JP5076607B2 - 潤滑装置 - Google Patents

Description

この発明は、オイル溜まり部からポンプで汲み上げた潤滑油を所定の流通部を経由させた後にオイル溜まり部に戻すように構成された潤滑装置に関するものである。

車両用の変速機などの各種機械・装置類では、オイルによる潤滑が行われている。その潤滑の形式として、オイルを加圧して軸受や歯車などの潤滑箇所に供給する強制潤滑や回転部材によって掻き上げて潤滑箇所に供給する掻き上げ潤滑などの形式が知られている。いずれの形式であっても、潤滑油の温度が上昇し、その温度が高くなり過ぎると劣化が進行するので、オイルクーラーで冷却する場合がある。

その一例が特許文献１や特許文献２に記載されている。特許文献１に記載された装置は、モータを収容しているハウジングの底部に冷却オイルを貯留する一方、そのハウジングの上部にキャッチタンクを設け、さらにポンプを内蔵したオイルクーラーをハウジングの底部とキャッチタンクとを連通するように配置して構成されている。また、特許文献２には自動変速機の冷却回路が記載されており、この冷却回路はラジエータとオイルクーラーとを備え、さらにオイルクーラー近傍でのオイルの圧力が所定圧力以上になった場合には、オイルクーラーとラジエータとの間の油路を変速機内に繋ぐバイパス回路を開くように構成されている。

特開２００５−１１７７９０号公報 実開平５−２７４１４号公報

上記の特許文献１および特許文献２に記載された各装置は、オイルクーラーやラジエータなどの、潤滑もしくは冷却するべき箇所以外の箇所にオイルを循環させるようになっている。したがって、オイルクーラーなどに到る管路抵抗や水頭差以上に加圧してオイルを循環させる必要があるから、ポンプを駆動してオイルを循環させることになる。一方、車両が停止するなどの場合、エンジンやモータなどの各駆動装置を停止させるから、上記のポンプも停止させられることになる。その場合、ポンプによって汲み上げられたオイルが、オイルクーラーやラジエータなどに溜まったままとなるから、オイルパンやハウジングの底部などのいわゆるオイル溜まり部におけるオイルの量が少なくなり、油面が低くなることがある。その結果、軸受などオイルに浸漬しておくべき潤滑箇所が油面から上側に出てしまい、いわゆるオイル切れを生じ、再始動時に潤滑不足となる可能性がある。また、掻き上げ潤滑を行う場合には、油面が下がっていることにより掻き上げ量が少なくなって潤滑不足を生じる可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、オイルを汲み上げるポンプを停止した場合であっても、オイル溜まり部での油量や油面高さを確保することのできる潤滑装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、前記リターン機構は、前記ポンプと前記オイル溜まり部より高い位置に配置されかつ前記ポンプによって潤滑油が汲み上げられる前記流通部とを連通させる配管路から分岐しかつ前記オイル溜まり部に接続されたバイパス路と、前記ポンプの吐出圧により動作して前記バイパス路を閉じて前記ポンプと前記流通部とを連通させるとともに前記ポンプが停止しているときは前記バイパス路を開いて前記流通部と前記オイル溜まり部とを連通させる弁機構とを備え、前記ポンプが停止したときにそのバイパス路を介して前記流通部から前記オイル溜まり部に潤滑油を戻すように構成されていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記流通部は、オイル冷却装置を含むことを特徴とする潤滑装置である。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記リターン機構は、逆流可能なポンプを含むことを特徴とする潤滑装置である。

請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記リターン機構は、前記ポンプが汲み上げた潤滑油を前記冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されていることを特徴とする潤滑装置である。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。
請求項７の発明は、潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、前記流通部は、オイル冷却装置を含み、前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、前記リターン機構は、逆流可能なポンプを含み、前記逆流可能なポンプが汲み上げた潤滑油を前記オイル冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されていることを特徴とするものである。
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。
請求項９の発明は、請求項７または８の発明において、前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。
請求項１０の発明は、潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、前記流通部は、オイル冷却装置を含み、前記リターン機構は、前記ポンプが汲み上げた潤滑油を前記冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されていることを特徴とするものである。
請求項１１の発明は、請求項１０の発明において、前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。
請求項１２の発明は、請求項１０または１１の発明において、前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする潤滑装置である。

この発明によれば、オイル溜まり部と流通部との間で潤滑油を循環させるポンプが停止した場合、流通部にある潤滑油はリターン機構によってオイル溜まり部に戻され、したがって流通部に潤滑油が溜まったままとなることが回避もしくは抑制される。その結果、ポンプが停止しても、オイル溜まり部の潤滑油の量や油面高さを確保することができる。

また、この発明によれば、ポンプが停止した場合に、前記流通部あるいはオイル冷却装置からオイル溜まり部に潤滑油が戻されるので、オイル冷却装置の容積が大きいとしても、ポンプが停止した場合のオイル溜まり部における潤滑油の量や油面高さを確保することができる。

さらにまた、この発明によれば、ポンプが停止した場合、バイパス路を介してオイル溜まり部に潤滑油を戻すことができる。

そして、この発明によれば、バイパス路の開閉をポンプの停止や起動によって自動的に行うことができるので、リターン機構の構成を簡素化できるのみならず、バイパス路の開閉制御が容易になる。

そしてまた、この発明によれば、ポンプが停止した場合に、その停止したポンプを逆流して潤滑油がオイル溜まり部に戻り、あるいはポンプが逆回転することにより潤滑油がオイル溜まり部に戻る。したがって、上述した各発明と同様に、オイル溜まり部における潤滑油の量や油面高さを確保することができ、これに加えて配管路の構成を簡素化することができる。

そしてさらにまた、この発明によれば、冷却装置の底部とそれより下方に配置されているオイル溜まり部とが連通されているので、冷却装置内の潤滑油は重力によってオイル溜まり部に還流し、その結果、ポンプが停止した場合のオイル溜まり部における潤滑油の量や油面高さを確保することができる。

そして、この発明によれば、車両用の変速機におけるオイル溜まり部の潤滑油量やその液面高さを、ポンプが停止した状態であっても確保し、走行開始時の潤滑を確実に行うことができる。

つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明に係る潤滑装置は、ポンプによって潤滑油をオイル溜まり部から汲み上げ、これを所定の流通部に供給した後、オイル溜まり部に戻すように構成されている。その流通部は、オイルクーラーやストレーナーあるいは選択的に潤滑油を保温する加温器など被潤滑部以外の部分である。またポンプは、流通部とは別に設けられていてもよく、あるいは流通部に組み込まれたものであってもよい。さらに、オイル溜まり部はオイルパンなどのオイルの貯留の目的で設けられた部分だけでなく、所定のハウジングもしくはケーシングの底部であってもよい。そして、ポンプによる潤滑油の汲み上げが停止した場合に前記流通部にある潤滑油をオイル溜まり部に戻すリターン機構が設けられている。このリターン機構は、重力によって潤滑油を戻す構成、あるいは何らかの動力を使用して戻す構成のいずれであってもよい。前者の重力を利用した構成であれば、流通部はオイル溜まり部より高い位置に配置することになり、後者の動力を使用する構成であれば、流通部とオイル溜まり部との相対的な高低は特に問題とはならない。

図１にこの発明の一例を模式的に示してあり、ここに示す例は、ユニット１における潤滑油２をラジエータ３で冷却するように構成した例である。そのユニット１は、潤滑油２によって潤滑あるいは冷却するべき被潤滑部を含む装置もしくは機構であって、例えば車両用の変速機あるいはトランスアクスルがその例である。このユニット１は液密状態に閉じたハウジング４を備え、歯車や軸受などの被潤滑部が収容され、そのハウジング４の底部がオイル溜まり部５となっている。なお、被潤滑部に対する潤滑油の供給は、いずれかの回転部材によって潤滑油２を掻き上げて行ってもよく、また軸受などの低い箇所にある被潤滑部に対しては、油面を高くして潤滑油２にその被潤滑部を浸漬することにより、その被潤滑部に潤滑油を供給してもよい。

ラジエータ３は潤滑油２を空冷もしくは水冷するためのものであって、オイル溜まり部５よりも高い位置に配置されている。このラジエータ３の底部とオイル溜まり部５とが、ポンプ６を介装した供給管路７によって連通されている。この供給管路７は、オイル溜まり部５とポンプ６の吸入ポートとを連通する吸入管路７ａと、ポンプ６の吐出ポートとラジエータ３とを連通させる吐出管路７ｂとによって構成されている。また、ラジエータ３の上部に設けられた排出口と前記ユニット１の上部とが戻り管路８によって連通されている。したがって、オイル溜まり部５からポンプ６によって潤滑油２を汲み上げ、これをラジエータ３にその底部から供給し、さらにそのラジエータ３の上部からユニット１の上部に潤滑油２を送ることにより、潤滑油２をオイル溜まり部５とラジエータ３との間で循環させるように構成されている。したがって、ラジエータ３およびその前後の管路がこの発明の流通部に相当している。

上記の吐出管路７ｂと吸入管路７ａとを連通させるバイパス路９、言い換えればラジエータ３の底部とオイル溜まり部５とを連通させるバイパス路９が設けられている。このバイパス路９は、ポンプ６が停止した場合に、ラジエータ３の内部の潤滑油２を重力によってオイル溜まり部５に戻すためのものであり、したがってポンプ６が停止した場合に開くようになっている。すなわち、前記吐出管路７ｂとバイパス路９との分岐部に逆止弁１０が設けられている。この逆止弁１０は、例えば図２の（ａ）に示すように、ポンプ６が潤滑油２を吐出している場合には、その吐出圧によってバイパス路９を閉じ、また図２の（ｂ）に示すように、ポンプ６の吐出圧がなくなった場合にバイパス路９を開いてラジエータ３をオイル溜まり部５に連通させるように動作する弁機構であり、このような機能を奏するものであれば、従来知られている適宜の構成のものを使用することができる。したがって、このバイパス管路９および逆止弁１０がこの発明のリターン機構に相当している。

図１および図２に示す構成では、ポンプ６が動作することにより、オイル溜まり部５の潤滑油２がラジエータ３に汲み上げられ、ここで冷却された後に、戻り管路８を経てユニット１の上部に戻され、その内部をオイル溜まり部５に向けて流下もしくは滴下する。歯車や軸受などの被潤滑部に対しては、ハウジング４の内部を流下もしくは滴下する潤滑油２が供給され、あるいは歯車などの回転部材によって掻き上げられた潤滑油２が供給され、その潤滑が行われる。このようにして潤滑油２をポンプ６によって循環させている状態では、ラジエータ３にも潤滑油２の一部が送られているので、オイル溜まり部５に溜まっている潤滑油２の量が少なくなっており、また油面も低くなっているが、被潤滑部に対する潤滑油２の供給が上記のようにして行われているので、潤滑不良や不足が生じることはない。

一方、車両が停止するなどのことに伴ってポンプ６が停止すると、ポンプ６の吐出圧がなくなることにより、逆止弁１０が図２の（ｂ）に示すように動作して、バイパス路９が開かれ、ラジエータ３の底部とオイル溜まり部５とが連通する。その結果、ラジエータ３に残っている潤滑油２は重力によって、吐出管路７ｂおよびバイパス管路９を通ってオイル溜まり部５に流下し、オイル溜まり部５に戻される。すなわち、ポンプ６が停止した場合には、ユニット１およびラジエータ３を主体とする循環系の全体におけるほぼ全量の潤滑油２がオイル溜まり部５に戻るので、オイル溜まり部５における潤滑油２の量および油面高さが十分に確保される。したがって、ハウジング４の低い位置に軸受などの被潤滑部が配置されているとしても、ユニット１もしくは車両の停止状態でその被潤滑部を潤滑油２に浸漬させておくことができ、再始動時や再発進時などにおける潤滑不足を回避もしくは抑制することができる。また、逆止弁１０は、上記のように、ポンプ６の吐出圧に応じて開閉するので、その構成が簡素化され、また開閉制御が容易である。

つぎにこの発明の他の具体例について説明する。図３の（ａ）および（ｂ）は、ラジエータ３に対するポンプ６およびユニット１の連通状態を図１に示す構成とは異ならせることにより、バイパス管路９を設けることなく、潤滑油２をオイル溜まり部５に戻すように構成した例である。すなわち、ラジエータ３は、オイル溜まり部５より高い位置に配置されており、そのラジエータ３の上部に設けられている供給口に吐出管路７ｂが接続され、またラジエータ３の底部に設けられている排出口に戻り管路８が接続されている。すなわち、ポンプ６で汲み上げた潤滑油２をラジエータ３の上側からラジエータ３に供給し、その潤滑油２をラジエータ３の下側から排出するようになっている。したがって、ラジエータ３に対する吐出管路７ｂおよび戻り管路８の接続構造が、この発明のリターン機構に相当している。他の構成は、図１に示す構成と同様であるから、図１に示す構成と同様の部分には図１と同様の符号を付してその説明を省略する。

したがって、図３に示す構成では、ポンプ６が動作していれば、図３の（ａ）に示すように、オイル溜まり部５からラジエータ３に潤滑油２が汲み上げられ、その結果、オイル溜まり部５で潤滑油２の量が少なくなり、またその油面が低くなる。なお、軸受や歯車などの被潤滑部に対しては、前述した図１に示す例と同様にして潤滑油２が供給され、その潤滑が行われる。一方、ポンプ６が停止した場合、ラジエータ３の内部に残っている潤滑油２は、ラジエータ３の底部がユニット１の内部と連通しているので、重力によってラジエータ３から自然に排出されてオイル溜まり部５に戻される。その結果、ポンプ６が停止した場合には、ユニット１およびラジエータ３を主体とする循環系の全体におけるほぼ全量の潤滑油２がオイル溜まり部５に戻るので、オイル溜まり部５における潤滑油２の量および油面高さが十分に確保される。したがって、ハウジング４の低い位置に軸受などの被潤滑部が配置されているとしても、ユニット１もしくは車両の停止状態でその被潤滑部を潤滑油２に浸漬させておくことができ、再始動時や再発進時などにおける潤滑不足を回避もしくは抑制することができる。

さらに、この発明では、ポンプ６の構造を変えて、これをリターン機構とすることができる。図４の（ａ）および（ｂ）はその例を示しており、ここに示す例では、停止した場合に潤滑油２が逆流することの可能なポンプ６Ａが採用されており、そのポンプ６Ａの吸入ポートとオイル溜まり部５とが吸入管路７ａによって連通され、またポンプ６Ａの吐出ポートとラジエータ３の底部とが吐出管路７ｂによって連通されている。さらにラジエータ３の上部の排出口とユニット１の上部とが戻り管路８によって連通されている。したがって、図１に示すバイパス管路９および逆止弁１０は設けられていない。なお、この種のポンプ６Ａは、例えば車両用のエンジンにおけるウォーターポンプとして用いられている構成のものであってよい。

したがって、ポンプ６Ａが動作していれば、図４の（ａ）に示すように、オイル溜まり部５からラジエータ３に潤滑油２が汲み上げられ、その結果、オイル溜まり部５で潤滑油２の量が少なくなり、またその油面が低くなる。なお、軸受や歯車などの被潤滑部に対しては、前述した図１に示す例と同様にして潤滑油２が供給され、その潤滑が行われる。一方、ポンプ６Ａが停止した場合、ラジエータ３の内部に残っている潤滑油２は、重力によってラジエータ３の底部から吐出管路７ｂおよびポンプ６Ａならびに吸入管路７ａを逆流してオイル溜まり部５に戻される。その結果、ポンプ６Ａが停止した場合には、ユニット１およびラジエータ３を主体とする循環系の全体におけるほぼ全量の潤滑油２がオイル溜まり部５に戻るので、オイル溜まり部５における潤滑油２の量および油面高さが十分に確保される。したがって、ハウジング４の低い位置に軸受などの被潤滑部が配置されているとしても、ユニット１もしくは車両の停止状態でその被潤滑部を潤滑油２に浸漬させておくことができ、再始動時や再発進時などにおける潤滑不足を回避もしくは抑制することができる。

なお、上述した具体例は、いずれもラジエータ３を流通部とした例であるが、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、ポンプによって潤滑油を汲み上げる箇所はラジエータ以外に、潤滑油を強制冷却するオイルクーラーや潤滑油から混入物を除去する機構などであってもよい。また、この発明におけるリターン機構は重力によって潤滑油を戻す構成以外に、第２のポンプを設けてその第２のポンプによって強制的に戻すように構成したものであってもよい。

この発明に係る潤滑装置の一例を模式的に示す図である。 その逆止弁の動作状態を示す模式図である。 この発明に係る潤滑装置の他の例を模式的に示す図である。 この発明に係る潤滑装置の更に他の例を模式的に示す図である。

符号の説明

１…ユニット、 ２…潤滑油、 ３…ラジエータ、 ４…ハウジング、 ５…オイル溜まり部、 ６，６Ａ…ポンプ、 ７…供給管路、 ７ａ…吸入管路、 ７ｂ…吐出管路、 ８…戻り管路、 ９…バイパス路、 １０…逆止弁。

Claims (12)

1. 潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、
   前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、
   前記リターン機構は、前記ポンプと前記オイル溜まり部より高い位置に配置されかつ前記ポンプによって潤滑油が汲み上げられる前記流通部とを連通させる配管路から分岐しかつ前記オイル溜まり部に接続されたバイパス路と、前記ポンプの吐出圧により動作して前記バイパス路を閉じて前記ポンプと前記流通部とを連通させるとともに前記ポンプが停止しているときは前記バイパス路を開いて前記流通部と前記オイル溜まり部とを連通させる弁機構とを備え、
   前記ポンプが停止したときにそのバイパス路を介して前記流通部から前記オイル溜まり部に潤滑油を戻すように構成されている
   ことを特徴とする潤滑装置。
2. 前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑装置。
3. 前記流通部は、オイル冷却装置を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の潤滑装置。
4. 前記リターン機構は、逆流可能なポンプを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の潤滑装置。
5. 前記リターン機構は、前記ポンプが汲み上げた潤滑油を前記冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されていることを特徴とする請求項３に記載の潤滑装置。
6. 前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の潤滑装置。
7. 潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、
   前記流通部は、オイル冷却装置を含み、
   前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、
   前記リターン機構は、逆流可能なポンプを含み、前記逆流可能なポンプが汲み上げた潤滑油を前記オイル冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されている
   ことを特徴とする潤滑装置。
8. 前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の潤滑装置。
9. 前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載の潤滑装置。
10. 潤滑油をオイル溜まり部からポンプによって汲み上げて該ポンプに連通している所定の流通部に供給した後に前記オイル溜まり部に戻す潤滑装置において、
    前記ポンプが停止した場合に、前記流通部にある潤滑油を前記オイル溜まり部に戻すリターン機構を備え、
    前記流通部は、オイル冷却装置を含み、
    前記リターン機構は、前記ポンプが汲み上げた潤滑油を前記冷却装置の上部に供給する供給管路と、その冷却装置の底部と前記オイル溜まり部とを連通させる戻り管路とから構成されていることを特徴とする潤滑装置。
11. 前記流通部は、前記オイル溜まり部より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の潤滑装置。
12. 前記オイル溜まり部は、車両の変速機の底部に設けられ、かつ前記流通部は前記変速機の外部で前記変速機より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の潤滑装置。

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