JP5419087B2 - 消費器に作動液を供給するための液圧系 - Google Patents

Description

本発明は、消費器に作動液を供給するための液圧系ならびに液圧系に用いる制御弁に関する。

湿式クラッチ、特にダブルクラッチのための、吸込側で絞りの設けられた油ポンプは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１０２００５０２７６１０号明細書から公知である。吸込側で絞りの設けられたポンプは、湿式クラッチの、少なくとも２つ、多くの場合３つの異なる冷却油所要量に操作することができる。このために有利にはポンプに組み込まれた弁機能が必要である。弁位置、有利にはばねによって及ぼされる弁基本位置によって、走行運転の冷却油所要量はカバーされる。走行運転の冷却油所要量は、車両の始動時および伝動装置の切換時の積極的な冷却と比べて小さい。始動および切換時の積極的な冷却のために、別の弁位置が用いられ、ここでは冷却油は絞られずに湿式クラッチにガイドされる。第３の弁位置では、平行回路伝動装置における部分伝動装置の同期化に際して冷却油の通流が中断され、これによって単数または複数のクラッチに冷却油が到達することはない。

ドイツ連邦共和国特許第１９７０８５９７号明細書から、液圧系が公知であり、ここでは消費器の冷却油所要量は、ポンプの吐出側と接続された制御ピストンを備えた逃がし弁または多方向制御弁によって制御される。

公知の構成の欠点によれば、比較的僅かな冷却油所要量においてもポンプの比較的高いエネルギ消費量が存在する。したがって本発明の課題は、僅かな冷却油所要量におけるポンプのエネルギ所要量の低減された、液圧系ならびに液圧系のための制御弁を提供することである。

この課題を解決した本発明の構成によれば、消費器、特に湿式クラッチに作動液、特に冷却媒体および潤滑媒体たとえば作動媒体作動油および冷却油を供給するための液圧系であって、ポンプが設けられており、ポンプは、作動液をリザーバから制御弁を介して消費器に搬送するようになっているものにおいて、制御弁は、４ポート方向制御弁（つまり制御弁は４つの接続部を有している）であり、２つの接続部がポンプの吸込側とそれぞれ接続されていて、２つの接続部がリザーバとそれぞれ接続されている。接続とは、ここでは直接的つまり非間接的な接続とも、別の液圧素子、たとえばフィルタ、冷却器などを介在した接続とも解される。以下に作動液は単に油とも記載する。制御弁は、有利には電磁式に作動させられ、特に有利には比例磁石によって作動させられる。有利には、制御弁は、４ポート３位置方向制御弁であり、つまり４つの接続部と３つの弁位置とを有している。制御弁は、電磁作動式の弁であり、規定の異なる少なくとも３つの位置を占めることができる。最低通流量を提供するための位置（無通電時にも当てはまる）、吸込通路を完全に閉鎖するための位置および最大冷却油搬送量のための最大通電時の位置である。

制御弁は、第１の弁位置を有しており、第１の弁位置では、ポンプの吸込側と接続された接続部が、リザーバと接続された接続部と接続されている。第１の弁位置でポンプの吸込側と接続された接続部に、有利には第１の絞りが配置されている。

有利には、制御弁は、第２の弁位置を有しており、第２の弁位置では、全ての接続部が遮断されている。有利には、制御弁は、第３の弁位置を有しており、第３の弁位置では、ポンプの吸込側と接続された接続部が、リザーバと接続された接続部と接続されている。第３の弁位置は、有利には比例弁として、無段階で調節することができる。有利には、第３の弁位置でポンプの吸込側と接続された両接続部に、絞りがそれぞれ配置されている。第１の弁位置において通流される絞りによって、最小体積流量、つまり第１の弁位置における体積流量を設定することができる。このために絞りは、圧力損失に関して適切に設定することができる。第２の絞りによって、最大体積流量、つまり第３の弁位置における体積流量を調節することができる。このためにこの弁位置で追加的に通流される絞りは、圧力損失に関して適切に設定することができる。

吸込側の絞りを備えた制御弁の利点によれば、ポンプは、制御弁が流入流れを中断する場合に僅かなエネルギしか消費しない。慣用の構成では、僅かな冷却油所要量でも、ある程度の圧力レベルにある全体体積流量が搬送される。吸込側の絞りでは、消費量と同量の油に圧力が及ぼされる。

弁は電磁式に操作されるので、弁ピストンのために提供される距離は比較的短い。しかしながら搬送される最大通流量は、極めて高くなっている。制御弁がポンプの吸込路（吸込側）に設けられているので、比較的大きな油通流量を生じさせる恐れのある高い圧力差は存在しない。本発明では、弁の流入通路は、２つの通路に分けられる。したがって制御縁部ごとに、最大通流量を利用することができ、つまり全体としてほぼ２倍の油を搬送することができる。さらに各流入通路に、特別に設計された開口を絞りとして組み込んでもよい。一方の通路または両方の通路が開放されるかに応じて、規定の油量を搬送することができる。

上記課題は、請求項１から１０までのいずれか１項記載の液圧系に用いるための制御弁によっても解決される。

以下に、図面につき本発明の実施の形態を詳しく説明する。

湿式クラッチに油供給するための、本発明による液圧系の第１形態を示す概略図である。 第１の弁位置で本発明による制御弁を示す断面図である。 第２の弁位置で本発明による制御弁を示す断面図である。 第３の弁位置で本発明による制御弁を示す断面図である。

図１には、本発明による液圧系の１形態の液圧回路を示した。弁の図面は、ＤＩＮ ＩＳＯ１２１９で慣用の図示方式に従っており、弁などは矩形で、個々の弁位置は正方形で示しており、接続部もしくは液圧管路は弁から延びる線で、接続部の相互接続は個々の弁位置の中で矢印で示しており、遮断された接続部は、「Ｔ」で示しており、絞りは、液圧管路の傍に置かれた２本のカーブによって示した。液圧系１は、電動式のポンプ２を備えており、ポンプ２は、油冷却機３を介して、作動液（作動油とも呼ばれ、以下に略して油とも記載する）を湿式クラッチ（消費器）５の油入口４に搬送し、湿式クラッチ５は、油出口６を介して、冷却目的および潤滑目的で用いられる油をリザーバ７に搬送し戻す。ポンプ２は、吐出側８で油冷却機３と接続されていて、かつ吸込側９で制御弁１０と接続されており、制御弁１０は、油フィルタ１３を介してリザーバ７と接続されている。制御弁１０は、４つの接続部を備え、かつ３つの弁位置を有しており、したがって４ポート３位置方向制御弁である。制御弁１０は、アクチュエータとしての比例磁石１１によって作動させられ、かつばね１２によって１弁位置、ここでは第１の弁位置Ａに押圧される。

制御弁１０は、３つの弁位置を有しており、弁位置は、ここではＡ，Ｂ，Ｃで示した。制御弁１０は、４つの接続部を備えており、各接続部Ｉ，ＩＩＩは、ポンプ８の吸込側９と接続されており、各接続部ＩＩ，ＩＶは、油フィルタ１３を介してリザーバ７と接続されている。接続部ＩＩに、第１の絞り２３が配置されており、接続部ＩＶに、第２の絞り２４が配置されている。

弁位置Ａでは、接続部ＩＩは第１の絞り２３を介して接続部Ｉと接続されており、全ての体積流量が第１の絞り２３を介して流れる。接続部ＩＩＩ，ＩＶは遮断されている。中央位置Ｂでは、全ての接続部Ｉ〜ＩＶは遮断されている。弁位置Ｃでは、接続部ＩＩは、接続部Ｉと接続されており、接続部ＩＶは、接続部ＩＩＩと接続されている。弁位置Ｃでは、全ての体積流量が絞り２３，２４を介して平行に流れる。弁位置Ａ，Ｂは、制御弁１０の切換位置であり、弁位置Ｃは、比例位置であり、つまり任意の多くの中間位置を有している。制御弁１０の弁位置Ｃにおける比例弁の特性は、弁位置Ｃを通る矢印によって図示した。制御弁１０は、ばね１２によって弁位置Ａに押圧され、つまり比例磁石１１の非通電状態では、制御弁１０は、弁位置Ａに位置する。比例磁石１１の通電によって、制御弁１０の弁ピストン１０は、ばね１２の力に抗して弁位置ＢもしくはＣに押圧される。弁位置Ａでは、制御弁１０を通る一定の最小通流が行われ、通流量は、第１の絞り２３の絞り作用によって規定される。弁位置Ｂでは、制御弁１０を通ってポンプ２に向かって作動液が流れず、弁位置Ｃでは、弁位置Ｂに対応するゼロの最小値と絞り２３，２４によって特定される最大値との間の通流が制御される。

図２〜図４には、本発明による１形態を様々な弁位置で示した。先ず図２につき、制御弁１０の基本構造を説明する。

図２には、比例磁石１１のフランジ結合された本発明による制御弁１０を断面図で示した。比例磁石１１は、弁ピストン１４を作動させ、弁ピストン１４は、弁ハウジング１６の孔１５内で摺動可能に配置されている。孔１５も弁ピストン１４も概ね回転対称である。弁ピストン１４は、比例磁石１１とは反対側で、弁ピストン１４の残りの直径よりも極めて小さな直径を有する円筒領域１７を備えている。円筒領域１７は、ばね１８を支持しており、ばね１８は、弁ピストン１４を比例磁石１１に向かって押圧する。比例磁石１１は、磁石の通電によって力負荷される可動の構成部材を備えており、可動の構成部材は、弁ピストン１４を、通電時にばね１８に向かって押圧する。図２には、比例磁石１１の非通電状態で弁ピストン１４の位置を示しており、比例磁石１１の通電時に、弁ピストン１４は矢印１９に向かって押圧される。ばね１８の力は、矢印１９の方向とは逆向きに作用する。弁ハウジング１６に、溝２０．Ｉ，２０．ＩＩ，２０．ＩＩＩ，２０．ＩＶが形成されている。溝２０．Ｉ，２０．ＩＩ，２０．ＩＩＩ，２０．ＩＶは、流入通路２１．Ｉ，２１．ＩＩ，２１．ＩＩＩ，２１．ＩＶとそれぞれ接続されている。記号Ｉ〜ＩＶは、図１に示した接続部Ｉ〜ＩＶを表している。溝２０．Ｉは、流入通路２１．Ｉと協働して、接続部Ｉを成している。溝２０．ＩＩは、流入通路２１．ＩＩと協働して、接続部ＩＩを成している。溝２０．ＩＩＩは、流入通路２１．ＩＩＩと協働して、接続部ＩＩＩを成している。溝２０．ＩＶは、流入通路２１．ＩＶと協働して、接続部ＩＶを成している。接続部Ｉ，ＩＩＩは、共通のポンプ吸込側の接続部２２に通じており、接続部２２は、ポンプ２の吸込側と接続されている。接続部ＩＩは、第１の絞り２３を備えており、接続部ＩＶは、第２の絞り２４を備えている。接続部ＩＩ，ＩＶは、リザーバ側の接続部２５にまとめられている。接続部２５は、油フィルタ１３と接続されており、油フィルタ１３は、リザーバ７と接続されている。弁ピストン１４は、第１のピストン溝２６ならびに第２のピストン溝２７を備えており、両ピストン溝２６，２７は、それぞれリング状の溝である。図２に示した弁位置Ａでは、第２のピストン溝２７は、リング溝２０．ＩＩとリング溝２０．ＩＩＩとを接続し、ひいては流入通路２１．ＩＩと流入通路２１．ＩＩＩとを接続するので、接続部ＩＩと接続部Ｉとの接続が形成される。接続部Ｉ，ＩＶは、図２に示した弁位置Ａでは遮断されている。

図３には、図１の弁位置Ｂを示した。リング溝２０．Ｉ，２０．ＩＩ，２０．ＩＩＩ，２０．ＩＶは、第１のピストン溝２６もしくは第２のピストン溝２７を介して相互接続されていないので、接続部Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶは、遮断されている。

図４には、図１の弁位置Ｃを示した。第１のピストン溝２６は、リング溝２０．Ｉとリグ溝２０．ＩＩとを接続し、ひいては流入通路２１．Ｉと２１．ＩＩとを接続しており、第２のピストン溝２７は、リング溝２０．ＩＩＩとリング溝２０．ＩＶとを接続し、流入通路２１．ＩＩＩと流入通路２１．ＩＶとを接続している。各ピストン溝２０，２７と各リング溝２０．Ｉ，２０．ＩＩ，２０．ＩＩＩ，２０．ＩＶとの間に形成された通流横断面は、体積流量をできるだけ僅かしか絞らないように設計されている。

１ 液圧系、 ２ ポンプ、 ３ 油冷却機、 ４ 油入口、 ５ 湿式クラッチ、 ６ 油出口、 ７ リザーバ、 ８ 吐出側、 ９ 吸込側、 １０ 制御弁、 １１ 比例磁石、 １２ ばね、 １３ 油フィルタ、 １４ 弁ピストン、 １５ 孔、 １６ 弁ハウジング、 １７ 円筒領域、 １８ ばね、 １９ 矢印、 ２０．Ｉ 溝、２０．ＩＩ 溝、 ２０．ＩＩＩ 溝、 ２０．ＩＶ 溝、 ２１．Ｉ 孔、 ２１．ＩＩ 孔、 ２１．ＩＩＩ 孔、 ２１．ＩＶ 孔、 ２２ ポンプ吸込側の接続部、 ２３ 第１の絞り、 ２４ 第２の絞り、 ２５ リザーバ側の接続部、 ２６ 第１のピストン溝、 ２７ 第２のピストン溝、 ２８ 制御縁部、 ２９ 溝縁部、 Ｉ 制御弁１０の接続部、 ＩＩ 制御弁１０の接続部、 ＩＩＩ 制御弁１０の接続部、 ＩＶ制御弁１０の接続部、 Ａ 制御弁の弁位置、 Ｂ 制御弁の弁位置、 Ｃ 制御弁の弁位置

Claims (11)

1. 消費器（５）に作動液を供給するための液圧系（１）であって、
   ポンプ（２）が設けられており、該ポンプ（２）は、作動液をリザーバ（７）から制御弁（１０）を介して前記消費器（５）に搬送するようになっている形式のものにおいて、
   前記制御弁（１０）は、４ポート方向制御弁であり、２つの接続部（Ｉ，ＩＩＩ）が前記ポンプ（２）の吸込側（９）とそれぞれ接続されていて、２つの接続部（ＩＩ，ＩＶ）が前記リザーバ（７）とそれぞれ接続されていることを特徴とする、消費器（５）に作動液を供給するための液圧系。
2. 前記制御弁（１０）は、電気機械式に作動させられるようになっている、請求項１記載の液圧系。
3. 前記制御弁（１０）は、比例磁石（１１）によって電気機械式に作動させられるようになっている、請求項２記載の液圧系。
4. 前記制御弁（１０）は、４ポート３位置方向制御弁である、請求項１から３までのいずれか１項記載の液圧系。
5. 前記制御弁（１０）は、第１の弁位置（Ａ）を有しており、第１の弁位置（Ａ）では、前記ポンプ（２）の前記吸込側（９）と接続された接続部（Ｉ）が、前記リザーバ（７）と接続された接続部（ＩＩ）と接続されている、請求項４記載の液圧系。
6. 第１の弁位置（Ａ）で前記ポンプ（２）の前記吸込側（９）と接続された接続部（Ｉ）に、第１の絞り（２３）が配置されている、請求項５記載の液圧系。
7. 前記制御弁（１０）は、第２の弁位置（Ｂ）を有しており、第２の弁位置（Ｂ）では、全ての接続部（Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ）が遮断されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の液圧系。
8. 前記制御弁（１０）は、第３の弁位置（Ｃ）を有しており、第３の弁位置（Ｃ）では、前記ポンプ（２）の前記吸込側（９）と接続された接続部（Ｉ，ＩＩＩ）が、前記リザーバ（７）と接続された接続部（ＩＩ，ＩＶ）と接続されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の液圧系。
9. 第３の弁位置（Ｃ）は、比例弁として、無段階で調節することができる、請求項８記載の液圧系。
10. 第３の弁位置（Ｃ）で前記ポンプ（２）の前記吸込側（９）と接続された両接続部（Ｉ，ＩＩＩ）に、絞り（２３、２４）がそれぞれ配置されている、請求項１または２記載の液圧系。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項記載の液圧系（１）に用いるための制御弁（１０）。

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