特許 7219643 オイル回収構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-31

(45)【発行日】2023-02-08

(54)【発明の名称】オイル回収構造

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/032 20120101AFI20230201BHJP

   F01M 11/00 20060101ALI20230201BHJP

   F16H 57/04 20100101ALI20230201BHJP

   F16H 57/027 20120101ALN20230201BHJP

【ＦＩ】

F16H57/032

F01M11/00 E

F16H57/04 H

F16H57/027

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019050546

(22)【出願日】2019-03-19

(65)【公開番号】P2020153397

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2022-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 朋宏

(72)【発明者】

【氏名】山本 宇紘

(72)【発明者】

【氏名】和田 幸生

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 旭

(72)【発明者】

【氏名】黒田 恭亮

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－１５３６１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１００１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５７／００

Ｆ０１Ｍ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オイルが貯留されるケース内に設けられるオイル回収構造であって、
前記ケース内の壁面に形成される複数の突起部と、
前記突起部に隣接して前記壁面に形成されるベース部と、
を有し、
前記ベース部は、前記突起部よりも高い撥油性を有する、
オイル回収構造。

【請求項2】

請求項１に記載のオイル回収構造において、
前記ベース部には、撥油層が設けられる、
オイル回収構造。

【請求項3】

請求項１または２に記載のオイル回収構造において、
前記壁面は、前記ケースの外部に連通するブリーザ室に面する、
オイル回収構造。

【請求項4】

請求項１～３の何れか１項に記載のオイル回収構造において、
前記ケースは、変速機構を収容するミッションケースである、
オイル回収構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケース内に設けられるオイル回収構造に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車等の車両には、トランスミッションやエンジン等が搭載されている。これらトランスミッションやエンジン等のケースには、潤滑部やアクチュエータ等に供給するためのオイルが貯留されている（特許文献１～３参照）。また、ケース下部にはオイルストレーナが設けられており、ケース下部のオイルはオイルストレーナによって吸引される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平２－５０１１０号公報

【文献】実開昭５４－５３１５８号公報

【文献】実開平５－２７２１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、トランスミッション等のケース内には多くのオイルミストが浮遊しており、オイルミストの一部はケース内の壁面に付着している。このように、ケース内の壁面に付着したオイルはケース下部に落ち難いことから、壁面に対するオイル付着量を考慮してケース内のオイル注入量を増加させる必要がある。しかしながら、オイル注入量を増加させることは、トランスミッション等の重量増加を招く要因であることから、ケース内の壁面に付着したオイルを回収することが求められている。

【0005】

本発明の目的は、壁面に付着したオイルを回収することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のオイル回収構造は、オイルが貯留されるケース内に設けられるオイル回収構造であって、前記ケース内の壁面に形成される複数の突起部と、前記突起部に隣接して前記壁面に形成されるベース部と、を有し、前記ベース部は、前記突起部よりも高い撥油性を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、ケース内の壁面に形成される複数の突起部と、突起部に隣接して壁面に形成されるベース部と、を有し、ベース部は突起部よりも高い撥油性を有する。これにより、壁面に付着したオイルを滑り落とすことができ、壁面に付着したオイルを回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】車両に搭載されるパワートレインを示す図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿ってミッションケースを簡単に示した断面図である。

【図3】図２のＡ－Ａ線に沿ってミッションケースを簡単に示した断面図である。

【図4】撥油性および親油性を説明する図である。

【図5】（Ａ）～（Ｃ）は、ミッションケースの内壁面におけるオイル移動状況の一例を示す図である。

【図6】（Ａ）は撥油層を備えた実施形態のオイル回収構造によるオイル移動状況の一例を示す拡大図であり、（Ｂ）は撥油層を備えていない比較例のオイル回収構造によるオイル移動状況の一例を示す拡大図である。

【図7】（Ａ）～（Ｃ）は、オイル回収構造の製造過程の一例を示す図である。

【図8】本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造を備えたミッションケースの断面図である。

【図9】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造を備えたセパレータプレートを示す斜視図である。

【図10】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造を備えたセパレータプレートを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【0010】

［パワートレイン］
図１は車両に搭載されるパワートレイン１０を示す図である。図示するパワートレイン１０を構成するトランスミッション１１のミッションケース（ケース）１２には、本発明の一実施の形態であるオイル回収構造１３が設けられている。

【0011】

図１に示すように、パワートレイン１０は、エンジン１４およびトランスミッション１１を有している。トランスミッション１１のミッションケース１２には、トルクコンバータ１５、前後進切替機構１６および無段変速機構（変速機構）１７が収容されている。無段変速機構１７の出力軸であるセカンダリ軸１８には、ギヤ列１９を介して前輪出力軸２０が連結されており、この前輪出力軸２０には、デファレンシャル機構２１を介して図示しない前輪が連結される。また、前輪出力軸２０には、ギヤ列２２およびトランスファクラッチ２３を介して後輪出力軸２４が連結されており、この後輪出力軸２４には、図示しないデファレンシャル機構を介して後輪が連結される。さらに、トルクコンバータ１５のポンプインペラ２５には、チェーン機構２６を介してオイルポンプ２７が連結されている。

【0012】

ミッションケース１２は、無段変速機構１７等を収容するメインケース３０と、トランスファクラッチ２３等を収容するトランスファケース３１と、によって構成されている。メインケース３０とトランスファケース３１との間にはセパレータプレート３２が挟まれており、このセパレータプレート３２およびメインケース３０によってブリーザ室３３が区画されている。また、メインケース３０にはブリーザ室３３に開口するブリーザポート３４が形成されており、ブリーザポート３４を介してブリーザ室３３は外部に連通している。なお、ブリーザポート３４にはホース３５が接続されている。

【0013】

ミッションケース１２の下部には、前後進切替機構１６や無段変速機構１７等に供給するためのオイルＸが貯留されている。また、ミッションケース１２の下部には、オイルポンプ２７の吸入ポート２７ｉに接続されるオイルストレーナ３６が設けられている。エンジン動力によってオイルポンプ２７が駆動されると、ミッションケース１２の下部に貯留されたオイルＸは、オイルストレーナ３６からオイルポンプ２７に向けて吸引される。そして、オイルポンプ２７に吸引されたオイルＸは、吐出ポート２７ｏから図示しないバルブボディを経て、前後進切替機構１６や無段変速機構１７等に供給される。なお、ミッションケース１２内の油面高さであるオイルレベルＯＬは、オイルＸに対してオイルストレーナ３６が十分に浸かる高さ、つまりオイルストレーナ３６が空気を吸い込まない高さに設定されている。

【0014】

［オイル回収構造］
ところで、ミッションケース１２内には多くの回転体が収容されるため、車両走行時には回転体から微小なオイルが飛散する。つまり、トランスミッション１１内には多くのオイルミストが浮遊しているが、これらオイルミストの一部はミッションケース１２内の壁面に付着することになる。このように、ミッションケース１２内の壁面にオイルが付着することは、ミッションケース１２の下部に流れ落ちるオイルが減少する要因であり、ミッションケース１２内のオイルレベルを低下させる要因であった。このため、ミッションケース１２内には後述するオイル回収構造１３が設けられており、このオイル回収構造１３によって壁面に付着したオイルが回収されている。

【0015】

以下、ミッションケース１２内のオイル回収構造１３について説明する。図２は図１のＡ－Ａ線に沿ってミッションケース１２を簡単に示した断面図であり、図３は図２のＡ－Ａ線に沿ってミッションケース１２を簡単に示した断面図である。

【0016】

図２および図３の拡大部分に示すように、ミッションケース１２の内壁面（壁面）４０には、撥油層４１を備えたベース部４２が設けられるとともに、ベース部４２から突出する複数の突起部４３が設けられている。つまり、ミッションケース１２の内壁面４０には、互いに隣接するベース部４２および突起部４３が形成されている。また、ミッションケース１２はアルミニウム等の金属を用いて形成されており、撥油層４１はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を用いて形成されている。すなわち、撥油層４１によって覆われるベース部４２は、金属材料が露出する突起部４３よりも、高い撥油性を備えている。なお、図３の拡大部分においては、撥油層４１によって覆われた部分がドットで示されており、撥油層４１によって覆われていない部分が白抜きで示されている。

【0017】

図４は撥油性および親油性を説明する図である。図４に示すように、本明細書における撥油性および親油性は、突起部４３やベース部４２の表面α，βとこれに付着するオイルＸとの接触角θによって定義される。つまり、接触角θが大きいほどに撥油性が高くなることを意味しており、接触角θが小さいほどに親油性が高くなることを意味している。換言すれば、接触角θが大きいほどに親油性が低くなることを意味しており、接触角θが小さいほどに撥油性が低くなることを意味している。

【0018】

図４に示すように、ベース部４２の表面αにオイルＸを付着させた場合には、撥油層４１によってオイルＸが弾かれるため、接触角は高い撥油性（つまり低い親油性）を示す大きな「θ１」になる。一方、突起部４３の表面βにオイルＸを付着させた場合には、金属表面に沿ってオイルＸが濡れ拡がるため、接触角は低い撥油性（つまり高い親油性）を示す小さな「θ２」になる。このように、ベース部４２の接触角θ１は突起部４３の接触角θ２よりも大きいことから、ベース部４２は突起部４３よりも高い撥油性を有している。換言すれば、突起部４３の接触角θ２はベース部４２の接触角θ１よりも小さいことから、突起部４３はベース部４２よりも高い親油性を有している。

【0019】

［オイル移動状況］
続いて、ミッションケース１２の内壁面４０におけるオイルＸの移動状況について説明する。図５（Ａ）～（Ｃ）は、ミッションケース１２の内壁面４０におけるオイル移動状況の一例を示す図である。また、図６（Ａ）は撥油層４１を備えた実施形態のオイル回収構造１３によるオイル移動状況の一例を示す拡大図であり、図６（Ｂ）は撥油層４１を備えていない比較例のオイル回収構造１００によるオイル移動状況の一例を示す拡大図である。なお、図６（Ａ）および（Ｂ）には、オイルＸの移動状況が時系列で示されている。

【0020】

図５（Ａ）に示すように、ミッションケース１２内に浮遊するオイルミストＸｍは、高い親油性を備えた突起部４３に付着する。続いて、図５（Ｂ）に示すように、突起部４３に対するオイルミストＸｍの付着が繰り返され、突起部４３に付着するオイルＸの固まりが徐々に成長する。そして、オイルＸの端部が撥油層４１に到達すると、図５（Ｃ）に示すように、オイルＸが自重によって撥油層４１を滑り落ちる。つまり、オイルＸが突起部４３に留まることなく撥油層４１上を滑ることから、オイルＸが内壁面４０に付着して留まることを防ぐことができ、ミッションケース１２の下部にオイルＸを積極的に回収することができる。これにより、ミッションケース１２に注入するオイル量を削減することができ、トランスミッション１１の重量を削減することができる。

【0021】

つまり、図６（Ａ）に示すように、撥油層４１を備えたオイル回収構造１３においては、突起部４３に付着するオイルＸの固まりが成長し、符号ａ１で示すように、オイルＸの端部が撥油層４１に到達すると、オイルＸは自重によって撥油層４１上を滑り落ちる。すなわち、オイルＸの固まりが小さく下方に移動する力が小さい場合であっても、撥油層４１上においてはオイルＸが弾かれるため、オイルＸは撥油層４１上に留まることなく滑ることになる。これに対し、図６（Ｂ）に示すように、撥油層４１を備えていないオイル回収構造１００においては、突起部４３に付着するオイルＸの固まりが徐々に成長するものの、高い親油性を有する金属表面においてはオイルＸが弾かれないため、オイルＸは突起部４３やベース部４２の金属表面に留まることになる。

【0022】

［製造過程］
以下、撥油層４１を備えたオイル回収構造１３の製造過程について説明する。図７（Ａ）～（Ｃ）はオイル回収構造１３の製造過程の一例を示す図である。図７（Ａ）に示すように、アルミニウム等の金属材料を用いてミッションケース１２を鋳造する際に、ミッションケース１２の内壁面４０にはベース部４２および突起部４３が形成される。続いて、図７（Ｂ）に示すように、ミッションケース１２の内壁面４０には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が塗布され、内壁面４０の全体に撥油層４１が形成される。そして、図７（Ｃ）に示すように、ミッションケース１２の内周面はヤスリ等で磨かれ、突起部４３の先端から撥油層４１が除去される。これにより、撥油層４１によって覆われるベース部４２と、金属表面が露出する複数の突起部４３と、を備えたオイル回収構造１３を得ることができる。

【0023】

［他の実施形態（ミッションケースの内壁面）］
図３に示した例では、ミッションケース１２の内壁面４０に対して半球状の突起部４３を形成しているが、これに限られることはなく、線状に延びる突起部を形成しても良い。ここで、図８は本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造５０を備えたミッションケース１２の断面図である。なお、図８には図３に示した部位と同じ部位が示されている。

【0024】

図８の拡大部分に示すように、ミッションケース１２の内壁面（壁面）４０には、撥油層５１を備えたベース部５２が設けられるとともに、ベース部５２から突出する複数の突起部５３が設けられている。各突起部５３は、略三角形の断面形状を備えるとともに、ミッションケース１２の内壁面４０に沿って環状に延びている。また、ミッションケース１２の側部において、突起部５３は鉛直方向に沿って設置されている。

【0025】

このように、ミッションケース１２の内壁面４０には、互いに隣接するベース部５２および突起部５３が形成されている。また、ミッションケース１２はアルミニウム等の金属を用いて形成されており、撥油層５１はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を用いて形成されている。すなわち、撥油層５１によって覆われるベース部５２は、金属材料が露出する突起部５３よりも、高い撥油性を備えている。なお、図８の拡大部分においては、撥油層５１によって覆われた部分がドットで示されており、撥油層５１によって覆われていない部分が白抜きで示されている。

【0026】

上述したように、線状に延びる突起部５３を形成した場合であっても、前述したオイル回収構造１３と同様に機能させることができる。つまり、ミッションケース１２内を浮遊するオイルミストは、高い親油性を備えた突起部５３に付着する。その後、突起部５３に対するオイルミストの付着が繰り返され、突起部５３に付着するオイルＸの固まりが徐々に成長する。そして、オイルＸの端部が両脇の撥油層５１に到達すると、オイルＸが自重によって撥油層５１を滑り落ちる。このように、オイルが突起部５３に留まることなく撥油層５１上を滑ることから、オイルＸが内壁面４０に付着して留まることを防ぐことができ、ミッションケース１２の下部にオイルＸを積極的に回収することができる。

【0027】

［他の実施形態（セパレータプレート）］
前述の説明では、オイル回収構造１３をミッションケース１２の内壁面４０に形成しているが、これに限られることはなく、ミッションケース１２内の壁面であるセパレータプレート３２の表面３２ａにオイル回収構造を形成しても良い。

【0028】

図１に示すように、ミッションケース１２内には、ブリーザ室３３を区画するセパレータプレート３２が設けられている。つまり、セパレータプレート３２の表面３２ａは、ブリーザ室３３に面するミッションケース１２内の壁面として機能している。このセパレータプレート３２の表面３２ａにオイル回収構造を設けることにより、ブリーザ室３３内のオイルミストを捕捉してミッションケース１２の下部に戻すことができるとともに、ブリーザ室３３から外部へのオイルミスト放出を防止することができる。

【0029】

ここで、図９（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造６０を備えたセパレータプレート６１を示す斜視図である。また、図１０（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態であるオイル回収構造７０を備えたセパレータプレート７１を示す斜視図である。なお、図９および図１０に示すセパレータプレート６１，７１は、図１に示したセパレータプレート３２と同じ位置に取り付けられている。なお、図９（Ｂ）および図１０（Ｂ）においては、撥油層６２，７２によって覆われた部分がハッチングで示されており、撥油層６２，７２によって覆われていない部分が白抜きで示されている。

【0030】

図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ミッションケース１２内の壁面であるセパレータプレート６１の表面６１ａには、撥油層６２を備えたベース部６３が設けられるとともに、ベース部６３から突出する複数の突起部６４が設けられている。つまり、セパレータプレート６１の表面６１ａには、互いに隣接するベース部６３および突起部６４が形成されている。また、セパレータプレート６１は鉄やステンレス鋼等の金属を用いて形成されており、撥油層６２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を用いて形成されている。すなわち、撥油層６２によって覆われるベース部６３は、金属材料が露出する突起部６４よりも、高い撥油性を備えている。

【0031】

図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ミッションケース１２内の壁面であるセパレータプレート７１の表面７１ａには、撥油層７２を備えたベース部７３が設けられるとともに、ベース部７３から突出する複数の突起部７４が設けられている。各突起部７４は、略三角形の断面形状を備えるとともに、鉛直方向に沿って線状に延びている。つまり、セパレータプレート７１の表面７１ａには、互いに隣接するベース部７３および突起部７４が形成されている。また、セパレータプレート７１は鉄やステンレス鋼等の金属を用いて形成されており、撥油層７２はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂を用いて形成されている。すなわち、撥油層７２によって覆われるベース部７３は、金属材料が露出する突起部７４よりも、高い撥油性を備えている。

【0032】

このように、セパレータプレート６１，７１の表面６１ａ，７１ａにオイル回収構造６０，７０を設けた場合であっても、前述したオイル回収構造１３，５０と同様に、オイルミストを捕捉してミッションケース１２の下部に戻すことができる。つまり、ブリーザ室３３を浮遊するオイルミストは、高い親油性を備えた突起部６４，７４に付着する。その後、突起部６４，７４に対するオイルミストの付着が繰り返され、突起部６４，７４に付着するオイルの固まりが徐々に成長する。そして、オイルの端部が撥油層６２，７２に到達すると、オイルが自重によって撥油層６２，７２を滑り落ちる。このように、オイルが突起部６４，７４に留まることなく撥油層６２，７２上を滑ることから、オイルがセパレータプレート６１，７１に付着して留まることを防ぐことができ、ミッションケース１２の下部にオイルを積極的に回収することができる。しかも、ブリーザ室３３に入ったオイルミストを捕捉することができるため、ブリーザポート３４から外部へのオイルミスト放出を防ぐことができる。

【0033】

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、オイル回収構造１３，５０，６０，７０を設けるケースとしてミッションケース１２を用いているが、これに限られることはなく、エンジン１４のクランクケース等にオイル回収構造１３，５０，６０，７０を設けても良い。また、図示するミッションケース１２には、変速機構として無段変速機構１７が収容されているが、これに限られることはない。ミッションケース１２に収容される変速機構として、例えば、遊星歯車式の自動変速機構を用いても良く、手動変速機構を用いても良い。

【0034】

また、オイル回収構造１３，５０，６０，７０を構成する突起部４３，５３，６４，７４の形状や配置としては、図３，図８～図１０に示した形状や配置に限られることはなく、他の形状や配置であっても良いことはいうまでもない。また、図２および図３に示した例では、ミッションケース１２の内壁面４０の全域に突起部４３，５３を形成しているが、これに限られることはなく、ミッションケース１２の内壁面４０の一部に突起部４３，５３を形成しても良い。また、ブリーザ室３３を区画するミッションケース１２の内壁面４０に対し、突起部４３，５３を形成しても良いことはいうまでもない。

【0035】

前述した製造過程では、ミッションケース１２の内周面をヤスリ等で磨くことにより、突起部４３の先端から撥油層４１を除去して金属表面を露出させているが、これに限られることはなく、フッ素樹脂を塗布して撥油層４１を形成する際には、マスキング処理を施すことにより、突起部４３を避けてフッ素樹脂を塗布しても良い。また、前述の説明では、突起部４３，５３，６４，７４よりもベース部４２，５２，６３，７３の撥油性を高めるため、ベース部４２，５２，６３，７３にフッ素樹脂からなる撥油層４１，５１，６２，７２を形成しているが、これに限られることはなく、他の材料を用いて撥油層４１，５１，６２，７２を形成しても良い。

【0036】

図４に示す例では、撥油層４１を備えるベース部４２の接触角θ１は９０°を上回っているが、これにかぎられることはなく、撥油層４１を備えるベース部４２の接触角θ１が９０°未満であっても良い。また、図４に示す例では、突起部４３の接触角θ２が９０°を下回っているが、これに限られることはなく、突起部４３の接触角θ２が９０°以上であっても良い。すなわち、ベース部４２が突起部４３よりも高い撥油性を有するためには、ベース部４２の接触角θ１が突起部４３の接触角θ２を上回っていれば良い。

【符号の説明】

【0037】

１２ ミッションケース（ケース）
１３ オイル回収構造
１７ 無段変速機構（変速機構）
３２ セパレータプレート
３２ａ 表面（壁面）
３３ ブリーザ室
４０ 内壁面（壁面）
４１ 撥油層
４２ ベース部
４３ 突起部
５０ オイル回収構造
５１ 撥油層
５２ ベース部
５３ 突起部
６０ オイル回収構造
６１ セパレータプレート
６１ａ 表面(壁面)
６２ 撥油層
６３ ベース部
６４ 突起部
７０ オイル回収構造
７１ セパレータプレート
７１ａ 表面(壁面)
７２ 撥油層
７３ ベース部
７４ 突起部
Ｘ オイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】