JP3193150B2 - 調圧・切換兼用バルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機等の油圧回
路で用いられるバルブに関し、特に、一つのスプールに
よって調圧機能と切換機能とを選択的に発揮する調圧・
切換兼用バルブに係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車用の自動変速機の油圧回路
においては、例えば特開昭６３−１８６０５５号公報に
開示されるように、オイルポンプの吐出圧を所定のライ
ン圧に調整するレギュレータバルブ、手動操作によって
レンジを切換えるマニュアルバルブ、及び変速段に応じ
て作動して上記アクチュエータに通じる油路を切換える
ことによりクラッチやブレーキ等の摩擦締結要素を選択
的に作動させる複数のシフトバルブ等が設けられてお
り、これらのバルブは、大別して、切換バルブと調圧バ
ルブとに分けられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記調圧バ
ルブと切換バルブとは、各々独立したバルブとして用い
られているため、その分油圧回路で必要とするバルブの
総数が多くなり、油圧回路の構成が複雑なものになると
いう問題がある。

【０００４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、一つのスプールによっ
て調圧機能と切換機能とを選択的に発揮するようにな
し、油圧回路の構成の簡略化に寄与し得る調圧・切換兼
用バルブを提供せんとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の解決手段は、一つのスプールによって調圧
機能と切換機能とを選択的に発揮する調圧・切換兼用バ
ルブとして、次のような構成とする。すなわち、調圧用
の入力ポート、出力ポート及びドレンポートと、切換用
の入力ポート、出力ポート及びドレンポートとを有し、
上記調圧用及び切換用毎の三つのポートは、それぞれ中
心に出力ポートが、両側に入力ポートとドレンポートと
が位置するように設ける。また、上記スプールは、上記
切換用の出力ポートと入力ポートとを連通させる第１の
位置と、該切換用の出力ポートとドレンポートとを連通
させる第２の位置と、上記第１及び第２の位置の中間に
位置しかつ上記調圧用の出力ポートと入力ポート及びド
レンポートの双方との連通を遮断する第３の位置とに位
置付けられるように設ける。さらに、上記第３の位置で
は、スプールが軸方向に変位することで調圧用の出力ポ
ートを入力ポート及びドレンポートのいずれか一方に連
通させる一方、このスプールの軸方向の変位により上記
切換用のポート間の連通状態が変化しないように設ける
構成とするものである。

【０００６】

【作用】上記の構成により、本発明では、スプールを第
１の位置と第２の位置との間で位置切換えして、切換用
の出力ポートを入力ポート又はドレンポートに選択的に
連通させることにより、通路の切換機能が発揮される。

【０００７】一方、スプールを第３の位置に切換えたと
きには、該スプールは、第３の位置における調圧用の出
力ポートと入力ポート及びドレンポートの双方との連通
を遮断する中立状態から、スプール両側のパイロット圧
の差圧等により軸方向に変位して、調圧用の出力ポート
を入力ポート及びドレンポートのいずれか一方に連通さ
れる。そして、この連通により上記差圧等が補正される
と、スプールは中立状態に戻る。これにより、調圧機能
が発揮されることになる。このとき、上記スプールの軸
方向変位に拘らず、上記切換用のポート間の連通状態は
変化しないようになっているので、上記切換機能が損な
われることはない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【０００９】図１は自動車用の前進４段，後退１段の自
動変速機を示す。同図において、１はエンジン出力軸、
２は流体継手としてのトルクコンバータであって、該ト
ルクコンバータ２は、上記エンジン出力軸１に連結した
ケース３に連結されたポンプ４と、タービン５と、ステ
ータ６とを備えている。上記ステータ６は、該ステータ
６をタービン５と逆方向に回転させないためのワンウェ
イクラッチ７を介して変速機ケース１１に固定可能に設
けられている。また、１０は上記トルクコンバータ２の
タービン５に連結したタービンシャフト８に連結された
変速機構としての変速歯車装置である。

【００１０】上記変速歯車装置１０は、内部にラビニョ
オ型遊星歯車機構１２を備え、該遊星歯車機構１２は、
前後に配置した小径サンギヤ１３及び大径サンギヤ１４
と、該小径サンギヤ１３に噛合するショートピニオンギ
ヤ１５と、上記大径サンギヤ１４及びショートピニオン
ギヤ１５に噛合するロングピニオンギヤ１６と、上記シ
ョートピニオンギヤ１５及びロングピニオンギヤ１６を
回転自在に支持するキャリア１７と、上記ロングピニオ
ンギヤ１６に噛合するリングギヤ１８とからなる。

【００１１】上記小径サンギヤ１３は、上記タービンシ
ャフト８に対して、該サンギヤ１３の後方に配置したフ
ォワードクラッチ２０と該クラッチ２０に直列に接続さ
れ上記タービンシャフト８の逆駆動を阻止する第１ワン
ウェイクラッチ２２とを介して連結されているととも
に、これらと並列に配設されたコーストクラッチ２１を
介して連結されている。また、上記大径サンギヤ１４
は、その斜め後方に配置した２−４ブレーキ２３と該２
−４ブレーキ２３の後方に配置したリバースクラッチ２
４とを介して上記タービンシャフト８に連結されてい
る。上記２−４ブレーキ２３は、ブレーキドラム２３ａ
と、該ドラム２３ａの外方に掛けられたブレーキバンド
２３ｂとからなる。上記キャリア１７と変速機ケース１
１との間には、所定の変速段でキャリア１７を固定する
ロー＆リバースブレーキ２５と、ロングピニオンギヤ１
６のエンジン出力軸１と同方向の回転を許容する第２ワ
ンウェイクラッチ２６とが並列に配設されているととも
に、このキャリア１７は、３−４クラッチ２７を介して
上記タービンシャフト８に連結されている。更に、リン
グギヤ１８は、その前方に配置したアウトプットギヤ１
９に連結されている。

【００１２】加えて、３０はトルクコンバータ２の入力
軸としてのエンジン出力軸１とタービンシャフト８とを
直結するロックアップクラッチ、３１はエンジン出力軸
１により中間軸９を介して駆動されるオイルポンプであ
る。

【００１３】以上の構成において各変速段での各クラッ
チ、ブレーキの作動状態を表１に示す。

【００１４】

【表１】 図２は上記ロックアップクラッチ３０周りの具体的構造
及びその締結力制御回路を示す。同図において、ロック
アップクラッチ３０の後方には、トルクコンバータ２前
面との間に締結側油室３０ａが形成されているととも
に、前方にはケース３との間に解放側油室３０ｂが形成
されている。

【００１５】また、締結力制御回路は、ロックアップク
ラッチ３０の締結及び解放動作、並びに締結力制御を行
う機能を備えたものである。締結力制御回路において、
４０はロックアップシフトバルブ、５０はロックアップ
コントロールバルブ、６０はローレデューシングバルブ
である。

【００１６】上記ロックアップシフトバルブ４０には、
上記ロックアップクラッチ３０の締結側油室３０ａに連
通する締結圧油路４１と、解放側油室３０ｂに連通する
解放圧油路４２と、トルクコンバータ圧が作用するコン
バータ圧油路４３と、ロックアップコントロールバルブ
５０と連通する締結力制御油路４４とが接続されてい
て、該ロックアップシフトバルブ４０は、上記コンバー
タ圧油路４３を上記締結圧油路４１又は解放圧油路４２
に選択的に連通させる切換機能を有する。

【００１７】すなわち、上記ロックアップシフトバルブ
４０は、スプール４０ａと、該スプール４０ａの図中左
方に縮装されたスプリング４０ｂと、スプリング４０ａ
の右方に形成された油圧室４０ｃとを有し、該油圧室４
０ｃには油路４５が連通され、該油路４５には該油路４
５を開閉するＯＮ−ＯＦＦ電磁弁よりなるロックアップ
ソレノイドバルブＳＯＬ１が配置されている。該ソレノ
イドバルブＳＯＬ１のＯＦＦ時（閉時）には、油圧室４
０ｃへの油圧の作用によりスプール４０ａを図中下側の
位置に位置付けて、コンバータ圧油路４３を解放圧油路
４２に連通するとともに締結圧油路４１をドレンして、
ロックアップクラッチ３０を完全解放する一方、ソレノ
イドバルブＳＯＬ１のＯＮ時（開時）には、スプール４
０ａを図中上側の位置に位置付けて、コンバータ圧油路
４３を締結圧油路４１に連通するとともに解放圧油路４
２を締結力制御油路４４に連通するようになっている。

【００１８】また、上記ロックアップコントロールバル
ブ５０は、上記ロックアップクラッチ３０の締結側油室
３０ａの締結圧と解放側油室３０ｂの解放圧との差圧を
制御する機能を有する。すなわち、ロックアップコント
ロールバルブ５０は、スプール５０ａを有し、その右方
には油圧室５０ｂが、左方には制御室５０ｃが各々形成
されているとともに、ドレンポート５０ｄが形成されて
いる。更に、上記スプール５０ａには、上記コンバータ
圧油路４３の油圧が油路５１を介して左方向に作用する
とともに、上記締結力制御油路４４の油圧が油路５２を
介して右方向に作用する。加えて、スプール５０ａの略
中央部には、上記締結力制御油路４４が接続されている
とともに、該油路４４に並んで、上記コンバータ圧油路
４３に連通する油路５３が接続されている。そして、ス
プール５０ａ右方の油圧室５０ｂには油路５５が接続さ
れ、該油路５５にはデューティ電磁弁としてのデューテ
ィソレノイドバルブＳＯＬ２が接続され、該デューティ
ソレノイドバルブＳＯＬ２のデューティ率に応じてロッ
クアップコントロールバルブ５０の油圧室５０ｂの油圧
を制御するように構成されている。

【００１９】以上の構成により、ロックアップコントロ
ールバルブ５０は、スプール５０ａに対して図中左方向
に作用する油圧、つまりデューティソレノイドバルブＳ
ＯＬ２により制御された油圧室５０ｂの油圧とコンバー
タ圧油路４３の油圧の合計圧と、スプール５０ａに対し
て右方向に作用する油圧、つまり締結力制御油路４４の
油圧（ロックアップクラッチ３０の解放側油室３０ｂの
解放圧）とに応じてスプール５０ａが図中左右に往復移
動して、上記合計圧が大の場合には、スプール５０ａを
図中下側の位置に位置付けて、コンバータ圧油路４３を
締結力制御油路４４に連通して解放側油室３０ｂの解放
圧を増大させる一方、解放側油室３０ｂの解放圧が大の
場合には、スプール５０ａを図中上側の位置に位置付け
て、締結力制御油路４４をドレンポート５０ｄに連通し
解放側油室３０ｂの解放圧を低下させることを繰返し
て、解放側油室３０ｂの解放圧をデューティソレノイド
バルブＳＯＬ２のデューティ率に応じた油圧値に制御
し、これによりロックアップクラッチ３０の締結側油室
３０ａの締結圧と解放側油室３０ｂの解放圧との差圧を
デューティソレノイドバルブＳＯＬ２のデューティ率に
応じた値に制御して、ロックアップクラッチ３０の締結
力を制御するようになっている。

【００２０】さらに，上記ローレデューシングバルブ６
０は、本発明の一実施例に係わる調圧・切換兼用バルブ
であって、自動変速機のＬ（前進第１速及び第２速間の
自動変速）レンジ位置での第１速の変速段においてロー
＆リバースブレーキ２５に供給する締結圧を減圧する機
能（減圧ないし調圧機能）と、ロックアップクラッチ３
０を完全締結状態に切換制御する機能（切換機能）とを
有する。該ローレデューシングバルブ６０は、図３
（Ａ）〜（Ｃ）に拡大詳示するように、一つのスプール
６０ａと、調圧用の三つのポートである入力ポート６０
ｂ、出力ポート６０ｃ及びドレンポート６０ｄと、切換
用の三つのポートである入力ポート６０ｅ、出力ポート
６０ｆ及びドレンポート６０ｇと、上記スプール６０ａ
の右方に形成された油圧室６０ｈと、スプール６０ａの
左方に形成され、該スプール６０ａを右方に付勢するス
プリング６０ｊが縮装されたスプリング室６０ｉとを有
してなる。

【００２１】上記油圧室６０ｈには油路６５が連通さ
れ、該油路６５には３−２タイミングバルブ８０のソレ
ノイドバルブＳＯＬ３が接続され、該ソレノイドバルブ
ＳＯＬ３がローレデューシングバルブ６０をロックアッ
プシフトバルブ４０とは独立して制御する専用のＯＮ−
ＯＦＦ電磁弁として兼用されている。また、上記調圧用
の入力ポート６０ｂにはＬレンジ位置でライン圧が供給
される油路６１が、調圧用の出力ポート６０ｃにはロー
＆リバースブレーキ２５の締結油室に連通する油路６２
が各々接続されており、該油路６２の油圧は、上記スプ
リング室６０ｉに導入されている。更に、上記切換用の
入力ポート６０ｅには、Ｓ（第１速から第３速までの自
動変速）レンジ位置及びＤ（第１速から第４速までの自
動変速）レンジ位置での第３速及び第４速の各変速段に
てライン圧が供給される油路６３（３−４クラッチ２７
に供給する締結圧の油路）が、切換用の出力ポート６０
ｆには上記ロックアップコントロールバルブ５０の制御
室５０ｃに連通する油路６４が各々接続されている。

【００２２】ここで、上記調圧用及び切換用毎の三つの
ポート６０ｂ〜６０ｄ，６０ｅ〜６０ｇは、それぞれ中
心に出力ポート６０ｃ，６０ｆが、両側に入力ポート６
０ｂ，６０ｅとドレンポート６０ｄ，６０ｇとがそれぞ
れ位置し、また入力ポート６０ｂ，６０ｅがスプール６
０ａの軸方向内側に、ドレンポート６０ｄ，６０ｇがス
プール６０ａの軸方向外側（油圧室６０ｈ又はスプリン
グ室６０ｉに近い側）にぞれぞれ位置するように設けら
れている。

【００２３】また、上記スプール６０ａは、上記３−２
タイミングバルブ８０のソレノイドバルブＳＯＬ３がＯ
Ｎ（開）のとき上記切換用の出力ポート６０ｆと入力ポ
ート６０ｅとを連通させる第１の位置（図３（Ｃ）に示
す位置）と、上記３−２タイミングバルブ８０のソレノ
イドバルブＳＯＬ３がＯＦＦ（閉）のとき上記切換用の
出力ポート６０ｆとドレンポート６０ｇとを連通させる
第２の位置（図３（Ｂ）に示す位置）と、上記第１及び
第２の位置の中間に位置しかつ上記調圧用の出力ポート
６０ｃと入力ポート６０ｂ及びドレンポート６０ｄの双
方との連通を遮断する第３の位置（図３（Ａ）に示す位
置）とに位置付けられるように設けられている。

【００２４】上記第３の位置では、スプール６０ａが図
３（Ａ）に示す遮断状態から軸方向の左右いずれか一方
に僅かに変位することで調圧用の出力ポート６０ｃが入
力ポート６０ｂ又はドレンポート６０ｄに連通するよう
になっている。また、この第３の位置では、スプール６
０ａは、切換用の出力ポート６０ｆとドレンポート６０
ｇとを連通し、かつ上記出力ポート６０ｆと入力ポート
６０ｅとの連通を遮断するようになっており、この状態
は、上記スプール６０ａの僅かな軸方向変位によって変
化しないようスプール６０ａと各ポート６０ｂ〜６０ｇ
との位置関係がに設定されている。

【００２５】尚、３−２タイミングバルブ８０は、２−
４ブレーキ２３のサーボ機構の解放室２３ａに連通する
油路８１に介設した絞り８２の上下流に接続したバイパ
ス油路８３の途中に介設されているとともに、内部にス
プール８０ａを有し、該スプール８０ａの図中左方には
スプリング８０ｂが縮装され、右方には油圧室８０ｃが
形成され、該油圧室８０ｃに連通する油路８４にはＯＮ
−ＯＦＦ電磁弁である３−２ソレノイドバルブＳＯＬ３
が接続されている。そして、第３速から第２速へのシフ
トダウン時に、その当初で３−２ソレノイドバルブＳＯ
Ｌ３のＯＦＦ（閉）動作により、スプール８０ａを図中
下側位置に位置付けて、バイパス油路８３の連通を遮断
して、サーボ機構の解放室２３ａの解放圧を絞り８２を
経て徐々に排圧し、２−４ブレーキ２３の締結動作を３
−４クラッチ２７の解放動作に合せて徐々に行い、その
後、３−４クラッチ２７の解放動作が進行した時点で、
３−２ソレノイドバルブＳＯＬ３のＯＮ（開）動作によ
り、スプール８０ａを図中上側位置に位置付けてバイパ
ス油路８３を連通し、サーボ機構の解放室２３ａの解放
圧をバイパス油路８３を経て素早く行って、２−４ブレ
ーキ２３の締結動作を一気に行うように構成されてい
る。

【００２６】次に、上記ローレデューシングバルブ６０
のスプール６０ａの位置と該バルブ６０の調圧機能及び
切換機能との関係について説明する。

【００２７】３−２タイミングバルブ８０のソレノイド
バルブＳＯＬ３がＯＮ（開）のときには、ローレデュー
シングバルブ６０の油圧室６０ｈ内の油圧がドレンさ
れ、スプール６０ａが、スプリング６０ｊの付勢力を受
けて、図３（Ｃ）に示す如く右端に寄った位置（第１の
位置）に位置付けられる。このときシフトレバーがＳ及
びＤレンジ位置であると、油路６３のライン圧が油路６
４を経てロックアップコントロールバルブ５０の制御室
５０ｃに作用することにより、該ロックアップコントロ
ールバルブ５０のスプール５０ａが図中上側位置に位置
付けられ、締結力制御油路４４がドレンポート５０ｄに
連通する。これにより、ロックアップクラッチ３０の解
放側油室３０ｂが完全に解放されて、ロックアップクラ
ッチ３０が締結側油室３０ａの締結圧でもって完全締結
される。

【００２８】一方、上記３−２タイミングバルブ８０の
ソレノイドバルブＳＯＬ３がＯＦＦ（閉）でシフトレバ
ーがＬレンジ位置以外の位置をとるとき（つまり油路６
１にライン圧が供給されないとき）には、ローレデュー
シングバルブ６０のスプール６０ａは、油圧室６０ｈ内
の油圧により、スプリング６０ｊの付勢力に抗して図３
（Ｂ）に示す如く左端に寄った位置（第１の位置）に位
置付けられる。これにより、ロックアップシフトバルブ
４０は、ソレノイドバルブＳＯＬ２のＯＮ−ＯＦＦ制御
で位置切換される状態となる。

【００２９】さらに、上記３−２タイミングバルブ８０
のソレノイドバルブＳＯＬ３がＯＦＦでシフトレバーが
Ｌレンジ位置をとるときには、ローレデューシングバル
ブ６０のスプール６０ａが当初左端に寄った位置（第２
の位置）にあって、油路６１のライン圧が油路６２を介
してスプリング室６０ｉに供給される。これにより、上
記スプール６０ａは、油圧室６０ｈ内の油圧による図上
左向きの力と、スプリング６０ｊ及びスプリング室６０
ｉ内の油圧による図上右向きの力とを受け、図３（Ａ）
に示すように、上記第１の位置と第２の位置との中間位
置であって、調圧用の出力ポート６０ｃと入力ポート６
０ｂ及びドレンポート６０ｄの双方との連通を遮断する
第３の位置に位置付けられる。そして、この第３の位置
では、上記油路６２ないしスプリング室６０ｉ内の油圧
に応じてスプール６０ａが軸方向左右に移動して、油路
６２（つまり出力ポート６０ｃ）を、ライン圧の油路６
１（つまり入力ポート６０ｂ）とドレンポート６０ｄと
に交互に連通することで、油路６１のライン圧を一定圧
に減圧して油路６２の油圧となし、この油圧がロー＆リ
バースブレーキ２５に供給される。

【００３０】このとき、上記ローレデューシングバルブ
６０の切換用の出力ポート６０ｆは、ドレンポート６０
ｇと連通しかつ入力ポート６０ｅとの連通が遮断されて
おり、この状態は、上記スプール６０ａの調圧に伴う軸
方向変位によっても変化しないようスプール６０ａと各
ポート６０ｂ〜６０ｇとの位置関係が設定されているの
で、ローレデューシングバルブ６０による上記切換機能
が損なわれることはない。

【００３１】このように、ローレデューシングバルブ６
０は、一つのスプール６０ａが第１〜第３の位置に位置
付けられることで切換機能と調圧機能とを発揮すること
ができるので、その分油圧回路におけるバルブの総数を
少なくすることができるとともに、回路の構成を簡略化
することができる。

【００３２】尚、上記実施例では、本発明の調圧・切換
兼用バルブを、自動車用自動変速機の油圧回路における
ローレデューシングバルブ６０に用いた場合について述
べたが、その他の油圧回路において、調圧機能と切換機
能とを共に発揮させる必要のある個所に広く適用するこ
とができるのは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】以上の如く、本発明の調圧・切換兼用バ
ルブによれば、一つのスプールの位置切換えにより油圧
通路の調圧機能と油圧通路の切換機能とを選択的に発揮
させることができるので、油圧回路に必要とするバルブ
の総数を少なくすることができるとともに、油圧回路の
構成を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車用の自動変速機のスケルトン図である。

【図２】ロックアップクラッチの締結力制御の油圧制御
回路を示す図である。

【図３】ローレデューシングバルブの拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

６０ ローレデューシングバルブ（調圧・切換兼用
バルブ） ６０ａ スプール ６０ｂ 調圧用の入力ポート ６０ｃ 調圧用の出力ポート ６０ｄ 調圧用のドレンポート ６０ｅ 切換用の入力ポート ６０ｆ 切換用の出力ポート ６０ｇ 切換用のドレンポート

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−57552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−31752（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−244664（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−83965（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/36 F16H 63/00 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つのスプールによって調圧機能と切換
   機能とを選択的に発揮する調圧・切換兼用バルブであっ
   て、 調圧用の入力ポート、出力ポート及びドレンポートと、
   切換用の入力ポート、出力ポート及びドレンポートとを
   有し、上記調圧用及び切換用毎の三つのポートは、それ
   ぞれ中心に出力ポートが、両側に入力ポートとドレンポ
   ートとが位置するように設けられており、 上記スプールは、上記切換用の出力ポートと入力ポート
   とを連通させる第１の位置と、該切換用の出力ポートと
   ドレンポートとを連通させる第２の位置と、上記第１及
   び第２の位置の中間に位置しかつ上記調圧用の出力ポー
   トと入力ポート及びドレンポートの双方との連通を遮断
   する第３の位置とに位置付けられるように設けられてお
   り、 上記第３の位置では、スプールが軸方向に変位すること
   で調圧用の出力ポートを入力ポート及びドレンポートの
   いずれか一方に連通させる一方、このスプールの軸方向
   の変位により上記切換用のポート間の連通状態が変化し
   ないように設けられていることを特徴とする調圧・切換
   兼用バルブ。