JP4645571B2

JP4645571B2 - 動力伝達装置

Info

Publication number: JP4645571B2
Application number: JP2006272754A
Authority: JP
Inventors: 健石和田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2026-10-04
Also published as: JP2008089134A

Description

本発明は、動力伝達装置に関する。

動力伝達装置は、一の機器からの動力を他の機器に伝達するための装置である。動力伝達装置には、たとえば、変速機が含まれる。変速機は、自動車や産業機械などに配置されている。変速機は、動力源の回転力を複数の歯車（ギヤ）によって減速することによりトルクを増幅する機能を有する。

特開平７−２６９６８３号公報においては、一端側に油圧制御回路を構成するバルブボディが装着される仕切り壁を有するとともに、他端側にフロントディファレンシャルハウジングが一体的に形成された自動変速機の変速機ケースにおいて、変速機ケースとフロントディファレンシャルハウジングとの間に隔壁を設けるとともに、この隔壁の下端に連通油路を形成した自動変速機の変速機ケースが開示されている。

特開２００４−３４０２０１号公報においては、高温時に余分なＡＴ（Automatic Transmission）フルードを保持する予備タンクが保温部材にて構成されているとともに、高温時における車両停止時には、予備タンク内にＡＴフルードが保温状態で保持される車両用動力伝達機構の潤滑装置が開示されている。

特開２００２−７０９９５号公報においては、自動変速機のオイルパンに設けられたレベルセンサによりＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）のレベルを検出して、検出値が設計的に定められた基準範囲外である場合に、切換弁の所定時間の開閉により、蓄熱タンクから自動変速機へ、あるいは、逆に自動変速機から蓄熱タンクへとＡＴＦを供給する変速機用流体の制御装置が開示されている。

特許第３０７４８１９号公報においては、変速機上部に設けられるオイルリザーバと、オイルパンの油のほぼ全てを吸上げて、オイルリザーバに供給する吸上げ用のオイルポンプと、オイルリザーバに蓄積される油自身の自重を利用して、オイルリザーバから第１のオイルポンプへ直接油を送給する油路とを備えるオイル調整装置が開示されている。

トヨタ技術公開集（発行番号１６８３４）においては、ＡＴＦのキャッチタンクを備え、キャッチタンクの下面には第１流出口が設けられ、キャッチタンクの上面には流入口と第３流出口とが設けられ、側面の上下方向中央には第２流出口が設けられているＡＴＦ油面管理装置が開示されている。キャッチタンク２の下面に形成されている第１流出口は、第１ストップ弁を介して、ＡＴに接続されている。キャッチタンクの第２流出口は、第２ストップ弁を介してＡＴに接続されている。キャッチタンク２の上面の第３流出口は、ＡＴに接続されている。キャッチタンク２の上面に配置されている流入口は、切り替え弁およびクーラを介してＡＴの出口に接続されている。切り替え弁は、クーラへの流路とクーラをバイパスしてＡＴに戻る回路とを切換えることが開示されている。
特開平７−２６９６８３号公報特開２００４−３４０２０１号公報特開２００２−７０９９５号公報特許第３０７４８１９号公報石和田健著，「トヨタ技術公開集（発行番号１６８３４）」，２００５年５月３１日）

変速機には、変速を行なうための歯車と、変速が行なわれた回転力を外部に伝達するための歯車とを備える装置がある。たとえば、前側にエンジンが配置され、前輪駆動のＦＦ（Front engine Front wheel drive）方式の自動車の変速機においては、エンジンからの回転力を増幅するための歯車と、これらの歯車からの回転力をドライブシャフトに伝えるためのディファレンシャル（差動装置）とが一体的に形成されている。

このような変速機は、オイルポンプを備え、オイルポンプによって吸上げられたオイルが、それぞれの歯車に潤滑油として噴射される。さらに、ディファレンシャルは、歯車が配置されている筐体の底部に溜まったオイルを掻き上げることにより、それぞれの歯車に潤滑油を供給するように形成されている。

エンジンを始動したときなどのオイルの温度が低い状態においては、オイルの粘性が高いために、オイルポンプによって吸引され、ディファレンシャルの歯車に噴出するオイルの流量を十分に確保することが難しい。オイルの温度が低い状態においては、主にディファレンシャルの歯車がオイルを掻き上げることにより、潤滑油の供給が行なわれる。

変速機の駆動が継続するとオイルの温度が上昇する。オイルの温度が上昇すると、オイルの粘性が小さくなるため、オイルポンプによるディファレンシャルの歯車へのオイルの供給が十分に行なわれる。この状態においても、ディファレンシャルの歯車の一部は、オイルに浸かった状態でオイルを掻き上げている。

オイルの温度が上昇した時に、ディファレンシャルの歯車の一部がオイルに浸かった状態であると、オイルの攪拌抵抗のために回転力の一部を損失してしまい、燃費が悪化するという問題があった。オイルの温度が高いときは、ディファレンシャルの歯車がオイルに浸かっている必要性は小さく、過剰なオイルの攪拌が生じているという問題があった。

本発明は、過剰なオイルの攪拌を抑制できる動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明に基づく動力伝達装置は、第１歯車を収容し、底部にオイルを溜めることができるように形成された第１歯車収容部を備える。第２歯車を収容し、底部に上記オイルを溜めることができるように形成された第２歯車収容部を備える。上記第１歯車収容部と上記第２歯車収容部との間に配置された隔離壁部を備える。上記第１歯車収容部の底部および上記第２歯車収容部の底部とは異なる部分に配置され、上記オイルを貯留するための貯留部を備える。上記第２歯車収容部の底部のオイルを吸引するためのオイルポンプと、上記オイルポンプを制御するためのオイルポンプ制御手段とを備える。上記第１歯車収容部および上記第２歯車収容部のうち少なくとも一方の上記オイルの温度を検知するための温度検知手段を備える。上記オイルポンプにて吸引された上記オイルを上記第１歯車収容部および上記貯留部のうち、少なくとも一方に供給するための供給先選択手段を備える。上記第２歯車は、上記第２歯車収容部の底部に貯留する上記オイルを掻き上げるように配置されている。上記隔離壁部は、上記第１歯車収容部と上記第２歯車収容部との間で上記オイルが流通するように形成された連通部を有する。上記オイルポンプ制御手段は、上記オイルの温度が第１温度以上の時に上記オイルポンプを駆動して、上記オイルの温度が上記第１温度より低い場合には上記オイルポンプを停止するように形成されている。上記供給先選択手段は、上記オイルの温度が上記第１温度以上かつ第２温度より低い場合には、上記オイルを上記第１歯車収容部に供給するように形成されている。上記供給先選択手段は、上記オイルの温度が上記第２温度以上の場合には、上記オイルを上記貯留部に供給するように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記貯留部に溜まった上記オイルを上記第１歯車収容部に戻すためのオイル戻し手段を備える。上記オイル戻し手段は、上記オイルの温度が上記第２温度よりも低い第３温度以下であり、かつ、上記第１歯車が駆動するとき、または駆動する可能性があるときに、上記貯留部の上記オイルを上記第１歯車収容部に戻すように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記貯留部は、上記オイルを保温できるように形成されている。

上記発明において好ましくは、上記第２歯車収容部、上記オイルポンプおよび上記貯留部を接続する第１流路と、上記第１流路のうち上記オイルポンプと上記貯留部との間に配置された上記選択先供給手段と、上記選択先供給手段と上記第１歯車収容部とを接続する第２流路とを備える。上記選択先供給手段は、三方弁を含む。上記三方弁は、上記第２歯車収容部と上記第１歯車収容部とを接続する経路、上記第２歯車収容部と上記貯留部とを接続する経路、または上記貯留部と上記第１歯車収容部とを接続する経路のいずれかを選択可能に形成されている。

上記発明において好ましくは、上記貯留部と上記第１歯車収容部とを接続する第３流路を備える。上記第３流路は、一方の端が上記貯留部の上部に配置されている。上記第３流路は、他方の端が上記第１歯車収容部の上記オイルが貯留する高さよりも高い位置に接続されている。

本発明によれば、過剰なオイルの攪拌を抑制できる動力伝達装置を提供することができる。

図１から図１１を参照して、本発明に基づく実施の形態における動力伝達装置について説明する。本実施の形態における動力伝達装置は、自動車の自動変速機である。本実施の形態における自動車は、エンジンが車体の前側に配置され、前輪が駆動輪となるＦＦ方式の自動車である。

図１は、本実施の形態における自動変速機の概略断面図である。図１は、後述する図３におけるＩ−Ｉ線に沿って自動変速機を切断したときの概略断面図である。自動変速機は、回転力が入力されるインプットシャフト５２を備える。インプットシャフト５２に入力された回転力は、矢印９５に示すように、それぞれの歯車に伝達され、ドライブシャフト６６，６７から出力される。

自動変速機は、インプットシャフト５２の軸上に配置されたリヤプラネタリーギヤ５９、フロントプラネタリーギヤ５８およびカウンタードライブギヤ５４を備える。プラネタリーギヤは、変速を行なうための歯車である。自動変速機は、カウンタードライブギヤ５４に噛み合うように配置されているカウンタードリブンギヤ５６を備える。カウンタードリブンギヤ５６が配置されている軸上には、ディファレンシャルドライブピニオン６１が配置されている。ディファレンシャルドライブピニオン６１は、カウンタードリブンギヤ５６に隣り合って配置されている。

自動変速機は、ディファレンシャル（差動装置）６２を備える。ディファレンシャル６２は、第２歯車としてのリンクギヤ６３を含む。リンクギヤ６３は、ディファレンシャルドライブピニオン６１に噛み合うように配置されている。ディファレンシャル６２は、リンクギヤ６３と一体的に回転するピニオンギヤ６８を含む。ディファレンシャル６２は、ピニオンギヤ６８に噛み合うように配置されているサイドギヤ６９を含む。サイドギヤ６９が回転することにより、ドライブシャフト６６，６７に回転力が伝達される。

自動変速機は、インプットシャフト５２の軸上に配置された第１のオイルポンプとしてのオイルポンプ６５を有する。オイルポンプ６５は、後述する変速機収容部のオイルパンに貯留するオイルを吸い上げることができるように形成されている。

自動変速機は、インプットシャフト５２の軸上にトルクコンバータ６４を有する。トルクコンバータ６４は、エンジンの回転力をインプットシャフト５２に伝達できるように形成されている。

図２に、本実施の形態における変速機の筐体の概略分解斜視図を示す。図１および図２を参照して、本実施の形態における変速機は、主ケース７０を備える。主ケース７０の内部には、フロントプラネタリーギヤ５８およびリヤプラネタリーギヤ５９などのプラネタリーギヤ、カウンタードリブンギヤ５６およびディファレンシャル６２などの歯車が配置されている。

主ケース７０のエンジン側の端部には、トルクコンバータハウジング７１が配置されている。トルクコンバータハウジング７１の内部には、トルクコンバータ６４が配置されている。主ケース７０のエンジン側と反対側の端部には、リヤカバー７２が配置されている。主ケース７０の下側には、オイルを貯留するためのオイルパン７３が配置されている。

本実施の形態におけるオイルは、ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）と呼ばれる自動変速機用のオイルである。本実施の形態におけるオイルは、変速のために歯車を駆動したり、トルクコンバータにおいてエンジンの回転力を伝達したり、それぞれの歯車などの機械要素の焼き付きを防止するために潤滑を行なったりする機能を有する。

図３に、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に関する概略断面図を示す。図２および図３を参照して、本実施の形態における自動変速機は、第１歯車収容部としての変速歯車収容部１を備える。変速歯車収容部１は、第１歯車を収容するように形成されている。本実施の形態における第１歯車は、たとえば、変速を行なうためのプラネタリーギヤである。

変速歯車収容部１は、底部にオイルパン７３を含む。オイルパン７３は、上面が開口した箱型に形成されている。変速歯車収容部１は、底部にオイルを溜めることができるように形成されている。

自動変速機は、第２歯車収容部としての差動歯車収容部２を備える。差動歯車収容部２は、第１歯車とは異なる第２歯車を収容するように形成されている。本実施の形態における第２歯車は、たとえば、ディファレンシャル６２のリンクギヤ６３である。

本実施の形態における差動歯車収容部２には、ディファレンシャル６２の複数の歯車が配置されている。差動歯車収容部２の底部は、ディファレンシャル６２の歯車のうち、リンクギヤ６３の形状に沿って形成されている。差動歯車収容部２は、底部にオイルを溜めることができるように形成されている。

変速歯車収容部１には、インプットシャフト５２の軸である主軸８１が挿通している。差動歯車収容部２には、ディファレンシャル６２に接続されたドライブシャフト６６，６７の軸に対応するデフ軸８２が挿通している。デフ軸８２の上方には、カウンタードリブンギヤ５６およびディファレンシャルドライブピニオン６１の軸であるカウンタ軸８３が挿通している。

ディファレンシャル６２は、差動歯車収容部２の底部に貯留するオイルを掻き上げるように配置されている。本実施の形態においては、主にリンクギヤ６３がオイルを掻き上げるように形成されている。図３に示す例において、オイル９０は、リンクギヤ６３の底部が浸かるように貯留されている。

自動変速機は、変速歯車収容部１と差動歯車収容部２との間に配置された隔離壁部３を備える。隔離壁部３は、主ケース７０の底部から立設するように形成されている。隔離壁部３は、変速歯車収容部１と差動歯車収容部２との間で、オイルが流通するように形成された連通部を有する。本実施の形態における連通部としては、連通穴３ａが形成されている。連通穴３ａは、隔離壁部３を貫通するように形成されている。

自動変速機は、ストレーナ７４を備える。ストレーナ７４は、異物を除去するように形成されている。ストレーナ７４は、オイルの吸込み口７４ａを有する。吸込み口７４ａは、オイルパン７３の底部に配置されている。自動変速機は、ストレーナ７４の上側に配置されたバルブボディ７５を備える。バルブボディ７５は、変速を行なうための歯車同士の噛み合わせの切換えなどを制御できるように形成されている。また、バルブボディ７５は、変速機の内部のクラッチの係合を制御できるように形成されている。

差動歯車収容部２の底部には、配管１１が接続されている。変速歯車収容部１の側壁には、配管１３，１４が接続されている。本実施の形態における配管１３は、オイル９０の油面が最も高くなる位置よりも高い位置に配置されている。また、本実施の形態における配管１４は、オイル９０の油面が最も高くなる位置よりも高い位置に配置されている。配管１３，１４は、オイル９０が貯留する高さよりも高い位置に配置されている。主ケース７０の上壁には、エアブリーザ８が配置されている。エアブリーザ８は、主ケース７０の内部に空気を供給することができるように形成されている。

図４に、ストレーナとオイルポンプとの相関を説明する模式図を示す。オイルパン７３のほぼ中央部分にストレーナ７４の吸込み口７４ａが配置されている。バルブボディ７５の上側にはオイルポンプ６５が配置されている（図１参照）。

オイルパン７３に貯留するオイルは、オイルポンプ６５によって吸引される。オイル９０は、ストレーナ７４の吸込み口７４ａから吸引され、矢印９６に示すようにバルブボディ７５を貫通する流路１７を通ってオイルポンプ６５に供給される。

オイルポンプ６５から吐出されたオイルの一部は、矢印９７に示すように、流路１９を通ってバルブボディ７５に供給される。バルブボディ７５に供給されたオイルによって、変速機内部のブレーキの制御が行なわれたり、クラッチの制御が行なわれたりする。このように本実施の形態における変速機は、オイルの油圧で一部が駆動されるように形成されている。

オイルポンプ６５から吐出されたオイルの一部は、矢印９８に示すように、流路１８を伝って、それぞれの歯車に潤滑油として噴射される。たとえば、ディファレンシャルの複数の歯車は、オイルポンプ６５が吐出したオイルの一部が噴射されることによって潤滑が行なわれる。

図５に、本実施の形態における変速機の模式図を示す。図３および図５を参照して、本実施の形態における自動変速機は、第２のオイルポンプとしてのオイルポンプ６を備える。オイルポンプ６は、差動歯車収容部２の底部に貯留するオイルを吸引するように形成されている。オイルポンプ６は、配管１１を介して差動歯車収容部２に接続されている。

自動変速機は、オイルポンプ６を制御するためのオイルポンプ制御手段としてオイルポンプ制御装置２０を備える。オイルポンプ制御装置２０は、オイルポンプ６の駆動または停止を制御可能に形成されている。本実施の形態におけるオイルポンプ制御装置２０は、オイルポンプ６を第１温度以上で駆動して、第１温度未満で停止するように形成されている。本実施の形態における第１温度は０℃である。

本実施の形態における自動変速機は、オイルを貯留するための貯留部として貯留タンク５を備える。本実施の形態における貯留タンク５は、変速歯車収容部１の底部および差動歯車収容部２の底部とは異なる位置に配置されている。本実施の形態における貯留タンク５は、主ケース７０の外側に配置されている。貯留タンク５とオイルポンプ６とは、配管１２，１５によって接続されている。本実施の形態における貯留タンク５は、底面が主ケース７０に貯留するオイル油面の最も高くなる位置よりも、底面が高くなるように配置されている。

本実施の形態における貯留タンク５は、オイルを保温できるように形成されている。貯留タンク５は、たとえば、断熱性を有する発泡樹脂などが被膜され、保温機能を有するように形成されている。

本実施の形態においては、差動歯車収容部２、オイルポンプ６および貯留タンク５を接続する第１流路として配管１１，１２，１５が配置されている。また、三方弁７と変速歯車収容部１と接続する第２流路として配管１３が配置されている。

配管１２と配管１５との間には、供給先選択手段としての三方弁７が配置されている。三方弁７は、オイルポンプ６と貯留タンク５とを接続する流路の途中に配置されている。三方弁７と変速歯車収容部１との間には、配管１３が配置されている。

三方弁７は、オイルポンプ６によって吸引されたオイルを変速歯車収容部１または貯留タンク５に供給するように形成されている。三方弁７は、流路の切換えが可能なように形成されている。

本実施の形態における自動変速機は、温度検知手段としての温度検知装置２１を備える。本実施の形態における温度検知装置２１は、変速歯車収容部１に貯留するオイルの温度を計測するように形成されている。温度検知手段としては、この形態に限られず、変速歯車収容部１および差動歯車収容部２のうち、少なくとも一方のオイルの温度を検知可能に形成されていれば構わない。

自動変速機は、貯留タンク５に溜まったオイルのほぼ全てを変速歯車収容部１または差動歯車収容部２に戻すためのオイル戻し手段を備える。本実施の形態におけるオイル戻し手段は、配管１３，１５と三方弁７とを含む。

本実施の形態においては、貯留タンク５の底面が、主ケース７０に溜まるオイルの最も高い油面よりも高い位置に配置されている。このため、重力でオイルを変速歯車収容部１に戻すことができる。三方弁７が、配管１５と配管１３とを連通するように制御されることにより、貯留タンク５に溜まったオイルを全て変速歯車収容部１に戻すことができる。

本実施の形態における自動変速機は、第３流路としての配管１４を備える。配管１４は、貯留タンク５と変速歯車収容部１とを接続するように形成されている。本実施の形態における配管１４は、貯留タンク５の底面を貫通するように形成されている。配管１４は、一方の端が貯留タンクの上部に配置されている。配管１４は、他方の端部が変速歯車収容部１に接続されている。

第３流路としては、この形態に限られず、貯留タンクが満杯になったときにオイルを変速歯車収容部または差動歯車収容部に戻すように形成されていれば構わない。たとえば、第３流路は、一方の端部が貯留タンクの側壁の上部を貫通するように配置されていても構わない。

図５は、自動車のエンジンが停止しているときの模式図である。オイルポンプ６５およびオイルポンプ６は、停止している。三方弁７は、差動歯車収容部２と変速歯車収容部１とを接続するように制御されている。三方弁７は、貯留タンク５のオイルが変速歯車収容部１に戻らないように制御されている。

エンジンが停止している状態では、それぞれのギヤなどに供給されていたオイルが落下する。変速歯車収容部１の底部および差動歯車収容部２の底部の貯留するオイル９０の油面が上昇する。本実施の形態においては、エンジンが停止している状態において、油面が隔離壁部３に形成された連通穴３ａよりも高い位置にある。後述するように、貯留タンク５には、停止時間が長くても運転時に温度が上昇したオイル９０が貯留されている。

図６に、エンジンを始動したときの自動変速機の模式図を示す。エンジンを駆動状態にすることにより、オイルポンプ６５が駆動する。また、変速機の第１歯車が駆動する。または、第１歯車が駆動する可能性が生じる。温度検知装置２１により、オイル９０の温度が検知される。オイルポンプ６が駆動するときの第１温度よりも低い場合には、オイルポンプ６は停止した状態である。

さらに、オイルの温度が第３温度以下の場合には、貯留タンク５のオイルが主ケース７０に戻される。第３温度は、貯留タンクにオイルが供給されるときの温度である第２温度以下の温度が設定される。矢印１０１に示すように、配管１５と配管１３とが連通するように三方弁７が制御される。貯留タンク５に貯留されているオイル９０が、変速歯車収容部１に流入する。貯留タンク５の温度の高いオイル９０が、変速歯車収容部１に流入することにより、変速歯車収容部１および差動歯車収容部２のオイルの温度が上昇する。変速機の暖気が促進される。

貯留タンク５のオイルが戻されることにより、変速歯車収容部１および差動歯車収容部２に貯留するオイル９０の油面は上昇する。本実施の形態においては、連通穴３ａよりも上側に油面が配置される。

図７に、エンジンが駆動され、かつ、オイルの温度が極低温時の自動変速機の模式図を示す。本実施の形態における極低温時とは、たとえば、第１温度よりも温度が低い状態を示す。第１温度としては、たとえば上記の０℃である。

オイルポンプ６は停止している。三方弁７は、差動歯車収容部２と変速歯車収容部１とを接続する状態に制御されている。貯留タンク５は、溜められていたオイル９０が、変速歯車収容部１または差動歯車収容部２に戻されて空の状態である。

第１のオイルポンプとしてのオイルポンプ６５は、駆動している。オイルポンプ６５が駆動することにより、変速歯車収容部１の底部に貯留するオイル９０の油面が下がる。オイルポンプ６５が駆動することにより、それぞれの歯車に潤滑油としてオイルが供給される。差動歯車収容部２に配置されているディファレンシャルの複数の歯車にもオイルが供給される。差動歯車収容部２の底部の油面は、変速歯車収容部１の底部の油面よりも高くなる。差動歯車収容部２の過剰のオイルは、連通穴３ａを通して変速歯車収容部１に移動する。

ディファレンシャルの複数の歯車においては、オイルポンプ６５により供給されるオイルが噴き付けられているが、オイルの温度が低くて粘性が高いために、十分な量のオイルが吹き付けられずに十分な潤滑を行なうことができない場合がある。すなわち、ディファレンシャルの潤滑不足が生じる場合がある。しかしながら、本実施の形態においては、差動歯車収容部２の底部のオイル９０の油面が高くなるために、ディファレンシャルの少なくとも一部の歯車を油浴することができて十分な潤滑を行なうことができる。また、ディファレンシャルの歯車がオイルを攪拌することにより、オイルの温度を速やかに上昇させることができる。

図８に、エンジンの駆動が継続され、オイルの温度が極低温から低温になったときの自動変速機の模式図を示す。ここで、オイルの温度が低温とは、第１温度以上第２温度未満を示す。本実施の形態における第２温度は、６０℃である。

オイルの温度が第１温度としての０℃以上になることにより、オイルポンプ６が駆動する。オイルは、矢印１０２に示すように、差動歯車収容部２の底部から吸引され、変速歯車収容部１に供給される。オイルが極低温から低温の状態になると、オイルの粘性が小さくなるために、オイルポンプ６５によって吸引されたオイルは、十分な量がそれぞれの歯車に潤滑油として供給される。差動歯車収容部２に配置されたディファレンシャルのそれぞれの歯車に対しても、十分な強制潤滑が行なわれる。このため、ディファレンシャルの潤滑不足の問題は解消される。

差動歯車収容部２の底部においては、油面が下がるためディファレンシャルの歯車によるオイルの攪拌を抑制することができる。このように、ディファレンシャルによる過剰な攪拌を抑制することができる。すなわち、差動歯車収容部２から過剰なオイルを吸引することができ、ディファレンシャルによる過剰なオイルの攪拌を抑制することができる。

一方で、変速歯車収容部１においては、オイル９０の油面を高くすることができ、車両の運動に伴ってストレーナの吸込み口から空気が吸引されることを抑制できる。

図１０および図１１を参照して、ストレーナの吸込み口から空気が吸引される問題について説明する。図１０および図１１は、エンジンおよび自動変速機を平面的に見たときの模式図である。

図１０は、運転中に左にハンドルを回したときの模式図である。図１１は、左に旋回している状態でさらに急制動を行なったときの模式図である。

矢印１０７は、車両の前側を示す。エンジン８８は、変速歯車収容部１の側方に配置されている。差動歯車収容部２は、変速歯車収容部１の後側に配置されている。ドライブシャフト６６，６７は、左右の前輪に向かって延びるように配置されている。ストレーナ７４の吸込み口７４ａは、オイルパン７３を平面的に見たときに、ほぼ中央部に配置されている。

図１０を参照して、車両が前側に向かって進行しているときに、左側に大きく曲がった場合には、矢印１０５に示すように慣性力によりオイル９０が右側に偏る。図１１を参照して、左に旋回している状態でさらに急制動を行なったときには、変速歯車収容部１に貯留していたオイルおよび差動歯車収容部２に貯留していたオイルのそれぞれは、矢印１０６に示すように前側に偏る。

このときに、差動歯車収容部２に貯留していたオイル９０は、隔離壁部３により変速歯車収容部１に流入することが制限される。変速歯車収容部１に貯留するオイルの油面が低いときには、オイル９０が前側に偏ることにより、吸込み口７４ａから空気が吸引される場合がある。

図８を参照して、本実施の形態においては、変速歯車収容部１のオイル９０の油面を十分高い位置にすることができ、ストレーナ７４の吸込み口７４ａから空気が吸引されることを防止できる。

図９に、オイルの温度が定常状態の温度以上になったときの模式図を示す。定常状態とは、エンジンが連続的に駆動されることによりオイルの温度が十分に上昇して温度がほぼ一定になっている状態を示す。本実施の形態における定常状態の温度は、第２温度以上の状態を示す。

オイルポンプ６は、駆動している。三方弁７は、配管１２と配管１５とを連通するように制御される。差動歯車収容部２の底部から吸引されたオイル９０は、矢印１０３に示すように貯留タンク５に供給される。貯留タンク５には温度が高くなったオイルが供給される。

貯留タンク５が満杯になった場合には、オイル９０が変速歯車収容部１または差動歯車収容部２に戻される。本実施の形態においては、オイル９０の高さが配管１４の一方の端部よりも高くなった場合には、矢印１０４に示すように、オイル９０の一部が配管１４を通して変速歯車収容部１に戻される。

差動歯車収容部２においては、オイルポンプ６により底部に貯留するオイルが吸引されるために油面の高さは低くなる。このため、ディファレンシャルの歯車によるオイルの過剰な攪拌を抑制することができる。

オイルの温度が上昇すると、オイルの粘性が小さくなるためケースの内壁などに付着していたオイルが落下する。このため、変速歯車収容部１の底部または差動歯車収容部２の底部において、オイルの油面は上昇する傾向になる。たとえば、動力伝達装置に貯留部が備えられておらず、オイルの油面が上昇して油面の高さが主軸としてのインプットシャフトの高さ程度まで到達するとオイルの圧力が上昇する。さらには、変速機の主ケース７０の頂面に配置されたエアブリーザ８（図３参照）から、オイルが混在した空気が噴出する場合がある。または、オイル自体がエアブリーザから噴出する場合がある。

本実施の形態における動力伝達装置は、オイルの温度が第２温度以上のときに、過剰なオイルが貯留タンク５に搬送される。このため、変速歯車収容部１および差動歯車収容部２の内部に過剰なオイルが存在することを回避でき、上記のブリーザ噴きなどを防止することができる。

また、オイルの温度が第２温度以上の時に、貯留タンク５に連続的にオイル９０が供給されることにより、貯留タンク５のオイル９０の温度が高い状態を維持することができる。このため、任意の時にエンジンを停止していても、貯留タンク５に温度の高いオイルを残存させることができる。

エンジンを停止したときには、前述の図５に示すように、三方弁７は、貯留タンク５から変速歯車収容部１にオイル９０が流入することを遮断するように制御される。貯留タンク５に温度の高いオイルを貯留しておくことができる。

本実施の形態における貯留タンク５は、保温が可能なように形成されている。したがって、変速機を始動したときに保温されたオイルを変速歯車収容部に供給することができる。このため、油圧式の変速機が早期に暖機されて、変速機を駆動するときの抵抗を小さくすることができる。本実施の形態における変速機は、オイルの抵抗が大きい状態から早期に脱却することができて燃費が向上する。

また、貯留部がオイルを保温できるように形成されていることにより、停止状態において貯留しておくオイルの温度を長時間に亘って高く保つことができ、長時間の停止の後の起動においても短時間で暖機を行なうことができる。

また、本実施の形態においては、供給先選択手段としての三方弁７が配置されている。この構成により、差動歯車収容部と変速歯車収容部とを接続する経路、差動歯車収容部と貯留部とを接続する経路、または貯留部と変速歯車収容部とを接続する経路のうち、いずれかの経路を容易に選択することができる。

供給先選択手段としては、三方弁に限られず、オイルポンプにて吸引されたオイルを、変速歯車収容部および貯留部のうち一方に供給するように形成されていれば構わない。また、本実施の形態においては、オイルポンプから貯留タンクに向かう流路の途中に三方弁が配置されているが、この形態に限られず、オイルポンプから貯留タンクにオイルを供給する流路と、貯留タンクから変速歯車収容部にオイルを戻す流路とが、別の配管で形成されていても構わない。

また、本実施の形態においては、第３流路としての配管１４を備え、配管１４は、一方の端が貯留タンク５の上部に配置されている。配管１４は、他方の端が変速歯車収容部１のうちオイル９０が貯留する高さよりも高い位置に配置されている。配管１４の他方の端は、オイル９０の油面の上側の空間に接続されている。このため、エンジンの始動時などに貯留タンク５に溜められたオイル９０を変速歯車収容部１に戻すときに、配管１４を通して貯留タンク５の内部に空気を供給することができる。このため、貯留タンク５にエアブリーザを配置する必要がなく、貯留タンク５の構成が容易になる。

また、本実施の形態における貯留部は、筐体の外側に配置されているが、この形態に限られず、筐体の内部に配置されていてもよい。たとえば、筐体の一部に貯留部が形成されていていも構わない。また、本実施の形態における貯留部は保温機能を有するが、この形態に限られず、貯留部は保温機能を有していなくても構わない。

第２歯車収容部の底部からオイルを吸引するオイルポンプの始動および停止を制御するための第１温度は、用いられるオイルの種類や動力伝達装置の構造などによって定められることが好ましい。また同様に、オイルを第２歯車収容部から貯留タンクに供給するときの第２温度、貯留タンクのオイルを第１歯車収容部に戻すときの第３温度についても、それぞれの動力伝達装置に合わせて定められることが好ましい。

本実施の形態においては、ＦＦ方式の自動車を例に取上げて説明したが、この形態に限られず、任意の自動車に本発明を適用することができる。また、本発明は、自動車の自動変速機に限られず、たとえば、産業機械の減速機などの任意の動力伝達装置に適用することができる。

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。

なお、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

実施の形態における自動変速機の第１の概略断面図である。実施の形態における自動変速機の筐体の概略分解斜視図である。実施の形態における自動変速機の第２の概略断面図である。実施の形態におけるストレーナ、バルブボディおよびオイルポンプの模式図である。実施の形態における自動変速機の第１の状態を説明する模式図である。実施の形態における自動変速機の第２の状態を説明する模式図である。実施の形態における自動変速機の第３の状態を説明する模式図である。実施の形態における自動変速機の第４の状態を説明する模式図である。実施の形態における自動変速機の第５の状態を説明する模式図である。実施の形態におけるエンジンおよび自動変速機の第１の模式図である。実施の形態におけるエンジンおよび自動変速機の第２の模式図である。

符号の説明

１変速歯車収容部、２差動歯車収容部、３隔離壁部、３ａ連通穴、５貯留タンク、６（第２の）オイルポンプ、７三方弁、８エアブリーザ、１１〜１５配管、１７〜１９流路、２０オイルポンプ制御装置、２１温度検知装置、５２インプットシャフト、５４カウンタードライブギヤ、５６カウンタードリブンギヤ、５８フロントプラネタリーギヤ、５９リヤプラネタリーギヤ、６１ディファレンシャルドライブピニオン、６２ディファレンシャル、６３リングギヤ、６４トルクコンバータ、６５（第１の）オイルポンプ、６６，６７ドライブシャフト、６８ピニオンギヤ、６９サイドギヤ、７０主ケース、７１トルクコンバータハウジング、７２リヤカバー、７３オイルパン、７４ストレーナ、７４ａ吸込み口、７５バルブボディ、８１主軸、８２デフ軸、８３カウンタ軸、８８エンジン、９０オイル、９５〜９８，１０１〜１０７矢印。

Claims

第１歯車を収容し、底部にオイルを溜めることができるように形成された第１歯車収容部と、
第２歯車を収容し、底部に前記オイルを溜めることができるように形成された第２歯車収容部と、
前記第１歯車収容部と前記第２歯車収容部との間に配置された隔離壁部と、
前記第１歯車収容部の底部および前記第２歯車収容部の底部とは異なる部分に配置され、前記オイルを貯留するための貯留部と、
前記第２歯車収容部の底部のオイルを吸引するためのオイルポンプと、
前記オイルポンプを制御するためのオイルポンプ制御手段と、
前記第１歯車収容部および前記第２歯車収容部のうち少なくとも一方の前記オイルの温度を検知するための温度検知手段と、
前記オイルポンプにて吸引された前記オイルを前記第１歯車収容部および前記貯留部のうち、少なくとも一方に供給するための供給先選択手段と
を備え、
前記第２歯車は、前記第２歯車収容部の底部に貯留する前記オイルを掻き上げるように配置され、
前記隔離壁部は、前記第１歯車収容部と前記第２歯車収容部との間で前記オイルが流通するように形成された連通部を有し、
前記オイルポンプ制御手段は、前記オイルの温度が第１温度以上の時に前記オイルポンプを駆動して、前記オイルの温度が前記第１温度より低い場合には前記オイルポンプを停止するように形成され、
前記供給先選択手段は、前記オイルの温度が前記第１温度以上かつ第２温度より低い場合には、前記オイルを前記第１歯車収容部に供給するように形成され、
前記供給先選択手段は、前記オイルの温度が前記第２温度以上の場合には、前記オイルを前記貯留部に供給するように形成されている、動力伝達装置。
前記貯留部に溜まった前記オイルを前記第１歯車収容部に戻すためのオイル戻し手段を備え、
前記オイル戻し手段は、前記オイルの温度が前記第２温度よりも低い第３温度以下であり、かつ、前記第１歯車が駆動するとき、または駆動する可能性があるときに、前記貯留部の前記オイルを前記第１歯車収容部に戻すように形成されている、請求項１に記載の動力伝達装置。
前記貯留部は、前記オイルを保温できるように形成されている、請求項１または２に記載の動力伝達装置。
前記第２歯車収容部、前記オイルポンプおよび前記貯留部を接続する第１流路と、
前記第１流路のうち前記オイルポンプと前記貯留部との間に配置された前記選択先供給手段と、
前記選択先供給手段と前記第１歯車収容部とを接続する第２流路と
を備え、
前記選択先供給手段は、三方弁を含み、
前記三方弁は、前記第２歯車収容部と前記第１歯車収容部とを接続する経路、前記第２歯車収容部と前記貯留部とを接続する経路、または前記貯留部と前記第１歯車収容部とを接続する経路のいずれかを選択可能に形成されている、請求項１から３のいずれかに記載の動力伝達装置。
前記貯留部と前記第１歯車収容部とを接続する第３流路を備え、
前記第３流路は、一方の端が前記貯留部の上部に配置され、
前記第３流路は、他方の端が前記第１歯車収容部の前記オイルが貯留する高さよりも高い位置に接続されている、請求項４に記載の動力伝達装置。