JP6099199B2 - 変速機の油温調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、変速機のオイルを冷却媒体との間で熱交換して冷却するオイルクーラと、前記オイルを加熱媒体との間で熱交換して加熱するオイルウオーマと、前記変速機を出たオイルを前記オイルクーラに供給する第１油路と、前記オイルクーラを出たオイルを前記オイルウオーマに供給する第２油路と、前記オイルウオーマを出たオイルを前記変速機に供給する第３油路と、前記第１油路のオイルを前記第２油路に供給するバイパス油路と、前記バイパス油路を開閉する流路切換弁とを備える変速機の油温調整装置に関する。

変速機から出て変速機に戻る油路にオイルを加熱するオイルウオーマと、オイルを冷却するオイルクーラとを配置し、オイルクーラをバイパスするバイパス油路にサーモスタットを用いた流路切換弁を配置し、オイル温度が所定値以上のときは流路切換弁が閉弁することで、変速機から出たオイルがオイルウオーマおよびオイルクーラを通過して変速機に戻り、オイル温度が所定値未満のときは流路切換弁が開弁することで、変速機から出たオイルがオイルクーラを通過せずにオイルウオーマだけを通過して変速機に戻るものが、下記特許文献１により公知である。

特許第３７４２７２３号公報

ところで、上記従来の流路切換弁は、サーモスタットを用いているために部品点数が増加してしまい、その分だけ流路切換弁のコストが増加したり流路切換弁が大型化してレイアウトの自由度が低下したりする問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、サーモスタットを必要としない変速機の油温調整装置の流路切換弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、変速機のオイルを冷却媒体との間で熱交換して冷却するオイルクーラと、前記オイルを加熱媒体との間で熱交換して加熱するオイルウオーマと、前記変速機を出たオイルを前記オイルクーラに供給する第１油路と、前記オイルクーラを出たオイルを前記オイルウオーマに供給する第２油路と、前記オイルウオーマを出たオイルを前記変速機に供給する第３油路と、前記第１油路のオイルを前記第２油路に供給するバイパス油路と、前記バイパス油路を開閉する流路切換弁とを備える変速機の油温調整装置であって、前記流路切換弁は、弁孔に摺動自在に嵌合する弁体と、前記弁体を閉弁方向に付勢する弾発手段と、前記弁体に形成されて前記第１油路のオイルの油圧が作用する受圧部とを備え、前記受圧部に作用する油圧で前記弾発手段の弾発力に抗して前記弁体を開弁方向に移動させることを特徴とする変速機の油温調整装置が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記変速機のケーシングに設けたバルブブロックに、前記第１油路および前記第２油路を平行に形成するとともに、前記弁孔を構成する前記バイパス油路を前記第１油路および前記第２油路に交差するように形成し、前記弁体の中間部に設けられて前記弁孔に摺動自在に嵌合する前記受圧部は前記第２油路内に突出可能であり、前記弁体の一端部に設けられた第１支持部は、前記弁孔の一端部を延長した第１支持孔に嵌合して前記弾発手段により付勢され、前記弁体の他端部に設けられた第２支持部は、前記弁孔の他端部を延長した第２支持孔に嵌合し、前記第２支持部は前記第２支持孔との間に間隙を有することを特徴とする変速機の油温調整装置が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記バルブブロックに前記オイルウオーマを重ね合わせて固定し、前記バルブブロックに前記オイルウオーマに連通する前記第２油路および前記第３油路を形成したことを特徴とする変速機の油温調整装置が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜請求項３の何れか１項の構成に加えて、前記第１油路のオイルの温度が所定値未満のときに前記弁体が前記バイパス油路を開放し、前記第１油路のオイルの温度が所定値以上のときに前記弁体が前記バイパス油路を閉塞するように前記弾発手段の弾発力を設定したことを特徴とする変速機の油温調整装置が提案される。

請求項１の構成によれば、変速機のオイルを冷却媒体との間で熱交換して冷却するオイルクーラと、オイルを加熱媒体との間で熱交換して加熱するオイルウオーマと、変速機を出たオイルをオイルクーラに供給する第１油路と、オイルクーラを出たオイルをオイルウオーマに供給する第２油路と、オイルウオーマを出たオイルを変速機に供給する第３油路と、第１油路のオイルを第２油路に供給するバイパス油路と、バイパス油路を開閉する流路切換弁とを備えるので、オイルの温度が高いときには、変速機から出たオイルを第１油路→オイルクーラ→第２油路→オイルウオーマ→第３油路→変速機の経路で循環させ、その経路でオイルクーラにより冷却することができる。一方、オイルの温度が低いときには、変速機から出たオイルを第１油路→流路切換弁により開放されたバイパス油路→第２油路→オイルウオーマ→第３油路→変速機の経路で循環させ、その経路でオイルクーラを迂回させつつオイルウオーマにより加熱することができる。

流路切換弁は、弁孔に摺動自在に嵌合する弁体と、弁体を閉弁方向に付勢する弾発手段と、弁体に形成されて第１油路のオイルの油圧が作用する受圧部とを備えるので、第１油路のオイルの温度が低くて粘性が高いときに、オイルクーラにおける圧損の増加により高まった圧力を弁体の受圧部に作用させることで、弾発手段の弾発力に抗して弁体を開弁方向に移動させ、バイパス油路を開放することができる。このように、サーモスタットを必要とせずに流路切換弁を作動させることができるので、流路切換弁の部品点数を減らしてコストを削減することができるだけでなく、流路切換弁を小型化してレイアウトの自由度を高めることができる。

また請求項２の構成によれば、変速機のケーシングに設けたバルブブロックに、第１油路および第２油路を平行に形成するとともに、弁孔を構成するバイパス油路を第１油路および第２油路に交差するように形成したので、バイパス油路の長さを最小限に抑え、かつバイパス油路をそのまま弁孔として利用することで、流路切換弁を小型化することができる。また弁体の中間部に設けられて弁孔に摺動自在に嵌合する受圧部は第２油路内に突出可能であるため、弁体の摺動によりバイパス油路を開放・閉塞して流路切換弁を開閉することができる。しかも弁体の一端部に設けられた第１支持部は、弁孔の一端部を延長した第１支持孔に嵌合して弾発手段により付勢され、弁体の他端部に設けられた第２支持部は、弁孔の他端部を延長した第２支持孔に嵌合するので、弁体を安定した姿勢で支持してスムーズな摺動を可能にするとともに、第２支持部は第２支持孔との間に間隙を有するので、第２支持孔にオイルが閉じ込められるのを防止して弁体の一層スムーズな摺動を可能にすることができる。

また請求項３の構成によれば、バルブブロックにオイルウオーマを重ね合わせて固定し、バルブブロックにオイルウオーマに連通する第２油路および第３油路を形成したので、流路切換弁およびオイルウオーマを一体に構成して小型化を図るとともに、第２油路および第３油路を特別の配管を必要とせずにバルブブロックの孔で構成することができる。

また請求項４の構成によれば、第１油路のオイルの温度が所定値未満のときに弁体がバイパス油路を開放し、第１油路のオイルの温度が所定値以上のときに弁体がバイパス油路を閉塞するように弾発手段の弾発力を設定したので、第２油路のオイルの温度に応じて流路切換弁を的確に開閉することができる。

変速機の油温調整装置の回路図。 油温調整装置の一部分解斜視図。 図２の３−３線断面図。 流路切換弁の弁体の斜視図。 オイルの温度と粘度（圧損）との関係を示すグラフ。

以下、図１〜図５に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１に示すように、自動車の変速機１１のオイルの温度を調整する油温調整装置は、オイルクーラ１２およびオイルウオーマ１３を備える。変速機１１のオイル溜め１４のオイルを汲み上げるオイルポンプ１５とオイルクーラ１２とは第１油路Ｐ１で接続され、オイルクーラ１２とオイルウオーマ１３とは第２油路Ｐ２で接続され、オイルウオーマ１３と変速機１１のオイル溜め１４とは第３油路Ｐ３で接続される。

変速機１１に接続される内燃機関１６はウオータジャケット１７の冷却水を汲み上げるウオータポンプ１８を備えており、ウオータポンプ１８およびラジエータ１９が第１冷却水路Ｑ１で接続され、ラジエータ１９およびウオータジャケット１７が第２冷却水路Ｑ２で接続される。内燃機関１６のウオータジャケット１７を出た高温の冷却水は、第１冷却水路Ｑ１に介装したオイルウオーマ１３を通過してオイルと熱交換し、低温のオイルを加熱する。また内燃機関１６のラジエータ１９を出た低温の冷却水は、第２冷却水路Ｑ２に介装したオイルクーラ１２を通過してオイルと熱交換し、高温のオイルを冷却した後に内燃機関１６のウオータジャケット１７に還流する。

第１油路Ｐ１の中間部と第２油路Ｐ２の中間部とがバイパス油路Ｐ４で接続されており、バイパス油路Ｐ４に流路切換弁２０が介装される。変速機１１の暖機が未完了でオイルの温度が所定値未満の状態では流路切換弁２０が開弁し、変速機１１のオイルはオイルポンプ１５→第１油路Ｐ１→バイパス油路Ｐ４→第２油路Ｐ２→オイルウオーマ１３→第３油路Ｐ３→変速機１１の経路で循環し、第１油路Ｐ１のオイルの一部がオイルクーラ１２を迂回して第２油路Ｐ２にバイパスすることで、オイルウオーマ１３によるオイルの加熱を促進することができる。そして変速機１１の暖機が完了してオイルの温度が所定値以上の状態では流路切換弁２０が閉弁し、変速機１１のオイルはオイルポンプ１５→第１油路Ｐ１→オイルクーラ１２→第２油路Ｐ２→オイルウオーマ１３→第３油路Ｐ３→変速機１１の経路で循環し、オイルクーラ１２でオイルを冷却することができる。

図２および図３に示すように、変速機１１のケーシング２１にバルブブロック２２およびオイルウオーマ１３が重ね合わされて３本のボルト２３…で共締めされる。バルブブロック２２の内部には第１油路Ｐ１の一部および第２油路Ｐ２の一部が相互に平行に形成されており、これら第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２に交差するようにバイパス油路Ｐ４が形成される。バイパス油路Ｐ４は流路切換弁２０の弁孔を構成するもので、その内部に弁体２４が摺動自在に配置される。

バルブブロック２２の第１油路Ｐ１の一端は継ぎ手２５と、配管よりなる第１油路Ｐ１の他の部分とを介してオイルクーラ１２に接続され、他端はケーシング２１の内部に形成した第１油路Ｐ１の他の部分を介してオイルポンプ１５に接続される。またバルブブロック２２の第２油路Ｐ２の一端は継ぎ手２６と、配管よりなる第２油路Ｐ２の他の部分とを介してオイルクーラ１２に接続され、他端はバルブブロック２２に形成した油孔２２ａを介してオイルウオーマ１３の内部に連通する。そしてオイルウオーマ１３の内部は、バルブブロック２２を厚さ方向に貫通する油孔２２ｂおよびケーシング２１の内部に形成した第３油路Ｐ３の他の部分を介してオイル溜め１４に接続される。

オイルウオーマ１３は、継ぎ手１３ａを介して第１冷却水路Ｑ１に接続され、継ぎ手１３ｂを介して第２冷却水路Ｑ２に接続される。

図３および図４に示すように、弁体２４は中央に大径の受圧部２４ａを備えており、受圧部２４ａの左側には第１小径部２４ｂを挟んで大径の第１支持部２４ｃが形成されるとともに、受圧部２４ａの右側には第２小径部２４ｄを挟んで大径の第２支持部２４ｅが形成される。バルブブロック２２のバイパス油路Ｐ４の左端側には第２油路Ｐ２を越えて延びる第１支持孔２２ｃが形成されており、第１支持孔２２ｃに弁体２４の第１支持部２４ｃが摺動自在に嵌合する。第１支持部２４ｃと第１支持孔２２ｃの左端を閉塞するプラグ２７との間に、弁体２４を右向きに付勢するコイルスプリングよりなる弾発手段２８が配置される。バルブブロック２２のバイパス油路Ｐ４の右端側には第１油路Ｐ１を越えて延びる第２支持孔２２ｄが形成されており、第２支持孔２２ｄに弁体２４の第２支持部２４ｅが摺動自在に嵌合する。第２支持部２４ｅの外周には、第２支持孔２２ｄの内周との間に間隙を形成するための切欠き２４ｆ…が形成される。

弁体２４が弾発手段２８の弾発力で右動した状態で、弁体２４の受圧部２４ａはバルブブロック２２の弁孔（バイパス油路Ｐ４）に摺動自在に嵌合しており（図３（Ａ）参照）、この受圧部２４ａで第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２の連通が遮断される。また弁体２４が弾発手段２８の弾発力に抗して左動した状態で、弁体２４の受圧部２４ａはバイパス油路Ｐ４を出て第２油路Ｐ２の内部に突出し（図３（Ｂ）参照）、第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２がバイパス油路Ｐ４を介して連通する。

次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。

変速機１１の暖機が完了してオイルの温度が所定値以上の場合には、図５に示すようにオイルの粘度が低くなるため、オイルクーラ１２における圧損が小さくなる。オイルクーラ１２の上流側の第１油路Ｐ１の油圧は、オイルクーラ１２の下流側の第２油路Ｐ２の油圧よりもオイルクーラ１２の圧損分だけ高くなるが、オイルの粘度が低いときには第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２の差圧が小さくなるため、弁体２４を右向きに付勢する弾発手段２８の弾発力が、受圧部２４ａに作用して弁体２４を左向きに付勢する第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２の差圧を上回って弁体２４が右動する（図３（Ａ）参照）。その結果、バイパス油路Ｐ４が弁体２４の受圧部２４ａにより閉塞され、オイルはバイパス油路Ｐ４を通過することなく全量がオイルクーラ１２を通過して冷却される。

一方、変速機１１の暖機が未完了でオイルの温度が所定値未満の場合には、図５に示すようにオイルの粘度が高くなるため、オイルクーラ１２における圧損が大きくなる。その結果、オイルクーラ１２の下流側の第２油路Ｐ２の油圧に対するオイルクーラ１２の上流側の第１油路Ｐ１の油圧の差圧が増加し、この差圧が弁体２４の受圧部２４ａを弾発手段２８の弾発力に抗して左側に付勢することで、弁体２４が作動して受圧部２４ａが第２油路Ｐ２内に突出する（図３（Ｂ）参照）。これにより、第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２がバイパス油路Ｐ４を介して連通し、第１油路Ｐ１のオイルの一部がバイパス油路Ｐ４を通過してオイルクーラ１２を通過しなくなることで、オイルウオーマ１３における低温のオイルの加熱が促進される。

このとき、第１油路Ｐ１のオイルの温度が所定値未満のときに弁体２４がバイパス油路Ｐ４を開放し、第１油路Ｐ１のオイルの温度が所定値以上のときに弁体２４がバイパス油路Ｐ４を閉塞するように弾発手段２８の弾発力を設定したので、第１油路Ｐ１のオイルの粘度に応じて流路切換弁２０を的確に開閉することができる。

以上のように、サーモスタットを必要とせずに流路切換弁２０を作動させることができるので、流路切換弁２０の部品点数を減らしてコストを削減することができるだけでなく、流路切換弁２０を小型化してレイアウトの自由度を高めることができる。

また変速機１１のケーシング２１に設けたバルブブロック２２に、第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２を平行に形成するとともに、弁孔を構成するバイパス油路Ｐ４を第１油路Ｐ１および第２油路Ｐ２に交差するように形成したので、バイパス油路Ｐ４の長さを最小限に抑え、かつバイパス油路Ｐ４をそのまま弁孔として利用することで、流路切換弁２０を小型化することができる。

また弁体２４の左端部に設けられた第１支持部２４ｃは、弁孔の左端部を延長した第１支持孔２２ｃに嵌合して弾発手段２８により付勢され、弁体２４の右端部に設けられた第２支持部２４ｅは、弁孔の右端部を延長した第２支持孔２２ｄに嵌合するので、弁体２４を安定した姿勢で支持してスムーズな摺動を可能にすることができる。しかも第２支持部２４ｅは第２支持孔２２ｄとの間に切欠き４ｆ…よりなる間隙を有するので、行き止まりに形成された第２支持孔２２ｄにオイルが閉じ込められるのを防止して弁体２４のスムーズな摺動を可能にすることができる。

またバルブブロック２２にオイルウオーマ１３を重ね合わせて固定し、バルブブロック２２にオイルウオーマ１３の内部に連通する第２油路Ｐ２および第３油路Ｐ３を形成したので、流路切換弁２０およびオイルウオーマ１３を一体に構成して小型化を図るとともに、第２油路Ｐ２および第３油路Ｐ３を特別の配管を必要とせずにバルブブロック２２の孔で構成することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、オイルクーラ１２は低温の冷却水との間で熱交換するものに限定されず、外気との間で熱交換するものであっても良い。

１１ 変速機
１２ オイルクーラ
１３ オイルウオーマ
２０ 流路切換弁
２１ ケーシング
２２ バルブブロック
２２ｃ 第１支持孔
２２ｄ 第２支持孔
２４ 弁体
２４ａ 受圧部
２４ｃ 第１支持部
２４ｅ 第２支持部
２８ 弾発手段
Ｐ１ 第１油路
Ｐ２ 第２油路
Ｐ３ 第３油路
Ｐ４ バイパス油路

Claims (4)

1. 変速機（１１）のオイルを冷却媒体との間で熱交換して冷却するオイルクーラ（１２）と、前記オイルを加熱媒体との間で熱交換して加熱するオイルウオーマ（１３）と、前記変速機（１１）を出たオイルを前記オイルクーラ（１２）に供給する第１油路（Ｐ１）と、前記オイルクーラ（１２）を出たオイルを前記オイルウオーマ（１３）に供給する第２油路（Ｐ２）と、前記オイルウオーマ（１３）を出たオイルを前記変速機（１１）に供給する第３油路（Ｐ３）と、前記第１油路（Ｐ１）のオイルを前記第２油路（Ｐ２）に供給するバイパス油路（Ｐ４）と、前記バイパス油路（Ｐ４）を開閉する流路切換弁（２０）とを備える変速機の油温調整装置であって、
   前記流路切換弁（２０）は、弁孔に摺動自在に嵌合する弁体（２４）と、前記弁体（２４）を閉弁方向に付勢する弾発手段（２８）と、前記弁体（２４）に形成されて前記第１油路（Ｐ１）のオイルの油圧が作用する受圧部（２４ａ）とを備え、前記受圧部（２４ａ）に作用する油圧で前記弾発手段（２８）の弾発力に抗して前記弁体（２４）を開弁方向に移動させることを特徴とする変速機の油温調整装置。
2. 前記変速機（１１）のケーシング（２１）に設けたバルブブロック（２２）に、前記第１油路（Ｐ１）および前記第２油路（Ｐ２）を平行に形成するとともに、前記弁孔を構成する前記バイパス油路（Ｐ４）を前記第１油路（Ｐ１）および前記第２油路（Ｐ２）に交差するように形成し、
   前記弁体（２４）の中間部に設けられて前記弁孔に摺動自在に嵌合する前記受圧部（２４ａ）は前記第２油路（Ｐ２）内に突出可能であり、前記弁体（２４）の一端部に設けられた第１支持部（２４ｃ）は、前記弁孔の一端部を延長した第１支持孔（２２ｃ）に嵌合して前記弾発手段（２８）により付勢され、前記弁体（２４）の他端部に設けられた第２支持部（２４ｅ）は、前記弁孔の他端部を延長した第２支持孔（２２ｄ）に嵌合し、前記第２支持部（２４ｅ）は前記第２支持孔（２２ｄ）との間に間隙を有することを特徴とする、請求項１に記載の変速機の油温調整装置。
3. 前記バルブブロック（２２）に前記オイルウオーマ（１３）を重ね合わせて固定し、前記バルブブロック（２２）に前記オイルウオーマ（１３）に連通する前記第２油路（Ｐ２）および前記第３油路（Ｐ３）を形成したことを特徴とする、請求項２に記載の変速機の油温調整装置。
4. 前記第１油路（Ｐ１）のオイルの温度が所定値未満のときに前記弁体（２４）が前記バイパス油路（Ｐ４）を開放し、前記第１油路（Ｐ１）のオイルの温度が所定値以上のときに前記弁体（２４）が前記バイパス油路（Ｐ４）を閉塞するように前記弾発手段（２８）の弾発力を設定したことを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の変速機の油温調整装置。
   
   
   
   

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