JP2023162999A - ポンプ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】コストの増加を抑えつつ、第１液体供給先には常時で液体を供給し、第２液体供給先には必要なときにだけ液体を供給することができるポンプ装置を提供すること。【解決手段】本発明のポンプ装置は、第１液体供給先と第２液体供給先とに貯留部に貯留された液体を供給可能なポンプ装置であって、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらない第１ポンプと、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わる第２ポンプと、任意に回転方向を切り替え可能な動力源と、動力源からの駆動力によって回転する軸部材と、動力源の少なくとも回転方向を制御する制御装置と、を備え、第１ポンプと第２ポンプとを軸部材に設けて、第１液体供給先に第１ポンプを接続し、第２液体供給先に第２ポンプを接続する。【選択図】図６

Description

本発明は、ポンプ装置に関する。
特許文献１には、電動オイルポンプにおいて、正回転時の吸入側になる第１ポートと吐出側になる第２吐出ポートとを、逆回転時には第２ポートを吸入側とし第１ポートを吐出側とすることによって、正回転時には潤滑対象に油を供給し、逆回転時にはパーキング装置に油を供給する技術が開示されている。
特開２０１９－０６５９６０号公報
２つのオイル供給先にオイルを供給可能なポンプ装置において、一方のオイル供給先には常時でオイルを供給すると共に、他方のオイル供給先には必要なときにだけオイルを供給できるように、逆止弁などの油路を切り替える機構を設けると、コストが増加するおそれがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コストの増加を抑えつつ、第１液体供給先には常時で液体を供給し、第２液体供給先には必要なときにだけ液体を供給することができるポンプ装置を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るポンプ装置は、第１液体供給先と第２液体供給先とに貯留部に貯留された液体を供給可能なポンプ装置であって、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらない第１ポンプと、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わる第２ポンプと、任意に回転方向を切り替え可能な動力源と、前記動力源からの駆動力によって回転する軸部材と、前記動力源の少なくとも回転方向を制御する制御装置と、を備え、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを前記軸部材に設けて、前記第１液体供給先に前記第１ポンプを接続し、前記第２液体供給先に前記第２ポンプを接続することを特徴とするものである。
これにより、正回転時には第１液体供給先と第２液体供給先との両方に液体を供給することができ、逆回転時には第１液体供給先のみに液体を供給することができるため、コストの増加を抑えつつ、第１液体供給先には常時で液体を供給し、第２液体供給先には必要なときにだけ液体を供給することができる。
また、上記において、前記液体はオイルであって、前記第１液体供給先はギヤ機構であり、前記第２液体供給先は回転電機であってもよい。
これにより、車両に適用されて、ギヤ機構を有する減速機などの摺動部位や、電力が供給されて車両を走行させる駆動力を発生させる駆動源としての回転電機であるモータなどの発熱部位など、オイルによる潤滑や冷却を必要とする箇所にオイルを供給することができる。
また、上記において、前記制御装置は、少なくとも１つ以上のセンサの検知結果を用いて、前記第２液体供給先への液体供給の必要有無を判断するようにしてもよい。
これにより、センサの検知結果に基づいて、第２液体供給先への液体供給が不要な場合に、第２ポンプにおいて無駄な液体供給によるポンプ仕事の発生を抑制することができる。
また、上記において、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプには、前記貯留部から前記液体を吸入するための吸入経路が別々に接続されているようにしてもよい。
これにより、逆回転時に、第２ポンプから排出された気体と貯留部の液体との気液混合気体が第１ポンプに吸入されることを抑制することができる。
また、上記において、前記動力源はモータであり、前記制御装置は、前記モータの回転数を制御可能であり、逆回転時には正回転時よりも前記第１ポンプの回転数を増加させるようにしてもよい。
これにより、気液混合流体を吸入した第１ポンプから第１液体供給先に気液混合流体が供給される場合においても、第１液体供給先へ供給される液体の流量の低下を低減させることが可能となる。
本発明に係るポンプ装置は、正回転時には第１液体供給先と第２液体供給先との両方に液体を供給することができ、逆回転時には第１液体供給先のみに液体を供給することができるため、コストの増加を抑えつつ、第１液体供給先には常時で液体を供給し、第２液体供給先には必要なときにだけ液体を供給することができるという効果を奏する。
図１は、実施形態に係るポンプ装置の概略構成を示した図である。 図２は、実施形態に係る第１オイルポンプの一例を模式的に示す正面図である。 図３は、図２に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。 図４は、第２接触部でのハウジングの部分断面図である。 図５（ａ）は、第１オイルポンプが正回転方向に回転している状態を示す図である。図５（ｂ）は、第１オイルポンプが正回転方向から逆回転方向に切り替わる過渡状態を示す図である。図５（ｃ）は、第１オイルポンプが逆回転方向に回転している状態を示す図である。図５（ｄ）は、ポンプが逆回転方向から正回転方向に切り替わる過渡状態を示す図である。 図６は、正回転時におけるポンプ装置の動作状態を示した図である。 図７は、逆回転時におけるポンプ装置の動作状態を示した図である。 図８は、正回転時及び逆回転時のそれぞれにおけるポンプ仕事及び流量について示した図である。
以下に、本発明に係るポンプ装置の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
図１は、実施形態に係るポンプ装置１００の概略構成を示した図である。実施形態に係るポンプ装置１００は、第１オイルポンプ１、第２オイルポンプ２、及び、ポンプ駆動モータ３と、これらを内部に収容して保持すると共に複数の油路が設けられたケース１０１と、ポンプ駆動モータ３の駆動を制御するポンプ制御装置６などによって構成されている。
実施形態に係るポンプ装置１００は、例えば、車両に適用されて、減速機が有するギヤ機構などの摺動部位や、電力が供給されて車両を走行させる駆動力を発生させる駆動源としての回転電機であるモータなどの発熱部位など、液体（流体）であるオイルによる潤滑や冷却を必要とする箇所にオイルを供給する。
第１オイルポンプ１は、正回転及び逆回転が可能であって、ケース１０１に設けられた第１油路１１１に連通する第１ポート１７と、ケース１０１に設けられた第２油路１１２に連通する第２ポート１８とを有している。第１ポート１７は、第１オイルポンプ１の正回転時及び逆回転時との両方で吸入ポートとして機能する。第２ポート１８は、第１オイルポンプ１の正回転時及び逆回転時との両方で吐出ポートとして機能する。第１オイルポンプ１としては、容積型のポンプを用いているが、容積型のポンプに限定されるものではない。
第２オイルポンプ２は、正回転及び逆回転が可能であって、ケース１０１に設けられた第１油路１２１に連通する第１ポート２７と、ケース１０１に設けられた第２油路１２２に連通する第２ポート２８とを有している。第１ポート２７は、第２オイルポンプ２の正回転時に吸入ポートとして機能し、第２オイルポンプ２の逆回転時に吐出ポートとして機能する。第２ポート１８は、第２オイルポンプ２の正回転時に吐出ポートとして機能し、第２オイルポンプ２の逆回転時に吸入ポートとして機能する。第２オイルポンプ２としては、容積型のポンプを用いているが、容積型のポンプに限定されるものではない。
ポンプ駆動モータ３は、不図示の電源から電力が供給されて駆動すると共に、任意に回転方向を切り替え可能な動力源であって、ロータ３１と、ロータ３１の外周側に所定の間隔をあけて配置されたステータ３２と、ロータ３１に固定された駆動軸３３とを備えている。駆動軸３３には、ポンプ駆動モータ３によって駆動される第１オイルポンプ１及び第２オイルポンプ２が同軸上で設けられている。
ポンプ制御装置６は、ポンプ駆動モータ３のポンプ駆動モータ３の回転方向や回転数などの駆動状態を制御する。ポンプ制御装置６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び、入出力インターフェースなどからなる所謂マイクロコンピュータを複数個含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムにしたがって信号処理を行うことにより、ポンプ駆動モータ３の駆動制御を実行する。
次に、正回転時と逆回転時とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらず同じままの第１オイルポンプ１の構成の一例について説明する。なお、第１オイルポンプ１の構成としては、下記で説明する構成に限定されるものではなく、正回転時と逆回転時とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらず同じままであれば、周知の構成を適宜適用することができる。なお、正回転時と逆回転時とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わる第２オイルポンプ２としては、一般に車両で用いられる周知の構成を適宜適用することができるため、その説明は省略する。
図２は、実施形態に係る第１オイルポンプ１の一例を模式的に示す正面図である。図３は、図２に示すＡ－Ａ線に沿う断面図である。なお、図２は、第１オイルポンプ１のロータ１３が正回転方向、つまり、図２での時計回りに回転している状態を示している。
図２及び図３に示す第１オイルポンプ１は、トランスミッションケースなどの図示しない所定の固定部に固定されたハウジング１２と、そのハウジング１２の内部に収容され、ポンプ駆動モータ３からトルクを受けて回転するロータ１３とを備えている。ハウジング１２は、図２及び図３に示す例では、軸線方向に予め定めた深さあるいは長さを有する有底円筒状に形成されたポンプボディ１４と、ポンプボディ１４の開口部を液密状態に閉じるポンプカバー１５とを備えている。ポンプボディ１４の壁面のうち、軸線方向における壁面に、板厚方向に貫通した２つのポートが形成されている。それらのポートは、図２に示すように、半径方向で外側に向かって凸となった円弧状を成している。それらのポートのうち、一方のポートはオイルパンなどのオイルの貯留部に連通され、また、容積が次第に増大する歯間室１６に開口している。つまり、一方のポートは、容積が次第に増大する歯間室１６にオイルを供給する吸入ポートとして機能する第１ポート１７となっている。それらのポートのうち、他方のポートは上述した油圧によって動作する箇所や、発熱部位、摺動部位などに連通され、また、後述するように、容積が次第に減少する歯間室１６に開口している。つまり、他方のポートは容積が次第に減少する歯間室１６から吐出されたオイルをハウジング１２の外部に吐出する吐出ポートとして機能する第２ポート１８となっている。
ロータ１３は液密状態に構成されたハウジング１２の内部に回転可能に配置されている。そのロータ１３は複数の内歯を有し、ハウジング１２の内部で移動可能かつ回転可能に構成されたリング状のアウターロータ１３Ａと、アウターロータ１３Ａの半径方向でアウターロータ１３Ａの内側に配置され、内歯に噛み合う複数の外歯を有するインナーロータ１３Ｂとを備えている。アウターロータ１３Ａの内歯の歯先円直径は、インナーロータ１３Ｂの外歯の歯先円直径よりも小さく設定されている。また、軸線方向でのアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの厚さや長さは、図３に示すように、軸線方向でのポンプボディ１４の深さあるいは長さとほぼ同じ長さに設定されている。これは、正回転方向や逆回転方向にアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂが回転する場合に、軸線方向でハウジング１２とアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂとの間のクリアランスを可及的に狭くすることにより、第１ポート１７に連通する歯間室１６と、第２ポート１８に連通する歯間室１６との間でオイルが流動しないようにするためである。つまり、第１ポート１７及び第２ポート１８からオイルが漏洩しない程度にアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂと、ポンプボディ１４及びポンプカバー１５とが互いに摺接している。
また、ポンプ駆動モータ３に図示しない駆動軸３３を介してインナーロータ１３Ｂが連結されており、そのインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉとポンプ駆動モータ３の回転中心軸線とは互いに同軸上に設定されている。ここに示す例では、インナーロータ１３Ｂの外歯の数はアウターロータ１３Ａの内歯の数よりも一つ少なく設定され、また、インナーロータ１３Ｂはアウターロータ１３Ａに対してその少なくとも一部が内接するように構成されている。なお、以下の説明では、アウターロータ１３Ａに対してインナーロータ１３Ｂが内接している箇所を内接部分ＩＣＰと記す。また、このようにアウターロータ１３Ａに対してインナーロータ１３Ｂの少なくとも一部が内接している状態では、アウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏはインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉに対して半径方向にずれている。図２に示す例では、図２の上下方向でインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉの上側にアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが位置している。そして、アウターロータ１３Ａは偏心した状態で当該アウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏを中心として回転する。また、半径方向でインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉを挟んで、内接部分ＩＣＰとは反対側の部分では、内歯と外歯とが互いに離隔している。また、内接部分ＩＣＰでは、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って内歯と外歯との噛み合いが進行し、それらの内歯と外歯との間に形成される歯間室１６の容積が次第に小さくなる。また、回転方向で最小の容積となった歯間室１６の下流側では、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って内歯と外歯とが互いに離隔して歯間室１６の容積が次第に大きくなる。
ポンプボディ１４の面形状は、一例として、アウターロータ１３Ａの外径とほぼ同じ、もしくは、アウターロータ１３Ａの外径よりも僅かに大きい２つの円を、それらの円の中心を互いに離隔した状態で重ね合わせ、各中心を結ぶ線を挟んで一方側の縁部分を滑らかに連続した形状、あるいはそのような形状に近似した形状を成している。したがって、上述した縁部分のうち、上記の線を挟んで一方側とは反対の他方側では、２つの円の交点部分が半径方向で内側に向けて突出している。その交点部分は正回転方向や逆回転方向にアウターロータ１３Ａが回転する場合に、アウターロータ１３Ａの外周面に接触する部分であり、アウターロータ１３Ａの回転に伴うハウジング１２内でのアウターロータ１３Ａの移動を規制するストッパーとして機能する（以下、ストッパー１９と記す。）。
一方、ハウジング１２における一方側の縁部分は、図２に示すように、滑らかに連続した円弧面１０となっており、その曲率半径はアウターロータ１３Ａの外径の曲率半径より大きくなっている。そのため、円弧面１０とアウターロータ１３Ａとの間に、スペースＳが形成されている。アウターロータ１３Ａはその回転方向が切り替わる過渡状態である場合に、上記のスペースＳを利用し、円弧面１０に接触した状態でインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉを挟んで反対側にアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが位置するようにハウジング１２内で移動する。
また、本実施形態では、正回転方向や逆回転方向にアウターロータ１３Ａが安定して回転する場合に、ハウジング１２にアウターロータ１３Ａが接触する箇所（以下、第１接触部と記す。）ＣＰ１でのハウジング１２とアウターロータ１３Ａとの間に生じる抗力と比較して、正回転方向から逆回転方向、あるいは、逆回転方向から正回転方向にアウターロータ１３Ａの回転する方向が切り替わる過渡状態において、ハウジング１２にアウターロータ１３Ａが接触する箇所（以下、第２接触部と記す。）ＣＰ２でのハウジング１２とアウターロータ１３Ａとの間に生じる抗力が小さく設定されている。ここで、アウターロータ１３Ａが安定して回転する場合とは、アウターロータ１３Ａの回転方向やアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏの位置が変化することなく、あるいは、アウターロータ１３Ａの回転方向やアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏの位置の変化が抑制されている状態で回転していることを意味している。また、本実施形態では、アウターロータ１３Ａの回転方向が切り替わる過渡状態おいては、円弧面１０に沿ってアウターロータ１３Ａが移動するので、円弧面１０やその周辺部分が第２接触部ＣＰ２に相当し、円弧面１０やその周辺部分を除いた部分は第１接触部ＣＰ１に相当する。
図４は、第２接触部ＣＰ２でのハウジング１２の部分断面図である。図４に示す例では、ハウジング１２の内周面にアウターロータ１３Ａの外周面が接触している。また、ハウジング１２の壁面のうち、軸線方向でアウターロータ１３Ａの外周部分に対向している側壁面に、軸線方向に凹んだ凹部１１が形成されている。これにより、第２接触部ＣＰ２では、凹部１１が形成されていない場合と比較して、軸線方向におけるアウターロータ１３Ａとハウジング１２との接触面積が小さくなる。そのため、第２接触部ＣＰ２で生じる抗力つまりアウターロータ１３Ａとハウジング１２との間の摩擦力や摺動抵抗などは、凹部１１の分、低減される。これに対して、第１接触部ＣＰ１においては、詳細は図示しないが、ハウジング１２の側壁面に上述した凹部１１は形成されていない。そのため、第１接触部ＣＰ１で生じる抗力すなわち軸線方向でアウターロータ１３Ａとハウジング１２との間に生じる摩擦力や摺動抵抗などは特には低減されない。
次に、第１オイルポンプ１の作用について説明する。図５は、実施形態に係る第１オイルポンプ１の動作状態を説明する図である。具体的に、図５（ａ）は、第１オイルポンプ１が正回転方向に回転している状態を示す図である。図５（ｂ）は、第１オイルポンプ１が正回転方向から逆回転方向に切り替わる過渡状態を示す図である。図５（ｃ）は、第１オイルポンプ１が逆回転方向に回転している状態を示す図である。図５（ｄ）は、第１オイルポンプ１が逆回転方向から正回転方向に切り替わる過渡状態を示す図である。なお、正回転とは、ここに示す例では、インナーロータ１３Ｂが図５で時計回りに回転することを意味し、逆回転とは、インナーロータ１３Ｂが図５で反時計回りに回転することを意味している。
ポンプ駆動モータ３からトルクを受けてインナーロータ１３Ｂが正回転方向に回転すると、アウターロータ１３Ａは内接部分ＩＣＰでインナーロータ１３Ｂからトルクを受けて回転する。第２接触部ＣＰ２での摩擦力や摺動抵抗すなわち抗力は、第１接触部ＣＰ１での抗力よりも小さいため、第１接触部ＣＰ１でアウターロータ１３Ａを回転させる力に対して、第２接触部ＣＰ２でアウターロータ１３Ａを回転させる力が大きくなる。言い換えれば、第１接触部ＣＰ１では、ハウジング１２によってアウターロータ１３Ａが挟み付けられた状態となるため、第１接触部ＣＰ１を中心あるいは支点としてアウターロータ１３Ａが時計回りに回転する。なお、上述した大きさの異なるアウターロータ１３Ａを回転させる力を、図５（ａ）に大きさの異なる矢印として記載してある。
第１接触部ＣＰ１を中心あるいは支点としてアウターロータ１３Ａが時計回りに回転すると、図５（ａ）で右上側のハウジング１２の内周面にアウターロータ１３Ａが接触する。また、アウターロータ１３Ａは、インナーロータ１３Ｂからトルクを受けて正回転し続けるので、ハウジング１２の内周面に接触した状態で、アウターロータ１３Ａの回転方向、つまり、図５に示すハウジング１２の内部で右下側に向けてハウジング１２の内周面に沿って移動する。そして、ついには、アウターロータ１３Ａの外周面とストッパー１９とが接触し、アウターロータ１３Ａの移動が阻止される。これにより、アウターロータ１３Ａを移動させる荷重をストッパー１９が受けるので、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂは相対回転し、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転方向で内接部分ＩＣＰの上流側の歯間室１６の容積は、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って次第に減少し、内接部分ＩＣＰの下流側の歯間室１６の容積は、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って次第に増大する。図５（ａ）は、この状態を示している。なお、この状態は、アウターロータ１３Ａの回転方向が切り替わるまで維持される。また、この状態では、インナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉに対して、図５（ａ）での上側にアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが位置している。内接部分ＩＣＰは、図５（ａ）の上下方向でインナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉの下側に位置している。
アウターロータ１３Ａの回転方向が、正回転方向から逆回転方向に切り替わる場合について説明する。インナーロータ１３Ｂが逆回転すると、上述した原理と同様の原理によって、図５（ｂ）に示すハウジング１２の内部で、アウターロータ１３Ａは、その回転中心軸線を中心として逆回転しつつ、第１接触部ＣＰ１を中心あるいは支点として反時計回りに回転する。つまり、ハウジング１２の内部で図５（ｂ）での左側に向けてハウジング１２の内周面に沿って移動し始める。図５（ｂ）は、その状態を示している。なお、上述した大きさの異なるアウターロータ１３Ａを回転させる力を、図５（ｂ）に大きさの異なる矢印として記載してある。
そして、アウターロータ１３Ａは、円弧面１０に到達する。アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂは、逆回転を継続し、また、第１接触部ＣＰ１を中心あるいは支点として反時計回りに回転するので、アウターロータ１３Ａは、円弧面１０に接触しながらハウジング１２の内部で下側に向けて円弧面１０に沿って移動する。そして、ついには、アウターロータ１３Ａの外周面とストッパー１９とが接触する。図５（ｃ）は、その状態を示している。なお、この状態は、アウターロータ１３Ａの回転方向が正回転方向に切り替わるまで維持される。
また、図５（ｃ）に示す状態では、インナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉの下側にアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが位置している。つまり、正回転する場合と逆回転する場合とで、インナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉを挟んで反対の位置にアウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが位置する。また、インナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉの上側に内接部分ＩＣＰが位置している。したがって、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転方向で内接部分ＩＣＰの上流側では、歯間室１６の容積が次第に減少し、内接部分ＩＣＰの下流側では、歯間室１６の容積が次第に増大する。
次に、アウターロータ１３Ａの回転方向が逆回転方向から正回転方向に切り替わる場合について説明する。インナーロータ１３Ｂが正回転すると、上述した原理と同様の原理によって、アウターロータ１３Ａはその回転中心軸線１３Ａｏを中心として正回転しつつ、第１接触部ＣＰ１を中心あるいは支点として時計回りに回転する。つまり、ハウジング１２の内部で図５（ｄ）での上側に向けてハウジング１２の円弧面１０に沿って移動し始める。そして、図５（ａ）に示す状態になる。
したがって、本実施形態では、上述したように、第１接触部ＣＰ１での抗力よりも第２接触部ＣＰ２での抗力を低減することによって、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転方向が切り替わる場合に、第１接触部ＣＰ１を支点としてアウターロータ１３Ａを回転させることができる。そのため、部品点数の増大やそれに伴う製造コストの増大を防止もしくは抑制できる。また、回転方向が切り替わった場合に、インナーロータ１３Ｂの回転中心軸線１３Ｂｉを挟んで、アウターロータ１３Ａの回転中心軸線１３Ａｏが正回転時と逆回転時とで反対の位置となる。そのため、アウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転方向に拘わらず、上述した内接部分ＩＣＰの上流側の歯間室１６はアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って容積が減少し、内接部分ＩＣＰの下流側の歯間室１６はアウターロータ１３Ａ及びインナーロータ１３Ｂの回転に伴って容積が増大する。したがって、回転方向の切り替えによって吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらないので、回転方向に応じて吸入ポート及び吐出ポートに連結する油路を切り替える必要がない。つまり、既設の油路をそのまま利用でき、逆止弁などの油路を切り替えるための機構を設けて油路の変更による製造コストの増大や圧力損失の増大を防止もしくは抑制できる。
図６は、正回転時におけるポンプ装置１００の動作状態を示した図である。図６に示すように、実施形態に係るポンプ装置１００は、第１液体供給先である摺動部位としてのギヤ機構４１と、第２液体供給先である発熱部位としてのモータ４２とに液体であるオイルを供給可能なポンプ装置１００であって、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらない第１オイルポンプ１と、正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わる第２オイルポンプ２とを、任意に回転方向を切り替え可能な動力源であるポンプ駆動モータ３によって回転する同一の駆動軸３３上に設けている。また、第１オイルポンプ１、第２オイルポンプ２、ギヤ機構４１、及び、モータ４２の下方には、オイル５１を貯留する貯留部であるオイルパン５が設けられている。
そして、第１オイルポンプ１の第１ポート１７と連通する第１油路１１１の下端部と、第２オイルポンプ２の第１ポート２７と連通する第１油路１２１の下端部とが、オイルパン５に貯留されたオイル５１内に位置している。なお、第１油路１１１，１２１のケース１０１外の部分は、例えば、管状の油路形成部材などによって形成されている。また、第１油路１１１，１２１の下端部には、それぞれ不図示のストレーナが設けられている。
第１オイルポンプ１の第２ポート１８と連通する第２油路１１２の第２ポート１８側とは反対側の端部は、ギヤ機構４１に接続されている。また、第２オイルポンプ２の第２ポート２８と連通する第２油路１２２の第２ポート２８側とは反対側の端部は、モータ４２に接続されている。なお、第２油路１１２，１２２のケース１０１外の部分は、例えば、管状の油路形成部材によって形成されている。
実施形態に係るポンプ装置１００では、図６に示すように、ポンプ駆動モータ３が正回転方向（図６中で時計回り方向）に回転すると、駆動軸３３が回転させられるに従い、第１オイルポンプ１及び第２オイルポンプ２が正回転方向に駆動される。これにより、第１オイルポンプ１では、オイルパン５に貯留されたオイル５１を、第１油路１１１を介して第１ポート１７から吸入し、第２ポート１８から第２油路１１２へ吐出して、第２油路１１２からギヤ機構４１に供給する。また、第２オイルポンプ２では、オイルパン５に貯留されたオイル５１を、第１油路１２１を介して第１ポート２７から吸入し、第２ポート２８から第２油路１２２へ吐出して、第２油路１２２からモータ４２に供給する。なお、ギヤ機構４１及びモータ４２にそれぞれ供給されたオイル５１は、ギヤ機構４１及びモータ４２にて潤滑や冷却などに用いられた後、自重でオイルパン５に落下して回収される。
図７は、逆回転時におけるポンプ装置１００の動作状態を示した図である。実施形態に係るポンプ装置１００では、図７に示すように、ポンプ駆動モータ３が逆回転方向（図７中で反時計回り方向）に回転すると、駆動軸３３が回転させられるに従い、第１オイルポンプ１及び第２オイルポンプ２が逆回転方向に駆動される。これにより、第１オイルポンプ１では、第１ポート１７と第２ポート１８とで吸入ポートと吐出ポートとしての機能が、正回転時に対して入れ替わらずに、オイルパン５に貯留されたオイル５１を、第１油路１１１を介して第１ポート１７から吸入し、第２ポート１８から第２油路１１２へ吐出して、第２油路１１２からギヤ機構４１に供給する。また、第２オイルポンプ２では、第１ポート２７と第２ポート２８とで吸入ポートと吐出ポートとしての機能が、正回転時に対して入れ替わり、モータ４２側の気体（空気）を、第２油路１２２を介して第２ポート２８から吸入し、第１ポート２７から第１油路１２１へ吐出する。そして、第１油路１２１に吐出された気体が、第１油路１２１からオイルパン５に貯留されたオイル５１に向けて吐出される。
実施形態に係るポンプ装置１００においては、ポンプ制御装置６が、モータ４２に設けられた温度検知センサ７の検知結果に基づいて、モータ４２の温度が所定の閾値温度以上の場合に、第２オイルポンプ２からモータ４２へのオイル供給が必要であると判断し、モータ４２の温度が所定の閾値温度未満の場合に、第２オイルポンプ２からモータ４２へのオイル供給が不要であると判断する。そして、ポンプ制御装置６は、第２オイルポンプ２からモータ４２へのオイル供給が必要であると判断した場合に、ポンプ駆動モータ３を正回転させて、ギヤ機構４１とモータ４２との両方にオイルを供給する。一方、ポンプ制御装置６は、第２オイルポンプ２からモータ４２へのオイル供給が不要であると判断した場合に、ポンプ駆動モータ３を逆回転させて、ギヤ機構４１のみにオイルを供給し、モータ４２にはオイルを供給しない。
なお、第２オイルポンプ２からモータ４２へのオイル供給が必要か不要かの判断に用いるセンサとしては、温度検知センサ７に限定されるものではなく、また、センサの数も少なくとも１つ以上設ければよい。
図８は、正回転時及び逆回転時のそれぞれにおけるポンプ仕事及び流量について示した図である。なお、図８中の横軸は、ポンプ駆動モータ３による駆動軸３３の回転数であり、正回転側を正とし、逆回転側を負としている。図８中のポンプ仕事は、第１オイルポンプ１のオイル吐出での仕事と、第２オイルポンプ２のオイル吐出で仕事とを合わせた、ポンプ装置１００の全体としての仕事である。また、図８中の潤滑側流量は、潤滑部位であるギヤ機構４１を潤滑するために、第１オイルポンプ１が回転数に応じてギヤ機構４１に供給するオイルの流量である。また、図８中の冷却側流量は、発熱部位であるモータ４２を冷却するために、第２オイルポンプ２が回転数に応じてモータ４２に供給するオイルの流量である。
実施形態に係るポンプ装置１００においては、モータ４２へのオイル５１の供給が不要の場合に、ポンプ駆動モータ３を逆回転させることによって、図８に示すように、第２オイルポンプ２からモータ４２に供給されるオイルの流量である冷却側流量が０となり、第２オイルポンプ２において無駄なオイル供給によるポンプ仕事の発生を抑制することができる。よって、図８に示すように、ギヤ機構４１に回転数に応じた流量（潤滑側流量）でオイルを供給し、モータ４２へはオイルを供給しない、ポンプ駆動モータ３の逆回転時におけるポンプ装置１００のポンプ仕事を、ギヤ機構４１及びモータ４２共に回転数に応じた流量（潤滑側流量及び冷却側流量）でオイルを供給する、ポンプ駆動モータ３の正回転時におけるポンプ装置１００のポンプ仕事よりも低減させることができる。そして、ポンプ駆動モータ３の逆回転時に、ポンプ装置１００のポンプ仕事が低減した分だけ、第１オイルポンプ１及び第２オイルポンプ２を駆動させるポンプ駆動モータ３に要求されるトルクが小さくなることから、ポンプ駆動モータ３に供給する電力を低減させて省エネルギー化を図ることができる。
ここで、実施形態に係るポンプ装置１００においては、図６及び図７に示すように、第１オイルポンプ１の第１ポート１７と第２オイルポンプ２の第１ポート２７とのそれぞれに、オイルパン５に貯留されたオイル５１を吸入するための吸入経路として第１油路１１１，１２１が別々に接続されている。なお、実施形態に係るオイル構造では、第１油路１１１，１２１に代えて、オイルパン５側から伸びる一本の油路を途中で２本の油路に分岐して、その分岐させた一方の油路を第１オイルポンプ１と接続させ、他方の油路を第２オイルポンプ２と接続させて、オイルパン５に貯留されたオイル５１を吸入するための吸入経路の一部を、第１オイルポンプ１と第２オイルポンプ２とで共用する構成を採用することも可能である。一方で、オイルパン５に貯留されたオイル５１を吸入するため油路の一部を第１オイルポンプ１と第２オイルポンプ２とで共用する構成では、ポンプ駆動モータ３の逆回転時に、オイルパン５から吸入したオイル５１と、第２オイルポンプ２の第１ポート２７から吐出された気体（空気）とが、混合されて気体（空気）を多く含む気液混合流体となって、第１オイルポンプ１の第１ポート１７から吸入されるおそれがある。そのため、第１オイルポンプ１からギヤ機構４１に気体（空気）を多く含んだ気液混合流体が供給されることになり、オイルパン５から吸入したオイル５１のみを第１オイルポンプ１からギヤ機構４１に供給する場合よりも、ギヤ機構４１へ供給されるオイル５１の流量が減少するおそれがある。
そのため、実施形態に係るポンプ装置１００においては、図６及ぶ図７に示すように、第１オイルポンプ１と第２オイルポンプ２とで、オイルパン５に貯留されたオイル５１を吸入するための吸入経路に分けることによって、ポンプ駆動モータ３の逆回転時に、第２オイルポンプ２から排出された気体（空気）が油路内でオイルと混合して気液混合気体となり、第１オイルポンプ１に吸入されることを抑制することができる。これにより、実施形態に係るポンプ装置１００においては、気体（空気）を多く含んだ気液混合流体が第１オイルポンプ１からギヤ機構４１に供給する場合よりも、ギヤ機構４１へ供給されるオイル５１の流量を増加させることができる。
なお、ポンプ駆動モータ３の逆回転時に、第２オイルポンプ２の第１ポート２７から気体（空気）が吐出されることに起因して、気液混合流体を吸入した第１オイルポンプ１からギヤ機構４１に気液混合流体が供給される場合には、第１オイルポンプ１の回転数、ひいては、ポンプ駆動モータ３の回転数を正回転時よりも上昇させて、第１オイルポンプ１から吐出される気液混合流体の単位時間あたりの吐出量を増やすようにしてもよい。これにより、ギヤ機構４１へ供給されるオイル５１の流量の低下を低減させることが可能となる。
１ 第１オイルポンプ
２ 第２オイルポンプ
３ ポンプ駆動モータ
５ オイルパン
６ ポンプ制御装置
７ 温度検知センサ
１０ 円弧面
１１ 凹部
１２ ハウジング
１３ ロータ
１３Ａ アウターロータ
１３Ａｏ 回転中心軸線
１３Ｂ インナーロータ
１３Ｂｉ 回転中心軸線
１４ ポンプボディ
１５ ポンプカバー
１６ 歯間室
１７ 第１ポート
１８ 第２ポート
１９ ストッパー
２７ 第１ポート
２８ 第２ポート
３１ ロータ
３２ ステータ
３３ 駆動軸
４１ ギヤ機構
４２ モータ
５１ オイル
１００ ポンプ装置
１０１ ケース
１１１ 第１油路
１１２ 第２油路
１２１ 第１油路
１２２ 第２油路

Claims (5)

  1. 第１液体供給先と第２液体供給先とに貯留部に貯留された液体を供給可能なポンプ装置であって、
    正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わらない第１ポンプと、
    正回転と逆回転とで吸入ポートと吐出ポートとが入れ替わる第２ポンプと、
    任意に回転方向を切り替え可能な動力源と、
    前記動力源からの駆動力によって回転する軸部材と、
    前記動力源の少なくとも回転方向を制御する制御装置と、
    を備え、
    前記第１ポンプと前記第２ポンプとを前記軸部材に設けて、前記第１液体供給先に前記第１ポンプを接続し、前記第２液体供給先に前記第２ポンプを接続することを特徴とするポンプ装置。
  2. 前記液体はオイルであって、
    前記第１液体供給先はギヤ機構であり、
    前記第２液体供給先は回転電機であることを特徴とする請求項１に記載のポンプ装置。
  3. 前記制御装置は、少なくとも１つ以上のセンサの検知結果を用いて、前記第２液体供給先への液体供給の必要有無を判断することを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
  4. 前記第１ポンプ及び前記第２ポンプには、前記貯留部から前記液体を吸入するための吸入経路が別々に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
  5. 前記動力源はモータであり、
    前記制御装置は、前記モータの回転数を制御可能であり、
    逆回転時には正回転時よりも前記第１ポンプの回転数を増加させることを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ装置。
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