JP2019215027A - オイルストレーナ - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜したオイルストレーナ内の位置が高い部位にアシストポンプが接続される構成であっても、該部位に溜まったエアをアシストポンプが稼働開始時に吸い込みにくくする。【解決手段】オイルストレーナ５は、水平面Ｘに対して全体が傾斜した状態でオイルパン２内に配置される。オイルストレーナ５は、オイルパン２内の油を吸い込む吸入口５２と、メインポンプに接続する第１接続口５４と、第１接続口５４よりも高い位置においてアシストポンプ４に接続する第２接続口５５と、前記第１及び第２接続口５４、５５と吸入口５０との間を区画し、油に含まれる異物を捕捉するメッシュ６と、前記第２接続口５５の周辺に設けられ、油から分離したエアをオイルストレーナ５の外に排出するエア排出口８と、を備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、自動変速機において、オイルパンからオイルポンプに供給される油から異物を除去するために用いられるオイルストレーナに関する。

特許文献１には、エンジンによって駆動されるメインポンプと、電動モータによって駆動されるアシストポンプとを備えた自動変速機が開示されている。

このような自動変速機においては、メインポンプのみでは必要な油量を供給できない状況下であっても、メインポンプに加えてアシストポンプも駆動することで、変速機で必要とされる油量を確保することが可能である。

また、アシストポンプはこのような状況下で駆動されるものであるので、アシストポンプが稼働を開始してから油が安定して供給されるまでの時間は短いほうが好ましい。すなわち、アシストポンプには高い応答性が要求される。

特開２００１−３２４００９号公報

変速機を車両に搭載する際のレイアウト上の制約や変速機内にメインポンプ及びアシストポンプを配置する際のレイアウト上の制約等により、両ポンプ共用のオイルストレーナが水平面に対して全体が傾斜した状態でオイルパン内に配置され、また、傾斜したオイルストレーナ内の位置が高い部位にアシストポンプが接続される場合がある。

一方、オイルパン内の油は、変速機の回転部分によって攪拌されて多量にエアを含んでおり、このような油がオイルストレーナに吸い込まれてオイルストレーナ内で油からエアが分離すると、分離したエアがオイルストレーナ内の位置が高い部位へと移動し、該部位にエアが溜まる。

このため、傾斜したオイルストレーナ内の位置が高い部位にアシストポンプが接続される場合は、該部位に溜まったエアをアシストポンプが稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプの油圧、油量の立ち上がりが遅れる可能性がある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、傾斜したオイルストレーナ内の位置が高い部位にアシストポンプが接続される構成であっても、該部位に溜まったエアをアシストポンプが稼働開始時に吸い込みにくくすることを目的とする。

本発明のある態様によれば、メインポンプ及びアシストポンプを有する自動変速機に用いられ、水平面に対して全体が傾斜した状態でオイルパン内に配置されるオイルストレーナであって、前記オイルパン内の油を吸い込む吸入口と、前記メインポンプに接続する第１接続口と、前記第１接続口よりも高い位置において前記アシストポンプに接続する第２接続口と、前記第１及び第２接続口と前記吸入口との間を区画し、油に含まれる異物を捕捉するメッシュと、前記第２接続口の周辺に設けられ、油から分離したエアを前記オイルストレーナの外に排出するエア排出口と、を備えたオイルストレーナが提供される。

上記態様によれば、第２接続口の周辺に溜まるエアをオイルストレーナの外に排出することができるので、第２接続口の周辺に溜まるエアの量を少なくすることができる。

したがって、上記態様によれば、アシストポンプが稼働開始時に吸い込むエアの量を少なく抑えることができ、アシストポンプが稼働開始時にエアを吸い込んでしまってアシストポンプの応答性が低下するのを防止することができる。

図１は、自動変速機のオイルパン周辺の構造を示した概略図である。 図２は、第１実施形態に係るオイルストレーナの概略図である。 図３は、第２実施形態に係るオイルストレーナの概略図である。 図４は、第３実施形態に係るオイルストレーナの概略図である。 図５は、第４実施形態に係るオイルストレーナの概略図である。 図６は、第５実施形態に係るオイルストレーナの概略図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、自動変速機１００のオイルパン２周辺の構造を示している。

自動変速機１００は、自動変速機１００の各部位に油を供給するためのオイルポンプとしてメインポンプ３とアシストポンプ４とを備える。

メインポンプ３は、自動変速機１００の入力軸に接続され、エンジンが運転している間はエンジンの動力によって常時駆動される機械式オイルポンプである。これに対し、アシストポンプ４は、メインポンプ３のみでは自動変速機１００で必要とされている油を供給することができない状況であると判断された場合に電動モータによって駆動される電動オイルポンプである。

なお、「メインポンプ３のみでは自動変速機１００で必要とされている油を供給することができない状況」には、急変速や入力トルク増大を受けて自動変速機１００で必要とされる油量、油圧が増大する状況に限らず、エンジンが停止あるいはエンジンの回転速度が低く、メインポンプ３から油を十分に供給できない状況が含まれる。

オイルパン２は自動変速機１００のケース１の下端に取り付けられている。

オイルパン２には油が貯留されるとともに、メインポンプ３、アシストポンプ４共用のオイルストレーナ５が配置されている。メインポンプ３、アシストポンプ４はオイルストレーナ５を介してオイルパン２内の油を吸い込むことで油に含まれる異物（金属粉等のコンタミ）を吸い込まないようになっている。

図２を参照しながらオイルストレーナ５の構造について詳しく説明する。

オイルストレーナ５はオイルパン２の幅方向（車両の前後方向及び左右方向）に延在する扁平形状であり、水平面Ｘに対して全体が傾斜した状態でオイルパン２内に配置される。

オイルストレーナ５の底面５１の略中央にはオイルパン２内に開口する吸入口５２が形成されている。また、オイルストレーナ５の上面５３には、オイルストレーナ５が傾斜していることによって下側になる部位にメインポンプ３に接続する第１接続口５４が形成され、上側になる部位にはアシストポンプ４に接続する第２接続口５５が形成されている。すなわち、第２接続口５５は、第１接続口５４よりも高い位置に配置される。

オイルストレーナ５がこのように傾斜した状態で配置され、また、第１接続口５４、第２接続口５５がこのような位置関係となるのは、レイアウト上の制約のためである。

また、オイルストレーナ５内には、オイルストレーナ５の厚さ方向に略直交する方向、かつ、面状に延びるメッシュ６が取り付けられている。

メッシュ６は、オイルストレーナ５の内部を、メッシュ６の下側に配置され異物除去前の油が存在するダーティサイドＤＳとメッシュ６の上側に配置され異物除去後の油が存在するクリーンサイドＣＳとに二分し、これによって第１接続口５４及び第２接続口５５と吸入口５２との間を区画する。メッシュ６は、吸入口５２からダーティサイドＤＳに吸い込まれた油から異物を除去し、異物が除去された後の油がクリーンサイドＣＳ、第１接続口５４、第２接続口５５を介してメインポンプ３、アシストポンプ４に供給されるようにする。

また、オイルストレーナ５には、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをオイルストレーナ５の外に排出するためのエアダクト７が設けられている。

エアダクト７は管状のダクトであり、エアダクト７の一方の端部７１がメッシュ６の第２接続口５５に近い部位に形成された開口６１に接続し、メッシュ６によって区画される吸入口５２側の領域であるダーティサイドＤＳにエア排出口８を開口させる。

開口６１はメッシュ６の最も位置が高くなる部位に形成され、これによりエア排出口８はダーティサイドＤＳの最も位置が高くなる領域に開口する。

また、エアダクト７の他方の端部７２は、オイルストレーナ５の外でオイルパン２内の油面Ｙよりも下、すなわち、オイルパン２内の油に油没した状態で配置される。

続いて上記実施形態に係るオイルストレーナ５を採用することによる効果について説明する。

上記実施形態では、オイルストレーナ５は、オイルパン２内の油を吸い込む吸入口５２と、メインポンプ３に接続する第１接続口５４と、第１接続口５４よりも高い位置においてアシストポンプ４に接続する第２接続口５５と、第１及び第２接続口５４、５５と前記吸入口５２との間を区画し、油に含まれる異物を捕捉するメッシュ６と、第２接続口５５の周辺のエアが溜まる部位に設けられ、エアをオイルストレーナ５の外に排出するエア排出口８と、を備える。

吸入口５２から吸い込まれた油にはエアが含まれており、油から分離したエアは、第１接続口５４よりも高い位置に配置される第２接続口５５の周辺へと移動する。しかしながら、上記実施形態では、第２接続口５５の周辺にエア排出口８が設けられているので、第２接続口５５の周辺に移動したエアをエア排出口８からオイルストレーナ５外に排出することができ、第２接続口５５の周辺にエアが溜まるのを抑えることができる。

したがって、上記実施形態によれば、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをアシストポンプ４が稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプ４の応答性が低下するのを防止することができる（請求項１に対応する効果）。

また、上記実施形態では、エア排出口８を、メッシュ６によって区画される吸入口側の領域であるダーティサイドＤＳに開口させるとともに、エア排出口８に、オイルストレーナ５の外で端部７２が油没するエアダクト７が接続される。

吸入口５２からオイルストレーナ５に吸い込まれた油に含まれているエアの大部分はダーティサイドＤＳで分離し、メッシュ６を伝ってダーティサイドＤＳの最も位置が高い部位に向けて移動する。上記実施形態では、エア排出口８をダーティサイドＤＳに開口させたことにより、このようなエアを効率的にオイルストレーナ５外へと排出することができる（請求項２に対応する効果）。

また、メインポンプ３又はアシストポンプ４の吐出量が多いとオイルストレーナ５内が負圧となる。

しかしながら、上記実施形態では端部７２が油没しているので、オイルストレーナ５内が負圧になったとしてもエアダクト７を介してオイルストレーナ５外のエアを吸い込むことはなく、エアダクト７を介してオイルストレーナ５内に吸い込まれたエアがアシストポンプ４の応答性低下の原因になるのを防止することができる（請求項２に対応する効果）。

オイルストレーナ５内が負圧になるとエアダクト７を介してオイルストレーナ５外の油を吸い込む可能性があるが、吸い込まれた油はダーティサイドＤＳに入り、メッシュ６によって異物が除去された後にメインポンプ３又はアシストポンプ４へと送られる。したがって、エアダクト７を介してオイルストレーナ５内に吸い込まれた油に含まれる異物をメインポンプ３又はアシストポンプ４が吸い込むことはなく、メインポンプ３及びアシストポンプ４を異物から保護することができる（請求項２に対応する効果）。

続いて本発明の第２実施形態について説明する。

図３は、本発明の第２実施形態に係るオイルストレーナ５を示している。第１実施形態と共通の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

第２実施形態に係るオイルストレーナ５においては、エア排出口８がオイルストレーナ５の上面５３の位置が最も高くなる部位に設けられ、ダーティサイドＤＳではなくクリーンサイドＣＳに開口する。さらに、エアダクト７に代えてバルブ９をエア排出口８に設けている。

バルブ９は、オイルストレーナ５内からオイルストレーナ５外への流れに対しては開、オイルストレーナ５外から前記オイルストレーナ５内への流れに対しては閉となるチェックバルブであり、この例では、チェックボール９１とチェックボール９１を収容するバルブハウジング９２とで構成している。

吸入口５２からオイルストレーナ５内に吸い込まれた油に含まれているエアの大部分はダーティサイドＤＳで油から分離し、メッシュ６を伝ってダーティサイドＤＳの最も位置が高い部位に向けて移動する。そして、最終的には、メッシュ６を通過してクリーンサイドＣＳへと移動し、第２接続口５５の周辺に溜まる。

本実施形態では、エア排出口８が第２接続口５５の周辺に設けられるとともにクリーンサイドＣＳに開口しており、バルブ９はオイルストレーナ５内からオイルストレーナ５外への流れに対しては開となるので、第２接続口５５の周辺に溜まるエアを効率的にオイルストレーナ５外に排出することができる。

したがって、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをアシストポンプ４が稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプ４の応答性が低下するのを防止することができる（請求項３に対応する効果）。

また、バルブ９は、オイルストレーナ５外からオイルストレーナ５内への流れに対しては閉となるので、オイルパン２内の油、すなわち異物を含む可能性のある油がバルブ９を介してクリーンサイドＣＳに流入することがなく、メインポンプ３又はアシストポンプ４が異物を吸い込んでしまうのを防止することができる（請求項３に対応する効果）。

続いて本発明の第３実施形態について説明する。

図４は、本発明の第３実施形態に係るオイルストレーナ５を示している。第１実施形態と共通の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

エア排出口８は、第１実施形態と同様に、メッシュ６に形成された開口６１を介して、メッシュ６によって区画される吸入口５２側の領域であるダーティサイドＤＳに開口する。

エア排出口８には通路８１が接続されており、通路８１はオイルストレーナ５の上面５３においてオイルストレーナ５外と接続する。

また、通路８１には、アシストポンプ４の稼働中にエア排出口８を閉、非稼働中に開となるバルブ１０が設けられている。

バルブ１０は、弁体１１、弁体１１から延びるロッド１２、ロッド１２の端部が挿入される油路１３、弁体１１を開弁方向に付勢するバネ１４とで構成されるフラッパー弁である。油路１３にはアシストポンプ４から吐出される油が導入される。

アシストポンプ４が稼働し、アシストポンプ４から油路１３に油が供給されると、ロッド１２の端部に作用するアシストポンプ４の吐出油圧によってロッド１２が油路１３から退出する方向にバネ１４の付勢力に抗して移動する。そして、弁体１１は、オイルストレーナ５の上面５３の通路８１が接続する部位に押しつけられ、バルブ１０が閉じる。

これに対し、アシストポンプ４が非稼働になると、ロッド１２の端部に作用するアシストポンプ４の吐出油圧が無くなるので、バネ１４の付勢力によって弁体１１及びロッド１２が押し戻され、バルブ１０が開く。

本実施形態によれば、アシストポンプ４の非稼働時にバルブ１０が開き、メッシュ６の最も位置が高い部位に移動するエアをエア排出口８からオイルストレーナ５外に排出し、第２接続口５５の周辺にエアが溜まるのを防止することができる。

したがって、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをアシストポンプ４が稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプ４の応答性が低下するのを防止することができる（請求項４に対応する効果）。

アシストポンプ４の非稼働時にメインポンプ３を稼働すると、バルブ１０が開いているのでオイルパン２内の油がエア排出口８を介してオイルストレーナ５内に逆流する。しかしながら、エア排出口８はダーティサイドＤＳに開口しているので、逆流した油はメインポンプ３到達前にメッシュ６を必ず通過する。したがって、逆流した油に異物が含まれている場合であっても、メインポンプ３がこれを吸い込むことはなく、メインポンプ３を異物から保護することができる（請求項４に対応する効果）。

また、アシストポンプ４の稼働時にはバルブ１０が閉じるので、油面Ｙが傾いた場合等にエア排出口８からエアをオイルストレーナ５内に吸い込んでしまうのを防止することができる（請求項４に対応する効果）。

続いて、本発明の第４実施形態について説明する。

図５は、本発明の第４実施形態に係るオイルストレーナ５を示している。第１実施形態と共通の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明では第１実施形態との相違点を中心に説明する。

第４実施形態に係るオイルストレーナ５は、オイルストレーナ５の底面５１とオイルパン２の底面２１とを共用化し、オイルストレーナ５をオイルパン２と一体化することでオイルストレーナ５をオイルパン２の底部に配置している。

吸入口５２は、オイルストレーナ５の上面５３の略中央においてオイルパン２内に開口するとともにメッシュ６に接続し、オイルパン２内とダーティサイドＤＳとを連通する。メッシュ６の吸入口５２が接続する部位にはメッシュが設けられておらず、オイルパン２内の油は抵抗なくダーティサイドＤＳへと流入する。

エア排出口８は、第１実施形態と同様に、メッシュ６に形成された開口６１を介して、メッシュ６によって区画される吸入口５２側の領域であるダーティサイドＤＳに開口する。

エア排出口８にはエアダクト７に代えて通路８１が接続されており、通路８１はオイルストレーナ５の上面５３においてオイルストレーナ５外と接続する。通路８１とオイルストレーナ５の上面５３との接続部位は、オイルパン２内の油面Ｙよりも低く、オイルパン２内の油に油没している。

本実施形態によれば、メッシュ６を伝ってダーティサイドＤＳの最も位置が高い部位に向けて移動するエアをエア排出口８からオイルストレーナ５外へと排出することができることに加え、ダーティサイドＤＳで油から分離したエアの一部を吸入口５２からオイルストレーナ５外へと排出することができる。

この結果、第２接続口５５の周辺にエアがより溜まりにくくなるので、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをアシストポンプ４が稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプ４の応答性が低下するのをさらに防止することができる（請求項６に対応する効果）。

なお、ここでは、オイルストレーナ５とオイルパン２とを一体化しているが、このような一体化は必須ではなく、オイルストレーナ５とオイルパン２とを別々に構成し、オイルストレーナ５をオイルパン２の底部に配置する構成であってもよい。

また、オイルストレーナ５とオイルパン２とを別々に構成した場合は、第１〜第３実施形態と同様に、吸入口５２をオイルストレーナ５の底面５１に開口させるようにしてもよい。

また、第１〜第３実施形態においても、本実施形態同様にオイルストレーナ５をオイルパン２の底部に配置し、吸入口５２をオイルストレーナ５の上面５３に開口させ、吸入口５２からもエアが排出されるようにしてもよいし、さらに、オイルストレーナ５とオイルパン２とを一体化してもよい。

続いて、本発明の第５実施形態について説明する。

図６は、本発明の第５実施形態に係るオイルストレーナ５を示している。第４実施形態と共通の構成には同じ符号を付して説明を省略し、以下の説明では第４実施形態との相違点を中心に説明する。

第５実施形態に係るオイルストレーナ５も、第４実施形態に係るオイルストレーナ５と同様にオイルストレーナ５とオイルパン２とを一体化し、また、吸入口５２をオイルストレーナ５の上面５３に開口させている。

第４実施形態と相違し、オイルストレーナ５の上面５３の最も位置が高くなる部位にエア排出口８を開口させ、さらにエア排出口８周辺を隔壁１５で囲むとともに隔壁１５の内側をダーティサイドＤＳと連通させている。また、エア排出口８には隔壁１５の内側に溜まるエアの量に応じて開閉するバルブ１６が設けられている。

バルブ１６は、シャフト１７と、シャフト１７に上から順に取り付けられたウェイト１８、弁体１９及びフロート２２と、弁体１９をエア排出口８に向けて付勢するバネ２３とで構成されるフロート弁である。

エア排出口８の周辺にエアがない状態では、フロート２２による浮力とバネ２３の付勢力の合計がウェイト１８の重さよりも大きくなるように、ウェイト１８の重さ、フロート２２の大きさ、バネ２３の付勢力等が設定されており、これにより、弁体１９がエア排出口８に押しつけられてバルブ１６が閉じる。

これに対して、エア排出口８の周辺にエアがある状態では、フロート２２が油面から一部露出するため、フロート２２による浮力が小さくなる。これにより、フロート２２による浮力がバネ２３の付勢力の合計がウェイト１８の重さを下回り、弁体１９がエア排出口８から離れてバルブ１６が開く。

したがって、本実施形態によれば、エア排出口８の周辺にエアが溜まるとバルブ１６が開き、オイルストレーナ５内のエアをエア排出口８から排出することができる。第２接続口５５の周辺にエアがより溜まりにくくなるので、第２接続口５５の周辺に溜まったエアをアシストポンプ４が稼働開始時に吸い込んでしまい、アシストポンプ４の応答性が低下するのを防止することができる（請求項５に対応する効果）。

また、エアが溜まっていないときはバルブ１６が閉じるので、オイルパン２内の油面Ｙが傾いたとき等にエア排出口８からオイルストレーナ５内にエアを吸い込んでしまうのを防止することができる（請求項５に対応する効果）。

なお、ここでは、オイルストレーナ５とオイルパン２とを一体化しているが、このような一体化は必須ではなく、オイルストレーナ５とオイルパン２とを別々に構成し、オイルストレーナ５をオイルパン２の底部に配置する構成であってもよい。

また、オイルストレーナ５とオイルパン２とを別々に構成した場合は、第１〜第３実施形態と同様に、吸入口５２をオイルストレーナ５の底面５１に開口させるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

２ ：オイルパン
３ ：メインポンプ
４ ：アシストポンプ
５ ：オイルストレーナ
６ ：メッシュ
７ ：エアダクト
８ ：エア排出口
９ ：バルブ
１０ ：バルブ
１６ ：バルブ
５３ ：上面
５４ ：第１接続口
５５ ：第２接続口
７２ ：端部
１００ ：自動変速機
ＣＳ ：クリーンサイド
ＤＳ ：ダーティサイド
Ｘ ：水平面
Ｙ ：油面

Claims (6)

1. メインポンプ及びアシストポンプを有する自動変速機に用いられ、水平面に対して全体が傾斜した状態でオイルパン内に配置されるオイルストレーナであって、
   前記オイルパン内の油を吸い込む吸入口と、
   前記メインポンプに接続する第１接続口と、
   前記第１接続口よりも高い位置において前記アシストポンプに接続する第２接続口と、
   前記第１及び第２接続口と前記吸入口との間を区画し、油に含まれる異物を捕捉するメッシュと、
   前記第２接続口の周辺に設けられ、油から分離したエアを前記オイルストレーナの外に排出するエア排出口と、
   を備えたことを特徴と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であって、
   前記エア排出口は、前記メッシュによって区画される前記吸入口側の領域に開口し、
   前記エア排出口には、前記オイルストレーナの外で端部が油没するエアダクトが接続される、
   ことを特徴とするオイルストレーナ。
3. 請求項１に記載のオイルストレーナであって、
   前記エア排出口は、前記メッシュによって区画される前記第２接続口側の領域に開口し、
   前記エア排出口に、前記オイルストレーナ内から前記オイルストレーナ外への流れに対しては開、前記オイルストレーナ外から前記オイルストレーナ内への流れに対しては閉となるバルブを設けた、
   ことを特徴とするオイルストレーナ。
4. 請求項１に記載のオイルストレーナであって、
   前記エア排出口は、前記メッシュによって区画される前記吸入口側の領域に開口し、
   前記エア排出口に、前記アシストポンプからの吐出油圧が作用すると閉、吐出油圧が作用しないと開となるバルブを設けた、
   ことを特徴とするオイルストレーナ。
5. 請求項１に記載のオイルストレーナであって、
   前記エア排出口は、前記メッシュによって区画される前記吸入口側の領域に開口し、
   前記エア排出口に、前記エア排出口の周辺にエアが溜まると前記エア排出口から離れて開となるフロート弁を設けたことを特徴とするオイルストレーナ。
6. 請求項１から５のいずれかに記載のオイルストレーナであって、
   前記オイルストレーナは、前記オイルパンの底部に配置され、
   前記吸入口は、前記オイルストレーナの上面に開口する、
   ことを特徴とするオイルストレーナ。

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