JP3322072B2 - 動力伝達機構の潤滑装置 - Google Patents

動力伝達機構の潤滑装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は車両停止時に総ての回転
が停止する動力伝達機構の潤滑装置に係り、特に、その
動力伝達機構によって駆動される機械式ポンプを利用し
た潤滑装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】変速機や減速機、差動歯車装置などの車
両用動力伝達機構においては、各種回転部材の軸受や噛
合部分が焼き付いたり早期に摩耗したりすることを防止
するために潤滑油を供給する必要があり、そのために種
々の潤滑装置が提案されている。例えば、動力伝達機構
の一部が潤滑油に浸漬されるようにして、その動力伝達
機構の回転に伴い潤滑油を飛散させて各部を潤滑する油
浴方式や、ポンプにより潤滑油を吸引して上記軸受等の
潤滑必要部位へ圧送する強制潤滑方式が広く知られてお
り、実開平５−８９０６１号公報に記載の潤滑装置は、
低速走行時には油浴方式だけで潤滑し、高速走行時には
油浴方式＋強制潤滑方式で潤滑するようになっている。
また、上記強制潤滑方式としては、動力伝達機構の一部
によってポンプを駆動する機械式と、電動ポンプを用い
た電動式とがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記油
浴方式の場合は、潤滑油を攪拌して飛散させるため特に
高速走行時のエネルギーロスが大きく、例えば電気自動
車の場合には１充電当たりの走行距離が低下してしまう
一方、潤滑油が過熱して早期に劣化したり泡が発生して
オイル漏れが生じ易くなったりする問題がある。また、
電気自動車の場合、モータの回転速度だけで車速制御を
行うことがあるが、その場合には動力伝達機構の入力軸
回転数が極めて高くなる場合があり、油浴方式では必ず
しも十分な潤滑作用が得られない。前記実開平５−８９
０６１号公報に記載の潤滑装置の場合、高速走行時には
油浴方式＋強制潤滑方式で潤滑するため、高速走行時に
も十分な潤滑作用が得られるとともに、その分だけ油浴
方式の潤滑油量を少なくして攪拌によるエネルギーロス
を低減できるが、高速走行時に潤滑油攪拌によるエネル
ギーロスが存在することに変わりはなく、動力伝達機構
が高速回転する場合があるとともに１充電当たりの走行
距離を少しでも伸ばしたい電気自動車には必ずしも適当
でない。
【０００４】機械式の強制潤滑方式は、上記油浴方式に
比べてエネルギーロスが少ないが、電気自動車のように
車両停止時に動力伝達機構の総ての部材の回転が停止す
る場合には、それに伴ってポンプの作動も停止して潤滑
油が供給されなくなるため、車両発進時に十分な潤滑油
量を確保することが困難である。すなわち、車両の発進
時には動力伝達機構も回転し、ポンプから潤滑油が圧送
されるようになるが、実際に潤滑油が動力伝達機構に達
するまでには時間遅れがあるとともに、発進当初の回転
速度は遅くてポンプの吐出量は少ない一方、発進時には
一般に比較的大きなトルクを伝達するため動力伝達機構
の軸受や噛合部分に大きな負荷が作用し、十分な潤滑を
行うためには多量の潤滑油を必要とするのである。ま
た、発進時にタイヤがスリップすると、差動装置の歯車
は高負荷で高速回転することになり、その場合にも多量
の潤滑油が必要であるとともに、潤滑油が不足すると歯
車が損傷する恐れがある。
【０００５】電動式の強制潤滑方式は、動力伝達機構の
回転数とは無関係に潤滑油を供給できるため、車両停止
時に動力伝達機構の総ての部材の回転が停止する電気自
動車にも好適に採用されるが、ポンプ駆動用の電動モー
タが必要な分だけ機械式に比べてコスト高になるととも
に、その電動モータの構成部品、例えばブラシなどは車
両に比べて寿命が短く、部品交換や点検が必要で管理が
面倒である。また、車両発進時に十分な潤滑作用を得よ
うと思うと、運転者が何時アクセルを踏み込むか予測で
きないため車両停止中も電動モータを作動させて潤滑油
を動力伝達機構へ圧送し続けなければならず、その消費
電力は機械式ポンプの駆動に伴うエネルギーロスより一
般に大きくなる。
【０００６】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、車両停止時に総ての
回転が停止する動力伝達機構によって駆動される機械式
ポンプで潤滑油を圧送する潤滑装置において、車両発進
時の潤滑作用を改善することにある。
【０００７】
【課題を解決するための第１の手段】かかる目的を達成
するために、第１発明は、（ａ）車両停止時に総ての回
転が停止する動力伝達機構と、（ｂ）その動力伝達機構
を収容するとともに下部に潤滑油が蓄積されるケース
と、（ｃ）前記動力伝達機構により駆動されて前記ケー
スの下部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
その機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝
達機構の潤滑必要部位へ圧送する潤滑装置において、
（ｄ）前記機械式ポンプから圧送される潤滑油の一部が
導かれるとともに、前記動力伝達機構の回転数が上昇し
てその機械式ポンプの吐出量が所定量を越えると予め定
められた容量の潤滑油を蓄積するオイルタンクを有し、
（ｅ）前記ケース内に充填される潤滑油の油量は、前記
オイルタンクの蓄油量が略零の場合には前記ケース内の
下部に蓄積される潤滑油に前記動力伝達機構の一部が浸
漬されるが、前記オイルタンクに潤滑油が蓄積されると
前記ケース内の下部に蓄積される潤滑油の油面が前記動
力伝達機構の下端部より低くなるように設定されること
を特徴とする。
【０００８】
【作用】かかる第１発明の潤滑装置においては、動力伝
達機構の回転数が上昇して機械式ポンプの吐出量が所定
量を越えると、予め定められた容量の潤滑油がオイルタ
ンクに蓄積され、その分だけケース内の下部に蓄積され
る潤滑油量が減少する。したがって、オイルタンクの蓄
油量が略零の場合にはケース内の下部に蓄積される潤滑
油に動力伝達機構の一部が浸漬されるが、オイルタンク
に潤滑油が蓄積されるとケース内の下部に蓄積される潤
滑油の油面が動力伝達機構の下端部よりも低くなるよう
に、予めケース内に充填する潤滑油の油量を設定すれ
ば、動力伝達機構の回転数が上昇してオイルタンクに潤
滑油が蓄積されるようになるまでは前記油浴方式による
潤滑作用が得られるようになる。
【０００９】すなわち、この第１発明の潤滑装置は、基
本的には機械式の強制潤滑方式で動力伝達機構を潤滑す
るのであるが、動力伝達機構の回転数が上昇してオイル
タンクに潤滑油が蓄積されるようになるまでは、機械式
の強制潤滑に加えて油浴方式で動力伝達機構を潤滑でき
るのであり、これにより、車両発進時など動力伝達機構
の回転数が低い場合にも十分な潤滑作用が得られるよう
になる。また、動力伝達機構の回転数が上昇してオイル
タンクに潤滑油が蓄積されるようになると、ケース内の
下部に蓄積される潤滑油量が減少して動力伝達機構に接
しなくなるため、油浴方式による潤滑が不能となって専
ら機械式の強制潤滑方式で潤滑が行われるようになり、
高速回転時の潤滑油の攪拌に起因するエネルギーロスや
潤滑油の過熱が回避される。強制潤滑方式であるため、
動力伝達機構が高速回転する電気自動車などでも良好な
潤滑作用が得られる。
【００１０】ここで、前記オイルタンクが潤滑油を蓄積
するようになる機械式ポンプの吐出量は、機械式ポンプ
による強制潤滑方式だけで十分な潤滑作用が得られる量
であって、且つ、潤滑油攪拌に伴うエネルギーロスを抑
制するためにできるだけ少ない量に設定することが望ま
しい。オイルタンクとしては、機械式ポンプの吐出量が
所定量を越えて油圧が所定油圧以上となった場合にピス
トンが後退して潤滑油を蓄積するアキュムレータを用い
ることもできるが、流入した潤滑油を所定流量で流出さ
せる流出制御手段、例えば所定の大きさの流出孔や絞
り，流量制御弁などを備え、機械式ポンプから供給され
る潤滑油の流入量が少ない間は総て流出させるが、所定
の流入量を越えると潤滑油を蓄積するものを採用するこ
ともできる。オイルタンクから流出した潤滑油は、その
ままケース下部へ流下させても良いが、動力伝達機構の
潤滑に用いることも可能である。
【００１１】
【第１発明の効果】このように、第１発明の潤滑装置に
よれば、低速回転域から高速回転域まで良好な潤滑作用
が得られるとともに、エネルギーロスが少なく且つ潤滑
油の過熱が回避されるため、例えば動力伝達機構が高速
回転する場合があるとともに１充電当たりの走行距離を
少しでも伸ばしたい電気自動車に好適に採用され得る。
また、機械式の強制潤滑方式を基本として低速回転域で
は油浴方式を併用するようになっているため、電動式の
強制潤滑方式に比較して装置が安価に構成されるととも
に消費電力が少なくなり、且つ、ブラシ等の部品交換や
点検が不要で車両管理が容易となり、高い信頼性が得ら
れる。
【００１２】
【課題を解決するための第２の手段】第２発明は、
（ａ）車両停止時に総ての回転が停止する動力伝達機構
と、（ｂ）その動力伝達機構により駆動されて所定のオ
イル溜部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
その機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝
達機構の潤滑必要部位へ圧送する潤滑装置において、
（ｃ）前記機械式ポンプから圧送される潤滑油の一部を
蓄積するオイルタンクと、（ｄ）そのオイルタンク内の
潤滑油を前記潤滑必要部位へ流出させる流出油路と、
（ｅ）前記車両が短時間停止した後の再発進時に前記潤
滑油による潤滑作用が得られるように、前記流出油路か
ら流出する潤滑油量を制限する流量制限手段とを有する
ことを特徴とする。
【００１３】
【作用】このような潤滑装置においては、車両走行時す
なわち動力伝達機構が回転して機械式ポンプにより潤滑
油が圧送される際に、その潤滑油の一部がオイルタンク
に蓄積されるとともに、そのオイルタンク内の潤滑油
は、車両が短時間停止した後の再発進時に潤滑油による
潤滑作用が得られるように流量制限手段によって定めら
れる所定流量で流出油路から潤滑必要部位へ流出させら
れる。したがって、車両停止に伴って機械式ポンプによ
る潤滑油の圧送が停止しても、その後しばらくの間は、
オイルタンク内に蓄積されている潤滑油が所定流量で潤
滑必要部位へ供給されることになり、その間に車両が再
発進する場合の潤滑油不足が回避される。機械式ポンプ
から圧送される潤滑油だけでは十分な潤滑作用が得られ
ない低速回転時についても、オイルタンクから流出する
潤滑油によって良好な潤滑作用を得ることができる。
【００１４】ここで、上記オイルタンクの容量や流量制
限手段による流出流量は、例えば通常の信号待ちで停止
した後再発進する場合にはオイルタンクからの潤滑油で
潤滑作用が得られるように、オイルタンクからの潤滑油
の流出が少なくとも３〜５分程度は継続するように定め
られる。最初の発進時や長時間停止した後の発進時に
は、オイルタンクからの潤滑油による強制潤滑作用は得
られないが、上記のように短時間停止した後の再発進時
にはオイルタンクからの潤滑油による潤滑作用が得られ
ることから、常に機械式ポンプから圧送される潤滑油の
みで潤滑する場合に比較して、潤滑油不足に起因する焼
付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車などの寿命低下が
大幅に改善される。
【００１５】また、このように再発進時にはオイルタン
クからの潤滑油で潤滑作用が得られるため、前記第１発
明のように動力伝達機構を潤滑油に浸漬させることは必
ずしも必要でなく、潤滑油の攪拌に伴うエネルギーロス
を一層低減できる。強制潤滑方式であるため、動力伝達
機構が高速回転する電気自動車などでも良好な潤滑作用
が得られることは、前記第１発明と同様である。
【００１６】なお、車両発進時など低速回転域では機械
式ポンプから圧送される潤滑油が専ら潤滑必要部位へ供
給されるようにし、動力伝達機構の回転数が上昇して機
械式ポンプの吐出量が所定量を越えてからオイルタンク
に潤滑油が蓄積されるようにすることが望ましく、例え
ば潤滑油の油圧が所定油圧以上となった場合にその潤滑
油を蓄積するアキュムレータが好適に採用される。アキ
ュムレータを採用した場合には、蓄積された潤滑油が強
制的に流出させられるため、潤滑油が自身の重力に従っ
て自然落下することにより流出する場合に比較して、流
量制限手段による流出流量の設定の自由度が大きいとと
もに、配設位置についても制約が少なくて動力伝達機構
の横や下方位置などに配置することが可能である。
【００１７】また、オイルタンクの潤滑油を潤滑必要部
位へ導く流出油路は、機械式ポンプから出力された潤滑
油を潤滑必要部位へ導く強制潤滑油路を利用しても良い
が、その強制潤滑油路とは別に専用の流出油路を設ける
ことも可能である。更に、流量制限手段としては、単に
流通断面積を小さくするオリフィス（絞り）であっても
良いが、手動操作などで流量を任意に設定できる流量制
御弁などを採用することもできる。
【００１８】
【第２発明の効果】このように、第２発明の潤滑装置に
よれば、短時間停止した後の再発進時や低速回転時など
にオイルタンクから流出する潤滑油による潤滑作用が得
られるため、常に機械式ポンプから圧送される潤滑油の
みで潤滑する場合に比較して、潤滑油不足に起因する焼
付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車などの寿命低下が
大幅に改善されるなど、前記第１発明と同様の効果が得
られる。しかも、動力伝達機構を潤滑油に浸漬させるこ
とが必ずしも必要でないため、潤滑油の攪拌に伴うエネ
ルギーロスを一層低減できる利点がある。
【００１９】
【課題を解決するための第３の手段】第３発明は、
（ａ）車両停止時に総ての回転が停止する動力伝達機構
と、（ｂ）その動力伝達機構により駆動されて所定のオ
イル溜部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
その機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝
達機構の潤滑必要部位へ圧送する潤滑装置において、
（ｃ）前記機械式ポンプから圧送される潤滑油の一部を
蓄積するオイルタンクと、（ｄ）そのオイルタンク内の
潤滑油を前記潤滑必要部位へ流出させる流出油路と、
（ｅ）その流出油路を開閉する弁手段と、（ｆ）前記潤
滑必要部位に対する潤滑油不足を判断するのに必要な情
報として少なくとも車速を取り込み、その車速を含む情
報に基づいて潤滑油不足か否かを判断して潤滑油不足の
場合に前記弁手段を開く弁制御手段とを有することを特
徴とする。
【００２０】
【作用】この第３発明の潤滑装置は、前記第２発明の潤
滑装置に比較し、オイルタンク内の潤滑油を潤滑必要部
位へ流出させる流出油路に弁手段を設けるとともに、そ
の潤滑必要部位が潤滑油不足か否かを判断して潤滑油不
足の場合に弁制御手段により弁手段を開いてオイルタン
クから潤滑油を流出させるようにしたものである。弁制
御手段は、潤滑油不足を判断するのに必要な情報を取り
込んで潤滑油不足か否かを判断するもので、機械式ポン
プの吐出量が少ない場合、すなわち車速や各部の回転速
度が低い場合に潤滑油不足と判断するように構成される
が、必要な潤滑油量は動力伝達機構の負荷、すなわち回
転速度や伝達トルクの大きさ，その変化速度などによっ
て相違するため、それ等を考慮して潤滑油不足か否かを
判断することが望ましい。それ等の情報を取り込むた
め、必要に応じて回転速度検出手段やモータ電流を検出
する電流検出手段など各種の情報検出手段が設けられる
が、電気自動車の場合には車両駆動用電動モータのトル
ク制御を行うコントローラから出力されるトルク指令値
などを取り込むようにしても良い。車両駆動用電動モー
タは一般にアクセル操作量に応じてトルク制御されるた
め、負荷を表す情報としてアクセル操作量やその変化速
度などを用いることも可能である。
【００２１】なお、上記弁手段は単に流出油路を開閉す
る開閉弁に限らず、流量についても制御できる流量制御
弁等を採用することも可能であり、その場合は、弁制御
手段は潤滑油不足の程度を判断して流量制御を行うよう
にすれば良い。
【００２２】
【第３発明の効果】このような第３発明の潤滑装置によ
れば、潤滑必要部位が潤滑油不足の場合にオイルタンク
から潤滑油が供給されるようになっているため、前記第
２発明と同様な効果が得られるのに加え、オイルタンク
内の潤滑油を一層適切に活用できるようになり、潤滑油
不足に起因する焼付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車
などの寿命低下を一層効果的に防止できる。
【００２３】
【課題を解決するための第４の手段】第４発明は、
（ａ）車両停止時に総ての回転が停止する動力伝達機構
と、（ｂ）その動力伝達機構により駆動されて所定のオ
イル溜部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
その機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝
達機構の差動装置へ圧送する潤滑装置において、（ｃ）
前記機械式ポンプから圧送される潤滑油の一部を蓄積す
るオイルタンクと、（ｄ）そのオイルタンク内の潤滑油
を前記差動装置へ流出させる流出油路と、（ｅ）その流
出油路から流出する潤滑油量を制限する流量制限手段
と、（ｆ）前記動力伝達機構の一部を構成していて車両
走行時に回転させられるとともに、前記差動装置を内部
に備えていて前記潤滑油が供給され、その潤滑油を内部
に保持する一方、回転数が高くなると遠心力に基づいて
その潤滑油が前記オイル溜部へ流出することを許容する
油保持部材とを有し、（ｇ）前記流量制限手段は、高速
走行状態から比較的短時間で車両が停止し再発進する際
に前記潤滑油による潤滑作用が得られるように、所定流
量で流出させるように定められていることを特徴とす
る。第４発明は請求項１に記載の発明に相当する。
【００２４】
【作用】この第４発明の潤滑装置は、前記第２発明の潤
滑装置に比較し、動力伝達機構の一部を構成している油
保持部材の内部に差動装置が収容されており、その油保
持部材の内部に機械式ポンプやオイルタンクから潤滑油
が供給されるとともに、その潤滑油を内部に保持する一
方、油保持部材の回転数が高くなると遠心力に基づいて
潤滑油が前記オイル溜部へ流出することを許容するよう
になっている。すなわち、前記第１発明と同様に、車両
発進時など低速回転域では機械式の強制潤滑に加えて油
浴方式で差動装置を潤滑する一方、回転数が高くなる
と、油保持部材内の潤滑油は遠心力に基づいてオイル溜
部へ流出させられ、専ら機械式の強制潤滑方式で潤滑が
行われるようになるのである。
【００２５】また、車両走行時にはオイルタンク内に潤
滑油が蓄積され、流量制限手段により所定流量で差動装
置へ流出させられるようになっており、油保持部材内の
潤滑油が遠心力で流出する高速走行状態から比較的短時
間で車両が停止し、油保持部材内に十分な潤滑油が保持
されていない場合には、車両停止中にオイルタンクから
潤滑油が供給されることにより、車両が再発進する際に
は十分な潤滑作用が得られる。特に、油保持部材内に潤
滑油が保持されることから、前記第２発明に比較して車
両が長時間停止した場合にも良好な潤滑作用が得られ
る。オイルタンクの容量は、油保持部材内に必要十分な
量の潤滑油を供給できれば良いため、前記第１発明に比
較して小さくできるとともに、トータルの潤滑油量も少
なくて済む。また、油保持部材の回転方向と差動装置の
回転方向とが同じであれば、潤滑油の攪拌に伴うエネル
ギーロスが低減される。
【００２６】上記油保持部材は、それ自体が車両走行時
に回転させられるため、その回転軸受部からの漏れなど
により潤滑油が自然流出するとともに、回転数が高くな
るに従って遠心力により流出量が増加し、所定の回転数
以上では潤滑油の保持量が略零となって油浴方式による
潤滑が不能となるようになっているだけでも良い。その
場合に、油漏れによる自然流出量を少なくすれば、１週
間〜１ヵ月程度の長期間に亘って十分な量の潤滑油を油
保持部材内に保持させることが可能であるが、油漏れ量
を少なくとすると、高速回転時に遠心力に基づいて流出
する潤滑油量も少なくなって攪拌に伴うエネルギーロス
が大きくなるため、一般的な車両の使用条件を考慮し
て、例えば数日〜１週間程度潤滑油を保持できるように
しておけば、高速回転時のエネルギーロスを抑制しつつ
車両発進時に十分な潤滑効果を得ることができる。遠心
力が所定値を超えたら開くリリーフ弁を設けておけば、
高速回転時の潤滑油攪拌に伴うエネルギーロスを確実に
防止できるとともに、油保持部材の油漏れを少なくして
１週間〜１ヵ月程度の長期間に亘って十分な量の潤滑油
を保持できるようにしても差し支えない。
【００２７】
【第４発明の効果】このように、第４発明の潤滑装置に
よれば、高速走行状態から比較的短時間で車両が停止
し、油保持部材内に十分な潤滑油が保持されていない場
合でも、流量制限手段によりオイルタンクから流出させ
られる潤滑油によって再発進時に十分な潤滑作用が得ら
れるとともに、その潤滑油は油保持部材内に保持される
ため、前記第２発明に比較して車両停止時間が長い場合
でも発進時に良好な潤滑作用が得られるようになる。ま
た、低速回転域では第１発明と同様に油浴方式で潤滑が
行われるが、差動装置が油保持部材内に収容されている
ため、オイルタンクの容量や潤滑油量が少なくて済むと
ともに、差動装置と油保持部材との回転方向が同じであ
れば、潤滑油攪拌に伴うエネルギーロスが一層低減され
る。
【００２８】
【課題を解決するための第５の手段】第５発明は、前記
第１発明乃至第４発明の何れかの潤滑装置において、前
記オイルタンクが、潤滑油が所定油圧以上となった場合
にその潤滑油を蓄積するアキュムレータであることを特
徴とする。この第５発明を前記第４発明に適用したもの
が請求項２に記載の発明に相当する。
【００２９】
【作用および第５発明の効果】第１発明の潤滑装置にお
いては、オイルタンクとしてアキュムレータを用いた場
合、機械式ポンプの吐出量が所定量を越えて潤滑油が所
定油圧（蓄油圧）以上となった場合にその潤滑油が蓄積
されるようになり、油浴方式による潤滑が不能とされる
ため、アキュムレータの蓄油圧を定めるスプリング等の
蓄油圧設定手段の設定を変更することにより、油浴方式
による潤滑が不能となる動力伝達機構の回転数を容易に
調節できる。
【００３０】第２発明乃至第４発明の潤滑装置におい
て、オイルタンクとしてアキュムレータを用いた場合に
は、車両発進時など低速回転域で機械式ポンプから圧送
された潤滑油が所定油圧より低いと、その潤滑油は専ら
潤滑必要部位へ供給されるため、低速回転域で一層良好
な潤滑作用が得られる。また、蓄積された潤滑油は強制
的に流出させられるため、潤滑油が自身の重力に従って
自然落下することにより流出する場合に比較して、潤滑
必要部位への流出流量の設定の自由度が大きいととも
に、配設位置についても制約が少なくて動力伝達機構の
横や下方位置などに配置することが可能である。
【００３１】なお、上記アキュムレータは、スプリング
のばね力や与荷重等によって蓄油圧が予め一定に設定さ
れるものでも良いが、エア圧等の背圧制御などにより蓄
油圧を逐次制御できるものを用いることも可能である。
【００３２】
【課題を解決するための第６の手段】第６発明は、
（ａ）車両停止時に総ての回転が停止する動力伝達機構
と、（ｂ）その動力伝達機構により駆動されて所定のオ
イル溜部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
その機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝
達機構の潤滑必要部位へ圧送する潤滑装置において、
（ｃ）前記機械式ポンプと並列に配設されるとともに車
載電源により作動させられ、前記オイル溜部から潤滑油
を吸引して前記潤滑必要部位へ圧送する電動式ポンプ
と、（ｄ）前記機械式ポンプのみでは潤滑油不足となる
場合および車両停止時に前記電動式ポンプを作動させる
ポンプ制御手段とを有することを特徴とする。
【００３３】
【作用】このような潤滑装置においては、車載電源によ
り作動させられる電動式ポンプが機械式ポンプと並列に
配設され、機械式ポンプのみでは潤滑油不足となる場合
および車両停止時にポンプ制御手段により作動させられ
る。すなわち、機械式ポンプの吐出量が少なくて、その
機械式ポンプのみでは潤滑必要部位に所定量の潤滑油を
供給できない低速走行時などには、電動式ポンプを作動
させて潤滑油を圧送することにより不足分を補うのであ
る。車両停止時には潤滑油を供給する必要はないが、そ
の後の発進時のために車両停止時にも電動式ポンプで潤
滑油を圧送することにより、発進時の潤滑油不足も解消
できる。一方、機械式ポンプの吐出量が多くて、その機
械式ポンプのみで潤滑必要部位に十分な量の潤滑油を供
給できる高速走行時などには、電動式ポンプの作動を停
止させれば良い。
【００３４】ここで、上記ポンプ制御手段は、潤滑油不
足となるか否かを判断するのに必要な情報を取り込むこ
とになり、例えば機械式ポンプの吐出量を直接または間
接的に検出することにより、潤滑必要部位に所定量の潤
滑油を供給できるか否かによって潤滑油不足を判断する
ようにしても良いが、潤滑油の供給油圧が所定油圧以上
か否かによって潤滑油不足を判断することもできるな
ど、潤滑油不足となるか否かの判断手法は適宜定められ
る。機械式ポンプの吐出量を検出する吐出量検出手段
は、機械式ポンプの吐出量を実際に検出する流量検出手
段などであっても良いが、機械式ポンプの吐出量は動力
伝達機構の回転速度や車速などに対応するため、その回
転速度や車速を検出する回転速度検出手段，車速検出手
段などを吐出量検出手段として用いることも可能であ
る。
【００３５】上記機械式ポンプの吐出量と潤滑必要部位
に供給すべき潤滑油の所定量とを比較して潤滑油不足を
判断する場合、供給すべき潤滑油の所定量は、動力伝達
機構の回転速度や伝達トルクなどに拘らず十分な潤滑作
用が得られる一定量であっても良いが、必要な潤滑油量
は動力伝達機構の負荷、すなわち回転速度や伝達トルク
の大きさ，その変化速度などによって相違するため、そ
れ等を考慮して必要潤滑油量を求めるようにしても良
く、必要に応じて回転速度検出手段や車両駆動用電動モ
ータのモータ電流を検出する電流検出手段などが設けら
れる。車両駆動用電動モータのトルク制御を行うコント
ローラから出力されるトルク指令値などを取り込むよう
にしても良いし、車両駆動用電動モータは一般にアクセ
ル操作量に応じてトルク制御されるため、アクセル操作
量やその変化速度などを用いて必要潤滑油量を求めるこ
とも可能である。
【００３６】また、ポンプ制御手段は、例えば上記潤滑
油の所定量に対する機械式ポンプの吐出量の不足分を求
め、その不足分の潤滑油量に応じて電動式ポンプの作動
を段階的または連続的に変化させることにより、電動式
ポンプによる潤滑油圧送量を極め細かく制御することが
電力消費量を少なくする上で望ましいが、潤滑油不足か
否かによって電動式ポンプの作動をＯＮ，ＯＦＦするだ
けでも良い。
【００３７】また、潤滑油を圧送する機械式ポンプおよ
び電動式ポンプは潤滑専用のものでも良いが、例えばス
テアリングホイールの操舵力をアシストするパワーステ
アリング装置に作動流体を供給するためのポンプを兼ね
ることも可能で、潤滑油を作動流体としてパワーステア
リング装置へ供給するように構成すれば良く、パワース
テアリング装置用のポンプを別個に設ける場合に比較し
てコストや重量を低減できる。その場合には、パワース
テアリング装置に必要な潤滑油量（作動流体量）をも考
慮して電動式ポンプの作動を制御することになる。
【００３８】
【第６発明の効果】このように、第６発明の潤滑装置に
よれば、機械式ポンプのみでは潤滑油不足となる場合お
よび車両停止時に電動式ポンプを作動させるようになっ
ているため、低速走行時や発進時などにおける潤滑油不
足が解消し、焼付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車な
どの寿命低下が大幅に改善される。しかも、動力伝達機
構を潤滑油に浸漬させることが必ずしも必要でないた
め、潤滑油の攪拌に伴うエネルギーロスを一層低減でき
る利点がある。一方、機械式ポンプのみで潤滑必要部位
に十分な量の潤滑油を供給できる高速走行時などには電
動式ポンプの作動を停止させれば良いため、電動式ポン
プのみで潤滑油を供給する場合に比較して電力消費量が
少なくなるとともに、ブラシ等の各種構成部品の寿命が
長くなって管理が容易となり、信頼性が向上する。
【００３９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、電気自動車の車両駆動用電動モー
タ１０およびトランスアクスル１２を示す骨子図で、ト
ランスアクスル１２は、ケース１４内に車両駆動用電動
モータ１０と同軸に配置された遊星歯車式の減速機１６
および傘歯車式の差動装置１８を備えている。減速機１
６は、車両駆動用電動モータ１０のモータ軸２０に連結
されたサンギヤ２２と、そのサンギヤ２２と噛み合わさ
れた複数のプラネタリギヤ２４を回転可能に支持してい
るキャリア２６と、ケース１４に固定されてプラネタリ
ギヤ２４と噛み合わされたリングギヤ２８とを備えてい
る。また、差動装置１８は、キャリア２６に一体的に固
設されて減速機１６の軸心と直角な平面内を回転させら
れるシャフト３０と、そのシャフト３０に軸心まわりの
相対回転可能に設けられた複数の第１傘歯車３２と、減
速機１６の軸心と同心まわりの回転可能に配設されて第
１傘歯車３２と噛み合わされた一対の第２傘歯車３４，
３６とを備えており、第２傘歯車３４，３６には、左右
の駆動輪に連結された伝達軸３８，４０がそれぞれ相対
回転不能にスプライン嵌合されている。そして、モータ
軸２０からサンギヤ２２へ入力された回転は、リングギ
ヤ２８が反力要素として機能することにより所定の変速
比で減速され、キャリア２６から差動装置１８を経て伝
達軸３８，４０へ出力される。この実施例では減速機１
６や差動装置１８、伝達軸３８，４０などが動力伝達機
構に相当する。なお、図１は全体を一定の縮尺で表した
ものではなく、車両駆動用電動モータ１０に比較してト
ランスアクスル１２は大きめに示されている。
【００４０】上記キャリア２６にはポンプ駆動ギヤ４４
が取り付けられ、車両走行時にキャリア２６が回転させ
られることにより機械式ポンプとしてのギヤポンプ４６
を回転駆動して、ケース１４の下部に設けられたオイル
溜部４８から潤滑油を汲み上げ、ケース１４やトランス
アクスル１２の構成部材に形成された強制潤滑油路５０
を経て、例えばモータ軸２０，プラネタリギヤ２４，伝
達軸３８，４０の各軸受や減速機１６，差動装置１８の
歯車噛合部などの潤滑必要部位へ潤滑油を圧送するよう
になっている。このギヤポンプ４６の吐出量は、キャリ
ア２６の回転数さらには車速Ｖに比例して増減させら
れ、図２の上段に示されているように車速Ｖに対して直
線的に変化し、車速Ｖが零の場合すなわち車両停止時に
は吐出量も零になる。潤滑必要部位へ圧送された潤滑油
は、そのまま流下したり図示しない戻り油路を経たりし
てケース１４の下部に蓄積されるが、予めケース１４内
に充填される潤滑油の油量は、破線で示すオイルレベル
Ａまで達するように定められ、減速機１６や差動装置１
８の略下半分が潤滑油に浸漬されるようになっている。
なお、ギヤポンプ４６の代わりに、ベーンポンプやルー
ツ型ポンプなど他の機械式ポンプを用いることもでき
る。
【００４１】上記強制潤滑油路５０には、ケース１４内
の上部に配置されたオイルタンク５２が分岐油路５３を
介して接続され、ギヤポンプ４６から圧送される潤滑油
の一部がオイルタンク５２内へ流入させられるととも
に、流入した潤滑油はオイルタンク５２の下部に設けら
れたドレーンポート５４から所定の流量で流出させられ
る。ドレーンポート５４による潤滑油の自然流出能力
は、図２に示されているように車速Ｖが所定車速ＳＰＤ
１に達した時のオイルタンク５２への流入量と同じで、
所定車速ＳＰＤ１に達するまでは流入した潤滑油はその
ままドレーンポート５４から流下してオイルタンク５２
内は空であるが、所定車速ＳＰＤ１を越えるとドレーン
ポート５４からの流出量よりも流入量が多くなり、オイ
ルタンク５２内に潤滑油が蓄積される。オイルタンク５
２の容積は、潤滑油が一杯まで満たされることによりケ
ース１４の下部に蓄積する潤滑油が図１において破線で
示すオイルレベルＢまで減少し、減速機１６や差動装置
１８が完全に潤滑油の上に位置するように定められてい
る。すなわち、上記所定車速ＳＰＤ１以下では減速機１
６や差動装置１８の一部が潤滑油に浸漬され、ギヤポン
プ４６による強制潤滑＋油浴方式で潤滑が行われるが、
所定車速ＳＰＤ１を越えると油浴方式による潤滑が不能
となり、ギヤポンプ４６による強制潤滑方式だけで潤滑
が行われるのである。所定車速ＳＰＤ１は、ギヤポンプ
４６による強制潤滑方式だけで十分な潤滑作用が得られ
る範囲で、潤滑油攪拌に伴うエネルギーロスを抑制する
ためにできるだけ低い車速に設定することが望ましく、
減速機１６の変速比等によって異なるが、例えばモータ
軸２０の回転数が１０００ｒｐｍ程度となる車速に設定
される。この所定車速ＳＰＤ１でオイルタンク５２内に
潤滑油が蓄積されるように、ドレーンポート５４の大き
さが定められる。
【００４２】上記図２は、各車速Ｖに長時間保持した定
常状態の変化を示すグラフで、オイルタンク５２に対す
る潤滑油の流入量および流出量は常に等しく、車速ＳＰ
Ｄ１を越えてオイルタンク５２内に潤滑油が蓄積された
後も、ギヤポンプ４６の吐出量増加に伴う油圧上昇に応
じて流入量および流出量は徐々に増加する。また、オイ
ルタンク５２が一杯に満たされると、そのオイルタンク
５２への流入抵抗が大きくなるため、その分だけ強制潤
滑に供される潤滑油の油量（強制潤滑油量）の増加率が
高くなる。一方、強制潤滑油路５０にはリリーフ弁５６
が接続され、潤滑油が必要以上に高圧となることを防止
するとともに、ギヤポンプ４６の負荷を軽減してエネル
ギーロスを抑制している。このリリーフ弁５６のリリー
フ圧は、強制潤滑のみで十分に潤滑できる油量が潤滑必
要部位へ圧送される範囲でできるだけ低い圧力に設定す
ることが望ましく、例えば前記車速ＳＰＤ１では既に十
分な強制潤滑油量が得られるため、その車速ＳＰＤ１よ
り少し上の車速でリリーフするようにしても良い。
【００４３】以上のように構成された動力伝達機構の潤
滑装置は、基本的にはギヤポンプ４６による強制潤滑方
式で潤滑が行われるが、車速Ｖが所定車速ＳＰＤ１に達
してオイルタンク５２に潤滑油が蓄積されるようになる
までは、減速機１６や差動装置１８の一部が潤滑油に浸
漬され、強制潤滑＋油浴方式で潤滑が行われるため、車
両発進時などギヤポンプ４６の吐出量が少なくて強制潤
滑油量が少ない場合でも十分な潤滑作用が得られる。こ
れにより、潤滑油不足に起因する焼付きや摩耗，損傷等
による軸受や歯車などの寿命低下が大幅に改善され、例
えば発進時のタイヤスリップに伴う差動装置１８のギヤ
の損傷を確実に防止できる。
【００４４】また、車速Ｖが所定車速ＳＰＤ１に達して
オイルタンク５２に潤滑油が蓄積されるようになると、
ケース１４の下部に蓄積される潤滑油量が減少して減速
機１６や差動装置１８に接しなくなるため、油浴方式に
よる潤滑が不能となって専ら機械式の強制潤滑方式で潤
滑が行われるようになり、高速回転時の潤滑油の攪拌に
起因するエネルギーロスや潤滑油の過熱が回避される。
強制潤滑方式であるため、モータ軸２０が高速回転する
場合にも良好な潤滑作用が得られる。
【００４５】このように、本実施例の潤滑装置によれ
ば、低速回転域から高速回転域まで良好な潤滑作用が得
られるとともに、エネルギーロスが少なく且つ潤滑油の
過熱が回避され、油浴方式だけで潤滑する場合に比較し
て１充電当たりの走行距離を大幅に伸ばすことができ
る。また、機械式の強制潤滑方式を基本として低速回転
域では油浴方式を併用するようになっているため、電動
式の強制潤滑方式に比較して装置が安価に構成されると
ともに消費電力が少なくなり、且つ、ブラシ等の部品交
換や点検が不要で車両管理が容易となり、高い信頼性が
得られる。
【００４６】次に、他の実施例を説明する。なお、以下
の実施例において前記実施例と共通する部分には同一の
符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４７】図３は、前記オイルタンク５２の代わりに
アキュムレータ６０を前記分岐油路５３に接続するとと
もに、予めケース１４内に充填する潤滑油の油量を破線
で示すオイルレベルＣ、すなわち減速機１６や差動装置
１８が完全に潤滑油の上に位置するように設定した場合
である。アキュムレータ６０は、スプリング６２のばね
力に従ってピストン６４を付勢するようになっており、
分岐油路５３内の潤滑油がばね力に対応する所定の蓄油
圧以上となった場合に、ピストン６４を押し込みながら
潤滑油が流入する。この蓄油圧は、潤滑必要部位に十分
な量の潤滑油が供給されるようになってからアキュムレ
ータ６０内に潤滑油が流入するように定められ、ギヤポ
ンプ４６の吐出量が少ない低速回転域では圧送された総
ての潤滑油が潤滑必要部位へ供給され、吐出量に余裕が
できた時にアキュムレータ６０内に潤滑油を蓄積する。
蓄油圧の調整は、スプリング６２のばね力や与荷重を変
更することによって行うことができる。なお、図４に示
すように、ダイヤフラム７４によって仕切られた気体封
入室７６を有するアキュムレータ７８など、他の形式の
アキュムレータを用いることも可能で、アキュムレータ
７８の場合には気体封入室７６内のガス圧を変更するこ
とによって蓄油圧を調整できる。
【００４８】上記アキュムレータ６０へは逆止弁６６を
介して潤滑油が流入する一方、そのアキュムレータ６０
と分岐油路５３との間には逆止弁６６と並列に流出油路
６８が設けられ、分岐油路５３内の油圧がアキュムレー
タ６０内の油圧より低くなった場合に、そのアキュムレ
ータ６０内の潤滑油は流出油路６８から分岐油路５３へ
流出して潤滑必要部位へ供給される。流出油路６８に
は、アキュムレータ６０から流出する潤滑油量を制限す
る流量制限手段としてオリフィス７０が設けられ、車両
停止に伴ってギヤポンプ４６が停止した場合でも、例え
ば通常の信号待ちの停止時間より長めの３〜５分程度は
アキュムレータ６０から流出する潤滑油によって潤滑必
要部位を潤滑できるようになっている。アキュムレータ
６０の蓄油量や蓄油圧、オリフィス７０の流通断面積
は、このようにアキュムレータ６０からの潤滑油の流出
が所望する時間だけ継続するように設定される。なお、
分岐油路５３内の油圧が蓄油圧より高くなった場合に、
流出油路６８からもアキュムレータ６０内に潤滑油が流
入することは勿論である。
【００４９】このような潤滑装置においては、車両走行
時すなわちギヤポンプ４６から十分な量の潤滑油が圧送
される際に、その潤滑油の一部がアキュムレータ６０内
に蓄積される一方、ギヤポンプ４６の吐出量が低下して
分岐油路５３内の油圧がアキュムレータ６０の油圧より
低くなると、そのアキュムレータ６０内の潤滑油は所定
流量で流出油路６８から潤滑必要部位へ流出させられ
る。したがって、車両停止に伴ってギヤポンプ４６によ
る潤滑油の圧送が停止しても、その後しばらくの間はア
キュムレータ６０内に蓄積されている潤滑油が所定流量
で潤滑必要部位へ供給されることになり、その間に車両
が再発進する場合の潤滑油不足が回避される。ギヤポン
プ４６から圧送される潤滑油だけでは十分な潤滑作用が
得られない低速回転時についても、アキュムレータ６０
から流出する潤滑油によって良好な潤滑作用が得られる
ようになる。
【００５０】ここで、最初の発進時や長時間停止した後
の発進時には、アキュムレータ６０が空であるためその
アキュムレータ６０を設けたことによる強制潤滑作用は
得られないが、上記のように短時間停止した後の再発進
時にはアキュムレータ６０からの潤滑油による潤滑作用
が得られることから、常にギヤポンプ４６から圧送され
る潤滑油のみで潤滑する場合に比較して、潤滑油不足に
起因する焼付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車などの
寿命低下が大幅に改善される。また、本実施例では潤滑
必要部位に十分な量の潤滑油が供給されるようになって
からアキュムレータ６０内に潤滑油が流入するため、最
初の発進時や長時間停止した後の発進時には、ギヤポン
プ４６から圧送される総ての潤滑油が潤滑必要部位へ供
給され、少ない潤滑油が潤滑必要部位の潤滑に有効に用
いられる利点がある。
【００５１】また、アキュムレータ６０に蓄積した潤滑
油によって再発進時の潤滑を行うことから、前記実施例
のように減速機１６や差動装置１８を潤滑油に浸漬させ
ることは必ずしも必要でなく、本実施例では初期状態に
おけるオイルレベルＣが減速機１６や差動装置１８に達
しないように定められているため、潤滑油の攪拌に伴う
エネルギーロスを一層低減でき、１充電当たりの走行距
離を更に伸ばすことができる。但し、アキュムレータ６
０に潤滑油が蓄積されない間は、ケース１４の下部に蓄
積する潤滑油に減速機１６や差動装置１８の一部が浸漬
され、油浴方式の潤滑作用が得られるようにすることも
可能である。
【００５２】また、本実施例ではスプリング６２のばね
力に従ってアキュムレータ６０内の潤滑油が強制的に流
出させられるため、潤滑油が自身の重力に従って自然落
下することにより流出する前記オイルタンク５２などを
用いる場合に比較し、オリフィス７０によって調節する
流出流量の設定の自由度が大きいとともに、アキュムレ
ータ６０の配設位置についても制約が少なくて適宜変更
できる。
【００５３】図５の実施例は、上記図３の実施例におけ
るオリフィス７０の代わりに電磁開閉弁８０を設け、そ
の電磁開閉弁８０をコントローラ８２によって開閉制御
することにより、ギヤポンプ４６から圧送される潤滑油
だけでは潤滑必要部位が潤滑油不足となる場合にアキュ
ムレータ６０から潤滑油を供給するようにした場合であ
る。コントローラ８２は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ等を
有するマイクロコンピュータを含んで構成されており、
モータ軸２０の回転数を車速Ｖとして検出する回転速度
センサ８４、アクセル操作量θを検出するポテンショメ
ータ等のアクセル操作量センサ８６からそれぞれ車速
Ｖ，アクセル操作量θを表す信号を読み込み、その車速
Ｖおよびアクセル操作量θに基づいて潤滑油不足か否か
を判断し、潤滑油不足の場合に駆動信号ＳＤを出力して
電磁開閉弁８０を開制御する。電磁開閉弁８０は流出油
路６８を開閉する弁手段で、コントローラ８２は弁制御
手段で、車速Ｖおよびアクセル操作量θは潤滑油不足か
否かを判断するのに必要な情報である。なお、車両駆動
用電動モータ１０はアクセル操作量θに応じてトルク制
御されるようになっており、アクセル操作量θは動力伝
達機構の負荷に対応する。
【００５４】図６のフローチャートは、上記コントロー
ラ８２による電磁開閉弁８０の開閉制御の一具体例で、
先ずステップＳ１では、電磁開閉弁８０が閉状態か否か
を例えば駆動信号ＳＤの有無により判断し、閉状態の場
合はステップＳ２以下を実行する一方、閉状態でない場
合すなわち開状態の場合はステップＳ５以下を実行す
る。ステップＳ２では、車速Ｖが予め設定された開車速
ＶA より小さいか否かを判断し、Ｖ＜ＶA であれば、更
にステップＳ３でアクセル操作量θが予め設定された開
操作量θA より大きいか否かを判断し、θ＞θA であれ
ばステップＳ４で駆動信号ＳＤを出力して電磁開閉弁８
０を開制御する。Ｖ＜ＶA で且つθ＞θAの場合、言い
換えれば車速Ｖが小さくてアクセル操作量θが大きい場
合は、発進時など低車速領域で且つ動力伝達機構に高負
荷が作用する場合で、ギヤポンプ４６の吐出量が少ない
にも拘らず多量の潤滑油を必要とし、電磁開閉弁８０を
開いてアキュムレータ６０から潤滑必要部位に潤滑油を
供給するのである。
【００５５】電磁開閉弁８０が開状態の場合に実行する
ステップＳ５では、車速Ｖが予め設定された閉車速ＶB
より大きいか否かを判断し、Ｖ＞ＶB であれば、ギヤポ
ンプ４６によって十分な量の潤滑油が圧送されるため、
ステップＳ７で駆動信号ＳＤの出力を停止して電磁開閉
弁８０を閉制御する。車速Ｖが閉車速ＶB 以下の場合に
は、ステップＳ６でアクセル操作量θが予め設定された
閉操作量θB より小さいか否かを判断し、θ＜θB であ
れば動力伝達機構に大きな負荷が作用しないため、同じ
くステップＳ７で電磁開閉弁８０を閉制御する。なお、
閉車速ＶB は前記開車速ＶA 以上の値、閉操作量θB は
前記開操作量θA 以下の値にそれぞれ設定される。
【００５６】本実施例では、潤滑必要部位が潤滑油不足
の場合に電磁開閉弁８０を開いてアキュムレータ６０か
ら潤滑油を流出させるようになっているため、前記図３
の実施例に比べてアキュムレータ６０内の潤滑油を一層
適切に活用できるようになり、潤滑油不足に起因する焼
付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車などの寿命低下を
更に効果的に防止できる。
【００５７】なお、上記実施例では車速Ｖが一定の開車
速ＶA より低く且つアクセル操作量θが一定の開操作量
θA より大きい場合に電磁開閉弁８０を開制御するよう
になっていたが、データマップなどにより開制御領域を
更に細かく設定したり、他のパラメータを用いて開制御
領域を定めたりすることも可能である。
【００５８】図７の実施例は、遊星歯車式の減速機１６
のキャリア９０に収容空間９２が設けられ、差動装置１
８が収容されているとともに、ケース１４や伝達軸４０
に形成された強制潤滑油路９４を経て前記ギヤポンプ４
６から潤滑油が供給され、その差動装置１８の軸受や噛
合部を潤滑するようになっている。キャリア９０や伝達
軸３８にも油路が形成され、プラネタリギヤ２４の軸受
や歯車噛合部、伝達軸３８，モータ軸２０の軸受部など
を潤滑するようになっている。強制潤滑油路９４には、
分岐油路９７を介してオイルタンク９８が接続され、ギ
ヤポンプ４６から圧送される潤滑油の一部が流入させら
れる一方、オイルタンク９８内の潤滑油は流量制限手段
としてのオリフィス１００が設けられた流出油路１０２
から分岐油路９７へ戻され、強制潤滑油路９４を経て収
容空間９２等へ供給される。収容空間９２内に供給され
た潤滑油により差動装置１８の一部が浸漬され、油浴方
式で潤滑されるが、その潤滑油は軸受などから漏れ出し
て１週間〜１ヵ月程度でケース１４の下部へ流下する一
方、キャリア９０には、所定の回転数を超えると遠心力
によりばね力等に抗して開くリリーフ弁９６が設けら
れ、内部の潤滑油が流出することを許容するようになっ
ている。キャリア９０は、リリーフ弁９６を含んで油保
持部材を構成している。
【００５９】このような潤滑装置においては、リリーフ
弁９６が閉じている低速回転域では収容空間９２内の潤
滑油により油浴方式で差動装置１８が潤滑される一方、
遠心力によってリリーフ弁９６が開く高速回転域では、
収容空間９２内の潤滑油が流出することにより油浴方式
による潤滑が不能となり、専らギヤポンプ４６から圧送
される潤滑油による強制潤滑方式で潤滑が行われるよう
になる。これにより、低速回転域から高速回転域まで良
好な潤滑作用が得られるとともに、高速回転域での潤滑
油攪拌に起因するエネルギーロスが良好に低減される。
【００６０】また、車両走行時にはオイルタンク９８内
に潤滑油が蓄積され、車速が低下して分岐油路９７内の
油圧が所定値以下になるとオイルタンク９８内の潤滑油
が自重によりオリフィス１００を経て所定の流量で流下
し、強制潤滑油路９４から収容空間９２等へ供給される
ため、車両が再発進する際にも十分な潤滑作用が得られ
る。特に、収容空間９２内に潤滑油が保持されることか
ら、前記図３の実施例に比較し、車両が長時間停止した
場合にも良好な潤滑作用が得られる。オイルタンク９８
の容量は、収容空間９２内に必要十分な量の潤滑油を供
給できれば良いため、前記図１の実施例に比較して小さ
くできるとともに、トータルの潤滑油量も少なくて済
む。図７の収容空間９２内の破線は、車両が停止してオ
イルタンク９８内の潤滑油が収容空間９２内に供給され
た状態のオイルレベルを表している。なお、オイルタン
ク９８の替わりにアキュムレータを用いることも可能で
ある。
【００６１】また、本実施例ではキャリア９０にリリー
フ弁９６が設けられ、キャリア９０が所定の回転数を超
えると遠心力に基づいてリリーフ弁９６が開き、潤滑油
を流出させるようになっているため、高速回転域での油
浴に起因するエネルギーロスを確実に防止できるととも
に、油漏れを少なくして１週間〜１ヵ月程度の長期間に
亘って十分な量の潤滑油を収容空間９２内に保持させる
ことが可能で、通常の使用条件であれば発進時に差動装
置１８を確実に潤滑できる。
【００６２】また、左右の両輪に回転速度差が無ければ
キャリア９０および差動装置１８は一体的に回転させら
れるため、収容空間９２内に収容されている潤滑油は殆
ど攪拌されず、潤滑油の攪拌に起因するエネルギーロス
が大幅に低減される。
【００６３】図８の実施例は、電気自動車のパワートレ
ーン１１０に潤滑油を供給して潤滑する潤滑装置で、同
時にその潤滑油をパワーステアリング装置１１２に供給
し、油圧によって操舵力をアシストするようになってい
る。パワートレーン１１０は、前記車両駆動用電動モー
タ１０などの動力発生装置やトランスアクスル１２等の
動力伝達機構を含むもので、車両停止時には総ての回転
が停止させられる。このパワートレーン１１０の一回転
要素には、直接またはギヤ，プーリー等を介して間接的
にギヤポンプなどのオイルポンプ１１４が接続され、車
両の前進走行時にオイルパン１１６から潤滑油を吸引し
て供給油路１１８へ圧送するようになっている。オイル
ポンプ１１４の供給油路１１８側には逆止弁１２０が設
けられているとともに、オイルポンプ１１４と並列に逆
止弁１２２が設けられ、逆回転時すなわち後進走行時に
潤滑油が逆流することを防止している。前記各実施例
も、このような逆流防止用の逆止弁が設けられるか、一
方向クラッチなどにより後進走行時にはポンプが回転し
ないように構成される。上記オイルポンプ１１４は機械
式ポンプに相当し、オイルパン１１６はオイル溜部に相
当する。
【００６４】上記供給油路１１８にはまた、オイルポン
プ１１４と並列に電動式ポンプ１２４が配設され、オイ
ルパン１１６から汲み上げられた潤滑油が合流するよう
になっている。電動式ポンプ１２４は、バッテリーなど
の図示しない車載電源によって回転駆動されるポンプ駆
動用電動モータ１２６により作動させられるようになっ
ており、そのポンプ駆動用電動モータ１２６はポンプ制
御手段として機能するコントローラ１２８によって制御
される。そして、供給油路１１８は油圧調整弁１３０に
接続され、その油圧調整弁１３０によって所定油圧に調
圧された潤滑油がパワーステアリング装置１１２のロー
タリーバルブ１３２に送られる一方、残りの潤滑油が中
間油路１３４から流量制御弁１３６へ供給され、所定の
流量の潤滑油が供給油路１３８からパワートレーン１１
０へ供給されるとともに、余った潤滑油がドレーン油路
１４０からオイルパン１１６に戻される。油圧調整弁１
３０および流量制御弁１３６は、例えば図９のように構
成される。
【００６５】図９において、油圧調整弁１３０はスプー
ル弁子１３０ａと、そのスプール弁子１３０ａを図の右
方向へ付勢するソレノイド１３０ｂと、フィードバック
油路１４２から供給油路１１８内の潤滑油が供給される
とともにその油圧によってスプール弁子１３０ａを図の
左方向へ押圧するフィードバック室１３０ｃとを備えて
おり、ソレノイド１３０ｂの付勢力とフィードバック室
１３０ｃの押圧力とが釣り合うように、供給油路１１８
の油圧を制御する。ソレノイド１３０ｂの付勢力、すな
わち電磁力は前記コントローラ１２８によって制御さ
れ、これによりロータリーバルブ１３２に供給される油
圧が制御される。ロータリーバルブ１３２は、ステアリ
ングホイール１４４に加えられる操舵力に応じて油路の
開度を変化させるもので、シリンダ１４６および図示し
ないラックなどを介して操舵力をアシストするようにな
っており、油圧が高いと大きなアシスト力が得られる。
このパワーステアリング装置１１２に供給された潤滑油
は、その後ドレーン油路１４８からオイルパン１１６に
戻される。
【００６６】また、流量制御弁１３６はスプール弁子１
３６ａと、そのスプール弁子１３６ａを図の左方向へ付
勢するスプリング１３６ｂと、フィードバック油路１５
０から中間油路１３４内の潤滑油が供給されるとともに
その油圧によってスプール弁子１３６ａを図の右方向へ
押圧するフィードバック室１３６ｃとを備えており、ス
プリング１３６ｂの付勢力とフィードバック室１３６ｃ
の押圧力とが釣り合うように中間油路１３４の油圧を制
御する。すなわち、中間油路１３４の油圧がスプリング
１３６ｂのばね力に対応する略一定の油圧に調圧される
のであり、絞り１３６ｄを経て略一定流量の潤滑油が供
給油路１３８からパワートレーン１１０に供給される。
この一定流量は、パワートレーン１１０の回転速度や伝
達トルクなどに拘らず十分な潤滑作用が得られる量であ
る。
【００６７】前記コントローラ１２８は、ＣＰＵ，ＲＡ
Ｍ，ＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータを含んで構
成されており、パワートレーン１１０に設けられた回転
速度検出手段１５２から、所定の構成部品の回転速度Ｎ
P を表す回転速度信号ＳＮPが供給されるようになって
いる。この回転速度ＮP は車速Ｖに対応するもので、例
えば回転速度ＮP が大きくなる程前記油圧調整弁１３０
による調整油圧が低くなるように、言い換えれば車速Ｖ
が速くなる程パワーステアリング装置１１２のアシスト
力が小さくなるように、前記ソレノイド１３０ｂに通電
する励磁電流を制御するソレノイド制御信号ＳＳを出力
する。また、前記オイルポンプ１１４のみでは潤滑油が
不足する場合に、電動ポンプ１２４によってその不足分
を補うように、前記電動モータ１２６を所定の回転速度
ＮM で回転させるモータ制御信号ＳＭを出力する。
【００６８】図１０のフローチャートは、上記モータ制
御信号ＳＭを出力する際の作動の一例で、先ず、ステッ
プＳ１において回転速度信号ＳＮP を読み込む。次のス
テップＳ２では、その回転速度信号ＳＮP が表す回転速
度ＮP からオイルポンプ１１４の吐出量ＱA を、予め定
められた演算式やデータマップなどから算出する。回転
速度ＮP はオイルポンプ１１４の作動サイクルに対応す
るため、その回転速度ＮP からオイルポンプ１１４の吐
出量ＱA を求めることができる。また、ステップＳ３で
は、同じく回転速度ＮP に基づいて必要潤滑油量ＱB を
算出する。この必要潤滑油量ＱB は、ソレノイド制御信
号ＳＳに従って油圧調整弁１３０により所定の油圧を発
生させることができ、且つ油圧調整弁１３０から流量制
御弁１３６を経て一定流量の潤滑油をパワートレーン１
１０へ供給できる油量で、油圧調整弁１３０による油圧
制御は回転速度ＮP に応じて行われるため、この必要潤
滑油量ＱB も回転速度ＮP に基づいて演算式やデータマ
ップなどから求めることができる。
【００６９】ステップＳ４では、前記吐出量ＱA が必要
潤滑油量ＱB より少ないか否かを判断し、ＱA ≧ＱB で
あればステップＳ５で不足潤滑油量ＱC ＝０とし、ＱA
＜Ｑ B であればステップＳ６で不足潤滑油量ＱC ＝ＱB
−ＱA を算出する。吐出量Ｑ A は回転速度ＮP すなわち
車速Ｖに比例して増加するのに対し、必要潤滑油量Ｑ B
は、本実施例ではパワートレーン１１０への供給油量が
車速Ｖに拘らず略一定でパワーステアリング装置１１２
への供給油量が車速Ｖの増加に伴って少なくなるため、
全体としては車速Ｖの増加に伴って減少する。したがっ
て、車速Ｖが遅い低速走行時や車両停止時にはＱA ＜Ｑ
B となり、ステップＳ４の判断はＹＥＳとなるが、車速
Ｖが速くなる中・高速走行時にはＱA ≧ＱB となり、ス
テップＳ４の判断はＮＯとなる。そして、次のステップ
Ｓ７では、電動式ポンプ１２４によって上記不足潤滑油
量ＱC を吐出させるのに必要なモータ回転速度ＮM を演
算式やデータマップなどから算出し、ステップＳ８にお
いて、そのモータ回転速度ＮM でポンプ駆動用電動モー
タ１２６を回転させるためのモータ制御信号ＳＭを出力
する。コントローラ１２８による一連の信号処理のう
ち、図１０の各ステップを実行する部分がポンプ制御手
段として機能している。
【００７０】このような本実施例の潤滑装置において
は、車載電源により作動させられる電動式ポンプ１２４
が機械式のオイルポンプ１１４と並列に配設され、オイ
ルポンプ１１４のみでは潤滑油不足となる場合に、その
不足潤滑油量ＱC 分だけ供給するようにコントローラ１
２８によって作動させられるため、低速走行時や発進時
などにおける潤滑油不足が解消し、パワートレーン１１
０の焼付きや摩耗，損傷等による軸受や歯車などの寿命
低下が大幅に改善されるとともに、パワーステアリング
装置１１２も良好に機能する。また、パワートレーン１
１０を潤滑油に浸漬させることが必ずしも必要でないた
め、潤滑油の攪拌に伴うエネルギーロスを一層低減でき
る利点がある。
【００７１】一方、機械式のオイルポンプ１１４のみで
十分な量の潤滑油を供給できる中・高速走行時には電動
式ポンプ１２４の作動が停止させられるため、電動式ポ
ンプ１２４のみで潤滑油を供給する場合に比較して電力
消費量が少なくなるとともに、電動モータ１２６のブラ
シ等の各種構成部品の寿命が長くなって管理が容易とな
り、信頼性が向上する。特に、本実施例では不足潤滑油
量ＱC 分だけ供給するようにモータ回転速度ＮM が極め
細かく制御されるため、電力消費量が一層少なくなると
ともに構成部品の寿命が向上する。図１１の実線は本実
施例におけるポンプ駆動用電動モータ１２６の回転速度
ＮM と車速Ｖとの関係で、一点鎖線は、機械式のオイル
ポンプ１１４を備えておらず電動式ポンプ１２４のみで
潤滑油を供給する場合であり、電動モータ１２６の作動
時間が大幅に低減される。
【００７２】また、本実施例の潤滑装置は、パワーステ
アリング装置１１２を作動させる作動流体として潤滑油
を供給するようになっているため、パワーステアリング
装置１１２用に別個に電動式ポンプなどを設ける場合に
比較してコストや重量が低減される。また、油圧調整弁
１３０で調圧して余った油をパワートレーン１１０へ供
給するようにしているため、供給した潤滑油を無駄なく
使用でき、必要潤滑油量ＱB が低減されてトータルの電
力消費量が少なくなる。
【００７３】図１２のバルブ１５６は、前記図８の油圧
調整弁１３０および流量制御弁１３６の代わりに用いら
れるもので、スプール弁子１５６ａと、そのスプール弁
子１５６ａを図の右方向へ付勢するソレノイド１５６ｂ
と、フィードバック油路１４２から供給油路１１８内の
潤滑油が供給されるとともにその油圧によってスプール
弁子１５６ａを図の左方向へ押圧するフィードバック室
１５６ｃとを備えており、ソレノイド１５６ｂの付勢力
とフィードバック室１５６ｃの押圧力とが釣り合うよう
に供給油路１１８の油圧を制御し、余った潤滑油の一部
を供給油路１３８からパワートレーン１１０へ供給する
とともに、その残りをドレーン油路１４０からオイルパ
ン１１６へ戻すようになっている。
【００７４】図１３の実施例は、前記図８の実施例に比
較して、ロータリーバルブ１３２から流出する潤滑油を
導くドレーン油路１４８を中間油路１３４に接続すると
ともに、供給油路１１８にアキュムレータ１６０を接続
したものである。ロータリーバルブ１３２から流出する
潤滑油が中間油路１３４へ導かれることにより、オイル
ポンプ１１４や電動式ポンプ１２４から圧送された潤滑
油が総て流量制御弁１３６へ送られることになるため、
供給された潤滑油が更に有効に利用されるようになり、
必要潤滑油量ＱB が低減されて電力消費量が少なくな
る。また、アキュムレータ１６０が設けられ、オイルポ
ンプ１１４の吐出量が少なくなった時にアキュムレータ
１６０から潤滑油が供給されるようになっているため、
電動式ポンプ１２４による潤滑油供給量がそれだけ少な
くて済むようになり、この点でも電力消費量を節減でき
る。アキュムレータ１６０からの潤滑油の供給状態は、
例えばアキュムレータ１６０のピストン位置や油圧など
から検出でき、その供給状態を考慮して潤滑油不足を判
断し、電動式ポンプ１２４の作動を制御するようにすれ
ば良い。なお、アキュムレータ１６０の代わりに図１や
図７の実施例のようにオイルタンクを設けたり、アキュ
ムレータ１６０から供給油路１１８へ潤滑油が流出する
部分に図５の実施例のように油路を開閉する弁手段を設
けたりすることも可能である。
【００７５】以上、本発明の幾つかの実施例を図面に基
づいて詳細に説明したが、本発明は更に別の態様で実施
することもできる。
【００７６】例えば、前記図１〜図７の実施例では減速
機１６および差動装置１８を備えたトランスアクスル１
２に適用された場合について説明したが、その減速機１
６や差動装置１８の構成は適宜変更され得るとともに、
クラッチやブレーキによって複数の変速比が得られる変
速機を備えたものなど、他の種々の動力伝達機構に本発
明は適用され得る。
【００７７】また、前記図８の実施例では車速Ｖや伝達
トルクに拘らず略一定流量の潤滑油をパワートレーン１
１０に供給するようになっていたが、例えばソレノイド
などで流量を自動調整できる流量制御弁を用いることに
より、パワートレーン１１０の負荷すなわち回転速度Ｎ
P や伝達トルクの大きさ，その変化速度などに応じて流
量制御を行うことも可能である。その場合は、その流量
制御を考慮して必要潤滑油量ＱB を求めるようにすれば
良い。
【００７８】また、前記図８の実施例では車速Ｖすなわ
ち回転速度ＮP のみでパワーステアリング装置１１２へ
供給する潤滑油の油圧調整を行うようになっていたが、
ステアリングホイール１４４の操舵角や舵角速度、舵角
加速度など他のパラメータを用いて極め細かく油圧調整
を行うことも可能である。
【００７９】また、前記図９の油圧調整弁１３０のスプ
ール弁子１３０ａを図の左方向へ押圧するようにオイル
ポンプ１１４の油圧を作用させれば、車速Ｖが大きくな
るに従って供給油路１１８の油圧を低下させる車速感応
型のパワーステアリング装置１１２とすることができ
る。流量制御弁１３６についても、スプール弁子１３６
ａを図の左方向へ押圧するようにオイルポンプ１１４の
油圧を作用させれば、車速Ｖが大きくなるに従って供給
油路１３８からパワートレーン１１０へ供給する潤滑油
量を増加させることができる。
【００８０】また、上記流量制御弁１３６を省略し、中
間油路１３４からそのままパワートレーン１１０へ潤滑
油を供給するようにしたり、油圧調整弁１３０および流
量制御弁１３６を共に省略して、供給油路１１８から直
接ロータリーバルブ１３２へ潤滑油を供給するととも
に、ドレーン油路１４８から流出した潤滑油をパワート
レーン１１０へ供給するようにしたりするなど、油圧回
路の構成は適宜変更できる。
【００８１】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の一実施例である潤滑装置を備えた動
力伝達機構の一例を示す骨子図である。
【図２】図１の潤滑装置において各部の潤滑油の流量，
油量と車速との関係を示す図である。
【図３】第２発明の一実施例である潤滑装置を備えた動
力伝達機構の一例を示す骨子図である。
【図４】図３の潤滑装置に用いられるアキュムレータの
別の例を示す図である。
【図５】第３発明の一実施例である潤滑装置を備えた動
力伝達機構の一例を示す骨子図である。
【図６】図５の潤滑装置の作動を説明するフローチャー
トである。
【図７】第４発明の一実施例である潤滑装置を備えた動
力伝達機構の一例を示す骨子図である。
【図８】第６発明の一実施例を説明する油圧回路図であ
る。
【図９】図８における油圧調整弁および流量制御弁の具
体的構成を示す図である。
【図１０】図８の実施例においてポンプ駆動用電動モー
タを制御する際の作動を説明するフローチャートであ
る。
【図１１】図８の実施例におけるポンプ駆動用電動モー
タの回転速度と車速との関係を示す図である。
【図１２】図８の実施例における油圧調整弁および流量
制御弁の代わりに用いられるバルブの一例を示す図であ
る。
【図１３】第６発明の別の実施例を説明する油圧回路図
である。
【符号の説明】
１４：ケース １６：減速機（動力伝達機構） １８：差動装置（動力伝達機構） ３８，４０：伝達軸（動力伝達機構） ４６：ギヤポンプ（機械式ポンプ） ４８：オイル溜部 ５２，９８：オイルタンク ６０，７８：アキュムレータ（オイルタンク） ６８，１０２：流出油路 ７０，１００：オリフィス（流量制限手段） ８０：電磁開閉弁（弁手段） ８２：コントローラ（弁制御手段） ９０：キャリア（油保持部材） １１０：パワートレーン（動力伝達機構） １１４：オイルポンプ（機械式ポンプ） １１６：オイルパン（オイル溜部） １２４：電動式ポンプ １２８：コントローラ（ポンプ制御手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−19321（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−296202（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−33853（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−128056（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−14718（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−89061（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−147854（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−25425（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−9531（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 57/00 - 57/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両停止時に総ての回転が停止する動力
    伝達機構と、該動力伝達機構により駆動されて所定のオ
    イル溜部から潤滑油を吸引する機械式ポンプとを備え、
    該機械式ポンプによって吸引した潤滑油を前記動力伝達
    機構の差動装置へ圧送する潤滑装置において、 前記機械式ポンプから圧送される潤滑油の一部を蓄積す
    るオイルタンクと、 該オイルタンク内の潤滑油を前記差動装置へ流出させる
    流出油路と、 該流出油路から流出する潤滑油量を制限する流量制限手
    段と、 前記動力伝達機構の一部を構成していて車両走行時に回
    転させられるとともに、前記差動装置を内部に備えてい
    て前記潤滑油が供給され、該潤滑油を内部に保持する一
    方、回転数が高くなると遠心力に基づいて該潤滑油が前
    記オイル溜部へ流出することを許容する油保持部材とを
    有し、 前記流量制限手段は、高速走行状態から比較的短時間で
    車両が停止し再発進する際に前記潤滑油による潤滑作用
    が得られるように、所定流量で流出させるように定めら
    れていることを特徴とする動力伝達機構の潤滑装置。
  2. 【請求項２】 前記オイルタンクは潤滑油が所定油圧以
    上となった場合に該潤滑油を蓄積するアキュムレータで
    ある請求項１に記載の動力伝達機構の潤滑装置。
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