JP7632428B2 - 動力伝達装置 - Google Patents

Description

本開示は、動力伝達装置に関する。

例えば、特開２０２０－９１００１号公報には、ケースと、オイルと、回転部材と、スカベンジングポンプと、フィーディングポンプと、オイルクーラと、を備える動力伝達装置が開示されている。ケースは、第１チャンバと、第２チャンバと、第１チャンバ及び第２チャンバ間を仕切る隔壁と、を有している。回転部材は、第１チャンバに配置されている。第１チャンバ内のオイルは、スカベンジングポンプにより第２チャンバに送られ、第２チャンバ内のオイルは、フィーディングポンプによりオイルクーラに送られる。オイルクーラから流出したオイルは、回転部材やギア等に供給され、各チャンバに流入する。

特開２０２０－９１００１号公報

特開２０２０－９１００１号公報に記載される動力伝達装置において、例えば、オイルの温度が低いような場合、オイルの粘度が高まってしまうため早期にオイルの温度を上げることが望ましい。

本開示の目的の一つは、オイルの温度上昇に要する時間を短縮することが可能な動力伝達装置を提供することである。

本開示の一局面に従った動力伝達装置は、オイルを貯留可能な第１オイル貯留部と、前記オイルを貯留可能な第２オイル貯留部と、前記第１オイル貯留部及び前記第２オイル貯留部間を仕切る隔壁と、を含むケースと、前記ケース内に封入された前記オイルと、前記第１オイル貯留部内の前記オイルと接触可能な回転部材と、前記第２オイル貯留部内の前記オイルを前記第１オイル貯留部へ供給可能なオイル供給部と、を備え、前記オイル供給部は、前記第２オイル貯留部内の前記オイルの前記第１オイル貯留部への供給量を調整可能に構成されている。

本開示によれば、オイルの温度上昇に要する時間を短縮することが可能な動力伝達装置を提供することができる。

本開示の第１実施形態における動力伝達装置を概略的に示す図である。 オイル供給部による第２オイル貯留部内のオイルの第１オイル貯留部への供給量が増大した状態における動力伝達装置を概略的に示す図である。 本開示の第２実施形態における動力伝達装置を概略的に示す図である。

本開示の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。

（第１実施形態）
図１は、本開示の第１実施形態における動力伝達装置を概略的に示す図である。動力伝達装置１は、車両に搭載されるトランスアスクルや、モータを内蔵した駆動ユニットに好ましく適用される。動力伝達装置１は、動力源（図示略）が出力するトルクを駆動軸等の出力部材に伝達する。

図１に示されるように、動力伝達装置１は、ケース１０と、回転部材２０と、オイルクーラ４０と、送り部５１と、オイル供給部５２と、制御部６０と、を備えている。なお、図１は、通常運転時あるいは停止時における動力伝達装置１を示している。

ケース１０は、動力伝達装置１の外殻を形成している。ケース１０内にオイル２が封入されている。ケース１０は、第１オイル貯留部１１と、第２オイル貯留部１２と、隔壁１３と、を有している。

第１オイル貯留部１１は、オイル２を貯留することが可能である。第１オイル貯留部１１は、ケース１０の下部に形成されている。

第２オイル貯留部１２は、オイル２を貯留することが可能である。第２オイル貯留部１２は、ケース１０の下部に形成されている。本実施形態では、第２オイル貯留部１２は、第１オイル貯留部１１に隣接している。

隔壁１３は、第１オイル貯留部１１及び第２オイル貯留部１２間を仕切っている。

回転部材２０は、第１オイル貯留部１１に配置されている。回転部材２０は、第１オイル貯留部１１においてオイル２の供給を受けながら回転する部材である。回転部材２０として、モータジェネレータ、モータ、歯車、軸受等が挙げられる。図１に示されるように、回転部材２０は、通常運転時あるいは停止時における第１オイル貯留部１１の油面Ｓ１１よりも高い位置に配置されている。このため、回転部材２０は、第１オイル貯留部１１内においてオイル２の撹拌抵抗を実質的に受けることなく回転する。回転部材２０は、第１オイル貯留部１１内のオイル２に接触可能である。

オイルクーラ４０は、ケース１０外に設けられている。オイルクーラ４０は、オイル２と冷却媒体とを熱交換させることによってオイルを冷却することが可能である。オイルクーラ４０は、オイル２が流れるオイル流路４１と、冷却媒体が流れる冷却媒体流路４２と、を有している。冷却媒体流路４２から流出した冷却媒体は、暖房機器やバッテリ等に供給される。

送り部５１は、第１オイル貯留部１１内のオイル２を第２オイル貯留部１２に送る。本実施形態では、送り部５１は、スカベンジングポンプで構成されている。ただし、送り部５１は、スカベンジングポンプに限られない。

オイル供給部５２は、第２オイル貯留部１２内のオイル２を第１オイル貯留部１１へ供給可能である。本実施形態では、オイル供給部５２は、第２オイル貯留部１２内のオイル２をオイルクーラ４０に送る。オイル供給部５２は、例えばオイルポンプで構成される。オイル供給部５２から流出したオイル２は、オイルクーラ４０のオイル流路４１に流入する。オイル流路４１から流出したオイル２は、ケース１０の上部から回転部材２０やその他ギア等に供給され、各オイル貯留部１１，１２に流入する。すなわち、オイル供給部５２は、オイルクーラ４０を介して第２オイル貯留部１２から第１オイル貯留部１１にオイル２を供給可能である。また、第１オイル貯留部１１内は、いわゆるドライサンプ状態になっている。

制御部６０は、送り部５１及びオイル供給部５２を制御する。制御部６０は、第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を増大させることを示す増大条件が成立したときに、送り部５１の回転数を下げるか送り部５１を停止させるとともに、オイル供給部５２の回転数を上げる。制御部６０は、例えば、オイルクーラ４０から流出した冷却媒体の供給を受ける機器からの要求を受けたとき（暖房のスイッチをオンになったときに出力される信号や、バッテリー暖機が開始されたときに出力される信号等を受信したとき等）に、増大条件が成立したと判断する。制御部６０は、回転部材２０の回転時に第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を増大させることが好ましい。

制御部６０は、第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を減少させることを示す減少条件が成立したときに、送り部５１の回転数を上げるとともに、オイル供給部５２の回転数を下げる。制御部６０は、例えば、前記機器からの要求が停止されたとき（暖房のスイッチがオフになったときに出力される信号や、バッテリー暖機が終了したときに出力される信号等を受信したとき等）に、減少条件が成立したと判断する。

続いて、動力伝達装置１の動作について説明する。

動力伝達装置１の定常運転時あるいは停止時、第２オイル貯留部１２の油面Ｓ１２は、第１オイル貯留部１１の油面Ｓ１１よりも高い。具体的には、図１に示されるように、第１オイル貯留部１１の油面Ｓ１１は、回転部材２０に接触しないか僅かに接触する程度の位置である。動力伝達装置１の定常運転時あるいは停止時には、各油面Ｓ１１，Ｓ１２が図１に示される高さ位置となるように送り部５１の回転数及びオイル供給部５２の回転数が調整されている。

上記状態において、制御部６０は、前記機器からの要求を受けると（例えば暖房のスイッチがオンになったときに出力される信号を受信すると）、第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を増大させる、つまり、送り部５１の回転数を下げるか送り部５１を停止させるとともに、オイル供給部５２の回転数を上げる。これにより、第２オイル貯留部１２内のオイル２が第１オイル貯留部１１に流入する量が増大する。そうすると、図２に示されるように、第２オイル貯留部１２の油面Ｓ１２が矢印ＡＲ２で示されるように下降する一方、第１オイル貯留部１１の油面Ｓ１１が矢印ＡＲ１で示されるように上昇する。なお、図２において、送り部５１及びオイル供給部５２の回転数が調整される前の状態における各油面Ｓ１１，Ｓ１２が二点鎖線で示されている。

この結果、回転部材２０の少なくとも一部（下部）がオイル２に浸かることによって回転部材２０とオイル２との接触面積が増大するため、回転部材２０によるオイル２の撹拌抵抗が増大する。このため、第１オイル貯留部１１内のオイル２が昇温する。この第１オイル貯留部１１内のオイル２が送り部５１により第２オイル貯留部１２に送られることによって第２オイル貯留部１２内のオイル２も昇温する。したがって、オイルクーラ４０のオイル流路４１に送られるオイル２も昇温するため、冷却媒体流路４２から流出する冷却媒体が早期に昇温する。

続いて、制御部６０は、前記機器からの要求が停止されると（例えば暖房のスイッチがオフになったときに出力される信号を受信すると）、送り部５１の回転数を上げるとともに、オイル供給部５２の回転数を下げる。そうすると、第１オイル貯留部１１及び第２オイル貯留部１２の各油面Ｓ１１，Ｓ１２は、例えば動力伝達装置１の定常運転時あるいは停止時における位置に戻る。

以上に説明したように、本実施形態における動力伝達装置１では、回転部材２０の少なくとも下部がオイル２に浸かる高さとなるように、オイル供給部５２による第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を調整することにより、回転部材２０の回転によって第１オイル貯留部１１内のオイル２が昇温する。そして、その第１オイル貯留部１１内のオイル２は、第２オイル貯留部１２を経由してオイルクーラ４０に流入し、そこで冷却媒体と熱交換する。よって、オイルクーラ４０から流出する冷却媒体の温度上昇に要する時間を短縮することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照しながら、本開示の第２実施形態における動力伝達装置１について説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明を行い、第１実施形態と同じ構造、作用及び効果の説明は繰り返さない。

本実施形態では、第２オイル貯留部１２は、第１オイル貯留部１１の上方に配置されている。また、送り部５１は、回転部材２０で構成されている。図３において矢印ＡＲ３で示されるように、回転部材２０は、第１オイル貯留部１１内におけるオイル２を第２オイル貯留部１２に向けて掻き上げる。

本実施形態では、隔壁１３は、第２オイル貯留部１２を規定している。隔壁１３は、上方に開口する形状を有している。隔壁１３は、底部１３ａと、周壁部１３ｂと、を有している。底部１３ａは、平板状に形成されている。周壁部１３ｂは、底部１３ａの縁部から起立しており、環状に形成されている。

周壁部１３ｂは、重なり部１３ｃを含んでいる。重なり部１３ｃは、鉛直方向における回転部材２０の上方に位置している。重なり部１３ｃは、底部１３ａから上方に向かうにしたがって次第に回転部材２０に近づくように傾斜する形状を有している。重なり部１３ｃの上端は、回転部材２０の上端よりも下方に位置している。

なお、図３では、オイル供給部５２による第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を増大させた後の状態における各油面Ｓ１１，Ｓ１２が実線で示されており、オイル供給部５２による第２オイル貯留部１２内のオイル２の第１オイル貯留部１１への供給量を増大させる前の状態における各油面Ｓ１１，Ｓ１２が二点鎖線で示されている。

この態様では、回転部材２０が送り部５１を兼ねるため、第１オイル貯留部１１から第２オイル貯留部１２にオイル２を送るための専用機器（オイルポンプ等）の省略が可能となる。

上述した例示的な実施形態は、以下に記載される態様の具体例であることが当業者により理解される。

［態様１］
オイルを貯留可能な第１オイル貯留部と、前記オイルを貯留可能な第２オイル貯留部と、前記第１オイル貯留部及び前記第２オイル貯留部間を仕切る隔壁と、を含むケースと、
前記ケース内に封入された前記オイルと、
前記第１オイル貯留部内の前記オイルと接触可能な回転部材と、
前記第２オイル貯留部内の前記オイルを前記第１オイル貯留部へ供給可能なオイル供給部と、を備え、
前記オイル供給部は、前記第２オイル貯留部内の前記オイルの前記第１オイル貯留部への供給量を調整可能に構成されている、動力伝達装置。

この動力伝達装置では、回転部材の少なくとも下部がオイルに浸かる高さとなるように、オイル供給部による第２オイル貯留部内のオイルの第１オイル貯留部への供給量を調整することにより、回転部材の回転によって第１オイル貯留部内のオイルが昇温する。

［態様２］
前記第２オイル貯留部は、前記第１オイル貯留部の上方に配置されており、
前記回転部材は、前記第１オイル貯留部内における前記オイルを前記第２オイル貯留部に向けて掻き上げる、態様１に記載の動力伝達装置。

この態様では、回転部材によって第１オイル貯留部内のオイルが第２オイル貯留部に送られるため、第１オイル貯留部から第２オイル貯留部にオイルを送るための専用機器（オイルポンプ等）の省略が可能となる。

［態様３］
前記ケース外に設けられており、前記オイルと冷却媒体とを熱交換させることによって前記オイルを冷却することが可能なオイルクーラをさらに備える、態様１又は２に記載の動力伝達装置。

この態様では、オイルクーラに流入した冷却媒体は、ケース内において回転部材の回転によって昇温したオイルと熱交換する。よって、オイルクーラから流出する冷却媒体の温度上昇に要する時間を短縮することが可能となる。

［態様４］
前記オイル供給部を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記オイルクーラから流出した前記冷却媒体が供給される機器からの要求を受けたときに前記オイル供給部による前記第２オイル貯留部内の前記オイルの前記第１オイル貯留部への供給量を増大させる、請求項３に記載の動力伝達装置。

なお、今回開示された実施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と考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに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が含まれる。

１ 動力伝達装置、１０ ケース、１１ 第１オイル貯留部、１２ 第２オイル貯留部、１３ 隔壁、１３ａ 底部、１３ｂ 周壁部、１３ｃ 重なり部、２０ 回転部材（送り部）、４０ オイルクーラ、５１ 送り部、５２ オイル供給部（ポンプ）、６０ 制御部。

Claims (2)

1. オイルを貯留可能な第１オイル貯留部と、前記オイルを貯留可能な第２オイル貯留部と、前記第１オイル貯留部及び前記第２オイル貯留部間を仕切る隔壁と、を含むケースと、
   前記ケース内に封入された前記オイルと、
   前記第１オイル貯留部内の前記オイルと接触可能な回転部材と、
   前記第２オイル貯留部内の前記オイルを前記第１オイル貯留部へ供給可能なオイル供給部と、
   前記ケース外に設けられており、前記オイルと冷却媒体とを熱交換させることによって前記オイルを冷却することが可能なオイルクーラと、
   前記オイル供給部を制御する制御部と、を備え、
   前記オイル供給部は、前記第２オイル貯留部内の前記オイルの前記第１オイル貯留部への供給量を調整可能に構成されており、
   前記制御部は、前記オイルクーラから流出した前記冷却媒体が供給される機器からの要求を受けたときに前記オイル供給部による前記第２オイル貯留部内の前記オイルの前記第１オイル貯留部への供給量を増大させる、動力伝達装置。
2. 前記第２オイル貯留部は、前記第１オイル貯留部の上方に配置されており、
   前記回転部材は、前記第１オイル貯留部内における前記オイルを前記第２オイル貯留部に向けて掻き上げる、請求項１に記載の動力伝達装置。

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