JP6208557B2 - エア排出装置 - Google Patents

Description

本発明は、エア排出装置に関する。

従来、油圧を利用して種々のアクチュエータを制御する油圧回路においては、オイルポンプによって油圧をアクチュエータ側に供給している。例えば、車両の変速機においては、オイルポンプによって油圧を変速機に供給し、制御弁の切換動作によって変速機を制御するように構成されている。

このような油圧回路では、油圧回路内にエアが混入していると、油圧回路内の圧力の上昇に遅れを生じたり、エアが混入しているオイルがポンプを通過する際に異音が生じたりするおそれがあった。そのために、油圧回路内からエアを排出するための種々の提案がされている。

例えば、特許文献１には、オイルポンプとオイルパンとの間の連通管の途中に、エアとオイルとを分離する分離室を介在させ、分離室を、分離室内のエアを排出させる排出ポンプと連結したエア分離構造が開示されている。かかる特許文献１のエア分離構造によれば、油圧回路内に混入したエアのかたまりが変速機に供給されないようにすることができる。

また、特許文献２には、油圧供給部から送り出された油圧を導入する吸入口と油圧供給部から送り出された油圧をドレン箇所に排出する排出口とを備えた排出側制御弁を備え、排出口を、油圧供給部と吸入口とを連通させている油路より鉛直方向で上方に配置した油圧制御装置が開示されている。かかる特許文献２の油圧制御装置によれば、油圧回路にエアが混入することによる油圧アクチュエータの応答遅れや、いわゆる油圧の抜けを防止することができる。

特開２０１０−１９０３７０号公報 特開２０１１−７５０４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載のエア分離構造は、オイルに旋回流を生じさせて、遠心力によってオイルとエアとを分離するものであり、出力の小さいオイルポンプが用いられている場合等、オイルの流量が少ない場合には有効に働かないおそれがある。

また、特許文献２に記載の油圧制御装置は、排出口を、油圧供給部と吸入口とを連通させている油路より鉛直方向で上方に配置する必要があるため、レイアウトの上下方向に制約を課すものであり、スペース的な制約が大きく使用範囲が制限されるおそれがある。また、特許文献２に記載の油圧制御装置は、電子制御式の排出制御弁を利用するものであり、コントロールユニットによる制御が必要となっている。さらに、特許文献２に記載の油圧制御装置は、電子制御式の排出制御弁を利用するものであることから、生産コストの上昇につながるおそれがある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、電子制御を要しない機械式の構成により、オイル流通路内に混入したエアを確実に排出することができるエア排出装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、オイル流通路に設けられ、前記オイル流通路内に混入したエアをオイル流通路外部に排出するためのエア排出装置であって、弁体摺動孔内に軸方向移動可能に保持され、前記オイル流通路内の圧力により前記軸方向の一方側に押圧される弁体と、前記弁体を前記軸方向の他方側に付勢する付勢部と、を備え、前記弁体摺動孔を有するハウジングは、さらに前記弁体摺動孔に連通するオイル通過孔を有し、前記オイル通過孔の前記弁体摺動孔側の開口部に絞り部が配置され、前記弁体はオイル通路を有し、前記オイル通路は前記弁体の位置に応じて前記オイル通過孔に連通可能であり、前記弁体が前記オイル流通路内の圧力に応じて前記弁体摺動孔を移動して前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とを連通又は遮断することを特徴とするエア排出装置が提供される。

上記構成によれば、弁体の位置がオイル流通路内の圧力と付勢部の付勢力とのバランスによって決定される。オイル流通路内にエアが混入しており、圧力が上昇しづらい間は、オイル流通路とオイル流通路外部とが連通し、エア、あるいは、エアを含むオイルを油圧回路外に排出することができる。一方、オイル流通路内からエアが抜き出され、圧力が上昇した後は、オイル流通路とオイル流通路外部とが遮断され、オイルの漏れを防ぐことが可能となる。

また、前記オイル流通路に設けられたオイルポンプの停止状態で、前記付勢部によって前記弁体が初期位置に保持され、前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とが遮断状態となってもよい。

また、前記オイル流通路内の圧力の上昇に伴って前記弁体が前記一方側に移動するにしたがい、前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とが、遮断状態、連通状態、遮断状態、と順次切り換わってもよい。

また、前記弁体のオイル通路は、前記弁体に形成された孔又は前記弁体の外周面に形成された溝であってもよい。

また、前記オイルポンプが電動ポンプであってもよい。

以上説明したように本発明によれば、電子制御を要しない機械式の構成により、オイル流通路内に混入したエアを確実に排出することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る油圧回路を示す回路図である。 エア排出装置の構成の一例を示す断面図である。 オイル流通路内の圧力に応じたエア排出装置の動作を示す断面図である。 エア排出装置の変形例を示す断面図である。 弁体の変形例を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

１．油圧回路の構成例
図１は、本実施形態にかかるエア排出装置５０を備えた油圧回路の一例として、自動変速機の油圧回路１０を示している。
この油圧回路１０は、一例として、車両の停車時にエンジンＥを自動停止するアイドルストップ制御を実行可能な車両に備えられた自動変速機のクラッチ操作を行うためのものである。

油圧回路１０は、車両のエンジンＥの駆動力によって駆動する第１のオイルポンプ２２と、電動モータＭの駆動力によって駆動する第２のオイルポンプ２６とを備えている。第１のオイルポンプ２２は、エンジンＥの運転中に駆動され、オイルタンク１１内のオイルを、第１のオイル流通路１４を介して、自動変速機のクラッチ操作を制御するコントロールバルブ４２に供給する。

また、第２のオイルポンプ２６は、アイドルストップ制御によるエンジンＥの停止中においてもコントロールバルブ４２へのオイルの供給を継続するために電動モータＭの駆動力によって駆動される。この第２のオイルポンプ２６は、オイルタンク１１内のオイルを、第２のオイル流通路１８ａ，１８ｂを介してコントロールバルブ４２に供給する。第２のオイルポンプ２６の容量は、第１のオイルポンプ２２の容量よりも小さいものとなっている。

第２のオイルポンプ２６の吐出側には、リリーフ弁３０が接続されている。リリーフ弁３０は、第２のオイルポンプ２６の吐出側の圧力が所定値以上の場合に、リターン通路３４を介して、第２のオイル流通路１８ｂ内のオイルの一部を第２のオイルポンプ２６の上流側に戻すために設けられている。第２のオイルポンプ２６の上流側に戻すオイルは、オイルタンク１１に戻すようにしてもよい。

リリーフ弁３０の接続位置よりもコントロールバルブ４２側に位置する第２のオイル流通路１８ｂには、コントロールバルブ４２側から第２のオイルポンプ２６側へのオイルの流通を防ぐための逆止弁３８が設けられている。したがって、第２のオイルポンプ２６の吐出側の圧力が、逆止弁３８よりも下流側のコントロールバルブ４２側の圧力と逆止弁３８のバネの付勢力との総和を上回らない限り、第２のオイル流通路１８ａ，１８ｂを介して、コントロールバルブ４２にオイルは供給されない。

また、第２のオイルポンプ２６とリリーフ弁３０との間に位置する第２のオイル流通路１８ｂには、エア排出装置５０が接続されている。エア排出装置５０は、第２のオイルポンプ２６の駆動時において、オイルに混入しているエアを速やかに排出するために設けられている。

２．エア排出装置
図２は、本実施形態にかかるエア排出装置５０の断面図を示している。
エア排出装置５０は、弁体摺動孔５１ａを有するハウジング５１を備えている。弁体摺動孔５１ａは、ハウジング５１の両端側に開口し、軸方向の位置によって直径が異なる段付きの軸方向孔として形成されている。大径に形成された弁体摺動孔５１ａの一方側（図２の右側）の端部にはプラグ８２が装着され、液密にシールされている。

弁体摺動孔５１ａには弁体７０が軸方向移動可能に保持されている。弁体７０は、軸方向に連続する大径部７０ａと小径部７０ｂとからなり、軸方向の一方側（図２の右側）に小径部７０ｂが、軸方向の他方側（図２の左側）に大径部７０ａが配置されている。大径部７０ａにはオイル通路７２が形成されている。オイル通路７２は、軸方向に延在する軸方向オイル通過孔７４と、当該軸方向オイル通過孔７４と弁体７０の外周部とを連通する径方向オイル通過孔７６とからなる。

弁体摺動孔５１ａ内には、弁体７０を軸方向の他方側（図２の左側）に付勢する付勢部としてのコイルばね８０が備えられている。コイルばね８０は、両端を、プラグ８２及び弁体７０の段部によって支持され、弁体７０を軸方向の他方側（図２の左側）に付勢している。付勢される弁体７０は、弁体７０に対してコイルばね８０の付勢力のみが負荷されている状態では、弁体摺動孔５１ａの内周面に設けられた弁体係止部５４に係止され、最大移動範囲が既定されている。すなわち、弁体７０に対してコイルばね８０の付勢力のみが負荷されている状態では、図２に示す位置に弁体７０が保持される。

本明細書においては、弁体７０が弁体係止部５４に係止される位置を「初期位置」と定義し、コイルばね８０が圧縮され、弁体７０がプラグ８２に当接している位置を「終端位置」と定義し、その間の位置を「中間位置」と定義している。

ハウジング５１は、弁体摺動孔５１ａに連通するオイル通過孔６２を有する。オイル通過孔６２は、ドレン等のオイル流通路外部４６に通じている。オイル通過孔６２の、弁体摺動孔５１ａ側の開口部６３には絞り部６６が形成されている。弁体摺動孔５１ａに臨む絞り部６６は、弁体７０が初期位置及び終端位置に位置する状態では、弁体７０の径方向オイル通過孔７６とは対向しない。一方、弁体７０が中間位置に位置する状態で、絞り部６６は、弁体７０の径方向オイル通過孔７６に対向可能となっている。

本実施形態のエア排出装置５０では、オイル通過孔６２における、弁体摺動孔５１ａに臨む開口部６３に絞り部６６を設けているために、弁体摺動孔５１ａに臨む開口部６３が比較的小径となる。したがって、弁体７０のオイル通路７２とハウジング５１のオイル通過孔６２との連通及び遮断が切り換えられる弁体７０の移動量を小さくすることができる。その結果、エア排出装置５０をより小型に設計することができる。

また、オイル通過孔６２は、弁体摺動孔５１ａと弁体７０とプラグ８２とによって規定されたばね室５２に対して、連通孔８６を介して連通している。したがって、弁体７０がプラグ８２側に移動する際に、ばね室５２内にオイルが滞留している場合であっても、当該オイルが速やかにオイル通過孔６２側に導出される。そのため、弁体７０の移動を阻害することがない。

このように構成された本実施形態にかかるエア排出装置５０は、弁体摺動孔５１ａの両端部のうちの、プラグ８２が装着された端部とは反対側の端部５８において、油圧回路１０の第２のオイル流通路１８ｂに接続される。したがって、弁体摺動孔５１ａには第２のオイル流通路１８ｂの吐出側の圧力が供給され、当該圧力が弁体７０に作用する。供給される圧力は、弁体７０に作用するコイルばね８０の付勢方向とは反対方向に弁体７０を押す力となる。したがって、弁体７０は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力と、コイルばね８０の付勢力とがバランスする位置に位置することとなる。

すなわち、弁体７０の位置は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力と付勢部としてのコイルばね８０とのバランスによって決定される。かかる弁体７０の位置により、第２のオイル流通路１８ｂとオイル流通路外部４６との連通又は遮断が切り換えられる。

例えば、第２のオイルポンプ２６が停止している状態においては、弁体７０を押圧する第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力は小さい。そのため、図３（ａ）に示すように、弁体７０は初期位置に位置する。このとき、弁体７０のオイル通路７２とハウジング５１のオイル通過孔６２とは遮断された状態となっている。したがって、アイドルストップ制御によらずにエンジンＥが停止している状態、すなわち、第２のオイルポンプ２６が停止している状態において、エア排出装置５０を介したオイルの漏れが生じにくくなっている。

また、第２のオイルポンプ２６の駆動が開始され、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力が上昇し始めると、コイルばね８０の付勢力に抗して弁体７０が移動し始める。このとき、第２のオイル流通路１８ｂ内にエアが混入していると、エアの収縮によって圧力が上昇しづらいため、図３（ｂ）に示すように、弁体７０は中間位置に位置する。このとき、弁体７０のオイル通路７２とハウジング５１のオイル通過孔６２とは連通状態となっている。したがって、エア、あるいは、エアが混入したオイルは、第２のオイル流通路１８ｂからオイル流通路外部４６へと排出される。

さらに、第２のオイル流通路１８ｂ内のエアが排出されて、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力がさらに上昇すると、図３（ｃ）に示すように、弁体７０は終端位置まで移動する。本実施形態のエア排出装置５０では、ハウジング５１のオイル通過孔６２に絞り部６６が設けられている。この絞り部６６は、エアを容易に通過させる一方、オイルが通過する際には抵抗を与える機能を有し、エアの排出後において、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力を上昇しやすくしている。したがって、エアが抜けた後は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力が保持されやすくなっており、弁体７０は上昇した圧力を受けて速やかに移動する。

このとき、弁体７０のオイル通路７２とハウジング５１のオイル通過孔６２とは再び遮断された状態となる。したがって、以降の第２のオイルポンプ２６が駆動されている間は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力を保持することが可能となる。本実施形態においては、アイドルストップ制御によってエンジンＥが停止している間、第２のオイルポンプ２６を駆動して、速やかにコントロールバルブ４２に圧力を供給することができる。また、第２のオイル流通路１８ｂ内に混入していたエアがオイル流通路外部４６に排出されるため、逆止弁３８が開弁するまでの間、リリーフ弁３０及びリターン通路３４を介してオイルが循環するとしても、第２のオイルポンプ２６から発生する異音を低減することができる。

以上説明したように本実施形態によれば、エア排出装置５０が、弁体摺動孔５１ａ内に軸方向移動可能に保持され、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力により軸方向の一方側に押圧される弁体７０と、弁体７０を軸方向の他方側に付勢するコイルばね８０とを備えて構成される。かかる弁体７０は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力に応じて、初期位置から、中間位置、終端位置へと移動させられる。

第２のオイルポンプ２６の停止時においては、コイルばね８０の付勢力が第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力を勝り、弁体７０は初期位置に位置する。このとき、第２のオイル流通路１８ｂとオイル流通路外部４６とが遮断状態となる。したがって、オイルの漏れを低減することができる。

一方、第２のオイルポンプ２６の駆動時に、第２のオイル流通路１８ｂ内にエアが混入しており、圧力が上昇しづらい間は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力とコイルばね８０の付勢力とがつり合う中間位置に弁体７０が位置する。このとき、第２のオイル流通路１８ｂとオイル流通路外部４６とが連通状態となる。したがって、エア、あるいは、エアを含むオイルをオイル流通路外部４６に排出することができる。

さらに、第２のオイルポンプ２６の駆動後、第２のオイル流通路１８ｂ内からエアが抜き出され、圧力が上昇した後は、第２のオイル流通路１８ｂ内の圧力がコイルばね８０の付勢力に勝り、弁体７０が終端位置に位置する。このとき、第２のオイル流通路１８ｂとオイル流通路外部４６とが再び遮断状態となる。したがって、圧力を保持することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、オイル通過孔６２における、弁体摺動孔５１ａに臨む開口部６３に絞り部６６が設けられているが、絞り部６６は第２のオイル流通路１８ｂとオイル流通路外部４６との間に形成される通路の一部であれば、いずれの位置に設けられてもよい。例えば、図４（ａ）に示すように、弁体７０の軸方向オイル通過孔７４に絞り部６６を設けてもよく、図４（ｂ）に示すように、弁体７０の径方向オイル通過孔７６の直径を小さくするなどして絞り部６６を設けてもよい。さらには、図４（ｃ）に示すように、ハウジング５１のオイル通過孔６２の途中に絞り部６６を設けてもよい。

また、上記実施形態では、軸方向オイル通過孔７４及び周方向オイル通過孔７６からなるオイル通路７２を有する弁体７０が用いられているが、図５に示すように、軸方向オイル通過溝１７４及び周方向オイル通過溝１７６からなるオイル通路１７２を有する弁体１７０であっても、上記実施形態と同様の効果を奏するエア排出装置を得ることができる。

また、上記実施形態では、弁体７０を付勢する付勢部としてコイルばね８０を備えているが、かかる付勢部に限定されるものではなく、板バネや弾性ゴム等の種々の付勢部を採用することができる。

また、上記実施形態では、比較的容量が小さい第２のオイルポンプ２６の吐出側にエア排出装置５０を接続しているが、比較的容量が大きいオイルポンプの吐出側にエア排出装置を接続するようにしてもよい。いずれにしても、本実施形態のエア排出装置５０が接続されていれば、オイル流通路内に混入したエアが速やかに排出され、圧力を速やかに上昇させることができる。ただし、オイルポンプの容量が大きい場合には、昇圧能力が高く、エアを十分に圧縮して速やかにオイルを圧送することができる。したがって、比較的容量が小さいオイルポンプの吐出側のオイル流通路に本実施形態のエア排出装置を接続すれば、エア排出装置による効果をより得やすいといえる。

また、上記実施形態では、油圧回路として、自動変速機のクラッチ操作を行うための油圧回路にエア排出装置を適用した例を示したが、油圧回路はかかる油圧回路に限定されるものではなく、オイルポンプを備えた種々の油圧回路であってもよい。

１０ 油圧回路
１１ オイルタンク
１４ 第１のオイル流通路
１８ａ，１８ｂ 第２のオイル流通路
２２ 第１のオイルポンプ
２６ 第２のオイルポンプ
５０ エア排出装置
５１ ハウジング
５１ａ 弁体摺動孔
６２ オイル通過孔
６６ 絞り部
７０，１７０ 弁体
７２，１７２ オイル通路
７４，１７４ 軸方向オイル通過孔
７６，１７６ 径方向オイル通過孔
８０ コイルばね

Claims (5)

1. オイル流通路に設けられ、前記オイル流通路内に混入したエアをオイル流通路外部に排出するためのエア排出装置であって、
   弁体摺動孔内に軸方向移動可能に保持され、前記オイル流通路内の圧力により前記軸方向の一方側に押圧される弁体と、
   前記弁体を前記軸方向の他方側に付勢する付勢部と、を備え、
   前記弁体摺動孔を有するハウジングは、さらに前記弁体摺動孔に連通するオイル通過孔を有し、前記オイル通過孔の前記弁体摺動孔側の開口部に絞り部が配置され、
   前記弁体はオイル通路を有し、前記オイル通路は前記弁体の位置に応じて前記オイル通過孔に連通可能であり、
   前記弁体が前記オイル流通路内の圧力に応じて前記弁体摺動孔を移動して前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とを連通又は遮断することを特徴とするエア排出装置。
2. 前記オイル流通路に設けられたオイルポンプの停止状態で、前記付勢部によって前記弁体が初期位置に保持され、前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とが遮断状態となることを特徴とする請求項１に記載のエア排出装置。
3. 前記オイル流通路内の圧力の上昇に伴って前記弁体が前記一方側に移動するにしたがい、前記オイル流通路と前記オイル流通路外部とが、遮断状態、連通状態、遮断状態、と順次切り換わることを特徴とする請求項１又は２に記載のエア排出装置。
4. 前記弁体のオイル通路は、前記弁体に形成された孔又は前記弁体の外周面に形成された溝であることを特徴とする請求項１に記載のエア排出装置。
5. 前記オイルポンプが電動ポンプであることを特徴とする請求項２に記載のエア排出装置。

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