(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の回転方向に回転される油圧ポンプと、この油圧ポンプの回転軸を第１および第２の駆動源に連結する伝達機構とを備え、
この伝達機構は、第１の駆動源に第１の一方向クラッチを介して連結される第１の連結体と、この第１の連結体に駆動伝達可能に連結されると共に第２の駆動源に第２の一方向クラッチを介して連結される第２の連結体とを含み、
何れか一方の連結体が油圧ポンプの回転軸の同軸上に一体回転可能に連結されていることを特徴とする油圧ユニット。
【請求項２】
一の回転方向に回転される油圧ポンプと、この油圧ポンプの回転軸を第１および第２の駆動源に連結する伝達機構とを備え、
この伝達機構は、第１の駆動源に第１の一方向クラッチを介して連結される第１の連結体と、この第１の連結体に中間部材を介して駆動伝達可能に連結されると共に第２の駆動源に第２の一方向クラッチを介して連結される第２の連結体とを含み、
上記中間部材が油圧ポンプの回転軸の同軸上に一体回転可能に連結されていることを特徴とする油圧ユニット。
【請求項３】
第２の駆動源として電動モータを備え、
第１の一方向クラッチが第１の駆動源としての車両の駆動源に連なる出力軸に連結され、第２の一方向クラッチが上記電動モータの出力軸に連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載の油圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ポンプを含む油圧ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポンプと電動モータとを一体化した電動ポンプユニットは、コンパクトで省エネ性の高い油圧源として、自動車、建設機械等で広く普及している。
例えば、自動車において、舵輪（ステアリングホイール）の操作力を軽減するための動力舵取装置（パワーステアリング装置）に、上記の電動ポンプユニットを用いたものがある。この場合、油圧ポンプを回転駆動する電動モータの駆動電流を制御することによって、油圧ポンプから油圧アクチュエータとしてのパワーシリンダへの供給油圧を制御し、これにより、舵輪の操作力を軽減させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の油圧ポンプが高出力を要求される場合がある。この場合、油圧ポンプを駆動する電動モータの容量を大きくすることが必要となって、製造コストが高くなる。
また、上記のような容量の大きな電動モータを、車両に搭載されるような低電位のバッテリによって駆動した場合、電流が過大となって耐久性や信頼性が低下するおそれがある。このため、電動モータの容量をあまり大きくすることができず、その結果、油圧ポンプの高出力化が困難であった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、コンパクトでありながら高出力が得られる油圧ユニットを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための課題解決手段として、
請求項１記載の発明の油圧ユニットは、一の回転方向に回転される油圧ポンプと、この油圧ポンプの回転軸を第１および第２の駆動源に連結する伝達機構とを備え、この伝達機構は、第１の駆動源に第１の一方向クラッチを介して連結される第１の連結体と、この第１の連結体に駆動伝達可能に連結されると共に第２の駆動源に第２の一方向クラッチを介して連結される第２の連結体とを含み、何れか一方の連結体が油圧ポンプの回転軸の同軸上に一体回転可能に連結されていることを特徴とするものである。
【０００６】
この場合、互いに駆動連結されている両連結体が、回転数の高い側の駆動源と駆動連結されるので、油圧ポンプは、少なくとも一方の連結体を介して回転数の高い側の駆動源と駆動連結されることになる。一対の一方向クラッチと一対の連結体を用いる簡単な構造にて、駆動源を択一的に切り換えることができ、省エネを達成することができる。特に、駆動源が電動モータである場合には、電動モータの駆動、停止によって、駆動源の切り換え操作が行える。また、連結体同士間の伝達比を変更することにより、各駆動源の仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【０００７】
請求項２記載の発明の油圧ユニットは、一の回転方向に回転される油圧ポンプと、この油圧ポンプの回転軸を第１および第２の駆動源に連結する伝達機構とを備え、この伝達機構は、第１の駆動源に第１の一方向クラッチを介して連結される第１の連結体と、この第１の連結体に中間部材を介して駆動伝達可能に連結されると共に第２の駆動源に第２の一方向クラッチを介して連結される第２の連結体とを含み、上記中間部材が油圧ポンプの回転軸の同軸上に一体回転可能に連結されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合、中間部材を介して互いに駆動連結されている両連結体が、回転数の高い側の駆動源と駆動連結されるので、油圧ポンプは、一方の連結体を介して、又は両連結体および中間体を介して、回転数の高い側の駆動源と駆動連結されることになる。一対の一方向クラッチ、一対の連結体および中間体を用いる簡単な構造にて、駆動源を択一的に切り換えることができ、省エネを達成することができる。特に、駆動源が電動モータである場合には、電動モータの駆動、停止によって、駆動源の切り換え操作が行える。また、連結体同士間の伝達比を変更することにより、各駆動源の仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【０００９】
請求項３記載の油圧ユニットは、請求項１又は２において、第２の駆動源として電動モータを備え、第１の一方向クラッチが第１の駆動源としての車両の駆動源に連なる出力軸に連結され、第２の一方向クラッチが上記電動モータの出力軸に連結されていることを特徴とするものである。
この場合、低速走行時で車両の駆動源に連なる出力軸の回転数が低いときに、電動モータを駆動源として用いることができるので、低速走行時にも、油圧ポンプによって安定した動力を発生することができる。また、特に車両側のレイアウトを変更することなく、油圧ポンプ、伝達機構および電動モータを車両に組み込んで、容易に本油圧ユニットを構成することができる。さらに、連結体同士間の伝達比を変更することにより、電動モータの仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の油圧ユニットを含む動力舵取装置の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、本動力舵取装置Ａには、油圧ポンプ７およびこの油圧ポンプ７に例えば内燃機関からなるエンジンやハイブリッド電気自動車の電動モータなどの所要の駆動源からの回転を伝達するための一対の一方向クラッチ１５，１６を含む油圧ユニットＵと、この油圧ユニットＵによって油圧供給を受けるパワーシリンダ１が備えられている。
【００１１】
このパワーシリンダ１は、例えばステアリング機構２に含まれるラック軸３のと連結されている。そして、ステアリングホイール４によってステアリング軸５に回転力が加えられ、ピニオンギア６によってラック軸３が左右に移動されて操舵が実行される際に、パワーシリンダ１がラック軸３の移動を助けるように働く。すなわち、パワーシリンダ１は、ステアリングホイール４に連動して、操舵を行う際の操舵補助力を発生させる。図１において、３１はラック軸３の端部に連結されたタイロッドであり、３２は車輪である。
【００１２】
パワーシリンダ１は、油圧ポンプ７から供給される作動油により駆動される。具体的には、パワーシリンダ１は、電磁式のコントロールバルブ８および何れか一方の油路２９（又は３０）を介して何れか一方の油室１ａ（又は１ｂ）に作動油を供給されて作動する。このとき、他方の油室１ｂ（又は１ａ）から排出される作動油は、対応する油路３０（又は２９）、コントロールバルブ８および戻し路２８（又は２７）を介して油圧ポンプ７側に戻される。
【００１３】
油圧ポンプ７を駆動するために与えられる入力は、後に詳述する一方向クラッチ１５，１６の働きによって、低速走行時には、電動モータ１４からのものとされ、高速走行時には、車両の駆動源としての例えばエンジン１３側からのものとされるようになっている。この車両の駆動源としては、上記のエンジンの他、ハイブリッド電気自動車の電動モータなどを例示することができる。
【００１４】
油圧ポンプ７は、ギアポンプ、ベーンポンプその他の公知の回転形のポンプからなり、ポンプ本体９の両側に突出する回転軸１０を備えており、この回転軸１０の一端１１が、伝達機構１２を介してエンジン１３側および電動モータ１４側に択一的に駆動連結されるようになっている。
伝達機構１２は、油圧ポンプ７の回転軸１０の一端１１に一体回転可能に設けられた第１の連結体としての第１のギア部材３６と、この第１のギア部材３６に噛み合わされる第２の連結体としての第２のギア部材３７を備えている。
【００１５】
第１のギア部材３６は、第１の一方向クラッチ１５を介して、回転軸１０と同軸上に配置された出力軸２３に連結されており、この出力軸２３は、変速機構としての増速機構１８を介してエンジン１３の出力軸２０に連結されている。すなわち、第１のギア部材３６は、第１の一方向クラッチ１５を介してエンジン１３に連なる出力軸２３に連結されている。１９は上記エンジンに連なる出力軸２３を回転自在に支持する軸受である。第１のギア部材３６は油圧ポンプ９の回転軸１０の一端１１と一体に形成されていても良いし、別部材として回転軸１０の一端１１に、例えばスプライン結合やねじ結合により一体回転可能に取り付けられるものであっても良い。
【００１６】
一方、第２のギア部材３７は第２の一方向クラッチ１６を介して、電動モータ１４の出力軸としての回転軸１７に連結されている。第１のギア部材３６は出力軸２３側へ、第２のギア部材３７は電動モータ１４の回転軸１７側へそれぞれ延設される筒状部３８，３９を備えており、これら筒状部３８，３９内にそれぞれ対応する一方向クラッチ１５，１６が収容保持されている。
【００１７】
各一方向クラッチ１５，１６は、駆動源としてのエンジン１３および電動モータ１４の回転を、上記回転軸１０の回転方向にのみ伝達するものであり、エンジンに連なる出力軸２３および電動モータ１４の回転軸１７のうち、回転数が高い側のものが油圧ポンプ７の回転軸１０と駆動連結されることになり、回転数が低い側のものは回転軸１０に対する駆動連結を解かれることになる。具体的には、電動モータ１４の回転軸１７の回転数が相対的に高いときには、電動モータ１４の回転軸１７の回転が、第２の一方向クラッチ１６、第２のギア部材３７および第１のギア部材３６を介して油圧ポンプ７の回転軸１０に伝達される。一方、エンジンに連なる出力軸２３の回転数が相対的に高いときには、出力軸２３の回転が、第１の一方向クラッチ１５および第１のギア部材３６を介して油圧ポンプ７の回転軸１０に伝達される。
【００１８】
第１の一方向クラッチ１５としては、例えば図２に示すように、第１のギア部材３６の筒状部３８の内周面の円周等配に複数の凹部を形成して、各凹部と回転軸１０の端部１１の外周面との間に楔状空間３３を設け、各楔状空間３３内に回転軸１０の端部１１の外周面に摺接される円筒ころ３４を収容すると共に、各円筒ころ３４を弾性部材３５によって楔状空間３３の狭い側に弾性付勢したものを示すことができる。第２の一方向クラッチ１６についても同様の構成のものを例示することができる。
【００１９】
上記の増速機構１８は、エンジン１３の出力軸２０に一体回転可能に取り付けられた第１ギア２１と、この第１ギア２１と噛み合い、且つエンジンに連なる出力軸２３の途中部に一体回転可能に取り付けられた第２ギア２２とを備えている。
上記の電動モータ１４はコントローラ２４によって制御されるようになっている。このコントローラ２４には、車両の走行速度を検出する車速センサ２５が接続されており、また、ステアリングホイール４の回転方向および回転量を検出するステアリングセンサ２６が接続されている。このステアリングセンサ２６は、例えば直流発電機によって構成され、ステアリングホイール４の回転方向に従って正又は負極性の符号を有し、回転速度および回転量に比例した電気信号を出力する。
【００２０】
コントローラ２４は、ステアリングセンサ２６からの出力信号に応じてコントロールバルブ８の図示しないソレノイドを制御し、また、車速センサ２５からの車速信号に応じて、電動モータ１４の駆動、停止を含めて電動モータ１４の駆動電流を制御する。具体的には、車速が予め定められた閾値を超えると、電動モータ１４の駆動を停止するようにしている。上記の閾値としては、２０〜３０ｋｍ／ｈの範囲の所定速度に設定することが好ましい。実際には、できるだけ低い速度で電動モータ１４を停止させるようにすることが省エネ上、また、電動モータの耐久性向上のために好ましい。
【００２１】
上記の実施の形態によれば、一対の一方向クラッチ１５，１６と一対の連結体としてのギア部材３６，３７を用いる簡単な構造を採用することにより、コンパクトな油圧ユニットＵを達成でき、しかも一対の駆動源１３，１４を択一的にスムーズに切り換えて省エネを達成しつつ高出力を得ることができる。また、ギア部材３６，３７同士間の伝達ギア比を変更することにより、各駆動源１３，１４の仕様を変更することなく、油圧ポンプ７の仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００２２】
また、低速走行時に電動モータ１４を駆動源として用いることにより、安定した油圧を発生することができるので、低速走行時の据え切り等のステアリング操作において、動力舵取装置Ａとして安定した操舵補助力を発生することができる。
一方、車速が増大して車両の駆動源であるエンジン１３によって油圧ポンプの十分な発生油圧が得られる状態になると、電動モータ１４を停止させる。これにより省エネを達成できると共に、電動モータ１４としては小型で安価なものを採用でき、しかも電動モータ１４の耐久性を向上できる。
【００２３】
また、本油圧ユニットＵを、油圧ポンプ７および伝達機構１２の他、電動モータ１４を含めたユニットとした場合、特に車両側のレイアウトを変更することなく、油圧ポンプ７、伝達機構１２および電動モータ１４を車両に組み込んで、容易に本油圧ユニットＵを構成することができる。この場合にも、連結体としてのギア部材３６，３７同士間の伝達ギア比を変更することにより、電動モータ１４の仕様を変更することなく、油圧ポンプ７の仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００２４】
さらに、エンジン１３側の回転を増速機構１８を介して増速して油圧ポンプ７の回転軸１０に伝達するようにしたので、小型の油圧ポンプ７であっても、単位時間当たりの吐出量を高くして高出力を得られる。このような小型の油圧ポンプ７を駆動するための電動モータ１４としては、容量を小さくでき、したがって、安価で耐久性に優れたものとすることができる。
【００２５】
次いで、図３は本発明の他の実施の形態を示している。同図を参照して、本実施の形態では、第１のギア部材３６と第２のギア部材３７の間に中間部材としての中間ギア部材４０を介在させ、この中間ギア部材４０を介して第１および第２のギア部材３６，３７間に駆動力が伝達されるようにした。また、中間ギア部材４０は油圧ポンプ７の回転軸１０の同軸上に一体回転可能に連結されている。他の構成については図１の実施の形態と同様であるので、図に同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
本実施の形態によれば、中間ギア部材４０の構成が追加されて、図１の実施の形態に比較して若干構造が複雑になるものの、図１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。また、第１および第２のギア部材３６，３７および中間ギア部材４０の三者間の伝達ギア比を変更することにより、電動モータ１４の仕様を変更することなく、油圧ポンプ７の仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００２７】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、上記各実施の形態では、伝達機構が一対のギア部材を有するギア機構を含むものとして構成したが、プーリ・ベルト機構やトラクションドライブ方式の遊星ローラ機構等を含むものとして構成することができる。プーリ・ベルト機構を採用する場合、一対の連結体は一対のプーリ部材により構成され、ローラ機構を採用する場合には、一対の連結体は一対のローラ部材により構成されることになる。
【００２８】
また、上記各実施の形態では、車速の増加に伴って、駆動源がエンジン側に切り換えられた後に、電動モータ１４を停止させるようにしたが、電動モータ１４の駆動、停止によって、駆動源の切り換え操作を行うことも可能である。
また、上記各実施の形態では、本発明を、油圧アクチュエータをパワーシリンダとした動力舵取装置に適用したが、車両に搭載される他の油圧式動力装置に適用することが可能である。すなわち、油圧アクチュエータを、ＡＴ用クラッチを動作させるための油圧シリンダにより構成した動力装置や、油圧アクチュエータを、四輪駆動車において前後輪の駆動配分切換え用クラッチを動作させるための油圧シリンダにより構成した動力装置に適用することができる。これらの動力装置においても、電動モータの耐久性を確保しつつコンパクトで且つ低速走行時にも十分な動力を得ることができる。
【００２９】
その他、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、一対の一方向クラッチと一対の連結体を用いる簡単な構造にてコンパクトであり、しかも駆動源を択一的に切り換えて省エネを達成しつつ高出力を得ることができる。また、連結体同士間の伝達比を変更することにより、各駆動源の仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００３１】
請求項２記載の発明では、一対の一方向クラッチ、一対の連結体および中間体を用いる簡単な構造にてコンパクトであり、しかも駆動源を択一的に切り換えて省エネを達成しつつ高出力を得ることができる。また、連結体同士間の伝達比を変更することにより、各駆動源の仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【００３２】
請求項３記載の発明では、低速走行時に電動モータを駆動源として用いることにより、安定した油圧を発生することができる。また、車両の駆動源によって油圧ポンプの十分な発生油圧が得られる状態になると、電動モータを停止させる。これにより省エネを達成できると共に、電動モータとしては小型で安価なものを採用でき、しかも電動モータの耐久性を向上できる。また、特に車両側のレイアウトを変更することなく、油圧ポンプ、伝達機構および電動モータを車両に組み込んで、容易に本油圧ユニットを構成することができる。さらに、連結体同士間の伝達比を変更することにより、電動モータの仕様を変更することなく、油圧ポンプの仕様を変更することができ、設計の自由度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態としての油圧ユニットが適用された動力舵取装置の概略構成図である。
【図２】一方向クラッチの要部の縦断面図である。
【図３】本発明の他の実施の形態としての油圧ユニットの要部の概略図である。
【符号の説明】
１    パワーシリンダ（油圧アクチュエータ）
７    油圧ポンプ
１０  回転軸
１２  伝達機構
１３  エンジン（駆動源）
１４  電動モータ（駆動源）
１５  第１の一方向クラッチ
１６  第２の一方向クラッチ
１７  回転軸（出力軸）
２３  エンジンに連なる出力軸
３６  第１のギア部材（第１の連結体）
３７  第２のギア部材（第２の連結体）
４０  中間ギア部材
Ｕ    油圧ユニット
Ａ    動力舵取装置（動力装置）
【図１】
0003705680.tif 000002
【図２】
0003705680.tif 000003
【図３】
0003705680.tif 000004