JP2008190720A - 自動トランスミッションシステムのための２段逆止め弁 - Google Patents

Abstract

【課題】自動トランスミッションの液圧式回路における流体の流れをよりよく制御することによって自動トランスミッションシステムにおける摩擦損失を減じる。
【解決手段】液圧式ポンプと、トランスミッション入力軸におけるボアを介してクラッチパックと流体接続されたトルクコンバータと、入力軸のボアに収容された２段式逆止め弁とが設けられており、逆止め弁が、クラッチパック及び前記トルクコンバータと流体接続されており、逆止め弁が、第１の圧力に応答して開放するための第１の弁手段３と、第２の圧力に応答して開放するための第２の弁手段２とを有しており、第１の圧力が第２の圧力よりも小さく、第２の圧力がトランスミッションのための通常作動圧力範囲よりも小さい。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、自動トランスミッション、特に自動車のための自動トランスミッション入力軸において使用される逆止め弁に関する。

自動トランスミッションシステムは、液圧式ポンプ、トルクコンバータ及びクラッチパックを含む液圧式回路を有する。入力軸はトルクコンバータから遊星歯車装置へ動力を伝達する。クラッチパックを冷却するために、入力軸は、トルクコンバータとクラッチパックとの間に自動トランスミッション流体を流れさせるボアを有している。

自動車エンジンが停止しておりかつポンプが作動していない場合、自動トランスミッション流体は概してトルクコンバータから流出し、ひいては、初期エンジン始動時に、トルクコンバータは、適切に作動するために不十分な自動トランスミッション流体を有する。

この始動問題を解決しかつエンジンが停止している場合にトルクコンバータからの自動トランスミッション流体の流れを回避するために、一段逆止め弁が、トルクコンバータとクラッチ板との間において入力軸のボアに配置されている。一段逆止め弁は、トルクコンバータからの自動トランスミッション流体の流れを阻止するためにポンプが停止している時の期間、液圧式回路を閉鎖する。通常は、これらの一段逆止め弁は、約２〜４ｐｓｉの圧力において開放し、アイドリング時における毎分６リットルの流れ及び最大流量時における毎分１８〜２０リットルに達する流れを許容する。

一段逆止め弁の問題の１つは、一段逆止め弁が早く開き過ぎるということである。このことは、トランスミッションの開放したクラッチパックが、自動トランスミッション流体で溢れ、このことは摩擦抵抗を生じる。摩擦抵抗は、摩擦損失と、燃料消費の増大とを生じる。

本発明の目的は、自動トランスミッションシステムの液圧式回路における自動トランスミッション流体の流れをよりよく制御することによって自動トランスミッションシステムにおける摩擦損失を減じることである。自動トランスミッションにおける摩擦損失の減少は、よりよい燃料経済性及び効率という利点を提供する。

本発明のこれらの目的及び利点並びにその他の目的及び利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

本発明は、自動トランスミッションシステムの液圧式回路のトランスミッション入力軸に収容された２段逆止め弁によって上記目的を達成する。２段逆止め弁は、第１の圧力に応答して開放するための第１の弁手段と、第２の圧力に応答して開放するための第２の弁手段とを有する。第１の圧力は第２の圧力よりも小さく、第２の圧力は、トランスミッションのための通常作動圧力範囲よりも小さい。

好適には、２段逆止め弁は管状のハウジングを有しており、このハウジングに、第１及び第２の弁手段が軸方向に配置されており、第１の弁手段は第２の弁手段の内側に軸方向に位置決めされている。

第１の弁手段は好適には、ばねによって閉鎖位置へ付勢されたボール又は内側ポペットである。

第２の弁手段は、ばねによって閉鎖位置に付勢された外側ポペットである。

第１の弁手段及び第２の弁手段において使用するための適切なばねは圧縮ばねである。

第１の圧力は好適には約２ｐｓｉ〜約１０ｐｓｉ（１０〜７０ｋＰａ）であり、より好適には約６ｐｓｉ〜約８ｐｓｉ（４０〜５５ｋＰａ）である。

第２の圧力は好適には約６５ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ（４００〜７００ｋＰａ）であり、より好適には約７５ｐｓｉ〜約１００ｐｓｉ（５００〜７００ｋＰａ）である。

通常作動圧力範囲は通常約１２５ｐｓｉ（８５０ｋＰａ）である。

本発明の２段逆止め弁は、第１の圧力が第２の圧力よりも小さくかつ第２の圧力が通常作動圧力よりも小さいならば、所望の設計に応じて、異なる第１及び第２の圧力で作動するように形成されていることができる。第１の圧力はオイルの流れを開始するように設定されており、第２の圧力は制限された流れを減じかつ適切な作動を提供するように選択されている。

好適には、２段逆止め弁は、ポンプが作動していない場合にトルクコンバータからの自動トランスミッション流体の排出を阻止する。

本発明の目的は、自動トランスミッションにおけるトルクコンバータとクラッチパックとの間における自動トランスミッション流体の流れを調整するための方法によっても達成され、前記自動トランスミッションにおいてトルクコンバータは自動トランスミッションの入力軸に設けられたボアを介してクラッチパックと流体接続されており、前記方法が、第１の圧力に応答した第１の逆止め弁手段の第１の開放のステップと、第２の圧力に応答した第２の逆止め弁手段の第２の開放のステップとを含み、前記第１の圧力が第２の圧力よりも小さい。

実施例が図面に示されており、以下により詳細に説明される。

図１Ａ及び１Ｂに示されているように、２段逆止め弁は、閉鎖位置にばね６によってハウジング１のシート１１に対して付勢された摺動する管状のポペット２を備えた管状のハウジング１を有している。ばね６は弁アセンブリの端部板７によって所定の位置に保持されている。ボール３は、ポペット２内に収容されており、閉鎖位置にばね５によって管状ポペット２におけるシート１０に対して付勢されている。ばね５は、管状ポペット２の一部であるシャトル４によって所定の位置に保持されている。シャトル４は面１２を有しており、端部板７は、ボール及びポペットそれぞれの開放距離を制御する面１３を有している。

逆止め弁は、以下に説明するようにトランスミッション入力軸のボアに取り付けられており、図５〜７に示されているようにＯリング８によってシールされている。シート１０及び１１は環状の開口を形成しており、弁が開放している場合にはこの開口を流体が流過する。弁シート１０及び１１は概して互いに同心状である。システム圧力が所定の値、すなわち第１の圧力に達すると、ボール３は弁シート１０から軸方向に移動させられ、環状のオリフィスが、ボール３の外縁とシート１０の内縁との間に開放させられる。ボールのこの移動は、シート１０によって形成されたオリフィスを概して半径方向に通って延びた流路を開放させ、次いで流体が半径方向開口９を通り、ポペット２を通過し、端部板７におけるオリフィス７ａから流出する。流路の圧力が所定のレベル、すなわち第２の圧力にまで増大すると、管状のポペット２は弁シート１１から軸方向に移動させられ、環状のオリフィスがシートの外縁１１の間に開放する。この流路は、管状部材１の内縁と管状ポペット２の外縁とによって形成されたオリフィスを概して半径方向に通って延びており、ポペット２に沿って軸方向に移動し、オリフィス７ａから出ている。第２のオリフィスの開放は、逆止め弁を通るより大きなオイル流量を許容し、これにより、クラッチパックに対する冷却の大きさを増大する。

図２Ａ及び２Ｂを参照すると、図１Ａ及び１Ｂのボール３が内側ポペット３’と交換されていることが分かる。内側ポペット３’はばね６によってシート１０に対して付勢されている。

図３Ａ及び３Ｂは、外側ポペット２が溝付き外側ポペット２’であることを除いて、図１Ａ及び１Ｂと同じ参照符号を有する。

図３Ａ及び３Ｂ及び図４Ａ及び４Ｂにおいて、端部板の形状は平坦であり、端部板は、逆止め弁が開放しているときに流体を流過させるオリフィス７ａを備えている。図３Ａ、３Ｂ、４Ａ及び４Ｂには外側溝付きポペットが示されている。

外側溝付きポペット２’の溝が図３Ｂ及び図４Ｂに示されており、溝は、軸方向開口９’を形成しており、内側ポペット３’又はボール３が第１のシート１０から離れるように後方へ強制された場合に流体のための通路を提供し、流体は、シート１０によって形成されたオリフィスに流入し、軸方向開口９’を通過し、オリフィス７’ａから流出する。

第２の圧力に達すると、外側溝付きポペット２’が第２のシート１１から離反させられ、シート１１によって形成された開放したオリフィスを形成する。次いで、自動トランスミッション流体は、シート１１によって形成されたオリフィスを流過し、外側溝付きポペット２’の外側を通り、オリフィス７’ａから流出する。

外側溝付きポペット２’の後方移動は、端部板７’の面１３’によって制限されている。

ボール３及び内側ポペット３’の後方移動は、シャトル４の面１２によって制限されている。

認められるように、外側ポペット２又は外側溝付きポペット２’の開放は、ボール３又は内側ポペット３’の開放よりも、より多くのオイルを逆止め弁に流過させることができる。

図５を参照すると、図５は、トランスミッション入力軸２２とクラッチパック２４とを有するトルクコンバータ２０を示している。トランスミッション入力軸２２のボア２６には、本発明の２段逆止め弁２８が取り付けられている。

本発明の方法が、図１Ａの２段逆止め弁を引用して説明される。ポンプがまず始動させられ、自動車がアイドリング又は駐車していると、ボール３が第１のシート１０から後方へ離反させられる。これによりシート１０はオリフィスを形成し、これにより、自動トランスミッション流体は、シート１０によって形成されたオリフィスを流過し、半径方向開口９を通過し、端部板７に設けられたオリフィス７ａから流出する。これは、自動トランスミッション流体がトルクコンバータから逆止め弁を通ってクラッチパックへ流れることを意味する。

液圧式ポンプが流量を第２の圧力のレベルにまで増大させると、外側ポペット２が第２のシート１１から後方へ離反する。これは、第２のシート１１によって形成されたオリフィスが開放し、自動トランスミッション流体が、第２のシート１１によって形成されたオリフィスを流過し、外側ポペット２の外側に沿って流れ、端部板７のオリフィス７ａから流出することができることを意味する。シート１１によって形成されたオリフィスのこの開口は、トルクコンバータからクラッチパックへのより大きな流体流れを許容する。

逆止め弁を通る自動トランスミッション流体の流れが減少させられると、適切な量の自動トランスミッション流体がクラッチパックに提供されるように、２段逆止め弁は段階的に閉鎖することができる。

ボール及び外側ポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 ボール及び外側ポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 内側及び外側ポペットを使用した、本発明による２段逆止め弁を示している。 内側及び外側ポペットを使用した、本発明による２段逆止め弁を示している。 ボール及び外側溝付きポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 ボール及び外側溝付きポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 内側ポペット及び外側溝付きポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 内側ポペット及び外側溝付きポペットを有する、本発明による２段逆止め弁を示している。 トランスミッション入力軸に位置決めされた、本発明による２段弁を示している。

符号の説明

１ 管状ハウジング、 ２ 外側ポペット、 ２’ 外側溝付きポペット、 ３ ボール、 ３’ 内側ポペット、 ４ シャトル、 ５ 第１のばね、 ６ 第２のばね、 ７ Ｔ字形の端部板、 ７’ 平坦な端部板、 ７ａ，７’ａ オリフィス、 ８ Ｏリング、 ９ 半径方向開口、 ９’ 軸方向開口、 １０ 第１のシート、 １１ 第２のシート、 １２ シャトルの面、 １３，１３’ 端部板の面、 ２０ トルクコンバータ、 ２２ トランスミッション入力軸、 ２４ クラッチパック、 ２６ ボア、 ２８ ２段式逆止め弁

Claims (15)

1. 車両のための自動トランスミッションシステムにおいて、
   液圧式ポンプと、
   トランスミッション入力軸におけるボアを介してクラッチパックと流体接続されたトルクコンバータと、
   前記入力軸の前記ボアに収容された２段式逆止め弁とが設けられており、該逆止め弁が、前記クラッチパック及び前記トルクコンバータと流体接続されており、前記逆止め弁が、第１の圧力に応答して開放するための第１の弁手段と、第２の圧力に応答して開放するための第２の弁手段とを有しており、前記第１の圧力が前記第２の圧力よりも小さく、第２の圧力がトランスミッションのための通常作動圧力範囲よりも小さいことを特徴とする、車両のための自動トランスミッションシステム。
2. 前記逆止め弁に、
   管状のハウジングが設けられており、
   前記第２の弁手段が第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側ポペットであり、前記第２のポペットと第２のばねとが前記管状のハウジングに収容されており、
   前記第１の弁手段が第１のばね手段によって閉鎖位置に付勢されたボールであり、該ボール及び第１のばねが前記外側ポペットに収容されている、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
3. 前記逆止め弁に、
   管状のハウジングが設けられており、
   第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側ポペットであり、該外側ポペットと前記第２のばねとが前記管状のハウジングに収容されており、前記第１の弁手段が、第１のばね手段によって閉鎖位置に付勢された内側ポペットであり、該内側ポペットと第１のばねとが前記外側ポペットに収容されている、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
4. 前記逆止め弁に、
   管状のハウジングが設けられており、
   前記第２の弁手段が、第２のばね手段によって閉鎖位置に付勢された外側溝付きポペットであり、該外側溝付きポペットと前記第２のばねとが前記管状のハウジングに収容されており、
   前記第１の弁手段が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢されたボールであり、該ボールと前記第１のばねとが前記外側溝付きポペットに収容されている、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
5. 前記逆止め弁に、
   管状のハウジングが設けられており、
   前記第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側溝付きポペットであり、該外側溝付きポペットと前記第２のばねとが前記管状のハウジングに収容されており、
   前記第１の弁手段が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢された内側ポペットであり、該内側ポペットと前記第１のばねとが前記外側溝付きポペットに収容されている、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
6. 前記第１の圧力が、約２〜約１０ｐｓｉであり、前記第２の圧力が、約６５〜約１００ｐｓｉであり、前記通常作動圧力範囲が約１２５ｐｓｉである、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
7. 前記逆止め弁が、ポンプが作動していないときに、トルクコンバータからの自動トランスミッション流体の排出を阻止する、請求項１記載の自動トランスミッションシステム。
8. 自動トランスミッションの入力軸のボアにおいて使用するための２段逆止め弁において、前記トランスミッションが、液圧式ポンプと、前記ボアを通じてクラッチパックと流体接続しているトルクコンバータとを有しており、２段逆止め弁に、
   入口と出口とを備えた管状のハウジングが設けられており、前記入口と出口とが、トルクコンバータ及びクラッチパックと流体接続しており、
   第１の圧力に応答して開放するための第１の弁手段が設けられており、該第１の弁手段が前記管状のハウジング内に軸方向に配置されており、
   第２の圧力に応答して開放するための第２の弁手段が設けられており、該第２の弁手段が前記第１の弁手段を収容しており、前記第２の弁手段が前記管状のハウジング内に軸方向に収容されており、
   前記第１の圧力が前記第２の圧力よりも小さいことを特徴とする、２段逆止め弁。
9. 前記第１の弁手段が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢されたボールであり、前記第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側ポペットである、請求項８記載の２段逆止め弁。
10. 第１の弁手段が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢された内側ポペットであり、前記第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側ポペットである、請求項８記載の２段逆止め弁。
11. 第１の弁が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢されたボールであり、第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側溝付きポペットである、請求項８記載の２段逆止め弁。
12. 第１の弁手段が、第１のばねによって閉鎖位置に付勢された内側ポペットであり、
    第２の弁手段が、第２のばねによって閉鎖位置に付勢された外側溝付きポペットである、請求項８記載の２段逆止め弁。
13. 第１の圧力が約２〜約１０ｐｓｉであり、第２の圧力が約６５〜約１００ｐｓｉである、請求項８記載の２段逆止め弁。
14. トルクコンバータから、入力軸におけるボアを通って、前記トルクコンバータと流体接続しているクラッチパックへの自動トランスミッション流体の流れを調整する方法において、該方法が、
    第１の圧力に応答した第１の逆止め弁手段の第１の開放と、
    第２の圧力に応答して第２の逆止め弁手段の第２の開放とを含み、
    前記第１の圧力が前記第２の圧力よりも小さいことを特徴とする、自動トランスミッション流体の流れを調整する方法。
15. 第１の圧力が約２〜約１０ｐｓｉであり、第２の圧力が約６５〜約１００ｐｓｉである、請求項１４記載の方法。

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