JP6848708B2 - 油路切替装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧回路に設けられる油路切替装置に関する。

従来、オイルパンから汲み上げた潤滑油を、変速機内のクラッチ等の被潤滑部に供給する油圧回路が知られている（例えば特許文献１参照）。

このような油圧回路には、電磁弁の出力に応じて油路を切り替える油路切替バルブと、内燃機関の停止時に油路を遮断する油路遮断バルブとを備えるものがある。

特開２０１３−２４５７９０号公報

しかしながら、油路切替バルブと油路遮断バルブとを別体で設ける場合、製造コストがかかるという問題や、設置スペースが増大するためレイアウト性が悪化するという問題がある。

本発明の目的は、コストの低減およびレイアウト性の向上を実現できる油路切替装置を提供することである。

本発明の油路切替装置は、油圧源から被潤滑部へ潤滑油を供給する油圧回路に設けられる油路切替装置であって、前記潤滑油が供給される第１入力ポート、第２入力ポート、およびパイロットポートと、第１出力ポートおよび第２出力ポートと、前記各ポートと接続された空間と、を備えたハウジングと、前記空間内を一方または他方に摺動する第１摺動部材と、前記第１摺動部材と並んで前記空間内に配置され、前記空間内を一方または他方に摺動する第２摺動部材と、前記第１摺動部材と前記第２摺動部材との間に設けられ、前記第１摺動部材を前記第２摺動部材から離間させる方向へ付勢する第１弾性部材と、を有し、前記第１弾性部材の付勢力によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートを閉塞する位置に移動させられた第１状態と、前記第２入力ポートに供給された油圧によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとが連通する位置に移動させられ、前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第１の位置に移動させられた第２状態と、前記第２入力ポートに供給された油圧および前記パイロットポートに供給された油圧によって前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第２の位置に移動させられ、前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第２出力ポートとが連通する位置に移動させられた第３状態と、のいずれかに切り替えられる。

本発明によれば、コストの低減およびレイアウト性の向上を実現できる。

本発明の実施の形態に係る油圧回路を示す図 本発明の実施の形態に係る油路切替装置の第１状態を示す断面図 本発明の実施の形態に係る油路切替装置の第２状態を示す断面図 本発明の実施の形態に係る油路切替装置の第３状態を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る油圧回路１００について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る油圧回路１００を示す図である。

図１に示す油圧回路１００は、クラッチおよび変速機を備えた車両に搭載される。

図１に示すように、エンジン（例えばディーゼルエンジン。図示略）で駆動されるオイルポンプ２によってオイルパン１からフィルタ１ａを介して吸い上げられた潤滑油は、ライン圧油路Ｌ１に供給され、ライン圧制御バルブ３により、ライン圧に調圧される。ライン圧油路Ｌ１の潤滑油は、クラッチ制御用油路および変速制御用油路（ともに図示略）に供給され、クラッチの断接制御および変速機の変速制御に用いられる。

また、ライン圧油路Ｌ１の潤滑油は、油路Ｌ２（第２油路の一例）および油路Ｌ３（第１油路の一例）に供給される。油路Ｌ２および油路Ｌ３は、油路切替装置５に接続されている。油路Ｌ３には、トルクコンバータ４が設けられている。

油路切替装置５は、第１入力ポート５ａ、第２入力ポート５ｂ、第１出力ポート５ｃ、第２出力ポート５ｄ、およびパイロットポート５ｅを有する。第１入力ポート５ａには、トルクコンバータ４から潤滑油が供給され、第２入力ポート５ｂには、油路Ｌ２から潤滑油が供給される。パイロットポート５ｅには、後述のソレノイドバルブ６から潤滑油が供給される。なお、油路切替装置５の詳細な構成については、図２〜図４を用いて後述する。

また、ライン圧油路Ｌ１の潤滑油は、油路Ｌ４（第３油路の一例）に供給される。油路Ｌ４には、油路切替装置５のパイロットポート５ｅへの潤滑油の供給を制御するソレノイドバルブ６が設けられている。ソレノイドバルブ６は、ノーマルクローズタイプのオン−オフソレノイドバルブである。

ソレノイドバルブ６の開閉は、制御装置５０により制御される。ソレノイドバルブ６がオフの場合（図１の状態）、油路切替装置５のパイロットポート５ｅに潤滑油は供給されない。一方、ソレノイドバルブ６がオンの場合（図示略）、油路切替装置５のパイロットポート５ｅに潤滑油が供給される。

油路切替装置５の第１出力ポート５ｃには、油路Ｌ５（第４油路の一例）が接続されている。油路Ｌ５には、第１オリフィス７、ＡＴＦクーラ８が順に設けられている。

油路切替装置５の第２出力ポート５ｄには、油路Ｌ６（第５油路の一例）が接続されている。油路Ｌ６には、第２オリフィス９が設けられている。第２オリフィス９の長さは第１オリフィス７と同じである。また、第２オリフィス９の径は、第１オリフィス７の径よりも小さい。

油路Ｌ５と油路Ｌ６は、ＡＴＦクーラ８の下流側および第２オリフィス９の下流側において合流して油路Ｌ７となる。油路Ｌ７は、変速機の入力軸（図示略）に設けられた潤滑油路に接続されている。この潤滑油路に供給された潤滑油は、クラッチの各クラッチ板（以下、クラッチ被潤滑部１０という。被潤滑部の一例）に供給された後、オイルパン１に戻る。

以上、本実施の形態に係る油圧回路１００について説明した。

以下、本実施の形態に係る油路切替装置５について、図２〜図４を用いて説明する。図２〜図４は、それぞれ、油路切替装置５の断面を示す図である。また、図２は、油路切替装置５の第１状態を示しており、図３は、油路切替装置５の第２状態を示しており、図４は、油路切替装置５の第３状態を示している。図１〜図３において、実線の矢印は、潤滑油の流れを示している。

まず、油路切替装置５の構成について説明する。

油路切替装置５は、ハウジング１２を有する。ハウジング１２には、上述した第１入力ポート５ａ、第２入力ポート５ｂ、第１出力ポート５ｃ、第２出力ポート５ｄ、およびパイロットポート５ｅが設けられている。

また、ハウジング１２内には、空間１３が設けられている。空間１３は、第１入力ポート５ａ、第２入力ポート５ｂ、第１出力ポート５ｃ、第２出力ポート５ｄ、およびパイロットポート５ｅと接続されている。

空間１３には、スプールバルブ１４（第１摺動部材の一例）およびフリーピストン１５（第２摺動部材の一例）が、それらの軸方向に並んで配置されている。スプールバルブ１４およびフリーピストン１５は、空間１３内をその長手方向に摺動する。

また、空間１３において、スプールバルブ１４とフリーピストン１５との間には第１スプリング１６（弾性部材の一例）が配置されており、フリーピストン１５の右側には第２スプリング１７が配置されている。第１スプリング１６および第２スプリング１７は、空間１３の長手方向に伸縮する。

また、空間１３には、フリーピストン１５の左方向（第１方向の一例）への移動を制限する第１ストッパ１３ａと、フリーピストン１５の右方向（第２方向の一例）への移動を制限する第２ストッパ１３ｂとが設けられている。

スプールバルブ１４の軸方向の中間部には、図中の左側から順に、環状の第１凹部１４ａおよび環状の第２凹部１４ｂが設けられている。

フリーピストン１５の外径ｘは、スプールバルブ１４の外径ｙよりも大きい。よって、フリーピストン１５の受圧面積は、スプールバルブ１４の受圧面積よりも大きい。

以上、油路切替装置５の構成について説明した。このように構成された油路切替装置５は、以下に説明する第１の状態〜第３の状態のいずれかに切り替えられる。

次に、油路切替装置５の第１状態〜第３状態のそれぞれについて説明する。

図２を用いて第１状態について説明する。エンジンが停止した場合、第２入力ポート５ｂには油圧が供給されない。また、パイロットポート５ｅにも、油圧が供給されない。そのため、油路切替装置５は、図２に示す第１状態となる。

このとき、図２に示すように、スプールバルブ１４は、第１スプリング１６により左方向へ付勢され、空間１３の端部１３ｃ（左端）に当接する。

また、図２に示すように、フリーピストン１５は、第２スプリング１７により左方向へ付勢され、第１ストッパ１３ａに当接する。また、フリーピストン１５は、スプールバルブ１４と離間する。

これにより、第１入力ポート５ａは、スプールバルブ１４の第２凹部１４ｂによって閉塞される。よって、油路Ｌ３から第１入力ポート５ａへ流入した潤滑油の流れは、第２凹部１４ｂにより遮断される（図中の実線矢印Ａ参照）。その結果、トルクコンバータ４からの潤滑油の抜けを抑制できる。

図３を用いて第２状態について説明する。エンジンの始動後においてソレノイドバルブ６がオフに制御されると、油路切替装置５は、図３に示す第２状態となる。

図３に示すように、ライン圧に調圧された潤滑油が第２入力ポート５ｂに供給されると（図中の実線矢印Ｂ参照）、スプールバルブ１４は、第１スプリング１６および第２スプリング１７の付勢力に抗して右方向へ移動する。このとき、スプールバルブ１４は、フリーピストン１５に当接してフリーピストン１５を右方向へ移動させる。右方向へ移動したフリーピストン１５は、第２ストッパ１３ｂに当接する。なお、図３に示したフリーピストン１５の位置（フリーピストン１５がストッパ１３ｂに当接する位置）は、フリーピストン１５の「第１の位置」の一例に相当する。

これにより、第２出力ポート５ｄが第２凹部１４ｂにより閉塞されるとともに、第１入力ポート５ａと第１出力ポート５ｃとが第１凹部１４ａを介して連通する。よって、油路Ｌ３から第１入力ポート５ａへ流入した潤滑油は、第１出力ポート５ｃから油路Ｌ５（図１参照）に供給される（図３中の実線矢印Ｃ参照）。油路Ｌ５に供給された潤滑油は、油路Ｌ５、ＡＴＦクーラ８、油路Ｌ７を経由して、クラッチ被潤滑部１０に供給される。

本実施の形態では、第２状態における油路切替装置５内の圧力損失と、後述の第３状態における油路切替装置５内の圧力損失とが同じになるように調整されている。また、油路Ｌ５の圧力損失は、油路Ｌ６の圧力損失よりも小さくなるように設定されている。そのため、油路Ｌ３に供給される潤滑油の流量が一定であると仮定した場合、油路Ｌ３、油路切替装置５、油路Ｌ５、および油路Ｌ７を介してクラッチ被潤滑部１００に供給される潤滑油の流量は、油路Ｌ３、油路切替装置５、油路Ｌ６、および油路Ｌ７を介してクラッチ被潤滑部１００に供給される潤滑油の流量よりも多くなる。

図４を用いて第３状態について説明する。エンジンの始動後においてソレノイドバルブ６がオンに制御されると、油路切替装置５は、図４に示す第３状態となる。

図４に示すように、ライン圧に調圧された潤滑油が第２入力ポート５ｂに供給され（図中の実線矢印Ｄ参照）、かつ、ライン圧に調圧された潤滑油がパイロットポート５ｅに供給されると（図中の実線矢印Ｅ参照）、フリーピストン１５は、左方向へ移動する。このとき、フリーピストン１５は、スプールバルブ１４に当接し、第２入力ポート５ｂのライン圧に抗してスプールバルブ１４を左方向へ移動させる。左方向へ移動したフリーピストン１５は、第１ストッパ１３ａに当接する。このとき、スプールバルブ１４は、空間部１３の端部１３ｃに当接しない。なお、図４に示したフリーピストン１５の位置（フリーピストン１５がストッパ１３ａに当接する位置）は、フリーピストン１５の「第２の位置」の一例に相当する。

これにより、第１出力ポート５ｃが第１凹部１４ａにより閉塞されるとともに、第１入力ポート５ａと第２出力ポート５ｄとが第２凹部１４ｂを介して連通する。よって、油路Ｌ３から第１入力ポート５ａへ流入した潤滑油は、第２出力ポート５ｄから油路Ｌ６（図１参照）に供給される（図中の実線矢印Ｆ参照）。油路Ｌ６に供給された潤滑油は、油路Ｌ６、油路Ｌ７を経由して、クラッチ被潤滑部１０に供給される。

以上、油路切替装置５の第１状態〜第３状態のそれぞれについて説明した。

以上の説明から、本実施の形態の油路切替装置５によれば、第１スプリング１６の付勢力によってスプールバルブ１４が第１入力ポート５ａを閉塞する位置に移動させられた第１状態と、第２入力ポート５ｂに供給された油圧によってスプールバルブ１４が第１入力ポート５ａと第１出力ポート５ｃとが連通する位置に移動させられ、フリーピストン１５がスプールバルブ１４に当接して第１の位置（フリーピストン１５がストッパ１３ｂに当接する位置）に移動させられた第２状態と、第２入力ポート５ｂに供給された油圧およびパイロットポート５ｅに供給された油圧によってフリーピストン１５がスプールバルブ１４に当接して第２の位置（フリーピストン１５がストッパ１３ａに当接する位置）に移動させられ、スプールバルブ１４が第１入力ポート５ａと第２出力ポート５ｄとが連通する位置に移動させられた第３状態と、を切り替える。すなわち、本実施の形態の油路切替装置５は、従来は別体で設けられていた油路切替バルブと油路遮断バルブの両方の機能を備える。したがって、本実施の形態の油路切替装置５は、コストの低減およびレイアウト性の向上を実現できる。

なお、本発明は、上述の実施の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、適宜変形して実施することが可能である。以下、各変形例について説明する。

例えば、実施の形態では、油路切替装置５が第２スプリング１７を備える場合を例にあげて説明したが、油路切替装置５は第２スプリング１７を備えなくてもよい。

また、例えば、実施の形態では、油圧回路１００が第１オリフィス７および第２オリフィス９を備える場合を例に挙げて説明したが、油圧回路１００は第１オリフィス７および第２オリフィス９を備えなくてもよい。その場合、第２状態における油路切替装置５内の圧力損失と、第３状態における油路切替装置５内の圧力損失とを調整することで、クラッチ被潤滑部１０に供給する潤滑油の流量を調整してもよい。具体的には、第１出力ポート５ｃの径を、第２出力ポート５ｄの径よりも大きくしてもよい。または、第１凹部１４ａと第１出力ポート５ｃ（または、第１入力ポート５ａでもよい）との連通部分の面積を、第１凹部１４ｂと第２出力ポート５ｄ（または、第１入力ポート５ａでもよい）との連通部分の面積よりも大きくしてもよい。

また、例えば、実施の形態において、エンジンの始動後、制御装置５０は、潤滑油の温度または／およびクラッチ板の温度に基づいて、第２状態または第３状態のいずれかに切り替えてもよい。例えば、制御装置５０は、潤滑油の温度または／およびクラッチ板の温度が閾値以上である場合、ソレノイドバルブ６をオフに制御して第２状態に切り替える一方、潤滑油の温度または／およびクラッチ板の温度が閾値未満である場合、ソレノイドバルブ６をオンに制御して第３状態に切り替えてもよい。

＜本開示のまとめ＞
本発明の油路切替装置は、油圧源から被潤滑部へ潤滑油を供給する油圧回路に設けられる油路切替装置であって、前記潤滑油が供給される第１入力ポート、第２入力ポート、およびパイロットポートと、第１出力ポートおよび第２出力ポートと、前記各ポートと接続された空間と、を備えたハウジングと、前記空間内を一方または他方に摺動する第１摺動部材と、前記第１摺動部材と並んで前記空間内に配置され、前記空間内を一方または他方に摺動する第２摺動部材と、前記第１摺動部材と前記第２摺動部材との間に設けられ、前記第１摺動部材を前記第２摺動部材から離間させる方向へ付勢する第１弾性部材と、を有し、前記第１弾性部材の付勢力によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートを閉塞する位置に移動させられた第１状態と、前記第２入力ポートに供給された油圧によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとが連通する位置に移動させられ、前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第１の位置に移動させられた第２状態と、前記第２入力ポートに供給された油圧および前記パイロットポートに供給された油圧によって前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第２の位置に移動させられ、前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第２出力ポートとが連通する位置に移動させられた第３状態と、のいずれかに切り替えられる。

なお、上記油路切替装置において、前記第２摺動部材の受圧面積は、前記第１摺動部材の受圧面積よりも大きくてもよい。

また、上記油路切替装置において、前記第１入力ポートには、トルクコンバータからの前記潤滑油が供給され、前記第２入力ポートには、ライン圧に調圧された前記潤滑油が供給され、前記パイロットポートには、ソレノイドバルブからライン圧に調圧された前記潤滑油が供給され、前記第１出力ポートは、前記第１入力ポートに供給された潤滑油を、ＡＴＦクーラを介して前記被潤滑部に接続された油路に供給し、前記第２出力ポートは、前記第１入力ポートに供給された潤滑油を、前記ＡＴＦクーラを介さずに前記被潤滑部に接続された油路に供給してもよい。

また、上記油路切替装置において、前記空間には、前記第２摺動部材を前記第２の位置に停止させる第１ストッパと、前記第２摺動部材を前記第１の位置に停止させる第２ストッパと、が設けられてもよい。

また、上記油路切替装置において、前記第２摺動部材を前記第１摺動部材へ向けて付勢する第２弾性部材をさらに有してもよい。

また、上記油路切替装置において、前記第１摺動部材は、第１凹部および第２凹部を有し、前記第１状態では、前記第１入力ポートは、前記第２凹部によって閉塞され、前記第２状態では、前記第２出力ポートは、前記第２凹部により閉塞されるとともに、前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとが前記第１凹部を介して連通し、前記第３状態では、前記第１出力ポートが前記第１凹部により閉塞されるとともに、前記第１入力ポートと前記第２出力ポートとが前記第２凹部を介して連通してもよい。

本発明は、油圧回路に設けられる油路切替バルブに適用できる。

１ オイルパン
１ａ フィルタ
２ オイルポンプ
３ ライン圧制御バルブ
４ トルクコンバータ
５ 油路切替装置
５ａ 第１入力ポート
５ｂ 第２入力ポート
５ｃ 第１出力ポート
５ｄ 第２出力ポート
５ｅ パイロットポート
６ ソレノイドバルブ
７ 第１オリフィス
８ ＡＴＦクーラ
９ 第２オリフィス
１０ クラッチ被潤滑部
１２ ハウジング
１３ 空間
１３ａ 第１ストッパ
１３ｂ 第２ストッパ
１３ｃ 端部
１４ スプールバルブ
１４ａ 第１凹部
１４ｂ 第２凹部
１５ フリーピストン
１６ 第１スプリング
１７ 第２スプリング
５０ 制御装置
１００ 油圧回路
Ｌ１ ライン圧油路
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７ 油路

Claims (6)

1. 油圧源から被潤滑部へ潤滑油を供給する油圧回路に設けられる油路切替装置であって、
   前記潤滑油が供給される第１入力ポート、第２入力ポート、およびパイロットポートと、第１出力ポートおよび第２出力ポートと、前記各ポートと接続された空間と、を備えたハウジングと、
   前記空間内を一方または他方に摺動する第１摺動部材と、
   前記第１摺動部材と並んで前記空間内に配置され、前記空間内を一方または他方に摺動する第２摺動部材と、
   前記第１摺動部材と前記第２摺動部材との間に設けられ、前記第１摺動部材を前記第２摺動部材から離間させる方向へ付勢する第１弾性部材と、を有し、
   前記第１弾性部材の付勢力によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートを閉塞する位置に移動させられた第１状態と、
   前記第２入力ポートに供給された油圧によって前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとが連通する位置に移動させられ、前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第１の位置に移動させられた第２状態と、
   前記第２入力ポートに供給された油圧および前記パイロットポートに供給された油圧によって前記第２摺動部材が前記第１摺動部材に当接して第２の位置に移動させられ、前記第１摺動部材が前記第１入力ポートと前記第２出力ポートとが連通する位置に移動させられた第３状態と、のいずれかに切り替えられる、
   油路切替装置。
2. 前記第２摺動部材の受圧面積は、前記第１摺動部材の受圧面積よりも大きい、
   請求項１記載の油路切替装置。
3. 前記第１入力ポートには、トルクコンバータからの前記潤滑油が供給され、
   前記第２入力ポートには、ライン圧に調圧された前記潤滑油が供給され、
   前記パイロットポートには、ソレノイドバルブからライン圧に調圧された前記潤滑油が供給され、
   前記第１出力ポートは、前記第１入力ポートに供給された潤滑油を、ＡＴＦクーラを介して前記被潤滑部に接続された油路に供給し、
   前記第２出力ポートは、前記第１入力ポートに供給された潤滑油を、前記ＡＴＦクーラを介さずに前記被潤滑部に接続された油路に供給する、
   請求項１または２に記載の油路切替装置。
4. 前記空間には、前記第２摺動部材を前記第２の位置に停止させる第１ストッパと、前記第２摺動部材を前記第１の位置に停止させる第２ストッパと、が設けられている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の油路切替装置。
5. 前記第２摺動部材を前記第１摺動部材へ向けて付勢する第２弾性部材をさらに有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の油路切替装置。
6. 前記第１摺動部材は、第１凹部および第２凹部を有し、
   前記第１状態では、前記第１入力ポートは、前記第２凹部によって閉塞され、
   前記第２状態では、前記第２出力ポートは、前記第２凹部により閉塞されるとともに、前記第１入力ポートと前記第１出力ポートとが前記第１凹部を介して連通し、
   前記第３状態では、前記第１出力ポートが前記第１凹部により閉塞されるとともに、前記第１入力ポートと前記第２出力ポートとが前記第２凹部を介して連通する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の油路切替装置。

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