JP6619465B2

JP6619465B2 - エアレーション防止装置

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Publication number: JP6619465B2
Application number: JP2018019349A
Authority: JP
Inventors: アンドレイピディン
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-02-06
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2019-12-11
Anticipated expiration: 2038-02-06
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Description

本発明は、車両に搭載されたオイルポンプのエアの吸い込みを防止するエアレーション防止装置に関する。

従来より、変速機のケーシングの底部に溜まった油をポンプが吸い込む際のエアレーションを防止するようにした装置が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１記載の装置では、上下方向の軸線を中心にしてオイルパン内に全周にわたって回転自在に、かつ、先端部を下方に向けて、ストレーナが配置される。これにより、車両の加速時や旋回時等にオイルパン内の油にオイルレベルを変動させる力が作用したときに、ストレーナが同時に回転し、ストレーナの先端部の油の吸込口からの空気の吸い込みを防ぐ。

特開２００７−２０５４９９号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の装置では、変速機の底部に、ストレーナを回転させるための下方に膨出したスペースを別途設ける必要があり、その分、変速機が高さ方向に大型化する。

本発明の一態様であるエアレーション防止装置は、車両に搭載され、オイルポンプから供給された油が貯留される貯留空間を形成するケースと、ケースの内部に鉛直方向の軸線を中心に回転可能に設けられた回転体と、軸線に沿って延在するとともに、回転体の上面および底面からそれぞれ突出し、回転体と一体に回転する回転軸と、回転体の下方の貯留空間において径方向外側に延在し、先端部に吸込口が開口されたパイプ部材と、吸込口からパイプ部材および回転軸の内部空間を通ってオイルポンプに至る油路と、を備え、パイプ部材は、パイプ部材に作用する重力または慣性力の方向を向くように貯留空間に軸線を中心に回転可能に設けられる。さらにパイプ部材は、一端部が回転軸の内部空間に連通するとともに、他端部が径方向外側に延在して吸込口が開口された第１パイプ部と、一端部が回転軸の内部空間に連通するとともに、他端部が下方に延在する第２パイプ部と、第２パイプ部の内部に上下動可能に収容された弁体、および、第２パイプ部の下端部の吸込口を閉塞するように弁体を付勢する付勢部材を有するバルブ機構と、を備える。弁体は、貯留空間の油に浸漬されたときに、付勢部材の付勢力に抗して第２パイプ部の吸込口を開放するように、油よりも低密度の構成材によって形成される。

本発明によれば、車両駆動装置を高さ方向に大型化することなく、油面の変動時のオイルポンプのエアレーションを防ぐことができる。

本発明の第１の実施形態に係るエアレーション防止装置を有する走行駆動装置の配置の一例を示す車両の平面図。本発明の第１の実施形態に係るエアレーション防止装置を有する走行駆動装置の要部断面図。図２のエアレーション防止装置に含まれるパイプ部材の長手方向に沿った平面断面図。本発明の第１の実施形態に係るエアレーション防止装置の動作の一例を説明するための図。図２の変形例を示す図。図２の別の変形例を示す図。本発明の第２の実施形態に係るエアレーション防止装置の要部構成を示す平面断面図。本発明の第２の実施形態に係るエアレーション防止装置の主にアクチュエータの制御構成を示すブロック図。図８のコントローラで実行される処理の一例を示すフローチャート。

−第１の実施形態−
以下、図１〜図６を参照して本発明の第１の実施形態について説明する。本発明の第１の実施形態に係るエアレーション防止装置は、車両の走行駆動装置に適用される。図１は、走行駆動装置１００の配置の一例を示す車両１の平面図である。

図１に示すように、車両１は、左右の前輪２に走行駆動力が付与される前輪駆動車両である。なお、左右の後輪３に走行駆動力が付与される後輪駆動車両として車両１を構成することもできる。走行駆動装置１００は、走行駆動源としての電動機１０と、電動機１０の動力が入力される変速機（または減速機）１０１とを備える。変速機１０１から出力された動力は、デファレンシャル機構を介して左右のドライブシャフト４に入力される。これにより前輪２が駆動され、車両１が走行する。電動機１０は、発電機としても用いることができる回転電機を構成する。

このように車両１は、電動機１０を駆動源として備えており、例えば電気自動車として構成される。なお、車両１は、エンジンを駆動源として走行するものでもよいし、エンジンと電動機とを駆動源として走行するものであってもよい。

図２は、走行駆動装置１００の要部構成を示す断面図である。以下では、便宜上、図示のように上下方向および左右方向を定義し、この定義に従い各部の構成を説明する。上下方向は車両の高さ方向であり、左右方向は例えば車幅方向または車両長さ方向である。

図２に示すように、走行駆動装置１００は、上方に向けて凹状に形成された下壁２１と、下方に向けて凹状に形成された上壁２２とを有し、下壁２１と上壁２２とが互いに締結されてケース２０が構成される。ケース２０の内部には、上下方向の軸線ＣＬ１を中心にして電動機１０が設けられる。電動機１０は、軸線ＣＬ１を中心に回転するロータ１１と、ロータ１１の周囲に配置されたステータ１２とを有する。電動機１０は、例えば埋込磁石同期モータとして構成される。なお、磁石を有しない同期リラクタンスモータやスイッチドリラクタンスモータ等を、電動機１０として用いることもできる。

ステータ１２は、ロータ１１の外周面から径方向所定長さのギャップを介して配置された、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状のステータコア１３を有する。ステータコア１３は固定子鉄心であり、その周縁部が貫通ボルト１３ａによりケース２０の上壁２２に固定される。ステータコア１３の内周面には径方向外側に向けて周方向複数のスロットが設けられ、各スロットに集中巻または分布巻により巻線１４（コイル）が配置される。巻線１４の上下端部は、ステータコア１３の上下端面よりもそれぞれ上方および下方に突出する。巻線１４に三相交流電流を流すことにより回転磁界が発生し、ロータ１１が回転する。

ロータ１１は、径方向最も内側に、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の軸部１１ａと、軸部１１ａの外周面に嵌合され、軸部１１ａと一体に回転するロータコア１１ｂとを有する。軸部１１ａの内部に、軸線ＣＬ１を中心に回転可能に略円筒形状の回転軸１５が挿入される。回転軸１５は上下方向に延設され、その上下端部は、ロータ１１の上端面および下端面からそれぞれ突出する。特に、回転軸１５の上端部は、ケース２０の上壁２２の開口部２２ａから突出し、その上方はカバー２５により覆われる。なお、図示は省略するが、ケース２０は車両１のフレームに固定され、カバー２５はケース２０の上壁２２に固定される。

回転軸１５の外周面には、例えばスプラインを介してロータ１１の軸部１１ａの内周面が結合され、回転軸１５はロータ１１と一体に回転する。ケース２０の下壁２１には、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の突出部２３が上方に向けて突設される。突出部２３の外周面にはニードルベアリング３１が嵌合される。ニードルベアリング３１の外周面には、回転軸１５の下端部の内周面が嵌合し、回転軸１５の下端部は、ニードルベアリング３１を介して下壁２１から回転可能に支持される。ニードルベアリング３１の上方において、突出部２３の外周面と回転軸１５の内周面との間にはオイルシール２３ａが介装され、突出部２３と回転軸１５との嵌合面がシールされる。

回転軸１５の上端部には第１ギア１６が設けられる。第１ギア１６の下方における回転軸１５の外周面には、ボールベアリング３２が設けられ、第１ギア１６は、ボールベアリング３２を介して上壁２２の開口部２２ａから回転可能に支持される。上壁２２の上方かつカバー２５の下方の空間において、第１ギア１６の右方には、第１ギア１６に噛合するように第２ギア１８が配置される。第２ギア１８の中心部には、上下方向に延在する軸部１８ａが設けられる。軸部１８ａの上下端部は、ベアリング３３，３４を介してカバー２５と上壁２２とからそれぞれ回転可能に支持される。これにより、ロータ１１のトルクが、回転軸１５、第１ギア１６および第２ギア１８を介してドライブシャフト４に伝達される。なお、第１ギア１６および第２ギア１７は変速機１０１（図１）の一部を構成する。

走行駆動装置１００はオイルポンプ３５を備え、オイルポンプ３５からの吐出油は、冷却油あるいは潤滑油として走行駆動装置１００の各部に供給される。ケース２０内の各部に供給された油は、ケース２０内の下側の空間、より詳しくは下壁２１の底部と側部（周壁部）および上壁２２の側部（周壁部）とによって形成された貯留空間ＳＰ１に溜まり、オイルポンプ３５により吸い込まれて循環する。

したがって、例えば車両１の旋回走行や加減速走行、登坂走行や降坂走行時等、車両の姿勢や挙動が変化したことに伴い、貯留空間ＳＰ１に溜まった油に油面ＯＬを変動させる力（重力や慣性力等）が作用すると、貯留空間ＳＰ１における油の吸込口が油中から露出し、オイルポンプ３５がエアを吸い込む現象、すなわちエアレーションが生じるおそれがある。

これを避けるために、例えばケース２０の下壁２１の底部を下方に膨出させて、車両旋回等に拘わらず常に油が貯留されるような貯留空間を設けるとともに、その貯留空間に油の吸込口を連通させるように構成すると、走行駆動装置１００が高さ方向に大型化する。その結果、車両１の限られたスペースに、走行駆動装置１００を搭載することが困難となる。そこで本実施形態では、エアレーションを防止し、かつ、高さ方向の大型化を防ぐよう、以下のようにエアレーション防止装置を構成する。

図２に示すように、本実施形態に係るエアレーション防止装置は、電動機１０の下方に配置されたパイプ部材４０を有する。図３は、パイプ部材４０の長手方向に沿った断面図である。図２，３に示すように、パイプ部材４０は、回転軸１５の周囲を包囲する軸線ＣＬ１を中心とした円環部４１と、円環部４１の周壁から径方向外側に延在するパイプ部４２とを有する。パイプ部材４０は、重心が軸線ＣＬ１よりも径方向外側に位置し、回転軸１５に対し偏心して設けられる。

円環部４１は、ロータ１１の下方かつニードルベアリング３１の上方に配置される。より詳しくは、回転軸１５の外周面には、ニードルベアリング３１の上方において段部１５ａが設けられ、円環部４１は、その下端部が段部１５ａに当接して配置されることで軸方向の位置が規制される。円環部４１の内周面には、全周にわたって凹部が設けられる。すなわち、円環部４１は断面略コ字状に形成され、回転軸１５の外周面との間に円環状の油室４３が形成される。円環部４１の内周面と回転軸１５の外周面との間には、油室４３を上下に挟むように上下一対のオイルシール４１ａが介装され、油室４３がシールされる。

パイプ部４２は、電動機１０のステータ１２と干渉しないように径方向外側に向かうにつれて斜め下方に傾斜した後、下壁２１の底部に沿って水平方向に延在し、その外径側端部に、下壁２１の周壁部に面して吸込口４４が設けられる。回転軸１５には、径方向に貫通する周方向単一または複数の貫通孔１５ｂが油室４３に面して開口される。

回転軸１５の内部には、貫通孔１５ｂの上方において、回転軸１５の内部空間ＳＰ２を上下の空間ＳＰ２１，ＳＰ２２に分割する隔壁４５が設けられる。さらに回転軸１５の内部には、略Ｌ字状のパイプ４６が配置される。パイプ４６の一端部（下端部）は、隔壁４５を貫通し、その開口端面（下端面）は空間ＳＰ３に面して配置される。ロータコアの上方において、軸部１１ａと回転軸１５とには、軸方向同一位置かつ周方向同一位置に、それぞれ径方向に貫通孔１１ｃ，１５ｃが開口される。パイプ４６の他端部（上端部）は、これら貫通孔１１ｃ，１５ｃに嵌合され、その開口端面は軸部１１ａの外周面の外側空間に面して配置される。

電動機１０のロータ１１の上方かつケース２０の上壁２２の下方の空間ＳＰ３には、パイプ部材４７が配置される。パイプ部材４７は、パイプ部材４０と同様、ロータ１１の軸部１１ａの周囲を包囲する円環部４８と、円環部４８の周壁から径方向外側に延在するパイプ部４９とを有する。円環部４８の内周面には、全周にわたって凹部が設けられ、軸部１１ａの外周面との間に、パイプ４６の開口端面に面して円環状の油室５１が形成される。円環部４８の内周面と軸部１１ａの外周面との間には、油室５１を上下に挟むように上下一対のオイルシール５１ａが介装され、油室５１がシールされる。パイプ部４９の一端部は油室５１に連通し、他端部はケース２０の上壁２２を貫通して設けられる。

以上の構成により、ケース２０の底部の油の貯留空間ＳＰ１からオイルポンプ３５にかけて油路ＰＡが形成される。より具体的には、電動機１０の下方のパイプ部材４０、回転軸１５の内部のパイプ４６、電動機１０の上方のパイプ部材４７を介して油路ＰＡが形成される。したがって、オイルポンプ３５が駆動すると、図２の矢印に示すように、パイプ部材４０の吸込口４４を介してパイプ部材４０内に油が吸い込まれる。吸い込まれた油は、パイプ部材４０を通過した後、回転軸１５の貫通孔１５ｂ、回転軸１５の内部の空間ＳＰ２２およびパイプ４６、パイプ部材４７、および管路３６を介し、オイルポンプ３５に流れる。オイルポンプ３５から吐出された油は、管路３７を介して走行駆動装置１００の各部に供給される。

パイプ部材４０は、オイルシール４１ａによる油室４３のシールを保ちながら、オイルシール４１ａを介し回転軸１５の周面に沿って回転可能、すなわち回転軸１５に対し相対回転可能に設けられる。したがって、車両１の旋回走行や加減速走行、登坂走行や降坂走行時等において、車両１の姿勢や挙動が変化したことに伴い、パイプ部材４０の重心位置に対し図３の矢印Ｆに示す方向に重力や慣性力が作用すると、パイプ部材４０には軸線ＣＬ１を中心とした回転モーメントが作用する。なお、このときの重力や慣性力の大きさは、パイプ部材４０の質量をｍ，加速度をαとすると、ｍαであり、回転モーメントは、パイプ部材４０の重心位置と軸線ＣＬ１とを結ぶ線分Ｌ１の長さをＬ，線分Ｌ１の角度をθとすると、Ｌcosθ・ｍαで表される。

このようにパイプ部材４０に回転モーメントが作用すると、パイプ部材４０は例えば図３の点線で示すように回転する。これによりパイプ部材４０の先端部（吸込口４４）が、重力や慣性力の作用する方向（矢印Ｆ方向）を向く。

このとき、ケース２０の底部に留まった油にも同時に、矢印Ｆと同方向の重力または慣性力が作用する。このため、例えば図４に示すように貯留空間ＳＰ１内で油に偏りが生じ、油面ＯＬが傾く。パイプ部材４０は、回転モーメントの作用により、この油の偏った側に回転移動する。これにより、パイプ部材４０の吸込口４４が油中から露出することを防止できる。すなわち、旋回走行時等において油面ＯＬが傾いたとしても、吸込口４４を油中に浸し続けることができる。その結果、オイルポンプ３５にエアレーションが生じることを防止できる。

図５は、図２の変形例を示す図である。図５が図２と異なるのは、パイプ部材４０とケース２０の下壁２１の構成である。すなわち、図５では、パイプ部材４０の円環部４１の外周面からパイプ部４２とは周方向異なる位置（例えばパイプ部４２の周方向反対側）に、軸線ＣＬ１からの長さ（径方向突出量）がパイプ部４２よりも短いパイプ部５２が延設される。パイプ部５２は下方に延在しており、その下端面が開放され、吸込口５３が設けられる。パイプ部５２の内部には、吸込口５３を開閉するバルブ機構５５が設けられる。パイプ部５２は、軸線ＣＬ１からの突出量がパイプ部４２よりも小さいため、パイプ部材４０全体の重心位置は、例えば図３に示したのと同様、少なくとも軸線ＣＬ１とパイプ部４２の吸込口４４との間に位置する。

バルブ機構５５は、パイプ部５２内に上下動可能に収容された弁体５６と、弁体５６を下方に付勢するばね５７とを有する。弁体５６は、貯留空間ＳＰ１内の油よりも密度の低い材質により構成される。弁体５６が油中から露出しているとき、弁体５６はばね５７の付勢力により下方に押圧され、パイプ部５２の内周下端部の弁座に当接し、吸込口５３が閉塞される。一方、弁体５６が油に浸されると、弁体５６は油からの浮力により、ばね５７の付勢力に抗して上方に押し上げられる。これにより弁体５６が弁座から離間し、吸込口５３が開放される。

ケース２０の下壁２１は、パイプ部５２の径方向外側において軸線ＣＬ１を中心として立ち上がり、円筒部２４が形成される。円筒部２４の径方向外側では、下壁２１は径方向外側にかけて下方に傾設される。この下壁２１の傾斜角は、パイプ部４２の傾斜部の角度とほぼ等しい。パイプ部５２の周囲には、円筒部２４により円筒状空間ＳＰ４が形成され、パイプ部５２は、パイプ部材４０に作用する重力や慣性力に応じて、この円筒状空間ＳＰ４内を移動する。

このような図５の構成において、油面ＯＬが水平ないしほぼ水平であるときは、弁体５６が矢印に示すように上方に押動され、バルブ機構５５が開放される。これによりオイルポンプ３５は、パイプ部４２の吸込口４４とパイプ部５２の吸込口５３の両方から油を吸い込み、油の吸込量を増大することができる。なお、吸い込まれた油は、図５の矢印に示すように回転軸１５の内部の空間ＳＰ２２内で合流し、パイプ４６およびパイプ部材４７を介してオイルポンプ３５へと流れる。

車両１に重力や慣性力が作用して油面ＯＬが傾いた場合、その傾きが小さければ、円筒状空間ＳＰ４が油で満たされており、バルブ機構５５は開放したままである。一方、油面ＯＬの傾きが大きくなると、パイプ部５２の吸込口５３が油中から露出するおそれがある。吸込口５３が露出すると、ばね５７の付勢力により弁体５６が押し下げられ、バルブ機構５５が閉塞される。これによりエアレーションの発生を防止することができる。

図６は、図２の別の変形例を示す図である。図６が図２と異なるのは、パイプ部材４０やケース２０の下壁２１などの走行駆動装置１００の下端部の構成である。すなわち、図６では、ケース２０の下壁２１に、軸線ＣＬ１を中心とした略円筒形状の突出部２６が設けられる。突出部２６の上端部内周面には、ボールベアリング３８が嵌合され、ボールベアリング３８を介して回転軸１５の外周面が突出部２６から回転可能に支持される。

突出部２６の上端部には、ロータ１１の軸部１１ａの外周面に面してレゾルバ３９が取り付けられ、レゾルバ３９によりロータ１１の回転角が検出される。このように下壁２１に略円筒形状の突出部２６を設けることで、ロータ１１の下方空間にレゾルバ３９を容易に配置することができる。

突出部２６には、ボールベアリング３８の下方において突出部２６の内周面から外周面にかけて水平方向に貫通孔２６ａが穿設される。突出部２６の外周面には、貫通孔２６ａに連通するようにパイプ部材４０が設けられる。これによりパイプ部材４０の吸込口４４は、貫通孔２６ａを介して回転軸１５の内部の下方の空間ＳＰ２２に連通し、図６の矢印に示すように吸込口４４からオイルポンプ３５へと油が流れる。

第１の実施形態によれば以下のような作用効果を奏することができる。
（１）エアレーション防止装置は、車両１に搭載され、オイルポンプ３５から供給された油が貯留される貯留空間ＳＰ１を形成するケース２０と、ケース２０の内部に鉛直方向の軸線ＣＬ１を中心に回転可能に設けられたロータ１１と、軸線ＣＬ１に沿って延在するとともに、ロータ１１の上面および底面からそれぞれ突出し、ロータ１１と一体に回転可能に設けられた回転軸１５と、ロータ１１の下方の貯留空間ＳＰ１において径方向外側に延在し、先端部に吸込口４４が開口されたパイプ部材４０と、吸込口４４からパイプ部材４０および回転軸１５の内部空間ＳＰ２を通ってオイルポンプ３５に至る油路ＰＡとを備える（図２，５，６）。パイプ部材４０の吸込口４４側が、パイプ部材４０に作用する重力または慣性力の方向を向くように貯留空間ＳＰ１内に軸線ＣＬ１を中心に回転可能に設けられる（図３）。

この構成により、車両走行に伴い油面ＯＬが傾いた際に、その傾いた側にパイプ部材４０の先端部が移動することが可能となる。このため、旋回走行時や登坂走行時等において、油面ＯＬの変動が生じた場合であっても、吸込口４４が油中から露出することを防止でき、オイルポンプ３５にエアレーションが生じることを防止できる。また、パイプ部材４０は、ロータ１１とケース２０の底壁（下壁２１）との間の油の貯留空間ＳＰ１に配置されるため、ケース２０を下方に膨出させて油の貯留空間を設ける必要がなく、走行駆動装置１００を高さ方向に大型化させずに、エアレーションを防ぐことができる。

（２）パイプ部材４０は、オイルシール４１ａを介して回転軸１５の周囲を回転可能に支持され、パイプ部材自体に作用する重力や慣性力によって回転可能である（図２，５，６）。これによりパイプ部材４０を回転させるためのアクチュエータ等が不要であり、簡易な構成によりエアレーションを防止することができる。

（３）ケース２０の下壁２１の突出部２３から回転軸１５の下端部を回転可能に支持するニードルベアリング３１をさらに備える（図２，５）。パイプ部材４０は、ニードルベアリング３１の上方かつロータ１１の底面の下方において、吸込口４４を径方向外側に向けて回転可能に設けられる。これにより、走行駆動装置１００を高さ方向に大型化することなく、重力や慣性力が作用する方向に油の吸込口４４を移動させることができ、エアレーションを効果的に防止することができる。

（４）回転軸１５は、軸線ＣＬ１を中心として筒状に形成され、パイプ部材４０は、回転軸１５の外周面に沿って回転軸１５に対し相対回転可能に支持される（図２，５）。吸込口４４からオイルポンプ３５にかけての油路ＰＡの一部は、ロータ１１の下方において回転軸１５の周壁を径方向に貫通する貫通孔１５ｂと、ロータ１１の上方において回転軸１５の周壁を径方向に貫通する貫通孔１５ｃとを連通するように、より具体的には貫通孔１５ｂに面した回転軸１５の内部の空間ＳＰ２２と貫通孔１５ｃとを連通するように、回転軸１５の内部に延設されたパイプ４６により形成される（図２）。これによりオイルポンプ３５に至る油路ＰＡの面積を小さくすることができ、貯留空間ＳＰ１に溜まった油をオイルポンプ３５まで迅速に吸い込むことができる。

（５）パイプ部材４０は、一端部が回転軸１５の内部の空間ＳＰ２２に連通するとともに、他端部が径方向外側に延在するパイプ部４２と、一端部が回転軸１５の内部の空間ＳＰ２２に連通するとともに、他端部が下方に延在するパイプ部５２と、パイプ部５２の内部に上下動可能に収容された弁体５６、および、パイプ部５２の下端部の吸込口５３を閉塞するように弁体５６を付勢するばね５７を有するバルブ機構５５とを備える（図５）。弁体５６は、貯留空間ＳＰ１の油に浸漬されたときに、ばね５７の付勢力に抗して吸込口５３を開放するように、油よりも低密度の構成材によって形成される。これにより、油面ＯＬの傾きが小さいときには、複数の吸込口４４，５３から油を同時に吸い込むことができるとともに、油面の傾きが大きく、吸込口５３が油中から露出したときには、吸込口５３を閉塞することができ、エアレーションの発生を防ぐことができる。

−第２の実施形態−
図７〜図９を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。以下では、第１の実施形態との相違点を主に説明する。第２の実施形態が第１の実施形態と異なるのは、パイプ部材４０を回転させるためのアクチュエータを設けた点である。すなわち、第１の実施形態では、重力や慣性力等によりパイプ部材４０を回転させるようにしたが、第２の実施形態では、重力や慣性力等が作用する方向にパイプ部材４０が向くように、アクチュエータによりパイプ部材４０を回転移動させる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係るエアレーション防止装置の要部構成を示す平面断面図であり、図３に対応する図である。なお、図７において、図３と同一の箇所には同一の符号を付す。図示は省略するが、第２の実施形態に係る走行駆動装置１００の断面図は、アクチュエータが設けられる部分等、アクチュエータに関連する構成を除き、図２と同一である。

図７に示すように、ケース２０の周壁には、径方向外側に膨出する膨出部２０ａが設けられ、膨出部２０ａにアクチュエータ６０が配置される。アクチュエータ６０は、上下方向の軸線ＣＬ２を中心に回転するモータ（例えばステッピングモータ）により構成される。アクチュエータ６０の出力軸には、プーリ６１が一体に設けられる。パイプ部材４０の円環部４１には、軸線ＣＬ１を中心とした円筒形状のプーリ６２が一体に設けられる。具体的には、円環部４１の上面からプーリ６２が突設される。

プーリ６１とプーリ６２との間には、無端ベルト６３が掛け回される。アクチュエータ６０の回転は無端ベルト６３を介してプーリ６２に伝達され、これにより軸線ＣＬ１を中心にパイプ部材４０が回転する。なお、無端ベルト６３の代わりに無端チェーンを用いることもできる。この場合には、プーリ６１，６２の代わりにスプロケットを設ければよい。

図８は、第２の実施形態に係るエアレーション防止装置の主にアクチュエータ６０の制御構成を示すブロック図である。図８に示すように、車両１に搭載されたコントローラ（電子制御ユニット）７０には、車両１に作用する加速度Ｇの大きさおよび方向を検出する加速度センサ７１と、アクチュエータ６０に設けられてアクチュエータ６０の回転角を検出するエンコーダ７２とからの信号が入力される。コントローラ７０は、これらの入力信号に基づいて所定の処理を実行し、アクチュエータ６０に制御信号を出力する。

図９は、コントローラ７０のＣＰＵで実行される処理の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示す処理は、例えば車両１のメイン電源のオンにより開始され、所定の周期で繰り返される。

まず、ステップＳ１で、加速度センサ７１により検出された加速度Ｇが所定値Ｇ１より大きいか否かを判定する。所定値Ｇ１は、吸込口４４が露出するような油面ＯＬの傾斜を生じさせる最小加速度であり、予めコントローラ７０のメモリに記憶される。ステップＳ１で肯定されるとステップＳ２に進み、否定されると処理を終了する。

ステップＳ２では、エンコーダ７２により検出されたアクチュエータ６０の回転角に基づいてパイプ部材４０の向きを検出する。次いで、ステップＳ３で、ステップＳ２で検出されたパイプ部材４０の方向と加速度センサ７１により検出された加速度Ｇの方向との差（角度）が所定値Δθ１より大きいか否かを判定する。所定値Δθ１は、予め例えば５°〜１０°程度に設定される。なお、加速度Ｇの大きさに応じて所定値Δθ１を変更してもよい。すなわち、加速度Ｇが大きいほど、油面ＯＬの傾きが大きくなるため、所定値Δθ１を小さくしてもよい。

ステップＳ３が肯定されるとステップＳ４に進み、否定されると処理を終了する。ステップＳ４では、パイプ部材４０の方向と加速度Ｇの方向との差が所定値Δθ１以下（例えば０°）となるように、アクチュエータ６０に制御信号を出力し、ステップＳ２に戻る。

このように第２の実施形態に係るエアレーション防止装置は、パイプ部材４０に作用する重力または慣性力の方向を検出する加速度センサ７１と、パイプ部材４０を回転軸１５の外周面に沿って回転させるアクチュエータ６０と、加速度センサ７１により検出された重力または慣性力の方向をパイプ部材４０が向くようにアクチュエータ６０を制御するコントローラ７０とを備える（図７，８）。これにより、パイプ部材４０を回転軸１５に対し強制的に回転させることができるため、摺動抵抗が大きいなどの理由によりパイプ部材４０を自重等で回転させることが困難な場合であっても、パイプ部材４０の先端部を油が偏った方向に回転移動させることができ、エアレーションを確実に防止できる。

なお、上記実施形態では、下壁２１の底壁および周壁と上壁２２の周壁とにより貯留空間ＳＰ１を形成したが、オイルポンプから供給された油が貯留される貯留空間を形成するのであれば、ケースの構成はいかなるものでもよい。上記実施形態では、ケース２０内の電動機１０のロータ１１の下方にパイプ部材４０を配置したが、例えばギア等、他の回転体の下方に、上述したのと同様にしてパイプ部材を配置することもできる。上記実施形態では、ケース２０の下壁２１の周壁の近傍までパイプ部材４０を延設させたが、回転体の下方の前記貯留空間において径方向外側に延在し、先端部に吸込口が開口されるのであれば、パイプ部材の構成はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、ロータ１１と回転軸１５とを互いに別部材により構成して、これらを一体に回転可能に結合するようにしたが、回転体と回転軸とを同一部材により構成してもよい。すなわち、回転体の一部に軸部として回転軸を設けるようにしてもよい。上記実施形態では、回転軸１５の周囲にオイルシール４１ａを介して回転可能にパイプ部材４０を支持したが、パイプ部材に作用する重力または慣性力の方向を向くように貯留空間内に軸線を中心に回転可能に支持されるのであれば、すなわち吸込口側が重力または慣性力の方向を向くように支持されるのであれば、パイプ部材の支持構造はいかなるものでもよい。

上記実施形態では、パイプ部材４０とパイプ４６とパイプ部材４７などにより、吸込口４４からオイルポンプ３５に至る油路ＰＡを形成するようにしたが、油路の構成は上述したものに限らない。特に、ロータ１１の下方および上方において回転軸１５の周壁を貫通する貫通孔１５ｂ（第１貫通孔）と貫通孔１５ｃ（第２貫通孔）とを連通するように回転軸１５の内部に略Ｌ字形状のパイプ４６（内部パイプ）を設けたが、このようなパイプを設けずに、回転軸内に油孔を穿設することにより油路を形成してもよい。上記実施形態では、ベアリング３１，３８を介してケース２０の底壁部から回転軸１５の端部を回転可能に支持したが、軸受を介した回転軸の支持構造も上述したものに限らない。

上記実施形態では、エアレーション装置を車両１の走行駆動装置１００に適用したが、本発明のエアレーション装置は、車両に搭載されたオイルポンプに油が吸い込まれる他の装置にも同様に適用することもできる。また、電動機をケース内に有しない車両用変速機等にも、本発明を同様に適用することができる。

以上の説明はあくまで一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、上述した実施形態および変形例により本発明が限定されるものではない。上記実施形態と変形例の１つまたは複数を任意に組み合わせることも可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。

１車両、１０電動機、１１ロータ、１５回転軸、２０ケース、２１下壁、２２上壁、３１ニードルベアリング、３５オイルポンプ、４０パイプ部材、４４吸込口、４２パイプ部、４６パイプ、５２パイプ部、５５バルブ機構、５６弁体、５７ばね、６０アクチュエータ、７０コントローラ、７１加速度センサ、１００走行駆動装置、ＳＰ２２内部空間

Claims

車両に搭載され、オイルポンプから供給された油が貯留される貯留空間を形成するケースと、
前記ケースの内部に鉛直方向の軸線を中心に回転可能に設けられた回転体と、
前記軸線に沿って延在するとともに、前記回転体の上面および底面からそれぞれ突出し、前記回転体と一体に回転する回転軸と、
前記回転体の下方の前記貯留空間において径方向外側に延在し、先端部に吸込口が開口されたパイプ部材と、
前記吸込口から前記パイプ部材および前記回転軸の内部空間を通って前記オイルポンプに至る油路と、を備え、
前記パイプ部材は、前記パイプ部材に作用する重力または慣性力の方向を向くように前記貯留空間内に前記軸線を中心に回転可能に設けられ、
さらに前記パイプ部材は、
一端部が前記回転軸の内部空間に連通するとともに、他端部が径方向外側に延在して前記吸込口が開口された第１パイプ部と、
一端部が前記回転軸の内部空間に連通するとともに、他端部が下方に延在する第２パイプ部と、
前記第２パイプ部の内部に上下動可能に収容された弁体、および、前記第２パイプ部の下端部の吸込口を閉塞するように前記弁体を付勢する付勢部材を有するバルブ機構と、を備え、
前記弁体は、前記貯留空間の油に浸漬されたときに、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第２パイプ部の前記吸込口を開放するように、油よりも低密度の構成材によって形成されることを特徴とするエアレーション防止装置。
請求項１に記載のエアレーション防止装置において、
前記ケースの底壁部から前記回転軸の下端部を回転可能に支持する軸受をさらに備え、
前記パイプ部材は、前記軸受の上方かつ前記回転体の底面の下方において前記吸込口を径方向外側に向けて回転可能に設けられることを特徴とするエアレーション防止装置。
請求項１または２に記載のエアレーション防止装置において、
前記回転軸は、前記軸線を中心として筒状に形成され、
前記パイプ部材は、前記回転軸の外周面に沿って前記回転軸に対し相対回転可能に支持され、
前記油路の一部は、前記回転体の下方において前記回転軸の周壁を径方向に貫通する第１貫通孔と前記回転体の上方において前記回転軸の周壁を径方向に貫通する第２貫通孔とを連通するように前記回転軸の内部に延設された内部パイプにより形成されることを特徴とするエアレーション防止装置。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアレーション防止装置において、
前記パイプ部材に作用する重力または慣性力の方向を検出する検出器と、
前記パイプ部材を前記回転軸の外周面に沿って回転させるアクチュエータと、
前記検出器により検出された重力または慣性力の方向を前記パイプ部材が向くように前記アクチュエータを制御する制御部と、をさらに備えることを特徴とするエアレーション防止装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアレーション防止装置において、
前記回転体は、電動機のロータであることを特徴とするエアレーション防止装置。