JP2022100152A - トランスアクスル - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ストレーナを設けるための部品点数の削減やコストを抑制することができるトランスアクスルの提供を目的とした。【解決手段】本発明のトランスアクスル１０は、内部にオイルが収容されるケーシング２０と、オイルを圧送するオイルポンプ５０と、ストレーナ６０と、を有し、ケーシング２０が、少なくともハウジング２２及びケース２３を構成体として含むものであり、ハウジング２２及びケース２３のうちの一方には、オイルをオイルポンプ５０に案内する油路２８が形成され、他方にはオイル溜まり２６が形成されており、ストレーナ６０が、油路２８と連通するようケーシング２０内のオイル溜まり２６に配置されていることを特徴とする。【選択図】図６

Description

本発明は、トランスアクスル内のストレーナやオイルを冷却するための構造に関する。

従来、モータを冷却するために、内部にオイルが収容されたトランスアクスルが提供されている。また、オイルが収容されたトランスアクスルでは、オイル溜まりにストレーナが配置され、オイルがオイルポンプにより汲み上げられる構造とされている。また、下記特許文献１には、このようなストレーナを備えたトランスアクスルが開示されている。

特開２０１９－１３８４３４号公報

特許文献１のような従来のトランスアクスルでは、トランスアクスルの底部（オイル溜まり）からオイルポンプに至る間に管路を設け、その区間にストレーナが設定されている。

しかしながら、このような構成とした場合、管路の形成コストやストレーナのコストがかさむことに加え、ストレーナを固定するためにボルト等の締結要素が必要となる。このように、オイルポンプの吸い込みポートとユニット底面の間に吸い込み経路を備えたストレーナ（管状部材を備えるストレーナ）を設定すると、ストレーナ自体が高価となる。このようなストレーナ設置に関する部品点数やコストを削減したいという要望は高い。

そこで本発明は、ストレーナを設けるための部品点数の削減やコストを抑制することができるトランスアクスルの提供を目的とした。

（１）上述の課題を解決すべく提供される本発明のトランスアクスルは、内部にオイルが収容されるケーシングと、オイルを圧送するオイルポンプと、ストレーナと、を有し、前記ケーシングが、少なくともハウジング及びケースを構成体として含むものであり、前記ハウジング及び前記ケースのうちの一方には、オイルを前記オイルポンプに案内する油路が形成され、他方にはオイル溜まりが形成されており、前記ストレーナが、前記油路と連通するよう前記オイル溜まりに配置されていることを特徴とする。

本発明のトランスアクスルでは、ケーシング（例えばハウジング）に形成された油路と、その油路と連通するように配置されたストレーナにより、オイルポンプまでのオイルの搬送路が構成されている。そのため、オイルポンプまでのオイルの搬送路を構成する部品点数（ボルトなど）を削減し、構造を簡素化することができる。その結果、従来の仕様と比較して安価となり、部品点数の削減によるコストダウンを実現することができる。

（２）本発明のトランスアクスルは、前記オイル溜まりには凹凸が形成されており、上下方向に形成された前記凹凸のうち、前記オイル溜まりの内側から外側に向かう方向に窪むように形成された部分を凹部とした場合、前記ストレーナの少なくとも一部が、前記凹部に配置されているものであるとよい。

上述の構成では、凹凸により底面部（オイル溜まりの底面）においてオイルが存在する面積が少なくなり、少ない油量で油面の高さを大きくできる。そのため、ストレーナの空気吸い込み（エア吸い）に対する耐力を向上することができる。さらに、凹凸がユニットの姿勢変化によるオイル移動を和らげる（バッフルプレート的な効果）ことにより、姿勢変化に対するエア吸い耐力も向上する。このように、本発明のトランスアクスルは、エア吸いのリスクを低減することができる。

（３）本発明のトランスアクスルは、前記油路が、前記ハウジングに形成されており、前記オイル溜まりには凹凸が形成され、上下方向に形成された前記凹凸のうち、前記オイル溜まりの内側から外側に向かう方向に窪むように形成された部分を凹部とした場合、前記ストレーナの両端のうち、一方の端部が前記油路の下方側に連結されており、他方の端部が前記ケースと当接するように配置されているものであるとよい。

上述の構成によれば、ハウジングとケースとでストレーナを挟み込み、ストレーナを位置決め（ストレーナを固定）することができる。これにより、ストレーナの固定用として必要となるボルト等の部品が不要となり、コストダウンに貢献することができる。

（４）本発明のトランスアクスルは、前記オイル溜まりの下方にはオイルと冷却媒体との熱交換によりオイルを冷却するためのオイル冷却部が設けられており、前記オイル冷却部による熱交換領域となる部分には、凹凸が形成されており、前記凹凸のうち、前記オイル溜まりの内部から窪むように形成された部分を凹部とした場合、前記ストレーナが、前記凹部に配置されているものであるとよい。

上述の構成では、オイル冷却用の凹凸（オイル冷却部の凹凸）を利用して、凹部にストレーナを組み合わせるように配置されている。言い換えれば、上述の構成では、オイルが冷却される部分（オイル冷却部）に囲まれる位置にストレーナが配置されている。そのため、オイル冷却部のすぐ横の冷却されたオイルを吸い込むことができ、オイルポンプの容積効率が向上し（オイル粘度が高い）、モータの冷却にも有利となる。

また、上述の構成では、オイル冷却部の凹凸により、底面部（オイル溜まり）においてオイルが存在する面積が少なくなり、少ない油量で油面の高さを大きくできる。そのため、ストレーナの空気吸い込み（エア吸い）に対する耐力を向上することができる。さらに、オイル冷却部の凹凸がユニットの姿勢変化によるオイル移動を和らげる（バッフルプレート的な効果）ことにより、姿勢変化に対するエア吸い耐力も向上する。このように、本発明のトランスアクスルは、エア吸いのリスクを低減することができる。

（５）本発明のトランスアクスルは、前記ストレーナが、前記油路が延びる方向に対して交差する方向に延びるような細長い形状とされているものであるとよい。

上述の構成によれば、必要幅（ストレーナ構成に必要となる幅）が少ないことで、上述したようなケーシング底面に形成されたオイル冷却部の凹凸形状にも対応可能となる（ボルト類も不要となる）。より詳細に説明すると、ケーシング底面にオイル冷却部の凹凸を設ける構成とした場合（ケーシング底面でオイルを冷却するために冷却面積確保を狙ってユニット底面形状を凹凸化した場合）、ストレーナを構成するためのスペースが狭くなり、ストレーナ形状が複雑化する懸念がある。これに対して上述の構成では、必要幅（ストレーナ構成に必要となる幅）が少ないことで底面冷却の凹凸形状にも対応可能となる。

本発明によれば、ストレーナを設けるための部品点数の削減やコストを抑制することができるトランスアクスルを提供することができる。

本発明の実施形態に係るトランスアクスルを示す断面図である。 図１のトランスアクスルの底面側の斜視図である。 図１のトランスアクスルのケーシングに設けられたオイル冷却部となる部分を示す斜視図である。 図３のオイル冷却部の断面図である。 図３のオイル冷却部の流路を示す図である。 図１のトランスアクスルのストレーナの配置を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態に係るトランスアクスル１０について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すとおり、トランスアクスル１０は、第一電動機１２、及び第二電動機１４を備えている。また、トランスアクスル１０は、ケーシング２０を備えており、ケーシング２０の内部には第一電動機１２や第二電動機１４が収容されている。さらに、トランスアクスル１０の内部（ケーシング２０の内部）には、各電動機を冷却するため、あるいはギアを潤滑するためのオイルが収容されており、オイルは電動機（第一電動機１２や第二電動機１４）を冷却した後にケーシング２０の底部に溜まるようになっている。

また、図１に示すとおり、トランスアクスル１０には、オイル冷却部３０、オイルポンプ５０（図６参照）、及びストレーナ６０（図６参照）が設けられている。なお、後で詳述するとおり、オイル冷却部３０は、ケーシング２０（ハウジング２２及びケース２３）に対して一体的に形成されている（図２参照）。

トランスアクスル１０が搭載される車両には、エンジン（図示を省略）及びバッテリ（図示を省略）が設けられている。トランスアクスル１０が搭載される車両は、エンジンを動力源として第一電動機１２を駆動させ、第一電動機１２の駆動により第二電動機１４を駆動させて走行可能とされている。また、トランスアクスル１０が搭載される車両は、エンジンを停止させてバッテリを動力源として第二電動機１４を駆動させて走行可能（ＥＶ走行）とされている、いわゆるシリーズ式ハイブリッド車とされている。

なお、以下の説明では、トランスアクスル１０を車両に搭載した状態における上下方向を、単に「上下方向Ｈ」と記載して説明する場合がある。また、上下方向Ｈにおける上方を単に「上方Ｕｐ」と、下方を単に「下方Ｌｗ」と記載して説明する場合がある。また、上下方向Ｈと交差する方向を、単に「横方向Ｘ」と記載して説明する場合がある。

ケーシング２０は、第一電動機１２や第二電動機１４等を収容するための収容体である。図２に示すとおり、ケーシング２０は、複数の構成体２１を締結することによりひとつの収容体をなしている。また、上述のとおり、ケーシング２０の内部には、オイルが収容されている。

図２に示すとおり、本実施形態では、ケーシング２０は、第一の構成体２１であるハウジング２２、第二の構成体２１であるケース２３、及び第三の構成体２１であるリアカバー２４からなる三つの構成体２１を締結して一体化したものとされている。

以下の説明では、ハウジング２２、ケース２３、及びリアカバー２４を総称して、「ケーシング２０」と記載して説明する場合がある。なお、本実施形態では、ケーシング２０を三つの構成体２１により構成されるものとした例を示したが、ケーシングは、二つ、あるいは四つ以上の構成体により形成されるものであってもよい。

図１及び図２に示すとおり、ハウジング２２とケース２３とは、ハウジング２２に合わせ面として形成されたフランジ部２２ａと、ケース２３に合わせ面として形成されたフランジ部２３ａとがボルトを介して締結されて接合されている。

図１に示すとおり、ケーシング２０の底部には、オイル溜まり２６が形成されている。また、オイル溜まり２６の下方Ｌｗには、オイルと冷却水との熱交換によりオイルを冷却するためのオイル冷却部３０が設けられており、オイル冷却部３０による熱交換領域となる部分には、凹凸が形成されている。このように、オイル溜まり２６の底面は、オイル冷却部３０との熱交換領域（冷却領域）となる。

図１及び図６に示すとおり、ケーシング２０には、オイル溜まり２６のオイルをオイルポンプ５０に案内する（吸い上げる）油路２８が形成されている。図６に示すとおり、油路２８は、上下方向Ｈに延びるように形成されている。すなわち、油路２８は、上下方向Ｈに延びる（縦に延びる）ように形成された連通孔（縦孔）とされており、下方Ｌｗ側には横方向Ｘ（第一電動機１２の軸線方向）に開口する横孔２８ａを備えている。また、油路２８は、オイル溜まり２６からオイルポンプ５０に（オイルポンプ５０の吸い込みポートに）到達するように形成されている。なお、油路２８は、ハウジング２２に形成されている。

オイルポンプ５０は、オイルを圧送するためのものである。本実施形態のトランスアクスル１０では、オイルポンプ５０は、エンジン軸（図示を省略）に取り付けられており、ハウジング２２とケース２３とが隣接する位置に配置されている。

ストレーナ６０は、ケーシング２０の内部のオイル（オイル溜まり２６のオイル）を汲み上げるためのものである。図６に示すとおり、ストレーナ６０は、メッシュ材を成型したものであり、細長い円筒状の形状とされている。また、ストレーナ６０は、先端６０ａが縮小するような略円錐状（テーパ状）の外観とされている。すなわち、ストレーナ６０は、先端６０ａに向けて径の大きさが縮小するような先細り形状とされている。

図６に示すとおり、ストレーナ６０は、油路２８が延びる方向に対して交差する方向（横方向Ｘ）に長手方向が向くように、オイル溜まり２６に配置されている。より詳細に説明すると、図６に示すとおり、ストレーナ６０は、オイル溜まり２６の底部（熱交換領域）に形成された凹部４２に配置されている。また、ストレーナ６０の長手方向の両端のうち、基端６０ｂは油路２８の下方Ｌｗ側と連結されており、先端６０ａがケース２３（凹部４２の壁面）と向かい合うように配置されている。このように、ストレーナ６０は、油路２８と連通するように基端６０ｂが横孔２８ａに挿し込まれてケーシング２０内のオイル溜まり２６に配置されている。

なお、図６に示す例では、ストレーナ６０の先端６０ａがケース２３（凹部４２の壁面）と僅かに離間して向かい合うように配置した例を示したが、ストレーナ６０は先端６０ａがケース２３と当接するように配置してもよい。いずれにしても、ストレーナ６０は、ケース２３とハウジング２２との間に挟み込まれるように配置されて、抜け方向への移動をケース２３が規制するように（ケース２３が抜け止めとして機能するように）配置されることが望ましい。

オイル冷却部３０は、オイルと冷却水との熱交換によりオイルを冷却するために設けられている。図１及び図２に示すとおり、オイル冷却部３０は、ケーシング２０と一体的に形成されており、オイル溜まり２６の下方Ｌｗに設けられている。また、図３に示すとおり、オイル冷却部３０による熱交換領域となる部分（オイル溜まり２６の底面）には、凹凸が形成されている。

なお、オイル冷却部３０に上下方向Ｈに形成された凹凸のうち、オイル溜まり２６の外側から内側に向かう方向に突出するように形成された部分（上方Ｕｐに向けて突出するように形成された部分）を単に「凸部４０」と、オイル溜まり２６の内側から外側に向かう方向に向けて窪むように形成された部分（下方Ｌｗに窪むように形成された部分）を単に「凹部４２」と記載して説明する場合がある。

図２に示すとおり、本実施形態のトランスアクスル１０では、オイル冷却部３０として、ハウジング２２に一体的に形成された第一オイル冷却部３２と、ケース２３に一体的に形成された第二オイル冷却部３３とを備えている。また、図３に示すとおり、第一オイル冷却部３２と第二オイル冷却部３３とは、連通部３４を介して接続されている。

図４に示すとおり、オイル冷却部３０は、カバー体３８により閉塞されることで、内部に冷却水を流入させるための冷却水流入領域４４が形成される。また、図３に示すとおり、第一オイル冷却部３２及び第二オイル冷却部３３には、冷却水を流入あるいは流出させる出入口３５が形成されている。さらに、第一オイル冷却部３２及び第二オイル冷却部３３の間は、連通部３４を介して連通しており、連通部３４を介して冷却水が流出入可能とされている。

図４に示すとおり、オイル冷却部３０の内部には、板状あるいは凸状とされた複数の仕切り部３７が設けられている。また、オイル冷却部３０の内部は、仕切り部３７により仕切られて、仕切り部３７によって形成される流路に沿って冷却水が往来するように進む経路が形成されている。より詳細に説明すると、図５に示すとおり、オイル冷却部３０内では、冷却水が蛇行するように（ジグザグを描くように）迷路のような経路（ラビリンス状の経路）が形成されている。さらに付言すると、オイル冷却部３０内では、一筆書きとなるような冷却水の流路が形成されている。

このように、トランスアクスル１０では、オイル溜まり２６のオイルを冷却するための凹凸が形成されており、オイル冷却部３０の凹凸部分により、オイルと冷却水との伝熱面積をかせぐことができる。その結果、トランスアクスル１０は、オイルクーラ（外製品）を廃止して原価を低減し、コストダウンに貢献することができる。

＜ストレーナの配置及び油路の構造について＞
続いて、ストレーナ６０の配置や油路２８の構成について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態のトランスアクスル１０では、オイルを吸い上げるための油路２８をハウジング２２に上下方向Ｈに延びるように形成し（縦孔とし）、ストレーナ６０はメッシュを円筒状に成形したもので構成している。また、ストレーナ６０は、基端６０ｂがハウジング２２の縦孔（油路２８）に連通する横孔２８ａに挿入され、先端６０ａがケース２３で抑えられている（抜け止めとされている）。

上述のとおり、トランスアクスル１０では、ケーシング２０には、オイルをオイルポンプ５０に案内する（吸い上げる）油路２８が形成されている。また、ストレーナ６０は、油路２８と連通するようケーシング２０内のオイル溜まりに配置されている。

すなわち、トランスアクスル１０では、ケーシング２０（本実施形態ではハウジング２２）に形成された油路２８と、その油路２８と連通するように配置されたストレーナ６０により、オイルポンプ５０までのオイルの搬送路が構成されている。そのため、オイルポンプ５０までのオイルの搬送路を構成する部品点数（ボルトなど）を削減し、構造を簡素化することができる。その結果、従来の仕様と比較して安価となり、部品点数の削減によるコストダウンを実現することができる。

また、トランスアクスル１０では、オイル溜まり２６には凹凸が形成されており、ストレーナ６０が凹部４２に配置されている。

これにより、トランスアクスル１０では、オイル冷却部３０の凹凸により、底面部（オイル溜まり２６）においてオイルが存在する面積が少なくなり、少ない油量で油面の高さを大きくできる。そのため、ストレーナ６０の空気吸い込み（エア吸い）に対する耐力を向上することができる。さらに、オイル冷却部３０の凹凸がユニットの姿勢変化によるオイル移動を和らげる（バッフルプレート的な効果）ことにより、姿勢変化に対するエア吸い耐力も向上する。このように、トランスアクスル１０は、エア吸いのリスクを低減することができる。

さらに、図６に示すとおり、トランスアクスル１０では、油路２８がハウジング２２に形成されており、ストレーナ６０の両端のうち、一方の端部（基端６０ｂ）が油路２８の下方Ｌｗ側に連結されており、他方の端部（先端６０ａ）がケース２３に向かい合うように配置されている。

これにより、トランスアクスル１０では、ハウジング２２とケース２３とでストレーナ６０を挟み込み、ストレーナ６０を位置決め（ストレーナを固定）することができる。その結果、ストレーナ６０の固定用として必要となる部品が不要となり、コストダウンに貢献することができる。

さらに、上述のとおりトランスアクスル１０では、ストレーナ６０が、オイル冷却部３０の凹部４２に配置されている。すなわち、トランスアクスル１０では、オイル冷却用の凹凸を利用して、凹部４２に細長い円錐状のストレーナ６０を組み合わせるように配置されている。言い換えれば、トランスアクスル１０では、オイルが冷却される部分（オイル冷却部３０）に囲まれる位置にストレーナ６０が配置されている。そのため、トランスアクスル１０では、オイル冷却部３０のすぐ横の冷却されたオイルを吸い込むことができ、オイルポンプ５０の容積効率が向上し（オイル粘度が高い）、電動機（第一電動機１２や第二電動機１４）の冷却にも有利となる。

さらに、図６に示すとおり、ストレーナ６０は、油路２８と連通するようケーシング２０内のオイル溜まり２６に配置されている。また、トランスアクスル１０では、ストレーナ６０の近傍に冷却のための水路（オイル冷却部３０の流路）がある。そのため、トランスアクスル１０では、冷却されたオイルを循環させることができる。

また、ストレーナ６０は、底面に対し横方向Ｘに（略平行に）配置されており（吸い上げのための油路２８と略直角に配置されており）、オイル冷却部３０の冷却水路がオイル溜まり２６の底面に広がっている。そのため、効率よく冷却されたオイルを循環させることができる。

また、トランスアクスル１０では、オイル冷却部３０の凹凸により、底面部（オイル溜まり２６）においてオイルが存在する面積が少なくなり、少ない油量で油面の高さを大きくできる。そのため、ストレーナ６０の空気吸い込み（エア吸い）に対する耐力を向上することができる。さらに、オイル冷却部３０の凹凸がユニットの姿勢変化によるオイル移動を和らげる（バッフルプレート的な効果）ことにより、姿勢変化に対するエア吸い耐力も向上する。このように、トランスアクスル１０は、エア吸いのリスクを低減することができる。

さらに、トランスアクスル１０では、ストレーナ６０が、横方向Ｘ（油路２８が延びる方向に対して交差する方向）に延びるような細長い形状とされている。

これにより、トランスアクスル１０は、必要幅（ストレーナ６０の構成に必要となる幅）が少ないことで、ケーシング２０の底面に形成されたオイル冷却部３０の凹凸形状にも対応可能となる（ボルト類も不要となる）。より詳細に説明すると、ケーシング２０の底面（オイル溜まり２６）にオイル冷却部３０の凹凸を設ける構成とした場合（ケーシング２０の底面でオイルを冷却するために冷却面積確保を狙ってユニット底面形状を凹凸化した場合）、ストレーナ６０を構成するためのスペースが狭くなり、ストレーナ６０の形状が複雑化する懸念がある。これに対して上述の構成では、必要幅（ストレーナ６０の構成に必要となる幅）が少ないことで底面冷却の凹凸形状にも対応可能となる。

さらに、上述のとおり、本実施形態のトランスアクスル１０では、ストレーナ６０が、細長い円筒状であり、かつ先端６０ａに向かうに従って径方向に縮小するような先細り形状とされている。

これにより本実施形態のトランスアクスル１０では、ユニットの姿勢が変化した場合（坂道などで車両全体の姿勢が変化するなどしてトランスアクスル１０の姿勢が変化した場合など）、ストレーナ６０の先端６０ａが油面から露出することを抑制することができる（ストレーナ６０の先端６０ａが油面から出にくくなる）。これにより、さらに姿勢変化に対するエア吸い耐力を向上することができ、エア吸いのリスクを低減することができる。

以上、本発明の実施形態に係るトランスアクスル１０について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上述の実施形態では、オイル冷却部３０をハウジング２２及びケース２３の双方に設けた例を示したが、オイル冷却部はハウジング及びケースのうち、一方に設けてもよい。

本発明は、上述した実施形態や変形例等として示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示および精神から他の実施形態があり得る。上述した実施形態の構成要素は任意に選択して組み合わせて構成するとよい。また実施形態の任意の構成要素と、発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素または発明を解決するための手段に記載の任意の構成要素を具体化した構成要素とは任意に組み合わせて構成してもよい。

本発明は、トランスアクスル内のオイルを冷却するための構造として、好適に採用することができる。

１０ トランスアクスル
２０ ケーシング
２２ ハウジング（ケーシング）
２３ ケース（ケーシング）
２６ オイル溜まり
２８ 油路
３０ オイル冷却部
３２ 第一オイル冷却部（オイル冷却部）
３３ 第二オイル冷却部（オイル冷却部）
４２ 凹部
５０ オイルポンプ
６０ ストレーナ
６０ａ 先端
６０ｂ 基端
Ｈ 上下方向

Claims (3)

1. 内部にオイルが収容されるケーシングと、
   オイルを圧送するオイルポンプと、
   ストレーナと、を有し、
   前記ケーシングが、少なくともハウジング及びケースを構成体として含むものであり、
   前記ハウジング及び前記ケースのうちの一方には、オイルを前記オイルポンプに案内する油路が形成され、他方にはオイル溜まりが形成されており、
   前記ストレーナが、前記油路と連通するよう前記オイル溜まりに配置されていることを特徴とする、トランスアクスル。
2. 前記オイル溜まりには凹凸が形成されており、
   上下方向に形成された前記凹凸のうち、前記オイル溜まりの内側から外側に向かう方向に窪むように形成された部分を凹部とした場合、
   前記ストレーナの少なくとも一部が、前記凹部に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランスアクスル。
3. 前記油路が、前記ハウジングに形成されており、
   前記オイル溜まりには凹凸が形成され、上下方向に形成された前記凹凸のうち、前記オイル溜まりの内側から外側に向かう方向に窪むように形成された部分を凹部とした場合、
   前記ストレーナの両端のうち、一方の端部が前記油路の下方側に連結されており、他方の端部が前記ケースと当接するように配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のトランスアクスル。

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