(57)【要約】【課題】極低温時において従来不可避であった吸引負圧に起因したキャビテーションの発生を抑制できる油圧回路を提案する。【解決手段】エンジンの回転に伴う回転駆動により吸入経路2を通して油を吸引するとともに吸引にかかる油を吐出経路3へ向けて送り出すオイルポンプ1と、このオイルポンプ1の吐出経路3に配置され油の流量調整を行う流量調整手段5と、この流量調整手段5の上流側で吸入経路2及び吐出経路3とを相互間につないで、該流量調整手段5による調整にて生じた余剰油を吸入経路2へ還流させるバイパス経路4とを備えた油圧回路において、前記バイパス経路4に、吐出経路3内の油の温度の低下に応じて余剰油の流量を増加する流量調整手段7を設ける。【選択図】図１
2009209696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転に伴う回転駆動により吸入経路を通して油を吸引するとともに吸引にかかる油を吐出経路へ向けて送り出すオイルポンプと、このオイルポンプの吐出経路に配置され油の流量調整を行う流量調整手段と、この流量調整手段の上流側で吸入経路及び吐出経路とを相互間につないで、該流量調整手段による調整にて生じた余剰油を吸入経路へ還流させるバイパス経路とを備えた油圧回路において、
前記バイパス経路に、吐出経路内の油の温度の低下に応じて余剰油の流量を増加する流量調整手段を有することを特徴とする油圧回路。
【請求項２】
前記吐出経路に設けられた流量調整手段は、該吐出経路につながる入側開口及び出側開口を有する第1のシリンダーと、この第1のシリンダーにスプリングを介してスライド可能に支持された第1のスプールとを備え、
前記第1のスプールは、入側開口から流入した油を出側開口へ流出させる貫通開口を有する中空体と、この中空体の後端に連結するとともに油の温度に応じて中空体をスライドさせて出側開口の絞り面積を変更する本体部分からなり、
前記バイパス経路に設けられた流量制御手段は、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有する第2のシリンダーと、この第2のシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、前記出側開口の絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更する第2のスプールからなる請求項1記載の油圧回路。
【請求項３】
前記本体部分は、油の温度に応じてサーモワックスの体積を膨張、縮小させロッドを介して本体部分を第1のスプールとともにスライドさせるワックスエレメントを備える請求項2に記載の油圧回路。
【請求項４】
前記バイパス経路に設けられた流量調整手段は、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有するシリンダーと、このシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路に設けられた流量制御手段による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更するスプールとを備え、
前記スプリングは、油の温度に応じてばね荷重の変更を可能とする形状記憶合金からなる、請求項1記載の油圧回路。
【請求項５】
前記バイパス経路に設けられた流量調整手段は、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有するシリンダーと、このシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路に設けられた流量制御手段による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更するスプールとを備え、
前記シリンダーに、スプリングを配置した空間領域と吸入経路とをつなぐ負圧感知経路を設けた請求項1記載の油圧回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの始動とともに回転駆動するオイルポンプ（例えば自動変速機等に設けられるオイルポンプ等）を備え、各構成部材への潤滑油の供給あるいは制御媒体への作動油を供給するのに好適な油圧回路に関するものであり、とくに油の粘度が高い極低温時において発生しがちであったポンプの吸入負圧に起因したキャビテーションを効果的に抑制しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機等に設けられている油圧回路は、エンジン等の原動機の回転により回転するオイルポンプにより油圧を発生させており、低回転域から高回転域までの広範囲にわたって所定の流量を供給する必要がある。この種の油圧回路では高回転域において油圧回路に必要な油量以上のポンプ吐出量となった場合、余剰油を排出路に排出する必要がある。しかし、このような場合、必要な油量と余剰油をポンプにより送り出すためにポンプ吸入側では負圧が生じてしまい、キャビテーションが生じる。そこで、従来技術（例えば、特許文献1参照）では、吐出経路と吸入経路との相互間にバイパス経路を形成し、該吐出経路に設置されたオリフィスの前後差圧を動作圧としてバイパス経路内に組み入れたスプールを、シリンダー内で前後にスライド（変位）させて余剰油を適宜吸引経路へ還流させるようになっており、単に余剰油を排出するのではなく吸引路にバイパスさせることで吸引路側の負圧を解消してキャビテーションを防止していた。
【特許文献１】特開2001-182664号公報
【０００３】
ところで従来のこの種の油圧回路は、極低温時においては油の粘度が高くなるためにオイルポンプの吸引負圧が低くなってキャビテーションが生じ、その結果として異音の発生が避けられない問題があり、しかも低い負圧に耐えるだけの耐力を構成部材に持たせておかなければならない必要があった。
【０００４】
既存の流量制御弁は常温、高温時の大流量時にスプールが変位するようにオリフィス径やばね荷重（ばね定数）が設定されているため、吐出経路の差圧を利用してスプールを変位させようとしてもばね荷重が大きすぎてスプールを作動させることができない問題があった。
【０００５】
極低温時にスプールを作動させるには、オリフィスの径を、常温、高温時の大流量時に設定される径よりも小さくして流量が少ない極低温時でもオリフィスの前後における圧力差が大きくなるようにするか、あるいは、ばね荷重を、常温、高温時の大流量時に設定した値よりも小さくして流量に対する感度を上げることが有効である。しかしながら、この場合には、常温、高温時で流量が少ない時に吐出経路内の油が給油印経路へと戻してしまい、必要流量を確保することができず流量制御弁が本来もつ機能を有効に発揮させることができないおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、常温、高温時の大流量時における制御性（高回転時の吐出流量の抑制）を確保しつつ、極低温時において従来生じていたキャビテーションを抑制できる油圧回路を提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その具体的手段は、エンジンの回転に伴う回転駆動により吸入経路を通して油を吸引するとともに吸引にかかる油を吐出経路へ向けて送り出すオイルポンプと、このオイルポンプの吐出経路に配置され油の流量調整を行う流量調整手段と、この流量調整手段の上流側で吸入経路及び吐出経路とを相互間につないで、該流量調整手段による調整にて生じた余剰油を吸入経路へ還流させるバイパス経路とを備えた油圧回路において、
前記バイパス経路に、吐出経路内の油の温度に応じて余剰油の流量を増減する流量調整手段を設けた点に特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
オイルポンプの吸入経路と吐出経路をつなぐバイパス経路に、吐出経路の油の温度に応じて余剰油の流量調整を行う流量調整手段を設けることにより、各温度域に応じた適切な流量調整を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図1は本発明にしたがう油圧回路の実施の形態を模式的に示した図であり、図2(a)（b）は図1の油圧回路を組み込んだオイルポンプハウジングとそのカバーの側面をそれぞれ示した図である。
【００１０】
図における符号1はエンジンの回転に伴って回転駆動可能なオイルポンプ、2は吸入経路である。この吸入経路2は一端がオイルパンPに位置しており、その他端がオイルポンプ1の入側ポートにつながっている。
【００１１】
また、3はオイルポンプ1の出側ポートにつながる吐出経路、4はオイルポンプ1の吸入経路2及び吐出経路3とを相互につなぎ、該吐出経路3内の余剰油を吸入経路2へ還流させるバイパス経路である。このバイパス経路4は入側通路4aと、出側通路4bに区分されている。
【００１２】
5は吐出経路3に設けられた流量制御手段である。この流量制御手段5は吐出経路3につながる第1のシリンダー5aと、この第1のシリンダー5aにスプリングSを介してスライド可能に支持された第1のスプール5bからなる。
【００１３】
第1のスプール5bは、入側開口h１において流入させた油を出側開口h２へ流出させる貫通開口hを有する中空体5b１と、この中空体5b１の後端に連結するとともに油の温度に応じて中空体5b１をスライドさせて出側開口h２の絞り面積を変更する本体部分5b２からなる。
【００１４】
6は第1のスプール5bをスライドさせるためのワックスエレメントである。このワックスエレメント6はケースの内側で油の温度に応じて体積を拡張、縮小することができるサーモワックス6aを有しており、その拡張、縮小によってロッドrを介して本体部分5b２を第1のスプール5bとともにスライドさせることができるようになっている。
【００１５】
さらに、7はバイパス経路4に設けられた流量制御手段である。この流量制御手段7は吐出経路3につながる入口ｉ１及び吸入経路2につながる出口ｉ２を有する第2のシリンダー7aと、この第2のシリンダー7aにスプリングS１を介してスライド可能に弾性支持され、出側開口h２の絞り面積の変更に伴って生じる前後圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路4の絞り面積を変更する第2のスプール7bからなり、スプリングS１が設置された第2のシリンダー7ａの空間領域Mには出側開口h２の下流側で吐出経路3につながる通路7cが形成されている。
【００１６】
かかる構成になる油圧回路は、油の粘度が最も高く、流量の少ない極低温時（例えば−10℃程度）ではワックスエレメント6のサーモワックス6aはその収縮により体積は最も小さくなり出側開口h２の絞り面積が最も大きくなる一方、常温あるいは高温時には、油の温度が本体部分5b２、ロッドrを通して伝達されてサーモワックス6aが膨張し、これにより第1のスプール5bが第1のシリンダー5a内でスライドして出側開口h２の絞り面積が小さくなる。
【００１７】
出側開口h２の変更（絞り面積の変更）により前後差圧が変わることになり、上記の構成になる油圧回路は、常温、高温時だけでなく極低温時においてもバイパス経路4を通して吐出経路3内の油（余剰油）を吸入経路2へと還流させることが可能となり吸入負圧が低くなるのが抑制される。
【００１８】
図1に係わる実施例では、温度に応じてスプールの動きが変わることになり（吐出経路から吸入経路へ還流させる条件を複数備える）、常温、高温時は勿論のこと、極低温時においても流量調整が行え、とくに、極低温時にあっては余剰油の流量を増加させて吸引負圧が低くなることによるキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００１９】
吐出経路3に設けられた流量調整手段5を、該吐出経路3につながる入側開口h１及び出側開口h２を有する第1のシリンダー5aと、この第1のシリンダー5aにスプリングSを介してスライド可能に弾性支持された第1のスプール5bとを備えたものとし、前記第1のスプール5bを、入側開口h１から流入した油を出側開口h２へ流出させる貫通開口h１を有する中空体5b１と、この中空体5b１の後端に連結して該中空体5b１を保持するとともに油の温度に応じて中空体5b１をスライドさせて出側開口h２の絞り面積を変更する本体部分5b２にて構成すること、そして、該バイパス経路4に設けられた流量制御手段7を、吐出経路3につながる入口ｉ１及び吸入経路2につながる出口ｉ２を有する第2のシリンダー7aと、この第2のシリンダー7aにスプリングS１を介してスライド可能に弾性支持され、前記出側開口h２の絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路4の絞り面積を変更する第2のスプール7bにて構成する（可変オリフィス式）ことにより、常温、高温時だけでなく、極低温時においても吐出経路の絞り面積を変更することができ、既存の流量制御弁において作動させることができなかった極低温時でもスプールを変位させることが可能となり吸入負圧が低くなるのを抑制することができる。
【００２０】
第1のスプール5bの本体部分5b２にワックスエレメント6を連結し、油の温度に応じて該ワックスエレメント6のサーモワックスを膨張、収縮させることにより第1のスプール5bをスライドさせることが可能であり、これにより構造の複雑化を伴うことなしに出側開口の絞り面積を的確に変更することができる。
【００２１】
図3は本発明にしたがう油圧回路の他の実施の形態を示した図であり、図4(a)(b)は図3の油圧回路を組み入れたオイルポンプハウジングとそのカバーの側面を示した図である。この例は、バイパス経路4に設けられた流量調整手段7を、吐出経路3につながる入口ｉ1及び吸入経路2につながる出口ｉ2を有するシリンダー7dと、このシリンダー7dにスプリングS２を介してスライド可能に弾性支持されたスプール7eにて構成したものであり、スプール7eは吐出経路3に設けられた流量制御手段5による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドし、このスライドにてバイパス経路4の絞り面積を変更する。
【００２２】
かかる構成になる油圧回路は、スプリングS２が形状記憶合金にて構成され、極低温時においてばね荷重が小さくなるように、また、常温、高温時においてばね荷重を大きくなるように設定した構造のものであり、油の粘度が低く、小流量時でも前後差圧による荷重がばね荷重を上回るためスプール7eがスライド（変位）し、吐出経路3の油の一部をバイパス経路4を通して吸入経路2へと還流させる。
【００２３】
また、常温、高温時では、ばね特性が変わるので既存の流量制御手段（流量制御弁）と同様にスプール7eがシリンダー7d内でスライドする（高流量時においてスプール7dが作動する）。
【００２４】
形状記憶合金からなるスプリングS２を設けた上記のような油圧回路は極低温時のみならず常温、高温時に適切な流量調整が行えるうえ、回路自体の構造を簡素化することが可能なので重量の軽減によるコストの削減を図ることができる。
【００２５】
図3に係わる実施例では、バイパス経路4に設けられた流量調整手段7を、吐出経路3につながる入口I１及び吸入経路2につながる出口ｉ２を有するシリンダー7dと、このシリンダー7dにスプリングS２を介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路3に設けられた流量制御手段5による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路4の絞り面積を変更するスプール7eとを備えたものにて構成し、該スプリングS２を、油の温度に応じてばね荷重の変更を可能とする形状記憶合金からなるものを適用することにより、油圧回路の簡素化が可能となり、重量の軽減によるコストの削減を図ることができる。
【００２６】
図5は本発明にしたがうさらに他の実施の形態を示した図であり、図6(a)(b)は図5に示した油圧回路を組み入れたオイルポンプハウジングとそのカバーの側面を示した図である。この例は、バイパス経路4に設けられた流量調整手段7を、吐出経路3につながる入口ｉ１及び吸入経路2につながる出口ｉ２を有するシリンダー7fと、このシリンダー7fにスプリングS３を介してスライド可能に弾性支持されたスプール7gとによって構成し、スプリングS３が配置された空間領域Mと吸入経路2との相互間に負圧感知経路8を設けた構造のものである。
【００２７】
かかる構成の油圧回路においては、吐出経路3に設けられた流量制御手段（オリフィス）5によって前後差圧を生じさせることでスプール7gをスライドさせてバイパス経路4の絞り面積を変更するものであるが、吸入経路2内において負圧が小さくなると、この負圧を受けてスプール7gがスライドしてバイパス経路4において吐出経路3と吸入経路2がつながり吐出経路3の油の一部を吸入経路2へと還流させる。
【００２８】
常温、高温時においては極低温時のように負圧が小さくなることがないのでスプール7gがスライドすることはなく、流量制御手段5における前後差圧が動作圧となってスプール7gがスライドすることとなり、この場合、単一のスプールで極低温時、常温、高温時における対応が可能で、油圧回路のレイアウトの自由度が拡大される。
【００２９】
図5に係わる実施例では、バイパス経路4に設けられた流量調整手段7を、吐出経路3につながる入口ｉ１及び吸入経路2につながる出口ｉ２を有するシリンダー7fと、このシリンダー7fにスプリングS３を介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路3に設けられた流量制御手段5による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路4の絞り面積を変更するスプール7gとを備えたものにて構成し、シリンダー7fに、スプリングS３を配置した空間領域と吸入経路2とをつなぐ負圧感知経路8を設けることにより、単一のスプールで極低温時、常温、高温時における流量調整が可能となり、油圧回路のレイアウトの自由度が拡大される。
【００３０】
上掲図1に示した油圧回路においては、第1のスプール5bをスライドさせる手段としてワックスエレメント6を用いた場合について示したが、構造の複雑化を伴うことがなく、油の温度に応じて確実に第1のスプール5bをスライドさせることができるものであればワックスエレメント6以外の他の手段を適用できるのはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
オイルポンプの吸入経路と吐出経路をつなぐバイパス経路に、吐出経路の油の温度に応じて余剰油の流量調整を行う流量調整手段を設けることにより、各温度域に応じた適切な流量調整を行うことが可能となり、とくに、極低温時において発生しがちであったポンプの吸入負圧に起因したキャビテーションを効果的に抑制することができる。
【００３２】
余剰油の流量調整を行う手段として、シリンダーとこのシリンダー内でスライド（変位）するスプールを適用し、温度に応じて該スプールをスライドさせることで（吐出経路から吸入経路へ還流させる条件を複数備える）、常温、高温時は勿論のこと、極低温時においても流量調整が行えることとなり、とくに、極低温時にあっては余剰油の流量を増加させて吸引負圧が高くなることによるキャビテーションの発生を抑制することができる。
【００３３】
吐出経路に設けられた流量調整手段を、該吐出経路につながる入側開口及び出側開口を有する第1のシリンダーと、この第1のシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持された第1のスプールとを備えたものとし、前記第1のスプールを、入側開口から流入した油を出側開口へ流出させる貫通開口を有する中空体と、この中空体の後端に連結して該中空体を保持するとともに油の温度に応じて中空体をスライドさせて出側開口の絞り面積を変更する本体部分にて構成すること、そして、記バイパス経路に設けられた流量制御手段を、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有する第2のシリンダーと、この第2のシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、前記出側開口の絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更する第2のスプールにて構成する（可変オリフィス式）ことにより、常温、高温時だけでなく極低温時においても吐出経路の絞り面積を変更することが可能となり、既存の流量制御弁において作動させることができなかった極低温時でもスプールを変位させることが可能となり吸入負圧が低くなるのが抑制される。
【００３４】
第1のスプールの本体部分にワックスエレメントを連結し油の温度に応じて該ワックスエレメントのサーモワックスを膨張、縮小（体積）させることにより第1のスプールをスライドさせることで構造の複雑化を伴うことなしに出側開口の絞り面積を迅速に変更することができる。
【００３５】
また、バイパス経路に設けられた流量調整手段を、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有するシリンダーと、このシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路に設けられた流量制御手段による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更するスプールとを備えたものにて構成し、該スプリングを、油の温度に応じてばね荷重の変更を可能とする形状記憶合金からなるものを適用することにより、油圧回路の簡素化が可能となり、重量の軽減によるコストの削減を図ることができる。
【００３６】
さらに、バイパス経路に設けられた流量調整手段を、吐出経路につながる入口及び吸入経路につながる出口を有するシリンダーと、このシリンダーにスプリングを介してスライド可能に弾性支持され、吐出経路に設けられた流量制御手段による絞り面積の変更に伴って生じる前後差圧を動作圧としてスライドさせてバイパス経路の絞り面積を変更するスプールとを備えたものにて構成し、シリンダーに、スプリングを配置した空間領域と吸入経路とをつなぐ負圧感知経路を設けることにより、単一のスプールで極低温時、常温、高温時においても対応することが可能となり、油圧回路のレイアウトの自由度が拡大される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にしたがう油圧回路の実施の形態を模式的に示した図である。
【図２】(a)(b)は図1に示した油圧回路を組み入れたオイルポンプのハウジングの側面とカバーの側面をそれぞれ示した図である。
【図３】本発明にしたがう油圧回路の他の実施の形態を模式的に示した図である。
【図４】(a)(b)は図3に示した油圧回路を組み入れたオイルポンプのハウジングの側面とそのカバーの側面をそれぞれ示した図である。
【図５】本発明にしたがう油圧回路のさらに他の実施の形態を模式的に示した図である。
【図６】(a)(b)は図5に示した油圧回路を組み入れたオイルポンプのハウジングの側面とそのカバーの側面をそれぞれ示した図である。
【図７】従来の油圧回路を模式的に示した図である。
【図８】(a)(b)は図7に示した油圧回路を組み入れたオイルポンプのハウジングの側面とそのカバーの側面をそれぞれ示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
1    オイルポンプ
2    吸入経路
3    吐出経路
4    バイパス経路
4a   入側通路
4b   出側通路
5    流量制御手段
5a   シリンダー
5b   第1のスプール
6    ワックスエレメント
6a   サーモワックス
7    流量制御手段
7a   第2のシリンダー
7b   第2のスプール
7c   通路
7d   シリンダー
7e   スプール
8    負圧感知経路
P    オイルパン
ｒ   ロッド
S１   スプリング
S２    スプリング
【図１】
2009209696.tif 000003
【図２】
2009209696.tif 000004
【図３】
2009209696.tif 000005
【図４】
2009209696.tif 000006
【図５】
2009209696.tif 000007
【図６】
2009209696.tif 000008
【図７】
2009209696.tif 000009
【図８】
2009209696.tif 000010