JP6222024B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機に関し、特に、セパレートプレートを挟んで上下に積層される複数のバルブボディを有する油圧制御ユニットを備えた自動変速機に関する。

自動車等の車両に搭載される自動変速機は一般に、エンジンの出力軸に直結されたトルクコンバータと、トルクコンバータの出力側に連結された変速機構とを有し、変速機構内の動力伝達経路を選択的に切り換えて車両の運転状態に応じて所定の変速段を達成するように構成されている。

この自動変速機の変速機構として、複数の遊星歯車機構と、複数の湿式多板式のクラッチ及びブレーキなどの摩擦締結要素と、該摩擦締結要素を選択的に締結するための油圧制御回路とを備え、該油圧制御回路によって各摩擦締結要素の締結状態を組み合わせることにより遊星歯車機構の変速比を変更して各変速段を得るようにしたものが知られている。

この油圧制御回路は、バルブボディにスプール弁やソレノイド弁等の各種バルブを組み込んでなる油圧制御ユニットによって構成され、オイルポンプから供給される作動油の油圧制御や供給先の切換制御等を行う。このバルブには、通例、元圧が供給される入力ポートと、該入力ポートに供給された油圧を供給先に送り出す出力ポートと、供給先に供給されていた油圧を排出するドレインポートと、が設けられている。

このドレインポートは、バルブボディの弁体（スプール弁にあってはスプール、ソレノイド弁にあってはプランジャ部）が挿入されるボアの所定の部位を外部への開口部に接続させたもので、スプールやプランジャの移動により、前記所定の部位と開口部とが連通／遮断されるように構成されている。

通例、前記開口部は下向きに形成されるが、バルブボディにおける当該バルブの配設位置や、他の構成（他のバブル、締結部材、油路等）との位置関係、さらにはバルブボディの加工上の理由等で開口部が上向きに形成されることがある。

ところが、開口部が上向きの場合、通例、油圧制御ユニットは変速機構の直下に配置されるので、変速機構で発生するコンタミネーション（以下、「コンタミ」と略称する。）が落下して開口部からドレインポート内に侵入し、弁体のクリアランス部に噛み込むことによって弁体のロックや摺動不良を発生させるおそれがある。摩擦締結要素に対する油圧の供給／排出を切り換えるバルブの場合、弁体の作動不良によって摩擦締結要素への油圧の給排出が困難となり、その制御が正常に行えなくなり、変速段切換の制御性が悪化するおそれがある。

この課題に対して、例えば、特許文献１には、図７に示すように、上向きの開口部１０１からバルブボディ１００の内部に侵入したコンタミを溜めるための溜まり部１０２をドレインポート１０３の上方に設ける技術が記載されている。

特許第４２２０５０３号明細書

ところが、この従来技術の場合、バルブボディ１００の内部に溜まり部１０２を新たに設けるスペースが必要になり、油圧制御ユニットが大型化するので、この油圧制御ユニットの自動変速機への組み込み性や自動変速機の車載性に影響する可能性があった。

そこで、本発明は、油圧制御ユニットを大型化することなく、開口部からドレインポート内にコンタミが入るのを防止できる自動変速機を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る自動変速機は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、
セパレートプレートを挟んで上下に積層される複数のバルブボディを有する油圧制御ユニットを備えた自動変速機であって、
前記複数のバルブボディは、変速機ケース内の下部に配置され、
前記複数のバルブボディは、第１バルブボディと、該第１バルブボディの下方に設けられ、平面視で前記第１バルブボディよりも大きい第２バルブボディと、を有し、
前記第２バルブボディにおける前記第１バルブボディが重ねられていない部分に、作動油を制御する制御弁が設けられ、
前記制御弁は、前記第２バルブボディに形成されたボアと、該ボアに挿入される弁体と、前記ボアに連通するように前記第２バルブボディに形成されたドレインポートと、を備えており、
前記第２バルブボディは、該第２バルブボディの上面から上方に突出して前記ドレインポートを構成する周側壁を備え、
前記周側壁の上面は開口部とされ、
前記周側壁の上縁部には、該周側壁を厚さ方向に貫通する溝部が設けられ、
前記第１バルブボディと前記第２バルブボディの間に挟まれた前記セパレートプレートは、前記第１バルブボディと前記第２バルブボディとの合わせ面よりも外側に張り出した延設部を備え、
前記開口部は、前記延設部によって閉じられており、
前記溝部と前記延設部との間に、前記ドレインポートと前記バルブボディの外部とを連通させるドレイン流出口が形成されている
ことを特徴とする。
また、本願の請求項２に記載の発明は、
セパレートプレートを挟んで上下に積層される複数のバルブボディを有する油圧制御ユニットを備えた自動変速機であって、
前記複数のバルブボディは、変速機ケース内の下部に配置され、
前記複数のバルブボディは、第１バルブボディと、該第１バルブボディの下方に設けられ、平面視で前記第１バルブボディよりも大きい第２バルブボディと、を有し、
前記第２バルブボディにおける前記第１バルブボディが重ねられていない部分に、作動油を制御する制御弁が設けられ、
前記制御弁は、前記第２バルブボディに形成されたボアと、該ボアに挿入される弁体と、前記ボアに連通するように前記第２バルブボディに形成されたドレインポートと、を備えており、
前記第２バルブボディは、該第２バルブボディの上面から上方に突出して前記ドレインポートを構成する周側壁を備え、
前記周側壁の上面は開口部とされ、
前記第１バルブボディと前記第２バルブボディの間に挟まれた前記セパレートプレートは、前記第１バルブボディと前記第２バルブボディとの合わせ面よりも外側に張り出した延設部を備え、
前記延設部は、前記開口部を上側から覆うように該開口部の上方に離間して配置されている
ことを特徴とする。

また、本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機であって、
前記開口部は、前記第２バルブボディの上面における第１バルブボディの端縁に隣接した部位に設けられている
ことを特徴とする。

また、本願の請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機であって、
前記制御弁は、前記第２バルブボディのボア内を水平方向に摺動可能な前記弁体を有する
ことを特徴とする。

以上の構成により、本願各請求項に係る発明によれば、次の効果が得られる。

請求項１及び請求項２に係る発明によれば、ドレインポートに開口部が開口されているので、従来技術に比べて、ドレインポートから開口部までの距離を短くすることができる。また、セパレートプレートに設けられた延設部によって、ドレインポートからの作動油の流出路を確保しながら開口部を上方から覆うので、開口部を上方から覆うための専用のカバー部材を別途設ける必要がない。したがって、油圧制御ユニットを大型化させずに、上方で発生したコンタミが落下して開口部からドレインポート内に入るのを防止できる。

また、請求項３に係る発明によれば、開口部は第２バルブボディの上面における第１バルブボディの端縁に隣接した部位に設けられているので、セパレートプレートの延設部の延長する量を低減できる。

また、請求項４に係る発明によれば、ボア内を水平方向に摺動可能な弁体を有するコンタミによる影響（例えばスプール弁の場合、スプールのスティック）を受けやすい制御弁において、簡素な構成でその影響を効果的に排除することができる。

本発明の実施形態に係る自動変速機の油圧制御ユニットを示す側面図である。 図１の油圧制御ユニットを上方から見た平面図（ａ）と、セパレートプレート延設部を上方から見た一部拡大図（ｂ）である。 図２の油圧制御ユニットをＡ−Ａ断面で見た拡大断面図（ａ）と、矢印Ｃで見た矢視図（ｂ）である。 同油圧制御ユニットをＢ−Ｂ断面で見た拡大断面図である。 同油圧制御ユニットの油圧回路の要部を示す説明図である。 同油圧制御ユニットの変形例をＢ−Ｂ断面で見た拡大断面図である。 従来の油圧制御ユニットの構成を示す拡大断面図である。

本発明の実施形態に係る自動変速機について、図１〜６図を参照しながら説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る自動変速機１は、該自動変速機１に設けられた複数の摩擦締結要素（図示しない）を制御する油圧制御ユニット２を備える。油圧制御ユニット２は、変速機ケースＣ内の底部に配設されたバルブボディ１０を備える。バルブボディ１０は、上層部材１１と、該上層部材１１の下方に設けられた中層部材１２と、該中層部材１２の下方に設けられた下層部材１３と、を上下に積層して構成されている。上層部材１１と中層部材１２の間には、第１セパレートプレート１４が挟まれると共に、中層部材１２と下層部材１３の間には、第２セパレートプレート１５が挟まれた状態で、これら部材１１〜１３は多数のボルト１６によって一体的に結合されている。

図２（ａ）にも示すように、平面視で中層部材１２は上層部材１１よりも大きい。すなわち、中層部材１２は、その上面において上層部材１１が存在する部位（本実施形態の場合、図２（ａ）の左側略半分）と、上層部材１１が存在しない部位（本実施形態の場合、図２（ａ）の右側略半分）とを有し、この上層部材１１が存在しない部位は、変速機ケースＣの内部空間に解放されている。

上述の上層部材１１と中層部材１２の間に挟まれた第１セパレートプレート１４は、その上面が上層部材１１によって覆われた本体部１４ａと、該本体部１４ａと連続し、その上面が上層部材１１によって覆われずに上層部材１１の端縁１１ａから外側に突出した、すなわち、中層部材１２の上層部材１１が存在しない部位の上方まで延びた延設部１４ｂと、を有する。図２（ｂ）は、図２（ａ）の延設部１４ｂの拡大図である。なお、中層部材１２と下層部材１３の間に挟まれた第２セパレートプレート１５は、その上面の略全面が中層部材１２によって覆われている。

なお、上層部材１１、中層部材１２及び下層部材１３は、アルミ合金製の鋳造品にボルト穴や弁体を挿入するボア等を後加工することにより製造される。また、セパレートプレート１４、１５は、所定形状に打ち抜いた圧延鋼板にボルト穴や油孔等を加工することにより製造される。

上述のように構成されたバルブボディ１０の内部には、複数のバルブや油路でなる自動変速機１の油圧制御用コントロールバルブ機構１７、１７’…１７’（以下、「バルブ機構」という。）が組み込まれている。

より詳細に説明するに、上層部材１１には、マニュアルバルブ１８がその操作部を外部に露出させて組み込まれている。マニュアルバルブ１８は、当該車両の運転者によるシフトレバーの操作に連動して移動し、選択されたレンジに応じてバルブ機構１７、１７’…１７’の油路を切り換えるように構成されている。

中層部材１２には、複数のバルブ機構１７、１７’…１７’が設けられている。バルブ機構１７、１７’…１７’は、中層部材１２の前面から後面（図２（ａ）で下から上）に向けて互いに平行に水平姿勢で設けられている。

下層部材１３には、リニアソレノイドバルブやＯＮ−ＯＦＦソレノイドバルブ等の複数のソレノイドバルブ１９，１９’…１９’が取り付けられている。これらソレノイドバルブ１９，１９’…１９’は、後部を外部に露出させた状態で、前部が下層部材１３の下面に設けられた孔に挿入され、該下層部材１３の下面に水平姿勢で取り付けられている。

また、バルブボディ１０（上層部材１１）の上面には、電子制御ユニット２０とセンサユニット３０が配設されている。

電子制御ユニット２０は、自動変速機１または該自動変速機１が搭載された車両の状態に応じて、バルブ機構１７、１７’…１７’を電気的に制御するものであり、本体２１の上面には、車両の各部に配置された各種センサからの導かれたハーネス（図示せず）の集合コネクタ２２が凸設されている。

センサユニット３０は、自動変速機１の各部の状態を検出する複数のセンサで構成され、ハウジング３１の上面から斜め上方に延びる回転センサ３２、３３と、該ハウジング３１に内装させたポジションセンサ（図示せず）とが備えられている。回転センサ３２、３３は、磁界の変化を検出してパルス信号を出力するホール素子を用いたものであり、各先端部が自動変速機１の変速機構を構成する回転部材Ｂの周面に近接して配置され、該回転部材Ｂの回転に伴う磁界の変化に基づいて回転部材Ｂの回転速度を検出するように構成されている。また、ポジションセンサは、マニュアルバルブ１８の操作位置に基づき、選択されているレンジを検出するように構成されている。

これら回転センサ３２、３３及びポジションセンサからの信号が電子制御ユニット２０に入力され、これら信号と、集合コネクタ２２から入力される車両各部の状態を示す信号とに基づき、電子制御ユニット２０による所定の制御が行われる。

ここで、複数のバルブ機構１７、１７’…１７’のうち、中層部材１２の中央付近に設けられたバルブ機構１７について、図３〜図５を参照しながら以下に詳細に説明する。

図３（ａ）に示すように、バルブ機構１７は、いわゆるスプール式のバルブであり、中層部材１２の前面（図３（ａ）で左側面）に開口する有底のスプール穴４１と、該スプール穴４１の軸方向に移動可能な円柱状のスプール４２と、により構成されている。スプール穴４１は、例えば、中層部材１２の前面からその軸方向を水平方向に向けて穴開け加工することにより形成される。スプール４２は、大径部４２ａと小径部４２ｂとを有し、該大径部４２ａは、その外周面がこれに対応する位置にあるスプール穴４１の内周面と気密性を確保しながら、スプール穴４１内を水平方向に摺動可能に形成されている。

また、スプール穴４１内の底部にはリターンスプリング４３が挿入されており、該リターンスプリング４３は、スプール４２をスプール穴４１の開口部４１ａ側（図３（ａ）の左側）に常時付勢している。また、スプール４２及びリターンスプリング４３が挿入されたスプール穴４１の開口部４１ａは、栓４４によって封止されている。さらに、中層部材１２における栓４４よりも開口部４１ａ側には、その上面から棒状のストッパ４５が挿入され、該ストッパ４５によって栓４４がスプール穴４１から抜け出ないように係止されている。

スプール穴４１の内周面には、以下に示す複数のポート５１〜５３が開口している。

信号圧ポート５１は、バルブ機構１７の作動を制御する信号圧を導入するための信号圧ライン（図示しない）が接続されている。なお、図３（ａ）は、バルブ機構１７に信号圧が導入されていない状態を示している。

ポート５２、５２’…５２’は、バルブ機構１７の作動によって流路が切り換えられる、図示しないオイルポンプや摩擦締結要素等に接続された複数のライン６１、６１が接続されている。

ドレインポート５３は、バルブボディ１０の上方に開口する開口部５３ａが設けられている。開口部５３ａは、中層部材１２の上面における上層部材１１が存在しない部位に設けられており、本実施形態の場合、図２（ｂ）、図４に示すように、中層部材１２の上面における上層部材１１の端縁１１ａに隣接した部位に設けられている。

本実施形態の場合、図２（ｂ）、図４に示すように、中層部材１２は、開口部５３ａを画成する周側壁５３ｂの上面に、平面視で上層部材１１の端縁１１ａと略垂直な方向であって、開口部５３ａから周側壁５３ｂの外側面まで水平方向に延びる溝部５４が形成されている。

上述の開口部５３ａと溝部５４は、図３（ｂ）、図４に示すように、第１セパレートプレート１４の延設部１４ｂによって上方から覆われている。これによって、開口部５３ａをその上面に密接して上方から覆う第１セパレートプレート１１の延設部１４ｂと溝部５４との間には、平面視で開口部５３ａから周側壁５３ｂの外側面まで延びる、バルブボディ１０の外部へ作動油を排出するためのドレイン流出口５５が形成されている。すなわち、第１セパレートプレート１４の延設部１４ｂは、ドレインポート５３からの作動油の流出路を確保しながら、開口部５３ａを上方から覆っている。

上述の構成によれば、スプール穴４１内の作動油は、バルブボディ１０の内部においてドレインポート５３からこれに連通するドレイン流出口５５まで流れ、このドレイン流出口５５からバルブボディ１０の外部に流出する。流出した作動油は、バルブボディ１０の外側を伝わって流れ落ちて摩擦締結要素の冷却等に用いられるオイルＤとして変速機ケースＣの底部に溜められる。

図５に示すように、本実施形態の場合、バルブ機構１７のポート５２には、ソレノイドバルブ１９のドレインライン７１が接続されている。ソレノイドバルブ１９には、供給油路７２を介して油圧が供給され、ソレノイドバルブ１９とクラッチやブレーキ等の摩擦締結要素７３とがライン７４を介して接続されている。

したがって、摩擦締結要素７３を締結状態から解放状態に切り換える際、ソレノイドバルブ１９を供給油路７２から摩擦締結要素７３への油圧の供給を止めてライン７４とドレインライン７１を連通するように切り換えると、摩擦締結要素７３内にあるオイルが、ライン７２及びドレインライン７１を介してバルブ機構１７のポート５２に入力される。バルブ機構１７をポート５２とドレインポート５３が内部で連通されるように切り換えると、ポート５２に入力されたオイルは、ドレインポート５３のドレイン流出口５５からバルブボディ１０の外部に排出される。

次に、油圧制御ユニット２の変形例について図６を参照しながら説明する。

図６に示すように、油圧制御ユニット２の変形例は、延設部１４ｂが開口部５３ａの上面と接触せずに、この上面から所定の隙間を介して上方に離間して設けられている。そのため、この変形例の場合、開口部５３ａ自体が作動油がバルブボディ１０の外部に流出するためのドレイン流出口となっている。すなわち、この変形例の場合も前述の実施形態と同様に、第１セパレートプレート１４の延設部１４ｂは、ドレインポート５３からの作動油の流出路を確保しながら、開口部５３ａを上方から覆っている。

この変形例の場合、開口部５３ａの上面と延設部１４ｂとの間であって、上層部材１１の端縁１１ａ側以外の三方に解放された隙間から作動油がバルブボディ１０の外部に流出可能であるので、溝部５４を設けた前述の実施形態に比べて、作動油が流出するドレイン流出口の面積をより大きく確保することができる。

以上により、本実施形態によれば、ドレインポート５３に開口部５３ａが開口されているので、従来技術に比べて、ドレインポート５３から開口部５３ａまでの距離を短くすることができる。また、第１セパレートプレート１４に設けられた延設部１４ｂによって、ドレインポート５３からの作動油の流出路を確保しながら開口部５３ａを上方から覆うので、開口部５３ａを上方から覆うための専用のカバー部材を別途設ける必要がない。したがって、油圧制御ユニット２を大型化させずに、上方で発生したコンタミが落下して開口部５３ａからドレインポート５３内に入るのを防止できる。

また、本実施形態によれば、開口部５３ａは中層部材１２の上面における上層部材１１の端縁１１ａに隣接した部位に設けられているので、開口部５３ａを上方から覆うために第１セパレートプレート１４の延設部１４ｂを延長する量を低減できる。

さらに、本実施形態によれば、ボア４１内を水平方向に摺動可能なスプール４２を有するので、スプール４２のスティック等のコンタミによる影響を受けやすいバルブ機構１７において、簡素な構成でその影響を効果的に排除することができる。

なお、本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、本実施形態に記載された技術は、バルブ機構１７のドレインポート５３の開口部５３ａを上層部材１１に隣接して設けたが、これに限るものではない。延設部１４ｂが届く範囲であれば、上層部材１１から離間した位置に開口部５３ａを設けてもよい。

また、本実施形態に記載された技術は、１つの延設部１４ｂで１つの開口部５３ａを上方から覆ったが、これに限るものではない。例えば、１つの延設部１４ｂで複数の開口部５３ａの上方を覆ってもよい。また、１つまたは複数の開口部５３ａの上方を覆う延設部１４ｂを複数設けてもよい。

また、本実施形態に記載された技術は、溝部５４を平面視で上層部材１１の端縁１１ａと略垂直な方向に延びるように設けたが、これに限るものではない。例えば、溝部５４を上層部材１１の端縁１１ａと平行する方向またはこの端縁１１ａに対して傾斜する方向に延びるように設けてもよい。また、溝部５４を設ける個数も１つに限らず、複数設けてもよい。

以上のように、本発明によれば、油圧制御ユニットを大型化することなく、開口部からドレインポート内にコンタミが入るのを防止できるので、自動変速機及び該自動変速機が搭載された車両の製造産業分野において好適に利用される可能性がある。

１ 自動変速機
２ 油圧制御ユニット
１０ バルブボディ
１１ 上層部材（第１バルブボディ）
１２ 中層部材（第２バルブボディ）
１４ 第１セパレートプレート（セパレートプレート）
１４ｂ 延設部
１７ コントロールバルブ機構（制御弁）
４２ スプール（弁体）
５３ ドレインポート
５３ａ 開口部

Claims (4)

1. セパレートプレートを挟んで上下に積層される複数のバルブボディを有する油圧制御ユニットを備えた自動変速機であって、
   前記複数のバルブボディは、変速機ケース内の下部に配置され、
   前記複数のバルブボディは、第１バルブボディと、該第１バルブボディの下方に設けられ、平面視で前記第１バルブボディよりも大きい第２バルブボディと、を有し、
   前記第２バルブボディにおける前記第１バルブボディが重ねられていない部分に、作動油を制御する制御弁が設けられ、
   前記制御弁は、前記第２バルブボディに形成されたボアと、該ボアに挿入される弁体と、前記ボアに連通するように前記第２バルブボディに形成されたドレインポートと、を備えており、
   前記第２バルブボディは、該第２バルブボディの上面から上方に突出して前記ドレインポートを構成する周側壁を備え、
   前記周側壁の上面は開口部とされ、
   前記周側壁の上縁部には、該周側壁を厚さ方向に貫通する溝部が設けられ、
   前記第１バルブボディと前記第２バルブボディの間に挟まれた前記セパレートプレートは、前記第１バルブボディと前記第２バルブボディとの合わせ面よりも外側に張り出した延設部を備え、
   前記開口部は、前記延設部によって閉じられており、
   前記溝部と前記延設部との間に、前記ドレインポートと前記バルブボディの外部とを連通させるドレイン流出口が形成されている
   ことを特徴とする自動変速機。
2. セパレートプレートを挟んで上下に積層される複数のバルブボディを有する油圧制御ユニットを備えた自動変速機であって、
   前記複数のバルブボディは、変速機ケース内の下部に配置され、
   前記複数のバルブボディは、第１バルブボディと、該第１バルブボディの下方に設けられ、平面視で前記第１バルブボディよりも大きい第２バルブボディと、を有し、
   前記第２バルブボディにおける前記第１バルブボディが重ねられていない部分に、作動油を制御する制御弁が設けられ、
   前記制御弁は、前記第２バルブボディに形成されたボアと、該ボアに挿入される弁体と、前記ボアに連通するように前記第２バルブボディに形成されたドレインポートと、を備えており、
   前記第２バルブボディは、該第２バルブボディの上面から上方に突出して前記ドレインポートを構成する周側壁を備え、
   前記周側壁の上面は開口部とされ、
   前記第１バルブボディと前記第２バルブボディの間に挟まれた前記セパレートプレートは、前記第１バルブボディと前記第２バルブボディとの合わせ面よりも外側に張り出した延設部を備え、
   前記延設部は、前記開口部を上側から覆うように該開口部の上方に離間して配置されている
   ことを特徴とする自動変速機。
3. 前記開口部は、前記第２バルブボディの上面における第１バルブボディの端縁に隣接した部位に設けられている
   ことを特徴とする前記請求項１または請求項２に記載の自動変速機。
4. 前記制御弁は、前記第２バルブボディのボア内を水平方向に摺動可能な前記弁体を有する
   ことを特徴とする前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の自動変速機。

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