JP2005054941A

JP2005054941A - 冷却油回路

Info

Publication number: JP2005054941A
Application number: JP2003288161A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Nakamura; 宏明中村
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】冷却油ポンプの低駆動時にも十分な冷却油量の供給を行うことができ且つ冷却油ポンプの高駆動時には圧損による油圧上昇を抑制することができる冷却油回路を提供することを課題とする。
【解決手段】冷却油回路１は、冷却油を通過させる冷却路と冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する湿式多板ブレーキ装置９と、湿式多板ブレーキ装置に冷却油を圧送する冷却用ポンプ３と、ポンプ及びブレーキ装置を連通する供給経路１１と、供給経路に設けられシール手段に作用する油圧が所定値以下になるようにブレーキ装置に供給する冷却油を制限する分流弁５とを備える。また、かかる分流弁に代えて、ブレーキ装置に供給する冷却油を制限する絞り手段３２７と、絞り手段の上流部に配置されたリリーフ弁３０７とを用いることもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷却のための油を循環させる冷却油回路に関するものである。

従来より、冷却のための油を循環させる冷却油回路が存在しており、その一例として産業車両や自動車など車両の湿式ブレーキ装置に対して冷却油回路を設け、制動時に生じる摩擦熱を冷却する技術がある（例えば、特許文献１参照）。かかる冷却油回路においては、エンジンと直結されて駆動される冷却油ポンプが設けられ、このポンプによって圧送される冷却油をブレーキ装置内の高温部に供給し熱交換させた後、オイルパンに回収する。また、ブレーキ装置内における冷却油が通る冷却路には、冷却油漏れを防止するオイルシール等が配置されている。

特開２００１−１９３７７４号公報

一般に、冷却油に負荷される圧力は、オイルシールやフェイスシール等のシールの寿命に大きな影響を与えるので、冷却油に負荷される圧力は小さい方がシールの寿命にとっては望ましい。一方、冷却効率は、冷却油の流量が多い方が優れている。しかしながら、流量を多くすれば圧損により油圧が高くなり、前述のようにシールの寿命低下や油漏れが生じ易くなる。また、エンジン直結の冷却油ポンプを使用しているため、エンジンの回転数によって冷却油の流量が変化するため発生する最高油圧（最高流量）をエンジンの最高回転数に合せて設計すると、エンジンがアイドリング状態のときに十分な冷却油流量が得られない問題が生じる。また、冷却油ポンプの駆動をエンジン直結形式から変更しようとした場合には多大なコストが必要となる問題が生じる。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、冷却油ポンプの低駆動時にも十分な冷却油量の供給を行うことができ且つ冷却油ポンプの高駆動時には圧損による油圧上昇を抑制することができる冷却油回路を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の冷却油回路は、冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する分流弁とを備えたことを特徴とする。

さらに、同目的を達成するための本発明の別の冷却油回路は、冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する絞り手段と、前記供給経路における前記絞り手段の上流部に配置されたリリーフ弁とを備えたことを特徴とする。

好適には、前記被冷却部のハウジングには冷却油をオイルタンクやオイルパンなどのオイル貯留手段に回収するための回収経路が接続されている。さらに、前記被冷却部はブレーキ装置であってもよい。また、前記シール手段には０．５ＭＰａ以下の油圧が作用するようにしてもよい。

本発明によれば、冷却油ポンプの低駆動時にも十分な冷却油量の供給を行うことができ、且つ、冷却油ポンプの高駆動時には圧損による油圧上昇を抑制することができる。

以下、本発明に係る冷却油回路を、フォークリフトの湿式多板ブレーキ装置に実施した場合の実施の形態として、添付図面に基づいて説明する。なお、図中、同一の符号は、同一又は対応の部分を示すものとする。

実施の形態１．
図１に示されるように、冷却油回路１は、主に、冷却用ポンプ３と、分流弁５と、リリーフ弁７と、被冷却部である一対の湿式多板ブレーキ装置９とを備えている。冷却用ポンプ３は、フォークリフトの図示しないエンジンに直結されており、かかるエンジンの駆動力が伝達されることによって動作する。すなわち、冷却用ポンプ３の吐出流量は、エンジンのアイドリング状態では低く高回転状態では高くなる。冷却用ポンプ３の出口と各湿式多板ブレーキ装置９の入口とは供給経路１１によって連通されている。

供給経路１１上における冷却用ポンプ３の下流には、分流弁５が配置されている。分流弁５は、周知のものでよく、主流入口５ａ及び主流出口５ｂを連通するオリフィスが形成された弁体を有し、主流圧力がある程度になると弁体が開いて、主流入口５ａから分流出口５ｃへの流路も確保されるようになっている。分流出口５ｃの下流には、排出経路１３が設けられており、その下流端にはオイル貯留手段であるオイルタンク１５が配置されている。なお、オイル貯留手段としては、タンク形式に限定されるものではなく、例えば、オイルパンなど他の貯留形式のものを用いることも可能である。

供給経路１１上における分流弁５の主流出口５ｂの下流には、フィルタ１７が配置されている。さらに、フィルタ１７の下流には、オイルクーラ１９が配置されている。供給経路１１は、オイルクーラ１９の下流において分岐点ａを起点に二つに分岐しており、それぞれに湿式多板ブレーキ装置９が設けられている。

供給経路１１上における分岐点ａとオイルクーラ１９との間の位置ｂには、リリーフ弁７が配置されている。リリーフ弁７は周知のものでよく、パイロット圧とばね弾性力との釣り合いによって、リリーフ圧未満では流路が遮断されリリーフ圧に達すると流路が開通される構造を有する。かかる構造の他にも、パイロット圧を用いずに、単純にリリーフ圧以上になると流路を遮断している弁体が開いてリリーフされる構造のものを用いてもよい。リリーフ弁７の出口には、リリーフ経路２１が接続されており、その下流端はオイルタンク１５に達している。

各湿式多板ブレーキ装置９は、周知の構成を備えており、多板を収容し冷却油を通過させる冷却路と、この冷却路の出口以外から冷却油が装置外に漏洩するのを防止するシール手段とを有する。各湿式多板ブレーキ装置９のハウジングには冷却路の出口において回収経路２３が接続されている。この回収経路２３の下流端はオイルタンク１５に達している。また、この他、オイルタンク１５には、一端が冷却用ポンプ３の吸入口に接続する吸入経路２５の他端がつながっている。

次に以上のような構成を有する冷却油回路の作用について説明する。まず、一般的には、図２のグラフに示すように、ブレーキ装置の最大冷却流量を、エンジン最高回転時であるポンプ回転数２５００ｒｐｍにおいて２０リットル／分と設定すると、図中符号Ｌで示されるように、エンジンアイドリング時であるポンプ回転数６００ｒｐｍにおいては冷却流量は４．８リットル／分となってしまい、ブレーキ装置を十分に冷却できなくなる。逆に、ブレーキ装置の最小冷却流量を、エンジンアイドリング時であるポンプ回転数６００ｒｐｍにおいて１２リットル／分と設定すると、図中符号Ｈで示されるように、エンジン最高回転時であるポンプ回転数２５００ｒｐｍにおいては冷却流量は５０リットル／分となってしまい、今度はブレーキ装置の内部圧力が高くなりすぎ、シール手段から冷却油が漏洩したり、シール手段の寿命が短くなったりする問題がある。

そこで、本実施の形態では次のようにして上記の問題を防止している。冷却用ポンプ３が駆動されると、冷却油は分流弁５、フィルタ１７及びオイルクーラ１９を経由しながら供給経路１１を通って各湿式多板ブレーキ装置９に供給される。このとき、冷却用ポンプ３の回転数が１０００ｒｐｍ以下の低駆動域の場合には、ポンプ流量が分流弁５の制御流量（本実施の形態では２０リットル／分）に満たないため、図２に実線で示されるように、ポンプ流量がそのままブレーキ装置の冷却流量となる。さらに、冷却用ポンプ３の回転数が１０００ｒｐｍを超える高駆動域では、ポンプ流量が分流弁５の制御流量を超えるため、分流弁５の主流出口５ｂからは制御流量の冷却油が流出し、分流弁５の分流出口５ｃからはポンプ流量から制御流量を差し引いた残りの冷却油が排出経路１３内に流出する。すなわち、冷却用ポンプ３の高駆動域では、ポンプ回転数が上昇してもブレーキ装置に供給される冷却流量は分流弁５の制御流量へと一定に保たれる。このように本実施の形態では、冷却用ポンプ３の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ３の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ多量の冷却油が圧送されすぎ冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。

また、本実施の形態では、ブレーキ装置のシール手段に作用する圧力を０．２ＭＰａに制限することで冷却油の漏洩やシール手段の短命化を防止している。ここで例えばリリーフ弁によりその下流の油圧を０．２ＭＰａに制限しようとした場合、一般的なリリーフ弁は制限油圧が０．５ＭＰａ以下で弁開閉動作が安定しないため困難である。しかしながら、本実施の形態では、分流弁５により冷却油の流量制限を行っているため、シール手段に作用する圧力を０．２ＭＰａに制限する態様であっても安定的に流量制限のための弁開閉動作を確保することが可能となっている。

また、一般的に分流弁は、その構造上、温度に起因した冷却油の粘性変化により制御流量が安定しない場合もある。しかしながら、本実施の形態では、分流弁５に加えてその下流にリリーフ弁７をも配置しているため、万が一、分流弁５がその下流に制御流量を超えた流量の冷却油を流した場合にもリリーフ弁７が作動して湿式多板ブレーキ装置９内のシール手段に作用する圧力を軽減することが可能となっている。

実施の形態２．
図３に、実施の形態２に係る冷却油回路２０１の概要を示す。なお、冷却油回路２０１は以下に説明する部分を除いては実施の形態１に係る冷却油回路１と同一の構造を有するものとする。分流弁５の下流には、分岐点ｃが設けられており、その一方にはフィルタ１７が配置され、他方にはリリーフ弁２０７が配置されている。リリーフ弁２０７の出口には、リリーフ経路２２１が接続されており、その下流端はオイルタンク１５に達している。このような冷却油回路２０１においても、冷却用ポンプ３の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ３の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ多量の冷却油が圧送され冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。

実施の形態３．
図４に、実施の形態３に係る冷却油回路３０１の概要を示す。冷却油回路３０１は以下に説明する部分を除いては実施の形態１に係る冷却油回路１と同一の構造を有するものとする。冷却用ポンプ３の下流には、分岐点ｄが設けられており、その一方には絞り手段３２７が配置され、他方にはリリーフ弁３０７が配置されている。絞り手段３２７は、絞り入口３２７ａから絞り出口３２７ｂへと一定の制御流量（本実施の形態でも２０リットル／分）だけ流通させることができるようになっている。リリーフ弁３０７の出口には、リリーフ経路３２１が接続されており、その下流端はオイルタンク１５に達している。このような構成の冷却油回路３０１において、冷却用ポンプ３の回転数が１０００ｒｐｍ以下の低駆動域の場合には、ポンプ流量が絞り手段３２７の制御流量に満たないため、ポンプ流量がそのままブレーキ装置の冷却流量となる。一方、冷却用ポンプ３の回転数が１０００ｒｐｍを超える高駆動域では、ポンプ流量が絞り手段３２７の制御流量を超えるため、絞り手段３２７の絞り出口３２７ｂからは制御流量の冷却油が流出し、ポンプ流量から制御流量を差し引いた残りの冷却油すなわち、絞り手段３２７を流通しきれない残りの冷却油は、分岐点ｄからリリーフ弁３０７に達しリリーフ経路３２１を通ってオイルタンク１５に流される。このため、冷却用ポンプ３の高駆動域では、ポンプ回転数が上昇してもブレーキ装置に供給される冷却流量は絞り手段３２７の制御流量へと一定に保たれる。このように本実施の形態も、冷却用ポンプ３の低駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ十分な冷却油量を提供するように設定することができ、冷却用ポンプ３の高駆動時には湿式多板ブレーキ装置９へ多量の冷却油が圧送され冷却油が漏洩したりシール手段の寿命が短くなったりすることを回避することができる。

なお、以上に説明してきた本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な改変を施すことができる。供給経路１１上に配置されていたフィルタ１７やオイルクーラ１９の位置はそれに限定されるものではなく、従って例えば図１にそれぞれ符号４１７，４１９に示すような位置に配置することも可能である。また、図１や図３にはそれぞれリリーフ弁７，２０７が設けられているが、これらリリーフ弁は必須のものではなく、冷却油の温度条件に対してもより正確な流量制御が行える分流弁を用いることができれば、リリーフ弁を省略することも可能である。さらに、上記実施の形態では、フォークリフトの湿式多板ブレーキ装置を被冷却部とする冷却油回路としての例示を行っているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、被冷却部が当初から冷却油の漏洩に備えて被冷却部の下方に滴下する油を受けるオイルタンクを備えたものを対象とするものではなく、被冷却部のハウジングから冷却油を導入し内部の冷却路を循環させてシール手段により漏洩を防止しながら所定の回収経路により冷却油を回収する構成に対して実施するものである。よって、そのような構成を備えるものであるならば、湿式多板ブレーキ装置以外に実施することもでき、例えばトランスミッションに具備されたトランスファーを被冷却部として実施することもできる。

本発明の実施の形態１に係る冷却油回路の構成を示す図である。本発明の冷却油回路に関する冷却流量とポンプ回転数との関係を示すグラフである。本発明の実施の形態２に係る冷却油回路の構成を示す図である。本発明の実施の形態３に係る冷却油回路の構成を示す図である。

符号の説明

１，２０１，３０１冷却油回路
３冷却用ポンプ
５分流弁
９湿式多板ブレーキ装置（被冷却部）
１１供給経路
１５オイルタンク
２３回収経路
３０７リリーフ弁
３２７絞り手段

Claims

冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、
内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、
前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、
前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する分流弁と
を備えたことを特徴とする冷却油回路。
冷却油を通過させる冷却路と該冷却路からの冷却油の漏洩を防止するシール手段とを有する被冷却部と、
内燃機関により駆動され前記被冷却部に冷却油を圧送するポンプと、
前記ポンプ及び前記被冷却部を連通する供給経路と、
前記供給経路に設けられ前記シール手段に作用する油圧が所定値以下になるように前記被冷却部に供給する冷却油を制限する絞り手段と、
前記供給経路における前記絞り手段の上流部に配置されたリリーフ弁と
を備えたことを特徴とする冷却油回路。
前記被冷却部のハウジングには冷却油をオイル貯留手段に回収するための回収経路が接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却油回路。
前記被冷却部はブレーキ装置であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の冷却油回路。
前記シール手段には０．５ＭＰａ以下の油圧が作用することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の冷却油回路。