JP5141353B2 - 動力伝達装置の流体通路構造 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置の流体通路構造、特にケース内の潤滑油を歯車等の伝動要素により上方側にかき上げて循環させるようにした動力伝達装置の流体通路構造に関する。

車両用の動力伝達装置、例えば変速機ケースにディファレンシャル機構を組み込んだトランスアクスル構造のような動力伝達装置においては、ディファレンシャルリングギヤ等の大物の回転伝動要素を利用してトランスミッションケースの内底部から潤滑油（潤滑・冷却用の油）を上方側にかき上げて循環させるようにしたものがある。

従来のこの種の車両用の動力伝達装置としては、例えば電動機（駆動用電動機および発電用電動機）を装備したハイブリッド型のもので、ディファレンシャルリングギヤによりケース内底部側からかき上げられた潤滑用および電動機冷却用の潤滑油をケース内の上方側に位置する流体導入通路を通してキャッチタンクに導入して一時的にそのキャッチタンクに貯留するとともに、流体導入通路から分岐した冷却用流体分配通路にも冷却用流体としての潤滑油を導入し、それら潤滑油を徐々に予め定めた潤滑・冷却経路で流下させることによって、運転中の大物ギヤ等の負荷を有効に低減させつつ、各動作部の潤滑および発熱部の冷却を行うようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−８３４９１号公報

しかしながら、上述のような従来の動力伝達装置にあっては、ディファレンシャルリングギヤによりケース内底部側からかき上げられた潤滑油をキャッチタンクおよび冷却用流体分配通路に導入する流体導入通路が、冷却用流体分配通路の分岐方向への段差を有する程度の比較的平坦な壁面構成であったため、かき上げられた潤滑油を十分に冷却用流体分配通路側に導入できず、電動機の冷却が不十分になり易いという問題があった。

特に、ケースサイズの制約により通路幅が狭くなる場合には、冷却用流体分配通路の分岐方向への段差も小さくなるため、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保し難く、電動機の温度が通常より上昇してしまう場合があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、ケースのサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保することのできる動力伝達装置の流体通路構造を提供することを目的とする。

本発明に係る動力伝達装置の流体通路構造は、上記目的達成のため、（１）ケース内に貯留された潤滑または冷却用の流体を前記ケース内に内蔵される伝動要素により前記ケース内に形成された流体導入通路にかき上げ、該流体導入通路を通して前記流体を前記ケース内で循環させるようにした動力伝達装置の流体通路構造において、前記ケースが、前記流体導入通路を形成するとともに前記流体導入通路を狭めるように前記流体導入通路の延在方向と異なる第１方向の段差を形成する第１段差面部を有する通路内壁面と、前記第１段差面部の近傍で前記通路内壁面に開口し潤滑油を流下させることができる流体分配通路と、を有し、前記通路内壁面が、前記流体分配通路の開口に対し前記流体導入通路の延在方向で前記第１段差面部とは反対側に位置する上流側内壁面と、前記第１段差面部および前記上流側内壁面の間で前記第１段差面部によって曲げられる流体の一部の流れを前記流体分配通路の開口側に分岐させるよう方向付けるとともに前記流体導入通路の通路幅を拡げるように前記第１方向とは異なる第２方向の段差を形成する中間の通路内壁面と、前記第１段差面部より下流側に位置する下流側内壁面と、によって構成されていることを特徴とする。

この構成により、流体導入通路の通路内壁面に開口する流体分配通路の開口近傍で、第１段差面部によって第１方向の段差が形成されるとともに、流体導入通路の通路幅を拡げるように第１方向とは異なる第２方向の段差が形成されることとなり、流体導入通路中の流体が第１方向および第２方向に曲げられることで、この流体の流れに渦流が生じることになり、その近傍で開口する流体分配通路に流体が流れ込み易くなる。したがって、ケースのサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保することが可能となる。

上記（１）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造においては、（２）前記上流側内壁面が前記流体導入通路の通路幅方向一方側に位置する第１側壁面部を、前記下流側内壁面が前記流体導入通路の通路幅方向一方側に位置する第２側壁面部を、それぞれ有するとともに、前記中間の通路内壁面および前記上流側内壁面が、前記第１側壁面部および前記第１段差面部に連続して形成された通路内底面部を有し、前記通路内底面部が、前記流体分配通路の開口に対し前記第１段差面部とは反対側に位置する上流側の第１底壁面部と、前記第１段差面部および前記第１底壁面部の間に位置する第２底壁面部と、前記第１底壁面部に対し前記第２底壁面部が前記流体導入通路の幅を拡げる側に位置するように前記第１底壁面部および前記第２底壁面部の間に前記第１方向と直交する方向の段差を形成する第２段差面部と、によって構成されているのが好ましい。

この構成により、伝動要素によりかき上げられ、流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で、第１段差面部によって第１方向に方向付けられるとともに、第２段差面部によって第２方向にも方向付けられることとなり、流体分配通路の開口近傍の流体に縦の渦が生じ易くなる。したがって、その渦流の側方で開口する流体分配通路に流体が流れ込み易くなる。

上記（２）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造においては、（３）前記第１方向の段差が、前記第１側壁面部および前記第２側壁面部の間で前記通路延在方向と直交する方向の段差となっているのが好ましい。

この構成により、流体導入通路に導入された流体の流れを流体分配通路側に分岐させる方向付けが容易にできる。

上記（２）または（３）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造においては、（４）前記第１側壁面部が、前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第１方向の段差を形成する第３段差面部を有しているのが好ましい。

この構成により、上流側内壁面の第１側壁面部に配される第３段差面部によって第１段差面部より小さい段差の範囲内で第１方向の段差が形成され、流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で第１段差面部によって方向付けられる前に、第３段差面部によって流体分配通路の開口前方側に到達する程度に予め第１方向に多少方向付けられる。したがって、流体導入通路に導入された流体を流体分配通路側に確実に分配できる。

上記（２）〜（４）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造は、好ましくは、（５）前記通路内壁面が、前記第１底壁面部および前記第２底壁面部に対向する上壁面部を有し、該上壁面部が、前記第２底壁面部に対向するとともに前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成する第４段差面部を有している。

この構成により、上壁面部に配される第４段差面部によって第１段差面部より小さい段差の範囲内で第２方向の段差が形成され、流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で第１段差面部によって方向付けられるとともに、第２段差面部および第４段差面部によって第２方向に強く方向付けられることとなり、流体分配通路の開口近傍の流体に縦の渦がより生じ易くなり、流体分配通路への流体の導入量が十分に確保できる。

上記（２）または（３）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造は、好ましくは、（６）前記上流側の第１側壁面部が、前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第１方向の段差を形成する第３段差面部を有するとともに、前記通路内壁面が、前記第１底壁面部および前記第２底壁面部に対向する上壁面部を有し、該上壁面部が、前記第１段差面部および前記第３段差面部の間に、前記第２底壁面部に対向するとともに前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成する第４段差面部を有しているのがよい。

この構成により、上流側内壁面の第１側壁面部に配される第３段差面部によって第１段差面部より小さい段差の範囲内で第１方向の段差が形成され、流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で第１段差面部によって方向付けられる前に、第３段差面部によって流体分配通路の開口前方側に到達する程度に予め第１方向に多少方向付けられる。また、上壁面部に配される第４段差面部によって第１段差面部より小さい段差の範囲内で第２方向の段差が形成され、流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で第１段差面部によって方向付けられるとともに、第２段差面部および第４段差面部によって第２方向に強く方向付けられることとなり、流体分配通路の開口近傍の流体に縦の渦がより生じ易くなり、流体分配通路への流体の導入量が十分に確保できる。

上記（５）または（６）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造においては、（７）前記上壁面部の前記第４段差面部が、前記通路内底面部の前記第２段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成しているのがよい。

流体導入通路に導入された流体が流体分配通路の開口近傍で第１段差面部によって方向付けられる前に、第４段差面部によって第２段差面部に到達する程度に予め第２方向に多少方向付けられる。

上記（１）〜（７）のいずれかに記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造は、（８）前記伝動要素が、歯車であるのが好ましい。

この構成により、ケース内底部側からの流体のかき上げが安定的に実行されるとともに、歯車の回転速度に応じてそのかき上げ量が増減変化することになり、所要の潤滑・冷却が可能となる。

上記（８）記載の構成を有する動力伝達装置の流体通路構造においては、（９）前記動力伝達装置が、車両用の変速機構とディファレンシャル機構とを含み、前記伝動要素が、前記ディファレンシャル機構に外装されたリングギヤであっても好ましい。

この構成により、周速の大きいディファレンシャル機構のリングギヤによって効果的な流体のかき上げがなされ、動力伝達装置の作動状態に適した十分な流体の導入量を確保することが可能となる。

本発明によれば、流体導入通路の通路内壁面に開口する流体分配通路の開口近傍で、第１段差面部により通路延在方向とは異なる第１方向の段差を形成するとともに、流体導入通路の通路幅を拡げるよう第１方向とは異なる第２方向の段差を形成しているので、流体導入通路中の流体を第１方向および第２方向に曲がるように方向付け、この流体に渦流を生じさせることができ、その近傍で開口する流体分配通路に流体が流れ込み易くなるようにして、ケースのサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保することができる動力伝達装置の流体通路構造を提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図６は、本発明の一実施形態に係る車両用動力伝達装置の流体通路構造を示す図で、本発明を４輪駆動車のフロントドライブ用の動力伝達装置に適用した例を示しており、図１は、その一実施形態における片側のケースの流体通路構造を示すそのケースの側面図、図２は、図１のII-II矢視方向に見た組合せ断面図、図３は、図１の要部を拡大して示す部分拡大図、図４は、図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ矢視断面図、図６は、図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。

まず、その構成について説明すると、図１および図２に示すように、本実施形態の車両用動力伝達装置は、トランスミッションケース１０の一部を構成するケース１１内に変速機構を構成する遊星歯車機構２０と、左右駆動軸３１、３２への差動出力が可能なディファレンシャル機構３０とを収納し、さらに遊星歯車機構２０の入力要素を駆動するモータ型駆動手段４０を装着したトランスアクスルタイプのものである。また、モータ型駆動手段４０は、ケース１１の一端側に位置する駆動用モータ４１（一方のモータ）と、エンジンからの動力により発電可能なモータジェネレータ４２（他方のモータ）とを含んで構成されている。

図２に示すように、ケース１１の一端側（同図中左端側）にはカバー１２が液体密に装着されており、ケース１１の他端側には、最終的にエンジンブロック側に締結支持されることになるハウジング１３が締結されている。また、ハウジング１３内はカバー１４によりモータジェネレータ４２の収納部分とエンジンからの駆動力伝達機構であるダンパー要素５の収納部分とに区画されている。そして、これらケース１１、カバー１２、１４およびハウジング１３によってトランスミッションケース１０が構成されている。

遊星歯車機構２０は、駆動用モータ４１の出力減速用の第１の遊星歯車機構部２１と、エンジン側からの動力をモータジェネレータ４２とカウンタドライブギヤ２３とに分配する動力分配機能を有する第２の遊星歯車機構部２２とによって構成されており、それら第１の遊星歯車機構部２１および第２の遊星歯車機構部２２は、外周側のリングギヤ部分（図中符号なし）で出力要素であるカウンタドライブギヤ２３と一体化されている。

なお、図２中においては符号を示していないが、第１の遊星歯車機構部２１は、駆動用モータ４１のロータ４１ａにスプライン結合したサンギヤ（入力要素）と、サンギヤを取り囲む内歯のリングギヤと、サンギヤの周りに周方向等間隔すなわち等角度間隔に設けられてサンギヤおよびリングギヤに噛合する複数のピニオンと、複数のピニオンを予め設定された公転半径位置に回転自在に支持するキャリア（固定要素）とによって構成されている。また、第２の遊星歯車機構部２２は、モータジェネレータ４２のロータ４２ａにスプライン結合したサンギヤと、このサンギヤを取り囲む内歯のリングギヤと、サンギヤの周りに周方向等間隔に設けられてサンギヤおよびリングギヤに噛合する複数のピニオンと、複数のピニオンを自転可能に支持するとともにインプットシャフト１に固定もしくは回転方向一体に連結されたキャリア（反力要素）とを有している。

そして、第１の遊星歯車機構部２１および第２の遊星歯車機構部２２のリングギヤと一体化されたカウンタドライブギヤ２３の一端部は、ケース１１の環状支持部１５に回転自在に支持されており、カウンタドライブギヤ２３の他端部は、環状支持部１５に対向するハウジング１３の環状肉厚部部分１３ｒに回転自在に支持されている。このカウンタドライブギヤ２３は、カウンタドリブンギヤ３３に噛合している。

カウンタドリブンギヤ３３は、ファイナルドライブギヤ３４が一体に形成されたカウンタシャフト３５にスプライン結合しており、ファイナルドライブギヤ３４はディファレンシャル機構３０のデフケース３６に締結・外装されたファイナルギヤであるディファレンシャルリングギヤ３７（歯車）に噛合している。また、デフケース３６内には、一対のディファレンシャルピニオン３８ａ、３８ｂと、左右一対のディファレンシャルサイドギヤ３９ａ、３９ｂが設けられている。なお、このような複数のギヤ２３、３３、３４、３７による減速やディファレンシャル機構３０の機能等は公知であり、ここでは詳述しない。

図２に示すように、駆動用モータ４１は、例えば永久磁石４１ｍが装着されたロータ４１ａと、三相コイル４１ｃが巻回されたステータ４１ｂとを有する永久磁石同期電動機として構成されており、ロータ４１ａはケース１１にベアリング４３を介して回転自在に支持されるとともに、そのケース内方側の端部で第１の遊星歯車機構部２１のサンギヤにスプライン結合している。また、ロータ４１ａの軸方向外端部はカバー１２の軸受保持部１２ａにベアリング４４を介して回転自在に支持されている。

モータジェネレータ４２は、例えば永久磁石４２ｍが装着されたロータ４２ａと、三相コイル４２ｃが巻回されたステータ４２ｂとを有する永久磁石同期発電電動機として構成されており、ロータ４２ａはインプットシャフト１に回転自在に支持されるとともにハウジング１３にベアリング４５を介して回転自在に支持され、そのケース内方側の端部で第２の遊星歯車機構部２２のサンギヤにスプライン結合している。また、ロータ４２ａのエンジン側の端部はハウジング１３内のカバー１４にベアリング４６を介して回転自在に支持されている。

一方、本実施形態の車両用動力伝達装置においては、トランスミッションケース１０内に潤滑油Ｌ（以下、単に潤滑油という）が貯留されており、図１および図４中に矢印ｆ０で示すように、その潤滑油をトランスミッションケース１０の内壁面に沿った流れとなるようディファレンシャルリングギヤ３７によってトランスミッションケース１０内の上方側にかき上げることで、トランスミッションケース１０内の上方側に形成された流体導入通路１０１に導入するようになっている。そして、図４〜図６中に矢印ｆ１〜ｆ６で示すように、その流体導入通路１０１を通して、潤滑油を予め設定されたトランスミッションケース１０内の複数の潤滑・冷却経路に分岐させながら徐々に流下させ、トランスミッションケース１０内の底部側に戻った潤滑油を再度ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げて、トランスミッションケース１０内で循環させるようになっている。

図１、図３および図４に示すように、トランスミッションケース１０は、流体導入通路１０１を形成しており、この流体導入通路１０１はディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられた潤滑油を導入可能な位置に配置されている。流体導入通路１０１は、ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられた潤滑油を導入する導入口１０２と、ディファレンシャルリングギヤ３７の回転中心軸線方向において通路幅が広い上流側通路部分１０３と、ディファレンシャルリングギヤ３７の回転中心軸線方向において通路幅が上流側通路部分１０３より狭まっている下流側通路部分１０４とによって構成されている。また、流体導入通路１０１は、流体導入口１０２から導入された潤滑油を、その下流側でディファレンシャルリングギヤ３７側、駆動用モータ４１側およびモータジェネレータ４２側にそれぞれ流下させるようになっている。

また、トランスミッションケース１０のケース１１には、複数のギヤ２３、３３、３４、３７の軸線方向と平行な向きに突出する複数のリブ状の通路形成突出壁部１１ｊが設けられ、トランスミッションケース１０のハウジング１３には、通路形成突出壁部１１ｊの突出方向の端部に対向する複数の通路形成突出壁部１３ｊが設けられており、一体にボルト締結されたケース１１およびハウジング１３の内壁面とこれら通路形成突出壁部１１ｊ、１３ｊとによって、流体導入通路１０１を画成する通路内壁面１１０と、ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられた潤滑油を流体導入通路１０１を通して導入し一時的に貯留するキャッチタンク１４１（図１参照）と、が形成されている。

図１中に代表して示すように、キャッチタンク１４１には、貯留された潤滑油を徐々に下方に流下させる流下通路部１４１ａが形成されている。また、流体導入通路１０１の下流側通路部分１０４からキャッチタンク１４１に入る潤滑油量は、ディファレンシャルリングギヤ３７の回転速度およびトランスミッションケース１０の内底部側に貯留する潤滑油量に応じて変動するが、キャッチタンク１４１に入った潤滑油はキャッチタンク１４１内に一時的に貯留される一方で、キャッチタンク１４１の少なくとも１箇所に配された流下通路部１４１ａを通してカウンタドライブギヤ２３等に適度な流量で供給されるようになっている。

図１および図３〜図６に示すように、トランスミッションケース１０の通路内壁面１１０は、導入口１０２を形成する導入口形成壁面１１２と、上流側通路部分１０３を形成する上流側通路形成壁面１１３（上流側内壁面）と、下流側通路部分１０４を形成する下流側通路形成壁面１１４（下流側内壁面）と、を有している。

また、通路内壁面１１０は、上流側通路部分１０３と下流側通路部分１０４の接続部分に、上流側通路形成壁面１１３および下流側通路形成壁面１１４に連続する第１段差面部１１１を有している。

この第１段差面部１１１は、流体導入通路１０１をその延在方向の途中位置で狭めるように、通路内壁面１１０に流体導入通路１０１の延在方向とは異なる図４中Ｘ方向（第１方向）の段差Ｓ１を形成している。また、上流側通路部分１０３と下流側通路部分１０４の接続部分に位置する第１段差面部１１１の近傍には、通路内壁面１１０上に開口する流体分配通路１２０が形成されている。

具体的には、通路内壁面１１０の上流側通路形成壁面１１３は、流体分配通路１２０の開口１２１に対し第１段差面部１１１とは反対側に位置する上流側内壁面１３１と、第１段差面部１１１および上流側内壁面１３１の間に位置する中間の通路内壁面１３２とを有しており、中間の通路内壁面１３２は、第１段差面部１１１および上流側内壁面１３１の間で流体導入通路１０１の図３中の高さ方向の通路幅ｈを拡げるようにＸ方向とは異なる図３中のＹ方向（第２方向）の段差Ｓ２を形成している。下流側通路形成壁面１１４は、第１段差面部１１１より下流側に位置する下流側内壁面となっている。

ここで、上流側内壁面１３１は、流体導入通路１０１の通路幅方向（図４中のＸ方向）の一方側に位置する第１側壁面部１３１ｓを有し、下流側通路形成壁面１１４は、流体導入通路１０１の通路幅方向一方側に位置する第２側壁面部１１４ｓを有している。

また、上流側通路形成壁面１１３は、第１側壁面部１３１ｓおよび第１段差面部１１１に連続して形成された通路内底面部１３３を併有しており、この通路内底面部１３３は、流体分配通路１２０の開口１２１に対し、第１段差面部１１１とは反対側に、上流側の第１底壁面部１３３ａを有している。また、この通路内底面部１３３は、第１段差面部１１１および第１底壁面部１３３ａの間に、第１底壁面部１３３ａに対し流体導入通路１０１の幅を拡げる側に位置する第２底壁面部１３３ｂと、第１底壁面部１３３ａおよび第２底壁面部１３３ｂの間にＸ方向（第１方向）と直交するＹ方向の段差Ｓ２を形成する第２段差面部１３３ｃと、第１段差面部１１１および第２底壁面部１３３ｂの間の段差Ｓ２の範囲内で第２段差面部１３３ｃに対応する湾曲面１３３ｄと、を有している。

すなわち、通路内底面部１３３の第２底壁面部１３３ｂ、第２段差面部１３３ｃおよび湾曲面１３３ｄ（中間の通路内壁面）は、図３〜図５に示すように、第１段差面部１１１に隣接する段差Ｓ２分の略円弧状断面の凹曲面形状をなすとともに、上流側通路形成壁面１１３のうち第１段差面部１１１よりケース１１側の範囲の第３底壁面部１３３ｅに対しても段差Ｓ２分の段付きの凹みを形勢しており、上流側通路部分１０３が第２底壁面部１３３ｂの範囲内で下方側に膨出する形となっている。

一方、第１段差面部１１１によって形成されるＸ方向の段差Ｓ１は、第１側壁面部１３１ｓおよび第２側壁面部１１４ｓの間で通路延在方向と直交するＸ方向の段差となっているが、第１側壁面部１３１ｓは、図４に示すように、第１段差面部１１１より十分に小さい段差（例えば１／３以下の段差）の範囲内でＸ方向の段差Ｓ３を形成する第３段差面部１３１ｋを有している。

また、通路内壁面１１０は、第１底壁面部１３３ａおよび第２底壁面部１３３ｂに対向する上壁面部１３５を有しており、その上壁面部１３５は、図３に示すように、第２底壁面部１３３ｂに対向するとともに第１段差面部１１１より小さい段差の範囲内でＹ方向の段差Ｓ４を形成する第４段差面部１３５ａを有している。この第４段差面部１３５ａによって形成される段差Ｓ４は、例えば通路内底面部１３３の第２段差面部１３３ｃによって形成される段差Ｓ２より小さい段差となっている。

なお、第１段差面部１１１よりケース１１側の範囲の第３底壁面部１３３ｅは、ハウジング１３側の第１底壁面部１３３ａと略同一高さに設定されているが、部分的に下方側に凹んだ凹曲面部１３３ｆを有している。そして、ハウジング１３側のリブ状の通路形成突出壁部１３ｊは、このケース１１側の凹曲面部１３３ｆの側方に斜下方への分配通路１３３ｇを形成している。

図３〜図６に示すように、通路形成突出壁部１１ｊ、１３ｊの近傍では、ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられた潤滑油の流れｆ０が、キャッチタンク１４１に向かう流れｆ１、ｆ３と、流体分配通路１２０を通してモータジェネレータ４２を冷却する流れｆ５とに分岐するとともに、側方のハウジング１３側の斜下方への分配通路１３３ｇ、ケース１１側の冷却用通路１１９およびハウジング１３側の冷却用通路１１６を通して、駆動用モータ４１を冷却する流れｆ６にも分岐される。

さらに、流体導入通路１０１からキャッチタンク１４１に入る潤滑油のみならず、カウンタドライブギヤ２３側からキャッチタンク１４１側に向かう流れ方向ｆ２にも潤滑油が飛散して導入され、潤滑油の一部およびキャッチタンク１４１内の空気は、ケース１１に形成された他の連通孔１１７、１１８を通して流体導入通路１０１およびキャッチタンク１４１の内外に出入りするようになっている。

なお、図２に示すように、トランスミッションケース１０のケース１１には駆動用モータ４１により駆動される公知のオイルポンプ７０が収納されており、このオイルポンプ７０により駆動用モータ４１、モータジェネレータ４２および遊星歯車機構２０の中心部の油路７１を通して、トランスミッションケース１０内の各摺動部分や転動部分に潤滑油が供給されるようになっており、潤滑後の潤滑油はトランスミッションケース１０内の底部側に流下するようになっている。

次に、作用について説明する。

上述のように構成された本実施形態の動力伝達装置の流体通路構造においては、車両の走行時には、遊星歯車機構２０により、駆動用モータ４１の出力回転が減速されるとともに、エンジン側からの動力がモータジェネレータ４２とカウンタドライブギヤ２３とに分配され、カウンタドライブギヤ２３からカウンタドリブンギヤ３３およびファイナルドライブギヤ３４を介してディファレンシャルリングギヤ３７が駆動され、ディファレンシャル機構３０から駆動軸３１、３２への回転出力がなされる。

この状態において、トランスミッションケース１０内ではディファレンシャルリングギヤ３７の回転によりトランスミッションケース１０内に貯留される潤滑油が図１に矢印ｆ０で示すように、トランスミッションケース１０の内壁面に沿って上向きの流れとなるようにかき上げられた後、トランスミッションケース１０の内壁面の屈曲位置１０ｐから斜め上方に放出され、トランスミッションケース１０内の上方側に位置する流体導入通路１０１に導入される。そして、図４〜図６中に矢印ｆ１〜ｆ６で示すように、この流体導入通路１０１を通して、トランスミッションケース１０内の複数の潤滑・冷却経路に分岐し、一部はキャッチタンク１４１に一時的に貯留されて、潤滑油が徐々に流下する。すなわち、流体導入通路１０１に導入された潤滑油の流れｆ０が、キャッチタンク１４１に向かう流れｆ１、ｆ３と、流体分配通路１２０を通してモータジェネレータ４２を冷却する流れｆ５と、ハウジング１３側の斜下方への分配通路１３３ｇおよび冷却用通路１１６と、ケース１１側の冷却用通路１１９とを通って駆動用モータ４１を冷却する流れｆ６にも分岐される。また、トランスミッションケース１０内の底部側に戻った潤滑油が再度ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられ、トランスミッションケース１０内で潤滑油が循環する。

なお、潤滑油は、オイルポンプ７０による潤滑油の供給経路を通しても循環するが、ディファレンシャルリングギヤ３７のかき上げとキャッチタンク１４１を併用することで、トランスミッションケース１０の内底部の潤滑油の貯留量を抑えるとともに、オイルポンプ７０の駆動に消費する動力を抑えることができる。

本実施形態では、ディファレンシャルリングギヤ３７のかき上げによって流体導入通路１０１に潤滑油が導入されるとき、流体導入通路１０１の通路内壁面１１０に開口する流体分配通路１２０の開口１２１の近傍に、第１段差面部１１１によってＸ方向の段差Ｓ１が形成されるとともに、流体導入通路１０１の通路幅を拡げるようにＸ方向とは異なるＹ方向の段差が形成されていることから、流体導入通路１０１中の流体が開口１２１の近傍でＸ方向およびＹ方向に曲げられ、この流体の流れに渦流が生じることになる。したがって、その渦流の近傍で開口する流体分配通路１２０に流体が流れ込み易くなり、流体分配通路１２０からモータジェネレータ４２への冷却油の流れｆ５の流量が十分に確保されることになる。

しかも、分配通路１３３ｇが第１段差面部１１１の段差Ｓ１の範囲外となるケース１１側の凹曲面部１３３ｆの側方で斜下方に向けられていることから、この分配通路１３３ｇから冷却用通路１１６、１１９を通って駆動用モータ４１およびモータジェネレータ４２を冷却する冷却油の流れｆ６にも、十分な流量が確保される。すなわち、トランスミッションケース１０のサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分なモータ冷却用流体の導入量を確保することが可能となる。

また、ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられ、流体導入通路１０１に導入された流体が流体分配通路１２０の開口１２１の近傍で、第１段差面部１１１によってＸ方向に方向付けられるとともに、段差Ｓ２を形成する第２底壁面部１３３ｂとその第２段差面部１３３ｃによってＸ方向と直交するＹ方向にも方向付けられることから、流体分配通路１２０の開口１２１近傍の流体に縦の渦が生じ易くなり、その渦流の側方で開口する流体分配通路１２０に流体がより流れ込み易くなる。

さらに、Ｘ方向の段差Ｓ１が、第１側壁面部１３１ｓおよび第２側壁面部１１４ｓの間で通路延在方向と直交する方向の段差となっているので、流体導入通路１０１に導入された流体の流れを流体分配通路１２０側に分岐させる方向付けが容易にできる。

また、第１側壁面部１３１ｓが、第１段差面部１１１より小さい段差の範囲内でＸ方向の段差Ｓ１を形成する第３段差面部１３１ｋを有しているので、上流側通路形成壁面１１３の第１側壁面部１３１ｓに配される第３段差面部１３１ｋによって第１段差面部１１１より小さい段差の範囲内で第１方向の段差Ｓ３が形成され、流体導入通路１０１に導入された流体が流体分配通路１２０の開口１２１近傍で第１段差面部１１１によって方向付けられる前に、第３段差面部１３１ｋによって流体分配通路１２０の開口１２１前方側に到達する程度に予め第１方向に多少方向付けられる。したがって、流体導入通路１０１に導入された流体を流体分配通路１２０側に確実に分配できる。

加えて、通路内壁面１１０が、第１底壁面部１３３ａおよび第２底壁面部１３３ｂに対向する上壁面部１３５を有し、その上壁面部１３５が、第２底壁面部１３３ｂに対向するとともに第１段差面部１１１より小さい段差の範囲内でＹ方向の段差Ｓ４を形成する第４段差面部１３５ａを有しているので、流体導入通路１０１に導入された流体が流体分配通路１２０の開口１２１の近傍で第１段差面部１１１によって方向付けられるとともに、第２段差面部１３３ｃおよび第４段差面部１３５ａによって第２方向に強く方向付けられることとなり、流体分配通路１２０の開口１２１近傍の流体に縦の渦がより生じ易くなって、流体分配通路１２０への流体の導入量が十分に確保できる。

また、上壁面部１３５の第４段差面部１３５ａが、通路内底面部１３３の第２段差面部１３３ｃより小さい段差の範囲内で第２方向の段差Ｓ４を形成しているので、流体導入通路１０１に導入された流体が流体分配通路１２０の開口１２１近傍で第１段差面部１１１によって方向付けられる前に、第４段差面部１３５ａによって第２段差面部１３３ｃ側に到達する程度に予め第２方向に多少方向付けられる。

さらに、本実施形態では、トランスミッションケース１０内底部側からの油のかき上げが回転するディファレンシャルリングギヤ３７によって安定的に実行されるとともに、歯車の回転速度に応じてそのかき上げ量が増減変化することになり、所要の潤滑・冷却が可能となる。さらに、本実施形態の動力伝達装置が、車両用の変速機構である遊星歯車機構２０とディファレンシャル機構３０とを含み、ディファレンシャルリングギヤ３７が、ディファレンシャル機構３０に外装されたリングギヤとなっているので、周速の大きいディファレンシャルリングギヤ３７によって効果的な潤滑油のかき上げがなされ、動力伝達装置の作動状態に適した十分な潤滑油の導入量を確保することが可能となる。

このように、本実施形態の動力伝達装置の流体通路構造によれば、流体導入通路１０１の通路内壁面１１０に開口する流体分配通路１２０の開口１２１の近傍で、第１段差面部１１１により通路延在方向とは異なるＸ方向の段差Ｓ１を形成するとともに流体導入通路１０１の通路幅を拡げるようＸ方向とは異なるＹ方向の段差を形成しているので、流体導入通路１０１中の流体をＸ方向およびＹ方向に曲がるように方向付け、この流体に渦流を生じさせることができ、その近傍で開口する流体分配通路１２０に流体が流れ込み易くなるようにして、ケースのサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保することができる動力伝達装置の流体通路構造を提供することができる。

しかも、本実施形態では、トランスミッションケース１０が、ディファレンシャルリングギヤ３７によりかき上げられた潤滑油を流体導入通路１０１を通して導入し、一時的に貯留するキャッチタンク１４１を有しているので、ディファレンシャルリングギヤ３７によりトランスミッションケース１０の内底部側からかき上げられた潤滑油が流体導入通路１０１からキャッチタンク１４１に導入されて一時的にそのタンクに貯留され、その潤滑油が徐々に歯車伝動部等にも予め定めた潤滑・冷却経路で流れることになり、貯留された潤滑油をかき上げるとともに攪拌することになるディファレンシャルリングギヤ３７のような大物ギヤの回転負荷が有効に低減されることに加えて、各動作部の潤滑と発熱部の冷却が確実になされることになる。

なお、本発明にいう潤滑油のかき上げ用の伝動要素は、上述の実施形態で示したようなディファレンシャルリングギヤに限定されるものではなく、ケース内の内底部に少なくとも一部分が近接して潤滑油中に浸り、かき上げに適しているものであればよいし、歯車に限定されるものでもない。また、上述の実施形態では、流体分配通路１２０を第１段差面部１１１に近接する円形の開口を有するものとしたが、開口形状は特に限定されるものではなく、中間の通路内壁面は円弧断面のように湾曲したものに限らず、壁面が折れ曲がったものでもよい。

以上説明したように、本発明に係る動力伝達装置の流体通路構造は、流体導入通路の通路内壁面に開口する流体分配通路の開口近傍で、第１段差面部により通路延在方向とは異なる第１方向の段差を形成するとともに、流体導入通路の通路幅を拡げるよう第１方向とは異なる第２方向の段差を形成しているので、流体導入通路中の流体を第１方向および第２方向に曲がるように方向付け、この流体に渦流を生じさせることができ、その近傍で開口する流体分配通路に流体が流れ込み易くなるようにして、ケースのサイズが制約される場合でも、動力伝達装置の作動状態に適した十分な冷却用流体の導入量を確保することができる動力伝達装置の流体通路構造を提供することができるという効果を奏するものであり、動力伝達装置の流体通路構造、特にケース内の潤滑油を歯車等の伝動要素により上方側にかき上げて循環させるようにした動力伝達装置の流体通路構造全般に有用である。

本発明の一実施形態に係る車両用動力伝達装置の片側のケース（ハウジング）にカウンタドライブギヤが一体化された遊星歯車機構とカウンタドリブンギヤとを嵌め込んだ状態を示すそのケースの側面図である。 図１のII-II矢視方向に見た組合せ断面図である。 図１に示す車両用動力伝達装置の要部を拡大して示す部分拡大図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図３のＣ−Ｃ矢視断面図である。

符号の説明

１０ トランスミッションケース（ケース）
１３ ハウジング（片側のケース）
２０ 遊星歯車機構（変速機構）
２３ カウンタドライブギヤ
３０ ディファレンシャル機構
３７ ディファレンシャルリングギヤ（伝動要素、歯車、ディファレンシャル機構に外装されたリングギヤ）
４１ 駆動用モータ（電動機）
４２ モータジェネレータ（発電電動機）
１０１ 流体導入通路
１０２ 導入口（流体導入口）
１０３ 上流側通路部分
１０４ 下流側通路部分
１１０ 通路内壁面
１１１ 第１段差面部
１１２ 導入口形成壁面
１１３ 上流側通路形成壁面
１１４ 下流側通路形成壁面（下流側内壁面）
１１４ｓ 第２側壁面部
１２０ 流体分配通路
１２１ 開口
１３１ 上流側内壁面
１３１ｋ 第３段差面部
１３１ｓ 第１側壁面部
１３２ 中間の通路内壁面
１３３ 通路内底面部
１３３ａ 第１底壁面部
１３３ｂ 第２底壁面部（中間の通路内壁面）
１３３ｃ 第２段差面部（中間の通路内壁面）
１３３ｄ 湾曲面（中間の通路内壁面）
１３３ｅ 第３底壁面部
１３３ｇ 分配通路
１３５ａ 第４段差面部
１４１ キャッチタンク
ｆ０、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６ 流れ方向
Ｌ 潤滑油（流体）
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 段差

Claims (9)

1. ケース内に貯留された潤滑または冷却用の流体を前記ケース内に内蔵される伝動要素により前記ケース内に形成された流体導入通路にかき上げ、該流体導入通路を通して前記流体を前記ケース内で循環させるようにした動力伝達装置の流体通路構造において、
   前記ケースが、前記流体導入通路を形成するとともに前記流体導入通路を狭めるように前記流体導入通路の延在方向と異なる第１方向の段差を形成する第１段差面部を有する通路内壁面と、前記第１段差面部の近傍で前記通路内壁面に開口し潤滑油を流下させることができる流体分配通路と、を有し、
   前記通路内壁面が、前記流体分配通路の開口に対し前記流体導入通路の延在方向で前記第１段差面部とは反対側に位置する上流側内壁面と、前記第１段差面部および前記上流側内壁面の間で前記第１段差面部によって曲げられる流体の一部の流れを前記流体分配通路の開口側に分岐させるよう方向付けるとともに前記流体導入通路の通路幅を拡げるように前記第１方向とは異なる第２方向の段差を形成する中間の通路内壁面と、前記第１段差面部より下流側に位置する下流側内壁面と、によって構成されていることを特徴とする動力伝達装置の流体通路構造。
2. 前記上流側内壁面が前記流体導入通路の通路幅方向一方側に位置する第１側壁面部を、前記下流側内壁面が前記流体導入通路の通路幅方向一方側に位置する第２側壁面部を、それぞれ有するとともに、前記中間の通路内壁面および前記上流側内壁面が、前記第１側壁面部および前記第１段差面部に連続して形成された通路内底面部を有し、
   前記通路内底面部が、前記流体分配通路の開口に対し前記第１段差面部とは反対側に位置する上流側の第１底壁面部と、前記第１段差面部および前記第１底壁面部の間に位置する第２底壁面部と、前記第１底壁面部に対し前記第２底壁面部が前記流体導入通路の幅を拡げる側に位置するように前記第１底壁面部および前記第２底壁面部の間に前記第１方向と直交する方向の段差を形成する第２段差面部と、によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
3. 前記第１方向の段差が、前記第１側壁面部および前記第２側壁面部の間で前記通路延在方向と直交する方向の段差となっていることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
4. 前記第１側壁面部が、前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第１方向の段差を形成する第３段差面部を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
5. 前記通路内壁面が、前記第１底壁面部および前記第２底壁面部に対向する上壁面部を有し、
   該上壁面部が、前記第２底壁面部に対向するとともに前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成する第４段差面部を有していることを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
6. 前記上流側の第１側壁面部が、前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第１方向の段差を形成する第３段差面部を有するとともに、
   前記通路内壁面が、前記第１底壁面部および前記第２底壁面部に対向する上壁面部を有し、
   該上壁面部が、前記第１段差面部および前記第３段差面部の間に、前記第２底壁面部に対向するとともに前記第１段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成する第４段差面部を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
7. 前記上壁面部の前記第４段差面部が、前記通路内底面部の前記第２段差面部より小さい段差の範囲内で前記第２方向の段差を形成していることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
8. 前記伝動要素が、歯車であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項に記載の動力伝達装置の流体通路構造。
9. 前記動力伝達装置が、車両用の変速機構とディファレンシャル機構とを含み、
   前記伝動要素が、前記ディファレンシャル機構に外装されたリングギヤであることを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置の流体通路構造。

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