JP2016183758A - オイル吸入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オイルパンのオイルを必要最低限のオイル量としながら、液面の傾斜に対してオイル吸入口周りのオイル流入量を均一化し、エア吸い込みを確実に防止する。
【解決手段】オイルストレーナ４のオイル吸入口１１の近傍に、上下方向に突出する立て壁状のフランジを形成するフランジパイプ１２を配設し、フランジパイプ１２に変速機ケース１内の各油圧作動部や潤滑部等から溢れ出たオイルを捕集するオイルキャッチダクト１３を接続して変速機ケース１内から捕集したオイルをフランジパイプ１２のオイル吐出口１２ａからオイル吸入口１１付近に供給する。このフランジパイプ１２により、油面の偏りの影響がオイル吸入口１１に及ぶことが緩和され、オイル吸入口１１の開口周縁周りでオイル流入量が均一化され、オイルパン２のオイル量を必要最小限としながら、オイル吸入口１１からのエアの吸い込みを防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の変速機のオイルパンに貯留されるオイルを吸入するオイル吸入装置に関する。

一般に、自動車等の車両の変速機内には、潤滑・冷却用にオイルが溜まっているが、車両が加速・減速又は旋回などで油面が偏ってもストレーナから空気を吸い込まないよう十分な量のオイルが貯留されている。しかしながら、オイルが多すぎるとスピンロス悪化や重量増に繋がるため、できるだけ必要最低限のオイル量のみとして燃費とエア吸い防止性能とを両立させることが望まれる。

このため、特許文献１には、オイル吸入口近傍に遮蔽板を設け、オイルの液面が傾斜したとき、液面が低くなる液面低下側の吸入口の吸入抵抗を増大させるようにして、エアの吸い込みを防止する技術が開示されている。

特許第５０４５３６９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるようなオイル吸入口近傍に設けられる遮蔽板は、遮蔽板近傍のオイルの流速が低下してしまうため、オイル吸入口周りのオイル流入量が不均一となる。そのため、オイル流入量が多くなる液面上昇側のオイル吸入口では、オイルの流速が高くなるため、液面から近い場所からエアの吸い込みが発生する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、オイルパンのオイルを必要最低限のオイル量としながら液面の傾斜に対してオイル吸入口周りのオイル流入量を均一化し、オイル吸入口周りのオイルの流速を均一とすることで、エア吸い込みを確実に防止することのできるオイル吸入装置を提供することを目的としている。

本発明の一態様によるオイル吸入装置は、車両の変速機のオイルパンに貯留されるオイルを、前記オイルパンの内底面に対向するオイル吸入口を有するオイルストレーナを通して吸入するオイル吸入装置において、前記オイル吸入口近傍で上下方向に突出する立て壁状に形成されるフランジパイプを備え、前記フランジパイプは、前記オイル吸入口に臨む側部に開口し、前記オイル吸入口近傍にオイルを吐出するオイル吐出口を有する。

本発明によれば、オイルパンのオイルを必要最低限のオイル量としながら、液面の傾斜に対してオイル吸入口周りのオイル流入量を均一化することができ、エア吸い込みを確実に防止することができる。

オイル吸入装置の概略構成図 変速機下部から見たオイル吸入装置を示す斜視図 オイルキャッチダクトを示す説明図 オイルキャッチダクト及びフランジパイプを示す説明図 パイプＡによるオイルアシスト位置を示す説明図 パイプＢによるオイルアシスト位置を示す説明図 フランジパイプによるオイルアシスト位置を示す説明図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１において、符号１は、図示しない車両のエンジンに連結される自動変速機の変速機ケースであり、この変速機ケース１の下部に、変速機用オイルを貯留するオイルパン２が連設されている。変速機ケース１のオイルパン２上部側には、変速機内の動力伝達機構や係合要素に供給するオイルの圧力を制御する各種制御弁を一体的に形成した周知のコントロールバルブボディ３が設けられ、コントロールバルブボディ３の下部に、オイルパン２内に露呈されるオイルストレーナ４が設けられている。

また、変速機ケース１内には、例えばトロコイド歯形を有する歯車ポンプ等からなるオイルポンプ５が設けられている。オイルパン２内のオイルは、オイルポンプ５によってオイルストレーナ４を通して濾過されながら吸い上げられ、コントロールバルブボディ３内の各要素や変速機ケース１内の各油圧作動部や潤滑部等に供給される。そして、それらからのリターンオイルがオイルパン２内に環流されるようになっている。

オイルを濾過するオイルストレーナ４は、上下のアッパーケース４ａ及びロアケース４ｂを互いに対向させて接合して形成され、内部にオイルを濾過する濾過部材が配設されている。アッパーケース４ａにはオイルポンプ５側のオイル通路に接続される接続口１０が開口されており、ロアケース４ｂの底面側には、オイルパン２内のオイルを吸入するためのオイル吸入口１１がオイルパン２の内底面に対向するように開口されている。

また、ロアケース４ｂのオイル吸入口１１の近傍には、図２に示すように、上下方向に突出する立て壁状のフランジを形成するフランジパイプ１２が配設されている。このフランジパイプ１２のオイル吸入口１１を臨む側部には、オイル吸入口１１付近にオイルを供給するオイル吐出口１２ａが開口されている。

フランジパイプ１２は、加減速或いは旋回等の姿勢変化によるオイルパン２内の油面の偏りや、オイル吸入口１１周縁のオイル流入量の偏りに対して、オイル吐出口１２ａからオイル吸入口１１周辺にオイルを供給してエア吸い込みを防止するものであり、オイルストレーナ４、オイルポンプ５、及び以下に記載するオイルキャッチダクト１３と共に、オイルパン２に貯留されたオイルを吸入するオイル吸入装置の主要部を構成している。フランジパイプ１２のオイル吐出口１２ａから下流の末端側は、キャップ等によって閉塞されている。

本実施の形態においては、フランジパイプ１２は、略角断面形状のパイプで形成され、オイル吸入口１１に対して変速機ケース１の前方側となる位置で、変速機ケース１の幅方向に所定長さの立て壁状のフランジとして設けられている。この立て壁状のフランジにより、車両の加速・減速又は旋回によってオイルパン２内の油面が傾斜した場合に、オイル吸入口１１周縁の一部の油面が途切れることによるエア吸い込みを防止することができる。

尚、フランジパイプ１２は、オイル吸入口１１に対して一方向に配置するだけではなく、多方向からオイル吸入口１１を囲むように配置しても良い。更に、フランジパイプ１２は、円形断面のパイプで形成することも可能であり、また、オイルストレーナ４から独立した部材で形成することなく、オイルストレーナ４と一体的に形成しても良い。

また、フランジパイプ１２には、変速機ケース１内の各油圧作動部や潤滑部等から溢れ出たオイルを捕集するオイルキャッチダクト１３が接続されている。オイルキャッチダクト１３は、例えば、図３，図４に示すように、変速機ケース１側部のケース内壁面との隙間に所定の面積を有するキャッチタンクとして形成され、キャッチタンクの下部でフランジパイプ１２に接続され、変速機ケース１内から捕集したオイルがフランジパイプ１２のオイル吐出口１２ａからオイル吸入口１１付近に供給される。

以上のオイル吸入装置を有する自動変速機においては、オイルパン２に貯留されているオイルは、オイルストレーナ４のオイル吸入口１１からオイルポンプ５を経て変速機の油圧制御回路へ圧送され、ここで所定の圧力に調圧された後、変速機の各部へ供給され、オイルパン２へ還流される。また、変速機ケース１内のチェーン等が掻き揚げたオイルやコントロールバルブボディ３から溢れ出たオイルがオイルキャッチダクト１３で捕集され、捕集されたオイルがフランジパイプ１２に流下される。

オイルキャッチダクト１３からフランジパイプ１２に流下されたオイルは、フランジパイプ１２とオイルストレーナ４のオイル吸入口１１との間の領域に、オイル吐出口１２ａから吐出され、オイル吸入口１１の開口周縁周りの他の領域のオイルと共にオイルストレーナ４内に吸入される。

このとき、加減速や旋回等の姿勢変化によってオイルパン２内に油面の偏りが生じても、フランジパイプ１２によって油面の偏りの影響がオイル吸入口１１に及ぶことが緩和され、また、オイル吸入口１１の開口周縁周りでオイル流入量の不均一が生じても、フランジパイプ１２から補充されるオイル（アシストオイル）によってオイル流入量が均一化される。その結果、オイルパン２のオイル量を必要最小限としながら、オイル吸入口１１からのエアの吸い込みを防止することができる。

ここで、オイル吸入口１１に対するオイル吐出位置（オイルアシスト位置）とエア吸い込み防止能力（エア吸い耐力）との関係について説明する。図５〜図７は、オイル吸入口１１に対するオイルアシスト位置を異なる位置とし、オイル吸入口１１の前方側に立て壁状のフランジＦＷを設けた例を示している。これらの例は、車両旋回等によってオイルパン２内のオイルの油面が傾斜した場合を想定して、フランジＦＷのみの場合を基準として、オイルアシスト位置の相違によるエア吸い耐力の相違をシミュレーションにて検証したものである。

尚、図５のオイルアシスト位置は、オイル吸入口１１の右側にパイプＡによるオイル吐出口を配置した例を示し、図６のオイルアシスト位置は、オイル吸入口１１の後方にパイプＢによるオイル吐出口を配置した例を示している。また、図７のオイルアシスト位置は、本実施の形態のフランジパイプ１２によるオイルアシスト位置を示しており、フランジＦＷがフランジパイプ１２となり、オイル吸入口１１の前方に、フランジパイプ１２のオイル吐出口１２ａが配置されている。

図５に示すオイルアシスト位置では、パイプＡのオイル吐出口の条件を変えてエア吸い耐力の変化を調べた結果、アシストオイル量を一定としてパイプＡのオイル吐出口の出口面積を拡大すると、フランジＦＷのみの場合に比較してエア吸い耐力は向上するが、パイプＡのオイル吐出口の出口面積を一定としてアシストオイル量を増加させると、フランジＦＷのみの場合に比較してエア吸い耐力は低下することが確認されている。

すなわち、オイル吸入口１１の右側にパイプＡによるオイル吐出口を配置した場合、図５に矢印で模式的に示すオイルの流速Ｖａが高くなるほど、エア吸い耐力は低下する。これは、図５中に破線で示すように、パイプＡからのオイル吐出によって油面Ｌがオイル吸入口１１に向かってＶ字状に引きずられ、このＶ字状の油面吸い込みは出口流速が高いほど促進されてエア吸い耐力が低下するものと考えられる。

また、図６のオイルアシスト位置では、パイプＢのオイル吐出口からのオイルの出口流速Ｖｂが基準のフランジＦＷのみの場合の流速分布を上回り、且つパイプＢから吐出されたアシストオイルがオイル吸入口１１にうまく誘導された場合に限って、フランジＦＷのみの場合に比較してエア吸い耐力が向上するという限定的な効果が確認されている。

これは、パイプＢからのアシストオイル量が極端に少なく流速が低い場合、パイプＢが流れを妨害してしまい、パイプ周り以外の流速が大きくなってしまうために、エア吸い耐力が低下してしまう。また、アシストオイル量が極端に多く流速が高い場合は、フランジＦＷで反射したオイルの流れが、パイプＡの場合と同様にＶ字状の吸込みのきっかけとなってしまい、エア吸い耐力を低下させてしまう。このような現象はパイプＢからのアシストオイル量が適度に多く流速が高い場合には改善されるが、パイプＢからのアシストオイル量が多い場合のみの限定的な効果である。

これに対して、図７に示す本実施の形態のフランジパイプ１２によるオイルアシスト位置では、アシストオイル量によることなく、フランジＦＷのみの場合に比較してエア吸い耐力を向上させることができ、しかもアシストオイル量が多いほど大きな効果を得ることができることが確認されている。フランジパイプ１２によるオイルアシスト位置は、もともとフランジＦＷでオイルの流れが阻害されていた位置（流速ゼロ）であり、アシストオイル量が少ない場合であっても、フランジパイプ１２からのアシストオイルの流速Ｖｃは、フランジＦＷのみの基準の場合よりも必ず高くなる。従って、アシストオイル量に拘わらず、液面Ｌ側の流速を基準よりも低くして油面Ｌからの吸込みを弱めることができ、オイル吸入口１１の開口周縁周りのオイル流入量を均一化してエア吸い耐力を向上することができる。

このように本実施の形態においては、オイルストレーナ４のオイル吸入口１１付近に、立て壁状のフランジパイプ１２を設け、このフランジパイプ１２に変速機ケース１内の各油圧作動部や潤滑部等から溢れ出たオイルを導くオイルキャッチダクト１３を接続している。そして、オイルキャッチダクト１３からのオイルを、フランジパイプ１２のオイル吐出口１２ａからオイル吸入口１１に供給するようにしている。

これにより、オイルパン２内の油面が傾斜した場合にも、オイル吸入口１１周縁の一部の油面が途切れることによるエア吸い込みを、立て壁状のフランジパイプ１２で防止すると共に、変速機ケース１内で溢れ出たオイルをフランジパイプ１２からオイル吸入口１１付近に供給することで、オイル吸入口１１周縁のオイル流入量を均一化することができる。その結果、オイルパン２のオイル量を必要最小限としながら、オイル吸入口１１からのエアの吸い込みを確実に防止することができる。

１ 変速機ケース
２ オイルパン
３ コントロールバルブボディ
４ オイルストレーナ
４ａ アッパーケース
４ｂ ロアケース
５ オイルポンプ
１０ 接続口
１１ オイル吸入口
１２ フランジパイプ
１２ａ オイル吐出口
１３ オイルキャッチダクト
ＦＷ フランジ
Ｌ 油面

Claims (3)

1. 車両の変速機のオイルパンに貯留されるオイルを、前記オイルパンの内底面に対向するオイル吸入口を有するオイルストレーナを通して吸入するオイル吸入装置において、
   前記オイル吸入口近傍で上下方向に突出する立て壁状に形成されるフランジパイプを備え、
   前記フランジパイプは、前記オイル吸入口に臨む側部に開口し、前記オイル吸入口近傍にオイルを吐出するオイル吐出口を有することを特徴とするオイル吸入装置。
2. 前記フランジパイプに前記変速機のケース内でオイルを捕集するオイルキャッチダクトを接続し、前記オイルキャッチダクトを介して流下したオイルを前記フランジパイプから前記オイル吸入口に供給することを特徴とする請求項１記載のオイル吸入装置。
3. 前記フランジパイプを、前記オイル吸入口に対して前記変速機の前方側に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のオイル吸入装置。

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