JP7383527B2 - オイル調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、オイル調整装置に関し、特に、オイルパンに貯留されたオイルをオイルポンプで吸い上げて油路に吐出するオイル調整装置に関する。

自動車等の車両では、エンジンの出力を駆動輪へ伝達するトランスミッションに、内部部品を潤滑するためのオイルが供給される。

オイルをトランスミッションの各部品へ供給するオイル供給装置は、オイルを貯留するオイルパンと、オイルパン内のオイルを吸い上げて、オイルを各部品へ供給するための供給油路に吐出するオイルポンプとを備えている。オイルは供給油路を通って各部品へ供給された後、再びオイルパンに戻される。オイルパンと、オイルポンプのオイル吸入口とは、サクション油路で接続されており、図５に示すように、サクション油路２０の上流端に設けられたオイルの吸込口２１は、オイルパン１２に貯留されたオイル１１に浸漬されている。

このようなオイル供給装置では、車両が急加速や急減速、急旋回などをすると、オイルパン１２に貯留されたオイル１１が、車両の加速度や慣性力によって、オイルパン１２内で揺れ動き、図５において破線で示すように、オイルパン１２内でオイル１１の偏りが生じる。

オイル１１の偏りによってサクション油路２０の吸込口２１が空気にさらされると、サクション油路２０内にオイルとともに空気が吸入されてしまう、所謂、エア吸いが発生してしまう。エア吸いが生じると、供給油路の油圧を正常に保つことができなくなり、トランスミッションに油圧異常や異音が発生するおそれがある。それ故、エア吸いの発生を防止するためには、オイルパン１２内のオイル１１の油面の高さをある程度高く保つ必要がある。

しかしながら、オイルの体積は温度によって変化し、高温時には低温時に比べてオイル供給装置内のオイルの体積が増加することから、オイル体積が小さくなる低温時において、必要なオイルパンの油面の高さを確保しようとすると、高温時には、多量のオイルによって、フリクションが増加して燃費が悪化してしまうという問題がある。

この問題を解消するために、特許文献１には、供給油路を流れるオイルの量を調整するために、オイルパンとは別に、供給油路を流れるオイルを一時的に貯留するためのオイル貯留室を設けたオイル調整装置が記載されている。このオイル調整装置は、オイルパンと、オイルパンに貯留されたオイルをオイルクーラが設けられた供給油路に吐出するオイルポンプと、を備えている。また、このオイル調整装置は、供給油路から分岐する分配油路に接続されたオイル貯留室と、分配油路を開閉可能な分配弁と、オイルパンに貯留されたオイルの温度又は油面レベルを検出するセンサと、該センサの検出結果に基づいて分配弁を電気的に開閉制御する制御装置と、オイル貯留室のオイル排出口を開閉するサーモ弁と、を備えている。サーモ弁は、オイル貯留室に貯留されたオイルの温度に感応して開閉動作し、オイル温度が高い場合にオイル排出口を閉塞し、オイル温度が低い場合にオイル排出口を開放してオイルをオイルパンに戻すように設定されている。

特許文献１に記載のオイル調整装置では、センサによって、オイルパンに貯留されたオイルの温度が高い又は油面レベルが高いことが検出されると、センサ信号を受けた制御装置によって、分配弁が開状態に制御され、供給油路を流れるオイルが分配油路を介してオイル貯留室内に流入する。この時、オイル貯留室のオイル排出口を開閉するサーモ弁は、高温のオイルによって閉状態にあるので、オイル貯留室内にオイルが貯留される。また、オイル貯留室内のオイル温度が低くなると、サーモ弁が開状態となり、オイル貯留室内のオイルはオイルパンに戻される。

特開平５－３３８５３号公報

このオイル調整装置では、オイルパン内の油温又は油面レベルを検出して、油温又は油面レベルが高くなった場合に、オイル貯留室内にオイルを溜めて、油圧供給路を流れるオイル量を低減させることで、高温時のフリクション増加を抑制することができる。また、オイル貯留室内のオイル温度が低くなった場合に、オイル貯留室内のオイルを排出して、オイルパンの油面レベルを高く保つことができる。

しかしながら、オイルをオイル貯留室へ貯留させるためには、油温又は油面レベルを検出するセンサや、センサ検出結果に基づいて分配弁を開閉制御するための電気的な制御装置が必要なことから、オイル調整装置の構造が複雑化してしまう。それ故、より簡易な構造でオイル量を調整できるオイル調整装置の開発が求められていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、簡易な構造でオイル低温時のエア吸いの発生を防止でき、かつ、オイル高温時のフリクション増加を抑制することができるオイル調整装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るオイル調整装置は、オイルが貯留されるオイルパンと該オイルパン内のオイルを吸い上げるオイルポンプとを接続するサクション油路と、オイルポンプから吐き出されたオイルが流れる供給油路と、該供給油路に供給されたオイルを貯留可能であって、前記供給油路に接続されたオイル流入口と、貯留されたオイルを前記オイルパンへ戻すオイル排出口とを有するオイル貯留室と、を備えたオイル調整装置において、オイル温度に応じて前記オイル流入口を開閉するサーモ弁と、前記サクション油路の圧力に応じて前記オイル排出口を開閉する圧力弁と、を備え、前記サーモ弁は、オイルが高温になると前記オイル流入口を開放する一方、オイルが低温になると前記オイル流入口を閉塞し、前記圧力弁は、前記サクション油路が負圧になると前記オイル排出口を閉塞し、前記サクション油路の負圧が解消されると前記オイル排出口を開放することを特徴とする。

この構成によれば、オイルポンプが駆動すると、オイルが供給油路に吐出されるとともに、サクション油路が負圧になることにより圧力弁によってオイル排出口が閉塞される。この際、オイルの温度が高い場合には、オイル流入口を開閉するサーモ弁が開状態となり、供給油路を流れるオイルがオイル貯留室内に流入して、貯留される。これにより、供給油路を流れるオイル量が低減され、高温時のフリクションの増加を抑制することができる。オイル貯留室内のオイルは、オイルポンプが停止してサクション油路の負圧が解消されると、オイル排出口を閉塞していた圧力弁が開状態になるので、オイル排出口からオイルパンへ戻される。

一方、オイルポンプを駆動した際に、オイル温度が低い場合には、サーモ弁によってオイル流入口が閉塞されるので、オイルはオイル貯留室に貯留されることなく、供給油路を通ってオイルパンに戻されことになる。これにより、低温時にオイルパンに貯留されるオイル量を多く保つことができ、エア吸いの発生を防止することができる。

また、オイル貯留室のオイル流入口及びオイル排出口の開閉状態は、サーモ弁及び圧力弁のそれぞれによりオイル温度及びサクション油路の圧力のそれぞれに応じて自動的に行われるので、オイル調整装置を簡易化することができる。

本発明に係るオイル調整装置によれば、簡易な構造でオイル低温時のエア吸いの発生を防止でき、かつ、オイル高温時のフリクション増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態であるオイル調整装置の油圧回路を説明する図。 図１に示すオイル調整装置の低温運転時の油圧回路を説明する図。 図１に示すオイル調整装置の高温運転時の油圧回路を説明する図。 図１に示すオイル調整装置のオイルポンプ停止時の油圧回路を説明する図。 オイルパンに貯留されたオイルの動きを説明する図。

図１は、本発明の一実施形態であるオイル調整装置の油圧回路を説明する図である。このオイル調整装置１０は、エンジンを搭載した車両（ハイブリッド車両も含む）に用いられ、車両のトランスミッション等の駆動機構に、潤滑用のオイルを供給する。

オイル調整装置１０は、オイルパン１２と、オイルパン１２内のオイル１１を吸い上げるオイルポンプ１４と、オイルパン１２とオイルポンプ１４とを接続するサクション油路２０と、オイルポンプ１４から吐出されたオイルが流れる供給油路３０と、供給油路３０に接続され、供給油路３０に供給されたオイルを貯留可能なオイル貯留室４０とを備える。

オイルパン１２は、図１及び図５に示すように、鉛直方向上方が開口した容器であり、トランスミッションの下方に設けられる。オイルパン１２の内部には、トランスミッションを構成するギヤ機構等の部品を潤滑するためのオイル１１が貯留される。

サクション油路２０の上流部には、オイルパン１２に貯留されたオイル１１を吸い込む吸込口２１を有するストレーナ２２が設けられている。ストレーナ２２は、オイル１１に含まれる異物を除去する濾過機能を有する。ストレーナ２２の吸込口２１は、オイルパン１２内に位置し、貯留されたオイル１１に浸漬される。サクション油路２０の下流端は、オイルポンプ１４のオイル吸入口に接続されている。

オイルポンプ１４は、車両の動力源である図示していないエンジンに連結され、エンジンの動力によって駆動する機械式のポンプである。オイルポンプ１４のオイル吐出口は、供給油路３０の上流端に接続されており、オイルポンプ１４が駆動すると、オイルパン１２に貯留されたオイル１１が、サクション油路２０を介して吸い上げられ、オイルポンプ１４のオイル吐出口から供給油路３０内にオイル１１が圧送される。

なお、オイルポンプ１４は、エンジンの動力で駆動するものに限られず、例えば、電力によって駆動する電気式のオイルポンプ等、オイルパン１２に貯留されたオイル１１を吸い上げて供給油路３０内に吐出可能なポンプであればよい。

供給油路３０は、オイルポンプ１４に上流端が接続された主油路３２と、主油路３２から分岐する複数の分岐油路とを備えている。分岐油路は、トランスミッションを構成する各部品へ繋がっており、主油路３２や分岐油路を通過して各部品に供給されたオイルは、これらの下流側に配置された油路を介して又は油路を介することなく、オイルパン１２へ戻される（図１の破線矢印参照）。

オイル貯留室４０は、内部にオイルを貯留可能な空間を有するとともに、供給油路３０に接続されたオイル流入口４２と、内部に貯留されたオイルをオイルパン１２へ戻すためのオイル排出口４４とを有する。オイル貯留室４０は、オイルパン１２の鉛直方向上方に位置している。オイル流入口４２は、オイル温度に応じて開閉動作するサーモ弁５０によって開閉可能に構成されている。オイル排出口４４は、サクション油路２０内の圧力に応じて開閉動作する圧力弁６０により開閉可能に構成されている。

本実施形態において、オイル貯留室４０は、連通油路３４を介して供給油路３０の主油路３２と連通されており、オイル流入口４２は、オイル貯留室４０を区画する容器に形成された開口であって、連通油路３４の下流端に接続されている。なお、連通油路３４は、供給油路３０の分岐油路と、オイル貯留室４０とを連通する構成であってもよい。

また、本実施形態において、オイル排出口４４は、オイル貯留室４０を区画する容器の底部に形成された開口であって、このオイル排出口４４の下方にオイルパン１２が配置されている。なお、これに代えて、オイル貯留室４０から下方へ延びるオイル排出用の油路を設け、このオイル排出用油路を介してオイル貯留室４０内のオイルをオイルパン１２へ戻す構成としてもよい。かかる場合、圧力弁６０によって開閉されるオイル排出口４４は、オイル排出用油路に設けることができる。

サーモ弁５０は、油圧回路を流れるオイル温度に感応して開閉動作し、オイルが高温になるとオイル流入口４２を開放する開状態となり、オイルが低温になるとオイル流入口４２を閉塞する閉状態となる。

サーモ弁５０は、サーモ弁５０をオイル貯留室４０の所定の位置に固定する固定部５２と、固定部５２に取り付けられた感温部５４と、感温部５４に連結された弁体５６とを備える。感温部５４は、オイル温度を感知して、その先端がオイル流入口４２に対して接近・離間する方向に変位する。本実施形態では、感温部５４の先端に弁体５６が取り付けられており、オイル温度が所定温度未満の場合に、感温部５４がオイル流入口４２に接近して、弁体５６がオイル流入口４２を閉塞し、オイル温度が所定温度以上の場合に、感温部５４がオイル流入口４２から離間して、弁体５６がオイル流入口４２を開放するように設定されている。

圧力弁６０は、サクション油路２０の圧力を受けて開閉動作し、サクション油路２０が負圧になるとオイル排出口４４を閉塞する閉状態となり、サクション油路２０の負圧が解消されるとオイル排出口４４を開放する開状態となる。本実施形態において、圧力弁６０はサクション油路２０の負圧を受けて作動する負圧弁であって、サクション油路２０の負圧（すなわち、オイルを吸い上げる吸入負圧）を受ける圧力室６２と、圧力室６２内の圧力を受けて伸縮するスプリング６４と、スプリング６４に連結された弁体６６とを備える。

圧力弁６０の圧力室６２は、サクション油路２０と連通している。本実施形態では、図１に示すように、サクション油路２０から分岐してオイル排出口４４まで伸びる直線状の通路２６を設けている。この通路２６には、通路２６内の空間を仕切るとともに、通路２６内を移動可能な移動部材６７が配置されている。通路２６と移動部材６７の間には、水密性が有り、移動部材６７からサクション油路２０側の通路２６内の空間が、圧力室６２を形成している。スプリング６４は、基端が圧力室６２の吸入負圧導入部の近傍に固定されており、スプリング６４先端に移動部材６７が取り付けられている。弁体６６は、圧力弁６０においてオイル排出口４４を閉塞する部分であり、移動部材６７に棒状の連結部材６８を介して取り付けられている。

この圧力弁６０は、図２に示すように、オイルポンプ１４が駆動してサクション油路２０が負圧になり、圧力室６２に吸入負圧が導入されると、スプリング６４が吸入負圧によって、図１に示す通常状態よりも収縮する。すると、スプリング６４の先端に取り付けられた移動部材６７、連動部材６８及び弁体６６が、通路２６の油圧室６２側に移動し、オイル排出口４４が弁体６６により閉塞される。

また、この圧力弁６０は、図１に示すように、オイルポンプ１４が停止してサクション油路２０の負圧が解消されると、圧力室６２への吸入負圧導入が解除され、スプリング６４が通常状態に戻り、スプリング６４に連結された移動部材６７、連結部材６８及び弁体６６が通路２６の先端側（図１の右側）に移動して、オイル排出口４４が開放状態になる。

次に、上述したオイル調整装置１０の動作を説明する。

まず、オイル温度が低い場合のオイル調整装置１０の動作を説明する。図１及び図２は、オイル温度が低温の場合、具体的には、供給油路３０に吐出されたオイル温度が所定温度未満の場合のオイル調整装置１０の動作を説明する図である。

図１に示すように、車両に搭載されたエンジンが駆動停止状態にある場合、オイル調整装置１０のオイルポンプ１４は駆動停止状態になり、サクション油路２０内は、負圧が解消された状態になる。この時、サクション油路２０の油圧を受けて、圧力弁６０は開状態になり、オイル排出口４４が開放される。この状態では、オイル貯留室４０内にオイルが貯留されず、オイルパン１２内の油面高さ（油面レベル）が高く保たれる。

次に、エンジンの駆動により、オイルポンプ１４が駆動すると、図２において矢印で示すように、サクション油路２０内が負圧になり、オイルパン１２に貯留されたオイル１１がサクション油路２０を介して汲み上げられ、オイルポンプ１４のオイル吐出口から供給油路３０内に圧送される。この時、圧力弁６０は、サクション油路２０の負圧を受けて閉状態となり、オイル排出口４４を閉塞する。

また、サーモ弁５０は、低温のオイルにより閉状態となり、オイル流入口４２を閉塞する。これにより、供給油路３０を流れるオイルは、オイル貯留室４０内に入流することなく、トランスミッションを構成する部品に供給され、その後、オイルパン１２に戻される。これにより、オイルパン１２に貯留されるオイル１１の量を多くして、油面高さを高く保つことができる。オイルの温度が低くなると、高温時に比べて油圧回路を流れるオイルの容積が小さくなる。図５において破線で示すように、オイルパン１２内のオイル１１の油面高さが低くなると、車両の加速度や慣性力によって、オイル１１がオイルパン１２内で揺れ動いた際に、サクション油路２０の吸込口２１から空気が入り込む、所謂エア吸いが発生するが、本実施形態のオイル調整装置１０では、油面高さを高く保ってエア吸いの発生を防止することができる。

次に、オイル温度が高い場合のオイル調整装置１０の動作を説明する。図３及び図４は、オイル温度が高温の場合、具体的には、供給油路３０に吐出されたオイル温度が所定温度以上の場合のオイル調整装置１０の動作を説明する図である。

図３に示すように、車両のエンジンが駆動停止状態にある場合、オイルポンプ１４は駆動停止状態になり、サクション油路２０内は、負圧が解消された状態になる。この時、サクション油路２０の油圧を受けて、圧力弁６０は開状態になり、オイル排出口４４が開放される。この状態では、オイル貯留室４０内にオイルが貯留されず、オイルパン１２内の油面高さが高く保たれる。

次に、エンジンが駆動し、これに連動してオイルポンプ１４が駆動すると、図４において矢印で示すように、サクション油路２０内が負圧になり、オイルパン１２に貯留されたオイル１１がサクション油路２０を介して汲み上げられ、オイルポンプ１４のオイル吐出口から供給油路３０内に圧送される。この時、圧力弁６０は、サクション油路２０の負圧を受けて閉状態となり、オイル排出口４４を閉塞する。

また、サーモ弁５０は、高温のオイルにより開状態となって、オイル流入口４２が開放される。供給油路３０を流れるオイルは、オイル流入口４２からオイル貯留室４０に入流して、オイル貯留室４０内に貯留される。これにより、供給油路３０を流れるオイルの量が低減され、トランスミッションにおけるフリクションの増加を抑制することができる。

その後、オイルポンプ１４の駆動が停止すると、図３に示すように、圧力弁６０が開状態となって、オイル排出口４４が開放され、オイル貯留室４０内のオイルは、オイルパン１２へ戻される。

上述のように、本実施形態のオイル調整装置１０では、オイル温度が低い場合に、オイルパン１２内のオイルの油面高さを高く保って、エア吸いの発生を防止することができるとともに、オイル温度が高い場合に、オイル貯留室４０内にオイルを貯留させて、供給油路３０を流れるオイル量を低減することで、フリクションの増加を抑制することができる。

また、オイル流入口４２の開閉制御は、サーモ弁５０によりオイル温度に応じて自動的に行われ、オイル排出口４４の開閉状態は、圧力弁６０によりサクション油路２０の圧力に応じて自動的に行われるので、弁体を開閉制御するための電気的な制御装置を用いる必要がなく、オイル調整装置１０を簡易化することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ オイル調整装置
１２ オイルパン
１４ オイルポンプ
２０ サクション油路
２１ 吸込口
２２ ストレーナ
２６ 通路
３０ 供給油路
４０ オイル貯留室
４２ オイル流入口
４４ オイル排出口
５０ サーモ弁
５４ 感温部
５６ 弁体
６０ 圧力弁
６２ 圧力室
６４ スプリング
６６ 弁体

Claims (1)

1. オイルが貯留されるオイルパンと該オイルパン内のオイルを吸い上げるオイルポンプとを接続するサクション油路と、
   オイルポンプから吐き出されたオイルが流れる供給油路と、
   該供給油路に供給されたオイルを貯留可能であって、前記供給油路に接続されたオイル流入口と、貯留されたオイルを前記オイルパンへ戻すオイル排出口とを有するオイル貯留室と、を備えたオイル調整装置において、
   オイル温度に応じて前記オイル流入口を開閉するサーモ弁と、
   前記サクション油路の圧力に応じて前記オイル排出口を開閉する圧力弁と、を備え、
   前記サーモ弁は、オイルが高温になると前記オイル流入口を開放する一方、オイルが低温になると前記オイル流入口を閉塞し、
   前記圧力弁は、前記サクション油路が負圧になると前記オイル排出口を閉塞し、前記サクション油路の負圧が解消されると前記オイル排出口を開放することを特徴とするオイル調整装置。

Images