| 【発明の名称】 |
圧力制御弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】佐貫 宏典
【氏名】石川 浩一
【氏名】高橋 建郎
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| 【要約】 |
【課題】作動応答性を確保しつつ油圧振動を効果的に抑制できる圧力制御弁を低コストで提供する。
【解決手段】筒状のバルブボディ２内にアクチュエータを介してスプール弁３を摺動自在に設け、該スプール弁の摺動位置に応じて各ランド部１５〜１７の外周面で導入、導出及び排出ポート５〜７の開口面積を変化させて、機器類へ導入される油圧を制御する圧力制御弁である。前記バルブボディの周壁４に、導出ポートとバルブボディ周壁の円周方向で合致する複数の補助ポート２１を貫通形成すると共に、該補助ポートの軸心Ｘを、導出ポートの軸心Ｙと同一平面上に設定し、かつ各補助ポートの内径を、導出ポートの内径よりも小さく設定した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 周壁に複数のポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、該バルブボディ内にアクチュエータを介して摺動自在に設けられ、軸方向の外周所定位置に前記各ポートを開閉するランド部を有するスプール弁とを備え、該スプール弁の摺動位置に応じてランド部の外周面で前記各ポートの開口面積を変化させて、機器類へ導入される油圧を制御する圧力制御弁であって、前記バルブボディの周壁に、開口縁が前記各ポートの開口縁よりも内側に設定された複数の補助ポートを貫通形成したことを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】 前記各ポートとバルブボディ周壁の円周方向で合致する各補助ポートの軸心を、前記各ポートの軸心と同一平面上に設定すると共に、該各補助ポートの内径を、前記各ポートの内径よりも小さく設定したことを特徴とする請求項１記載の圧力制御弁。
【請求項３】 前記各補助ポートを、前記各ポートに対してバルブボディ周壁のほぼ９０°の周方向位置に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の圧力制御弁。
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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、例えば車両の自動変速機構やステアリング機構などの油圧機器類に用いられるコントロールバルブなどの圧力制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両の自動変速機構などに用いられる圧力制御弁としては、例えば図４に示すものが知られている。この圧力制御弁は、機器類などのハウジング１に保持される有底円筒状のバルブボディ２と、該バルブボディ２の内部に有する弁穴２ａ内に摺動自在に設けられたスプール弁３と、バルブボディ２の開口端部に固定されて、前記スプール弁３を所定位置に摺動させる図外の電磁アクチュエータとから構成されている。
【０００３】前記バルブボディ２は、周壁４の軸方向所定位置に形成されて、ハウジング１内の作動油の導入通路８と前記弁穴２ａ内とを連通する横断面円形状の導入ポート５と、該導入ポート５から弁穴２ａ内を通ってハウジング１内の導出通路９を介して機器類に作動油を導出する横断面円形状の導出ポート６と、余剰の作動油をハウジング１内の排出通路１０を介して外部に排出する横断面円形状の排出ポート７とがそれぞれ２つ貫通形成されている。
【０００４】また、前記導出ポート６の内周側には、幅長さが導出ポート６の内径よりも大きな円環状のグルーブ溝１１が形成されており、このグルーブ溝１１は、この大きな断面積によって弁穴２ａから導出ポート６を通って導出される作動油の大きな流量を確保するようになっている。また、前記周壁４の各ポート５〜７間の外周部に形成されたシール溝内には、各通路８〜１０間をシールするシールリング１２、１３、１４がそれぞれ嵌合保持されている。
【０００５】前記スプール弁３は、弁軸３ａの軸方向の前後及び中央位置に円柱状の３つのランド部１５、１６、１７が一体に設けられていると共に、弁軸３ａの一端部には前記電磁アクチュエータの駆動軸が同軸方向から連結されている。また、前後に配置された前記各ランド部１５、１７の外周部には、弁穴２ａの内周面との間をシールする複数のシールリング１８が保持されていると共に、前記中央に配置されたランド部１６の中央位置両側面には、弁軸３ａ中心とした円錐状のノッチ部１９、２０が形成されている。
【０００６】前記電磁アクチュエータは、ケーシング内部に電磁コイルや固定コア及び該固定コアへの消励磁により軸方向へ可動する可動コアと、該可動コアを固定コアによる吸引方向と逆方向に付勢するコイルスプリングとを備え、該可動コアに駆動軸が連結されている。また、機関の運転状態等を検出するコントローラから前記電磁コイルに通電されることによる固定コアの吸引力とコイルスプリングのばね力との相対的な押圧力で可動コアを介して駆動軸を軸方向に駆動させるようになっている。
【０００７】そして、所定の機関運転状態では、前記電磁アクチュエータの駆動によりスプール弁３が、図４の上半分に示すように軸方向の所定位置に摺動してランド部１５、１６により導入ポート５と導出ポート６を開いて要求作動油を機器類に供給する一方、さらに機関運転状態の変化に伴い、スプール弁３が図４の下半分に示すように右方向に摺動して導入ポート５と導出ポート６の連通を遮断すると共に、該導出ポート６と排出ポート７を連通して機器類へ供給された作動油を排出することにより油圧を制御するようになっている。
【０００８】また、前記導出ポート６の内周側に形成されたグルーブ溝１１によって作動油の大きな流量を確保して、機器類への作動油圧の供給応答性を向上させるようになっている。一方、中央のランド部１６にノッチ部１９、２０を形成して一定調圧時における圧力ゲインを低下させて導出油圧の振動を低減するようになっている。
【０００９】すなわち、前記グルーブ溝１１によって図５の実線に示すように作動油の大流量を確保して機器類に対する昇降圧の応答性を向上させることができるが、大流量にすると一定調圧時に圧力ゲインが大きくなって油圧振動が発生し易くなる。そこで、従来では、前述のようにノッチ部１９、２０を形成して同図の波形線に示すように圧力ゲインを下げて油圧振動を効果的に抑制するようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の圧力制御弁にあっては、前述のように、機器類への油圧昇降応答性を確保するために、導出ポート６の内周側にグルーブ溝１１を形成すると共に、圧力ゲインを下げるためにランド部１６にノッチ部１９、２０を形成するようになっているため、これらの形成位置及び形状によっては調圧特性が敏感に変化し易くなる。この結果、かかるグルーブ溝１１とノッチ部１９、２０の高い加工精度が要求されて、該加工作業能率の低下を招き、該加工コストの高騰が余儀なくされている。
【００１１】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、作動応答性を確保しつつ油圧振動を効果的に抑制できる圧力制御弁を低コストで提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するために請求項１記載の発明にあっては、周壁に複数のポートが貫通形成された筒状のバルブボディと、該バルブボディ内にアクチュエータを介して摺動自在に設けられ、軸方向の外周所定位置に前記各ポートを開閉するランド部を有するスプール弁とを備え、該スプール弁の摺動位置に応じてランド部の外周面で前記各ポートの開口面積を変化させて、機器類へ導入される油圧を制御する圧力制御弁であって、前記バルブボディの周壁に、開口縁が前記各ポートの開口縁よりも内側に設定された複数の補助ポートを貫通形成したものとした。
【００１３】かかる構成においては、単にバルブボディの周壁に通常の各ポートの開口端縁よりも内側の所定位置に補助ポートを貫通形成するだけであるから、十分な油量が確保できることは勿論のこと、従来のような高い加工精度が要求されずに比較的簡単に加工することができる。
【００１４】また、請求項２記載の発明にあっては、前記各ポートとバルブボディ周壁の円周方向で合致する各補助ポートの軸心を、前記各ポートの軸心と同一平面上に設定すると共に、該各補助ポートの内径を、前記各ポートの内径よりも小さく設定したものとした。
【００１５】また、請求項３記載の発明にあっては、前記各補助ポートを、前記各ポートに対してバルブボディ周壁のほぼ９０°の周方向位置に形成したものとした。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図にしたがって説明する。なお、基本構成は、前記従来の圧力制御弁と同様であるから、同一の構成部分は同一の符号を付して説明する。
【００１７】すなわち、この発明にかかる圧力制御弁は、基本的に従来例と同様、図１に示すように、ハウジング１に保持される有底円筒状のバルブボディ２と、該バルブボディ２の内部に有する弁穴２ａ内に摺動自在に設けられたスプール弁３と、バルブボディ２の開口端部に固定されて、前記スプール弁３を所定位置に摺動させる図外の電磁アクチュエータとから構成されている。
【００１８】前記バルブボディ２の周壁４の軸方向所定位置には、導入通路８と前記弁穴２ａ内とを連通する横断面円形状の導入ポート５と、導出通路９を介して機器類に作動油を導出する横断面円形状の導出ポート６と、余剰の作動油を外部に排出する横断面円形状の排出ポート７とがそれぞれ２つ貫通形成されている。
【００１９】また、前記周壁４には、前記導出ポート６から周方向の９０°の角度位置に２つの円形状の補助ポート２１が直径方向に貫通形成されている。すなわち、この補助ポート２１は、中心Ｘが導出ポート６の中心Ｙと同一平面状に配置されていると共に、直径長さが導出ポート６の直径長さよりも小さく設定されている。したがって、補助ポート２１の導入ポート５側の開口縁２１ａは、導出ポート６の開口縁６ａよりもα分だけ僅かに内側に位置するようになっている。
【００２０】さらに、前記周壁４の各ポート５〜７間の外周部に形成されたシール溝内には、各通路８〜１０間をシールするシールリング１２、１３、１４がそれぞれ嵌合保持されている。
【００２１】前記スプール弁３は、弁軸３ａの軸方向の前後及び中央位置に円柱状の３つのランド部１５、１６、１７が一体に設けられていると共に、弁軸３ａの一端部には前記電磁アクチュエータの駆動軸が同軸方向から連結されている。また、前後に配置された前記各ランド部１５、１７の外周部には、弁穴２ａの内周面との間をシールする複数のシールリング１８ａ、１８ｂが保持されている。
【００２２】前記電磁アクチュエータは、ケーシング内部に電磁コイルや固定コア及び該固定コアへの消励磁により軸方向へ可動する可動コアと、該可動コアを固定コアによる吸引方向と逆方向に付勢するコイルスプリングとを備え、該可動コアに駆動軸が連結されている。また、機関の運転状態等を検出するコントローラから前記電磁コイルに通電されることによる固定コアの吸引力とコイルスプリングのばね力との相対的な押圧力で可動コアを介して駆動軸を軸方向に駆動させるようになっている。
【００２３】したがって、本実施の形態によれば、所定の機関運転状態では、前記電磁アクチュエータの駆動によりスプール弁３が、図１の上半分に示すように軸方向の所定位置に摺動してランド部１５、１６により導入ポート５と導出ポート６を開いて要求作動油を機器類に供給する一方、さらに機関運転状態の変化に伴い、スプール弁３が図１の下半分に示すように右方向に摺動して導入ポート５と導出ポート６の連通を遮断すると共に、該導出ポート６と排出ポート７を連通して機器類へ供給された作動油を排出することにより油圧を制御するようになっている。
【００２４】そして、スプール弁３が、図１に示すように最大右方向位置（下半分位置）から左方向へスライド移動すると、まず、該導出ポート６が開口縁６ａから徐々に開成され、α域を通過すると、今度は補助ポート２１の開口縁２１ａから該補助ポート２１が開成され、導入ポート５から弁穴２ａ内に流入した作動油は、まず導出ポート６に流入し、その後、僅かな時間をおいて補助ポート２１へも流入して、両ポート６、２１から導出通路９に流入することになる。
【００２５】このように、導出通路９には、導出ポート６及び補助ポート２１の両方から作動油が供給されるため、図３の実線で示すように大流量が確保され、機器類に対する昇降圧の応答性を向上させることができる。
【００２６】また、導入ポート６への流入開始から若干のタイムラグをもって補助ポート２１への流入が開始されるため、前記大流量を確保しても圧力ゲインを大幅に小さくすることが可能になる。この結果、油圧振動を、図３の波形線に示すように従来例よりもさらに抑制することが可能になる。
【００２７】そして、本実施の形態では、前記大流量の確保および油圧振動の抑制効果を、単純形状の補助ポート２１によって得られるため、該補助ポート２１の高精度の加工作業が要求されない。したがって、かかる加工作業が極めて容易になると共に、加工作業コストの低廉化が図れる。
【００２８】図２は本発明の第２の実施の形態を示し、スプール弁３の構造と補助ポートの形成位置を変更したものである。
【００２９】すなわち、前記スプール弁３は、中央のランド部を廃止して、前後のランド部１５、１７のみを備えていると共に、該第１、第２ランド部１５、１７の外周部に設けられていたシールリングを廃止した。前記第１ランド部１５は、図２の上半分に示すようにスプール弁３のスライド移動位置により導入ポート５の内側開口端を閉止する大きさに設定されていると共に、最大右方向の移動位置（図中下半分）では、導入ポート５の左半分を開成するように形成されている。一方、第２ランド部１７は、スプール弁３の最大右方向の移動位置では排出ポート７の約左側半分を開成するように設定されていると共に、最大左方向の移動位置では排出ポート７の右側の一部を開成するように形成されている。
【００３０】また、補助ポートは、導入ポート５側と排出ポート７側にそれぞれ設けられ、第１の補助ポート２２が周壁４の導入ポート５側の円周方向位置に形成されていると共に、第２の補助ポート２３が周壁４の排出ポート７側の円周方向位置に形成されている。具体的に説明すれば、第１補助ポート２２は、前記導入ポート５から周方向の９０°の角度位置に直径方向に沿って貫通形成されていると共に、中心Ｘが導入ポート５の中心Ｙと同一平面状に配置されている。また、直径長さが導入ポート５の直径長さよりも小さく設定されている。したがって、第１補助ポート２２の導入ポート５側の開口縁２２ａは、導入ポート５の開口縁５ａよりも僅かに内側に位置するようになっている。
【００３１】また、第２補助ポート２３は、前記排出ポート７から周方向の９０°の角度位置に直径方向に沿って貫通形成されていると共に、中心Ｐが排出ポート７の中心Ｑと同一平面状に配置されている。また、直径長さが排出ポート７の直径長さよりも小さく設定されている。したがって、第２補助ポート２３の開口縁２３ａは、排出ポート７の開口縁７ａよりも僅かに内側に位置するようになっている。
【００３２】したがって、本実施の形態によれば、電磁アクチュエータによってスプール弁３が図２の下半分に示すように最大右方向位置に摺動すると、第１ランド部１５が導入ポート５の約半分を開成して作動油を弁穴２ａを介して導出ポート６から機器類に供給する一方、さらに機関運転状態の変化に伴い、スプール弁３が図２の下半分に示すように最大左方向位置に摺動して第１ランド部１５が導入ポート５を閉止して導出ポート６との連通を遮断すると共に、第２ランド部１７が排出ポート７を開成して機器類へ供給された作動油を排出することにより油圧を制御するようになっている。
【００３３】そして、スプール弁３が、図２に示すように最大左方向位置（上半分位置）から右方向へスライド移動すると、まず、導入ポート５が開口縁５ａから徐々に開成され、所定域を通過すると、今度は第１補助ポート２２の開口縁２２ａから該補助ポート２２が開成され、導入ポート５に流入した作動油は、その後、僅かな時間をおいて第１補助ポート２２へも流入して、両ポート５、２２から弁穴２ａ内を介して導出ポート６を通って導出通路９に流入することになる。
【００３４】一方、前述のようにスプール弁３が最大右方向位置から左方向へ摺動すると、第１ランド部１５が導入ポート５と第１補助ポート２２を閉止すると共に、第２ランド部１７が排出ポート７の開口縁７ａを開成し、さらに左方向へ摺動すると、続いて第２補助ポート２３が開成されて機器類の作動油が排出ポート７を通って外部に排出される。
【００３５】このように、導出通路９には、導入ポート５及び第１補助ポート２２の両方から作動油が供給されるため、第１の実施の形態と同じく、図３の実線で示すように大流量が確保され、機器類に対する昇降圧の応答性を向上させることができる。
【００３６】また、導入ポート５への流入開始から若干のタイムラグをもって第１補助ポート２２への流入が開始されるため、前記大流量を確保しても圧力ゲインを大幅に小さくすることが可能になる。この結果、油圧振動を、図３の波形線に示すように従来例よりもさらに抑制することが可能になる。
【００３７】しかも、機器類からの作動油の排出時にも、第２補助ポート２３によって多くの排出流量が確保できることは勿論のこと、第２補助ポート２３がタイムラグをもって開成されるため、圧力ゲインを小さくすることが可能になり、油圧振動の発生を抑制できる。
【００３８】また、本実施の形態も、前記大流量の確保および油圧振動の抑制を、単純形状の第１、第２補助ポート２２、２３によって得られるため、かかる各補助ポート２２、２３の加工作業が極めて容易になると共に、加工作業コストの低廉化が図れる。
【００３９】なお、本発明は、前記各実施の形態の構成に限定されるものではなく、例えば、補助ポートの内径や形状及びその形成位置を圧力制御弁の適用対象などに応じて自由に変更することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る圧力制御弁によれば、機器類の油圧による作動応答性を確保しつつ油圧振動を効果的に抑制できると共に、バルブボディの周壁に貫通形成する補助ポートに高い加工精度が要求されないようにした。よって、作動応答性を確保しつつ油圧振動を効果的に抑制できる圧力制御弁を低コストで提供することが可能となる。
【００４１】また、請求項２記載の発明によれば、補助ポートを各導入、導出ポートの形成位置を基準に形成することができるため、該補助ポートの加工作業がさらに容易になると共に、形成位置精度が高くなる。
【００４２】また、請求項３記載の発明も同じく補助ポートを導出、導入ポートを基準にその形成位置を決定できるため、加工作業が一層容易になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００２２０５０５
【氏名又は名称】日本電産トーソク株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月１５日（１９９９．１０．１５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８８１００
【弁理士】
【氏名又は名称】三好 千明
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１１６１５８（Ｐ２００１−１１６１５８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年４月２７日（２００１．４．２７） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２９３６２３ |
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