(57)【要約】【課題】ケース外部へのオイル漏れを抑制可能な動力伝達装置を提供する。【解決手段】動力伝達装置１は、動力を伝達するリングギア９と、リングギア９によって掻き上げられたオイルＦを貯留するオイルキャッチタンク１５と、オイルキャッチタンク１５の内圧が所定の圧力に到達した場合及びオイルキャッチタンク１５内のオイルＦの温度が所定の温度に到達した場合の少なくともいずれか一方の場合においてオイルキャッチタンク１５内のオイルＦをオイルキャッチタンク１５外に排出するオイル排出機構２０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を伝達する回転部材と、
前記回転部材によって掻き上げられたオイルを貯留するオイルキャッチタンクと、
前記オイルキャッチタンクの内圧が所定の圧力に到達した場合及び前記オイルキャッチタンク内のオイルの温度が所定の温度に到達した場合の少なくともいずれか一方の場合において、前記オイルキャッチタンク内のオイルを前記オイルキャッチタンク外に排出するオイル排出機構と、
を備える動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力を伝達するギア等の回転部材と、回転部材にて掻き上げられたオイルを貯留するオイルキャッチタンクとを備えた動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達装置として、ギアによって掻き上げられたオイルを貯留するオイルキャッチタンクがケース内に設けられたものが知られている（特許文献１等参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２〜４が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２５０５２４号公報
【特許文献２】特開２００８−１２８３３８号公報
【特許文献３】特開２００６−２７５１６３号公報
【特許文献４】特開２００９−２５７３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルキャッチタンクへのオイル貯留量が増加するとオイルキャッチタンク内の内圧が上昇する。その内圧の上昇を原因としてオイルキャッチタンクからオイルが溢れて、動力伝達装置からのオイル漏れを誘発する可能性がある。また、内圧が同じ条件であればオイルの温度が高いほど粘性が低下してオイル漏れしやすい状態となる。
【０００５】
そこで、本発明は、オイルキャッチタンクの内圧の上昇を原因としたオイル漏れを抑制可能な動力伝達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】
本発明の一態様に係る動力伝達装置は、動力を伝達する回転部材と、前記回転部材によって掻き上げられたオイルを貯留するオイルキャッチタンクと、前記オイルキャッチタンクの内圧が所定の圧力に到達した場合及び前記オイルキャッチタンク内のオイルの温度が所定の温度に到達した場合の少なくともいずれか一方の場合において、前記オイルキャッチタンク内のオイルを前記オイルキャッチタンク外に排出するオイル排出機構と、を備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一形態に係る動力伝達装置の概略を示した図。
【図２】オイルキャッチタンク及び排出機構の構成並びにそれらの周辺構造を模式的に示した図。
【図３Ａ】弁体の構造を示した図。
【図３Ｂ】図３の矢印IIIBから見た状態を示した図。
【図４】高温状態を模式的に示した図。
【図５】高圧状態を模式的に示した図。
【図６】オイル排出機構及びフェールセーフ機構の各種特性を示した図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に示すように、動力伝達装置１はハイブリッド車両に搭載されるハイブリッドトランスアクスルとして構成されている。動力伝達装置１は各構成要素を収容するケース２を備えている。ケース２には、例えば第１モータ・ジェネレータ３Ａ、第２モータ・ジェネレータ３Ｂ、ディファレンシャル機構４等が収容されている。ケース２の開口部はカバー５にて塞がれており、カバー５は開口部の周囲に形成されたフランジ２ａに突き当てられた状態で不図示のボルトにて締結される。
【０００９】
ケース２に収容されたディファレンシャル機構４はリングギア９を含んでおり、リングギア９はケース２によって回転自在に支持されている。リングギア９は本発明に係る回転部材の一例に相当する。その他、ケース２は不図示のエンジンの動力が出力される出力軸１０、第１モータ・ジェネレータ３Ａのモータ軸１１及び第２モータ・ジェネレータ３Ｂのモータ軸１２のそれぞれを回転自在に支持する。リングギア９等を潤滑するため、ケース２にはオイルＦが収容されている。このオイルＦとしては、例えば、ハイブリッドトランスアクスル用に開発されたトランスアクスルフルードが採用される。
【００１０】
車両走行時にはリングギア９が矢印Ｒ方向に回転するので、ケース２の下部に溜まったオイルＦはリングギア９にて掻き上げられる。リングギア９にて掻き上げられたオイルＦは矢印で示すようにケース２の周壁に沿うようにして移動する。動力伝達装置１には、ケース２の内部に配置されていてリングギア９にて掻き上げられたオイルＦを受けて貯留するオイルキャッチタンク１５が設けられている。オイルキャッチタンク１５にてオイルＦが貯留されることにより、ケース２の下部に溜まったオイルＦの液面レベルが車両走行中に低下する。これによりリングギア９やその他の要素によるオイルＦの攪拌抵抗を低減できる。なお、オイルキャッチタンク１５には不図示のリターン通路が形成されている。これにより、車両停止時間の経過とともにオイルキャッチタンク１５に貯留されたオイルＦは徐々にケース２の下部に戻される。
【００１１】
車両走行中はオイルキャッチタンク１５へのオイルＦの投入が続くため、オイルキャッチタンク１５の貯留量が増加してオイルキャッチタンク１５の内圧が上昇する。その内圧の上昇を原因として、動力伝達装置１からオイルＦが漏れること、具体的にはケース２の外部へオイルＦが漏れる可能性がある。また、車両走行時間の経過とともにオイルＦの温度が上昇すると、オイルＦの粘性が低下するためオイル漏れが生じやすい状況になる。オイルキャッチタンク１５内のオイルＦの貯留量を低減して内圧を下げるため、動力伝達装置１にはオイルキャッチタンク１５に貯留されたオイルＦをオイルキャッチタンク１５外に排出するオイル排出機構２０が設けられている。また、動力伝達装置１には、オイルキャッチタンク１５の内圧が限界値を超えて種々の不具合が発生する事態を回避するため、オイルキャッチタンク１５からオイルＦを排出するフェールセーフ機構２１が併せて設けられている。
【００１２】
図２に示したように、オイル排出機構２０は、壁部１５ａに形成された第１排出孔２５Ａを開閉する調圧弁体２６と、調圧弁体２６をオイルキャッチタンク１５の内部側へ付勢する調圧ばね２７と、調圧弁体２６及び調圧ばね２７を支持及び案内するガイド部材２８とを備えている。一方、フェールセーフ機構２１は、壁部１５ａに形成された第２排出孔２５Ｂを開閉するフェール弁体３１と、フェール弁体３１をオイルキャッチタンク１５の内部側へ付勢するフェールばね３２と、フェール弁体３１及びフェールばね３２を支持及び案内するガイド部材３３とを備えている。
【００１３】
図３Ａ及び図３Ｂに示したように、オイル排出機構２０の調圧弁体２６は、線膨張係数が互いに異なる金属素材Ｍａ及びＭｂが結合されたバイメタル構造を有している。金属素材Ｍａの線膨張係数は金属素材Ｍｂの線膨張係数よりも小さい。そのため、図３Ｂに示したように、調圧弁体２６は、金属素材Ｍａ側が突出し、金属素材Ｍｂ側が凹んだ状態Ａから、温度が上昇して所定の温度になると金属素材Ｍａ側が凹み、金属素材Ｍｂ側が突出する状態Ｂへと形状が反転する。また、調圧弁体２６は、状態Ｂから温度が低下すると、状態Ａに戻る。
【００１４】
図２の状態はオイルキャッチタンク１５内のオイルＦの温度が低く内圧も低い低温低圧状態である。この状態では、オイル排出機構２０の調圧弁体２６は第１排出孔２５Ａの内部側の端部に位置し、フェールセーフ機構２１のフェール弁体３１も第２排出孔２５Ｂの内部側の端部に位置している。これにより、各排出孔２５Ａ、２５Ｂは塞がれた状態に保持される。
【００１５】
オイルキャッチタンク１５内のオイルＦの温度が上昇して所定の温度に達すると図４に示した高温状態となる。この状態は、オイルキャッチタンク１５の内圧は図２の低温低圧状態と同じであるため、調圧弁体２６及びフェール弁体３１のそれぞれの位置は変わらない。しかし、オイル排出機構２０の調圧弁体２６は所定の温度に達したことにより形状が状態Ｂ（図３Ｂも参照）に変化する。これにより、第１排出孔２５Ａが開放されるためオイルキャッチタンク１５内のオイルＦは第１排出孔２５Ａを通じてケース２の内部へ排出される。
【００１６】
また、オイルキャッチタンク１５の内圧が上昇すると図５に示した高圧状態となる。この状態は、オイルキャッチタンク１５内のオイルＦの温度は図２の低温低圧状態と同じである。そのため調圧弁体２６の形状は状態Ａ（図３Ａも参照）で調圧ばね２７の弾性力に抗して第１排出孔２５Ａを開放する位置まで変位する。これにより、オイルキャッチタンク１５内のオイルＦは第１排出孔２５Ａを通じてケース２の内部へ排出される。なお、フェール弁体３１は図２の低温低圧状態から変位するが第２排出孔２５Ｂは閉鎖された状態にある。
【００１７】
以上説明したオイル排出機構２０及びフェールセーフ機構２１の各動作は、次の式１によって決定される。
【００１８】
ｘ＝ｐＳ／ｋ      ……１
ここに、ｘ：ばね変位、ｐ：油圧、Ｓ：排出孔の開口面積、ｋ：ばね定数である。
【００１９】
具体的には、式１に代入されるべき、フェール弁体３１に作用する圧力ｐ１、フェールばね３２のばね定数ｋ１、第２排出孔２５Ｂの開口面積Ｓ１、及びフェールばね３２のばね変位ｘ１の各特性と、調圧弁体２６に作用する圧力ｐ２、調圧ばね２７のばね定数ｋ２、第１排出孔２５Ａの開口面積Ｓ２、及び調圧ばね２７のばね変位ｘ２の各特性とが、図６に示した大小関係となるように設定することにより実現される。なお、図１及び図２等に示したように調圧弁体２６はフェール弁体３１よりも車両搭載時に下方に位置する。したがって、図６に示されたように、調圧弁体２６及びフェール弁体３１のそれぞれに作用する圧力の大小関係は、調圧弁体２６に作用する圧力ｐ２がフェール弁体３１に作用する圧力ｐ１よりも高い大小関係となる。
【００２０】
例えば、図５に示した高圧状態の場合、オイル排出機構２０にてオイルキャッチタンク１５からオイルＦが排出される一方、フェールセーフ機構２１によるオイルＦの排出が制限される。このように、オイルキャッチタンク１５の内圧が上昇した場合、先にオイル排出機構２０が作動してオイルＦが排出され、その作動後にさらに内圧が高まるとフェールセーフ機構２１が作動してオイル排出機構２０とフェールセーフ機構２１との両者によってオイルＦが排出されオイルキャッチタンク１５の内圧が限界値を超える事態を回避する。図６に示すように、調圧弁体２６とフェール弁体３１との両者に同じ圧力が作用した場合、フェールばね３２のばね定数ｋ１が調圧ばね２７のばね定数ｋ２よりも大きく、かつ第２排出孔２５Ｂの開口面積Ｓ１が第１排出孔２５Ａの開口面積Ｓ２よりも小さく設定されているので、フェール弁体３１の変位ｘ１は調圧弁体２６の変位ｘ２よりも小さくなる。したがって、オイルキャッチタンク２５の内圧が上昇した場合、オイル排出機構２０がフェールセーフ機構２１よりも先に作動してオイルＦがオイル排出機構２０によって排出されることになる。
【００２１】
なお、オイル排出機構２０及びフェールセーフ機構２１のこのような作動順序は一例であって、これとは反対に、フェールセーフ機構２１がオイル排出機構２０よりも先に作動するように、各ばね定数ｋ１、ｋ２及び各開口面積Ｓ１、Ｓ２を変更し、フェール弁体３１の変位ｘ１が調圧弁体２６の変位ｘ２よりも大きくなるようにすることもできる。
【００２２】
本形態によれば、オイルキャッチタンク１５の内圧及び温度の少なくともいずれか一方が高まる場合にはオイルキャッチタンク１５内のオイルＦがオイル排出機構２０によってケース２内に排出される。オイル排出機構２０の調圧弁体２６の形状が変化する設定温度をオイルＦの粘性低下によるオイル漏れを誘発するおそれがある温度の下限値に、調圧弁体２６が第１排出孔２５Ａを開放する内圧をオイル漏れが発生するおそれがある内圧の下限値にそれぞれ設定することにより、オイルキャッチタンク１５の状態をケース２外部へのオイル漏れを抑制可能な適切な状態に維持できる。
【００２３】
図１に示したように、オイルＦが排出される第１排出孔２５Ａは第１モータ・ジェネレータ３Ａの鉛直上方に配置されている。そのため、オイル排出機構２０によって第１排出孔２５Ａが開放された場合、オイルキャッチタンク１５から排出されたオイルＦが矢印で示すように第１モータ・ジェネレータ３に降りかかる。これにより、オイルキャッチタンク１５からケース２の内部へ排出されたオイルＦによって電動モータの一例である第１モータ・ジェネレータ３を冷却できる。
【００２４】
また、本形態はオイル排出機構２０とともに、フェールセーフ機構２１が設けられているため、オイルキャッチタンク１５の内圧が限界値を超える事態を回避できる効果がある。そして、フェールセーフ機構２１が作動する場合は、オイル排出機構２０も作動しているため、フェールセーフ機構２１のみが設けられている場合よりもオイルキャッチタンク１５の内圧を速やかに低下させる効果が期待できる。
【００２５】
上記形態は本発明の動力伝達装置がハイブリッド車両のハイブリッドトランスアクスルとして実施されたものであるが一例にすぎない。例えば、本発明の動力伝達装置をコンベンショナル車両や電気自動車のトランスミッションとして実施することもできる。また、上記形態はオイル排出機構２０とともに、フェールセーフ機構２１を備えているが、フェールセーフ機構２１を省略した形態に変更することもできる。さらに、上記形態は高温状態（図４）又は高圧状態（図５）のいずれかの場合にオイルＦが排出されるものであるが、高温高圧時に限ってオイルＦが排出されるように上述のオイル排出機構の特性を設定した形態で実施することもできる。
【００２６】
上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の態様を以下に記載する。
【００２７】
本発明の一態様に係る動力伝達装置は、動力を伝達する回転部材と、前記回転部材によって掻き上げられたオイルを貯留するオイルキャッチタンクと、前記オイルキャッチタンクの内圧が所定の圧力に到達した場合及び前記オイルキャッチタンク内のオイルの温度が所定の温度に到達した場合の少なくともいずれか一方の場合において、前記オイルキャッチタンク内のオイルを前記オイルキャッチタンク外に排出するオイル排出機構と、を備えるものである。
【００２８】
この態様の動力伝達装置によれば、オイルキャッチタンク内の内圧及び温度の少なくともいずれか一方が高まる場合にはオイルキャッチタンク内のオイルがオイル排出機構によってオイルキャッチタンク外に排出される。したがって、所定の圧力及び温度を、オイル漏れを誘発しない条件に適宜設定することにより、オイルキャッチタンクの状態を、オイル漏れを抑制可能な適切な状態に維持できる。
【符号の説明】
【００２９】
１  動力伝達装置
２  ケース
９  リングギア（回転部材）
１５  オイルキャッチタンク
２０  排出機構
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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