JP5654374B2

JP5654374B2 - オイルポンプの駆動制御装置

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Publication number: JP5654374B2
Application number: JP2011020657A
Authority: JP
Inventors: 政夫相良; 秀作兼保
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2031-02-02
Also published as: JP2012159167A

Description

本発明は、車両の自動変速機などの圧力源としての利用に適したオイルポンプの駆動制御に関し、特に、エンジンからの入力回転を利用するだけでなく、電動モータによってもオイルポンプを駆動できるようにしたいわゆるハイブリッドタイプのものに係る。

従来より、この種のハイブリッドタイプのオイルポンプとしては、例えば特許文献１に開示されているように、外接歯車式ポンプを構成する２つのギアの一方をエンジンで駆動し、他方を電動モータで駆動し、エンジンと一方のギアとの間および電動モータと他方のギアとの間にワンウェイクラッチを設けたオイルポンプが公知である。

特許文献１に記載のものでは、オイルポンプの同一の駆動軸に別々の原動機を接続することなく、第１ギアおよび第２ギアのそれぞれに別々の原動機を接続してオイルポンプを駆動できるので、それらの駆動系を含むレイアウトの自由度が増大し、装置の小型化に有利になる。

また、特許文献２に開示されるように、外接歯車式ポンプを構成する２つのギアの一方をエンジンで駆動し、他方を電動モータで駆動し、エンジンと一方のギアとの間に電磁クラッチを設け、オイル温度が所定値未満のときはエンジンで、所定値以上のときは電動モータで選択的に駆動するオイルポンプも公知である。

特許文献２に記載のものでは、冷間始動直後のようにオイルの粘度が高い（オイル温度が所定値未満である）とき、オイルポンプの駆動負荷は著しく大きくなるので、エンジン回転速度にかかわらず、エンジンからの入力回転によって機械的にオイルポンプを駆動する一方、所定値以上のオイル温度では、オイルポンプを電動モータによって駆動する。また、クラッチ係合のための油圧をエンジン駆動ではなくモータ駆動によるポンプで発生させているため、自動変速機を備えた車において、アイドリングストップ中であっても、自動変速機を制御する油圧を確保することができる。このように、油圧制御性や電動モータの耐久性の問題が生じないようにすることができる。

特開２００５−３０５１７号公報特開２００８−２０８９６７号公報

しかし、オイルポンプの駆動制御装置において、上述の油圧制御性や電動モータの耐久性の問題が生じないようにする場合、特許文献１に記載のオイルポンプでは、エンジンとギヤとの間にワンウェイクラッチが設けられているため、エンジン運転中はオイル温度上昇後であっても、オイルポンプをエンジンから切り離して電動モータのみで駆動することはできない。オイル温度上昇後に電動モータのみにより駆動するためには、ワンウェイクラッチを電磁クラッチに交換する必要があり、もし電磁クラッチを用いるとすると、電磁クラッチは機構が複雑で大型であり、さらに、その制御にセンサおよび電気回路を必要とするため、製造コストが高くなるという問題がある。

また、特許文献２に記載のオイルポンプでは、上述の油圧制御性や電動モータの耐久性は満たしているが、電磁クラッチを設けていること、オイルポンプが外接歯車式ポンプであること、変速機内にオイルポンプを組み込むためのスペースが必要であることから、オイルポンプの駆動制御装置の大型化、構造の複雑化、製造コストの上昇を招いてしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、オイルポンプにおいて、電動モータの耐久性やオイル粘度が高いときの油圧制御性は満たしつつ、装置の小型化、構造の簡素化、ひいてはコストダウンを実現させることにある。

上記の目的を達成するために、本発明では、オイルポンプとして内接歯車式ポンプを採用し、エンジンの駆動力をインナロータに伝え、電動モータの駆動力をアウタロータに伝えるようにし、かつエンジンからインナロータへの動力伝達経路にクラッチを配設するようにしたものである。

具体的に請求項１の発明は、アウタロータとインナロータとを、アウタロータの内歯とインナロータの外歯とが噛合するように配設した内接歯車式のオイルポンプの駆動制御装置であって、上記アウタロータを筒状ロータによって直接回転駆動する電動モータと、上記インナロータと同軸上に設けられ、エンジンによって回転駆動されるエンジン入力軸と、上記エンジン入力軸の回転が上記インナロータに伝達されるようにする接続状態と、該伝達を遮断する遮断状態とになるように上記インナロータの軸方向に移動するクラッチと、上記クラッチを上記接続状態または上記遮断状態になるように移動するクラッチ作動手段とを備えるように構成したものである。

したがって、エンジン停止時であっても、オイルポンプを電動モータで駆動して油圧を確保することができ、このときは、クラッチを遮断状態にすることにより、オイルポンプに余分な負荷がかかることを避けることができる。また、クラッチを接続状態にすると、オイルポンプを電動モータによらずエンジンのみで駆動することができ、例えば寒冷地における冷間始動直後のようにオイル粘性が高いとき（オイル温度が低いとき）の吐出圧確保に有利になる。さらに、オイル温度が高くなり、オイル粘性が低くなったときに、クラッチを遮断状態にして電動モータのみでオイルポンプを駆動することができ、電動モータの耐久性確保に有利になる。

そうして、オイルポンプを内接歯車式とし、そのアウタロータを電動モータの筒状ロータで直接回転駆動するようにしたことにより、構造の簡素化が図れ、装置の小型化に有利になる。また、インナロータとエンジン入力軸とを同軸に配置し両者をクラッチにて断接するようにしたことにより、構造の簡素化が図れ、装置の小型化に有利になる。

好ましいのは、上記クラッチ作動手段は、上記クラッチを上記接続状態になるように付勢するスプリングと、上記クラッチを当該ポンプの吐出圧により上記スプリングの付勢に抗して上記遮断状態にする吐出圧導入手段とを備えていることである（請求項２）。

これにより、クラッチを電磁式とすることなく、オイルポンプのオイル吐出圧を利用してクラッチを作動させることができ、構造の簡素化が図れ、装置の小型化に有利になる。

さらに好ましいのは、上記吐出圧導入手段は、上記吐出圧を上記クラッチに導入する油路と、該油路を開閉する開閉弁と、オイル温度が所定値以上になったときに、上記クラッチが上記接続状態から上記遮断状態になるように上記開閉弁を閉状態から開状態にする感温部材とを備えていることである（請求項３）。

したがって、オイル温度が所定値未満であるときは、油路が閉状態であるため、オイル吐出圧がクラッチに導入されず、クラッチは接続状態であり、オイルポンプはエンジンによって駆動される。一方、オイル温度が所定値以上になったときには、感温部材の作動によって自動的に油路が開状態となり、オイル吐出圧がクラッチに導入されるので、クラッチは遮断状態になる。その結果、エンジンによるオイルポンプの駆動から電動モータによるオイルポンプの駆動に移行することができる。このような感温部材の利用によるクラッチ作動の自動化により、構造の簡素化が図れ、装置の小型化に有利になる。

さらに、温度変化に伴うオイルの粘度変化がなくなってからモータ駆動に切り替わるようにすれば、モータ制御によってオイルの吐出量を極めて正確に制御することができる。そして、電動モータによりオイルポンプを駆動して、オイルの吐出量を自由に制御することができるので、例えばエンジンの高回転域においてもオイルポンプの回転数があまり上がらないようにして、余計なオイルの供給を行わないようにすることができる。また、オイルポンプが必要以上に高速で作動することはなくなり、これによって動力損失や騒音、キャビテーションによるエロージョン等の問題が生じることもない。

さらに好ましいのは、上記クラッチは、上記接続状態への移動によって上記インナロータと共に回転するように該インナロータに係合し、上記遮断状態への移動によって上記インナロータとの係合が解除されることである（請求項４）。

これにより、クラッチを遮断状態にして電動モータにてオイルポンプを駆動するとき、クラッチがインナロータに連れ回ることが避けられ、駆動負荷の低減に有利になる。

さらに好ましいのは、上記クラッチは、ロッド状をなし、かつ上記インナロータと同軸上に設けられており、上記クラッチの周面から出没可能となるように突出方向にスプリング付勢されたボールを周方向に間隔をおいて複数備え、上記インナロータは、その軸心部に上記クラッチが嵌まる嵌合孔を有し、該嵌合孔内周面には、上記ボールが係合するための軸方向に延びる係合溝を複数備えていることである（請求項５）。

これにより、クラッチが遮断状態から接続状態になるように移動するときに、クラッチのボールとインナロータの係合溝との回転位相がずれていても、ボールの出没により、クラッチがインナロータの嵌合孔にスムーズに嵌まり、そして、クラッチとインナロータとの相対回転によって、ボールの出没により、ボールがインナロータの係合溝にスムーズに係合する。

本発明に係るオイルポンプの駆動制御装置は、オイルポンプを内接歯車式としたこと、アウタロータを電動モータの筒状ロータによって直接回転駆動するようにしたこと、インナロータとエンジン入力軸とを同軸に配置し両者をクラッチにて断接するようにしたことによって、構造の簡素化、装置の小型化を図ることができる。

また、オイル温度が低いときにはエンジンからの入力回転によりオイルポンプを駆動し、オイル温度が高いときには電動モータによりオイルポンプを駆動するように構成すると、寒冷地等でもオイルポンプを確実に駆動することができるとともに、電動モータの耐久性を確保する上で有利であり、しかもオイル粘度が高いときの油圧制御性をも満たすことができる。

実施形態１に係るオイルポンプの駆動制御装置の断面図である。図１においてクラッチ軸が左に移動した状態（遮断状態）の断面図である。図１におけるクラッチ軸およびインナロータのＡ−Ａ線断面図である。オイルの温度と粘度との関係を示すグラフである。実施形態２に係るオイルポンプの駆動制御装置の断面図である。図５においてクラッチ軸が左に移動した状態（遮断状態）の断面図である。図５におけるクラッチ軸およびエンジン入力軸のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物あるいはその用途を制限することを意図するものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施例になる自動車に搭載されたオイルポンプの駆動制御装置を示している。オイルポンプとして内接歯車式ポンプを採用している。同図において、１はポンプカバー、２ａはインナハウジング、２ｂはアウタハウジングである。ポンプカバー１およびインナハウジング２ａ間の空所内に、ポンプとして機能するインナロータ３およびアウタロータ４と電動モータ５とが組み込まれている。アウタロータ４の内歯にインナロータ３の外歯が部分的に噛合し、ポンプ室６３の軸方向における両側はポンプカバー１と蓋部材１５とで塞がれている。アウタロータ４の内歯とインナロータ３の外歯との間にポンプ室６３が形成されている。

電動モータ５は、ブラシレスモータであり、アウタロータ４を直接駆動できるようにアウタロータ４の外周部分に設けられている。電動モータ５は、筒状のステータ５２と、ステータ５２の内側にて回転するロータ５１とを備える。ロータ５１は、内側に位置する強磁性体の鉄製バックヨーク５１ａと外側に位置する永久磁石５１ｂとが一体となった２層構造の円筒形状をなしている。ロータ５１は、アウタロータ４の外周に、軸方向の蓋部材１５側に延出するように固定されており、アウタロータ４に対してロータ５１が軸周りに回転しないようになっている。そして、ステータ５２は、ロータ５１の外周に沿うとともにインナハウジング２ａの内周に沿うように等間隔に配設された複数のコイルから構成されている。上記複数のコイルを用いてインナロータ３およびアウタロータ４の軸心を中心に一方側に回転するように磁界をかけると、その磁界の回転と永久磁石５１ｂとの吸引・反発作用に基づいてアウタロータ４が一方側に回転し、それに伴ってインナロータ３も一方側に連動回転するようになっている。

ポンプカバー１側には、ポンプ室６３の容積が次第に大きくなる部分に連通し、外部からポンプ室６３まで流体としてのオイルが流入する吸入孔６１と、ポンプ室６３の容積が次第に小さくなる部分に連通し、ポンプ室６３から外部までオイルが流出する吐出孔６２とが設けられている。吸入孔６１のポンプ室６３側には、アウタロータ４の内周に沿って延びる吸入ポート６１ａが形成されている。また、吐出孔６２のポンプ室６３側には、ポンプカバー１の中心を挟んで吸入ポート６１ａに対応するように、アウタロータ４の内周に沿って延びる吐出ポート６２ａが形成されている。インナロータ３およびアウタロータ４を回転させることにより、オイルを吸入ポート６１ａからポンプ室６３に吸入し、ポンプ室６３から吐出ポート６２ａへと吐出するように構成されている。

インナロータ３、蓋部材１５、およびインナハウジング２ａの各中心部にはインナロータ３の軸方向（以下、横方向という）に貫通孔９１、９２、９３が形成されており、貫通孔９１〜９３にはクラッチ軸７が横方向に挿通している。クラッチ軸７は、半径の異なる円柱状のクラッチ軸大径部７１、クラッチ軸小径部７２および嵌合部７３を組み合わせた形状を有し、具体的にはクラッチ軸７は、ポンプカバー側（以下、左側という）から反ポンプカバー側（以下、右側という）に向かって、クラッチ軸大径部７１、クラッチ軸小径部７２、嵌合部７３の順に同心となるように構成されており、貫通孔９１〜９３を横方向に摺動可能である。また、クラッチ軸大径部７１の左側には圧縮バネ７４が設けられている。

また、アウタハウジング２ｂには、エンジン入力軸８がクラッチ軸７と同心にして、軸受９５により回転自在に支持されている。エンジン入力軸８の左端部と嵌合部７３の右端部とはスプライン嵌合などにより、クラッチ軸７の移動にかかわらず、エンジン入力軸８とクラッチ軸７とが一体回転するように嵌合しているようにする。なお、アウタハウジング２ｂには、オイルが外部に漏出するのを防止するオイルシール１６が設けられている。

さらに、エンジン入力軸８にはプーリ１３が設けられ、プーリ１３にはエンジンのクランク軸の回転をエンジン入力軸８に伝える伝動ベルト１２が巻き掛けられている。このように伝動ベルト１２およびプーリ１３を介してエンジンの駆動力を伝達することにより、エンジン入力軸８はエンジンによって回転駆動される。また、自動変速機の外にオイルポンプおよびその駆動制御装置を設けることができるので、レイアウトの自由度も増大する。

インナロータ３の貫通孔９１は、半径の異なる貫通孔大径部９１ａ、貫通孔小径部９１ｃおよび円錐台形部９１ｂを組み合わせた形状であり、具体的には貫通孔９１は、左側から右側に向かって貫通孔大径部９１ａ、円錐台形部９１ｂ、貫通孔小径部９１ｃの順に同心となるように構成されており、円錐台形部９１ｂは左側から右側に向かって貫通孔大径部９１ａから貫通孔小径部９１ｃへと縮径する形状である。

図３は、クラッチ軸７およびインナロータ３のＡ−Ａ線断面図を示す。クラッチ軸大径部７１にはその外周面に開口する孔７１ａが径方向内側に延びて形成されており、孔７１ａにはその深さ方向に伸縮可能なバネ７５が設けられている。バネ７５の径方向外側先端にはボール７６が設けられている。孔７１ａは、クラッチ軸大径部７１の周方向に９０度間隔で４つ設けられており、すべての孔７１ａにバネ７５およびボール７６が設けられている。

クラッチ軸大径部７１はインナロータ３の貫通孔９１に挿通されており、クラッチ軸７の進退により、ボール７６が貫通孔大径部９１ａと貫通孔小径部９１ｃとの間を移動する。ボール７６が貫通孔小径部９１ｃにあるときは、バネ７５の付勢力により、貫通孔小径部９１ｃの内周面に接触する。そして、クラッチ軸７が左側に摺動してボール７６が貫通孔大径部９１ａ内に位置するときには、バネ７５が自然長の状態においてボール７６が貫通孔大径部９１ａ内周面に接触しないように設けられている。そして、ボール７６を孔７１ａ内に挿入後、孔７１ａの開口部の直径がボール７６の直径より僅かに小さくなるように、孔７１ａの開口部近傍を変形させることにより、ボール７６が孔７１ａから飛び出さないようにすれば、ボール７６が貫通孔大径部９１ａ内に位置するときに、より確実にボール７６と貫通孔大径部９１ａ内周面との接触を防止することができる。

貫通孔小径部９１ｃ内周面には横方向に延びた溝９４が形成されており、溝９４は周方向に９０度間隔で４つ設けられている。ボール７６はバネ７５によってクラッチ軸大径部７１の径方向外側に付勢されているので、ボール７６は溝９４に嵌合可能である。ボール７６が溝９４に嵌合されているときには、クラッチ軸７が回転すると、クラッチ軸７とインナロータ３が一体となって回転する。たとえ、ボール７６が溝９４に嵌合していない状態（ボール７６と溝９４との回転位相がずれている状態）であったとしても、クラッチ軸７とインナロータ３との相対回転によって、ボール７６は溝９４にスムーズに嵌合する。

上述のとおり、クラッチ軸７は貫通孔９１〜９３を横方向に摺動可能なように設けられている。そして、インナロータ３とエンジン入力軸８とをクラッチ軸７にて断接するようにしている。具体的には、クラッチ軸７はエンジン入力軸８の回転がインナロータ３に伝達されるようにする接続状態と、その伝達を遮断する遮断状態とになるように貫通孔９１〜９３を横方向に移動可能に設けられており、クラッチ作動手段によって、クラッチ軸７を接続状態または遮断状態になるように移動するものである。そして、クラッチ作動手段は、接続状態になるようにクラッチ軸７を付勢する圧縮バネ７４および圧縮バネ７４の付勢力に抗して遮断状態にする吐出圧導入手段によって構成されている。吐出圧導入手段は蓋部材１５に設けられており、以下、具体的に説明する。

蓋部材１５の貫通孔９２には、クラッチ軸大径部７１の右端部およびクラッチ軸小径部７２の左端部が挿入されている。クラッチ軸小径部７２は貫通孔９２より小径なので、貫通孔９２内には環状の中空部分１１が生じる。蓋部材１５には、中空部分１１へポンプ室６３の吐出側からオイルを導入するための油路１０が形成されている。油路１０は、第１油路１０ａ、第２油路１０ｂ、第３油路１０ｃから構成される。第１油路１０ａは、中空部分１１からインナハウジング２ａの径方向外側に延びている油路である。第２油路１０ｂは、第１油路１０ａより大径であって、第１油路１０ａの反中空部分１１側に形成された油路である。第３油路１０ｃは、横方向に形成された油路であって、第２油路１０ｂと吐出ポート６２ａとを連絡している油路である。以下、第１油路１０ａの中空部分１１側を下側、反中空部分１１側を上側と表す。

第１油路１０ａおよび第２油路１０ｂ内には下側から順に、感温部材としての形状記憶合金バネ４１、開閉弁としてのボール４２、バイアスバネ４３の順に配置されている。形状記憶合金バネ４１は、温度の上昇につれてバネ定数が増加するが、一度高温にした後に低温にしても伸長した状態のままで復元されない。そこで、バイアスバネ４３と形状記憶合金バネ４１とを対向させ、低温になったときにバイアスバネ４３の付勢力によって形状記憶合金バネ４１を収縮して復元することにより、２方向性のアクチュエータとして使用することができる。ボール４２は、上下に移動可能であり、バイアスバネ４３からの下側への付勢力を受け、高温時のみ形状記憶合金バネ４１からの上側への付勢力を受ける。ボール４２は第１油路１０ａより大径であり、第２油路１０ｂより小径なので、バイアスバネ４３の付勢力によって第１油路１０ａの上端に保持されているときには、第１油路１０ａと第２油路１０ｂとの間でのオイルの流動は遮断される。温度上昇に伴って形状記憶合金バネ４１の付勢力が増大し、ボール４２が第１油路１０ａの上端から離れると、第１油路１０ａおよび中空部分１１にオイルが流入可能な状態となり、オイル吐出圧がクラッチ軸７に導入される。以上、油路１０、形状記憶合金バネ４１、ボール４２、およびバイアスバネ４３によって吐出圧導入手段が構成されている。

嵌合部７３の左端の左側上部近傍に非接触タイプの位置センサ１４が設けられている。位置センサ１４は、クラッチ軸７の移動を検知し、クラッチ軸７が所定の位置より左に位置するとき、すなわち遮断状態に切り替わる直前に、電動モータ５に信号を送り、電動モータ５を駆動させる。

図４は、オイル温度とオイルの粘度との関係の一例を示したグラフである。図４においては、オイル温度が０度未満のときには、オイル温度の上昇に伴いオイルの粘度が低下して、オイルを押し出すオイルポンプの負荷が低下する。図４においては、オイル温度が０度以上になるとオイルの粘度が略一定となるので、オイル温度の所定値を０度以上として、オイル温度が所定値未満であれば、電動モータ５の駆動を停止させ、かつエンジンの駆動力をインナロータ３に伝達することによってインナロータ３を駆動させ、所定値以上であれば、電動モータ５を駆動させ、かつエンジンの駆動力をインナロータ３に伝達せずにインナロータ３の駆動を停止させる。そのために、オイル温度が所定値において油路１０が開状態と閉状態とで切り替わるように、形状記憶合金バネ４１およびバイアスバネ４３を調整しておく。

図１は、クラッチ軸７とインナロータ３とがボール７６を介して締結されている状態、すなわちエンジンの駆動力をインナロータ３に伝達する状態（接続状態）のオイルポンプの駆動制御装置を示しているが、図２は、クラッチ軸７が左に移動したため、クラッチ軸７とインナロータ３とがボール７６を介して締結されていない状態、すなわちエンジンの駆動力をインナロータ３に伝達しない状態（遮断状態）のオイルポンプの駆動制御装置を示している。

インナロータ３およびアウタロータ４の回転動作は、アウタロータ４を主動ロータとして回転させ、インナロータ３を従動ロータとして連動回転させる回転動作と、インナロータ３を主動ロータとして回転させ、アウタロータ４を従動ロータとして連動回転させる回転動作とのいずれか一方による。アウタロータ４を主動ロータとして回転させる状態と、インナロータ３を主動ロータとして回転させる状態との切り替えは、クラッチ軸７が横方向に移動し、接続状態と遮断状態とを切り替えることにより行われる。具体的には、図１の接続状態では、クラッチ軸７と一体となったインナロータ３が主動ロータとなって、アウタロータ４を従動ロータとして連動回転する一方、図２の遮断状態では、電動モータ５によってアウタロータ４を直接回転駆動し、アウタロータ４が主動ロータとなって、インナロータ３を従動ロータとして連動回転する。

冷間始動時のようにオイル温度が低温であるとき、油路１０は閉状態であり、中空部分１１にオイルは導入されていない。よって、クラッチ軸７にはオイルポンプの吐出圧が導入されず、クラッチ軸７の横方向には圧縮バネ７４の付勢力のみが加えられた状態であり、クラッチ軸７とインナロータ３とがボール７６を介して締結されている状態、すなわち接続状態である。以下、接続状態から遮断状態への切り替え、および遮断状態から接続状態への切り替えについて説明する。

〔接続状態から遮断状態への切り替え〕
エンジンの駆動により、第２油路１０ｂに流入しているオイル温度が上昇すると、第２油路１０ｂ近傍にある形状記憶合金バネ４１の温度もオイル温度と略同じ温度へと上昇する。形状記憶合金バネ４１は温度が上昇するにつれてバネ定数が増加するため、オイル温度が上昇するにつれて形状記憶合金バネ４１の付勢力が増し、ボール４２に下側から加わる力が増加する。そして、オイル温度が所定値以上になると、バイアスバネ４３の付勢力に抗して、形状記憶合金バネ４１がボール４２を第１油路１０ａ上端より上側へと押動し、油路１０がボール４２によって遮断されることなくオイルが流動可能な状態となる。オイルが流動可能な状態になると、オイルポンプの吐出圧が、第２油路１０ｂから第１油路１０ａ、さらに中空部分１１に加わるため、クラッチ軸大径部７１を左側へと押す力が加わる。これにより、クラッチ軸７は圧縮バネ７４の付勢力に抗して左側に移動する。

クラッチ軸７が一定以上の距離を左側に移動すると、ボール７６は貫通孔小径部９１ｃよりも左側に移動するので、ボール７６と溝９４との嵌合が解除される。ボール７６と溝９４との嵌合が解除されることにより、クラッチ軸７とインナロータ３とは締結されていない状態となり、エンジン入力軸８の駆動力は、クラッチ軸７には伝達されるがインナロータ３には伝達されず、遮断状態となる。遮断状態では、クラッチ軸７がインナロータ３に連れ回ることが避けられ、電動モータ５の駆動負荷が低減される。

クラッチ軸７が接続状態のときより左側へ移動して遮断状態になる直前の位置に達したことが、位置センサ１４によって検知されると、電動モータ５が作動する。これにより、電動モータ５によってアウタロータ４が直接回転駆動され、アウタロータ４を主動ロータとして回転させて、インナロータ３を従動ロータとして連動回転させるようになる。すなわち、インナロータ３を主動ロータとして回転させる状態からアウタロータ４を主動ロータとして回転させる状態へと切り替わる。こうして、遮断状態では、クラッチ嵌合のための油圧をモータ駆動によるポンプで発生させることにより、アイドリングストップ中であっても、自動変速機を制御する油圧を確保することができる。

〔遮断状態から接続状態への切り替え〕
電動モータ５の停止により、オイルポンプの吐出圧がなくなると、圧縮バネ７４の付勢力によってクラッチ軸大径部７１から中空部分１１へと力がかかるので、中空部分１１から油路１０を介してオイルポンプへとオイルを押し戻す動きが生じる。このとき、ボール７６と溝９４との回転位相がずれていても、ボール７６は出没可能であるから、ボール７６が貫通孔小径部９１ｃにスムーズに嵌まる、すなわち、クラッチ軸７は右へ移動し、ボール７６は貫通孔小径部９１ｃに至る。

その後、オイル温度が低下すると、形状記憶合金バネ４１の温度も低下する。形状記憶合金バネ４１は温度が低下するにつれてバネ定数が減少するため、低温になるとバイアスバネ４３の方が形状記憶合金バネ４１よりバネ定数が大きくなる。よって、バイアスバネ４３が伸長し、バイアスバネ４３の付勢力によって形状記憶合金バネ４１が収縮することにより、ボール４２が第１油路１０ａ上端に保持され、油路１０が閉状態となる。

ボール７６が溝９４に嵌合していない状態であったとしても、エンジンを駆動させるとクラッチ軸７は回転するので、クラッチ軸７とインナロータ３との相対回転によって、ボール７６が溝９４にスムーズに嵌合する。こうして、ボール７６は、溝９４に嵌合した状態（図１の状態）となり、クラッチ軸７とインナロータ３とは一体となって回転する接続状態となる。

（実施形態２）
実施形態２も実施形態１と同様に接続状態と遮断状態とをクラッチ軸７の移動によって切り替えることができるオイルポンプである。しかし、クラッチ軸７とインナロータ３とがボール７６を介して締結されているか否かによりクラッチを切り替えていた実施形態１とは異なり、実施形態２ではエンジン入力軸８の回転をクラッチ軸７に伝達するか否かによりクラッチを切り替えている。

図５は、エンジン入力軸８の回転をクラッチ軸７に伝達している状態（接続状態）のオイルポンプの駆動制御装置を示しているが、図６は、エンジン入力軸８の回転をクラッチ軸７に伝達していない状態（遮断状態）のオイルポンプの駆動制御装置を示している。実施形態１と同様の符号を付す構成については同一または相当部を示すものとし、一部を除き説明を省略する。以下、実施形態１と異なる点を説明する。

エンジン入力軸８の回転をクラッチ軸７に伝達するか否かによってクラッチの切り替えを行う。図７はクラッチ軸７およびエンジン入力軸８の図５におけるＢ−Ｂ線断面図であり、クラッチ軸７は、実施形態１の嵌合部７３に代えて、横方向の断面が十字形状である嵌合部７３、および円柱形状部７７をクラッチ軸小径部７２と組み合わせている。具体的にはクラッチ軸小径部７２の右側に円柱形状部７７を設け、さらにその右側に嵌合部７３を設け、嵌合部７３および円柱形状部７７はクラッチ軸小径部７２と同心となるように構成されている。また、位置センサ１４は円柱形状部７７の左端の左側上部近傍に設けられている。

エンジン入力軸８左端部には、嵌合部７３と嵌合するように、および円柱形状部７７が横方向に摺動可能であるように凹部８１が形成されており、凹部８１は嵌合部７３に対応した形状（以下、凹部８１ａ）および円柱形状部７７に対応した形状（以下、凹部８１ｂ）から形成される。また、嵌合部７３が凹部８１ａに嵌合しているときは接続状態であり、クラッチ軸７が左側へと移動して、嵌合部７３が凹部８１ａに嵌合していないときは遮断状態である。すなわち、接続状態のときには、エンジン入力軸８が回転するとクラッチ軸７は回転するが、遮断状態のときには、エンジン入力軸８が回転してもクラッチ軸７は回転しない。

実施形態１と異なり、クラッチの切り替えはエンジン入力軸８の回転をクラッチ軸７に伝達するか否かによるので、クラッチ軸大径部７１の左端部とインナロータ３とをスプライン嵌合などにより、常時クラッチ軸７とインナロータ３とが一体回転するように嵌合しているようにする。また、クラッチ軸大径部７１にバネ７５およびボール７６を設けず、溝９４を形成しない。さらに、貫通孔大径部９１ａ、円錐台形部９１ｂは貫通孔小径部９１ｃと同径の円筒状に変更する。

なお、実施形態２においても、実施形態１同様にクラッチ軸大径部７１にバネ７５およびボール７６を設け、インナロータ３に実施形態１と同形状の貫通孔９１および溝９４を形成してもよい。ただし、この場合には、２つのクラッチを用いて、クラッチの切り替えを行うことになるので、両クラッチが同時に接続状態と遮断状態とに切り替わるように構成する。

上記実施形態では、クラッチ軸７の移動はポンプの吐出圧および圧縮バネ７４の付勢力を利用して行ったが、ソレノイドによって行ってもよい。

また、オイル温度が所定値以上であるときに、第２油路１０ｂから第１油路１０ａ、さらに中空部分１１へと流入するように、形状記憶合金バネ４１に代わって温度センサなどにより油路１０を開閉する弁を設けてもよい。

また、上記実施形態では、伝動ベルト１２およびプーリ１３を介することによって駆動制御装置を自動変速機の外に設けているが、伝動ベルト１２およびプーリ１３を介さずに自動変速機内に設けてもよい。

３インナロータ
４アウタロータ
５電動モータ
７クラッチ軸
８エンジン入力軸
１０油路

Claims

アウタロータとインナロータとを、アウタロータの内歯とインナロータの外歯とが噛合するように配設した内接歯車式のオイルポンプの駆動制御装置であって、
上記アウタロータを筒状ロータによって直接回転駆動する電動モータと、
上記インナロータと同軸上に設けられ、エンジンによって回転駆動されるエンジン入力軸と、
上記エンジン入力軸の回転が上記インナロータに伝達されるようにする接続状態と、該伝達を遮断する遮断状態とになるように上記インナロータの軸方向に移動するクラッチと、
上記クラッチを上記接続状態または上記遮断状態になるように移動させるクラッチ作動手段とを備えており、
上記クラッチは、上記インナロータと同軸上に配置されたクラッチ軸と、当該クラッチ軸に設けられ上記接続状態又は上記遮断状態を嵌合の有無により実現する嵌合機構とを備えており、上記クラッチ軸は、上記嵌合機構を介して上記インナロータ及び上記エンジン入力軸の少なくとも一方と連結または分離することによって、上記接続状態または上記遮断状態にしており、
上記クラッチ作動手段は、上記クラッチ軸及び上記嵌合機構を上記インナロータの軸方向に沿って移動させることにより上記接続状態と上記遮断状態との切り替えを行っている
ことを特徴とするオイルポンプの駆動制御装置。
請求項１に記載のオイルポンプの駆動制御装置において、
上記クラッチ作動手段は、上記クラッチを上記接続状態になるように付勢するスプリングと、
上記クラッチを当該ポンプの吐出圧により上記スプリングの付勢に抗して上記遮断状態にする吐出圧導入手段とを備えており、
上記スプリングは、上記クラッチ軸を上記インナロータの軸方向に付勢しており、
上記吐出圧導入手段は、上記クラッチ軸を上記インナロータの軸方向であって上記スプリングの付勢の方向とは反対側に移動させる
ことを特徴とするオイルポンプの駆動制御装置。
請求項２に記載のオイルポンプの駆動制御装置において、
上記吐出圧導入手段は、上記吐出圧を上記クラッチに導入する油路と、
該油路を開閉する開閉弁と、
オイル温度が所定値以上になったときに、上記クラッチが上記接続状態から上記遮断状態になるように上記開閉弁を閉状態から開状態にする感温部材とを備えている
ことを特徴とするオイルポンプの駆動制御装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のオイルポンプの駆動制御装置において、
上記クラッチ軸が上記嵌合機構を介して上記インナロータと連結または分離する際には、上記クラッチは、上記接続状態への移動によって上記インナロータと共に回転するように上記嵌合機構によって該インナロータに嵌合し、上記遮断状態への移動によって上記インナロータとの嵌合が解除される
ことを特徴とするオイルポンプの駆動制御装置。
請求項４に記載のオイルポンプの駆動制御装置において、
上記クラッチは、ロッド状をなし、かつ上記インナロータと同軸上に設けられており、
上記クラッチの周面から出没可能となるように突出方向にスプリング付勢された、上記嵌合機構の一部であるボールを周方向に間隔をおいて複数備え、
上記インナロータは、当該インナロータと同軸に形成されていて上記クラッチが嵌まる嵌合孔を有し、該嵌合孔内周面には、上記ボールが嵌合するための軸方向に延びる嵌合溝を複数備えている
ことを特徴とするオイルポンプの駆動制御装置。