JP2016044738A - ベルト式の無段変速機 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、プーリの油圧室に供給される油圧が、駆動源(例えばエンジン)の駆動/停止に連動して駆動/停止するオイルポンプの吐出圧から調圧される場合には、コーストストップ機能やアイドリングストップ機能により駆動源が停止すると、オイルポンプOPを駆動するための回転駆動力が、駆動源側から変速機側に入力されなくなるので、オイルポンプもまた停止する。
そうすると、このオイルポンプの停止時に、プーリの油圧室の油圧が低下する場合がある。
特許文献1には、コーストストップ機能によるエンジン(駆動源)の停止時に、電動オイルポンプを駆動して油圧の低下を抑制することが開示されているが、電動オイルポンプを別途設ける分だけ、油圧の低下を抑制するためのコストが高くなってしまう。
オイルポンプが停止した際に、プーリに回転が入力されると、油圧室121、111側をシールするシールリングに位置ずれが生じて、油圧室121、111側のシールが損なわれてしまうことがある。
図4の(b)に示すように、変速機ケース130の軸部131には、円筒状の支持部材132が相対回転不能に取り付けられており、この支持部材132では、プライマリプーリ120の固定円錐板122の一端が回転可能に支持されている。
固定円錐板122の軸部123内には、プライマリプーリ120の回転軸Xに沿って油路123aが形成されており、この油路123aには、圧力調整バルブCONT_Vで調圧された油圧が、軸部131に設けた油圧の供給路133を介して供給されるようになっている。
そうすると、油圧室121の空間が広がることで、油圧室121側に負圧が生じるので、凹溝132a内で支持部材132の外周132bと軸部123の内周123bとの間の隙間を封止していたシールリング129が、負圧により油圧室121側に移動して(図4の(c)、右側参照)、支持部材132の外周132bと軸部123の内周123bとの間に隙間が形成されることがあり、かかる場合には、油圧室121側のシールが損なわれてしまう。
そうすると、シールリング129の部分から油路Ln内への空気の浸入(図4の(c)右側参照)が可能となるので、オイルポンプOPから油圧室121までの油路Lnを満たしていたオイルが、オイルポンプOP側から外部に排出されて、プーリの油圧室121内の油圧が大きく低下してしまう。
一対のプーリと、前記一対のプーリに巻き掛けられたベルトと、
駆動源の駆動/停止に連動して駆動/停止するオイルポンプと、を有しており、
前記オイルポンプと前記一対のプーリの少なくとも一方の油圧室とを繋ぐ油路上に設けた調圧バルブにより、前記油圧室に供給されるオイルの圧力を調圧して、前記一対のプーリの少なくとも一方での前記ベルトの巻き掛け半径を、所望の変速比を実現する巻き掛け半径にする自動変速機であって、
前記オイルポンプは、停止状態で吸入口と吐出口とが連通するように構成されており、
前記油路上に、前記オイルポンプ側への前記オイルの移動を阻止する逆止弁を設けた構成のベルト式の無段変速機とした。
また、逆止弁は、電動オイルポンプよりも安価に設けることができるので、油圧室の油圧の低下を抑制するためのコストの上昇を抑えることができる。
図1は、実施の形態にかかるベルト式の無段変速機1における油圧の供給経路(油路)を説明する図であって、オイルポンプOPからプーリ(プライマリプーリ3、セカンダリプーリ2)の油圧室31、21までの油路42、Lnの概略図である。
このコントロールバルブCV内には、オイルポンプOPから供給された油圧(オイル)を、プライマリプーリ3の油圧室31およびセカンダリプーリ2の油圧室21まで供給するための油路Lnや、オイルポンプOPの吐出圧(ライン圧)を調圧する圧力調整バルブREG_V、CONT_Vなどが設けられている。
そのため、無段変速機1を備える車両では、当該車両の運転状態に基づいて、油圧室31、21に作用する油圧を調圧して、プライマリプーリ3とセカンダリプーリ2の溝幅Wb、Waを変更することで、プライマリプーリ3とセカンダリプーリ2におけるベルトVの巻き掛け半径を、所望の変速比を実現する巻き掛け半径に調整するようになっている。
この逆止弁6は、当該逆止弁6のオイルポンプOP側からコントロールバルブCV側へのオイルの移動を許容すると共に、コントロールバルブCV側からオイルポンプOP側へのオイルの移動を阻止するように構成されている。
そのため、コーストストップ制御(アイドリングストップ制御)により駆動源が停止しても、圧力調整バルブREG_Vと圧力調整バルブCONT_Vから、油路Ln内のオイルがドレーンされないようになっている。
そのため、この状態でシールリング129(図4参照)の位置ずれが発生して、油圧室31、21側でシールが損なわれても、逆止弁6から油圧室31、21までの油路(油路42、Ln)が閉じられており、当該油路42、Lnにおける外部と連通する部分は、油圧室31、21側の1箇所(位置ずれをしたシールリングの部分の一箇所)のみであるので、油圧室31、21内を含む油路油路42、Ln内の油圧が大きく低下しないようになっている。
壁部41は、コントロールバルブCV側の先端部411を筒状壁部51の外周に嵌合させており、この状態において、壁部41内の油路42と、コントロールバルブCV側の油路Lnとが互いに連通している。
シールリング66は、スペーサ65のオイルポンプOP側に位置しており、オイルポンプOPの吐出口71を囲む壁部72と、スペーサ65との間に挟まれている。
オイルポンプOPの吐出口71と、シールリング66の開口66aと、スペーサ65の開口65aとは、通流口41aの延長上(軸線X1上)で、同心に配置されており、オイルポンプOPから吐出されたオイルOLの油路42内への移動が、スペーサ65やシールリング66により阻害されないようになっている。
フラッパ弁60は、円板状の弁部61と、弁部61の中央に設けられた円柱状の軸部62と、から一体に形成されており、このフラッパ弁60は、弁部61をオイルポンプOP側に向けて設けられている。
収容部413は、フラッパ弁60の弁部61の外径D4よりも僅かに大きい内径の空間であり、この収容部413の底部413aの中央には、フラッパ弁60の支持部43が、油路42(オイルポンプOP)側に突出して形成されている。
実施の形態では、支持孔43aは、支持部43の内径側を超えて壁部41内まで及ぶ長さLyで形成されており、フラッパ弁60の軸部62は、この支持孔43aに、オイルポンプOP側から挿入されている。
この状態においてフラッパ弁60は、支持部43で進退移動可能に支持されており、フラッパ弁60は、オイルポンプOPの吐出口71の延長上で、油路42の内周に開口する通流口41aの開口方向(軸線X1方向)に進退移動可能となっている。
そのため、この通流口41aの開口方向と、油路42内の逆止弁6の設置位置でのオイルOLの通流方向との交差角θは、90度となっているが、この交差角θは厳密に90度に設定されている必要は無く、90度を中央値とした所定範囲(例えば±α度の範囲)に設定されていれば良い。
ここで、αの値は、スペーサ65の開口65aを、油路42内の設置位置に配置されたフラッパ弁60の弁部61で確実に閉じることができる範囲内の任意の値に設定されており、例えば、45度以上135度以下、好ましくは60度以上120度以下、より好ましくは、80度以上100度以下とすることが好ましい。
そのため、オイルポンプOPの停止時には、フラッパ弁60の弁部61が、スプリングSpの付勢力で、スペーサ65の端面65bに圧接しており、スペーサ65の開口65aは、フラッパ弁60により閉じられている。
そうすると、オイルポンプOPの吐出口71と、壁部41内の油路42とが連通するので、オイルポンプOPから吐出されたオイルOLは、油路42を通ってコントロールバルブCVの油路Ln内に供給される。
そのため、フラッパ弁60の弁部61で封止されていたスペーサ65の開口65aが開かれて、オイルポンプOPの吐出口71と壁部41内の油路42とが連通した際に、油路42における通流口41aよりも下流側の流路断面積が、移動した弁部61により損なわれないようにされている。
そのため、この壁部41に支持部43を設ける際に、壁部41の厚みを厚くせずに支持部43を単純に設けた場合には、支持部43に弁部61が衝突を繰り返すと、壁部41における支持部43が設けられた部分に歪みが生じて、支持部43で支持されたフラッパ弁60が予め設定された軸線X1に沿って移動できなくなる虞がある。
そうすると、スペーサ65の開口65aを弁部61で閉じることができなくなって、逆止弁6の機能が発揮されなくなる虞がある。
そのため、実施の形態では、壁部41に肉厚部412を設けて、壁部41を肉厚で形成することで、弁部61が支持部43に衝突を繰り返しても、壁部41の支持部43周りが変形しないようにしている。
そのため、壁部41に支持部43を単純に設けた場合には、支持部43に弁部61が衝突を繰り返すと、壁部41における支持部43が設けられた部分が、油路42を広げる方向に変形して、油路42の幅Wが広がることがあり、かかる場合にも、支持部43で支持されたフラッパ弁60が予め設定された軸線X1に沿って移動できなくなる虞がある。
そのため、実施の形態では、油路42の長さを従来よりも短くして、油路42における外周部4a側の剛性強度を高めることで、弁部61が支持部43に衝突を繰り返しても、油路42の幅Wが広がる方向に変形しないようにしている。
そして、フラッパ弁60を、オイルポンプOPの吐出口71の延長上で、通流口41aの開口方向(軸線X1方向)に進退移動可能に設けて、フラッパ弁60が、油路42を横断する方向に進退移動すると共に、オイルポンプOPの吐出口71から離れる方向に移動したフラッパ弁60の弁部61が、壁部41に設けた収容部413内に収容されて、油路42内に位置しないようにしている。
通流口41aを開く位置まで移動したフラッパ弁60の弁部61が、通流口41aよりも下流側でのオイルの流路断面積を、損なわないようにするためである。
(1)一対のプライマリプーリ3およびセカンダリプーリ2と、プライマリプーリ3とセカンダリプーリ2とに巻き掛けられたベルトVと、を有しており、
駆動源の駆動/停止に連動して駆動/停止するオイルポンプOP(駆動源の駆動に連動して駆動すると共に、前記駆動源の停止に連動して停止するオイルポンプOP)と、プライマリプーリ3の油圧室31とセカンダリプーリ2の油圧室21とを繋ぐ油路(42、Ln)のうち、コントロールバルブCV内の油路Ln上に設けた圧力調整バルブREG_V、CONT_Vにより、油圧室31、21に供給されるオイルの圧力を調圧して、プライマリプーリ3とセカンダリプーリ2におけるベルトVの巻き掛け半径を、所望の変速比を実現する巻き掛け半径にするベルト式の無段変速機1(自動変速機)であって、
オイルポンプOPは、停止状態で吸入口と吐出口とが連通するベーン式のオイルポンプであり、
油路42上に、油圧室31、21側へのオイルの移動を許容すると共に、オイルポンプOP側へのオイルの移動を阻止する逆止弁6を設けた構成とした。
また、逆止弁6は、電動オイルポンプよりも安価に設けることができるので、油圧室31、21の油圧の低下を抑制するためのコストの上昇を抑えることができる。
逆止弁6は、コントロールバルブCV外に位置する油路42(第1の油路)上に設けられている構成とした。
そのため、コントロールバルブCV内に位置する油路Ln上に逆止弁を設ける場合には、逆止弁を設けるための空間を確保するために、コントロールバルブCV内での油路や圧力調整バルブなどの配置を大きく変更する必要があり、コントロールバルブCVの大幅な設計変更が必要となる。
上記のように構成して、逆止弁6をコントロールバルブCV外に位置する油路42に設けることで、コントロールバルブCVの設計を大幅に変更することなく、逆止弁6を設けることができる。よって、コントロールバルブCVの設計変更に伴う製造コストの増加を好適に防止できる。
壁部41内の油路42では、逆止弁6の設置場所に、オイルポンプOP側から供給されたオイルが通流する通流口41aが設けられており、
逆止弁6は、
通流口41aよりもコントロールバルブCV側で、通流口41aの開口方向に進退移動可能に設けられたフラッパ弁60(弁体)と、
通流口41aの内側で開口するスペーサ65の開口65aを閉じる方向にフラッパ弁60を付勢するスプリングSp(付勢部材)と、を有している構成とした。
また、オイルポンプOPの駆動時には、オイルポンプOPから供給されるオイルOLの圧力が、通流口41aを閉じているフラッパ弁60に作用するので、オイルOLの圧力がスプリングSpの付勢力よりも大きくなった時点で、フラッパ弁60がスプリングSpの付勢力に抗して、通流口41aを閉じる位置から開く位置まで移動するので、コントロールバルブCV側へのオイルの移動が許容される。
このように、逆止弁6では、フラッパ弁60によりオイルポンプOP側へのオイルの移動が阻止されているので、駆動源の停止により停止状態となったオイルポンプOPで吸入口と吐出口とが連通した際に、逆止弁6よりも油圧室21、31側でシールが損なわれても、油路42、Ln内のオイルがオイルポンプOP側から抜けないので、油圧室31、21側の油圧の低下を抑制できる。
オイルポンプOPの吐出口71と、壁部41内の油路42とが、通流口41aを介して連通している構成とした。
そうすると、フラッパ弁60がスペーサ65の開口65aを開く位置まで移動すると、弁部61が油路42の流路断面積を大きく損なわない位置に配置されるので、スペーサ65の開口65aから通流口41aを通って油路42内に流入したオイルは、当該油路42での移動が、弁部61により妨げられることなく、油路42内を下流側(コントロールバルブCV側)に向けて移動できる。
よって、オイルポンプOP側から供給されたオイルの逆止弁6の部分での圧力損失が抑えられる。
壁部41では、支持部43が設けられた部位の通流口41aとは反対側に、壁部41の延出方向に沿って肉厚部412が設けられている構成とした。
そうすると、スペーサ65の開口65aを弁部61で閉じることができなくなって、逆止弁6の機能が発揮されなくなる虞がある。
上記のように構成して、壁部41に肉厚部412を設けることで、弁部61が支持部43に衝突を繰り返しても、壁部41の支持部43周りが簡単に変形しないので、逆止弁6の機能が発揮されなくなる事態の発生を好適に防止できる。
そのため、スペーサ65の開口65aから貫通孔45aを通って油路42内に流入したオイルに対して、逆止弁6の部分で大きな圧力損失が発生しないようにされている。
周壁部44の内側には、
長手方向の一端にフラッパ弁60の弁部61が当接するリング状のスペーサ65と、
スペーサ65の他端に接触するシールリング66とが、スペーサ65の開口65aと、シールリング66の開口66aとを、通流口41aの開口方向に沿わせた向きで収容されており、
オイルポンプOPは、吐出口71を囲む壁部72を、開口方向からシールリング66に圧接させて設けられており、
前記オイルポンプOPの吐出口71と、スペーサ65の開口65aと、シールリング66の開口66aと、通流口41aとが、同心となるように配置されている構成とした。
図3は、変形例にかかる逆止弁6Aの具体的な構成を説明する図であり、(a)は、逆止弁6Aの配置を説明する図であり、(b)は、(a)におけるA−A断面図であって、逆止弁6A周りの拡大図である。
そのため、オイルポンプOPが駆動されると、吐出口71から供給されたオイルOLは、周壁部44の開口44aと通流口41aとを通って、第1の油路421内に供給されたのち、オイルの進行方向が、第1の油路421により、第2の油路422側に変更されるようになっている。
フラッパ弁60は、円板状の弁部61と、弁部61の中央に設けられた円柱状の軸部62とから一体に形成されており、フラッパ弁60の軸部62は、壁部41やコントロールバルブCVとは別体に設けられた支持部材63で進退移動可能に支持されている。
スプリングSpの他端は、フラッパ弁60の弁部61の通流口41bとは反対側の面に、中心線X3の軸方向から当接している。
そのため、オイルポンプOPの停止時には、フラッパ弁60の弁部61が、スプリングSpの付勢力で、通流口41bの周縁に圧接しており、この状態において通流口41bは、フラッパ弁60により閉じられている。
そうすると、オイルポンプOP側に位置する第1の油路421と、コントロールバルブCV側に位置する第2の油路422とが、通流口41bを介して連通するので、オイルポンプOPから吐出されたオイルは、第1の油路421と第2の油路422とを通ってコントロールバルブCVの油路Ln内に供給されることになる。
また、逆止弁6Aは、電動オイルポンプよりも安価に設けることができるので、油圧室31、21の油圧の低下を抑制するためのコストの上昇を抑えることができる。
(7)通流口41bは、当該通流口41bの開口方向が、逆止弁6Aの設置場所でのオイルの通流方向に沿う向きで設けられており、
オイルポンプOPの吐出口71は、壁部41内の油路42でのオイルの通流方向における通流口41bよりも上流側で、壁部41内の油路42に連通しており、
逆止弁6Aは、
通流口41bよりもコントロールバルブCV側で、通流口41bの開口方向に進退移動可能に設けられたフラッパ弁60(弁体)と、
通流口41bを閉じる方向にフラッパ弁60を付勢するスプリングSp(付勢部材)と、を有しており、
フラッパ弁60の弁部61の外径Dyは、通流口41bの開口径Dxよりも大きく、かつ通流口41bの下流側の第2の油路422の内径Dwよりも小さい径で形成されている構成とした。
支持部材63は、
フラッパ弁60を進退移動可能に支持する筒状の基部631と、
基部631の外周から径方向に突出するフランジ部632と、を有しており、
コントロールバルブCVには、当該コントロールバルブCV内を通る油路Lnの壁部41内の油路42との接続口50を囲む筒状壁部51が設けられており、
支持部材63は、筒状壁部51と壁部41との間に、フランジ部632を把持させて設けられており、
基部631の長手方向における一端631a側(フランジ部632よりも一方側)を、筒状壁部51内に位置させると共に、他端631b側(他方側)を、壁部41内の油路42に位置させている構成とした。
例えば、前後進切替機構を有するベルト式無段変速機の場合には、コースト走行時に車輪側からプーリ(プライマリプーリ3、セカンダリプーリ2)に回転が入力されるので、上記したシールリングの位置ずれの問題が、コースト走行時に発生し得るからである。
また、副変速機機構を有するベルト式の無段変速機の場合には、坂道での車両の停止時にアイドリングストップ制御により駆動源が停止され、その後の車両の再発進時に、坂道の勾配に起因して車両が動いて、プーリ(プライマリプーリ3、セカンダリプーリ2)に回転が入力された場合に、上記したシールリングの位置ずれの問題が発生し得るからである。
2 プライマリプーリ
3 セカンダリプーリ
4 変速機ケース
6、6A 逆止弁
21、31 油圧室
41 壁部
41a、41b 通流口
42 油路
43 支持部
44 周壁部
45 弁部
50 接続口
51 筒状壁部
60 フラッパ弁
61 弁部
62 軸部
63 支持部材
65 スペーサ
66 シールリング
71 吐出口
72 壁部
411 先端部
412 肉厚部
421 第1の油路
422 第2の油路
441 先端
631 基部
632 フランジ部
CV コントロールバルブ
CONT_V、REG_V 圧力調整バルブ(調圧バルブ)
Ln 油路
OL オイル
OP オイルポンプ
Sp スプリング
V ベルト
Claims (8)
- 一対のプーリと、前記一対のプーリに巻き掛けられたベルトと、
駆動源の駆動/停止に連動して駆動/停止するオイルポンプと、を有しており、
前記オイルポンプと前記一対のプーリの少なくとも一方の油圧室とを繋ぐ油路上に設けた調圧バルブにより、前記油圧室に供給されるオイルの圧力を調圧して、前記一対のプーリの少なくとも一方での前記ベルトの巻き掛け半径を、所望の変速比を実現する巻き掛け半径にする自動変速機であって、
前記オイルポンプは、停止状態で吸入口と吐出口とが連通するように構成されており、
前記油路上に、前記オイルポンプ側への前記オイルの移動を阻止する逆止弁を設けたことを特徴とするベルト式の無段変速機。 - 前記油路は、コントロールバルブを通って設けられており、
前記逆止弁は、前記油路における前記コントロールバルブ外に位置する第1の油路上に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記第1の油路は、変速機ケースから前記コントロールバルブまで延びる壁部内に設けられて、前記オイルポンプと、前記油路における前記コントロールバルブ内を通る第2の油路とを互いに接続しており、
前記第1の油路では、前記逆止弁の設置場所に、前記オイルポンプ側から供給された前記オイルが通流する通流口が設けられており、
前記逆止弁は、
前記通流口よりも前記コントロールバルブ側で、前記通流口の開口方向に進退移動可能に設けられた弁体と、
前記通流口を閉じる方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、を有していることを特徴とする請求項2に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記通流口は、前記通流口の開口方向が、前記逆止弁の前記設置場所での前記オイルの通流方向に対して交差する向きで設けられており、
前記オイルポンプの前記吐出口と、前記第1の油路とが、前記通流口を介して連通していることを特徴とする請求項3に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記壁部には、前記弁体を進退移動可能に支持すると共に、前記弁体の前記通流口から離れる方向への移動量を規定する支持部材が設けられており、
前記壁部では、前記支持部材が設けられた部位の前記通流口とは反対側に、肉厚部が設けられていることを特徴とする請求項4に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記壁部の外周には、前記通流口を囲む周壁部が設けられており、
前記周壁部の内側には、
長手方向の一端に前記弁体が当接するリング状のスペーサと、
前記長手方向における前記スペーサの他端に接触するリング状の弾性部材と、が前記スペーサの開口と前記弾性部材の開口とを、前記通流口の開口方向に沿わせた向きで収容されており、
前記オイルポンプは、前記オイルポンプの前記吐出口を、前記長手方向から前記弾性部材に圧接させて設けられており、
前記オイルポンプの前記吐出口と、前記スペーサの前記開口と、前記弾性部材の前記開口と、前記通流口とが、同心になるように配置されていることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記通流口は、前記通流口の開口方向が、前記逆止弁の前記設置場所での前記オイルの通流方向に沿う向きで設けられており、
前記オイルポンプの前記吐出口は、前記第1の油路での前記オイルの通流方向における前記通流口よりも上流側で、前記第1の油路に連通しており、
前記弁体の外径は、前記通流口の開口径よりも大きく、かつ前記第1の油路の前記通流口よりも下流側の内径よりも小さい径で形成されていることを特徴とする請求項3に記載のベルト式の無段変速機。 - 前記弁体を進退移動可能に支持すると共に、前記弁体の前記通流口から離れる方向への移動量を規定する支持部材を有しており、
前記支持部材は、
前記弁体を進退移動可能に支持する筒状の基部と、
前記基部の外周から径方向に突出するフランジ部と、を有しており、
前記コントロールバルブには、前記第2の油路の前記第1の油路との接続口を囲む筒状壁部が設けられており、
前記支持部材は、前記筒状壁部と前記壁部との間に、前記フランジ部を把持させて設けられており、
前記基部の長手方向における前記フランジ部よりも一方側を、前記筒状壁部内に位置させると共に、他方側を、前記第1の油路に位置させていることを特徴とする請求項7に記載のベルト式の無段変速機。
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