JP5757910B2 - オイルフィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧回路に介装されオイル内に含まれる小金属片，摩耗粉等の混入物（コンタミネーション、以下、コンタミという）をオイルから分離するオイルフィルタ装置に関するものであり、特に、車両用自動変速機の油圧制御回路に好適なオイルフィルタ装置に関するものである。

変速機の油圧回路内を循環するオイルには、コンタミやエアの混入が避けられない。オイル中にコンタミが混入すると、油圧回路内のバルブの動きにいわゆる「渋り」と称される作動不良が生じる場合があるため、これを回避したい。オイル中にエアが混入すると、調圧のばらつきが生じて、油振（油圧振動）の原因にもなる。そこで、オイル中に混入したコンタミやエアを除去して、これらの混入率を低下させることが要求されている。

通常、オイルに混入したコンタミを除去するには、いわゆる「ストレーナ」と呼ばれる網状のフィルタを用いるのが一般的であり、オイルポンプがオイルタンクからオイルを吸引する油路にストレーナが介装される場合がある（例えば、特許文献１）。
また、不織布、濾紙等を用いたフィルタエレメントによって変速機に用いるオイルに混入したコンタミを濾過して除去する技術もある（例えば、特許文献２）。

特開２００１−２２１３２５号公報 特開２００６−１１８６４３号公報

しかしながら、上記のストレーナタイプのフィルタやフィルタエレメントを用いる技術は、オイルポンプの上流に設けられるもので、油圧回路内でオイルポンプから吐出されたオイルからコンタミ等を直接除去するものではない。したがって、オイルポンプ内やその直上流で混入したコンタミ等を除去することはできない。
また、自動変速機の場合、油圧回路には、様々なバルブを組み込んだバルブボディを有するコントロールバルブユニットが装備されるが、バルブボディ内等に、オイルに混入したコンタミやエアを除去するフィルタを直接装備すれば、各バルブに供給する直前でオイルに混入したコンタミやエアを除去することができ、確実にオイル管理ができ、また、フィルタをコンパクトに付設することができる。

しかし、上記のストレーナタイプを用いる技術では、小さなコンタミを除去するためには、網の目の大きさ（メッシュサイズ）を小さく（細かく）することが必要であり、メッシュサイズを小さくすると、流路抵抗の増大を招き圧力損失が大きくなるので、これにも限度がある。したがって、ストレーナタイプのフィルタは、初期混入の加工残留バリのような比較的大きなコンタミの除去のためには有効であるが、比較的小さなコンタミの除去には適さない。

また、上記の濾紙等のフィルタエレメントを用いる技術では、小さなコンタミを除去することはできるが、流路抵抗の増大を招き圧力損失が大きくなるため、オイルポンプの下流に設けることは困難である。また、このタイプのフィルタは、小型化には適さず、油圧回路内への組み込みは困難であり、バルブボディへの組み込みは極めて困難である。しかも、小型化するほど、エレメント交換を頻繁に実施することが必要になり、実用上の課題も多い。

特に、近年、変速機の油圧回路内からのオイルのリーク低減のために、油圧回路各部のクリアランスが縮小される傾向にあり、オイルのリークに伴う比較的小さなコンタミの排出も少なく、また、ソレノイドバルブのソレノイドも小型化傾向にあり、この場合、推力を大きくできないため、オイル内に残留する比較的小さなコンタミに起因して、ソレノイドバルブに渋りが発生することが懸念され、オイルに混入した小さなコンタミの除去が要求されている。

また、無段変速機（ＣＶＴ）の場合、構造上オイル中にエアが混入しやすく、オイル中のエアの混入率が高まると、調圧がばらついて、油振（油圧振動）の原因になることが懸念され、無段変速機の場合、オイルに混入したエアの除去が要求される。
本発明は、かかる課題に鑑みて創案されたもので、オイル内に混入した小さなコンタミを変速機の油圧回路内で除去できるようにした、オイルフィルタ装置を提供すること、また、バルブボディへの組み込みが可能なオイルフィルタ装置を提供すること、さらには、オイル内に混入したエアを変速機の油圧回路内で除去できるようにした、オイルフィルタ装置を提供することを目的とする。

（１）上記の目的を達成するために、本発明のオイルフィルタ装置は、油圧回路に介装され、円筒状油路と、前記円筒状油路の一端の側面に設けられ前記円筒状油路に螺旋状にオイルを進入させる入口と、前記円筒状油路の中間部若しくはそれよりも他端側の外周部に設けられ前記円筒状油路内の螺旋流によって外周側に遠心分離された質量がオイルよりも大きい混入物を排出する混入物出口と、前記円筒状油路の他端の内周部に連通して設けられ前記円筒状油路内の螺旋流によって前記混入物を遠心分離されたオイルを排出するオイル出口と、を備え、前記円筒状油路は、前記一端から前記他端に行くに従って流路面積が縮小されていると共に、内部に円柱状空間を有するケースと、前記円柱状空間内に軸方向に可動に内装され、前記一端から前記他端に行くに従って縮径するテーパ状の内周面を有する外筒部材と、前記ケースに固定されると共に前記外筒部材の内方に間隙を存して同軸的に挿入され、前記外筒部材の前記内周面に対向し前記一端から前記他端に行くに従って前記内周面に接近する円筒形状の外周面を有する内筒部材と、前記外筒部材を前記一端へ向けて付勢する弾性部材と、を備え、前記円筒状油路は、前記外筒部材の前記内周面と前記内筒部材の前記外周面とにより区画されて形成されていることを特徴としている。

（２）さらに、前記内筒部材の前記一端側に形成された第１端壁部と、前記外筒部材の前記他端側に形成された第２端壁部と、前記第１端壁部と前記外筒部材の前記一端側の先端部との間に形成された第１空間と、前記第２端壁部と前記内筒部材の前記他端側の先端部との間に形成された第２空間と、前記ケースの前記第１空間に面する側壁に、前記円筒状油路の周方向にオイルが流れ込むように配向（流入方向が設定）されて形成された第１開口と、前記外筒部材の軸方向中間部に、前記外筒部材の内外を連通するように形成された貫通穴と、前記貫通穴に連通するように前記ケースの側壁に形成された第２開口と、前記内筒部材の内側に前記他端側から前記一端側に延びるように形成されたオイル流路と、前記ケースの側壁に前記オイル流路と連通するように形成された第３開口と、を備え、前記入口は前記第１開口により構成され、前記混入物出口は、前記貫通穴及び前記第２開口により構成され、前記オイル出口は、前記第３開口により構成されていることが好ましい。

（３）さらに、前記外筒部材の前記第２端壁部に前記一端側に延びるように突設され、前記オイル流路の内部に配設された管状部と、前記内筒部材の内周面と前記管状部の外周面とにより区画されて形成されて、前記円筒状油路内のオイルの螺旋流が螺旋状を保ちながら前記他端側から前記一端側に流通する第２円筒状油路と、前記円筒状油路内及び前記第２円筒状油路内の螺旋流によって内周側に遠心分離されたエアを排出するエア出口と、前記混入物及び前記エアを遠心分離されたオイルを排出する前記オイル出口と、を備えていることが好ましい。

（４）さらに、前記内筒部材の内周面は、前記他端から前記一端に行くに従って縮径するテーパ状に形成され、前記第２円筒状油路は、前記他端から前記一端に行くに従って流路面積が縮小されていることが好ましい。
（５）また、車両用自動変速機の油圧回路に介装されたバルブユニットに内装され、前記入口にはライン圧の油路が接続され、前記オイル出口には前記バルブユニットに装備されたソレノイドバルブの元圧の油路が接続され、前記混入物出口には前記バルブユニットに装備されたスプールバルブの油路が接続されていることが好ましい。

（１）本発明のオイルフィルタ装置によれば、円筒状油路の一端の側面に設けられた入口から、円筒状油路内に進入したオイルは、円筒状油路内で螺旋状に流れるため、オイルにオイルよりも重いコンタミ等の混入物が含まれていると、混入物は、螺旋流によって外周側に遠心分離されて、一部のオイルと共に混入物出口から排出される。一方、混入物を遠心分離されたオイルはオイル出口から排出される。これにより、ストレーナタイプのメッシュフィルタや濾紙等を用いたフィルタエレメントのように、大きな圧力損失を招くことなく、比較的小さな混入物までもオイルから分離することができる。また、円筒状油路と、オイルをこの円筒状油路に旋回成分を与えて進入させるという簡素な構造なので、小型化も容易であり、バルブボディ内に組み込むことも可能である。

また、円筒状油路の流路面積が、その一端から他端に行くに従って縮小されているので、オイルの旋回流が下流に進むにしたがって速度を増すことになり、遠心分離作用を強めることができる。
さらに、円柱状空間を有するケース内に軸方向に可動に内装され、一端から他端に行くに従って縮径するテーパ状の内周面を有する外筒部材と、ケースに固定されると共に外筒部材の内方に間隙を存して同軸的に挿入され、外筒部材の内周面に対向し一端から他端に行くに従って接近する円筒形状の外周面を有する内筒部材と、外筒部材を一端へ向けて付勢する弾性部材と、を備え、円筒状油路を、外筒部材の内周面と内筒部材の外周面とにより区画形成しているので、入口から進入するオイルの量が増大すれば、円筒状油路内の油圧が上昇して、弾性部材の付勢力に抗して外筒部材を他端側に移動させる。これにより、一端から他端に行くに従って縮径するテーパ付き円筒形状に形成された外筒部材の内周面は、内筒部材の外周面と距離を拡大しながら油圧の上昇が抑えられる。

この結果、外筒部材は、円筒状油路内の油圧による外筒部材を他端側に移動させる力が弾性部材の付勢力とバランスする可動方向位置となり、流入するオイルの量に応じた流路面積が確保されるので、円筒状油路内に送り込まれるオイルの量が少なければ、円筒状油路の流路面積が縮小しオイルの旋回流の流速を確保して遠心分離作用を得ることができ、円筒状油路内に送り込まれるオイルの量が多ければ、相応分だけ円筒状油路の流路面積が拡大し、円筒状油路内でのオイルの旋回流の流速を確保し遠心分離作用を得るようにしながら、大きな圧力損失の発生を回避することができる。

（２）内筒部材の一端側に形成された第１端壁部と外筒部材の一端側の先端部との間に形成された第１空間に面するケースの側壁に第１開口を形成し、第１開口により入口を構成すれば、オイルはケースの第１開口からまず第１空間に進入するが、第１開口は円筒状油路の周方向にオイルが流れ込むように配向されているので、オイルは螺旋流となって円筒状油路内を進む。

第２端壁部と内筒部材の他端側の先端部との間に第２空間を形成し、外筒部材の軸方向中間部に貫通穴を形成し、この貫通穴に連通するようにケースの側壁に第２開口を形成し、貫通穴及び第２開口により混入物出口を形成すると、円筒状油路内を進んだ旋回流の外周側では、オイルの一部が貫通穴及び第２開口からなる混入物出口から排出される。円筒状油路内を進む旋回流はオイル内の混入物を外周側に遠心分離するので、遠心分離された混入物は一部のオイルと共に混入物出口から排出される。

また、内筒部材の内側に他端側から一端側に延びるようにオイル流路を形成し、ケースの側面にオイル流路と連通するように第３開口を形成し、オイル流路及び第３開口によりオイル出口を構成すれば、遠心分離により混入物が除去されたオイルは、オイル流路及び第３開口からなるオイル出口から排出される。
このようにして、ケースの第１開口から内部の円筒状油路内に進んだオイルは、遠心分離され、混入物は一部のオイルと共にケースの第２開口から排出され、混入物を除去されたオイルはケースの第３開口から排出されるので、例えば、第１〜３開口をケースの一側に並べて配置することで、本装置をバルブボディに容易に組み込むことが可能になる。

（３）外筒部材の第２端壁部に前記一端側に延びるように突設した管状部をオイル流路の内部に配設し、内筒部材の内周面と管状部の外周面とにより他端側から一端側に流通する第２円筒状油路を区画形成し、円筒状油路内及び第２円筒状油路内の螺旋流によって内周側に遠心分離されたエアを排出するエア出口を設け、オイル出口から混入物及びエアを遠心分離されたオイルを排出すれば、内周側に遠心分離されたエアは一部のオイルと共にエア出口から排出され、オイルに混入したエアを除去することができる。

（４）内筒部材の内周面が、他端から一端に行くに従って縮径するテーパ状に形成され、第２円筒状油路が、他端から一端に行くに従って流路面積が縮小されていれば、第２円筒状油路内においてもオイルの旋回流が下流に進むにしたがって速度を増すことになり、遠心分離作用を強めることができる。
（５）車両用自動変速機の油圧回路に介装されたバルブユニットに内装すれば、本装置をコンパクトに組み付けることができ、入口にはライン圧の油路を接続すれば、高圧のライン圧を利用して遠心分離作用を得ることができる。また、オイル出口にはバルブユニットに装備されたソレノイドバルブの元圧の油路を接続すれば、遠心分離により比較的小さな混入物（或いは混入物及びエア）が除去されたオイルがソレノイドバルブの元圧の油路に導入されるので、ソレノイドバルブに渋りが発生するおそれが解消される。また、混入物出口にはバルブユニットに装備されたスプールバルブの油路を接続すれば、スプールバルブは混入物の影響の少ないので、バルブの不具合を招くことなく、オイルを有効に利用することができる。

本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置を示す要部横断面図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置におけるオイルの流れを説明する図であり、（ａ）は円筒状油路（第１円筒状油路）の斜視図であり、（ｂ）は第２円筒状油路の斜視図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置による遠心分離作用を説明する図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置に供給されるオイルの油圧が低圧の状態を説明する図であり、（ａ）はオイルフィルタ装置の縦断面図、（ｂ）はオイルフィルタ装置の要部縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置に供給されるオイルの油圧が低圧から高圧に変化する過渡状態を説明する図であり、（ａ）はオイルフィルタ装置の縦断面図、（ｂ）はオイルフィルタ装置の要部縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置に供給されるオイルの油圧が高圧の状態を説明する図であり、（ａ）はオイルフィルタ装置の縦断面図、（ｂ）はオイルフィルタ装置の要部縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置における各部のオイル圧力の状態を説明する図であり、（ａ）は図５に示すオイルの油圧が低圧の状態に対応し、（ｂ）は図６に示すオイルの油圧が低圧から高圧に変化する過渡状態に対応し、（ｃ）は図７に示すオイルの油圧が高圧の状態に対応する。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
なお、本実施形態では、オイルフィルタ装置が、自動変速機のコントロールバルブユニットに装備されたバルブボディに組み込まれているものを例示するが、本発明にかかるオイルフィルタ装置は、変速機のみならず油圧回路であれば有効であり、これに限定されるものではない。

〔装置構成〕
まず、本オイルフィルタ装置の構成を説明する。
図１に示すように、バルブボディ本体（アッパボディ）１の一部には、円柱状空間１０ａを内部に備えたケース部（ケース）１０が形成されており、このケース部１０の円柱状空間１０ａ内には、外筒部材２０が軸方向に可動に装備され、内筒部材３０が軸方向に固定されて装備され、外筒部材２０と内筒部材３０との間に一端（図中、左端）から他端（図中、右端）にオイルが流通する円筒状油路（第１円筒状油路）５２が形成されている。

また、バルブボディ本体１の底面（図中、下面）には、セパレートプレート３を挟んで、バルブボディカバー（ロアボディ）２が結合している。
バルブボディカバー２が結合するケース部１０の底面（図中、下面）を構成する側壁及びセパレートプレート３には、第１開口１１，第２開口１２，第３開口１３，第４開口１４が形成されている。バルブボディカバー２には、これらの第１開口１１，第２開口１２，第３開口１３，第４開口１４と対応して、第１油路４１，第２油路４２，第３油路４３，第４油路４４が区画形成されている。

外筒部材２０は、その基端の端壁部（第２端壁部）２１と円柱状空間１０ａの端壁部１０ｃとの間に介装されたバネ（弾性部材）５によって、その先端側（円筒状油路５２の一端側）に向けて付勢されている。なお、ここでは、バネ５としてコイルスプリングを例示するが、バネ（弾性部材）の種類はこれに限定されない。
また、内筒部材３０は、その基端の端壁部（第１端壁部）３１の鍔状の外周部３１ｂを、円柱状空間１０ａの端部（円筒状油路５２の一端側）に形成された段部１０ｄに当接した状態で、スナップリング８によって係止されている。

円柱状空間１０ａは、バルブボディ本体１の一端（図中、左端）に開口しており、この開口からバネ５，外筒部材２０及び内筒部材３０が円柱状空間１０ａの内部に挿入された後、蓋部材４によってかかる開口が閉塞されるが、ここでは、蓋部材４と内筒部材３０の端壁部３１との間にバネ６を圧縮状態で介装し、バルブボディ本体１，セパレートプレート３及びバルブボディカバー２に形成されたスリット７ａに抜け止めプレート７を挿入することにより、バネ６の弾性反力を利用して蓋部材４を固定している。

外筒部材２０は、外筒本体２２の基端に端壁部２１が形成されて構成され、外筒本体２２は、円柱状空間１０ａを区画形成する円筒状内壁面１０ｂに摺接する円筒状外周面２２ａと、先端（円筒状油路５２の一端側）から基端（円筒状油路５２の他端側）に行くに従って縮径するテーパ付き円筒形状の内周面（テーパ状内周面）２２ｂを有している。また、外筒部材２０の軸心部分（外筒本体２２の内部）には、管状部２５が端壁部２１から突設されている。管状部２５には、円筒状外周面２５ａと円筒状内周面２５ｂとが備えられる。なお、円筒状内壁面１０ｂ，円筒状外周面２２ａ，円筒状外周面２５ａ，及び円筒状内周面２５ｂは、いずれも真円筒状である。

内筒部材３０は、端壁部３１から内筒本体３２が突設されて構成され、内筒本体３２は、外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂと離隔して対向する円筒状（真円筒状）の外周面３２ａと、先端（円筒状油路５２の他端側）から基端（円筒状油路の一端側）に行くに従って縮径するテーパ付き円筒形状の内周面（テーパ状内周面）３２ｂを有している。外筒部材２０の管状部２５は、内筒部材３０の軸心に同軸に配置されている。

外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂと内筒本体３２の外周面３２ａとの間に、円筒状油路５２が形成されている。
また、内筒本体３２のテーパ状内周面３２ｂと管状部２５の外周面２５ａとの間には、第２円筒状油路５４が形成されている。
外筒部材２０の外筒本体２２の先端部２３と内筒部材３０の端壁部３１の内壁面３１ａとの間は一定以上離隔しており、端壁部３１と外筒部材２０の先端部２３との間には、空間（第１空間）５１が形成されている。空間５１は外筒部材２０の軸方向移動に応じて軸方向に拡縮する。第１油路４１及び第１開口１１はこの空間（第１空間）５１に臨んでおり、第１油路４１内のオイルは、第１開口１１から空間５１内に進入可能になっている。これらの第１開口１１及び空間５１により、オイルを円筒状油路５２に進入させる入口が構成される。

内筒部材３０の内筒本体３２の先端部３３と外筒部材２０の端壁部２１の内壁面２１ａとの間も一定以上離隔しており、端壁部２１と内筒部材３０の先端部３３との間にも、空間（第２空間）５３が形成されている。空間５３も外筒部材２０の軸方向移動に応じて軸方向に拡縮する。
外筒部材２０の外筒本体２２の端壁部２１の近くで第２開口１２及び第２油路４２に対応する箇所の外周には、第２開口１２に連通する溝部２４ａが形成され、外筒部材２０の外筒本体２２の中間部には、外筒本体２２の内外を貫通するように溝部２４ａと連通する貫通穴２４が形成されている。また、円柱状空間１０ａには溝部２４ａと第２開口１２とを連通する環状溝１０ｅが形成される。したがって、空間５３内のオイルの一部は、貫通穴２４から溝部２４ａ，環状溝１０ｅ及び第２開口１２を通じて第２油路４２に排出可能になっている。

管状部２５の先端部２６は外筒部材２０の先端部２３と一致した軸方向位置に構成され、内筒部材３０の端壁部３１の中空部内において、内筒部材３０の端壁部３１の外壁面３１ｂから一定以上離隔しており、空間（第３空間）５５が形成されている。空間５５も外筒部材２０の軸方向移動に応じて軸方向に拡縮する。
また、空間５５は、内筒部材３０と蓋部材４との間でバネ６を収容する空間５６、及び、管状部２５の内部空間（円筒状内周面２５ｂ内の空間）５７と連通している。さらに、管状部２５の内部空間５７は、外筒部材２０の端壁部２１と円柱状空間１０ａの端壁部１０ｃとの間でバネ５を収容する空間５８と連通している。

そして、第３開口１３及び第３油路４３は空間５６に臨んでおり、空間５５内のオイルの一部は、空間５６，第３開口１３を通じて第３油路４３に排出可能になっている。
さらに、第４開口１４及び第４油路４４は空間５８に臨んでおり、空間５５内のオイルの一部は、管状部２５の内部空間５７，空間５８，第４開口１４を通じて第４油路４４に排出可能になっている。

ところで、第１油路４１と空間５１との間に設けられる第１開口１１は、図２に示すように、円筒状油路５２の軸心線、即ち、外筒部材２０及び内筒部材３０の軸心線に対して偏心した方向、特に、空間５１及び円筒状油路５２の周方向にオイルが流れ込むように配向されて形成されている。したがって、空間５１内に進入したオイルは、図３に示すように、円筒状油路５２内を螺旋状に一端から他端に進む。

このとき、円筒状油路５２の外周を区画する外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂによって、円筒状油路５２の一端の空間５１から、円筒状油路５２の中間部若しくはそれよりも他端側の空間５３に向けて流路断面積が次第に縮小するので、オイルの螺旋流ＳＦ１は次第に加速するようになっている。
この螺旋流の旋回成分によって、オイル内に混入しているオイルよりも重いコンタミ等の混入物（以下、コンタミという）はオイルの螺旋流ＳＦ１の外周側に遠心分離されるので、コンタミは、貫通穴２４から溝部２４ａ，環状溝１０ｅ及び第２開口１２を通じて第２油路４２に一部のオイルと共に排出されるようになっている。これらの空間５３，貫通穴２４，溝部２４ａ，環状溝１０ｅ及び第２開口１２により、コンタミを含んだオイルを排出するコンタミ出口（混入物出口）が構成される。

そして、この加速したオイルの螺旋流ＳＦ１の残部は空間５３から第２円筒状油路５４に進入するが、円筒状油路５２内で加速されることもあり、第２円筒状油路５４に進入するオイルは、旋回成分を有しており、図３（ｂ）に示すように、螺旋状に第２円筒状油路５４内を進む。
このときも、第２円筒状油路５４の外周を区画する内筒本体３２のテーパ状内周面３２ｂによって、第２円筒状油路５４の一端の空間５３から他端の空間５５に向けて流路断面積が次第に縮小するので、オイルの螺旋流ＳＦ２は次第に加速するようになっている。

この螺旋流ＳＦ２の旋回成分によって、オイル内に混入しているオイルよりも軽いエアは、図４に示すように、オイルの螺旋流ＳＦ２の内周側に遠心分離されるので、エアは、空間５５の内周側に連通する管状部２５の内部空間５７から空間５８，第４開口１４を通じて第４油路４４に一部のオイルと共に排出されるようになっている。これらの空間５７，空間５８，第４開口１４により、エアを含んだオイルを排出するエア出口が構成される。

そして、コンタミ及びエアの多くを除去されたオイルは、空間５５から空間５６，第３開口１３を通じて第３油路４３に排出されるようになっている。これらの空間５６，第３開口１３により、コンタミ及びエアを遠心分離により除去されたオイルを排出するオイル出口が構成される。
なお、第１油路４１は図示しないオイルポンプで加圧され調圧されたライン圧のオイルを供給する油路に接続され、第２油路４２はオイル内のコンタミ及びエアの混入にあまり影響されないスプール系のバルブへオイルを供給する油路に接続され、第３油路４３はオイル内のコンタミの混入影響の大きいソレノイドバルブへオイルを供給する油路に接続され、第４油路４４はエアと余剰オイルを排出するエア＆ドレン回路や潤滑用油路に接続されている。

〔作用及び効果〕
本発明の一実施形態にかかるオイルフィルタ装置は、上述のように構成されるので以下のような作用及び効果が得られる。
まず、オイルポンプで加圧され調圧されたライン圧のオイルが第１油路４１に導入されると、第１開口１１から空間５１内に進入する。第１開口１１からのオイルは、空間５１及び円筒状油路５２の周方向に流れ込むので、空間５１から円筒状油路５２内に進入したオイルは、図３に示すように、円筒状油路５２内を螺旋状に一端から他端に進む。

この螺旋流の旋回成分によって、オイル内に混入しているオイルよりも重いコンタミはオイルの螺旋流ＳＦ１の外周側に遠心分離され、コンタミは、小さいものも含めて、貫通穴２４から溝部２４ａ，環状溝１０ｅ及び第２開口１２を通じて第２油路４２に一部のオイルと共に排出される。
特に、本実施形態では、円筒状油路５２の外周を区画する外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂによって、円筒状油路５２の一端の空間５１から他端の空間５３に向けて流路断面積が次第に縮小するので、オイルの螺旋流ＳＦ１は次第に加速するため、螺旋流の旋回成分による遠心分離作用をより確実に得ることができる。

そして、オイルの螺旋流ＳＦ１の残部は空間５３から第２円筒状油路５４に進入するが、第２円筒状油路５４に進入するオイルも、旋回成分を有しており、図３（ｂ）に示すように、螺旋状に第２円筒状油路５４内を進む。
この螺旋流ＳＦ２の旋回成分によって、オイル内に混入しているオイルよりも軽いエアはオイルの螺旋流ＳＦ２の内周側に遠心分離され、エアは、空間５５の内周側に連通する管状部２５の内部空間５７から空間５８，第４開口１４を通じて第４油路４４に一部のオイルと共に排出される。

このときも、第２円筒状油路５４の外周を区画する内筒本体３２のテーパ状内周面３２ｂによって、第２円筒状油路５４の一端の空間５３から他端の空間５５に向けて流路断面積が次第に縮小するので、オイルの螺旋流ＳＦ２は次第に加速するため、螺旋流の旋回成分による遠心分離作用をより確実に得ることができる。
そして、コンタミ及びエアの多くを除去されたオイルは、空間５５から空間５６，第３開口１３を通じて第３油路４３に排出される。

こうして、小さいものも含んだコンタミ及びエアの多くを除去されたオイルは、第３油路４３に接続されたソレノイドバルブへオイルを供給する油路に供給されるので、オイル内のコンタミ及びエアの混入影響の大きいソレノイドバルブには、コンタミ及びエアの多くを除去されたオイルが供給されて、ソレノイドバルブに渋りが発生する恐れを解消することができる。また、オイル中のエアの混入率が高まると、調圧がばらついて油振（油圧振動）の原因になるが、このようなおそれも回避できる。したがって、構造上オイル中にエアが混入しやすい無段変速機（ＣＶＴ）に特に有効である。

また、コンタミを含んだオイルは、第２油路４２からオイル内のコンタミの混入にあまり影響されないスプール系のバルブへ供給されるので、バルブの不具合を招くことなく、オイルを有効に利用することができる。
さらに、エアを含んだオイルは、第４油路４４からエア＆ドレン回路のほかに潤滑用油路にも送られるので、この点でもオイルを有効に利用することができる。

ところで、本実施形態にかかる装置では、外筒部材２０が可動であり、且つ、円筒状油路５２の外周を区画する外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂが下流側に向かって縮径しているので、円筒状油路５２に進入するオイルの流量が増大すると、オイルがテーパ状内周面２２ｂを通じて外筒部材２０を下流側（図１，３中、右側）に押し込むため、円筒状油路５２の流路断面積が増大すると共に円筒状油路５２のオイルの圧力が低下し、オイルの圧力とバネ５の付勢力とがバランスした状態となる。

逆に、円筒状油路５２に進入するオイルの流量が減少すると、オイルがテーパ状内周面２２ｂを下流側に押し込む力が弱まり、バネ５の付勢力によって外筒部材２０のテーパ状内周面２２ｂが上流側（図１，３中、左側）に戻され、円筒状油路５２の流路断面積が減少すると共に円筒状油路５２のオイルの圧力が上昇し、オイルの圧力とバネ５の付勢力とがバランスした状態となる。
したがって、円筒状油路５２内では、オイルは常に一定範囲の圧力状態となり、旋回流ＳＦ１の流速が過剰に低下することはなく、常に遠心分離作用を得ることができる。

第２円筒状油路５４の外周を区画する内筒本体３２のテーパ状内周面３２ｂも下流側に向かって縮径しているので、外筒部材２０が上記のように円筒状油路５２内の圧力バランスで移動すると、第２円筒状油路５４の流路断面積も変化する。つまり、円筒状油路５２に進入するオイルの流量が増大し外筒部材２０が下流側（図１，３中、右側）に押し込まれると、第２円筒状油路５４の流路断面積が増大し、逆に、円筒状油路５２に進入するオイルの流量が減少し外筒部材２０が上流側（図１，３中、左側）に戻されると、第２円筒状油路５４の流路断面積が減少する。
したがって、円筒状油路５２内及び第２円筒状油路５４内では、オイルは常に一定範囲の圧力状態となり、旋回流ＳＦ１，ＳＦ２の流速が過剰に低下することはなく、常に遠心分離作用を得ることができる。

例えば、図５〜図８は円筒状油路５２を中心に円筒状油路５２に進入するオイルの流量による動作を説明する図である。
図５は円筒状油路５２に進入するオイルの流量が比較的少ない場合を示し、外筒部材２０が円筒状油路５２の上流側に位置し、外筒部材２０とケース部１０の一端内壁との距離Ｓ１が比較的大きくなっている。円筒状油路５２の流路断面積に対応する径方向距離ｄ１１及び第２円筒状油路５４の流路断面積に対応する径方向距離ｄ２１は比較的小さい。

このときの空間５１，５３，５５，５８の各油圧のレベルをＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４で示すと、図８（ａ）に実線で示すように、空間５１内の油圧Ｐ１は円筒状油路５２内での圧力損失によって空間５３内では油圧Ｐ２に低下し、その後、空間５３内の油圧Ｐ２は第２円筒状油路５４内での圧力損失によって空間５５内では油圧Ｐ３に低下し、その後、ドレン排出されるオイルは空間５５から空間５８に進む際の管状部２５の内部空間５７等での圧力損失によって空間５８内では油圧Ｐ４に低下する。

図６は図５に示す状態から円筒状油路５２に進入するオイルの流量が増大した状態を示し、オイルの流量が増大すると、外筒部材２０が円筒状油路５２のやや下流側に移動し、外筒部材２０とケース部１０の一端内壁との距離Ｓ２は小さくなる（Ｓ１＞Ｓ２）。各部の圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が、図８（ｂ）に実線で示す状態から２点鎖線で示すように上昇する（網掛け領域参照）。このため、外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂが下流側に押し込まれ、円筒状油路５２の流路断面積に対応する径方向距離ｄ１２及び第２円筒状油路５４の流路断面積に対応する径方向距離ｄ２２が増大し始める。

図７は図６に示す状態から外筒本体２２のテーパ状内周面２２ｂが下流側に押し込まれて、オイルの圧力とバネ５の付勢力とがバランスした状態を示す。この状態では外筒部材２０が円筒状油路５２の下流側にさらに移動し、外筒部材２０とケース部１０の一端内壁との距離Ｓ３はさらに小さくなる（Ｓ２＞Ｓ３）。円筒状油路５２の流路断面積に対応する径方向距離ｄ１３及び第２円筒状油路５４の流路断面積に対応する径方向距離ｄ２３は何れも増大し、各部の圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、図８（ｃ）に実線で示す状態を経て２点鎖線で示す状態に落ち着く。

したがって、エンジン駆動のオイルポンプのように流量が大きく変化するオイルポンプに対しても、オイルポンプの広い作動域で過剰な圧力損失を招くことなく遠心分離によるフィルタ効果を得ることができる。
また、本装置は、ストレーナタイプのメッシュフィルタや濾紙等を用いたフィルタエレメントのように、大きな圧力損失を招くことがなく、比較的小さなコンタミまでもオイルから分離することができる上、円筒状油路５２と、オイルをこの円筒状油路５２に旋回成分を与えて進入させるという簡素な構造なので、小型化も容易であり、バルブボディ１内に組み込むことも容易である。

〔その他〕
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、この実施形態を適宜変更して或いは一部を採用して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、テーパ状内周面２２ｂ，３２ｂの採用によって特有の効果を得ているが、テーパ状内周面２２ｂ，３２ｂは一部に採用するか或いは採用せずに真円筒面などを用いてもよい。
また、上記実施形態では、外筒部材２０を可動にしたがこれも必須ではない。
さらに、外筒部材２０に管状部２５を設け、エア抜きも可能にしているがこれも必須ではなく、コンタミ除去のみを採用してもよい。

自動車の変速機、特に、自動変速機の油圧回路に用いるのに有効である。

１ バルブボディ本体（アッパボディ）
２ バルブボディカバー（ロアボディ）
３ セパレートプレート
５ バネ（弾性部材）
１０ ケース部（ケース）
１０ａ 円柱状空間
１０ｂ 円柱状空間１０ａを区画形成する円筒状内壁面
１０ｃ 円柱状空間１０ａの端壁部
１１〜１４ 開口
２０ 外筒部材
２１ 外筒部材２０の端壁部（第２端壁部）
２２ａ 外筒部材２０の円筒状外周面
２２ｂ 外筒部材２０の内周面（テーパ状内周面）
２４ 貫通穴
２５ 管状部
３０ 内筒部材
３１ 内筒部材３０の端壁部（第１端壁部）
３２ａ 内筒部材３０の円筒状外周面
３２ｂ 内筒部材３０の内周面（テーパ状内周面）
４１〜４４ 油路
５１，５３，５５，５６，５７，５８ 空間
５２ 円筒状油路（第１円筒状油路）
５４ 第２円筒状油路

Claims (5)

1. 油圧回路に介装され、
   円筒状油路と、
   前記円筒状油路の一端の側面に設けられ前記円筒状油路に螺旋状にオイルを進入させる入口と、
   前記円筒状油路の中間部若しくはそれよりも他端側の外周部に設けられ前記円筒状油路内の螺旋流によって外周側に遠心分離された質量がオイルよりも大きい混入物を排出する混入物出口と、
   前記円筒状油路の他端の内周部に連通して設けられ前記円筒状油路内の螺旋流によって前記混入物を遠心分離されたオイルを排出するオイル出口と、を備え、
   前記円筒状油路は、前記一端から前記他端に行くに従って流路面積が縮小されていると共に、
   内部に円柱状空間を有するケースと、
   前記円柱状空間内に軸方向に可動に内装され、前記一端から前記他端に行くに従って縮径するテーパ状の内周面を有する外筒部材と、
   前記ケースに固定されると共に前記外筒部材の内方に間隙を存して同軸的に挿入され、前記外筒部材の前記内周面に対向し前記一端から前記他端に行くに従って前記内周面に接近する円筒形状の外周面を有する内筒部材と、
   前記外筒部材を前記一端へ向けて付勢する弾性部材と、をさらに備え、
   前記円筒状油路は、前記外筒部材の前記内周面と前記内筒部材の前記外周面とにより区画されて形成されている
   ことを特徴とする、オイルフィルタ装置。
2. 前記内筒部材の前記一端側に形成された第１端壁部と、
   前記外筒部材の前記他端側に形成された第２端壁部と、
   前記第１端壁部と前記外筒部材の前記一端側の先端部との間に形成された第１空間と、
   前記第２端壁部と前記内筒部材の前記他端側の先端部との間に形成された第２空間と、
   前記ケースの前記第１空間に面する側壁に、前記円筒状油路の周方向にオイルが流れ込むように配向されて形成された第１開口と、
   前記外筒部材の軸方向中間部に、前記外筒部材の内外を連通するように形成された貫通穴と、
   前記貫通穴に連通するように前記ケースの側壁に形成された第２開口と、
   前記内筒部材の内側に前記他端側から前記一端側に延びるように形成されたオイル流路と、
   前記ケースの側壁に前記オイル流路と連通するように形成された第３開口と、を備え、
   前記入口は前記第１開口により構成され、
   前記混入物出口は、前記貫通穴及び前記第２開口により構成され、
   前記オイル出口は、前記第３開口により構成されている
   ことを特徴とする、請求項１記載のオイルフィルタ装置。
3. 前記外筒部材の前記第２端壁部に前記一端側に延びるように突設され、前記オイル流路の内部に配設された管状部と、
   前記内筒部材の内周面と前記管状部の外周面とにより区画されて形成されて、前記円筒状油路内のオイルの螺旋流が螺旋状を保ちながら前記他端側から前記一端側に流通する第２円筒状油路と、
   前記円筒状油路内及び前記第２円筒状油路内の螺旋流によって内周側に遠心分離されたエアを排出するエア出口と、
   前記混入物及び前記エアを遠心分離されたオイルを排出する前記オイル出口と、を備えている
   ことを特徴とする、請求項２記載のオイルフィルタ装置。
4. 前記内筒部材の内周面は、前記他端から前記一端に行くに従って縮径するテーパ状に形成され、
   前記第２円筒状油路は、前記他端から前記一端に行くに従って流路面積が縮小されている
   ことを特徴とする、請求項３記載のオイルフィルタ装置。
5. 車両用自動変速機の油圧回路に介装されたバルブユニットに内装され、
   前記入口にはライン圧の油路が接続され、
   前記オイル出口には前記バルブユニットに装備されたソレノイドバルブの元圧の油路が接続され、
   前記混入物出口には前記バルブユニットに装備されたスプールバルブの油路が接続されている
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のオイルフィルタ装置。

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