(57)【要約】【課題】油流の圧力損失を抑えつつ、また、油ポンプの効率を悪化させることなく、コンタミネーションをその粒度に応じて確実に捕捉できる変速機の油濾過装置を提供する。【解決手段】本発明の油濾過装置７０は、油路５０を流れる油の中に含まれる不純物の粒度分布を測定する粒度分布計６４と、目の粗さが異なる複数のフィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを備え、フィルタ部のうちの１つが油路５０中に介在されることにより、油路５０を流れる油の中に含まれる不純物を濾過するフィルタ６０と、粒度分布計６４によって測定された粒度分布に応じて、フィルタ部のうちの１つを選択的に油路５０中に介在させる制御装置６２とを備えている。【選択図】　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速機の所定部位に油路を介して供給される油の中の不純物を濾過するための油濾過装置において、
前記油路を流れる油の中に含まれる不純物の粒度分布を測定する粒度分布測定手段と、
目の粗さが異なる複数のフィルタ部を備え、前記フィルタ部のうちの１つが前記油路中に介在されることにより、油路を流れる油の中に含まれる不純物を濾過するフィルタと、
前記粒度分布測定手段によって測定された粒度分布に応じて、前記フィルタ部のうちの１つを選択的に前記油路中に介在させる制御手段と、
を具備することを特徴とする油濾過装置。
【請求項２】
前記フィルタの前後における油の圧力損失を測定する圧力損失測定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記圧力損失測定手段によって測定された測定結果に応じて、前記油路中に介在しているフィルタ部を別のフィルタ部に変更することを特徴とする請求項１に記載の油濾過装置。
【請求項３】
前記油路に油を供給する油ポンプと、
前記フィルタの前後における油の圧力損失を測定する圧力損失測定手段と、
前記油路を流れる油の温度または粘度の少なくとも一方を測定する油温・粘度測定手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記前記圧力損失測定手段によって測定された測定結果と、前記油温・粘度測定手段によって測定された測定結果とに基づいて、前記油ポンプの吐出圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の油濾過装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機等の各種変速機に好適な油濾過装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、変速機には、バルブ制御や潤滑等を行なうために、作動油が必要であるが、この作動油に種々のコンタミネーション（不純物）が含まれる。このコンタミネーションとしては、組立時に混入する切粉や、軸受の摩耗によって生じる金属粉などが挙げられる。
【０００３】
このようなコンタミネーションは、バルブの動作不良、軸受の寿命低下等、変速機の性能および寿命を低下させる原因となる。特にトロイダル型無段変速機においては、このようなコンタミネーションがトラクション面やパワーローラのベアリングの寿命を著しく低下させてしまう。
【０００４】
そのため、従来においては、コンタミネーションを除去するべく、変速機の油路の一部にストレーナやフィルタを設置し、また、フィルタの設置場所等を種々工夫している（特開２００１−２２１３２３号、特開２００１−２２１３２４号、特開２００１−２２１３２５号等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンタミネーションは、その粒径が様々であるため、前述したようにフィルタを用いてコンタミネーションを除去する場合には、フィルタの目の細かさに配慮する必要がある。この場合、目の細かいフィルタだけを常に用いていると、油流の圧力損失が高くなり、油ポンプのロスが大きくなってしまう。また、目の粗いフィルタだけを用いると、大きなコンタミネーションを除去することができても、小さなコンタミネーションがフィルタを通過してしまうという問題がある。
【０００６】
また、コンタミネーションの有無に関わらず、油路中にフィルタを設置すると、油がフィルタを通って流れるため、油ポンプの効率が悪くなってしまうという問題もある。
【０００７】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、油流の圧力損失を抑えつつ、また、油ポンプの効率を悪化させることなく、コンタミネーションをその粒度に応じて確実に捕捉できる変速機の油濾過装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された油濾過装置は、変速機の所定部位に油路を介して供給される油の中の不純物を濾過するための油濾過装置において、前記油路を流れる油の中に含まれる不純物の粒度分布を測定する粒度分布測定手段と、目の粗さが異なる複数のフィルタ部を備え、前記フィルタ部のうちの１つが前記油路中に介在されることにより、油路を流れる油の中に含まれる不純物を濾過するフィルタと、前記粒度分布測定手段によって測定された粒度分布に応じて、前記フィルタ部のうちの１つを選択的に前記油路中に介在させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載された発明においては、油流の圧力損失を抑えつつ、また、油ポンプの効率を悪化させることなく、油中のコンタミネーションをその粒度に応じて確実に捕捉できる
【００１０】
また、請求項２に記載された油濾過装置は、請求項１に記載された発明において、前記フィルタの前後における油の圧力損失を測定する圧力損失測定手段を更に備え、前記制御手段は、前記圧力損失測定手段によって測定された測定結果に応じて、前記油路中に介在しているフィルタ部を別のフィルタ部に変更することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載された発明においては、フィルタ部の目詰まりを防止して、油流の圧力損失を効果的に低減することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載された油濾過装置は、請求項１に記載された発明において、前記油路に油を供給する油ポンプと、前記フィルタの前後における油の圧力損失を測定する圧力損失測定手段と、前記油路を流れる油の温度または粘度の少なくとも一方を測定する油温・粘度測定手段とを更に備え、前記制御手段は、前記前記圧力損失測定手段によって測定された測定結果と、前記油温・粘度測定手段によって測定された測定結果とに基づいて、前記油ポンプの吐出圧を制御することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載された発明においては、フィルタにコンタミネーションが蓄積したり、油の温度が変化しても、一定の油流量を常に確保することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１および図２には、本発明に係る油濾過装置が適用可能なトロイダル型無段変速機の一例が示されている。これらの図に示されるように、トロイダル型無段変速機は、円管状の入力軸１８を有しており、この入力軸１８の周囲には、円管状のニードル軸受１９，１９を介して、入力側ディスク２および出力側ディスク４がそれぞれ回転自在および軸方向に変位自在に支持されている。また、ローディングカム式の押圧装置１２を構成するためのカム板１３は、入力軸１８の端部（図１の左端部）の外周面にスプライン係合され、鍔部２０によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。また、出力側ディスク４には出力歯車２１がキー２２，２２により結合されており、これら出力側ディスク４と出力歯車２１とが同期して回転するようになっている。
【００１５】
一対のトラニオン６，６の両端部はそれぞれ、一対の支持板２３，２３に対して揺動自在および軸方向（図１の表裏方向、図２の左右方向）に変位自在に支持されている。そして、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の中央部に形成された円孔１０には、基端部９ａと先端部９ｂとが互いに平行で且つ偏心した変位軸９の基端部９ａが、回転自在に支持されている。また、各支持板部７の内側面から突出する各変位軸９の先端部９ｂの周囲には、ニードル軸受１７を介して、パワーローラ１１が回転自在に支持されている。各パワーローラ１１，１１は、入力側および出力側の両ディスク２，４の間に挟持されている。
【００１６】
なお、一対のトラニオン６，６毎に設けられた一対の変位軸９，９は、入力軸１８に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸９，９の先端部９ｂが基端部９ａに対して偏心している方向は、入力側および出力側の両ディスク２，４の回転方向に対して同方向（図２で左右逆方向）となっている。また、偏心方向は、入力軸１８の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１８の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１８の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１７】
また、各パワーローラ１１，１１の外側面と各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１の回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２４はそれぞれ、複数個ずつの転動体２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１８】
また、スラストニードル軸受２５は、各トラニオン６，６を構成する支持板部７の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、各パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１および外輪２８が各変位軸９の基端部９ａを中心として揺動変位することを許容する。
【００１９】
更に、各トラニオン６，６の一端部（図２の左端部）にはそれぞれ駆動ロッド２９が結合されており、各駆動ロッド２９の中間部外周面に駆動ピストン３０が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３０はそれぞれ、駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。
【００２０】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１８の回転は、押圧装置１２を介して、入力側ディスク２に伝えられる。そして、この入力側ディスク２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して出力側ディスク４に伝えられ、更にこの出力側ディスク４の回転が、出力歯車２１より取り出される。
【００２１】
入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３０，３０を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３０，３０の変位に伴って、一対のトラニオン６，６が互いに逆方向に変位する。例えば、図２の下側のパワーローラ１１が同図の右側に、同図の上側のパワーローラ１１が同図の左側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ，４ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン６，６が、支持板２３，２３に枢支された枢軸５，５を中心として、互いに逆方向に揺動する。
【００２２】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，４ａとの当接位置が変化し、入力軸１８と出力歯車２１との間の回転速度比が変化する。また、これら入力軸１８と出力歯車２１との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１及びこれら各パワーローラ１１に付属の外輪２８が、各変位軸９の基端部９ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８の外側面と各トラニオン６を構成する支持板部７の内側面との間には、各スラストニードル軸受２５が存在するため、前記回動は円滑に行なれる。したがって、前述のように各変位軸９，９の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００２３】
ところで、このようなトロイダル型無段変速機においては、パワーローラ１１と入力側および出力側ディスクとが高面圧および高回転で接触する。そのため、パワーローラ１１と入力側および出力側ディスク２，４との接触面であるトラクション面（１１ａ）で焼き付きが生じないように、このトラクション面に潤滑油を供給することが一般に行なわれている。また、パワーローラ１１の軸受２４，２５にも、同様の目的で潤滑油が供給される。しかし、このような潤滑油にコンタミネーション（不純物）が含まれていると、コンタミネーションがトラクション面１１ａやパワーローラ１１の軸受２４，２５の寿命を著しく低下させてしまう。そのため、コンタミネーションを除去するべく、図３に概念的に示されるように、変速機の油路（トラクション面１１ａや軸受２４，２５に通じる油路）５０の一部にフィルタ６０が設置される。なお、図３中、Ｔは油タンクであり、Ｐは油ポンプである。
【００２４】
図４には、前記フィルタ６０を備えた本発明の第１の実施形態に係る油濾過装置７０が示されている。図示のように、本実施形態に係る油濾過装置７０は、油路５０の途中に介挿された回転可能なフィルタ６０と、フィルタ６０の回転を制御する制御装置（制御手段）６２と、油路５０内を流れる油中におけるコンタミネーションの粒度分布を測定する粒度分布計（粒度分布測定手段）６４とを備えている。なお、粒度分布計６４は、油路５０に設置された粒度分布センサ６４ａを有している。
【００２５】
フィルタ６０は、粒度分布センサ６４ａの下流側（油路５０中の油の流れ方向（図中に矢印で示される方向）の下流側）に配置されている。また、フィルタ６０は、例えば円形を成しており、目の粗さが異なる複数（図では４つ）のフィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを有している。各フィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄは、例えば、円形のフィルタ６０をその周方向で互いに等しい占有面積をもって配分するように、中心角が等しい扇形のフィルタ領域をそれぞれ形成している。したがって、制御装置６２による回転制御により、フィルタ６０のいずれか１つのフィルタ部６０ａ（または６０ｂまたは６０ｃまたは６０ｄ）だけを油路５０中に介在させることができる。また、制御装置６２は、フィルタ６０全体を油路５０に対して挿脱することもできる（フィルタ６０を油路５０中に挿入したり、油路５０中から抜去することができる）。
【００２６】
このような構成の油濾過装置７０では、油がフィルタ６０を通過する前に、その油中のコンタミネーションの粒度分布が粒度分布計６４によって測定される。これにより、図５の（ａ）に示されるような粒度分布が測定されると、制御装置６２は、粒子径が大きいコンタミネーションが多く存在すると判断し、その粒子径に応じた目の粗いフィルタ部（その粒子径のコンタミネーションを確実に捕捉できる目の粗さを持つフィルタ部）が油路５０中に介在するように、フィルタ６０を回転させる。また逆に、図５の（ｂ）に示されるような粒度分布が測定されると、制御装置６２は、粒子径が小さいコンタミネーションが多く存在すると判断し、その粒子径に応じた目の細かいフィルタ部（その粒子径のコンタミネーションを確実に捕捉できる目の粗さを持つフィルタ部）が油路５０中に介在するように、フィルタ６０を回転させる。なお、油中にコンタミネーションが存在せず、あるいは、油中のコンタミネーションの量が極めて少なく、フィルタ６０を油路５０中に介在させる必要がない場合には、制御装置６２によって、フィルタ６０を油路５０中から抜去することもできる。
【００２７】
以上のように、本実施形態の油濾過装置７０は、油路５０を流れる油の中に含まれる不純物の粒度分布を測定する粒度分布測定手段としての粒度分布計６４と、目の粗さが異なる複数のフィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄを備え、フィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのうちの１つが油路５０中に介在されることにより、油路５０を流れる油の中に含まれる不純物を濾過するフィルタ６０と、粒度分布計６４によって測定された粒度分布に応じて、フィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのうちの１つを選択的に油路５０中に介在させる制御装置６２とを備えている。すなわち、本実施形態の油濾過装置７０は、トラクション面１１ａや軸受２４，２５に通じる油路５０を流れる油中のコンタミネーションの粒度分布を測定し、その粒度分布に応じたフィルタ部を選択して使用するようにしている。つまり、目の粗さが一定した１種類のフィルタ部を常時使用するのではなく、コンタミネーションの粒度分布に応じて、目の粗さが異なる複数のフィルタ部を使い分けている。
【００２８】
したがって、粒子径が大きいコンタミネーションが多く存在する場合には、その粒子径に応じた目の粗いフィルタ部によって油を濾過できるため、油流の圧力損失を抑え、油ポンプＰのロスを低減できる。一方、粒子径が小さいコンタミネーションが多く存在する場合には、その粒子径に応じた目の細かいフィルタ部によって油を濾過できるため、目の粗いフィルタだけを使用する場合に生じる問題、すなわち、大きなコンタミネーションだけしか除去されず、小さなコンタミネーションがフィルタを通過してしまうといった問題も解消できる。
【００２９】
また、本実施形態では、油中にコンタミネーションが存在せず、あるいは、油中のコンタミネーションの量が極めて少なく、フィルタ６０を油路５０中に介在させる必要がない場合には、制御装置６２によって、フィルタ６０を油路５６中から抜去することもできるため、油ポンプＰの効率をフィルタ６０によって悪化させないで済む。
【００３０】
なお、本実施形態において、粒度分布計６４による粒度分布測定位置およびフィルタ６０の設置場所は、特に限定されないが、油ポンプＰの出口の近傍であることが望ましい。また、粒度分布の測定方法は、例えばレーザ回折散乱式などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、フィルタ６０の形状も円形に限らない。要は、目の粗さが異なる複数のフィルタ部を油路５０に対して選択的に介挿することができれば、フィルタ６０の形状はどのような形状であっても構わない。
【００３１】
図６は、前記フィルタ６０を備えた本発明の第２の実施形態に係る油濾過装置７０Ａを示している。図示のように、本実施形態の油濾過装置７０Ａは、第１の実施形態に係る油濾過装置７０の構成に加え、フィルタ６０の前後における油の圧力損失を測定する圧力損失測定器（圧力損失測定手段）８０を更に備えている。また、制御装置６２は、粒度分布計６４によって測定された粒度分布に応じて、フィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのうちの１つを選択的に油路５０中に介在させるだけでなく、圧力損失測定器８０によって測定された測定結果に応じて、油路５０中に介在しているフィルタ部を別のフィルタ部に変更することができる。具体的には、制御装置６２は、フィルタ６０の前後で圧力損失が所定の値を超えると、油路５０中に介在しているフィルタ部の目詰りを防止するために、フィルタ６０を回転させて、別のフィルタ部を油路５０中に介在させる。無論、この場合も、粒度分布に応じたフィルタ部を選択する。
【００３２】
なお、コンタミネーションが付着したフィルタ部は、ハンマリングや空気を吹き付けることによって清掃する。払い落としたコンタミネーションは、図示しない回収箱に蓄えられる。この回収箱は、整備時等に取り出すことができる。
【００３３】
このように、本実施形態では、圧力損失測定器８０によって測定された測定結果に応じて、油路５０中に介在しているフィルタ部を別のフィルタ部に変更することができるため、フィルタ部の目詰まりを防止して、油流の圧力損失を効果的に低減することができる。
【００３４】
図７は、前記フィルタ６０を備えた本発明の第３の実施形態に係る油濾過装置７０Ｂを示している。図示のように、本実施形態の油濾過装置７０Ｂは、第２の実施形態に係る油濾過装置７０Ａの構成に加え、油路５０を流れる油の温度または粘度の少なくとも一方を測定する粘度・油温測定器（油温・粘度測定手段）９０を更に備えている。また、制御装置６２は、粒度分布計６４によって測定された粒度分布に応じて、フィルタ部６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄのうちの１つを選択的に油路５０中に介在させるだけでなく、圧力損失測定器８０によって測定された測定結果と粘度・油温測定器９０によって測定された測定結果とに基づいて、油ポンプＰの吐出圧を制御する。したがって、フィルタ６０にコンタミネーションが蓄積したり、油の温度が変化しても、一定の油流量を常に確保することが可能になる。
【００３５】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した各実施形態では、本発明がトロイダル型無段変速機に適用されているが、本発明は、他の任意の構造形態の変速機にも適用できることは言うまでもない。また、前述した各実施形態では、目の粗さが異なる複数のフィルタ部を有する１つのフィルタの回転を制御することによって、各フィルタ部を選択的に使用しているが、目の粗さが異なる複数のフィルタを用意し、これらの各フィルタを選択的に使用するようにしても良い。この場合、各フィルタが前述した実施形態におけるフィルタ部となる。また、前述した実施形態において、フィルタ部の数は４つであったが、フィルタ部の数はこれに限らない。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された油濾過装置によれば、油流の圧力損失を抑えつつ、また、油ポンプの効率を悪化させることなく、油中のコンタミネーションをその粒度に応じて確実に捕捉できる
請求項２に記載された油濾過装置によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、フィルタ部の目詰まりを防止して、油流の圧力損失を効果的に低減することができる。
請求項３に記載された油濾過装置によれば、請求項１と同様の作用効果が得られるとともに、フィルタにコンタミネーションが蓄積したり、油の温度が変化しても、一定の油流量を常に確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油濾過装置が適用可能なトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】図１のトロイダル型無段変速機の油路の一部にフィルタが設置された状態を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る油濾過装置の概略構成図である。
【図５】図４の油濾過装置の粒度分布計による測定結果の一例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る油濾過装置の概略構成図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る油濾過装置の概略構成図である。
【符号の説明】
５０　　油路
６０　　フィルタ
６０ａ，６０ｂ，６０ｃ，６０ｄ　　フィルタ部
６２　　制御装置（制御手段）
６４　　粒度分布計（粒度分布測定手段）
７０，７０Ａ，７０Ｂ　　油濾過装置
８０　　圧力損失測定器（圧力損失測定手段）
９０　　粘度・油温測定器（油温・粘度測定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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