動力損失低減装置
【課題】撥油処理層による動力損失の低減効果が低下することを抑制することのできる動力損失低減装置を提供する。
【解決手段】オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、回転部材の表面に施され、かつ、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、オイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段（ステップＳ４）と、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段（ステップＳ５）とを備えている。
【解決手段】オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、回転部材の表面に施され、かつ、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、オイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段（ステップＳ４）と、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段（ステップＳ５）とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力が伝達されて回転する回転部材と液体との接触による動力損失を低減することのできる動力損失低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に備えられている動力伝達装置は、回転軸、歯車などのように、動力源によって回転駆動される回転部材を備えている。そして、動力源の動力が回転部材を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。一方、これらの回転部材を潤滑および冷却する潤滑油、あるいは回転部材同士を接続・遮断するクラッチ機構の作動油として用いるオイルを、ケーシング内に貯溜するように構成されている。上記のような動力伝達装置においては、回転部材がオイルに浸漬された状態で動力源の動力が回転部材に伝達されると、回転部材とオイルとの摩擦抵抗により動力損失が発生する。このように、オイルに浸漬されている回転部材が回転するときに生じる動力損失を抑制することのできる動力損失低減装置の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１には動力伝達装置として自動変速機が記載されており、エンジンの動力がトルクコンバータおよび自動変速機を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。この自動変速機は、複数の遊星歯車機構およびこれらの遊星歯車機構の歯車同士を接続・遮断するクラッチが設けられている。一方、自動変速機の構成部品を収容したケーシングの内部にはオイルが貯溜されており、そのオイルにより前記遊星歯車機構が潤滑および冷却されるとともに、そのオイルをクラッチを係合・解放させるための作動油として用いるように構成されている。
【０００４】
また、この特許文献１に記載された動力伝達装置においては、クラッチドラムがオイルに接触して回転抵抗が増加することを抑制するために、クラッチドラムに撥油処理が施されている。この撥油処理は、ポリテトラフルオロチレンに代表されるフッソ樹脂（フルオロレジン）を用いた被膜処理であることが記載されている。このような撥油処理を施すことにより、オイルに接触しているクラッチドラムが回転する時に、オイルが短時間で弾かれるためオイル撹拌によるオイルの連れ回り量が減少し、回転抵抗が低減されるとされている。なお、特許文献１に記載されている撥油処理の技術の他の例は特許文献２にも記載されており、回転部材の回転抵抗を低減する技術が特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５６７７号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６２８２号公報
【特許文献３】特開２００７−２４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているように回転部材に撥油処理を施すことにより、オイルと回転部材との接触による動力損失を低減するように構成していても、動力伝達装置の状況によっては撥油性が低下することがあった。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、回転部材に撥油処理を施して動力損失を低減させるにあたり、動力損失を低減させる効果が低下することを抑制することのできる動力損失低減装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段と、前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記オイル溜まりの油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する油温判断手段と、前記油温が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在される空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、回転部材の回転数が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在される空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、油温が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在された空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第１制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の動力損失低減装置により歯車に伝達された動力の損失を低減するように構成した具体例の模式図である。
【図３】図２に示された歯車の表面に形成された撥油処理層の断面図である。
【図４】図１のフローチャートで用いるマップの一例である。
【図５】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第２制御例を示すフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートを実行した際の効果を説明するマップである。
【図７】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第３制御例を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートを実行した際の効果を説明するマップである。
【図９】図７のフローチャートを実行した際の効果を説明する他のマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明においては、動力源の動力が伝達される回転部材がケーシングの内部に設けられており、そのケーシングの内部にはオイルが溜められている。このオイルが、前記回転部材あるいは、その他の被潤滑部材に接触させられて、その部材がオイルにより潤滑または冷却される。前記回転部材は潤滑油に接触した状態で回転するように設けられている。より具体的には、回転部材の一部または全部が潤滑油に浸漬されている状態で回転するように構成されている。この発明の回転部材は、動力源の動力を被駆動部材に伝達するための動力伝達要素、動力源の動力を被駆動部材に伝達する機能は備えていないが、前記動力伝達要素と共に一体回転する要素のいずれでもよい。この発明における回転部材の具体例としては、回転軸、歯車、歯車同士の接続・解放をおこなうクラッチの油圧室を形成するシリンダ、プーリ、スプロケットなどが挙げられる。
【００１６】
この発明の動力損失低減装置を、車両の動力伝達装置に用いる場合の具体例を、図２に基づいて説明する。車両には、被駆動部材である駆動輪（図示せず）に伝達する動力を発生する動力源（図示せず）が設けられている。この動力源には、エンジン、電動モータ、油圧モータ、フライホイールなどが含まれる。この動力源から駆動輪に至る動力の伝達経路を構成する動力伝達装置がケーシング１の内部に設けられている。この具体例では、動力伝達装置として変速機２が設けられている。
【００１７】
この具体例では変速機２として選択歯車式の変速機が示されており、この変速機２は相互に平行に配置された複数の回転軸（図示せず）と、各回転軸に形成された歯車と、歯車と回転軸との間の動力伝達経路を接続または遮断するクラッチ（図示せず）とを有している。この変速機２は、クラッチの接続および遮断を制御することにより変速比が制御されるように構成されている。図２では便宜上、３個の歯車３，４，５が示されている。３個の歯車３，４，５は、それぞれ異なる回転軸に形成されており、各回転軸（図示せず）が相互に平行にかつ、水平に配置されている。前記回転軸の回転中心線（図示せず）は、車両の前後方向または車両の左右方向に沿って配置されているとともに、各回転中心線は異なる高さに配置されている。また、ケーシング１の内部にはオイルが収容されてオイル溜まりＡ１が形成されている。
【００１８】
この具体例では、上記３個の歯車３，４，５のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している２個の歯車３，５の表面には図３に示すような表面処理が施されている。具体的に説明すると、この表面処理は、歯車３，５の側面、歯先面、歯面、歯底などのうち、少なくとも一部に施されている。この表面処理により、オイルをはじく特性を備えた撥油処理層６が形成されている。この撥油処理層６は、例えば、つぎのようにして形成されたものである。まず、歯車３，５の表面に微細な凹部７および凸部８が設けられている。歯車３，５は、金属材料、例えば機械構造用合金鋼により構成されており、その表面にエッチング加工、レーザー加工、ショットブラスト加工などにより凹部７および凸部８が形成されている。この凹部７および凸部８は数μｍ（マイクロメートル）、ｎｍ（ナノメートル）のサイズで形成されている。ここでサイズとは、凹部７の深さ（高さ）方向における凸部８の頂点と凹部７の底との距離である。また、歯車３，５のうち、凹部７および凸部８が形成された部分に低表面張力処理剤が塗布されている。この低表面張力処理剤としては、表面張力が１５ｍＮ／ｍ以下のもの、例えば、フッ素シランカップリング剤、（フルオロアルキルシラン、フルオロアルキルメタクリレート）またはポリジメチルシリコーンなどを使用する。上記の凹部７および凸部８、ならびに低表面張力剤により、撥油処理層６が構成されている。
【００１９】
一方、前記ケーシング１の内部には、オイル溜まりＡ１のオイルを吸入して吐出するオイルポンプ９が設けられている。このオイルポンプ９は、回転型または往復動型の何れでもよい。このオイルポンプ９は、駆動輪に伝達する動力を発生する動力源の動力、または駆動輪に動力伝達をすることのできない専用の電動モータの動力により駆動されるように構成されている。また、前記ケーシング１の内部にはマイクロバブル発生装置（気泡発生装置）１０が設けられている。このマイクロバブル発生装置１０は、オイルポンプ９から吐出されたオイルにマイクロバブルを混入させ、そのマイクロバブルが混入されたオイルを排出する機構である。なお、マイクロバブルが混入されたオイルがオイル溜まりＡ１に戻されるように、油路１１が形成されている。この油路１１は、ケーシング１に形成された貫通孔、パイプ、ケーシング１の内面などのいずれにより構成されていてもよい。
【００２０】
上記のマイクロバブル発生装置１０としては、例えば、特開２００７−２４０１２１号公報、特開２００７−４４７号公報、特開２００７−２０９９５３号公報、特開２００７−８４４号公報、特開平９−２０７８７４号公報などに記載されているものを用いることができる。このマイクロバブル発生装置１０は、μｍオーダー、より詳しくは１０〜８０μｍ程度の超微細で均一な気泡（いわゆるマイクロバブル）あるいはそれより更に小さい気泡を発生させる装置である。このマイクロバブル発生装置１０で発生したマイクロバブルは、その粒径が小さいことによりオイル中での浮上速度が遅い。さらに、マイクロバブルはコロイドのような性質があって、マイクロバブル同士が相互に合体したり吸収したりしないので、オイル中でマイクロバブルが分離もしくは分散した状態を維持できる。
【００２１】
この具体例では、特開２００７−２４０１２１号公報に記載されているように、オイルに空気が供給されてマイクロバブルが発生する構成になっている。その空気の供給経路に切替弁１２が設けられており、切替弁１２の開閉を制御することにより、マイクロバブル発生装置１０への空気の吸入が実行または停止されるように構成されている。つまり、切替弁１２を開放すると、オイルがマイクロバブル発生装置１０を通るときにオイル中にマイクロバブルが混入され、マイクロバブルが混入されたオイルが、マイクロバブル発生装置１０から排出される。これに対して、切替弁１２を閉じるとオイルがマイクロバブル発生装置１０を通るときにマイクロバブルは発生せず、マイクロバブルが混入されていないオイルが、マイクロバブル発生装置１０から排出される。
【００２２】
さらに、車両には電子制御装置１３が設けられており、この電子制御装置１３には動力源の回転数、車速、加速要求、制動要求、オイルの温度（油温）、車体の傾斜角、回転軸の回転数などを検知するセンサの信号が入力される。この電子制御装置１３からは、動力源の出力、変速機２の変速比、マイクロバブル発生装置１０、切替弁１２などを制御する信号が出力される。このように構成された車両において、動力源の動力が変速機２に伝達されると、歯車同士の噛み合い力によりトルクが伝達され、そのトルクが駆動輪に伝達されて駆動力が発生する。また、歯車３，５がオイルに接触しており、歯車３，５の冷却または潤滑がおこなわれる。さらに、歯車５の回転により掻き上げられたオイルが、オイルに浸漬されていない軸受、歯車、電動機などの被潤滑部に供給されて、その被潤滑部が冷却または潤滑され、そのオイルは自重でオイル溜まりＡ１に戻る。
【００２３】
図２の構成において、回転部材である歯車３，５がオイルに漬けられており、その歯車３，５の回転によりオイルが撹拌されて動力損失が生じるが、その動力損失を抑制するために、前記撥油処理層６が形成されている。具体的には、図３のように撥油処理層６の機能により、オイルＡ２と歯車３，５の表面との間に空気が介在される。ここでは、便宜上、オイルＡ２と歯車３，５との間に空気層Ｂ１が形成されるものとして説明する。この空気層Ｂ１が存在するため、回転する歯車３，５とオイルＡ２との接触による摩擦抵抗が低減されて、動力損失を抑制できる。ところで、歯車３，５に撥油処理層６が形成されていても、変速機２の使用条件により、撥油処理層６による動力損失の低減機能が低下することがある。そこで、図２に示す動力損失低減装置においては、撥油処理層６による動力損失の低減機能が低下することを抑制するために、マイクロバブル発生装置１０を利用することができる。そのための制御例を順次説明する。各制御例では、便宜上、最も下方に配置されている歯車５について説明をおこなう。
【００２４】
（第１制御例）
まず、図２の動力損失低減装置において実行可能な第１制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。この第１制御例は、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量に基づいて、オイルにマイクロバブルを混入させるか否かを決定する。まず、車体の傾斜角が算出され（ステップＳ１）、かつ、オイル溜まりＡ１の油温が算出される（ステップＳ２）。前記回転軸の中心線が車両の左右方向に沿って設けられている場合は、ステップＳ１では車体の前後方向の傾斜角が算出される。一方、前記回転軸の中心線が車両の前後方向に沿って設けられている場合は、ステップＳ１では車体の左右方向の傾斜角が算出される。前記ステップＳ１，Ｓ２は同時におこなってもよいし、いずれか一方を先におこない、他方を後におこなってもよい。
【００２５】
このステップＳ１およびステップＳ２の算出結果に基づいて、油浴率Ｐが算出される（ステップＳ３）。この油浴率Ｐとは、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量を表す。この浴油率は、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量は、歯車５の全表面積のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している部分の面積、歯車５のうちオイル溜まりＡ１に浸漬されている部分の深さなどから求めることが可能である。そして、歯車５の全表面積のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している部分の面積が相対的に広くなると、浴油率はＰが相対的に高くなる。また、歯車５のうちオイル溜まりＡ１に浸漬されている部分の深さが相対的に深くなると、浴油率Ｐが相対的に高くなる。
【００２６】
このステップＳ３の処理は、例えば、図４のマップを用いておこなわれる。図４のマップにおいては、横軸に傾斜角が示され、縦軸に油浴率Ｐが示されており、異なる油温毎に浴油率を表す特性線が示されている。図４のマップのように、傾斜角が相対的に大きくなるほど油浴率Ｐが相対的に高くなる傾向にある。また、油温が相対的に高くなるほど油浴率Ｐが相対的に高くなる傾向にある。これは、油温が相対的に高くなると、オイルが膨張して油面が上昇し、油浴率Ｐが相対的に高くなるからである。一方、車体の傾斜角が相対的に大きくなると、ケーシング１の内部でオイル溜まりＡ１の位置が偏って油面が上昇し、油浴率Ｐが相対的に高くなるからである。そして、油浴率Ｐが相対的に高くなるということは、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触する量が相対的に多くなり、動力損失を低減する効果が相対的に低くなることを意味する。
【００２７】
ついで、ステップＳ３で算出された油浴率Ｐが所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。この所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、油浴率Ｐから間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。このステップＳ４で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。
【００２８】
そこで、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。ここで、「気泡発生装置をＯＮ」とは、切替弁１２を開放することによりマイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルを発生させ、マイクロバブルが混入されたオイルを、マイクロバブル発生装置１０から排出させる処理である。このステップＳ５の処理をおこなうと、オイル溜まりＡ１のオイルにマイクロバブルが混入されるため、空気層Ｂ１を相対的に厚くすることができる。したがって、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。
【００２９】
これに対して、ステップＳ４で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ６）、この制御ルーチンを終了する。ここで、「気泡発生装置をＯＦＦ」とは、切替弁１２を閉じ、オイルにマイクロバブルを混入することなく、マイクロバブル発生装置１０からオイルを排出させる処理である。
【００３０】
なお、上記の説明においては、車体の傾斜角および油温の両方を用いて油浴率を算出しているが、車体の傾斜角または油温のいずれか一方を用いて油浴率を算出するルーチンにすることもできる。つまり、ステップＳ１またはステップＳ２のいずれか一方を経由してステップＳ３に進むこともできる。また、ステップＳ２で算出される油温は、オイル溜まりＡ１の温度を直接用いてもよいし、外気温から間接的に油温を算出してもよいし、動力源の冷却水温度から油温を間接的に算出してもよい。さらに、図２の構成において、オイル溜まりＡ１の油面の高さを検出するセンサを設け、ステップＳ１においてオイル溜まりＡ１の液面の高さを求め、ステップＳ３ではオイル溜まりＡ１の液面の高さに基づいて浴油率Ｐを求める処理をおこない、ステップＳ２を省略することも可能である。このような制御をおこなう場合、オイル溜まりＡ１の液面の高さと、浴油率Ｐとの関係をマップ化して予め電子制御装置１３に記憶しておき、ステップＳ３ではそのマップを用いればよい。
【００３１】
この第１制御例は請求項１の発明に対応しており、図１のフローチャートに示された機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ４が、この発明の接触量判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００３２】
（第２制御例）
つぎに、図２の車両で実行可能な他の制御例を、図５のフローチャートに基づいて説明する。まず、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している歯車５の回転数を算出する（ステップＳ１１）。この歯車５の回転数から車速Ｖを求め、その車速Ｖが所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で用いる所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、車速Ｖから間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。
【００３３】
このステップＳ１２で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。これは、車速Ｖが所定値以上であると、歯車５の回転により発生する遠心力、および遠心油圧が相対的に高くなり、空気層Ｂ１が押し潰されて相対的に薄くなるからである。ここで、車速と、空気層Ｂ１による動力損失の低減効果との関係を、図６のマップにより説明する。このマップにおいては、横軸に車速が示され、縦軸に動力損失の低減効果が、抵抗低減率（摩擦抵抗の低減率）で示されている。図６のマップから分かるように、車速が所定値未満では、抵抗低減率が所定値に維持され、車速が所定値以上になると、抵抗低減率が所定値よりも低くなる。これは、動力損失の低減効果が低下することを意味する。
【００３４】
そこで、前記ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ１３）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１３の処理は、図１のステップＳ５の処理と同じであり、ステップＳ５の場合と同じ作用により、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。
【００３５】
これに対して、ステップＳ１２で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ１４）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１４の処理は、ステップＳ６の処理と同じである。なお、上記の説明においては、ステップＳ１２で車速Ｖが所定値以上であるか否かを判断しているが、その判断に代えて回転数が所定値以上であるか否かを判断し、回転数が所定値以上であると判断されたときにステップＳ１３に進み、回転数が所定値未満であると判断されたときにステップＳ１４に進むルーチンとすることもできる。
【００３６】
この第２制御例は請求項２の発明に対応しており、図５に示された機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１２が、この発明の回転数判断手段に相当し、ステップＳ１３が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００３７】
（第３制御例）
つぎに更に他の制御例を図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、オイル溜まりＡ１の油温Ｔを算出し（ステップＳ２１）、この油温Ｔが所定値、例えば８０℃以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で用いる所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、油温から間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。
【００３８】
このステップＳ２２で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。これを具体的に説明すると、オイルの温度が相対的に高くなると表面張力が低下して、撥油処理層６の微細な凹部７にオイルＡ２が進入しやすくなる。すると、空気層Ｂ１が薄くなり撥油処理層６の撥油性が低下して、動力損失の低減効果を、予め定められた値以上確保することができなくなるからである。ここで、油温と表面張力との関係を、図８のマップにより説明する。このマップにおいては、横軸に油温が示され、縦軸に表面張力が示されている。図８のマップから分かるように、油温が８０℃未満では、表面張力が所定値以上であり、油温Ｔが所定値、例えば８０℃以上になると、表面張力が所定値よりも低くなる。これは、油温が８０℃以上になると、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことを示す。
【００３９】
そこで、前記ステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ２３）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ２３の処理は、ステップＳ５の処理と同じであり、前述と同様に、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。このステップＳ２２の制御により得られる効果を図９のマップに表す。図９のマップでは、横軸に油温が示され、縦軸に動力損失の低減効果が低減率で示されている。油温が８０℃以上である場合は、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルをオイル中に混入すると、抵抗率が実線のように維持される。これに対して、油温が８０℃以上である場合は、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルをオイル中に混入しないと抵抗率が破線のように低下する。
【００４０】
一方、ステップＳ２２で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ２４）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ２４の処理は図１のステップＳ６の処理と同じである。なお、ステップＳ２１で算出される油温は、オイル溜まりＡ１の温度を直接用いてもよいし、外気温から間接的に油温を算出してもよいし、動力源の冷却水温度から油温を間接的に算出してもよい。
【００４１】
この第３制御例は請求項３の発明に対応しており、図７のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１，Ｓ２２が、この発明の油温判断手段に相当し、ステップＳ２３が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００４２】
前記第１制御例ないし第３制御例は、いずれか１つを選択しておこなってもよいし、複数の制御例を並行しておこなってもよい。複数の制御例を並行しておこなう際には、ステップＳ４またはステップＳ１４またはステップＳ１１またはステップＳ２２のうち、少なくとも１つのステップまたは全てのステップで肯定的に判断された場合に、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルを発生する処理をおこなうようにすればよい。なお、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、歯車３，５がこの発明の回転部材に相当する。なお、前記マイクロバブル発生装置１０および切替弁１２は、ケーシング１の外部に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３，５…歯車、 ６…撥油処理層、 １０…マイクロバブル発生装置、 Ａ１…オイル溜まり、 Ａ２…オイル、 Ｂ１…空気層。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動力が伝達されて回転する回転部材と液体との接触による動力損失を低減することのできる動力損失低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に備えられている動力伝達装置は、回転軸、歯車などのように、動力源によって回転駆動される回転部材を備えている。そして、動力源の動力が回転部材を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。一方、これらの回転部材を潤滑および冷却する潤滑油、あるいは回転部材同士を接続・遮断するクラッチ機構の作動油として用いるオイルを、ケーシング内に貯溜するように構成されている。上記のような動力伝達装置においては、回転部材がオイルに浸漬された状態で動力源の動力が回転部材に伝達されると、回転部材とオイルとの摩擦抵抗により動力損失が発生する。このように、オイルに浸漬されている回転部材が回転するときに生じる動力損失を抑制することのできる動力損失低減装置の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
この特許文献１には動力伝達装置として自動変速機が記載されており、エンジンの動力がトルクコンバータおよび自動変速機を経由して駆動輪に伝達されるように構成されている。この自動変速機は、複数の遊星歯車機構およびこれらの遊星歯車機構の歯車同士を接続・遮断するクラッチが設けられている。一方、自動変速機の構成部品を収容したケーシングの内部にはオイルが貯溜されており、そのオイルにより前記遊星歯車機構が潤滑および冷却されるとともに、そのオイルをクラッチを係合・解放させるための作動油として用いるように構成されている。
【０００４】
また、この特許文献１に記載された動力伝達装置においては、クラッチドラムがオイルに接触して回転抵抗が増加することを抑制するために、クラッチドラムに撥油処理が施されている。この撥油処理は、ポリテトラフルオロチレンに代表されるフッソ樹脂（フルオロレジン）を用いた被膜処理であることが記載されている。このような撥油処理を施すことにより、オイルに接触しているクラッチドラムが回転する時に、オイルが短時間で弾かれるためオイル撹拌によるオイルの連れ回り量が減少し、回転抵抗が低減されるとされている。なお、特許文献１に記載されている撥油処理の技術の他の例は特許文献２にも記載されており、回転部材の回転抵抗を低減する技術が特許文献３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５６７７号公報
【特許文献２】特開平１０−１５６２８２号公報
【特許文献３】特開２００７−２４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているように回転部材に撥油処理を施すことにより、オイルと回転部材との接触による動力損失を低減するように構成していても、動力伝達装置の状況によっては撥油性が低下することがあった。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、回転部材に撥油処理を施して動力損失を低減させるにあたり、動力損失を低減させる効果が低下することを抑制することのできる動力損失低減装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段と、前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、前記オイル溜まりの油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する油温判断手段と、前記油温が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、回転部材がオイル溜まりのオイルに接触する量が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在される空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、回転部材の回転数が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在される空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に空気が介在されるため、回転部材が動力で回転したときに、回転部材とオイル溜まりのオイルとの接触による摩擦抵抗の増加が抑制され、動力損失を低減できる。また、油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断し、油温が所定値以上であると判断された場合は、マイクロバブル発生装置によりオイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させる処理がおこなわれる。この処理により、回転部材とオイル溜まりのオイルとの間に介在された空気量が相対的に多くなり、動力損失の低減効果が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第１制御例を示すフローチャートである。
【図２】この発明の動力損失低減装置により歯車に伝達された動力の損失を低減するように構成した具体例の模式図である。
【図３】図２に示された歯車の表面に形成された撥油処理層の断面図である。
【図４】図１のフローチャートで用いるマップの一例である。
【図５】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第２制御例を示すフローチャートである。
【図６】図５のフローチャートを実行した際の効果を説明するマップである。
【図７】この発明の動力損失低減装置でおこなわれる第３制御例を示すフローチャートである。
【図８】図７のフローチャートを実行した際の効果を説明するマップである。
【図９】図７のフローチャートを実行した際の効果を説明する他のマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明においては、動力源の動力が伝達される回転部材がケーシングの内部に設けられており、そのケーシングの内部にはオイルが溜められている。このオイルが、前記回転部材あるいは、その他の被潤滑部材に接触させられて、その部材がオイルにより潤滑または冷却される。前記回転部材は潤滑油に接触した状態で回転するように設けられている。より具体的には、回転部材の一部または全部が潤滑油に浸漬されている状態で回転するように構成されている。この発明の回転部材は、動力源の動力を被駆動部材に伝達するための動力伝達要素、動力源の動力を被駆動部材に伝達する機能は備えていないが、前記動力伝達要素と共に一体回転する要素のいずれでもよい。この発明における回転部材の具体例としては、回転軸、歯車、歯車同士の接続・解放をおこなうクラッチの油圧室を形成するシリンダ、プーリ、スプロケットなどが挙げられる。
【００１６】
この発明の動力損失低減装置を、車両の動力伝達装置に用いる場合の具体例を、図２に基づいて説明する。車両には、被駆動部材である駆動輪（図示せず）に伝達する動力を発生する動力源（図示せず）が設けられている。この動力源には、エンジン、電動モータ、油圧モータ、フライホイールなどが含まれる。この動力源から駆動輪に至る動力の伝達経路を構成する動力伝達装置がケーシング１の内部に設けられている。この具体例では、動力伝達装置として変速機２が設けられている。
【００１７】
この具体例では変速機２として選択歯車式の変速機が示されており、この変速機２は相互に平行に配置された複数の回転軸（図示せず）と、各回転軸に形成された歯車と、歯車と回転軸との間の動力伝達経路を接続または遮断するクラッチ（図示せず）とを有している。この変速機２は、クラッチの接続および遮断を制御することにより変速比が制御されるように構成されている。図２では便宜上、３個の歯車３，４，５が示されている。３個の歯車３，４，５は、それぞれ異なる回転軸に形成されており、各回転軸（図示せず）が相互に平行にかつ、水平に配置されている。前記回転軸の回転中心線（図示せず）は、車両の前後方向または車両の左右方向に沿って配置されているとともに、各回転中心線は異なる高さに配置されている。また、ケーシング１の内部にはオイルが収容されてオイル溜まりＡ１が形成されている。
【００１８】
この具体例では、上記３個の歯車３，４，５のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している２個の歯車３，５の表面には図３に示すような表面処理が施されている。具体的に説明すると、この表面処理は、歯車３，５の側面、歯先面、歯面、歯底などのうち、少なくとも一部に施されている。この表面処理により、オイルをはじく特性を備えた撥油処理層６が形成されている。この撥油処理層６は、例えば、つぎのようにして形成されたものである。まず、歯車３，５の表面に微細な凹部７および凸部８が設けられている。歯車３，５は、金属材料、例えば機械構造用合金鋼により構成されており、その表面にエッチング加工、レーザー加工、ショットブラスト加工などにより凹部７および凸部８が形成されている。この凹部７および凸部８は数μｍ（マイクロメートル）、ｎｍ（ナノメートル）のサイズで形成されている。ここでサイズとは、凹部７の深さ（高さ）方向における凸部８の頂点と凹部７の底との距離である。また、歯車３，５のうち、凹部７および凸部８が形成された部分に低表面張力処理剤が塗布されている。この低表面張力処理剤としては、表面張力が１５ｍＮ／ｍ以下のもの、例えば、フッ素シランカップリング剤、（フルオロアルキルシラン、フルオロアルキルメタクリレート）またはポリジメチルシリコーンなどを使用する。上記の凹部７および凸部８、ならびに低表面張力剤により、撥油処理層６が構成されている。
【００１９】
一方、前記ケーシング１の内部には、オイル溜まりＡ１のオイルを吸入して吐出するオイルポンプ９が設けられている。このオイルポンプ９は、回転型または往復動型の何れでもよい。このオイルポンプ９は、駆動輪に伝達する動力を発生する動力源の動力、または駆動輪に動力伝達をすることのできない専用の電動モータの動力により駆動されるように構成されている。また、前記ケーシング１の内部にはマイクロバブル発生装置（気泡発生装置）１０が設けられている。このマイクロバブル発生装置１０は、オイルポンプ９から吐出されたオイルにマイクロバブルを混入させ、そのマイクロバブルが混入されたオイルを排出する機構である。なお、マイクロバブルが混入されたオイルがオイル溜まりＡ１に戻されるように、油路１１が形成されている。この油路１１は、ケーシング１に形成された貫通孔、パイプ、ケーシング１の内面などのいずれにより構成されていてもよい。
【００２０】
上記のマイクロバブル発生装置１０としては、例えば、特開２００７−２４０１２１号公報、特開２００７−４４７号公報、特開２００７−２０９９５３号公報、特開２００７−８４４号公報、特開平９−２０７８７４号公報などに記載されているものを用いることができる。このマイクロバブル発生装置１０は、μｍオーダー、より詳しくは１０〜８０μｍ程度の超微細で均一な気泡（いわゆるマイクロバブル）あるいはそれより更に小さい気泡を発生させる装置である。このマイクロバブル発生装置１０で発生したマイクロバブルは、その粒径が小さいことによりオイル中での浮上速度が遅い。さらに、マイクロバブルはコロイドのような性質があって、マイクロバブル同士が相互に合体したり吸収したりしないので、オイル中でマイクロバブルが分離もしくは分散した状態を維持できる。
【００２１】
この具体例では、特開２００７−２４０１２１号公報に記載されているように、オイルに空気が供給されてマイクロバブルが発生する構成になっている。その空気の供給経路に切替弁１２が設けられており、切替弁１２の開閉を制御することにより、マイクロバブル発生装置１０への空気の吸入が実行または停止されるように構成されている。つまり、切替弁１２を開放すると、オイルがマイクロバブル発生装置１０を通るときにオイル中にマイクロバブルが混入され、マイクロバブルが混入されたオイルが、マイクロバブル発生装置１０から排出される。これに対して、切替弁１２を閉じるとオイルがマイクロバブル発生装置１０を通るときにマイクロバブルは発生せず、マイクロバブルが混入されていないオイルが、マイクロバブル発生装置１０から排出される。
【００２２】
さらに、車両には電子制御装置１３が設けられており、この電子制御装置１３には動力源の回転数、車速、加速要求、制動要求、オイルの温度（油温）、車体の傾斜角、回転軸の回転数などを検知するセンサの信号が入力される。この電子制御装置１３からは、動力源の出力、変速機２の変速比、マイクロバブル発生装置１０、切替弁１２などを制御する信号が出力される。このように構成された車両において、動力源の動力が変速機２に伝達されると、歯車同士の噛み合い力によりトルクが伝達され、そのトルクが駆動輪に伝達されて駆動力が発生する。また、歯車３，５がオイルに接触しており、歯車３，５の冷却または潤滑がおこなわれる。さらに、歯車５の回転により掻き上げられたオイルが、オイルに浸漬されていない軸受、歯車、電動機などの被潤滑部に供給されて、その被潤滑部が冷却または潤滑され、そのオイルは自重でオイル溜まりＡ１に戻る。
【００２３】
図２の構成において、回転部材である歯車３，５がオイルに漬けられており、その歯車３，５の回転によりオイルが撹拌されて動力損失が生じるが、その動力損失を抑制するために、前記撥油処理層６が形成されている。具体的には、図３のように撥油処理層６の機能により、オイルＡ２と歯車３，５の表面との間に空気が介在される。ここでは、便宜上、オイルＡ２と歯車３，５との間に空気層Ｂ１が形成されるものとして説明する。この空気層Ｂ１が存在するため、回転する歯車３，５とオイルＡ２との接触による摩擦抵抗が低減されて、動力損失を抑制できる。ところで、歯車３，５に撥油処理層６が形成されていても、変速機２の使用条件により、撥油処理層６による動力損失の低減機能が低下することがある。そこで、図２に示す動力損失低減装置においては、撥油処理層６による動力損失の低減機能が低下することを抑制するために、マイクロバブル発生装置１０を利用することができる。そのための制御例を順次説明する。各制御例では、便宜上、最も下方に配置されている歯車５について説明をおこなう。
【００２４】
（第１制御例）
まず、図２の動力損失低減装置において実行可能な第１制御例を、図１のフローチャートに基づいて説明する。この第１制御例は、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量に基づいて、オイルにマイクロバブルを混入させるか否かを決定する。まず、車体の傾斜角が算出され（ステップＳ１）、かつ、オイル溜まりＡ１の油温が算出される（ステップＳ２）。前記回転軸の中心線が車両の左右方向に沿って設けられている場合は、ステップＳ１では車体の前後方向の傾斜角が算出される。一方、前記回転軸の中心線が車両の前後方向に沿って設けられている場合は、ステップＳ１では車体の左右方向の傾斜角が算出される。前記ステップＳ１，Ｓ２は同時におこなってもよいし、いずれか一方を先におこない、他方を後におこなってもよい。
【００２５】
このステップＳ１およびステップＳ２の算出結果に基づいて、油浴率Ｐが算出される（ステップＳ３）。この油浴率Ｐとは、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量を表す。この浴油率は、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触している量は、歯車５の全表面積のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している部分の面積、歯車５のうちオイル溜まりＡ１に浸漬されている部分の深さなどから求めることが可能である。そして、歯車５の全表面積のうち、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している部分の面積が相対的に広くなると、浴油率はＰが相対的に高くなる。また、歯車５のうちオイル溜まりＡ１に浸漬されている部分の深さが相対的に深くなると、浴油率Ｐが相対的に高くなる。
【００２６】
このステップＳ３の処理は、例えば、図４のマップを用いておこなわれる。図４のマップにおいては、横軸に傾斜角が示され、縦軸に油浴率Ｐが示されており、異なる油温毎に浴油率を表す特性線が示されている。図４のマップのように、傾斜角が相対的に大きくなるほど油浴率Ｐが相対的に高くなる傾向にある。また、油温が相対的に高くなるほど油浴率Ｐが相対的に高くなる傾向にある。これは、油温が相対的に高くなると、オイルが膨張して油面が上昇し、油浴率Ｐが相対的に高くなるからである。一方、車体の傾斜角が相対的に大きくなると、ケーシング１の内部でオイル溜まりＡ１の位置が偏って油面が上昇し、油浴率Ｐが相対的に高くなるからである。そして、油浴率Ｐが相対的に高くなるということは、歯車５がオイル溜まりＡ１のオイルに接触する量が相対的に多くなり、動力損失を低減する効果が相対的に低くなることを意味する。
【００２７】
ついで、ステップＳ３で算出された油浴率Ｐが所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ４）。この所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、油浴率Ｐから間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。このステップＳ４で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。
【００２８】
そこで、ステップＳ４で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ５）、この制御ルーチンを終了する。ここで、「気泡発生装置をＯＮ」とは、切替弁１２を開放することによりマイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルを発生させ、マイクロバブルが混入されたオイルを、マイクロバブル発生装置１０から排出させる処理である。このステップＳ５の処理をおこなうと、オイル溜まりＡ１のオイルにマイクロバブルが混入されるため、空気層Ｂ１を相対的に厚くすることができる。したがって、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。
【００２９】
これに対して、ステップＳ４で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ４で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ６）、この制御ルーチンを終了する。ここで、「気泡発生装置をＯＦＦ」とは、切替弁１２を閉じ、オイルにマイクロバブルを混入することなく、マイクロバブル発生装置１０からオイルを排出させる処理である。
【００３０】
なお、上記の説明においては、車体の傾斜角および油温の両方を用いて油浴率を算出しているが、車体の傾斜角または油温のいずれか一方を用いて油浴率を算出するルーチンにすることもできる。つまり、ステップＳ１またはステップＳ２のいずれか一方を経由してステップＳ３に進むこともできる。また、ステップＳ２で算出される油温は、オイル溜まりＡ１の温度を直接用いてもよいし、外気温から間接的に油温を算出してもよいし、動力源の冷却水温度から油温を間接的に算出してもよい。さらに、図２の構成において、オイル溜まりＡ１の油面の高さを検出するセンサを設け、ステップＳ１においてオイル溜まりＡ１の液面の高さを求め、ステップＳ３ではオイル溜まりＡ１の液面の高さに基づいて浴油率Ｐを求める処理をおこない、ステップＳ２を省略することも可能である。このような制御をおこなう場合、オイル溜まりＡ１の液面の高さと、浴油率Ｐとの関係をマップ化して予め電子制御装置１３に記憶しておき、ステップＳ３ではそのマップを用いればよい。
【００３１】
この第１制御例は請求項１の発明に対応しており、図１のフローチャートに示された機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ４が、この発明の接触量判断手段に相当し、ステップＳ５が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００３２】
（第２制御例）
つぎに、図２の車両で実行可能な他の制御例を、図５のフローチャートに基づいて説明する。まず、オイル溜まりＡ１のオイルに接触している歯車５の回転数を算出する（ステップＳ１１）。この歯車５の回転数から車速Ｖを求め、その車速Ｖが所定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で用いる所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、車速Ｖから間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。
【００３３】
このステップＳ１２で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。これは、車速Ｖが所定値以上であると、歯車５の回転により発生する遠心力、および遠心油圧が相対的に高くなり、空気層Ｂ１が押し潰されて相対的に薄くなるからである。ここで、車速と、空気層Ｂ１による動力損失の低減効果との関係を、図６のマップにより説明する。このマップにおいては、横軸に車速が示され、縦軸に動力損失の低減効果が、抵抗低減率（摩擦抵抗の低減率）で示されている。図６のマップから分かるように、車速が所定値未満では、抵抗低減率が所定値に維持され、車速が所定値以上になると、抵抗低減率が所定値よりも低くなる。これは、動力損失の低減効果が低下することを意味する。
【００３４】
そこで、前記ステップＳ１２で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ１３）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１３の処理は、図１のステップＳ５の処理と同じであり、ステップＳ５の場合と同じ作用により、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。
【００３５】
これに対して、ステップＳ１２で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ１２で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ１４）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ１４の処理は、ステップＳ６の処理と同じである。なお、上記の説明においては、ステップＳ１２で車速Ｖが所定値以上であるか否かを判断しているが、その判断に代えて回転数が所定値以上であるか否かを判断し、回転数が所定値以上であると判断されたときにステップＳ１３に進み、回転数が所定値未満であると判断されたときにステップＳ１４に進むルーチンとすることもできる。
【００３６】
この第２制御例は請求項２の発明に対応しており、図５に示された機能的手段とこの発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ１２が、この発明の回転数判断手段に相当し、ステップＳ１３が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００３７】
（第３制御例）
つぎに更に他の制御例を図７のフローチャートに基づいて説明する。まず、オイル溜まりＡ１の油温Ｔを算出し（ステップＳ２１）、この油温Ｔが所定値、例えば８０℃以上であるか否かを判断する（ステップＳ２２）。このステップＳ２２で用いる所定値は、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができるか否かを、油温から間接的に判断するための閾値である。この所定値は、実験またはシミュレーションをおこなって求めたものであり、予め電子制御装置１３に記憶されている。
【００３８】
このステップＳ２２で肯定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことになる。これを具体的に説明すると、オイルの温度が相対的に高くなると表面張力が低下して、撥油処理層６の微細な凹部７にオイルＡ２が進入しやすくなる。すると、空気層Ｂ１が薄くなり撥油処理層６の撥油性が低下して、動力損失の低減効果を、予め定められた値以上確保することができなくなるからである。ここで、油温と表面張力との関係を、図８のマップにより説明する。このマップにおいては、横軸に油温が示され、縦軸に表面張力が示されている。図８のマップから分かるように、油温が８０℃未満では、表面張力が所定値以上であり、油温Ｔが所定値、例えば８０℃以上になると、表面張力が所定値よりも低くなる。これは、油温が８０℃以上になると、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」を、予め定められた値以上確保することができないことを示す。
【００３９】
そこで、前記ステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＮし（ステップＳ２３）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ２３の処理は、ステップＳ５の処理と同じであり、前述と同様に、空気層Ｂ１の形成による動力損失の低減効果を、予め定められた値以上に確保することができる。このステップＳ２２の制御により得られる効果を図９のマップに表す。図９のマップでは、横軸に油温が示され、縦軸に動力損失の低減効果が低減率で示されている。油温が８０℃以上である場合は、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルをオイル中に混入すると、抵抗率が実線のように維持される。これに対して、油温が８０℃以上である場合は、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルをオイル中に混入しないと抵抗率が破線のように低下する。
【００４０】
一方、ステップＳ２２で否定的に判断されるということは、「空気層の形成により発生する動力損失の低減効果」が、既に予め定められた値以上確保されていることになる。そこで、ステップＳ２２で否定的に判断された場合は、気泡発生装置をＯＦＦし（ステップＳ２４）、この制御ルーチンを終了する。ステップＳ２４の処理は図１のステップＳ６の処理と同じである。なお、ステップＳ２１で算出される油温は、オイル溜まりＡ１の温度を直接用いてもよいし、外気温から間接的に油温を算出してもよいし、動力源の冷却水温度から油温を間接的に算出してもよい。
【００４１】
この第３制御例は請求項３の発明に対応しており、図７のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ２１，Ｓ２２が、この発明の油温判断手段に相当し、ステップＳ２３が、この発明のマイクロバブル発生手段に相当する。
【００４２】
前記第１制御例ないし第３制御例は、いずれか１つを選択しておこなってもよいし、複数の制御例を並行しておこなってもよい。複数の制御例を並行しておこなう際には、ステップＳ４またはステップＳ１４またはステップＳ１１またはステップＳ２２のうち、少なくとも１つのステップまたは全てのステップで肯定的に判断された場合に、マイクロバブル発生装置１０でマイクロバブルを発生する処理をおこなうようにすればよい。なお、図２に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、歯車３，５がこの発明の回転部材に相当する。なお、前記マイクロバブル発生装置１０および切替弁１２は、ケーシング１の外部に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
３，５…歯車、 ６…撥油処理層、 １０…マイクロバブル発生装置、 Ａ１…オイル溜まり、 Ａ２…オイル、 Ｂ１…空気層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段と、
前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段と
を備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【請求項２】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、
前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段と
を備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【請求項３】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記オイル溜まりの油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する油温判断手段と、
前記油温が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【請求項１】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する接触量判断手段と、
前記回転部材が前記オイル溜まりのオイルに接触する量が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段と
を備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【請求項２】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、
前記回転部材の回転数が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段と
を備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【請求項３】
オイル溜まりのオイルに接触された状態で動力が伝達されて回転する回転部材と、この回転部材の表面に施され、かつ、前記オイルをはじいて前記回転部材とオイルとの間に空気を介在させる撥油処理層とを有する動力損失低減装置において、
前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生装置が設けられており、
前記オイル溜まりの油温が予め定められた所定値以上であるか否かを判断する油温判断手段と、
前記油温が予め定められた所定値以上であると判断された場合は、前記マイクロバブル発生装置により前記オイル溜まりのオイルにマイクロバブルを混入させるマイクロバブル発生手段とを備えていることを特徴とする動力損失低減装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１１７５２３（Ｐ２０１１−１１７５２３Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４８６９（Ｐ２００９−２７４８６９）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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