JP2018159399A - 流体圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑回路を流れる流体の流量を調整すると共に流体の状態を良好に維持することができる流体圧回路を提供すること。
【解決手段】潤滑回路５は、潤滑用流路Ｌ４に接続されるメイン流路Ｌ６と、メイン流路Ｌ６に接続される第２制御弁１１と、第２制御弁１１に接続され流体を流体ポンプに戻す戻し流路Ｌ７と、メイン流路Ｌ６から分岐するサブ流路Ｌ８とを備える。第２制御弁１１は、バルブ収容室２１の供給ポート２４に間隔を存して環状に形成され戻し流路Ｌ７に繋がる排出ポート２５と、バルブ収容室２１の一端に形成され流体を排出する開放ポート２８とスプール２２の外周面３１に形成され供給ポート２４から排出ポート２５に亘る幅を有する環状の第１凹部３２と、排出ポート２５と開放ポート２８との間に且つバルブ収容室２１の内周面２３に環状に形成されサブ流路Ｌ８に繋がるサブポート３３を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑回路と該潤滑回路に流体を送給する流体ポンプとを備える流体圧回路に関する。

従来、流体ポンプから供給される流体圧によって自動変速機を制御する流体圧回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の自動変速機は、ベルト式無段変速機であり、流体圧回路は、プーリからなる作動系の回路と、無段変速機の部品へ流体を供給して潤滑したり冷却したりする潤滑系の回路とを備える。

特開２０１５−２００３６９号公報

流体圧回路において、エンジンの駆動力により流体ポンプから流路に送給された流体は、流体圧で制御される圧力制御弁を介して潤滑系の回路（以下、潤滑回路という。）に送られる。一般的には、潤滑回路を流れる流体の流量を調整するために、潤滑回路内の流量が多くなった場合に潤滑回路内の流体を逃がして制御する流量制御機構を設けることが考えられる。しかし、潤滑回路内の流量を制御する流量制御機構を設けた場合であっても、流体の状態を良好に保てないことがある。

本発明は、以上の点に鑑み、潤滑回路を流れる流体の流量を調整すると共に流体の状態を良好に維持することができる流体圧回路を提供することを目的とする。

[１]上記目的を達成するため、本発明は、
作動部（例えば、作動部２。以下同一。）に流体（例えば、実施形態の潤滑油。以下同一。）を供給する作動回路（例えば、実施形態の作動回路３。以下同一。）と、
潤滑部（例えば、潤滑部４。以下同一。）に流体を供給する潤滑回路（例えば、実施形態の潤滑回路５。以下同一。）と、
前記流体を送給する流体ポンプ（例えば、実施形態の油圧ポンプ６。以下同一。）と、
該流体ポンプから前記潤滑回路への前記流体の流量を制御することにより前記作動回路の流体圧を制御する第１制御弁（例えば、実施形態の第１制御弁７。以下同一。）とを備える流体圧回路（例えば、実施形態の流体圧回路１。以下同一。）であって、
前記潤滑回路は、前記第１制御弁からの前記流体を導く潤滑用流路と、該潤滑用流路に接続され前記流体を逃がすメイン流路（例えば、実施形態のメイン流路Ｌ６。以下同一。）と、該メイン流路に接続され前記潤滑用流路を流れる前記流体の流量を制御する第２制御弁（例えば、実施形態の第２制御弁１１。以下同一。）と、該第２制御弁に接続され前記流体を前記流体ポンプに戻す戻し流路（例えば、実施形態の戻し流路Ｌ７。以下同一。）と、前記メイン流路から分岐するサブ流路（例えば、実施形態のサブ流路Ｌ８。以下同一。）とを備え、
前記第２制御弁は、シリンダ状に形成されたバルブ収容室（例えば、実施形態のバルブ収容室２１。以下同一。）と、該バルブ収容室に摺動自在に収容されたスプール（例えば、実施形態のスプール２２。以下同一。）と、前記バルブ収容室の中央部の内周面に形成され前記メイン流路に繋がる供給ポート（例えば、実施形態の供給ポート２４。以下同一。）と、前記バルブ収容室の前記供給ポートに間隔を存して環状に形成され前記戻し流路に繋がる排出ポート（例えば、実施形態の排出ポート２５。以下同一。）と、前記バルブ収容室の一端に配置され前記スプールを他端に付勢するスプリング（例えば、実施形態のコイルばね２６。以下同一。）と、前記バルブ収容室の他端に形成され前記潤滑用流路から延びるライン流路（例えば、実施形態のライン流路Ｌ９。以下同一。）の圧力を作用させるスプール制御室（例えば、実施形態のスプール制御室２７。以下同一。）と、前記バルブ収容室の一端に形成され前記流体を排出する開放ポート（例えば、実施形態の開放ポート２８。以下同一。）と、前記スプールの外周面に形成され前記供給ポートから前記排出ポートに亘る幅を有する環状の第１凹部（例えば、実施形態の第１凹部３２。以下同一。）とを備え、前記スプール制御室に所定圧以上の前記流体の圧力が加わることにより、前記スプールが前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ収容室の一端側へ移動し、前記供給ポートと前記排出ポートとを前記第１凹部を介して連通させるものであり、
前記排出ポートと前記開放ポートとの間に且つ前記バルブ収容室の内周面に環状に形成され前記サブ流路に繋がるサブポート（例えば、実施形態のサブポート３３。以下同一。）を備えることを特徴とする。

ここで、潤滑回路には、メイン流路を介して第２制御弁が設けられているため、潤滑回路内の流体の流量が多くなると第２制御弁を開き、潤滑回路内の流体をメイン流路、第２制御弁及び戻し流路を通して流体ポンプに戻す。従って、潤滑回路を流れる流体の流量を制御することができる。

一方、供給ポートと排出ポートが第１凹部を介して連通し流体が流れる際、仮にサブ流路及びサブポートが無い場合は、開放ポートからバルブ収容室とスプールとの隙間に空気が引き込まれ、この空気が戻し流路に流れて流体（潤滑油）に混入する恐れがある。この点、本発明では、第２制御弁に、メイン流路に繋がる供給ポート及びサブ流路に繋がるサブポートが備えられ、戻し流路に繋がる排出ポートと開放ポートとの間に環状のサブポートが配置されているため、サブポート内に環状の流体の壁が形成され、開放ポートからの空気の浸入を遮断する。従って、戻し流路の流体に空気が混入せず、流体の状態を良好に維持することができる。

[２]また、本発明においては、メイン流路には、オリフィス（例えば、実施形態のオリフィス３４。以下同一。）が形成されていることが好ましい。オリフィスによってメイン流路での急激な流量変化を低減することができ、油振を低減することができる。

[３] また、本発明においては、スプールの外周面に形成されサブポートから排出ポートに亘る幅を有する環状の第２凹部（例えば、実施形態の第２凹部３６。以下同一。）を備え、スプール制御室に所定圧以上の流体の圧力が加わることにより、スプールがスプリングの付勢力に抗してバルブ収容室の一端側へ移動し、サブポートと排出ポートとを第２凹部を介して連通させるものであることが好ましい。第２凹部を介してサブポートと排出ポートが連通するので、オリフィスによってメイン流路で大流量を流せない場合であっても、サブ流路からも流体を流すことで大流量に対応することができる。

[４]また、本発明においては、スプールは、第１凹部の縁が面取りされていることが好ましい。第１凹部の縁に面取りをすることで、スプールが移動して供給ポートと排出ポートとを第１凹部を介して連通する際に、徐々に流路面積を変化させ、急激な流量変化を低減することができる。

本発明の流体圧回路の実施形態を模式的に示す説明図。 本実施形態の第２制御弁の断面を示す説明図。 本実施形態の変形例に係る第２制御弁の断面を示す説明図。 本実施形態の潤滑回路の作用図。 比較例の第２制御弁の作用図。 本実施形態の第２制御弁の作用図。

図を参照して、本発明の実施形態の流体圧回路を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態の流体圧回路１は、車両（自動車）に搭載される動力伝達装置に流体（以下、潤滑油という。）を供給するものであり、動力伝達装置が備える摩擦クラッチ等の作動部２に潤滑油を供給する作動回路３と、作動部２の部品等からなる潤滑部４に潤滑油を供給する潤滑回路５と、駆動源ＥＮＧ（内燃機関、電動機）の動力を利用して潤滑油を送給する流体ポンプ（以下、油圧ポンプという。）６と、油圧ポンプ６から潤滑回路５への潤滑油の流量を制御することにより作動回路３の流体圧を制御する第１制御弁７とを備える。

潤滑部４は、摩擦クラッチ等の部品を備える第１の潤滑部４Ａと、動力伝達装置のデファレンシャルギヤ等を備える第２の潤滑部４Ｂとからなる。潤滑回路５は、第１の潤滑部４Ａを構成する摩擦クラッチ等にメインシャフトなどを介して潤滑油を導く第１の潤滑回路５Ａと、第２の潤滑部４Ｂを構成するデファレンシャルギヤ等にオイルウォーマーで温度調整された潤滑油を供給する第２の潤滑回路５Ｂとからなる。

また、流体圧回路１は、流体圧回路１内の潤滑油を貯留するオイルパン８と、該オイルパン８からの潤滑油の異物を排除するストレーナ９と、ストレーナ９からの潤滑油を油圧ポンプ６へ導く第１流路Ｌ１と、油圧ポンプ６から送給された潤滑油を作動回路３へ導く第２流路Ｌ２と、該第２流路Ｌ２から分岐して第１制御弁７に接続される第３流路Ｌ３と、第１制御弁７からの潤滑油を第１の潤滑回路５Ａへ導く第１の潤滑用流路Ｌ４と、第１制御弁７からの潤滑油を第２の潤滑回路５Ｂへ導く第２の潤滑用流路Ｌ５とを備える。

油圧ポンプ６は、オイルパン８に貯留された潤滑油をストレーナ９及び第１流路Ｌ１を介して吸い上げ、第２流路Ｌ２へ送給する。第２流路Ｌ２から第３流路Ｌ３へ導かれた潤滑油は、第１制御弁７が開くことによって第１の潤滑用流路Ｌ４及び第２の潤滑用流路Ｌ５へ送給される。

潤滑回路５は、第２制御弁１１、第３制御弁１２及び第４制御弁１３を備えている。第２制御弁１１は、第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油の圧力が所定圧以上になった際に第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油を第１流路Ｌ１へ逃がすものである。第３制御弁１２は、第２の潤滑用流路Ｌ５の潤滑油の圧力が第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油の圧力との差よりも所定圧以上高くなった際に第２の潤滑用流路Ｌ５の潤滑油を潤滑用流路Ｌ４へ逃がすものである。第４制御弁１３は、第３流路Ｌ３の潤滑油の圧力が所定圧以上になった際に第１の潤滑用流路Ｌ４から第１流路Ｌ１への潤滑油の流れを遮断するものである。

図２は、第２制御弁１１を示す断面図であり、第１の潤滑回路５Ａは、第１制御弁７（図１参照。）からの潤滑油を導く第１の潤滑用流路Ｌ４と、該第１の潤滑用流路Ｌ４に接続され潤滑油を逃がすメイン流路Ｌ６と、該メイン流路Ｌ６に接続され第１の潤滑用流路Ｌ４を流れる潤滑油の流量を制御する第２制御弁１１と、該第２制御弁１１に接続され潤滑油を第１流路Ｌ１（図１参照。）を介して油圧ポンプ６（図１参照。）に戻す戻し流路Ｌ７と、メイン流路Ｌ６から分岐するサブ流路Ｌ８とを備える。

第２制御弁１１は、シリンダ状に形成されたバルブ収容室２１と、該バルブ収容室２１に摺動自在に収容されたスプール２２と、バルブ収容室の中央部の内周面２３に形成されメイン流路Ｌ６に繋がる供給ポート２４と、バルブ収容室２１の供給ポート２４に間隔Ｗ１を存して環状に形成され戻し流路Ｌ７に繋がる排出ポート２５と、バルブ収容室２１の一端に配置されスプール２２を他端に付勢するスプリング２６と、バルブ収容室２１の他端に形成され第１の潤滑用流路Ｌ４から延びるライン流路Ｌ９の圧力を作用させるスプール制御室２７と、バルブ収容室２１の一端に形成され潤滑油を排出する開放ポート２８と、スプール２２の外周面３１に形成され供給ポート２４から排出ポート２５に亘る幅Ｗ２を有する環状の第１凹部３２とを備える。

この構成は、スプール制御室２７に所定圧以上の潤滑油の圧力が加わることにより、スプール２２がスプリング２６の付勢力に抗してバルブ収容室２１の一端側へ移動し、供給ポート２４と排出ポート２５とを第１凹部３２を介して連通させるものである。

また、第１凹部３２は、その内部に供給される潤滑油の圧力がバルブ収容室２１の他端側よりも一端側へ強く作用するように、一端側の面が他端側の面よりもスプール２２の軸方向に対する傾斜角度が大きくなるように設定されている。このように構成することにより、スプール制御室２７のみならず、第１凹部３２に供給される潤滑油の圧力によってもスプール２２をスプリング２６の付勢力に抗してバルブ収容室２１の一端側へ移動させることができる。

スプール２２の一端側はくり貫かれて筒状に形成されており、この筒状に形成された部分がばね座の役割を果たすと共にスプリング２６をガイドするので、スプリング２６の付勢力をスプール２２の軸方向に向け、スプール２２を滑らかに摺動させることができる。

また、排出ポート２５と開放ポート２８との間に且つバルブ収容室２１の内周面２３に環状に形成されサブ流路Ｌ８に繋がるサブポート３３を備える。

また、メイン流路Ｌ６には、サブ流路Ｌ８の分岐点より供給ポート２４側に第１のオリフィス３４が形成されている。ライン流路Ｌ９には、第２のオリフィス３５が形成されている。第１のオリフィス３４を設けることでメイン流路Ｌ６での急激な流量変化を低減することができ、油振を低減することができる。同様に、第２のオリフィス３５を設けることでライン流路Ｌ９での急激な流量変化を低減することができ、油振を低減することができる。

排出ポート２５はサブポート３３から間隔Ｗ３を存して形成されている。スプール２２の外周面３１に形成されサブポート３３から排出ポート２５に亘る幅Ｗ４を有する環状の第２凹部３６を備える。間隔Ｗ３は幅Ｗ４よりも小さいので、スプール制御室２７に所定圧以上の流体の圧力が加わることにより、スプール２２がスプリング２６の付勢力に抗してバルブ収容室２１の一端側へ移動し、サブポート３３と排出ポート２５とが第２凹部３６を介して連通する。第２凹部３６を介してサブポート３３と排出ポート２５が連通するので、第１のオリフィス３４によってメイン流路Ｌ６で大流量を流せない場合であっても、サブ流路Ｌ８からも潤滑油を流すことで大流量に対応することができる。

図３は、図２に示した第２制御弁１１の変形例であり、図２と同一の符号については説明を省略する。第２制御弁１１において、スプール２２は、第１凹部３２の縁が面取りされている。第１凹部３２の縁に面取り部３７を形成することで、スプール２２が移動して供給ポート２４と排出ポート２５とを第１凹部３２を介して連通する状態とこの連通が断たれた状態とが切り替わる際に、徐々に流路面積が変化し、急激な流量変化を低減して、油振を低減することができる。また、面取り部３７で油振を低減できるため、図２に示したメイン流路Ｌ６の第１のオリフィス３４は、形成しなくても差し支えない。換言すれば、図２の第２制御弁１１によれば、第１のオリフィス３４で油振を低減できるため、面取り部３７を形成しなくても差し支えない。また、面取り部３７を形成しないことにより、第１凹部３２の一端側の面積を確保し易くなる。
次に、以上に述べた潤滑回路５の作用を説明する。

図４Ａに示すように、第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油がライン流路Ｌ９に導かれ（矢印（１））、第２のオリフィス３５を通りスプール制御室２７に送給される（矢印（２））。スプール制御室２７に所定以上の潤滑油の圧力が加わることにより、スプール２２がスプリング２６の付勢力に抗してバルブ収容室２１の一端側に移動する（矢印（３））。

図４Ｂに示すように、第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油がライン流路Ｌ９に流れ続け（矢印（１））、供給ポート２４と排出ポート２５とが第１凹部３２を介して連通している。第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油がメイン流路Ｌ６に導かれ（矢印（４））、供給ポート２４から第１凹部３２に入り（矢印（５））、排出ポート２５から戻し流路Ｌ７に排出される（矢印（６））。

一方、サブポート３３と排出ポート２５とが第２凹部３６を介して連通している。第１の潤滑用流路Ｌ４からメイン流路Ｌ６に導かれた潤滑油の一部はサブ流路Ｌ８に流れ、サブポート３３から第２凹部３６を介して排出ポート２５に導かれる（矢印（７））。このように、潤滑回路５には、メイン流路Ｌ６を介して第２制御弁１１が設けられているため、潤滑回路５内の潤滑油の流量が多くなると第２制御弁１１を開き、潤滑回路５内の潤滑油をメイン流路Ｌ６、第２制御弁１１及び戻し流路Ｌ７を通して油圧ポンプ６（図１参照。）に戻す。従って、潤滑回路５を流れる潤滑油の流量を制御することができる。
次に、比較例の第２制御弁１１１の作用を説明する。

図５は比較例の第２制御弁１１１であり、図２又は図３に示した実施形態の第２制御弁１１に比較して、サブ流路Ｌ８、サブポート３３、第１のオリフィス３４及び面取り部３７が設けられていない。比較例の第２制御弁１１１は、スプール制御室２７に所定以上の潤滑油の圧力が加わることにより、スプール２２がスプリング２６の付勢力に抗してバルブ収容室２１の一端に移動し、供給ポート２４と排出ポート２５とが第１凹部３２を介して連通した状態である。第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油がメイン流路Ｌ６に導かれ、供給ポート２４から第１凹部３２に入り（矢印（８））、排出ポート２５から戻し流路Ｌ７に排出される（矢印（９））。

ここで、潤滑油が排出ポート２５から排出されるとき、開放ポート２８からバルブ収容室２１とスプール２２との隙間に空気が引き込まれ（矢印（１０））、この空気が戻し流路Ｌ７に流れて潤滑油に混入する恐れがある（矢印（１１））。油圧ポンプ６の上流側にある戻し流路Ｌ７が排出ポート２５に繋がっているため、排出ポート２５は負圧になりやすい。特に潤滑油が低温の場合には、潤滑油の粘度が高くなり、バルブ収容室２１とスプール２２との隙間に潤滑油が入り込み難く、開放ポート２８から空気が引き込まれやすい。この点を本実施形態では改善している。
次に、実施形態の第２制御弁１１の作用を説明する。

図６は実施形態の第２制御弁１１であり、供給ポート２４と排出ポート２５とが第１凹部３２を介して連通した状態である。第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油がメイン流路Ｌ６に導かれ、第１のオリフィス３４を通って供給ポート２４に入る（矢印（１２））。潤滑油は、第１凹部３２から排出ポート２５を介して戻し流路Ｌ７に排出される（矢印（１３））。一方、第１の潤滑用流路Ｌ４からメイン流路Ｌ６に導かれた潤滑油の一部はサブ流路Ｌ８に流れ、サブポート３３から第２凹部３６を介して排出ポート２５に導かれる（矢印（１４））。このとき、サブポート３３内に環状の潤滑油の壁が形成される。このため、開放ポート２８からの空気の浸入が遮断される（矢印（１５））。

このように、第２制御弁１１に、メイン流路Ｌ６に繋がる供給ポート２４及びサブ流路Ｌ８に繋がるサブポート３３が備えられ、戻し流路Ｌ７に繋がる排出ポート２５と開放ポート２８との間に環状のサブポート３３が配置されているため、サブポート３３内に環状の潤滑油の壁が形成され、開放ポート２８からの空気の浸入を遮断する。従って、戻し流路Ｌ７の潤滑油に空気が混入せず、低温や高温等の環境変化によっても流体の状態を良好に維持することができる。

なお、実施形態では、メイン流路Ｌ６に第１のオリフィス３４を設けた場合は、スプール２２の第１凹部３２の縁に面取り部３７を設けないものとしたが、これに限定されず、メイン流路Ｌ６に第１のオリフィス３４を設け且つ第１凹部３２の縁に面取り部３７を設けてもよい。

また、本実施形態では、第１の潤滑部４Ａとして摩擦クラッチ、第２の潤滑部４Ｂとしてデファレンシャルギヤを用いて説明したが、本発明の第１の潤滑部及び第２の潤滑部はこれに限らない。

１ 流体圧回路
２ 作動部（摩擦クラッチ）
３ 作動回路
４ 潤滑部
４Ａ 第１の潤滑部（摩擦クラッチ）
５ 潤滑回路
５Ａ 第１の潤滑回路
６ 流体ポンプ（油圧ポンプ）
７ 第１制御弁
１１ 第２制御弁
２１ バルブ収容室
２２ スプール
２３ バルブ収容室の内周面
２４ 供給ポート
２５ 排出ポート
２６ スプリング（コイルばね）
２７ スプール制御室
２８ 開放ポート
３１ スプールの外周面
３２ 第１凹部
３３ サブポート
３４ オリフィス
３６ 第２凹部
３７ 面取り部
Ｌ４ 潤滑用流路
Ｌ６ メイン流路
Ｌ７ 戻し流路
Ｌ８ サブ流路
Ｌ９ ライン流路

Claims (4)

1. 作動部に流体を供給する作動回路と、
   潤滑部に流体を供給する潤滑回路と、
   前記流体を送給する流体ポンプと、
   該流体ポンプから前記潤滑回路への前記流体の流量を制御することにより前記作動回路の流体圧を制御する第１制御弁とを備える流体圧回路であって、
   前記潤滑回路は、前記第１制御弁からの前記流体を導く潤滑用流路と、該潤滑用流路に接続され前記流体を逃がすメイン流路と、該メイン流路に接続され前記潤滑用流路を流れる前記流体の流量を制御する第２制御弁と、該第２制御弁に接続され前記流体を前記流体ポンプに戻す戻し流路と、前記メイン流路から分岐するサブ流路とを備え、
   前記第２制御弁は、シリンダ状に形成されたバルブ収容室と、該バルブ収容室に摺動自在に収容されたスプールと、前記バルブ収容室の中央部の内周面に形成され前記メイン流路に繋がる供給ポートと、前記バルブ収容室の前記供給ポートに間隔を存して環状に形成され前記戻し流路に繋がる排出ポートと、前記バルブ収容室の一端に配置され前記スプールを他端に付勢するスプリングと、前記バルブ収容室の他端に形成され前記潤滑用流路から延びるライン流路の圧力を作用させるスプール制御室と、前記バルブ収容室の一端に形成され前記流体を排出する開放ポートと、前記スプールの外周面に形成され前記供給ポートから前記排出ポートに亘る幅を有する環状の第１凹部とを備え、前記スプール制御室に所定圧以上の前記流体の圧力が加わることにより、前記スプールが前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ収容室の一端側へ移動し、前記供給ポートと前記排出ポートとを前記第１凹部を介して連通させるものであり、
   前記排出ポートと前記開放ポートとの間に且つ前記バルブ収容室の内周面に環状に形成され前記サブ流路に繋がるサブポートを備えることを特徴とする流体圧回路。
2. 請求項１に記載の流体圧回路であって、
   前記メイン流路には、オリフィスが形成されていることを特徴とする流体圧回路。
3. 請求項２に記載の流体圧回路であって、
   前記スプールの外周面に形成され前記サブポートから前記排出ポートに亘る幅を有する環状の第２凹部を備え、前記スプール制御室に所定圧以上の前記流体の圧力が加わることにより、前記スプールが前記スプリングの付勢力に抗して前記バルブ収容室の一端側へ移動し、前記サブポートと前記排出ポートとを前記第２凹部を介して連通させるものであることを特徴とする流体圧回路。
4. 請求項１に記載の流体圧回路であって、
   前記スプールは、前記第１凹部の縁が面取りされていることを特徴とする流体圧回路。