JPH0721954Y2 - 自動変速機のオイル冷却装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は自動変速機のオイル冷却装置に関するものであ
って、とくに変速クラッチの摩擦係合部の温度の過上昇
を防止して変速クラッチの信頼性を向上させるようにし
たオイル冷却装置に関するものである。

［従来の技術］ 一般に自動変速機においては、クラッチ、ピストン等の
各種油圧作動系を作動させたり、トルクコンバータのポ
ンプ・タービン間のトルク伝達を媒介したり、変速クラ
ッチ、ブレーキ等の摩擦係合部を冷却したり、あるいは
要潤滑部を潤滑したりするためのオイルが必要とされる
が、このようなオイルはオイルポンプから圧力調節弁を
介して各オイル必要部に供給されるようになっている。
そして、各オイル必要部を流通したオイルは、摩擦熱等
によって温度が高められるので、このようなオイルを冷
却するためのオイルクーラが設けられるが、トルクコン
バータでのオイルの温度上昇がとくに大きいため、オイ
ルクーラは通常トルクコンバータの下流に設けられる
（例えば、特開昭60-166888号公報参照）。

ところで、自動変速機に用いられる変速クラッチ（ブレ
ーキも同じ）は、変速時に生じる駆動側と被駆動側との
間の速度差を、両者に夫々取り付けられたペーパ摩擦部
材を摩擦係合させることによって吸収するようにしてい
るため、変速時には摩擦熱が発生するが、変速クラッチ
の摩擦係合部の温度が過上昇すると変速クラッチの耐久
性が低下するといった問題がある。このため、前記した
とおり、変速クラッチの摩擦係合部に冷却用オイルが供
給される。そして、摩擦係合部を有効に冷却するには、
ペーパ摩擦部材内部の多孔状空間部に冷却用オイルを浸
透させなければならないが、このような場合、まずペー
パ摩擦部材内部のオイルが外部ににじみ出て、このよう
にオイルがにじみ出た空間部に外部からオイルが浸透す
るといった現象が起こる。したがって、冷却用オイルの
流量を増やしても、ペーパ摩擦部材内部に浸透するオイ
ル量をそれほど増やすことはできない。このため、摩擦
係合部を有効に冷却するには、冷却用オイルの温度をで
きるだけ低くすることが必要となる。

そこで、一般に変速クラッチ冷却系統はオイルクーラ下
流に配置される。つまり、オイルポンプから吐出された
オイルの大部分は、トルクコンバータ→オイルクーラ→
変速クラッチ冷却系統の順に流れることになる。なお、
各種油圧作動系へは、トルクコンバータより上流側のオ
イル供給通路から分岐する別のオイル供給通路を通して
オイルが供給されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、エンジン高回転時においては、トルクコ
ンバータ内のオイルの流動が激しくなり摩擦によってオ
イルの温度が大幅に上昇するので、トルクコンバータか
ら流出するオイルをオイルクーラで冷却しても、十分に
オイルを冷却することができない。このため、変速クラ
ッチ冷却系統に供給されるオイルの温度が高くなり、こ
のようなときに変速操作が行なわれると、変速クラッチ
の摩擦係合部の温度が過上昇し、変速クラッチの寿命を
縮めるといった問題があった。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、高回転時においてトルクコンバータから流出するオ
イルの温度が大幅に上昇したような場合でも、変速クラ
ッチの摩擦係合部の温度の過上昇を有効に防止して、変
速クラッチの信頼性の向上を図ることができる自動変速
機のオイル冷却装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 普通のオイルポンプでは、その吐出量はエンジン回転数
の上昇に伴ってほぼ比例的に増加するので、高回転時に
はオイルポンプから吐出されるオイルの一部をオイルパ
ンに解放して、オイル吐出量が上限値を超えないように
しているが、このようにオイルパンに解放されるリリー
フオイルはオイル必要部を通っていないので温度が低
い。そこで、高回転時において、リリーフオイルをトル
クコンバータから流出するオイルと合流させれば、オイ
ルクーラに流入するオイルの温度を低下させることがで
きる。

本考案は、このような事実に着目して、上記の目的を達
成するため、各オイル必要部にオイルを供給するオイル
ポンプと、オイル必要部で温度が高められたオイルを冷
却するオイルクーラとが設けられた自動変速機のオイル
冷却装置において、オイルポンプ下流のオイル供給通路
に、上流側から順に、コントロールバルブと、トルクコ
ンバータと、オイルクーラと、変速クラッチとが直列に
介設されていて、オイルポンプのリリーフオイルを、ト
ルクコンバータをバイパスして、直接的にオイルクーラ
に導入しうるリリーフオイル導入通路と、オイルの温度
が高いときには、上記リリーフオイル導入通路を通して
リリーフオイルをオイルクーラに導入するリリーフオイ
ル制御手段とが設けられていることを特徴とする自動変
速機のオイル冷却装置を提供する。

［考案の作用・効果］ 本考案によれば、高回転時等において、オイルクーラか
ら流出するオイルの温度が高くなったときには、オイル
ポンプから排出される低温のリリーフオイルが、リリー
フオイル導入通路を通して、トルクコンバータをバイパ
スしてオイルクーラに導入される。このためオイルクー
ラに流入するオイルの温度が低下し、これに伴ってオイ
ルクーラから流出するオイルの温度も低下する。したが
って、変速クラッチに供給されるオイルの温度が低くな
り、変速クラッチの摩擦係合部の温度の過上昇が有効に
防止され、変速クラッチの信頼性が高められる。

他方、オイルクーラから流出するオイルの温度がもとも
と低いときには、リリーフオイルが外部（例えばオイル
パン）に解放され、オイルポンプにかかる負荷が軽減さ
れ、トルク損失が低減される。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

〈第１実施例〉 第１図に示すように、自動変速機のオイル供給系統FEに
おいては、オイルパン１内のオイルがストレーナ２を通
してオイルポンプ３に吸入され、この後オイルポンプ３
からメインオイル供給通路L₁に吐出されるようになって
いる。上記オイルポンプ３は、例えばインボリュートギ
ヤタイプ等の普通のオイルポンプであって、エンジン回
転数にほぼ比例する流量でオイルを吐出するようになっ
ている。

そして、エンジン回転数が上昇してオイルポンプ３の吐
出量が必要以上に上昇したときには、過剰なオイルをオ
イルパン１に戻すためのオイルリリーフ通路L₂が、メイ
ンオイル供給通路L₁から分岐して設けられている。この
オイルリリーフ通路L₂には油圧調整弁４が介設され、こ
の油圧調整弁４はオイルポンプ３下流のメインオイル供
給通路L₁内の油圧が高いときには開かれ、過剰なオイル
をオイルリリーフ通路L₂を通してオイルパン１に戻し、
オイル必要部に供給されるオイルの流量が所定値以下に
維持されるようになっている。

このようにして、オイルポンプ３からメインオイル供給
通路L₁に吐出され、油圧調整弁４で流量を調整されたオ
イルは、まず変速制御用のコントロールバルブ５に導入
される。そして、このオイルの一部は、油圧作動系オイ
ル供給通路L₃を通して、クラッチ、ピストン等の各種油
圧作動系６に作動油として供給される。なお、これらの
油圧作動系６から排出されるオイルはオイルパン１に戻
されるようになっている。

また、コントロールバルブ５下流のメインオイル供給通
路L₁は順に、エンジン側のトルクを変速機側にトルクコ
ンバートして伝達するトルクコンバータ７と、トルクコ
ンバータ７内で温度が高められたオイルを冷却するオイ
ルクーラ８と、変速クラッチ９の摩擦係合部とにシリー
ズに接続されている。そして、コントロールバルブ５に
流入し油圧作動系６側に供給されなかったオイルは、こ
れらのトルクコンバータ７とオイルクーラ８と変速クラ
ッチ９とをシリーズに流通した後オイルパン１に戻され
るようになっている。

ところで、油圧調整弁４下流において、オイルリリーフ
通路L₂には、三方弁駆動回路14によって駆動・制御され
る三方弁15が介設され、この三方弁15の第１接続部15a
には上流側のオイルリリーフ通路L₂が接続され、第２接
続部15bには下流側のオイルリリーフ通路L₂が接続さ
れ、第３接続部15cには、他方の端部がトルクコンバー
タ７下流かつオイルクーラ８上流のメインオイル供給通
路L₁に接続されたリリーフオイル導入通路L₄が接続され
ている。

そして、オイルクーラ８下流かつ変速クラッチ９上流の
メインオイル供給通路L₁には油温センサ11が設けられ、
この油温センサ11の検出値（以下、オイルクーラ出口油
温という）は判定回路13に入力されるようになってい
る。この判定回路13は、油温センサ11によって検出され
るオイルクーラ出口油温を、基準値設定手段12から印加
される基準油温と比較して、オイルクーラ出口油温が基
準油温より高いときには、これを示す信号（ハイ信号）
を三方弁駆動回路14に出力し、一方オイルクーラ出口油
温が基準油温以下であるときには、これを示す信号（ロ
ー信号）を三方弁駆動回路14に出力する。なお、上記基
準油温は、オイルクーラ出口油温がこれより高いと、変
速クラッチ９の摩擦係合部の冷却が不十分となり、変速
クラッチ９の温度が過上昇するような値に設定されてい
る。

そして、判定回路13からハイ信号が入力されたときに
は、三方弁駆動回路14は、第１接続部15aと第３接続部1
5cとが接続されるように三方弁15をセットする。このと
きメインオイル供給通路L₁からオイルリリーフ通路L₂に
流入したオイルはリリーフオイル導入通路L₄を通してオ
イルクーラ８上流のメインオイル供給通路L₁に導入され
る。一方、ロー信号が入力されたときには、三方弁駆動
回路14は、第１接続部15aと第２接続部15bとが接続され
るように三方弁15をセットする。このときメインオイル
供給通路L₁からオイルリリーフ通路L₂に流入したオイル
はオイルパン１に解放される。

上記構成において、オイルクーラ出口油温が基準油温よ
り高いとき、すなわち変速時において変速クラッチ９の
温度が過上昇するおそれのあるときには、通常時はオイ
ルパン１に解放されていたリリーフオイルがリリーフオ
イル導入通路L₄を通してオイルクーラ８上流のメインオ
イル供給通路L₁に導入される。

このようにオイルクーラ８上流にリリーフオイルが導入
された場合の、トルクコンバータ７上流から変速クラッ
チ９下流までのオイル供給系統の油温を、第２図中の折
れ線G₁で示す。また、オイルクーラ８上流にリリーフオ
イルを導入しない場合の油温を折れ線G₂で示す。第２図
から明らかなように、本案（折れ線G₁）によれば、リリ
ーフオイルが導入されるＢ点で油温がステップ状に低下
し、これより下流側では油温が従来のオイル供給系統
（折れ線G₂）に比べてかなり低下している。このため、
変速時においても変速クラッチ９の温度上昇を限界値以
下に抑制することができ、変速クラッチ９の信頼性の向
上を図ることができる。

一方、オイルクーラ出口油温が基準油温以下のとき、す
なわち変速時においても変速クラッチ９の温度が過上昇
するおそれのないときには、リリーフオイルはオイルパ
ン１に解放される。このとき、オイルポンプ３にかかる
負荷が低減されるので、オイルポンプ３の動力消費を必
要最小限に抑制することができ、トルク損失が低減され
る。

〈第２実施例〉 以下、第３図〜第７図を参照しつつ、本考案の第２実施
例を説明するが、第１図に示す第１実施例と同一の構成
部分には、重複を避けるため、第１実施例と同一の番号
を付してその説明を省略する。

第３図に示すように、第２実施例では、オイルポンプ21
にはベーンタイプの可変容量型ポンプを用いている。こ
の可変容量型のオイルポンプ21は、後で説明するよう
に、基本的には吐出量調節弁22の作用によって、エンジ
ン回転数が所定値以下のときには、吐出量がエンジン回
転数に比例して上昇するが、エンジン回転数が所定値を
超えると、流量コントロールポート24からオイルポンプ
21に油圧がかかり、この油圧によってポンプ１回転当た
りの吐出容量が減少し、吐出量（回転数×吐出容量）が
一定となるようになっている。そして、この流量コント
ロールポート24に三方弁23が介設され、この三方弁23の
第１接続部23aには上流側の流量コントロールポート24
が接続され、第２接続部23bには下流側の流量コントロ
ールポート24が接続され、第３接続部23cには、他方の
端部が吐出量調節弁22のドレーン通路25と連通する油圧
リリース通路26が接続されている。

第５図に示すように、オイルポンプ21は、カムリング26
内において、複数のベーン27を備えたロータ28が回転駆
動され、これに伴って吸入口31からオイルが吸入され、
吐出口32からオイルが吐出されるような基本構成となっ
ている。

そして、カムリング26はピボットローラ33を支点として
両矢印PQ方向に変位してカムリング26とローラ28との偏
心度を調節することができるようになっている。そし
て、カムリング26がＰ側に位置するときには偏心度が大
きくなり、これに伴ってロータ１回転当たりの吐出容量
が大きくなり、一方カムリング26がＱ側に位置するとき
には偏心度が小さくなりロータ１回転当たりの吐出容量
が小さくなる。このカムリング26はＰ方向には第１スプ
リング34によって押圧され、Ｑ方向には、メインオイル
供給通路L₁（第３図参照）から流量コントロールポート
24を通してＬ部35に導入される油圧によって押圧され、
これらの２つの押圧力のバランスによって位置決めさ
れ、カムリング26の偏心度、すなわちロータ１回転当た
りの吐出容量が決定されるようになっている。

そして、流量コントロールポート24を介してＬ部35に導
入される油圧は吐出量調節弁22によってコントロールさ
れる。

第６図に示すように、この吐出量調節弁22内はスプール
37と第２スプリング38とが設けられ、スプール37はメイ
ンオイル供給通路L₁内の油圧が低いときには第２スプリ
ング38の付勢力によってＳ側に移動させられ、このとき
メインオイル供給通路L₁内の油圧は流量コントロールポ
ート24に作用しない。このような状態においては、オイ
ルポンプ21の吐出量はエンジン回転数に比例する。

一方、第７図に示すように、メインオイル供給通路L₁内
の油圧が高くなると、この油圧によってスプール37がＴ
側に移動させられ、この移動量に応じてメインオイル供
給通路L₁内の油圧が連通穴41を通して流量コントロール
ポート24に導入される。このときＬ部35に油圧が導入さ
れ、このためカムリング26とロータ28との偏心度が小さ
くなり、ロータ１回転当たりの吐出容量が減少する。こ
のとき、オイルポンプ21の吐出量（ロータ回転数×吐出
容量）が一定となる。

再び第３図に示すように、上記構成においてオイルクー
ラ出口油温が基準油温より高いとき、すなわち変速時に
おいて変速クラッチ９の温度が過上昇するおそれのある
ときには、三方弁駆動回路14によって、三方弁23の第１
接続部23aと第３接続部23cとが接続され、Ｌ部35（第５
図参照）にはメインオイル供給通路L₁内の油圧が導入さ
れなくなる。このためカムリング26は最大限偏心したま
まとなり、高回転域においてもエンジン回転数に比例し
てオイルポンプ21の吐出量が上昇する。このためメイン
オイル供給通路L₁内のオイル流量が大幅に増加するの
で、トルクコンバータ７での油温上昇が小さくなり、し
たがって、トルクコンバータ７〜変速クラッチ９におけ
る油温が、第４図中の折れ線G₃で示すように、従来のオ
イル供給系統の油温（折れ線G₄）に比べて大幅に低下す
る。このため、変速時においても変速クラッチ９の温度
上昇を限界値以下に抑制することができ、変速クラッチ
９の信頼性の向上を図ることができる。

一方、オイルクーラ出口油温が基準油温以下のとき、す
なわち変速時において変速クラッチ９の温度が過上昇す
るおそれのないときには、三方弁駆動回路14によって、
三方弁23の第１接続部23aと第２接続部23bとが接続さ
れ、Ｌ部35（第５図参照）にはメインオイル供給通路L₁
内の油圧が導入される。この場合、エンジン回転数が所
定値を超えるとオイルポンプ21の吐出量が一定となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の第１実施例を示す自動変速機のオイ
ル冷却装置のシステム構成図である。 第２図は、第１図に示すオイル冷却装置において、リリ
ーフオイルをオイルクーラに導入した場合の各部の油温
を示す図である。 第３図は、本考案の第２実施例を示す自動変速機のオイ
ル冷却装置のシステム構成図である。 第４図は、第３図に示すオイル冷却装置において、可変
容量型オイルポンプのＬ部への油圧供給を停止した場合
の各部の油温を示す図である。 第５図は、第３図に示すオイル冷却装置に用いられる可
変容量型オイルポンプの正面説明図である。 第６図と第７図とは、夫々第５図に示すオイルポンプの
吐出量調節弁の作動状態を示す図である。 FE……オイル供給系統、L₁……メインオイル供給通路、
L₂……オイルリリーフ通路、L₄……リリーフオイル導入
通路、３……オイルポンプ、４……油圧調整弁、５……
コントロールバルブ、６……油圧作動系、７……トルク
コンバータ、８……オイルクーラ、９……変速クラッ
チ、13……判定回路、14……三方弁駆動回路、15……三
方弁、21……オイルポンプ、22……吐出量調節弁、23…
…三方弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】各オイル必要部にオイルを供給するオイル
   ポンプと、オイル必要部で温度が高められたオイルを冷
   却するオイルクーラとが設けられた自動変速機のオイル
   冷却装置において、 オイルポンプ下流のオイル供給通路に、上流側から順
   に、コントロールバルブと、トルクコンバータと、オイ
   ルクーラと、変速クラッチとが直列に介設されていて、 オイルポンプのリリーフオイルを、トルクコンバータを
   バイパスして、直接的にオイルクーラに導入しうるリリ
   ーフオイル導入通路と、 オイルの温度が高いときには、上記リリーフオイル導入
   通路を通してリリーフオイルをオイルクーラに導入する
   リリーフオイル制御手段とが設けられていることを特徴
   とする自動変速機のオイル冷却装置。