JPWO2014156280A1 - オイルポンプ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
電動モータによって発生した回転、エンジンによって発生した回転のうち少なくとも一方の回転によってオイルポンプを駆動させるオイルポンプ駆動装置であって、電動モータによって発生した回転が伝達される第1伝達部と、エンジンによって発生した回転が伝達される第2伝達部と、オイルポンプに回転を伝達する第3伝達部と、第3伝達部を、第1伝達部、第2伝達部、または第1伝達部と第2伝達部に係合させる係合部とを備える。
Description
本発明はオイルポンプ駆動装置に関するものである。
従来、遊星歯車機構を用いてエンジン、及び電動モータによって発生した回転を1つのオイルポンプに伝達してオイルポンプを駆動するものが、JP2001−289315Aに開示されている。
しかし、上記の技術では、オイルポンプと、エンジン及び電動モータとが常につながっており、電動モータのみでオイルポンプを駆動可能な場合でも、エンジンとオイルポンプとは切断されず、エンジンで発生した回転が常にオイルポンプに伝達されている。そのため、エンジンでオイルポンプを駆動させる必要がない場合でも、エンジンはオイルポンプを駆動させており、エンジンの燃費を向上可能な余地がある。
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、電動モータによってオイルポンプを駆動させる場合に、エンジンとオイルポンプとを切断し、エンジンの燃費を向上することを目的とする。
本発明のある態様に係るオイルポンプ駆動装置は、モータによって発生した回転、エンジンによって発生した回転のうち少なくとも一方の回転によってオイルポンプを駆動させるオイルポンプ駆動装置であって、モータによって発生した回転が伝達される第1伝達部と、エンジンによって発生した回転が伝達される第2伝達部と、オイルポンプに回転を伝達する第3伝達部と、第3伝達部を、第1伝達部、第2伝達部、または第1伝達部と第2伝達部に係合させる係合部とを備える。
この態様によると、オイルポンプに回転を伝達する第3伝達部と、エンジンによって発生した回転が伝達される第2伝達部との係合を解除することができ、モータによって発生した回転が伝達される第1伝達部と第3伝達部のみを係合させることができ、エンジンの燃費を向上することができる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態のオイルポンプ駆動装置について図1を用いて説明する。図1は、オイルポンプ駆動装置の概略断面図である。本実施形態では、車両に搭載されたオイルポンプ駆動装置について説明する。
オイルポンプ駆動装置1は、回転出力部2と、エンジン回転入力部3と、第2シンクロギア4と、第1シンクロギア5と、シンクロメッシュ機構6と、モータ回転入力部7と、シフトフォーク8と、アクチュエータ9とを備える。
回転出力部2は、第1入力スプロケット21と、第1チェーン22と、第1出力スプロケット23とを備える。
第1入力スプロケット21は、電動モータ12の回転軸Oと同軸上に設けられ、回転軸Oに沿って延びる軸部21aを備える。軸部21aは、一方の端部がケース13によって、もう一方の端部がモータ回転入力部7によって回転自在に支持されている。軸部21aの電動モータ12側の外周壁にはスプラインが形成され、このスプラインにシンクロメッシュ機構6のハブ61に形成したスプラインが嵌合し、第1入力スプロケット21は、ハブ61と一体となって回転する。
第1出力スプロケット23は、オイルポンプ11の駆動軸に連結部材を介して連結しており、第1入力スプロケット21および第1チェーン22を介して伝達された回転をオイルポンプ11に伝達する。
エンジン回転入力部3は、第2入力スプロケット31と、第2チェーン32と、第2出力スプロケット33とを備える。
第2入力スプロケット31は、エンジン14で発生した回転が伝達され、第2チェーン32を介して第2出力スプロケット33にエンジン14で発生した回転を伝達する。
第2出力スプロケット33は、回転軸Oと同軸上に設けられ、第1入力スプロケット21の軸部21aが貫通し、第1入力スプロケット21の軸部21aによって回転自在に支持されている。第2出力スプロケット33は、径方向内側の側壁から電動モータ12側に向けて回転軸Oに沿って延びる第2出力スプロケット円筒部33aを備える。第2出力スプロケット円筒部33aの外周壁にはスプラインが形成され、このスプラインが第2シンクロギア4の内周壁に形成したスプラインに嵌合し、第2出力スプロケット33と第2シンクロギア4とが一体となって回転する。
第2シンクロギア4は、回転軸Oと同軸上に設けられ、内周壁に第2出力スプロケット円筒部33aに形成したスプラインと嵌合するスプラインが形成され、外周壁にシンクロメッシュ機構6のスリーブ62に形成したスプラインと嵌合可能なスプラインが形成される。
モータ回転入力部7は、回転軸Oと同軸上に設けられ、電動モータ12の主軸が嵌合し、ケース13に回転自在に支持されている。モータ回転入力部7は、回転軸Oに沿って第1入力スプロケット21側に延びる円筒部7aを備える。円筒部7aには、第1入力スプロケット21の軸部21aが挿入され、円筒部7aは、軸部21aを回転自在に支持する。円筒部7aの外周壁にはスプラインが形成され、このスプラインに第1シンクロギア5の内周壁に形成したスプラインが嵌合し、モータ回転入力部7と第1シンクロギア5とが一体となって回転する。
第1シンクロギア5は、モータ回転入力部7の円筒部7aに形成したスプラインと嵌合するスプラインが内周壁に形成され、外周壁にシンクロメッシュ機構6のスリーブ62に形成したスプラインと嵌合可能なスプラインが形成される。
次にシンクロメッシュ機構6について図1、図2を用いて説明する。図2は、シンクロメッシュ機構6の一部を示す概略図である。
シンクロメッシュ機構6は、第2シンクロギア4と第1シンクロギア5との間であり、回転軸Oと同軸上に設けられる。シンクロメッシュ機構6は、ハブ61と、スリーブ62と、シンクロキー63と、第2シンクロナイザーリング64と、第1シンクロナイザーリング65とを備える。シンクロメッシュ機構6は、第1入力スプロケット21と、第2シンクロギア4、第1シンクロギア5との少なくとも一方のギアとを係合し、エンジン14によって発生した回転、電動モータ12によって発生した回転のうち少なくとも一方の回転をオイルポンプ11に伝達する。
ハブ61は、第1入力スプロケット21の軸部21aが貫通し、内周壁にスプラインが形成され、このスプラインが第1入力スプロケット21の軸部21aに形成したスプラインに嵌合する。また、ハブ61は、外周壁にスプラインが形成され、このスプラインがスリーブ62のスプラインに嵌合し、ハブ61とスリーブ62とが一体となって回転する。ハブ61の外周側には軸方向に延びる切欠61aが複数形成され、各切欠61aにシンクロキー63が設けられる。
シンクロキー63は、スプリング66を介してハブ61に連結し、スプリング66によって径方向外側に向けて付勢され、スリーブ62の内周壁に当接している。シンクロキー63は、スリーブ62がシフトフォーク8を介して回転軸O方向に移動すると、シンクロキー63とスリーブ62との間で発生する摩擦力によってスリーブ62と共に回転軸O方向に移動する。スリーブ62が回転軸O方向に移動してハブ61(第1入力スプロケット21)と第2シンクロギア4、または第1シンクロギア5とを係合する場合に、シンクロキー63は、第2シンクロナイザーリング64、または第1シンクロナイザーリング65に当接して、ハブ61と、第2シンクロギア4、または第1シンクロギア5との回転速度差を小さくする。
スリーブ62は、円筒状であり、内周壁にスプラインが形成され、外周壁に周方向に沿って溝62aが形成される。溝62aには、シフトフォーク8に対してスリーブ62が回転自在となるようにシフトフォーク8が係合しており、スリーブ62は、シフトフォーク8が回転軸O方向に移動すると、シフトフォーク8の移動に伴って回転軸O方向に移動する。スリーブ62の内周壁に形成したスプラインは、常時、ハブ61の外周壁に形成したスプラインに嵌合しており、シフトフォーク8の動きに合わせて、第2シンクロギア4の外周壁に形成したスプライン、第1シンクロギア5の外周壁に形成したスプラインの少なくとも一方のスプラインに嵌合する。つまり、スリーブ62は、ハブ61と、第2シンクロギア4、第1シンクロギア5の少なくとも一方のギアとを係合し、ハブ61(第1入力スプロケット21)と、第2シンクロギア4、第1シンクロギア5の少なくとも一方のギアとを同期回転させる。
第2シンクロナイザーリング64は、ハブ61と第2シンクロギア4との間に設けられ、径方向内側で第2シンクロギア4に当接する。第2シンクロナイザーリング64は、複数のチャンファー64aを備える。第2シンクロナイザーリング64は、ハブ61と第2シンクロギア4とをスリーブ62によって係合する場合に、シンクロキー63と共に、ハブ61と第2シンクロギア4との回転速度差を小さくし、スリーブ62に形成したスプラインと、第2シンクロギア4の外周壁に形成したスプラインとの嵌合を容易にする。
第1シンクロナイザーリング65は、ハブ61と第1シンクロギア5との間に設けられ、径方向内側で第1シンクロギア5に当接する。第1シンクロナイザーリング65は、複数のチャンファー65aを備える。第1シンクロナイザーリング65は、ハブ61と、第1シンクロギア5とをスリーブ62によって係合する場合に、第2シンクロナイザーリング64と同様に、スリーブ62に形成したスプラインと、第1シンクロギア5の外周壁に形成したスプラインとの嵌合を容易にする。
アクチュエータ9は、シフトフォーク8を介してスリーブ62を軸方向に移動させる。アクチュエータ9は、例えばソレノイドである。
次に本実施形態の作用について説明する。
電動モータ12のみでオイルポンプ11を駆動する場合には、アクチュエータ9によってシフトフォーク8を電動モータ12側に移動させて、図3に示すようにスリーブ62によって第1シンクロギア5とハブ61とを係合する。これにより、第1シンクロギア5とハブ61(第1入力スプロケット21)とは同期回転する。電動モータ12で発生した回転は、モータ回転入力部7、第1シンクロギア5、スリーブ62、ハブ61、第1入力スプロケット21、第1チェーン22、第1出力スプロケット23の順に伝達され、オイルポンプ11に伝達される。電動モータ12のみでオイルポンプ11を駆動する場合は、例えばエンジン14を自動停止するアイドルストップ制御を行っている場合、車両が高速走行、一定速度走行を行っている場合である。
このように、電動モータ12のみでオイルポンプ11を駆動する場合には、スリーブ62は、第2シンクロギア4とハブ61との係合を解除している。そのため、エンジン14が駆動している場合には、エンジン14で発生した回転はハブ61には伝達されない。
ここで、第1シンクロギア5とハブ61との係合方法について図4A〜図4Cを用いて詳しく説明する。図4A〜図4Cでは、説明のため、第2シンクロギア4を省略している。
第1シンクロギア5とハブ61との係合を解除している状態からシフトフォーク8が第1シンクロギア5(電動モータ12)側に移動すると、シフトフォーク8と共にスリーブ62とシンクロキー63とが第1シンクロギア5側に移動し、シンクロキー63が第1シンクロナイザーリング65に当接する(図4A)。これにより、スリーブ62と共に回転するシンクロキー63と第1シンクロナイザーリング65と間で摩擦力が発生し、第1シンクロナイザーリング65と第1シンクロギア5との間で摩擦力が発生し、第1シンクロギア5が回転し、ハブ61と第1シンクロギア5との回転速度差が小さくなる。なお、スリーブ62に形成したスプライン62bは第1シンクロナイザーリング65とは当接しておらず、第1シンクロナイザーリング65と第1シンクロギア5との摩擦力は比較的小さい。
さらにシフトフォーク8と共にスリーブ62が第1シンクロギア5側に移動すると、スリーブ62の内周壁に形成したスプライン62bの先端部62cが第1シンクロナイザーリング65の外周壁に設けたチャンファー65aに当接する(図4B)。スリーブ62が第1シンクロナイザーリング65に直接当接するので、第1シンクロナイザーリング65と第1シンクロギア5との間の摩擦力が大きくなり、ハブ61と第1シンクロギア5との回転速度差がさらに小さくなり、やがてハブ61と第1シンクロギア5とは同期回転する。ハブ61と第1シンクロギア5とが同期回転すると、スプライン62bは、チャンファー65aを周方向に押しのけ、スリーブ62が第1シンクロギア5側にさらに移動可能となる。
さらにシフトフォーク8と共にスリーブ62が第1シンクロギア5側に移動すると、スリーブ62の内周壁に形成したスプライン62bが第1シンクロギア5の外周壁に形成したスプラインに嵌合する(図4C)。ハブ61(スリーブ62)と第1シンクロギア5とは同期回転しているので、スリーブ62の内周壁に形成したスプライン62bは第1シンクロギア5の外周壁に形成したスプラインに容易に嵌合する。このようにして、シンクロメッシュ機構6を用いることで、ハブ61と第1シンクロギア5とを容易に係合することができる。
エンジン14のみでオイルポンプ11を駆動する場合には、アクチュエータ9によってシフトフォーク8を第1入力スプロケット21側に移動させて、図5に示すようにスリーブ62によって第2シンクロギア4とハブ61とを係合する。
エンジン14で発生した回転は、第2入力スプロケット31、第2チェーン32、第2出力スプロケット33、第2シンクロギア4、スリーブ62、ハブ61、第1入力スプロケット21、第1チェーン22、第1出力スプロケット23の順に伝達され、オイルポンプ11に伝達される。エンジン14のみでオイルポンプ11を駆動する場合は、例えば市街地を走行している場合である。なお、スリーブ62は、第1シンクロギア5とハブ61との係合を解除している。
スリーブ62によって第2シンクロギア4とハブ61とを係合する場合にも、第1シンクロギア5とハブ61とを係合する場合と同様の方法により第2シンクロギア4とハブ61とを容易に係合することができる。
電動モータ12及びエンジン14でオイルポンプ11を駆動するには、図6に示すようにスリーブ62によって第2シンクロギア4、および第1シンクロギア5とハブ61とを係合する。電動モータ12及びエンジン14でオイルポンプ11を駆動する場合は、例えば、登坂路を走行している場合、車両を加速させる場合などである。
エンジン14で発生した回転は、第2入力スプロケット31、第2チェーン32、第2出力スプロケット33、第2シンクロギア4、ハブ61に伝達され、電動モータ12で発生した回転は、モータ回転入力部7、第1シンクロギア5、ハブ61に伝達されて、その後第1入力スプロケット21、第1チェーン22、第1出力スプロケット23の順に伝達され、オイルポンプ11に伝達される。
本発明の実施形態の効果について説明する。
電動モータ12のみでオイルポンプ11を駆動する場合に、第2シンクロギア4とハブ61との係合を解除し、オイルポンプ11とエンジン14とを切り離し、エンジン14の負荷を低減することができ、エンジン14の燃費を向上することができる。
エンジン14のみでオイルポンプ11を駆動する場合に、第1シンクロギア5とハブ61との係合を解除する。電動モータ12を駆動させず、かつ第1シンクロギア5とハブ61とが係合している場合には、エンジン14は、オイルポンプ11に加えて電動モータ12の駆動軸(ロータ)を回転させなければならない。そのため、エンジン14の負荷が増加し、燃費が悪化する。本実施形態では、このような場合に、第1シンクロギア5とハブ61との係合を解除するので、エンジン14の燃費が悪化することを防止することができる。
スリーブ62によって第2シンクロギア4、及び第1シンクロギア5とハブ61とを係合し、エンジン14で発生した回転、および電動モータ12で発生した回転によってオイルポンプ11を駆動することができる。これにより、例えば、登坂路を走行している場合、車両を加速させる場合などに、電動モータ12で発生した回転をオイルポンプ11に伝達することで、オイルポンプ11の駆動を電動モータ12でアシストし、エンジン14で発生する回転を車両の走行のために使用することができ、車両の走行性を向上することができる。
電動モータ12によってオイルポンプ11を駆動する場合に、スリーブ62によって、オイルポンプ11に回転を伝達する第1入力スプロケット21に嵌合するハブ61と、電動モータ12で発生した回転が伝達される第1シンクロギア5とを係合することで、第1シンクロギア5とハブ61(第1入力スプロケット21)とを同期回転させる。これにより、電動モータ12で発生した回転が減速されてオイルポンプ11に伝達されることを抑制することができる。そのため、電動モータ12でオイルポンプ11を駆動する場合に、電動モータ12の回転速度が高くなることを抑制し、高性能の電動モータ12を用いずにオイルポンプ11によって油圧を発生させることができる。
また、エンジン14によってオイルポンプ11を駆動する場合に、スリーブ62によって、オイルポンプ11に回転を伝達する第1入力スプロケット21に嵌合するハブ61と、エンジン14で発生した回転が伝達される第2シンクロギア4とを係合することで、第2シンクロギア4とハブ61(第1入力スプロケット21)とを同期回転させる。これにより、エンジン14で発生した回転が減速されてオイルポンプ11に伝達されることを抑制することができる。エンジン14回転が減速されてオイルポンプ11に伝達されると、エンジン14の回転速度が低い場合には、エンジン14のみではオイルポンプ11によって必要な油圧を発生させることができなくなるおそれがある。このような場合には、電動モータ12を駆動することで、必要な油圧をオイルポンプ11で発生させることができるが、電動モータ12によって電力が消費されてしまう。本実施形態では、エンジン14で発生した回転が減速されてオイルポンプ11に伝達されることを抑制することができるので、このような状態が生じることを抑制し、電力消費を抑制することができる。
シンクロメッシュ機構6を用いて、エンジン14で発生した回転が伝達される第2シンクロギア4、または電動モータ12で発生した回転が伝達される第1シンクロギア5と、ハブ61(第1入力スプロケット21)とを係合するので、係合をスムーズに行うことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
本願は2013年3月25日に日本国特許庁に出願された特願2013−62498に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (2)
- 電動モータによって発生した回転、エンジンによって発生した回転のうち少なくとも一方の回転によってオイルポンプを駆動させるオイルポンプ駆動装置であって、
前記電動モータによって発生した回転が伝達される第1伝達部と、
前記エンジンによって発生した回転が伝達される第2伝達部と、
前記オイルポンプに回転を伝達する第3伝達部と、
前記第3伝達部を、前記第1伝達部、前記第2伝達部、または前記第1伝達部と前記第2伝達部に係合させる係合手段とを備えるオイルポンプ駆動装置。 - 請求項1に記載のオイルポンプ駆動装置であって、
前記係合手段は、シンクロメッシュ機構であるオイルポンプ駆動装置。
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