JP2014111963A - リリーフバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】異物の噛み込みの発生を抑制することが可能なリリーフバルブを提供する。
【解決手段】リリーフバルブ１５は、スプール室１５３内に移動可能に配置された円筒状のスプール１５１と、スプール室１５３に設けられた導入口１５４を閉塞するように、スプール１５１を付勢する圧縮コイルばね１５２とを備える。スプール室１５３の内周面には、溝状のオイル通路１５３ｂが軸方向に沿って延びるように形成され、オイル通路１５３ｂは、スプール室１５３の内周面の周方向に均等な間隔を隔てて複数配置されている。スプール室１５３の内周面には、導入口１５４側の端部に凹部１５３ｃが形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、オイルポンプから吐出されるオイルの通路に設けられるリリーフバルブに関する。

従来、リリーフ通路と、リリーフ通路を開閉する弁体と、弁体がリリーフ通路を閉じるように付勢するばねとを備えるリリーフバルブが知られている（たとえば、特許文献１参照）。このリリーフバルブは、オイルポンプから吐出される潤滑油（オイル）の通路を構成するカバー側吐出通路に設けられている。

そして、特許文献１のリリーフバルブでは、カバー側吐出通路の圧力が所定のリリーフ圧を超えた場合に、弁体がばねの付勢力に抗して移動することにより、リリーフ通路が開かれることによって、カバー側吐出通路の潤滑油がリリーフ通路を介して排出される。このとき、リリーフバルブから排出される潤滑油が第２のモータジェネレータのコイルエンドにかかるようにされており、コイルエンドを冷却するようにされている。

特開２０１０−８７４号公報

しかしながら、上記のような従来のリリーフバルブでは、潤滑油に含まれる異物を弁体が噛み込んだ場合に、弁体がリリーフ通路を閉じきることができないので、調圧機能が失われるという問題点がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、異物の噛み込みの発生を抑制することが可能なリリーフバルブを提供することである。

本発明によるリリーフバルブは、スプール室内に移動可能に配置された円筒状のスプールと、スプール室に設けられた導入口を閉塞するように、スプールを付勢する付勢部材とを備える。スプール室の内周面には、溝状のオイル通路が軸方向に沿って延びるように形成され、オイル通路は、スプール室の内周面の周方向に均等な間隔を隔てて複数配置されている。スプール室の内周面には、導入口側の端部に凹部が形成されている。

このように構成することによって、スプールが導入口を閉塞する際に、オイルに含まれる異物を凹部に逃がす（集める）ことができるので、異物の噛み込みの発生を抑制することができる。

上記リリーフバルブにおいて、スプール室には排出口が設けられており、排出口から排出されるオイルによってモータジェネレータを冷却するように構成されていてもよい。

本発明のリリーフバルブによれば、異物の噛み込みの発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態によるリリーフバルブが設けられたハイブリッド車両を示した概略構成図である。 図１のハイブリッド車両のトランスアクスルを側面側から見た際の第１モータジェネレータ、第２モータジェネレータおよびデファレンシャル装置の位置関係の一例を示した模式図である。 図１のハイブリッド車両に設けられたトランスアクスルの油圧回路図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図４のリリーフバルブの構造を説明するための断面図である。 図４のリリーフバルブが開弁した状態を示した断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下では、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）方式のハイブリッド車両に設けられるリリーフバルブに本発明を適用した場合について説明する。

−ハイブリッド車両の動力伝達系−
まず、図１および図２を参照して、本実施形態によるハイブリッド車両１００の動力伝達系について説明する。

ハイブリッド車両１００は、図１に示すように、エンジン１と、第１モータジェネレータ２と、動力分割機構３と、第２モータジェネレータ４と、ギヤ列５と、デファレンシャル装置６と、前輪（駆動輪）７とを備えている。

エンジン（内燃機関）１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置である。エンジン１は、たとえば、吸気通路に設けられたスロットルバルブのスロットル開度（吸入空気量）、燃料噴射量、点火時期などの運転状態を制御可能に構成されている。

エンジン１の出力は、クランクシャフト１ａおよびダンパ８を介して動力分割機構３のインプットシャフト３ａに伝達される。ダンパ８は、たとえば、コイルスプリング式トランスアクスルダンパであってエンジン１のトルク変動を吸収する。なお、インプットシャフト３ａには、後で詳細に説明するオイルポンプ９が連結されている。

第１モータジェネレータ２は、主に発電機として機能し、状況によっては電動機としても機能する。第１モータジェネレータ２は、たとえば交流同期発電機であり、永久磁石が埋め込まれたロータ２１と、３相巻線が巻回されたステータ２２とを有する。ロータ２１には、インプットシャフト３ａが内部に配置される中空状のモータ軸２ａが連結されている。すなわち、第１モータジェネレータ２の回転軸心は、エンジン１の回転軸心と同一線上に配置されている。

動力分割機構３は、エンジン１の出力を、左右の前輪７を駆動する動力と、第１モータジェネレータ２を駆動する動力とに分割する機構であり、たとえば遊星歯車機構である。

具体的には、動力分割機構３は、複数の歯車要素の中心で自転する外歯歯車のサンギヤ３ｓと、サンギヤ３ｓに外接（噛合）しながらその周辺を自転しつつ公転する外歯歯車のピニオンギヤ３ｐと、ピニオンギヤ３ｐと噛み合うように中空環状に形成された内歯歯車のリングギヤ３ｒと、ピニオンギヤ３ｐを支持するとともに、このピニオンギヤ３ｐの公転を通じて自転するプラネタリキャリア３ｃとを有する。

プラネタリキャリア３ｃは、エンジン１側のインプットシャフト３ａに回転一体に連結されている。サンギヤ３ｓは、モータ軸２ａを介して第１モータジェネレータ２のロータ２１に回転一体に連結されている。リングギヤ３ｒの外周部にはカウンタドライブギヤ５１が一体的に設けられている。

第２モータジェネレータ４は、主に電動機として機能し、状況によっては発電機としても機能する。第２モータジェネレータ４は、たとえば交流同期電動機であり、永久磁石が埋め込まれたロータ４１と、３相巻線が巻回されたステータ４２とを有する。ロータ４１には、インプットシャフト３ａと平行に配置されたモータ軸４ａが連結されている。すなわち、第２モータジェネレータ４の回転軸心は、エンジン１および第１モータジェネレータ２の回転軸心と異なる位置に配置（オフセット配置）されている。なお、モータ軸４ａには、カウンタドライブギヤ５２が一体的に設けられている。

ギヤ列５は、エンジン１からの出力および第２モータジェネレータ４からの出力をデファレンシャル装置６に向けて伝達するために設けられている。このギヤ列５では、カウンタドライブギヤ５１および５２がカウンタドリブンギヤ５３と噛み合っている。カウンタドリブンギヤ５３には、インプットシャフト３ａと平行に配置されたカウンタシャフト５ａが連結されている。カウンタシャフト５ａにはデフドライブギヤ５４が一体的に設けられ、そのデフドライブギヤ５４がデファレンシャル装置６のデフドリブンギヤ６１と噛み合っている。

そして、エンジン１からの出力は、カウンタドライブギヤ５１、カウンタドリブンギヤ５３、カウンタシャフト５ａ、デフドライブギヤ５４、デファレンシャル装置６およびドライブシャフト７ａを介して前輪７に伝達される。また、第２モータジェネレータ４からの出力は、カウンタドライブギヤ５２、カウンタドリブンギヤ５３、カウンタシャフト５ａ、デフドライブギヤ５４、デファレンシャル装置６およびドライブシャフト７ａを介して前輪７に伝達される。

なお、第１モータジェネレータ２、動力分割機構３、第２モータジェネレータ４、ギヤ列５、デファレンシャル装置６、ダンパ８およびオイルポンプ９などによってトランスアクスル１０が構成されている。このトランスアクスル１０には、クランクシャフト１ａを介してエンジン１が連結されるとともに、ドライブシャフト７ａを介して前輪７が連結されている。また、モータ軸２ａ、インプットシャフト３ａ、モータ軸４ａ、カウンタシャフト５ａなどは、トランスアクスル１０に回転自在に支持されている。このトランスアクスル１０を側面側（車幅方向（図１のＸ方向））から見た際の第１モータジェネレータ２、第２モータジェネレータ４およびデファレンシャル装置６の位置関係の一例を図２に示した。図２に示すように、本実施形態では、第２モータジェネレータ４が第１モータジェネレータ２に対してオフセット配置されている。

ここで、ハイブリッド車両１００には、トランスアクスル１０の第１モータジェネレータ２、動力分割機構３および第２モータジェネレータ４を冷却および潤滑するための油圧回路５０（図３参照）が設けられている。

−トランスアクスルの油圧回路−
次に、図２〜図４を参照して、ハイブリッド車両１００に設けられたトランスアクスル１０の油圧回路５０について説明する。

油圧回路５０は、図３に示すように、トランスアクスル１０内のオイルを循環させることにより、動力分割機構３に対して冷却および潤滑を行うとともに、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ４に対して主に冷却を行うように構成されている。

ここで、トランスアクスル１０は、トランスアクスルケース１０ａと、トランスアクスルケース１０ａに取り付けられるリアカバー１０ｂとを備えている。そして、トランスアクスルケース１０ａおよびリアカバー１０ｂにより取り囲まれる内部空間に、第１モータジェネレータ２、動力分割機構３、第２モータジェネレータ４およびオイルポンプ９などが収納されている。

この油圧回路５０は、オイルポンプ９と、オイル供給路１１ａ〜１１ｃと、オイルクーラ１２と、オイルパイプ１３ａおよび１３ｂと、ストレーナ１４とを含んでいる。

オイルポンプ９は、ストレーナ１４を介して回収したオイルをオイル供給路１１ａに吐出するように構成されている。このオイルポンプ９は、たとえばトロコイドポンプであり、図４に示すように、インプットシャフト３ａが連結されたインナーロータ９１と、インナーロータ９１に対して偏心して配置されたアウターロータ９２とを有する。

このオイルポンプ９は、外歯車であるインナーロータ９１と、内歯車であるアウターロータ９２とが噛み合っており、エンジン１（図１参照）によってインナーロータ９１が回転されることにより、アウターロータ９２が連れ回されるように構成されている。そして、インナーロータ９１およびアウターロータ９２が回転する際に、インナーロータ９１とアウターロータ９２との間の容積が増加することにより、吸入口からオイルが吸入されるとともに、インナーロータ９１とアウターロータ９２との間の容積が減少することにより、吐出口からオイルが吐出される。

なお、インナーロータ９１およびアウターロータ９２は、ポンプボディ９ａに形成された円筒状の凹部と、ポンプボディ９ａに設けられたプレート１０ｃとによって区画されるポンプ室９３に収納されている。また、ポンプボディ９ａには、プレート１０ｃを介してリアカバー１０ｂが取り付けられており、プレート１０ｃとリアカバー１０ｂとの間にオイル供給路１１ａが形成されている。

また、図３に示すように、オイル供給路１１ａにはオイル供給路１１ｂが連通されるとともに、オイル供給路１１ｂにはオイルクーラ１２を介してオイルパイプ１３ａおよび１３ｂが連通されている。なお、オイルクーラ１２は、たとえば水冷式であり、冷却水とオイルとの間で熱交換を行うことによりオイルの冷却を行うように構成されている。

オイルパイプ１３ａは、図２および図３に示すように、第１モータジェネレータ２の上方に配置されるとともに、第１モータジェネレータ２の回転軸心と平行に配置されている。このオイルパイプ１３ａは、第１モータジェネレータ２の回転軸心に沿って延びるように形成されており、その回転軸心方向（車幅方向）に所定の間隔を隔てて配置される複数のオイル排出口を有する。同様に、オイルパイプ１３ｂは、第２モータジェネレータ４の上方に配置されるとともに、第２モータジェネレータ４の回転軸心と平行に配置されている。このオイルパイプ１３ｂは、第２モータジェネレータ４の回転軸心に沿って延びるように形成されており、その回転軸心方向（車幅方向）に所定の間隔を隔てて配置される複数のオイル排出口を有する。

このため、オイルポンプ９から吐出されたオイルは、オイル供給路１１ａおよび１１ｂを介してオイルクーラ１２に供給される。そして、オイルクーラ１２によって冷却されたオイルがオイルパイプ１３ａおよび１３ｂに供給される。これにより、オイルパイプ１３ａのオイル排出口からオイルが排出され、そのオイルが第１モータジェネレータ２に掛け流されるとともに、オイルパイプ１３ｂのオイル排出口からオイルが排出され、そのオイルが第２モータジェネレータ４に掛け流される。そして、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ４に掛け流されたオイルが流下する際に熱を回収することによって、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ４の冷却が行われる。なお、第１モータジェネレータ２および第２モータジェネレータ４に掛け流されたオイルは、ストレーナ１４を介してオイルポンプ９に戻される。また、ストレーナ１４は、オイルに含まれる異物（たとえば、摩耗粉など）をろ過するために設けられている。

また、図３に示すように、オイル供給路１１ａにはオイル供給路１１ｃが連通されており、オイルポンプ９から吐出されたオイルがオイル供給路１１ａおよび１１ｃを介して動力分割機構３に供給される。これにより、動力分割機構３の冷却および潤滑が行われる。なお、動力分割機構３に供給されたオイルは、ストレーナ１４を介してオイルポンプ９に戻される。

ここで、オイル供給路１１ａには、オイル供給路１１ａの油圧を調整するためのリリーフバルブ１５が設けられている。

−リリーフバルブの構造−
次に、図２、図４および図５を参照して、本実施形態によるリリーフバルブ１５の構造について説明する。

リリーフバルブ１５は、図４に示すように、円筒状のスプール１５１と、スプール１５１を付勢する圧縮コイルばね１５２と、スプール１５１および圧縮コイルばね１５２が配置されるスプール室１５３と、スプール室１５３にオイルを導入するための導入口１５４と、スプール室１５３からオイルを排出するための排出口１５５とを備えている。なお、圧縮コイルばね１５２は、本発明の「付勢部材」の一例である。

円筒状のスプール１５１は、一方端が閉塞されるとともに、他方端が開放されている。そして、スプール１５１は、一方端がオイル供給路１１ａ側に配置されるとともに、他方端が第１モータジェネレータ２側（トランスアクスル１０の内側）に配置されている。このスプール１５１は、スプール室１５３内において車幅方向（Ｘ方向）に移動可能に設けられている。

圧縮コイルばね１５２は、スプール１５１の内部に他方端側から挿入されており、スプール１５１の一方端が導入口１５４を閉塞するように付勢する機能を有する。

スプール室１５３は、バルブボディ１５ａに形成された円筒状の凹部と、プレート１０ｃとによって区画される領域であり、車幅方向に延びるように形成されている。スプール室１５３は、プレート１０ｃに形成された導入口１５４を介してオイル供給路１１ａに連通されるとともに、バルブボディ１５ａに形成された排出口１５５を介してトランスアクスル１０（図３参照）の内部に連通されている。なお、バルブボディ１５ａは、たとえばポンプボディ９ａと一体的に設けられている。

また、スプール室１５３の内周面１５３ａ（図５参照）には、車幅方向（スプール１５１の軸方向）に沿って延びるように溝状のオイル通路１５３ｂが形成されている。オイル通路１５３ｂは、内周面１５３ａの周方向に均等な間隔を隔てて複数配置されている。本実施形態では、オイル通路１５３ｂは、７２度間隔で５つ設けられている。このオイル通路１５３ｂは、リリーフバルブ１５が開弁した場合に、導入口１５４と排出口１５５とを連通するために設けられている。なお、オイル通路１５３ｂは、断面形状が半円弧状にされている。

また、スプール室１５３の内周面１５３ａには、導入口１５４側の端部に周方向に沿って延びるように凹部１５３ｃが形成されている。この凹部１５３ｃは、内周面１５３ａの周方向における全周にわたり形成されており、環状に形成されている。すなわち、スプール室１５３は、導入口１５４側の端部の開口面積が広くなる（拡径する）ように形成されている。凹部１５３ｃは、オイルに含まれる異物の溜まり部として機能する。なお、凹部１５３ｃの深さは、オイル通路１５３ｂの深さよりも大きくされている。

排出口１５５は、第１モータジェネレータ２のステータ２２のコイルエンド部２３の近傍に配置されている。具体的には、排出口１５５は、車幅方向（スプール１５１の軸方向）から見て、コイルエンド部２３と対応する位置に配置されている。

本実施形態では、オイル供給路１１ａに臨むリリーフバルブ１５が複数（たとえば、７個）設けられている。複数のリリーフバルブ１５（図２参照）は、側面視円形状の第１モータジェネレータ２の外周部に所定の間隔を隔てて配置されている。すなわち、各リリーフバルブ１５は、第１モータジェネレータ２のステータ２２と対応する位置に配置されている。

−リリーフバルブの動作−
次に、図３、図４および図６を参照して、本実施形態によるリリーフバルブ１５の動作について説明する。

まず、オイル供給路１１ａの油圧が所定値（予め設定されたリリーフ圧）よりも低い場合には、図４に示すように、圧縮コイルばね１５２の付勢力によりスプール１５１が導入口１５４を閉塞しており、リリーフバルブ１５が閉弁している。このとき、オイルポンプ９から吐出されるオイルは、図３に示すように、第１モータジェネレータ２、動力分割機構３および第２モータジェネレータ４にそれぞれ供給される。

そして、たとえばエンジン１（図１参照）の回転速度が高くなることにより、オイル供給路１１ａの油圧が所定値を超えた場合には、図６に示すように、そのオイル供給路１１ａの油圧によりスプール１５１が圧縮コイルばね１５２の付勢力に抗して排出口１５５側にスライド移動することによって導入口１５４が開放され、リリーフバルブ１５が開弁される。これにより、オイル供給路１１ａ内のオイルが、導入口１５４、スプール室１５３のオイル通路１５３ｂおよび排出口１５５を介してトランスアクスル１０（図３参照）内に排出される。このとき、排出口１５５から排出されるオイルが、第１モータジェネレータ２のステータ２２のコイルエンド部２３に掛けられるので、リリーフバルブ１５から排出されるオイルによっても第１モータジェネレータ２の冷却が行われる。

その後、オイル供給路１１ａの油圧が所定値よりも低下した場合には、圧縮コイルばね１５２の付勢力によりスプール１５１が導入口１５４側にスライド移動することによって導入口１５４が閉塞され、リリーフバルブ１５が閉弁される。このとき、スプール室１５３内のオイルに異物が含まれていた場合には、その異物が凹部１５３ｃに逃がされやすいので、異物の噛み込みの発生を抑制することが可能である。なお、凹部１５３ｃに溜められる異物は、その後にリリーフバルブ１５が開弁したときに、オイルとともにオイル通路１５３ｂおよび排出口１５５を介してトランスアクスル１０内に排出される。

−効果−
本実施形態では、上記のように、スプール室１５３の内周面１５３ａにおける導入口１５４側の端部に凹部１５３ｃを形成することによって、スプール１５１が導入口１５４を閉塞する際に、異物を凹部１５３ｃに逃がす（集める）ことができるので、異物の噛み込みの発生を抑制することができる。その結果、リリーフバルブ１５が調圧機能を失いにくくすることができる。

また、本実施形態では、複数のオイル通路１５３ｂを内周面１５３ａの周方向に均等な間隔を隔てて配置することによって、リリーフバルブ１５が開弁してオイルを排出する際に、スプール１５１に対して径方向に作用するオイルの力の均等化を図ることができるので、スプール１５１の姿勢を維持しやすくすることができる。これにより、リリーフバルブ１５の動作の信頼性を向上させることができる。さらに、スプール１５１とスプール室１５３の内周面１５３ａとの接触を抑制することができることから、スプール１５１およびスプール室１５３の内周面１５３ａの摩耗を抑制することができるので、耐久性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、車幅方向（スプール１５１の軸方向）から見て、コイルエンド部２３と対応する位置に排出口１５５を配置することによって、リリーフバルブ１５から排出されるオイルが、第１モータジェネレータ２のステータ２２のコイルエンド部２３に掛けられるので、リリーフバルブ１５から排出されるオイルによっても第１モータジェネレータ２の冷却を行うことができる。

−他の実施形態−
なお、今回開示した実施形態は、すべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、本発明の技術的範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、本実施形態では、リリーフバルブ１５がＦＦ方式のハイブリッド車両１００に設けられる例を示したが、これに限らず、本発明によるリリーフバルブがＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）方式のハイブリッド車両に設けられていてもよい。また、本発明によるリリーフバルブが、走行用の駆動力源としてエンジンのみを備えるコンベンショナル車両や、走行用の駆動力源としてモータジェネレータのみを備える電動車両に設けられていてもよい。

また、本実施形態では、オイル供給路１１ａに複数のリリーフバルブ１５が設けられる例を示したが、これに限らず、オイル供給路に設けられるリリーフバルブの数はいくつであってもよい。

また、本実施形態では、リリーフバルブ１５から排出されるオイルによって第１モータジェネレータ２を冷却する例を示したが、これに限らず、リリーフバルブから排出されるオイルが第１モータジェネレータを冷却しないようにしてもよい。

また、本実施形態では、スプール室１５３の内周面１５３ａに５つのオイル通路１５３ｂを形成する例を示したが、これに限らず、オイル通路は２個以上であればいくつであってもよい。

また、本実施形態では、オイル通路１５３ｂの断面形状が半円弧状である例を示したが、これに限らず、オイル通路の断面形状が矩形状であってもよい。

また、本実施形態では、内周面１５３ａの周方向における全周にわたって凹部１５３ｃを形成する例を示したが、これに限らず、凹部が周方向に所定の間隔を隔てて複数形成されていてもよい。

また、本実施形態では、凹部１５３ｃの深さがオイル通路１５３ｂの深さよりも大きくされる例を示したが、これに限らず、凹部の深さとオイル通路の深さとが同じであってもよいし、凹部の深さがオイル通路の深さよりも小さくされていてもよい。

また、本実施形態において、スプール１５１の一方端に、内周面１５３ａの凹部１５３ｃと対応するように、周方向に沿って延びる凹部が形成されていてもよい。

本発明は、オイルポンプから吐出されるオイルの通路に設けられるリリーフバルブに利用可能である。

２ 第１モータジェネレータ（モータジェネレータ）
１５ リリーフバルブ
１５１ スプール
１５２ 圧縮コイルばね（付勢部材）
１５３ スプール室
１５３ａ 内周面
１５３ｂ オイル通路
１５３ｃ 凹部
１５４ 導入口
１５５ 排出口

Claims (2)

1. スプール室内に移動可能に配置された円筒状のスプールと、
   前記スプール室に設けられた導入口を閉塞するように、前記スプールを付勢する付勢部材とを備えるリリーフバルブであって、
   前記スプール室の内周面には、溝状のオイル通路が軸方向に沿って延びるように形成され、
   前記オイル通路は、前記スプール室の内周面の周方向に均等な間隔を隔てて複数配置され、
   前記スプール室の内周面には、前記導入口側の端部に凹部が形成されていることを特徴とするリリーフバルブ。
2. 請求項１に記載のリリーフバルブにおいて、
   前記スプール室には排出口が設けられており、前記排出口から排出されるオイルによってモータジェネレータを冷却するように構成されていることを特徴とするリリーフバルブ。

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