JP5157592B2 - トルクコンバータのドレーン構造 - Google Patents

Description

本発明は、トルクコンバータを備えた自動変速機に係り、詳しくはトルクコンバータのオイル（ＡＴＦ）をミッションケース内にドレーンするドレーン構造に関する。

従来、トルクコンバータのオイルをオイルポンプボディを介してミッションケースにドレーンするドレーン油路を備えた自動変速機が、本出願人により案出されている（特許文献１参照）。上記ドレーン油路は、トルクコンバータのインペラハブとオイルポンプボディのボス部との隙間から、該オイルポンプボディに形成された径方向上方に向う油路と、更に該オイルポンプボディとミッションケースとの嵌合面に設けられた油路とを有し、かつドレーン油路における排出口に隣接する側にドレーン油を保持させる吸気防止手段が設けられている。

該吸気防止手段は、トルクコンバータに連通する他の油路からの微細な油漏れが生じた場合でも、ドレーン油路における排出口から空気を吸込むことを防止し、これにより油供給防止状態におけるトルクコンバータの油抜けを防いで、長期間の車輌不使用後のエンジン始動直後の発進時、運転者にトルク抜けのような違和感を感じさせる現象（ロストドライブ）を防止する。

特開２００６−３８０６５号公報

上記吸気防止手段は、オイルポンプボディとミッションケースとの嵌合面を略々一巡する環状油路、逆止弁、細かいメッシュの網又はトラップ状の油溜め等からなるが、これらはいずれも、上記オイルポンプボディの上位部分からミッションケース内に向けてドレーン油を排出する。このため、該ドレーン油が、ミッションケース内の自動変速機構の上位部分に直接吹きかけることになり、特にインペラハブをオイルポンプボディのボス部に転がりベアリングを介して支持されるものにあっては、上記トルクコンバータからのドレーン油量が多く（例えば２〜３ｌ／ｍｉｎ）、該ドレーン油が高速回転状態にあるドラム等に当たって撹拌され、気泡を発生してブリーザ孔からのオイルの吹き出しの原因になり、また非係合状態にあって、クラッチ又はブレーキのディスク及びセパレータの間で差回転を持ったディスクに当たって、引き摺りトルクを発生し、動力損の原因になっている。

一方、上記特許文献１には、ドレーン油路が、上記嵌合面に形成された油路を約半周し、オイルポンプボディの最下方に導き、更にパイプを接触してオイルパン内のオイルレベルの下方にドレーン油を排出する実施の形態も開示されている（特許文献１の図３、図４並びに実施例２参照）。

このものは、上記ＡＴＦの撹拌及び引き摺りトルクは生じないが、ドレーン油路は、一旦はバルブボディの上方を経由するが、トルクコンバータ内のオイルとミッションケース（オイルパン）のオイルとが直接連通しており、自動車の運転停止によりトルクコンバータにオイルの供給が停止されると、トルクコンバータとミッションケース内とのオイルレベルの差によってサイホンの原理に基づきトルクコンバータのオイルが吸い出されてしまい、トルクコンバータの急激なオイルレベルの低下を招いてしまう。

また、上記ドレーン油路は、オイルポンプボディとミッションケースとの嵌合面（インロー部）に臨んで略々一巡（又は半周）する環状油路を有しており、かつオイルポンプボディ（オイルポンプカバーも同様）は、アルミダイカストからなり、上記ポンプボディの外周面にえぐり形状により上記環状油路を形成するための削り代が多くなると、鋳巣により上記オイルポンプボディ内の油路の圧漏れの可能性があり、また上記環状油路をミッションケースの嵌合面に形成すると、上述した比較的大量のドレーン油を流すためには、比較的大きな断面からなる油路が必要となる関係上、径方向（高さ方向）に大きく形成すると、その分ミッションケースが大径となり、また軸方向（幅方向）に大きく形成すると、ミッションケースのオイルポンプボディを嵌合する嵌合面（インロー部）が短くなり、オイルポンプを精度よく取付けることに困難になる場合がある。

そこで、本発明は、トルクコンバータからのドレーン油路を、ミッションケース下方のオイルパンに向けて直接排出し、もって、上述した課題を解決することを目的とするものである。

本発明は、トルクコンバータ（７）と、オイルポンプボディ（１２）及びオイルポンプカバー（１３）からなるオイルポンプ（３）と、該オイルポンプ及び自動変速機構（２１〜２３）を収納したミッションケース（２）と、前記ミッションケースの下方に配置されたオイルパン（２７）と、を備えた自動変速機であって、前記オイルポンプ（３，１５）によって前記オイルパン（２７）から吸込まれたオイルが前記トルクコンバータ（７）に供給されて循環すると共に、上記オイルをドレーン油路（５）を介して前記ミッションケース（２）内にドレーンするトルクコンバータのドレーン構造において、
前記ドレーン油路（５）は、前記トルクコンバータ及び前記オイルポンプとの間（ｂ）を通って、前記オイルポンプ（３）と前記ミッションケース（２）との嵌合面（Ａ）に臨む上位部分（Ｃ３，５ｃ）に導かれ、更に該上位部分から、前記オイルポンプの下部に導かれ、前記嵌合面部分に軸方向に形成された凹溝（５ｆ）を通って前記ミッションケース内のオイルレベル上方に開口（５ｇ）し、前記ドレーン油路（５）からのドレーン油が、前記オイルパン（２７）に向けて排出されてなる、ことを特徴とする。

なお、上記オイルポンプ（３）は、オイルポンプボディ（１２）とオイルポンプカバー（１３）の両方又はいずれか一方を含む概念であり、オイルポンプボディがミッションケースに嵌合するもの、オイルポンプカバーがミッションケースに嵌合するもの、のいずれの場合も含むことを意味する。

例えば、図１ないし図３を参照して示すと、前記ドレーン油を前記上位部分（Ｃ３）から前記凹溝（５ｆ）へ導く油路（Ｃ４）が、前記オイルポンプボディ（１２）と前記オイルポンプカバー（１３）との合せ面（Ｂ）に形成されてなる。

更に、前記合せ面に形成された油路が、前記オイルポンプの鋳抜き孔（Ｃ４）を利用すると、好ましい。

また、例えば図４及び図５を参照して示すと、前記ドレーン油を前記上位部分から前記開口へ導く油路が、前記オイルポンプ（３）と前記ミッションケース（２）との間の嵌合面（Ａ）に臨んで全周に亘って形成された全周油路（５ｉ）であり、
前記上位部分からのドレーン油が、前記全周油路（５ｉ）で逆方向に分岐された後、前記凹溝（５ｆ）に向けて合流される。

例えば、図３及び図５を参照して示すと、前記ドレーン油路における前記上位部分に向う油路に、前記トルクコンバータから前記ミッションケースに向う方向の流れを許容し、反対方向の流れを阻止する逆止弁（２９）を介在してなる。

なお、上述したカッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより請求項記載の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、ドレーン油路は、オイルポンプとミッションケースとの嵌合面に臨む上位部分を有するので、トルクコンバータ内のオイルレベルとの水頭差が小さくなり、トルクコンバータ内のオイルが早期に抜けることを防止することができるものでありながら、ドレーン油路は、前記嵌合面部分に軸方向に形成された凹溝からオイルパンに向けて直接排出するように開口するので、ミッションケース内のドラム及びクラッチ、ブレーキ等の自動変速機構に吹きかけることはなく、オイルを過度に撹拌したり、クラッチ又はブレーキに引き摺りトルクを発生することを防止できる。

請求項２に係る本発明によると、上位部分から凹溝に向けてのドレーン油路は、オイルポンプボディとオイルポンプケースの合せ面に形成されるので、オイルポンプとミッションケースとの嵌合面に臨んで形成されて、鋳巣による影響、ミッションケースの径大化、又はインロー不足によるオイルポンプの取付け不良等の不具合をなくすことができる。

請求項３に係る本発明によると、上記合せ面に形成した油路が、オイルポンプの鋳抜き孔を利用するので、機械加工による油路部分を少なくして、他の油路との干渉を防止して製造を簡単化することができる。

請求項４に係る本発明によると、上位部分から凹溝へ導く油路が、前記嵌合面に臨んで全周に亘って形成された全周油路からなるので、ドレーン油は、上位部分から全周油路で分岐され、ドレーン油路の流路面積を半減することが出来、その分、鋳巣及び嵌合面に油路を形成することによる上述した不具合の虞を減少して、支障なくドレーン油路を形成することが可能となる。

請求項５に係る本発明によると、上位部分に向けての油路に逆止弁を介在したので、トルクコンバータに連通する他の油路からの微細な油漏れに起因するトルクコンバータの油抜けを遅延し、長期間運転停止後の運転開始直後の油不足によるトルク伝達の遅れを防止できる。

以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。図１は、コンバータハウジング１とミッションケース２との接続部分に配置されたオイルポンプ３部分を示す縦断面図であり、該オイルポンプ３部分に、本発明に係るトルクコンバータのドレーン油路５が配置されている。

トルクコンバータ７は、インペラケース９及びそれと一体のインペラハブ１０が示されているだけで、図面上省略されているが、インペラケースと一体のフロントカバーとでコンバータケースを形成し、該ケース内にオイル（ＡＴＦ）が満たされている。また、上記コンバータケース内には、該ケースと一体のポンプインペラ、入力軸に連結されるタービンランナ及びステータ並びにロックアップクラッチが収納されており、ステータシャフト１１に固定されるステータを経由して、ポンプインペラとタービンランナとの間を循環するオイルを介して、又はロックアップクラッチを介して直接、コンバータケースの回転を図示せぬ入力軸に伝達する。コンバータケース内には、バルブボディ内のロックアップ切換えバルブにより、流れ方向を切換えるようにしてオイルが供給及び排出されており、これによりロックアップクラッチが接断（スリップ制御を含む）操作されており、更にコンバータケース内に過剰に供給されるオイルを逃がすように上記ドレーン油路５が設置されている。

上記オイルポンプ３は、オイルポンプボディ１２及びオイルポンプカバー１３が一体に合せるように固定して構成されており、上記インペラハブ１０からの回転によりポンプ１５が駆動されて、上記トルクコンバータ７のオイルを含めて自動変速機全体の必要とする油圧を発生する。本実施の形態では、ポンプボディ１２が小径で、ポンプカバー１３が大径からなり、ポンプカバー１３がミッションケース２の嵌合面（インロー部）Ａに嵌合しているが、逆にポンプボディ１２が大径で、該ポンプボディがミッションケース２に嵌合するものもある。本発明のドレーン構造は、どちらにも適用可能である。

上記ポンプボディ１２及びポンプカバー１３を接合して構成したオイルポンプ３は、ミッションケース２の前壁部を構成し、コンバータケース及び入力軸等の支持部を支持すると共に、ポンプ１５の吸込み油路、吐出し油路、ロックアップクラッチのオン・オフ圧の給排のための入力油路及び出力油路、変速機構部各部の潤滑のための潤滑圧の供給路、変速機構のクラッチ又はブレーキのサーボ圧供給のための供給油路等の多数の油路が形成されており、更に加えて、本発明に係るトルクコンバータのドレーン油路５が形成されている。

オイルポンプ３は、大径のオイルポンプカバー１３の前方面に小径のオイルポンプボディ１２が嵌合して、ボルトにより一体に固定して構成されており、その合せ面Ｂにギヤポンプ１５が保持されて構成されており、上記ポンプカバー及びポンプボディはアルミダイカストからなり、その合せ面Ｂ等に複数の鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４・・・が形成されている。

そして、大径側であるオイルポンプカバー１３が、コンバータハウジング１及びミッションケース２の接合部分において、該ミッションケース２の嵌合面（インロー部）Ａに油密状に嵌合して一体に固定されている。なお、図中、１７は、コンバータハウジング１をミッションケース２に固定するボルト、１９は、オイルポンプカバー１３をケース嵌合面Ａに油密状に嵌合するためのＯリング、２０は、オイルポンプボディ１２と一体のオイルポンプカバー１３をミッションケース２に固定するボルトを示す。また、ミッションケース２内には多数のギヤ及びクラッチブレーキ等からなる自動変速機構が収納されており、該自動変速機構の一部であるドラム２１、ブレーキ２２及びその油圧サーボ２３を図示している。

上記ミッションケース２と一体のオイルポンプカバー１３の中央貫通孔からなるボス部１２ａにはニードルベアリング２５を介してインペラハブ１０が回転自在に支持されており、更にその先端側のボス部１２ａとインペラハブ１０との間にはオイルシール２６が装着されている。これにより、ステータシャフト１１の外周面とインペラハブ１０の内周面との隙間ａ、インペラハブ１０の外周面とポンプカバーボス部１２ａとの隙間ｂにより、コンバータケース内に連通するドレーン油路５の一部が構成される。上記隙間ｂは、ニードルベアリング２５が介在しており、ブッシュを介在するものに比し、比較的大量のドレーン油が流通する（例えば２〜３ｌ／ｍｉｎ）。

第１の実施例によるドレーン油路５は、図１及び図２に示すように、オイルポンプボディ１２に径方向に斜めにあけられた孔５ａ及び軸方向に孔５ｂにより、上記隙間ｂと合せ面Ｂの鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２に連通して構成される。更に、オイルポンプカバー１３の上方外周面から内径方向に鋳抜き孔Ｃ２まで孔５ｃが機械加工され、該孔５ｃは、鋳抜き孔Ｃ３を貫通して形成される。上記孔５ｃに平行に孔５ｄが機械加工され、該孔５ｄは、上記ミッションケース２との接合面Ｄと繋がる上記鋳抜き孔Ｃ３を貫通し、更にオイルポンプボディ１２との合せ面Ｂと繋がる鋳抜き孔Ｃ４の上位部分に連通する。従って、上記孔５ｃ，５ｄは、オイルポンプカバー１３の最上位部分の鋳抜き孔Ｃ３で互に連通し、該鋳抜き孔Ｃ３部分が、ドレーン油路５の最上位部分となる。

上記接合面の鋳抜き孔Ｃ４は、図２に示すように、オイルポンプボディ１２の外周に沿って上位部分から下部分まで長く連続して形成されており、該鋳抜き孔Ｃ４が、他の上記鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と合せて、ドレーン油路５の大きな部分（大部分）を占めている。更に、上記鋳抜き孔Ｃ４の下端位置から、機械加工孔５ｅを介してオイルポンプカバー１３の下部分外周面に連通され、該ポンプカバー下方におけるミッションケース２との嵌合面Ａ部分に形成された軸方向の凹溝５ｆと通って、嵌合面Ａの下部分においてミッションケース２内のオイルレベル上方に開口する。該開口５ｇからケース２内に排出されるドレーン油は、ミッションケース２の下方に配設されたオイルパン２７に向って、オイルレベルの上方に直接排出する。

上記第１の実施例によるドレーン油路５は、トルクコンバータ７からのドレーン油（ＡＴＦ）が隙間ａ，ｂ及びニードルベアリング２５を通って、孔５ａ，５ｂに導かれ、更に鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２，孔５ｃを通って、最上位部分を構成する鋳抜き孔Ｃ３に導かれる。該最上位部分は、トルクコンバータ７の最上位置と大きな差はなく、これにより水頭差によりトルクコンバータからのオイルの流出を少なくし、トルクコンバータ内のオイルレベルを適正位置に保持する。

そして、ドレーン油は、上記最上位部分である鋳抜き孔Ｃ３から孔５ｄを通って合せ面Ｂに形成された長い鋳抜き孔Ｃ４に導かれ、更に孔５ｅ，凹溝５ｆを通って、嵌合面Ａの下方部分に形成された開口５ｇから、オイルパン２７に向ってオイルレベルの上方に直接排出される。これにより、トルクコンバータ７からのドレーン油は、自動変速機構のドラム２１及びブレーキ２２等の摩擦部材に吹きかけられることはなく、ドラムの回転によりオイルが撹拌されて気泡を生じ、ブリーザ吹きを生じることを防止できると共に、非係合時の摩擦部材に引き摺りトルクを発生し、動力損を生じることを防止できる。

また、上記ドレーン油路５は、オイルポンプ（カバー）３をミッションケース２に嵌合する嵌合面（インロー部）Ａを利用することはなく、該嵌合面に油路を構成することに起因する中巣の問題、ミッションケースの径大化、オイルポンプのインロー不足による不完全取付け等の課題から解放される。

また、上記ドレーン油路５は、その大部分をアルミダイカストからなるオイルポンプの鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を利用するので、油路構造のための機械加工を減少することができ、かつ他の油路との干渉を防止することができ、製造が容易で簡単なドレーン油路を得ることができる。

図３（ａ），（ｂ）は、第２の実施例を示す図で、ドレーン油路５の構成は、先に示した第１の実施例と同様なので、同一符号を付して説明を省略する。

本第２の実施例は、上位部分の孔５ｃに、ドレーン油の流れ方向のオイルの流れを許容し、反対方向の流れを阻止する逆止弁２９を介在した点を特徴とする。逆止弁２９は、上下方向に延びかつ上方から上方に向けてオイルを導く上記孔５ｃに嵌合するスリーブ３０を有する。該スリーブの下部には弁座が形成されていると共に、該弁座にボール３１が着座するように配置されている。

従って、ドレーン油路５をドレーン油が流出する方向に流れる場合は、上記逆止弁２９は、その流れを妨げないが、トルクコンバータ内に、ロックアップ切換えバルブの隙間等から空気が入り込んで、トルクコンバータのオイルレベルが下がる場合、上記孔５ｃ内のオイルは、逆流しようとするが、上記逆止弁２９がその流れを阻止し、ドレーン油路５の開口からトルクコンバータ７内に空気が吸込まれることを防止する。これにより、トルクコンバータ内のオイルレベルの低下を遅延することができる。

なお、上記逆止弁２９は、ボール３１に作用する重力により着座方向に付勢してもよく、またスプリングにより付勢してもよい。

図４（ａ），（ｂ）は、第３の実施例を示す図で、ドレーン油路５の一部を、オイルポンプとミッションケースとの嵌合面（インロー部）を利用している。

ドレーン油路５は、隙間ａ，ｂ，孔５ａ，５ｂ，鋳抜き孔Ｃ１，Ｃ２，上下方向の孔５ｃまでは先の実施例と同じである。オイルポンプカバー１３の外周面には全周に亘って凹状のえぐり溝（凹溝）３２が形成されている。該凹溝３２は、ミッションケース２の嵌合面Ａとの間で円環状の全周油路５ｉを形成し、該全周油路５ｉは、上記上位部分である孔５ｃと、図１に示した軸方向凹溝５ｆとを、図４（ａ）の右廻り及び左廻りの油路を形成している。

上記全周油路５ｉは、Ｏリング１９及びインロー部Ａで油密状に保持されている。また、右廻り及び左廻りに分岐されるので、流路断面積は小さくて足り、上記凹溝３２のえぐりは浅く、幅広の形状とすることができ、中巣になる影響は少ない。また、オイルポンプケース１３の外周面に形成されているので、ミッションケース２を大径化することはなく、かつインロー不足によるオイルポンプを不完全に取付ける可能性も少ない。

上記ドレーン油路５のドレーン油は、上下方向孔５ｃの上位部分付近で最上位置となって、トルクコンバータ７との水頭差を小さくでき、また、上下方向孔５ｃからのドレーン油は、全周油路５ｉで分岐されて、比較的小さい流路断面積であっても右廻り及び左廻りを合せた充分な流量を確保できる。そして、上記左右に分岐された全周油路５ｉは、嵌合面Ａの下部分の凹溝５ｆで合流され、先の実施例と同様に、ミッションケース下方の開口からオイルパンに向けて直接排出される。

図５（ａ），（ｂ）は、第４の実施例を示す図で、ドレーン油路５の構成は、先に示した第３の実施例と同様である。また、該ドレーン油路の上下方向の孔５ｃに逆止弁２９を設けたものであり、この点は、先に示した第２の実施例と同じである。従って、ドレーン回路部分は、図４と同様な符号を付し、また逆止弁部分は、図３と同様な符号を付し、説明を省略する。

本発明に係るドレーン油路構造の第１の実施例を示す縦断面図。 上記第１の実施例を示すオイルポンプカバーの正面図。 本発明に係る第２の実施例を示す図で、（ａ）は、オイルポンプカバーの正面図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ矢視断面図。 本発明に係る第３の実施例を示す図で、（ａ）は、オイルポンプカバーの正面図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ矢視断面図。 本発明に係る第４の実施例を示す図で、（ａ）は、オイルポンプカバーの正面図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ矢視断面図。

符号の説明

２ ミッションケース
３ オイルポンプ
５ ドレーン油路
５ａ〜５ｆ 油路
Ｃ１〜Ｃ４ 油路（鋳抜き孔）
Ｃ３，５ｃ 上位部分
５ｇ 開口
５ｉ 全周油路
ａ，ｂ 隙間
１２ オイルポンプボディ
１２ａ ボス部（中央貫通孔）
１３ オイルポンプカバー
２１，２２ 自動変速機構（ドラム，摩擦部材）
２７ オイルパン
２９ 逆止弁
Ａ 嵌合面（インロー部）
Ｂ 合せ面

Claims (5)

1. トルクコンバータと、オイルポンプボディ及びオイルポンプカバーからなるオイルポンプと、該オイルポンプ及び自動変速機構を収納したミッションケースと、前記ミッションケースの下方に配置されたオイルパンと、を備えた自動変速機であって、前記オイルポンプによって前記オイルパンから吸込まれたオイルが前記トルクコンバータに供給されて循環すると共に、上記オイルをドレーン油路を介して前記ミッションケース内にドレーンするトルクコンバータのドレーン構造において、
   前記ドレーン油路は、前記トルクコンバータ及び前記オイルポンプとの間を通って、前記オイルポンプと前記ミッションケースとの嵌合面に臨む上位部分に導かれ、更に該上位部分から、前記オイルポンプの下部に導かれ、前記嵌合面部分に軸方向に形成された凹溝を通って前記ミッションケース内のオイルレベル上方に開口し、前記ドレーン油路からのドレーン油が、前記オイルパンに向けて排出されてなる、
   ことを特徴とするトルクコンバータのドレーン構造。
2. 前記ドレーン油を前記上位部分から前記凹溝へ導く油路が、前記オイルポンプボディと前記オイルポンプカバーとの合せ面に形成されてなる、
   請求項１記載のトルクコンバータのドレーン構造。
3. 前記合せ面に形成された油路が、前記オイルポンプの鋳抜き孔を利用してなる、
   請求項２記載のトルクコンバータのドレーン構造。
4. 前記ドレーン油を前記上位部分から前記凹溝へ導く油路が、前記オイルポンプと前記ミッションケースとの間の嵌合面に臨んで全周に亘って形成された全周油路であり、
   前記上位部分からのドレーン油が、前記全周油路で逆方向に分岐された後、前記凹溝に向けて合流されてなる、
   請求項１記載のトルクコンバータのドレーン構造。
5. 前記ドレーン油路における前記上位部分に向う油路に、前記トルクコンバータから前記ミッションケースに向う方向の流れを許容し、反対方向の流れを阻止する逆止弁を介在してなる、
   請求項１ないし４のいずれか記載のトルクコンバータのドレーン構造。

Images