JP2013036539A - オイルポンプの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルポンプを駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸の回転方向によらずオイルポンプを常に一方向に回転させることを目的とする。
【解決手段】オイルポンプの駆動装置２において、回転方向変更機構６は相互に差動回転する３つの回転要素を有する遊星歯車機構８を備え、３つの回転要素を共線図上に配置した場合、両端に位置する第１回転要素および第２回転要素の一方を回転軸４に連結するとともに他方を駆動軸５に連結し、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素が一体的に回転するようこれら３つの回転要素のうちいずれか２つを第１ワンウェイクラッチ１３により連結し、回転軸４が逆方向に回転する場合、第３回転要素が逆方向へ回転することを防止するようこの第３回転要素を第２ワンウェイクラッチ１４によってハウジング７と連結したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明はオイルポンプの駆動装置に係り、特に、二輪、四輪、産業機器や等の歯車、軸受等の潤滑用のオイルや、電動車両、ハイブリッド車両のモータ等の冷却用のオイルの供給に使用されるオイルポンプの駆動装置に関する。

機器の潤滑や冷却に使用されるオイルを供給するオイルポンプの駆動装置としては、特開２００１−２３３０７０号公報に、エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド用変速機について、変速機の内部機構（ギア、モータ、軸受など）の潤滑・冷却のためのオイルを供給するオイルポンプを駆動するための機構が示されている。
前記公報に開示されるオイルポンプの駆動装置は、エンジン、モータの動力を合成する機構（以下「動力分割機構」と記す）において、動力を出力する軸以外に常に正転する軸を設け、この軸にオイルポンプを接続することで、逆回転時に機能しないというオイルポンプの短所を克服している。前記公報に開示されるオイルポンプの駆動装置は、これを２組の遊星ギア、１組のクラッチ、１組のワンウェイクラッチを用いて実現している。

特開２００１−２３３０７０号公報

しかし、前記公報に開示される構造では、以下の課題がある。
・動力分割機構の内部のある特定の１軸のみでしか、オイルポンプを常時使用することができない。
・動力分割機構の内部にあるすべての回転軸に適用できない。
・クラッチを使用しているため、別途油圧等による制御が必要である。

この発明は、オイルポンプを駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ回転軸の回転方向によらずオイルポンプを常に一方向に回転させることを目的とする。

この発明は、正方向と逆方向に駆動される回転軸とオイルポンプの駆動軸との間に回転方向変更機構を配置したオイルポンプの駆動装置において、前記回転方向変更機構は相互に差動回転する３つの回転要素を有する遊星歯車機構を備え、前記３つの回転要素を共線図上に配置した場合、両端に位置する第１回転要素および第２回転要素の一方を前記回転軸に連結するとともに他方を前記オイルポンプの駆動軸に連結し、前記回転軸が正方向に回転する場合、前記３つの回転要素が一体的に回転するようこれら３つの回転要素のうちいずれか２つを第１ワンウェイクラッチにより連結し、前記回転軸が逆方向に回転する場合、第３回転要素が逆方向へ回転することを防止するようこの第３回転要素を第２ワンウェイクラッチによってハウジングと連結したことを特徴とする。

この発明は、油圧等による制御を必要とせずに１つの遊星歯車機構と２つのワンウェイクラッチによってオイルポンプを駆動することができ、オイルポンプを駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸の回転方向によらずオイルポンプを常に一方向に回転させることできる。

図１はオイルポンプの駆動装置の構成図である。（実施例） 図２は回転軸正回転時の作動共線図である。（実施例） 図３は回転軸逆回転時の作動共線図である。（実施例） 図４はオイルポンプの駆動装置を備えたシリーズパラレル方式のハイブリッド車両の動力伝達装置の構成図である。（実施形態１） 図５は車両前進時の作動共線図である。（実施形態１） 図６は車両後退時の作動共線図である。（実施形態１） 図７はオイルポンプの駆動装置を備えたシリーズ方式のハイブリッド車両の動力伝達装置の構成図である。（実施形態２） 図８はオイルポンプの駆動装置の変形例１の構成図である。（変形例１） 図９はオイルポンプの駆動装置の変形例２の構成図である。（変形例２） 図１０はオイルポンプの駆動装置の変形例３の構成図である。（変形例３） 図１１は変形例３の作動共線図である。（変形例３） 図１２はオイルポンプの駆動装置の変形例４の構成図である。（変形例４）

以下図面に基づいて、この発明の実施例を説明する。

図１〜図３は、この発明の実施例を示すものである。図１において、１はオイルポンプ、２は駆動装置である。機器の潤滑や冷却に使用されるオイルを供給するオイルポンプ１の駆動装置２は、正方向と逆方向に駆動可能な駆動源であるモータ３によって正方向と逆方向に駆動される回転軸４とオイルポンプ１の駆動軸５との間に、回転方向変換機構６を配置している。
前記回転方向変更機構６は、ハウジング７内に相互に差動回転する３つの回転要素を有する遊星歯車機構８を備えている。遊星歯車機構８は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構であり、３つの第１〜第３回転要素として、サンギア９（第２回転要素）と、２つの互いに噛み合うプラネタリギア１０・１０を支持するとともに一方の第１プラネタリギア１０が前記第１サンギア９に噛み合うプラネタリキャリア１１（第１回転要素）と、他方のプラネタリギア１０に噛み合うリングギア１２（第３回転要素）とを有している。
遊星歯車機構８は、図２・図３に示すように、３つの第１〜第３回転要素の回転数と回転方向を表す共線図上に配置した場合に、右端にプラネタリキャリア１１（第１回転要素）を配置し、中間にリングギア１２（第３回転要素）を配置し、左端にサンギア９（第２回転要素）を配置している。遊星歯車機構８は、共線図上の両端に位置するプラネタリキャリア１１（第１回転要素）およびサンギア９（第２回転要素）のうち、一方のプラネタリキャリア１１（第１回転要素）をモータ２の回転軸４に接続し、他方のサンギア９（第２回転要素）をオイルポンプ１の駆動軸５に連結している。なお、図２・図３においては、サンギア９をＳ、プラネタリキャリア１１をＣ、リングギア１２をＲとして記載している。

遊星歯車機構８は、サンギア９（第２回転要素）と、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）と、リングギア１２（第３回転要素）とのうち、サンギア９（第２回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）との２つを第１ワンウェイクラッチ１３により連結している。
第１ワンウェイクラッチ１３は、モータ３の回転軸４が正方向に回転する場合に作動し、正回転するプラネタリキャリア１１（第１回転要素）に対して、リングギア１２（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）を連結する。リングギア１２（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）の連結によって、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）とは正方向に一体的に回転する。
一方、第１ワンウェイクラッチ１３は、モータ３の回転軸４が逆方向に回転する場合に空転し、逆回転するプラネタリキャリア１１（第１回転要素）に対して、リングギア１２（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）の連結を解放する。リングギア１２（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）の連結解放によって、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）とは差動回転する。
このように、第１ワンウェイクラッチ１３は、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）が一体的に回転するよう、２つの回転要素（サンギア９、リングギア１２）を連結する。これにより、回転方向変更機構６は、回転軸４が正方向に回転する場合、正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動する。

また、遊星歯車機構８は、サンギア９（第２回転要素）と、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）と、リングギア１２（第３回転要素）とのうち、リングギア１２（第３回転要素）を第２ワンウェイクラッチ１４によりハウジング７に連結している。前記第１ワンウェイクラッチ１３と第２ワンウェイクラッチ１４とは、遊星歯車機構８のオイルポンプ１側において駆動軸５の径方向内側と外側に重なる位置に配置している。
第２ワンウェイクラッチ１４は、モータ３の回転軸４が逆方向に回転する場合に作動し、リングギア１２（第３回転要素）をハウジング７に連結する。リングギア１２（第３回転要素）は、ハウジング７との連結によって、逆方向への回転を防止される。リングギア１２（第３回転要素）の逆方向への回転防止によって、モータ３の回転軸４の逆方向の回転は２つの噛み合ったプラネタリギア１０・１０により反転してサンギア９（第２回転要素）に伝達され、サンギア９（第２回転要素）を正方向に回転する。
一方、第２ワンウェイクラッチ１４は、モータ３の回転軸４が正方向に回転する場合に空転し、リングギア１２（第３回転要素）をハウジング７との連結から解放する。リングギア１２（第３回転要素）は、ハウジング７との連結解放によって、正方向への回転を許容される。
このように、第２ワンウェイクラッチ１４は、回転軸４が逆方向に回転する場合、リングギア１２（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止するようこのリングギア１２（第３回転要素）をハウジング７と連結する。これにより、回転方向変更機構６は、回転軸４が逆方向に回転する場合、正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動する。

次に作用を説明する。
図２に示すように、オイルポンプ１の駆動装置２は、モータ３の回転軸４が正方向に回転する場合、サンギア９（第２回転要素）およびリングギア１２（第３回転要素）はともに正方向へ回転し、かつ差動によりリングギア１２（第３回転要素）の回転数Ｎｒがサンギア９（第２回転要素）の回転数Ｎｓより大きく（Ｎｒ＞Ｎｓ）なる。このため、回転方向変更機構６の第１ワンウェイクラッチ１３が作動してリングギア１２（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）を連結し、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）とを正方向に一体的に回転させる。また、第２ワンウェイクラッチ１３は空転し、リングギア１２（第３回転要素）をハウジング７との連結から解放し、リングギア１２（第３回転要素）の正方向への回転を許容する。
駆動装置２は、第１ワンウェイクラッチ１３の作動によってサンギア９（第２回転要素）の回転数Ｎｓとプラネタリキャリア１１（第１回転要素）の回転数ＮｃとがＮｓ＝Ｎｃとなる。オイルポンプ１は、回転速度Ｎｓで正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）により駆動軸５を正方向に駆動され、オイルを供給する。
また、図３に示すように、オイルポンプ１の駆動装置２は、モータ３の回転軸４が逆方向に回転する場合、回転方向変更機構６の第２ワンウェイクラッチ１４が作動してリングギア１２（第３回転要素）をハウジング７と連結し、リングギア１２（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止する。このとき、サンギア９（第２回転要素）が正方向へ回転し、かつサンギア９（第２回転要素）の回転数Ｎｓがリングギア１２（第３回転要素）の回転数Ｎｒより大きく（Ｎｒ＜Ｎｓ）なる。このため、第１ワンウェイクラッチ１３は空転し、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）との差動回転を許容する。リングギア１２（第３回転要素）の逆方向への回転防止によって、モータ３の回転軸４の逆方向の回転は２つの噛み合ったプラネタリギア１０・１０により反転してサンギア９（第２回転要素）に伝達され、サンギア９（第２回転要素）を正方向に回転する。
駆動装置２は、第２ワンウェイクラッチ１５の作動によってリングギア１２（第３回転要素）の回転数ＮｒがＮｒ≧０となり、サンギア９（第２回転要素）の回転数Ｎｓとプラネタリキャリア１１（第１回転要素）の回転数Ｎｃの関係は、Ｎｓ＝−ａ・Ｎｃ（ａ＝遊星ギア比）となる。オイルポンプ１は、正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）により駆動軸５を正方向に駆動され、オイルを供給する。

このように、このオイルポンプ１の駆動装置２は、油圧等による制御を必要とせずに、１つの遊星歯車機構８と２つの第１・第２ワンウェイクラッチ１３・１４によってオイルポンプ１を駆動することができ、オイルポンプ１を駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸４の回転方向によらずオイルポンプ１を常に一方向に回転させることできる。
また、駆動装置２は、第１ワンウェイクラッチ１３と第２ワンウェイクラッチ１４を径方向に重なる位置に配置したので、回転方向変更機構６の軸方向寸法を減少させ、駆動装置を簡素化することができる。

図４〜図６は、上述実施例のオイルポンプ１の駆動装置２の実施形態１を示すものである。図４において、オイルポンプ１の駆動装置２は、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両１５の動力伝達装置１６に備えられている。
ハイブリッド車両１５の動力伝達装置１６は、燃料の燃焼により駆動力を発生させる駆動源であるエンジン１７の出力軸１８と、電気により駆動力を発生するとともに駆動により電気エネルギを発生する第一のモータジェネレータ１９及び第二のモータジェネレータ２０と、ハイブリッド車両１５の駆動輪２１に接続される駆動軸２２と、出力軸１８、第一のモータジェネレータ１９、第二のモータジェネレータ２０、及び駆動軸２２にそれぞれ連結された動力伝達機構である差動歯車機構２３と、を備えている。
前記第一のモータジェネレータ１９は、出力軸１８と同軸に配置した第１モータロータ軸２４と、第１モータロート軸２４に固定した第１モータロータ２５と、第１モータロータ２５の外周に配置した第１モータステータ２６とを備えている。前記第二のモータジェネレータ２０は、出力軸１８と同軸に配置した第２モータロータ軸２７と、第２モータロータ軸２７に固定した第２モータロータ２８と、第２モータロータ２８の外周に配置した第２モータステータ２９とを備えている。第一のモータジェネレータ１９と第二のモータジェネレータ２０とは、供給される電気により駆動力を発生するとともに、エンジン１７の駆動力および回生時の駆動輪２１からの駆動力で電気エネルギを発生し、バッテリに充電する。

前記差動歯車機構２３は、３つの回転要素を有するシングルピニオン型の第１遊星歯車機構３０および第２遊星歯車機構３１を備えている。第１遊星歯車機構３０は、出力軸１８と同軸に配置した第１サンギア３３と、この第１サンギア３３に噛み合う第１プラネタリギア３４を支持する第１プラネタリキャリア３５と、第１プラネタリギア３４に噛み合う第１リングギア３６とを備えている。前記第２遊星歯車機構３１は、出力軸１８と同軸に配置した第２サンギア３７と、この第２サンギア３７に噛み合う第２プラネタリギア３８を支持する第２プラネタリキャリア３９と、第２プラネタリギア３８に噛み合う第２リングギア４０とを備えている。
差動歯車機構２３は、第１遊星歯車機構３０および第２遊星歯車機構３１を同一軸上に互いに隣り合う状態で配置し、第１遊星歯車機構３０のエンジン１７に近接する側に第一のモータジェネレータ１９を配置し、第２遊星歯車機構３１のエンジン２から離れる側に第二のモータジェネレータ２０を配置している。
第１遊星歯車機構３０の第１サンギア３３には、第一のモータジェネレータ１９の第１モータロータ軸２４を接続している。第１遊星歯車機構３０の第１プラネタリキャリア３５と第２遊星歯車機構３１の第２サンギア３７とは、互いに結合されたうえエンジン１７の出力軸１８に連結されている。第１遊星歯車機構３０の第１リングギア３６と第２遊星歯車機構３１の第２プラネタリキャリア３９とは、互い結合されたうえ出力ギア４２に連結されている。出力ギア４２は、伝達ギア４３と終減速駆動ギア４４と終減速被動ギア４５と差動ギア４６とを介して前記駆動軸２２に接続している。第２遊星歯車機構３１の第２リングギア４０には、第二のモータジェネレータ２０の第２モータロータ軸２７を接続している。
前記第一のモータジェネレータ１９の第１モータステータ２６と第二のモータジェネレータ２０の第２モータステータ２９とは、動力伝達装置１６のケース４７に固定されている。また、前記エンジン１７の出力軸１８と動力伝達装置１６のケース４７の間には、ワンウェイクラッチ４１が配置され、エンジン１７の出力軸１８が逆転することを防止する。

ハイブリッド車両１５の動力伝達装置１６は、エンジン１７と第一のモータジェネレータ１９と第二のモータジェネレータ２０とが発生する動力を、第１遊星歯車機構３０と第２遊星歯車機構３１とを介して駆動軸２２に出力し、駆動輪２１を駆動する。また、ハイブリッド車両１５は、駆動輪２１からの駆動力を、第１遊星歯車機構３０と第２遊星歯車機構３１とを介して第一のモータジェネレータ１９と第二のモータジェネレータ２０とに伝達し、電気エネルギを発生してバッテリを充電する。
このハイブリッド車両１５の動力伝達装置１６には、オイルポンプ１の駆動装置２を備えている。この駆動装置２は、駆動源に連結される回転軸４を備え、この回転軸４を第２遊星歯車機構３１の第２リングギア４０および第二のモータジェネレータ２０に連結され、正方向と逆方向に駆動される第２モータロータ軸２７に接続し、この回転軸４とオイルポンプ１の駆動軸５との間に回転方向変換機構６を配置している。回転方向変換機構６は、図１に示すように、３つの回転要素を有するダブルピニオン型の遊星歯車機構８と、第１ワンウェイクラッチ１３および第２ワンウェイクラッチ１４を備えている。
動力伝達装置１６の第１遊星歯車機構３０および第２遊星歯車機構３１と、駆動装置２の遊星歯車機構８とは、図５・図６に示すように、３つの回転要素の回転数と回転方向を表す共線図上に配置した場合に、以下のように配置される。
前記第１遊星歯車機構３０は、左から右に向かって第１サンギア３３と第１プラネタリキャリア３５と第１リングギア３６とを順次に配置している。前記第２遊星歯車機構３１は、左から右に向かって第２サンギア３７と第２プラネタリキャリア３９と第２リングギア４０とを順次に配置している。また、前記遊星歯車機構８は、左から右に向かってプラネタリキャリア１１とリングギア１２とサンギア９とを順次に配置している。
前記第１遊星歯車機構３０の第１プラネタリキャリア３５と第２遊星歯車機構３１の第２サンギア３７とは、接続されて同方向に回転する。前記第１遊星歯車機構３０の第１リングギア３６と第２遊星歯車機構３１の第２プラネタリキャリア３９とは、接続されて同方向に回転する。前記第２遊星歯車機構３１の第２リングギア４０と遊星歯車機構８のプラネタリキャリア１１とは、接続されて同方向に回転する。
なお、図５・図６においては、第１サンギア３３をＳ１、第１プラネタリキャリア３５をＣ１、第リングギア３６をＲ１とし、また、第２サンギア３７をＳ２、第２プラネタリキャリア３９をＣ２、第２リングギア４０をＲ２とし、さらに、サンギア９をＳ３、プラネタリキャリア１１をＣ３、リングギア１２をＲ３として記載している。また、図５・図６においては、第一のモータジェネレータ１９をＭＧ１、第二のモータジェネレータ２０をＭＧ２として記載している。

オイルポンプ１の駆動装置２は、図５に示すように、ハイブリッド車両１５が前進走行し、動力伝達装置１６を構成する第二のモータジェネレータ２０および第２リングギア４０が正方向に回転する場合、図１に示す回転方向変更機構６の第１ワンウェイクラッチ１３が作動してリングギア１２とサンギア９を連結し、サンギア９とプラネタリキャリア１１とリングギア１２とを正方向に一体的に回転させる。このとき、第２ワンウェイクラッチ１３は空転し、リングギア１２をハウジング７との連結から解放し、リングギア１２の正方向への回転を許容する。
駆動装置２は、正方向に回転するサンギア９によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動し、オイルを供給する。
また、オイルポンプ１の駆動装置２は、図６に示すように、ハイブリッド車両１５が後退走行し、動力伝達装置１６を構成する第二のモータジェネレータ２０および第２リングギア４０が逆方向に回転する場合、図１に示す回転方向変更機構６の第２ワンウェイクラッチ１４が作動してリングギア１２をハウジング７と連結し、リングギア１２が逆方向へ回転することを防止する。このとき、第１ワンウェイクラッチ１３は空転し、サンギア９とプラネタリキャリア１１とリングギア１２との差動回転を許容する。リングギア１２の逆方向への回転防止によって、回転軸４の逆方向の回転は２つの第１・第２プラネタリギア１０ａ・１０ｂにより反転してサンギア９に伝達され、サンギア９を正方向に回転する。
駆動装置２は、正方向に回転するサンギア９によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動し、オイルを供給する。

このように、シリーズパラレル方式のハイブリッド車両１５の動力伝達装置１６に設けたオイルポンプ１の駆動装置２は、油圧等による制御を必要とせずに、１つの遊星歯車機構８と２つの第１・第２ワンウェイクラッチ１３・１４によってオイルポンプ１を駆動することができ、オイルポンプ１を駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸４の回転方向によらずオイルポンプ１を常に一方向に回転させることできる。
また、駆動装置２は、第１ワンウェイクラッチ１３と第２ワンウェイクラッチ１４を径方向において重なる位置に配置したので、回転方向変更機構６の軸方向寸法を減少させ、駆動装置を簡素化することができる。

図７は、上述実施例のオイルポンプ１の駆動装置２の実施形態２を示すものである。図７において、オイルポンプ１の駆動装置２は、シリーズ方式のハイブリッド車両４８の動力伝達装置４９に備えられている。
ハイブリッド車両４８の動力伝達装置４９は、燃料の燃焼により駆動力を発生させるエンジン５０の出力軸５１と、出力軸５１に連結されてエンジン５０の駆動により電気エネルギを発生するジェネレータ５２と、ジェネレータ５２の発生する電気により駆動力を発生する駆動源のモータ５３と、ハイブリッド車両４８の駆動輪５４に接続される駆動軸５５と、モータ５３及び駆動軸５５にそれぞれ連結された動力伝達機構５６と、を備えている。
前記ジェネレータ５２は、出力軸５１と同軸に配置したジェネレータロータ軸５７と、ジェネレータロータ軸５７に固定したジェネレータロータ５８と、ジェネレータロータ５８の外周に配置したジェネレータステータ５９とを備えている。ジェネレータ５２は、エンジン５０からの駆動力で電気エネルギを発生し、バッテリに充電する。前記モータ５３は、モータロータ軸６０と、モータロータ軸６０に固定したモータロータ６１と、モータロータ６１の外周に配置したモータステータ６２とを備えている。モータ５３は、供給される電気により駆動力を発生する。
前記動力伝達機構５６は、モータ５３のモータロータ軸６０を出力ギア６３に連結している。出力ギア６３は、伝達ギア６４と終減速駆動ギア６５と終減速被動ギア６６と差動ギア６７とを介して前記駆動軸５５に接続している。前記ジェネレータ５２のジェネレータステータ５９とモータ５３のモータステータ６２とは、動力伝達装置４９のケース６８に固定されている。

ハイブリッド車両４８の動力伝達装置４９は、エンジン５０によりジェネレータ５８を駆動して電気エネルギを発生してバッテリを充電し、バッテリの電気をモータ５３に供給して駆動力を発生し、モータ５３の発生する駆動力を各ギア６３〜６７を介して駆動軸５５に出力し、駆動輪５４を駆動する。また、ハイブリッド車両４８は、駆動輪５４からの駆動力を、各ギア６３〜６７を介してモータ５３に伝達し、電気エネルギを発生してバッテリを充電する。
このハイブリッド車両４８の動力伝達装置４９には、オイルポンプ１の駆動装置２を備えている。この駆動装置２は、動力伝達機構５６を構成するモータ５３を駆動源とし、モータ５３のモータロータ軸６０と一体に回転する出力ギヤ６３に正方向と逆方向に駆動される回転軸４を接続し、この回転軸４とオイルポンプ１の駆動軸５との間に回転方向変換機構６を配置している。回転方向変換機構６は、図１に示すように、３つの回転要素を有する遊星歯車機構８（ダブルピニオン型）と、第１ワンウェイクラッチ１３および第２ワンウェイクラッチ１４を備えている。動力伝達機構５６の出力ギア６３と遊星歯車機構８のプラネタリキャリア１１とは、接続されて同方向に回転する。

オイルポンプ１の駆動装置２は、ハイブリッド車両４８が前進走行し、動力伝達機構５６の出力ギア６３が正方向に回転する場合、回転方向変更機構６の第１ワンウェイクラッチ１３が作動してリングギア１２とサンギア９を連結し、サンギア９とプラネタリキャリア１１とリングギア１２とを正方向に一体的に回転させる。このとき、第２ワンウェイクラッチ１３は空転し、リングギア１２をハウジング７との連結から解放し、リングギア１２の正方向への回転を許容する。
駆動装置２は、正方向に回転するサンギア９によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動し、オイルを供給する。
また、オイルポンプ１の駆動装置２は、ハイブリッド車両４８が後退走行し、動力伝達機構５６の出力ギア６３が逆方向に回転する場合、回転方向変更機構６の第２ワンウェイクラッチ１４が作動してリングギア１２をハウジング７と連結し、リングギア１２が逆方向へ回転することを防止する。このとき、第１ワンウェイクラッチ１３は空転し、サンギア９とプラネタリキャリア１１とリングギア１２との差動回転を許容する。リングギア１２の逆方向への回転防止によって、回転軸４の逆方向の回転は２つの噛み合ったプラネタリギア１０・１０により反転してサンギア９に伝達され、サンギア９を正方向に回転する。
駆動装置２は、正方向に回転するサンギア９によりオイルポンプ１の駆動軸５を正方向に駆動し、オイルを供給する。

このように、シリーズ方式のハイブリッド車両４８の動力伝達装置４９に設けたオイルポンプ１の駆動装置２は、油圧等による制御を必要とせずに、１つの遊星歯車機構８と２つの第１・第２ワンウェイクラッチ１３・１４によってオイルポンプ１を駆動することができ、オイルポンプ１を駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸４の回転方向によらずオイルポンプ１を常に一方向に回転させることできる。
また、駆動装置２は、第１ワンウェイクラッチ１３と第２ワンウェイクラッチ１４を径方向において重なる位置に配置したので、回転方向変更機構６の軸方向寸法を減少させ、駆動装置を簡素化することができる。

なお、上述実施例のオイルポンプ１の駆動装置２は、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）が一体的に回転するよう、第１ワンウェイクラッチ１３によりサンギア９（第２回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）を連結したが、これに限定されるものではない。
例えば、図８は、変形例１を示すものである。図８に示す駆動装置２は、回転軸４が逆方向に回転する場合、リングギア１２（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止するよう、このリングギア１２（第３回転要素）を第２ワンウェイクラッチ１４によってハウジング７と連結している。
そして、図８に示す駆動装置２は、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）を破線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ａにより連結し、または、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）を一点鎖線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｂにより連結することで、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）を一体的に回転させることができる。

また、上述実施例のオイルポンプ１の駆動装置２は、共線図上の両端に位置するプラネタリキャリア１１（第１回転要素）およびサンギア９（第２回転要素）のうち、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）をモータ２の回転軸４に接続し、サンギア９（第２回転要素）をオイルポンプ１の駆動軸５に連結したが、これに限定されるものではない。
図９は、変形例２を示すものである。図９に示す駆動装置２は、サンギア９（第２回転要素）をモータ２の回転軸４に接続し、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）をオイルポンプ１の駆動軸５に連結している。図９に示す駆動装置２は、回転軸４が逆方向に回転する場合、リングギア１２（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止するよう、このリングギア１２（第３回転要素）を第２ワンウェイクラッチ１４によってハウジング７と連結している。
そして、図９に示す駆動装置２は、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第１回転要素）を実線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｃにより連結し、または、プラネタリキャリア１１（第１回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）を破線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｄにより連結し、あるいは、サンギア９（第２回転要素）とリングギア１２（第３回転要素）を一点鎖線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｅにより連結することで、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）を一体的に回転させることができる。

図１０・図１１は、変形例３を示すものである。図１０に示すように、駆動装置２の回転方向変更機構６を構成する遊星歯車機構８は、シングルピニオン型の遊星歯車機構であり、３つの第１〜第３回転要素として、サンギア９（第２回転要素）と、第１サンギア９に噛み合う１つのプラネタリギア１０を支持するプラネタリキャリア１１（第３回転要素）と、前記プラネタリギア１０に噛み合うリングギア１２（第１回転要素）とを有している。
遊星歯車機構８は、図１１に示すように、３つの第１〜第３回転要素の回転数と回転方向を表す共線図上に配置した場合に、右端にリングギア１２（第１回転要素）を配置し、中間にプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を配置し、左端にサンギア９（第２回転要素）を配置している。遊星歯車機構８は、共線図上の両端に位置するリングギア１３（第１回転要素）およびサンギア９（第２回転要素）のうち、一方のリングギア１３（第１回転要素）をモータ２の回転軸４に接続し、他方のサンギア９（第２回転要素）をオイルポンプ１の駆動軸５に連結している。なお、図１１においてはサンギア９をＳ、プラネタリキャリア１１をＣ、リングギア１２をＲとして記載している。
駆動装置２は、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）が一体的に回転するよう、第１ワンウェイクラッチ１３によりサンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を連結している。また、駆動装置２は、回転軸４が逆方向に回転する場合、プラネタリキャリア１１（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止するようこのプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を第２ワンウェイクラッチ１４によってハウジング７と連結している。
オイルポンプ１の駆動装置２は、モータ３の回転軸４が正方向に回転する場合、第１ワンウェイクラッチ１３が作動してプラネタリキャリア１１（第３回転要素）とサンギア９（第２回転要素）を連結し、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）とリングギア１２（第１回転要素）とを正方向に一体的に回転させる。このとき、第２ワンウェイクラッチ１４は空転し、プラネタリキャリア１１（第３回転要素）をハウジング７との連結から解放し、リングギア１２（第１回転要素）の正方向への回転を許容する。オイルポンプ１は、正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）により駆動軸５を正方向に駆動され、オイルを供給する。
また、オイルポンプ１の駆動装置２は、モータ３の回転軸４が逆方向に回転する場合、第２ワンウェイクラッチ１４が作動してプラネタリキャリア１１（第３回転要素）をハウジング７と連結し、リングギア１２（第１回転要素）が逆方向へ回転することを防止する。このとき、第１ワンウェイクラッチ１３は空転し、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）とリングギア１２（第１回転要素）との差動回転を許容する。プラネタリキャリア１１（第３回転要素）の逆方向への回転防止によって、モータ３の回転軸４の逆方向の回転はプラネタリギア１０により反転してサンギア９（第２回転要素）に伝達され、サンギア９（第２回転要素）を正方向に回転する。オイルポンプ１は、正方向に回転するサンギア９（第２回転要素）により駆動軸５を正方向に駆動され、オイルを供給する。

このように、このオイルポンプ１の駆動装置２は、油圧等による制御を必要とせずに、１つの遊星歯車機構８と２つの第１・第２ワンウェイクラッチ１３・１４によってオイルポンプ１を駆動することができ、オイルポンプ１を駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸４の回転方向によらずオイルポンプ１を常に一方向に回転させることできる。また、駆動装置２は、第１ワンウェイクラッチ１３と第２ワンウェイクラッチ１４を径方向において重なる位置に配置することで、回転方向変更機構６の軸方向寸法を減少させ、駆動装置を簡素化することができる。
なお、変形例３の駆動装置２は、図１０に示すように、リングギア１２（第１回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を破線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｆにより連結する構造、または、サンギア９（第２回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を一点鎖線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｇにより連結する構造に変更でき、このような構造によっても回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）を一体的に回転させることができる。

図１２は、変形例４を示すものである。図１２に示す駆動装置２は、サンギア９（第１回転要素）をモータ２の回転軸４に接続し、リングギア１２（第２回転要素）をオイルポンプ１の駆動軸５に連結している。この駆動装置２は、回転軸４が逆方向に回転する場合、プラネタリキャリア１１（第３回転要素）が逆方向へ回転することを防止するよう、このプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を第２ワンウェイクラッチ１４によってハウジング７と連結している。
そして、図１２に示す駆動装置２は、サンギア９（第１回転要素）とリングギア１２（第２回転要素）を実線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｈにより連結し、または、プラネタリキャリア１１（第３回転要素）とリングギア１２（第２回転要素）を破線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｉにより連結し、あるいは、サンギア９（第１回転要素）とプラネタリキャリア１１（第３回転要素）を一点鎖線で示す第１ワンウェイクラッチ１３ｊにより連結することで、回転軸４が正方向に回転する場合、３つの回転要素（サンギア９、プラネタリキャリア１１、リングギア１２）を一体的に回転させることができる。

このように、オイルポンプ１の駆動装置２は、図８〜図１２に示すように、回転方向調整機構６内のオイルポンプ１の駆動軸５、回転軸４と遊星歯車機構８、第１・第２ワンウェイクラッチ１３・１４の配置を入れ替えることでも同様の効果が得られる。
また、オイルポンプ１の駆動装置２は、遊星歯車機構８のギア比を変えることで、駆動軸５の回転速度を増減してオイルポンプ１の吐出量を変化させることができる。吐出量の変化は、駆動装置２の使用用途に合わせて以下のような設定が考えられる。

＜駆動軸５を増速して使用する場合＞
・駆動軸５が低回転時から、遊星歯車機構８のギア比分だけ多くの吐出量を得ることができる。
・一定流量を得るのに、遊星歯車機構８のギアを小さくして高速でまわすことで対応できるため、ギア小型化によりコスト、重量減を図ることができる。

＜駆動軸５を減速して使用する場合＞
・オイルポンプ１の駆動トルクが相対的に下がるため、駆動軸５の駆動トルク（＝エンジンやモータのトルク）のロス低減により燃費性能を向上することができる。

この発明は、油圧等による制御を必要とせずにオイルポンプを駆動することができ、オイルポンプを駆動する駆動装置の構造を簡素化しつつ、回転軸の回転方向によらずオイルポンプを常に一方向に回転させることできるものであり、車両にかぎらず、駆動源を備えた産業機器に応用することができる。

１ オイルポンプ
２ 駆動装置
３ モータ
４ 回転軸
５ 駆動軸
６ 回転方向変更機構
７ ハウジング
８ 遊星歯車機構
９ サンギア
１０ 第１プラネタリギア
１１ プラネタリキャリア
１２ リングギア
１３ 第１ワンウェイクラッチ
１４ 第２ワンウェイクラッチ
１５ シリーズパラレル方式のハイブリッド車両
１６ 動力伝達装置
４８ シリーズ方式のハイブリッド車両
４９ 動力伝達装置

Claims (2)

1. 正方向と逆方向に駆動される回転軸とオイルポンプの駆動軸との間に回転方向変更機構を配置したオイルポンプの駆動装置において、前記回転方向変更機構は相互に差動回転する３つの回転要素を有する遊星歯車機構を備え、前記３つの回転要素を共線図上に配置した場合、両端に位置する第１回転要素および第２回転要素の一方を前記回転軸に連結するとともに他方を前記オイルポンプの駆動軸に連結し、前記回転軸が正方向に回転する場合、前記３つの回転要素が一体的に回転するようこれら３つの回転要素のうちいずれか２つを第１ワンウェイクラッチにより連結し、前記回転軸が逆方向に回転する場合、第３回転要素が逆方向へ回転することを防止するようこの第３回転要素を第２ワンウェイクラッチによってハウジングと連結したことを特徴とするオイルポンプの駆動装置。
2. 前記第１ワンウェイクラッチと前記第２ワンウェイクラッチを径方向に重なる位置に配置した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。

Images