JP5692416B2 - スプール弁および潤滑油供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、入力ポートと第1の出力ポートと第2の出力ポートとが形成された中空部と、該中空部内を摺動可能な複数のランドを有するスプールとを備え、該スプールの位置に応じた振り分け割合をもって前記入力ポートへの入力に対する出力を前記第1の出力ポートと前記第2の出力ポートとに振り分けるスプール弁およびこれを用いた潤滑油供給装置に関する。
従来、この種のスプール弁としては、大径ランド部と小径ランド部とを有するスプールと、スプールを軸方向に移動可能に収納するハウジングと、を備えるものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このスプール弁では、スプールの大径ランド部および小径ランド部の互いの対向面とハウジングとにより液室が画成され、ハウジングには液室に対して常時連通する制御圧ポートとスプールの移動に応じて当該液室に対して連通したり遮断したりするドレンポートおよび供給圧ポートとが形成されており、スプールを移動させることにより、供給圧ポートに供給された油圧を調圧して制御圧ポートから出力する。なお、大径ランド部および小径ランド部の液室側のそれぞれのエッジ部には切り欠きが形成されており、小径ランド部の液室側のエッジ部とハウジングとの間を通して供給圧ポートから液室へ漏れる液の流量と、大径ランド部の液室側のエッジ部とハウジングとの間を通して液室からドレンポートへ漏れる液の流量とを略一致させている。
特開平5−60250号公報
ところで、スプール弁では、各ポートや液室に流出入する液体にはゴミ等の異物が含まれる場合があり、スプールのランドのエッジとハウジングのポートとの間に異物が挟まると、スプールがスティックする場合が生じる。例えば、スプール弁をギヤやベアリング等の潤滑対象に供給する潤滑油の流量を調節する弁として用いる場合を考えると、潤滑対象に潤滑油を供給するための制御圧ポート(出力ポート)が十分に開口できない状態でスプールがスティックすると、潤滑油の供給に不足が生じ、潤滑対象の耐久性に悪影響を及ぼす。
本発明のスプール弁および潤滑油供給装置は、スプールにスティックが生じても十分な出力を確保することを主目的とする。
本発明のスプール弁および潤滑油供給装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
本発明のスプール弁は、
入力ポートと第1の出力ポートと第2の出力ポートとが形成された中空部と、該中空部内を摺動可能な複数のランドを有するスプールとを備え、該スプールの位置に応じた振り分け割合をもって前記入力ポートへの入力に対する出力を前記第1の出力ポートと前記第2の出力ポートとに振り分けるスプール弁であって、
前記第2の出力ポートの開口は、開口幅が前記第1の出力ポートへの出力の振り分けが多くなる前記スプールの移動方向に対して徐々に狭くなる形状に形成されてなる
ことを要旨とする。
この本発明のスプール弁では、入力ポートと第1の出力ポートと第2の出力ポートとが形成された中空部と、中空部内を摺動可能な複数のランドを有するスプールとを備え、スプールの位置に応じた振り分け割合をもって入力ポートへの入力に対する出力を第1の出力ポートと第2の出力ポートとに振り分けるものにおいて、第2の出力ポートの開口を、開口幅が第1の出力ポートへの出力の振り分けが多くなるスプールの移動方向に対して徐々に狭くなる形状に形成する。これにより、第1の出力ポートへの出力の振り分けが多くなる方向のスプールの移動に伴って第2の出力ポートの開口とランドのエッジ部分との間に異物が挟まる場合には、異物が第2の出力ポートの開口における最も狭い先端部まで移動してからスプールがスティックするため、第2の出力ポートの開口面積は僅かなものとなる。この結果、スプールがスティックしても、入力ポートと第1の出力ポートとの間の十分な連通が確保されるから、第1の出力ポートへの十分な出力を確保することができる。
こうした本発明のスプール弁において、前記第2の出力ポートは、ドレンポートであり、前記入力ポートへの入力のうちの一部を前記ドレンポートへ排出することにより前記第1の出力ポートからの出力を調節するものとすることもできる。こうすれば、スプールがスティックしても、ドレンポートへの排出を抑えて第1の出力ポートへの十分な出力を確保することができる。
また、本発明のスプール弁において、前記第2の出力ポートの開口は、前記スプールの移動方向に対して等幅の等幅部と該等幅部から徐々に狭くなるテーパ部とが形成されてなるものとすることもできる。こうすれば、第2の出力ポートの開口をテーパ部により形成しても、等幅部により第2の出力ポートの連通面積を確保することができる。
本発明の潤滑油供給装置は、
変速機の作動に用いられる作動油を潤滑油として該変速機の潤滑対象に供給する潤滑油供給装置であって、
油圧を発生させるポンプと、
該ポンプからの油圧の一部を排圧として排出して前記変速機を作動させるためのライン圧を生成するライン圧生成バルブと、
前記入力ポートが前記ライン圧の排圧により圧送される潤滑油を入力し、前記第1の出力ポートが前記潤滑対象に潤滑油を出力し、前記第2の出力ポートがドレンポートとして形成され、前記入力ポートに入力された作動油を前記第1の出力ポートと前記ドレンポートとに振り分けることにより該第1の出力ポートから出力する潤滑油の流量を調節する上述した各態様のいずれかの本発明のスプール弁と、
を備えることを要旨とする。
この本発明の潤滑油供給装置では、スプール弁を、入力ポートがライン圧の排圧により圧送される潤滑油を入力し、第1の出力ポートが潤滑対象に潤滑油を出力し、第2の出力ポートがドレンポートとして形成し、入力ポートに入力された作動油を第1の出力ポートとドレンポートとに振り分けることにより第1の出力ポートから出力する潤滑油の流量を調節するものとして機能させるから、スプールにスティックが生じるものとしても、第1の出力ポートへの十分な出力を確保することができ、潤滑対象を十分に潤滑することができる。
自動車10の構成の概略を示す構成図である。 変速機構30の作動表を示す説明図である。 潤滑油供給装置50の構成の概略を示す構成図である。 スロットル開度とリニアソレノイドバルブSLTの信号圧Psltとの関係を示す説明図である。 小潤滑モードと可変モードと通常潤滑モードの各モードにおけるLUBEリレーバルブ80の状態を示す説明図である。 リニアソレノイドバルブSLTの信号圧Psltと潤滑対象89へ供給される潤滑油の流量(潤滑流量)との関係を示す説明図である。 LUBEリレーバルブ80のドレンポート82dの形状およびLUBEリレーバルブ80のスティック時の様子を示す説明図である。 LUBEリレーバルブ80のスティック時の潤滑流量を示す説明図である。 変形例の潤滑油供給装置150の構成の概略を示す構成図である。 変形例の小潤滑モードと可変モードと通常潤滑モードの各モードにおけるLUBEリレーバルブ80の状態を示す説明図である。
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。
図1は自動車10の構成の概略を示す構成図であり、図2は変速機構40の作動表を示す説明図である。
自動車10は、図1に示すように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力を出力する内燃機関としてのエンジン12と、エンジン12を運転制御するエンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)15と、エンジン12のクランクシャフト14に接続されると共に左右の車輪19a,19bの車軸18a,18bに接続されてエンジン12からの動力を車軸18a,18bに伝達する自動変速機20と、自動変速機20を制御する自動変速機用電子制御ユニット(ATECU)16と、車両全体をコントロールするメイン電子制御ユニット(メインECU)90と、を備える。なお、メインEUC90には、シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ92からのシフトポジションSPやアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ94からのアクセル開度Acc,ブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ96からのブレーキスイッチ信号BSW,車速センサ98からの車速Vなどが入力ポートを介して入力されている。また、メインECU90は、エンジンECU15やATECU16と通信ポートを介して通信しており、エンジンECU15やATECU16と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。
自動変速機20は、図1に示すように、エンジン12のクランクシャフト14に接続された入力側のポンプインペラ32と出力側のタービンランナ33とからなるロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ30と、トルクコンバータ30のタービンランナ33に接続されたインプットシャフト22と車軸18a,18bにギヤ機構26とデファレンシャルギヤ28とを介して接続されたアウトプットシャフト24とを有しインプットシャフト22に入力された動力を変速してアウトプットシャフト24に出力する有段の変速機構40と、トルクコンバータ30および変速機構40を制御すると共に変速機構40やギヤ機構26へ潤滑油を供給する本発明の潤滑油供給装置としても機能する油圧制御装置50(図3参照)と、を備える。
変速機構40は、6段変速の有段変速機構として構成されており、シングルピニオン式の遊星歯車機構とラビニヨ式の遊星歯車機構と三つのクラッチC1,C2,C3と二つのブレーキB1,B2とワンウェイクラッチF1とを備える。シングルピニオン式の遊星歯車機構は、外歯歯車としてのサンギヤ41と、このサンギヤ41と同心円上に配置された内歯歯車としてのリングギヤ42と、サンギヤ41に噛合すると共にリングギヤ42に噛合する複数のピニオンギヤ43と、複数のピニオンギヤ43を自転かつ公転自在に保持するキャリア44とを備え、サンギヤ41はケースに固定されており、リングギヤ42はインプットシャフト22に接続されている。ラビニヨ式の遊星歯車機構は、外歯歯車の二つのサンギヤ46a,46bと、内歯歯車のリングギヤ47と、サンギヤ46aに噛合する複数のショートピニオンギヤ48aと、サンギヤ46bおよび複数のショートピニオンギヤ48aに噛合すると共にリングギヤ47に噛合する複数のロングピニオンギヤ48bと、複数のショートピニオンギヤ48aおよび複数のロングピニオンギヤ48bとを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア49とを備え、サンギヤ46aはクラッチC1を介してシングルピニオン式の遊星歯車機構のキャリア44に接続され、サンギヤ46bはクラッチC3を介してキャリア44に接続されると共にブレーキB1を介してケースに接続され、リングギヤ47はアウトプットシャフト24に接続され、キャリア49はクラッチC2を介してインプットシャフト22に接続されている。また、キャリア49は、ワンウェイクラッチF1を介してケースに接続されると共にワンウェイクラッチF1と並列に設けられたブレーキB2を介してケースに接続されている。
変速機構40は、図2に示すように、クラッチC1〜C3のオンオフとブレーキB1,B2のオンオフとの組み合わせにより前進1速〜6速と後進とニュートラルとを切り替えることができるようになっている。後進の状態は、クラッチC3とブレーキB2とをオンとすると共にクラッチC1,C2とブレーキB1とをオフとすることにより形成することができる。また、前進1速の状態は、クラッチC1をオンとすると共にクラッチC2,C3とブレーキB1,B2とをオフとすることにより形成することができる。この前進1速の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキB2がオンとされる。前進2速の状態は、クラッチC1とブレーキB1とをオンとすると共にクラッチC2,C3とブレーキB2とをオフとすることにより形成することができる。前進3速の状態は、クラッチC1,C3をオンとすると共にクラッチC2とブレーキB1,B2とをオフとすることにより形成することができる。前進4速の状態は、クラッチC1,C2をオンとすると共にクラッチC3とブレーキB1,B2とをオフとすることにより形成することができる。前進5速の状態は、クラッチC2,C3をオンとすると共にクラッチC1とブレーキB1,B2とをオフとすることにより形成することができる。前進6速の状態は、クラッチC2とブレーキB1とをオンとすると共にクラッチC1,C3とブレーキB2とをオフとすることにより形成することができる。また、ニュートラルの状態は、クラッチC1〜C3とブレーキB1,B2のすべてをオフとすることにより形成することができる。
トルクコンバータ30は、ロックアップクラッチ付きの流体式トルクコンバータとして構成されており、図3に示すように、コンバータカバー31を介してエンジン12のクランクシャフト14に接続されるポンプインペラ32と、ポンプインペラ32と対向配置され自動変速機20のインプットシャフト22に接続されるタービンランナ33と、ポンプインペラ32とタービンランナ33との間に配置されタービンランナ33からポンプインペラ32への作動油の流れを整流するステータ34と、ステータ34の回転を一方向に制限するワンウェイクラッチ35と、ポンプインペラ32(コンバータカバー31)とタービンランナ33とを機械的に連結させるロックアップクラッチ37とを備える。このトルクコンバータ30では、エンジントルクをポンプインペラ32により作動油の流れに変換し、この作動油の流れをタービンランナ33により自動変速機20のインプットシャフト22上のトルクに変換することによりトルクの伝達を行なう。この際、ポンプインペラ32とタービンランナ33との回転速度差が大きいときにはステータ34の作用によりトルク増幅機として機能し、ポンプインペラ32とタービンランナ33との回転速度差が小さいときには単なる流体継手として機能する。トルクコンバータ30のコンバータカバー31とポンプインペラ32とにより囲まれるコンバータ油室31aには、内部に作動油を循環させるため、作動油を導入するための循環用入力ポート36aと、作動油を排出するための循環用出力ポート36bとが形成されている。
ロックアップクラッチ37は、図3に示すように、ポンプインペラ32とタービンランナ33とを連結するロックアップとその解除とが可能な多板クラッチとして構成されており、コンバータカバー31に固定されたクラッチハブに摺動自在に支持されたクラッチプレート38aと、タービンランナ33に接続されたクラッチハブに摺動自在に支持されたクラッチプレート38bと、クラッチプレート38a,38bを押圧するようコンバータカバー31内で移動自在に配置されたクラッチピストン39とを備える。クラッチピストン39はその背面側にロックアップ油室39aが区画されており、ロックアップ油室39aに導入される作動油の油圧とコンバータ油室31a内の作動油の油圧との差圧によってクラッチピストン39を移動させることにより、クラッチプレート38a,38bに対して圧縮圧力を作用させてポンプインペラ32とタービンランナ33とを連結するロックアップを行なう。なお、ロックアップ油室39aは、作動油を導入したり作動油を排出したりするためのロックアップ用ポート36cが形成されている。
実施例の油圧制御装置30は、図3に示すように、エンジン12からの動力によりオイルパン51からストレーナ51aを介して作動油を吸引してライン圧用油路L1に圧送する機械式オイルポンプ52と、ライン圧用油路L1の油圧を調圧してライン圧PLを生成すると共にライン圧PLの生成に伴う排圧をセカンダリ圧用油路L2に出力するプライマリレギュレータバルブ53と、セカンダリ圧用油路L2の油圧を調圧してセカンダリ圧Psecを生成すると共にセカンダリ圧Psecの生成に伴う排圧(セカンダリ排圧Pex)をセカンダリ排圧用油路L3に出力するセカンダリレギュレータバルブ54と、ライン圧PLを降圧してモジュレータ圧Pmodを生成するモジュレータバルブ55と、モジュレータバルブ55からのモジュレータ圧Pmodを調圧してプライマリレギュレータバルブ53およびセカンダリレギュレータバルブ54を作動させるための信号圧Psltを生成するリニアソレノイドバルブSLTと、ライン圧用油路L1のライン圧PLからロックアップクラッチ37を係合するための制御圧Pclを生成して出力するロックアップコントロールバルブ60と、トルクコンバータ30に対して給排する作動油の経路を切り替えるロックアップリレーバルブ70と、モジュレータ圧Pmodを調圧してロックアップコントロールバルブ60およびロックアップリレーバルブ70を駆動するための信号圧Psluを生成するリニアソレノイドバルブSLUと、リニアソレノイドバルブSLTからの信号圧Psltによって作動してクーラ(COOLER)88および自動変速機20のクラッチC1〜C3およびブレーキB1,B2(摩擦材)やギヤ、ベアリング等の潤滑対象(LUBE)89に供給する潤滑油の流量を切り替えるLUBEリレーバルブ80と、を備える。ここで、リニアソレノイドバルブSLTとリニアソレノイドバルブSLUは、ATECU16により制御されている。ATECU16は、詳細には図示しないが、CPUを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他に処理プログラムを記憶するROMやデータを一時的に記憶するRAM、入出力ポート、通信ポートなどを備える。このATECU16は、メインECU90と通信しており、互いに制御信号やデータをやり取りしている。
ライン圧PLは、図示しないが、クラッチC1〜C3やブレーキB1,B2を係合するための係合圧として用いられており、係合しているクラッチやブレーキが自動変速機20のインプットシャフト22からの入力トルクをアウトプットシャフト24に伝達可能なトルク容量を持つように調圧される。具体的には、スロットル開度やインプットシャフト22の入力トルクに基づいて信号圧Psltを設定し、設定した信号圧Psltでプライマリレギュレータバルブ53が駆動されるようリニアソレノイドバルブSLTを制御することにより行なう。図4に、スロットル開度と信号圧Psltとの関係の一例を示す。信号圧Psltは、図示するように、スロットル開度が大きいほど大きくなるように設定される。
ロックアップコントロールバルブ60は、リニアソレノイドバルブSLUからの信号圧Psluにより作動する調圧バルブであり、図3に示すように、各種ポートが形成されたスリーブ62と、対応するポート間の連通と遮断とを行なうスプール64と、スプール64を図中上方向に付勢するスプリング66とを備える。スリーブ62には、各種ポートとして、リニアソレノイドバルブSLUからの信号圧Psluを入力する信号圧入力ポート62aと、ライン圧用油路L1に接続されてライン圧PLを入力する入力ポート62bと、ライン圧PLを調圧して制御圧Pclとして制御圧用油路L4,L5に出力する出力ポート62cと、出力ポート62cの出力圧をスプール64を図中下方向に付勢するフィードバック圧として入力するフィードバックポート62dとが形成されている。信号圧入力ポート62aは、スプール64に形成された外径の異なる2つのランド間に挟まれる位置に形成されている。信号圧入力ポート62aに入力される信号圧は、その2つのランドである図中上方側の大径のランドと図中下方側の小径のランドとの各受圧面の面積差(外径差)により、スプール64を図中上方向に付勢する力として作用する。したがって、スプール64は、スプリング66のバネ力と信号圧入力ポート62aに入力される信号圧Psluとにより図中上方向に付勢され、フィードバックポート62dに入力されるフィードバック圧により図中下方向に付勢される。このロックアップコントロールバルブ60では、スプール64が図中上方向に進むほど、入力ポート62bと出力ポート62cとの間の連通面積を広くして制御圧Pclが高くなるよう調圧する。
制御圧用油路L5には、オリフィス68が形成されており、ロックアップコントロールバルブ60の出力ポート62cからの制御圧Pclはオリフィス68により減圧されてロックアップリレーバルブ70(入力ポート72c)に供給されるようになっている。
ロックアップリレーバルブ70は、リニアソレノイドバルブSLUからの信号圧Psluにより作動して油圧の給排経路を切り替える切替バルブであり、図3に示すように、各種ポートが形成されたスリーブ72と、対応するポート間の連通と遮断とを行なうスプール74と、スプール74を図中上方向に付勢するスプリング76とを備える。スリーブ72には、各種ポートとして、リニアソレノイドバルブSLUからの信号圧Psluを入力する信号圧入力ポート72aと、ロックアップコントロールバルブ60の出力ポート62cに制御圧用油路L4を介して接続され出力ポート62cからの制御圧Pclを入力する入力ポート72bと、ロックアップコントロールバルブ60の出力ポート62cに制御圧用油路L5を介して接続され出力ポート62cから出力された制御圧Pclがオリフィス68により減圧された油圧を入力する入力ポート72cと、セカンダリ圧用油路L2に接続されてセカンダリ圧Psecを入力する入力ポート72dと、セカンダリ排圧用油路L3に接続されてセカンダリ排圧Pexを入力する入力ポート72eと、トルクコンバータ30の循環用入力ポート36aに循環用入力油路L6を介して接続された出力ポート72fと、トルクコンバータ30の循環用出力ポート36bに循環用出力油路L7を介して接続された入力ポート72gと、トルクコンバータ30のロックアップ用ポート36cにロックアップ用油路L8を介して接続された出力ポート72hと、リリーフ弁78が取り付けられたリリーフ用油路L9に接続されたリリーフポート72iと、同じくリリーフ用油路L9に接続されたリリーフポート72jと、リリーフ弁79が取り付けられたリリーフ用油路L10に接続されたリリーフポート72kとが形成されている。リリーフ弁79の後段にはLUBEリレーバルブ80を介してクーラ(COOLER)88が接続され、クーラ88の後段には潤滑対象89が接続されており、リリーフ用油路L10からリリーフ弁79によりリリーフされた作動油はクーラ88により冷却されて潤滑対象89に供給されるようになっている。
ロックアップリレーバルブ70は、図3に示すように、リニアソレノイドバルブSLUから信号圧入力ポート72aに信号圧Psluが入力されないときには、スプリング76の付勢力によりスプール74が図中上方向に移動する。これにより、入力ポート72bと出力ポート72hとの連通が遮断し、入力ポート72cと出力ポート72fとの連通が遮断し、入力ポート72dと出力ポート72fとが連通し、入力ポート72eとリリーフポート72kとの連通が遮断し、入力ポート72gとリリーフポート72iとの連通が遮断し、入力ポート72gとリリーフポート72kとが連通し、出力ポート72hとリリーフポート72jとが連通する。したがって、入力ポート72dが接続されたセカンダリ圧用油路L2と出力ポート72fが接続された循環用入力油路L6とが連通すると共に入力ポート72gが接続された循環用出力油路L7とリリーフポート72kが接続されたリリーフ用油路L10とが連通し、出力ポート72hが接続されたロックアップ用油路L8とリリーフポート72jが接続されたリリーフ用油路L9とが連通する。
一方、リニアソレノイドバルブSLUから信号圧入力ポート72aに信号圧Psluが入力されるときには、スプール74にスプリング76の付勢力に打ち勝つ押圧力が作用してスプール74が図中下方向に移動する。これにより、入力ポート72bと出力ポート72hとが連通し、入力ポート72cと出力ポート72fとが連通し、入力ポート72dと出力ポート72fとの連通が遮断し、入力ポート72eとリリーフポート72kとが連通し、入力ポート72gとリリーフポート72iとが連通し、入力ポート72gとリリーフポート72kとの連通が遮断し、出力ポート72hとリリーフポート72jとの連通が遮断する。したがって、入力ポート72bが接続された制御圧用油路L4と出力ポート72hが接続されたロックアップ用油路L8とが連通し、入力ポート72cが接続された制御圧用油路L5と出力ポート72fが接続された循環用入力油路L6とが連通すると共に出力ポート72gが接続された循環用出力油路L7とリリーフポート72iが接続されたリリーフ用油路L9とが連通し、入力ポート72eが接続されたセカンダリ排圧用油路L3とリリーフポート72kが接続されたリリーフ用油路L10とが連通する。
LUBEリレーバルブ80は、クーラ88を介して潤滑対象89へ供給する潤滑油の油量を切り替える切替バルブとして構成されており、図3に示すように、各種ポートが形成されたスリーブ82と、対応するポート間の連通と遮断とを行なうスプール84と、スプール84を図中下方向に付勢するスプリング86とを備える。スリーブ82には、各種ポートとして、リニアソレノイドバルブSLTからの出力圧(信号圧Pslt)をスプリング86の付勢力とは逆方向にスプール84を押圧する信号圧として入力する信号圧入力ポート82aと、潤滑用入力油路L11を介してリリーフ弁79の後段に接続されリリーフ弁79からリリーフされた作動油を潤滑油として入力する入力ポート82bと、潤滑用出力油路L12を介してクーラ88に接続された出力ポート82cと、ドレンポート82dとが形成されている。入力ポート82bは、出力ポート82cとドレンポート82dとの間に配置されており、スプール84の二つのランド84a,84b間に挟まれた油室と常時連通している。LUBEリレーバルブ80は、スプール84を移動させることで二つのランド84a,84b間に挟まれた油室を出力ポート82cとドレンポート82dのいずれか又は両方と連通させることにより、入力ポート82bに入力される潤滑油の流量を調節して出力ポート82cから出力できるようになっている。
潤滑用入力油路L11と潤滑用出力油路L12には、LUBEリレーバルブ80をバイパスするバイパス油路L13が接続されており、バイパス油路L13にはオリフィス87が形成されている。バイパス油路L13は、実施例では、互いに並列の2本の油路により構成されており、それぞれの油路にオリフィスが形成されている。なお、バイパス油路L13の本数は、2本に限られず1本であってもよいし、3本以上であってもよい。
次に、こうして構成された実施例の油圧制御装置50の動作について説明する。まず、ロックアップクラッチ37を解放する際の動作について説明する。ロックアップクラッチ37の解放は、リニアソレノイドバルブSLUをオフとしてロックアップリレーバルブ70のスプール72を図3中の上方向に移動させることにより行なうことができる。この状態では、前述したように、セカンダリ圧用油路L2と循環用入力油路L6とが連通すると共に循環用出力油路L7とリリーフ用油路L10とが連通するから、セカンダリ圧Psecが循環圧として循環用入力油路L6を介してトルクコンバータ30のコンバータ油室31aに供給されると共にコンバータ油室31aから循環用出力油路L7,リリーフ用油路L10を介してリリーフ弁79に送られる。そして、リリーフ弁79でリリーフされた作動油は、潤滑油としてLUBEリレーバルブ80およびバイパス油路L13を介してクーラ88に供給され、クーラ88で冷却されてから潤滑対象89に供給される。即ち、ロックアップクラッチ37の解放時には、セカンダリ圧Psecを循環圧としてコンバータ油室31aに供給し、コンバータ油室31aを通過した後の作動油を潤滑油として潤滑対象89に供給するのである。なお、ロックアップ用油路L8はリリーフ用油路L9と連通するから、ロックアップ油室39a内の作動油はロックアップ用油路L8,リリーフ用油路L9を介してリリーフ弁78に送られ、リリーフ弁78によりドレンされる。
次に、ロックアップクラッチ37を係合する際の動作について説明する。ロックアップクラッチ37の係合は、リニアソレノイドバルブSLUをオンとしてロックアップリレーバルブ70のスプール72を図3中の下方向に移動させ且つロックアップ油室39aの油圧とコンバータ油室31aの油圧との差圧が目標油圧となるようにリニアソレノイドバルブSLUから出力する信号圧Psluを調節してロックアップコントロールバルブ60を制御することにより行なう。この状態では、前述したように、制御圧用油路L4とロックアップ用油路L8とが連通し、制御圧用油路L5と循環用入力油路L6とが連通すると共に循環用出力油路L7とリリーフ用油路L9とが連通するから、ロックアップコントロールバルブ60の出力ポート62cから出力された制御圧Pclがロックアップクラッチ37を係合するための係合圧として制御圧用油路L4,ロックアップ用油路L8を介してロックアップ油室39aに供給され、ロックアップコントロールバルブ60の出力ポート62cから出力されオリフィス68で減圧された油圧が循環圧として制御圧用油路L5,潤滑用入力油路L6を介してコンバータ油室31aに供給されると共にコンバータ油室31aを通過した作動油が循環用出力油路L7,リリーフ用油路L9,リリーフ弁78を介してドレンされる。即ち、ロックアップ油室39aには制御圧Pclが作用し、コンバータ油室31aには制御圧Pclをオリフィス70で減圧したものが作用するから、ロックアップ油室39aとコンバータ油室31aとの間で油圧の差圧が生じ、ロックアップクラッチ37が係合する。この差圧は、制御圧Pclが高いほど大きくなり、制御圧Pclが低いほど小さくなるから、ロックアップコントロールバルブ60で制御圧Pclを調圧することによりロックアップクラッチ37の係合圧を制御することができる。また、ロックアップクラッチ37の係合時には、セカンダリ排圧用油路L3とリリーフ用油路L10とが連通するから、セカンダリ排圧Pexにより圧送される作動油がセカンダリ排圧用油路L3,リリーフ用油路L10を介してリリーフ弁79に送られる。そして、リリーフ弁79でリリーフされた作動油は、潤滑油としてLUBEリレーバルブ80およびバイパス油路L13を介してクーラ88に供給され、クーラ88で冷却されてから潤滑対象89に供給される。即ち、ロックアップクラッチ37の係合時には、セカンダリ排圧Pexにより圧送される作動油を潤滑油として潤滑対象89に供給するのである。
ここで、LUBEリレーバルブ80は、信号圧Psltに応じて小潤滑モードと可変モードと通常潤滑モードの3つのモードを切り替えて動作する。図5に小潤滑モードと可変モードと通常潤滑モードの各モードにおけるLUBEリレーバルブ80の状態を示す。図示するように、小潤滑モードは、出力ポート82cが完全に閉塞して入力ポート82bがドレンポート82dと連通するモードであり(図5(a)参照)、潤滑対象89へはバイパス油路L13からの潤滑油のみが供給される。可変モードは、入力ポート82bが出力ポート82cとドレンポート82dの両方に連通するモードであり(図5(b)参照)、潤滑対象89へはバイパス油路L13からの潤滑油とLUBEリレーバルブ80から一部ドレンされて流量が調節された潤滑油とが供給される。通常潤滑モードは、ドレンポート82dが完全に閉塞して入力ポート82bとドレンポート82dとが連通するモードであり(図5(c)参照)、潤滑対象89へはバイパス油路L13からの潤滑油とLUBEリレーバルブ80からの潤滑油とが供給される。図6に、リニアソレノイドバルブSLTの信号圧Psltと潤滑対象89へ供給される潤滑油の流量(潤滑流量)との関係を示す。なお、図6中の一点鎖線は潤滑対象89の耐久性を確保するために必要な必要潤滑流量を示す。図示するように、小潤滑モードは信号圧Psltが低圧時に使用され、可変モードは信号圧Psltが中圧時に使用され、通常潤滑モードは信号圧Psltが高圧時に使用されるが、いずれのモードも潤滑流量が必要潤滑流量以上となるよう設定されている。
図7はLUBEリレーバルブ80のドレンポート82dの形状およびLUBEリレーバルブ80のスティック時の様子を示す説明図であり、図8はLUBEリレーバルブ80のスティック時の潤滑流量を示す説明図である。LUBEリレーバルブ80のドレンポート82dは、図7に示すように、幅広で幅が略均一の等幅部83aと、等幅部83aから出力ポート82cに向かって徐々に狭くなる、即ち先細りしているテーパ部83bとを有する五角形の形状に形成されている。いま、LUBEリレーバルブ80にスティックが生じた場合を考える。LUBEリレーバルブ80のスティックは、主として、信号圧Psltによりスプール84を押し上げて小潤滑モードから通常潤滑モードへ変更する際にランド84aのエッジがドレンポート82dの周縁に付着していたゴミ等の異物に引っ掛かることで発生すると考えられる。実施例では、ドレンポート82dに出力ポート82cに向かって徐々に狭くなるテーパ部83bを形成しているから、ドレンポート82dの周縁に付着した異物はスプール84の押し上げに伴ってテーパ部83bの縁に沿ってテーパ部83bの先端まで移動し、異物がテーパ部83bの先端とランド84aのエッジとの間に挟まってスプール84をスティックさせる。このため、スプール84がスティックしても、ドレンポート82dの開口隙間はテーパ部83bの先端部分のみとなり、通常潤滑モード時にドレンポート82dからドレンされる潤滑油の流量は極僅かなものとなるから、出力ポート82cから出力される潤滑油の流量を十分に確保することができ、通常潤滑モード時に潤滑対象89に対して潤滑不足が生じることはない(図8参照)。なお、ドレンポート82dは、出力ポート82cとは反対側に幅広の等幅部83aが形成されているから、正常時には、比較的少ないスプール84のストロークでドレンポート82dの開口面積を十分に確保することができる。
以上説明した実施例のスプール弁によれば、スプール弁としてのLUBEリレーバルブ80のドレンポート82dに、出力ポート82cに向かって徐々に狭くなるテーパ部83bを形成するから、スプール84のランド84aのエッジがドレンポート82dの周縁に付着した異物に引っ掛かってスプール84がスティックする際に、異物をテーパ部83bの先端まで移動させることができる。この結果、スティック時のドレンポート82dの開口隙間をテーパ部83bの先端部分のみとすることができるから、通常潤滑モード時に出力ポート82cから出力される潤滑油の流量を十分に確保することができ、潤滑対象89に対して潤滑不足が生じないようにすることができる。また、ドレンポート82dには、出力ポート82cとは反対側に幅広の等幅部83aを形成しているから、比較的少ないスプール84のストロークでもドレンポート82dの開口面積を十分に確保することができる。
実施例では、LUBEリレーバルブ80のドレンポート82dに等幅部83aとテーパ部83bとを形成するものとしたが、テーパ部83bだけを形成するものとしてもよい。この場合、ドレンポート82dは略三角形状に形成されることになる。
実施例では、LUBEリレーバルブ80のドレンポート82dにテーパ部83bを形成するものとしたが、テーパ部83dを形成するポートはドレンポート82dに限られないし、LUBEリレーバルブ80以外のリレーバルブのポートにテーパ部83bを形成するものとしてもよい。例えば、入力ポートと出力ポートとドレンポートを有するスプール式のリレーバルブにおいて、スプールのスティック時に出力ポートへの油の出力を停止しようとする場合には、出力ポートにテーパ部を形成するものとしてもよい。
実施例では、LUBEリレーバルブ80をバイパスして潤滑油を潤滑対象89に供給するバイパス油路L13を設けるものとしたが、バイパス油路L13を設けないものとしてもよい。
実施例では、LUBEリレーバルブ80やバイパス油路L13から出力される潤滑油をクーラ88を介して潤滑対象89に供給するものとしたが、クーラ88を介さずに直接に潤滑対象89に供給するものとしてもよい。
実施例では、ロックアップクラッチ37を多板クラッチとして構成するものとしたが、単板クラッチとして構成するものとしてもよい。この場合の変形例の油圧制御装置150を図9に示す。なお、変形例の油圧制御装置150の各構成のうち実施例の油圧制御装置50と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は重複するから省略する。変形例のトルクコンバータ130は、単板のクラッチプレート138と、コンバータカバー31の内壁にクラッチプレート138を押し当ててロックアップオンするクラッチピストン139と、を有するロックアップクラッチ137を備えており、ロックアップオフ用油路L7Bに接続されたロックアップオフ用ポート136aと、ロックアップオン用油路L8Bに接続されたロックアップオン用ポート136bとが形成されている。コンバータカバー31とクラッチピストン139との間にはロックアップオフ室139aが画成されており、このロックアップオフ室139aにロックアップオフ用ポート136aが連通していいる。また、ロックアップコントロールバルブ160のスリーブ162には、信号圧Psluが入力される信号圧用入力ポート162aの他に、セカンダリ圧用油路L2に接続された入力ポート162bと、制御圧用油路L5Bに接続された出力ポート162cと、ロックアップオン用油路L8Bに接続されたフィードバックポート162dとが形成されている。ロックアップコントロールバルブ160のスプール164は、信号圧入力ポート162aに入力される信号圧Psluにより図中上方向に付勢されると共にスプリング166のバネ力とフィードバックポート162dに入力されるフィードバック圧とにより図中下方向に付勢されており、スプール164が図中上方向に進むほど、入力ポート162bと出力ポート162cとの間の連通面積を狭くして制御圧Pclが低くなるよう調圧する。また、ロックアップリレーバルブ170のスリーブ172には、信号圧Psluが入力される信号圧用入力ポート72aやセカンダリ圧Psecが入力される入力ポート72d,セカンダリ排圧Pexが入力される入力ポート72e,リリーフ用油路L10に接続されたリリーフポート72jの他に、制御圧用油路L5Bに接続された入力ポート172cと、ロックアップオフ用油路L7Bに接続された入出力ポート172gと、ロックアップオン用油路L8Bに接続された入出力ポート172hと、セカンダリ圧用油路L2に接続された入力ポート172iとが形成されている。ロックアップリレーバルブ170は、信号圧入力ポート72aに信号圧Psluが入力されないとき即ちロックアップオフ時には、入力ポート172cと入出力ポート172gとの連通が遮断し、入力ポート72dと入出力ポート172gとが連通し、入力ポート172iと入出力ポート172hとの連通が遮断し、入力ポート72eとリリーフポート72jとの連通が遮断し、入出力ポート172hとリリーフポート72jとが連通する。したがって、セカンダリ圧用油路L2とロックアップオフ用油路L7Bとが連通すると共にロックアップオン用油路L8Bとリリーフ用油路L10とが連通するから、セカンダリ圧Psecが循環圧としてロックアップオフ用油路L7Bを介してコンバータ油室31aに導入され、コンバータ油室31aからロックアップオン用油路L8B,リリーフ用油路L10を介してリリーフ弁79へ送られる。そして、リリーフ弁79でリリーフされた作動油は、潤滑油としてLUBEリレーバルブ80およびバイパス油路L13を介してクーラ88に供給され、クーラ88で冷却されてから潤滑対象89に供給される。一方、信号圧入力ポート72aに信号圧Psluが入力されているとき即ちロックアップオン時には、入力ポート172cと入出力ポート172gとが連通し、入力ポート72dと入出力ポート172gとの連通が遮断し、入力ポート172iと入出力ポート172hとが連通し、入力ポート72eとリリーフポート72jとが連通し、入出力ポート172hとリリーフポート72jとの連通が遮断する。したがって、セカンダリ圧用油路L2とロックアップオン用油路L8Bとが連通すると共に制御圧用油路L5Bとロックアップオフ用油路L7Bとが連通するから、コンバータ油室31aにはセカンダリ圧Psecが作用し、ロックアップオフ室139aには制御圧Pclがオリフィス68で減圧されて作用する。制御圧Pclは、ロックアップコントロールバルブ160の信号圧用ポート62aに作用させる信号圧Psluが大きくなるほど低くなるから、リニアソレノイドバルブSLUを制御することにより、コンバータ油室31aとロックアップオフ室139aとの間で油圧の差圧が生じさせ、ロックアップクラッチ137を係合することができる。また、セカンダリ排圧用油路L3とリリーフ用油路L10とが連通するから、セカンダリ排圧Pexにより圧送される作動油が潤滑油としてセカンダリ排圧用油路L3,リリーフ用油路L10,リリーフ弁79,LUBEリレーバルブ80およびバイパス油路L13を介してクーラ88に供給され、クーラ88で冷却されてから潤滑対象89に供給される。
実施例では、小潤滑モードで、出力ポート82cを完全に閉塞して切替バルブ80から潤滑対象89に対して潤滑油を供給しない構成(バイパス油路L13からの潤滑油のみを供給する構成)としたが、これに限定されるものではなく、小潤滑モードでも、切替バルブ80から潤滑対象89に対して少量の潤滑油を供給するものとしてもよい。図10に、変形例の小潤滑モードと可変モードと通常潤滑モードの各モードにおけるLUBEリレーバルブ80の状態を示す。この変形例では、図示するように、小潤滑モードは、入力ポート82bが出力ポート82cに僅かに連通すると共にドレンポート82dに最大限連通するモードであり(図10(a)参照)、潤滑対象89へは出力ポート82cからの少量の潤滑油とバイパス油路L13からの潤滑油とが供給される。なお、可変モードと通常潤滑モードについては、実施例と同様である。
実施例では、1つのリニアソレノイドバルブSLUからの信号圧Psluによりロックアップコントロールバルブ60とロックアップリレーバルブ70の両方を制御するものとしたが、これに限られず、別個のリニアソレノイドからの信号圧を用いてロックアップコントロールバルブ60とロックアップリレーバルブ70とを別々に制御するものとしてもよい。また、ロックアップコントロールバルブ60やロックアップリレーバルブ70にソレノイドを内蔵して直接作動させるものとしてもよい。
実施例では、トルクコンバータ30の循環用入力油路L6,循環用出力油路L7,ロックアップ用油路L8に対する油圧の給排経路の切り替えを単一のロックアップリレーバルブ70を用いて行なうものとしたが、複数のリレーバルブを用いて行なうものとしてもよい。
実施例では、本発明をスプール弁の形態として説明したが、スプール弁を備える潤滑油供給装置の形態とするものとしてもよい。
ここで、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例のLUBEリレーバルブ80が本発明の「スプール弁」に相当し、スリーブ82が「中空部」に相当し、入力ポート82bが「入力ポート」に相当し、出力ポート82cが「第1の出力ポート」に相当し、ドレンポート82dが「第2の出力ポート」に相当し、スプール84が「スプール」に相当する。また、機械式オイルポンプ52が「ポンプ」に相当し、プライマリレギュレータバルブ53が「ライン圧生成バルブ」に相当する。なお、実施例の主要な要素と発明の概要の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が発明の概要の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、発明の概要の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は発明の概要の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。
以上、本発明の実施の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等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内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
本発明は、スプール弁や潤滑油供給装置の製造産業に利用可能である。

Claims (4)

  1. 入力ポートと第1の出力ポートと第2の出力ポートとが形成された中空部と、該中空部内を摺動可能な複数のランドを有するスプールとを備え、該スプールの位置に応じた振り分け割合をもって前記入力ポートへの入力に対する出力を前記第1の出力ポートと前記第2の出力ポートとに振り分けるスプール弁であって、
    前記第2の出力ポートの開口は、開口幅が前記第1の出力ポートへの出力の振り分けが多くなる前記スプールの移動方向に対して徐々に狭くなる形状に形成されてなる
    ことを特徴とするスプール弁。
  2. 請求項1記載のスプール弁であって、
    前記第2の出力ポートは、ドレンポートであり、
    前記入力ポートへの入力のうちの一部を前記ドレンポートへ排出することにより前記第1の出力ポートからの出力を調節する
    ことを特徴とするスプール弁。
  3. 請求項1または2記載のスプール弁であって、
    前記第2の出力ポートの開口は、前記スプールの移動方向に対して等幅の等幅部と該等幅部から徐々に狭くなるテーパ部とが形成されてなる
    ことを特徴とするスプール弁。
  4. 変速機の作動に用いられる作動油を潤滑油として該変速機の潤滑対象に供給する潤滑油供給装置であって、
    油圧を発生させるポンプと、
    該ポンプからの油圧の一部を排圧として排出して前記変速機を作動させるためのライン圧を生成するライン圧生成バルブと、
    前記入力ポートが前記ライン圧の排圧により圧送される潤滑油を入力し、前記第1の出力ポートが前記潤滑対象に潤滑油を出力し、前記第2の出力ポートがドレンポートとして形成され、前記入力ポートに入力された作動油を前記第1の出力ポートと前記ドレンポートとに振り分けることにより該第1の出力ポートから出力する作動油の流量を調節する請求項1ないし3いずれか1項に記載のスプール弁と、
    を備えることを特徴とする潤滑油供給装置。
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