JP2017219072A - トランスミッション - Google Patents

Abstract

【課題】本明細書は、自動車用のトランスミッションにおいて、ギア群の回転に対する抵抗の抑制とギア群の冷却の促進をより効果的に両立する技術を提供する。
【解決手段】本明細書が開示するトランスミッションは、ギア群２１−２３を収容している筐体１２と、筐体１２の下に設けられているサブオイルタンク１３と、筐体１２とサブオイルタンク１３を区画している隔壁１４に設けられている開閉弁１５と、サブオイルタンク１３内のオイル１７を筐体１２内に送るオイルポンプ１６を備えている。開閉弁１５は、シフトポジションがＤレンジ又はＲレンジのときに開かれており、ＤレンジとＲレンジ以外のときに閉じられている。
【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、自動車のトランスミッションに関する。

一般に自動車のトランスミッションは、潤滑剤としてオイルを用いる。オイル（潤滑剤）は、ギア群の冷却剤としても機能する。オイルが多すぎるとトランスミッション内のギアの回転に対する抵抗が増し、自動車のエネルギ効率が悪化する。逆にオイルが少なすぎると十分な冷却性能が得られない。例えば、特許文献１には、電動車両のモータを含むトランスミッションにおいて、オイルの撹拌抵抗（ギアの回転に対する抵抗）を抑制するとともに、オイルによるモータの冷却も促進する技術が開示されている。特許文献１のトランスミッションは、ギアにより上方に掻き揚げられたオイルを受けるオイルレシーバと、オイルレシーバのオイルをモータへ案内するモータ冷却用孔と、オイルレシーバ内にてモータ冷却用孔へオイルを導くプレートとを備える。プレートは所定の高さを有している。プレートのオイル流路とは反対側にキャッチタンクが備えられている。そのトランスミッションでは、掻き揚げられるオイルの量が少ないときにはオイルの全量がプレートに導かれてモータへ到達する。ギアの回転数が高く、掻き揚げるオイルの量が多い場合には、プレートを越えたオイルはキャッチタンクに貯留する。その結果、循環するオイルの量が減少し、オイルの撹拌抵抗が小さくなる。

特開２０１５−１４８２３８号公報

特許文献１の技術では、ギアが高回転のときにオイルは徐々に減少するので、撹拌抵抗は急には小さくならない。本明細書は、ギア群の回転に対する抵抗の抑制とギア群の冷却の促進をより効果的に両立する技術を提供する。

本明細書が開示する自動車用のトランスミッションは、ギア群を収容している筐体と、筐体の下に設けられているサブオイルタンクと、筐体とサブオイルタンクを区画している隔壁に設けられている開閉弁と、サブオイルタンク内のオイルを筐体内に送るオイルポンプを備えている。開閉弁は、シフトポジションがＤレンジ又はＲレンジのときに開かれており、ＤレンジとＲレンジ以外のときに閉じられている。

この構成によれば、Ｄレンジ又はＲレンジが選択されると開閉弁が開き、筐体内のオイルの一部がサブオイルタンクへ移動し、筐体内のオイルの液位が下がる。従って、走行開始直後からギア群の回転に対する抵抗を下げることができる。一方、ＤレンジとＲレンジ以外が選択されると開閉弁が閉じ、オイルポンプが動作することにより、筐体内のオイルが増加する。ＤレンジとＲレンジ以外が選択される場合とは、車両が比較的に長時間停車している蓋然性が高い。そのような場合に、筐体内のオイルを増加させることにより、ギア群の冷却を促進することができる。以上により、ギア群の回転に対する抵抗の抑制とギア群の冷却の促進をより効果的に両立することができる。本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

開閉弁が閉じている状態のトランスミッションの側面断面図である。 開閉弁が開いている状態のトランスミッションの側面断面図である。

図面を参照して実施例のトランスミッション２を説明する。図１及び図２に、トランスミッション２の側面断面図を示す。トランスミッション２は、ハイブリッド車に搭載される。トランスミッション２は、エンジン（不図示）の動力を車軸（不図示）に伝達する。

トランスミッション２は、ギア群２１−２３を収容している筐体１２と、筐体１２の下に設けられているサブオイルタンク１３と、サブオイルタンク１３内のオイルを筐体１２内に送るオイルポンプ１６を備えている。なお、図１、及び、図２では、ギア群２１−２３の夫々は模式的に一つの円で描かれているが、後述するように、図中の一つの円が複数のギアを意味する場合がある。筐体１２とサブオイルタンク１３は、隔壁１４により区画されている。別言すれば、隔壁１４は、筐体１２の底であり、当該底の下にサブオイルタンク１３が設けられている。隔壁１４には、開閉弁１５が設けられている。開閉弁１５が開くと、筐体１２の内部空間とサブオイルタンク１３の内部空間が連通する。開閉弁１５が閉じると、筐体１２の内部空間とサブオイルタンク１３の内部空間が完全に分離される。図１では、開閉弁１５が閉じており、図２では、開閉弁１５が開いている。なお、ハイブリッド車は、エンジンオイルを溜めるオイルタンク（不図示）も備えている。サブオイルタンクは、当該オイルタンクと区別するための名称である。

ギア群２１−２３は、変速ギアセット２１と、カウンタギア２２と、デファレンシャルギア２３の総称である。デファレンシャルギア２３を含むトランスミッション２は、トランスアクスルと呼ばれる。

変速ギアセット２１は、遊星歯車（不図示）である。遊星歯車（変速ギアセット２１）のサンギアは、エンジンに接続されている。なお、トランスミッション２には、走行用のモータも収容されており、遊星歯車（変速ギアセット２１）のリングギアにはモータも接続されている。遊星歯車（変速ギアセット２１）は、エンジンの動力をカウンタギア２２及びモータに分配する。また、遊星歯車（変速ギアセット２１）は、モータ及びエンジンの動力を合成し、カウンタギア２２に伝達する場合もある。さらに、遊星歯車（変速ギアセット２１）は、エンジンの動力をモータのみに伝達する場合もある。遊星歯車は、よく知られた技術であるので詳細な説明は省略する。図１及び図２に示すように、変速ギアセット２１の下端の隔壁１４に対する高さは、デファレンシャルギア２３の下端の隔壁１４に対する高さより高い。

カウンタギア２２は、遊星歯車（変速ギアセット２１）のリングギアの回転をデファレンシャルギア２３に伝達する。そして、デファレンシャルギア２３は、車軸に接続されている。

オイルポンプ１６には、２本のホース１８ａ、１８ｂが接続されている。ホース１８ａの一端は、オイルポンプ１６の流入口に接続されており、他端は、サブオイルタンク１３の底面に設けられている流出口１３ａに接続されている。一方、ホース１８ｂの一端は、オイルポンプ１６の流出口に接続されており、他端は、筐体１２の上面に設けられている流入口１２ａに接続されている。サブオイルタンク１３内のオイルは、ホース１８ａ、オイルポンプ１６、ホース１８ｂを介して、筐体１２内に送られる。

開閉弁１５は、コントローラ３により制御される。コントローラ３は、シフトレバー４から現在のシフトポジションを示す信号を受信し、受信した信号に応じて開閉弁１５の開閉を制御する。具体的には、コントローラ３は、シフトポジションがＤレンジとＲレンジ以外のレンジであることを示す信号を受信した場合、開閉弁１５を閉じる。これにより、筐体１２内の空間と、サブオイルタンク１３内の空間と、が分離する。そして、オイルポンプ１６により筐体１２内に送られたオイル１７は、筐体１２内に留まり、筐体１２内のオイル１７は、サブオイルタンク１３内に移動しない。図１に示すように、オイル１７が筐体１２に送られ続けると、筐体１２内のオイル１７の液位が上がり、ギア群２１−２３がオイル１７に浸かる。

一方、コントローラ３は、シフトポジションがＤレンジ又はＲレンジであることを示す信号を受信した場合、開閉弁１５を開く。これにより、筐体１２内の空間と、サブオイルタンク１３内の空間と、が連通する。そして、筐体１２内のオイル１７の一部は、開いた開閉弁１５を介して、サブオイルタンク１３内に移動する（図２参照）。この結果、開閉弁１５が開いている場合、筐体１２内のオイル１７の液位Ｌ２は、開閉弁１５が閉じている場合の液位Ｌ１（図１参照）より下がる。図２に示すように、この場合、カウンタギア２２及びデファレンシャルギア２３の一部は、オイル１７に浸かるが、変速ギアセット２１は、オイル１７に浸からない。

筐体１２の上面には、ブリーザ弁１８が設けられている。ブリーザ弁１８は、筐体１２内の内圧を所定の圧力以下に調整するための内圧調整弁である。

本実施例の効果を説明する。ハイブリッド車は、次のようなプロセスを経て走行することが想定される。ハイブリッド車は、走行前の停車（駐車）状態では、シフトレバー４は、ＤレンジとＲレンジ以外のレンジが選択されている。典型的にはＰレンジが選択されている。

運転手は、ハイブリッド車の走行を望む場合、シフトポジションがＰレンジである状態で、イグニションスイッチをオンする。この場合、上述したように開閉弁１５は閉じられる。そして、オイルポンプ１６が動作して、筐体１２内にオイル１７が送られると、筐体１２内のオイル１７の液位が上がる。これにより、走行前にギア群２１−２３をオイル１７に浸らせて、走行開始直後からギア群２１−２３を潤滑させることができる。

続いて、運転手は、ハイブリッド車を走行させるために、シフトポジションをＰレンジからＤレンジに変更する。この場合、上述したように開閉弁は開き、筐体１２内のオイル１７の一部がサブオイルタンク１３内に移動し、筐体１２内のオイル１７の液位が下がる。これにより、走行開始直後からギア群２１−２３の回転に対する抵抗を下げることができる。特に、変速ギアセット２１のギアはカウンタギア２２及びデファレンシャルギア２３と比べて高回転で回転する。上述したように、開閉弁が開いている場合、変速ギアセット２１のギアは、オイル１７に浸からない。これにより、ギア群２１−２３の回転に対する抵抗を効果的に下げることができる。なお、シフトポジションがＲレンジである場合も、同様に、筐体１２内のオイル１７の液位が下がり、ギア群２１−２３の回転に対する抵抗を下げることができる。

続いて、運転手は、ハイブリッド車を停車させた後、シフトポジションをＤレンジからＮレンジ又はＰレンジに変更する。この場合、上述したように開閉弁１５は閉じられる。そして、オイルポンプ１６が動作して、筐体１２内にオイル１７が送られると、筐体１２内のオイル１７の液位が上がる。これにより、ギア群２１−２３の冷却を促進することができる。

以上により、実施例のトランスミッション２では、走行中か停車中かのハイブリッド車の状態に応じて、筐体１２内のオイル１７の液位を開閉弁により調整することができる。これにより、ギア群２１−２３の回転に対する抵抗の抑制とギア群２１−２３の冷却の促進を効果的に両立することができる。特に、Ｄレンジ又はＲレンジが選択されるとともに開閉弁１５が開き、筐体１２のオイル１７の液位が下がる。走行開始と同時に低い回転抵抗を享受できる。

また、トランスミッション２は、ハイブリッド車のエンジンルーム内に配置される。そのため、トランスミッション２の上方は、エンジンルームを覆うボンネットにより覆われる。一方、トランスミッション２の下方は、ボンネットに覆われておらず、走行中の風を受ける。本実施例によれば、サブオイルタンク１３は、筐体１２の下、即ち、トランスミッション２の下に配置されており、走行中の風を受けて、冷却される。これにより、サブオイルタンク１３内のオイル１７の冷却を促進することができる。

さらに、オイルポンプ１６は、サブオイルタンク１３内で冷却されたオイル１７を筐体１２内に送る。これにより、ギア群２１−２３が効果的に冷却される。特に、ハイブリッド車が走行している（即ち、シフトポジションがＤレンジである）場合、オイルポンプ１６は、筐体１２内のオイルの液位が下げられている状態で、サブオイルタンク１３内の冷却されたオイル１７を筐体１２内に送ることが可能である。これにより、ハイブリッド車の走行中においても、ギア群２１−２３の回転に対する抵抗の抑制とギア群２１−２３の冷却の促進を効果的に両立することができる。

また、ハイブリッド車が坂を走行している場合、筐体１２内のオイル１７の液面は、筐体１２の底である隔壁１４に対して斜めになる。この場合、オイル１７の液面と筐体１２の上面に設けられているブリーザ弁との距離が近くなる。しかし、本実施例によれば、ハイブリッド車が走行している（即ち、シフトポジションがＤレンジである）場合、筐体１２内のオイル１７の液位が下がる。このため、オイル１７がブリーザ弁１８に付着することが防止される。

以下、実施例で示した技術に関する留意点を述べる。実施例のトランスミッション２は、モータを含まなくてもよい。また、本明細書で開示する技術は、ハイブリッド車用のトランスミッションに限らず、エンジン車用のトランスミッションにも適用可能である。即ち、本明細書で開示する技術は、「自動車用のトランスミッション」に適用可能である。

本明細書におけるＤレンジとは、走行を可能とするシフトポジションを意味し、オートマチックトランミッションのＤレンジのみならず、マニュアルトランスミッションの各変速段（１速〜Ｎ速）のシフトポジションも含む。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２：トランスミッション
３：コントローラ
４：シフトレバー
１２：筐体
１３：サブオイルタンク
１４：隔壁
１５：開閉弁
１６：オイルポンプ
１７：オイル
１８：ブリーザ弁
１８ａ、１８ｂ：ホース
２１−２３：ギア群
２１：変速ギアセット
２２：カウンタギア
２３：デファレンシャルギア

Claims (1)

1. 自動車用のトランスミッションであり、
   ギア群を収容している筐体と、
   前記筐体の下に設けられているサブオイルタンクと、
   前記筐体と前記サブオイルタンクを区画している隔壁に設けられている開閉弁と、
   前記サブオイルタンク内のオイルを前記筐体内に送るオイルポンプと、
   を備えており、
   前記開閉弁は、シフトポジションがＤレンジ又はＲレンジのときに開かれており、ＤレンジとＲレンジ以外のときに閉じられている、トランスミッション。

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