JP4626381B2 - 車両用変速機のオイルパン構造 - Google Patents

Description

この発明は、一般的には、車両用変速機のオイルパン構造に関し、より特定的には、歯車等の潤滑や、クラッチ、トルクコンバータ等の作動に用いられるオイルを貯留する車両用変速機のオイルパン構造に関する。

従来の車両用変速機のオイルパン構造に関して、たとえば、実開平２−１２８８６２号公報には、空気の吸い込みを確実に防止して、自動変速機の正常な作動を確保することを目的とした自動変速機の油吸入装置が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された油吸入装置では、オイルストレーナの吸入口の前後両側に、バッフルプレートが設けられている。バッフルプレートは、所定量の油で満たされるオイルリザーバに取り付けられている。バッフルプレートは、ヒンジによってオイルリザーバの底部に結合されており、このヒンジを介して揺動可能に設けられている。

また、特開２０００−１８３７１号公報には、車両の急加速時に、オイルストレーナの吸い込み口が貯留オイルから露出することを防止するためのオイルパンが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示されたオイルパンの底面には、バッフルプレートが設けられている。バッフルプレートは、ピン等からなる回転軸部材と、その回転軸部材を回転自在に受ける支持部材とによって、車両前後方向に回動可能に設けられている。

また、特開平５−２８０６１９号公報には、制動時に、オイルフィルタが空気を吸い込むことを防止するための変速機のオイルパンが開示されている（特許文献３）。特許文献３に開示されたオイルパンでは、バッフルプレートが、スポット溶接によってオイルパンの底面に固着されている。
実開平２−１２８８６２号公報 特開２０００−１８３７１号公報 特開平５−２８０６１９号公報

車両用変速機では、急旋回時や急制動時、急加速時など車両に大きい加速度が作用した時に、オイルパン内のオイルに片寄りが生じる。この場合、低油温時でオイルの粘性が高い時には、オイルパンへのオイルの戻りが悪く、オイル吸い込み口でエア吸い（空気を吸い込む現象）が発生するおそれがある。一方、車両用変速機のオイルパンは、変速機の最下部に設けられており、変速機の各部を潤滑、冷却、作動したオイルは、オイルパンの底面上に落下した後、オイル吸い込み口から再び変速機に圧送される。このため、オイルパンの底面上に落下したオイルを、オイル吸い込み口に向けてスムーズに流すことも要求される。

これに対して、上述の特許文献１では、バッフルプレートが、オイルストレーナの吸込口に向かう油の移動を妨害にしない非作動位置と、加速度が作用した時、油がストレーナの吸込口から遠ざかる方向に移動することを妨害する油移動妨害位置とに位置決めされるように可倒式に設けられている。また、特許文献２でもバッフルプレートが可倒式に設けられている。しかしながら、これらの構造では、バッフルプレートの形状が複雑になったり、取り付け作業が煩雑になるおそれがある。また、特許文献１から３では、バッフルプレートを設けた分だけ変速機の部品点数が増加している。

そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、簡易な構成で、オイルの円滑な回収と、エア吸いの発生の防止とが達成される車両用変速機のオイルパン構造を提供することである。

この発明に従った車両用変速機のオイルパン構造は、底面を有し、オイルを底面上に貯めるオイルパンと、底面上で開口するオイル吸い込み口を有し、底面から鉛直上方向に離間した位置に設けられたバルブボディと、オイル吸い込み口の周りに設けられ、オイル吸い込み口から遠ざかるオイルの移動を規制するバッフルプレートとを備える。バッフルプレートは、バルブボディに設けられ、バルブボディから底面に向かって延びている。

このように構成された車両用変速機のオイルパン構造によれば、急旋回時や急制動時、急加速時など車両に大きい加速度が作用した時に、バッフルプレートによって、オイルパン内のオイルに片寄りが生じることを抑制できる。これにより、油面が大きく傾き、オイル吸い込み口が油面から露出することを防止できる。この際、バッフルプレートは、底面から鉛直上方向に離間したバルブボディに設けられているため、オイルパン内でオイル吸い込み口に向かうオイルの流れを、底面上に容易に確保することができる。このため、バッフルプレートの構成を簡易にしたまま、エア吸いの発生の防止と、オイルの円滑な回収との両方を実現することができる。

また好ましくは、バッフルプレートは、バルブボディを構成するプレートである。このように構成された車両用変速機のオイルパン構造によれば、部品点数の増加を招くことなく、上述の効果を得ることができる。これにより、取り付け作業性の向上と、部品コストの削減とを図ることができる。

また好ましくは、底面に向かって延びるバッフルプレートの先端と、底面との間には、隙間が形成されている。このように構成された車両用変速機のオイルパン構造によれば、オイルパン内のバッフルプレートを設けた位置において、オイルをオイル吸い込み口に向けて確実に流すことができる。

以上説明したように、この発明に従えば、簡易な構成で、オイルの円滑な回収と、エア吸いの発生の防止とが達成される車両用変速機のオイルパン構造を提供することができる。

この発明の実施の形態について、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。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１におけるオイルパン構造が適用された自動変速機を示す分解組み立て図である。図１を参照して、自動変速機１０の筐体は、鉛直下方向に開口されたトランスミッションケース１１と、その開口位置を塞ぐようにトランスミッションケース１１に取り付けられるオイルパン１２とから構成されている。トランスミッションケース１１内には、ギヤやシャフト、ベアリングなどから構成され、エンジンから出力された動力を変速してドライブシャフト側に出力するためのギヤトレーンが収容されている。オイルパン１２は、底面１２ｃを有する。オイルパン１２は、受け皿形状に形成されている。

図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った自動変速機の断面図である。図１および図２を参照して、自動変速機１０の筐体内には、所定量のオイルが封入されており、オイルパン１２は、底面１２ｃ上においてそのオイルを受けている。オイルは、ＡＴＦ（automatic transmission fluid）と呼ばれ、変速を行なうためのクラッチを作動させたり、トルクコンバータの力の伝達を行なったり、歯車等の機械要素間の焼き付き防止のための潤滑油として機能したりする。

トランスミッションケース１１内に収容されるギヤトレーンの底部には、油圧制御を行なうバルブボディ２１が取り付けられている。バルブボディ２１は、たとえば、アルミニウム合金から形成されている。バルブボディ２１は、底面１２ｃから鉛直上方向に離間した位置に配置されている。バルブボディ２１は、ロアボディ２２、ミドルボディ２８およびアッパボディ３０によって構成されており、各ボディの内部には、油圧ラインが形成されている。ロアボディ２２、ミドルボディ２８およびアッパボディ３０は、この挙げた順に底面１２ｃから近い順に並んで配置されている。ロアボディ２２は、全体がオイルパン１２に収容されている。

ロアボディ２２とミドルボディ２８との間およびミドルボディ２８とアッパボディ３０との間には、それぞれ、バルブプレート２３および２９が配置されている。バルブプレート２９は、略水平方向に延在している。バルブプレート２９は、ミドルボディ２８とアッパボディ３０とが向い合う領域からはみ出さない程度の大きさに形成されている。底面１２ｃとバルブプレート２３との間の距離は、底面１２ｃとバルブプレート２９との間の距離よりも小さい。

ロアボディ２２の底部には、ストレーナ３１が設けられている。ストレーナ３１は、オイルパン１２からバルブボディ２１に供給されるオイル中の異物を除去する。ストレーナ３１は、全体がオイルパン１２に収容されており、底面１２ｃとロアボディ２２との間に位置決めされている。ストレーナ３１には、底面１２ｃから鉛直上方向に離間した位置で、底面１２ｃと向い合って開口するオイル吸い込み口３２が形成されている。

図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったバルブボディの断面図である。図２および図３を参照して、バルブプレート２３は、ロアボディ２２とミドルボディ２８とが向い合う領域からはみ出す大きさに形成されている。バルブプレート２３は、ロアボディ２２とミドルボディ２８とに挟まれた位置で略水平方向に延在する本体部２３ｓと、車両進行方向の前方において、本体部２３ｓの端部から底面１２ｃに向かって延びるバッフルプレート部２３ｍと、車両進行方向の後方において、本体部２３ｓの端部から底面１２ｃに向かって延びるバッフルプレート部２３ｎとから構成されている。本体部２３ｓには、ロアボディ２２に形成された油圧ラインと、ミドルボディ２８に形成された油圧ラインとを適当な位置で連通させる孔２４が複数、形成されている。

バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、車両進行方向に距離を隔てたバルブプレート２３の両端が折り曲げられることによって形成されている。つまり、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、バルブボディ２１の一部をなすバルブプレート２３に一体に形成されている。これにより、バッフルプレートを設けるために、新たな部品を追加する必要がないため、部品コストが増大したり組み立て作業性が低下することを防止できる。なお、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、バルブプレート２９に形成されていても良い。

バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、オイル吸い込み口３２の周りに形成されており、本実施の形態では、オイル吸い込み口３２を車両進行方向の前後から挟み込む位置に設けられている。バッフルプレート部は、オイル吸い込み口３２の四方を囲むように形成されていても良いし、オイル吸い込み口３２の周りで周方向に延在して形成されていても良い。バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、鉛直方向に対して傾斜しながら、本体部２３ｓから底面１２ｃに向かって延びている。バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、本体部２３ｓから底面１２ｃに向かうに従って、オイル吸い込み口３２から遠ざかるように延びている。

バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、それぞれ、底面１２ｃに向かって延びる先端に先端部２３ｐおよび２３ｑを有する。先端部２３ｐおよび２３ｑと底面１２ｃとの間には、隙間が形成されている。隙間は、たとえば、２ｍｍ以上５ｍｍ以下の大きさを有する。

バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎには、円形状の貫通孔２５が複数個ずつ形成されている。貫通孔２５は、本体部２３ｓに相対的に近く、先端部２３ｐおよび２３ｑに相対的に遠い位置に形成されている。なお、貫通孔２５の形状は、円形状に限定されず、たとえば、矩形形状や長円形状に形成されていても良い。また、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎに、適当な形状を有する貫通孔が１つずつ形成されていても良い。また、バッフルプレート部２３ｍに形成された貫通孔２５の開口面積が、バッフルプレート部２３ｎに形成された貫通孔２５の開口面積よりも小さくても良い。

図４は、図２中の２点鎖線ＩＶで囲まれた付近を示す断面図である。図中には、低油温時において、車両が急加速もしくは急発進した場合のオイルパン１２内の様子が示されている。図２および図４を参照して、車両が寒冷地で使用される場合等、自動変速機１０の始動時には、油温が氷点下以下の温度になることがあり、このため油の粘性が非常に高くなる。このとき、オイルパン１２へのオイルの戻りが悪くなり、オイルパン１２内で油面の高さが著しく低下する。

このような場合に、車両が急加速もしくは急発進すると、オイルパン１２に貯まった油に、車両進行方向の前方から後方に向かう慣性力が作用し、結果、オイルは車両後方に移動しようとする。このとき、本実施の形態ではバッフルプレート部２３ｎが設けられているため、オイルの移動がバッフルプレート部２３ｎによって妨げられる。これにより、オイルパン１２内のオイルに片寄りが生じることが抑制され、オイル吸い込み口３２が油面から露出することを防止できる。

一方、車両が急制動すると、オイルパン１２に貯まったオイルに、車両進行方向の後方から前方に向かう慣性力が作用し、結果、オイルは車両前方に移動しようとする。このとき、オイルの移動がバッフルプレート部２３ｍによって妨げられ、オイル吸い込み口３２が油面から露出することを同様に防止できる。

図５は、図４中に示すオイルパン内の通常時の様子を示す断面図である。図５を参照して、本実施の形態では、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎの先端部２３ｐおよび２３ｑと、底面１２ｃとの間に、隙間が形成されている。また、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎには、貫通孔２５が形成されている。このため、ギヤトレーンからオイルパン１２に戻ったオイルは、底面１２ｃ上に形成されたこれらの隙間や貫通孔２５を通り、オイル吸い込み口３２に向かって流れる。

本実施の形態では、バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎがバルブボディ２１に設けられている。このため、オイル流れを規制するバッフルプレートが、底面１２ｃに設けられている場合と比較して、バッフルプレートと底面１２ｃとの間に隙間を確保する構成を容易に得ることができる。一方、オイルパン１２に戻ったオイルは、オイルパン１２の最下部にある底面１２ｃ上に貯まる。このため、底面１２ｃ上に隙間を確保することで、油面の高さにかかわらず、オイルをオイル吸い込み口３２に向けて確実に流すことができる。これにより、オイルをオイル吸い込み口３２で円滑に回収することができる。

また、車両ではブレーキ性能が加速性能よりも高いため、車両が急加速もしくは急発進した時よりも、急制動した時の方が、オイルの片寄りが大きくなる。このため、先端部２３ｐと底面１２ｃとの間の隙間の大きさを、先端部２３ｑと底面１２ｃとの間の隙間の大きさよりも小さく設定しておいても良い。この場合、比較的小さい隙間を設定したバッフルプレート部２３ｍによって、急制動時のオイルの片寄りを効果的に抑制しつつ、比較的大きい隙間を設定したバッフルプレート部２３ｎ側で、オイルパン１２内のオイルをオイル吸い込み口３２に向けてより円滑に流すことができる。

この発明の実施の形態１における車両用変速機としての自動変速機１０のオイルパン構造は、底面１２ｃを有し、オイルを底面１２ｃ上に貯めるオイルパン１２と、底面１２ｃ上で開口するオイル吸い込み口３２を有し、底面１２ｃから鉛直上方向に離間した位置に設けられたバルブボディ２１と、オイル吸い込み口３２の周りに設けられ、オイル吸い込み口３２から遠ざかるオイルの移動を規制するバッフルプレートとしてのバッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎとを備える。バッフルプレート部２３ｍおよび２３ｎは、バルブボディ２１に設けられ、バルブボディ２１から底面１２ｃに向かって延びている。

このように構成された、この発明の実施の形態１における自動変速機１０のオイルパン構造によれば、オイル吸い込み口３２でエア吸いが発生することを防止できる。これにより、潤滑もしくは冷却用のオイルを確実にギヤトレーンを構成するギヤやベアリングに供給することができ、ギヤトレーンで焼き付きが発生することを防止できる。また、バルブボディ２１内でソレノイドの油圧を十分に確保することができる。これにより、変速不良の発生を防止し、ドライバビリティの維持、向上を図ることができる。

従来のオイルパン構造では、低油温時に油面高さが著しく低下する状況下にあってもエア吸いが発生しないように、本来必要な量よりも多めのオイルを、自動変速機に封入していた。しかしながら、本実施の形態によれば、低油温時に車両に大きな加速度が作用する場合であっても、エア吸いの発生を防止できるため、オイルを多めに封入する必要がない。このため、車両重量の増大に起因した燃費の低下や、ブリーザ吹き（自動変速機に設けられたブリーザからオイルが吹き出す現象）の発生を防止できる。

なお、本実施の形態では、本発明を自動変速機１０に適用した場合について説明したが、自動変速機のほか、手動変速機や無段変速機（ＣＶＴ：continuously variable transmission）に適用することもできる。

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２におけるオイルパン構造に用いられるバルブプレートを示す平面図である。本実施の形態におけるオイルパン構造は、実施の形態１におけるオイルパン構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図６を参照して、本実施の形態では、バルブプレート２３は、本体部２３ｓと、車両進行方向の前方において、本体部２３ｓの端部から底面１２ｃに向かって延びるバッフルプレート部４３ｍと、車両進行方向の後方において、本体部２３ｓの端部から底面１２ｃに向かって延びるバッフルプレート部２３ｎとから構成されている。バッフルプレート部４３ｍは、車両進行方向の前方側から車両幅方向の両側に回り込むように、本体部２３ｓの周縁に沿って延在している。バッフルプレート部４３ｍは、車両進行方向の前方および車両幅方向の両側の一部の範囲で、オイル吸い込み口３２を取り囲むように形成されている。

このように構成された、この発明の実施の形態２における自動変速機のオイルパン構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、オイルの片寄りが最も大きくなる、車両が左右に方向転換しながら急制動した場合においても、バッフルプレート部４３ｍによってオイルの片寄りを効果的に抑制することができる。

（実施の形態３）
図７は、この発明の実施の形態３におけるオイルパン構造が適用された自動変速機を示す断面図である。図７は、実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態におけるオイルパン構造は、実施の形態１におけるオイルパン構造と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造については説明を繰り返さない。

図７を参照して、本実施の形態では、本体部２３ｓとバッフルプレート部２３ｎとがなす角度αが、実施の形態１よりも小さく、３０°以上６０°以下の大きさを有する。

角度αを６０°以下にすることによって、ギヤトレーンから底面１２ｃ上に落下するオイルを、より多くバッフルプレート部２３ｎによって遮ることができる。つまり、本実施の形態では、より多くのオイルが、まずバッフルプレート部２３ｎの表面２３ａ上に落下し、表面２３ａを伝った後、オイルパン１２に戻る。これにより、オイルが底面１２ｃ上に貯まったオイルの中に直接、落下し、オイルパン１２内のオイルが泡立ったり、油面が大きく波打ったりすることを抑制できる。また、角度αを３０°以上にすることによって、バッフルプレート部２３ｎが底面１２ｃに向かって延びる距離を極端に増大させることなく、急発進時等においてオイルの片寄りを効果的に防止することができる。

なお、ここでは車両後方に設けられたバッフルプレート部２３ｎについてのみ説明したが、車両前方に設けられたバッフルプレート部２３ｍに関しても同様の構造を適用することができる。

このように構成された、この発明の実施の形態３における自動変速機のオイルパン構造によれば、実施の形態１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。加えて、オイルパン１２内でオイルの泡立ちや油面の揺れを抑えることによって、オイル吸い込み口３２でエア吸いが発生することをさらに確実に防止できる。

なお、以上の実施の形態１から３で説明したオイルパン構造を、適宜組み合わせて、別のオイルパン構造を構成しても良い。

今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。

この発明の実施の形態１におけるオイルパン構造が適用された自動変速機を示す分解組み立て図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った自動変速機の断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線上に沿ったバルブボディの断面図である。 図２中の２点鎖線ＩＶで囲まれた付近を示す断面図である。 図４中に示すオイルパン内の通常時の様子を示す断面図である。 この発明の実施の形態２におけるオイルパン構造に用いられるバルブプレートを示す平面図である。 この発明の実施の形態３におけるオイルパン構造が適用された自動変速機を示す断面図である。

符号の説明

１０ 自動変速機、１２ オイルパン、１２ｃ 底面、２１ バルブボディ、２３ｍ，２３ｎ バッフルプレート部、２３ｐ，２３ｑ 先端部、３２ オイル吸い込み口。

Claims (5)

1. 底面を有し、オイルを前記底面上に貯めるオイルパンと、
   前記底面上で開口するオイル吸い込み口を有し、前記底面から鉛直上方向に離間した位置に設けられたバルブボディと、
   前記オイル吸い込み口の周りに設けられ、前記オイル吸い込み口から遠ざかるオイルの移動を規制するバッフルプレートとを備え、
   前記バッフルプレートは、前記バルブボディに設けられ、前記バルブボディから前記底面に向かって延び、
   前記バルブボディは、油圧ラインが形成される第１ボディと、油圧ラインが形成され、前記第１ボディと積み重ねられる第２ボディとを有し、
   前記バッフルプレートは、前記第１ボディおよび前記第２ボディの間に挟まれ、前記第１ボディに形成された油圧ラインと、前記第２ボディに形成された油圧ラインとを互いに連通させる孔が形成される本体部と、前記本体部から前記底面に向かって延びるバッフルプレート部とを有する、車両用変速機のオイルパン構造。
2. 前記バッフルプレートは、前記バルブボディを構成するプレートである、請求項１に記載の車両用変速機のオイルパン構造。
3. 前記底面に向かって延びる前記バッフルプレートの先端と、前記底面との間には、隙間が形成されている、請求項１または２に記載の車両用変速機のオイルパン構造。
4. 前記バッフルプレート部は、前記バルブボディに対して車両進行方向の前方に配置され、前記本体部から前記底面に向かって延びる第１バッフルプレート部と、前記バルブボディに対して車両進行方向の後方に配置され、前記本体部から前記底面に向かって延びる第２バッフルプレート部とを含み、
   前記底面に向かって延びる前記第１バッフルプレート部および前記第２バッフルプレート部の先端と、前記底面との間には、それぞれ隙間が形成され、
   前記第１バッフルプレート部と前記底面との間の隙間が、前記第２バッフルプレート部と前記底面との間の隙間よりも小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用変速機のオイルパン構造。
5. 前記バッフルプレート部は、前記バルブボディに対して車両進行方向の前方に配置され、前記本体部から前記底面に向かって延びる第１バッフルプレート部と、前記バルブボディに対して車両進行方向の後方に配置され、前記本体部から前記底面に向かって延びる第２バッフルプレート部とを含み、
   前記第１バッフルプレート部および前記第２バッフルプレート部には、貫通孔が形成され、
   前記第１バッフルプレート部に形成された前記貫通孔の開口面積が、前記第２バッフルプレート部に形成された前記貫通孔の開口面積よりも小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載の車両用変速機のオイルパン構造。

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