JP2017115980A - オイルポンプ駆動装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】同一のオイルポンプをエンジン及び電動モータのいずれでも駆動可能なオイルポンプ駆動装置を軸方向に短くする。
【解決手段】ミッションケース２は、隔壁３０に形成された開口部３１を有する。エンジン側から入力された動力を一方向にだけ伝達する第一のワンウェイクラッチ４は、開口部３１の内側に配置する。オイルポンプ１のロータ１０は、中空状の空間を形成している内周部１８を有する。電動モータ側から入力された動力を前記一方向にだけ伝達する第二のワンウェイクラッチ６は、ロータ１０の内周部１８の内側に配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動車に組込まれるオイルポンプの駆動装置に関する。
例えば、自動車に備わる油圧式パワーステアリング、油圧式無段変速機等の流体機器に作動油を供給するオイルポンプとして、動力を受けるロータを有するベーンポンプや内接歯車ポンプが採用されている（特許文献１、２）。
所定の停止条件下においてエンジンを停止し、アクセルペダルを踏み込む等の所定の始動条件下においてエンジンを始動させる制御装置を搭載している自動車においては、エンジンの停止時、電動モータでオイルポンプを駆動するようにしている。
特許文献２に開示されたオイルポンプ駆動装置は、エンジンから出力された動力をオイルポンプに伝達する経路と、電動モータから出力された動力を前記オイルポンプに伝達する経路とを備え、これら経路が、それぞれオイルポンプへの動力の伝達と遮断とを行うワンウェイクラッチを有し、これらワンウェイクラッチのロック方向（動力を伝達可能な一方向）が同一に設定されている。このようなオイルポンプ駆動装置は、同一のオイルポンプをエンジン及び電動モータのいずれでも駆動することができる。
特開２０１４−１７７９０２号公報 特開２０１１−１０６５４３号公報
しかしながら、特許文献２に開示されたオイルポンプ駆動装置は、オイルポンプの両側にワンウェイクラッチを配置しているので、これらを収容するハウジングの全長が軸方向に長くなってしまい、エンジンやトランスミッションに搭載することが困難であった。
上述の背景に鑑み、この発明が解決しようとする課題は、同一のオイルポンプをエンジン及び電動モータのいずれでも駆動可能なオイルポンプ駆動装置を軸方向に短くすることにある。
上記の課題を達成するため、この発明は、動力を受けるロータを有する一台のオイルポンプと、エンジン側から入力された動力を一方向にだけ伝達する第一のワンウェイクラッチと、電動モータ側から入力された動力を前記一方向にだけ伝達する第二のワンウェイクラッチと、を備えるオイルポンプ駆動装置において、隔壁に開口部が形成されたミッションケースをさらに備え、前記第一のワンウェイクラッチが、前記ミッションケースの開口部の内側に配置されており、前記ロータが、中空状の空間を形成している内周部を有し、前記第二のワンウェイクラッチが、前記ロータの内周部の内側に配置されており、前記ミッションケースと前記オイルポンプが連結されている、という構成を採用したものである。
オイルポンプのロータ側へエンジン側の動力を伝える第一のワンウェイクラッチを、ミッションケースの隔壁に形成された開口部の内側に配置することにより、その隔壁の板厚を有効に活用した第一のワンウェイクラッチの配置が実現される。さらに、オイルポンプのロータ側へ電動モータ側の動力を伝える第二のワンウェイクラッチを、ロータの内周部の内側（中空状の空間）に配置することにより、ロータの軸方向幅を有効に活用した第二のワンウェイクラッチの配置が実現される。このため、ミッションケースとオイルポンプが連結されてオイルポンプ駆動装置が構成されている状態で考えると、オイルポンプ駆動装置の軸方向幅の寸法をコンパクトにすることができる。
このように、この発明は、上記構成の採用により、同一のオイルポンプをエンジン及び電動モータのいずれでも駆動可能なオイルポンプ駆動装置を軸方向に短くすることができる。
この発明の実施形態に係るオイルポンプ駆動装置を示す断面図 図１のオイルポンプ駆動装置への動力伝達経路を模式的に示す図 図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図 図１中のＩＶ−ＩＶ線の断面図
この発明の一例としての実施形態に係るオイルポンプ駆動装置を添付図面に基づいて説明する。図２に示すように、このオイルポンプ駆動装置は、一台のオイルポンプ１と、ミッションケース２と、エンジン３側から入力された動力を一方向にだけ伝達する第一のワンウェイクラッチ４と、電動モータ５側から入力された動力を前記一方向にだけ伝達する第二のワンウェイクラッチ６と、エンジン３から出力された動力を第一のワンウェイクラッチ４に伝達するエンジン側伝達経路７と、電動モータ５から出力された動力を第二のワンウェイクラッチ６に伝達するモータ側伝達経路８とを備える。
オイルポンプ１は、図１、図３に示すように、動力を受けるロータ１０と、ロータ１０を囲むように配置されたカムリング１１と、ロータ１０に保持された複数のベーン１２と、ロータ１０及びカムリング１１を収容するハウジング１３とを有するベーンポンプになっている。以下、ロータ１０の回転中心軸線に沿った方向のことを「軸方向」といい、その軸方向に直角な方向のことを「径方向」といい、その回転中心軸線周りの円周方向のことを「周方向」という。
ロータ１０が動力を受けることによって回転すると、ロータ１０の溝部によって放射方向に進退可能に保持されたベーン１２が、当該溝部の終端に交差する油圧回路から与えられた油圧や遠心力の作用によって、カムリング１１の偏心した内側面に押し付けられながら当該内側面に沿って回転する。このとき、周方向に隣り合うベーン１２、カムリング１１の内側面及びハウジング１３によって区画された油室（ポンプ室）の容積が変化し、油室に対するオイルの吸込・吐出作用を奏する。カムリング１１及びハウジング１３には、圧縮工程を行う油室からハウジング１３の外部まで連通するように複数のオイル吐出経路１４が設けられ、また、吸込み工程を行う油室からハウジング１３の外部まで連通するように複数のオイル吸込経路１５が設けられている。
図１に示すように、ハウジング１３は、カムリング１１及びロータ１０を軸方向に収容可能な分割構造のハウジング本体１６ａ及びハウジング蓋１６ｂと、ハウジング本体１６ａ及びハウジング蓋１６ｂ間に配置されたシールリング１７とを有する。第二のワンウェイクラッチ６の配置に必要な孔が、ハウジング１３を軸方向に貫通するように形成されている。
なお、オイルポンプ１としてベーンポンプを例示したが、ロータがエンジン側伝達経路又はモータ側伝達経路から受けた動力によって回転し、そのロータの回転によってポンプ作用を奏する形式のオイルポンプを採用すればよい。例えば、オイルポンプは、特許文献２のような内接歯車ポンプとしてもよく、この場合、動力を受けるロータとして、その内接歯車を有するインナーロータを採用すればよい。
図１、図３に示すように、ロータ１０は、軸方向にロータ１０を貫通する中空状の空間を形成している内周部１８を有する。ロータ１０の内周部１８の内側に、第二のワンウェイクラッチ６が配置されている。
第二のワンウェイクラッチ６は、軸方向一方側（図１中右側）からロータ１０の内周部１８の内側に差し込まれた入力軸２０と、ロータ１０の内周部１８及び入力軸２０間で動力の伝達を行う第二の係合子２１と、第二の係合子２１を保持する第二の保持器２２と、を有する。なお、第二の保持器２２には、第二の係合子２１を付勢する弾性部材（図示省略）が取り付けられている。
入力軸２０は、図２に示すように、ハウジング１３の外部でモータ側伝達経路８に接続されており、モータ側の動力を図１に示す第二の係合子２１に伝える。
図１、図３に示すように、入力軸２０のうち、ロータ１０の内周部１８の内側に位置する外周部には、円筒面２３が形成されている。ロータ１０の内周部１８には、円筒面２３との間に楔空間を形成しているカム面２４が、周方向に所定間隔で形成されている。カム面２４及び円筒面２３間の楔空間は、図中反時計回り方向の周方向に狭小になっている。円筒面２３やカム面２４は、対応の入力軸又はロータを構成する部品として本体部と別体に形成してもよい。
第二の係合子２１は、前述の楔空間に収容されたローラからなり、前述の弾性部材によって図中反時計回り方向の周方向に付勢されている。このため、円筒面２３及びカム面２４のそれぞれと第二の係合子２１との接触が維持される。
入力軸２０がロータ１０に対して図中反時計回り方向の方向に回転するとき、くさび作用で第二の係合子２１とカム面２４との接触面圧が高くなるため、第二の係合子２１が円筒面２３及びカム面２４のそれぞれと係合し、ロータ１０へ動力を伝達する。一方、入力軸２０がロータ１０に対して図中時計回り方向の方向に回転するとき、第二の係合子２１とカム面２４との接触面圧が低くなるため、第二の係合子２１がカム面２４等と係合できず、動力伝達を遮断する。
図２に示すように、ミッションケース２は、エンジン側伝達経路７に属する変速機構（図示省略）を収容するケーシングからなる。ミッションケース２の隔壁３０は、その収容空間と外部空間とを隔てる板部からなる。隔壁３０の板厚は、ケーシングとしての機械的強度を発揮できるような板厚をもっている。変速機構は、特に種類を問わないが、例えば、無段変速装置（ＣＶＴ）が挙げられる。
ミッションケース２は、隔壁３０の内外間を軸方向に貫通するように形成された開口部３１を有する。隔壁３０と、オイルポンプ１のハウジング１３とが連結されている。その連結手段は、ねじ締結、溶接等、適宜の手段を採用すればよい。
図１、図４に示すように、第一のワンウェイクラッチ４は、ミッションケース２の開口部３１の内側に配置されている。
第一のワンウェイクラッチ４は、開口部３１の内側に配置されたクラッチ外輪４０と、開口部３１の内側に配置された出力軸４１と、クラッチ外輪４０及び出力軸４１間で動力の伝達を行う第一の係合子４２と、第一の係合子４２を保持する第一の保持器４３と、エンジン側の動力を伝達するスプロケット４４とを有する。なお、第一の保持器４３には、第一の係合子４２を付勢する弾性部材（図示省略）が取り付けられている。
クラッチ外輪４０は、エンジン側の動力を第一の係合子４２に伝える入力軸となっている。図示例のクラッチ外輪４０は、第一の係合子４２に接触するインナーリング部材４５と、インナーリング部材４５の外周部に嵌合されたアウターリング部材４６とで構成されているが、一体の部品で構成してもよい。
スプロケット４４は、クラッチ外輪４０と一体に設けられている。図２に示すように、スプロケット４４は、ミッションケース２の内部において、エンジン側伝達経路７に属する伝達ギア７ａと噛み合っている。このため、スプロケット４４は、第一のワンウェイクラッチ４へエンジン３側の動力を伝達することができる。
なお、スプロケット４４は、第一のワンウェイクラッチ４の入力軸を構成する部材と一体に回転可能であればよく、当該部材と一体成型してもよいし、当該部材に適宜の装着構造で固定する別部材としてもよい。
図１、図４に示すスプロケット４４は、クラッチ外輪４０を構成するアウターリング部材４６と一体に形成されており、インナーリング部材４５とアウターリング部材４６の組み合わせにより、クラッチ外輪４０と一体にされている。
出力軸４１は、第一の係合子４２から伝達された動力を出力する回転軸となっている。出力軸４１は、クラッチ外輪４０の内側に配置されている。
第一のワンウェイクラッチ４は、第二のワンウェイクラッチ６と同様のローラクラッチになっている。すなわち、クラッチ外輪４０がロータ１０に対して図中反時計回り方向に回転するとき、第一の係合子４２が、出力軸４１に形成された円筒面４７と、クラッチ外輪４０のインナーリング部材４５に形成されたカム面４８のそれぞれと係合してロータ１０側である出力軸４１へ動力を伝達し、クラッチ外輪４０がロータ１０に対して図中時計回り方向の方向に回転するとき、第一の係合子４２が出力軸４１への動力伝達を遮断する。
クラッチ外輪４０は、軸受５０によって隔壁３０の開口部３１に対して回転自在に支持されている。軸受５０は、クラッチ外輪４０の外周部と、開口部３１との間に介在する転がり軸受になっている。
出力軸４１は、軸受５１によってクラッチ外輪４０に対して回転自在に支持されている。軸受５１は、クラッチ外輪４０の内周部と、出力軸４１の外周部との間に介在する転がり軸受になっている。
出力軸４１は、オイルポンプ１のロータ１０に動力を伝達する軸１９と連結されている。軸１９は、常に出力軸４１と一体に回転する。軸１９と出力軸４１の連結手段は、スプライン嵌合を例示したが、出力軸４１及び軸１９間で動力伝達が可能な適宜の接続手段を採用すればよい。
また、軸１９は、ロータ１０とも常に一体に回転する。軸１９とロータ１０は、一体回転可能であればよく、ロータ１０を構成する部材と一体に形成してもよいし、軸１９及びロータ１０間で動力伝達が可能な適宜の接続手段を採用してもよい。図示例では、軸１９のロータ１０側の端面及び外周から凹んだ凹部に、ロータ１０の内周に設けられた凸部が差し込まれた状態になっており、これら凹部と凸部の周方向の係合により、動力伝達が可能となっている。
軸１９は、軸受５２によってハウジング１３に対して回転自在に支持されている。軸受５２は、軸１９の外周部と、ハウジング１３の内周部との間に介在する転がり軸受になっている。
軸１９は、第二のワンウェイクラッチ６の入力軸２０とは別体に設けられている。軸１９は、軸受５３によって入力軸２０に対して回転自在に支持されている。軸受５３は、軸１９の外周部と、入力軸２０の内周部との間に介在する転がり軸受になっている。軸受５３は、ニードル軸受を例示したが、玉軸受にしてもよい。
入力軸２０は、軸受５４によってハウジング１３に対して回転自在に支持されている。軸受５４は、入力軸２０の外周部と、ハウジング１３の内周部間に介在する転がり軸受になっている。
これら軸受５０〜５４の群により、第一のワンウェイクラッチ４と、ロータ１０と、第二のワンウェイクラッチ６とが、同軸上で回転可能な状態に支持されている。
なお、ミッションケース外部に配置するハウジング１３と軸１９、入力軸２０との間の軸受５２，５４は、シール付軸受となっている。ハウジング１３からのオイル漏洩や異物侵入をより防止したい場合は、ハウジング１３と入力軸２０間にオイルシールを適宜に追加してもよい。
また、第一のワンウェイクラッチ４や第二のワンウェイクラッチ６は、ローラ式を例示したが、特許文献２でも開示のように、係合子としてスプラグを採用したスプラグ式のワンウェイクラッチを採用することも可能である。
上述のように、図１に示すクラッチ外輪４０は、図２に示すエンジン３から出力された動力によって、また、図１に示す入力軸２０は、図２に示す電動モータ５から出力された動力によって、それぞれ図４、図３中反時計回り方向に回転するように設けられている。したがって、図１、図４に示す第一のワンウェイクラッチ４は、図２に示すエンジン３側から入力された動力を図４中の反時計回り方向の一方向にだけ伝達し、図１、図３に示す第二のワンウェイクラッチ６は、図２に示す電動モータ５側から入力された動力を図３中の反時計回り方向の一方向にだけ伝達する。
すなわち、図２に示すエンジン３が運転状態かつ電動モータ５が停止状態のとき、第一のワンウェイクラッチ４が係合状態にあるため、エンジン３から出力された動力は、図１、図４に示す第一のワンウェイクラッチ４の出力軸４１からオイルポンプ１の軸１９に伝達される。この軸１９に伝達された動力により、軸１９と一体に回転可能に接続されたロータ１０が図３中の反時計回り方向に回転させられて、オイルポンプ１が駆動される。このとき、当該ロータ１０の反時計回り方向の回転は、第二のワンウェイクラッチ６の第二の係合子２１に出力されるが、停止している入力軸２０が相対的に軸１９及びロータ１０に対して図３中の時計回り方向に回転することになる。このため、第二のワンウェイクラッチ６は、係合解除状態にある。したがって、第二のワンウェイクラッチ６から図２に示す電動モータ５側に動力が伝達されるようなことはない。
一方、エンジン３が停止状態かつ電動モータ５が運転状態のとき、第二のワンウェイクラッチ６が係合状態にあるため、電動モータ５から出力された動力は、第二のワンウェイクラッチ６の入力軸２０に伝わり、図１、図３に示す第二の係合子２１からロータ１０に伝達され、オイルポンプ１が駆動される。このとき、停止しているクラッチ外輪４０は、相対的に出力軸４１、軸１９及びロータ１０に対して図４中の時計回り方向に回転することになる。このため、第一のワンウェイクラッチ４は、係合解除状態にある。したがって、第一のワンウェイクラッチ４から図２に示すエンジン３側に動力が伝達されるようなことはない。
電動モータ５は、エンジン３の駆動、停止に拘わらず常に駆動しておいてもよい。電動モータ５を常に回転させるオイルポンプ１の駆動制御において、エンジン３が運転状態になると、第一のワンウェイクラッチ４及び第二のワンウェイクラッチ６が同じ一方向にのみ動力を伝達するものなので、図１に示すクラッチ外輪４０と入力軸２０のうち、回転数の高い方によってオイルポンプ１が駆動されることになる。
このオイルポンプ駆動装置は、上述のように、同一のオイルポンプ１をエンジン３及び電動モータ５のいずれでも駆動可能なものである（図２参照）。また、このオイルポンプ駆動装置は、隔壁３０に開口部３１が形成されたミッションケース２をさらに備え、エンジン３側の第一のワンウェイクラッチ４が、ミッションケース２の開口部３１の内側に配置されているので、隔壁３０の板厚を有効に活用した第一のワンウェイクラッチ４の配置が実現される。さらに、このオイルポンプ駆動装置は、ロータ１０が中空状の空間を形成している内周部１８を有し、その内周部１８の内側に第二のワンウェイクラッチ６が配置されているので、ロータ１０の軸方向幅を有効に活用した第二のワンウェイクラッチ６の配置が実現される（図１参照）。すなわち、ミッションケース２とオイルポンプ１が連結されているオイルポンプ駆動装置が構成されている状態で考えると、オイルポンプ駆動装置の軸方向幅の寸法をコンパクトにすることができる。したがって、このオイルポンプ駆動装置は、隔壁３０の板厚、ロータ１０の軸方向幅を両ワンウェイクラッチ４，６の配置に活用している分、特許文献２のようなオイルポンプの両側にワンウェイクラッチを配置する従来例に比してオイルポンプ駆動装置を軸方向に短くすることができる。
さらに、このオイルポンプ駆動装置は、第一のワンウェイクラッチ４が、エンジン３側の動力を伝達するスプロケット４４を有するので、ミッションケース２の中でエンジン側動力伝達経路７と接続することが可能であり、ミッションケース２の外部に接続用継手の設置空間等が不要になる（図１，図２参照）。
さらに、このオイルポンプ駆動装置は、第一のワンウェイクラッチ４が、ミッションケース２の開口部３１の内側に配置されたクラッチ外輪４０を有し、スプロケット４４が、クラッチ外輪４０と一体に設けられているので、スプロケット４４の大径化に適し、高出力なエンジン３に対応可能である。
さらに、このオイルポンプ駆動装置は、第一のワンウェイクラッチ４が、ミッションケース２の開口部３１の内側に配置された出力軸４１を有し、オイルポンプ１が、出力軸４１と連結され、ロータ１０に動力を伝達する軸１９を有するので、ミッションケース２への第一のワンウェイクラッチ４の組み込み工程と、オイルポンプ１への第二のワンウェイクラッチ６の組み込み工程とを分離し、ミッションケース２とオイルポンプ１の連結時に出力軸４１と軸１９を連結することができる。
今回開示された実施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。したがって、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。
１ オイルポンプ
２ ミッションケース
３ エンジン
４ 第一のワンウェイクラッチ
５ 電動モータ
６ 第二のワンウェイクラッチ
１０ ロータ
１８ 内周部
１９ 軸
３０ 隔壁
３１ 開口部
４０ クラッチ外輪
４１ 出力軸
４４ スプロケット

Claims (4)

  1. 動力を受けるロータを有する一台のオイルポンプと、エンジン側から入力された動力を一方向にだけ伝達する第一のワンウェイクラッチと、電動モータ側から入力された動力を前記一方向にだけ伝達する第二のワンウェイクラッチと、を備えるオイルポンプ駆動装置において、
    隔壁に開口部が形成されたミッションケースをさらに備え、
    前記第一のワンウェイクラッチが、前記ミッションケースの開口部の内側に配置されており、
    前記ロータが、中空状の空間を形成している内周部を有し、
    前記第二のワンウェイクラッチが、前記ロータの内周部の内側に配置されており、
    前記ミッションケースと前記オイルポンプが連結されていることを特徴とするオイルポンプ駆動装置。
  2. 前記第一のワンウェイクラッチが、前記エンジン側の動力を伝達するスプロケットを有する請求項１に記載のオイルポンプ駆動装置。
  3. 前記第一のワンウェイクラッチが、前記ミッションケースの開口部の内側に配置されたクラッチ外輪を有し、前記スプロケットが、前記クラッチ外輪と一体に設けられている請求項２に記載のオイルポンプ駆動装置。
  4. 前記第一のワンウェイクラッチが、前記ミッションケースの開口部の内側に配置された出力軸を有し、
    前記オイルポンプが、前記出力軸と連結され、前記ロータに動力を伝達する軸を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のオイルポンプ駆動装置。
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