JP6469155B2 - 流体圧回路 - Google Patents

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、潤滑回路ではギヤやクラッチ等の潤滑部に十分な流体（以下、潤滑油という。）を供給するために、潤滑部の機械的負荷が高いときに必要となる潤滑油の流量に合わせ、潤滑圧調整弁を設けて潤滑油の圧力を一定にして潤滑部に供給することが考えられる。しかし、潤滑回路に上記の潤滑圧調整弁を設けた場合、クルーズ走行等の潤滑部の機械的負荷が低いときに、潤滑油の流量が過剰になり機械抵抗が高くなるため燃費が悪化する。

本発明は、以上の点に鑑み、クルーズ走行等の潤滑部の機械的負荷が低くなる、潤滑回路の潤滑油の圧力が低いときに、潤滑回路の潤滑油の流量を低減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、実施形態の作動部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メイン制御弁（例えば、実施形態のメイン制御弁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、前記メイン制御弁からの前記流体を導く潤滑用流路（例えば、実施形態の潤滑用流路Ｌ４。以下同一。）と、該潤滑用流路に接続され前記流体を逃がす逃がし流路（例えば、実施形態の逃がし流路Ｌ６。以下同一。）と、該逃がし流路に接続され前記潤滑用流路の前記流体を排出する低圧流体排出弁（例えば、実施形態の低圧流体排出弁１３。以下同一。）と、該低圧流体排出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、前記流体ポンプから吐出された前記流体を前記低圧流体排出弁に導く吐出流路（例えば、実施形態の吐出流路Ｌ８。以下同一。）とを備え、
前記低圧流体排出弁は、シリンダ状に形成されたピストン収容室（例えば、実施形態のピストン収容室２１。以下同一。）と、該ピストン収容室に摺動自在に収容されたピストン（例えば、実施形態のアキュームピストン２２。以下同一。）と、前記ピストン収容室の内周面（例えば、実施形態の内周面２３。以下同一。）に形成され前記逃がし流路に繋がる環状の供給ポート（例えば、実施形態の供給ポート２４。以下同一。）と、前記ピストン収容室に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、前記ピストン収容室の一端に配置され前記ピストンを他端に付勢するスプリング（例えば、実施形態のスプリング２６。以下同一。）と、前記排出ポートに対して前記供給ポートの反対側にて前記ピストン収容室に形成され前記吐出流路に繋がるピストン位置制御室（例えば、実施形態のピストン位置制御室２７。以下同一。）と、前記ピストンの外周面（例えば、実施形態の外周面３１。以下同一。）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スプール溝（例えば、実施形態のスプール溝３２。以下同一。）とを備え、
前記ピストン位置制御室に加わる前記流体の圧力が所定圧を未満であることにより、前記ピストンが前記スプリングにより前記ピストン収容室の他端側へ付勢され、前記供給ポートと前記排出ポートとが前記スプール溝を介して連通し、
前記ピストン位置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、前記ピストンが前記スプリングの付勢力に抗して前記ピストン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が遮断されるものであることを特徴とする。

ここで、吐出流路の流体の圧力が低いときは潤滑用流路の流体の圧力も低くなる。潤滑回路には、低圧流体排出弁が設けられており、吐出流路が接続されるピストン位置制御室に加わる流体の圧力が所定圧を未満であることにより、ピストンがスプリングによりピストン収容室の他端側へ付勢され、供給ポートと排出ポートとがスプール溝を介して連通するので、潤滑用流路の低圧の流体を排出することができる。一方、吐出流路の流体の圧力が高いときはピストン位置制御室に所定圧以上の流体の圧力が加わることにより、ピストンがスプリングの付勢力に抗してピストン収容室の一端側へ移動し、供給ポートと排出ポートとが遮断されるので、潤滑用流路の高圧の流体の排出を止めることができる。結果、クルーズ走行等の潤滑部の機械的負荷が低くなる、潤滑回路の流体の圧力が低いときに、潤滑回路の流体の流量を低減でき、燃費を向上させることができる。

さらに、潤滑回路の余分な流体を、戻し流路から流体ポンプに戻すので、ポンプ効率を向上させ、より燃費を向上させることができる。

さらに、吐出流路の流体の圧力がさらに上昇して機能保障以上の流体圧に近づく場合に、ピストン位置制御室に上昇した流体圧が加わることにより、ピストンがさらにピストン収容室の一端側へ移動し、ピストン位置制御室が排出ポートと連通する。このため、吐出流路の流体が戻し流路に逃がされ、吐出流路の流体の圧力が保障機能以上になることを防止でき、信頼性を向上させることができる。

[２]また、本発明においては、低圧流体排出弁は、吐出流路の流体がピストン位置制御室に導かれることで、流体ポンプから吐出された流体の脈動を吸収する蓄圧器を兼ねることが好ましい。低圧流体排出弁は、蓄圧器の機能も有するので、流体ポンプから吐出された流体の脈動を吸収して油振を低減することができる。

さらに、通常の蓄圧器のピストンにスプール溝を設けるだけなので、新規部品として別の蓄圧器を追加する必要がなく、部品コストを低減することができる。

[３]また、本発明においては、逃がし流路には、オリフィス（例えば、実施形態のオリフィス３３。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排出される流体の流量を調整することができる。

本発明の流体圧回路の実施形態を模式的に示す説明図。 本実施形態の低圧流体排出弁の断面を示す説明図。 本実施形態の低圧流体排出弁の低圧流体排出から流体遮断までの作用図。 本実施形態の低圧流体排出弁の吐出流路の流体圧が高くなったときの作用図。

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メイン制御弁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から分岐してメイン制御弁７に接続される第３流路Ｌ３と、メイン制御弁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、メイン制御弁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、メイン制御弁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１潤滑圧調整弁１１、第２潤滑圧調整弁１２及び低圧流体排出弁１３を備えている。第１潤滑圧調整弁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２潤滑圧調整弁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。低圧流体排出弁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、低圧流体排出弁１３を示す断面図であり、第１の潤滑回路５Ａは、メイン制御弁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逃がし流路Ｌ６と、該逃がし流路Ｌ６に接続され第１の潤滑用流路Ｌ４を流れる潤滑油を排出する低圧流体排出弁１３と、該低圧流体排出弁１３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に戻す戻し流路Ｌ７と、油圧ポンプ６（図１参照。）から吐出された潤滑油を第３流路Ｌ３（図１参照。）を介して低圧流体排出弁１３に導く吐出流路Ｌ８とを備える。

低圧流体排出弁１３は、シリンダ状に形成されたピストン収容室２１と、該ピストン収容室２１に摺動自在に収容されたピストン（以下、アキュームピストンという。）２２と、ピストン収容室２１の内周面２３に形成され逃がし流路Ｌ６に繋がる環状の供給ポート２４と、ピストン収容室２１に供給ポート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、ピストン収容室２１の一端に配置されアキュームピストン２２を他端に付勢するスプリング２６と、排出ポート２５に対して供給ポート２４の反対側にてピストン収容室２１に形成され吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力を作用させるピストン位置制御室２７と、アキュームピストン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を有する環状のスプール溝３２と、ピストン収容室２１の他端に形成され潤滑油を排出する開放ポート２８を備える。

この構成は、幅Ｗ２は間隔Ｗ１よりも大きいので、ピストン位置制御室２７に加わる潤滑油の圧力が所定圧を未満であることにより、アキュームピストン２２がスプリング２６によりピストン収容室２１の他端側へ付勢され、供給ポート２４と排出ポート２５とがスプール溝３２を介して連通するものである。

また、上記構成は、ピストン位置制御室２７に所定圧以上の潤滑油の圧力が加わることにより、アキュームピストン２２がスプリング２６の付勢力に抗してピストン収容室２１の一端側へ移動し、供給ポート２４と排出ポート２５とが遮断されるものである。

アキュームピストン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の付勢力をアキュームピストン２２の軸方向に向け、アキュームピストン２２を滑らかに摺動させることができる。

また、低圧流体排出弁１３は、吐出流路Ｌ８の潤滑油がピストン位置制御室２７に導かれ、アキュームピストン２２が任意のストローク内で、油圧ポンプ６から吐出された潤滑油の脈動を吸収する蓄圧器を兼ねる。低圧流体排出弁１３が蓄圧器の機能も有するので、油圧ポンプ６から吐出された潤滑油の脈動を吸収して油振を低減することができる。さらに、油振対策用の蓄圧器のピストンにスプール溝３２を設けて低圧流体排出弁１３を構成しているので、新規部品として蓄圧器とは別個の低圧流体排出弁１３を追加する必要がなく、部品点数を削減してコストを抑えることができ、且つ小型化及び軽量化を図ることができる。

また、ピストン位置制御室２７は、排出ポート２５に間隔Ｗ３を存して環状に形成されている。アキュームピストン２２の先端がピストン収容室２１の他端に接した状態で、アキュームピストン２２の端部からスプリング２６のばね座２９までの距離はＷ４である。換言すると、ピストン収容室２１の軸方向の長さは、アキュームピストン２２の軸方向の長さよりＷ４だけ長い。アキュームピストン２２には、直径Ｄ１の大径部４１と、直径Ｄ２の小径部４２が形成されている。

ピストン収容室２１の内周面２３は、ピストン位置制御室２７より一端側が直径Ｄ１の大径に形成され、ピストン位置制御室２７より他端側が直径Ｄ２の小径に形成されている。直径Ｄ１は直径Ｄ２よりも大きく、距離Ｗ４は間隔Ｗ３よりも大きいので、アキュームピストン２２の端部がばね座２９に当接する位置までアキュームピストン２２が移動すると、小径部４２が排出ポート２５の位置まで移動し、ピストン位置制御室２７と排出ポート２５とが連通する。

また、逃がし流路Ｌ６には、オリフィス３３が形成されている。オリフィス３３によって排出され潤滑油の流量を調整することができる。

次に、以上に述べた低圧流体排出弁１３の低圧流体排出から流体遮断までの作用を説明する。

図３Ａに示すように、吐出流路Ｌ８からピストン位置制御室２７に入る潤滑油の圧力が所定圧未満の場合には、アキュームピストン２２がスプリング２６によりピストン収容室２１の他端側へ付勢され、供給ポート２４と排出ポート２５とがスプール溝３２を介して連通している。

第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油が逃がし流路Ｌ６に導かれ（矢印（１））、オリフィス３３を通りスプール溝３２に送給される（矢印（２））。スプール溝３２に送給された潤滑油は、排出ポート２５から戻し流路Ｌ７に排出される（矢印（３））。

このように、吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力が低いときは第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油の圧力も低くなるが、第１の潤滑回路５Ａには、低圧流体排出弁１３が設けられているので、第１の潤滑用流路Ｌ４の低圧の流体を排出することができる。結果、クルーズ走行時等に潤滑回路５の潤滑油の流量を低減させることができ、潤滑部４（図１参照。）の潤滑油による摩擦抵抗を低減させて、燃費を向上させることができる。さらに、潤滑回路５の余分な潤滑油を、戻し流路Ｌ７から油圧ポンプ６に戻すので、ポンプ効率を向上させ、より燃費を向上させることができる。

図３Ｂに示すように、吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力が所定圧以上に高くなった場合には、潤滑油が吐出流路Ｌ８からピストン位置制御室２７に入り、ピストン位置制御室２７の潤滑油の圧力が所定圧以上になる（矢印（４））。アキュームピストン２２がスプリング２６の付勢力に抗してピストン収容室２１の一端側に移動し（矢印（５））、供給ポート２４と排出ポート２５とが大径部４１により遮断される。このため第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油は、逃がし流路Ｌ６から逃がされずにそのまま第１の潤滑用流路Ｌ４を流れる（矢印（６））。このように、吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力が所定圧以上であり潤滑部４で潤滑油を多く必要となる際は、供給ポート２４と排出ポート２５とを遮断し、第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油の排出を止め、潤滑部４に供給される潤滑油の量を増やすことができる。

図４に示すように、吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力がさらに上昇して潤滑油の圧力が高くなり過ぎて所定上限圧以上となった場合には、ピストン位置制御室２７にも所定上限圧以上となった潤滑油の圧力が加わる（矢印（７））。すると、アキュームピストン２２がさらにピストン収容室２１の一端側へ移動する（矢印（８））。このとき、大径部４１に接していた直径Ｄ１（図２参照。）の大径の内周面２３と小径部４２との間に隙間が生じ、ピストン位置制御室２７がアキュームピストン２２の小径部４２の周面を介して排出ポート２５と連通する。このため、吐出流路Ｌ８の潤滑油が戻し流路Ｌ７に逃がされる（矢印（９））。このように、吐出流路Ｌ８の潤滑油の圧力がさらに上昇して所定上限圧力以上となった場合は、吐出流路Ｌ８の潤滑油を戻し流路Ｌ７に逃がし、第３流路Ｌ３等のライン圧が高くなり過ぎることを防止でき、流体圧回路１の信頼性を向上させることができる。

なお、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。

また、自動変速機がＮレンジのときライン圧が所定圧以上とならないようにライン圧を低圧に設定してもよい。Ｎレンジでライン圧を低圧とすることで、低圧流体排出弁１３の供給ポート２４と排出ポート２５とを連通させて、第１の潤滑用流路Ｌ４の潤滑油の一部を逃がし流路Ｌ６から排出し、第１の潤滑用流路Ｌ４から第１の潤滑部４Ａへ供給される潤滑油の流量を減少させることができる。これによって、潤滑油の温度が極低温となり、潤滑油の粘度が極端に高くなっても、第１の潤滑部４Ａへ供給される潤滑油の流量を抑えることができるため、クラッチ等の引きずり（摩擦抵抗の増加）によるクリープ現象を抑えることができる。

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 メイン制御弁
１３ 低圧流体排出弁（蓄圧器）
２１ ピストン収容室
２２ ピストン（アキュームピストン）
２３ ピストン収容室の内周面
２４ 供給ポート
２５ 排出ポート
２６ スプリング（コイルばね）
２７ ピストン位置制御室
３１ ピストンの外周面
３２ スプール溝
３３ オリフィス
Ｌ４ 潤滑用流路
Ｌ６ 逃がし流路
Ｌ７ 戻し流路
Ｌ８ 吐出流路

Claims (3)

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メイン制御弁とを備える流体圧回路であって、
   前記潤滑回路は、前記メイン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逃がし流路と、該逃がし流路に接続され前記潤滑用流路の前記流体を排出する低圧流体排出弁と、該低圧流体排出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、前記流体ポンプから吐出された前記流体を前記低圧流体排出弁に導く吐出流路とを備え、
   前記低圧流体排出弁は、シリンダ状に形成されたピストン収容室と、該ピストン収容室に摺動自在に収容されたピストンと、前記ピストン収容室の内周面に形成され前記逃がし流路に繋がる環状の供給ポートと、前記ピストン収容室に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、前記ピストン収容室の一端に配置され前記ピストンを他端に付勢するスプリングと、前記排出ポートに対して前記供給ポートの反対側にて前記ピストン収容室に形成され前記吐出流路の前記流体の圧力を作用させるピストン位置制御室と、前記ピストン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スプール溝とを備え、
   前記ピストン位置制御室に加わる前記流体の圧力が所定圧未満であることにより、前記ピストンが前記スプリングにより前記ピストン収容室の他端側へ付勢され、前記供給ポートと前記排出ポートとが前記スプール溝を介して連通し、
   前記ピストン位置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、前記ピストンが前記スプリングの付勢力に抗して前記ピストン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が遮断されるものであ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、
   前記低圧流体排出弁は、前記吐出流路の前記流体が前記ピストン位置制御室に導かれることで、前記流体ポンプから吐出された前記流体の脈動を吸収する蓄圧器を兼ねることを特徴とする流体圧回路。
3. 請求項１又は請求項２に記載の流体圧回路であって、
   前記逃がし流路には、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。