JP2005054941A - Cooling oil circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却のための油を循環させる冷却油回路に関するものである。 The present invention relates to a cooling oil circuit that circulates oil for cooling.
従来より、冷却のための油を循環させる冷却油回路が存在しており、その一例として産業車両や自動車など車両の湿式ブレーキ装置に対して冷却油回路を設け、制動時に生じる摩擦熱を冷却する技術がある(例えば、特許文献1参照)。かかる冷却油回路においては、エンジンと直結されて駆動される冷却油ポンプが設けられ、このポンプによって圧送される冷却油をブレーキ装置内の高温部に供給し熱交換させた後、オイルパンに回収する。また、ブレーキ装置内における冷却油が通る冷却路には、冷却油漏れを防止するオイルシール等が配置されている。 Conventionally, there is a cooling oil circuit that circulates oil for cooling. As an example, a cooling oil circuit is provided for a wet brake device of a vehicle such as an industrial vehicle or an automobile to cool frictional heat generated during braking. There is a technology (for example, see Patent Document 1). In such a cooling oil circuit, a cooling oil pump directly connected to the engine is provided, and the cooling oil pumped by this pump is supplied to a high temperature portion in the brake device to exchange heat, and then collected in an oil pan. To do. An oil seal or the like for preventing cooling oil leakage is disposed in a cooling path through which the cooling oil passes in the brake device.
一般に、冷却油に負荷される圧力は、オイルシールやフェイスシール等のシールの寿命に大きな影響を与えるので、冷却油に負荷される圧力は小さい方がシールの寿命にとっては望ましい。一方、冷却効率は、冷却油の流量が多い方が優れている。しかしながら、流量を多くすれば圧損により油圧が高くなり、前述のようにシールの寿命低下や油漏れが生じ易くなる。また、エンジン直結の冷却油ポンプを使用しているため、エンジンの回転数によって冷却油の流量が変化するため発生する最高油圧(最高流量)をエンジンの最高回転数に合せて設計すると、エンジンがアイドリング状態のときに十分な冷却油流量が得られない問題が生じる。また、冷却油ポンプの駆動をエンジン直結形式から変更しようとした場合には多大なコストが必要となる問題が生じる。 In general, the pressure applied to the cooling oil greatly affects the life of the seal such as the oil seal or the face seal. Therefore, it is desirable that the pressure applied to the cooling oil is smaller for the life of the seal. On the other hand, the cooling efficiency is better when the flow rate of the cooling oil is larger. However, if the flow rate is increased, the hydraulic pressure increases due to pressure loss, and as described above, the service life of the seal and oil leakage are likely to occur. In addition, because the coolant oil pump directly connected to the engine is used, the maximum oil pressure (maximum flow rate) that is generated because the flow rate of the cooling oil varies depending on the engine speed can be designed according to the engine maximum speed. There arises a problem that a sufficient cooling oil flow rate cannot be obtained in the idling state. Further, when the driving of the cooling oil pump is changed from the engine direct connection type, there arises a problem that a great cost is required.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、冷却油ポンプの低駆動時にも十分な冷却油量の供給を行うことができ且つ冷却油ポンプの高駆動時には圧損による油圧上昇を抑制することができる冷却油回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and can supply a sufficient amount of cooling oil even when the cooling oil pump is driven low, and suppresses an increase in hydraulic pressure due to pressure loss when the cooling oil pump is driven high. It is an object of the present invention to provide a cooling oil circuit that can be used.
上述した目的を達成するため、本発明の冷却油回路は、冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する分流弁とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, the cooling oil circuit of the present invention is driven by an internal combustion engine having a cooling path that allows the cooling oil to pass through and a sealing means that prevents leakage of the cooling oil from the cooling path. And a pump that pumps cooling oil to the cooled part, a supply path that communicates the pump and the cooled part, and a hydraulic pressure that is provided in the supply path and that acts on the sealing means is less than a predetermined value. And a diverter valve for limiting the cooling oil supplied to the cooled part.
さらに、同目的を達成するための本発明の別の冷却油回路は、冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する絞り手段と、前記供給経路における前記絞り手段の上流部に配置されたリリーフ弁とを備えたことを特徴とする。 Further, another cooling oil circuit of the present invention for achieving the same object includes a cooled portion having a cooling passage through which the cooling oil passes and a sealing means for preventing leakage of the cooling oil from the cooling passage, and an internal combustion engine A pump that is driven by an engine to pump cooling oil to the cooled part, a supply path that communicates the pump and the cooled part, and a hydraulic pressure that is provided in the supply path and that acts on the sealing means is a predetermined value or less. As described above, a throttle means for limiting the cooling oil supplied to the cooled part, and a relief valve arranged upstream of the throttle means in the supply path are provided.
好適には、前記被冷却部のハウジングには冷却油をオイルタンクやオイルパンなどのオイル貯留手段に回収するための回収経路が接続されている。さらに、前記被冷却部はブレーキ装置であってもよい。また、前記シール手段には0.5MPa以下の油圧が作用するようにしてもよい。 Preferably, a recovery path for recovering the cooling oil to an oil storage means such as an oil tank or an oil pan is connected to the housing of the cooled portion. Further, the cooled portion may be a brake device. Further, a hydraulic pressure of 0.5 MPa or less may act on the sealing means.
本発明によれば、冷却油ポンプの低駆動時にも十分な冷却油量の供給を行うことができ、且つ、冷却油ポンプの高駆動時には圧損による油圧上昇を抑制することができる。 According to the present invention, a sufficient amount of cooling oil can be supplied even when the cooling oil pump is driven low, and an increase in hydraulic pressure due to pressure loss can be suppressed when the cooling oil pump is driven high.
以下、本発明に係る冷却油回路を、フォークリフトの湿式多板ブレーキ装置に実施した場合の実施の形態として、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一の符号は、同一又は対応の部分を示すものとする。 Hereinafter, a cooling oil circuit according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings as an embodiment in a case where the cooling oil circuit is applied to a wet multi-plate brake device of a forklift. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
実施の形態1.
図1に示されるように、冷却油回路1は、主に、冷却用ポンプ3と、分流弁5と、リリーフ弁7と、被冷却部である一対の湿式多板ブレーキ装置9とを備えている。冷却用ポンプ3は、フォークリフトの図示しないエンジンに直結されており、かかるエンジンの駆動力が伝達されることによって動作する。すなわち、冷却用ポンプ3の吐出流量は、エンジンのアイドリング状態では低く高回転状態では高くなる。冷却用ポンプ3の出口と各湿式多板ブレーキ装置9の入口とは供給経路11によって連通されている。
As shown in FIG. 1, the
供給経路11上における冷却用ポンプ3の下流には、分流弁5が配置されている。分流弁5は、周知のものでよく、主流入口5a及び主流出口5bを連通するオリフィスが形成された弁体を有し、主流圧力がある程度になると弁体が開いて、主流入口5aから分流出口5cへの流路も確保されるようになっている。分流出口5cの下流には、排出経路13が設けられており、その下流端にはオイル貯留手段であるオイルタンク15が配置されている。なお、オイル貯留手段としては、タンク形式に限定されるものではなく、例えば、オイルパンなど他の貯留形式のものを用いることも可能である。
A diversion valve 5 is disposed downstream of the
供給経路11上における分流弁5の主流出口5bの下流には、フィルタ17が配置されている。さらに、フィルタ17の下流には、オイルクーラ19が配置されている。供給経路11は、オイルクーラ19の下流において分岐点aを起点に二つに分岐しており、それぞれに湿式多板ブレーキ装置9が設けられている。
A
供給経路11上における分岐点aとオイルクーラ19との間の位置bには、リリーフ弁7が配置されている。リリーフ弁7は周知のものでよく、パイロット圧とばね弾性力との釣り合いによって、リリーフ圧未満では流路が遮断されリリーフ圧に達すると流路が開通される構造を有する。かかる構造の他にも、パイロット圧を用いずに、単純にリリーフ圧以上になると流路を遮断している弁体が開いてリリーフされる構造のものを用いてもよい。リリーフ弁7の出口には、リリーフ経路21が接続されており、その下流端はオイルタンク15に達している。
A
各湿式多板ブレーキ装置9は、周知の構成を備えており、多板を収容し冷却油を通過させる冷却路と、この冷却路の出口以外から冷却油が装置外に漏洩するのを防止するシール手段とを有する。各湿式多板ブレーキ装置9のハウジングには冷却路の出口において回収経路23が接続されている。この回収経路23の下流端はオイルタンク15に達している。また、この他、オイルタンク15には、一端が冷却用ポンプ3の吸入口に接続する吸入経路25の他端がつながっている。
Each wet
次に以上のような構成を有する冷却油回路の作用について説明する。まず、一般的には、図2のグラフに示すように、ブレーキ装置の最大冷却流量を、エンジン最高回転時であるポンプ回転数2500rpmにおいて20リットル/分と設定すると、図中符号Lで示されるように、エンジンアイドリング時であるポンプ回転数600rpmにおいては冷却流量は4.8リットル/分となってしまい、ブレーキ装置を十分に冷却できなくなる。逆に、ブレーキ装置の最小冷却流量を、エンジンアイドリング時であるポンプ回転数600rpmにおいて12リットル/分と設定すると、図中符号Hで示されるように、エンジン最高回転時であるポンプ回転数2500rpmにおいては冷却流量は50リットル/分となってしまい、今度はブレーキ装置の内部圧力が高くなりすぎ、シール手段から冷却油が漏洩したり、シール手段の寿命が短くなったりする問題がある。 Next, the operation of the cooling oil circuit having the above configuration will be described. First, generally, as shown in the graph of FIG. 2, when the maximum cooling flow rate of the brake device is set to 20 liters / minute at a pump rotational speed of 2500 rpm which is the maximum engine speed, it is indicated by a symbol L in the figure. In this way, the cooling flow rate is 4.8 liters / minute at a pump rotational speed of 600 rpm during engine idling, and the brake device cannot be sufficiently cooled. Conversely, if the minimum cooling flow rate of the brake device is set to 12 liters / minute at a pump rotational speed of 600 rpm at the time of engine idling, as indicated by symbol H in the figure, at a pump rotational speed of 2500 rpm at the maximum engine speed. The cooling flow rate becomes 50 liters / minute, and this time, the internal pressure of the brake device becomes too high, and there is a problem that the cooling oil leaks from the sealing means or the life of the sealing means is shortened.
そこで、本実施の形態では次のようにして上記の問題を防止している。冷却用ポンプ3が駆動されると、冷却油は分流弁5、フィルタ17及びオイルクーラ19を経由しながら供給経路11を通って各湿式多板ブレーキ装置9に供給される。このとき、冷却用ポンプ3の回転数が1000rpm以下の低駆動域の場合には、ポンプ流量が分流弁5の制御流量(本実施の形態では20リットル/分)に満たないため、図2に実線で示されるように、ポンプ流量がそのままブレーキ装置の冷却流量となる。さらに、冷却用ポンプ3の回転数が1000rpmを超える高駆動域では、ポンプ流量が分流弁5の制御流量を超えるため、分流弁5の主流出口5bからは制御流量の冷却油が流出し、分流弁5の分流出口5cからはポンプ流量から制御流量を差し引いた残りの冷却油が排出経路13内に流出する。すなわち、冷却用ポンプ3の高駆動域では、ポンプ回転数が上昇してもブレーキ装置に供給される冷却流量は分流弁5の制御流量へと一定に保たれる。このように本実施の形態では、冷却用ポンプ3の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ3の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ多量の冷却油が圧送されすぎ冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。
Therefore, in the present embodiment, the above problem is prevented as follows. When the
また、本実施の形態では、ブレーキ装置のシール手段に作用する圧力を0.2MPaに制限することで冷却油の漏洩やシール手段の短命化を防止している。ここで例えばリリーフ弁によりその下流の油圧を0.2MPaに制限しようとした場合、一般的なリリーフ弁は制限油圧が0.5MPa以下で弁開閉動作が安定しないため困難である。しかしながら、本実施の形態では、分流弁5により冷却油の流量制限を行っているため、シール手段に作用する圧力を0.2MPaに制限する態様であっても安定的に流量制限のための弁開閉動作を確保することが可能となっている。 Further, in this embodiment, the pressure acting on the sealing means of the brake device is limited to 0.2 MPa to prevent leakage of cooling oil and shortening of the life of the sealing means. Here, for example, when an attempt is made to limit the downstream hydraulic pressure to 0.2 MPa by a relief valve, a general relief valve is difficult because the limiting hydraulic pressure is 0.5 MPa or less and the valve opening / closing operation is not stable. However, in the present embodiment, the flow rate of the cooling oil is limited by the diverter valve 5, and therefore the valve for stably limiting the flow rate is a mode in which the pressure acting on the sealing means is limited to 0.2 MPa. It is possible to ensure opening and closing operations.
また、一般的に分流弁は、その構造上、温度に起因した冷却油の粘性変化により制御流量が安定しない場合もある。しかしながら、本実施の形態では、分流弁5に加えてその下流にリリーフ弁7をも配置しているため、万が一、分流弁5がその下流に制御流量を超えた流量の冷却油を流した場合にもリリーフ弁7が作動して湿式多板ブレーキ装置9内のシール手段に作用する圧力を軽減することが可能となっている。
In general, the flow rate of the diverter valve may not be stable due to the change in the viscosity of the cooling oil due to temperature due to the structure. However, in this embodiment, since the
実施の形態2.
図3に、実施の形態2に係る冷却油回路201の概要を示す。なお、冷却油回路201は以下に説明する部分を除いては実施の形態1に係る冷却油回路1と同一の構造を有するものとする。分流弁5の下流には、分岐点cが設けられており、その一方にはフィルタ17が配置され、他方にはリリーフ弁207が配置されている。リリーフ弁207の出口には、リリーフ経路221が接続されており、その下流端はオイルタンク15に達している。このような冷却油回路201においても、冷却用ポンプ3の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ3の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ多量の冷却油が圧送され冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。
FIG. 3 shows an outline of the cooling
実施の形態3.
図4に、実施の形態3に係る冷却油回路301の概要を示す。冷却油回路301は以下に説明する部分を除いては実施の形態1に係る冷却油回路1と同一の構造を有するものとする。冷却用ポンプ3の下流には、分岐点dが設けられており、その一方には絞り手段327が配置され、他方にはリリーフ弁307が配置されている。絞り手段327は、絞り入口327aから絞り出口327bへと一定の制御流量(本実施の形態でも20リットル/分)だけ流通させることができるようになっている。リリーフ弁307の出口には、リリーフ経路321が接続されており、その下流端はオイルタンク15に達している。このような構成の冷却油回路301において、冷却用ポンプ3の回転数が1000rpm以下の低駆動域の場合には、ポンプ流量が絞り手段327の制御流量に満たないため、ポンプ流量がそのままブレーキ装置の冷却流量となる。一方、冷却用ポンプ3の回転数が1000rpmを超える高駆動域では、ポンプ流量が絞り手段327の制御流量を超えるため、絞り手段327の絞り出口327bからは制御流量の冷却油が流出し、ポンプ流量から制御流量を差し引いた残りの冷却油すなわち、絞り手段327を流通しきれない残りの冷却油は、分岐点dからリリーフ弁307に達しリリーフ経路321を通ってオイルタンク15に流される。このため、冷却用ポンプ3の高駆動域では、ポンプ回転数が上昇してもブレーキ装置に供給される冷却流量は絞り手段327の制御流量へと一定に保たれる。このように本実施の形態も、冷却用ポンプ3の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ3の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置9へ多量の冷却油が圧送され冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。
FIG. 4 shows an outline of the cooling
なお、以上に説明してきた本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施すことができる。供給経路11上に配置されていたフィルタ17やオイルクーラ19の位置はそれに限定されるものではなく、従って例えば図1にそれぞれ符号417,419に示すような位置に配置することも可能である。また、図1や図3にはそれぞれリリーフ弁7,207が設けられているが、これらリリーフ弁は必須のものではなく、冷却油の温度条件に対してもより正確な流量制御が行える分流弁を用いることができれば、リリーフ弁を省略することも可能である。さらに、上記実施の形態では、フォークリフトの湿式多板ブレーキ装置を被冷却部とする冷却油回路としての例示を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、被冷却部が当初から冷却油の漏洩に備えて被冷却部の下方に滴下する油を受けるオイルタンクを備えたものを対象とするものではなく、被冷却部のハウジングから冷却油を導入し内部の冷却路を循環させてシール手段により漏洩を防止しながら所定の回収経路により冷却油を回収する構成に対して実施するものである。よって、そのような構成を備えるものであるならば、湿式多板ブレーキ装置以外に実施することもでき、例えばトランスミッションに具備されたトランスファーを被冷却部として実施することもできる。
The present invention described above is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The positions of the
1,201,301 冷却油回路
3 冷却用ポンプ
5 分流弁
9 湿式多板ブレーキ装置(被冷却部)
11 供給経路
15 オイルタンク
23 回収経路
307 リリーフ弁
327 絞り手段
1,201,301
11
Claims (5)
内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、
前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、
前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する分流弁と
を備えたことを特徴とする冷却油回路。 A cooled part having a cooling path through which the cooling oil passes and a sealing means for preventing leakage of the cooling oil from the cooling path;
A pump driven by an internal combustion engine to pump cooling oil to the cooled part;
A supply path communicating the pump and the cooled part;
A cooling oil circuit, comprising: a diversion valve that restricts cooling oil to be supplied to the cooled portion so that a hydraulic pressure that is provided in the supply path and acts on the sealing means is a predetermined value or less.
内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、
前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、
前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する絞り手段と、
前記供給経路における前記絞り手段の上流部に配置されたリリーフ弁と
を備えたことを特徴とする冷却油回路。 A cooled part having a cooling path through which the cooling oil passes and a sealing means for preventing leakage of the cooling oil from the cooling path;
A pump driven by an internal combustion engine to pump cooling oil to the cooled part;
A supply path communicating the pump and the cooled part;
Throttle means for limiting the cooling oil supplied to the cooled part so that the hydraulic pressure that is provided in the supply path and acts on the sealing means is a predetermined value or less;
A cooling oil circuit comprising: a relief valve disposed upstream of the throttle means in the supply path.
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