(57)【要約】【課題】冷却水とオイルとを選択的に圧送することができるポンプ装置を提供する。【解決手段】車両用ポンプ装置は、冷却水用ポンプ３０とオイル用ポンプ４０が１つの電動機１に接続されている。冷却水用ポンプ３０は、電動機１から出力される回転動力のうちの第１回転方向の回転動力のみを伝達する第１ワンウェイクラッチ２１を介在している状態で、電動機１の主回転軸１０に取り付けられており、オイル用ポンプ４０は、第２回転方向の回転動力のみを伝達する第２ワンウェイクラッチ２２を介在している状態で、主回転軸１０に取り付けられている。【選択図】図１
2018013072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を圧送する冷却水用ポンプと、オイルを圧送するオイル用ポンプが、１つの電動機に接続されている車両用ポンプ装置において、
前記電動機は、少なくとも１つの主回転軸を備えており、
前記主回転軸は、第１回転方向と、該第１回転方向に対して反対方向の第２回転方向に回転可能であり、
前記冷却水用ポンプは、第１ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられ、前記オイル用ポンプは、第２ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられており、
前記第１ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第１回転方向の前記回転動力のみを、前記冷却水用ポンプに伝達し、前記第２ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第２回転方向の前記回転動力のみを、前記オイル用ポンプに伝達するように構成されていることを特徴とする車両用ポンプ装置。
【請求項２】
前記冷却水用ポンプは、車両用エンジンのエンジン冷却水を圧送可能であり、前記オイル用ポンプは、前記車両用エンジンのエンジンオイルを圧送可能であることを特徴とする請求項１に記載の車両用ポンプ装置。
【請求項３】
歯車機構を介して前記主回転軸に連動し、前記主回転軸の回転方向と反対方向に回転する副回転軸を備え、
前記第１ワンウェイクラッチを介した前記冷却水ポンプ及び、前記第２ワンウェイクラッチを介した前記オイル用ポンプのうちの一方が、前記主回転軸には取り付けられ、他方が、前記副回転軸には取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両には、車両内に設けられた系統内において、例えばエンジンの冷却水を循環させる電動式の冷却水用ポンプと、別の系統内においてエンジンオイルの循環をアシストする電動式のオイル用ポンプを備えているものがある。これらの電動式ポンプは、これらに連結されている電動機によって駆動される。
【０００３】
また、上記のような冷却水用ポンプ及びオイル用ポンプを、１つの電動機に接続して、これらのポンプが、同一回転軸上に配置され、一体化されている装置がある。このようなポンプ装置については、例えば、特許文献１に開示されているようなツインフローポンプが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１４７１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されているポンプは、省スペース化が可能となる。ところが、ポンプの回転軸（駆動軸）が回転すると、各ポンプの第１インペラ及び第２インペラが同時に回転することになるため、冷却水及びオイルの両方が同時に圧送される。このため、冷却水用ポンプ及びオイル用ポンプのいずれか一方を選択的に駆動することができない。冷却水を循環させるタイミングと、オイルを循環させるタイミングが、一致するとは限らないので、これらを同時に圧送させることが、非効率な動作となる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、省スペース化及び部品点数の削減が可能であり、冷却水とオイルとを選択的に圧送することができる車両用ポンプ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため本発明に係る車両用ポンプ装置は、冷却水を圧送する冷却水用ポンプと、オイルを圧送するオイル用ポンプが、１つの電動機に接続されている車両用ポンプ装置において、前記電動機は、少なくとも１つの主回転軸を備えており、前記主回転軸は、第１回転方向と、該第１回転方向に対して反対方向の第２回転方向に回転可能であり、前記冷却水用ポンプは、第１ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられ、前記オイル用ポンプは、第２ワンウェイクラッチを介して、前記主回転軸に取り付けられており、前記第１ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第１回転方向の前記回転動力のみを、前記冷却水用ポンプに伝達し、前記第２ワンウェイクラッチは、前記電動機から出力される回転動力のうちの前記第２回転方向の前記回転動力のみを、前記オイル用ポンプに伝達するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、省スペース化及び部品点数の削減が可能で、冷却水とオイルとを選択的に圧送することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る車両用ポンプ装置の第１の実施形態の構成を概略的に示す正面図である。
【図２】本発明に係る車両用ポンプ装置の第２の実施形態の構成を概略的に示す正面図である。
【図３】本発明に係る車両用ポンプ装置の第３の実施形態の構成を概略的に示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る車両用ポンプ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
先ず、本発明に係る車両用ポンプ装置の第１の実施形態について、図１を用いて説明する。本実施形態の車両用ポンプは、１つの電動機１と、これに接続された冷却水用ポンプ３０とオイル用ポンプ４０とを備えている。これらは、１つのケース５内に一体的に収容されている。
【００１２】
電動機１についての詳細構造の説明は省略しているが、当該電動機１は、例えば車両用バッテリ等から電源が供給されている。当該電動機１は、電動機ケース２内に収容されている。
【００１３】
図１に示すように、電動機１は、円筒状の主回転軸１０を備えている。この例では、主回転軸１０を構成する１本の円筒状の部材が、電動機１を貫通するように配置されている。主回転軸１０は、電動機１の一方端（図１における左側端）から突出している第１回転部１１と、反対側の端（図１における右側端）から突出している第２回転部１２とを備えている。第１回転部１１及び第２回転部１２は、主回転軸１０の一部であり、同軸上に配置され、一体となって同一方向に回転する。
【００１４】
第１回転部１１には、後述する第１ワンウェイクラッチ２１が取り付けられ、第１ワンウェイクラッチ２１には、冷却水用ポンプ３０が取り付けられている。第２回転部１２には、後述する第２ワンウェイクラッチ２２が取り付けられ、第２ワンウェイクラッチ２２には、オイル用ポンプ４０が取り付けられている。
【００１５】
電動機１の主回転軸１０は、図１の矢印Ｘ１に示す第１回転方向（正回転方向）と、矢印Ｙ１で示され、第１回転方向と反対方向の第２回転方向（負回転方向）に回転可能である。例えば、モータ駆動ＰＷＭ信号によって、第１回転方向または第２回転方向に選択的に回転させる。
【００１６】
冷却水用ポンプ３０は、車両用エンジンのエンジン冷却水を、車両内部に設けられた冷却系統（図示せず）内に循環させるためのポンプである。当該冷却水用ポンプ３０は、電動式で、正回転及び負回転に駆動可能な歯車ポンプであり、第１インペラ３１を備え、さらに、吸水部３２と吐出部３３とを備えている。
【００１７】
吸水部３２は、冷却系統を循環するエンジン冷却水が、矢印Ｘ２に示す方向に吸水される開口部であり、吐出部３３は、冷却系統にエンジン冷却水を矢印Ｘ３に示す方向に供給するための開口部である。第１インペラ３１は、詳細な図示は省略しているが、複数の羽部材が周方向に間隔を空けて配置され、当該羽部材が軸回りを回転することで、水流を発生させることができる。これにより、エンジン冷却水が冷却系統内を流通することができる。
【００１８】
当該冷却水用ポンプ３０の第１インペラ３１は、主回転軸１０の一方の端部（図１における左側端部）、すなわち第１回転部１１に、第１ワンウェイクラッチ２１を介在させた状態で機械的に接続されている。第１ワンウェイクラッチ２１は、電動機１から出力される回転動力のうちの第１回転方向（正回転）の回転動力のみを、第１インペラ３１に伝達する。すなわち、主回転軸１０が、第１回転方向に回転しているときにのみ、当該回転動力によって、第１インペラ３１は、主回転軸１０と同軸上で回転する。
【００１９】
主回転軸１０が、第２回転方向（負回転）に回転しているときは、第１ワンウェイクラッチ２１は、いわゆる空回りの状態となり、回転動力は第１インペラ３１には伝わらない。すなわち、第２回転方向に回転しているときは、冷却水用ポンプ３０は停止状態となる。
【００２０】
オイル用ポンプ４０は、車両用エンジンのエンジンオイルの油圧をアシストするためのポンプである。当該オイル用ポンプ４０は、電動式で、冷却水用ポンプ３０と同様に、正回転及び負回転に駆動可能な歯車ポンプであり、第２インペラ４１を備え、さらに、吸水部４２と吐出部４３とを備えている。
【００２１】
通常、エンジンオイルは、機械式油圧ポンプ（図示せず）による油圧により系統内を循環する。当該オイル用ポンプ４０は、この油圧をアシストし、機械式油圧ポンプの負荷を低減させるためのものである。
【００２２】
第２インペラ４１は、詳細な図示は省略しているが、第１インペラ３１と同様に、複数の羽部材が周方向に間隔を空けて配置され、当該羽部材が軸回りを回転することで、油圧を発生させることができる。
【００２３】
当該オイル用ポンプ４０の第２インペラ４１は、冷却水用ポンプ３０が接続されている側と反対側の主回転軸１０の端部（図１における右側端部）、すなわち第２回転部１２に機械的に接続されている。第２ワンウェイクラッチ２２は、電動機１から出力される回転動力のうちの第２回転方向（負回転方向）の回転動力のみを、第２インペラ４１に伝達する。すなわち、主回転軸１０が、第２回転方向に回転しているときにのみ、当該回転動力によって、第２インペラ４１は、主回転軸１０と同軸上で回転する。
【００２４】
主回転軸１０が、第１回転方向（正回転）に回転しているときは、第２ワンウェイクラッチ２２は、いわゆる空回りの状態となり、回転動力は第２インペラ４１には伝わらない。すなわち、第１回転方向に回転しているときは、オイル用ポンプ４０は停止状態となる。
【００２５】
以上の説明からわかるように、本実施形態によれば、電動機１に２つのポンプ３０，４０が接続されることで、ポンプ装置を省スペースに配置可能となり、さらにポンプ装置の部品点数の削減が可能となる。さらに、本実施形態のように構成することによって、電動機１の回転方向を、第１回転方向（正回転）及び第２回転方向（負回転）のいずれかを選択し、冷却水用ポンプ３０及びオイル用ポンプ４０を選択的に駆動することが可能となる。すなわち、エンジン冷却水と、エンジンオイルとを、選択的に圧送することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、冷却水用ポンプ３０は、車両用エンジンのエンジン冷却水を圧送し、オイル用ポンプ４０は、車両用エンジンのエンジンオイルを圧送可能である。このため、２種類のポンプ（冷却水用ポンプ３０及びオイル用ポンプ４０）によって、それぞれ圧送される各流体（エンジン冷却水及びエンジンオイル）が互いに熱交換することにより、温度が変動することを抑制できる。
【００２７】
さらに、使用時の温度条件がほぼ同等であるエンジン冷却水とエンジンオイルに、当該ポンプ装置を用いることにより、冷却水用ポンプ３０の第１インペラ３１とオイル用ポンプ４０の第２インペラ４１との間の温度差による熱伝導による影響を抑制させることができる。
【００２８】
さらに、例えば温度条件２０℃以下等の低温におけるエンジン始動時に、機械式油圧ポンプの加圧をアシストすることで、エンジン全体におけるエンジンオイルの潤滑をスムーズにすることも可能となる。また油圧が不足してしまう可能性がある油圧式ＶＶＴ（Variable Valve Timing）の制御性を向上させることもでき、その結果、燃費向上及び排ガス抑制が可能となる。
【００２９】
［第２の実施形態］
本発明に係る車両用ポンプ装置の第２の実施形態について、図２を用いて説明する。本実施形態は、第１の実施形態（図１）の車両用ポンプ装置の変形例であって、第１の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００３０】
本実施形態の車両用ポンプ装置は、電動機１の主回転軸１０の軸方向に垂直に延びている交差軸（副回転軸）１５を備えている。当該交差軸１５は、歯車機構５０を介して、主回転軸１０の回転に連動して回転するように構成されている。また、交差軸１５は、第２ワンウェイクラッチ２２を介在した状態で、第２インペラ４１に接続されている。
【００３１】
ここで、歯車機構５０について説明する。本実施形態の歯車機構５０は、電動機ケース２内に配置され、６つの歯車部を備えている。この例では、４つの平歯車、すなわち、第１平歯車５１、第２平歯車５２、第３平歯車５３及び第４平歯車５４を備えており、さらに互いに噛み合う２つ傘歯車（第１傘歯車５５及び第２傘歯車５６）を備えている。
【００３２】
第１平歯車５１は、電動機１に直結している主回転軸１０に直接的に取り付けられており、主回転軸１０と同軸に回転する。第２平歯車５２は、主回転軸１０に平行な第１補助軸５７上に取り付けられ、第１平歯車５１に噛み合うように配置されている。第１傘歯車５５は、第２平歯車５２に隣接配置され、第２平歯車５２と同軸に回転する。
【００３３】
この例では、第１傘歯車５５と第２平歯車５２は一体的に形成されている。なお、第１補助軸５７は、電動機１の本体の壁面１ａに回転可能に取り付けられている円筒状の軸部材である。
【００３４】
第２傘歯車５６は、第１補助軸５７に垂直に延びている第２補助軸５８上に取り付けられ、第１傘歯車５５に噛み合うように配置されている。第３平歯車５３は、第２傘歯車５６に隣接配置され、第２傘歯車５６と同軸に回転する。
【００３５】
この例の第２傘歯車５６と第３平歯車５３は一体的に形成されている。なお、第２補助軸５８は、電動機ケース２の内壁面１ｂに回転可能に取り付けられている円筒状の軸部材であり、交差軸１５に平行に配置されている。第４平歯車５４は、交差軸１５に取り付けられ、交差軸１５と同軸で回転し、第３平歯車５３と噛み合っている。
【００３６】
この歯車機構５０によって、第２回転方向（負回転）に回転している主回転軸１０の長手方向を、９０度傾けた状態と、交差軸１５が回転している状態とが、同じ状態になる。すなわち、主回転軸１０が第２回転方向に回転するときに、第２ワンウェイクラッチ２２によって、回転動力がオイル用ポンプ４０の第２インペラ４１に伝達される。
【００３７】
本実施形態にように構成することで、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、第１ワンウェイクラッチ２１の軸方向と、第２ワンウェイクラッチ２２の軸方向が、同一軸上に配置されていることには限定されないため、ポンプ装置のレイアウトの自由度を増大させることができる。
【００３８】
［第３の実施形態］
本発明に係る車両用ポンプ装置の第３の実施形態について、図３を用いて説明する。本実施形態は、第１及び第２の実施形態（図１及び図２）の車両用ポンプ装置の変形例であって、第１及び第２の実施形態と同一部分または類似部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
【００３９】
本実施形態の車両用ポンプ装置は、電動機１の主回転軸１０に平行に延びている平行軸（副回転軸）１６を備えている。当該平行軸１６は、第２の実施形態（図２）と同様に、歯車機構５０を介在して、主回転軸１０の回転に連動して回転するように構成されている。また、平行軸１６は、第２ワンウェイクラッチ２２を介在した状態で、第２インペラ４１に接続されている。
【００４０】
ここで、歯車機構５０について説明する。本実施形態の歯車機構５０は、３つの歯車部を備えている。この例では、第１平歯車５１、第２平歯車５２及び第４平歯車５４を備えている。これらは、第２の実施形態（図２）における第１平歯車５１、第２平歯車５２及び第４平歯車５４と同様に機能している。
【００４１】
第１平歯車５１は、電動機１に直結している主回転軸１０に直接的に取り付けられており、主回転軸１０と同軸に回転する。第２平歯車５２は、主回転軸１０に平行な第１補助軸５７上に取り付けられ、第１平歯車５１に噛み合うように配置されている。第４平歯車５４は、平行軸１６上に取り付けられ、平行軸１６と同軸で回転し、第２平歯車５２と噛み合っている。
【００４２】
この歯車機構５０によって、主回転軸１０が第２回転方向（負回転）に回転しているときに、歯車機構５０を介して、平行軸１６も第２回転方向に回転する。すなわち、主回転軸１０が第２回転方向に回転するときに、第２ワンウェイクラッチ２２によって、回転動力がオイル用ポンプ４０の第２インペラ４１に伝達される。
【００４３】
本実施形態にように構成することで、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、さらに、第２の実施形態と同様に、ポンプ装置のレイアウトの自由度を増大させることができる。
【００４４】
［その他の実施形態］
上記実施形態の説明は、本発明を説明するための例示であって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００４５】
上記実施形態では、電動機１の主回転軸１０を第１回転方向及び第２回転方向のいずれかの方向に回転させて、冷却水用ポンプ３０及びオイル用ポンプ４０のいずれか一方を駆動させているが、これに限らない。例えば、２つの独立した回転軸を備える電動機を用いてもよい。このような電動機は、２つのロータを備え、これらに接続されている回転軸のそれぞれにおいて、個別に出力可能に構成されている。当該電動機を用いると、冷却水用ポンプ３０とオイル用ポンプ４０を、個別に駆動させることも可能であり、さらに、同時に駆動させることもでき、利便性が向上する。
【符号の説明】
【００４６】
１      電動機
２      電動機ケース
５      ケース
１０    主回転軸
１１    第１回転部
１２    第２回転部
１５    交差軸（副回転軸）
１６    平行軸（副回転軸）
２１    第１ワンウェイクラッチ
２２    第２ワンウェイクラッチ
３０    冷却水用ポンプ
３１    第１インペラ
３２    吸水部
３３    吐出部
４０    オイル用ポンプ
４１    第２インペラ
４２    吸水部
４３    吐出部
５０    歯車機構
５１    第１平歯車
５２    第２平歯車
５３    第３平歯車
５４    第４平歯車
５５    第１傘歯車
５６    第２傘歯車
５７    第１補助軸
５８    第２補助軸
【図１】
2018013072.tif 000003
【図２】
2018013072.tif 000004
【図３】
2018013072.tif 000005