JP3903675B2 - 油圧バルブ、及び無段変速装置の油圧制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、作動油の供給を制御する油圧バルブ、及び無段変速装置の油圧制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、作動油圧等を制御するタイプの油圧バルブが車両用自動変速機等の種々の油圧制御装置にて使用されている。
【0003】
図7は、そのような油圧バルブの従来構造の一例を示す図であるが、図示の油圧バルブA2のバルブボディBにはスプール摺動孔BSが形成されており、このスプール摺動孔BSにはスプール201が摺動自在に配置されている。また、バルブボディBには作動油を出入りさせるための作動油孔PPS,PL,EXが複数形成されており、これらの作動油孔PPS,PL,EXはスプール摺動孔BSに連通されている。さらに、このスプール摺動孔BSの両側には、該摺動孔BSよりも大径の制御油圧室BL,BRがそれぞれ形成されており、これらのスプール摺動孔BS及び制御油圧室BL,BRは互いに連通されている。なお、符号4は、制御油圧室BL,BRの開口端を閉塞するスリーブであり、符号6は、次述するコイルスプリング3を支持するプランジャである。
【0004】
そして、各制御油圧室BL,BRには略円筒形状のストッパ部材202が摺動自在にそれぞれ配置されており、ストッパ部材202とプランジャ6との間にはコイルスプリング3が配置されてストッパ部材202をスプール201の側に付勢している。
【0005】
次に、上述した油圧バルブA2の作用について説明する。
【0006】
いま、左右両側の制御油圧室BL,BRの制御油圧を等しくすると、スプール201の右側端面に作用してスプール201を左方向に押し込めようとする油圧力と、スプール201の左側端面に作用してスプール201を右方向に押し込めようとする油圧力とが等しくなり、スプール1は移動されることなく、図7(a)で示す位置に静止される。
【0007】
これに対して、右側制御油圧室BRの制御油圧を左側制御油圧室BLの制御油圧よりも高めると、スプール201の右側端面に作用する油圧力の方がスプール201の左側端面に作用する油圧力よりも大きくなり、スプール201は図7(b)に示すように左方に移動する。逆に、左側制御油圧室BLの制御油圧を右側制御油圧室BRの制御油圧よりも高めると、スプール201の左側端面に作用する油圧力の方がスプール201の右側端面に作用する油圧力よりも大きくなり、スプール201は図7(c)に示すように右方に移動する。
【0008】
このようにして、左右両側の制御油圧室BL,BRの制御油圧を適正に調整することによってスプール201を移動させ、作動油孔PPS,PL,EXを開閉して作動油の供給を制御するようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した油圧バルブA2においては、スプール201の移動量(スプールストローク)は制御油圧(スプールの左右両側に制御油圧を作用させる場合にはそれらの圧力差)に比例して増加する。
【0010】
しかし、図8のようにスプール201の端面とストッパ部材202とが密着している状態では、スプール201の端面に対して制御油圧の作用する領域は符合D1で示す部分だけであって面積が小さくなり、制御油圧が低ければ、スプール201に作用する油圧力(=制御油圧×油圧の作用する面積D1)も小さくなってしまい、スプール201が移動されない場合があり、その間の制御ができなかった(図9参照)。なお、図9(a)は、スプールを左方へ移動する場合における左右の制御油圧差PSOL2−PSOL1とスプールのストロークとの関係を示す図であり、同図(b)は、スプールを右方へ移動する場合における左右の制御油圧差PSOL1−PSOL2とスプールのストロークとの関係を示す図である。
【0011】
また、上述した油圧バルブA2においては、ストッパ部材202は図8の符号D2に示す部分でバルブボディBに密着している状態では、ストッパ部材202に対して左方向に作用する制御油圧力が右方向に作用する制御油圧力に比べて大きくなっている。したがって、スプール201が移動してきてストッパ部材202を押圧しその密着状態を解除する際には、スプール201にかかる力が急激に変化して、作動油孔PPS,PL,EXの開閉を行う制御に支障を来たす場合があった。
【0012】
そこで、本発明は、制御油圧が低い場合におけるスプールの動作不良等を防止する油圧バルブを提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、バルブボディ(B)に形成されたスプール摺動孔(BS)と、該スプール摺動孔(BS)に摺動自在に配置されたスプール(1)と、前記バルブボディ(B)に形成された複数の作動油孔(PPS,PL,EX)と、前記スプール摺動孔(BS)よりも大径に形成された制御油圧室(BL,BR)と、前記スプール摺動孔(BS)の開口縁部壁面(B1)及び前記スプールの端面(1a)に接触され得るように前記制御油圧室(BL,BR)に摺動自在に配置されたストッパ部材(2)と、前記ストッパ部材(2)を付勢する付勢部材(3)と、を備え、前記制御油圧室(BL,BR)の制御油圧によって前記スプール(1)を移動させることに基づき前記作動油孔(PPS,PL,EX)を開閉して作動油の供給を制御する油圧バルブ(A1)において、
前記開口縁部壁面(B1)と前記ストッパ部材(2)とが線状又は点状の部分にて接触され、かつ、
前記スプールの端面(1a)と前記ストッパ部材(2)とが線状又は点状の部分にて接触される、ことを特徴とする(図1及び図2参照)。
【0014】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、制御油圧が供給される制御油圧孔(SOL.NO1,SOL.NO2)が前記制御油圧室(BL,BR)に開口され、かつ、
前記開口縁部壁面(B1)と前記ストッパ部材側の面との間、及び前記スプールの端面(1a)と前記ストッパ部材側の面との間に、前記制御油圧孔(SOL.NO1,SOL.NO2)の制御油圧を前記制御油圧室(BL,BR)の内部に導くための油路(2a)が複数形成された、ことを特徴とする(図3参照)。
【0015】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記制御油圧室(BL,BR)、前記ストッパ部材(2,2)及び前記付勢部材(3,3)が、前記スプール(1)の両側にそれぞれ1つずつ配置された、ことを特徴とする(図1参照)。
【0016】
請求項4の発明は、固定シーブ(111,115)、該固定シーブ(111,115)に対して接離自在に支持された可動シーブ(112,116)、及び該可動シーブ(112,116)に連結された油圧アクチュエータ(119,120)からなるプーリ(113,117)を相対向するように一対配置し、これら一対のプーリ(113,117)の間にベルト(118)を巻き掛けてなる無段変速装置の油圧制御装置(10)において、
バルブボディ(B)に形成されたスプール摺動孔(BS)と、該スプール摺動孔(BS)に摺動自在に配置されたスプール(1)と、前記バルブボディ(B)に形成された複数の作動油孔(PPS,PL,EX)と、前記スプール摺動孔(BS)よりも大径に形成された制御油圧室(BL,BR)と、前記スプール摺動孔(BS)の開口縁部壁面(B1)及び前記スプールの端面(1a)と線状又は点状の部分にて接触され得るように前記制御油圧室(BL,BR)に摺動自在に配置されたストッパ部材(2)と、前記ストッパ部材(2)を付勢する付勢部材(3)と、からなる油圧バルブ(A1)を備え、
該油圧バルブ(A1)によって前記油圧アクチュエータ(119,120)の少なくとも一方への作動油の供給を制御して前記可動シーブ(112,116)を移動させることに基づき、前記一方のプーリ(113)から他方のプーリ(117)へ伝達される回転速度を無段階で変速する、ことを特徴とする(図4参照)。
【0017】
[作用]
本発明によれば、前記スプールの端面(1a)と前記ストッパ部材(2)とは、線状又は点状の部分にて接触されているだけであるため、それらが密着されている場合に比べて、該スプールの端面(1a)において制御油圧の作用する面積は大きくなり、該制御油圧に起因して前記スプール(1)に作用する油圧力も大きくなる。このため、低い制御油圧であってもスプール(1)は移動する。
【0018】
また、本発明によれば、前記ストッパ部材(2)がスプールの端面(1a)及び開口縁部壁面(B1)のいずれにも当接されていない状態では、該ストッパ部材(2)におけるこれらの面(1a,B1)に対向する側の面の内の制御油圧が作用する部分の面積、及び該ストッパ部材(2)における反対側の面の内の制御油圧が作用する部分の面積はほぼ等しくなる(すなわち、それらの制御油圧に基づく力は、方向が逆で大きさがほぼ等しく、互いに相殺されるように作用する)。そして、本発明によれば、前記ストッパ部材(2)はスプールの端面(1a)及び開口縁部壁面(B1)のいずれとも密着されないようになっているため、例え該ストッパ部材(2)がこれらの面(1a,B1)に当接されている状態においても、当接されていないときと同様に前記面積がほぼ等しくなっており、ストッパ部材(2)が開口縁部壁面(B1)に当接されている状態から離脱される際において、制御油圧の作用する面積は変化しない。
【0019】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、何ら本発明の構成を限定するものではない。
【0020】
【発明の効果】
請求項1の発明によると、低い制御油圧によってもスプールを移動させることができ、その移動量に応じた圧力の作動油を作動油孔から吐出させることができる。また、ストッパ部材において制御油圧の作用する面積は、スプールの端面及び開口縁部壁面に対向する側とその反対側とでほぼ等しくなり、制御油圧による力は相殺されることになるので、スプールを円滑に移動させることができ、作動油孔の開閉も円滑に行うことができる。
【0021】
請求項2の発明によると、制御油圧孔の制御油圧を前記制御油圧室の内部に導くための油路が形成されているため、ストッパ部材が配置されているにもかかわらず、制御油圧室内の油圧を迅速に調整できる。これにより、作業油供給の応答性を高めることができる。
【0022】
請求項3の発明によると、制御油圧室、ストッパ部材及び付勢部材が、前記スプールの両側にそれぞれ1つずつ配置されているため、スプールをいずれに移動させるにしても上述のような効果を得ることができる。
【0023】
請求項4の発明によると、上述のような油圧バルブを無段変速装置の油圧制御装置に使用するため、制御油圧が高い場合及び低い場合を問わず円滑な変速が可能となる。また、ストッパ部材が開口縁部壁面から離脱する際においても変速制御性の悪化を防止できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【0025】
まず、本発明に係る油圧バルブの構造について、図1乃至図3を参照して説明する。
【0026】
本発明に係る油圧バルブA1のバルブボディBには、図1(a)に示すように、スプール摺動孔BSが形成されており、該スプール摺動孔BSにはスプール1が摺動自在に配置されている。また、バルブボディBには、作動油を出入りさせるための作動油孔PPS,PL,EX,EXが複数形成されており、各作動油孔PPS,PL,EX,EXはスプール摺動孔BSに連通されている。さらに、バルブボディBには、スプール摺動孔BSよりも大径の制御油圧室BRが前記スプール摺動孔BSに連通されるように形成されている。なお、この制御油圧室BRには、制御油圧が供給される制御油圧孔SOL.No.2が開口している(図2参照)。
【0027】
ところで、制御油圧室BRはスプール摺動孔BSよりも大径に形成されるため、スプール摺動孔BSの開口縁部には、図2に符号B1で示すように、スプール1の摺動方向と垂直な壁面(以下、この壁面を"開口縁部壁面"とする)が形成されることになる。そして、該制御油圧室BRには、この開口縁部壁面B1や前記スプールの端面1aに接触され得るようにストッパ部材2が摺動自在に配置されている。また、該制御油圧室BRには、前記ストッパ部材2を前記開口縁部壁面B1の側に付勢する付勢部材3が配置されている。
【0028】
ここで、上述した開口縁部壁面B1、及び該壁面B1に対向するストッパ部材2側の面は線状又は点状の部分にて接触されるように構成されており、前記スプールの端面1a、及び該端面1aに対向するストッパ部材2側の面も線状又は点状の部分にて接触されるように構成されている。このようにするには、少なくとも一方の面をウェーブ状(図3(d)に示すような波状の凹凸形状を意味する)に形成すれば良い。また、前記開口縁部壁面B1と前記ストッパ部材側の面との間、及び前記スプールの端面1aと前記ストッパ部材側の面との間に、前記制御油圧孔からの油を前記制御油圧室BRの内部に導くための油路を凹状に形成すると良い。
【0029】
図3は、本実施の形態に用いるストッパ部材の形状の一例を示す図であり、(a)はスプール1に対向する側の面を示す底面図、(b)はその正面図、(c)は(a)のE−E端面図、(d)は(c)のF部分の詳細断面図である。この図に示すストッパ部材2は、十字状の溝部2aや同心円状の溝部2bがスプールに対向する側の端面に形成されており、スプールの端面1a及び開口縁部壁B1に接触している状態で十字状の溝部2aが、制御油圧孔からの制御油圧を制御油圧室BRの内部に導くための油路として機能するようになっている。また、ストッパ部材の端面は同図(d)に示すようにウェーブ状に形成されているため、スプール端面1aや開口縁部壁面B1とは、そのウェーブ形状の頂上の部分(同図(a)に示すように円弧状の部分)が線接触するだけであり、その接触面積はほぼゼロで微小である。
【0030】
また、上述した制御油圧室BRと同様の制御油圧室BLやストッパ部材2や付勢部材3を、前記スプール1の反対側にもう1つ配置しても良い。
【0031】
ところで、上述した油圧バルブA1は種々の油圧制御装置に用いることができる。例えば、上述した油圧バルブA1を車両用の変速装置(例えば、プーリを用いたCVT無段変速装置や、その他の自動変速装置)の油圧制御装置に用いても良い。具体的には、図4に示すように、一対のプーリ113,117を相対向するように配置し、これら一対のプーリ113,117の間にベルト118を巻き掛け、各プーリ113,117を、固定シーブ111,115、該固定シーブ111,115に対して接離自在に支持された可動シーブ112,116、及び該可動シーブ112,116に連結された油圧アクチュエータ119,120にて構成し、上述した油圧バルブA1によって前記油圧アクチュエータ119,120の少なくとも一方への作動油の供給を制御する変速制御バルブに適用できる。
【0032】
次に、上述した油圧バルブを備えた無段変速装置及びその油圧制御装置の構造の一例について、図4を参照して簡単に説明する。
【0033】
図4に示す無段変速装置10は、CVT11、前後進切換え装置12、ロックアップクラッチ13を内蔵したトルクコンバータ14、カウンタシャフト15、及びディファレンシャル装置16を備えており、これらの装置や部材が分割ケース(不図示)に収納されている。
【0034】
トルクコンバータ14は、エンジン出力軸17にフロントカバー140を介して連結されているポンプインペラ141、入力軸18に連結されているタービンランナ142、及びワンウェイクラッチ144を介して支持されているステータ145を有する。そして、ロックアップクラッチ13は、入力軸18とフロントカバー140との間に介装されている。なお、図中の符号130は、ロックアップクラッチプレートと入力軸18との間に介装されたダンパスプリングであり、また、符号146は、ポンプインペラ141に連結されて駆動されるオイルポンプである。
【0035】
CVT11は、プライマリシャフト110に固定された固定シーブ111、及びこのプライマリシャフト110に軸方向の摺動のみ自在に支持されている可動シーブ112からなるプライマリプーリ113と、セカンダリシャフト114に固定されている固定シーブ115、及びこのセカンダリシャフト114に軸方向の摺動のみ自在に支持されている可動シーブ116からなるセカンダリプーリ117と、これらプライマリプーリ113とセカンダリプーリ117とに巻き掛けられた金属製のベルト118とを備えている。
【0036】
さらに、プライマリ側可動シーブ112の背面にはダブルピストンからなる油圧アクチュエータ119が配置されており、またセカンダリ側可動シーブ116の背面にはシングルピストンからなる油圧アクチュエータ120が配置されている。上記プライマリ側油圧アクチュエータ119は、プライマリシャフト110に固定されたシリンダ部材119a及び反力支持部材119bと、可動シーブ112に固定された筒状部材119c及びピストン部材119dを有しており、筒状部材119c、反力支持部材119b及び可動シーブ112の背面にて第1の油圧室119eを構成するとともに、シリンダ部材119a及びピストン部材119dにて第2の油圧室119fを構成する。
【0037】
一方、セカンダリ側油圧アクチュエータ120は、セカンダリシャフト114に固定されている反力支持部材120a及び可動シーブ116の背面に固定されている筒状部材120bを有しており、これら反力支持郡材120aと筒状部材120bとにより1個の油圧室120cを構成するとともに、可動シーブ116と反力支持部材120aとの問にプリロード用のスプリング120dが縮設されている。
【0038】
前後進切換え装置12は、ダブルピニオンプラネタリギヤ121、リバースブレーキB1、及びフォワードクラッチC1を有している。上述のダブルピニオンプラネタリギヤ121は、そのサンギヤSが入力軸18に連結されており、第1のピニオンP1及び第2のピニオンP2を支持するキャリヤCRがプライマリ側固定シーブ111に連結されており、そしてリングギヤRが上述のリバースブレーキB1に連結されており、またキャリヤCRとリングギヤRとの問に上述のフォワードクラッチC1が介装されている。
【0039】
カウンタシャフト15には、大ギヤ151及び小ギヤ152が固定されており、大ギヤ151はセカンダリシャフト114に固定されたギヤ153に噛合し、かつ小ギヤ152はディファレンシャル装置16のギヤ155に噛合している。ディファレンシャル装置16においては、このギヤ155を有するデフケース66に支持されたデフギヤ56の回転が左右サイドギヤ57、59を介して左右車軸60、61に伝達される。
【0040】
ところで、上述した油圧アクチュエータ119には図1に示す油圧バルブA1が接続されている。以下、この油圧バルブA1の詳細構造について説明する。
油圧バルブA1のバルブボディBには、図1(a)に示すように、中央にスプール摺動孔BSが形成され、その両側に制御油圧室BL,BRがスプール摺動孔BSに連通されるように該摺動孔BSよりも大径に形成されて、バルブボディBは全体として筒状に形成されている。
【0041】
また、スプール摺動孔BSに摺動自在に配置されたスプール1には、大径のランド部1c,1dが2つ形成されている。さらに、バルブボディBには、油圧アクチュエータ119に作動油を供給するためのプライマリシーブ(出力)ポート(作動油孔)Ppsや、油圧バルブA1に作動油を供給するライン圧ポート(作動油孔)PLや、油圧アクチュエータ119からの作動油をドレーンするための2つのドレーンポート(作動油孔)EXが形成されているが、それらのポートPps,PL,EXは、いずれもスプール摺動孔BSに連通されている。なお、図示左側のランド部1cによって閉塞される位置には左方から順にドレーンポートEX及びライン圧ポートPLが形成され、2つのランド部1c,1dの間にはプライマリシーブ(出力)ポートPpsが形成され、図示右側のランド部1dに閉塞される位置にはドレーンポートEXが形成されている。またさらに、左側の制御油圧室BLであって後述するストッパ部材2の背面にはソレノイド用ポート(制御油圧孔)SOL.NO1が開口されており、右側の制御油圧室BRであって後述するストッパ部材2の背面にはソレノイド用ポート(制御油圧孔)SOL.NO2が開口されている。なお、これらのソレノイド用ポートSOL.NO1,SOL.NO2には不図示の油路やデューティソレノイドバルブが接続されていて、制御部(不図示)からの変速信号に基づいて調整された制御油圧が供給されるようになっている。
【0042】
一方、各制御油圧室BL,BRの開口端には、図2に詳示するように、スリーブ4がキー部材5にて固定された状態で挿入されている。このスリーブ4は、図5に詳示するように大径部4Aと小径部4Bとからなる。そして、大径部4A(のスプール側)には摺動孔4aが形成され、この摺動孔4aには、大径部6a(詳細は後述)を有するプランジャ6が摺動自在に支持されている。また、スリーブ4の大径部4Aには雌ねじ部4bが形成され、該雌ねじ部4bにはスクリュー7が螺合されている。なお、このスクリュー7の端面には六角穴7aが形成されていて専用の工具で回転できるようになっている。さらに、スリーブ4の小径部4Bは、大径部4Aに連続するように形成されており、ほぼ円筒形状をしている。そして、該小径部4Bの一部には、図示上側と図示下側とにそれぞれ窓部4c,4cが形成されている。ところで、スリーブ4に螺合されているスクリュー7は、上述した窓部4c,4cの部分が外部に露出され、六角穴7aが形成された端部もスリーブ4から突出された状態にあるが、これらの部分においてスクリュー7を挟み込むようにリテーナ8が配置されてスクリュー7の回転止めが図られている。このリテーナ8は、バネ鋼等によって2つのクリップ部8A,8Bが連設されるように形成されており、一方のクリップ部8Aは上述した窓部4c,4cに配置され、他方のクリップ部8Bはスクリュー7の突出端部に配置されている。なお、上述したスクリュー7には外周方向に凹凸が形成されており、リテーナ8による挟持によってスクリュー7の回転が阻止されるようになっている。
【0043】
一方、各制御油圧室BL,BRには略円筒状のストッパ部材2がそれぞれ摺動自在に配置されている。このストッパ部材2は、スプール摺動孔BS側の端面が開口縁部壁面B1やスプールの端面1aに接触し得るように内方にまで延設されており、スプール1に対向する側の面には、図3(a)に詳示するように十字状の溝部2aと同心円状の溝部2bとが形成され、その断面は同図(d)に示すように(同心円状の溝部2bによって)ウェーブ形状となっている。なお、該ストッパ部材端面に対向するスプールの端面1a及び開口縁部壁B1はほぼ平面に形成されており、これらの面が接触している状態では十字状の溝部2aが、各ソレノイド用ポートSOL.NO1,SOL.NO2の制御油圧を制御油圧室BL,BRの内部に導くための油路として機能するようになっている。また、ストッパ部材の端面は、ウェーブ状に形成されていることから、スプール端面1a及び開口縁部壁面B1とは円弧状の部分で線接触されており、その接触面積は実質的にゼロに等しい。
【0044】
さらに、各ストッパ部材2とプランジャ大径部6aとの間にはコイルスプリング(付勢部材)3が縮設されており、これらのコイルスプリング3はストッパ部材2を前記開口縁部壁面B1の側に付勢している。これにより、スプール1は、これらのコイルスプリング3によって両側から付勢され、スプール摺動孔BSに保持されるように構成されている。なお、これらのコイルスプリング2は、バネ定数や自然長は同一であっても異なっていても良い。
【0045】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【0046】
いま、CVT11の変速比を変えずに所定の値のままに保持する場合には、左右両方のソレノイド用ポートSOL.NO1,SOL.NO2に等しい制御油圧を供給して、左右両側の制御油圧室BL ,BRの制御油圧を等しくする。これにより、スプール1の右側端面に作用してスプール1を左方向に押し込めようとする油圧力と、スプール1の左側端面に作用してスプール1を右方向に押し込めようとする油圧力とが等しくなり、ストッパ部材が開口縁部壁面に当接してスプール1は移動されることなく、図1(a)で示す位置に静止される。その結果、プライマリシーブポートPpsと他のポートPL,EXとが遮断状態のまま保持され、プライマリシーブポートPpsに接続された油圧アクチュエータ119の油圧はそのまま保持され、プライマリプーリ113の可動シーブ112は移動することなく、CVT11の変速比が現状のまま保持される。
【0047】
これに対して、CVT11の変速比を現在値より小さくする(すなわち、アップシフトする)場合には、右側のソレノイド用ポートSOL.NO2の方に左側のソレノイド用ポートSOL.NO1より高い制御油圧を供給して、右側制御油圧室BRの制御油圧の方を左側制御油圧室BLの制御油圧よりも高くする。これにより、スプール1の右側端面に作用する油圧力の方がスプール1の左側端面に作用する油圧力よりも大きくなり、スプール1は図1(b)に示すように左方に(すなわち、右側制御油圧室BRから離れる方向に)移動する。その結果、プライマリシーブポートPpsとライン圧ポートPLとが連通され、プライマリシーブポートPpsを介して油圧アクチュエータ119には作動油圧が供給され、プライマリプーリ113の可動シーブ112は図4の右方に移動させられて、CVT11の変速比は小さくなる(アップシフトされる)。
【0048】
このとき、右側のコイルスプリング3の付勢力は、上述と同様に開口縁部壁面B1に作用するだけでスプール1の右側端面には作用せず該端面には油圧力のみが作用するだけであるのに対し、左側のコイルスプリング3はスプール1に作用し、スプール1の左側端面には、コイルスプリング3及び油圧力の両方が作用する。ここで、双方の油圧力はスプール1が移動してもほとんど変動しないのに対し、コイルスプリング3の付勢力はスプール1の移動量にほぼ比例して増加するため、スプール1はこれらの力が釣り合う位置で静止することとなる。なお、両方のドレーンポートEXは、スプール1のランド部1c,1dにより閉塞された状態にある。
【0049】
次に、CVT11の変速比を現在値より大きくする(すなわち、ダウンシフトする)場合には、アップシフトする場合とは逆に、左側のソレノイド用ポートSOL.NO1の方に右側のソレノイド用ポートSOL.NO2より高い制御油圧を供給して、左側制御油圧室BLの制御油圧の方を右側制御油圧室BRの制御油圧よりも高くする。これにより、スプール1の左側端面に作用する油圧力の方がスプール1の右側端面に作用する油圧力よりも大きくなり、スプール1は図1(c)に示すように右方に(すなわち、左側制御油圧室BLから離れる方向に)移動する。その結果、プライマリシーブポートPpsと図示右側のドレーンポートEXとが連通され、油圧アクチュエータ119の油圧はプライマリシーブポートPps及びドレーンポートEXを介してドレーンされ、プライマリプーリ113の可動シーブ112は図4の左方に移動させられて、CVT11の変速比は大きくなる(ダウンシフトされる)。
【0050】
このとき、スプール1に作用する力は、アップシフトの場合とは逆の関係にある。すなわち、左側のコイルスプリング3の付勢力は、開口縁部壁面B1に作用するだけでスプール1の左側端面には作用せず該端面には油圧力のみが作用するだけであるのに対し、右側のコイルスプリング3はスプール1に作用し、スプール1の右側端面には、コイルスプリング3及び油圧力の両方が作用する。そして、スプール1はこれらの力が釣り合う位置で静止する。なお、ライン圧ポートPL及び図示左側のドレーンポートEXは、スプール1のランド部1cにより閉塞された状態にある。
【0051】
ところで、本実施の形態においては、ストッパ部材2は上述のようにウェーブ状に形成されているが、そのような構成に基づく作用について、図6に沿って説明する。
【0052】
上述のような油圧バルブA1においては、スプール1の両側にコイルスプリング3が縮設されているため、スプール1を左右どちらに移動させるにしてもコイルスプリング3を縮めるだけの油圧力が必要となる。
【0053】
一方、CVT11を変速させるには、油圧アクチュエータ119の油圧を供給又は排出する。この供給油圧又は排出油圧とスプール1の移動位置とは一義的な関係にあり、さらに、スプール1の移動位置と左右側制御油圧室BL,BRの制御油圧の差とは一義的な関係にある。そして、CVT11の変速比をほんの少しだけ小さく(或いは大きく)しようとする場合には、左右側制御油圧室BL,BRの制御油圧を少しだけ異ならせる必要がある(すなわち、スプール1の軸方向に作用する制御油圧差は微小である)。
【0054】
ところで、本実施の形態によれば、上述のようにストッパ部材2の端面はウェーブ状に形成されていてスプール1の両端面とストッパ部材2とは線接触しているだけなので、制御油圧が作用する面積は、それらが密着されている場合と比較して当然に大きくなる。ここで、前記制御油圧差に起因してスプール1の軸方向に作用する油圧力は(前記制御油圧の作用する面積が左右同じであれば)、“制御油圧差”ד制御油圧の作用する面積”で表され、制御油圧差が小さい領域においても該油圧力は大きくなり、スプール1が移動されることとなる(図6参照)。なお、図6(a)は、アップシフト時における左右の制御油圧差PSOL2−PSOL1とスプール1のストロークとの関係を示す図であり、同図(b)は、ダウンシフト時における左右の制御油圧差PSOL1−PSOL2とスプール1のストロークとの関係を示す図である。
【0055】
また、本実施の形態によれば、ストッパ部材2は、上述のようにスプール1及び開口縁部壁面B1のいずれとも線接触しているだけなので、ストッパ部材2に対して制御油圧が右方向に作用する部分の面積と制御油圧が左方向に作用する部分の面積とがほぼ等しくなる(すなわち、ストッパ部材2に対して右方向に作用する制御油圧力、及び左方向に作用する制御油圧力は、方向が逆で大きさがほぼ等しく、互いに相殺されることとなる)。したがって、開口縁部壁面B1に当接されている状態のストッパ部材2の、該壁面B1からの離脱をスムーズに行うことができる。
【0056】
ついで、本実施の形態の効果について説明する。
【0057】
本実施の形態によれば、低い制御油圧によってもスプール1を移動させることができ、その移動量に応じた圧力の作動油をプライマリシーブポートPpsから吐出させることができる。したがって、制御油圧が高い場合及び低い場合を問わず、前記無段変速装置の変速をスムーズかつ精度良く実行できる。
【0058】
また、本実施の形態によれば、ストッパ部材2に対して制御油圧が右方向に作用する部分の面積と制御油圧が左方向に作用する部分の面積とがほぼ等しいため、それらの油圧力が相殺されることとなり、スプール1を円滑に移動させることができ、プライマリシーブポートPps等の開閉も円滑に行うことができる。したがって、ストッパ部材2が開口縁部壁面B1から離脱する際においても変速制御性の悪化を防止できる。
【0059】
さらに、本実施の形態によれば、ストッパ部材2の背面には、ソレノイド用ポートSOL.NO1,SOL.NO2の制御油圧を制御油圧室BL,BRの内部に導くための油路2aが形成されているため、制御油圧室内の油圧を迅速に調整できる。これにより、作業油供給の応答性を高めることができる。
【0060】
またさらに、本実施の形態によれば、制御油圧室BL,BR、ストッパ部材2,2及びコイルスプリング3,3が、スプール1の両側にそれぞれ1つずつ配置されているため、スプール1をいずれに移動させるにしても上述のような効果を得ることができる。
【0061】
本実施の形態では、ストッパ部材2の端面をウェーブ形状として線接触させているが、端面に半球状の凸部を複数取り付けて、点接触状態としても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧バルブの構造の一例を示す図であり、(a)はスプールが中央位置にある状態を示す図、(b)はスプールが左方に移動している状態を示す図、(c)はスプールが右方に移動している状態を示す図。
【図2】本発明に係る油圧バルブの詳細構造を示す断面図。
【図3】ストッパ部材の形状の一例を示す図。
【図4】本発明が適用される無段変速機の全体構成を示す概略図。
【図5】本発明に係る油圧バルブの構成部品の詳細形状を示す分解図。
【図6】(a)は、アップシフト時における左右の制御油圧差とスプールのストロークとの関係を示す図であり、(b)は、ダウンシフト時における左右の制御油圧差とスプールのストロークとの関係を示す図。
【図7】油圧バルブの従来構造の一例を示す図であり、(a)はスプールが中央位置にある状態を示す図、(b)はスプールが左方に移動している状態を示す図、(c)はスプールが右方に移動している状態を示す図。
【図8】従来の油圧バルブの詳細構造を示す断面図。
【図9】従来の油圧バルブの問題点を説明するための図。
【符号の説明】
1 スプール
1a スプールの端面
2 ストッパ部材
2a 油路
3 付勢部材(コイルスプリング)
10 無段変速装置
111,115 固定シーブ
112,116 可動シーブ
119,120 油圧アクチュエータ
113 プライマリプーリ
117 セカンダリプーリ
118 ベルト
A1 油圧バルブ
B バルブボディ
B1 開口縁部壁面
BL,BR 制御油圧室
BS スプール摺動孔
EX 作動油孔(ドレーン)
PL 作動油孔(ライン圧ポート)
PPS 作動油孔(プライマリシーブポート)
SOL.NO1 制御油圧孔(ソレノイド用ポート)
SOL.NO2 制御油圧孔(ソレノイド用ポート)
Claims (4)
- バルブボディに形成されたスプール摺動孔と、該スプール摺動孔に摺動自在に配置されたスプールと、前記バルブボディに形成された複数の作動油孔と、前記スプール摺動孔よりも大径に形成された制御油圧室と、前記スプール摺動孔の開口縁部壁面及び前記スプールの端面に接触され得るように前記制御油圧室に摺動自在に配置されたストッパ部材と、前記ストッパ部材を付勢する付勢部材と、を備え、前記制御油圧室の制御油圧によって前記スプールを移動させることに基づき前記作動油孔を開閉して作動油の供給を制御する油圧バルブにおいて、
前記開口縁部壁面と前記ストッパ部材とが線状又は点状の部分にて接触され、かつ、
前記スプールの端面と前記ストッパ部材とが線状又は点状の部分にて接触される、
ことを特徴とする油圧バルブ。 - 制御油圧が供給される制御油圧孔が前記制御油圧室に開口され、かつ、
前記開口縁部壁面と前記ストッパ部材側の面との間、及び前記スプールの端面と前記ストッパ部材側の面との間に、前記制御油圧孔の制御油圧を前記制御油圧室の内部に導くための油路が複数形成された、
ことを特徴とする請求項1に記載の油圧バルブ。 - 前記制御油圧室、前記ストッパ部材及び前記付勢部材が、前記スプールの両側にそれぞれ1つずつ配置された、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の油圧バルブ。 - 固定シーブ、該固定シーブに対して接離自在に支持された可動シーブ、及び該可動シーブに連結された油圧アクチュエータからなるプーリを相対向するように一対配置し、これら一対のプーリの間にベルトを巻き掛けてなる無段変速装置の油圧制御装置において、
バルブボディに形成されたスプール摺動孔と、該スプール摺動孔に摺動自在に配置されたスプールと、前記バルブボディに形成された複数の作動油孔と、前記スプール摺動孔よりも大径に形成された制御油圧室と、前記スプール摺動孔の開口縁部壁面及び前記スプールの端面と線状又は点状の部分にて接触され得るように前記制御油圧室に摺動自在に配置されたストッパ部材と、前記ストッパ部材を付勢する付勢部材と、からなる油圧バルブを備え、
該油圧バルブによって前記油圧アクチュエータの少なくとも一方への作動油の供給を制御して前記可動シーブを移動させることに基づき、前記一方のプーリから他方のプーリへ伝達される回転速度を無段階で変速する、
ことを特徴とする無段変速装置の油圧制御装置。
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