JP2008164036A - 自動変速機 - Google Patents

Abstract

【課題】補助ポンプを設けた自動変速機において、そのコンパクト化を図ることができ、かつ、ファイナルテストを円滑に行なえる自動変速機を提供すること。
【解決手段】エンジンの出力により駆動されるオイルポンプと、電動モータにより駆動される補助ポンプと、オイルポンプからの作動油が補助ポンプへ逆流することを防止する逆止弁と、を備えた自動変速機において、逆止弁をトルクコンバータハウジングの壁部内に設け、オイルポンプの油路から逆止弁に至る部分を、トルクコンバータハウジングの壁部内及び変速機ケースの壁部内に設けたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は自動変速機に関し、特に、エンジンの一時停止時に作動油圧を発生させる補助ポンプを設けた自動変速機に関する。

燃費の向上や排気エミッションの低減を図るため、渋滞や信号待ちに代表される車両の一時停車時に、エンジンを一時停止（アイドルストップ）させる制御手法が知られている。しかし、自動変速機を搭載した車両の場合、エンジンの一時停止によりエンジンにより駆動されるオイルポンプも停止する。従って、オイルポンプから作動油の供給を受けて作動する、クラッチやブレーキといった摩擦係合要素をエンジンの一時停止中は作動できなくなる。このため、例えば、締結しておくべき摩擦係合要素が解放されて、エンジンの再始動時に再締結されることにより、クラッチ締結までに時間がかかり、クラッチ締結までにアクセルを踏むとエンジン回転が上昇した状態でクラッチが締結するため、発進時に締結ショックが発生し、乗員に違和感を与えるという問題がある。

そこで、電動モータにより駆動される補助ポンプを設け、エンジンの一時停止中には補助ポンプにより作動油の油圧を確保し、摩擦係合要素を締結状態又は締結直前の状態としておくことが提案されている（例えば、特許文献１及び２）。ここで、補助ポンプを自動変速機の内部に配設することは、スペース的に困難であり、また、既存の自動変速機を大幅に設計変更しなければならないという問題がある。また、補助ポンプを設けた場合には、オイルポンプから補助ポンプへの作動油の逆流を防止するために逆止弁が必要となる。特許文献１及び２には補助ポンプと逆止弁とを自動変速機の外部に配設した自動変速機が開示されている。

特開２００１−３１７６２３号公報 特開２００２−５４７２４号公報

補助ポンプを自動変速機の外部に配設した場合、補助ポンプと自動変速機とを接続する配管も必要となる。自動変速機のコンパクト化を図るためには、自動変速機の外部に配設される構成をできるだけ簡素化することが望ましい。

また、一般に自動変速機は、車両への組付け前に自動変速機単体で、変速動作等が正常に行なわれるか否かの最終試験（ファイナルテスト）が行われる。補助ポンプによる作動油の供給動作の試験は、ファイナルテストの段階では必ずしも必要がなく、むしろ、ファイナルテストに合格した段階で補助ポンプ等を自動変速機に組付け、これを車両を組付けた段階で行なう方が作業効率がよい。従って、ファイナルテストは補助ポンプ等を組付けていない状態で行なえることが望ましい。しかし、補助ポンプ等を組みつけていない場合、自動変速機側の配管接続部分から作動油が漏れるため、配管接続部分を何らかの形で封鎖するという追加加工の手間がかかる。

従って、本発明の目的は、補助ポンプを設けた自動変速機において、そのコンパクト化を図ることができ、かつ、ファイナルテストを円滑に行なえる自動変速機を提供することにある。

本発明によれば、トルクコンバータを収容し、エンジンに接続されるトルクコンバータハウジングと、前記トルクコンバータを介して前記エンジンの出力が入力される変速ギヤ機構を収容し、前記トルクコンバータハウジングに接続された変速機ケースと、前記変速ギヤ機構の変速段を切り換える摩擦係合要素の作動を制御する油圧制御手段と、前記変速機ケース内に設けられ、前記エンジンの出力により駆動されて前記油圧制御手段に、第１の油路を介して作動油を圧送するオイルポンプと、前記変速機ケース外に設けられ、電動モータにより駆動されて前記油圧制御手段に、前記第１の油路から分岐した第２の油路を介して作動油を圧送する補助ポンプと、前記第２の油路に設けられ、前記第１の油路から前記補助ポンプへ作動油が逆流することを防止する逆止弁と、を備えた自動変速機において、前記逆止弁を前記トルクコンバータハウジングの壁部内に設け、前記第２の油路の前記第１の油路から前記逆止弁に至る部分を、前記トルクコンバータハウジングの壁部内及び前記変速機ケースの壁部内に設けたことを特徴とする自動変速機が提供される。

この構成によれば、前記逆止弁を前記トルクコンバータハウジングの壁部内に設けたことにより、当該逆止弁を自動変速機の外部に配設した構成と比べて、自動変速機の外部に存する構成が削減され、自動変速機のコンパクト化を図れる。

また、一般にエンジンに合わせて設計変更される前記トルクコンバータハウジングに前記逆止弁を設けたことで、前記変速機ケースについては最小の設計変更で足り、既存の変速機ケース、変速ギヤ機構及び油圧制御手段を有効活用できる。

また、前記第２の油路の前記第１の油路から前記逆止弁に至る部分を、前記トルクコンバータハウジングの壁部内及び前記変速機ケースの壁部内に設けたことで、前記第１の油路から前記逆止弁に至る部分について、自動変速機の外部の配管を不要とし、自動変速機のコンパクト化を図れる。加えて、自動変速機の外部の配管は、前記補助ポンプによる油圧に耐久できれば足りるので、その簡素化が図れる。

また、前記逆止弁により、前記第１の油路から前記補助ポンプへ向う作動油に対して前記第２の油路が封鎖されるので、ファイナルテストの際に、前記補助ポンプ及びその配管を配設することなく、前記オイルポンプから圧送される作動油が漏れ出すことを防止することができる。従って、ファイナルテストに際して、自動変速機に追加の加工等が必要とされず、ファイナルテストを円滑に行なえる。

本発明においては、更に、前記変速機ケースの外周に開口し、前記オイルポンプにより圧送される作動油の油圧を検出するため油圧検出孔を備え、前記油圧検出孔が、前記第２の油路の前記逆止弁よりも前記第１の油路側の部分と連通している構成を採用できる。

この構成によれば、前記油圧検出孔を備えたことにより、前記油圧制御手段に供給される作動油の油圧検出が可能となり、自動変速機のメンテナンス時のサービス性を確保できる。また、前記油圧検出孔が前記第２の油路と連通していることにより、油路の簡素化を図ることができる。

また、本発明においては、前記補助ポンプを前記トルクコンバータハウジングの外周に取り付け、前記トルクコンバータハウジングの外周に開口し、前記逆止弁が設けられた孔部と、前記補助ポンプと、を接続する配管を、前記第２の油路の一部として設けた構成を採用できる。

この構成によれば、前記補助ポンプと前記逆止弁とを、より近接して配設することができ、孔部と前記補助ポンプとを接続する前記配管のコンパクト化を図ることができる。

以上述べた通り、本発明によれば、補助ポンプを設けた自動変速機において、そのコンパクト化を図ることができ、かつ、ファイナルテストを円滑に行なえる自動変速機を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの側面図である。自動変速機Ａはトルクコンバータハウジング１０と、変速機ケース２０と、オイルパン３０と、を備える。図２は図１の線Ｘ−Ｘに沿う断面図であり、トルクコンバータハウジング１０を変速機ケース２０との接続面となる端面側から見た図である。また、図３は図１の線Ｙ−Ｙに沿う断面図であり、変速機ケース２０をトルクコンバータハウジング１０との接続面となる端面側から見た図である。なお、図２及び図３は後述する補助ポンプ４０、電動モータ４１、配管５０及び５１を取り外した状態を示す。

トルクコンバータハウジング１０は図２に示すように、不図示のトルクコンバータを収容する収容部１１を備え、変速機ケース２０との接続面と反対側の端面においてエンジンに接続される。

変速機ケース２０は図３に示すように、トルクコンバータ（不図示）を介してエンジンの出力が入力される入力軸（不図示）が収容される第１収容部２１、カウンタ軸（不図示）が収容される第２収容部２２及び差動装置（不図示）が収容される第３収容部２３を備える。

第１収容部２１には入力軸に設けた変速ギヤ機構（不図示）が収容される。変速ギヤ機構は例えば複数のプラネタリギヤセットである。第１収容部２１にはまた、変速ギヤ機構の変速段を切り換える摩擦係合要素が収容される。摩擦係合要素としては、例えばプラネタリギヤセットの回転要素間若しくは回転要素と入力軸とを断続するクラッチ、回転要素と変速機ケース２０とを断続するブレーキである。第１収容部２１には、また、オイルポンプ（不図示。以下、メインポンプという。）が収容される。メインポンプはエンジンの出力により駆動されて変速機ケース２０に設けた油圧制御回路（不図示）に作動油を圧送する。

第２収容部２２にもカウンタ軸に設けた変速ギヤ機構（不図示）、摩擦係合要素（不図示）が収容される。第２収容部２２に収容される変速ギヤ機構、摩擦係合要素も、例えば、プラネタリギヤセット、クラッチ及びブレーキである。第１収容部２１に収容された変速ギヤ機構の出力は第２収容部２２に収容された変速ギヤ機構に入力され、その出力は第３収容部２３に収容された差動装置に入力されて、車輪軸に伝達されることになる。

なお、本実施形態では変速機ケース２０に差動装置を組み込む構成としたが、別ユニットとしてもよい。また、本実施形態はカウンタ軸を有する自動変速機Ａを例に挙げるが、カウンタ軸を有しない形式の自動変速機にも本発明は適用可能である。

変速機ケース２０は、図１及び図３に示すように油圧検出部２５を備える。油圧検出部２５は変速機ケース２０の外周に開口した油圧検出孔２５ｂを有し、メインポンプにより圧送される作動油の油圧検出するための孔（検出器を挿入するための孔）であり、プラグ２５ａにより通常時は封止されている。

図１を参照して、自動変速機Ａは変速機ケース２０外に設けられ、電動モータ４１により駆動される補助ポンプ４０を備える。なお、ケーブル４１ａは電動モータ４１への配線であり、その端部にはコネクタが設けられている。

補助ポンプ４０は配管５０を介してオイルパン３０に接続されており、また、配管５１を介してトルクコンバータハウジング１０に接続されている。電動モータ４１の駆動により、補助ポンプ４０は配管５０を介してオイルパン３０内の作動油を吸引し、配管５１を介してトルクコンバータハウジング１０に作動油を圧送する。

図１及び図２に示すように、トルクコンバータハウジング１０の壁部は、配管５１を取り付ける取付部１２を有する。図４は取付部１２の周辺の拡大図である。取付部１２は有底の孔部１２ａが穿設されており、孔部１２ａにはトルクコンバータハウジング１０の端面に開口した油路１２ｂが連通している（図２参照）。

また、図３に示すように変速機ケース２０には、油路１２ｂと連通する油路２４が形成されている。図６は図３の線Ｚ−Ｚに沿う断面図であり、油路２４近傍の断面図である。変速機ケース２０の端面には、油路２４の周囲に溝２４ａが形成されており、溝２４ａにはＯリング等のシール材が配される。本実施形態の場合、油路２４はメインポンプから油圧制御回路へ圧送される作動油の油路１に連通すると共に、油圧検出孔２５ｂにも連通している。しかして、補助ポンプ４０から圧送された作動油は孔部１２ａ、油路１２ｂ及び油路２４を介して変速機ケース２０の油路１へ供給されることになる。

孔部１２ａには、配管５１と接続されるコネクタ６０が螺合されている。図５（ａ）及び（ｂ）は取付部１２の断面図である。コネクタ６０は、貫通孔６０ａを有する筒状をなしており、配管５１のコネクタ（不図示）が螺合する第１ねじ部６１と、孔部１２ａにコネクタ６０を螺合する第２ねじ部６２と、コネクタ６０内の貫通孔６０ａの径が徐々に変化するテーパ部６３と、を有する。

孔部１２ａ内には、逆止弁７０が配設されている。逆止弁７０は、球体７１と、球体７１をテーパ部６３へ常時押圧して貫通孔６０ａを封止させるコイルスプリング７２と、コイルスプリング７２を支持すると共に球体７１の移動範囲を規制する支持部材７３と、を備える。

支持部材７３は、孔部１２ａの底部近傍に嵌合された座部７３ａと、座部７３ａに立設され、コイルスプリング７２内に挿入された軸部７３ｂと、から構成されている。座部７３ａと軸部７３ｂとの境界部分において、軸部７３ｂはその径が徐々に増大している。これは、車両走行中の振動（主に上下動）に起因する軸部７３ｂの径方向のコイルスプリング７２の移動を規制し、コイルスプリング７２の中心が軸部７３ｂの中心と一致するようにして、球体７１をより確実にテーパ部６３へ押圧するためである。

係る構成からなる逆止弁７０は、補助ポンプ４０の停止中は図５（ａ）に示すようにコイルスプリング７２の付勢により球体７１が貫通孔６０ａを封止する。従って、変速機ケース２０の油路１から油路２４及び油路１２ｂを介して流れてくる作動油が補助ポンプ４０へ逆流することを防止することができる。

一方、補助ポンプ４０の作動中は図５（ｂ）に示すように、補助ポンプ４０から圧送される作動油の圧力により、球体７１がコイルスプリング７２の付勢力に抗して支持部材７３側に移動し、貫通孔６０ａが開通する。この際、球体７１は支持部材７３の軸部７３ｂの端部に当接して移動が規制されることになる。作動油は油路２４及び油路１２ｂ及び油路２４を介して変速機ケース２０の油路１へ圧送されることになる。

図１に戻り、本実施形態の場合、補助ポンプ４０及び電動モータ４１は、ブラケット８０を介して、トルクコンバータハウジング１０の壁部の外周に形成した取付部１３（図２、図４参照。）に取り付けられている。補助ポンプ４０及び電動モータ４１は、変速機ケース２０に取り付ける構成も採用可能であるが、トルクコンバータハウジング１０に取り付けることで、補助ポンプ４０と逆止弁７０とを、より近接して配設することができ、孔部１２ａと補助ポンプ４０とを接続する配管５１のコンパクト化を図ることができる。

次に、図７は自動変速機Ａの油圧系統のブロック図である。変速機ケース２０内に設けられ、エンジン出力により駆動されるメインポンプ１００は油路１（第１の油路）を介して油圧制御回路（油圧制御手段）１５０に作動油を圧送する。油圧制御回路１５０は、例えば、作動油圧を調整するレギュレータ、作動油圧を貯留するアキュームレータ、電子制御弁等から構成され、変速機ケース２０内の変速ギヤ機構の変速段を切り換える摩擦係合要素の作動を制御する。具体的には、例えば、クラッチ、ブレーキのピストンを作動させる油圧室へ作動油を供給又は遮断する。

補助ポンプ４０はエンジンの一時停止時に電動モータ４１により駆動され、油路１から分岐した油路２４、１２ａ、１２ｂ、配管５１を介して油圧制御回路１５０に作動油を圧送する。逆止弁７０はメインポンプ１００作動時に補助ポンプ４０へ作動油が逆流することを防止する。
コントロールユニット２００は、自動変速機Ａを制御するＣＰＵ、車両の走行状態、操作状態等を検出する各種センサからの信号を受信するインターフェース、メモリ等を備え、油圧制御回路１５０の電子制御弁等の電子デバイス及び電動モータ４１を制御する。電動モータ４１の制御について言えば、例えば、各種センサの検知結果により、エンジンの一時停止が検知された場合又は一時停止が推測された場合には電動モータ４１を駆動し、また、エンジンの始動が検知された場合又は始動が推測された場合には電動モータ４１を停止する。

以上の構成からなる自動変速機Ａでは、逆止弁７０をトルクコンバータハウジング１０の壁部（取付部１２）内に設けたことにより、逆止弁７０を自動変速機の外部に配設した構成と比べて、自動変速機の外部に存する構成が削減され、自動変速機のコンパクト化を図れる。

また、一般にエンジンに合わせて設計変更されるトルクコンバータハウジング１０に逆止弁７０を設けたことで、変速機ケース２０については最小の設計変更で足り、既存の変速機ケース、変速ギヤ機構及び油圧制御回路を有効活用できる。

また、補助ポンプ４０による作動油の油路２４、１２ａ、１２ｂ及び配管５１（第２の油路）のうち、油路１（第１の油路）から逆止弁７０に至る部分（油路２４、１２ａ、１２ｂ）を、トルクコンバータハウジング１０の壁部内及び変速機ケース２０の壁部内に設けたことで、油路１から逆止弁７０に至る部分について、自動変速機Ａの外部の配管を不要とし、自動変速機Ａのコンパクト化を図れる。

加えて、自動変速機Ａの外部の配管は、補助ポンプ４０による油圧に耐久できれば足りるので、その簡素化が図れる。つまり、一般に、メインポンプ１００による作動油の油圧と比べて、補助ポンプ４０による作動油の油圧は低くて足りる。本実施形態では、メインポンプ１００の油圧が加わる逆止弁７０と油路１との間の油路は全てトルクコンバータハウジング１０の壁部内及び変速機ケース２０の壁部内に設けており、配管５１は補助ポンプ４０による油圧に耐久できるものであれば足りるので、その簡素化が図れる。

また、逆止弁７０により、油路１（第１の油路）から補助ポンプ４０へ向う作動油に対して油路２４、１２ａ、１２ｂ及び配管５１（第２の油路）が封鎖されるので、ファイナルテストの際に、補助ポンプ４０及びその配管５０、５１を配設することなく、メインポンプ１００から圧送される作動油が漏れ出すことを防止することができる。従って、ファイナルテストに際して、自動変速機Ａに追加の加工等が必要とされず、ファイナルテストを円滑に行なえる。

また、油圧検出孔２５ｂを備えたことにより、油圧制御回路１５０に供給される作動油の油圧検出が可能となり、自動変速機Ａのメンテナンス時のサービス性を確保できる。更に、油圧検出孔２５ｂが油路２４と連通していることにより、油路の簡素化を図ることができる。

つまり、油圧検出孔２５ｂを利用して油路２４と油路１との連通を行なうことができ、変速機ケース２０の設計変更をより少なくすることができる。特に、本実施形態では、油圧検出孔２５ｂが変速機ケース２０の、トルクコンバータハウジング１０側の端面近傍に設けられているので、油路２４の形成にあたり、当該端面からのドリル加工の追加で油路２４を形成できるので、設計変更をより少なくすることができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機Ａの側面図である。 図１の線Ｘ−Ｘに沿う断面図である。 図１の線Ｙ−Ｙに沿う断面図である。 取付部１２の周辺の拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は取付部１２の断面図である。 図３の線Ｚ−Ｚに沿う断面図である。 自動変速機Ａの油圧系統のブロック図である。

符号の説明

Ａ 自動変速機
１０ トルクコンバータハウジング
２０ 変速機ケース
３０ オイルパン
４０ 補助ポンプ
７０ 逆止弁
１００ オイルポンプ
１５０ 油圧制御回路

Claims (3)

1. トルクコンバータを収容し、エンジンに接続されるトルクコンバータハウジングと、
   前記トルクコンバータを介して前記エンジンの出力が入力される変速ギヤ機構を収容し、前記トルクコンバータハウジングに接続された変速機ケースと、
   前記変速ギヤ機構の変速段を切り換える摩擦係合要素の作動を制御する油圧制御手段と、
   前記変速機ケース内に設けられ、前記エンジンの出力により駆動されて前記油圧制御手段に、第１の油路を介して作動油を圧送するオイルポンプと、
   前記変速機ケース外に設けられ、電動モータにより駆動されて前記油圧制御手段に、前記第１の油路から分岐した第２の油路を介して作動油を圧送する補助ポンプと、
   前記第２の油路に設けられ、前記第１の油路から前記補助ポンプへ作動油が逆流することを防止する逆止弁と、
   を備えた自動変速機において、
   前記逆止弁を前記トルクコンバータハウジングの壁部内に設け、
   前記第２の油路の前記第１の油路から前記逆止弁に至る部分を、前記トルクコンバータハウジングの壁部内及び前記変速機ケースの壁部内に設けたことを特徴とする自動変速機。
2. 更に、
   前記変速機ケースの外周に開口し、前記オイルポンプにより圧送される作動油の油圧を検出するため油圧検出孔を備え、
   前記油圧検出孔が、前記第２の油路の前記逆止弁よりも前記第１の油路側の部分と連通していることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機。
3. 前記補助ポンプを前記トルクコンバータハウジングの外周に取り付け、
   前記トルクコンバータハウジングの外周に開口し、前記逆止弁が設けられた孔部と、前記補助ポンプと、を接続する配管を、前記第２の油路の一部として設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動変速機。

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