自動変速機におけるエア分離構造
【課題】連通管を流れるオイル内のエアを取り除いて、変速機構に供給されないようにする。
【解決手段】トルクコンバータ１１と変速機構２１とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプ１２が、トルクコンバータ１１側に設けられて、変速機構２１側のオイルパン２４から、連通管１４を介してオイルを吸引する自動変速機１において、オイルポンプ１２とオイルパン２４との間の連通管１４の途中に設けられて、エアとオイルとを分離する分離室３０と、分離室３０内のエアを排出させる電動ポンプ６０と、電動ポンプ６０を制御する制御手段４０と、を設け、制御手段４０が、エンジンを起動させるパワースイッチ４２がオン位置であって、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内にエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、電動ポンプ６０を稼働させる構成とした。
【解決手段】トルクコンバータ１１と変速機構２１とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプ１２が、トルクコンバータ１１側に設けられて、変速機構２１側のオイルパン２４から、連通管１４を介してオイルを吸引する自動変速機１において、オイルポンプ１２とオイルパン２４との間の連通管１４の途中に設けられて、エアとオイルとを分離する分離室３０と、分離室３０内のエアを排出させる電動ポンプ６０と、電動ポンプ６０を制御する制御手段４０と、を設け、制御手段４０が、エンジンを起動させるパワースイッチ４２がオン位置であって、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内にエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、電動ポンプ６０を稼働させる構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータと変速機構とが切り離されて別々に設けられた自動変速機におけるエア分離構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機のトルクコンバータと変速機構とが切り離されて、トルクコンバータがエンジンと共に車両前部に、変速機構が差動装置と共に車両後部に設けられて、トルクコンバータから変速機構への動力の伝達を、トルクコンバータと変速機構とを繋ぐプロペラシャフトを介して行うようにした自動変速機が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された自動変速機では、トルクコンバータ側に設けられたオイルポンプが、変速機構側にあるオイルパン内のオイルを、連通管を介して吸引し、吸引したオイルを加圧した後に、別の連通管を介して、変速機構の締結要素に作動オイルとして供給するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８８７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この自動変速機では、オイルポンプとオイルパンとが離れて位置しているため、オイルパンから吸引したオイルをオイルポンプに供給するための連通管の長さが長くなっており、さらに連通管の途中には複数の曲がり部分が存在している。
そのため、連通管内を流れるオイルに含まれている微細な気泡（エア）が、オイルポンプに向けて連通管内を流れている間に徐々に集まって大きなエアのかたまりを形成し、連通管の曲がり部分や上部に滞留することがある。
【０００６】
この連通管内で滞留したエアのかたまりは、連通管内を流れるオイルの流速が早くなると、オイルポンプ内に引き込まれることがある。このオイルポンプ内に引き込まれたエアのかたまりが変速機構の締結要素に供給されると、例えば締結油圧が確保されなくなって、ショックを発生することがあった。
【０００７】
自動変速機では、エアブリーザを用いたエア抜きが、一般的に行われているので、このエアブリーザを、連通管内に滞留したエアを除去するために用いることが考えられる。
しかし、オイルポンプの稼働時には、連通管内が僅かに負圧状態になっているため、連通管内の曲がり部分などに、大気圧よりも僅かに圧の低いエアのかたまりが滞留することがあり、このような圧の低いエアの場合には、エアブリーザを設けても外部に排出させることができなかった。
【０００８】
よって、本発明は、連通管を流れるオイル内のエアを取り除いて、変速機構に供給されないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トルクコンバータと変速機構とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプが、トルクコンバータ側に設けられて、変速機構側のオイルパンから、連通管を介してオイルを吸引する自動変速機において、オイルポンプとオイルパンとの間の連通管に設けられて、エアとオイルとを分離させる分離室と、分離室内のエアを排出させる排出ポンプと、排出ポンプを制御する制御手段と、を設け、制御手段は、エンジンを起動させるパワースイッチがオンであってエンジン回転数が閾値回転数以下の間、排出ポンプを稼働させる構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連通管を流れるオイル内のエアのかたまりは、分離室内でオイルから分離され、エアのかたまりを含むオイルが、オイルポンプを経て変速機構に供給されないので、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
また、排出ポンプで分離室内のエアを排出するので、オイルから分離されて分離室内に集積されたエアは、大気圧よりも圧の低いエアであっても分離室から確実に排出されて、分離室内に留まることがない。
さらに、エンジン回転数が閾値回転数以下であるために、エンジン駆動されるオイルポンプが吸引したオイルの流速が遅く、連通管内にエアのかたまりが滞留しやすい間だけ、排出ポンプが稼働するので、大量のエアが連通管内に溜まることがなくなり、非常にコンパクトなポンプで対応ができ、さらに排出ポンプを効率良く稼働させつつ、エアを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態にかかるエア分離構造を採用した自動変速機の概略構成図である。
【図２】連通管に設けられた分離室を説明する図である。
【図３】エンジン回転数と配管内を流れるオイルに含まれるエアの量との相関図である。
【図４】電動ポンプの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる自動変速機におけるエア分離構造を、トルクコンバータと変速機構とが切り離されて別々に設けられた自動変速機１に採用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、実施形態にかかるエア分離構造を採用した自動変速機１の概略構成図である。図２は、連通管１４に設けられた分離室３０を説明する図である。
【００１３】
実施形態に係る自動変速機１は、エンジン２と共に車両前部に設けられたフロントユニット１０と、図示しない差動装置と共に車両後部に設けられたリアユニット２０とから構成され、フロントユニット１０からリアユニット２０への動力伝達が、フロントユニット１０とリアユニット２０とを接続する図示しないプロペラシャフトを介して行われるようになっている。
【００１４】
フロントユニット１０は、トルクコンバータ１１と、エンジン駆動されるオイルポンプ１２とを備えて構成され、これらはコンバータケーシング１３内に収容されている。
【００１５】
トルクコンバータ１１は、エンジン２からの回転が入力されるポンプインペラと、これに対向配置されたタービンランナと、両者の間を循環するオイルの流れを制御するステータと、を備える。
このトルクコンバータ１１では、ポンプインペラに入力された回転が、流体などを介してタービンランナに伝達されたのち、このタービンランナにプロペラシャフトを介して連結したリアユニット２０の変速機構２１に、回転が入力されるようになっている。
【００１６】
オイルポンプ１２は、連通管１４を介してリアユニット２０のコントロールバルブボディ２３と連結しており、コントロールバルブボディ２３には、図示しないオイルストレーナが付設されている。
オイルポンプ１２は、オイルストレーナを介して、オイルパン２４内のオイルを吸引し、吸引したオイルを加圧したのち、トルクコンバータ１１に作動オイルとして供給すると共に、コントロールバルブボディ２３に供給する。
コントロールバルブボディ２３に供給されたオイルは、図示しないコントロールバルブにより圧力が調圧されたのち、変速機構２１の所定の締結要素に供給される。
【００１７】
リアユニット２０は、変速機構２１と、差動装置（図示せず）とを備えて構成される。
変速機構２１は、フロントユニット１０側から入力される回転を変速し、差動装置は、変速された回転を駆動輪（図示せず）に伝達する。
【００１８】
変速機構２１は、図示しないギヤおよび締結要素などから構成され、変速機ケース２２内に収容されている。
変速機ケース２２の下面には、コントロールバルブボディ２３が固定されると共に、このコントロールバルブボディ２３を覆うように、オイルパン２４が設けられている。
【００１９】
変速機ケース２２の下部は開口しており、変速機構２１の締結要素の潤滑や締結に用いられたオイルが、自重によりオイルパン２４内に移動するようになっている。
コントロールバルブボディ２３の下に付設されたオイルストレーナ（図示せず）の吸入口は、オイルパン２４内に位置し、排出口は、コントロールバルブボディ２３に連結された連通管１４に連絡している。
【００２０】
連通管１４は、分離室３０とコントロールバルブボディ２３とを連通させる連通管１４ａと、分離室３０とオイルポンプ１２とを連通させる連通管１４ｂと、から構成され、連通管１４ａと連通管１４ｂとの間に、連通管１４内を流れるオイルからエアのかたまりを分離するための分離室３０が介在させて設けられている。
【００２１】
図２の（ａ）は、分離室３０の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２２】
分離室３０は、上下端が封止された円筒形状を有しており、上端３０ａから下端３０ｂ側に所定距離オフセットした位置に連通管１４ａが連結され、下端３０ｂの近傍に連通管１４ｂが連結されている。
【００２３】
図２の（ｂ）に示すように、連通管１４ａおよび連通管１４ｂは、分離室３０の上方（軸方向）から見て、分離室３０の外周が成す円の接線Ｔに平行な直線Ｘ上を、互いに反対方向に延びるように設けられている。
【００２４】
連通管１４ａは、その中心を通る直線Ｘが、分離室３０の中心Ｏを通る直径線Ｄに対して所定角度αで交差するように設けられている。
連通管１４ａを通って分離室３０内に供給されるオイルが、円柱形状の分離室３０内の空間Ｓに対して接線方向から流入するようにして、分離室３０内に供給されたオイルが旋回流を形成するようにするためである。
【００２５】
連通管１４ｂは、分離室３０と連通管１４ａとの接続位置よりも下端３０ｂ側の側面から、分離室３０内に形成される旋回流の旋回方向における下流側に延出するように設けられている。分離室３０内で旋回流を形成するオイルが、分離室３０の内周面を周方向に沿って流れながら、自重により下端３０ｂ側に移動してオイルの渦を形成したのち、下端３０ｂ側の連通管１４ｂから排出されるようにするためである。
【００２６】
分離室３０における連通管１４ａとの接続位置よりも上端３０ａ側は、オイルから分離したエアを捕捉する捕捉空間３１とされている。
分離室３０の上端３０ａには、電動ポンプ６０（図１参照）から延びる吸入管６１が接続しており、吸入管６１の吸入口６１ａは、分離室３０内でオイルが形成する旋回流の中心（分離室３０の中心Ｏ）の直上に位置している。
【００２７】
図１に示すように、電動ポンプ６０は、吸入管６１を介して分離室３０に接続すると共に、排気管６２を介して変速機ケース２２に接続している。
【００２８】
実施の形態では、電動ポンプ６０は、制御手段４０により、稼働／非稼働が制御されるようになっており、稼働時には、吸入管６１を介して分離室３０内のエアを吸引し、吸引したエアを、排気管６２を介して変速機ケース２２内に排出する。
この際、電動ポンプ６０は、分離室３０内を大気圧よりも若干低い負圧状態にするように設定されており、負圧状態のもとで、オイルに包含された比較的大きなエアのかたまりのみならず、細かな気泡もまたオイルから分離され易くなるようにしている。
負圧状態にすることで細かな気泡も体積が膨張して、分離室３０内を流れるオイルから分離され易くなるからである。
さらに、オイルから分離されたエアのかたまりが、大気圧よりも圧が低いエアのかたまりであって、従来のエアブリーザでは排出できないようなものであっても、分離室３０に留まることなく、排出されるようにしている。
【００２９】
制御手段４０には、エンジン回転数センサ４１からの信号と、パワースイッチ４２からの信号とが入力される。
この制御手段４０の機能は、図示しないＡＴＣＵ（自動変速機制御ユニット）が備えるＣＰＵにより実現される。
【００３０】
エンジン回転数センサ４１は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの回転を検出するセンサであり、エンジン回転数を示す信号を、制御手段４０に出力する。
【００３１】
パワースイッチ４２は、操作ノブの操作により、オン位置（電源供給位置）と、オフ位置（電源非供給位置）との間での切り換えられるスイッチである。
パワースイッチ４２は、車室内の運転者による操作可能な位置に設けられており、オン位置に切り換えられると、エンジン２の駆動指令を図示しないエンジンＥＣＵに出力してエンジン２を始動させると共に、操作ノブで選択された操作位置（オン位置／オフ位置）を示す信号を、制御手段４０に入力する。
【００３２】
実施の形態では、制御手段４０は、パワースイッチ４２がオン位置であり、かつエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）であるときに、電動ポンプ６０を稼働状態にする。
また、パワースイッチ４２がオン位置であり、かつエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ）とき、またはパワースイッチ４２がオフ位置のときに、電動ポンプ６０を非稼働状態にする。
【００３３】
ここで、エンジン回転数Ｎｅと、連通管１４内を流れるオイルに含まれるエアの量との関係を説明する。
図３は、電動ポンプを活用しないときのエンジン回転数Ｎｅと、連通管１４内を流れるオイルに含まれるエアの量（管路内のエア蓄積量）との相関図である。
【００３４】
実施の形態では、自動変速機１のオイルポンプ１２が、エンジン２から入力される回転により回転駆動されるようになっているので、エンジン回転数Ｎｅとオイルポンプ１２の回転数は比例し、エンジン回転数Ｎｅが低くなるとオイルポンプ１２の回転数もまた低くなる。
ここで、連通管１４内を流れるオイルの流速は、オイルポンプの回転数に応じて決まるので、オイルの流速もまたエンジン回転数に比例する。
【００３５】
エンジン回転数が低くなってオイルポンプ１２の回転数が低くなると、連通管１４内を流れるオイルの流速が遅くなり、連通管１４内の曲がり部分などにエアが溜まりやすくなる。
そして、連通管１４に溜まるエアの量は、エンジン回転数Ｎｅが低くなるほど（オイルの流速が遅くなるほど）多くなる。
【００３６】
例えば、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅが、アイドリング時の回転数Ｎｅ１から回転数Ｎｅ３に向けて上昇すると、オイルポンプ１２の回転数の上昇に伴って、連通管１４内を流れるオイルの流速が速くなる。
そうすると、連通管１４内の曲がり部分などに滞留していたエアが、オイルの流れに引き込まれて、オイルと共に流れるようになるので、オイルに含まれるエアの量が、図中符号ａで示すように、エンジン回転数Ｎｅの上昇と共に多くなる。
【００３７】
そして、オイルの流速が十分に速くなって、連通管１４内の曲がり部分などにエアが滞留できない流速になると、エアが一気にオイルポンプに吸引されて、図中符号ｂで示すように、ある回転数Ｎｅ２を境にエアの量が急激に減少し、回転数Ｎｅ３以降は、図中符号ｃで示すように、エアの量がほぼゼロになる。
エンジン回転数Ｎｅが低いときに連通管１４内の曲がり部分などに溜まったエアのほぼ総てが、オイルの流れに引き込まれて無くなってしまうと共に、オイルの流速が速くて連通管１４内の曲がり部分などにエアが新たに溜まることがないからである。
【００３８】
なお、閾値回転数Ｎｔｈを超えていたエンジン回転数Ｎｅが低下して、再び閾値回転数Ｎｔｈ以下になると、連通管１４内を流れるオイルの流速が遅くなって、連通管１４内の曲がり部分などに徐々にエアが溜まるようになる。そして、エアが溜まる量は、図中符号ｄで示すように、エンジン回転数Ｎｅが低くなるほど多くなる。
【００３９】
実施の形態では、連通管１４（管路）内のエアの蓄積量が略ゼロになるエンジン回転数（連通管１４内の曲がり部分などにエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数）のうちの最も低い回転数を、実験などにより求め、求めた回転数に基づいて、閾値回転数Ｎｔｈを決定している。
そして、この閾値回転数Ｎｔｈよりも低回転数側では、制御手段４０が、パワースイッチ４２がオン位置である条件の下で電動ポンプ６０を稼働状態にし、高回転側では、電動ポンプ６０を非稼働状態にするように設定している。
連通管１４内を流れるオイルにエアが多く含まれる間だけ、電動ポンプ６０を稼働させることで、エアのかたまりに起因するショックの発生を十分に抑えることができ、さらに、電動ポンプ６０の稼働に消費されるエネルギーを抑えると共に、電動ポンプ６０が連続して稼働される場合に比べて、電動ポンプ６０の寿命を延ばすことができるからである。
【００４０】
ここで、閾値回転数Ｎｔｈは、管路内のエアの蓄積量がゼロになるエンジン回転数のうちの最も低い回転数であって、実験などで求めた回転数よりも高回転側にオフセットした値に設定されていることが好ましい。ロットの違いによるオイルポンプ特性のブレの影響を受けずに、エアの除去を確実に行えるようにするためである。
【００４１】
以下、制御手段４０による電動ポンプ６０の稼働制御を、図１および図４を参照して説明する。
図４は、制御手段４０が実施する電動ポンプ６０の稼働／非稼働の制御のフローチャートである。
【００４２】
制御手段４０は、パワースイッチ４２がオン位置に操作されてエンジンが起動されると（ステップ１０１）、ステップ１０２において、エンジン回転数センサ４１からの信号が示すエンジン回転数Ｎｅが、閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）であるか否かを確認する。
【００４３】
ステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である場合、ステップ１０３において、制御手段４０は、電動ポンプ６０を稼働状態にする。連通管１４内を流れるオイルにエアが多く含まれるので、オイル内のエアを除去するためである。
【００４４】
一方、ステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）でない、すなわち閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ）場合には、制御手段４０は、電動ポンプ６０を非稼働状態にする（ステップ１０６）。電動ポンプ６０によるエネルギー消費を抑えるためである。
【００４５】
ステップ１０３において電動ポンプ６０を稼働状態にしたのち、ステップ１０４において、制御手段４０は、エンジン回転数Ｎｅが、アイドリング時の回転数Ｎｅ１よりも小さくなって、エンジンが停止したか否かを確認する。
そして、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング時の回転数Ｎｅ１も大きく、エンジンが停止していない場合には、ステップ１０２の処理に移行する。
【００４６】
一方、ステップ１０４においてエンジン回転数Ｎｅがアイドリング時の回転数Ｎｅ１よりも小さい場合、ステップ１０５において、制御手段４０は、パワースイッチ４２がオフ位置であるか否か（オフ位置に切り換えられたか否か）を確認する。
そして、オフ位置である場合には、処理を終了し、オフ位置でなくオン位置である場合には、ステップ１０２の処理に移行する。
【００４７】
これにより、以降、パワースイッチ４２がオフ位置に切り換えられるまでの間、ステップ１０２からステップ１０６までの処理が繰り返されて、エンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である間は、電動ポンプ６０が稼働状態にされ、閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ））間は、電動ポンプ６０が非稼働状態にされる。
【００４８】
電動ポンプ６０が稼働状態である場合における分離室３０内でのエアの分離を、図２を参照して説明する。
連通管１４ａから分離室３０内に接線方向から供給されて分離室３０内に旋回流を形成したオイルは、分離室３０の内周面を周方向に沿って流れながら、自重により下端３０ｂ側に移動してオイルの渦を形成し、下端３０ｂ側の連通管１４ｂから排出される。
この際、分離室３０内を流れるオイルには遠心力が作用して、オイルが分離室３０の内周面側に押しつけられるので、分離室３０の中心Ｏ側には減圧された空間が形成される。
ここで、オイルに含まれているエアは、オイルに比べて質量が無視できるので、遠心力の影響を受けず分離室３０の中心Ｏ側に集積される。
そのため、オイルに含まれたエアは、分離室３０の中心Ｏ側の減圧された空間に接する面でオイルから分離されて、分離室３０の上部にある捕捉空間３１内に捕捉される。
【００４９】
よって、オイルに含まれていたエアのかたまりは、オイルから分離されるので、オイルポンプを経てオイルと共に変速機構に供給されない。
さらに、オイルから分離されて捕捉空間３１内に捕捉されたエアは、電動ポンプ６０により吸引されて、変速機ケース２２内に排出されるので、連通管１４を流れるオイルの流速が速くなっても、オイルポンプに引き込まれることがない。
【００５０】
この際、電動ポンプ６０により負圧状態にされた分離室３０内では、オイルが渦巻き状の旋回流を形成するので、オイルが分離室内を螺旋状に旋回しながら移動する際に、オイルに含まれているエアのみならず気泡もまた、オイルからより多く分離させることができるようになる。
【００５１】
ここで、実施形態における電動ポンプ６０が、発明における排出ポンプに相当する。
【００５２】
以上の通り、本実施形態では、トルクコンバータ１１と変速機構２１とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプ１２が、トルクコンバータ１１側に設けられて、変速機構２１側のオイルパン２４から、連通管１４（１４ａ、１４ｂ）を介してオイルを吸引する自動変速機１において、オイルポンプ１２とオイルパン２４との間の連通管１４の途中に設けられて、エアとオイルとを分離する分離室３０と、分離室３０内のエアを排出させる電動ポンプ６０と、電動ポンプ６０の稼働／非稼働を制御する制御手段４０と、を設け、制御手段４０が、エンジンを起動させるパワースイッチ４２がオン位置であって、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内にエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である間、電動ポンプ６０を稼働させる構成とした。
これにより、連通管１４を流れるオイル内のエアのかたまりは、分離室３０内でオイルから分離されて、エアのかたまりを含むオイルが、オイルポンプ１２を経て変速機構２１に供給されないので、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
また、電動ポンプ６０により、分離室３０に捕捉されたエアを排出するので、捕捉されたエアが、大気圧よりも圧が低いエアであっても分離室３０から確実に排出されて、分離室３０内に留まることがない。
さらに、連通管１４の長さが長くなり、連通管１４内の曲がり部分の数が多くなっても、好適にエアを除去できるので、自動変速機における油圧配管のレイアウトの自由度が向上する。
また、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内の曲がり部分などにエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが低いためにオイルポンプ１２が吸引したオイルの流速が遅く、連通管１４内にエアのかたまりが滞留しやすい間だけ、電動ポンプ６０が稼働される。
よって、閾値回転数Ｎｔｈに基づいて電動ポンプの稼働を決めることで、エアの量が多くなっても、エアを確実に除去して変速機ケース側に排出できる。
さらに、電動ポンプ６０の稼働／非稼働が適宜切り換えられるので、電動ポンプ６０の稼働に消費されるエネルギーを抑えると共に、電動ポンプ６０が連続して稼働される場合に比べて、電動ポンプ６０の寿命を延ばすことができる。
特に、電動ポンプ６０の稼働時間が短くなるので、電動ポンプ６０の部品の耐久信頼性が向上すると共に、電動ポンプ６０を連続して稼働する場合よりも、部品に要求される耐久性能の要求が緩和されるので、その分だけ部品の作製コストの低減が可能であり、電動ポンプをより安価で提供できる。
また、電動ポンプ６０を稼働させると、オイルポンプ１２の駆動により負圧状態とされている分離室３０内の負圧度が、さらに高くなるので、オイルポンプ１２の吸引力が電動ポンプ６０によりアシストされた状態となり、効率の良いポンプ吸引が可能となる。
【００５３】
以下、実施の形態における特徴を抽出して記載する。
連通管１４は、分離室３０と、オイルパン２４内のオイルを吸引するオイルストレーナが付設されたコントロールバルブボディ２３とを接続する連通管１４ａと、分離室３０とオイルポンプ１２とを接続する連通管１４ｂと、から構成され、連通管１４ａは、分離室３０の上端３０ａから下端３０ｂ側にオフセットした位置で、分離室３０に接続し、連通管１４ｂは、連通管１４ａよりも下端３０ｂ側の位置で分離室３０に接続し、分離室３０では、連通管１４ａの接続位置よりも上端３０ａ側を、オイルから分離したエアの捕捉空間３１とした。
連通管１４ａを流れるオイル内のエアのかたまりの多くは、オイルで満たされた連通管１４ａ内の上部側を流れるので、オイルが分離室３０内に供給されると、分離室３０の上部にはオイルが満たされない捕捉空間３１が確保されているので、オイル内のエアのかたまりは、オイルから分離して、捕捉空間３１内に捕捉される。よって、オイル内のエアのかたまりが、オイルポンプ１２を経てオイルと共に変速機構２１に供給されない。
また、電動ポンプ６０が分離室３０（捕捉空間３１）内のエアを吸引して、変速機ケース２２内に排出しているので、捕捉空間３１の容積以上のエアがオイルから分離しても、捕捉空間３１からエアがあふれてオイルポンプ１２に供給されることがない。さらに、オイルが分離室３０内を上方から下方に向かって流れるので、捕捉空間３１内に捕捉されたエアが、オイルポンプ１２に引き込まれることがない。
よって、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
【００５４】
連通管１４ａは、分離室３０内の円柱状の空間Ｓに、接線方向からオイルを流入させて、分離室３０内に供給されたオイルが旋回流を形成するように、分離室３０の側面に接線方向から連結している構成とした。
これにより、連通管１４ａを通って分離室３０内に導かれたオイルは、分離室３０内を、内周面に沿って旋回しながら自重により上端３０ａ側から下端３０ｂ側に移動するので、分離室３０内にはオイルにより渦巻き状の旋回流が形成される。
この際、分離室３０内を流れるオイルは、遠心力により分離室３０の内周面側に押しつけられるので、分離室３０の中心Ｏ側には減圧された空間が形成される。ここで、オイルに含まれているエアは、オイルに比べて質量が無視でき、遠心力の影響を受けず分離室３０の中心Ｏ側に集積されるので、減圧された空間に接する面でオイルから分離されて、分離室３０の上部にある捕捉空間３１内に捕捉される。
また、分離室３０内にはオイルにより渦巻き状の旋回流が形成されるので、分離室３０内でのオイルの滞留時間と移動距離が長くなり、その分だけ、エアがオイルから分離する機会が増加する。
さらに、自動変速機が搭載された車両の傾きに関係なく、分離室３０内に渦巻き状の旋回流が形成されるようになるので、車両の傾きに影響をされないで、オイルからエアを確実に分離できるようになる。
また、電動ポンプ６０が分離室３０内を負圧状態にするので、オイルに含まれる細かな気泡であっても体積が膨張して、オイルから分離され易くなる。
【００５５】
実施の形態では、パワースイッチを採用した場合を例示したが、車載機と運転者が所有する携帯機との間で無線通信による認証を行って、暗号キーが一致した場合に、例えばボタン操作のみでエンジンの起動・停止を行えるようにした車両、いわゆるキーレスエントリーシステムを採用した車両の自動変速機においても好適に適用できる。
この場合、エンジンの起動・停止を行うボタンがオンされて、エンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、電動ポンプ６０が稼働状態にされることになる。
また、パワースイッチの代わりにイグニッションスイッチを採用した車両の自動変速機においても好適に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 自動変速機
２ エンジン
１０ フロントユニット
１１ トルクコンバータ
１２ オイルポンプ
１３ コンバータケーシング
１４、１４ａ、１４ｂ 連通管
２０ リアユニット
２１ 変速機構
２２ 変速機ケース
２３ コントロールバルブボディ
２４ オイルパン
３０ 分離室
３０ａ 上端
３０ｂ 下端
３１ 捕捉空間
４０ 制御手段
４１ エンジン回転数センサ
４２ パワースイッチ
６０ 電動ポンプ（排出ポンプ）
６１ 吸入管
６１ａ 吸入口
６２ 排気管
Ｓ 空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクコンバータと変速機構とが切り離されて別々に設けられた自動変速機におけるエア分離構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機のトルクコンバータと変速機構とが切り離されて、トルクコンバータがエンジンと共に車両前部に、変速機構が差動装置と共に車両後部に設けられて、トルクコンバータから変速機構への動力の伝達を、トルクコンバータと変速機構とを繋ぐプロペラシャフトを介して行うようにした自動変速機が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示された自動変速機では、トルクコンバータ側に設けられたオイルポンプが、変速機構側にあるオイルパン内のオイルを、連通管を介して吸引し、吸引したオイルを加圧した後に、別の連通管を介して、変速機構の締結要素に作動オイルとして供給するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８８７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この自動変速機では、オイルポンプとオイルパンとが離れて位置しているため、オイルパンから吸引したオイルをオイルポンプに供給するための連通管の長さが長くなっており、さらに連通管の途中には複数の曲がり部分が存在している。
そのため、連通管内を流れるオイルに含まれている微細な気泡（エア）が、オイルポンプに向けて連通管内を流れている間に徐々に集まって大きなエアのかたまりを形成し、連通管の曲がり部分や上部に滞留することがある。
【０００６】
この連通管内で滞留したエアのかたまりは、連通管内を流れるオイルの流速が早くなると、オイルポンプ内に引き込まれることがある。このオイルポンプ内に引き込まれたエアのかたまりが変速機構の締結要素に供給されると、例えば締結油圧が確保されなくなって、ショックを発生することがあった。
【０００７】
自動変速機では、エアブリーザを用いたエア抜きが、一般的に行われているので、このエアブリーザを、連通管内に滞留したエアを除去するために用いることが考えられる。
しかし、オイルポンプの稼働時には、連通管内が僅かに負圧状態になっているため、連通管内の曲がり部分などに、大気圧よりも僅かに圧の低いエアのかたまりが滞留することがあり、このような圧の低いエアの場合には、エアブリーザを設けても外部に排出させることができなかった。
【０００８】
よって、本発明は、連通管を流れるオイル内のエアを取り除いて、変速機構に供給されないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、トルクコンバータと変速機構とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプが、トルクコンバータ側に設けられて、変速機構側のオイルパンから、連通管を介してオイルを吸引する自動変速機において、オイルポンプとオイルパンとの間の連通管に設けられて、エアとオイルとを分離させる分離室と、分離室内のエアを排出させる排出ポンプと、排出ポンプを制御する制御手段と、を設け、制御手段は、エンジンを起動させるパワースイッチがオンであってエンジン回転数が閾値回転数以下の間、排出ポンプを稼働させる構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、連通管を流れるオイル内のエアのかたまりは、分離室内でオイルから分離され、エアのかたまりを含むオイルが、オイルポンプを経て変速機構に供給されないので、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
また、排出ポンプで分離室内のエアを排出するので、オイルから分離されて分離室内に集積されたエアは、大気圧よりも圧の低いエアであっても分離室から確実に排出されて、分離室内に留まることがない。
さらに、エンジン回転数が閾値回転数以下であるために、エンジン駆動されるオイルポンプが吸引したオイルの流速が遅く、連通管内にエアのかたまりが滞留しやすい間だけ、排出ポンプが稼働するので、大量のエアが連通管内に溜まることがなくなり、非常にコンパクトなポンプで対応ができ、さらに排出ポンプを効率良く稼働させつつ、エアを除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態にかかるエア分離構造を採用した自動変速機の概略構成図である。
【図２】連通管に設けられた分離室を説明する図である。
【図３】エンジン回転数と配管内を流れるオイルに含まれるエアの量との相関図である。
【図４】電動ポンプの制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる自動変速機におけるエア分離構造を、トルクコンバータと変速機構とが切り離されて別々に設けられた自動変速機１に採用した場合を例に挙げて説明する。
図１は、実施形態にかかるエア分離構造を採用した自動変速機１の概略構成図である。図２は、連通管１４に設けられた分離室３０を説明する図である。
【００１３】
実施形態に係る自動変速機１は、エンジン２と共に車両前部に設けられたフロントユニット１０と、図示しない差動装置と共に車両後部に設けられたリアユニット２０とから構成され、フロントユニット１０からリアユニット２０への動力伝達が、フロントユニット１０とリアユニット２０とを接続する図示しないプロペラシャフトを介して行われるようになっている。
【００１４】
フロントユニット１０は、トルクコンバータ１１と、エンジン駆動されるオイルポンプ１２とを備えて構成され、これらはコンバータケーシング１３内に収容されている。
【００１５】
トルクコンバータ１１は、エンジン２からの回転が入力されるポンプインペラと、これに対向配置されたタービンランナと、両者の間を循環するオイルの流れを制御するステータと、を備える。
このトルクコンバータ１１では、ポンプインペラに入力された回転が、流体などを介してタービンランナに伝達されたのち、このタービンランナにプロペラシャフトを介して連結したリアユニット２０の変速機構２１に、回転が入力されるようになっている。
【００１６】
オイルポンプ１２は、連通管１４を介してリアユニット２０のコントロールバルブボディ２３と連結しており、コントロールバルブボディ２３には、図示しないオイルストレーナが付設されている。
オイルポンプ１２は、オイルストレーナを介して、オイルパン２４内のオイルを吸引し、吸引したオイルを加圧したのち、トルクコンバータ１１に作動オイルとして供給すると共に、コントロールバルブボディ２３に供給する。
コントロールバルブボディ２３に供給されたオイルは、図示しないコントロールバルブにより圧力が調圧されたのち、変速機構２１の所定の締結要素に供給される。
【００１７】
リアユニット２０は、変速機構２１と、差動装置（図示せず）とを備えて構成される。
変速機構２１は、フロントユニット１０側から入力される回転を変速し、差動装置は、変速された回転を駆動輪（図示せず）に伝達する。
【００１８】
変速機構２１は、図示しないギヤおよび締結要素などから構成され、変速機ケース２２内に収容されている。
変速機ケース２２の下面には、コントロールバルブボディ２３が固定されると共に、このコントロールバルブボディ２３を覆うように、オイルパン２４が設けられている。
【００１９】
変速機ケース２２の下部は開口しており、変速機構２１の締結要素の潤滑や締結に用いられたオイルが、自重によりオイルパン２４内に移動するようになっている。
コントロールバルブボディ２３の下に付設されたオイルストレーナ（図示せず）の吸入口は、オイルパン２４内に位置し、排出口は、コントロールバルブボディ２３に連結された連通管１４に連絡している。
【００２０】
連通管１４は、分離室３０とコントロールバルブボディ２３とを連通させる連通管１４ａと、分離室３０とオイルポンプ１２とを連通させる連通管１４ｂと、から構成され、連通管１４ａと連通管１４ｂとの間に、連通管１４内を流れるオイルからエアのかたまりを分離するための分離室３０が介在させて設けられている。
【００２１】
図２の（ａ）は、分離室３０の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、（ｃ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【００２２】
分離室３０は、上下端が封止された円筒形状を有しており、上端３０ａから下端３０ｂ側に所定距離オフセットした位置に連通管１４ａが連結され、下端３０ｂの近傍に連通管１４ｂが連結されている。
【００２３】
図２の（ｂ）に示すように、連通管１４ａおよび連通管１４ｂは、分離室３０の上方（軸方向）から見て、分離室３０の外周が成す円の接線Ｔに平行な直線Ｘ上を、互いに反対方向に延びるように設けられている。
【００２４】
連通管１４ａは、その中心を通る直線Ｘが、分離室３０の中心Ｏを通る直径線Ｄに対して所定角度αで交差するように設けられている。
連通管１４ａを通って分離室３０内に供給されるオイルが、円柱形状の分離室３０内の空間Ｓに対して接線方向から流入するようにして、分離室３０内に供給されたオイルが旋回流を形成するようにするためである。
【００２５】
連通管１４ｂは、分離室３０と連通管１４ａとの接続位置よりも下端３０ｂ側の側面から、分離室３０内に形成される旋回流の旋回方向における下流側に延出するように設けられている。分離室３０内で旋回流を形成するオイルが、分離室３０の内周面を周方向に沿って流れながら、自重により下端３０ｂ側に移動してオイルの渦を形成したのち、下端３０ｂ側の連通管１４ｂから排出されるようにするためである。
【００２６】
分離室３０における連通管１４ａとの接続位置よりも上端３０ａ側は、オイルから分離したエアを捕捉する捕捉空間３１とされている。
分離室３０の上端３０ａには、電動ポンプ６０（図１参照）から延びる吸入管６１が接続しており、吸入管６１の吸入口６１ａは、分離室３０内でオイルが形成する旋回流の中心（分離室３０の中心Ｏ）の直上に位置している。
【００２７】
図１に示すように、電動ポンプ６０は、吸入管６１を介して分離室３０に接続すると共に、排気管６２を介して変速機ケース２２に接続している。
【００２８】
実施の形態では、電動ポンプ６０は、制御手段４０により、稼働／非稼働が制御されるようになっており、稼働時には、吸入管６１を介して分離室３０内のエアを吸引し、吸引したエアを、排気管６２を介して変速機ケース２２内に排出する。
この際、電動ポンプ６０は、分離室３０内を大気圧よりも若干低い負圧状態にするように設定されており、負圧状態のもとで、オイルに包含された比較的大きなエアのかたまりのみならず、細かな気泡もまたオイルから分離され易くなるようにしている。
負圧状態にすることで細かな気泡も体積が膨張して、分離室３０内を流れるオイルから分離され易くなるからである。
さらに、オイルから分離されたエアのかたまりが、大気圧よりも圧が低いエアのかたまりであって、従来のエアブリーザでは排出できないようなものであっても、分離室３０に留まることなく、排出されるようにしている。
【００２９】
制御手段４０には、エンジン回転数センサ４１からの信号と、パワースイッチ４２からの信号とが入力される。
この制御手段４０の機能は、図示しないＡＴＣＵ（自動変速機制御ユニット）が備えるＣＰＵにより実現される。
【００３０】
エンジン回転数センサ４１は、エンジン２の図示しないクランクシャフトの回転を検出するセンサであり、エンジン回転数を示す信号を、制御手段４０に出力する。
【００３１】
パワースイッチ４２は、操作ノブの操作により、オン位置（電源供給位置）と、オフ位置（電源非供給位置）との間での切り換えられるスイッチである。
パワースイッチ４２は、車室内の運転者による操作可能な位置に設けられており、オン位置に切り換えられると、エンジン２の駆動指令を図示しないエンジンＥＣＵに出力してエンジン２を始動させると共に、操作ノブで選択された操作位置（オン位置／オフ位置）を示す信号を、制御手段４０に入力する。
【００３２】
実施の形態では、制御手段４０は、パワースイッチ４２がオン位置であり、かつエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）であるときに、電動ポンプ６０を稼働状態にする。
また、パワースイッチ４２がオン位置であり、かつエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ）とき、またはパワースイッチ４２がオフ位置のときに、電動ポンプ６０を非稼働状態にする。
【００３３】
ここで、エンジン回転数Ｎｅと、連通管１４内を流れるオイルに含まれるエアの量との関係を説明する。
図３は、電動ポンプを活用しないときのエンジン回転数Ｎｅと、連通管１４内を流れるオイルに含まれるエアの量（管路内のエア蓄積量）との相関図である。
【００３４】
実施の形態では、自動変速機１のオイルポンプ１２が、エンジン２から入力される回転により回転駆動されるようになっているので、エンジン回転数Ｎｅとオイルポンプ１２の回転数は比例し、エンジン回転数Ｎｅが低くなるとオイルポンプ１２の回転数もまた低くなる。
ここで、連通管１４内を流れるオイルの流速は、オイルポンプの回転数に応じて決まるので、オイルの流速もまたエンジン回転数に比例する。
【００３５】
エンジン回転数が低くなってオイルポンプ１２の回転数が低くなると、連通管１４内を流れるオイルの流速が遅くなり、連通管１４内の曲がり部分などにエアが溜まりやすくなる。
そして、連通管１４に溜まるエアの量は、エンジン回転数Ｎｅが低くなるほど（オイルの流速が遅くなるほど）多くなる。
【００３６】
例えば、図３に示すように、エンジン回転数Ｎｅが、アイドリング時の回転数Ｎｅ１から回転数Ｎｅ３に向けて上昇すると、オイルポンプ１２の回転数の上昇に伴って、連通管１４内を流れるオイルの流速が速くなる。
そうすると、連通管１４内の曲がり部分などに滞留していたエアが、オイルの流れに引き込まれて、オイルと共に流れるようになるので、オイルに含まれるエアの量が、図中符号ａで示すように、エンジン回転数Ｎｅの上昇と共に多くなる。
【００３７】
そして、オイルの流速が十分に速くなって、連通管１４内の曲がり部分などにエアが滞留できない流速になると、エアが一気にオイルポンプに吸引されて、図中符号ｂで示すように、ある回転数Ｎｅ２を境にエアの量が急激に減少し、回転数Ｎｅ３以降は、図中符号ｃで示すように、エアの量がほぼゼロになる。
エンジン回転数Ｎｅが低いときに連通管１４内の曲がり部分などに溜まったエアのほぼ総てが、オイルの流れに引き込まれて無くなってしまうと共に、オイルの流速が速くて連通管１４内の曲がり部分などにエアが新たに溜まることがないからである。
【００３８】
なお、閾値回転数Ｎｔｈを超えていたエンジン回転数Ｎｅが低下して、再び閾値回転数Ｎｔｈ以下になると、連通管１４内を流れるオイルの流速が遅くなって、連通管１４内の曲がり部分などに徐々にエアが溜まるようになる。そして、エアが溜まる量は、図中符号ｄで示すように、エンジン回転数Ｎｅが低くなるほど多くなる。
【００３９】
実施の形態では、連通管１４（管路）内のエアの蓄積量が略ゼロになるエンジン回転数（連通管１４内の曲がり部分などにエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数）のうちの最も低い回転数を、実験などにより求め、求めた回転数に基づいて、閾値回転数Ｎｔｈを決定している。
そして、この閾値回転数Ｎｔｈよりも低回転数側では、制御手段４０が、パワースイッチ４２がオン位置である条件の下で電動ポンプ６０を稼働状態にし、高回転側では、電動ポンプ６０を非稼働状態にするように設定している。
連通管１４内を流れるオイルにエアが多く含まれる間だけ、電動ポンプ６０を稼働させることで、エアのかたまりに起因するショックの発生を十分に抑えることができ、さらに、電動ポンプ６０の稼働に消費されるエネルギーを抑えると共に、電動ポンプ６０が連続して稼働される場合に比べて、電動ポンプ６０の寿命を延ばすことができるからである。
【００４０】
ここで、閾値回転数Ｎｔｈは、管路内のエアの蓄積量がゼロになるエンジン回転数のうちの最も低い回転数であって、実験などで求めた回転数よりも高回転側にオフセットした値に設定されていることが好ましい。ロットの違いによるオイルポンプ特性のブレの影響を受けずに、エアの除去を確実に行えるようにするためである。
【００４１】
以下、制御手段４０による電動ポンプ６０の稼働制御を、図１および図４を参照して説明する。
図４は、制御手段４０が実施する電動ポンプ６０の稼働／非稼働の制御のフローチャートである。
【００４２】
制御手段４０は、パワースイッチ４２がオン位置に操作されてエンジンが起動されると（ステップ１０１）、ステップ１０２において、エンジン回転数センサ４１からの信号が示すエンジン回転数Ｎｅが、閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）であるか否かを確認する。
【００４３】
ステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である場合、ステップ１０３において、制御手段４０は、電動ポンプ６０を稼働状態にする。連通管１４内を流れるオイルにエアが多く含まれるので、オイル内のエアを除去するためである。
【００４４】
一方、ステップ１０２においてエンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）でない、すなわち閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ）場合には、制御手段４０は、電動ポンプ６０を非稼働状態にする（ステップ１０６）。電動ポンプ６０によるエネルギー消費を抑えるためである。
【００４５】
ステップ１０３において電動ポンプ６０を稼働状態にしたのち、ステップ１０４において、制御手段４０は、エンジン回転数Ｎｅが、アイドリング時の回転数Ｎｅ１よりも小さくなって、エンジンが停止したか否かを確認する。
そして、エンジン回転数Ｎｅがアイドリング時の回転数Ｎｅ１も大きく、エンジンが停止していない場合には、ステップ１０２の処理に移行する。
【００４６】
一方、ステップ１０４においてエンジン回転数Ｎｅがアイドリング時の回転数Ｎｅ１よりも小さい場合、ステップ１０５において、制御手段４０は、パワースイッチ４２がオフ位置であるか否か（オフ位置に切り換えられたか否か）を確認する。
そして、オフ位置である場合には、処理を終了し、オフ位置でなくオン位置である場合には、ステップ１０２の処理に移行する。
【００４７】
これにより、以降、パワースイッチ４２がオフ位置に切り換えられるまでの間、ステップ１０２からステップ１０６までの処理が繰り返されて、エンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である間は、電動ポンプ６０が稼働状態にされ、閾値回転数Ｎｔｈよりも大きい（Ｎｅ＞Ｎｔｈ））間は、電動ポンプ６０が非稼働状態にされる。
【００４８】
電動ポンプ６０が稼働状態である場合における分離室３０内でのエアの分離を、図２を参照して説明する。
連通管１４ａから分離室３０内に接線方向から供給されて分離室３０内に旋回流を形成したオイルは、分離室３０の内周面を周方向に沿って流れながら、自重により下端３０ｂ側に移動してオイルの渦を形成し、下端３０ｂ側の連通管１４ｂから排出される。
この際、分離室３０内を流れるオイルには遠心力が作用して、オイルが分離室３０の内周面側に押しつけられるので、分離室３０の中心Ｏ側には減圧された空間が形成される。
ここで、オイルに含まれているエアは、オイルに比べて質量が無視できるので、遠心力の影響を受けず分離室３０の中心Ｏ側に集積される。
そのため、オイルに含まれたエアは、分離室３０の中心Ｏ側の減圧された空間に接する面でオイルから分離されて、分離室３０の上部にある捕捉空間３１内に捕捉される。
【００４９】
よって、オイルに含まれていたエアのかたまりは、オイルから分離されるので、オイルポンプを経てオイルと共に変速機構に供給されない。
さらに、オイルから分離されて捕捉空間３１内に捕捉されたエアは、電動ポンプ６０により吸引されて、変速機ケース２２内に排出されるので、連通管１４を流れるオイルの流速が速くなっても、オイルポンプに引き込まれることがない。
【００５０】
この際、電動ポンプ６０により負圧状態にされた分離室３０内では、オイルが渦巻き状の旋回流を形成するので、オイルが分離室内を螺旋状に旋回しながら移動する際に、オイルに含まれているエアのみならず気泡もまた、オイルからより多く分離させることができるようになる。
【００５１】
ここで、実施形態における電動ポンプ６０が、発明における排出ポンプに相当する。
【００５２】
以上の通り、本実施形態では、トルクコンバータ１１と変速機構２１とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプ１２が、トルクコンバータ１１側に設けられて、変速機構２１側のオイルパン２４から、連通管１４（１４ａ、１４ｂ）を介してオイルを吸引する自動変速機１において、オイルポンプ１２とオイルパン２４との間の連通管１４の途中に設けられて、エアとオイルとを分離する分離室３０と、分離室３０内のエアを排出させる電動ポンプ６０と、電動ポンプ６０の稼働／非稼働を制御する制御手段４０と、を設け、制御手段４０が、エンジンを起動させるパワースイッチ４２がオン位置であって、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内にエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下（Ｎｅ≦Ｎｔｈ）である間、電動ポンプ６０を稼働させる構成とした。
これにより、連通管１４を流れるオイル内のエアのかたまりは、分離室３０内でオイルから分離されて、エアのかたまりを含むオイルが、オイルポンプ１２を経て変速機構２１に供給されないので、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
また、電動ポンプ６０により、分離室３０に捕捉されたエアを排出するので、捕捉されたエアが、大気圧よりも圧が低いエアであっても分離室３０から確実に排出されて、分離室３０内に留まることがない。
さらに、連通管１４の長さが長くなり、連通管１４内の曲がり部分の数が多くなっても、好適にエアを除去できるので、自動変速機における油圧配管のレイアウトの自由度が向上する。
また、エンジン回転数Ｎｅが、連通管１４内の曲がり部分などにエアのかたまりが滞留できないオイルの流速を実現するエンジン回転数を規定した閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが低いためにオイルポンプ１２が吸引したオイルの流速が遅く、連通管１４内にエアのかたまりが滞留しやすい間だけ、電動ポンプ６０が稼働される。
よって、閾値回転数Ｎｔｈに基づいて電動ポンプの稼働を決めることで、エアの量が多くなっても、エアを確実に除去して変速機ケース側に排出できる。
さらに、電動ポンプ６０の稼働／非稼働が適宜切り換えられるので、電動ポンプ６０の稼働に消費されるエネルギーを抑えると共に、電動ポンプ６０が連続して稼働される場合に比べて、電動ポンプ６０の寿命を延ばすことができる。
特に、電動ポンプ６０の稼働時間が短くなるので、電動ポンプ６０の部品の耐久信頼性が向上すると共に、電動ポンプ６０を連続して稼働する場合よりも、部品に要求される耐久性能の要求が緩和されるので、その分だけ部品の作製コストの低減が可能であり、電動ポンプをより安価で提供できる。
また、電動ポンプ６０を稼働させると、オイルポンプ１２の駆動により負圧状態とされている分離室３０内の負圧度が、さらに高くなるので、オイルポンプ１２の吸引力が電動ポンプ６０によりアシストされた状態となり、効率の良いポンプ吸引が可能となる。
【００５３】
以下、実施の形態における特徴を抽出して記載する。
連通管１４は、分離室３０と、オイルパン２４内のオイルを吸引するオイルストレーナが付設されたコントロールバルブボディ２３とを接続する連通管１４ａと、分離室３０とオイルポンプ１２とを接続する連通管１４ｂと、から構成され、連通管１４ａは、分離室３０の上端３０ａから下端３０ｂ側にオフセットした位置で、分離室３０に接続し、連通管１４ｂは、連通管１４ａよりも下端３０ｂ側の位置で分離室３０に接続し、分離室３０では、連通管１４ａの接続位置よりも上端３０ａ側を、オイルから分離したエアの捕捉空間３１とした。
連通管１４ａを流れるオイル内のエアのかたまりの多くは、オイルで満たされた連通管１４ａ内の上部側を流れるので、オイルが分離室３０内に供給されると、分離室３０の上部にはオイルが満たされない捕捉空間３１が確保されているので、オイル内のエアのかたまりは、オイルから分離して、捕捉空間３１内に捕捉される。よって、オイル内のエアのかたまりが、オイルポンプ１２を経てオイルと共に変速機構２１に供給されない。
また、電動ポンプ６０が分離室３０（捕捉空間３１）内のエアを吸引して、変速機ケース２２内に排出しているので、捕捉空間３１の容積以上のエアがオイルから分離しても、捕捉空間３１からエアがあふれてオイルポンプ１２に供給されることがない。さらに、オイルが分離室３０内を上方から下方に向かって流れるので、捕捉空間３１内に捕捉されたエアが、オイルポンプ１２に引き込まれることがない。
よって、エアのかたまりに起因するショックの発生を好適に防止できる。
【００５４】
連通管１４ａは、分離室３０内の円柱状の空間Ｓに、接線方向からオイルを流入させて、分離室３０内に供給されたオイルが旋回流を形成するように、分離室３０の側面に接線方向から連結している構成とした。
これにより、連通管１４ａを通って分離室３０内に導かれたオイルは、分離室３０内を、内周面に沿って旋回しながら自重により上端３０ａ側から下端３０ｂ側に移動するので、分離室３０内にはオイルにより渦巻き状の旋回流が形成される。
この際、分離室３０内を流れるオイルは、遠心力により分離室３０の内周面側に押しつけられるので、分離室３０の中心Ｏ側には減圧された空間が形成される。ここで、オイルに含まれているエアは、オイルに比べて質量が無視でき、遠心力の影響を受けず分離室３０の中心Ｏ側に集積されるので、減圧された空間に接する面でオイルから分離されて、分離室３０の上部にある捕捉空間３１内に捕捉される。
また、分離室３０内にはオイルにより渦巻き状の旋回流が形成されるので、分離室３０内でのオイルの滞留時間と移動距離が長くなり、その分だけ、エアがオイルから分離する機会が増加する。
さらに、自動変速機が搭載された車両の傾きに関係なく、分離室３０内に渦巻き状の旋回流が形成されるようになるので、車両の傾きに影響をされないで、オイルからエアを確実に分離できるようになる。
また、電動ポンプ６０が分離室３０内を負圧状態にするので、オイルに含まれる細かな気泡であっても体積が膨張して、オイルから分離され易くなる。
【００５５】
実施の形態では、パワースイッチを採用した場合を例示したが、車載機と運転者が所有する携帯機との間で無線通信による認証を行って、暗号キーが一致した場合に、例えばボタン操作のみでエンジンの起動・停止を行えるようにした車両、いわゆるキーレスエントリーシステムを採用した車両の自動変速機においても好適に適用できる。
この場合、エンジンの起動・停止を行うボタンがオンされて、エンジン回転数Ｎｅが閾値回転数Ｎｔｈ以下である間、電動ポンプ６０が稼働状態にされることになる。
また、パワースイッチの代わりにイグニッションスイッチを採用した車両の自動変速機においても好適に適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１ 自動変速機
２ エンジン
１０ フロントユニット
１１ トルクコンバータ
１２ オイルポンプ
１３ コンバータケーシング
１４、１４ａ、１４ｂ 連通管
２０ リアユニット
２１ 変速機構
２２ 変速機ケース
２３ コントロールバルブボディ
２４ オイルパン
３０ 分離室
３０ａ 上端
３０ｂ 下端
３１ 捕捉空間
４０ 制御手段
４１ エンジン回転数センサ
４２ パワースイッチ
６０ 電動ポンプ（排出ポンプ）
６１ 吸入管
６１ａ 吸入口
６２ 排気管
Ｓ 空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクコンバータと変速機構とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプが、前記トルクコンバータ側に設けられて、前記変速機構側のオイルパンから、連通管を介してオイルを吸引する自動変速機において、
前記オイルポンプと前記オイルパンとの間の連通管に設けられて、エアとオイルとを分離させる分離室と、
前記分離室内のエアを排出させる排出ポンプと、
前記排出ポンプを制御する制御手段と、を設け、
前記制御手段は、前記エンジンを起動させるスイッチがオンであってエンジン回転数が閾値回転数以下の間、排出ポンプを稼働させることを特徴とする自動変速機におけるエア分離構造。
【請求項１】
トルクコンバータと変速機構とが切り離して設けられており、エンジン駆動されるオイルポンプが、前記トルクコンバータ側に設けられて、前記変速機構側のオイルパンから、連通管を介してオイルを吸引する自動変速機において、
前記オイルポンプと前記オイルパンとの間の連通管に設けられて、エアとオイルとを分離させる分離室と、
前記分離室内のエアを排出させる排出ポンプと、
前記排出ポンプを制御する制御手段と、を設け、
前記制御手段は、前記エンジンを起動させるスイッチがオンであってエンジン回転数が閾値回転数以下の間、排出ポンプを稼働させることを特徴とする自動変速機におけるエア分離構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−６９４６３（Ｐ２０１１−６９４６３Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２２６１１（Ｐ２００９−２２２６１１）
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２８日（２００９．９．２８）
【出願人】（０００２３１３５０）ジヤトコ株式会社 (899)
【Ｆターム（参考）】
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