JPH065098B2 - 自動変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動変速機、特に、その油圧系統のアキュムレ
ータ装置に関する。

（従来の技術） このような自動変速機のアキュムレータ装置としては従
来、たとえば第６図に示すようなもの（「オートマチッ
ク・トランスアクスルＲＮ３ＦＯＩＡ型整備要領書」昭
和５７年１月、日産自動車（株）発行、第73頁）があっ
た。この従来のアキュムレータ装置は、同図において、
シリンダ部材12とピストン部材14とにより画成された受
圧室16が図外の摩擦係合装置を係合させるための油圧を
送る油路18に連通しており、ピストン部材14に対して受
圧室16と反対側にシリンダ部材12との間に画成された反
力室20にはリターンスプリング22が収納されている。前
記摩擦係合装置を係合すべく発生された油圧はアキュム
レータ装置10の受圧室16に導入され、リターンスプリン
グ22のばね力に対抗してピストン部材14を移動させなが
ら徐々に立ち上がるため、摩擦係合装置も徐々に締結さ
れる。この作用によって、摩擦係合装置を係合する前後
でその駆動部と被動部とが相対回転から接続一体回転に
徐々に移行するため、変速機出力軸の回転変動加速度が
小さくなってその時間当たりのトルク変動率が小さくな
り、いわゆる自動変速機を有する車両のいわゆるセレク
トショックを低減することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の自動変速機にあって
は、たわみに対して略線形に荷重を発生させる（荷重の
変化率が常に正となるような）荷重−たわみ特性のリタ
ーンスプリングを用いて、そのたわみを利用し油圧の立
上りをコントロールしてショック低減を図っていた。こ
の場合、車両のセレクトショックの低減を十分に図るべ
く、スプリングの長さを長くすると、スプリングを収容
する大きなスペースが必要となり、搭載性の制約が生じ
るだけでなく、セレクト操作に対するクラッチの接続時
間が長すぎるという問題点があった。

一方、スプリングとは別にアキュムレータのピストン受
圧面積を大きく設定して迅速なセレクト操作を図ること
も考えられるが、これも上記と同様に、ピストンを収容
する大きなスペースが必要となり、搭載性に制約が生じ
るという問題点を有するものであった。

つまり、従来のようにばね定数の大小、スプリング長、
アキュムレータの受圧面積等を選ぶだけでは、セレクト
ショックの低減と迅速なセレクト操作との両者を共に満
足させることができなかった。

（問題点を解決するための手段） そこで本発明の発明者は検討を重ねた結果、アキュムレ
ータ用のばねにダイヤフラムばね等で実用されているよ
うな特定の非線形ばね特性を持たせることにより、上記
問題点を解決することができるとの着想を得た。すなわ
ち、本発明は、複数の変速段を有する歯車変速機構と、
複数の摩擦係合装置と、この摩擦係合装置を選択的に作
動させて前記歯車変速機構を選択的に変速作動させる油
圧系統と、を備え、この油圧系統が、前記摩擦係合装置
と油圧源との間に介装されたアキュムレータ装置と、こ
のアキュムレータ装置と前記油圧源との間に回想された
オリフィスと、を有する自動変速機において、前記アキ
ュムレータ装置が、シリンダ部材と、このシリンダ部材
に嵌合してシリンダ内を受圧室と反力室とに画成するピ
ストン部材と、荷重−たわみ特性が、前記受圧室の圧力
が零から増加して完全に一定値に達するまでの間に、た
わみに対する荷重の変化率を少なくとも一度正から負に
減少し、その後再び正となるような非線形として、前記
反力室に収納されるばね部材と、を有することを構成と
している。

（作用） ドライバーが油系統のバルブを切換えることにより複数
の摩擦係合装置を選択的に作動させ、このことにより複
数の変速段を有する歯車変速機構を選択的に変速作動さ
せることができる。詳しくは、オリフィスより上流側の
油圧源側の油路から供給された高圧の作動油はオリフィ
スによりその流量を規制された後、アキュムレータ装置
の受圧室と摩擦係合装置に送られる。次に、作動油の油
圧はアキュムレータ装置のピストン部材の移動にともな
ってばね部材を変形させることにより連続的に立ち上が
って増大していき前記摩擦係合装置の駆動部と被動部と
の相対回転数が連続的に小さくなっていって、このこと
により前述のように車両のセレクトショックを低減させ
ることができる。

一方、摩擦係合装置の駆動摩擦材と被動摩擦材との相対
回転数が小さくなっていくことにより変速機出力軸のト
ルクが増大していくが、第５図に示すように、このとき
の動摩擦係数μは相対回転数が零に近づくにれて大きく
なるため、出力軸トルクが過大となって大きなセレクト
ショックを生じさせようとする。

他方、ばね部材の荷重−たわみ特性は、受圧室の圧力が
零から増加して完全に一定値に達するまでの間に、たわ
みに対する荷重の変化率が少なくとも一度正から負に減
少し、その後再び正となるような非線形となっているこ
とから、ピストン部材に加わる反力の一時的な減少に対
応して摩擦係合装置の係合油圧は一時低くなる。このた
め、前述のように動摩擦係数μが大きくなってもこのよ
うに係合油圧を小さくすることにより相殺して、全体と
して出力軸トルクが過大となることを防止することがで
きる。このことにより、油圧の立ち上がり速度を大きく
しても有効にセレクトショックを低減させることがで
き、迅速なセレクト操作が実現できて車両の操作性を向
上させることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る自動変速機を示す図で
ある。従来と同一部分には同一符号を付する。

まず、構成について説明すると、第１図において10は図
外上方の摩擦係合装置と図外下方の油圧源との間の油路
18の途中に介装されたアキュムレータ装置であり、この
アキュムレータ装置10と油圧源との間の油路18にはワン
ウェイオリフィス23が介装されている。アキュムレータ
装置10はシリンダ部材12を有し、このシリンダ部材12内
には摺動自在かつシール部材13により周囲をシールされ
たピストン部材14が嵌合していて、このピストン部材14
はシリンダ部材12の図中上部との間に、油路18と連通す
る受圧室16を画成している。ピストン部材14はシリンダ
部材12の図中下部との間にドレンポート21を有する反力
室20を画成しており、この反力室20の側部のシリンダ部
材12にはスナップリング24が嵌着している。ピストン部
材14の軸線部に形成されたボス部14aとスナップリング2
4との間には皿ばね（ばね部材）32が介装されている。
皿ばね32は、第２図に示すように、その変形量増大の途
中において一時荷重が減少するような荷重−たわみ特性
を有している。詳しくは皿ばね32は、受圧室16に高油圧
が導入されて油圧が零から増加して、完全に一定値に達
するまでの間に、たわみに対する荷重の変化率（単位量
のたわみ増加に対する荷重の変化量）が少なくとも一度
正から負に減少し、その後再び正となるような非線形の
荷重−たわみ特性を有している。ワンウェイオリフィス
23は第１図に示すように、油路18に設けられたオリフィ
ス26と、油路18のバイパス油路19に設けられたチェック
弁28とを有している。前記駆動源、アキュムレータ装置
10、油路18、およびワンウェイオリフィス23は、図外の
各種バルブやオイルタンクとともに油圧系統を構成す
る。

次に作用について説明する。

ドライバーが図外のシフトレバーのシフト位置をニュー
トラル（Ｎ）もしくはパーキング（Ｐ）位置からたとえ
ばドライブ（Ｄ）位置に操作して図外のマニュアルバル
ブを切換えることにより、複数の摩擦係合装置を選択的
に作動させ、このことにより複数の変速段を有する歯車
変速機構を選択的に変速作動させることができる。詳し
くは新たに摩擦係合装置を係合すべく、油路18のワンウ
ェイオリフィス23より上流（第１図中下方）から高圧の
作動油がその下流（図中上方）に供給される。このと
き、チェック弁28が閉止して作動油はオリフィス26のみ
を通ってその流量が定められ、アキュムレータ装置10の
受圧室16とアキュムレータ装置10より下流側の摩擦係合
装置に送られる。次に、作動油の油圧はアキュムレータ
装置10のピストン部材14の移動にともなって皿ばね32を
変形させることにより連続的に立ち上がっていき、第３
図の実線の斜線で示すように歯車変速機構の出力軸トル
クが増大していく。このとき、前記摩擦係合装置の駆動
摩擦材と被動摩擦材との相対回転数が連続的に小さくな
っていくことにより摩擦係合装置が作動し、歯車変速機
構と変速作動させてその出力軸から変速回転を取出すこ
とができる。

一方、摩擦係合装置の摩擦伝達トルクＴは概ね次式で示
される。

Ｔ＝ｐ×Ａ×μ×Ｄ 但し、ｐは係合油圧、Ａは摩擦材受圧面積、μは摩擦材
の動摩擦係数、Ｄは摩擦材の平均径とする。

また、第５図に示すように動摩擦係数μは、駆動摩擦材
と被動摩擦材との間の相対回転速度ｖが零に近づくにし
たがって大きくなる傾向を有する。このため、前記相対
回転速度ｖが小さくなると摩擦伝達トルクＴも所定値を
越えて過大となり、前記セレクトショックを増大させよ
うとする。このようなセレクトショックの増大を防止す
るためには、上式から、係合油圧ｐを小さくして摩擦伝
達トルクＴを小さく抑える必要がある。

他方、皿ばね３２は第２図に示すように、受圧室16の圧
力が零から増大して完全に一定値に達するまでの間に、
たわみに対する荷重の変化が一度正から負に減少し、そ
の後再び正となるような非線形の荷重−たわみ特性を有
しているため、前記出力軸トルクが過大となる領域にこ
の受圧室16の圧力が一度減少する領域を対応させておく
ことにより、第３図に点線で示すように、前述のように
動摩擦係数μが大きくなってもこのように係合油圧ｐを
小さくすることにより相殺でき、全体として出力軸トル
クＴが過大となることを防止することができる。そし
て、第４図に破線で示すように、再び出力軸トルクＴが
増大する領域に入る前に前記相対回転速度ｖを零にし
て、前記摩擦係合装置の駆動摩擦材と被動摩擦材とを直
結接続させてセレクト操作を終了させる。このようにす
ることにより、油圧の立ち上がり速度を大きくしても有
効にセレクトショックを低減させることができ、迅速な
セレクト操作が実現できて車両の操作性を向上させるこ
とができる。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明によれば、アキュムレ
ータの反力室に、アキュムレータの受圧室の圧力が零か
ら増加して完全に一定値に達するまでの間に、たわみに
対する荷重の変化率が少なくとも一度正から負に減少
し、その後再び正となるような非線形の荷重−たわみ特
性を有するばね部材を収納することにより、油圧の立ち
上がり速度を大きくしても有効にセレクトショックを低
減させることができ、迅速なセレクト操作が実現できて
車両の操作性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る自動変速機の油圧系統
のアキュムレータ部を示す断面図、第２図は第１図に示
す皿ばね32の荷重−変形特性図、第３図は出力軸トルク
と時間との関係を示すグラフ、第４図は摩擦係合装置の
摩擦材の相対回転速度と時間との関係を示すグラフ、第
５図は摩擦係合装置の摩擦部材の動摩擦係数μとその摩
擦部材の相対回転速度ｖとの関係を示すグラフ、第６図
は従来の自動変速機の油圧系統のアキュムレータ部を示
す断面図である。 10……アキュムレータ装置、 12……シリンダ部材、 13……シール部材、 14……ピストン部材、 16……受圧室、 18……油路、 19……バイパス油路、 20……反力室 21……ドレンポート、 23……ワンウェイオリフィス、 24……スナップリング、26……オリフィス、 28……チェック弁、 32……皿ばね（ばね部材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の変速段を有する歯車変速機構と、 複数の摩擦係合装置と、 この摩擦係合装置を選択的に作動させて前記歯車変速機
   構を選択的に変速作動させる油圧系統と、を備え、 この油圧系統が、前記摩擦係合装置と油圧源との間に介
   装されたアキュムレータ装置(10)と、 このアキュムレータ装置(10)と前記油圧源との間に介装
   されたオリフィス(26)と、 を有する自動変速機において、 前記アキュムレータ装置(10)が、シリンダ部材(12)と、
   このシリンダ部材(12)に嵌合してシリンダ室内を受圧室
   (16)と反力室(20)とに画成するピストン部材(14)と、 荷重−たわみ特性が、前記受圧室(16)の圧力が零から増
   加して完全に一定値に達するまでの間に、たわみに対す
   る荷重の変化率を少なくとも一度正から負に減少し、そ
   の後再び正となるような非線形として、前記反力室(20)
   に収納されるばね部材(32)と、 を有することを特徴とする自動変速機。