JP7458312B2 - オイル供給制御装置、伝動ユニットおよび動力システム - Google Patents
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例えば、特許文献1には、オイルポンプ21aの二つの吐出ポート21,22からそれぞれ油路31,32を延ばし、第一の油路31は油圧機器(制御対象OC)に接続し、第二の油路32は切換弁51を介して第一の油路31の上流側にそれぞれ接続した構成が開示されている。係る構成において、切換弁51の作動によって、二つの油路31,32で油圧機器にオイルを供給する全吐出状態と、第一の油路31のみで油圧機器にオイルを供給する半吐出状態と、が切り替わる。二つの油路31,32には、それぞれ逆止弁41,42が設けられている。
上述のような油圧システムにおいて、オイルを貯留するオイルタンクの容量は、オイル循環時にもオイルポンプの吸入不足が生じないように設定される。
しかし、エンジン回転数が最大まで上昇したときにもオイル不足が生じないようにするためには、オイルタンクの容量を、エンジンの最大回転数に応じた容量に設定する必要がある。このため、オイルタンクひいては装置全体を大型化させるという課題がある。
すなわち、オイルポンプが駆動源と一体的に駆動し、このオイルポンプから吐出されたオイルを油圧機器に供給する構成では、駆動源の回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプの吐出量も増加する。戻し油路には、油圧レギュレータによる油圧(流量)の調整に伴い、油圧レギュレータから上流側油路に戻す余剰オイルが流れる。
一般に、戻し油路の流量およびオイルタンクの容量は、駆動源における使用頻度の高い回転数でオイルポンプが駆動した場合の吐出量(通常流量)を基準に設定される。すなわち、オイルポンプが通常流量で駆動する場合、オイルタンク内のオイルが不足することなく、装置内で安定してオイルを循環させることができる。
これに対し、駆動源の回転数(ひいてはオイルポンプの吐出量)が使用頻度の低い最大回転数まで増加すると、オイルポンプの最大吐出量(最大流量)に対して生じる余剰オイルは、通常流量を基準に設定した戻し油路の流量よりも多くなる。この場合、油圧回路のリリーフ弁が作動したり、オイルタンク内のオイルが不足してオイルポンプの吐出を不安定にさせたりすることが考えられる。
本発明では、油圧レギュレータからの戻り油路からさらに分岐する分岐戻り油路を備え、この分岐戻り油路に、オイル流量の増加に伴い開弁する流量調整弁を備えている。これにより、戻り油路を流れる余剰オイルの流量が増加した際には、流量調整弁が開弁し、分岐戻し油路も利用して余剰オイルを上流側油路に戻す。これにより、駆動源の回転数が上昇してオイルポンプの吐出量が増加しても、油圧レギュレータで生じた余剰オイルが速やかに上流側油路に戻される。これにより、オイルタンクの容量を増加させる等による装置全体の大型化を回避するとともに、オイルポンプの吐出を安定させて油圧供給を安定させることができる。
図1、図2に示すように、実施形態の動力システム1は、エンジン10(駆動源)と、油圧ポンプ15(被駆動装置)と、クラッチユニット20(伝動ユニット)と、を備えている。
エンジン10は、例えば直列四気筒型の内燃機関である。エンジン10は、クランクケース11内にクランクシャフト12(駆動軸)を収容している。エンジン10は、例えばクランクシャフト12と同軸の出力軸13をクランクケース11の外部に突出させている。出力軸13は、エンジン10の運転に伴い回転駆動力を出力する。
図中線C1は互いに同軸の出力軸13および入力部16の回転中心軸線を示す。動力システム1は、出力軸13の軸方向(軸線C1に沿う方向、図中矢印F11方向)を水平にして車載される。図中矢印F12は軸方向F11と直交しかつ車載時に水平となる幅方向、図中矢印F13は軸方向F11および幅方向と直交しかつ車載時に垂直となる上下方向、をそれぞれ示している。
図3~図5を併せて参照し、伝動ケース30は、エンジン10の出力軸13およびこれと同軸の回転要素を収容する円筒状の筒状ケース部31と、筒状ケース部31よりも大径をなして筒状ケース部31のエンジン10側に配置され、出力軸13に設けられたフライホイール13aを収容するホイールハウジング32と、筒状ケース部31の油圧ポンプ15側に配置され、前記幅方向F12および上下方向F13の各幅よりも前記軸方向F11の幅が狭い偏平状をなす偏平状ケース部33と、を備えている。
図5、図6に示すように、クラッチユニット20は、油圧供給により作動するクラッチ24と、クラッチ24に対する作動オイルの供給を制御するオイル供給制御装置50と、を備えている。
図5を参照し、クラッチユニット20は、エンジン10の出力軸13に一体回転可能に連結される第一連結軸21と、油圧ポンプ15の入力部16に一体回転可能に連結される第二連結軸22と、を備えている。第一連結軸21は、エンジン10の出力軸13と同軸に配置され、出力軸13と常時一体に回転する。第二連結軸22は、油圧ポンプ15の入力部16と同軸に配置され、入力軸と常時一体に回転する。第一連結軸21および第二連結軸22は、互いに同軸に配置され、これら第一連結軸21と第二連結軸22との間に、クラッチ24が構成されている。第一連結軸21および第二連結軸22は、クラッチ24を介して動力伝達を断接可能に連結されている。
図6を参照し、オイル供給制御装置50は、エンジン10に連動するオイルポンプ14が吐出したオイル(油圧)を、一定圧に制御(調圧)して出力する。オイル供給制御装置50は、クラッチ接続時、調圧した一定の油圧をクラッチ24に供給する。オイルポンプ14は、エンジン10に一体に設けられている。オイルポンプ14は、エンジン10の駆動に伴い駆動する。オイルポンプ14は、エンジン始動後は常にクランクシャフト12に連動して駆動する。エンジン10は、出力要求の増加に応じて回転数を増加させる。オイルポンプ14は、エンジン回転数の増加に応じて吐出量を増加させる。オイル供給制御装置50からオイルポンプ14よりも上流側に戻されるオイルの流量は、エンジン回転数の増加に応じて増加する。
図6は、実施形態のオイル供給制御装置50の構成を示している。オイル供給制御装置50は、オイルポンプ14の駆動によりオイルタンク30a内のクラッチオイルを循環させる油圧回路51と、油圧回路51の各部に設けられてクラッチ24に供給するオイルの圧力および流量を制御する各種の油圧制御弁と、を備えている。実施形態のオイル供給制御装置50は、エンジン10に一体に(着脱不能に)設けられたオイルポンプ14を含まないが、この構成に限らない。例えば、エンジン10に対して着脱可能なオイルポンプ14を含む構成でもよい。
上流側油路54には、後述する戻し油路56および分岐戻し油路57が接続されている。戻し油路56および分岐戻し油路57は、上流側油路54の下流端であるオイルポンプ14の吸入部において接続されてもよい。上流側油路54の上流端は、サクションフィルタ52に接続されている。
以下、下流側油路55におけるオイルポンプ14と油圧レギュレータ60との間の油路を第一下流側油路55a、油圧レギュレータ60と油路切替弁70との間の油路を第二下流側油路55b、油路切替弁70とクラッチ24との間の油路を第三下流側油路55c、と称する。
クラッチ24には、第三下流側油路55cを介して、油路切替弁70が接続されている。
図6~図9に示すように、実施形態では、油圧レギュレータ60および流量調整弁65が一体のバルブユニット80を構成している。油圧レギュレータ60および流量調整弁65は、互いに一体のバルブボディを備えている。図7、図8のバルブボディは、図示都合上、図4に示すバルブボディ81に比べて簡略化して示している。
第一バルブ挿通孔83は、バルブボディ81をバルブ軸方向F21で貫通するように形成され、両端部がそれぞれプラグボルト91,92によって閉塞されている。第一バルブ挿通孔83内には、スプール85がバルブ軸方向F21で移動可能に挿通されている。スプール85は、バルブ軸方向一側(図中左側)に向けて付勢されている。
図10に示すように、スプール85のバルブ軸方向一側の端部とバルブ挿通孔のバルブ軸方向一側の端部との間のスプール端油室107にオイルが流入することで、スプール85が付勢力に抗してバルブ軸方向他側に移動可能である。
第三環状凹部98からバルブ軸方向他側に離間した位置には、オイル流通孔119が形成されている。オイル流通孔119は、スプール85がバルブ軸方向他側への移動限界位置に達したときもスプール85と重ならない位置に形成されている。
エンジン回転数が増加してオイルポンプ14の吐出量が増えると、バルブユニット80内の油圧も増加する。このとき、入力ポート111から入ってスプール内油室103に流入したオイルの圧力によって逆止弁87が開き、スプール端油室107にオイルが流入することによって、スプール85が初期状態からバルブ軸方向他側に移動する。
次に、実施形態の作用について説明する。
まず、エンジン10が始動すると、クランクシャフト12の駆動に連動してオイルポンプ14が駆動する。伝動ケース30(オイルタンク30a)内には、クラッチ作動用のオイル(クラッチフルード)が貯留されている。オイルポンプ14は、上流側油路54を介してオイルタンク30a内のフルードを吸入するとともに、下流側油路55に向けてフルードを吐出する。クラッチ24の少なくとも一部はフルード内に浸漬され、もってクラッチ24の潤滑および冷却等が良好になされる。
エンジン10は、出力要求に応じて回転数を増減させる。出力要求によりエンジン回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプ14の吐出量も増加する。このとき、クラッチ24に供給する油圧は一定なので、油圧回路51の上流側へ戻すオイル戻し量が増加する。
実施形態のクラッチユニット20は、上記オイル供給制御装置50と、以下のクラッチ24と、を備えている。クラッチ24は、エンジン10と、エンジン10の駆動により駆動される油圧ポンプ15と、の間に配置されて、エンジン10の駆動力を油圧ポンプ15に伝達可能とする。
実施形態の動力システム1は、上記クラッチユニット20と、エンジン10と、油圧ポンプ15と、を備えている。
すなわち、オイルポンプ14がエンジン10と一体的に駆動し、このオイルポンプ14から吐出されたオイルを油圧機器に供給する構成では、エンジン10の回転数が増加すると、これに伴いオイルポンプ14の吐出量も増加する。戻し油路56には、油圧レギュレータ60による油圧(流量)の調整に伴い、油圧レギュレータ60から上流側油路54に戻す余剰オイルが流れる。
一般に、戻し油路56の流量およびオイルタンク30aの容量は、エンジン10における使用頻度の高い回転数でオイルポンプ14が駆動した場合の吐出量(通常流量)を基準に設定される。すなわち、オイルポンプ14が通常流量で駆動する場合、オイルタンク30a内のオイルが不足することなく、装置内で安定してオイルを循環させることができる。
これに対し、エンジン10の回転数(ひいてはオイルポンプ14の吐出量)が使用頻度の低い最大回転数まで増加すると、オイルポンプ14の最大吐出量(最大流量)に対して生じる余剰オイルは、通常流量を基準に設定した戻し油路56の流量よりも多くなる。この場合、油圧回路51のリリーフ弁が作動したり、オイルタンク30a内のオイルが不足してオイルポンプ14の吐出を不安定にさせたりすることが考えられる。
実施形態では、油圧レギュレータ60からの戻し油路56からさらに分岐する分岐戻し油路57を備え、この分岐戻し油路57に、オイル流量の増加に伴い開弁する流量調整弁65を備えている。これにより、戻し油路56を流れる余剰オイルの流量が増加した際には、流量調整弁65が開弁し、分岐戻し油路57も利用して余剰オイルを上流側油路54に戻す。これにより、エンジン10の回転数が上昇してオイルポンプ14の吐出量が増加しても、油圧レギュレータ60で生じた余剰オイルが速やかに上流側油路54に戻される。これにより、オイルタンク30aの容量を増加させる等による装置全体の大型化を回避するとともに、オイルポンプ14の吐出を安定させて油圧供給を安定させることができる。
この構成によれば、油圧レギュレータ60と流量調整弁65とが一体のバルブボディ81を構成することで、装置全体の部品点数を削減するとともに、油圧レギュレータ60と流量調整弁65との間のオイル漏れ(リーク)を抑えることができる。なお、油圧レギュレータ60と流量調整弁65とが別体をなす構成としてもよい。
この構成によれば、油圧レギュレータ60および流量調整弁65が構成する一体のバルブボディ81に、油圧レギュレータ60および流量調整弁65の各バルブ挿通孔83,84を平行に形成するとともに、これら両バルブ挿通孔83,84の軸方向F21と直交する二方向(高さ方向F22、幅方向F23)に沿って、入力ポート111、出力ポート112、連通孔115、第一戻しポート113および第二戻しポート114といった、油圧レギュレータ60および流量調整弁65に関連する主要な孔を形成するので、バルブボディ81に対する加工を容易にすることができる。
この構成によれば、上記効果に加え、エンジン10と油圧ポンプ15との間にオイルタンク30aを兼ねる伝動ケース30が配置される構成において、オイルタンク30aが大型化してエンジン10と油圧ポンプ15とを大きく離間させることを抑え、クラッチユニット20ひいては動力システム1の大型化を確実に抑えることができる。また、油圧機器であるクラッチ24がオイルタンク30a内に配置されるので、クラッチ24の潤滑等を良好に行うことができる。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
10 エンジン(駆動源)
13 出力軸
13a フライホイール
14 オイルポンプ
15 油圧ポンプ
18 モータジェネレータ
20 クラッチユニット(伝動ユニット)
24 クラッチ(油圧機器、伝動装置)
30 伝動ケース
30a オイルタンク
32 ホイールハウジング
33 偏平状ケース部
50 オイル供給制御装置
53 油圧供給路
54 上流側油路
55 下流側油路
56 戻し油路
57 分岐戻し油路
60 油圧レギュレータ
65 流量調整弁
81 バルブボディ
83 第一バルブ挿通孔
84 第二バルブ挿通孔
111 入力ポート(入力孔)
112 出力ポート(出力孔)
113 第一戻しポート(第一戻し孔)
114 第二戻しポート(第二戻し孔)
115 連通孔
F11 軸方向
F12 幅方向
F13 上下方向
F21 バルブ軸方向
F22 バルブ高さ方向
F23 バルブ幅方向
Claims (5)
- 駆動源の駆動に応じて駆動するオイルポンプから油圧機器への作動オイルの供給を制御するオイル供給制御装置であって、
前記作動オイルを貯留するオイルタンクから前記オイルポンプに至る上流側油路と、前記オイルポンプから前記油圧機器に至る下流側油路と、を有し、前記作動オイルが流通する油圧供給路と、
前記下流側油路に設けられ、下流側に流出する前記作動オイルの油圧を規定圧に調整する油圧レギュレータと、
前記油圧レギュレータから前記上流側油路に至り、前記油圧レギュレータで前記作動オイルの油圧を調整することで生じた余剰オイルを前記上流側油路に戻す戻し油路と、
前記戻し油路から分岐して前記上流側油路に至る分岐戻し油路と、
前記分岐戻し油路に設けられ、前記戻し油路内のオイル流量が規定量未満のときに閉弁し、前記戻し油路内のオイル流量が前記規定量を越えたときに開弁する流量調整弁と、を備えている、オイル供給制御装置。 - 前記油圧レギュレータと前記流量調整弁とは、一体のバルブボディを構成している、請求項1に記載のオイル供給制御装置。
- 前記バルブボディには、
前記油圧レギュレータの弁体を挿通する第一バルブ挿通孔と、
前記第一バルブ挿通孔と平行に形成され、前記流量調整弁の弁体を挿通する第二バルブ挿通孔と、
前記第一バルブ挿通孔の軸方向と直交し、かつ前記前記第一バルブ挿通孔および前記第二バルブ挿通孔の並び方向と平行に形成され、前記第一バルブ挿通孔に前記下流側油路からオイルを流入させる流入孔と、
前記流入孔と平行に形成され、前記第一バルブ挿通孔と前記第二バルブ挿通孔とを連通させる連通孔と、
前記第一バルブ挿通孔の軸方向と直交し、かつ前記流入孔の軸方向と直交して形成され、前記第一バルブ挿通孔から前記下流側油路にオイルを流出させる流出孔と、
前記流出孔と平行に形成され、前記第一バルブ挿通孔から前記余剰オイルを流出可能な戻し孔と、
前記流出孔と平行に形成され、前記第二バルブ挿通孔から前記余剰オイルを流出可能な第二戻し孔と、が形成されている、請求項2に記載のオイル供給制御装置。 - 請求項1から3の何れか一項に記載のオイル供給制御装置と、
前記駆動源と、前記駆動源の駆動により駆動される被駆動装置と、の間に配置されて、前記駆動源の駆動力を前記被駆動装置に伝達可能とする、前記油圧機器である伝動装置と、
前記伝動装置を収容するとともに前記オイルタンクを兼ねる伝動ケースと、を備え、
前記伝動ケースは、前記駆動源と前記被駆動装置との間に配置されている、伝動ユニット。 - 請求項4に記載の伝動ユニットと、
前記駆動源と、
前記被駆動装置と、を備えている、動力システム。
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