(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルの供給によって係合装置の係合および解放が選択的に実行される変速機構部と、該変速機構部に接続されている油路と、駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、該機械式オイルポンプに並列に設けられ、電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、前記機械式オイルポンプから吐出されるオイルが供給されるとともに、前記変速機構部に接続されている前記油路と連通する第１吐出油路と、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルが供給されるとともに、前記第１吐出油路に接続される第２吐出油路と、前記第２吐出油路中に設けられ、前記機械式オイルポンプから吐出されるオイルの前記電動オイルポンプ側への流入を阻止し、且つ、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの前記第１吐出油路側への流出を許容する逆止弁とを、備えた車両用油圧供給装置であって、
前記逆止弁の外周面と接する前記第２吐出油路は、該逆止弁を構成する部材よりも熱膨張係数が高い部材で構成され、
前記オイルの油温が所定温度以上になると、前記逆止弁の外周面と前記第２吐出油路との間に隙間が形成されるように構成され、
前記第２吐出油路の前記逆止弁よりも前記電動オイルポンプ側の油路には、気泡を排出するためのドレン孔が形成されていることを特徴とする車両用油圧供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用油圧供給装置に係り、特に、作動油内に混入する気泡の除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動源からの動力を変速して出力軸に出力する変速機構部と、駆動源によって駆動される機械式オイルポンプと、その機械式オイルポンプに並列に設けられた電動モータによって駆動される電動オイルポンプと、電動オイルポンプの吐出油路に設けられ、機械式オイルポンプから吐出されるオイルの電動オイルポンプ側への流入を阻止する逆止弁とを、備えた油圧制御回路が実現されている。例えば、特許文献１に記載の油圧供給装置がその一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９０６０号公報
【特許文献２】特開２００６−０４６６１０号公報
【特許文献３】特開２００５−０５４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、油圧制御回路内のオイルは、油温が高まると粘度が低くなり、攪拌されるオイルの量が増えるため、気泡を含みやすくなる。そして、この気泡を含んだオイルが、オイルポンプによって吸入されて吐出されると、変速機構部の油圧式係合装置を構成する油圧室に供給されることとなり、この油圧室内に気泡が集積されることでエアクッションが形成され、油室に油圧を供給してもエアクッションがある分だけ係合装置の動作のもたつき（ヘジテーション）や係合ショックが発生する可能性があった。これに対して、油圧式係合装置を構成するピストンのリップ部に突起を設け、その突起とケースとの隙間から気泡を排出する技術が知られているが、突起からのリップ切れやめくれが発生することもあり、最適な対策とはいえなかった。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、変速機構部の油室内に集積される気泡を抑制して変速のもたつきや係合ショックを抑制できる車両用油圧供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための、第１発明の要旨とするところは、(a)オイルの供給によって係合装置の係合および解放が選択的に実行される変速機構部と、その変速機構部に接続されている油路と、駆動源により駆動される機械式オイルポンプと、その機械式オイルポンプに並列に設けられ、電動モータにより駆動される電動オイルポンプと、前記機械式オイルポンプから吐出されるオイルが供給されるとともに、前記変速機構部に接続されている前記油路と連通する第１吐出油路と、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルが供給されるとともに、前記第１吐出油路に接続される第２吐出油路と、前記第２吐出油路中に設けられ、前記機械式オイルポンプから吐出されるオイルの前記電動オイルポンプ側への流入を阻止し、且つ、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの前記第１吐出油路側への流出を許容する逆止弁とを、備えた車両用油圧供給装置であって、(b)前記逆止弁の外周面と接する前記第２吐出油路は、その逆止弁を構成する部材よりも熱膨張係数が高い部材で構成され、(c)前記オイルの油温が所定温度以上になると、前記逆止弁の外周面と前記第２吐出油路との間に隙間が形成されるように構成され、(d)前記第２吐出油路の前記逆止弁よりも前記電動オイルポンプ側の油路には、気泡を排出するためのドレン孔が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
高油温時にあっては、オイルが攪拌された際に気泡を含みやすくなる。これに対して、前記逆止弁の外周面と接する前記第２吐出油路は、その逆止弁を構成する部材よりも熱膨張係数が高い部材で構成されているため、高油温時において第２吐出油路と逆止弁との間に隙間が形成され、その気泡が、その隙間を通って第２吐出油路の逆止弁よりも電動オイルポンプ側に排出され、さらに第２吐出油路に形成されているドレン孔から排出される。従って、変速機構部への気泡の供給が抑制されるため、エアクッションによる変速のもたつきや係合ショックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用された、変速機構部に油圧を供給する車両用油圧供給装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の逆止弁の構造を詳しく説明する断面図である。
【図３】図１の逆止弁において高温時の状態を示している。
【図４】隙間と逆止弁嵌合長さとで決定される、最低エア排出量が確保される領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明が適用された、変速機構部８に油圧を供給する車両用油圧供給装置１０（以下、油圧供給装置と記載）の構成を概略的に示す図である。油圧供給装置１０は、エンジン１２によって駆動される機械式オイルポンプ１４と、電動モータ１６によって駆動される電動オイルポンプ１８とを、並列に備えている。オイルパン２２に貯留されたオイル（ＡＴＦ）が、ストレーナ２４を介して機械式オイルポンプ１４および電動オイルポンプ１８の吸入油路２６に供給されるようになっている。油圧供給装置１０は、並列に設けられている機械式オイルポンプ１４および電動オイルポンプ１８の少なくとも一方の駆動により、オイルパン２２に貯留されたオイルを吸入油路２６から吸い上げ、変速機構部８に供給される元圧としての油圧を発生させる。
【００１１】
変速機構部８は、油圧式摩擦係合装置である複数のクラッチＣ（係合装置）およびブレーキＢ（係合装置）を備えており、これらクラッチおよびブレーキが選択的に係合または解放されることで所定の変速段に変速させられる。これらクラッチおよびブレーキは、油圧（係合圧）が供給される油圧室をそれぞれ備えており、油圧供給装置１０から供給される油圧を元圧にして調圧された油圧が油圧室内に供給され、クラッチＣおよびブレーキＢの係合および解放が選択的に実行される
【００１２】
機械式オイルポンプは１４は、例えばガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関であるエンジン１２の出力軸に連結され、そのエンジン１２の駆動に伴い回転駆動されることで油圧を発生させる公知のオイルポンプである。電動オイルポンプ１８は、電動モータ１６の出力軸に連結され、その電動モータ１６の駆動に伴い回転駆動されることで油圧を発生させる公知のオイルポンプである。なお、エンジン１２が本発明の駆動源に対応している。
【００１３】
図１に示すように、機械式オイルポンプ１４および電動オイルポンプ１８は、ストレーナ２４と変速機構部８との間に並列に配置されている。油圧供給装置１０は、オイルパン２２から吸い上げられたオイルを機械式オイルポンプ１４ないしは電動オイルポンプ１８へ供給する吸入油路２６と、機械式オイルポンプ１４から吐出されたオイルが供給される第１吐出油路２８と、電動オイルポンプ１８から吐出されたオイルが供給される第２吐出油路３０とを、備えている。吸入油路２６は、その上流側（オイルパン２２側）がストレーナ２４に接続され、下流側（変速機構部８側）に向かう途中で分岐することで、機械式オイルポンプ１４および電動オイルポンプ１８に接続されている。第１吐出油路２８は、変速機構部８に接続されている出力油路３２と連通されている。第２吐出油路３０は、第１吐出油路２８に接続されている。なお、出力油路３２が、本発明の変速機構部に接続されている油路に対応している。
【００１４】
油圧供給装置１０は、第２吐出油路３０中に、逆止弁３４およびドレン機構３６を備えている。図２は、逆止弁３４の構造を詳しく説明する断面図である。なお、図２の第２吐出油路３０において下側が電動オイルポンプ１８に接続されており、上側が第１吐出油路２８に接続されている。従って、図２において下側が油圧供給装置１０の上流側となり、上側が油圧供給装置１０の下流側となる。
【００１５】
図２に示すように、逆止弁３４は、ケース３８に形成されている第２吐出油路３０中に設けられている。逆止弁３４は、第２吐出油路３０の流路４２が内部に形成されている円筒状の第１ボデー４４と、その第１ボデー４４の流れ方向の一端（下流側、図２において上側）に接続されている円筒状の第２ボデー４６と、第２ボデー４６内に内蔵され流路４２の直径よりも大径のボール４８と、第２ボデー４６内に予荷重状態で内蔵されボール４８を第１ボデー４４側に向かって押圧するコイルスプリング５０とを、含んで構成されている。
【００１６】
第１ボデー４４および第２ボデー４６は、互いの軸端部に形成されている爪が嵌合することで互いに相対移動不能とされている。第２ボデー４６内には、流路の円形断面の直径が変化する段付部５２が形成されており、この段付部５２の流れ方向に対して垂直な面がコイルスプリング５０の一端と当接している。また、コイルスプリング５０の他端がボール４８と当接しており、ボール４８は、コイルスプリング５０によって第１ボデー４４の軸端部に押し付けられている。
【００１７】
以上のように構成された逆止弁３４においては、電動オイルポンプ１８からオイルが吐出され、逆止弁３４に対して上流側のオイルの油圧が下流側の油圧よりも高くなると、上流側のオイルの油圧によってボール４８がコイルスプリング５０の押圧力に抗って第１ボデー４４から離れる方向に移動させられる。従って、図２に示すように逆止弁３４が開弁させられ、電動オイルポンプ１８から吐出されるオイルの第１吐出油路２８側への流出が許容される。
【００１８】
一方、電動オイルポンプ１８から吐出が停止され、第２吐出油路３０の逆止弁３４に対して上流側のオイルの油圧が下流側の油圧以下となると、コイルスプリング５０の押圧力によって、図２の破線で示すようにボール４８が第１ボデー４４の軸端部に当接させられる。これにより、逆止弁３４が閉弁させられ、第２吐出油路３０内のオイルの下流から上流側への流れが阻止される。すなわち、機械式オイルポンプ１４から吐出されるオイルの電動オイルポンプ１８側への流入が阻止される。
【００１９】
本実施例では、エンジン１２の駆動中は、機械式オイルポンプ１４が駆動されるため、機械式オイルポンプ１４によって変速機構部８に必要な油量が確保される間は、電動オイルポンプ１８が停止される。このとき、第２吐出油路３０では、逆止弁３４に対して下流側のオイルの油圧が上流側のオイルの油圧よりも高くなり、第２吐出油路３０内のオイルが電動オイルポンプ１８側（上流側）に向かう方向に力が働くが、そのときに逆止弁３４が閉弁されることでその流れが阻止される。
【００２０】
また、電動機によって車両を駆動させるモータ走行中は、エンジン１２によって駆動される機械式オイルポンプ１４が停止される。このとき、電動オイルポンプ１８が駆動されることで、電動オイルポンプ１８から吐出されるオイルが第２吐出油路３０に供給され、逆止弁３４を通って変速機構部８にオイルが供給される。
【００２１】
このように、逆止弁３４は、第２吐出油路３０中に設けられ、機械式オイルポンプ１４から吐出されるオイルの電動オイルポンプ１８側への流入を阻止し、且つ、電動オイルポンプ１８から吐出されるオイルの第１吐出油路２８側への流出を許容する。
【００２２】
本実施例の第２吐出油路３０において、油路を形成するケース３８の熱膨張係数Ａが逆止弁３４を構成する部材（第１ボデー４４、第２ボデー４６）の熱膨張係数Ｂに比べて大きな値に設定されている（Ａ＞Ｂ）。すなわち、第２吐出油路３０が形成されるケース３８は、逆止弁３４を構成する第１ボデー４４、第２ボデー４６よりも熱膨張係数が高い部材で構成されている。ここで、低温時（低油温時）にあっては、熱膨張係数の差による影響は殆どなく、図２に示すようにケース３８の内周面４０と第１ボデー４４の外周面４５との間が接触した状態となる。すなわち、逆止弁３４とケース３８との間がシールされた状態となる。
【００２３】
一方、高温時（高油温）になると、前記熱膨張差によって、ケース３８に形成されている第２吐出油路３０の径方向の寸法増加が、逆止弁３４（第１ボデー４４、第２ボデー４６）の径方向の寸法増加よりも大きくなり、図３に示すように、第１ボデー４４の外周面４５とケース３８の内周面４０との間に隙間Ｃ１が形成される。
【００２４】
ところで、オイルが高油温になると粘度も低くなり、オイルパン２２に貯留されているオイルが所定のギヤで攪拌される際に気泡（エアレーション）がオイル内に混入する。このエアレーションが混じったオイルが、油圧供給装置１０によって吸い上げられると、油圧供給装置１０から変速機構部８までの油圧制御回路内は完全に密閉（シール）されているので、そのエアレーションが外部に排出されることなく変速機構部８のクラッチＣおよびブレーキＢの油圧室まで到達し、エアレーションが油室内で集積される。この状態でクラッチＣおよびブレーキＢの係合が開始されると、油室内に溜まる空気がクッションとなり、変速のもたつき（ヘジテーション）や変速ショックが発生する可能性がある。
【００２５】
これに対して、本実施例の逆止弁３４にあっては、高温時において逆止弁３４の第１ボデー４４の外周面４５とケース３８の内周面４０との間に隙間Ｃ１が形成されているため、機械式オイルポンプ１４の駆動時において逆止弁３４は閉弁されるものの、図３の矢印で示すように、オイル内のエアレーションが隙間Ｃ１を通って逆止弁３４の上流側（電動オイルポンプ１８側）に排出される。すなわち、逆止弁３４は、オイルの上流側への流入を一部許容することで、第２吐出油路３０内のエアレーションが逆止弁３４に対して上流側に排出される。従って、変速機構部８側へのエアレーションの流入が抑制される。
【００２６】
また、第２吐出油路３０の逆止弁３４よりも上流側に排出されたエアレーションは、第２吐出油路３０の逆止弁３４よりも上流側（電動オイルポンプ１８側）に設けられている、ドレン機構３６の鉛直上方に形成されているエアレーション排出用のドレン孔５４を通って排出される。従って、エアレーションが油圧供給装置１０内から好適に排出される。なお、ドレン機構３６のドレン穴５４の鉛直上部にボールが配置されることで、外部側からの空気の進入が阻止されている。
【００２７】
次に、エアレーションを排出する際に必要な隙間Ｃ１の算出方法について説明する。まず、エアレーションが確認される最低温度（油温）Ｔ0が実験的に求められ、その温度Ｔ0を基準として後述する各種流量が算出される。隙間Ｃ１の間を流れるオイルの流量をＱ１、変速機構部８（油圧回路）の消費流量をＱ２、機械式オイルポンプ１４の実吐出流量をＱ３、エアレーション排出流量をＱ４とすると、下式（１）の関係が成立するように、隙間Ｃ１の最大寸法Ｃ１maxが決定される。
【００２８】
ここで、隙間Ｃ１maxを流れる流量Ｑ１は、下式（２）で算出される。式（２）において、ｄは逆止弁３４が挿入されるケース３８に形成される油路の直径（図３参照）に対応し、ＰLは機械式オイルポンプ１４の油圧（元圧）に対応し、η1は温度Ｔ0におけるオイルの粘度に対応し、ｈ1は第１ボデー４４の軸方向（流れ方向）の長さ（逆止弁嵌合長さ）に対応している。また、エアレーション排出流量Ｑ４は、下式（３）で算出される。ここで、エアレーションを含んだオイルの粘度η2は、公知（EINSTEIN 1906,1911参照）である下式（４）で算出される。なお、式（４）のφは、オイルの粒子体積密度に対応し、予め求められる値である。そして、式（２）および式（３）を式（１）に代入し、最大寸法Ｃ１maxについて整理すると下式（５）となり、この式（５）によって隙間Ｃ１の最大寸法Ｃ１maxが算出される。また、隙間Ｃ１の最小寸法Ｃ１minについては、設計制約（逆止弁配置スペースや供給可能流量等）内で最低エアレーション排出量（最低エア排出量）が確保される成立領域を抽出することで決定される。なお、最小寸法Ｃ１minについては、逆止弁３４のはめあい公差による制約を考慮して設定される。
【００２９】
Ｑ１＋Ｑ２＋Ｑ４＜Ｑ３・・・（１）
Ｑ１＝πｄＣ１3maxＰL／（１２η1ｈ1）・・・（２）
Ｑ４＝πｄＣ１3maxＰL／（１２η2ｈ1）・・・（３）
η2／η1＝１＋φ・・・（４）
Ｃ１max＜｛１２ｈ1（Ｑ３−Ｑ２）／πｄＰL（１／η2−１／η1）｝1/3 ・・・（５）
【００３０】
図４は、上記算出式に基づいて求められる、隙間Ｃ１および逆止弁嵌合長さｈ1と最低エア排出量が確保される領域との関係を示している。図４において、横軸が逆止弁嵌合長さｈ1を示しており、その下限値ｈminおよび上限値ｈmaxは、設計制約（スペース等）を考慮して設定されている。また、縦軸が隙間Ｃ１を示している。また、斜線で示す領域が、最低エア排出量が確保される成立範囲領域を示している。なお、図４は、エアレーションが確認される最低温度Ｔ0を基準に求められている。
【００３１】
図４に示すように、逆止弁嵌合長さｈ１が増加するに従ってエア排出量が増加し、隙間Ｃ１が増加するに従ってエア排出量が増加している。逆止弁３４は、設計制約を考慮しつつ図４の成立範囲領域内となる寸法(ｈ1、Ｃ1)に設定され、高温時（温度Ｔ0）においてこの隙間Ｃ１が形成されるようにケース３８および逆止弁３４（第１ボデー４４、第２ボデー４６）の材料が選択される。結果的に、ケース３８の熱膨張係数Ａが、逆止弁３４（第１ボデー４４、第２ボデー４６）の熱膨張係数Ｂよりも高くなる材料が選択される。これより、高温時においてエアレーションが好適に排出される逆止弁３４が得られることとなる。また、隙間Ｃ１が最大寸法Ｃ１max以下に設定されることで、隙間Ｃ１が形成されることによる油圧低下も抑制される。
【００３２】
上述のように、本実施例によれば、高油温時にあっては、オイルが気泡を含みやすくなる。これに対して、逆止弁３４の外周面４５と接する第２吐出油路３０は、その逆止弁３４を構成する第１ボデー４４よりも熱膨張係数が高い部材で構成されているため、高油温時において第２吐出油路３０と逆止弁３４との間に隙間Ｃ１が形成され、その気泡を含んだオイルがその隙間Ｃ１を通って第２吐出油路３０の逆止弁３４よりも電動オイルポンプ１８側に排出され、さらに第２吐出油路３０に形成されているドレン孔５４から排出される。従って、変速機構部８への気泡の供給が抑制されるため、エアクッションによる変速のもたつきや係合ショックを抑制することができる。
【００３３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３４】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３５】
８：変速機構部
１２：エンジン（駆動源）
１４：機械式オイルポンプ
１６：電動モータ
１８：電動オイルポンプ
２８：第１吐出油路
３０：第２吐出油路
３２：出力油路（変速機構部に接続されている油路）
３４：逆止弁
４４：第１ボデー（逆止弁を構成する部材）
５４：ドレン孔
Ｂ：ブレーキ（係合装置）
Ｃ：クラッチ（係合装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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