(57)【要約】【課題】複合液の潤滑油層と冷媒層との界面位置が変化しても要潤滑部に対する十分な潤滑効果を確保できる潤滑装置を提供する。【解決手段】潤滑装置１Ａは、潤滑油と、潤滑油に非溶性で潤滑油より高密度かつ低粘度の冷媒とを混合した複合液をケース３内に供給し、貯留部１０に貯留された複合液を、第１ストレーナ１７を介して吸引してからケース３内に再び供給することにより複合液を循環させる。第１ストレーナ１７は、貯留部１０内を移動可能な状態で、貯留部１０に貯留された複合液の潤滑油層Ａと冷媒層Ｂとの界面Ｐに配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留可能な貯留部を有するケース内に回転部材が収められた回転機構に適用され、潤滑油と、前記潤滑油に非溶性で前記潤滑油より高密度かつ低粘度の冷媒とを混合した複合液を前記ケース内に供給し、前記貯留部に貯留された前記複合液を、吸引手段を介して吸引してから前記ケース内に再び供給することにより前記複合液を循環させる回転機構の潤滑装置であって、
前記吸引手段は、前記貯留部内を移動可能な状態で、前記貯留部に貯留された前記複合液の潤滑油層と冷媒層との界面に配置されていることを特徴とする回転電機の潤滑装置。
【請求項２】
前記吸引手段は、前記潤滑油の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成されている請求項１に記載の潤滑装置。
【請求項３】
前記吸引手段は、前記潤滑油の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成された浮き部と、前記浮き部を挟んで互いに対向するように配置されて前記複合液を吸引できる一対の吸引部と、前記一対の吸引部のいずれか一方の吸引部を挟んで前記浮き部の反対側に設けられ、前記浮き部を構成する前記材料の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い材料で構成された錘部と、前記一対の吸引部のそれぞれに連結され、かつ互いに流路面積が異なる一対の管部材とを有する請求項１に記載の潤滑装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転部材がケース内に収められた回転機構を潤滑及び冷却する潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機とともにギアトレーンが設けられた動力伝達装置に適用された潤滑装置として、潤滑油と、潤滑油に非溶性かつ潤滑油より低粘度の冷媒とを混合した複合液を用い、動力伝達装置のオイルパンに溜まった複合液が潤滑油層と冷媒層とに上下に分離することに着目し、オイルパンの底部に配置した冷媒用の吸引部から吸引した複合液を動力伝達装置の要冷却部に、その冷媒用の吸引部よりも高い位置に配置した潤滑油用の吸引部から吸引した複合液を動力伝達装置の要潤滑部にそれぞれ供給するようにしたものが知られている（特許文献１）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２０２７１９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２３２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の潤滑装置は、各吸引部とオイルパンとの位置関係が固定されている。このため、車体の傾斜等でオイルパンが傾くと、オイルパン内に溜まった複合液の液面の変化に伴って潤滑油層と冷媒層との界面位置が変化する。この界面位置が変化すると、潤滑油用の吸引部からエアが吸引される問題などが生じ、要潤滑部に対する潤滑効果が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、複合液の潤滑油層と冷媒層との界面位置が変化しても要潤滑部に対する十分な潤滑効果を確保できる潤滑装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の潤滑装置は、液体を貯留可能な貯留部を有するケース内に回転部材が収められた回転機構に適用され、潤滑油と、前記潤滑油に非溶性で前記潤滑油より高密度かつ低粘度の冷媒とを混合した複合液を前記ケース内に供給し、前記貯留部に貯留された前記複合液を、吸引手段を介して吸引してから前記ケース内に再び供給することにより前記複合液を循環させる回転機構の潤滑装置であって、前記吸引手段は、前記貯留部内を移動可能な状態で、前記貯留部に貯留された前記複合液の潤滑油層と冷媒層との界面に配置されているものである（請求項１）。
【０００７】
この潤滑装置によれば、吸引手段がケース内を移動可能な状態で潤滑油層と冷媒層との界面に配置されている。そのため、貯留部の姿勢が変化することによりその界面位置が変わっても、吸引手段が移動しながらその界面に配置された状態を保つことができる。これにより、複合液の潤滑油層と冷媒層との界面位置が変化しても、その界面の上側の潤滑油層及び下側の冷媒層のそれぞれから複合液を吸引できエアが吸引されないので回転機構の要潤滑部に対する潤滑効果の低下を抑えることができる。また、吸引手段から吸引される複合液には潤滑油成分だけでなく冷媒成分も含まれるので、潤滑油成分だけが複合液に含まれる場合に比べて複合液の見掛け粘度が低下する。これにより、要潤滑部に対する潤滑効果を確保しつつ要潤滑部における粘性抵抗を原因とする損失を低減できる。
【０００８】
本発明の潤滑装置の一態様において、前記吸引手段は、前記潤滑油の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成されてもよい（請求項２）。この場合には、吸引手段が潤滑油の密度よりも高くかつ冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成されることにより、吸引手段に生じる浮力によって吸引手段が潤滑油層と冷媒層との界面に配置される。
【０００９】
前本発明の潤滑装置の一態様において、前記吸引手段は、記潤滑油の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成された浮き部と、前記浮き部を挟んで互いに対向するように配置されて前記複合液を吸引できる一対の吸引部と、前記一対の吸引部のいずれか一方の吸引部を挟んで前記浮き部の反対側に設けられ、前記浮き部を構成する前記材料の密度よりも高くかつ前記冷媒の密度よりも低い材料で構成された錘部と、前記一対の吸引部のそれぞれに連結され、かつ互いに流路面積が異なる一対の管部材とを有してもよい（請求項３）。
【００１０】
液体吸引時の流量は液体の粘度と流路面積とに依存する。したがって、複合液に含まれる潤滑油の粘度と冷媒の粘度とが大きく異なる条件においては、潤滑油層と冷媒層との界面に配置された共通の吸引手段から複合液を吸引すると低粘度の冷媒成分が主に吸引され、潤滑油成分が不足する可能性がある。この態様によれば、浮き部の反対側に設けられた錘部によって吸引手段の上下の姿勢を確実に保持できるので、一対の吸引部のいずれか一方を潤滑油層の側に、いずれか他方を冷媒層の側にそれぞれ保持できる。そして、複合液に含まれる潤滑油の粘度と冷媒の粘度とを考慮して、一対の管部材の各流路面積を互いに相違させることにより、界面の上側に位置する吸引部から吸引される潤滑油成分の流量と、界面の下側に位置する吸引部から吸引される冷媒成分の流量とをそれぞれ調整することができる。したがって、複合液に含まれる潤滑油の粘度と冷媒の粘度とが大きく相違する場合であっても、複合液の潤滑油成分の不足を防止できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明の潤滑装置によれば、貯留部の姿勢が変化することにより潤滑油層と冷媒層との界面位置が変わっても、吸引手段が移動しながらその界面に配置された状態を保つことができる。これにより、複合液の潤滑油層と冷媒層との界面位置が変化しても、その界面の上側の潤滑油層及び下側の冷媒層のそれぞれから複合液を吸引できエアが吸引されないので回転機構の要潤滑部に対する潤滑効果の低下を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の形態に係る潤滑装置の概要図。
【図２】本発明の第２の形態に係る潤滑装置の概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の形態）
図１に示された潤滑装置１Ａは回転機構としての動力伝達装置２に適用される。動力伝達装置２は要潤滑部であるギアトレーン４と要冷却部である電動機５とがケース３内に収められている。ギアトレーン４には回転部材としてのギア４ａが含まれている。ギアトレーン４には電動機５の動力が伝達される。ケース３には液体を貯留できる貯留部１０が形成されている。
【００１４】
潤滑装置１Ａは、潤滑油と、潤滑油に非溶性で、潤滑油より高密度かつ低粘度の冷媒とを混合した複合液をケース３内に供給して動力伝達装置２に対する潤滑及び冷却を実施する。ギアトレーン４の潤滑及び電動機５の冷却を行った複合液はケース３の貯留部１０に貯留される。貯留部１０に貯留された複合液は、図１に示すように上下に位置する潤滑油層Ａ及び冷媒層Ｂに分離する。潤滑装置１Ａは貯留部１０に貯留された複合液を吸引してケース３内に再び供給することにより、複合液を循環させる。
【００１５】
複合液を吸引するため、潤滑装置１Ａには二組の回収装置１１、１２が設けられている。第１回収装置１１は複合液を導く第１配管１５を有している。その第１配管１５には第１ポンプ１６が設けられているとともに、その端部には吸引手段としての第１ストレーナ１７が設けられている。第１配管１５は、ケース３に端部が固定された第１回収管１８と、第１回収管１８と第１ストレーナ１７とを連結するフレキシブル管１９とを含んでいる。フレキシブル管１９は例えばゴムやビニルなどの柔軟な素材で形成されている。そして、第１ストレーナ１７は複合液に含まれる潤滑油の密度よりも高くかつ複合液に含まれる冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成されている。すなわち、第１ストレーナ１７の材料の密度をρ、潤滑油の密度をρＬ、冷媒の密度をρＨとした場合、これらの密度の間には、ρＬ＜ρ＜ρＨの関係が成立する。したがって、貯留部１０に貯留された複合液が潤滑油層Ａと冷媒層Ｂとに分離した場合、第１ストレーナ１７は浮力によってこれらの界面Ｐに配置された状態で、界面Ｐに追従するように移動できる。第１ストレーナ１７が界面Ｐに配置されているため、第１ストレーナ１７からは潤滑油層Ａに含まれる複合液と冷媒層Ｂに含まれる複合液とがそれぞれ吸引される。したがって、第１回収装置１１は潤滑油成分及び冷媒成分を含む複合液を吸引して回収しつつ、その複合液をケース３内の要潤滑部たるギアトレーン４に供給する。
【００１６】
一方、第２回収装置１２は、複合液を導く第２配管２５を有している。その第２配管２５には第２ポンプ２６が設けられているとともに、その端部には第２ストレーナ２７が設けられている。第２配管２５は、ケース３内に配置された第２回収管２８を含んでおり、第２回収管２８の端部には第２ストレーナ２７が貯留部１０の底部に配置されるようにして取り付けられている。第２ストレーナ２７が貯留部１０の底部に配置されているため、第２ストレーナ２７からは冷媒層Ｂに含まれる複合液が吸引される。したがって、第２回収装置１２は冷媒成分を主に含んだ複合液を吸引して回収しつつ、その複合液をケース３内の要冷却部たる電動機５に供給する。
【００１７】
以上の潤滑装置１Ａによれば、第１ストレーナ１７がケース３内を移動可能な状態で潤滑油層Ａと冷媒層Ｂとの界面Ｐに配置されているため、貯留部１０の姿勢が変化することによりその界面位置が変わっても、第１ストレーナ１７が移動しながらその界面Ｐに配置された状態を保つことができる。これにより、複合液の潤滑油層Ａと冷媒層Ｂとの界面位置が変化しても、その界面Ｐの上側の潤滑油層Ａ及び下側の冷媒層Ｂのそれぞれから複合液を吸引できエアが吸引されないので、動力伝達装置２のギアトレーン４に対する潤滑効果の低下を抑えることができる。また、第１ストレーナ１７から吸引される複合液には潤滑油成分だけでなく冷媒成分も含まれるので、潤滑油成分だけが複合液に含まれる場合に比べて複合液の見掛け粘度が低下する。これにより、ギアトレーン４に対する潤滑効果を確保しつつギアトレーン４における粘性抵抗を原因とする損失を低減できる。
【００１８】
（第２の形態）
次に、図２を参照しながら本発明に係る第２の形態を説明する。第２の形態は、吸引手段の構成を除いて第１の形態と共通である。したがって、以下の説明においては第１の形態との相違点について説明し、第１の形態と共通の部材については同一の参照符号を図２に付して説明を省略する。潤滑装置１Ｂは第１回収装置４１を含んでおり、その第１回収装置４１は複合液を導く第１配管５５を有している。その第１配管５５には第１ポンプ５６が設けられているとともに、その端部には吸引手段としての第１ストレーナ５７が設けられている。第１配管５５は、ケース３に端部が固定された第１回収管５８と、第１回収管５８と第１ストレーナ５７とを連結する一対の管部材としての一対のフレキシブル管５９ａ、５９ｂとを含んでいる。各フレキシブル管５９ａ、５９ｂの素材としては第１の形態に係るフレキシブル管１９と同様にゴムやビニル等の柔軟な素材が採用されている。第１ストレーナ５７は、浮き部６１とその浮き部６１を挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引部６２ａ、６２ｂと、下側の吸引部６２ｂの下部に固定された錘部６３とを備えている。浮き部６１は潤滑油の密度よりも高くかつ冷媒の密度よりも低い密度の材料にて構成されている。また、錘部６３は浮き部６１を構成する材料の密度よりも高くかつ冷媒の密度よりも低い材料で構成されている。すなわち、潤滑油の密度をρＬ、冷媒の密度をρＨ、浮き部６１の材料の密度をρａ、錘部６３の材料の密度をρｂとした場合、これらの密度の間には、ρＬ＜ρａ＜ρｂ＜ρＨが成立する。なお、各吸引部６２ａ、６２ｂの構成材料の密度は浮き部６１の材料の密度以下であってもよい。
【００１９】
ところで、液体吸引時の流量Ｑは、配管直径をＤ、液体の粘度をμ、配管長さをＬとした場合、式：Ｑ＝πＤ４／１２８μＬで表される。この式から明らかなように、流量は粘度及び流路面積のそれぞれに依存する。したがって、複合液に含まれる潤滑油の粘度と冷媒の粘度との差違が大きくなる条件においては、第１の形態のように界面Ｐに配置した共通のストレーナから複合液を吸引した場合、低粘度である冷媒が主に吸引されてしまい潤滑油成分が不足するおそれがある。
【００２０】
そこで、第２の形態では、第１ストレーナ５７の各吸引部６２ａ、６２ｂと第１回収管５８とを接続する一対のフレキシブル管５９ａ、５９ｂの互いの流路面積を異ならせている。具体的には、上記式並びに潤滑油及び冷媒の各粘度を考慮して、上側の吸引部６２ａに連結されるフレキシブル管５９ａの流路面積が下側の吸引部６２ｂに連結されるフレキシブル管５９ｂの流路面積よりも大きくなるように、各フレキシブル管５９ａ、５９ｂの管径が設定されている。これにより、潤滑油層Ａ及び冷媒層Ｂのそれぞれから適正な配分で第１ストレーナ５７を介して複合液を吸引できるため、潤滑油の粘度と冷媒の粘度とが大きく異なる条件であっても潤滑油成分が不足することを回避することができる。
【００２１】
本発明は上記形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。本発明の潤滑装置は上記各形態で示した動力伝達装置に限らず、ケース内に回転部材が存在する機構、例えば自動車のトランスミッション等に本発明を適用できる。
【００２２】
上記各形態は、潤滑油、冷媒及び吸引手段の構成材料の密度差（浮力）を利用するとともに、吸引手段を移動可能に構成することによって、吸引手段を潤滑油層と冷媒層との界面に配置するようにしているが、これは一例にすぎない。例えば、吸引手段を適宜の駆動手段によって移動できるようにしたうえで、界面位置をセンサーによって検出するか又は回転機構の運転状態と複合液の総量等を考慮して界面位置を演算し、検出又は演算した界面位置に吸引手段が配置されるように駆動手段を制御することによって、本発明を実施することも可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１Ａ、１Ｂ  潤滑装置
２  動力伝達装置（回転機構）
３  ケース
１０  貯留部
１７、５７  第１ストレーナ（吸引手段）
５９ａ、５９ｂ  一対のフレキシブル管（一対の管部材）
６１  浮き部
６２ａ、６２ｂ  吸引部
６３  錘部
Ａ  潤滑油層
Ｂ  冷媒層
Ｐ  界面
【図１】
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【図２】
2014043926.tif 000004