冷却装置
【課題】オイルポンプから吐出されたオイルを冷却液で冷却するにあたり、冷却液の温度が過剰に低下することを抑制できる冷却装置を提供する。
【解決手段】オイルが溜められる第１オイル貯溜部３と、第１オイル貯溜部３のオイルを吸入・吐出するオイルポンプ２と、オイルポンプ２から吐出されたオイルの熱を冷却液に伝達してオイルを冷却するオイルクーラ１９とを有する冷却装置において、オイルポンプ２の吐出オイルをオイルクーラに導く経路に、オイルポンプ２の吐出オイルが通る第１油路１２と、第１油路１２のオイルが噴射孔１５を通過して高圧で噴射される第２油路１６と、第２油路１６に接続され、かつ、第２油路１６との圧力差により第１オイル貯溜部３から第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路１３とを有するジェットポンプ１１が設けられている。
【解決手段】オイルが溜められる第１オイル貯溜部３と、第１オイル貯溜部３のオイルを吸入・吐出するオイルポンプ２と、オイルポンプ２から吐出されたオイルの熱を冷却液に伝達してオイルを冷却するオイルクーラ１９とを有する冷却装置において、オイルポンプ２の吐出オイルをオイルクーラに導く経路に、オイルポンプ２の吐出オイルが通る第１油路１２と、第１油路１２のオイルが噴射孔１５を通過して高圧で噴射される第２油路１６と、第２油路１６に接続され、かつ、第２油路１６との圧力差により第１オイル貯溜部３から第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路１３とを有するジェットポンプ１１が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルクーラにより冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプから吐出されたオイルをオイル必要部に供給した後、オイルクーラにより冷却してからタンクに戻す冷却装置が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、オイル冷却装置が自動車用空調装置に用いられている。この特許文献１に記載された自動車用空調装置は、走行用エンジンの動力により油圧ポンプが駆動されるように構成されている。また、油圧ポンプの吸い込み側油路はリザーバタンクに連通され、吐出側油路は流量制御弁を介して油圧モータの上流側に接続されている。この油圧モータは空調装置のファンを駆動するものであり、油圧モータの下流側油路はオイルクーラを通じてリザーバタンクに連通されている。特許文献１に記載された冷却装置においては、上記の油圧モータ、流量制御弁、オイルクーラ、リザーバタンク、油圧ポンプを結ぶ油路により、作動油が循環する油圧回路が構成されている。
【０００３】
そして、特許文献１に記載されたオイル冷却装置においては、走行用エンジンの動力で油圧ポンプが運転されると、リザーバタンクから油圧ポンプが吸い上げた作動油が、流量制御弁を介して油圧モータに送られ、油圧モータはファンを駆動する。この油圧モータを通過した作動油はオイルクーラにより冷却された後、リザーバタンクに戻される。さらに、特許文献１には、流量制御弁の開度を制御すると、油圧モータへ送られる作動油の量が制御されて油圧モータの回転数が変化するので、空調装置の空調性能を制御することができると記載されている。なお、オイルポンプから吐出されたオイルをオイル必要部に供給する油圧回路は特許文献２、３にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１８２７６号公報
【特許文献２】特開平１１−５２３８号公報
【特許文献３】特開平８−２１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された自動車用空調装置において、エンジンの冷却水をオイルクーラの冷却液として用いて、オイルを冷却することも可能であるが、油圧回路を通る作動油の温度が冷却水よりも低温になると、冷却水の熱がオイルクーラでオイルに奪われてしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルを冷却液で冷却できるとともに、オイルの温度の方が冷却液の温度よりも低温であるときに、冷却液の熱がオイルに伝達されることを抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、オイルが溜められる第１オイル貯溜部と、この第１オイル貯溜部に溜められたオイルを吸入して吐出するオイルポンプと、このオイルポンプから吐出されたオイルの熱を冷却液に伝達することにより、そのオイルを冷却するオイルクーラとを有する冷却装置において、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラに導く経路に、前記オイルポンプから吐出されたオイルが通る第１油路と、この第１油路のオイルが噴射孔を通過して噴射される第２油路と、この第２油路に接続され、かつ、前記第２油路との圧力差により前記第１オイル貯溜部から前記第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路とを有するジェットポンプが設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記オイルクーラにより冷却されたオイルが供給されて潤滑または冷却される被潤滑部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記冷却液が、車両の駆動輪に伝達するトルクを発生する動力源を冷却する冷却水であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２または３の構成に加えて、前記被潤滑部の熱を奪った後のオイルが溜まる第２オイル貯溜部と、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、前記第２オイル貯溜部と前記副油路とを接続する一方、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、前記第１オイル貯溜部と前記副油路とを接続する切替弁とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、副油路を通るオイルは、相対的に低温であるほど相対的に粘度が高くなり、第１オイル貯溜部から副油路を経由して第２油路に供給される油量が増加することを抑制できる。したがって、ジェットポンプを経由してオイルクーラに供給されるオイルの総吐出量の増加を抑制でき、冷却液の温度よりも油温が低いときに、オイルクーラで冷却液からオイルに伝達される熱量の増加を抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、オイルクーラにより冷却されたオイルが被潤滑部に供給される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、冷却液の温度低下を抑制でき、動力源の暖機を促進することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項２または３の発明と同様の効果を得られる他に、被潤滑部を潤滑して温度が上昇したオイルが第２オイル貯溜部に保持されており、第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、その第２オイル貯溜部のオイルが、ジェットポンプを経由して再度被潤滑部に供給される。したがって、被潤滑部に供給されるオイルの油温の上昇を促進できる。これに対して、第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、第２オイル貯溜部よりも油温の低い第１オイル貯溜部のオイルが、ジェットポンプを経由して被潤滑部に供給され、第２オイル貯溜部のオイルは被潤滑部に供給されない。したがって、第２オイル貯溜部の油温が更に上昇することが抑制され、オイルの劣化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の冷却装置の具体例を示す模式図である。
【図２】この発明の冷却装置のジェットポンプを示す部分的な断面図である。
【図３】図２に示されたジェットポンプの拡大断面図である。
【図４】この発明の冷却装置の他の具体例を示す模式図である。
【図５】この発明の冷却装置のさらに他の具体例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明において、オイル貯溜部はケーシングまたはハウジングなどの内部に設けられ、かつ、オイルを保持あるいは溜める部位（機構）であり、窪みまたは収容室などを有している。また、オイル貯溜部は、ケーシングまたはハウジングの一部によりオイル貯溜部が形成されていてもよいし、ケーシングまたはハウジングの内部に、タンクまたはトレイを設けてオイル貯溜部を形成してもよい。この発明における被潤滑部には、オイルが供給されて潤滑または冷却される部品または機構が含まれる。この被潤滑部は、動力伝達あるいは動力の発生にともない、部品または機構の焼き付き、発熱、摩耗などが発生する部位であり、これらを抑制するためにオイルが供給される。この被潤滑部には、変速機、歯車伝動装置、軸受、摩擦係合装置、電動機などが含まれる。つぎに、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。またこの発明における油路はオイルが通る経路であり、この油路には、切欠部、貫通孔、ポート、バルブの流路などが含まれる。
【００１７】
（第１具体例）
被潤滑部にオイルを供給する冷却装置の第１具体例を、図１に基づいて説明する。この第１具体例では、冷却装置１を車両に用いており、冷却装置１はオイルポンプ２を有する。このオイルポンプ２はオイルパン３に溜められたオイルを吸入して吐出する油圧源である。また、オイルポンプ２は、動力源４の動力により駆動されるように構成されている。この動力源４は、エンジンまたは電動モータ（図示せず）のいずれか一方でもよいし、両方でもよい。ここでは動力源４としてエンジンが用いられている場合について説明し、以下、動力源４を便宜上「エンジン４」と記す。オイルパン３は、ケーシング３０の内部、または外部に設けられている。前記ケーシング３０の内部には、エンジン４から駆動輪に至る動力伝達経路の一部を構成する機構、例えば、変速機、回転軸、歯車機構、回転軸を支持する軸受などが設けられている。上記変速機には、無段変速機および有段変速機が含まれる。また、無段変速機にはベルト型無段変速機およびトロイダル型無段変速機が含まれる。さらに、オイルポンプ２は回転式または往復動式のいずれでもよく、この第１具体例ではエンジン４の動力によりオイルポンプ２が駆動されるように構成されている。
【００１８】
このオイルポンプ２は吸入口５および吐出口６を有しており、その吸入口５とオイルパン３とが油路７により接続されている。吐出口６には油路８を介在させて油圧制御回路９が接続されている。この油圧制御回路９は、変速機の変速比およびトルク容量を制御するための油圧室（図示せず）に供給されるオイルの流量、油圧などを制御する機構であり、油圧制御回路９は流量制御弁（図示せず）、圧力制御弁（図示せず）、切替弁（図示せず）などを有している。この油圧制御回路９には油路１０を介在させてジェットポンプ１１が接続されている。
【００１９】
このジェットポンプ１１は、図２および図３に示すように、１本の供給油路１２および２本の吸入油路１３を有しており、前記油路１０は供給油路１２に接続されている。また、２本の吸入油路１３は油路１４を介してオイルパン３に接続されている。そして、供給油路１２は噴射孔１５を経由して、狭窄部であるスロート１６に連通されているとともに、前記吸入油路１３もスロート１６に連通されている。つまり、供給油路１２および吸入油路１３はスロート１６で合流している。このスロート１６は中心線に直交する平面内の断面形状が円形に構成された通路であり、そのスロート１６の内径は中心線Ａ１に沿った方向で同一に設定されている。
【００２０】
さらに、スロート１６にはデフューザ１７が接続されている。このデフューザ１７は、スロート１６から離れるにしたがい内径が大きくなるようなテーパが付与された通路である。さらに、デフューザ１７の出口１８はオイルクーラ１９の入口２０に接続されている。そして、ジェットポンプ１１は中心線Ａ１に沿った方向にオイルが流れて吐出される。このオイルクーラ１９は、ジェットポンプ１１のデフューザ１７から吐出されたオイルを冷却する機構である。このオイルクーラ１９は、オイルと冷却水との間で熱交換をおこなわせる熱交換器であり、オイルが通る通路２１と、エンジン４を冷却する冷却水が通る通路２２とを有している。この通路２１，２２は熱伝導性に優れた金属材料の配管により形成することができる。また、金属材料により形成されたブロックに孔を２本設けて、通路２１，２２を形成してもよい。オイルクーラ１９の入口２０は通路２１の一端に形成されている。なお、通路２２は、エンジン４により駆動されるウォーターポンプ（図示せず）、エンジンブロック（図示せず）に形成されたウォータージャケット（図示せず）等と共に、冷却水の循環経路を構成している。
【００２１】
一方、通路２１の他端がオイルクーラ１９の出口２３となっており、その出口２３には油路２４を介在させて被潤滑部２５が接続されている。この被潤滑部２５には、無段変速機、歯車列、歯車列が形成された回転軸を支持する軸受などが含まれる。前記変速機がベルト型無段変速機であれば、ベルトとプーリとの接触部分がオイルにより潤滑および冷却される。変速機が、遊星歯車機構および摩擦係合装置により構成されている場合は、各ギヤ同士の噛み合い部分、摩擦係合装置などがオイルにより潤滑および冷却される。また、被潤滑部２５が電動機であると、その電動機がオイルにより冷却される。
【００２２】
上記のように構成されたオイルクーラ１９を車両に搭載する一例を、図２および図３に基づいて説明する。図２に示すように、ケーシングの下部にアッパーバルブボディ２７が取り付けられており、そのアッパーバルブボディ２７の下方にはプレート２８を介在させてロアバルブボディ２９が取り付けられている。アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９は、油圧制御回路９の油路を構成し、かつ、各バルブが取り付けられるブロック体であり、アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９に形成された穴によりジェットポンプ１１が構成されている。つまり、ジェットポンプ１１は、アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９と一体化されている。
【００２３】
さらに、被潤滑部２５に供給されたオイルは、ケーシングの壁面（内面）を伝わり自重でオイルパン３に戻されるように、壁面の形状が構成されている。このように、第１具体例においては、オイルポンプ２から吐出されたオイルがオイルパン３に戻るまでのオイルの供給経路に、オイルクーラ１９および被潤滑部２５が直列に配置されている、なお、前記油圧制御回路９のバルブ、エンジン出力、無段変速機の変速比およびトルクなどを制御する電子制御装置２６が設けられている。この電子制御装置２６には、車速、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温度などの信号が入力される。
【００２４】
つぎに、冷却装置１の作用を説明する。エンジン４の動力によりオイルポンプ２が駆動されると、オイルパン３のオイルがオイルポンプ２により吸入され、かつ、油路８に吐出される。油路８に吐出された圧油は、油圧制御回路９に供給される。この油圧制御回路９に供給されたオイルの一部は油路１０からジェットポンプ１１の供給油路１２に供給される。ここで、噴射孔１５の内径は、供給油路１２の内径よりも小さく構成されており、圧油が噴射孔１５を通過する過程で流速が上昇し、圧油が高圧でスロート１６に噴射される。
【００２５】
すると、狭窄部であるスロート１６に圧油を噴射すると、ベンチュリー効果によりスロート１６が負圧となり、オイルパン３のオイルが油路１４および吸入油路１３を経由してスロート１６に吸引される。このようにして、スロート１６で合流された圧油が、デフューザ１７および出口１８を経由して噴射され、オイルクーラ１９の通路２１に供給される。ここで、通路２１を流れるオイルの温度の方が、通路２２を通る冷却水の温度を超えている場合は、オイルの熱が冷却水に伝達されて、オイルが冷却される。このようにして、オイルクーラ１９で冷却されたオイルが、油路２４を経由して被潤滑部２５に供給されると、被潤滑部２５がオイルにより潤滑および冷却される。さらに、被潤滑部２５の熱が伝達されて温度が上昇したオイルは、オイルパン３に戻される。一方、エンジン４が運転されてその温度が上昇すると、通路２２を流れる冷却水によりエンジン４が冷却される。
【００２６】
ところで、車両が高速で走行する場合のように、歯車、ベルトの回転数が相対的に高まる状況、あるいは、高負荷走行時（坂道を登坂する場合）のように、伝達トルクが増加して、摩擦材の発熱が促進されるような状況においては、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubが相対的に多くなり、かつ、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool も相対的に多くなる。また、被潤滑部２５に供給されたオイルの温度の上昇が促進される。
【００２７】
この第１具体例において、オイルポンプ２から吐出され、かつ、油圧制御回路９を経由してジェットポンプ１１に供給されるオイルの流量、つまり、供給油量Q1は、オイルポンプ２の吐出圧が一定であれば、オイルパン３におけるオイルの温度に関わらず略一定量である。これに対して、オイルポンプ２から、油路１４および吸入油路１３を経由してジェットポンプ１１に供給される吸入油量Q2は、オイルの温度により変化する。これを具体的に説明すると、吸入油路１３を経由してスロート１６に吸入されるオイルは、スロート１６の油圧とオイルパン３の油圧との差により吸入される。ここで、油温が相対的に高くなるほどオイルの粘度が相対的に低くなり、負圧によるオイルの撹拌が促進されて、吸入流量Q2が相対的に多くなる。
【００２８】
このように、高速走行時、または高負荷走行時のように、オイルパン３のオイルの温度が相対的に高くなるほど、ジェットポンプ１１を経由してオイルクーラ１９に供給される総吐出量（供給油量Q1と吸入流量Q2との合計）は、温度が相対的に高いほど多くなる。したがって、被潤滑部２５における冷却性能および潤滑性能を向上させることができる。
【００２９】
一方、エンジン４を始動した直後などにおいては、車両が走行していないか、または車両が走行しても走行距離が短く、被潤滑部２５の発熱量が少ないため、被潤滑部２５に供給されたオイルがオイルパン３に戻されても、オイルパン３の油温は相対的に低い。このようにオイルパン３のオイルの温度が相対的に低い場合は、オイルの粘度が相対的に高い傾向にあり、吸入流量Q2が相対的に減少し、総吐出量が相対的に減少する。このため、オイルパン３の油温が冷却水の温度よりも低温であるときに、オイルクーラ１９において、冷却水の熱がオイルに伝達されることを抑制でき、エンジン４の暖機性を向上することができる。
【００３０】
したがって、エンジン４を制御するために、フューエルカット制御または連続可変バルブタイミング制御（ＶＶＴ制御）などを早期から実施することが可能となる。このフューエルカット制御は、車両の走行中に、車両の運動エネルギをエンジン４に伝達して回転させるとともに、エンジン４への燃料の供給を停止して空転させる制御である。これに対して、連続可変バルブタイミング制御は、エンジン４の吸気・排気バルブの開閉タイミングを連続的に変更する制御である。また、第１具体例において、ジェットポンプ１１は、オイルの温度が相対的に高くなるほど総吐出量が相対的に多くなる機能を有しているため、オイルの温度変化に応じてオイルの流量を制御する切り替え制御弁、あるいは流量制御弁などを設けずに済み、低コストで供給オイルの流量を変更できる。
【００３１】
さらに、第１具体例においては、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool または、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubのうち、いずれか多い方の油量よりも、総吐出量の方が常に多くなるように、ジェットポンプ１１の諸元を決定することもできる。ここで、必要冷却油量Qcool は被潤滑部２５で発生する熱量から求めることができる。この熱量は回転要素の回転数、歯車の回転数、無段変速機におけるベルトの回転数、無段変速機の変速比、伝達トルクなどから求めることができる。より具体的に説明すると、無段変速機の負荷が最大の時、オイルの劣化が開始される温度に到達しないようにオイルクーラ１９でオイルを冷却するにあたり、そのオイルクーラ１９を通過させるべきオイルの流量である。
【００３２】
これに対して、必要潤滑油量Qlubとは、無段変速機の負荷が最大の時に焼き付きなどを発生させないために必要な潤滑油の流量である。そして、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool または、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubのうち、いずれが多くなるかを、実験またはシミュレーションによって確認し、ジェットポンプ１１の諸元を決定（設計）すればよい。ジェットポンプ１１の諸元には、スロート１６の中心線方向の長さ、スロート１６の内径、噴射孔１５の内径などが含まれる。これらの諸元の長さまたは内径を相対的に大きくするほど、ジェットポンプ１１の総吐出量が相対的に多くなる。
【００３３】
（第２具体例）
つぎに、冷却装置１の第２具体例を図４に基づいて説明する。この図４において、図１と同じ構成部分については図１と同じ符号を付してある。この第２具体例においては、ジェットポンプ１１の出口１８に油路３１が接続されており、その油路３１が２方向に分岐されてオイルクーラ１９および被潤滑部２５に接続されている。つまり、オイルポンプ２から吐出されたオイルの供給経路において、オイルクーラ１９と被潤滑部２５とが並列に配置されている。この第２具体例においては、オイルクーラ１９の出口２３はオイルパン３に接続されている。また、被潤滑部２５に供給されたオイルは、ケーシング３０の壁面を伝わってオイルパン３に戻されるように構成されている。
【００３４】
この第２具体例においては、ジェットポンプ１１から油路３１に供給されたオイルの一部が、被潤滑部２５に供給されて被潤滑部２５を潤滑および冷却する。また、ジェットポンプ１１から油路３１に供給されたオイルの一部が、オイルクーラ１９に供給されてそのオイルが冷却されてオイルパン３に戻る。この他、第２具体例において第１具体例と同様の構成部分については、第１具体例と同様の作用効果を得られる。また、第２具体例においては、総吐出量が、必要冷却油量Qcool および必要潤滑油量Qlubの合計よりも常に多くなるように、ジェットポンプ１１の諸元を設計することもできる。ここで、ジェットポンプ１１の諸元は、第１具体例におけるジェットポンプ１１の諸元と同じ意味である。
【００３５】
（第３具体例）
つぎに、冷却装置１の第３具体例を図５に基づいて説明する。この図５において、図１と同じ構成部分については図１と同じ符号を付してある。この第３具体例においては、ケーシング３０の内部において、ジェットポンプ１１よりも上方（高い位置）に被潤滑部２５が配置されている。このため、ジェットポンプ１１から噴射されたオイルは、その噴射圧により重力に抗してオイルクーラ１９を経由して被潤滑部２５に供給される。また、第３具体例においては、ケーシング３０の内部において、被潤滑部２５よりも下方であり、かつ、ジェットポンプ１１よりも上方に油溜め３２が設けられている。また、油溜め３２はオイルパン３よりも上方に配置されている。この油溜め３２は、被潤滑部２５を潤滑および冷却した後のオイルが空中を飛散して重力により落下した際、または被潤滑部２５を潤滑および冷却した後のオイルが、ケーシング３０の壁面を伝わって下方に移動した際に、それらのオイルをケーシング３０の内部で一旦保持するキャッチタンクである。
【００３６】
さらに、第３具体例においては、オイルパン３または油溜め３２からオイルをジェットポンプ１１の吸入油路１３に供給することができるように、切替弁３３が設けられている。この切替弁３３は、２つの入力ポート３４，３５と、出力ポート３６と、図示しないスプールとを有している。この入力ポート３４と油溜め３２とを接続する油路３７が設けられ、入力ポート３５とオイルパン３とを接続する油路３８が設けられている。また、出力ポート３６と吸入油路１３とを接続する油路３９が設けられている。
【００３７】
さらに、この切替弁３３のスプールを動作させるアクチュエータ４０が設けられている。このアクチュエータ４０により切替弁３３のスプールが動作されて、入力ポート３４または入力ポート３５のいずれか一方が出力ポート３６に接続される。このアクチュエータ４０は、オイルパン３の油温変化に応じて切替弁３３のスプールが動作するように構成されている。このアクチュエータ４０としては、例えば、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせて構成したバイメタルを用いることができる。このバイメタルは、オイルパン３の油温変化に基づいて、形状もしくは長さが変化して、切替弁３３のスプールが動作する。なお、アクチュエータ４０は、オイルパン３の油温変化に基づいて、切替弁３３のスプールを動作させる機構であればよく、アクチュエータ４０として、形状記憶合金、または形状記憶樹脂を用いることも可能である。
【００３８】
さらに、アクチュエータ４０の構成と、切替弁３３のスプールの動作との関係を具体的に説明する。まず、オイルパン３の油温が、予め定められた所定温度以下（低温）である場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３４と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３５が遮断されるように、アクチュエータ４０が構成されている。一方、オイルパン３の油温が、予め定められた所定温度を超えた（高温）場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３５と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３４が遮断されるように、アクチュエータ４０が構成されている。なお、図５の構成において、図１と同じ構成部分については、図１と同じ符号を付してある。ここで、「予め定められた所定温度」は、油溜め３２の油温がこれ以上高まると、オイルが劣化する可能性が生じることを、オイルパン３の油温から間接的に求めた値である。
【００３９】
この第３具体例において、第１具体例と同じ構成部分については第１具体例と同じ作用効果を得られる。また、第３具体例において、ジェットポンプ１１の供給油路１２にオイルパン３のオイルが供給される作用は、第１具体例と同じである。さらに、第３具体例において、ジェットポンプ１１から吐出されたオイルは、オイルクーラ１９を経由して被潤滑部２５に供給され、被潤滑部２５がオイルにより潤滑および冷却される。被潤滑部２５を潤滑および冷却したオイルは、空中またはケーシング３０の壁面を伝わって油溜め３２に至る。この油溜め３２の容量を超えたオイルは、空中を落下してオイルパン３に至るか、またはケーシング３０の壁面を伝わってオイルパン３に至る。
【００４０】
つぎに、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入されるオイルの吸入経路を説明する。この第３具体例においては、オイルパン３の油温が、予め定められた温度以下（低温）である場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３４と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３５が遮断される。
【００４１】
すると、油溜め３２のオイルが油路３７、切替弁３３、油路３９を経由して、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入される。つまり、被潤滑部２５の熱を奪って温度が上昇したオイルが油溜め３２に溜まっており、油溜め３２の油温はオイルパン３の油温よりも高温である。その油溜め３２のオイルが、オイルパン３にある冷えたオイルと混ざることなく、ジェットポンプ１１を経由して再度、被潤滑部２５に供給される。このため、被潤滑部２５に供給されるオイルの温度上昇が促進されて、そのオイルの粘度が高まることを抑制できる。したがって、被潤滑部２５に含まれる歯車列、回転軸などによるオイルの撹拌損失の増加、または引き摺り損失の増加を抑制することができる。
【００４２】
ところで、油溜め３２に溜まるオイル量が増加して、油溜め３２からオーバーフローしたオイルがオイルパン３に移動すると、オイルパン３の油温が上昇する。そして、オイルパン３の油温が予め定められた温度を超えた（高温）場合、この第３具体例では、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３５と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３４が遮断される。すると、オイルパン３のオイルが油路３７、切替弁３３、油路３９を経由して、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入される。このように、オイルパン３の油温が予め定められた温度を超えると、第３具体例では、切替弁３３の入力ポート３４を遮断して、被潤滑部２５に供給するオイルを、全てオイルパン３のオイルで賄うことができる。したがって、油溜め３２にある高温のオイルが、再度被潤滑部２５に供給されて更に温度上昇することを回避でき、オイルの劣化を防止できる。
【００４３】
なお、この第３具体例において、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入されるオイルが、オイルパン３のオイル、または油溜め３２のオイルのいずれであっても、吸入油路１３に吸入されるオイルの吸入油量Q2は、第１具体例と同様の原理により決定される。したがって、第３具体例においても第１具体例と同様の作用効果を得られる。
【００４４】
さらに、上記の各具体例においては、動力源としてエンジンが挙げられているが、電動モータを動力源として有する車両においても、この実施例を用いることができる。この場合、電動モータを冷却する冷却水が前記通路２２を通り、その冷却水とオイルとの間で熱交換がおこなわれる。また、各具体例において、オイルポンプ２は、駆動輪にトルクを伝達するエンジン４または電動モータにより駆動される構成の他、駆動輪との動力伝達をおこなえない電動モータにより駆動される構成でもよい。さらに、前記アクチュエータ４０を、オイルパン３の油温を検知する温度センサと、その温度センサにより検知される油温に基づいて、切替弁３３のスプールを動作させるソレノイドとにより構成することも可能である。
【００４５】
ここで、各具体例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、オイルパン３が、この発明の第１オイル貯溜部に相当し、供給油路１２が、この発明の第１油路に相当し、スロート１６が、この発明の第２油路に相当し、吸入油路１３が、この発明の副油路に相当し、エンジン４および電動モータが、この発明の動力源に相当し、オイル溜め３２が、この発明の第２オイル貯溜部に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
２…オイルポンプ、 ３…オイルパン、 ４…エンジン、 １１…ジェットポンプ、 １２…供給油路、 １３…吸入油路、 １５…噴射孔、 １６…スロート、 １９…オイルクーラ、 ２５…被潤滑部、 ３２…オイル溜め、 ３３…切替弁。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルクーラにより冷却する冷却装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オイルポンプから吐出されたオイルをオイル必要部に供給した後、オイルクーラにより冷却してからタンクに戻す冷却装置が知られており、その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１においては、オイル冷却装置が自動車用空調装置に用いられている。この特許文献１に記載された自動車用空調装置は、走行用エンジンの動力により油圧ポンプが駆動されるように構成されている。また、油圧ポンプの吸い込み側油路はリザーバタンクに連通され、吐出側油路は流量制御弁を介して油圧モータの上流側に接続されている。この油圧モータは空調装置のファンを駆動するものであり、油圧モータの下流側油路はオイルクーラを通じてリザーバタンクに連通されている。特許文献１に記載された冷却装置においては、上記の油圧モータ、流量制御弁、オイルクーラ、リザーバタンク、油圧ポンプを結ぶ油路により、作動油が循環する油圧回路が構成されている。
【０００３】
そして、特許文献１に記載されたオイル冷却装置においては、走行用エンジンの動力で油圧ポンプが運転されると、リザーバタンクから油圧ポンプが吸い上げた作動油が、流量制御弁を介して油圧モータに送られ、油圧モータはファンを駆動する。この油圧モータを通過した作動油はオイルクーラにより冷却された後、リザーバタンクに戻される。さらに、特許文献１には、流量制御弁の開度を制御すると、油圧モータへ送られる作動油の量が制御されて油圧モータの回転数が変化するので、空調装置の空調性能を制御することができると記載されている。なお、オイルポンプから吐出されたオイルをオイル必要部に供給する油圧回路は特許文献２、３にも記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１１８２７６号公報
【特許文献２】特開平１１−５２３８号公報
【特許文献３】特開平８−２１９２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された自動車用空調装置において、エンジンの冷却水をオイルクーラの冷却液として用いて、オイルを冷却することも可能であるが、油圧回路を通る作動油の温度が冷却水よりも低温になると、冷却水の熱がオイルクーラでオイルに奪われてしまう問題があった。
【０００６】
この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルを冷却液で冷却できるとともに、オイルの温度の方が冷却液の温度よりも低温であるときに、冷却液の熱がオイルに伝達されることを抑制できる冷却装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために請求項１の発明は、オイルが溜められる第１オイル貯溜部と、この第１オイル貯溜部に溜められたオイルを吸入して吐出するオイルポンプと、このオイルポンプから吐出されたオイルの熱を冷却液に伝達することにより、そのオイルを冷却するオイルクーラとを有する冷却装置において、前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラに導く経路に、前記オイルポンプから吐出されたオイルが通る第１油路と、この第１油路のオイルが噴射孔を通過して噴射される第２油路と、この第２油路に接続され、かつ、前記第２油路との圧力差により前記第１オイル貯溜部から前記第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路とを有するジェットポンプが設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記オイルクーラにより冷却されたオイルが供給されて潤滑または冷却される被潤滑部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記冷却液が、車両の駆動輪に伝達するトルクを発生する動力源を冷却する冷却水であることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２または３の構成に加えて、前記被潤滑部の熱を奪った後のオイルが溜まる第２オイル貯溜部と、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、前記第２オイル貯溜部と前記副油路とを接続する一方、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、前記第１オイル貯溜部と前記副油路とを接続する切替弁とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、副油路を通るオイルは、相対的に低温であるほど相対的に粘度が高くなり、第１オイル貯溜部から副油路を経由して第２油路に供給される油量が増加することを抑制できる。したがって、ジェットポンプを経由してオイルクーラに供給されるオイルの総吐出量の増加を抑制でき、冷却液の温度よりも油温が低いときに、オイルクーラで冷却液からオイルに伝達される熱量の増加を抑制できる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、オイルクーラにより冷却されたオイルが被潤滑部に供給される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、冷却液の温度低下を抑制でき、動力源の暖機を促進することができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項２または３の発明と同様の効果を得られる他に、被潤滑部を潤滑して温度が上昇したオイルが第２オイル貯溜部に保持されており、第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、その第２オイル貯溜部のオイルが、ジェットポンプを経由して再度被潤滑部に供給される。したがって、被潤滑部に供給されるオイルの油温の上昇を促進できる。これに対して、第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、第２オイル貯溜部よりも油温の低い第１オイル貯溜部のオイルが、ジェットポンプを経由して被潤滑部に供給され、第２オイル貯溜部のオイルは被潤滑部に供給されない。したがって、第２オイル貯溜部の油温が更に上昇することが抑制され、オイルの劣化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の冷却装置の具体例を示す模式図である。
【図２】この発明の冷却装置のジェットポンプを示す部分的な断面図である。
【図３】図２に示されたジェットポンプの拡大断面図である。
【図４】この発明の冷却装置の他の具体例を示す模式図である。
【図５】この発明の冷却装置のさらに他の具体例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
この発明において、オイル貯溜部はケーシングまたはハウジングなどの内部に設けられ、かつ、オイルを保持あるいは溜める部位（機構）であり、窪みまたは収容室などを有している。また、オイル貯溜部は、ケーシングまたはハウジングの一部によりオイル貯溜部が形成されていてもよいし、ケーシングまたはハウジングの内部に、タンクまたはトレイを設けてオイル貯溜部を形成してもよい。この発明における被潤滑部には、オイルが供給されて潤滑または冷却される部品または機構が含まれる。この被潤滑部は、動力伝達あるいは動力の発生にともない、部品または機構の焼き付き、発熱、摩耗などが発生する部位であり、これらを抑制するためにオイルが供給される。この被潤滑部には、変速機、歯車伝動装置、軸受、摩擦係合装置、電動機などが含まれる。つぎに、この発明の具体例を図面に基づいて説明する。またこの発明における油路はオイルが通る経路であり、この油路には、切欠部、貫通孔、ポート、バルブの流路などが含まれる。
【００１７】
（第１具体例）
被潤滑部にオイルを供給する冷却装置の第１具体例を、図１に基づいて説明する。この第１具体例では、冷却装置１を車両に用いており、冷却装置１はオイルポンプ２を有する。このオイルポンプ２はオイルパン３に溜められたオイルを吸入して吐出する油圧源である。また、オイルポンプ２は、動力源４の動力により駆動されるように構成されている。この動力源４は、エンジンまたは電動モータ（図示せず）のいずれか一方でもよいし、両方でもよい。ここでは動力源４としてエンジンが用いられている場合について説明し、以下、動力源４を便宜上「エンジン４」と記す。オイルパン３は、ケーシング３０の内部、または外部に設けられている。前記ケーシング３０の内部には、エンジン４から駆動輪に至る動力伝達経路の一部を構成する機構、例えば、変速機、回転軸、歯車機構、回転軸を支持する軸受などが設けられている。上記変速機には、無段変速機および有段変速機が含まれる。また、無段変速機にはベルト型無段変速機およびトロイダル型無段変速機が含まれる。さらに、オイルポンプ２は回転式または往復動式のいずれでもよく、この第１具体例ではエンジン４の動力によりオイルポンプ２が駆動されるように構成されている。
【００１８】
このオイルポンプ２は吸入口５および吐出口６を有しており、その吸入口５とオイルパン３とが油路７により接続されている。吐出口６には油路８を介在させて油圧制御回路９が接続されている。この油圧制御回路９は、変速機の変速比およびトルク容量を制御するための油圧室（図示せず）に供給されるオイルの流量、油圧などを制御する機構であり、油圧制御回路９は流量制御弁（図示せず）、圧力制御弁（図示せず）、切替弁（図示せず）などを有している。この油圧制御回路９には油路１０を介在させてジェットポンプ１１が接続されている。
【００１９】
このジェットポンプ１１は、図２および図３に示すように、１本の供給油路１２および２本の吸入油路１３を有しており、前記油路１０は供給油路１２に接続されている。また、２本の吸入油路１３は油路１４を介してオイルパン３に接続されている。そして、供給油路１２は噴射孔１５を経由して、狭窄部であるスロート１６に連通されているとともに、前記吸入油路１３もスロート１６に連通されている。つまり、供給油路１２および吸入油路１３はスロート１６で合流している。このスロート１６は中心線に直交する平面内の断面形状が円形に構成された通路であり、そのスロート１６の内径は中心線Ａ１に沿った方向で同一に設定されている。
【００２０】
さらに、スロート１６にはデフューザ１７が接続されている。このデフューザ１７は、スロート１６から離れるにしたがい内径が大きくなるようなテーパが付与された通路である。さらに、デフューザ１７の出口１８はオイルクーラ１９の入口２０に接続されている。そして、ジェットポンプ１１は中心線Ａ１に沿った方向にオイルが流れて吐出される。このオイルクーラ１９は、ジェットポンプ１１のデフューザ１７から吐出されたオイルを冷却する機構である。このオイルクーラ１９は、オイルと冷却水との間で熱交換をおこなわせる熱交換器であり、オイルが通る通路２１と、エンジン４を冷却する冷却水が通る通路２２とを有している。この通路２１，２２は熱伝導性に優れた金属材料の配管により形成することができる。また、金属材料により形成されたブロックに孔を２本設けて、通路２１，２２を形成してもよい。オイルクーラ１９の入口２０は通路２１の一端に形成されている。なお、通路２２は、エンジン４により駆動されるウォーターポンプ（図示せず）、エンジンブロック（図示せず）に形成されたウォータージャケット（図示せず）等と共に、冷却水の循環経路を構成している。
【００２１】
一方、通路２１の他端がオイルクーラ１９の出口２３となっており、その出口２３には油路２４を介在させて被潤滑部２５が接続されている。この被潤滑部２５には、無段変速機、歯車列、歯車列が形成された回転軸を支持する軸受などが含まれる。前記変速機がベルト型無段変速機であれば、ベルトとプーリとの接触部分がオイルにより潤滑および冷却される。変速機が、遊星歯車機構および摩擦係合装置により構成されている場合は、各ギヤ同士の噛み合い部分、摩擦係合装置などがオイルにより潤滑および冷却される。また、被潤滑部２５が電動機であると、その電動機がオイルにより冷却される。
【００２２】
上記のように構成されたオイルクーラ１９を車両に搭載する一例を、図２および図３に基づいて説明する。図２に示すように、ケーシングの下部にアッパーバルブボディ２７が取り付けられており、そのアッパーバルブボディ２７の下方にはプレート２８を介在させてロアバルブボディ２９が取り付けられている。アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９は、油圧制御回路９の油路を構成し、かつ、各バルブが取り付けられるブロック体であり、アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９に形成された穴によりジェットポンプ１１が構成されている。つまり、ジェットポンプ１１は、アッパーバルブボディ２７およびロアバルブボディ２９と一体化されている。
【００２３】
さらに、被潤滑部２５に供給されたオイルは、ケーシングの壁面（内面）を伝わり自重でオイルパン３に戻されるように、壁面の形状が構成されている。このように、第１具体例においては、オイルポンプ２から吐出されたオイルがオイルパン３に戻るまでのオイルの供給経路に、オイルクーラ１９および被潤滑部２５が直列に配置されている、なお、前記油圧制御回路９のバルブ、エンジン出力、無段変速機の変速比およびトルクなどを制御する電子制御装置２６が設けられている。この電子制御装置２６には、車速、アクセル開度、エンジン回転数、冷却水温度などの信号が入力される。
【００２４】
つぎに、冷却装置１の作用を説明する。エンジン４の動力によりオイルポンプ２が駆動されると、オイルパン３のオイルがオイルポンプ２により吸入され、かつ、油路８に吐出される。油路８に吐出された圧油は、油圧制御回路９に供給される。この油圧制御回路９に供給されたオイルの一部は油路１０からジェットポンプ１１の供給油路１２に供給される。ここで、噴射孔１５の内径は、供給油路１２の内径よりも小さく構成されており、圧油が噴射孔１５を通過する過程で流速が上昇し、圧油が高圧でスロート１６に噴射される。
【００２５】
すると、狭窄部であるスロート１６に圧油を噴射すると、ベンチュリー効果によりスロート１６が負圧となり、オイルパン３のオイルが油路１４および吸入油路１３を経由してスロート１６に吸引される。このようにして、スロート１６で合流された圧油が、デフューザ１７および出口１８を経由して噴射され、オイルクーラ１９の通路２１に供給される。ここで、通路２１を流れるオイルの温度の方が、通路２２を通る冷却水の温度を超えている場合は、オイルの熱が冷却水に伝達されて、オイルが冷却される。このようにして、オイルクーラ１９で冷却されたオイルが、油路２４を経由して被潤滑部２５に供給されると、被潤滑部２５がオイルにより潤滑および冷却される。さらに、被潤滑部２５の熱が伝達されて温度が上昇したオイルは、オイルパン３に戻される。一方、エンジン４が運転されてその温度が上昇すると、通路２２を流れる冷却水によりエンジン４が冷却される。
【００２６】
ところで、車両が高速で走行する場合のように、歯車、ベルトの回転数が相対的に高まる状況、あるいは、高負荷走行時（坂道を登坂する場合）のように、伝達トルクが増加して、摩擦材の発熱が促進されるような状況においては、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubが相対的に多くなり、かつ、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool も相対的に多くなる。また、被潤滑部２５に供給されたオイルの温度の上昇が促進される。
【００２７】
この第１具体例において、オイルポンプ２から吐出され、かつ、油圧制御回路９を経由してジェットポンプ１１に供給されるオイルの流量、つまり、供給油量Q1は、オイルポンプ２の吐出圧が一定であれば、オイルパン３におけるオイルの温度に関わらず略一定量である。これに対して、オイルポンプ２から、油路１４および吸入油路１３を経由してジェットポンプ１１に供給される吸入油量Q2は、オイルの温度により変化する。これを具体的に説明すると、吸入油路１３を経由してスロート１６に吸入されるオイルは、スロート１６の油圧とオイルパン３の油圧との差により吸入される。ここで、油温が相対的に高くなるほどオイルの粘度が相対的に低くなり、負圧によるオイルの撹拌が促進されて、吸入流量Q2が相対的に多くなる。
【００２８】
このように、高速走行時、または高負荷走行時のように、オイルパン３のオイルの温度が相対的に高くなるほど、ジェットポンプ１１を経由してオイルクーラ１９に供給される総吐出量（供給油量Q1と吸入流量Q2との合計）は、温度が相対的に高いほど多くなる。したがって、被潤滑部２５における冷却性能および潤滑性能を向上させることができる。
【００２９】
一方、エンジン４を始動した直後などにおいては、車両が走行していないか、または車両が走行しても走行距離が短く、被潤滑部２５の発熱量が少ないため、被潤滑部２５に供給されたオイルがオイルパン３に戻されても、オイルパン３の油温は相対的に低い。このようにオイルパン３のオイルの温度が相対的に低い場合は、オイルの粘度が相対的に高い傾向にあり、吸入流量Q2が相対的に減少し、総吐出量が相対的に減少する。このため、オイルパン３の油温が冷却水の温度よりも低温であるときに、オイルクーラ１９において、冷却水の熱がオイルに伝達されることを抑制でき、エンジン４の暖機性を向上することができる。
【００３０】
したがって、エンジン４を制御するために、フューエルカット制御または連続可変バルブタイミング制御（ＶＶＴ制御）などを早期から実施することが可能となる。このフューエルカット制御は、車両の走行中に、車両の運動エネルギをエンジン４に伝達して回転させるとともに、エンジン４への燃料の供給を停止して空転させる制御である。これに対して、連続可変バルブタイミング制御は、エンジン４の吸気・排気バルブの開閉タイミングを連続的に変更する制御である。また、第１具体例において、ジェットポンプ１１は、オイルの温度が相対的に高くなるほど総吐出量が相対的に多くなる機能を有しているため、オイルの温度変化に応じてオイルの流量を制御する切り替え制御弁、あるいは流量制御弁などを設けずに済み、低コストで供給オイルの流量を変更できる。
【００３１】
さらに、第１具体例においては、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool または、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubのうち、いずれか多い方の油量よりも、総吐出量の方が常に多くなるように、ジェットポンプ１１の諸元を決定することもできる。ここで、必要冷却油量Qcool は被潤滑部２５で発生する熱量から求めることができる。この熱量は回転要素の回転数、歯車の回転数、無段変速機におけるベルトの回転数、無段変速機の変速比、伝達トルクなどから求めることができる。より具体的に説明すると、無段変速機の負荷が最大の時、オイルの劣化が開始される温度に到達しないようにオイルクーラ１９でオイルを冷却するにあたり、そのオイルクーラ１９を通過させるべきオイルの流量である。
【００３２】
これに対して、必要潤滑油量Qlubとは、無段変速機の負荷が最大の時に焼き付きなどを発生させないために必要な潤滑油の流量である。そして、オイルクーラ１９における必要冷却油量Qcool または、被潤滑部２５における必要潤滑油量Qlubのうち、いずれが多くなるかを、実験またはシミュレーションによって確認し、ジェットポンプ１１の諸元を決定（設計）すればよい。ジェットポンプ１１の諸元には、スロート１６の中心線方向の長さ、スロート１６の内径、噴射孔１５の内径などが含まれる。これらの諸元の長さまたは内径を相対的に大きくするほど、ジェットポンプ１１の総吐出量が相対的に多くなる。
【００３３】
（第２具体例）
つぎに、冷却装置１の第２具体例を図４に基づいて説明する。この図４において、図１と同じ構成部分については図１と同じ符号を付してある。この第２具体例においては、ジェットポンプ１１の出口１８に油路３１が接続されており、その油路３１が２方向に分岐されてオイルクーラ１９および被潤滑部２５に接続されている。つまり、オイルポンプ２から吐出されたオイルの供給経路において、オイルクーラ１９と被潤滑部２５とが並列に配置されている。この第２具体例においては、オイルクーラ１９の出口２３はオイルパン３に接続されている。また、被潤滑部２５に供給されたオイルは、ケーシング３０の壁面を伝わってオイルパン３に戻されるように構成されている。
【００３４】
この第２具体例においては、ジェットポンプ１１から油路３１に供給されたオイルの一部が、被潤滑部２５に供給されて被潤滑部２５を潤滑および冷却する。また、ジェットポンプ１１から油路３１に供給されたオイルの一部が、オイルクーラ１９に供給されてそのオイルが冷却されてオイルパン３に戻る。この他、第２具体例において第１具体例と同様の構成部分については、第１具体例と同様の作用効果を得られる。また、第２具体例においては、総吐出量が、必要冷却油量Qcool および必要潤滑油量Qlubの合計よりも常に多くなるように、ジェットポンプ１１の諸元を設計することもできる。ここで、ジェットポンプ１１の諸元は、第１具体例におけるジェットポンプ１１の諸元と同じ意味である。
【００３５】
（第３具体例）
つぎに、冷却装置１の第３具体例を図５に基づいて説明する。この図５において、図１と同じ構成部分については図１と同じ符号を付してある。この第３具体例においては、ケーシング３０の内部において、ジェットポンプ１１よりも上方（高い位置）に被潤滑部２５が配置されている。このため、ジェットポンプ１１から噴射されたオイルは、その噴射圧により重力に抗してオイルクーラ１９を経由して被潤滑部２５に供給される。また、第３具体例においては、ケーシング３０の内部において、被潤滑部２５よりも下方であり、かつ、ジェットポンプ１１よりも上方に油溜め３２が設けられている。また、油溜め３２はオイルパン３よりも上方に配置されている。この油溜め３２は、被潤滑部２５を潤滑および冷却した後のオイルが空中を飛散して重力により落下した際、または被潤滑部２５を潤滑および冷却した後のオイルが、ケーシング３０の壁面を伝わって下方に移動した際に、それらのオイルをケーシング３０の内部で一旦保持するキャッチタンクである。
【００３６】
さらに、第３具体例においては、オイルパン３または油溜め３２からオイルをジェットポンプ１１の吸入油路１３に供給することができるように、切替弁３３が設けられている。この切替弁３３は、２つの入力ポート３４，３５と、出力ポート３６と、図示しないスプールとを有している。この入力ポート３４と油溜め３２とを接続する油路３７が設けられ、入力ポート３５とオイルパン３とを接続する油路３８が設けられている。また、出力ポート３６と吸入油路１３とを接続する油路３９が設けられている。
【００３７】
さらに、この切替弁３３のスプールを動作させるアクチュエータ４０が設けられている。このアクチュエータ４０により切替弁３３のスプールが動作されて、入力ポート３４または入力ポート３５のいずれか一方が出力ポート３６に接続される。このアクチュエータ４０は、オイルパン３の油温変化に応じて切替弁３３のスプールが動作するように構成されている。このアクチュエータ４０としては、例えば、熱膨張率が異なる２枚の金属板を貼り合わせて構成したバイメタルを用いることができる。このバイメタルは、オイルパン３の油温変化に基づいて、形状もしくは長さが変化して、切替弁３３のスプールが動作する。なお、アクチュエータ４０は、オイルパン３の油温変化に基づいて、切替弁３３のスプールを動作させる機構であればよく、アクチュエータ４０として、形状記憶合金、または形状記憶樹脂を用いることも可能である。
【００３８】
さらに、アクチュエータ４０の構成と、切替弁３３のスプールの動作との関係を具体的に説明する。まず、オイルパン３の油温が、予め定められた所定温度以下（低温）である場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３４と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３５が遮断されるように、アクチュエータ４０が構成されている。一方、オイルパン３の油温が、予め定められた所定温度を超えた（高温）場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３５と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３４が遮断されるように、アクチュエータ４０が構成されている。なお、図５の構成において、図１と同じ構成部分については、図１と同じ符号を付してある。ここで、「予め定められた所定温度」は、油溜め３２の油温がこれ以上高まると、オイルが劣化する可能性が生じることを、オイルパン３の油温から間接的に求めた値である。
【００３９】
この第３具体例において、第１具体例と同じ構成部分については第１具体例と同じ作用効果を得られる。また、第３具体例において、ジェットポンプ１１の供給油路１２にオイルパン３のオイルが供給される作用は、第１具体例と同じである。さらに、第３具体例において、ジェットポンプ１１から吐出されたオイルは、オイルクーラ１９を経由して被潤滑部２５に供給され、被潤滑部２５がオイルにより潤滑および冷却される。被潤滑部２５を潤滑および冷却したオイルは、空中またはケーシング３０の壁面を伝わって油溜め３２に至る。この油溜め３２の容量を超えたオイルは、空中を落下してオイルパン３に至るか、またはケーシング３０の壁面を伝わってオイルパン３に至る。
【００４０】
つぎに、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入されるオイルの吸入経路を説明する。この第３具体例においては、オイルパン３の油温が、予め定められた温度以下（低温）である場合は、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３４と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３５が遮断される。
【００４１】
すると、油溜め３２のオイルが油路３７、切替弁３３、油路３９を経由して、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入される。つまり、被潤滑部２５の熱を奪って温度が上昇したオイルが油溜め３２に溜まっており、油溜め３２の油温はオイルパン３の油温よりも高温である。その油溜め３２のオイルが、オイルパン３にある冷えたオイルと混ざることなく、ジェットポンプ１１を経由して再度、被潤滑部２５に供給される。このため、被潤滑部２５に供給されるオイルの温度上昇が促進されて、そのオイルの粘度が高まることを抑制できる。したがって、被潤滑部２５に含まれる歯車列、回転軸などによるオイルの撹拌損失の増加、または引き摺り損失の増加を抑制することができる。
【００４２】
ところで、油溜め３２に溜まるオイル量が増加して、油溜め３２からオーバーフローしたオイルがオイルパン３に移動すると、オイルパン３の油温が上昇する。そして、オイルパン３の油温が予め定められた温度を超えた（高温）場合、この第３具体例では、アクチュエータ４０の機能により切替弁３３が動作して、入力ポート３５と出力ポート３６とが接続され、かつ、入力ポート３４が遮断される。すると、オイルパン３のオイルが油路３７、切替弁３３、油路３９を経由して、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入される。このように、オイルパン３の油温が予め定められた温度を超えると、第３具体例では、切替弁３３の入力ポート３４を遮断して、被潤滑部２５に供給するオイルを、全てオイルパン３のオイルで賄うことができる。したがって、油溜め３２にある高温のオイルが、再度被潤滑部２５に供給されて更に温度上昇することを回避でき、オイルの劣化を防止できる。
【００４３】
なお、この第３具体例において、ジェットポンプ１１の吸入油路１３に吸入されるオイルが、オイルパン３のオイル、または油溜め３２のオイルのいずれであっても、吸入油路１３に吸入されるオイルの吸入油量Q2は、第１具体例と同様の原理により決定される。したがって、第３具体例においても第１具体例と同様の作用効果を得られる。
【００４４】
さらに、上記の各具体例においては、動力源としてエンジンが挙げられているが、電動モータを動力源として有する車両においても、この実施例を用いることができる。この場合、電動モータを冷却する冷却水が前記通路２２を通り、その冷却水とオイルとの間で熱交換がおこなわれる。また、各具体例において、オイルポンプ２は、駆動輪にトルクを伝達するエンジン４または電動モータにより駆動される構成の他、駆動輪との動力伝達をおこなえない電動モータにより駆動される構成でもよい。さらに、前記アクチュエータ４０を、オイルパン３の油温を検知する温度センサと、その温度センサにより検知される油温に基づいて、切替弁３３のスプールを動作させるソレノイドとにより構成することも可能である。
【００４５】
ここで、各具体例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、オイルパン３が、この発明の第１オイル貯溜部に相当し、供給油路１２が、この発明の第１油路に相当し、スロート１６が、この発明の第２油路に相当し、吸入油路１３が、この発明の副油路に相当し、エンジン４および電動モータが、この発明の動力源に相当し、オイル溜め３２が、この発明の第２オイル貯溜部に相当する。
【符号の説明】
【００４６】
２…オイルポンプ、 ３…オイルパン、 ４…エンジン、 １１…ジェットポンプ、 １２…供給油路、 １３…吸入油路、 １５…噴射孔、 １６…スロート、 １９…オイルクーラ、 ２５…被潤滑部、 ３２…オイル溜め、 ３３…切替弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オイルが溜められる第１オイル貯溜部と、この第１オイル貯溜部に溜められたオイルを吸入して吐出するオイルポンプと、このオイルポンプから吐出されたオイルと冷却液との間で熱交換をおこなわせることにより、そのオイルを冷却するオイルクーラとを有する冷却装置において、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラに導く経路に、前記オイルポンプから吐出されたオイルが通る第１油路と、この第１油路のオイルが噴射孔を通過して噴射される第２油路と、この第２油路に接続され、かつ、前記第２油路との圧力差により前記第１オイル貯溜部から前記第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路とを有するジェットポンプが設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記オイルクーラにより冷却されたオイルが供給されて潤滑または冷却される被潤滑部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却液が、車両の駆動輪に伝達するトルクを発生する動力源を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記被潤滑部の熱を奪った後のオイルが溜まる第２オイル貯溜部と、
前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、前記第２オイル貯溜部と前記副油路とを接続する一方、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、前記第１オイル貯溜部と前記副油路とを接続する切替弁と
を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
【請求項１】
オイルが溜められる第１オイル貯溜部と、この第１オイル貯溜部に溜められたオイルを吸入して吐出するオイルポンプと、このオイルポンプから吐出されたオイルと冷却液との間で熱交換をおこなわせることにより、そのオイルを冷却するオイルクーラとを有する冷却装置において、
前記オイルポンプから吐出されたオイルを前記オイルクーラに導く経路に、前記オイルポンプから吐出されたオイルが通る第１油路と、この第１油路のオイルが噴射孔を通過して噴射される第２油路と、この第２油路に接続され、かつ、前記第２油路との圧力差により前記第１オイル貯溜部から前記第２油路に吸入されるオイルが通過する副油路とを有するジェットポンプが設けられていることを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記オイルクーラにより冷却されたオイルが供給されて潤滑または冷却される被潤滑部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却液が、車両の駆動輪に伝達するトルクを発生する動力源を冷却する冷却水であることを特徴とする請求項１または２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記被潤滑部の熱を奪った後のオイルが溜まる第２オイル貯溜部と、
前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度以下である場合は、前記第２オイル貯溜部と前記副油路とを接続する一方、前記第１オイル貯溜部の油温が予め定められた所定温度を超えている場合は、前記第１オイル貯溜部と前記副油路とを接続する切替弁と
を備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の冷却装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５８５４４（Ｐ２０１１−５８５４４Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７４７０（Ｐ２００９−２０７４７０）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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