(57)【要約】【課題】簡単な構成で作動油の含水率を調整することが可能な機能を備えた油圧システムを提供する。【解決手段】油圧アクチュエータに供給する作動油を濾過するオイルフィルタ１００を有する油圧システムにおいて、オイルフィルタ１００に温度応答性高分子膜（吸水材）１００ａを形成する。このように温度応答性高分子膜１００ａを形成しておくと、その温度応答性高分子膜１００ａの吸排水作用によって作動油の含水率が環境温度に応じて自動的に調整される。これによって、作動環境変化によるアクチュエータ制御への影響を抑制することができる。また、油圧システムの金属構成部品の腐食を抑制することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータに供給する作動油を濾過するオイルフィルタを有する油圧システムにおいて、
前記オイルフィルタに温度応答性高分子からなる吸水材が付与されており、前記温度応答性高分子からなる吸水材の吸排水作用によって作動油の含水率が環境温度に応じて調整されるように構成されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項２】
請求項１記載の油圧システムにおいて、
前記オイルフィルタの作動油排出側の表面に温度応答性高分子膜が形成されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項３】
請求項１記載の油圧システムにおいて、
前記オイルフィルタの内部に温度応答性高分子ビーズが担持されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の油圧システムにおいて、
作動油の粘度が変化する温度を考慮して、前記温度応答性高分子の下限臨界共溶温度が設定されていることを特徴とする油圧システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載の油圧システムにおいて、
前記温度応答性高分子が、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、または、ヒアルロン酸であることを特徴とする油圧システム。
【請求項６】
請求項５記載の油圧システムにおいて、
前記温度応答性高分子が、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、または、リン酸エステル系樹脂であることを特徴とする油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などに適用される油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車には、例えばブレーキ装置、サスペンション装置、変速装置などの油圧作動装置が搭載されており、それら油圧作動装置の油圧アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」という場合もある）に作動油を供給するために油圧システムが設けられている。
【０００３】
油圧システムは、一般に、作動油が貯留されるリザーバと、そのリザーバに貯留の作動油を、オイルポンプによって吸引し油路を介してアクチュエータに供給するシステムが知られている。このような油圧システムにおいては、アクチュエータなどに異物等が入り込むことを防止するために、作動油を濾過するオイルフィルタが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、油圧システムにおける作動油の特性変化は、アクチュエータの制御性に影響を与える重要な因子である。特に、温度・含水による粘度変化が発生すると、制御目標値の変更などが必要になるため、アクチュエータ制御を複雑化させる要因となる。また、作動油への過剰の含水は、油圧システムの金属構成部品（ハウジング、配管等）の腐食を引き起こすことから、システムの機能面からも適切な作動油の水分管理が求められている。
【０００５】
油圧システムを流通する作動油の水分管理法としては、センサ、排出装置（ポンプ）、制御弁、及び、これらを制御するＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）等のハード／ソフトをシステム内に導入する方法（システム／制御の改良方法）がある。この場合、センサによって検出される作動油の粘度が増加した場合（含水による粘度増加した場合）に、作動油の補給や作動油の入れ替えを自動的に行うようにしている。また、他の方法として、水分をトラップする添加剤を作動油に導入する方法（作動油の改良）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−０５１７２１号公報
【特許文献２】特開平０７−２６５６０５号公報
【特許文献３】特開平０６−１３４３０１号公報
【特許文献４】特開平０５−２６９３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記したシステム／制御の改良方法では、システムの大型化・複雑化によるコスト増大が問題となる。また、複雑な制御によるＥＣＵの処理負荷が増大するという問題もある。
【０００８】
なお、上記した作動油の改良方法では、作動油に充填した添加剤が劣化し、その劣化物の沈殿（例えばリザーバ内での沈殿）によりスラッジやゲルが生成されるので、それらスラッジやゲルによる作動油の劣化が問題となる。
【０００９】
本発明はそのような実情を考慮してなされたもので、簡単な構成で作動油の含水率を調整することが可能な機能を備えた油圧システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、油圧アクチュエータに供給する作動油を濾過するオイルフィルタを有する油圧システムにおいて、前記オイルフィルタに温度応答性高分子からなる吸水材が付与されており、前記温度応答性高分子からなる吸水材の吸排水作用によって作動油の含水率が環境温度（作動油温度）に応じて調整されるように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、作動油の粘度が増加する低温作動下において、オイルフィルタに付与された吸水材（温度応答性高分子）が作動油中の過剰な水分を吸収するので、作動油の大幅な粘度増加を抑制することができる。一方、作動油の粘度が低下する高温作動下においては、吸水材（温度応答性高分子）の吸着水が当該吸水材から放出されるので、作動油の粘度低下を抑制することができる。このように油圧システム内を流通する作動油の水分量（水分率）を自動調整にすることで、作動環境変化によるアクチュエータ制御への影響を抑制することができる。また、油圧システムの金属構成部品（ハウジング、配管等）の腐食を抑制することができる。
【００１２】
さらに、本発明では、センサ、排出装置（ポンプ）及び制御弁などを用いることなく、簡単かつ小型な構成のもとに、作動油の水分率（粘度）を環境温度に応じて自動的に調整することができる。また、温度・含水による粘度変化を抑制することができるので、アクチュエータ制御の複雑化を抑制することができる。
【００１３】
次に、本発明の具体的な構成について説明する。
【００１４】
本発明において、オイルフィルタの作動油排出側の表面（以下、「オイルフィルタの排出側表面」ともいう）に温度応答性高分子膜を形成した構成が好ましい。このようにオイルフィルタの排出側表面に温度応答性高分子膜を形成しておくと、オイルフィルタにて異物が除去された後の作動油が温度応答性高分子膜を通過するので、温度応答性高分子膜の目詰りを抑制することができる。
【００１５】
ここで、温度応答性高分子膜をオイルフィルタに形成する方法としては、含浸法、ラミネート法、ホットプレス圧着法、プラズマ重合法、延伸法、ＣＶＤ、または、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法を挙げることができ、これらの成膜技術により、温度応答性高分子膜の膜厚を１μｍ以下にすることが好ましい。特に、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法を用いて、膜厚が０．０１μｍ以下の温度応答性高分子膜をオイルフィルタの排出側表面に形成することが好ましい。
【００１６】
なお、オイルフィルタの他の例として、フィルタ内部に温度応答性高分子ビーズを担持させた構成のものを挙げることができる。
【００１７】
本発明において、作動油の粘度が変化する温度を考慮して、オイルフィルタに付与する温度応答性高分子の下限臨界共溶温度ＬＣＳＴ（Ｌｏｗｅｒ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を設定する。具体的には、例えば低温側（０℃以下）において粘度が指数関数的に増加する作動油を用いる場合、０℃に下限臨界共溶温度ＬＣＳＴを持つ温度応答性高分子からなる吸水材をオイルフィルタに付与しておくと、作動油の粘度が増加する低温作動下（０℃以下の作動環境下）において、オイルフィルタに付与された吸水材が作動油中の過剰な水分を吸収するので、作動油の大幅な粘度増加を抑制することができる。一方、作動油の粘度が低下する高温作動下（０℃を超える作動環境下）においては、吸水材に吸着された吸着水が当該吸水材から放出されるので作動油の粘度低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明において、温度応答性高分子としては、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、または、ヒアルロン酸を挙げることができる。特に、オイルフィルタの排出側表面に温度応答性高分子膜を形成する場合、オイルフィルタと温度応答性高分子膜との間の界面抵抗（作動油のフィルタ通過時の圧力損失）の低減、及び、オイルフィルタからの膜の剥離防止のために、接着性に優れる分子構造の温度応答性高分子、例えば、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、または、リン酸エステル系樹脂などを用いることが好ましい。
【００１９】
なお、本発明は、自動車に用いられる油圧システムのほか、工機、重機、または、部品製造ラインなどの各種分野に用いられる油圧システムにも適用可能である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、作動油を濾過するオイルフィルタに温度応答性高分子からなる吸水材を付与しているので、簡単かつ小型な構成のもとに、油圧システム内を流通する作動油の水分量を自動調整にすることが可能となり、作動環境変化によるアクチュエータ制御への影響を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を適用する油圧システムの一例を示す図である。
【図２】図１の油圧システムを適用する変速操作装置のゲート機構及びアクチュエータを模式的に示す図である。
【図３】図１の油圧システムに適用するオイルフィルタの一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図３に示すオイルフィルタによる作動油の水分率調整動作の一例を示す図である。
【図５】オイルフィルタの他の例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［実施形態１］
本発明を、自動車に搭載される変速装置、具体的には、変速操作（ギヤ段の切り替え）をシフトアクチュエータ及びセレクトアクチュエータによって自動的に行う自動化マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）の油圧システムに適用した例について説明する。
【００２４】
この例の変速装置は、例えば前進６段、後進１段の平行歯車式変速機などの一般的なマニュアルトランスミッションと同様の構成を有している。変速装置の入力軸は自動クラッチに連結されており、変速装置の出力軸の回転は、ドライブシャフト、ディファレンシャルギヤ及び車軸などを介して駆動輪に伝達される。変速装置には、シフトフォーク及びセレクトアンドシフトシャフト等を有する変速操作装置が設けられている。
【００２５】
変速操作装置は、例えば図２に示すように、セレクト方向の操作（セレクト操作）を行う油圧式のセレクトアクチュエータ１０１、及び、シフト方向の操作（シフト操作）を行う油圧式のシフトアクチュエータ１０２などを備えている。
【００２６】
変速操作装置には、ギヤ段を規定するシフト位置を有する複数のゲートがセレクト方向に沿って配列されている。具体的には、図２に示すように、１速（１ｓｔ）と２速（２ｎｄ）とを規定する第１ゲート１２１、３速（３ｒｄ）と４速（４ｔｈ）とを規定する第２ゲート１２２、５速（５ｔｈ）と６速（６ｔｈ）とを規定する第３ゲート１２３、及び、後退（Ｒｅｖ）を規定する第４ゲート１２４がセレクト方向に沿って配列されている。
【００２７】
そして、これら第１ゲート１２１〜第４ゲート１２４のうち、いずれか１つのゲート（例えば第１ゲート１２１）を、セレクトアクチュエータ１０１の駆動によって選択した状態で、シフトアクチュエータ１０２を駆動することによって、ギヤ段の切り替え（例えばニュートラル（Ｎ）→１速（１ｓｔ））を行うことができる。こうしたセレクトアクチュエータ１０１及びシフトアクチュエータ１０２を駆動する際の油圧は図１に示す油圧システムＳによって制御される。
【００２８】
図１に示す油圧システムＳは、リザーバ１０３、オイルポンプ１０４、逆止弁１０５、アキュムレータ１０６、マスタソレノイドバルブ１０７、セレクトソレノイドバルブ１０８、シフトソレノイドバルブ１０９、及び、オイルフィルタ１００などを備えており、セレクトアクチュエータ（油圧シリンダ）１０１及びシフトアクチュエータ（油圧シリンダ）１０２に供給する作動油を制御するように構成されている。なお、オイルポンプ１０４としては、エンジンの作動によって駆動される機械式オイルポンプや電動オイルポンプが用いられる。
【００２９】
リザーバ１０３には作動油供給路１１１及び作動油還流路１１２が接続されており、そのリザーバ１０３と作動油還流路１１２との連通部位にオイルフィルタ１００が配置されている。オイルフィルタ１００については後述する。
【００３０】
作動油供給路１１１はマスタソレノイドバルブ１０７に接続されている。作動油還流路１１２は２方に分岐しており、その一方の分岐油路１１２ａがマスタソレノイドバルブ１０７に接続されている。作動油還流路１１２の他方の分岐油路１１２ｂは更に２方に分岐しており、その一方の分岐油路１１２ｃはセレクトソレノイドバルブ１０８に接続され、他方の分岐油路１１２ｄはシフトソレノイドバルブ１０９に接続されている。
【００３１】
マスタソレノイドバルブ１０７は、（１）作動油供給路１１１を連絡油路１１３に接続する位置、（２）作動油還流路１１２を連絡油路１１３に接続する位置、または、（３）作動油供給路１１１及び作動油還流路１１２を遮断する位置のうち、いずれか１つの位置に選択的に切り替わる切替バルブである。
【００３２】
連絡油路１１３は３方に分岐しており、その第１分岐油路１１３ａはセレクトソレノイドバルブ１０８に接続され、第２分岐油路１１３ｂはシフトソレノイドバルブ１０９に接続されている。連絡油路１１３の第３分岐油路１１３ｃは更に２方に分岐しており、その一方の分岐油路１１３ｄはセレクトアクチュエータ１０１の第１油室１０１ａに連通している。第３分岐油路１１３ｃの他方の分岐油路１１３ｅはシフトアクチュエータ１０２の第１油室１０２ａに連通している。
【００３３】
セレクトソレノイドバルブ１０８には、セレクトアクチュエータ１０１の第２油室１０１ｂに連通する連通油路１１４が接続されている。セレクトソレノイドバルブ１０８は、（１）連絡油路１１３の第１分岐油路１１３ａを連通油路１１４に接続する位置、（２）作動油還流路１１２の分岐油路１１２ｃを連通油路１１４に接続する位置、または、（３）それら第１分岐油路１１３ａ及び分岐油路１１２ｃを遮断する位置のうち、いずれか１つの位置に選択的に切り替わる切替バルブである。
【００３４】
シフトソレノイドバルブ１０９には、シフトアクチュエータ１０２の第２油室１０２ｂに連通する連通油路１１５が接続されている。シフトソレノイドバルブ１０９は、（１）連絡油路１１３の第２分岐油路１１３ｂを連通油路１１５に接続する位置、（２）作動油還流路１１２の分岐油路１１２ｄを連通油路１１５に接続する位置、または、（３）それら第２分岐油路１１３ｂ及び分岐油路１１２ｄを遮断する位置のうち、いずれか１つの位置に選択的に切り替わる切替バルブである。
【００３５】
以上の油圧システムＳにおいて、オイルポンプ１０４の駆動時にマスタソレノイドバルブ１０７を切り替えて、作動油供給路１１１を連絡油路１１３に接続した状態（オイルポンプ１０４によりリザーバ１０３に貯留の作動油を連絡油路１１３に供給した状態）で、セレクトソレノイドバルブ１０８を切り替えると、セレクトアクチュエータ１０１のピストンロッド１０１ｃがセレクト方向に前進または後退する。これによって、上記した変速装置（自動化マニュアルトランスミッション）のセレクト操作が行われる。また、シフトソレノイドバルブ１０９を切り替えると、シフトアクチュエータ１０２のピストンロッド１０２ｃがセレクト方向に前進または後退する。これによって、上記した変速装置のシフト操作が行われる。
【００３６】
−オイルフィルタ−
次に、オイルフィルタの一例について図３を参照して説明する。
【００３７】
この例のオイルフィルタ１００は、上記した図１の油圧システムＳを流通する作動油を濾過するフィルタであって、作動油還流路１１２とリザーバ１０３との連通部位に配置される。オイルフィルタ１００はガラス繊維やポリアミド繊維などを素材として製作されている。
【００３８】
オイルフィルタ１００の作動油排出側の表面１００ｂには、環境温度（作動油温度）に応じて吸排水を行う温度応答性高分子膜（吸水材）１００ａが形成されている。
【００３９】
温度応答性高分子としては、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、または、ヒアルロン酸などを挙げることができる。さらに詳しくは、オイルフィルタ１００と温度応答性高分子膜１００ａとの間の界面抵抗（作動油のフィルタ通過時の圧力損失）の低減、及び、オイルフィルタ１００からの膜の剥離防止のために接着性に優れる分子構造の温度応答性高分子、例えば、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、または、リン酸エステル系樹脂などを挙げることができる。
【００４０】
また、温度応答性高分子膜１００ａを形成する方法としては、含浸法、ラミネート法、ホットプレス圧着法、プラズマ重合法、延伸法、ＣＶＤ、または、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法を挙げることができる。これらの成膜技術により、温度応答性高分子膜１００ａの膜厚を、オイルフィルタ１００の厚さの１／１０００以下、具体的には１μｍ以下にすることが好ましい。特に、Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ法を用いて、膜厚が０．０１μｍ以下の温度応答性高分子膜１００ａをオイルフィルタ１００の作動油排出側の表面に形成することが好ましい。
【００４１】
なお、オイルフィルタ１００と温度応答性高分子膜１００ａとの間の界面抵抗（作動油のフィルタ通過時の圧力損失）を小さくするために、温度応答性高分子膜１００ａの膜厚は可能な限り小さくすることが好ましい。
【００４２】
ここで、温度応答性高分子は、分子設計（共重合比の設計）により、下限臨界共溶温度ＬＣＳＴを可変に設定することができるので、使用する作動油の粘度増加温度に合わせた下限臨界共溶温度ＬＣＳＴ（作動温度）を持つ温度応答性高分子膜１００ａをオイルフィルタ１００に形成することができる。具体的に説明すると、低温側（０℃以下）において粘度が指数関数的に増加する作動油を用いる場合、０℃に下限臨界共溶温度ＬＣＳＴを持つ温度応答性高分子膜１００ａをオイルフィルタ１００に形成しておく。もしくは、オイルフィルタ１００に形成する温度応答性高分子の下限臨界共溶温度ＬＣＳＴが０℃となるように共重合比を設計する。
【００４３】
そして、このような温度応答性高分子膜１００ａをオイルフィルタ１００に形成しておくと、図４に示すように、作動油の粘度が増加する低温作動下（０℃以下の作動環境下）において、オイルフィルタ１００に形成された温度応答性高分子膜１００ａが作動油中の過剰な水分を吸収するので、作動油の大幅な粘度増加を抑制することができる。一方、作動油の粘度が低下する高温作動下（０℃を超える作動環境下）においては、温度応答性高分子膜１００ａに吸着された吸着水が当該温度応答性高分子膜１００ａから放出されるので作動油の粘度低下を抑制することができる。このように、温度応答性高分子膜１００ａの吸水／排水作用により油圧システムＳ内を流通する作動油の水分量を環境温度（作動油温度）に応じて自動調整にすることが可能となるので、作動環境変化によるアクチュエータ制御への影響を抑制することができる。また、油圧システムの金属構成部品（ハウジング、配管等）の腐食を抑制することができる。
【００４４】
以上のように、この例の油圧システムＳによれば、センサ、排出装置（ポンプ）及び制御弁などを用いることなく、簡単かつ小型な構成のもとに、作動油の水分率（粘度）を環境温度に応じて自動的に調整することができる。
【００４５】
なお、図３に示すオイルフィルタ１００は、リザーバ１０３などに設けたフィルタ収容部にそのままの状態で配置してもよいし、あるいは、図３に示す構造のものをフィルタエレメントとしてケースやフレーム等に組み付けた状態で油圧システムに配置するようにしてもよい。
【００４６】
［オイルフィルタの他の例（実施形態２）］
図５にオイルフィルタの他の例を示す。この例のオイルフィルタ２００は、上記した図１の油圧システムＳを流通する作動油を濾過するフィルタであって、フィルタ内部に温度応答性高分子ビーズ（ゲル）２００ａを担持させている点に特徴がある。
【００４７】
この例のオイルフィルタ２００においても、上記した［実施形態１］のオイルフィルタ１００と同様に、温度応答性高分子ビーズ２００ａの吸水／排水作用により油圧システムＳ（図１参照）内を流通する作動油の水分量（水分率）を環境温度（作動油温度）に応じて自動調整にすることが可能となるので、作動環境変化によるアクチュエータ制御への影響を抑制することができる。
【００４８】
この例に用いる温度応答性高分子としては、上記［実施形態１］と同様に、例えば、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、または、ヒアルロン酸などを挙げることができる。さらに詳しくは、アクリル系樹脂、エステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、または、リン酸エステル系樹脂などを挙げることができる。
【００４９】
−他の実施形態−
以上の例において、オイルフィルタに付与する吸水材として、ｐＨ応答性を付与した温度応答性高分子を用いてもよい。この場合、作動油のｐＨ調整により、油圧システムの金属構成部品（ハウジング、配管等）の腐食をより効果的に抑制することができる。これによって作動油への金属イオンの流出を抑制することができ、ラジカル（過酸化物）の発生を抑制することができる結果、金属構成部品の腐食をより一層効果的に抑制することができる。
【００５０】
以上の例では、自動化マニュアルトランスミッションの油圧システムに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、クラッチやブレーキなどの摩擦係合要素と遊星歯車装置とを用いて変速比（ギヤ比）を設定する自動変速機（ＡＴ）や、変速比を無段階に調整するベルト式の無段変速機（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）などの油圧システムにも適用可能である。
【００５１】
以上の例では、自動車の搭載された変速装置の油圧システムに本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られることなく、ブレーキ装置やサスペンション装置などの自動車に搭載される他の装置の油圧システムにも適用可能である。また、本発明は、自動車の油圧システムのほか、工機、重機または部品製造ラインなどの各種分野に用いられる油圧システムにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、自動車、工機、重機、部品製造ラインなどの各種分野に用いられる油圧システムに利用可能であり、さらに詳しくは、油圧アクチュエータに供給する作動油を濾過するオイルフィルタを有する油圧システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
Ｓ  油圧システム
１００、２００  オイルフィルタ
１００ａ  温度応答性高分子膜（吸水材）
１００ｂ  オイルフィルタの作動油排出側の表面
２００ａ  温度応答性高分子ビーズ
１０１  セレクトアクチュエータ
１０２  シフトアクチュエータ
【図１】
2010180924.tif 000003
【図２】
2010180924.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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