JP4673563B2

JP4673563B2 - トランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置

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Publication number: JP4673563B2
Application number: JP2004062949A
Authority: JP
Inventors: 秀規石橋
Original assignee: Okamura Corp
Current assignee: Okamura Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2004-03-05
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005249130A

Description

本発明は、トランスミッション付トルクコンバータの油圧回路に設けられ、オイルポンプよりの圧油をクラッチに供給することにより、該クラッチをオン・オフさせるようにしたトランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置に関する。

トランスミッション付トルクコンバータの中には、その油圧回路に、レギュレータバルブと、アキュムレータと、クラッチ切換用のソレノイドバルブとを設け、オイルポンプよりの圧油を、調圧してトルクコンバータに供給するとともに、前後進用の複数のクラッチに選択的に供給して、これをオン・オフするようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−３０１９２５号公報（図１）

上記特許文献に記載のものでは、クラッチを例えば前進から後進に切換えるべく、ソレノイドバルブを作動させると、アキュムレータに蓄圧された油がピストンにより急激に後進用のクラッチに圧送されるため、その切換時にショックが発生することがあった。

これを解決するために、本出願人は、クラッチの接続を、ショックを緩和して速やかに行いうるようにしたクラッチ切換用バルブ装置を案出し、先に特許出願している（特願２００３−１９９１１２号参照）。

この先願のクラッチ切換用バルブ装置においては、複数のクラッチに選択的に圧油を切換えて供給するソレノイドバルブ（コントロールバルブ）と、各クラッチとの間に、アキュムレータバルブを設け、クラッチを例えば前進から後進に切換えるべく、ソレノイドバルブを作動させた際において、それまで接続されていたクラッチの圧油及びアキュムレータバルブの油室内に蓄圧された圧油が、オリフィス状のポートを介して、ソレノイドバルブのドレンより排出されるようになっている。

そのため、クラッチの圧油及びアキュムレータバルブの油室内の圧油がピストンにより排出されるまでの時間が長くなり、ソレノイドバルブを作動させてから実際にクラッチがオフとなるまでにタイムラグが発生するという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、クラッチをオフ側に切換えた際のアキュムレータバルブ内の圧油を速やかに排出し、クラッチがオフとなるまでのタイムラグを小さくしうるようにした、トランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置を提供することを目的としている。

本発明によると、上記課題は、次のようにして解決される。
（１）トランスミッション付トルクコンバータの油圧回路におけるオイルポンプとクラッチとの間に設けられ、前記オイルポンプよりの圧油をクラッチに供給することにより、クラッチをオン・オフさせるクラッチ切換用バルブ装置であって、前記オイルポンプより下流側の油圧回路に、前記クラッチに圧油を供給するコントロールバルブを設けるとともに、該コントロールバルブとクラッチとの間の油圧回路に、円筒状のバルブ本体内に摺動可能に嵌合されたピストンと、該ピストンを常時バルブ本体の一側端に向かって付勢する付勢手段と、前記コントロールバルブの吐出ポートと前記ピストンにおける付勢手段と反対側のバルブ本体内に形成された油室とに連通し、前記コントロールバルブよりの圧油をオリフィスを介して前記油室に導入する入口回路と、同じく前記油室に連通し、該油室より吐出した圧油を前記クラッチに供給する出口回路とを備えるアキュムレータバルブを設け、かつ前記入口回路に、両側端に入口回路の上流側と下流側に連通するポートを有するとともに、周壁にドレンポートを有するシリンダと、該シリンダ内に軸方向に摺動可能に収容されたドレンピストンと、該ドレンピストンを、前記ドレンポートを常時閉じるように入口回路の下流側に向かって付勢する圧縮コイルばねとからなるドレンバルブを設け、前記コントロールバルブからクラッチへの圧油の供給を停止したとき、前記ドレンピストンが前記圧縮コイルばねに抗して上流側に移動し、前記ドレンポートを開くことにより、前記アキュムレータバルブの油室内の圧油を前記オリフィスを迂回して排出するようにする。

（２）上記(１)項において、ドレンピストンに、両側端が開口するオリフィス状の油路を貫設し、この油路をオリフィスとする。

（３）上記(１)または(２)項において、それぞれが異なるクラッチに圧油を供給する２個のアキュムレータバルブのバルブ本体を、一側端が開口する円筒状とし、それらの開口端を突合わせてバルブ本体同士を結合するとともに、各バルブ本体内のピストンの対向面間に圧縮コイルばねを縮設することにより、２個のアキュムレータバルブを一体化する。

（４）上記(１)〜(３)項のいずれかにおいて、アキュムレータバルブのピストンの外周面に、該ピストンがバルブ本体の一側端に位置しているとき、入口回路と出口回路とに連通することにより、コントロールバルブよりの圧油をクラッチに供給可能な油溝を設ける。

請求項１記載の発明によれば、クラッチをオフとした際において、該クラッチ及びアキュムレータバルブの油室の圧油は、オリフィスを通らずにドレンバルブより急速に排出されるため、コントロールバルブを作動させてからクラッチがオフとなるまでのタイムラグを小さくすることができる。
また、ドレンピストンが圧縮コイルばねに抗して上流側に移動させられたとき、ドレンポートが開かれて油室内の圧油が自動的に排出されるので、ドレンバルブの構造が簡単であり、かつソレノイドバルブ等の高価なドレンバルブを用いる必要もなく、コスト低減が図れる。

請求項２記載の発明によれば、オリフィスがドレンピストンに一体形成されているので、別途オリフィスを設ける必要がなく、油圧回路が簡単となる。

請求項３記載の発明によれば、例えば前後進用の２個のクラッチを選択的にオン・オフさせる際において、２個のアキュムレータバルブが一体化され、１個の圧縮コイルばね等を共用しているので、部品点数が削減されてコスト低減が図れ、かつアキュムレータバルブが小型化することにより、その設置場所の自由度が拡がる。

請求項４記載の発明によれば、クラッチをオンとするべく、コントロールバルブを切換えると、その直後において圧油は、オリフィスを通らずに、アキュムレータバルブのピストンの油溝を介してクラッチに速やかに供給されるので、クラッチの接続開始を早めることができる。

以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を適用したトランスミッション付トルクコンバータとその油圧回路を示すもので、(１)は、オイルパン(２)の油を吸引して圧送するオイルポンプ、(３)はトルクコンバータ、(４)は、トルクコンバータに連結されたトランスミッション、(５)は、トルクコンバータ(３)に供給される油圧を調圧する主圧レギュレータバルブ、(６)は、トルクコンバータ(３)よりの圧油の出口圧力を調圧するレギュレータバルブ、(７)はラインフィルタ、(８)及び(９)は、トランスミッション(４)の前進２段のギヤ（図示略）に動力を伝達する前進用低速クラッチと高速クラッチ、(10)は、同じく後進ギヤ（図示略）に動力を伝達する後進クラッチである。

各クラッチ(８)(９)(10)は、ラインフィルタ(７)より流出する油により潤滑されるようになっている。

オイルポンプ(１)に接続された主油圧回路(11)には、ドレンポートを有する４ポート３位置切換型の前後進切換用のソレノイドバルブ(12)と、その下流側におけるアキュムレータ装置(13)とからなる本発明のクラッチ切換用バルブ装置(14)が設けられている。

アキュムレータ装置(13)は、その下流側に設けられた速度切換用の４ポート２位置切換型のソレノイドバルブ(15)を介して、上記前進用の低速及び高速クラッチ(８)(９)と、後進クラッチ(10)とに接続されている。

なお、図１の回路は、ソレノイドバルブ(12)が前進側に切換えられ、そのポートより流出した圧油が、アキュムレータ装置(13)、及び低速側に切換えられたソレノイドバルブ(15)を介して、低速クラッチ(８)に供給され、これを接続（オン）している状態を示している。

次に、上記アキュムレータ装置(13)の構造と、その作用を、図２〜図４を参照して詳細に説明する。

アキュムレータ装置(13)は、内部に、互いの対向端が開口され、かつ側端が閉塞されたガイド孔(18)(18)を有する右半部の前進用アキュムレータバルブ(16)と、左半部の後進用アキュムレータバルブ(17)とからなり、それらのバルブ本体(16a)(17a)同士は、対向端部外周面に形成したフランジ(16b)(17b)同士を、ねじ(19)により固定することにより、互いのガイド孔(18)同士が左右方向に連続するようにして、一体的に結合されている。

上記左右のガイド孔(18)内には、内端部の外周面に環状の油溝(20)を有する同形状のピストン(21)(21)が、左右方向に摺動自在に左右対称に嵌合され、かつ両ピストン(21)は、互いの対向面間に縮設された圧縮コイルばね(22)により、外側方に向かって常時付勢されている。

各ピストン(21)の外端面の中心には、ガイド孔(18)内の側端面と当接することにより、それらの間に油室(23)を形成するためのストッパ軸(24)が突設されている。

左右のバルブ本体(17a)(16a)には、左右のピストン(21)がそれぞれ左限と右限に位置しているとき、それらの油溝(20)と連通する流路断面積の大きい第１入口ポート(25)(25)と第１出口ポート(26)(26)とが、互いに連通するように対向状に穿設されている。

また、各バルブ本体(16a)(17a)には、上記各第１入口ポート(25)と連通し、油室(23)に開口する第２入口ポート(27)(27)と、上記各第１出口ポート(26)と連通し、油室(23)に開口する第２出口ポート(28)(28)とが形成されている。

上記各第１入口ポート(25)は、ソレノイドバルブ(12)の吐出ポート（図示略）に、入口回路(29)(29)を介して接続され、また左方の第１出口ポート(26)は、後進クラッチ(10)に、出口回路(30)を介して接続されている。

上記右方の第１出口ポート(26)は、速度切換用のソレノイドバルブ(15)の入口ポート（図示略）に、出口回路(31)を介して接続されるとともに、ソレノイドバルブ(15)の吐出ポート（図示略）に接続された回路(32)(32)を介して、低速クラッチ(８)と高速クラッチ(９)とに接続されている。

上記左右の第２入口ポート(27)の途中に形成された左右方向（軸方向）を向くシリンダ状の拡径中空孔(33)(33)内には、中心に第２入口ポートと常時連通するオリフィス状の油路(34)が貫設されたドレンピストン(35)(35)が、軸方向に摺動可能に収容されている。

各ドレンピストン(35)は、その第１入口ポート(25)側（上流側）に形成された小径段部と、拡径中空孔(33)の上流側の側端面との間に縮設された圧縮コイルばね(36)により、常時第２入口ポート(27)の下流側に向かって付勢され、拡径中空孔(33)の下流側の側端面と当接して停止している。

各ドレンピストン(35)の下流側の側端部には、小径軸部(35a)が形成され、その外周面と拡径中空孔(33)の内周面との間の隙間は、環状のドレン流路(37)となっている。

左右のバルブ本体(16a)(17a)には、各拡径中空孔(33)と連通するドレンポート(38)が穿設され、このドレンポート(38)は、ドレンピストン(35)が圧縮コイルばね(36)に付勢されて下流側に最大限移動しているときには、ドレンピストン(35)の外周面により閉じられ、また、圧縮コイルばね(36)に抗して上流側に移動させられたときには、ドレン流路(37)を介して第２入口ポート(27)の下流側と連通するようになっている。

なお、上記シリンダ状の拡径中空孔(33)、ドレンピストン(35)、圧縮コイルばね(36)及びドレンポート(38)等によりドレンバルブを構成している。

次に、上記実施形態の作用を説明する。
図１に示すように、前後進切換用ソレノイドバルブ(12)が、例えば一方の前進位置に切換えられるとともに、速度切換用のソレノイドバルブ(15)が低速位置に切換えられると、ソレノイドバルブ(12)を出た圧油は、図２に示すように、前進用アキュムレータバルブ(16)における第１入口ポート(25)から第２入口ポート(27)に流入する。

第２入口ポート(27)に流入した圧油は、その拡径中空孔(33)に収容した、常時下流側に向かって、付勢されているドレンピストン(35)のオリフィス状の油路(34)を通って、油室(23)内に流入し、その油圧が徐々に高まる。

これにより、左側のピストン(21)は、圧縮コイルばね(22)の付勢力に抗して左方に移動させられると同時に、油室(23)内に流入した圧油が、第２出口ポート(28)を介して第１出口ポート(26)に向かって流れ、ソレノイドバルブ(15)を介して低速クラッチ(８)に供給される。
これにより、低速クラッチ(８)が接続され、トランスミッション(４)の第１速ギヤ（図示略）に動力が伝達される。

また、この状態で、速度切換用のソレノイドバルブ(15)を他方に切換えると、高速クラッチ(９)が接続される。
後進用クラッチ(10)を接続するべく、ソレノイドバルブ(12)を他方の後進位置に切換えると、図３に示すように、左側の後進用アキュムレータバルブ(17)に向かって圧油が流れ、右側の前進用アキュムレータバルブ(16)への圧油の供給が停止される。

ソレノイドバルブ(12)を後進側に切換えた直後において、後進用アキュムレータバルブ(17)に供給された圧油は、ドレンピストン(35)のオリフィス状の油路(34)に流入せずに、第１入口ポート(25)からピストン(21)の油溝(20)に向かって流れ、第１出口ポート(26)より急速に吐出される。

これにより、後進用クラッチ(10)の接続が開始される。
一方、右側の前進用アキュムレータバルブ(16)への圧油の供給が停止されると、それまで接続されていた低速クラッチ(８)の圧油が、図３の矢印のように、前進用アキュムレータバルブ(16)の油室(23)に戻されるとともに、ピストン(21)が圧縮コイルばね(22)により右方に復帰させられることにより、油室(23)内の圧油も第２入口ポート(27)に向かって流れる。

すると、ドレンピストン(35)は、圧縮コイルばね(36)の付勢力に抗して第１入口ポート(25)側に押圧され、それまで閉じていたドレンポート(38)を開口することにより、油室(23)内の油が急速に排出される。

この際、ソレノイドバルブ(12)のドレンポートも開放されているが、ドレンピストン(35)の油路(34)は流通抵抗が大きいため、この油路(34)を通ってソレノイドバルブ(12)のドレンポートより排出されることはない。

油室(23)内の油がドレンポート(38)より急速に排出されることにより、低速クラッチ(８)の切れが早くなり、ソレノイドバルブ(12)を切換えてから、低速クラッチ(８)が実際にオフとなるまでのタイムラグが小さくなる。

後進用アキュムレータバルブ(17)側に圧油が供給され、後進用クラッチ(10)の接続開始後、所定時間経過すると、圧油は、後進用アキュムレータバルブ(17)のドレンピストン(35)の油路(34)を介して、油室(23)内に流入する。

すると、図４に示すように、左方のピストン(21)が圧縮コイルばね(22)に抗して右方に押圧されることにより、第１入口ポート(25)と油溝(20)との連通が断たれ、同時に油室(23)内の油圧が徐々に高まる。

これにより、第２出口ポート(28)を介して、後進用クラッチ(10)に供給されている圧油を加圧することにより、後進用クラッチ(10)は完全に接続され、その状態に保持される。

図４の状態において、再度ソレノイドバルブ(12)を前進側に切換えると、後進用アキュムレータバルブ(17)及びそのドレンピストン(35)が、前述した図３に示す前進用アキュムレータバルブ(16)及びそのドレンピストン(35)と同じ動きをすることにより、後進用クラッチ(10)が速やかにオフとなり、かつ同時に前進用の低速クラッチ(８)が接続される。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記実施形態では、前進及び後進用アキュムレータバルブ(16)(17)のバルブ本体(16a)(17a)に第２入口ポート(27)を設け、その途中をシリンダ状に拡径させることにより、その中に、油路(34)を有するドレンピストン(35)と、これを常時下流側に付勢する圧縮コイルばね(36)を収容するとともに、バルブ本体(16a)(17a)に、ドレンピストン(35)により開閉されるドレンポート(38)を設けているが、ドレンピストン(35)、圧縮コイルばね(36)、ドレンポート(38)を、バルブ本体(16a)(17a)の外部にユニット化して設けることもできる。
図５は、この例を示す（一方のみ図示する）。

ソレノイドバルブ(12)の下流側の入口回路(29)に、第１入口ポート(25)と並列をなして油室(23)と連通するバイパス回路(39)を接続し、このバイパス回路(39)の途中に、軸方向の両端がポート(40)(40)により開口されるとともに、周壁に、上述と同様のドレンポート(38)を有するシリンダ(41)を接続し、この中に、上記と同様の油路(34)を有するドレンピストン(35)と、これを下流側に付勢する圧縮コイルばね(36)とを収容してある。

このようにしても、上述と同様の作用が得られる。
また、上記実施形態では、オリフィス状の油路(34)を、ドレンピストン(35)に一体的に形成しているが、それらを別々に設けることもできる。
図６は、この例の右半部のみを示す。

ソレノイドバルブ(12)の下流側の入口回路(29)と油室(23)とに接続したバイパス回路(39)の途中に、並列をなす分岐回路(42)(42)を設け、その一方にオリフィス(43)を設けるとともに、他方に、ドレンピストン(44)と、これに下流側に付勢する圧縮コイルばね(45)と、周壁にドレンポート(46)を有するシリンダ(47)とからなるドレンバルブ(48)の両端のポート(49)(49)を、常時ドレンポート(46)が閉じられるようにして接続する。

このようにしても、ソレノイドバルブ(12)を切換えて圧油の供給を停止した際において、油室(23)の圧油は、オリフィス(43)を通らずに、ドレンバルブ(48)側に流れ、ドレンピストン(44)を左方に移動させてドレンポート(46)を開口することにより、急速に排出される。

なお、上記オリフィス(43)は、２点鎖線で示すように、第２入口ポートとしてバルブ本体(16a)内に設けてもよい。
上記実施形態では、部品点数を削減するために、対向端が開口する前進用アキュムレータバルブ(16)と、後進用アキュムレータバルブ(17)との対向端同士を結合し、実質的に一体構造のアキュムレータ装置(13)としているが、それらを独立して別体に形成してもよい。

また、前進用のクラッチが１個である場合には、速度切換用のソレノイドバルブ(15)は不要となる。

さらに、１個のクラッチのみをオン・オフする際には、アキュムレータバルブは１個でよく、この際、それに圧油を供給するコントロールバルブは、単に圧油の供給と停止を行うソレノイドバルブ等を用いればよい。

左右のアキュムレータバルブ(16)(17)におけるピストン(21)の外周面に設けた油溝(20)は、省略することもある。

本発明を適用したトランスミッション付トルクコンバータの全体の油圧回路の概略図である。同じく、一体化された前後進用アキュムレータバルブの中央縦断正面図で、前進用アキュムレータバルブ側に圧油が供給された状態の作動図である。同じく、後進用アキュムレータバルブ側に圧油が供給された初期状態と、前進用アキュムレータバルブ内の油がドレンポートより排出されている状態の作動図である。同じく、後進用アキュムレータバルブに第２入口ポートより圧油が供給され、ピストンが押圧された状態と、前進用アキュムレータバルブ内の油が全て排出された状態の作動図である。シリンダ、ドレンピストン、圧縮コイルばねをユニット化してバルブ本体の外部に設けた変形例である。同じく、オリフィスをドレンピストンより分離した変形例である。

(１)オイルポンプ
(２)オイルパン
(３)トルクコンバータ
(４)トランスミッション
(５)主圧レギュレータバルブ
(６)レギュレータバルブ
(７)ラインフィルタ
(８)低速クラッチ
(９)高速クラッチ
(10)後進クラッチ
(11)主油圧回路
(12)前後進切換用ソレノイドバルブ（コントロールバルブ）
(13)アキュムレータ装置
(14)クラッチ切換用バルブ装置
(15)速度切換用ソレノイドバルブ
(16)前進用アキュムレータバルブ
(16a)バルブ本体
(16b)フランジ
(17)後進用アキュムレータバルブ
(17a)バルブ本体
(17b)フランジ
(18)ガイド孔
(19)ねじ
(20)油溝
(21)ピストン
(22)圧縮コイルばね（付勢手段）
(23)油室
(24)ストッパ軸
(25)第１入口ポート
(26)第１出口ポート
(27)第２入口ポート
(28)第２出口ポート
(29)入口回路
(30)出口回路
(31)(32)回路
(33)拡径中空孔（シリンダ）
(34)油路
(35)ドレンピストン
(35a)小径軸部
(36)圧縮コイルばね
(37)ドレン流路
(38)ドレンポート
(39)バイパス回路
(40)ポート
(41)シリンダ
(42)分岐回路
(43)オリフィス
(44)ドレンピストン
(45)圧縮コイルばね
(46)ドレンポート
(47)シリンダ
(48)ドレンバルブ
(49)ポート

Claims

トランスミッション付トルクコンバータの油圧回路におけるオイルポンプとクラッチとの間に設けられ、前記オイルポンプよりの圧油をクラッチに供給することにより、クラッチをオン・オフさせるクラッチ切換用バルブ装置であって、前記オイルポンプより下流側の油圧回路に、前記クラッチに圧油を供給するコントロールバルブを設けるとともに、該コントロールバルブとクラッチとの間の油圧回路に、円筒状のバルブ本体内に摺動可能に嵌合されたピストンと、該ピストンを常時バルブ本体の一側端に向かって付勢する付勢手段と、前記コントロールバルブの吐出ポートと前記ピストンにおける付勢手段と反対側のバルブ本体内に形成された油室とに連通し、前記コントロールバルブよりの圧油をオリフィスを介して前記油室に導入する入口回路と、同じく前記油室に連通し、該油室より吐出した圧油を前記クラッチに供給する出口回路とを備えるアキュムレータバルブを設け、かつ前記入口回路に、両側端に入口回路の上流側と下流側に連通するポートを有するとともに、周壁にドレンポートを有するシリンダと、該シリンダ内に軸方向に摺動可能に収容されたドレンピストンと、該ドレンピストンを、前記ドレンポートを常時閉じるように入口回路の下流側に向かって付勢する圧縮コイルばねとからなるドレンバルブを設け、前記コントロールバルブからクラッチへの圧油の供給を停止したとき、前記ドレンピストンが前記圧縮コイルばねに抗して上流側に移動し、前記ドレンポートを開くことにより、前記アキュムレータバルブの油室内の圧油を前記オリフィスを迂回して排出するようにしたことを特徴とするトランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置。
ドレンピストンに、両側端が開口するオリフィス状の油路を貫設し、この油路をオリフィスとした請求項１記載のトランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置。
それぞれが異なるクラッチに圧油を供給する２個のアキュムレータバルブのバルブ本体を、一側端が開口する円筒状とし、それらの開口端を突合わせてバルブ本体同士を結合するとともに、各バルブ本体内のピストンの対向面間に圧縮コイルばねを縮設することにより、２個のアキュムレータバルブを一体化してなる請求項１または２記載のトランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置。
アキュムレータバルブのピストンの外周面に、該ピストンがバルブ本体の一側端に位置しているとき、入口回路と出口回路とに連通することにより、コントロールバルブよりの圧油をクラッチに供給可能な油溝を設けた請求項１〜３のいずれかに記載のトランスミッション付トルクコンバータにおけるクラッチ切換用バルブ装置。