(57)【要約】【課題】入力軸の動力を出力軸に機械的に伝達する伝達ユニットをケースに収容した車両の動力伝達装置にあって、車両の渡河時や洗車時に、ケースが急激に冷却され、入力軸や出力軸とケースとの間に設けられたシール部材が変形することに起因して同ケース内に水が侵入してしまうことを抑制する。【解決手段】入力軸２２の動力を出力軸２３に機械的に伝達する変速ギアユニット２４がケース２５に収容されるとともに、入力軸２２及び出力軸２３とケース２５との間にシール部材２７，２８が設けられている。圧力センサ５３の検出信号に基づいて推定されたケース２５内の圧力の低下勾配が所定の勾配以下であるときには開閉機構７０により連通管６０を閉鎖する一方、その低下勾配が所定の勾配よりも大きいときには開閉機構７０により連通管６０を開放する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸の動力を出力軸に機械的に伝達する伝達ユニットをケースに収容し、該伝達ユニットに供給される潤滑油が前記ケースの外部に漏出することを規制すべく、前記入力軸及び前記出力軸の少なくとも一方と前記ケースとの間にシール部材を設けた車両の動力伝達装置であって、
前記ケース内の圧力の低下勾配を推定する推定手段と、前記ケースに接続されるとともに前記シール部材よりも鉛直方向上方において開口する連通路と、前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配以下であるときには前記連通路を閉鎖する一方、前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配よりも大きいときには前記連通路を開放する開閉機構とを備える
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両の動力伝達装置において、
前記連通路の開口は、車両の水没位置の設計最高位置よりも鉛直方向上方に設置されてなる
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両の動力伝達装置において、
前記推定手段は、前記ケース内の圧力を検出する圧力センサを含み、該圧力センサの検出値に基づき前記ケース内の圧力の低下勾配を推定する
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の車両の動力伝達装置において、
前記ケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、前記ケースの内部を外部と連通して同ケースの内部を減圧する減圧手段を備える
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両の動力伝達装置において、
前記減圧手段は、前記連通路と前記開閉機構とを含み、前記ケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときには前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配以下であっても前記開閉機構により前記連通路を開放する
ことを特徴とする車両の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力軸の動力を出力軸に機械的に伝達する伝達ユニットをケースに収容し、その伝達ユニットに供給される潤滑油が前記ケースの外部に漏出することを規制すべく、入力軸及び出力軸の少なくとも一方とケースとの間にシール部材を設けるようにした車両の動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした動力伝達装置としては、例えば特許文献１に記載されるものが知られている。この動力伝達装置は、車載の内燃機関に駆動される入力軸と、ディファレンシャルを介して車両のドライブシャフトを駆動する出力軸と、複数のギアによって構成され、その入力軸の動力を出力軸に伝達する変速ギアユニットとを備えている。この動力伝達装置では、車両の走行状態に基づき変速ギアユニットの噛み合わせを変更することにより、それら入力軸と出力軸との回転速度の比を変更するとともに、内燃機関の動力をドライブシャフトを介して車両の駆動輪に伝達するようにしている。
【０００３】
また、同動力伝達装置にあっては、車両の走行中に変速ギアユニットに生じる摩擦を低減するために、変速ギアユニットがケースに収容するとともに、そのケースに設けられたオイルポンプにより変速ギアユニットの各摩擦部位に潤滑油を供給するようにしている。そして、ケースとそれら入力軸、出力軸と間には、ゴムや樹脂等によって形成されたシール部材が設けられている。これにより、ケースの気密性が好適に保持され、そのケースにおける潤滑油が同ケースの外部への漏出が抑制されるようになる。
【特許文献１】特開２００４−１２５１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば車両の渡河時又は洗車時には、ケースが水によって冷却されると、ケースの温度の低下に伴い、同ケース内の圧力が低下することとなる。ここで、例えば上記シール部材が水没した状態下でケースが急激に冷却される場合には、同ケースの内外圧力差が過度に増大することにより、上述したシール部材が変形し、外部の水がそのシール部材からケース内に侵入するおそれがある。このように水がケース内に侵入すると、潤滑油の潤滑効果の低下や、錆の発生等の不都合が生じるおそれがある。
【０００５】
なお、伝達ユニットとして機能する変速ギアユニットを有する動力伝達装置について説明したが、同装置に限らず、こうした入力軸の動力を出力軸に伝達する伝達ユニットがケースに収容される他の動力伝達装置においても概ね共通して発生しえる。
【０００６】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力軸の動力を出力軸に機械的に伝達する伝達ユニットをケースに収容した車両の動力伝達装置にあって、車両の渡河時や洗車時に、ケースが急激に冷却され、入力軸や出力軸とケースとの間に設けられたシール部材が変形することに起因して同ケース内に水が侵入してしまうことを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、入力軸の動力を出力軸に機械的に伝達する伝達ユニットをケースに収容し、該伝達ユニットに供給される潤滑油が前記ケースの外部に漏出することを規制すべく、前記入力軸及び前記出力軸の少なくとも一方と前記ケースとの間にシール部材を設けた車両の動力伝達装置であって、前記ケース内の圧力の低下勾配を推定する推定手段と、前記ケースに接続されるとともに前記シール部材よりも鉛直方向上方において開口する連通路と、前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配以下であるときには前記連通路を閉鎖する一方、前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配よりも大きいときには前記連通路を開放する開閉機構とを備えることをその要旨とする。
【０００８】
同構成によれば、ケース内の圧力の低下勾配が所定の勾配以下であるとき、すなわちケースが急激に冷却されていないときには、連通路が開閉機構により閉鎖されるため、ケースの気密性を保持することができ、そのケース内の潤滑油が連通路を介して外部に飛散することを抑制することができる。一方、ケース内の圧力の低下勾配が所定の勾配よりも大きいときには、開閉機構により連通路が開放されるため、その連通路を介して外部の空気をケース内に導入することができ、ケース内の圧力の低下を抑制することができるようになる。そのため、例えば渡河や洗車により、ケースの気密性を確保するシール部材が水没した状態下でそのケースが急激に冷却される場合であっても、ケースの内外の圧力差が過度に増大することを抑制することができ、シール部材の変形による水の侵入を抑制することができるようになる。その結果、上記の構成により、例えば車両の渡河時や洗車時に、ケースが急激に冷却され、入力軸や出力軸とケースとの間に設けられたシール部材が変形することに起因して同ケース内に水が侵入することを抑制することができるようになる。
【０００９】
なお、請求項２に記載されるように、連通路の開口は車両の水没位置の設計最高位置よりも鉛直方向上方に設置されてなる、といった構成を採用することが望ましい。こうした構成によれば、その連通路を介して外部の空気をケース内に導入するときに、水が同連通路を介してケースに流入することを極力抑制することができるようになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の車両の動力伝達装置において、前記推定手段は、前記ケース内の圧力を検出する圧力センサを含み、該圧力センサの検出値に基づき前記ケース内の圧力の低下勾配を推定することをその要旨とする。
【００１１】
同構成によれば、圧力センサを介してケース内の圧力を直接検出し、その検出値に基づき圧力の低下勾配を推定するため、例えばケースの外部の温度変化等に基づきケース内の圧力の低下勾配を推定する場合と比較して、ケース内の圧力の低下勾配をより精確に推定することができるようになる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３に記載の車両の動力伝達装置において、前記ケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、前記ケースの内部を外部と連通して同ケースの内部を減圧する減圧手段を備えることをその要旨とする。
【００１３】
車両の通常走行中には、伝達ユニットの発熱により、その伝達ユニットを収納するケース内の圧力が上昇することがある。ここで、ケース内の圧力が過度に上昇すると、シール部材が変形することにより、ケース内の潤滑油が外部に漏出することが懸念される。
【００１４】
この点、上記構成によれば、ケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、ケースの内部を外部と連通して同ケースの内部を減圧することにより、ケース内の圧力が過度に上昇することを抑制することができるようになる。そのため、ケース内の圧力の上昇に起因する潤滑油の漏出を抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記減圧手段は、前記連通路と前記開閉機構とを含み、前記ケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときには前記推定手段によって推定された低下勾配が所定の勾配以下であっても前記開閉機構により前記連通路を開放することをその要旨とする。
【００１６】
同構成によれば、例えばケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、それら連通路及び開閉機構とは別に設けられた連通機構によりケースの内部と外部とを連通する場合と比較して、動力伝達装置の構成についてその簡素化を図ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる動力伝達装置を車両の駆動系に搭載される自動変速機に適用した一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
図１に、本実施形態にかかる車両の駆動系の概略構造を示す。図１に示されるように、この車両の駆動系１００にあっては、内燃機関１０に自動変速機２０が接続されている。この自動変速機２０は、その入力軸２２がトルクコンパータ２１を介して内燃機関１０の出力軸１１に連結される一方、その出力軸２３がディファレンシャルギア３０を介して車両のドライブシャフト４０に連結されている。入力軸２２の動力は複数のギアによって構成された変速ギアユニット２４を介して出力軸２３に機械的に伝達される。また、入力軸２２及び出力軸２３の一部と変速ギアユニット２４とは自動変速機２０のケース２５に収容されている。
【００１８】
この変速ギアユニット２４における各ギアの噛合関係、換言すれば自動変速機２０の変速段が変更されることにより、出力軸２３と入力軸２２との回転速度の比、換言すれば入力軸２２の入力トルクと出力軸２３の出力トルクとの比が変更される。
【００１９】
また、車両の駆動系１００には、同車両の駆動系１００の種々の制御を統括して実行する電子制御装置５０が設けられており、この電子制御装置５０には、例えば車速を検出する車速センサ５１や、内燃機関１０の出力軸１１の回転速度を検出する回転速度センサ５２等、車両の運転状態を検出する各センサが接続されている。電子制御装置５０は、これら車速センサ５１や回転速度センサ５２によって検出された車両の運転状態に基づいて自動変速機２０の変速段を制御する。そして、ディファレンシャルギア３０により、出力軸２３のトルクがドライブシャフト４０を介して車両の各駆動輪４１に伝達される。なお、電子制御装置５０には、上記制御に必要なプログラムやデータを記憶するメモリ５０ａを備えている。
【００２０】
また、自動変速機２０のケース２５にはオイルポンプ２６が設けられており、このオイルポンプ２６から変速ギアユニット２４の各摩擦部位に潤滑油が供給される。また、ケース２５とそれら入力軸２２、出力軸２３と間には、ゴムや樹脂等によって形成されたシール部材２７，２８がそれぞれ設けられている。これにより、ケース２５の気密性が好適に保持され、そのケース２５における潤滑油が同ケースの外部に漏出することが抑制されている。
【００２１】
ところで、上述したように、例えば車両の渡河時又は洗車時には、それらシール部材２７，２８が水没した状態下でケース２５が急激に冷却されると、同ケース２５の内外圧力差が過度に増大することにより、上述したシール部材が変形し、外部の水がそのシール部材２７，２８からケース２５内に侵入するおそれがある。このように水がケース２５内に浸入すると、潤滑油の潤滑効果の低下や、錆の発生等の不都合が生じるおそれがある。そこで、本実施形態にかかる自動変速機２０では、こうした不都合を好適に抑制する構成を採用するようにしている。以下、この構成について詳細に説明する。
【００２２】
図１に示されるように、ケース２５には、該ケース２５の内部の圧力を検出する圧力センサ５３が設けられており、この圧力センサ５３の検出信号は、電子制御装置５０に取り込まれる。また、ケース２５には、車両の水没位置の設計最高位置よりも鉛直方向上方において開口する連通管６０が接続されている。この連通管６０の開口６０ａには、同開口６０ａの閉鎖・開放状態を切り替える開閉機構７０が設けられている。
【００２３】
図２は、この開閉機構７０についてその断面構造を示す断面図であり、図２（ａ）は、開閉機構７０により開口６０ａが閉鎖された状態を、図２（ｂ）は、開閉機構７０により開口６０ａが開放された状態をそれぞれ示している。
【００２４】
図２（ａ）に示されるように、開閉機構７０は、そのハウジング７１が連通管６０の先端に固定されており、このハウジング７１の底部には、ハウジング７１の内部と外部とを連通する連通孔７１ａが形成されている。また、ハウジング７１の内周面には、コア７２が取り付けられるとともに、このコア７２には、コイル７３が固定されている。コア７２の中心部に形成されたガイド部７２ａには、磁性材料からなる弁体７４が挿入されており、この弁体７４は、同ガイド部７２ａにより摺動可能に支持されている。そして、コア７２と弁体７４との間には、スプリング７５が設けられており、このスプリング７５により弁体７４が連通管６０の開口６０ａ側に付勢される。
【００２５】
また、コイル７３の通電及びその停止は、圧力センサ５３の検出結果に基づいて電子制御装置５０により制御されている。ここで、コイル７３への通電が停止されると、図２（ａ）に示されるように、弁体７４がスプリング７５により開口６０ａ側に付勢され、同弁体７４により開口６０ａが閉鎖されるようになる。一方、コイル７３が通電されると、図２（ｂ）に示されるように、コア７２に生じる電磁力がスプリング７５の付勢力を上回って弁体７４が上方に移動し、同弁体７４により開口６０ａが開放されるようになる。
【００２６】
なお、本実施形態にあっては、そのスプリング７５の弾性係数は、ケース２５の内圧が所定の圧力よりも大きいときに、その内圧に基づく力がスプリング７５の付勢力を上回るように設定されている。したがって、ケース２５の内圧が所定の圧力よりも大きいときには、コイル７３への通電が停止されている場合でも、図３に示されるように、開口６０ａが開放され、ケース２５の内部の気体が開口６０ａ及び連通孔７１ａを介してその外部に導出されるようになる。
【００２７】
次に、電子制御装置５０による開閉機構７０の開閉弁制御の処理手順について、図４のフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置５０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００２８】
この処理ではまず、圧力センサ５３を介してケース２５内の圧力Ｐ１を検出する（ステップ１０）。そして、今回の制御周期に検出されたケース２５内の圧力Ｐ１と前回の制御周期に検出されたケース２５内の圧力Ｐ０とに基づいてケース２５内の圧力の低下勾配Ｓを、下記の演算式（１）に基づき算出する（ステップ２０）。
【００２９】
Ｓ＝（Ｐ０−Ｐ１）／Δｔ    …（１）
Δｔ：制御周期
そして、算出された低下勾配Ｓが予めメモリ５０ａに記憶された所定の勾配Ｓ０よりも大きいか否かを判断する（ステップ３０）。ここで、低下勾配Ｓが所定の勾配Ｓ０よりも大きい場合、すなわちケース２５が急激に冷却される場合には（ステップ３０：ＹＥＳ）、開閉機構７０のコイル７３に通電することにより、開口６０ａを開放する（ステップ４０）。これにより、先の図２（ｂ）の矢印に示されるように、外部の空気が連通孔７１ａ、開口６０ａを通じて連通管６０に流入し、ケース２５に導入される。一方、低下勾配Ｓが所定の勾配Ｓ０以下である場合、すなわちケース２５が急激に冷却されていない場合には（ステップ３０：ＮＯ）、図２（ａ）に示されるように、コイル７３への通電を停止させることにより、開口６０ａを閉鎖する（ステップ５０）。
【００３０】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）ケース２５内の圧力の低下勾配Ｓが所定の勾配Ｓ０以下であるとき、すなわちケース２５が急激に冷却されていないときには、連通管６０が開閉機構７０によって閉鎖されることとした。そのため、ケース２５の気密性を保持することができ、そのケース内の潤滑油が連通管６０を介して外部に飛散することを抑制することができる。一方、ケース２５内の圧力の低下勾配Ｓが所定の勾配Ｓ０よりも大きいときには、開閉機構７０により連通管６０が開放されるため、その連通管６０を介して外部の空気をケース２５内に導入することができ、ケース２５内の圧力の低下を抑制することができるようになる。そのため、例えば渡河や洗車により、ケース２５の気密性を確保するシール部材２７，２８が水没したでそのケース２５が急激に冷却される場合であっても、ケース２５の内外の圧力差が過度に増大することを抑制することができ、シール部材２７，２８の変形による水の侵入を抑制することができるようになる。その結果、上記の構成により、例えば車両の渡河時や洗車時に、ケース２５が急激に冷却され、自動変速機２０の入力軸２２や出力軸２３とケース２５ケースとの間に設けられたシール部材２７，２８が変形することに起因して同ケース内に水が侵入することを抑制することができるようになる。
【００３１】
（２）連通管６０の開口６０ａが車両の水没位置の設計最高位置よりも鉛直方向上方に設置されることとした。これにより、その連通管６０を介して外部の空気をケース２５内に導入するときに、水が同連通管６０を介してケース２５に流入することを極力抑制することができるようになる。
【００３２】
（３）圧力センサ５３を介してケース２５内の圧力を直接検出し、その検出値に基づき圧力の低下勾配Ｓを算出するため、例えばケース２５の外部の温度変化等に基づきケース２５内の圧力の低下勾配を推定する場合と比較して、ケース２５内の圧力の低下勾配をより精確に推定することができるようになる。
【００３３】
（４）ケース２５内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、ケース２５の内部と外部とが連通されることとした。そのため、車両の通常走行中に、変速ギアユニット２４の発熱によりケース２５内の圧力が過度に上昇することを抑制することができる。その結果、ケース２５内の圧力が過度に上昇することに起因するシール部材２７，２８の変形を抑制することができ、ケース２５内の潤滑油が外部に漏出することを抑制することができるようになる。
【００３４】
（５）ケース２５内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、連通管６０及び開閉機構７０によりケース２５の内部と外部とを連通することとした。そのため、例えばケース２５内の圧力が所定の圧力よりも大きくなるときに、連通管６０及び開閉機構７０とは別に設けられた連通機構によりケース２５の内部と外部とを連通する場合と比較して、動力伝達装置の構成についてその簡素化を図ることができるようになる。
【００３５】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、ケース２５内の圧力が所定の圧力よりも大きいときに、連通管６０及び開閉機構７０によりケース２５の内部を外部と連通して同ケース２５の内部を減圧するようにしている。これに対して、例えば構造設計の制限により、ケース２５内の圧力が所定の圧力よりも大きいときにそのケース２５の内圧がスプリング７５の付勢力を上回るようにスプリング７５の弾性係数を設定することが困難である場合には、連通管６０及び開閉機構７０とは別に設けられた連通機構によりケース２５の内部を減圧する構成を採用することもできる。また、例えば潤滑油を循環させることにより、車両の走行中に変速ギアユニット２４を好適に冷却し、その変速ギアユニット２４の発熱によるケース２５内の圧力の上昇が無視できる場合には、ケース２５の内部を減圧する連通機構を省略することもできる。
【００３６】
・上記実施形態では、圧力センサ５３を介してケース２５内の圧力を直接検出し、その検出値に基づき圧力の低下勾配Ｓを算出するようにしているが、これに限らず、例えば外気温センサを車両渡河時に水に接触する位置に設け、同外気温センサにより検出される温度に基づいてその圧力の低下勾配を推定することもできる。
【００３７】
・上記実施形態では、連通管６０の開口６０ａを車両の水没位置の設計最高位置よりも鉛直方向上方に設置するようにしているが、例えば空間の制限等により、その開口６０ａを自由に設置することが困難である場合には、必ずしもその設計最高位置よりも鉛直方向上方にその開口６０ａを設置する必要はない。
【００３８】
・上記実施形態では、車両の駆動系に搭載される自動変速機に本発明を適用する場合を例示したが、これに限らず、例えばケースに収容される手動変速機やディファレンシャルギア等、車両の他の動力伝達装置についても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態にかかる車両の伝動系についてその概略構造を示すブロック図。
【図２】（ａ），（ｂ）同実施形態にかかる開閉機構についてその断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態にかかるケース内の圧力が所定の圧力よりも大きいときの開閉機構についてその断面態様を示す断面図。
【図４】同実施形態にかかる開閉機構の開閉弁制御についてその処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４０】
１０…内燃機関、１１…出力軸、２０…自動変速機、２１…トルクコンパータ、２２…入力軸、２３…出力軸、２４…変速ギアユニット、２５…ケース、２６…オイルポンプ、２７…シール部材、２８…シール部材、３０…ディファレンシャルギア、４０…ドライブシャフト、４１…駆動輪、５０…電子制御装置、５０ａ…メモリ、５１…車速センサ、５２…回転速度センサ、５３…圧力センサ、６０…連通管、６０ａ…開口、７０…開閉機構、７１…ハウジング、７１ａ…連通孔、７２…コア、７２ａ…ガイド部、７３…コイル、７４…弁体、７５…スプリング、１００…駆動系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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