JP5019135B2

JP5019135B2 - 車両用駆動装置

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Publication number: JP5019135B2
Application number: JP2009083506A
Authority: JP
Inventors: 恭輔小溝; 功常松; 薫大野; 寛俊大久保
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: US8522924B2; CN102292571A; US20100242669A1; JP2010236581A; DE112010000064T5; WO2010116786A1; DE112010000064B4; CN102292571B

Description

本発明は、油圧により動作する変速機構を備え、エンジンに接続されて用いられる車両用駆動装置であって、前記変速機構へ供給するための油圧を発生させる電動オイルポンプを備えるものに関する。

近年、燃料消費量の低減及び排出ガスの低減を図るために、車両の停止時にエンジンを停止させるアイドリングストップ機能を備えた車両が増加している。また、エンジン及び回転電機を駆動力源とするハイブリッド車両においては、車両の停止時や減速時にエンジンを停止させる機能を備えることが一般的である。しかし、油圧により動作する変速機構を備えた車両では、エンジンを停止したことによって当該エンジンにより駆動される機械式ポンプも停止する。そのため、変速機構に油圧が供給されなくなり、変速機構の動作を適切に行うことができなくなる。そこで、前記機械式ポンプとは別に補助ポンプとして電動オイルポンプを設け、エンジンの停止時に電動オイルポンプで発生した油圧を変速機構へ供給する構成が既に知られている。

このような電動オイルポンプは、通常、車両用駆動装置の内部に配置することが困難であるため、車両用駆動装置のケースの外部に接するように取り付けられることが多い。例えば、特許文献１による装置では、変速機の外側面に、より詳しく言えば変速機ケース内に配置された、エンジン動力で駆動される機械式オイルポンプに対応する変速機ケースの外側面に電動オイルポンプが取り付けられている。

特開２００３‐５６６８１号公報（段落番号〔００１９−００２１〕、図１）

基本的な仕様が同じ変速機は様々なタイプの車両に搭載されるが、搭載する車両のタイプによって、電動オイルポンプを必要としないものや電動オイルポンプを必要とするものが要求される。従って、このような要求を満たすためには、電動オイルポンプ付き仕様の変速機と電動オイルポンプなし仕様の変速機を２種類用意し、一方の変速機の変速機ケースには電動オイルポンプ用油路を形成し、他方の変速機ケースには電動オイルポンプ用油路を形成しないという対処策が考えられるが、この場合、２つの種類の変速機を製造することになり、製造コスト及び在庫コストに関して不利となる。また、電動オイルポンプ付き仕様の変速機だけとし、電動オイルポンプなし仕様の要求に対しては、電動オイルポンプ用油路を封鎖部材で塞ぐという対処策もあるが、やはり封鎖部材を用意しておくためのコストが余計にかかるという不利が生じる。

本発明の目的は、電動オイルポンプ付き仕様と電動オイルポンプなし仕様が混在するタイプの車両用駆動装置であっても、従来のようなコストアップ要因を抑制できる構造の車両用駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る、油圧により動作する変速機構を備えるとともにエンジンに接続されて用いられる車両用駆動装置の特徴構成は、前記変速機構を収容するケース本体部と、変速機構に圧油を供給するために前記ケース本体部に形成された供給油路と、前記エンジンと前記ケース本体部とを接続する接続ケース部と、前記ケース本体部と前記接続ケース部との接続領域に配置され、前記供給油路と接続される吸入油路と吐出油路とを有する機械式オイルポンプと、前記機械式オイルポンプと並列的に圧油を前記供給油路に供給することができる電動オイルポンプと、前記電動オイルポンプの吸入油路と吐出油路とを前記供給油路に連通するための前記接続ケース部に設けられた接続油路とを備えている。

この特徴構成によれば、電動オイルポンプ付き仕様に適合する、電動オイルポンプの吸入油路と吐出油路とを供給油路に連通するための接続油路を形成した接続ケース部と、電動オイルポンプなし仕様に適合する接続油路を形成しない接続ケース部とを用意するだけで、ケース本体部は共通に用いられる構造にすることができる。つまり、ケース本体部には電動オイルポンプのための油路を形成する必要がなく、共通化することができ、製造コスト及び在庫コストに関して好都合である。また、接続ケース部はエンジンと連結されるという構成上の要因から、エンジン仕様が微妙に異なるものに対してその形状を変更することが少なくなく、接続ケース部を電動オイルポンプ付き仕様と電動オイルポンプなし仕様の二種類に区分けすることの不利益は少ない。

ここで、前記接続油路は前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路とを介して前記供給油路に連通していると好適である。いずれにしても形成されている機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路を利用して、電動オイルポンプの接続油路と供給油路を流通させることができるので、電動オイルポンプの接続油路の設計的自由度が高まり、製造コスト的にも有利である。
例えば、接続ケース部とケース本体部との相互接当面で電動オイルポンプの接続油路を開口させるとともに供給油路の路壁の一部またはその分岐路を開口させ、互いの開口を連通させる油路構造を採用すると、油路形成が効率的となる。

また、前記電動オイルポンプが前記接続ケース部に取り付けられていると好適である。電動オイルポンプの吸入油路及び吐出油路を供給油路に接続する接続油路が接続ケース部に形成されているので、電動オイルポンプを接続ケース部に直接取り付けた場合、電動オイルポンプの吸入油路及び吐出油路と接続油路とのシール接続が簡単となる。

さらに、前記エンジンと接続ケース部と前記ケース本体部とが軸方向に接続され、前記接続ケース部がその前記ケース本体部側領域において前記機械式オイルポンプに対してオーバーラップするように径方向に延びる隔壁を備え、前記隔壁の軸方向を向いた前記接続ケース部のケース本体部側端面に前記接続油路の接続口が形成され、当該接続口が前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路の各端部に設けられた対向接続口あるいは供給油路に設けられた対向接続口とシール接続されると好適である。
この構成によれば、機械式オイルポンプの吸入油路及び吐出油路と接続ケース部に形成された接続油路の接続が簡単化され、コスト低減が可能となる。その際、さらに機械式オイルポンプを構築するポンプケースに前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路が設けられる構成を採用すれば、接続ケース部にポンプケースを装着するだけで、機械式オイルポンプの吸入油路及び吐出油路と接続油路とのシール接続が実現できるという利点が得られる。

また、前記接続ケース部には、トルクコンバータ、ダンパ、クラッチ、フライホイール、及び回転電機のすくなくとも１つを収容することができるように構成することで、接続ケース部の機能役割を最適に選択することができる。

本発明の実施形態に係る車両用駆動装置の主要部を示す部分断面図である。車両用駆動装置のスケルトン図である。ポンプケースを装着した状態での接続ケースの右側半分の正面図図４は接続ケースの右側半分の斜視図である。図３におけるＶ−Ｖ線断面図である。図３におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。機械式ポンプと電動オイルポンプと油路との相互関係を示す油圧回路図別実施形態での機械式ポンプと電動オイルポンプと油路との相互関係を示す油圧回路図

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この車両用駆動装置１の主要部を示す部分断面図である。図２は、車両用駆動装置１のスケルトン図である。図１は、トルクコンバータや変速機構などを収容するケース３が示されており、このケース３と連結されるエンジン１１はその外形が二点鎖線で示されている。ケース３は、ケース本体部２０と接続ケース部３０とを備えている。接続ケース部３０の内部にはトルクコンバータが収納され、接続ケース部３０の外部に電動オイルポンプ（以下単に電動ポンプと称する）７０が取り付けられている。油圧操作される変速機構１１がその内部に収納しているケース本体部２０は、図１では外形輪郭線のみで示されている。

この車両用駆動装置１では、ケース３の接続ケース部３０の前側端部にエンジン１１に連結固定され、接続ケース部３０の後側端部にケース本体部２０が連結固定されており、接続ケース部３０とケース本体部２０が軸方向に連結されている。

変速機構１４の構成については、詳細な説明は省略するが、図２から理解できるように、遊星歯車装置と当該遊星歯車装置の各回転要素の係合を行なうクラッチやブレーキ等の係合要素とからなる遊星式変速機構が主な構成要素となっている。もちろん、その他の変速機構、例えば、常時噛み合い式の歯車対とシンクロ機構とを備えた変速機構、ベルト式やトロイダル式等の各種の無段変速機構、回転電機と差動歯車装置とを組み合わせてなる電気的無段変速機構などを採用してもよいし、これらの組み合わせであってもよい。いずれにしても、このような変速機構１４には、クラッチ、ブレーキ等の係合要素、シンクロ機構やプーリの可動シーブ等の各部の動作用の油圧シリンダ等の油圧により動作する油圧機器が備えられることになる。また、図示はされていないが、接続ケース部３０の内部において、変速機構１４の下方に、変速機構１４へ供給する油圧を制御する油圧制御装置が配置されている。また、トルクコンバータ１２の入力部材としてのポンプインペラは、エンジン１１のクランクシャフト等のエンジン出力軸と一体回転するように連結されており、機械式オイルポンプ８０がポンプインペラまたはエンジン出力軸によって駆動されるように配置されている。なお、エンジン出力軸の軸芯は図１においてＸで示されている。

なお、本実施形態の説明では、エンジン１１に接続される側（図１における左側）を「前」、エンジン１１に接続される側とは反対側（図１における右側）を「後」とする。ケース３におけるオイルパン１４が設けられている側（図１における下側）を「下」、それとは反対側（図１における上側）を「上」とする。前方に向かって右側を「右」、左側を「左」とする。また、軸方向とはエンジン出力軸の軸芯Ｘに沿った方向であり、径方向とはエンジン出力軸の軸芯Ｘに直交する方向を実質的に意味している。

図１に模式的に示されているだけであるが、ケース本体部２０は、略円筒状の周壁２１と、前述した変速機構１４を収納しているその内部空間の後方を覆う、図示されていない後端壁とを有している。周壁２１の壁体部分には、油圧制御装置に圧油を供給する油路が形成されている。また、周壁２１の前端部には、接続ケース部３０に接続するための接続フランジ２２が設けられている。この接続フランジ２２には、締結部材としてのボルトが締結される締結孔が設けられている。

次に、接続ケース３０の構造を図３、図４、図５、図６を用いて説明する。図３は、後で説明する機械式オイルポンプ８０（以下、単に機械式ポンプと称する）のポンプケース８１を装着した状態での接続ケース３０のケース本体部２０側からみた右側半分の正面図であり、図４は接続ケース３０の右側半分の斜視図である。図５は図３におけるＶ−Ｖ線断面図であり、図６は図３におけるＶＩ−ＶＩ線断面図である。前述したように、接続ケース部３０は、ケース本体部２０の前方側（エンジン１１側）に連結され、エンジン１１とケース本体部２０とを接続する中継部材として形成されている。この実施形態では、接続ケース部３０は、主にトルクコンバータ１２を収容する内部空間を作り出している。このため、接続ケース部３０は、軸方向に延びた周壁３１と、ケース本体部２０の内部空間と境界付けている径方向に延びた隔壁３２を備えている。隔壁３２は、変速機構１４の前方を覆う壁となっている。この隔壁３２の径方向中央部に軸方向に貫通した開口部３９が設けられており、この開口部３９をここでは図示されていない中間軸が貫通するとともに回転可能に支持されている。この中間軸は、トルクコンバータ１２の出力軸であって変速機構１４の入力軸でもある。接続ケース部３０の周壁３１は、円筒状に形成されている。接続ケース部３０の前端部には、エンジン１１に接続するためのエンジン側フランジ３３が設けられている。このエンジン側フランジ３３には、ボルトを挿通するための挿通孔が設けられている。そして、この挿通孔に挿通されたボルトにより、接続ケース部３０がエンジン１１に締結固定される。また、接続ケース部３０の隔壁３２の外周部には、本体側フランジ３４が設けられており、この本体側フランジ３４にもボルトを挿通するための挿通孔が設けられている。図１で示すように、この挿通孔に挿通されたボルトが接続フランジ２２の締結孔に締結されることにより、ケース本体部２０と接続ケース部３０とが締結固定される。

図５と図６で点線のみでその一部が模式的に示されている機械式ポンプ８０は、ケース３内におけるケース本体部２０と接続ケース部３０との接続領域（ケース本体部２０の前端部領域）に配置されている。機械式ポンプ８０を構成するポンプケース８１が接続ケース部３０の隔壁３２に取り付けられるが、図５と図６とにはポンプケース８１の一部が図示されているだけである。このような機械式ポンプ８０の構造はよく知られているように、ポンプケース８１の内部に隔壁３２と協働してポンプ室が形成され、このポンプ室内にロータが回転可能に収容されている。ロータは、中間軸に連結されているので、この機械式ポンプ８０はトルクコンバータ１２を介してのエンジン１１の駆動力により駆動される。一般的には、機械式ポンプ８０は、内接歯車ポンプとされ、ロータを構成するインナロータとアウタロータの双方がポンプ室内に収容されるとともに、インナロータが中間軸に固定される。もちろん、機械式ポンプ８０は、外接歯車ポンプやベーンポンプタイプであってもよい。また図５と図６では点線で模式的に示されているだけであるが、ポンプケース８１にはケース内油路として吸入油路８４と吐出油路８５が形成されている。従って、機械式ポンプ８０は、ポンプケース８１内の吸入油路８４及び吐出油路８５、接続ケース部３０に設けられた主吸入油路３５及び主吐出油路３６、ケース本体部２０に形成されたここでは図示されていない供給油路を介して油圧制御装置等に連通接続されている。これにより、機械式ポンプ８０から吐出された圧油は、車両用駆動装置１の各油圧機器へ供給される。

この車両用駆動装置１は、上述した機械式ポンプ８０に加えて、油圧制御装置を介して変速機構１４等の車両用駆動装置１の各部へ供給するための油圧を発生させる電動ポンプ７０を備えている。すなわち、電動ポンプ７０も、機械式ポンプ８０と同様に、オイルパンに溜まった油を吸入し、圧油を車両用駆動装置１の各部へ供給する。電動ポンプ７０は、油圧を発生させるポンプ本体と、ポンプ本体の駆動力源としての電動機とを備えている。この電動機は、エンジン等の車両の駆動力源とは別に設けられており、図示しないバッテリ等の電力を利用して動作する。また、電動ポンプ７０のポンプ本体は、本例では内接歯車ポンプとされ、ロータを構成するインナロータとアウタロータの双方がポンプ室内に収容されるとともに、インナロータが電動機により回転駆動される構成となっている。なお、電動ポンプ７０の構成は、これに限定されるものではなく、また、ポンプの形式としても、外接歯車ポンプやベーンポンプ等としても好適である。このような電動ポンプ７０を構成する電動機及びポンプ本体は、電動ポンプケース７１内に収容されている。図３から明らかなように、電動ポンプケース７１は、接続ケース部３０の左側面の中央より少し下方にポンプ取付フランジ３７が突出形成されている。このポンプ取付フランジ３７には、電動ポンプケース７１の取付座７２と密着接当する、当該ポンプ取付フランジ３７の取付座７２に当接する被取付座３７ａが形成されている。電動ポンプケース７１にはポンプ内油路として、吸入油路７３と吐出油路７４が形成されており、電動ポンプケース７１の取付座７２の座面で開口している。また、主吸入油路３５及び主吐出油路３６の一部はポンプ取付フランジ３７の取付座７２まで延びて取付座７２の座面で開口しており、電動ポンプケース７１が接続ケース部３０に取り付けられた際に、吸入油路７３及び吐出油路７４の開口とシール接続される。

次に、図７の油圧回路図を用いて、機械式ポンプ８０と電動ポンプ７０における圧油供給のための供給油路構成の概略を説明する。機械式ポンプ８０の供給油路９は、吸入側の第１供給油路９ａと第２供給油路９ｂとからなる。第１供給油路９ａはケース本体部２０に形成された本体側第１供給油路９１と、接続ケース部３０に形成された接続ケース側供給油路である主吸入油路３５とを備え、第２供給油路９ｂはケース本体部２０に形成された第２本体側供給油路９２と、接続ケース部３０に形成された接続ケース側供給油路である主吐出油路３６とを備えている。
この実施形態では、電動ポンプ７０は、機械式ポンプの主吸入油路３５とシール接続される吸入接続油路９３とを介して第１供給油路９ａと連通し、機械式ポンプの主吐出油路３６とシール接続される吐出接続油路９４とを介して第２供給油路９ｂと連通している。つまり、機械式ポンプ８０と電動ポンプ７０は変速機構１４に圧油を供給する供給油路９に対して並列的に接続されており、どちらか一方のポンプから変速機構１４に圧油を供給することができる。
さらに、電動ポンプ７０の吐出接続油路９４には、機械式ポンプ８０によって油圧を発生させているときに電動ポンプ７０へ圧油が逆流することを防ぎ、主吐出油路３６や第２本体側供給油路９２からの過剰圧から電動ポンプ７０を保護するための逆止弁９５が設けられている。

図５と図６とから理解できるように、機械式ポンプ８０が、実質的には、接続ケース部３０の隔壁３２に設けられている開口部３９の内側空間に径方向に沿う形で配置されている。言い換えると、接続ケース部３０の隔壁３２が、周壁３１の接続ケース部３０のケース本体部２０側領域から機械式ポンプ８０に対してオーバーラップするように径方向に延びている。そして、その隔壁３２の軸方向でケース本体部２０に向き合った端面に吸入接続油路９３と吐出接続油路９４が接続口として開口しており、当該接続口がポンプケース８１に形成された機械式ポンプ８０の吸入油路８４と吐出油路８５の各端部に設けられた対向接続口とシール接続される。

図１、図３、図４から明らかなように、電動ポンプ７０は、複数の締結部材としての締結ボルト３８によりポンプ取付フランジ３７に取り付けられる。本例では、電動ポンプ７０は、３本の締結ボルト３８によりポンプ取付フランジ３７に取り付けられている。そのため、電動ポンプケース７１には、締結ボルト３８を挿通するための挿通孔が複数（本例では３個）設けられている。また、ポンプ取付フランジ３７には、締結ボルト３８が締結される締結孔が複数（本例では３個）設けられている。これらの挿通孔と締結孔とは、互いに対応する位置に配置されている。そして、電動ポンプケース７１の挿通孔に挿通された締結ボルト３８が締結孔に締結されることにより、電動ポンプ７０がポンプ取付フランジ３７に締結固定される。

このように、電動ポンプ７０をポンプ取付フランジ３７に取り付けたことにより、図１に示すように、接続ケース部３０の周壁３１と径方向にオーバーラップするように、電動ポンプ７０が配置されることになる。従って、電動ポンプ７０が軸方向に関して接続ケース部３０から突出せず、径方向に関して接続ケース部３０の下面から突出しない。従って、車両の最低地上高を容易に確保することができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記の実施形態では、電動ポンプ７０の吸入接続油路９３は接続ケース部３０に形成された主吸入油路３５と接続されるとともに、電動ポンプ７０の吐出接続油路９４は接続ケース部３０に形成された主吐出油路３７と接続されていた。しかしながら、電動ポンプ７０の吸入接続油路９３及び吐出接続油路９４と供給油路９との接続構成は上記の形態に限定されるわけではない。例えば、図８に示すように、電動ポンプ７０の吸入接続油路９３をケース本体部２０に形成された第１本体側供給油路９１に直接シール接続するとともに、電動ポンプ７０の吐出接続油路９４をケース本体部２０に形成された第２本体側供給油路９２に直接シール接続してもよい。また、上述した接続構成を組み合わせてもよい。本発明の重要な点は、電動ポンプ７０の吸入油路７３と吐出油路７４とを第１本体側供給油路９１と第２本体側供給油路９２とに接続するための接続油路としての吸入接続油路９３及び吐出接続油路９４とが接続ケース部３０に形成されていることである。

（２）上記の実施形態では、接続ケース部３０に、トルクコンバータ１２を収容した構成を例として説明した。しかし、本発明の実施形態はこれに限定されるものではない。つまり、接続ケース部３０には、トルクコンバータ、ダンパ、クラッチ、フライホイール、及び回転電機のいずれか、あるいはトルクコンバータも含め、上記機器のすくなくとも１つが収容中から選択される２つ以上を収容することも本発明の好適な実施形態の一つである。ここで、回転電機は、エンジン１１とともに車両の駆動力源となるものであり、必要に応じて電動機又は発電機として機能するモータ・ジェネレータが用いられると好適である。このような回転電機を備える駆動装置は、ハイブリッド車両用の駆動装置となる。ハイブリッド車両用の駆動装置としては、回転電機を１つ又は２つ以上備えるものがある。回転電機は、接続ケース部３０内に収容する他、変速機構１４とともにケース本体部２０に収容する構成としても好適である。回転電機を備えたハイブリッド車両用の駆動装置では、機械式ポンプ８０は、車両の駆動力源としてのエンジン１１及び回転電機の一方又は双方の駆動力により駆動される。

（３）上記の実施形態では、電動ポンプ７０は接続ケース部３０の周壁３１の左下領域に取り付け支持されていたが、その他の周壁３１の領域に取り付け支持される構成を採用してもよい。また、電動ポンプ７０を接続ケース部３０ではなく、ケース本体部２０に取り付け支持させる構成を採用してもよい。

本発明は、油圧により動作する変速機構を備え、エンジンに接続されて用いられる車両用駆動装置であって、前記変速機構へ供給するための油圧を発生させる電動ポンプを備えるものに好適に利用可能である。

１：車両用駆動装置
３：ケース
９：供給油路
９ａ：第１供給油路
９ｂ：第２供給油路
９１：第１本体側供給油路
９２：第２本体側供給油路
９３：吸入接続油路
９４：吐出接続油路
１１：エンジン
２０：ケース本体部
３０：接続ケース部
３１：周壁
３２：隔壁
３５：主吸入油路
３６：主吐出油路
３９：開口部
７０：電動ポンプ
７１：電動ポンプケース
７３：吸入油路
７４：吐出油路

Claims

油圧により動作する変速機構を備え、エンジンに接続されて用いられる車両用駆動装置であって、
前記変速機構を収容するケース本体部と、
変速機構に圧油を供給するために前記ケース本体部に形成された供給油路と、
前記エンジンと前記ケース本体部とを接続する接続ケース部と、
前記ケース本体部と前記接続ケース部との接続領域に配置され、前記供給油路と接続される吸入油路と吐出油路とを有する機械式オイルポンプと、
前記機械式オイルポンプと並列的に圧油を前記供給油路に供給することができる電動オイルポンプと、
前記電動オイルポンプの吸入油路と吐出油路とを前記供給油路に連通するための前記接続ケース部に設けられた接続油路と、
を備えている車両用駆動装置。
前記接続油路は前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路とを介して前記供給油路に連通している請求項１に記載の車両用駆動装置。
前記接続油路は前記供給油路に直接接続されている請求項１に記載の車両用駆動装置。
前記電動オイルポンプが前記接続ケース部に取り付けられている請求項１から３のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
前記エンジンと接続ケース部と前記ケース本体部とが軸方向に接続され、
前記接続ケース部がその前記ケース本体部側領域において前記機械式オイルポンプに対してオーバーラップするように径方向に延びる隔壁を備え、前記隔壁の軸方向を向いた前記接続ケース部のケース本体部側端面に前記接続油路の接続口が形成され、当該接続口が前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路の各端部に設けられた対向接続口あるいは供給油路に設けられた対向接続口とシール接続される請求項１から４のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
前記機械式オイルポンプを構築するポンプケースに前記機械式オイルポンプの吸入油路と吐出油路が設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。
前記接続ケース部には、トルクコンバータ、ダンパ、クラッチ、フライホイール、及び回転電機のすくなくとも１つが収容されている請求項１から６のいずれか一項に記載の車両用駆動装置。