WO2014156280A1 - オイルポンプ駆動装置 - Google Patents

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

オイルポンプ駆動装置

　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。

図１は本発明の実施形態のオイルポンプ駆動装置の概略断面図である。 図２はオイルポンプ駆動装置の一部を拡大した概略図である。 図３は電動モータのみでオイルポンプを駆動する場合を示す図である。 図４Ａは第２シンクロギアとハブとの係合方法について説明する図である。 図４Ｂは第２シンクロギアとハブとの係合方法について説明する図である。 図４Ｃは第２シンクロギアとハブとの係合方法について説明する図である。 図５はエンジンのみでオイルポンプを駆動する場合を示す図である。 図６は電動モータおよびエンジンによってオイルポンプを駆動する場合を示す図である。

　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)

1. 　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。
2. 　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。

Images