JP6576760B2 - オイルポンプ駆動装置 - Google Patents

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前記ロータへ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ロータへ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、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、前記第一のワンウェイクラッチ及び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いる、という構成を採用したものである。

上記構成によれば、一台のオイルポンプのロータに対し、エンジン側から入力された動力を第一のワンウェイクラッチを介して一方向にだけ伝達し、また、電動モータ側から入力された動力を第二のワンウェイクラッチを介して前記一方向にだけ伝達することが可能なため、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。そのロータが中空状の空間を形成している内周部を有するので、その内周部の内側（中空状の空間）に、ロータへ動力を伝達する第一のワンウェイクラッチ及び第二のワンウェイクラッチを配置し、ロータの軸方向幅を両ワンウェイクラッチの配置に活用して、オイルポンプ駆動装置を軸方向に短くすることが可能である。

したがって、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、エンジン２から出力された動力をオイルポンプ１に伝達するエンジン側伝達経路３と、電動モータ４から出力された動力をオイルポンプ１に伝達するモータ側伝達経路５とを備える。

オイルポンプ１は、図１に示すように、動力を受けるロータ６と、ロータ６を囲むように配置されたカムリング７と、ロータ６に保持された複数のベーン８と、ロータ６及びカムリング７を収容するハウジング９とを有するベーンポンプになっている。以下、ロータ６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。

図３に示すように、ロータ６が動力を受けることによって回転すると、ロータ６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８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７の偏心した内側面１０に押し付けられながら当該内側面１０に沿って回転する。このとき、周方向に隣り合うベーン８、カムリング７の内側面及びハウジング９によって区画された油室（ポンプ室）１１の容積が変化し、油室１１に対するオイルの吸込・吐出作用を奏する。カムリング７及びハウジング９には、圧縮工程を行う油室１１からハウジング９の外部まで連通するように複数のオイル吐出経路１２が設けられ、また、吸込み工程を行う油室１１からハウジング９の外部まで連通するように複数のオイル吸込経路１３が設けられている。

図１に示すように、ハウジング９は、カムリング７及びロータ６を軸方向に収容可能な分割構造のハウジング本体１４及びハウジング蓋１５と、ハウジング本体１４及びハウジング蓋１５間に配置されたシールリング１６とを有する。

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。

ロータ６は、軸方向にロータ６を貫通する中空状の空間を形成している内周部１７を有する。ロータ６の内周部１７の内側には、第一のワンウェイクラッチ１８と、第二のワンウェイクラッチ１９とが配置されている。第一のワンウェイクラッチ１８及び第二のワンウェイクラッチ１９は、それぞれ図２に示す対応のエンジン側伝達経路３又はモータ側伝達経路５の終端となる。

図１、図４に示すように、第一のワンウェイクラッチ１８は、軸方向一方側（図１中左側）からロータ６の内周部１７の内側に差し込まれた第一の入力軸２０と、ロータ６の内周部１７及び第一の入力軸２０間で動力の伝達を行う第一の係合子２１と、第一の係合子２１を保持する第一の保持器２２と、第一の係合子２１を付勢するように第一の保持器２２に取り付けられた第一の弾性部材２３とを有する。

図１、図３に示すように、第二のワンウェイクラッチ１９は、軸方向他方側（図１中右側）から内周部１７の内側に差し込まれた第二の入力軸２４と、内周部１７及び第二の入力軸２４間で動力の伝達を行う第二の係合子２５と、第二の係合子２５を保持する第二の保持器２６と、第二の係合子２５を付勢するように第二の保持器２６に取り付けられた第二の弾性部材２７とを有する。

図２に示すように、第一の入力軸２０及び第二の入力軸２４は、それぞれハウジング９の外部で対応のエンジン側伝達経路３又はモータ側伝達経路５に接続され、これにより、エンジン２から出力された動力又は電動モータ４から出力された動力を伝達するトルク伝達軸となる。

図１に示すように、ハウジング９及び第一の入力軸２０間に介在する第一のラジアル軸受２８、並びにハウジング９及び第二の入力軸２４間に介在する第二のラジアル軸受２９は、それぞれハウジング９に対して対応の第一の入力軸２０又は第二の入力軸２４を相対回転自在に支持し、両方向のアキシアル荷重を受ける。第一のラジアル軸受２８及び第二のラジアル軸受２９は、それぞれハウジング９に形成された軸受座に嵌合する外輪と、対応の第一の入力軸２０又は第二の入力軸２４の外周に嵌合する内輪と、両側の接触シールとをもった両シール付転がり軸受になっている。第一のラジアル軸受２８の外側、及び第二のラジアル軸受２９の外側には、それぞれ、ハウジング９からのオイル漏洩を防止するためのオイルシールＳ１，Ｓ２が配置されている。これらオイルシールＳ１，Ｓ２は、ハウジング蓋１５の開口端部内周、ハウジング本体１４の開口端部内周に装着されている。

図１、図４に示すように、第一の入力軸２０と第二の入力軸２４とは、ロータ６の内周部１７の内側で軸方向及び径方向に隙間３０をもって対向している。このため、第一の入力軸２０と第二の入力軸２４のうち、一方の軸端部は、中空軸状になっており、他方の軸端部は、一方の軸端部の中空内に挿入されている。隙間３０の環状空間に配置された軸受３１は、第一の入力軸２０に対して第二の入力軸２４を相対回転自在に支持する。軸受３１は、ニードル軸受になっている。軸受３１として、両入力軸２０，２４の軸端部に形成された内外の軌道面を有し、保持器付きニードルを隙間３０に配置するものを例示したが、軌道輪を備える転がり軸受にしてもよく、玉軸受にしてもよい。

第一の入力軸２０のうち、ロータ６の内周部１７の内側に位置する外周部に第一の円筒面３２が形成されている。ロータ６の内周部１７には、第一の円筒面３２との間に楔空間を形成している第一のカム面３３が、周方向に所定間隔で形成されている。第一のカム面３３及び円筒面３２間の楔空間は、図中反時計回りの周方向に狭小になっている。第一の円筒面３２や第一のカム面３３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。

第一の係合子２１は、前述の楔空間に収容されたローラからなり、第一の弾性部材２３によって図中反時計回りの周方向に付勢されている。このため、第一の円筒面３２及び第一のカム面３３のそれぞれと第一の係合子２１との接触が維持される。第一の入力軸２０がロータ６に対して図中反時計回りの方向に回転するとき、くさび作用で第一の係合子２１と第一のカム面３３との接触面圧が高くなるため、第一の係合子２１が第一の円筒面３２及び第一のカム面３３のそれぞれと係合し、ロータ６へ動力を伝達する。一方、第一の入力軸２０がロータ６に対して図中時計回りの方向に回転するとき、第一の係合子２１と第一のカム面３３との接触面圧が低くなるため、第一の係合子２１が第一のカム面３３等と係合できず、動力伝達を遮断する。

なお、第一のワンウェイクラッチ１８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。

第一のワンウェイクラッチ１８と、図１、図３に示す第二のワンウェイクラッチ１９とは、同じ構造になっている。すなわち、第二の入力軸２４がロータ６に対して図中反時計回りの方向に回転するとき、第二の係合子２５が、第二のワンウェイクラッチ１９の構成要素である第二の円筒面３４及び第二のカム面３５のそれぞれと係合してロータ６へ動力を伝達し、第二の入力軸２４がロータ６に対して図中時計回りの方向に回転するとき、第二の係合子２５がロータ６への動力伝達を遮断する。

ここで、図１、図２に示す第一の入力軸２０はエンジン２から出力された動力によって、また、第二の入力軸２４は電動モータ４から出力された動力によって、それぞれ図中反時計回りに回転するように設けられている。したがって、第一のワンウェイクラッチ１８は、エンジン２側から入力された動力をロータ６へ図中反時計回りの一方向にだけ伝達し、第二のワンウェイクラッチ１９は、電動モータ４側から入力された動力をロータ６へ図中反時計回りの一方向にだけ伝達する。

すなわち、エンジン２が運転状態かつ電動モータ４が停止状態のとき、エンジン側伝達経路３に属する第一のワンウェイクラッチ１８が係合状態にあるため、エンジン２から出力された動力は、第一のワンウェイクラッチ１８からロータ６に伝達される。この動力を受けてロータ６が図中反時計回りに回転することによって、オイルポンプ１が駆動される。このとき、ロータ６の図中反時計回りの回転は第二のワンウェイクラッチ１９の第二の係合子２５に出力されるが、停止している第二の入力軸２４が相対的にロータ６に対して図中時計回りに回転することになるため、第二のワンウェイクラッチ１９が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１９から電動モータ４側に動力が伝達されるようなことはない。

一方、エンジン２が停止状態かつ電動モータ４が運転状態のとき、モータ側伝達経路５に属する第二のワンウェイクラッチ１９が係合状態にあるため、電動モータ４から出力された動力は、第二のワンウェイクラッチ１９からロータ６に伝達され、オイルポンプ１が駆動される。このとき、停止している第一の入力軸２０が相対的にロータ６に対して図中時計回りに回転することになるため、第一のワンウェイクラッチ１８は係合解除状態にある。

電動モータ４は、エンジン２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４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２が運転状態になると、第一のワンウェイクラッチ１８及び第二のワンウェイクラッチ１９が同形かつ同じ一方向にのみ動力を伝達するものなので、第一の入力軸２０と第二の入力軸２４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。

実施形態に係る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をエンジン及び電動モータのいずれでも駆動可能なものである。また、実施形態に係るオイルポンプ駆動装置は、ロータ６が中空状の空間を形成している内周部１７を有し、その内周部１７の内側に第一のワンウェイクラッチ１８及び第二のワンウェイクラッチ１９が配置されているので、ロータ６の軸方向幅を両ワンウェイクラッチ１８，１９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、実施形態に係るオイルポンプ駆動装置は、第一のワンウェイクラッチ１８が、ロータ６の内周部１７の内側に差し込まれた第一の入力軸２０と、ロータ６の内周部１７及び第一の入力軸２０間で動力の伝達を行う第一の係合子２１とを有し、第二のワンウェイクラッチ１９が、ロータ６の内周部１７の内側に差し込まれた第二の入力軸２４と、ロータ６の内周部１７及び第二の入力軸２４間で動力の伝達を行う第二の係合子２５とを有するので、第一のワンウェイクラッチ１８及び第二のワンウェイクラッチ１９の略全体をロータ６の内周部１７の内側に収容することができる。両ワンウェイクラッチ１８，１９の構成要素の中でロータ６から軸方向に食み出る部分は、エンジン側伝達経路３、モータ側伝達経路５との接続に必要な両入力軸２０，２４の突出部分だけである。

さらに、実施形態に係るオイルポンプ駆動装置は、第一の入力軸２０と第二の入力軸２４とが、ロータ６の内周部１７の内側で軸方向及び径方向に隙間３０をもって対向しており、隙間３０に配置され、第一の入力軸２０に対して第二の入力軸２４を相対回転自在に支持する軸受３１をさらに備えるので、ハウジング９に対して両入力軸２０，２４を支持できないロータ６の内周部１７の内側において、両入力軸２０，２４の振れ回りを軸受３１で防ぎ、第一のワンウェイクラッチ１８及び第二のワンウェイクラッチ１９の作動やロータ６の回転を安定させることができる。

さらに、実施形態に係るオイルポンプ駆動装置は、オイルポンプ１、第一のワンウェイクラッチ１８、第二のワンウェイクラッチ１９、第一の入力軸２０を支持する第一のラジアル軸受２８、第二の入力軸２４を支持する第二のラジアル軸受２９、及びシール構造（図示例ではオイルシールＳ１，Ｓ２）が、一つハウジング９によって一まとまりに保持されているので、エンジン側伝達経路３及びモータ側伝達経路５への組み込みが容易である。

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 エンジン
４ 電動モータ
６ ロータ
１７ 内周部
１８ 第一のワンウェイクラッチ
１９ 第二のワンウェイクラッチ
２０ 第一の入力軸
２１ 第一の係合子
２４ 第二の入力軸
２５ 第二の係合子
３０ 隙間
３１ 軸受

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前記ロータへ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ロータへ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、
   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、
   前記第一のワンウェイクラッチ及び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、前記ロータの内周部の内側に差し込まれた第一の入力軸と、前記ロータの内周部及び前記第一の入力軸間で動力の伝達を行う第一の係合子とを有し、
   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差し込まれた第二の入力軸と、前記ロータの内周部及び前記第二の入力軸間で動力の伝達を行う第二の係合子とを有する請求項１に記載のオイルポンプ駆動装置。
3. 前記第一の入力軸と前記第二の入力軸とが、前記ロータの内周部の内側で軸方向及び径方向に隙間をもって対向しており、
   前記隙間に配置され、前記第一の入力軸に対して前記第二の入力軸を相対回転自在に支持する軸受をさらに備える請求項２に記載のオイルポンプ駆動装置。
4. 前記オイルポンプ、前記第一のワンウェイクラッチ、前記第二のワンウェイクラッチ、前記第一の入力軸を支持する第一のラジアル軸受、前記第二の入力軸を支持する第二のラジアル軸受及びシール構造が、一つハウジングによって一まとまりに保持されている請求項２又は３に記載のオイルポンプ駆動装置。

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