係合装置のエア抜き構造

【課題】係合時のショックを緩和することが可能な油圧係合装置のエア抜き構造を提供する。
【解決手段】自動変速機２００は、ピストン３０を作動させるための第一油室６０と、第一油室６０内に設けられて上記エアを溜めるエア貯留室１１０とを備える。第一油室６０の上側内周面６５よりも低い位置に、エアを抜くためのエア排出機構２０が接続される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、係合装置のエア抜き構造に関し、より特定的には、自動変速機における油圧係合装置のエア抜き構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧装置に関する技術が、たとえば特開平５−１０６７３３号公報（特許文献１）、実開平６−４９８２９号公報（特許文献２）および特開平１０−３１８２０３号公報（特許文献３）に開示されている。
【特許文献１】特開平５−１０６７３３号公報
【特許文献２】実開平６−４９８２９号公報
【特許文献３】特開平１０−３１８２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
たとえば特許文献１では、自動変速機のブレーキ装置において、作動油室に混入したエアを抜くために、作動油圧通路にボール弁からなるエア抜き手段を設けている。しかしながら、従来の技術では適切なエア抜きによりブレーキ作動を確実に行なうことができるが、ブレーキ作動時の係合ショックがあるという問題があった。
【０００４】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、係合時のショックを緩和することが可能な油圧係合装置のエア抜き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】
【０００５】
この発明に従った油圧係合装置のエア抜き構造は、係合要素を作動させるための作動油室と、作動油室内に設けられて常時エアを溜めるエア貯留室とを備える。
【０００６】
このように構成された油圧係合装置のエア抜き構造では、作動油室にエア貯留室を設けることで、エア貯留室に貯留されたエアがクッションになり、係合要素の係合ショックを緩和するエアダンパの役割を果たす。その結果、係合時のショックを緩和することができる。
【０００７】
好ましくは、作動油室の最上部よりも低い位置に、油圧回路中の作動油に混入したエアを抜くためのエア抜き部が設けられている。
【０００８】
この場合、エア抜き部を作動油室の最上部より低い位置に設置することで、作動油室の油面が下がって作動油室内にエアが残存し、エア貯留室を形成することができる。
【０００９】
好ましくは、エア抜き部は、エア排出時に開状態となりエアを排出し、作動油の吐出力により閉状態となる開閉弁を含む。
【００１０】
この場合、作動油の吐出力により閉状態となるため、エア排出後の作動油の漏れを防ぐことができる。
【００１１】
好ましくは、係合要素はピストンを含み、ピストンの最上部よりも低い位置に、ピストンを貫通して作動油室のエアを他の空間に移動させるための連通孔が設けられている。連通孔内に設けられ、エアを作動油室から他の空間へ排出するときには開状態となりエアを排出し、作動油の吐出力により閉状態となる開閉弁を含む。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に従えば、係合要素が係合するときのショックを緩和することができる油圧係合装置のエア抜き構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各々の実施の形態を組合せることが可能であり、実施の形態中で設けられた各要素の個数などは特に限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った自動変速機の模式図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った自動変速機２００は、ケーシング４０と、ケーシング４０内に設けられた回転部材５０とを含む。ケーシング４０には摩擦部材４１が係合しており、回転部材５０には摩擦部材５１が係合している。摩擦部材４１に向かい合うようにピストン３０が配置される。ピストン３０はＡＴＦ（オートマティックトランスミッションフルード）により構成される作動油１００で駆動される。作動油１００はソレノイド１０によってその油圧が制御される。
【００１５】
回転部材５０は回転軸５２を中心に回転する。回転部材５０には複数個の摩擦部材５１が係合しており、摩擦部材５１は回転部材５０とともに回転する。摩擦部材５１は円板状であり、複数の摩擦部材５１が互いに厚み方向に距離を隔てて配置される。
【００１６】
ケーシング４０に係合する摩擦部材４１は円板状であり、回転部材５０に係合する摩擦部材５１に対向し、かつ複数の摩擦部材５１の間に配置される。摩擦部材４１，５１は作動油１００に浸されており、作動油１００により潤滑および冷却が行なわれる。図１で示す状態では、各々の摩擦部材４１，５１の間に隙間が生じている。ケーシング４０は回転していない。そのため、摩擦部材４１は回転しない。図１で示す状態では、摩擦部材４１は回転部材５０側の摩擦部材５１との間に隙間が生じているため、回転部材５０はケーシング４０と無関係に回転することができる。摩擦部材４１が摩擦部材５１と当接すれば回転部材５０の回転が摩擦部材５１および摩擦部材４１を通じてケーシング４０へ伝わる。ケーシング４０は回転しないため、回転部材５０の回転が減速され、摩擦部材５１と摩擦部材４１の係合力が強くなって回転部材５０の回転力に打ち勝った場合には、回転部材５０の回転が停止する。
【００１７】
なおこの実施の形態では、ケーシング４０が回転しないブレーキを想定しているが、ケーシング４０が回転部材５０と別に回転する構成を採用してもよい。この場合、湿式多板型のクラッチが構成され、摩擦部材４１と摩擦部材５１とが接触した場合には、回転部材５０はケーシング４０とともに回転する。摩擦部材４１が摩擦部材５１と当接していない場合には、回転部材５０はケーシング４０とは別に回転する。
【００１８】
ピストン３０は摩擦部材４１に向かい合って配置されている。ピストン３０はピストン３０に最も近い位置の摩擦部材４１を回転部材５０に向かう方向に押圧することが可能である。摩擦部材４１が摩擦部材５１に近づく方向に押圧すれば、摩擦部材４１と摩擦部材５１との間の当接力が強まり、さらには摩擦部材４１が摩擦部材５１と密着する。これにより、回転部材５０の回転がケーシング４０に伝えられ、ケーシング４０が回転しない場合には、回転部材５０も回転しない。ケーシング４０が回転する場合には、ケーシング４０は回転部材５０とともに回転する。
【００１９】
ピストン３０は柱状であり、その外周面にシール部材３１が設けられる。シール部材３１は作動油１００の漏れを防止する。ピストン３０は互いに対向するように配置される第一主表面３２および第二主表面３３を有する。第二主表面３３は摩擦部材４１側に配置される。第一主表面３２側が第一油室６０であり、第二主表面３３側が第二油室６１である。第一油室６０および第二油室６１の各々には作動油１００が溜められている。第一油室６０は、上側内周面６５と、上側内周面６５と対向する下側内周面６６と、上側内周面６５と下側内周面６６とを結ぶ側面６７等により構成されている。上側内周面６５、下側内周面６６および側面６７は曲面であってもよく、曲面ではない平面であってもよい。上側内周面６５、下側内周面６６および側面６７により構成される第一油室６０は円筒状であってもよく、または円筒ではない他の筒状であってもよい。第一油室６０内をピストン３０が摺動するため、第一油室６０の内径は一定とされる。
【００２０】
第一油室６０には係合油路１２により係合のための油圧が供給される。係合油路１２は、この実施の形態では下側内周面６６に接続されているが、この構成には限られず、係合油路１２が上側内周面６５または側面６７に接続されていてもよい。係合油路１２内には、圧力が加えられた作動油１００が供給され、高圧の作動油１００が係合油路１２を通じて第一油室６０へ供給されると、第一油室６０の圧力が第二油室６１よりも高まる。これにより、ピストン３０が摩擦部材４１を押圧し、摩擦部材４１と摩擦部材５１とが当接する。
【００２１】
係合油路１２から第一油室６０に油圧が供給されなくなると、第一油室６０の圧力が第二油室６１の作動油の圧力よりも小さくなる。これにより、ピストン３０は摩擦部材４１から遠ざかる方向に移動する。その結果、摩擦部材４１は摩擦部材５１と当接せず、回転部材５０はケーシング４０とは無関係に回転することが可能となる。
【００２２】
係合油路１２の油圧はソレノイド１０により制御されている。すなわち、ソレノイド１０は、係合圧供給油路１１、係合油路１２およびドレイン油路１３に接続されている。係合圧供給油路１１はオイルポンプから高圧の作動油の供給を受ける。ソレノイド１０は電磁弁であり、係合圧供給油路１１と係合油路１２とを接続または切断することができる。ソレノイド１０が係合圧供給油路１１と係合油路１２とを接続すると、係合圧供給油路１１の高圧の作動油が係合油路１２へ送られる。これにより、高圧の作動油１００が第一油室６０に流れ込む。これとは逆に、ソレノイド１０がドレイン油路１３と係合油路１２とを接続した場合には、チェックボール１５０の作用により、係合油路１２および第一油室６０内の作動油１００が保持される。このような状態で第二油室６１の圧力が高まるとドレイン油路１３に設けられたチェックボール１５０で保持できる油圧よりも高い油圧が第二油室６１に加えられて第一油室６０の作動油１００が係合油路１２およびドレイン油路１３およびチェックボール１５０を介してオイルパンへ排出される。
【００２３】
第一油室６０には排出口２４が設けられており、第一油室６０に溜まった作動油１００の一部分が排出口２４を経由してエア排出機構２０へ導かれる。エア排出機構２０はタンク２９と、タンク２９内に収納されたチェックボール２２とを含む。排出口２４にはエア排出路２１が接続されている。係合油路１２から第一油室６０に作動油１００が供給されて第一油室６０内の油圧が高くなれば、第一油室６０中の作動油１００の油面が上昇する。そして、第一油室６０内の作動油１００の油面が排出口２４にまで達した場合には、作動油１００はエア排出路２１を経由してエア排出機構２０へ導かれる。エア排出機構２０内のチェックボール２２の比重はエアよりも大きく、かつ作動油１００よりも小さい。そのため、タンク２９に作動油１００が導かれると、作動油上にチェックボール２２が浮く。チェックボール２２の位置が高まってタンク２９のエア排出口２７を防いだ状態となればエア排出機構２０からは作動油１００が排出されない。
【００２４】
この実施の形態では、油圧装置として自動変速機２００を示しているが、これに限られず、油圧を利用して何らかの要素の係合を行なうような装置に本発明を適用することが可能である。たとえば、湿式多板クラッチを用いた作動制限装置に本発明を適用することが可能である。
【００２５】
図２から図５は、エア排出機構の動作を説明するための図である。図２を参照して、エア排出路２１からエアがエア排出機構２０に供給されない場合には、チェックボール２２は最も低い位置に位置している。この場合、チェックボール２２がエア排出路２１を封止しているため、たとえばエア排出口２７からエア排出路２１へ向かってエアが流れ込まず、エアのさらなる流入を防止することができる。
【００２６】
図３を参照して、エア排出路２１からエアが矢印１０１で示す方向に流れると、チェックボール２２はエアに押されて図２よりも少し高い位置に位置する。これにより、エア排出路２１から供給されたエアがエア排出機構２０を経由してエア排出口２７から排出される。
【００２７】
図４を参照して、図３で示す状態からさらに作動油１００がエア排出路２１を経由してエア排出機構２０へ供給されるようになると、タンク２９内に作動油１００が溜まる。作動油１００の比重はチェックボール２２よりも大きいため、チェックボール２２は作動油１００に浮く。これにより、作動油１００の油面とともにチェックボール２２の位置も上昇する。
【００２８】
図５を参照して、図４で示す状態からさらにエア排出路２１を経由してエア排出機構２０へ作動油１００が供給されれば、チェックボール２２が最も高い位置に位置して、チェックボール２２がエア排出口２７を塞ぐ。これにより、エア排出口２７から外部へ作動油１００が漏れることを防止できる。また、このようにエア排出口２７をチェックボール２２が塞いでいる状態では、エア排出口２７からタンク２９内へのエアの混入も防止することができる。
【００２９】
図６は、第一油室に高圧が加わった状態の自動変速機の模式図である。図６を参照して、第一油室６０に高圧が印加された場合には、第一油室６０の油面は上昇する。しかしながら、第一油室６０内の作動油１００の油面が上側内周面６５へ到達することはない。作動油１００の油面は排出口２４近傍で止まる。これは、作動油１００が高圧となったとしても、作動油１００の油面が上側内周面６５に達することはない。上側内周面６５と作動油１００の油面との間にはエア貯留室１１０が設けられ、エア貯留室１１０には常にエアが充満している。第一油室６０の油圧が第二油室６１の油圧よりも高くなれば、第一油室６０内の作動油１００がピストン３０を押し、第一油室６０の体積が大きくなる。すなわち、ピストン３０が第二油室６１側へスライドする。
【００３０】
すなわち、実施の形態１に従った油圧係合装置のエア抜き構造は、係合要素としてのピストン３０を作動させるための作動油室としての第一油室６０と、第一油室６０内に設けられて常時エアを溜めるエア貯留室１１０とを備える。第一油室６０の最上部である上側内周面６５よりも低い位置に、油圧回路の作動油１００に混入したエアを抜くためのエア抜き部としてのエア排出機構２０が接続される。エア排出機構２０は、エア排出時に開状態となりエアを排出し、作動油１００の吐出力により閉状態となる開閉弁としてのチェックボール２２とを含む。
【００３１】
一般的には、自動変速機などの油圧係合装置において、油室内にエアが混入することは変速制御上好ましくない。しかし、非回転の係合装置部位においては、一旦エアが入り込むと抜けにくい。この実施の形態では、油室およびピストン部位に浮力を利用したチェックボール２２のチェック弁エア排出孔を設けてエアの排出と係合圧漏れによるトルク容量の低減の回避を実現している。さらに、第一油室６０内のエアの量を一定量に制御することでエアダンパ効果としてエアを積極的に利用している。
【００３２】
第一油室６０のエアの混入を回避するために、工場出荷時にサービスホールからの吸引によるエアの排出、エア混入を前提とした変速制御の適合などを従来行なっていた。また、油室にピンホールを開けて、エアの排出を行なうこともあり、油圧も漏れる状態で安定させている。このような対策は、ロバスト性やトルク容量の点でロバスト性に欠けたり、性能低下が避けられないという問題があった。本発明では、作動油１００より比重が低く、作動油１００に浮くチェックボール２２を用い、エアを通しかつ作動油１００の漏れを防ぎ、さらにはエアダンパ効果を発揮して係合時のショックを緩和することが可能な構成を提供している。
【００３３】
また、本発明では、有段自動変速装置（オートマティックトランスミッション）、無段自動変速装置（ＣＶＴ）または油圧シリンダなどに適用することが可能である。
【００３４】
（実施の形態２）
図７は、この発明の実施の形態２に従った自動変速機の断面図である。図７を参照して、この発明の実施の形態２に従った自動変速機２００では、ピストン３０内に連通路３９が設けられ、連通路３９内にチェックボール２２が収納されている点で、実施の形態１に従った自動変速機２００と異なる。
【００３５】
連通路３９内には凸部３４，３５が設けられており、連通路３９からチェックボール２２が外れることを防止している。チェックボール２２は連通路３９内を移動可能であり、図７で示すように、第一油室６０の作動油１００の油面が低い場合にあっては、チェックボール２２は最も下側に位置して凸部３５と接触している。チェックボール２２が凸部３５と接触している状態では、第二油室６１の圧力が第一油室６０の圧力よりも高くても、第一油室６０に第二油室６１内の作動油が混入することを防止している。すなわち、チェックボール２２が凸部３５と当接している状態では、第二油室６１から第一油室６０へのエアおよび作動油の流入を防止することができる。これにより、第二油室６１内の圧力が第一油室６０の圧力よりも高ければピストン３０は第二油室６１から第一油室６０へ向かって移動する。
【００３６】
ピストン３０には、実施の形態１で示したように湿式多板の摩擦係合装置が接続されており、ピストン３０の変位により、２つの当接摩擦部材の接続および切断が行なわれる。
【００３７】
第一油室６０の上部には常時エアを溜めるためのエア貯留室１１０が設けられている。エア貯留室１１０が存在することで、急激な油圧の変化を抑制し、いわゆる係合時の係合ショックを緩和する働きがある。この実施の形態２では、ピストン３０にエア排出機構２０を設けている。
【００３８】
図８は、第一油室に高圧が加わった状態の自動変速機の模式図である。図８を参照して、第一油室６０の作動油１００の圧力が第二油室６１の作動油の圧力よりも高くなれば、第一油室６０の体積が膨張し、第一油室６０から第二油室６１に向かってピストン３０が移動する。これとともに、第一油室６０に溜められた作動油１００の油面が上昇する。油面の上昇に伴い、作動油１００よりも比重に小さいチェックボール２２は作動油１００に浮き、作動油１００が連通路３９に入り込むにつれて作動油１００によりチェックボール２２が持上げられる。作動油１００の油面が凸部３４に達する頃には、作動油１００に持上げられたチェックボール２２が凸部３４と接触する。これにより、凸部３４とチェックボール２２により連通路３９が塞がれる。また、第一油室６０の上側内周面６５近傍にはエアが残存し、エア貯留室１１０が形成される。そのため、第一油室６０内の作動油１００の圧力が急激に上昇しても、エア貯留室１１０が縮小することでこの油圧の急激な変動を吸収する。そのため、第一油室６０の油圧の変化がダイレクトにピストン３０に伝わることを防止でき、係合時のショックを緩和することができる。
【００３９】
すなわち、この発明の実施の形態２に従った自動変速機２００では、ピストン３０の最上部よりも低い位置に、ピストン３０を貫通して第一油室６０のエアを第二油室６１に移動させるための連通路３９が設けられている。開閉弁としてのチェックボール２２は、連通路３９内に設けられ、エアを第一油室６０から第二油室６１へ排出するときには図７で示す開状態となり、エアを排出する。作動油１００の吐出力によりチェックボール２２は図８で示すように閉状態となる。
【００４０】
このように構成された実施の形態２に従った自動変速機２００でも、実施の形態１に従った自動変速機２００と同様の効果がある。
【００４１】
（実施の形態３）
図９は、この発明の実施の形態３に従った自動変速機の模式図である。図９を参照して、この発明の実施の形態３に従った自動変速機２００では、第一油室６０の上側内周面６５に排出口２４が設けられている点で、実施の形態１に従った自動変速機２００と異なる。上側内周面６５に設けられた排出口２４はエア排出路２１に接続され、上側内周面６５からエアが排出される。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１に従ったエア抜き構造を有する自動変速機の模式図である。
【図２】エア排出機構の動作を説明するための図である。
【図３】エア排出機構の動作を説明するための図である。
【図４】エア排出機構の動作を説明するための図である。
【図５】エア排出機構の動作を説明するための図である。
【図６】第一油室に高圧が加わった状態の自動変速機の模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２に従った自動変速機の断面図である。
【図８】第一油室に高圧が加わった状態の自動変速機の模式図である。
【図９】この発明の実施の形態３に従った自動変速機の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ソレノイド、１１係合圧供給油路、１２係合油路、２０エア排出機構、２１エア排出路、２２チェックボール、２４排出口、２７エア排出孔、２９タンク、３０ピストン、３１シール部材、３２第一主表面、３３第二主表面、３４，３５凸部、３９連通孔、４０ケーシング、４１，５１摩擦部材、５０回転部材、６０第一油室、６１第二油室、６５上側内周面、６６下側内周面、６７側面、１００作動油、１１０エア貯留室。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合要素を作動させるための作動油室と、
前記作動油室内に設けられて常時エアを溜めるエア貯留室とを備えた、油圧係合装置のエア抜き構造。
【請求項２】
前記作動油室の最上部よりも低い位置に、油圧回路中の作動油に混入したエアを抜くためのエア抜き部が設けられている、油圧係合装置のエア抜き構造。
【請求項３】
前記エア抜き部は、エア排出時に開状態となりエアを排出し、作動油の吐出力により閉状態となる開閉弁を含む、請求項２に記載の係合装置のエア抜き構造。
【請求項４】
前記係合要素はピストンを含み、
前記ピストンの最上部よりも低い位置に、前記ピストンを貫通して前記作動油室のエアを他の空間に移動させるための連通孔が設けられており、
前記連通孔内に設けられ、エアを前記作動油室から他の空間へ排出するときには開状態となりエアを排出し、作動油の吐出力により閉状態となる開閉弁を含む、請求項１に記載の係合装置のエア抜き構造。

【図１】