| 【発明の名称】 |
自動変速機の摩擦係合装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山崎 勝
【氏名】野上 忠彦
【氏名】黒岩 弘
【氏名】野田 淳一
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| 【要約】 |
【課題】自動変速装置内の摩擦係合装置の作動液体圧室に混入した空気を速やかに抜き、且つ作動液体圧室内への空気の流入を防止する。
【解決手段】作動液体圧室３内に外部から作動液体１３が供給されたときにその圧力により、エンジンにより駆動されるシャフト７と係合する摩擦係合装置を備えた自動変速装置において、作動液体圧室の室内と室外とを連通させる連通路１０に、作動液体圧室３の室外から室内への流れを阻止する逆止弁８と、弁体の比重が作動液体より小さいフロート弁９とを含む弁機構を設けたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、駆動要素と被駆動要素とを係合する自動変速機内の摩擦係合装置において、前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる開口を設け、該開口に連通させて室外から室内への流れを阻止する逆止弁を設け、該逆止弁の通路内に形成された弁座と比重が前記作動液体より小さい弁体とからなり作動液体の室内からの流出を阻止するフロート弁を設けたことを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項２】 作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、前記作動液体圧室を支持し該作動液体圧室と一体に回転する第１の軸を第２の軸に係合、回転させる摩擦係合装置において、前記第１の軸と共に回転する部材に前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる通路を設け、該通路内の前記第１の軸から離れた位置に形成された弁座を有し該作動液体圧室の室外から室内への流れを阻止する逆止弁を設け、該通路内の前記第１の軸に近い位置に形成された弁座と比重が前記作動液体より小さい弁体とからなり作動液体の室内からの流出を阻止するフロート弁を設け、該逆止弁とフロート弁との間に該通路内で移動可能な重り部材を配置し、該重り部材と逆止弁との間に、該重り部材と逆止弁とを互いに離間させ、前記逆止弁の弁体を弁座に押しつけ、前記フロート弁の弁体を該重り部材を介して弁座に押し付ける弾性部材を配置したことを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項３】 請求項１又は２において、前記フロート弁の弁体が中空あるいは多孔質構造であることを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項４】 作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、前記作動液体圧室を支持し該作動液体圧室と一体に回転する第1の軸を第２の軸に係合、回転させる摩擦係合装置において、前記第１の軸と共に回転する部材に前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる通路を設け、該通路内に制御手段からの指令により開閉する制御弁を設けたことを特徴とする摩擦係合装置。
【請求項５】 請求項４において前記制御弁は、電磁力または外部から供給される液体圧により作動することを特徴とする摩擦係合装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速装置、特に自動車の自動変速機に好適な摩擦係合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の自動変速機は、外部から供給される作動液体圧でエンジン側との係合が制御される複数の摩擦係合装置を備える。摩擦係合装置の作動液体圧室内に空気が溜まると自動変速機の制御特性が悪化するため、従来、作動液体圧室の空気が溜まる部分の壁に微小な隙間を設け、空気を外部に逃すようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置では、作動液体が作動液体圧室に供給され室内の圧力が上昇すると、微小な隙間から室内の空気が排出されるが、作動液体が作動液体圧室から戻り、室内の圧力が低下すると、空気が該隙間を介して室外から室内に再び流入するという問題がある。
【０００４】本発明は、摩擦係合装置の作動液体圧室に混入した空気を速やかに抜き、且つ作動液体圧室内への空気の流入を防止する手段を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、駆動要素と被駆動要素とを係合する摩擦係合装置において、前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる開口を設け、該開口に連通させて室外から室内への流れを阻止する逆止弁を設け、該逆止弁の通路内に形成された弁座と比重が前記作動液体より小さい弁体とからなり作動液体の室内からの流出を阻止するフロート弁を設けたことを特徴とする。
【０００６】上記手段では、開口に連通させて逆止弁を配置したことから、作動液体が作動液体圧室に供給され室内の圧力が上昇すると、室内に溜まっていた空気は逆止弁を介して開口から速やかに室外に抜ける。その後、室内の圧力が低下しても、開口を介して空気が室外から室内に流入するのを逆止弁が阻止する。また、室内の圧力が上昇して作動液体が通路内に流入すると、フロート弁の弁体が浮力により弁座に押し付けられ、これにより通路を遮断するので作動液体が室外に流出するのを阻止する。
【０００７】上記手段に代えて、以下の手段とすることができる。即ち、作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、前記作動液体圧室を支持し該作動液体圧室と一体に回転する第１の軸を第２の軸に係合、回転させる摩擦係合装置において、前記第１の軸と共に回転する部材に前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる通路を設け、該通路内の前記第１の軸から離れた位置に形成された弁座を有し該作動液体圧室の室外から室内への流れを阻止する逆止弁を設け、該通路内の前記第1の軸に近い位置に形成された弁座と比重が前記作動液体より小さい弁体とからなり作動液体の室内からの流出を阻止するフロート弁を設け、該逆止弁とフロート弁との間に該通路内で移動可能な重り部材を配置し、該重り部材と該逆止弁との間に、該重り部材と逆止弁とを互いに離間させ、前記逆止弁の弁体を弁座に押しつけ、前記フロート弁の弁体を該重り部材を介して弁座に押し付ける弾性部材を配置したことを特徴とする。
【０００８】上記手段では、第１の軸に形成された通路に連通させて逆止弁を配置したことから、作動液体が作動液体圧室に供給され室内の圧力が上昇すると、室内に溜まっていた空気は逆止弁を抜ける。重り部材は遠心力によりフロート弁の弁座への押圧を解除しているのでこの空気はフロート弁を抜け速やかに室外に抜ける。その後、室内の圧力が低下しても、通路を介して空気が室外から室内に流入するのを逆止弁が阻止する。また、室内の圧力が上昇して作動液体が通路内に流入すると、フロート弁の弁体が浮力により弁座に押し付けられ、これにより通路を遮断するので作動液体が室外に流出するのを阻止する。また、重り部材と逆止弁との間に、該重り部材と逆止弁とを互いに離間させ、逆止弁の弁体とフロート弁の弁体とをそれぞれの弁座に押し付ける弾性部材を配置したことから、第１の軸が回転していないときには通路が遮断され、空気の流入及び作動液体の流出が阻止される。
【０００９】また、フロート弁の弁体を中空あるいは多孔質構造にすることができる。こうすることにより、フロート弁の比重を作動液体より小さくし、浮力により通路を閉じることができる。
【００１０】上記課題は更に以下の手段により解決することができる。即ち、作動液体が作動液体圧室に供給されたときにその圧力により、前記作動液体圧室を支持し該作動液体圧室と一体に回転する第1の軸を第２の軸に係合、回転させる摩擦係合装置において、前記第１の軸と共に回転する部材に前記作動液体圧室の室内と室外とを連通させる通路を設け、該通路内に制御手段からの指令により開閉する制御弁を設けたことを特徴とする。
【００１１】こうすることにより、例えば早朝、最初にエンジンを始動させるときなど、作動液体圧室内に空気だまりが存在することが予想されるときに任意のタイミングで作動液体圧室内の空気を抜くことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、自動変速機のブレーキとして用いられる摩擦係合装置を示している。該摩擦係合装置は環状のピストン１とシリンダ２と摩擦係合部位５とを有する。
【００１３】ピストン１とシリンダ２とにより規定される空間が作動液体圧室３を構成する。作動液体圧室３は、作動液体流路４を通じて図示しない液体圧制御装置に接続される。作動液体圧室３の上部には該作動液体圧室内と室外とを連通させる連通路１０が設けられている。該連通路１０に、作動液体圧室内から室外への流れを通し、逆の室外から室内への流れを遮断する逆止弁８と、作動液体には浮くが空気には浮かない弁体からなるフロート弁９とが配置されている。フロート弁９は、作動液体圧室内の空気を室外に通過させるが作動液体は通過させないようにする弁である。
【００１４】摩擦係合部位５は、ギヤに連結されたシャフト７と摩擦係合装置のボディ１１との間の連結及び離脱を担うために設けられる。作動液体圧室３内の圧力が低いときには、戻しばね６の付勢によりピストン1は戻され、摩擦係合部位５は離脱状態にあり、シャフト７は自由に回転できる。作動液体圧室内の圧力が高まり、それによりピストンが戻しばね６の付勢に抗して移動すると摩擦係合部位５は係合状態となり、シャフト７とボディ１１とを連結し、これによりシャフト７の回転は止まる。
【００１５】以下に、上記構成の装置の動作を説明する。シャフト７が回転している状態で、シャフト７とボディ１１とを連結させシャフト７の回転を止める場合、不図示の液体圧制御装置により作動液体１３が供給され、作動液体圧室３内の圧力が高まりピストン１が移動する。
【００１６】しかし、液圧回路には通常、空気が混入しており、この空気を完全に除去することはできない。液圧回路に混入した空気は、液圧回路の袋小路部に溜まる。図1の装置では、例えば作動液体圧室３に空気溜まり１２が形成される。このような空気溜まり１２が存在する状態で、ピストン１を作動させるために作動液体圧室３の圧力を高めると、空気溜まり１２にも圧力が加わり、圧縮されてその体積を減少させる。即ち、空気を圧縮させるために作動液体が使われるので、ピストン１の動作に遅れが生じ、ブレーキの制御特性が悪化する。
【００１７】これを防止するために本実施形態の摩擦係合装置は、空気溜まり１２の発生する位置に作動液体圧室内と室外とを連通させる連通路１０を設け、該連通路に、作動液体圧室内から室外への流れを通し、逆方向の流れを遮断する逆止弁８と、作動液体圧室内から室外へ空気を通過させるが、作動液体は通過させないようにするため比重が作動液体より小さく空気より大きい弁体からなるフロート弁９とを設けている。
【００１８】作動液体圧室３内の圧力を高め、ピストン１を作動させると、空気は連通路１０内のフロート弁９を通過し、更に逆止弁８を通過し、作動液体圧室３の外に出る。空気が抜けた後、作動液体が連通路１０内に流入してくると、フロート弁９は作動液体に浮くため、作動液体の液面と共に上昇して上端に達し、流路を閉じる。このため、作動液体圧室３からの作動液体の流出は抑えられる。その後、作動液体圧室内の圧力の上昇によりピストン１が作動し、摩擦係合部位５が係合し、シャフト７とボディ１１とが連結される。
【００１９】上記実施形態では、作動液体圧室内の空気は速やかに抜け、空気の圧縮性に起因する動作遅延等が防止される。作動液体圧室内の圧力が低下する場合にも、逆止弁８により空気が作動液体圧室内に流入することが防止される。
【００２０】なお、上記実施形態では、作動液体圧室内から室外に向かって、フロート弁、逆止弁の順に配置したが、逆止弁、フロート弁の順に配置してもよい。
【００２１】次に図２及び図３を参照して本発明の他の実施形態を説明する。この実施形態の摩擦係合装置は回転可能に構成され、環状のピストン１と、シリンダ２と、摩擦係合部位５とを含む。ピストン１とシリンダ２によって規定される空間が作動液体圧室３を構成する。摩擦係合装置のケーシング１４、ピストン１、シリンダ２及び出力軸２０は一体であり共に回転する。
【００２２】摩擦係合部位５はシャフト７とケーシング１４の間の連結、離脱を担う。作動液体圧室３の圧力が低い時には、戻しばね６の付勢によりピストン１は戻り、摩擦係合部位５は離脱状態にある。この状態では、シャフト７とギヤを介してタイヤに連結された出力軸２０はそれぞれ自由に回転する。作動液体１３が供給され、作動液体圧室３の圧力が高まり、ピストン１が作動すると、摩擦係合部位５はシャフト７とケーシング１４とを連結し、シャフト７と出力軸２０は一体となって回転する。作動液体圧室３に作動液体１３を供給する作動液体流路４は、出力軸２０の内部を通り、不図示の液体圧制御装置に接続している。
【００２３】作動液体圧室３には、室内と室外とを連通させる連通路１０が設けられ、該連通路内には弁機構１５が備えられる。弁機構１５の詳細を図３に示す。弁機構１５は、作動液体圧室内から室外への流れを通し、逆方向の流れを遮断する逆止弁８、重り１６を介して逆止弁８を押さえる押さえばね１７、及び作動液体には浮くが空気には浮かない弁体からなり、作動液体圧室内から室外へ空気を通過させるが作動液体は通過させないフロート弁９を含む。重り１６を押さえる押さえばね１７は、逆止弁８を押さえるばねとしても機能する。
【００２４】重り１６は大きな遠心力を受けると押さえばね１７を圧縮しフロート弁９を解放して通路を開き、逆に遠心力が押さえばね１７の力より小さくなるとフロート弁９は押し付けられ通路を閉じる。即ち、重り１６は遠心弁として機能する。
【００２５】次に上記実施形態の装置の動作を説明する。シャフト７と出力軸２０が異なる速度で回転している状態から、摩擦係合部位５によりシャフト７と出力軸２０を連結する場合を考える。不図示の液体圧制御装置により、作動液体流路４を通じて作動液体１３が供給されると、作動液体圧室３の圧力が高まりピストン１が作動する。しかし、液圧回路内には、通常、空気が混入しており、この空気を完全に除去することは不可能である。液圧回路に混入した空気は、該液圧回路の袋小路部に溜まる。図２の装置では、例えば作動液体圧室３に空気溜まり１２が形成される。摩擦係合装置は回転しているため、空気溜まり１２は作動液体圧室３の中心付近に位置する。このような空気溜まり１２が存在する状態で、ピストン１を作動させるために作動液体圧室３の圧力を高めると、空気溜まり１２にも圧力が加わり、圧縮されてその体積を減少させる。即ち、空気を圧縮させるために作動液体が使われるので、ピストン１の動作に遅れが生じ、変速の制御特性が悪化する。
【００２６】これを防止するために本実施形態の摩擦係合装置は、空気溜まり１２の発生する位置に作動液体圧室内と室外とを連通させる連通路１０を設け、該連通路内に、作動液体圧室内から室外への流れを通し、逆方向の流れを遮断する逆止弁８と、作動液体圧室内から室外に空気を通過させるが、作動液体は通過させないようにするために比重が作動液体より小さく空気より大きい弁体からなるフロート弁９と、遠心弁として機能する重り１６とを設けている。
【００２７】出力軸２０が回転し、重り１６に所定値より大きい遠心力が作用している時には、重り１６は遠心力により移動し、フロート弁９の押し付けを解除する。この状態で、作動液体１３を供給し、ピストン１を作動すると、空気は、その圧力により遠心力及びばね１７の力に抗して逆止弁８を押して通過し、更にフロート弁９を通過し外部へ流れる。空気が抜けた後、作動液体が連通路１０に流入してくると、フロート弁９の弁体は作動液体より軽いため、弁座に押し付けられ流路を閉じる。
【００２８】その後、作動液体圧室３の圧力が上昇し、ピストン1が作動して摩擦係合部位が係合しシャフト７とケーシング１４とが連結される。
【００２９】上記装置では、作動液体圧室内の空気は速やかに抜け、空気の圧縮性に起因する動作の遅延の発生が防止される。作動液体を作動液体圧室３から排出する際にも、逆止弁８の働きにより、室外から作動液体圧室内への空気の流入が防止される。また、摩擦係合装置が回転していない時には、押さえばね１７が、重り１６を介してフロート弁９を押し付けるので通路が閉じられ、室外から作動液体圧室内への空気の流入が防止される。
【００３０】次に本発明の更に別の実施形態を図４を参照して説明する。この実施形態でも、摩擦係合装置は回転可能に構成され、環状のピストン１と、シリンダ２と、摩擦係合部位５とを含む。ピストン１とシリンダ２によって規定される空間が作動液体圧室３を構成する。摩擦係合装置のケーシング１４、ピストン１、シリンダ２、及び出力軸２０は一体であり共に回転する。
【００３１】摩擦係合部位５はシャフト７とケーシング１４の間の連結、離脱を担う。作動液体圧室３の圧力が低い時には、戻しばね６の付勢によりピストン１は戻り、摩擦係合部位５は離脱状態にある。この状態では、シャフト７とギヤを介してタイヤに連結された出力軸２０はそれぞれ自由に回転する。作動液体１３が供給され、作動液体圧室３の圧力が高まり、ピストン１が作動すると、摩擦係合部位５は係合してシャフト７とケーシング１４とを連結し、シャフト７と出力軸２０は一体となって回転する。作動液体圧室３に作動液体１３を供給する作動液体流路４は、出力軸２０の内部を通り、不図示の液体圧制御装置に接続している。
【００３２】作動液体圧室３には、室内と室外とを連通させる連通路１０が設けられ、該連通路内には液圧弁機構１８が備えられている。弁機構１８は、外部からのパイロット圧に応じて連通路１０の流れを制御するための機構であり、そのパイロット圧は不図示の液体圧制御装置によりパイロット流路１９を通じて与えられる。
【００３３】上記装置の動作を以下に説明する。シャフト７と出力軸２０が異なる速度で回転している状態から、摩擦係合部位５によりシャフト７と出力軸２０を連結する場合を考える。不図示の液体圧制御装置により、作動液体流路４を通じて作動液体１３が供給されると、作動液体圧室３の圧力が高まりピストン１が作動する。しかし、液圧回路内には、通常、空気が混入しており、この空気を完全に除去することは不可能である。液圧回路に混入した空気は、該液圧回路の袋小路部に溜まる。図４の装置では、例えば液体圧室３に空気溜まり１２が形成される。摩擦係合装置は回転しているため、空気溜まり１２は液体圧室３の中心付近に位置する。このような空気溜まり１２が存在する状態で、ピストン１を作動させるために作動液体圧室３の圧力を高めると、空気溜まり１２にも圧力が加わり、圧縮されてその体積を減少させる。即ち、空気を圧縮させるために作動液体が使われるので、ピストン１の動作に遅れが生じ、変速の制御特性が悪化する。
【００３４】これを防止するため、本実施形態では、例えば、早朝、自動車のエンジンを初めて始動させるときなど、エンジンが停止していた時間が長く、作動液体圧室内に空気溜まりが存在することが予想される場合には液圧弁機構１８のパイロット圧を制御し、連通路１０を開いて空気を外に排出する。その後、パイロット圧を制御し、再び連通路１０を閉じる。
【００３５】空気の排出後、作動液体圧室３の圧力が上昇し、ピストン1が作動して摩擦係合部位５が係合し、シャフト7とケーシング１４とが連結される。
【００３６】上記実施形態では空気は速やかに抜け、空気の圧縮性に起因する動作遅延等が防止される。更に、摩擦係合装置を離脱させるために作動液体を作動液体圧室から排出する場合を含め、通常は弁機構１８は連通路１０を遮断しており、外部から作動液体圧室内への空気の流入が防止される。
【００３７】尚、上記の装置では、液圧弁機構１８を液体圧により作動する構成とし外部に液体圧制御機構を設けているが、弁機構１８を電磁力で作動させる機構とし、外部の制御機構を電気式の制御装置とすることもできる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、自動変速装置の摩擦係合装置の作動液体圧室に混入した空気を速やかに抜き、且つ作動液体圧室内への空気の流入を防止することが可能であり、混入空気の圧縮性に起因する動作遅延等を防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００２３２９９９
【氏名又は名称】株式会社日立カーエンジニアリング
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月２日（１９９９．１１．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６６９７９
【弁理士】
【氏名又は名称】鵜沼 辰之
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２８２５（Ｐ２００１−１３２８２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１２４１６ |
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