(57)【要約】【課題】  入力軸とは別軸上に配置されたオイルポンプを電動モータで駆動する場合、それらのレイアウトの自由度が大きく、小型化を可能とする。【解決手段】  第１ギアＧ１と、該第１ギアＧ１に外接する第２ギアＧ２とを備える外接ギア式オイルポンプＰの駆動装置であって、第１ギアＧ１および第２ギアＧ２の一方をエンジンＥで駆動可能にすると共に、第１ギアＧ１および第２ギアＧ２の他方を電動モータＭで駆動可能にした。第１ギアＧ１および第２ギアＧ２は歯数が異なり、その中、歯数が多いギアが前記エンジンで駆動され、歯数が少ないギアが前記電動モータで駆動されるように構成されていることが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ギアと、該第１ギアに噛合う第２ギアとを備えるギア式オイルポンプの駆動装置であって、
前記第１ギアおよび第２ギアの一方を第１原動機で駆動可能にすると共に、前記第１ギアおよび第２ギアの他方を第２原動機で駆動可能に構成したことを特徴とするオイルポンプの駆動装置。
【請求項２】
前記第１原動機はエンジン、前記第２原動機は電動モータであり、前記第１ギアおよび第２ギアは歯数が異なり、その中、歯数が多いギアが前記エンジンで駆動され、歯数が少ないギアが前記電動モータで駆動されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のオイルポンプの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルポンプの駆動装置、特に、自動車用自動変速装置等の圧力源として用いられるオイルポンプの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用の自動変速機や無段変速機を含む自動車用自動変速装置は、変速機構を構成する部品およびその他の部品として、各種の回転軸および各種の歯車などのトルク伝達機構を有しており、これらのトルク伝達機構同士の間でトルクが伝達される経路において、その変速比が変更される構成になっている。この変速比を変更する機構を駆動するための圧力を発生させるためや潤滑用にオイルポンプが設けられている。
【０００３】
また、近年におけるエンジンの低燃費化や大気汚染防止への要求から、例えば、交差点における信号待ち状態で、エンジンを停止させる形式の車両も知られている。このような形式の車両においては、発進時間の短縮のために、自動変速機等における油圧の早期立ち上がりが要求されることから、通常、変速機の入力軸上に配置されるオイルポンプが入力軸とは異なる別軸上に配置されることが必要な場合もある。
【０００４】
このような、オイルポンプが入力軸とは異なる別軸上に配置された自動変速装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１には、エンジンの出力軸に直結されたシャフトと、電動モータの主軸と、オイルポンプの駆動軸とを、それぞれの軸にワンウェイクラッチを介して装着されたスプロケットにチェーンを掛け渡すことにより連結し、エンジンの回転数が所定値以下の場合には、エンジン側のワンウェイクラッチを空転させつつ、電動モータによりオイルポンプを駆動するようにしたオイルポンプの駆動装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２２７９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に記載のオイルポンプの駆動装置にあっては、エンジンの出力軸に直結されたシャフトと、電動モータの主軸と、オイルポンプの駆動軸とが、それぞれの軸にワンウェイクラッチを介して装着された３個のスプロケットに１本のチェーンを掛け渡すことにより連結され、且つ、電動モータとオイルポンプとが、上記各軸の軸線に直交する方向に並列に配置される構成であるので、それらのレイアウトが制限され、オイルポンプの駆動装置を含む自動変速装置の全体が大型化するという問題があった。
本発明の目的は、上記の事情を背景としてなされたものであり、入力軸とは別軸上に配置されたオイルポンプを電動モータで駆動するようにした場合でも、それらのレイアウトの自由度が大きく、小型化を可能とするオイルポンプの駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の一形態に係るオイルポンプ駆動装置は、第１ギアと、該第１ギアに噛合う第２ギアとを備えるギア式オイルポンプの駆動装置であって、前記第１ギアおよび第２ギアの一方を第１原動機で駆動可能にすると共に、前記第１ギアおよび第２ギアの他方を第２原動機で駆動可能に構成したことを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、オイルポンプの同一の駆動軸に別々の原動機を接続することなく、第１ギアおよび第２ギアのそれぞれに別々の原動機を接続してオイルポンプを駆動できるので、それらの駆動系を含むレイアウトの自由度が増大し、全体的に小型化が可能となる。
【０００９】
また、前記第１原動機はエンジン、前記第２原動機は電動モータであり、前記第１ギアおよび第２ギアは歯数が異なり、その中、歯数が多いギアが前記エンジンで駆動され、歯数が少ないギアが前記電動モータで駆動されるように構成されていることが好ましい。
【００１０】
このようにすると、エンジンからギア式オイルポンプの歯数が多いギアまで、および電動モータからギア式オイルポンプの歯数が少ないギアまでに特別な減速機構を配置する必要がなく、それぞれの高効率領域での駆動が可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明かなように、本発明によれば、オイルポンプの同一の駆動軸に別々の原動機を接続することなく、第１ギアおよび第２ギアのそれぞれに別々の原動機を接続してオイルポンプを駆動できるので、それらの駆動系を含むレイアウトの自由度が増大し、全体的に小型化が可能となる。
【００１２】
また、第１ギアおよび第２ギアは歯数が異なり、その中、歯数が多いギアが前記エンジンで駆動され、歯数が少ないギアが前記電動モータで駆動されるように構成されると、エンジンからギア式オイルポンプの歯数が多いギアまで、および電動モータからギア式オイルポンプの歯数が少ないギアまでに特別な減速機構を配置する必要がなく、それぞれの高効率領域での駆動が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１４】
図１ないし図４は、本発明をＦＦ車（フロントエンジンフロントドライブ；エンジン前置き前輪駆動車）用のトランスアクスルＴＡに適用した場合において、そのケーシング等を省略して示すスケルトン図である。
【００１５】
まず、図１ないし図４に示す第１ないし第４の実施形態おいて共通する構成として、Ｅは第１原動機としてのエンジン、ＴＣはエンジンＥに連結されたトルクコンバータであり、該トルクコンバータＴＣの出力軸がトランスアクスルＴＡの入力軸を構成している。トランスアクスルＴＡは、前後進切換え機構Ｆ／Ｒ・Ｍ、ベルト式無段変速機構ＢＣＶＴならびに最終減速機構ＦＲを順に備えている。また、ＰＤＳはトルクコンバータＴＣのポンプインペラーに連結され、エンジンＥに直接駆動されるポンプ駆動軸であり、上述のトルクコンバータＴＣの出力軸すなわちトランスアクスルＴＡの入力軸と同軸に配置されている。なお、Ｓ１はポンプ駆動軸ＰＤＳに連結された第１スプロケットを示している。また、Ｐはオイルポンプ、Ｍは第２原動機としての電動モータを示している。
【００１６】
オイルポンプＰは、図５に示すように、ポンプケーシングＰＣ内に配置された第１ギアＧ１と、該第１ギアＧ１に外接して回転可能に配置された第２ギアＧ２とを備える外接ギア式オイルポンプであり、第１ギアＧ１は第１ギア駆動軸ＧＤＳ１に、第２ギアＧ２は第２ギア駆動軸ＧＤＳ２に、それぞれ、連結されている。なお、ＰＣＩは吸入ポート、ＰＣＯは吐出ポートである。ここで、第１ギアＧ１の歯数をＺ１、第２ギアＧ２の歯数をＺ２とするとき、歯数Ｚ１の方が歯数Ｚ２よりも多い。
【００１７】
そこで、図１に示す本発明の第１の実施形態においては、第１スプロケットＳ１と第１ギア駆動軸ＧＤＳ１に連結された第２スプロケットＳ２とに無端チェーンＥＬＣが掛け渡されている。そして、電動モータＭはオイルポンプＰを挟んで、第２スプロケットＳ２とは逆側に配置され、第２ギア駆動軸ＧＤＳ２を直接駆動するように設けられている。
【００１８】
かくて、オイルポンプＰは必要に応じて、エンジンＥによる、ポンプ駆動軸ＰＤＳ、第１スプロケットＳ１、第１無端チェーンＥＬＣ１、第２スプロケットＳ２、および第１ギア駆動軸ＧＤＳ１を介しての第１ギアＧ１の駆動、または、電動モータＭによる、第２ギア駆動軸ＧＤＳ２を介しての第２ギアＧ２の駆動によって、それぞれ、動作可能とされている。なお、エンジンＥによって第１ギアＧ１を駆動してオイルポンプＰを作動させる場合には、第２ギアＧ２を介して駆動される電動モータＭの抵抗を減ずるために、電動モータＭを適宜制御することが好ましい。例えば、電気抵抗を０とするために電流をシャットダウンさせたり、逆起電力を発生しないように微電流を流すことでもよい。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態を図２に示す。この第２の実施形態においては、上述の第１の実施形態の構成に加え、第１ギアＧ１に連結された第１ギア駆動軸ＧＤＳ１と第２スプロケットＳ２との間に第１ワンウェイクラッチＯＷＣ１が介設されており、この点が第１の実施形態と異なる。他の構成はそれらの配置関係も含めて第１の実施形態と同じであるから、同一部位には同一符号を付し重複説明を避ける。このように、第１ワンウェイクラッチＯＷＣ１を設けると、例えばエンジンＥの停止中に、電動モータＭによって第２ギアＧ２を駆動してオイルポンプＰを作動させる場合に、エンジンＥに引きずり回転を生じせしめることがなく、交差点における信号待ち状態で、エンジンを停止させる形式の車両等において特に好ましい。
【００２０】
上述の第１および第２の実施形態では、エンジンＥによるオイルポンプＰの駆動の際には、電動モータＭもオイルポンプＰ側から常時駆動されるので、これを利用して電動モータＭを発電機として回生発電させるようにしてもよい。そして、この発電された電力を所定の蓄電池に蓄えておき、上述のエンジンＥの停止中等にこの電力でもって電動モータＭを作動させ、オイルポンプＰを駆動することにより所定の油圧を得るようにしてもよい。
【００２１】
また、本発明の第３の実施形態を図３に示す。この第３の実施形態においては、上述の第２の実施形態の構成に加え、第２ギアＧ２に連結された第２ギア駆動軸ＧＤＳ２の途中に第２ワンウェイクラッチＯＷＣ２が介設されており、この点が第２の実施形態と異なる。他の構成はそれらの配置関係も含めて第２の実施形態と同じであるから、同一部位には同一符号を付し重複説明を避ける。
【００２２】
この第３の実施形態においては、オイルポンプＰがエンジンＥまたは電動モータＭのいずれか一方により駆動されるときに、その他方に引きずり回転等の影響を与えることなくオイルポンプＰを駆動することができる。
【００２３】
さらに、本発明の第４の実施形態を図４に示す。この第４の実施形態においては、上述の第１ないし第３の実施形態の構成に比べ、電動モータＭがポンプＰに対し上述の第２スプロケットＳ２と同じ側に配置されている。そして、第２ギア駆動軸ＧＤＳ２に第３スプロケットＳ３が連結されると共に電動モータＭの出力軸に第４スプロケットＳ４が連結され、これらの第３スプロケットＳ３と第４スプロケットＳ４とに第２無端チェーンＥＬＣ２が掛け渡されている。他の構成はそれらの配置関係も含めて第１の実施形態と同じであるから、同一部位には同一符号を付し重複説明を避ける。この第４の実施形態では、電動モータＭのレイアウトの自由度が増大する。
【００２４】
また、第１ギアＧ１の歯数Ｚ１と第２ギアＧ２の歯数Ｚ２を選定するに当っては、図７のグラフ（Ａ）に示す電動モータ、および（Ｂ）に示すエンジンのトルク特性と高効率領域との関係を考慮するのが好ましい。すなわち、電動モータＭの場合は、一般に、約４０００〜６０００ｒｐｍの回転領域で高効率が得られるのに対し、エンジン（ガソリン）Ｅの場合には、約２０００〜４０００ｒｐｍの回転領域で高効率が得られるので、「電動モータＭで駆動される第２ギアＧ２の歯数Ｚ２」：「エンジンＥで駆動される第１ギアＧ１の歯数Ｚ１」＝１：２〜１．５であるのが好ましい。このようにすると、第２ギアＧ２と第１ギアＧ１との駆動系に特別な減速機構を配置することなく、オイルポンプＰを、それぞれの高効率領域で駆動することが可能となる。
【００２５】
ここで、図１ないし図４にスケルトン図で示した本発明の実施形態の中、第１の実施形態を実機において具現化した一例を、図６を参照しつつ説明する。
【００２６】
トランスアクスルＴＡは、エンジンの端部側に取り付けられ、トルクコンバータＴＣを収容するコンバータハウジングＴＣＨと、該コンバータハウジングＴＣＨに連結され、前述の前後進切換え機構、ベルト式無段変速機構ならびに最終減速機構等を収容するトランスアクスルケースＴＡＣとを備え、トランスアクスルケースＴＡＣの下部にはオイルパン（図示せず）が取り付けられている。また、トランスアクスルケースＴＡＣとオイルパンとの間には、油圧回路と回路切換え用のバルブ（図示せず）が配置されたバルブボディユニットが設けられている。なお、オイルパンの内部には、トランスアクスルＴＡの内部に供給される作動油および潤滑油としてのオイル（図示せず）が貯留され、ストレーナを介して前述のオイルポンプＰに吸引されようになっている。
【００２７】
オイルポンプＰは、トランスアクスルケースＴＡＣの下部で、コンバータハウジングＴＣＨとバルブボディユニットとに近接した位置に配置されている。オイルポンプＰは、前述のように、外接歯車ポンプで構成され、前記トルクコンバータＴＣの回転軸すなわちトランスアクスルＴＡの入力軸１５０とは別軸上に配置されており、前述のように、エンジンＥおよび電動モータＭによって駆動される。
【００２８】
オイルポンプＰは、図５において説明したように、吸入ポートＰＣＩおよび吐出ポートＰＣＯ（いずれも図６には表されていない）を備え、これらは、それぞれ、トランスアクスルケースＴＡＣに形成された不図示の吸入油路および吐出油路に連通されている。オイルポンプＰが駆動されると、オイルパン内のオイルがストレーナおよび吸入油路を介して汲み上げられ、このオイルポンプＰの吐出油圧は、吐出油路を介してバルブボディユニットの油圧回路に供給された後、制御されてトランスアクスルＴＡの各部に分配される。
【００２９】
ここで、トルクコンバータＴＣは周知のように、トランスアクスルＴＡの入力軸１５０回りに回転対称に配置されている、ポンプインペラー１１１、タービンランナー１１２およびステータ１１３を備え、ポンプインペラー１１１はコンバータカバー１１４を介してエンジンの出力軸に連結されている。そして、コンバータカバー１１４の一端部はさらに溶接等により、前述したポンプ駆動軸ＰＤＳに相当する回転部材１１５に連結されている。この回転部材１１５は、本実施の形態においては、主に、外周端部がコンバータカバー１１４の一端部に連結されているディスク状部１１５Ｄと、このディスク状部１１５Ｄの内周端部から軸方向に延在する筒状部１１５Ｂとを備えて構成されている。タービンランナー１１２は前述した入力軸１５０にスプライン結合されているタービンハブ１１６に連結され、ステータ１１３はワンウェイクラッチ１１７を介して、静止部材としての、トランスアクスルケースＴＡＣに固設されたステータ支持スリーブ１１８に支持されている。なお、入力軸１５０はこのステータ支持スリーブ１１８に対し、ブッシュ１１９が介在されて回転自在に支持されている。
【００３０】
また、本実施の形態においては、トルクコンバータＴＣはロックアップ機構１６０を備えている。ロックアップ機構１６０は、タービンハブ１１６に軸方向に移動可能に設けられたピストン１６２、該ピストン１６２とコンバータカバー１１４との間に配置され、両面に摩擦材１６４が設けられている伝達部材１６６、および、入力側部材が該伝達部材１６６に連結されると共に、出力側部材がタービンハブ１１６に連結され、入力側部材と出力側部材との間の捻り方向にばねが配設されているダンパー装置１６８から構成されている。
【００３１】
さらに、上述の回転部材１１５の筒状部１１５Ｂは、その内周側がほぼ平坦に形成されているのに対し、その外周側は、先端部から根元部に向かい３段の階段状に形成されている。そして、回転部材１１５の筒状部１１５Ｂにおける先端側の最小径の外周側と静止部材としてのトランスアクスルケースＴＡＣの突出部１４２との間には、後述する圧油路をシールするブッシュ１７０が配設され、回転部材１１５を回転自在に支持している。そして、回転部材１１５の筒状部１１５Ｂにおける中間部の外周側に、前述の第１スプロケットＳ１との連結部の一方であるスプラインが形成されている。なお、第１スプロケットＳ１の内周側には、連結部の他方であるスプラインが形成されている。
【００３２】
一方、静止部材としてのトランスアクスルケースＴＡＣにおいて、内周側に前述のブッシュ１７０が配設された突出部１４２の外周側には、軸受としてのボールベアリング１８４が配設され、前述の第１スプロケットＳ１を回転可能に保持している。
【００３３】
なお、本実施の形態においては、第１スプロケットＳ１は、内周側に上述のスプラインが形成されているディスク状部Ｓ１Ａと、このディスク状部Ｓ１Ａの外端部から軸方向に延在する筒状部Ｓ１Ｂと、この筒状部Ｓ１Ｂから径方向に突出する歯部Ｓ１Ｃとを備えている。そして、筒状部Ｓ１Ｂの内周側には段部Ｓ１Ｄおよび溝Ｓ１Ｅが形成されており、ボールベアリング１８４のアウターレースを段部Ｓ１Ｄと溝Ｓ１Ｅに係合されるスナップリングとで位置決めして保持するように構成されている。また、トランスアクスルケースＴＡＣの突出部１４２の外周側にも段部１４２Ａの他に溝１４２Ｂが形成され、ボールベアリング１８４のインナーレースを段部１４２Ａと溝１４２Ｂに係合されるスナップリングとで位置決めして保持するようにし、第１スプロケットＳ１の軸方向移動を防止している。なお、コンバータハウジングＴＣＨの内周端と回転部材１１５との間にはメカニカルオイルシール１３０が介設され、トランスアクスルケースＴＡＣ内部からのオイルの漏洩を防止している。
【００３４】
さらに、オイルポンプＰは、図５にも示したように、ポンプケーシングＰＣ内に配置された第１ギアＧ１と、該第１ギアＧ１に外接して回転可能に配置された第２ギアＧ２とを備える外接ギア式オイルポンプであり、第１ギアＧ１はポンプケーシングＰＣに回転自在に支承された第１ギア駆動軸ＧＤＳ１に、第２ギアＧ２は同じくポンプケーシングＰＣに回転自在に支承された第２ギア駆動軸ＧＤＳ２に、それぞれ、連結されている。そして、ポンプケーシングＰＣはトランスアクスルケースＴＡＣに設けられた段部壁TACWの内側の所定位置に固定されている。  
ここで、第２ギアＧ２に連結された第２ギア駆動軸ＧＤＳ２は、トランスアクスルケースＴＡＣに設けられた段部壁TACWを軸方向に貫通して設けられ、同じくトランスアクスルケースＴＡＣの側壁にブラケットMBを介して取り付けられた電動モータＭの出力軸MSに適宜なジョイント手段でもって連結されている。すなわち、電動モータＭはオイルポンプＰを挟んで、第２スプロケットＳ２とは逆側で、トランスアクスルケースＴＡＣの外側に配置され、第２ギア駆動軸ＧＤＳ２を直接駆動するように設けられている。
【００３５】
そして、上述の第１スプロケットＳ１と、入力軸１５０とは別軸に配置されたオイルポンプＰの第１ギア駆動軸ＧＤＳ１に連結された第２スプロケットS２とに無端チェーンＥＬＣが掛け渡され、第２スプロケットS２を駆動するようにされている。
【００３６】
かくて、エンジンＥによるコンバータカバー１１４の回転は、ポンプ駆動軸ＰＤＳとしての回転部材１１５により、第１スプロケットＳ１、無端チェーンＥＬＣ、第２スプロケットＳ２、および第１ギア駆動軸ＧＤＳ１を介して、第１ギアＧ１に伝達される。この結果、第１ギアＧ１に外接している第２ギアＧ２も共に回転しオイルポンプＰが作動する。一方、電動モータＭによる回転は、第２ギア駆動軸ＧＤＳ２を介して直接に第２ギアＧ２に伝達される。そして、同様に、第２ギアＧ２に外接している第１ギアＧ１も共に回転しオイルポンプＰが作動する。
【００３７】
なお、上記はベルト式無段変速機に本発明を適用した実施の形態であるが、本発明は、遊星歯車機構およびクラッチやブレーキなどの摩擦係合装置を備えた有段式の自動変速機に対しても適用することができることはいうまでもない。また、上記は外接式歯車ポンプに本発明を適用した実施の形態であるが、本発明は、内接式歯車ポンプに対しても等しく適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明をトランスアクスルＴＡに適用した場合において、そのケーシング等を省略して示す第１の実施形態のスケルトン図である。
【図２】本発明をトランスアクスルＴＡに適用した場合において、そのケーシング等を省略して示す第２の実施形態のスケルトン図である。
【図３】本発明をトランスアクスルＴＡに適用した場合において、そのケーシング等を省略して示す第３の実施形態のスケルトン図である。
【図４】本発明をトランスアクスルＴＡに適用した場合において、そのケーシング等を省略して示す第４の実施形態のスケルトン図である。
【図５】本発明が適用される外接式ギアポンプの一例を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を実機において具現化した一例を示す断面図である。
【図７】電動モータ（Ａ）およびエンジン（Ｂ）のトルク特性と高効率領域を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｐ        オイルポンプ
Ｇ１      第１ギア
Ｇ２      第２ギア
ＧＤＳ１  第１ギア駆動軸
ＧＤＳ２  第２ギア駆動軸
ＰＤＳ    ポンプ駆動軸
Ｍ        電動モータ
ＥＬＣ１  第１無端チェーン
ＥＬＣ２  第２無端チェーン
ＯＷＣ１  第１ワンウェイクラッチ
ＯＷＣ２  第２ワンウェイクラッチ
ＴＡＣ    トランスアクスルケース
１１０    トルクコンバータ
１１４    コンバータカバー
１１５    回転部材
１１８    ステータ支持スリーブ
１５０    入力軸
１６０    ロックアップ機構
【図１】
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【図２】
2005030517.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005030517.tif 000009