JP2018013072A - Pump device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用ポンプ装置に関する。 The present invention relates to a vehicle pump device.
車両には、車両内に設けられた系統内において、例えばエンジンの冷却水を循環させる電動式の冷却水用ポンプと、別の系統内においてエンジンオイルの循環をアシストする電動式のオイル用ポンプを備えているものがある。これらの電動式ポンプは、これらに連結されている電動機によって駆動される。 The vehicle includes, for example, an electric cooling water pump for circulating engine cooling water in a system provided in the vehicle, and an electric oil pump for assisting circulation of engine oil in another system. There is something to have. These electric pumps are driven by an electric motor connected to them.
また、上記のような冷却水用ポンプ及びオイル用ポンプを、1つの電動機に接続して、これらのポンプが、同一回転軸上に配置され、一体化されている装置がある。このようなポンプ装置については、例えば、特許文献1に開示されているようなツインフローポンプが知られている。
In addition, there is a device in which the cooling water pump and the oil pump as described above are connected to one electric motor, and these pumps are arranged on the same rotating shaft and integrated. As such a pump device, for example, a twin flow pump as disclosed in
上記特許文献1に開示されているポンプは、省スペース化が可能となる。ところが、ポンプの回転軸(駆動軸)が回転すると、各ポンプの第1インペラ及び第2インペラが同時に回転することになるため、冷却水及びオイルの両方が同時に圧送される。このため、冷却水用ポンプ及びオイル用ポンプのいずれか一方を選択的に駆動することができない。冷却水を循環させるタイミングと、オイルを循環させるタイミングが、一致するとは限らないので、これらを同時に圧送させることが、非効率な動作となる可能性がある。
The pump disclosed in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、省スペース化及び部品点数の削減が可能であり、冷却水とオイルとを選択的に圧送することができる車両用ポンプ装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its object is to save space and reduce the number of parts, and for vehicles that can selectively pump cooling water and oil. A pump device is provided.
上記目的を達成するため本発明に係る車両用ポンプ装置は、冷却水を圧送する冷却水用ポンプと、オイルを圧送するオイル用ポンプが、1つの電動機に接続されている車両用ポンプ装置において、前記電動機は、少なくとも1つの主回転軸を備えており、前記主回転軸は、第1回転方向と、該第1回転方向に対して反対方向の第2回転方向に回転可能であり、前記冷却水用ポンプは、第1ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられ、前記オイル用ポンプは、第2ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられており、前記第1ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第1回転方向の前記回転動力のみを、前記冷却水用ポンプに伝達し、前記第2ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第2回転方向の前記回転動力のみを、前記オイル用ポンプに伝達するように構成されている。 In order to achieve the above object, a vehicle pump device according to the present invention is a vehicle pump device in which a cooling water pump that pumps cooling water and an oil pump that pumps oil are connected to one electric motor. The electric motor includes at least one main rotation shaft, the main rotation shaft is rotatable in a first rotation direction and a second rotation direction opposite to the first rotation direction, and the cooling The water pump is attached to the main rotating shaft via a first one-way clutch, and the oil pump is attached to the main rotating shaft via a second one-way clutch, and the first one-way clutch Transmits only the rotational power in the first rotational direction of the rotational power output from the electric motor to the cooling water pump, and the second one-way clutch transmits the electric power It is configured to only the rotational power of the second rotational direction of the rotational power output, transmitted to the oil pump from.
本発明によれば、省スペース化及び部品点数の削減が可能で、冷却水とオイルとを選択的に圧送することが可能である。 According to the present invention, it is possible to save space and reduce the number of parts, and it is possible to selectively pump cooling water and oil.
以下、本発明に係る車両用ポンプ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a vehicle pump device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
先ず、本発明に係る車両用ポンプ装置の第1の実施形態について、図1を用いて説明する。本実施形態の車両用ポンプは、1つの電動機1と、これに接続された冷却水用ポンプ30とオイル用ポンプ40とを備えている。これらは、1つのケース5内に一体的に収容されている。
[First Embodiment]
First, a first embodiment of a vehicle pump device according to the present invention will be described with reference to FIG. The vehicle pump according to the present embodiment includes one
電動機1についての詳細構造の説明は省略しているが、当該電動機1は、例えば車両用バッテリ等から電源が供給されている。当該電動機1は、電動機ケース2内に収容されている。
Although description of the detailed structure about the
図1に示すように、電動機1は、円筒状の主回転軸10を備えている。この例では、主回転軸10を構成する1本の円筒状の部材が、電動機1を貫通するように配置されている。主回転軸10は、電動機1の一方端(図1における左側端)から突出している第1回転部11と、反対側の端(図1における右側端)から突出している第2回転部12とを備えている。第1回転部11及び第2回転部12は、主回転軸10の一部であり、同軸上に配置され、一体となって同一方向に回転する。
As shown in FIG. 1, the
第1回転部11には、後述する第1ワンウェイクラッチ21が取り付けられ、第1ワンウェイクラッチ21には、冷却水用ポンプ30が取り付けられている。第2回転部12には、後述する第2ワンウェイクラッチ22が取り付けられ、第2ワンウェイクラッチ22には、オイル用ポンプ40が取り付けられている。
A first one-
電動機1の主回転軸10は、図1の矢印X1に示す第1回転方向(正回転方向)と、矢印Y1で示され、第1回転方向と反対方向の第2回転方向(負回転方向)に回転可能である。例えば、モータ駆動PWM信号によって、第1回転方向または第2回転方向に選択的に回転させる。
The
冷却水用ポンプ30は、車両用エンジンのエンジン冷却水を、車両内部に設けられた冷却系統(図示せず)内に循環させるためのポンプである。当該冷却水用ポンプ30は、電動式で、正回転及び負回転に駆動可能な歯車ポンプであり、第1インペラ31を備え、さらに、吸水部32と吐出部33とを備えている。
The
吸水部32は、冷却系統を循環するエンジン冷却水が、矢印X2に示す方向に吸水される開口部であり、吐出部33は、冷却系統にエンジン冷却水を矢印X3に示す方向に供給するための開口部である。第1インペラ31は、詳細な図示は省略しているが、複数の羽部材が周方向に間隔を空けて配置され、当該羽部材が軸回りを回転することで、水流を発生させることができる。これにより、エンジン冷却水が冷却系統内を流通することができる。
The
当該冷却水用ポンプ30の第1インペラ31は、主回転軸10の一方の端部(図1における左側端部)、すなわち第1回転部11に、第1ワンウェイクラッチ21を介在させた状態で機械的に接続されている。第1ワンウェイクラッチ21は、電動機1から出力される回転動力のうちの第1回転方向(正回転)の回転動力のみを、第1インペラ31に伝達する。すなわち、主回転軸10が、第1回転方向に回転しているときにのみ、当該回転動力によって、第1インペラ31は、主回転軸10と同軸上で回転する。
The
主回転軸10が、第2回転方向(負回転)に回転しているときは、第1ワンウェイクラッチ21は、いわゆる空回りの状態となり、回転動力は第1インペラ31には伝わらない。すなわち、第2回転方向に回転しているときは、冷却水用ポンプ30は停止状態となる。
When the main rotating
オイル用ポンプ40は、車両用エンジンのエンジンオイルの油圧をアシストするためのポンプである。当該オイル用ポンプ40は、電動式で、冷却水用ポンプ30と同様に、正回転及び負回転に駆動可能な歯車ポンプであり、第2インペラ41を備え、さらに、吸水部42と吐出部43とを備えている。
The
通常、エンジンオイルは、機械式油圧ポンプ(図示せず)による油圧により系統内を循環する。当該オイル用ポンプ40は、この油圧をアシストし、機械式油圧ポンプの負荷を低減させるためのものである。
Normally, engine oil circulates in the system by hydraulic pressure from a mechanical hydraulic pump (not shown). The
第2インペラ41は、詳細な図示は省略しているが、第1インペラ31と同様に、複数の羽部材が周方向に間隔を空けて配置され、当該羽部材が軸回りを回転することで、油圧を発生させることができる。
Although the detailed illustration of the
当該オイル用ポンプ40の第2インペラ41は、冷却水用ポンプ30が接続されている側と反対側の主回転軸10の端部(図1における右側端部)、すなわち第2回転部12に機械的に接続されている。第2ワンウェイクラッチ22は、電動機1から出力される回転動力のうちの第2回転方向(負回転方向)の回転動力のみを、第2インペラ41に伝達する。すなわち、主回転軸10が、第2回転方向に回転しているときにのみ、当該回転動力によって、第2インペラ41は、主回転軸10と同軸上で回転する。
The
主回転軸10が、第1回転方向(正回転)に回転しているときは、第2ワンウェイクラッチ22は、いわゆる空回りの状態となり、回転動力は第2インペラ41には伝わらない。すなわち、第1回転方向に回転しているときは、オイル用ポンプ40は停止状態となる。
When the main rotating
以上の説明からわかるように、本実施形態によれば、電動機1に2つのポンプ30,40が接続されることで、ポンプ装置を省スペースに配置可能となり、さらにポンプ装置の部品点数の削減が可能となる。さらに、本実施形態のように構成することによって、電動機1の回転方向を、第1回転方向(正回転)及び第2回転方向(負回転)のいずれかを選択し、冷却水用ポンプ30及びオイル用ポンプ40を選択的に駆動することが可能となる。すなわち、エンジン冷却水と、エンジンオイルとを、選択的に圧送することが可能となる。
As can be seen from the above description, according to the present embodiment, the pump device can be disposed in a space-saving manner by connecting the two
また、本実施形態では、冷却水用ポンプ30は、車両用エンジンのエンジン冷却水を圧送し、オイル用ポンプ40は、車両用エンジンのエンジンオイルを圧送可能である。このため、2種類のポンプ(冷却水用ポンプ30及びオイル用ポンプ40)によって、それぞれ圧送される各流体(エンジン冷却水及びエンジンオイル)が互いに熱交換することにより、温度が変動することを抑制できる。
In the present embodiment, the cooling
さらに、使用時の温度条件がほぼ同等であるエンジン冷却水とエンジンオイルに、当該ポンプ装置を用いることにより、冷却水用ポンプ30の第1インペラ31とオイル用ポンプ40の第2インペラ41との間の温度差による熱伝導による影響を抑制させることができる。
Furthermore, by using the pump device for engine cooling water and engine oil that have substantially the same temperature conditions during use, the
さらに、例えば温度条件20℃以下等の低温におけるエンジン始動時に、機械式油圧ポンプの加圧をアシストすることで、エンジン全体におけるエンジンオイルの潤滑をスムーズにすることも可能となる。また油圧が不足してしまう可能性がある油圧式VVT(Variable Valve Timing)の制御性を向上させることもでき、その結果、燃費向上及び排ガス抑制が可能となる。 Further, when the engine is started at a low temperature such as a temperature condition of 20 ° C. or lower, the mechanical oil pump can be smoothly lubricated by assisting the pressurization of the mechanical hydraulic pump. In addition, the controllability of a hydraulic VVT (Variable Valve Timing) that may cause a shortage of hydraulic pressure can be improved, and as a result, fuel consumption can be improved and exhaust gas can be suppressed.
[第2の実施形態]
本発明に係る車両用ポンプ装置の第2の実施形態について、図2を用いて説明する。本実施形態は、第1の実施形態(図1)の車両用ポンプ装置の変形例であって、第1の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
[Second Embodiment]
A vehicle pump device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This embodiment is a modification of the vehicle pump device of the first embodiment (FIG. 1). The same or similar parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is given. Omitted.
本実施形態の車両用ポンプ装置は、電動機1の主回転軸10の軸方向に垂直に延びている交差軸(副回転軸)15を備えている。当該交差軸15は、歯車機構50を介して、主回転軸10の回転に連動して回転するように構成されている。また、交差軸15は、第2ワンウェイクラッチ22を介在した状態で、第2インペラ41に接続されている。
The vehicle pump device according to the present embodiment includes a cross shaft (sub-rotary shaft) 15 extending perpendicularly to the axial direction of the main
ここで、歯車機構50について説明する。本実施形態の歯車機構50は、電動機ケース2内に配置され、6つの歯車部を備えている。この例では、4つの平歯車、すなわち、第1平歯車51、第2平歯車52、第3平歯車53及び第4平歯車54を備えており、さらに互いに噛み合う2つ傘歯車(第1傘歯車55及び第2傘歯車56)を備えている。
Here, the
第1平歯車51は、電動機1に直結している主回転軸10に直接的に取り付けられており、主回転軸10と同軸に回転する。第2平歯車52は、主回転軸10に平行な第1補助軸57上に取り付けられ、第1平歯車51に噛み合うように配置されている。第1傘歯車55は、第2平歯車52に隣接配置され、第2平歯車52と同軸に回転する。
The
この例では、第1傘歯車55と第2平歯車52は一体的に形成されている。なお、第1補助軸57は、電動機1の本体の壁面1aに回転可能に取り付けられている円筒状の軸部材である。
In this example, the
第2傘歯車56は、第1補助軸57に垂直に延びている第2補助軸58上に取り付けられ、第1傘歯車55に噛み合うように配置されている。第3平歯車53は、第2傘歯車56に隣接配置され、第2傘歯車56と同軸に回転する。
The
この例の第2傘歯車56と第3平歯車53は一体的に形成されている。なお、第2補助軸58は、電動機ケース2の内壁面1bに回転可能に取り付けられている円筒状の軸部材であり、交差軸15に平行に配置されている。第4平歯車54は、交差軸15に取り付けられ、交差軸15と同軸で回転し、第3平歯車53と噛み合っている。
In this example, the
この歯車機構50によって、第2回転方向(負回転)に回転している主回転軸10の長手方向を、90度傾けた状態と、交差軸15が回転している状態とが、同じ状態になる。すなわち、主回転軸10が第2回転方向に回転するときに、第2ワンウェイクラッチ22によって、回転動力がオイル用ポンプ40の第2インペラ41に伝達される。
By this
本実施形態にように構成することで、第1の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、第1ワンウェイクラッチ21の軸方向と、第2ワンウェイクラッチ22の軸方向が、同一軸上に配置されていることには限定されないため、ポンプ装置のレイアウトの自由度を増大させることができる。 By configuring as in the present embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained, and the axial direction of the first one-way clutch 21 and the axial direction of the second one-way clutch 22 are the same axis. Since it is not limited to arrange | positioning above, the freedom degree of the layout of a pump apparatus can be increased.
[第3の実施形態]
本発明に係る車両用ポンプ装置の第3の実施形態について、図3を用いて説明する。本実施形態は、第1及び第2の実施形態(図1及び図2)の車両用ポンプ装置の変形例であって、第1及び第2の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the vehicle pump device according to the present invention will be described with reference to FIG. The present embodiment is a modification of the vehicle pump device of the first and second embodiments (FIGS. 1 and 2), and the same or similar parts as the first and second embodiments are the same. A reference numeral is attached and a duplicate description is omitted.
本実施形態の車両用ポンプ装置は、電動機1の主回転軸10に平行に延びている平行軸(副回転軸)16を備えている。当該平行軸16は、第2の実施形態(図2)と同様に、歯車機構50を介在して、主回転軸10の回転に連動して回転するように構成されている。また、平行軸16は、第2ワンウェイクラッチ22を介在した状態で、第2インペラ41に接続されている。
The vehicle pump device of the present embodiment includes a parallel shaft (sub-rotary shaft) 16 that extends parallel to the main
ここで、歯車機構50について説明する。本実施形態の歯車機構50は、3つの歯車部を備えている。この例では、第1平歯車51、第2平歯車52及び第4平歯車54を備えている。これらは、第2の実施形態(図2)における第1平歯車51、第2平歯車52及び第4平歯車54と同様に機能している。
Here, the
第1平歯車51は、電動機1に直結している主回転軸10に直接的に取り付けられており、主回転軸10と同軸に回転する。第2平歯車52は、主回転軸10に平行な第1補助軸57上に取り付けられ、第1平歯車51に噛み合うように配置されている。第4平歯車54は、平行軸16上に取り付けられ、平行軸16と同軸で回転し、第2平歯車52と噛み合っている。
The
この歯車機構50によって、主回転軸10が第2回転方向(負回転)に回転しているときに、歯車機構50を介して、平行軸16も第2回転方向に回転する。すなわち、主回転軸10が第2回転方向に回転するときに、第2ワンウェイクラッチ22によって、回転動力がオイル用ポンプ40の第2インペラ41に伝達される。
When the main
本実施形態にように構成することで、第1の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、第2の実施形態と同様に、ポンプ装置のレイアウトの自由度を増大させることができる。 By configuring as in the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and further, it is possible to increase the degree of freedom of the layout of the pump device as in the second embodiment. .
[その他の実施形態]
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
[Other Embodiments]
The description of the above embodiment is an example for explaining the present invention, and does not limit the invention described in the claims. Moreover, each part structure of this invention is not restricted to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible within the technical scope as described in a claim.
上記実施形態では、電動機1の主回転軸10を第1回転方向及び第2回転方向のいずれかの方向に回転させて、冷却水用ポンプ30及びオイル用ポンプ40のいずれか一方を駆動させているが、これに限らない。例えば、2つの独立した回転軸を備える電動機を用いてもよい。このような電動機は、2つのロータを備え、これらに接続されている回転軸のそれぞれにおいて、個別に出力可能に構成されている。当該電動機を用いると、冷却水用ポンプ30とオイル用ポンプ40を、個別に駆動させることも可能であり、さらに、同時に駆動させることもでき、利便性が向上する。
In the above embodiment, the main
1 電動機
2 電動機ケース
5 ケース
10 主回転軸
11 第1回転部
12 第2回転部
15 交差軸(副回転軸)
16 平行軸(副回転軸)
21 第1ワンウェイクラッチ
22 第2ワンウェイクラッチ
30 冷却水用ポンプ
31 第1インペラ
32 吸水部
33 吐出部
40 オイル用ポンプ
41 第2インペラ
42 吸水部
43 吐出部
50 歯車機構
51 第1平歯車
52 第2平歯車
53 第3平歯車
54 第4平歯車
55 第1傘歯車
56 第2傘歯車
57 第1補助軸
58 第2補助軸
DESCRIPTION OF
16 Parallel axis (sub rotation axis)
21 First one-way clutch 22 Second one-way clutch 30
Claims (3)
前記電動機は、少なくとも1つの主回転軸を備えており、
前記主回転軸は、第1回転方向と、該第1回転方向に対して反対方向の第2回転方向に回転可能であり、
前記冷却水用ポンプは、第1ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられ、前記オイル用ポンプは、第2ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられており、
前記第1ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第1回転方向の前記回転動力のみを、前記冷却水用ポンプに伝達し、前記第2ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第2回転方向の前記回転動力のみを、前記オイル用ポンプに伝達するように構成されていることを特徴とする車両用ポンプ装置。 In a vehicle pump device in which a pump for cooling water that pumps cooling water and an oil pump that pumps oil are connected to one electric motor,
The electric motor includes at least one main rotating shaft,
The main rotation shaft is rotatable in a first rotation direction and a second rotation direction opposite to the first rotation direction,
The cooling water pump is attached to the main rotary shaft via a first one-way clutch, and the oil pump is attached to the main rotary shaft via a second one-way clutch,
The first one-way clutch transmits only the rotational power in the first rotational direction of the rotational power output from the electric motor to the cooling water pump, and the second one-way clutch outputs from the electric motor. A vehicular pump device configured to transmit only the rotational power in the second rotational direction of the rotational power to be transmitted to the oil pump.
前記第1ワンウェイクラッチを介した前記冷却水ポンプ及び、前記第2ワンウェイクラッチを介した前記オイル用ポンプのうちの一方が、前記主回転軸には取り付けられ、他方が、前記副回転軸には取り付けられていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用ポンプ装置。 Interlocking with the main rotation shaft via a gear mechanism, comprising a sub-rotation shaft that rotates in a direction opposite to the rotation direction of the main rotation shaft;
One of the cooling water pump via the first one-way clutch and the oil pump via the second one-way clutch is attached to the main rotation shaft, and the other is attached to the sub rotation shaft. The vehicle pump device according to claim 1 or 2, wherein the vehicle pump device is attached.
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