JP2010071394A - オイルポンプ駆動構造 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向長さを抑えつつ、エンジンの停止時にもオイルポンプが駆動されるようにする。
【解決手段】エンジン駆動される自動変速機のオイルポンプにおいて、インナーギヤ３０をステータシャフト１９で回転可能に支持させ、インナーギヤ３０に設けた磁石５３とステータシャフト１９に設けたコイル５２とによりモータ５４を構成し、エンジンからの回転が入力されるスリーブ１８を、ステータシャフト１９よりも径方向外側で、ワンウェイクラッチ６０を介してインナーギヤ３０と連結し、モータ５４によりインナーギヤ３０を回転させるときには、ワンウェイクラッチ６０が、スリーブ１８とインナーギヤ３０との連結を遮断するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機におけるオイルポンプ駆動構造に関する。

自動変速機では、エンジン駆動されるオイルポンプにより油圧を締結要素に供給する。
そのため、アイドリングストップ装置を備える車両の場合、アイドリングストップによりエンジンが停止すると、オイルポンプもまた停止してしまうので、電源駆動される補助ポンプを別途設けて、アイドリングストップの間は、補助ポンプから油圧を供給するようにしている。

しかし、アイドリングストップによるエンジンの停止前後に、オイルポンプから供給される油圧と補助ポンプから供給される油圧との制御的な切換を行う必要があることや、補助ポンプ用の油路を別途設ける必要があるという問題があった。

そこで、補助ポンプの代わりに、オイルポンプを駆動するモータを設けて、エンジンの停止時には、モータでオイルポンプを駆動するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−３５７２６６

しかし、特許文献１に開示された装置の場合には、入力軸に沿ってオイルポンプとモータとを配置しているので、モータを設ける空間を確保するために、軸方向長さが長くなってしまう。

そこで、本発明は、エンジン駆動されるオイルポンプを備える自動変速機において、軸方向長さを抑えつつ、エンジンの停止時にもオイルポンプが駆動されるようにすることを目的とする。

本発明は、エンジン駆動される自動変速機のオイルポンプにおいて、オイルポンプのインナギヤを固定軸で回転可能に支持させ、インナギヤに設けた磁石と固定軸に設けたコイルとによりモータを構成し、エンジンからの回転が入力される回転入力部材を、固定軸よりも径方向外側で、ワンウェイクラッチを介してインナギヤに連結した構成のオイルポンプ駆動構造とした。

インナギヤに設けた磁石と固定軸に設けたコイルとで構成したモータでインナギヤを回転駆動させることができるので、エンジンの停止時にオイルポンプを駆動させるためのモータを、オイルポンプとは別に設ける必要がない。よって、モータを設けるためのスペースを自動変速機の軸方向において確保する必要がないので、自動変速機の軸方向長さを抑えることができる。

以下、本発明に係るオイルポンプ駆動構造の実施形態を説明する。
図１は、自動変速機のトルクコンバータからオイルポンプまでの範囲の部分拡大図である。図２は、図１におけるオイルポンプ近傍の拡大図である。

トルクコンバータハウジング１内には、図示しないエンジンから入力される回転を変速機構部に伝達するトルクコンバータ１０が収容されている。トルクコンバータ１０は、エンジンと直結されたコンバータカバー１１と、コンバータカバー１１に溶接接合されて、内周面にポンプインペラが設けられたアウタシェル１２と、アウタシェル１２からの油の流れを受けて回転するタービンランナ１３と、タービンランナ１３とコンバータカバー１１とを連結するロックアップクラッチ１４と、が設けられている。

アウタシェル１２には、オイルポンプ２０のインナーギヤ３０と連結したスリーブ１８が連結されている。タービンランナ１３には、入力軸２とスプライン嵌合するタービンハブ１５が設けられている。ステータ１６には、ワンウェイクラッチ１７を介して、ステータシャフト１９の一端側が連結されており、ステータシャフト１９の他端側は、オイルポンプカバー２２の内周面に嵌合されている。

図２の（ａ）に示すように、オイルポンプ２０は、オイルポンプハウジング２１とオイルポンプカバー２２との間にインナーギヤ３０とアウターギヤ４０とが収装されて構成されるギヤポンプであり、インナーギヤ３０とアウターギヤ４０とが偏心した状態で噛み合うことで油圧を発生する。

オイルポンプハウジング２１には、スリーブ１８との間を液密とするオイルシール２３が設けられており、スリーブ１８は、ブッシュ２４を介してオイルポンプハウジング２１で回転可能に支持されている。

スリーブ１８よりも径方向内側には、ステータシャフト１９が位置しており、ステータシャフト１９には、インナーギヤ３０がブッシュ５０、５１を介して回転可能に支持されている。
図２の（ｂ）に示すように、ブッシュ５０、５１は、軸方向長さＤが同一であり、インナーギヤ３０の軸方向における幅Ｗの範囲内で、軸方向に所定間隔を開けて設けられている。

インナーギヤ３０の内周面３０ａのうち、ブッシュ５０、５１により挟まれた範囲には溝３０ｂが設けられており、この溝３０ｂ内には、磁石５３が設けられている。
磁石５３は、インナーギヤ３０の溝３０ｂとステータシャフト１９の外周１９ａとの間にブッシュ５０、５１により形成された空間Ｓにおいて、ブッシュ５０、５１やステータシャフト１９との干渉を避けつつ設けられている。

よって、ブッシュ５０、５１の径方向の厚みは、インナーギヤ３０の溝３０ｂや磁石５３の厚みに応じた適切な厚みに設定されている。また、軸方向長さＤは，インナーギヤ３０の内周面３０ａの軸方向中央に、磁石５３の軸方向幅に応じた適切な幅の空間Ｓができる長さに設定されている。

ステータシャフト１９では、空間Ｓを挟んで磁石５３に対向する位置にコイル５２が設けられており、コイル５２は、表面がステータシャフト１９の外周１９ａの表面に形成した配置とされている。

ここで、磁石５３とコイル５２とで、図示しないモータ制御ユニットにより作動が制御されるモータ５４が構成されており、インナーギヤ３０は、モータ５４により入力軸２の軸心（回転中心）Ｏ周りに回転駆動されるようになっている。

インナーギヤ３０では、内周面３０ａから径方向外側に所定距離離間した位置に、入力軸２の軸心Ｏを中心としたリング状の溝部３１が設けられており、溝部３１は、トルクコンバータ１０（図１参照）側に開口している。
インナーギヤ３０では、溝部３１よりも径方向内側が、インナーギヤ３０をステータシャフト１９に回転可能に支持させる支持部３２とされ、径方向外側が、ギヤが形成されるギヤ形成部３３とされている。

溝部３１内には、スリーブ１８の先端側の薄肉部１８ａが挿入されており、薄肉部１８ａの外周面は、ワンウェイクラッチ６０を介して、ギヤ形成部３３の内周面と連結されている。
ここで、溝部３１の深さＬは、インナーギヤ３０の幅Ｗの１／２よりも長くなるように設定されており、溝部３１内に配置したワンウェイクラッチ６０のスプラグ６０ａが、インナーギヤ３０の幅方向における中心を通る線分Ｘ上に配置されて、コイル５２と、磁石５３と、ワンウェイクラッチ６０（スプラグ６０ａ）とが、入力軸２の軸方向における同じ位置で、径方向に並んで配置されるようにしている。エンジン側からスリーブ１８に入力された回転が、インナーギヤ３０の幅方向の中心で、インナーギヤ３０に入力されるようにするためである。

ワンウェイクラッチ６０は、薄肉部１８ａの外周面に固定されたインナレース６０ｂと、ギヤ形成部３３の内周面に固定されたアウタレース６０ｃと、これらの間に設けられたスプラグ６０ａとから構成される。
ワンウェイクラッチ６０は、エンジン側から入力される回転によりインナーギヤ３０を回転させるときには、スリーブ１８（薄肉部１８ａ）とインナーギヤ３０（ギヤ形成部３３）とを連結し、モータ５４によりインナーギヤ３０を回転させるときには、連結を遮断するように作動する。

かかる構成の自動変速機では、エンジン起動時には、スリーブ１８とインナーギヤ３０とがワンウェイクラッチ６０により連結されて、スリーブ１８に入力された回転がインナーギヤ３０に伝達されるので、オイルポンプ２０はエンジン側からの回転により駆動される
アイドリングストップによりエンジンが停止されると、スリーブ１８に入力される回転よりもモータ５４による回転の方が大きくなった時点で、スリーブ１８とインナギヤとの連結が遮断されるので、オイルポンプ２０は、モータ５４により回転駆動される。
そして、エンジンが再始動されて、スリーブ１８に入力された回転が、モータ５４による回転よりも大きくなると、スリーブ１８とインナーギヤ３０とが連結されて、オイルポンプ２０は、エンジン側からの回転により駆動される。
ここで、ワンウェイクラッチ６０を介在させていることにより、オイルポンプ２０の駆動源（エンジン、モータ）の切り替えが、スムーズに行われるようになっている。また、スリーブ１８に入力された回転がモータ５４による回転よりも大きくなった時点で、ワンウェイクラッチ６０により、スリーブ１８とインナーギヤ３０とが連結し、モータ回路が遮断することで、コイル５２に過電流が生じることを防止している。

ここで、実施形態におけるスリーブ１８が、発明における回転入力部材に相当し、ステータシャフト１９が、発明における固定軸に相当する。

以上の通り、本実施形態では、インナーギヤ３０をステータシャフト１９で回転可能に支持させ、インナーギヤ３０に設けた磁石５３とステータシャフト１９に設けたコイル５２とによりモータ５４を構成し、エンジンからの回転が入力されるスリーブ１８を、ステータシャフト１９よりも径方向外側で、ワンウェイクラッチ６０を介してインナーギヤ３０と連結し、モータ５４によりインナーギヤ３０を回転させるときには、ワンウェイクラッチ６０が、スリーブ１８とインナーギヤ３０との連結を遮断するようにした。
これにより、インナーギヤ３０に設けた磁石５３とステータシャフト１９に設けたコイル５２とで構成したモータ５４により、インナーギヤ３０を回転駆動させることができるので、エンジンの停止時にオイルポンプ２０を駆動させるためのモータを、オイルポンプ２０と別に設ける必要がない。よって、モータを設けるためのスペースを自動変速機の軸方向において確保する必要がないので、自動変速機の軸方向長さを抑えることができる。
また、モータをオイルポンプとは別に設けた従来例の場合には、モータの回転をオイルポンプに伝達するための部材を設ける必要があったが、オイルポンプ内にモータの構成を設けたので、かかる部材を必要としない。併せて、従来例のような補助ポンプ、切替弁、そして補助ポンプ用の油路なども別途設ける必要もない。よって、部品点数の削減や、油圧回路の簡素化ができるので、製造コストの低減に寄与できる。
さらに、インナーギヤ３０とスリーブ１８とをワンウェイクラッチ６０を介して連結し、モータ５４でオイルポンプ２０を駆動する場合には、エンジン側の部材であるスリーブ１８との連結が断ち切られるようにしたので、エンジンの停止時には、モータ５４でインナーギヤ３０を回転させてオイルポンプ２０を駆動させることができる。

また、インナーギヤ３０は、ステータシャフト１９において軸方向に所定間隔をあけて設けられたブッシュ５０、５１を介して支持されており、磁石５３およびコイル５２は、インナーギヤ３０の内周面３０ａとステータシャフト１９の外周１９ａとの間に、ブッシュ５０、５１と溝３０ｂとにより形成される空間Ｓで、互いに対峙して設けられている構成とした。
これにより、インナーギヤ３０とステータシャフト１９との間に空間Ｓを確保するだけで、モータ５４として機能する最小の構成をオイルポンプ２０内に設けることができる。
よって、アイドリングストップ時に、自動変速機の変速機構部の潤滑と、油路内への作動油圧の充填を行うことができると共に、必要最小限のクラッチの保持圧を得るための油圧が確保できる。
ここで、インナーギヤ３０の溝３０ｂを省略して、磁石５３がインナーギヤ３０の内周面３０ａに固定されている構成としても良い。かかる場合、インナーギヤ３０に磁石５３を設けるための溝を形成する必要がないので、オイルポンプ２０内にモータ５４の構成を簡単に設けることができる。

インナーギヤ３０では、内周面３０ａから径方向外側に所定距離離間した位置に、インナーギヤ３０の軸心（回転中心）Ｏを中心とするリング形状の溝部３１が設けられており、ワンウェイクラッチ６０は、溝部３１内に設けられている構成とした。
これにより、磁石５３とコイル５２とワンウェイクラッチ６０とが、オイルポンプ２０内において径方向に並んで配置されて、エンジンからの回転をインナーギヤ３０に入力する位置と、モータ５４の位置とを、軸方向において一致させることができるので、オイルポンプ２０の軸方向厚みを確実に抑えることができる。

前記実施形態では、磁石５３はインナーギヤ３０の溝３０ｂに固定されている構成とした。この場合の固定方法は、特に限定されるものではなく、磁石５３がインナーギヤ３０から脱落しない固定方法であれば、例えば貼付により固定されていても良い。また、内周面３０ａに形成した凹部に一部を保持させた状態で固定されていても良い。

また、磁石５３は、インナーギヤ３０内に完全に埋め込まれていても良い。この場合、インナーギヤ３０とステータシャフト１９との間に空間Ｓを確保する必要がないので、インナーギヤ３０とステータシャフト１９との間に介在させるブッシュをひとつのみにすることができ、オイルポンプ２０の部品点数を削減することができる。
さらに、この場合、インナーギヤ３０の支持部３２において、ステータシャフト１９と対向する範囲の全域に亘って、磁石５３を設けることができる、インナーギヤ３０の幅Ｗを最大限に利用してモータ５４を構成して、モータ５４の駆動力を向上させることができる。

前記実施形態では、コイル５２と、磁石５３と、ワンウェイクラッチ６０とが、入力軸２の径方向において、線分Ｘ（図２の（ｂ）参照）上で並んで配置されるようにした場合を例示したが、ワンウェイクラッチ６０とインナーギヤ３０との連結位置は、スリーブ１８でインナーギヤ３０を回転させることができる範囲内で変更可能である。
例えば、線分Ｘよりも図中左側（トルクコンバータ１０側）の位置で、連結されるようにしても良い。この場合、溝部３１の深さＬを浅くすることができるので、インナーギヤ３０の強度と耐久性が向上する。
また、スリーブ１８の薄肉部１８ａの内周面と、インナーギヤ３０の支持部３２外周面とをワンウェイクラッチ６０で連結するようにしても良い。

実施形態に係るオイルポンプ駆動構造を採用した自動変速機の部分拡大図である。 図１におけるオイルポンプ近傍の拡大図である。

符号の説明

１ トルクコンバータハウジング
２ 入力軸
１８ スリーブ（回転入力部材）
１９ ステータシャフト（固定軸）
２０ オイルポンプ
２１ オイルポンプハウジング
２２ オイルポンプカバー
３０ インナギヤ
３１ 溝部
３２ 支持部
３３ ギヤ形成部
４０ アウタギヤ
５０、５１ ブッシュ
５２ コイル
５３ 磁石
５４ モータ
６０ ワンウェイクラッチ
Ｓ 空間

Claims (4)

1. エンジン駆動される自動変速機のオイルポンプにおいて、
   前記オイルポンプのインナーギヤを、固定軸で回転可能に支持させ、
   前記インナーギヤに設けた磁石と前記固定軸に設けたコイルとによりモータを構成し、
   エンジンからの回転が入力される回転入力部材を、前記固定軸よりも径方向外側で、ワンウェイクラッチを介して前記インナーギヤに連結したことを特徴とするオイルポンプ駆動構造。
2. 前記インナーギヤは、前記固定軸においてブッシュを介して支持されており、
   前記磁石およびコイルは、前記ブッシュにより前記インナーギヤの内周と前記固定軸の外周との間に形成される空間で、互いに対峙して設けられていることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ駆動構造。
3. 前記インナーギヤでは、前記固定軸と対向する範囲に前記磁石が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプ駆動構造。
4. 前記インナーギヤでは、内周面から径方向外側に所定距離離間した位置に、前記インナーギヤの回転中心を同心円とするリング形状の溝が設けられており、前記ワンウェイクラッチは、前記溝内に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちの何れか一項に記載のオイルポンプ駆動構造。

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