(57)【要約】【課題】油供給時には油圧を摩擦締結要素の締結圧まで速やかに上昇させ、油排出時には摩擦締結要素の締結圧を跨いで緩やかに油圧を下げることができる蓄圧構造を提供する。【解決手段】蓄圧構造１００は、油路３に接続され、単体での作動圧範囲に摩擦締結要素２の締結圧を含み、内部が蓄圧室４３と背圧室４４に区画されるアキュムレータ４と、背圧室４４に接続する第１背圧路５及び第２背圧路６と、第１背圧路５に配置され、摩擦締結要素２の油圧が所定圧以上になると開弁して背圧室４４から油を排出する方向の油の流れのみを許容する第１チェック弁７と、第２背圧路６に配置され、背圧室４４に油を供給する方向の油の流れのみを許容する第２チェック弁８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機において油圧切替弁と摩擦締結要素とを接続する油路に設けられる蓄圧構造であって、
前記油路に接続され、単体での作動圧範囲に前記摩擦締結要素の締結圧を含み、内部が蓄圧室と背圧室に区画されるアキュムレータと、
前記背圧室に接続する第１背圧路及び第２背圧路と、
前記第１背圧路に配置され、前記摩擦締結要素の油圧が所定圧以上になると開弁して前記背圧室から油を排出する方向の油の流れのみを許容する第１チェック弁と、
前記第２背圧路に配置され、前記背圧室に油を供給する方向の油の流れのみを許容する第２チェック弁と、
を備えたことを特徴とする蓄圧構造。
【請求項２】
請求項１に記載の蓄圧構造であって、
前記所定圧は、前記摩擦締結要素の締結圧以上に設定される、
ことを特徴とする蓄圧構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蓄圧構造であって、
前記アキュムレータは、筒形のケースと、前記ケースの内部を前記蓄圧室と前記背圧室に区画するピストンとで構成され、
前記ケースの内周には、前記ケースと前記ピストンの間の隙間を介して前記蓄圧室から前記背圧室にリークする油を捕集するスリットが形成されている、
ことを特徴とする蓄圧構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アキュームレータを含んで構成される蓄圧構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキュムレータは高圧流体を蓄える装置であり、自動変速機の分野においては、特許文献１に開示されるようにクラッチ、ブレーキ等の摩擦締結要素に油圧を供給する油路にアキュムレータを接続することで、油の給排特性を調整することが行われている。
【０００３】
例えば、発進時に締結される摩擦締結要素に接続する油路にアキュムレータを接続し、かつ、アキュムレータの作動圧範囲を摩擦締結要素の締結圧が含まれるようにする。このように構成すれば、摩擦締結要素から油を排出させて摩擦締結要素を解放する際に、アキュムレータの作動圧範囲内、すなわち、クラッチの締結圧前後で油圧を緩やかに下げることができ、摩擦締結要素が急激に解放されて駆動系部品の捻りが一気に解放されることによるショックを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４７４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成では、摩擦締結要素解放時のショックを抑えることができるものの、摩擦締結要素締結時においても摩擦締結要素の締結圧前後で油圧が緩やかに上昇するので、摩擦締結要素の締結が遅れる原因となる。発進時に締結される摩擦締結要素の締結遅れは発進応答性の低下に繋がり、好ましくない。
【０００６】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたもので、油供給時には油圧を摩擦締結要素の締結圧まで速やかに上昇させ、油排出時には摩擦締結要素の締結圧を跨いで緩やかに油圧を下げることができる蓄圧構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様によれば、自動変速機において油圧切替弁と摩擦締結要素とを接続する油路に設けられる蓄圧構造であって、前記油路に接続され、単体での作動圧範囲に前記摩擦締結要素の締結圧を含み、内部が蓄圧室と背圧室に区画されるアキュムレータと、前記背圧室に接続する第１背圧路及び第２背圧路と、前記第１背圧路に配置され、前記摩擦締結要素の油圧が所定圧以上になると開弁して前記背圧室から油を排出する方向の油の流れのみを許容する第１チェック弁と、前記第２背圧路に配置され、前記背圧室に油を供給する方向の油の流れのみを許容する第２チェック弁と、を備えたことを特徴とする蓄圧構造が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
上記態様によれば、油供給時、第１チェック弁が開弁するまではアキュムレータによる蓄圧が行われないので、摩擦締結要素が締結される前にアキュムレータへの蓄圧が行われることによる摩擦締結要素の締結遅れを縮小ないし無くし、車両の発進応答性を向上させることができる。油排出時には摩擦締結要素の締結圧を跨いで緩やかに油圧を下げ、摩擦締結要素が急激に解放されることによるショックを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る蓄圧構造の概略構成図である。
【図２】解放状態の摩擦締結要素に油を供給する際の油圧の時間変化を示した図である。
【図３Ａ】油供給時かつ第１チェック弁開弁前の油の流れを示した図である。
【図３Ｂ】油供給時かつ第１チェック弁開弁後の油の流れを示した図である。
【図４】蓄圧構造の比較例を示した図である。
【図５】リークした油がスリットによって捕集される様子を示した図である。
【図６】締結状態の摩擦締結要素から油を排出する際の油圧の時間変化を示した図である。
【図７】油排出時かつ第２チェック弁開弁後の油の流れを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において使用する具体的数値は発明を理解しやくするための参考値であり、これらの具体的数値に本発明の技術的範囲は限定されない。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る蓄圧構造１００の概略構成を示している。蓄圧構造１００は、車両用の自動変速機において、油圧源から摩擦締結要素２への油の給排状態を切り換える油圧切替弁１（マニュアルバルブ）と発進時に締結されるクラッチ、ブレーキ等の摩擦締結要素２とを接続する油路３に設けられ、摩擦締結要素２における油の給排特性を調整するために用いられる。油圧切替弁１は、この例では運転者のシフトレバー操作に連動するマニュアルバルブであるが、電気アクチュエータによって動作するものであってもよい。
【００１２】
摩擦締結要素２の締結圧は、この例においては、０．２ＭＰａである。摩擦締結要素２の油圧（摩擦材を変位させるピストンの油室に供給される油の油圧）が締結圧を超えると摩擦締結要素２は締結され、これを下回ると摩擦締結要素２は解放される。なお、摩擦締結要素２の油圧は油路３の油圧と等しいので、以下、用語を摩擦締結要素２の油圧に統一して説明する。
【００１３】
蓄圧構造１００は、油路３に接続されるアキュムレータ４を中心として構成され、アキュムレータ４の他、第１背圧路５、第２背圧路６、第１背圧路５に設けられる第１チェック弁７、及び、第２背圧路６に設けられる第２チェック弁８を備える。
【００１４】
アキュムレータ４は、ピストン型であり、筒形のケース４１と、ケース４１に摺動可能に収容されるピストン４２とを備える。ケース４１の内部はピストン４２によって蓄圧室４３と背圧室４４に区画され、蓄圧室４３はケース４１に形成される第１ポート４５を介して油路３と連通する。また、背圧室４４には蓄圧室４３を縮小する方向にピストン４２を付勢するバネ４６が収容され、ケース４１に形成される第２ポート４７を介して背圧室４４が第１背圧路５及び第２背圧路６と連通する。蓄圧室４３に油が蓄えられていない状態では、バネ４６の付勢力によってピストン４２がケース４１の端面に押しつけられ、蓄圧室４３の容積が０になるが、図１では蓄圧室４３の説明上、ピストン４２がケース４１の端面から離れた状態で描かれている。
【００１５】
また、ケース４１の内周面には周方向に延びる環状のスリット４８（凹溝）が形成されている。スリット４８は、ケース４１とピストン４２との間の隙間を介して蓄圧室４３から背圧室４４にリークする油を捕集し、油溜部９へと流す。
【００１６】
第１背圧路５及び第２背圧路６は、アキュムレータ４の背圧室４４と油溜部９とを接続する。油溜部９の油圧は常時０である。
【００１７】
アキュムレータ４は、全体が油没した状態で変速機内に配置される。これにより、背圧室４４〜第１チェック弁７の間、及び、背圧室４４〜第２チェック弁８には常時油が充填されている。
【００１８】
蓄圧室４３に油が供給され、油がピストン４２を押す力がバネ４６の付勢力を上回ると、ピストン４２が蓄圧室４３を拡大する方向に変位し、蓄圧室４３に油が蓄えられる。逆に、油がピストン４２を押す力がバネ４６の付勢力を下回ると、蓄圧室４３内の油が第１ポート４５から排出される。
【００１９】
アキュムレータ４単体の作動圧範囲（ピストン４２が変位する油圧範囲）は、作動圧範囲の上限と下限との間に摩擦締結要素２の締結圧が含まれるように設定される。具体的には、アキュムレータ４単体の作動圧範囲がそのような範囲となるようにピストン４２の受圧面積、バネ４６の付勢力が設定される。
【００２０】
この例では、摩擦締結要素２の締結圧が０．２ＭＰであるので、アキュムレータ４単体の作動圧範囲はこれを含むように０．１５〜０．２５ＭＰに設定される。
【００２１】
第１チェック弁７は、背圧室４４側に設けられたバルブシート７１と、バルブシート７１に対向して配置され、バネ７２によってバルブシート７１に向けて付勢されるチェックボール７３とで構成される。
【００２２】
油溜部９の油圧が０であるので、第１チェック弁７は背圧室４４の油圧に応じて開閉する。すなわち、背圧室４４の油圧によってチェックボール７３が押される力がバネ７２の付勢力よりも小さいと、バネ７２の付勢力によってチェックボール７３がバルブシート７１に押しつけられて第１チェック弁７は閉弁する。これに対し、背圧室４４の油圧によってチェックボール７３が押される力がバネ７２の付勢力を上回るとバネ７２の付勢力に抗してチェックボール７３がバルブシート７１から離れて第１チェック弁７は開弁し、背圧室４４から油を排出する方向の油の流れが許容される。
【００２３】
バネ７２の付勢力は０よりも大きな値に設定され、好ましくは、摩擦締結要素２の油圧が摩擦締結要素２の締結圧である０．２ＭＰａ以上になってから第１チェック弁７が開弁するように設定される。本実施形態では、アキュムレータ４単体の作動圧範囲の下限が０．１５ＭＰａであるので、バネ７２の付勢力を少なくとも０．０５ＭＰａ以上に設定すれば、摩擦締結要素２の油圧が摩擦締結要素２の締結圧である０．２ＭＰａ以上になってから第１チェック弁７を開弁させることができる。
【００２４】
この例では、余裕を持たせてバネ７２の付勢力が０．２ＭＰａに設定されている。したがって、摩擦締結要素２の油圧が０．３５ＭＰａよりも低く背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａよりも低いと第１チェック弁７は閉弁する。これに対し、摩擦締結要素２の油圧が０．３５ＭＰａ以上になり背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａ以上になると第１チェック弁７は開弁する。
【００２５】
すなわち、第１チェック弁７は、摩擦締結要素２の油圧が所定圧としての０．３５ＭＰａ以上になると開弁し、背圧室４４から油を排出する方向の油の流れのみを許容する。また、このとき、アキュムレータ４における差圧（＝蓄圧室４３の油圧−背圧室４４の油圧）がアキュムレータ４単体の作動圧範囲の下限である０．１５ＭＰａ以上になるので、アキュムレータ４による蓄圧も開始される。
【００２６】
一方、第２チェック弁８は、油溜部９側に設けられたバルブシート８１と、バルブシート８１に対向して配置されるチェックボール８２とで構成される。
【００２７】
背圧室４４の油圧が０よりも高い場合は、チェックボール８２がバルブシート８１に押しつけられて第２チェック弁８は閉弁する。これに対し、ピストン４２が背圧室４４を拡大する方向に変位して背圧室４４が負圧になる場合は、チェックボール８２がバルブシート８１から離れて第２チェック弁８は開弁する。
【００２８】
すなわち、第２チェック弁８は、背圧室４４に油を供給する方向の油の流れのみを許容する。
【００２９】
続いて、上記蓄圧構造１００の動作について説明する。
【００３０】
図２は、解放状態の摩擦締結要素２に油を供給する際の摩擦締結要素２の油圧の時間変化を示した図である。
【００３１】
図中太破線は比較例として図４に示すようにアキュムレータ４のみを油路３に接続して解放状態の摩擦締結要素２に油を供給した場合の摩擦締結要素２の油圧の時間変化を示している。アキュムレータ４単体の作動圧範囲は上記蓄圧構造と同じく０．１５〜０．２５ＭＰａである。
【００３２】
比較例では、摩擦締結要素２の油圧が０．１５ＭＰａを超えるとアキュムレータ４による蓄圧が開始され、摩擦締結要素２の油圧の上昇が緩やかになる。摩擦締結要素２を締結させるには、油圧上昇が緩やかな状態のまま摩擦締結要素２の油圧を０．２ＭＰａまで上昇させる必要があり、摩擦締結要素２の締結遅れが発生する。
【００３３】
これに対し、上記蓄圧構造１００を採用した場合の油圧の変化は太実線で示すようになり、比較例で生じたような締結遅れを縮小することができる。
【００３４】
上記蓄圧構造１００を採用した場合の油圧の変化について説明すると、時刻ｔ１１で運転者がシフトレバーを操作し、摩擦締結要素２に油を供給する位置に油圧切替弁１が切り換えられると、摩擦締結要素２への油の供給が開始され、摩擦締結要素２の油圧が上昇し始める。第１チェック弁７が開弁するまではアキュムレータ４による蓄圧は行われないので、摩擦締結要素２の油圧は、背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａとなって第１チェック弁７が開弁する０．３５ＭＰａまで速やかに上昇する。
【００３５】
途中、摩擦締結要素２の油圧が摩擦締結要素２の締結圧である０．２ＭＰａに到達したところで摩擦締結要素２が締結されるので（時刻ｔ１２）、摩擦締結要素２の締結も速やかに行われる。この間、背圧室４４の油圧は常に０よりも高いので、第２チェック弁８は閉弁したままである。
【００３６】
図３Ａは時刻ｔ１１〜ｔ１３の間の油の流れを示している。なお、この間、背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａよりも高くなると、第１チェック弁７が僅かに開いて背圧室４４の油圧を低下させ、背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａよりも低くなると閉弁するという動きを繰り返すが、油が非圧縮性流体であるため背圧室４４の油圧の低下は瞬時に起こり、第１チェック弁７を介した油の移動もごく僅かなので、本明細書においては、第１チェック弁７は閉弁しているものとして扱う。
【００３７】
時刻ｔ１３で摩擦締結要素２の油圧が０．３５ＭＰａに到達すると、背圧室４４の油圧が０．２ＭＰａを超え、第１チェック弁７が開弁する。第１チェック弁７が開弁すると、背圧室４４の油が第１チェック弁７を介して油溜部９へと流れる。また、アキュムレータ４における差圧が作動圧範囲の下限である０．１５ＭＰａを超えるのでアキュムレータ４による蓄圧が開始される。
【００３８】
時刻ｔ１４で摩擦締結要素２の油圧が０．４５ＭＰａに到達するとアキュムレータ４における差圧が作動圧範囲の上限である０．２５ＭＰに到達し、アキュムレータ４は蓄圧を停止する。
【００３９】
図３Ｂは時刻ｔ１３〜ｔ１４の間の油の流れを示している。この間は、油圧がアキュムレータ４のピストン４２を変位させるために用いられるので、摩擦締結要素２の油圧は時刻ｔ１１〜ｔ１３の間と比較して緩やかに上昇する。
【００４０】
このように、上記蓄圧構造１００においては、アキュムレータ４単体の作動圧範囲は摩擦締結要素２の締結圧である０．２ＭＰａを含むように設定されているが、摩擦締結要素２に油を供給する際は第１チェック弁７の働きによって摩擦締結要素２の油圧に対するアキュムレータ４の作動圧範囲が底上げされ、摩擦締結要素２の油圧が０．３５から０．４５ＭＰａまで変化する間、アキュムレータ４が作動することになる。
【００４１】
これにより、上記蓄圧構造１００によれば、アキュムレータ４が作動する前に摩擦締結要素２を締結させることができ、アキュムレータ４を設けたことによる摩擦締結要素２の締結遅れを無くすことができる。
【００４２】
さらに、摩擦締結要素２を締結した後は、油排出時のアキュムレータ４の作動圧範囲（後述するようにアキュムレータ４単体での作動圧範囲に等しい）の上限を下回らない範囲で摩擦締結要素２の油圧を下げることができる。図２に示した例では、時刻ｔ１５から摩擦締結要素２の油圧を０．３ＭＰａまで下げている。
【００４３】
蓄圧室４３から背圧室４４への油のリークによってピストン４２が蓄圧室４３を縮小する方向に移動すると、摩擦締結要素２を解放する際にアキュムレータ４に蓄えられた油を十分に利用することができなくなるので、通常は、摩擦締結要素２を締結した後も摩擦締結要素２の油圧をアキュムレータ４の底上げ後の作動圧範囲の上限（この例では０．４５ＭＰａ）以上に維持し、ピストン４２が蓄圧室４３を縮小する方向に移動しないようにしておく必要がある。
【００４４】
しかしながら、上記蓄圧構造１００では、蓄圧室４３から背圧室４４にリークする油を捕集するスリット４８を設けたことで蓄圧室４３からリークした油が背圧室４４に流れ込むことがない、すなわち、リークによってピストン４２が蓄圧室４３を縮小する方向に移動することがない。
【００４５】
このため、上記蓄圧構造１００によれば、摩擦締結要素２を締結した後に摩擦締結要素２の油圧を下げることができる。
【００４６】
一方、図６は、締結状態の摩擦締結要素２から油を排出する際の油圧の時間変化を示した図である。
【００４７】
時刻ｔ２１で運転者がシフトレバーを操作し、油圧切替弁１が摩擦締結要素２から油を排出する位置に切り換えられると、摩擦締結要素２からの油の排出が開始され、摩擦締結要素２の油圧が下がり始める。この時点では、背圧室４４の油圧は０よりも高く、第２チェック弁８は閉弁したままである。
【００４８】
時刻ｔ２２で摩擦締結要素２の油圧が０．２５ＭＰａまで下がるとバネ４６の付勢力によってピストン４２が蓄圧室４３を縮小する方向に移動し、蓄圧室４３から油路３への油の排出が開始される。
【００４９】
また、このとき背圧室４４は拡大することになるが、油が非圧縮性流体であるので背圧室４４の残圧は直ちに負圧になり、第２チェック弁８が開弁する。これ以降、油溜部９から背圧室４４に供給される油によって背圧室４４の油圧は０に保たれるので、背圧室４４の残圧によってピストン４２が移動することはない。
【００５０】
摩擦締結要素２の油圧が０．１５ＭＰａに下がるまで蓄圧室４３から油路３への油の排出が継続され、これにより油圧が０．４５ＭＰａから０．２５ＭＰａまで下がるときよりも０．２５ＭＰａから０．１５ＭＰａまで下がるときの油圧の低下が緩やかになる。
【００５１】
時刻ｔ２３で摩擦締結要素２の油圧が０．１５ＭＰａまで下がると、摩擦締結要素２の油圧の低下速度は元に戻り、その後０まで速やかに低下する。
【００５２】
このように、油排出時は、アキュムレータ４の作動圧範囲はアキュムレータ４単体の作動圧範囲と同じになり、摩擦締結要素２の締結圧を跨ぐように油圧を緩やかに下げることができる。
【００５３】
続いて、上記蓄圧構造１００を採用することによる作用効果について説明する。
【００５４】
上記実施形態では、油圧切替弁１と摩擦締結要素２とを接続する油路３に設けられる蓄圧構造１００を、油路３に接続され、単体での作動圧範囲に摩擦締結要素２の締結圧を含み、内部が蓄圧室４３と背圧室４４に区画されるアキュムレータ４と、背圧室４４に接続する第１背圧路５及び第２背圧路６と、第１背圧路５に配置され、摩擦締結要素２の油圧が所定圧以上になると開弁して背圧室４４から油を排出する方向の油の流れのみを許容する第１チェック弁７と、第２背圧路６に配置され、背圧室４４に油を供給する方向の油の流れのみを許容する第２チェック弁８と、を備えるよう構成した。
【００５５】
この構成によれば、油供給時、第１チェック弁７が開弁するまではアキュムレータ４による蓄圧が行われないので、摩擦締結要素２が締結される前にアキュムレータ４への蓄圧が行われることによる摩擦締結要素２の締結遅れを縮小ないし無くし、車両の発進応答性を向上させることができる。逆に、油排出時には摩擦締結要素２の締結圧を跨いで緩やかに油圧を下げ、摩擦締結要素２が急激に解放され、駆動系部品の捻りが一気に解放されることによるショックを抑えることができる（請求項１に対応する作用効果）。
【００５６】
また、上記所定値を摩擦締結要素２の締結圧以上に設定した。これにより、油供給時、アキュムレータ４は摩擦締結要素２が締結してから作動するので、摩擦締結要素２が締結される前にアキュムレータ４による蓄圧が行われることによる摩擦締結要素２の締結遅れを無くすことができる（請求項２に対応する作用効果）。
【００５７】
また、上記実施形態では、アキュムレータ４を、筒形のケース４１と、ケース４１の内部を蓄圧室４３と背圧室４４に区画するピストン４２とで構成し、ケース４１の内周に、ケース４１とピストン４２の間の隙間を介して蓄圧室４３から背圧室４４にリークする油を捕集するスリット４８を形成した。
【００５８】
これにより、蓄圧室４３から背圧室４４への油のリークによってピストン４２が蓄圧室４３を縮小する方向に移動することがなくなるので、摩擦締結要素２を締結した後に摩擦締結要素２の油圧をアキュムレータ４の底上げ後の作動圧範囲の上限以上に維持する必要がなくなる。したがって、摩擦締結要素２を締結した後に、油排出時のアキュムレータ４の作動圧範囲の上限を下回らない範囲で摩擦締結要素２の油圧を下げることができる。油圧はエンジン、モータ等の動力を利用して発生させるので、結果として、車両の燃費を向上させることができる（請求項３に対応する作用効果）。
【００５９】
なお、上記所定値を摩擦締結要素２の締結圧以上に設定することは必須の構成ではなく、少なくとも、背圧室４４の油圧が０よりも大きいときに第１チェック弁７が開弁するように所定値が設定されていれば、アキュムレータ４が蓄圧を開始するタイミングを遅らせ、摩擦締結要素２の締結遅れを縮小する効果が奏される。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００６１】
１      ：油圧切替弁
２      ：摩擦締結要素
３      ：油路
４      ：アキュムレータ
５      ：第１背圧路
６      ：第２背圧路
７      ：第１チェック弁
８      ：第２チェック弁
４３    ：蓄圧室
４４    ：背圧室
４８    ：スリット
１００  ：蓄圧構造
【図１】
2019183877.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
2019183877.tif 000006
【図４】
2019183877.tif 000007
【図５】
2019183877.tif 000008
【図６】
2019183877.tif 000009
【図７】
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