は、トルクコンバータ21および自動変速機構51に供給されるオイル(ATF:automatic transmission fluid)を循環させる。
オイルポンプ装置10は、第1オイルポンプとしてのオイルポンプ31と、第2オイルポンプとしてのオイルポンプ41とを含む。オイルポンプ装置10は、オイルパン61と、オイルクーラ62とを含む。オイルパン61は、受け皿形状を有し、オイルを貯留する。オイルクーラ62は、温度上昇したオイルを冷却する。
オイルポンプ31は、オイルパン61、トルクコンバータ21およびオイルクーラ62を含むオイル循環路120上に配置されている。オイルポンプ41は、オイルパン61、自動変速機構51およびオイルクーラ62を含むオイル循環路130上に配置されている。オイルポンプ31は、トルクコンバータ21に供給されるオイルをオイル循環路120上で循環させる。オイルポンプ41は、自動変速機構51に供給されるオイルをオイル循環路130上で循環させる。
オイル循環路120および130に配置される部品の順番は、各経路上において入れ替わってもよい。たとえば、オイル循環路120上においてオイルポンプ31とトルクコンバータ21とを入れ替えて配置し、オイルポンプ31から吐出されたオイルをまずトルクコンバータ21に供給する構成としてもよい。
オイルポンプ31によりトルクコンバータ21に供給されたオイルは、インペラ22およびタービン24間でトルクを伝達する媒体として利用される。より詳細には、エンジン100から回転力が入力されたインペラ22は、その回転力をトルクコンバータ21内部でオイルの流れに変える。タービン24は、このインペラ22によって作られたオイルの流れを受け取って回転する。タービン24の回転力は、変速機入力軸56を介して自動変速機構51に入力される。自動変速機構51は、トルクコンバータ21から入力された回転を、減速または加速して出力したり、逆回転にして出力する。
一方、オイルポンプ41により自動変速機構51に供給されたオイルは、歯車等の機械要素間の焼き付きを防止するための潤滑油もしくは冷却油、クラッチやブレーキ等を作動させるための作動油、または自動変速機構51に供給される油圧を制御するためのサーボ油として利用される。オイルポンプ41は、自動変速機構51に供給される油圧を制御するオイルと、自動変速機構51の潤滑部位に供給されるオイルとを循環させる。
続いて、オイルポンプ31およびオイルポンプ41の構造について説明する。
オイルポンプ31は、ギヤ式ポンプである。オイルポンプ31は、アウターギヤ33と、インナーギヤ34とを含む。アウターギヤ33およびインナーギヤ34は、互いに偏心して配置されている。アウターギヤ33およびインナーギヤ34の間には、オイルで満たされる隙間が形成されている。アウターギヤ33およびインナーギヤ34間に相対的な回転差が生じた時にその隙間の体積が変動することにより、オイルポンプ31からオイルが吐出される。
オイルポンプ31は、ギヤ式ポンプである。オイルポンプ31は、アウターギヤ33と、インナーギヤ34とを含む。アウターギヤ33およびインナーギヤ34は、互いに偏心して配置されている。アウターギヤ33およびインナーギヤ34の間には、オイルで満たされる隙間が形成されている。アウターギヤ33およびインナーギヤ34間に相対的な回転差が生じた時にその隙間の体積が変動することにより、オイルポンプ31からオイルが吐出される。
インペラ22は、コンバータハウジング23を含む。コンバータハウジング23は、トルクコンバータ21の外殻をなす。オイルポンプ31は、インナーギヤ34を収容するケース体としてのポンプカバー32を含む。アウターギヤ33は、ポンプカバー32に一体に形成されている。ポンプカバー32は、コンバータハウジング23に支持されている。このような構成により、アウターギヤ33には、インペラ22の回転力が伝達される。アウターギヤ33は、インペラ22に対して固定されており、インペラ22と同じ回転数(Ne)で回転する。
インナーギヤ34は、変速機入力軸56に固定されている。このような構成により、インナーギヤ34には、変速機入力軸56を介してタービン24の回転力が伝達される。インナーギヤ34は、タービン24に対して固定されており、タービン24と同じ回転数(Nt)で回転する。
オイルポンプ41は、ギヤ式ポンプである。オイルポンプ41は、アウターギヤ43と、インナーギヤ44とを含む。オイルポンプ41は、上記のオイルポンプ31と同様の機構でオイルを吐出する。
インペラ22は、インペラハブ26を含む。インペラハブ26は、変速機入力軸56の軸方向に延出する。オイルポンプ41は、インナーギヤ44を収容するポンプカバー42を含む。ポンプカバー42は、静止した構造物、たとえば自動変速機構51のケースに支持されている。アウターギヤ43は、ポンプカバー42に一体に形成されている。インナーギヤ44は、インペラハブ26に固定されている。このような構成により、アウターギヤ43は、静止した状態に設けられている。インナーギヤ44は、インペラ22に対して固定されており、インペラ22と同じ回転数(Ne)で回転する。
図4は、インペラおよびタービンの回転差とオイルポンプの吐出量との関係を示すグラフである。
図2から図4を参照して、トルクコンバータ21の内部ではオイルの滑りが起こるため、トルクコンバータ21に供給されたオイルは発熱する。オイルの発熱量は、インペラ22およびタービン24間の回転差が大きくなるほど増大する。図1中のロックアップクラッチ28によってインペラ22とタービン24とが直結された場合には、インペラ22およびタービン24間の回転差がゼロとなるため、オイルの発熱量は小さくなる。
オイルポンプ31は、アウターギヤ33およびインナーギヤ34間に回転差が生じた時、言い換えれば、インペラ22の回転数(Ne)とタービン24の回転数(Nt)との間に差が生じた時、その回転差に応じたオイル量を吐出する。オイルポンプ31は、インペラ22およびタービン24間の差回転(Ne−Nt)により機械的に駆動する。オイルポンプ31は、インペラ22およびタービン24間の回転差に比例したオイル量を吐出し、回転差が大きいほど吐出量が大きくなる(図4中の直線75)。
このため、本実施の形態では、オイルポンプ31によるオイルの吐出量をトルクコンバータ21でのオイルの発熱量に応じて変化させ、その吐出量を冷却に必要十分な値に随時、設定することができる。また、図1中のロックアップクラッチ28によってインペラ22とタービン24とが直結される場合には、発熱量が小さくなるトルクコンバータ21へのオイルの供給を一時的に停止させることができる。インペラ22およびタービン24間の回転差によらず、オイルの吐出量が一定のオイルポンプを使用した場合(図4中の直線70)と比較すると、オイルポンプ31の使用によって、図4中の領域Sの分だけポンプ効率を向上させることができる。
一方、オイルポンプ41は、エンジン100の回転数(Ne)に応じたオイル量を吐出する。本実施の形態では、オイルポンプ41はトルクコンバータ21以外へのオイル循環のみ行なえばよいため、オイルポンプ41の低容量化を図ることができる。
図2を参照して、オイルポンプ31は、トルクコンバータ21に内蔵されている。オイルポンプ31は、コンバータハウジング23に収容されている。インペラ22およびタービン24間のトルク伝達により温度上昇したオイルは、トルクコンバータ21の内部を通ってオイルポンプ31に吸引される。オイルポンプ31から吐出されたオイルは、変速機入力軸56の内部を通ってトルクコンバータ21の外部に排出される。
このような構成によれば、トルクコンバータ21の内部はオイルで満たされるため、オイルポンプ31から多少のオイル漏れがあっても問題となり難い。このため、オイルポンプ31に対して厳格なシール性能を求める必要がなくなる。
この発明の実施の形態におけるオイルポンプ装置10は、トルクコンバータ21と、第1オイルポンプとしてのオイルポンプ31とを備える。トルクコンバータ21は、回転力が入力されるインペラ22と、オイルを介在させてインペラ22から回転力が伝達されるタービン24とを含む。オイルポンプ31は、第1回転体としてのアウターギヤ33および第2回転体としてのインナーギヤ34を含む。オイルポンプ31は、アウターギヤ33とインナーギヤ34との回転差に応じたオイル量を吐出し、トルクコンバータ21に供給されるオイルを循環させる。アウターギヤ33およびインナーギヤ34には、それぞれインペラ22およびタービン24の回転力が伝達される。
このように構成された、この発明の実施の形態におけるオイルポンプ装置10によれば、トルクコンバータ21での発熱量に応じてオイルの吐出量を変化させることで、オイルポンプの効率を向上させることができる。
なお、本実施の形態では、アウターギヤ33およびインナーギヤ34がそれぞれインペラ22およびタービン24と一体に回転する場合について説明したが、アウターギヤ33およびインペラ22の回転数、インナーギヤ34およびタービン24の回転数は、それぞれ1対1に限られない。たとえば、アウターギヤ33とインペラ22との間、インナーギヤ34とタービン24との間に、それぞれ減速機が配置されてもよい。
また、アウターギヤ33にタービン24の回転力が伝達され、インナーギヤ34にインペラ22の回転力が伝達される構成としてもよい。
また、オイルポンプの種類はギヤ式ポンプに限られず、たとえばベーン式ポンプであってもよいし、ベルトを利用したポンプであってもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
10 オイルポンプ装置、21 トルクコンバータ、22 インペラ、24 タービン、31,41 オイルポンプ、33,43 アウターギヤ、34,44 インナーギヤ、51 自動変速機構。
Claims (5)
- 回転力が入力されるインペラと、オイルを介在させて前記インペラから回転力が伝達されるタービンとを含むトルクコンバータと、
第1回転体および第2回転体を含み、前記第1回転体と前記第2回転体との回転差に応じたオイル量を吐出し、前記トルクコンバータに供給されるオイルを循環させる第1オイルポンプとを備え、
前記第1回転体および前記第2回転体には、それぞれ前記インペラおよび前記タービンの回転力が伝達される、オイルポンプ装置。 - 前記タービンから回転力が入力される動力伝達装置と、
少なくとも、前記動力伝達装置に供給されるオイルを循環させる第2オイルポンプとをさらに備える、請求項1に記載のオイルポンプ装置。 - 前記第1回転体および前記第2回転体は、それぞれ前記インペラおよび前記タービンに対して固定されている、請求項1または2に記載のオイルポンプ装置。
- 前記第1オイルポンプは、ギヤ式ポンプまたはベーン式ポンプである、請求項1から3のいずれか1項に記載のオイルポンプ装置。
- 前記第1オイルポンプは、前記トルクコンバータに内蔵される、請求項1から4のいずれか1項に記載のオイルポンプ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007138259A JP2008291920A (ja) | 2007-05-24 | 2007-05-24 | オイルポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101473303B1 (ko) | 2013-10-02 | 2014-12-16 | 신진 엠.티.테크 주식회사 | 기어펌프와 임펠러펌프가 일체화구조로 이루어지는 절삭유 정화장치 |
-
2007
- 2007-05-24 JP JP2007138259A patent/JP2008291920A/ja not_active Withdrawn
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KR101473303B1 (ko) | 2013-10-02 | 2014-12-16 | 신진 엠.티.테크 주식회사 | 기어펌프와 임펠러펌프가 일체화구조로 이루어지는 절삭유 정화장치 |
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