JP2019002474A - オイルストレーナ - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油供給経路のレイアウト自由度を向上できるオイルストレーナを提供する。【解決手段】変速機のコントロールバルブの下方に配置され、オイルパン４６内のオイルを吸入してオイルポンプへ導くオイルストレーナは、前記変速機の被潤滑部位に潤滑油を供給する潤滑油供給経路の一部を構成する。前記潤滑油通路３９は、前記潤滑油をろ過するオイルフィルタを有するフィルタ室である。また、オイルストレーナは、無段変速機の被潤滑部位（ベルト等）に潤滑油を供給する潤滑油供給油路39の一部を構成する油路103を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、オイルストレーナに関する。

特許文献１には、無段変速機のケーシングに取り付けられたオイルフィルタを介してオイルクーラで冷却した潤滑油を無端ベルト等の被潤滑部位に供給する構成が開示されている。

特開2003-106415号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、オイルフィルタがケーシングの外側に配置されているため、潤滑油を被潤滑部位に導く潤滑油供給経路のレイアウトが制限されるという問題があった。
本発明の目的の一つは、潤滑油供給経路のレイアウト自由度を向上できるオイルストレーナを提供することにある。

本発明の一実施形態に係るオイルストレーナは、変速機の被潤滑部位に潤滑油を供給する潤滑油供給経路の一部を構成する潤滑油通路を有する。

よって、潤滑油供給経路のレイアウト自由度を向上できる。

実施形態１の無段変速機のシステム図である。 実施形態１のコントロールバルブユニット10の油圧回路図である。 実施形態１の潤滑油供給油路39を示す無段変速機の側面視模式図である。 実施形態１のオイルストレーナ45の側面視断面図である。 実施形態１のオイルストレーナ45の平面視断面図である。 実施形態２のオイルストレーナ60の側面視断面図である。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の無段変速機のシステム図である。
実施形態１の車両は、内燃機関であるエンジン1と無段変速機とを有し、ディファレンシャルギヤを介して駆動輪であるタイヤ2に駆動力を伝達する。ベルト式無段変速機構CVTからタイヤ2へと接続する動力伝達経路を総称してパワートレーンPTと記載する。
無段変速機は、トルクコンバータ3、機械式オイルポンプ4、電動オイルポンプ5、前後進切り替え機構6およびベルト式無段変速機構CVTを有する。トルクコンバータ3は、ポンプインペラ3a、タービンランナ3bおよびロックアップクラッチ3cを有する。ポンプインペラ3aは、エンジン1に連結され機械式オイルポンプ4を駆動する駆動爪と一体に回転する。タービンランナ3bは、前後進切り替え機構6の入力側（ベルト式無段変速機構CVTの入力軸）と接続する。ロックアップクラッチ3cは、ポンプインペラ3aとタービンランナ3bとを一体的に連結可能である。

機械式オイルポンプ4は、エンジン1により駆動され、トルクコンバータ3、無段変速機および前後進切り替え機構6へ供給する作動油圧を作り出す。電動オイルポンプ5は、電動モータ5aにより駆動され、トルクコンバータ3、無段変速機および前後進切り替え機構6へ供給する作動油圧を作り出す。ここで、機械式オイルポンプ4からの吐出油圧が十分であるときは電動モータ5aを停止して電動オイルポンプ5を非作動とする。機械式オイルポンプ4からの吐出油圧が低下、またはアイドルストップにより機械式オイルポンプ4が非作動になると、電動モータ5aを駆動して電動オイルポンプ5を作動させるように切り替えられる。前後進切り替え機構6は、遊星歯車機構と複数のクラッチ6aから構成され、クラッチ6aの締結状態によって前進と後進とを切り替える。
ベルト式無段変速機構CVTは、プライマリプーリ7、セカンダリプーリ8、ベルト9およびコントロールバルブユニット10を有する。プライマリプーリ7は、前後進切り替え機構6の出力側（無段変速機の入力軸）と接続する。セカンダリプーリ8は、駆動輪と一体に回転する。ベルト9は、プライマリプーリ7とセカンダリプーリ8との間に巻回され、両プーリ7,8間の動力伝達を行う。コントロールバルブユニット10は、各油圧アクチュエータに対して制御圧を供給する。

コントロールユニット19は、シフトレバー11、アクセルペダル開度センサ12、ブレーキスイッチ13、プライマリプーリ圧センサ14、セカンダリプーリ圧センサ15、プライマリプーリ回転数センサ16、セカンダリプーリ回転数センサ17およびエンジン回転数センサ18からの各信号を入力する。シフトレバー11は、ドライバの操作により選択されたレンジ位置に応じたレンジ位置信号（以下、レンジ位置信号をそれぞれPレンジ、Rレンジ、Nレンジ、Dレンジと記載する。）を出力する。アクセルペダル開度センサ12は、アクセルペダル開度に応じたアクセルペダル開度信号（以下、APO）を出力する。ブレーキスイッチ13は、ブレーキペダルON・OFF信号を出力する。プライマリプーリ圧センサ14は、プライマリプーリ7の油圧を検出し、検出値に応じたプライマリプーリ圧信号を出力する。
セカンダリプーリ圧センサ15は、セカンダリプーリ8の油圧を検出し、検出値に応じたセカンダリプーリ圧信号を出力する。プライマリプーリ回転数センサ16は、プライマリプーリ7の回転数を検出し、検出値に応じたプライマリ回転数信号Npriを出力する。セカンダリプーリ回転数センサ17は、セカンダリプーリ8の回転数を検出し、検出値に応じたセカンダリ回転数信号Nsecを出力する。エンジン回転数センサ18は、エンジン回転数を検出し、検出値に応じたエンジン回転数信号Neを出力する。なお、プライマリ回転数信号Npriは、Dレンジの場合、クラッチ6aの締結によりタービン回転数と一致することから、以下、タービン回転数Ntとも記載する。

コントロールユニット19は、レンジ位置信号に応じたクラッチ6aの締結状態を制御する。具体的には、PレンジもしくはNレンジであればクラッチ6aは解放状態とし、Rレンジであれば前後進切り替え機構6が逆回転を出力するようにコントロールバルブユニット10に制御信号を出力し、後進クラッチ（もしくはブレーキ）を締結する。また、Dレンジであれば前後進切り替え機構6が一体回転して正回転を出力するようにコントロールバルブユニット10に制御信号を出力し、前進クラッチ6aを締結する。また、セカンダリ回転数Nsecに基づいて車速VSPを算出する。

コントロールユニット19内には、走行状態に応じて最適な燃費状態を達成可能な変速マップが設定されている。この変速マップを参照し、APO信号と車速VSPとに応じて目標変速比（所定変速比に相当）を設定する。コントロールユニット19は、目標変速比に基づいてフィードフォワード制御を行うと共に、プライマリ回転数信号Npriとセカンダリ回転数信号Nsecとに基づいて実変速比を検出し、設定された目標変速比と実変速比とが一致するようにフィードバック制御を行う。具体的には、現在の車速VSPおよび目標変速比から目標プライマリ回転数Npri*を算出し、タービン回転数Nt（ロックアップクラッチ3cの締結時はエンジン回転数）が目標プライマリ回転数Npri*となるように変速比を制御する。また、フィードバック制御により各プーリの油圧指令やロックアップクラッチ3cの締結圧指令をコントロールバルブユニット10に出力し、各プーリ油圧やロックアップクラッチ3cのロックアップ差圧を制御する。なお、実施形態１では、コントロールバルブユニット10内に特にライン圧センサを設けておらず、ライン圧を検出する際には、後述するライン圧ソレノイドバルブ34への指令信号からライン圧を検出するが、ライン圧センサを設けてライン圧を検出してもよい。

コントロールユニット19は、ブレーキスイッチ13がONとなったときに、セカンダリプーリ8に供給する油圧を上昇させるブレーキ補正トルク制御を行う。通常の前進走行状態では、燃費向上を目的としてベルト滑りを防止可能な最低限の挟持圧となるセカンダリプーリ圧を供給している。このとき、ドライバがブレーキペダルを踏み込み、駆動輪に制動トルクが作用すると、セカンダリプーリ8に駆動トルクとは異なる方向のトルクが入力され、ベルト滑りを生じやすい。そこで、ブレーキスイッチ13がONとなったときには、セカンダリプーリ圧を上昇させるブレーキ補正トルク制御を実施する。ブレーキ補正トルク制御は、ブレーキスイッチ13がONとなったときの変速比と、予め設定された減速度と、ロックアップクラッチの締結状態とに基づいて算出されるイナーシャトルクに応じて、セカンダリプーリ8に供給する油圧を上昇（予め設定された減速度が大きいほど油圧上昇を大きく上昇）させて挟持圧を高くする制御である。このセカンダリプーリ8に供給する油圧に応じて、プライマリプーリ7に供給する油圧、ライン圧も上昇する。ブレーキスイッチ13がOFFとなったときには、ブレーキ補正トルク制御を終了し、セカンダリプーリ8に供給する油圧を低下させて通常の挟持圧に復帰させる。

図２は、実施形態１のコントロールバルブユニット10の油圧回路図である。
機械式オイルポンプ4の吐出側から吐出されたポンプ圧は油路20に吐出され、プレッシャレギュレータバルブ21によりライン圧に調圧される。電動オイルポンプ5の吐出側から吐出されたポンプ圧は油路22を介して油路20および油路28に吐出される。油路22には、逆流防止用のバルブ22aが配置されている。油路20は各プーリ油圧の元圧として各プーリに供給される。油路20にはプライマリレギュレータバルブ23が接続し、プライマリレギュレータバルブ23によりプライマリプーリ圧に調圧される。同様に、油路20にはセカンダリレギュレータバルブ24が接続し、セカンダリレギュレータバルブ24によりセカンダリプーリ圧に調圧される。油路20から分岐した油路25にはパイロットバルブ26が設けられ、ライン圧から予め設定された第1の所定圧を生成してパイロット圧油路27に出力する。これにより、後述するソレノイドバルブから出力される信号圧の元圧を生成する。なお、ライン圧が第1の所定圧以下の場合には、ライン圧とパイロット圧は同じ圧力として出力される。

プレッシャレギュレータバルブ21には油路28が接続し、クラッチレギュレータバルブ29によりクラッチ6aの締結圧に調圧される。油路30にはトルコンレギュレータバルブ31が接続し、トルコンレギュレータバルブ31によりトルクコンバータ3のコンバータ圧に調圧される。油路30から分岐した油路32にはロックアップコントロールバルブ33が接続し、ロックアップコントロールバルブ33によりロックアップクラッチ3cのロックアップ圧に調圧される。ロックアップクラッチ3cは、コンバータ圧とロックアップ圧との差圧であるロックアップ差圧によりロックアップ制御が行われる。このように、プレッシャレギュレータバルブ21の下流にクラッチレギュレータバルブ29を設け、さらに下流にトルコンレギュレータバルブ31を設けることで、エンジン1から過大なトルクが入力されたとしても、ロックアップクラッチ3cのスリップやクラッチ6aのスリップによってベルト式無段変速機構CVTのベルト滑りを防止している。

パイロット圧油路27は、ライン圧を制御するライン圧ソレノイドバルブ34、クラッチ締結圧を制御するクラッチ圧ソレノイドバルブ35、ロックアップ圧を制御するロックアップソレノイドバルブ36、プライマリプーリ圧を制御するプライマリソレノイドバルブ37およびセカンダリプーリ圧を制御するセカンダリソレノイドバルブ38を有する。各ソレノイドバルブは、コントロールユニット19から送信された制御信号に基づいてソレノイドの通電状態を制御し、パイロット圧を元圧として信号圧を各バルブに供給し、各バルブの調圧状態を制御する。

ロックアップコントロールバルブ33には、潤滑油供給油路39が接続し、ロックアップコントロールバルブ33からドレンされたオイルは潤滑油としてベルト9等の潤滑に供される。潤滑油供給油路39には、油温を一定に保つためのオイルクーラ41が配置されている。図３に潤滑油供給油路39のオイルクーラ41よりも下流側の部分を模式的に示す。図３の矢印は潤滑油の流れ方向を示す。オイルクーラ41は、プライマリプーリ7およびセカンダリプーリ8等を収容するケーシング100の外側に取り付けられている。潤滑油供給油路39のオイルクーラ41よりも下流側の部分は、ケーシング100の内部、コントロールバルブユニット10および後述するオイルストレーナ45の内部に形成された各油路101〜105を組み合わせて構成されている。油路105の先端、すなわち、潤滑油供給油路39の下流端には、ベルト9と対向する位置まで延在する噴射ノズル101が配置されている。噴射ノズル101は、プライマリプーリ7およびセカンダリプーリ8のシーブ面に向けて潤滑油を噴射する。

図２に戻り、潤滑油供給油路39においてオイルクーラ41よりも上流側の位置から分岐する油路42は、潤滑油をパワートレーンPTに供給する。機械式オイルポンプ4の吸入側および電動オイルポンプ5の吸入側は、油路43,44を介してオイルストレーナ45と接続する。油路44は所定容量の液溜まり44aを有する。オイルストレーナ45は、コントロールバルブユニット10の下方に配置されている。オイルストレーナ45は、オイルパン46内のオイルを吸入して機械式オイルポンプ4および電動オイルポンプ5へ導く。
オイルストレーナ45は、吸入口47、吐出口48およびストレーナ室49を有する。吸入口47は、オイルパン46内の油面よりも低い位置に開口し、オイルパン46内のオイルをストレーナ室49内へ吸入する。吐出口48は、第１吐出口48aおよび第２吐出口48bを有する。第１吐出口48aは、ストレーナ室49内のオイルを油路43へ吐出する。第２吐出口48bは、ストレーナ室49内のオイルを油路44へ吐出する。

実施形態１では、潤滑油供給油路39のレイアウト自由度の向上を狙いとし、潤滑油供給油路39のオイルクーラ41よりも下流側の一部（図３の油路103）を、オイルストレーナ45の内部に配置した。以下、図４および図５を加えてオイルストレーナ45の構造を詳細に説明する。図４は実施形態１のオイルストレーナ45の側面視断面図、図５は実施形態１のオイルストレーナ45の平面視断面図である。
オイルストレーナ45は、上述した吸入口47、吐出口48およびストレーナ室49に加え、ハウジング50、隔壁51、メッシュ状フィルタ52、フィルタ室53、導入口54、導出口55およびろ紙フィルタ（オイルフィルタ）56を有する。
ハウジング50は、例えば、合成樹脂材料を用いて平面視略矩形状に形成されている。ハウジング50は、コントロールバルブユニット10の下端に固定されている。ハウジング50を上方から見たときの投影面積は、コントロールバルブユニット10の投影面積の約70〜80%を占める。ハウジング50は、上側ハウジング50aおよび下側ハウジング50bを上下方向に突き合わせた状態で溶着して形成されている。上側ハウジング50aおよび下側ハウジング50bは、例えば、射出成型により形成されている。

隔壁51は、ハウジング50の内部を上下方向に延び、ハウジング50の内部空間をストレーナ室49とフィルタ室53とに仕切る。隔壁51は、上側ハウジング50aに形成された上側隔壁51aおよび下側ハウジング50bに形成された下側隔壁51bを上下方向に突き合わせて形成されている。
吸入口47および吐出口48は、ストレーナ室49の前端付近に配置されている。吸入口47は下側ハウジング50bに形成され、吐出口48は上側ハウジング50aに形成されている。吐出口48は吸入口47よりも車両前方側に配置されている。第１吐出口48aおよび第２吐出口48bは、車幅方向に離れて配置されている。
ストレーナ室49は、ハウジング50の内部空間を上方から見たとき、右端の一部（フィルタ室53）を除く略L字状のエリアである。
メッシュ状フィルタ52は、ストレーナ室49を上側空間と下側空間とに隔てる平板状に形成されている。メッシュ状フィルタ52は、ストレーナ室49と略同一の平面視形状を有する。メッシュ状フィルタ52は、下側ハウジング50bおよび下側隔壁51bに固定されている。メッシュ状フィルタ52は、ステンレスメッシュを用いて形成されている。

フィルタ室53は、ハウジング50の内部空間を上方から見たとき、右端の前端側を除く略I字状のエリアである。フィルタ室53は、車両前後方向に延び、コントロールバルブユニット10に形成された油路102および油路104間を接続する。
導入口54は、フィルタ室53の後端付近に配置されている。導入口54は、上側ハウジング50aに形成されている。導入口54には導入ポート54aが接続する。導入ポート54aは、上側ハウジング50aから上方に立ち上がり、油路102の開口縁に形成された凹部102aに圧入されている。
導出口55は、フィルタ室53の前端付近に配置されている。導出口55は、上側ハウジング50aに形成されている。導出口55には導出ポート55aが接続する。導出ポート55aは、上側ハウジング50aから上方に立ち上がり、油路104の開口縁に形成された凹部104aに圧入されている。
ろ紙フィルタ56は、フィルタ室53を上側空間と下側空間とに隔てる平板状に形成されている。ろ紙フィルタ56は、フィルタ室53と略同一の平面視形状を有する。ろ紙フィルタ56は、メッシュ状フィルタ52よりも目の細かいステンレスメッシュを用いて形成されている。

次に、実施形態１の作用効果を説明する。
従来のオイルファルタは、無段変速機のケーシング外側に取り付けられている。このため、オイルフィルタから噴射ノズルに至る潤滑油供給経路を確保するためには、コントロールバルブユニット内やケーシングのダミーカバーなどに油路を形成する必要があった。したがって、他の油路との間でレイアウトが相互に制限される（他の油路のレイアウトを制限する、または他の油路からレイアウトの制限を受ける）ため、油路の複雑化や不要な部品の追加を強いられる。また、近年はフィルタ性能向上の要請からろ紙フィルタは大型化の傾向にあり、ケーシングおよびコントロールバルブユニット内への配置が難しいため、カバーなど設置部位によっては不要な部品を用いている。

これに対し、実施形態１のオイルストレーナ45は、無段変速機の被潤滑部位（ベルト9等）に潤滑油を供給する潤滑油供給油路39の一部を構成する油路（潤滑油通路）103を有する。油路103はコントロールバルブユニット10の下方に位置するため、コントロールバルブユニット10の他の油路のレイアウトに干渉されず、オイルストレーナ45の内部空間の範囲で自由に設定できる。この結果、潤滑油供給油路39のレイアウト自由度を向上できる。また、ダミーカバーが不要であるため、コストを低減できる。さらに、他の油路のレイアウトに干渉しないため、コントロールバルブユニット10の構造を簡素化できる。

実施形態１の油路103は、ろ紙フィルタ56を有するフィルタ室53である。つまり、オイルストレーナ機能とオイルフィルタ機能とを統合して１つの部品とすることにより、ろ紙フィルタ56のカバーを廃止でき、コストを低減できる。さらに、同じ機能を持った部品（オイルストレーナ、濾過フィルタ）の統合により原価低減を促進できる。また、オイルストレーナ45は上方から見てコントロールバルブユニット10の７〜８割程度の大きさを有し、内部にはメッシュ状フィルタ52のみを配置すればよいため、ろ紙フィルタ56の大型化にも十分対応できる。

隔壁51は、ハウジング50内を前後および左右方向に仕切る。つまり、ストレーナ室49およびフィルタ室53は、車両前後方向および車幅方向に並ぶ。ここで、ストレーナ室49は３つの開口部（吸入口47、第１吐出口48a、第２吐出口48b）と連通し、フィルタ室53は２つの開口部（導入口54、導出口55）と連通する。このため、仮にストレーナ室49およびフィルタ室53を上下に重ねて配置した場合、各開口部との接続のために形状の複雑化や部品点数の増加を招く。よって、ストレーナ室49およびフィルタ室53を同じ高さに配置することにより、形状の簡素化および部品点数の抑制を図れる。

オイルストレーナ45は、コントロールバルブユニット10の下端に固定されたハウジング50と、ハウジング50内をストレーナ室49とフィルタ室53とに仕切る隔壁51と、オイルパン46内のオイルをストレーナ室49内へ吸入する吸入口47と、ストレーナ室49内のオイルをオイルポンプ4,5の吸入側へ吐出する吐出口48と、オイルポンプ4,5に吸入されるオイルをろ過するメッシュ状フィルタ52であって、吸入口47および吐出口48間を隔てるメッシュ状フィルタ52と、潤滑油供給油路39の上流側（油路102）からの潤滑油をフィルタ室53内へ導入する導入口54と、フィルタ室53内の潤滑油を潤滑油供給油路39の下流側（油路104）へ排出する導出口55と、導入口54および導出口55間を隔てるろ紙フィルタ56と、を有する。これにより、オイルストレーナの機能とオイルフィルタの機能とを１つの部品で実現できる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２を説明する。
図６は、実施形態２のオイルストレーナ60の側面視断面図である。
実施形態２のオイルストレーナ60は、実施形態１に示した上側ハウジング50aの機能をコントロールバルブユニット10に持たせた点で実施形態１と相違する。つまり、コントロールバルブユニット10の下端には、上側ハウジング50a、上側隔壁51a、吐出口48（第１吐出口48a、第２吐出口48b）、ストレーナ室49の上側空間、フィルタ室53の上側空間、導入口54および導出口55が形成されている。
実施形態２では、オイルストレーナ60の一部をコントロールバルブユニット10と一体化したため、導入口54および油路102間を接続する導入ポート、および導出口55および油路104間を接続する導出ポートを廃止できる。また、実施形態１と比べて、導入口54および導出口55のシール性を大幅に向上できると共に、部品点数の抑制が図れる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明したが、本発明の具体的な構成は、実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
例えば、フィルタ室53の位置や形状は、油路102および油路104の位置、すなわち、導入口54および導出口55の位置に応じて任意に設定できる。
本発明のオイルストレーナは、油圧発生源として機械式オイルポンプのみまたは電動オイルポンプのみを持つ無段変速機にも適用できる。また、有段変速機にも適用できる。

9 ベルト（被潤滑部位）
10 コントロールバルブユニット
39 潤滑油供給油路
45 オイルストレーナ
46 オイルパン
47 吸入口
48 吐出口
50 ハウジング
51 隔壁
52 メッシュ状フィルタ
53 フィルタ室
54 導入口
55 導出口
56 ろ紙フィルタ（オイルフィルタ）
103 油路（潤滑油通路）

Claims (4)

1. 変速機のコントロールバルブの下方に配置され、オイルパン内のオイルを吸入してオイルポンプへ導くオイルストレーナにおいて、
   前記オイルストレーナは、前記変速機の被潤滑部位に潤滑油を供給する潤滑油供給経路の一部を構成する潤滑油通路を有するオイルストレーナ。
2. 請求項１に記載のオイルストレーナにおいて、
   前記潤滑油通路は、前記潤滑油をろ過するオイルフィルタを有するフィルタ室であるオイルストレーナ。
3. 請求項２に記載のオイルストレーナにおいて、
   前記オイルストレーナは、
   前記コントロールバルブの下端に固定されたハウジングと、
   前記ハウジング内をストレーナ室と前記フィルタ室とに仕切る隔壁と、
   前記オイルパン内のオイルを前記ストレーナ室内へ吸入する吸入口と、
   前記ストレーナ室内のオイルをオイルポンプの吸入側へ吐出する吐出口と、
   前記オイルポンプに吸入されるオイルをろ過するメッシュ状フィルタであって、前記吸入口および前記吐出口間を隔てるメッシュ状フィルタと、
   前記潤滑油供給経路の上流側からの潤滑油を前記フィルタ室内へ導入する導入口と、
   前記フィルタ室内の潤滑油を前記潤滑油供給経路の下流側へ排出する導出口と、
   を有し、
   前記オイルフィルタは、前記導入口および前記導出口間を隔てるオイルストレーナ。
4. 請求項３に記載のオイルストレーナにおいて、
   前記隔壁は、前記ハウジング内を前後および／または左右方向に仕切るオイルストレーナ。

Images