JP6473473B2 - 弁構造及びそれを用いた油圧回路 - Google Patents

Description

本発明は、潤滑流体を第２潤滑回路から第１潤滑回路に導く連通路を備える弁機構に関する。

従来、流体ポンプ（油圧ポンプ）から供給される潤滑流体によって自動車等の自動変速機を制御する油圧回路があり、この油圧回路の潤滑流体が逆流することを防ぐ逆止弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−９６４７８号公報

特許文献１の逆止弁は、油圧回路に設けられたトルクコンバータ内の潤滑流体が自動変速機に戻ってしまうのを防ぐものである。また、油圧回路には自動変速機のようなギヤ系の潤滑部とは別に、クラッチ系の潤滑部も設けられており、低温時に潤滑流体の粘度が高くなることによるクラッチの引き摺りを低減する目的で、潤滑流体の流量を低減させるチョーク構造も設けることがある。一般的には、図８に示すようなチョーク構造を設けることが考えられる。

図８に示すように、チョーク構造は、円筒状のバルブボディ１０１にチョークバルブ１０２が挿入されており、潤滑流体が流入口１０３から入り、バルブボディ１０１とチョークバルブの隙間を通り、排出口１０４から排出される。潤滑流体の流量は、隙間の流路面積と、流入口１０３から排出口１０４までの隙間の長さによって調整される。

しかしながら、油圧回路に逆止弁を設けたうえにチョーク構造も設け、さらにギヤ系の潤滑部からクラッチ系の潤滑部へ潤滑流体を分岐させる分岐部などを設けると、油圧回路のスペースが大きくなる。

本発明は、以上の点に鑑み、油圧回路に逆止弁、チョーク構造及び分岐部を設けたうえで、油圧回路の省スペース化を図ることができる弁機構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、
第１潤滑部（例えば、実施形態の摩擦クラッチ２。以下同一。）に潤滑流体を供給する第１潤滑回路（例えば、実施形態の第１潤滑回路３。以下同一。）と、第２潤滑部（例えば、実施形態のデファレンシャルギヤ４。以下同一。）に前記潤滑流体を供給する第２潤滑回路（例えば、実施形態の第２潤滑回路５。以下同一。）とを連通する連通路（例えば、実施形態の連通路９。以下同一。）を備える弁機構であって、
ハウジング本体（例えば、実施形態のハウジング本体３２。以下同一。）と、
前記ハウジング本体に形成され、且つ前記第２潤滑回路の一部を構成し、且つ前記潤滑流体の一部を前記連通路に導くメイン流路（例えば、実施形態のメイン流路３１。以下同一。）と、前記ハウジング本体に設けられ、前記連通路の少なくとも一部を構成する第１流出口（例えば、実施形態の第１流出口３３。以下同一。）と、前記第２潤滑回路の一部を構成する第２流出口（例えば、実施形態の第２流出口３４。以下同一。）と、前記第１流出口及び前記第２流出口とは異なる第３流出口（例えば、実施形態の第３流出口３５。以下同一。）との３方向へ分岐する前記メイン流路から分岐部（例えば、実施形態の分岐部３６。以下同一。）と、前記ハウジング本体の前記第１流出口を構成する前記連通路に設けられ、この第１流出口から前記メイン流路への前記潤滑流体の流れを止める逆止弁（例えば、実施形態の逆止弁１１。以下同一。）と、この逆止弁に設けられ前記第１流出口から流出する前記潤滑流体の流量を調整するチョーク部（例えば、実施形態のチョーク部２１。以下同一。）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、弁機構は、分岐部、逆止弁及びチョーク部の３つの機能部品を別々に設けることなく一体化したので、弁機構全体を小型化して油圧回路の省スペース化を図ることができる。さらに、３つの機能部品を一体化したので、組付け時に一度に組付けることができ、組付け性を向上させることができる。

[２]また、本発明においては、前記逆止弁は、前記ハウジング本体の一部によって形成される弁箱（例えば、実施形態の弁箱１２。以下同一。）と、前記ハウジング本体に形成されるテーパ状の弁座（例えば、実施形態の弁座１３。以下同一。）と、前記弁箱内に移動可能に収納され前記弁座に当接することで流れを止めるボール状の弁体（例えば、実施形態の弁体１４。以下同一。）と、前記ハウジング本体に設けられ前記弁体の移動を規制するカバー（例えば、実施形態のカバー１５。以下同一。）とを備えることが好ましい。逆止弁を、テーパ状の弁座にボール状の弁体を当接させる構造としたので、簡単な構造で、潤滑流体の逆流を防止すると共に、逆止弁の小型化を図ることができる。

[３]また、本発明においては、前記カバーに、前記チョーク部が設けられ、該チョーク部は、前記潤滑流体が流れる際に前記弁体を受ける受け部（例えば、実施形態の受け部２２。以下同一。）を中心に、同心円上に配置された多数の孔（例えば、実施形態の孔２３。以下同一。）から形成されていることが好ましい。チョーク部をカバーに多数の孔を設けて形成しているため、チョーク部を従来品よりも短く構成することができる。さらに、孔の数と径で必要な流量に調整することができる。

[４]また、本発明においては、前記多数の孔は、前記受け部の中心に対して非対称に配置されていることが好ましい。非対称の構造にすることで、潤滑流体が流れる際、ボール状の弁体を流速の速い方に又は流量の少ない方に寄せることができ、弁体がカバー内で乱れるように移動する、いわゆるボール暴れを抑制することができる。

［５］また、本発明においては、第２流出口は、チョーク機能を有することが好ましい。この構造にすることで、第２流出口でも潤滑流体の流量調整を可能にできる。
［６］また、本発明の弁機構を用いた油圧回路においては、駆動源（例えば、実施形態の駆動原ＥＮＧ。以下、同一。）の動力を利用して作動する前記油圧ポンプ（例えば、実施形態の油圧ポンプ６。以下、同一。）と、前記油圧ポンプから前記潤滑流体が供給されるレギュレータバルブ（例えば、実施形態のレギュレータバルブ４３。以下、同一。）と、を備え、前記レギュレータバルブは、前記第１潤滑回路への潤滑流体の流量を制御することにより、前記油圧回路のライン圧を所定の油圧に保つように構成されており、前記第２潤滑回路には、前記レギュレータバルブからライン圧として供給された前記潤滑流体の一部（例えば、実施形態のトルクコンバータＴＣから排出される潤滑流体。以下、同一。）が供給されることが好ましい。
［７］また、本発明の油圧回路においては、トルクコンバータ（例えば、実施形態のトルクコンバータＴＣ。以下、同一。）と、前記メイン流路の上流に位置させて前記第２潤滑回路に介設されたオイルウォーマー（例えば、実施形態のオイルウォーマー７。以下、同一。）と、を備え、前記第１潤滑部は摩擦クラッチであり、前記第２潤滑部はデファレンシャルギヤであり、前記第２潤滑回路には、前記トルクコンバータが排出する前記潤滑流体が供給されることが好ましい。

本発明の潤滑回路の実施形態を模式的に示す説明図。 本実施形態の潤滑回路を示す説明図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 本実施形態の弁機構の斜視図。 本実施形態のカバーの平面図。 図５のＶＩ−ＶＩ線断面図。 本実施形態のカバーの底面図。 従来技術に係るチョーク構造の断面図。

図を参照して、本発明の実施形態の弁機構１０を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態の弁機構１０は油圧回路１に設けられている。なお、図１では便宜上、油圧回路１の説明に必要な部分のみを示す。油圧回路１は、車両（自動車）に搭載される動力伝達装置に潤滑流体（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第１潤滑部（以下、摩擦クラッチという。）２にメインシャフトなどを介して潤滑油を供給する第１潤滑回路３と、動力伝達装置が備える第２潤滑部（以下、デファレンシャルギヤという。）４に温度調整された潤滑油を供給する第２潤滑回路５と、駆動源ＥＮＧ（内燃機関、電動機）の動力を利用して作動する油圧ポンプ６とを備える。

第２潤滑回路５は、エンジン冷却水と潤滑油との間で熱交換させるオイルウォーマー７と、第２潤滑回路用チョーク８とを備え、オイルウォーマー７で適切な温度に調整した潤滑油を、第２潤滑回路用チョーク８を介してデファレンシャルギヤ４へ供給する。

油圧回路１には、第１潤滑回路３と、第２潤滑回路５とを連通させる連通路９が設けられている。連通路９には、第１潤滑回路３から第２潤滑回路５への潤滑油の流れを阻止する逆止弁１１と、第１潤滑回路３から第２潤滑回路５への潤滑油の流量を調整するチョーク部２１とが介設されている。

油圧ポンプ６が作動するとオイルパン４１に溜まった潤滑油がストレーナ４２を介して吸い上げられて油圧ポンプ６からレギュレータバルブ４３に潤滑油が供給される。レギュレータバルブ４３に供給される潤滑油の一部は、摩擦クラッチ２に供給され、摩擦クラッチ２を潤滑して且つ冷却するための潤滑油として用いられる。また、レギュレータバルブ４３に供給される潤滑油の一部はトルクコンバータＴＣを経由してオイルウォーマー７に導かれる。

ここで、車両の駆動源ＥＮＧを利用して作動する油圧ポンプ６は、駆動源ＥＮＧが所定の回転よりも低い低速回転のときは、所定回転未満の低回転となる。油圧ポンプ６は、所定回転未満の低回転時には、油圧ポンプ６自体の吐出量が少なく、またレギュレータバルブ４３によってライン圧を所定の油圧に保つべく第１潤滑回路３への潤滑油の流量が制限され、第１潤滑回路３と比較して第２潤滑回路５の方がレギュレータバルブ４３から潤滑油が優先的に供給される。また、低回転時には潤滑油の温度が低くなり易く潤滑油の粘度が高くなり易い。このため、第１潤滑回路３を流れる潤滑油の流量が少なくなってしまう。

デファレンシャルギヤ４は摩擦クラッチ２と比較して発熱量が少ないため、デファレンシャルギヤ４を潤滑油で適切に潤滑させるためには、デファレンシャルギヤ４に供給する潤滑油をある程度まで温めることが望ましい。従って、第２潤滑回路５を流れる潤滑油は、低回転時であってもオイルウォーマー７でエンジン冷却水と熱交換して適度な温度まで温められている。

従って、低回転時においては、第２潤滑回路５の潤滑油の流量が第１潤滑回路３の流量よりも多くなり、第２潤滑回路５の潤滑油の圧力が第１潤滑回路３の潤滑油の圧力を上回り、逆止弁１１が開いて第２潤滑回路５の潤滑油が連通路９を通ってメインシャフトなどを介して摩擦クラッチ２に供給され、摩擦クラッチ２に十分な量の潤滑油を供給することができ、摩擦クラッチ２を適切に潤滑することができる。このとき、摩擦クラッチ２に供給される潤滑油はオイルウォーマー７で温められているため比較的高い温度となっているが、駆動源ＥＮＧが低回転であるので摩擦クラッチ２の発熱量も比較的低く、また、潤滑油の供給量が多いため、低回転時においては十分な冷却効果も得ることができる。なお、本発明の動力伝達装置は、潤滑と冷却の両方の効果が得られることが好ましいが、潤滑と冷却のうち何れか一方の効果のみ発揮するものであってもよい。

駆動源ＥＮＧが所定の回転速度を超えて、油圧ポンプ６が所定回転以上で回転する高回転時には、第１潤滑回路３の油圧が第２潤滑回路５の油圧以上となる。このため、逆止弁１１が閉じられ、第１潤滑回路３の潤滑油が第２潤滑回路５へ供給されることが逆止弁１１で阻止される。

駆動源ＥＮＧが高速回転する時においては、油圧ポンプ６も高回転で回転する。油圧ポンプ６が高回転時（所定回転以上の回転時）には、摩擦クラッチ２の発熱量も高くなる虞があるが、第１潤滑回路３の潤滑油の流量が十分であり、第１潤滑回路３の潤滑油で十分に摩擦クラッチ２を潤滑し且つ冷却することができる。

また、本実施形態の油圧回路１によれば、油圧ポンプ６の低回転時の油圧と高回転時の油圧との切り換わりを利用して逆止弁１１で自動的に油圧ポンプ６の低回転時に第２潤滑回路５の潤滑油が摩擦クラッチ２に供給され、高回転時に第２潤滑回路５の潤滑油が摩擦クラッチ２へ供給されることが阻止される。従って、電磁弁などで制御する場合と比較して、油圧回路１の構成の簡略化を図ることができる。

なお、「流体ポンプの所定回転未満の低回転」とは、第１潤滑回路３の流体圧が第２潤滑回路５の流体圧と同一となるときの回転速度を所定回転として、この所定回転未満の領域の回転と定義し、高回転は、第１潤滑回路３の流体圧が第２潤滑回路５の流体圧と同一となるときの回転速度を所定回転として、この所定回転以上の領域の回転と定義する。

また、低回転と高回転は、所定回転を閾値としているが、所定回転は流体温度を回転速度で推測するものと捉えることもでき、流体の温度を検出して流体温度に基いて本発明の弁部（逆止弁）の開閉を切り換えてもよい。この場合、所定回転は流体温度に応じて変更してもよく、または所定の流体温度を閾値として流体ポンプの低回転時と高回転時との境界を設定することもできる。

図２に示すように、連通路９が第１潤滑回路３に接続されている。連通路９には、第２潤滑回路５から第１潤滑回路３への潤滑油の流れを許容し、第１潤滑回路３から第２潤滑回路５への潤滑油の流れを阻止する逆止弁１１が介設されている。

図３、図４に示すように、弁機構１０は、第２潤滑回路５からの潤滑油の一部を連通路９に導くメイン流路３１が形成されるハウジング本体３２と、このハウジング本体３２に設けられ潤滑油を第１流出口３３、第２流出口３４、第３流出口３５の３方向へ分岐する分岐部３６と、ハウジング本体３２の第１流出口３３側となる連通路９に設けられこの第１流出口３３からメイン流路３１への潤滑油の流れを止める逆止弁１１と、この逆止弁１１に設けられ第１流出口３３から流出する潤滑油の流量を調整するチョーク部２１とを備える。

弁機構１０は、分岐部３６、逆止弁１１及びチョーク部２１の３つの機能部品を別々に設けることなく一体化したので、弁機構１０全体を小型化して油圧回路１（図１参照。）の省スペース化を図ることができる。さらに、３つの機能部品を一体化したので、組付け時に一度に組付けることができ、組付け性を向上させることができる。

逆止弁１１は、ハウジング本体３２の一部によって形成される弁箱１２と、ハウジング本体３２に形成されるテーパ状の弁座１３と、弁箱１２内に移動可能に収納され弁座１３に当接することで流れを止めるボール状の弁体１４と、ハウジング本体３２に設けられ弁体１４の移動を規制するカバー１５とを備える。このカバー１５に、チョーク部２１が設けられている。

逆止弁１１を、テーパ状の弁座１３にボール状の弁体１４を当接させる構造としたので、簡単な構造で、潤滑流体の逆流を防止すると共に、逆止弁１１の小型化を図ることができる。

また、第２流出口３４は、第２潤滑回路用チョーク８が設けられることでチョーク機能を有する。この構造にすることで、第２流出口３４でも潤滑油の流量調整を可能にできる。

図５から図７に示すように、チョーク部２１は、潤滑油が流れる際に弁体１４を受ける受け部２２を中心Ｃに、同心円上に配置された多数の孔２３から形成されている。カバー１５の受け部２２側には、平面視で略円形状の４つの凹部２４が中心Ｃに対して９０度毎にずれて４方向に形成されている。このうち、３つの凹部２４には２つの孔２３が配置され、１つの凹部２４には１つの孔２３が配置されている。このようにして、多数の孔２３は、受け部２２の中心に対して非対称に配置されている。

中心Ｃを通る第１流出口３３と凹部２４は連結されている。このため、逆止弁１１が開き、弁体が受け部２２に当接している状態でも、潤滑油が中心Ｃを通る第１流出口３３からも流出して必要な流量を確保できる。

チョーク部２１をカバー１５に多数の孔２３を設けて構成しているため、必要な流路面積を確保したうえでチョーク部２１を従来品よりも短く構成することができる。さらに、孔２３の数と径で必要な流量に調整することができる。

また、孔２３の配置を非対称の構造にすることで、潤滑油が流れる際、ボール状の弁体１４を流速の速い方に又は流量の少ない方に寄せることができ、弁体１４がカバー１５内で乱れるように移動する、いわゆるボール暴れを抑制することができる。

なお、本実施形態では、第１潤滑部として摩擦クラッチ２、第２潤滑部としてデファレンシャルギヤ４を用いて説明したが、本発明の第１潤滑部及び第２潤滑部はこれに限らない。

１ 油圧回路
２ 第１潤滑部（摩擦クラッチ）
３ 第１潤滑回路
４ 第２潤滑部（デファレンシャルギヤ）
５ 第２潤滑回路
６ 油圧ポンプ
７ オイルウォーマー
８ 第２潤滑回路用チョーク
９ 連通路
１０ 弁機構
１１ 逆止弁
１２ 弁箱
１３ テーパ状の弁座
１４ ボール状の弁体
１５ カバー
２１ チョーク部
２２ 受け部
２３ 孔
３１ メイン流路
３２ ハウジング本体
３３ 第１流出口
３４ 第２流出口
３５ 第３流出口
３６ 分岐部

Claims (7)

1. 第１潤滑部に潤滑流体を供給する第１潤滑回路と、第２潤滑部に前記潤滑流体を供給する第２潤滑回路とを連通する連通路を備える弁機構であって、
   ハウジング本体と、
   前記ハウジング本体に形成され、且つ前記第２潤滑回路の一部を構成し、且つ前記潤滑流体の一部を前記連通路に導くメイン流路と、
   前記ハウジング本体に設けられ、前記連通路の少なくとも一部を構成する第１流出口と、前記第２潤滑回路の一部を構成する第２流出口と、前記第１流出口及び前記第２流出口とは異なる第３流出口との３方向へ前記メイン流路から分岐する分岐部と、
   前記ハウジング本体の前記第１流出口を構成する前記連通路に設けられ、この第１流出口から前記メイン流路への前記潤滑流体の流れを止める逆止弁と、
   この逆止弁に設けられ前記第１流出口から流出する前記潤滑流体の流量を調整するチョーク部と、を備えることを特徴とする弁機構。
2. 請求項１に記載の弁機構であって、
   前記逆止弁は、前記ハウジング本体の一部によって形成される弁箱と、
   前記ハウジング本体に形成されるテーパ状の弁座と、
   前記弁箱内に移動可能に収納され前記弁座に当接することで流れを止めるボール状の弁体と、
   前記ハウジング本体に設けられ前記弁体の移動を規制するカバーとを備えることを特徴とする弁機構。
3. 請求項２に記載の弁機構であって、
   前記カバーに、前記チョーク部が設けられ、
   このチョーク部は、前記潤滑流体が流れる際に前記弁体を受ける受け部を中心に、同心円上に配置された多数の孔から形成されていることを特徴とする弁機構。
4. 請求項３に記載の弁機構であって、
   前記多数の孔は、前記受け部の中心に対して非対称に配置されていることを特徴とする弁機構。
5. 請求項１に記載の弁機構であって、
   第２流出口は、チョーク機能を有することを特徴とする弁機構。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の弁機構を用いた油圧回路であって、
   駆動源の動力を利用して作動する前記油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから前記潤滑流体が供給されるレギュレータバルブと、
   を備え、
   前記レギュレータバルブは、前記第１潤滑回路への前記潤滑流体の流量を制御することにより、前記油圧回路のライン圧を所定の油圧に保つように構成されており、
   前記第２潤滑部には、前記第２流出口を介して前記潤滑流体が供給され、
   前記第２潤滑回路には、前記レギュレータバルブからライン圧として供給された前記潤滑流体の一部が供給されることを特徴とする油圧回路。
7. 請求項６に記載の油圧回路であって、
   トルクコンバータと、
   前記メイン流路の上流に位置させて前記第２潤滑回路に介設されたオイルウォーマーと、
   を備え、
   前記第１潤滑部は摩擦クラッチであり、
   前記第２潤滑部はデファレンシャルギヤであり、
   前記第２潤滑回路には、前記トルクコンバータが排出する前記潤滑流体が供給されることを特徴とする油圧回路。