(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源から油圧供給部に油圧を供給する状態と前記油圧供給部の油圧を排出する状態とを少なくとも選択的に切り替えることのできる油圧制御弁において、
前記油圧源に連通した第１開口部と、
前記油圧供給部から排出された圧油が外部に向けて流動する第２開口部と、
前記油圧供給部の油圧である負荷圧を受ける可動体と、
前記負荷圧に基づく荷重が前記可動体に作用する方向とは反対方向に該可動体を押圧する付勢部材と、
電流値に応じた推力を前記可動体に対して作用させることによって該可動体の移動方向に作用する荷重を増大もしくは減殺させる電磁コイルと、
前記可動体の移動方向における該可動体に作用する前記負荷圧の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重が、前記可動体に作用する前記付勢部材の荷重の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重よりも小さい場合に、前記可動体に押圧されて、前記第１開口部から離隔することにより第１開口部を開いて前記油圧源から前記油圧供給部への油圧の供給を可能にする第１弁体と、
前記可動体の移動方向における該可動体に作用する前記負荷圧の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重が、前記可動体に作用する前記付勢部材の荷重の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重に抗して該可動体が移動した場合に、前記油圧供給部から排出された圧油が第２開口部を流動するように該第２開口部から離隔する第２弁体と
を備えていることを特徴とする油圧制御弁。
【請求項２】
前記可動体が移動した場合に、前記第１弁体もしくは前記第２弁体を開弁方向に押圧する押圧部材を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
【請求項３】
前記押圧部材を前記可動体の移動方向に押圧する他の付勢部材と、
該他の付勢部材が前記押圧部材を押圧する方向とは反対方向に電流値に応じた推力を付与する他の電磁コイルと
を更に備えていることを特徴とする請求項２に記載の油圧制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブを開閉することによってアクチュエータの油圧を供給もしくは排出してアクチュエータの油圧を制御する油圧制御弁に関し、特に通電されることによって電磁力を発生させるソレノイドを利用してバルブを開閉させる油圧制御弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧油や空気などの流路を切り替える切替弁が知られている。その切替弁の一例として、特許文献１に記載された切替弁は、３つのポートを有し、それらの３つのポートを同時に連通させることなく、相互に連通させるポートを切り替えるように構成されている。
【０００３】
特許文献１に記載された切替弁の具体的な構造は、第１および第２ならびに第３のポートを有し、第１のポートを閉じる弁体と、第３のポートを閉じる他の弁体と、それらの弁体を押すことによって各弁体を開弁するプランジャとを備えた切替弁であって、そのプランジャの動力として電流を流すことによって電磁力を発生させるソレノイドが設けられている。そして、ソレノイドに通電しない場合には、第１のポートを閉じている弁体がプランジャに押されて第１の弁体と第２の弁体とが連通するように構成され、また、ソレノイドに通電し始めると、第１のポートを閉じる弁体が第１のポートに密着し、その後、プランジャによって第３のポートを閉じる他の弁体が押されて、第３のポートが開いて第２のポートと第３のポートとが連通するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０１３６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された切替弁は、ソレノイドに通電するか否かによって開くポートを選択するように構成されている。そのため、特許文献１に記載された切替弁は、ソレノイドへの通電の有無によって開くポートが異なるように構成されているので、第１および第３のポートが閉じた状態を維持することができない。しかしながら、アクチュエータの油圧制御に用いられる制御弁は、アクチュエータに油圧を供給することができ、かつそのアクチュエータの油圧を排出することができ、さらに、アクチュエータの油圧を一定に保つことができる制御弁が要求される。
【０００６】
また、特許文献１に記載された切替弁は、電磁力によって開閉状態を切り替えることができるが、調圧機能を備えていないので、ソレノイドに通電する電流によってアクチュエータの油圧を制御することができない。
【０００７】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、アクチュエータの油圧をソレノイドに流す電流によって調圧することのできる油圧制御弁を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、油圧源から油圧供給部に油圧を供給する状態と前記油圧供給部の油圧を排出する状態とを少なくとも選択的に切り替えることのできる油圧制御弁において、前記油圧源に連通した第１開口部と、前記油圧供給部から排出された圧油が外部に向けて流動する第２開口部と、前記油圧供給部の油圧である負荷圧を受ける可動体と、前記負荷圧に基づく荷重が前記可動体に作用する方向とは反対方向に該可動体を押圧する付勢部材と、電流値に応じた推力を前記可動体に対して作用させることによって該可動体の移動方向に作用する荷重を増大もしくは減殺させる電磁コイルと、前記可動体の移動方向における該可動体に作用する前記負荷圧の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重が、前記可動体に作用する前記付勢部材の荷重の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重よりも小さい場合に、前記可動体に押圧されて、前記第１開口部から離隔することにより第１開口部を開いて前記油圧源から前記油圧供給部への油圧の供給を可能にする第１弁体と、前記可動体の移動方向における該可動体に作用する前記負荷圧の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重が、前記可動体に作用する前記付勢部材の荷重の方向と同一方向に該可動体に作用する荷重に抗して該可動体が移動した場合に、前記油圧供給部から排出された圧油が第２開口部を流動するように該第２開口部から離隔する第２弁体とを備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記可動体が移動した場合に、前記第１弁体もしくは前記第２弁体を開弁方向に押圧する押圧部材を更に備えていることを特徴とする油圧制御弁である。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記押圧部材を前記可動体の移動方向に押圧する他の付勢部材と、該他の付勢部材が前記押圧部材を押圧する方向とは反対方向に電流値に応じた推力を付与する他の電磁コイルとを更に備えていることを特徴とする油圧制御弁である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、可動体に油圧供給部の油圧である負荷圧と付勢部材の押圧力と電磁コイルで生じる推力とが作用する。そのため、電磁コイルに流す電流値を制御することによって、可動体に作用する荷重を変化させることができる。また、可動体の移動方向における可動体に作用する負荷圧の方向と同一方向にその可動体に作用する荷重が、可動体に作用する付勢部材の荷重の方向と同一方向にその可動体に作用する荷重よりも小さい場合に、可動体によって第１弁体が押圧されて油圧源から油圧供給部に油圧が供給され、それとは反対に、可動体の移動方向における可動体に作用する負荷圧の方向と同一方向にその可動体に作用する荷重が、可動体に作用する付勢部材の荷重の方向と同一方向にその可動体に作用する荷重に抗して可動体が移動した場合に、可動体によって第２弁体が開弁して負荷圧がドレーンされる。したがって、可動体の移動方向に作用する荷重を増大もしくは減殺する電磁コイルに流す電流値を制御することによって可動体の動作を制御することができ、その結果、油圧供給部の油圧を制御することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、可動体が移動した場合に、第１弁体もしくは第２弁体を押圧する押圧部材が更に備えられているので、可動体の移動に要する力を制御することによって、第１弁体もしくは第２弁体を開弁することができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、押圧部材を可動体の移動方向に押圧する他の付勢部材と、他の付勢部材が押圧部材を押圧する方向とは反対方向に電流に応じた推力を付与する他の電磁コイルが設けられているので、他の電磁コイルに流す電流値を制御することによって、押圧部材の位置を変更することができる。その結果、第１弁体もしくは第２弁体を開弁方向に押圧するまでの可動体の移動量を変更することができる。そのため、可動体に作用する付勢部材の押圧力を変更することができるので、第１弁体もしくは第２弁体を開弁する際の可動体に作用する荷重を変化させることができ、アクチュエータの油圧制御における不感帯域を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明に係る油圧制御弁の一例を示す断面図であり、アクチュエータの油圧が一定に保たれている状態を示す図である。
【図２】そのアクチュエータに油圧を供給している状態を示す図である。
【図３】そのアクチュエータの油圧を排出している状態を示す図である。
【図４】この発明に係る油圧制御弁の他の構成例を示す断面図であって、第１開閉機構が開弁した状態を示す図である。
【図５】その他の構成例におけるロッドが下降している状態を示す図である。
【図６】その他の構成例において、アクチュエータの油圧が一定に保たれている状態を示す図である。
【図７】その他の構成例において、アクチュエータの油圧を排出している状態を示す図である。
【図８】この発明に係る油圧制御弁の更に他の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
つぎにこの発明に係る油圧制御弁の構成例について説明する。図１ないし３は、車両に搭載された無段変速機１に油圧を供給もしくは排出する油圧回路を示したものであり、その無段変速機１に付設されたアクチュエータ２に油圧を供給もしくは排出するために、この発明に係る油圧制御弁３が搭載されている。また、図１はアクチュエータ２に油圧を供給もしくは排出していない状態すなわちアクチュエータ２の油圧を一定に保つ状態、図２はアクチュエータ２に油圧を供給している状態、図３はアクチュエータ２の油圧を排出している状態を示している。
【００１６】
まず、図に示す油圧制御弁３は、第１油圧室４と、第２油圧室５と、第３油圧室６との３つの油圧室が設けられている。また、第１油圧室４にはオイルポンプ７から油圧が供給される入力ポート８が形成され、第２油圧室５にはアクチュエータ２と連通する出力ポート９が形成され、第３油圧室６にはオイルパンもしくは他の部材（以下、単にオイルパン１０と記す。）に油圧を排出するドレインポート１１が形成されている。さらに、第１油圧室４と第２油圧室５とが後述する第１開閉機構１２を介して連通し、第２油圧室５と第３油圧室６とが後述するプランジャ１３に設けられた第２開閉機構１４を介して連通するように構成されている。つまり、第１開閉機構１２を開くことによって第１油圧室４と第２油圧室５とが連通して、オイルポンプ７からの油圧がアクチュエータ２に供給されるように構成されている。また、第２開閉機構１４を開くことによって第２油圧室５と第３油圧室６とが連通して、アクチュエータ２の油圧が排出されるように構成されている。
【００１７】
ここで、第１開閉機構１２について具体的に説明する。まず、第１油圧室４と第２油圧室５とに連通した開口部４ａが形成されている。また、開口部４ａは第１油圧室４側の開口面積が大きく形成されている。さらに、第１油圧室４には、弁体１２ａとその弁体１２ａを開口部４ａ側に押し付けるように配置されたバネ１２ｂとが設けられている。つまり、開口部４ａにおける開口面積が大きく形成された部分が弁座１２ｃとなり、弁体１２ａがその弁座１２ｃに押し当てられたときに第１油圧室４から第２油圧室５への油圧の供給を遮断するように構成されている。これは従来知られたポペット型のバルブと同様の構成である。
【００１８】
したがって、オイルポンプ７から供給される油圧とバネ力との合力が第１油圧室４から弁体１２ａに作用する。そのため、その合力より大きな力で第２油圧室５側から弁体１２ａを押し上げることによって弁体１２ａが弁座１２ｃから離れて、第１油圧室４と第２油圧室５とを連通させることができる。
【００１９】
つぎにプランジャ１３の構成について説明する。プランジャ１３は、油圧制御弁３の中心軸線に沿って第２油圧室５から第３油圧室６および第３油圧室６の第２油圧室５とは反対側に形成された空間１５に亘って配置されている。また、そのプランジャ１３には、上述した第１油圧室４と第２油圧室５を連通させる開口部４ａの内径より外径が小さい突起部１３ａが一体に形成されている。さらに、このプランジャ１３は、空間１５の外周側に配置されたソレノイド１６の電磁力によって、図に示す下側に力を受ける磁性材料で形成されている。なお、上記ソレノイド１６の構成は従来知られたソレノイド１６と同様の構成であって、鉄心１６ａに導線が巻かれて構成されたものであり、その導線に流す電流値に応じた電磁力が発生する。また、プランジャ１３とソレノイド１６との位置関係によって電磁力が変化しないように、鉄心１６ａは、図に示す上方に向かうにつれて外周面の直径が小さくなるように構成されている。
【００２０】
そして、プランジャ１３の第２油圧室５内に位置する箇所には、第２油圧室５とプランジャ１３の内部に形成された空間部１３ｂとが連通する開口部１３ｃが形成されている。つまり、アクチュエータ２および第２油圧室５ならびに空間部１３ｂが連通しているので、それぞれの油圧は同一となる。さらに、空間部１３ｂの下方部には、中心軸線に沿って第３油圧室６側に向けて流路１３ｄが形成され、その流路１３ｄの空間部１３ｂとは反対側の端部に交わり、かつ第３油圧室６に連通した貫通孔１３ｅが形成されている。また、その空間部１３ｂには上述した第１開閉機構１２と同様の構成の第２開閉機構１４が設けられている。つまり、空間部１３ｂに設けられた弁体１４ａが、流路１３ｄの空間部１３ｂ側の開口面積が大きく形成された弁座１４ｂに、バネ１４ｃによって押し当てられて空間部１３ｂと流路１３ｄとが遮断されるように構成されている。すなわち、第２油圧室５の油圧の排出を遮断するように構成されている。なお、空間部１３ｂに設けられた弁体１４ａには、空間部１３ｂに設けられたバネ１４ｃのバネ力とアクチュエータ２の油圧とが空間部１３ｂ側から作用する。
【００２１】
また、プランジャ１３の軸線方向の略中央部の外周面と油圧制御弁３の内壁面とにダイアフラム１７が連結されている。このダイアフラム１７は、第２油圧室５と第３油圧室６とがプランジャ１３の外周側で連通しないように設けられ、かつプランジャ１３を押し上げる方向にバネ力を作用させるように設けられている。つまり、第２油圧室５と第３油圧室６とが、第２開閉機構１４とダイアフラム１７とで区画させるように構成されている。さらに、第３油圧室６の下方に形成された空間１５の下面部から、油圧制御弁３の中心軸線に沿い、かつ流路１３ｄの内部に亘ってロッド１８が配置されている。
【００２２】
つぎに上述した構成の油圧制御弁３の作用について説明する。まず、プランジャ１３の動作について説明する。プランジャ１３には、ダイアフラム１７のバネ力が第１油圧室４側に作用し、それとは反対に、ソレノイド１６に流す電流値に応じた電磁力とプランジャ１３に作用する油圧とが、第３油圧室６側に作用する。したがって、プランジャ１３を第１油圧室４側に押圧するバネ力と、プランジャを第３油圧室６側に移動させる方向に荷重を作用させる油圧と電磁力との合力とが釣り合っていると、プランジャ１３が図１に示す位置で待機する。
【００２３】
一方、プランジャ１３を第１油圧室４側に押圧するバネ力がプランジャ１３を第３油圧室６側に移動させる方向に荷重を作用させる力より大きい場合には、プランジャ１３が第１油圧室４側に移動して突起部１３ａと弁体１２ａとが接触する。このときの弁体１２ａに作用する力は、弁体１２ａの第１油圧室４側からバネ力とオイルポンプ７から供給される油圧との合力が作用し、弁体１２ａの第２油圧室５側からプランジャ１３に作用する力の合力と第２油圧室５の油圧、すなわちアクチュエータ２の油圧との合力が作用する。したがって、弁体１２ａの第２油圧室５側から作用する力が弁体１２ａの第１油圧室４側から作用する力より大きい場合には、弁体１２ａが弁座１２ｃから離れて油圧が第２油圧室５に供給される。つまり、アクチュエータ２が増圧される。そして、第２油圧室５に油圧が供給されて増圧されると、プランジャ１３を第３油圧室６側に移動させる力が大きくなる。その結果、弁体１２ａに第２油圧室５側から作用させる力が減少するので、弁体１２ａに上下から作用する力が釣り合って、もしくは弁体１２ａの第１油圧室４側から作用する力が相対的に大きくなって、弁体１２ａが弁座１２ｃに押し戻される。
【００２４】
それとは反対に、プランジャ１３を第３油圧室６側に移動させる方向の力がプランジャ１３を第１油圧室４側に押圧する力より大きい場合には、プランジャ１３が第３油圧室６側に移動して空間部１３ｂに設けられた弁体１４ａとロッド１８とが接触する。このときの弁体１４ａに作用する力は、弁体１４ａの空間部１３ｂ側からバネ力と第２油圧室５の油圧が作用し、弁体１４ａの流路１３ｄ側からロッド１８に突き上げられる力、すなわち電磁力とプランジャ１３に作用する油圧との合力からダイアフラム１７のバネ力を除した力の反力が作用する。したがって、弁体１４ａの流路１３ｄから作用する力が弁体１４ａの空間部１３ｂ側から作用する力より大きい場合には、弁体１４ａが弁座１４ｂから離れて油圧が第３油圧室６に排出される。つまり、アクチュエータ２が減圧される。そして、第２油圧室５の油圧が排出されて減圧されると、プランジャ１３を第３油圧室６側に移動させる力が減少する。その結果、弁体１４ａに作用する力が釣り合って、もしくは弁体１４ａの空間部１３ｂ側から作用する力が相対的に大きくなって、弁体１４ａが弁座１４ｃに押し戻される。
【００２５】
上述したようにプランジャ１３を動作させるためもしくは各弁体１２ａ，１４ａを弁座１２ｃ，１４ｂから離すためには、ソレノイド１６の電磁力と第２油圧室５の油圧とを利用する。したがって、ソレノイド１６に流す電流値によってプランジャ１３の動作や弁体１２ａ，１４ａの開弁動作を制御することができる。また、そのソレノイド１６に流す電流値に応じて第１開閉機構１２や第２開閉機構１４が開いて、第２油圧室５の油圧が変化し、電磁力に応じた油圧となったときに第１開閉機構１２や第２開閉機構１４が閉じる。つまり、ソレノイド１６に流す電流を制御することによってアクチュエータ２の油圧を制御することができる。また、プランジャ１３に作用する力が釣り合うと、第１開閉機構１２と第２開閉機構１４とのそれぞれが閉じた状態となるので、第２油圧室５を封止することができ、その結果、アクチュエータ２の油圧を一定に保つことができる。
【００２６】
上述したように構成された油圧制御弁３は、弁体１４ａが開弁するときのソレノイド１６に流す電流値は、プランジャ１３が第３油圧室６側に移動し始めるときのソレノイド１６に流す電流値より不可避的に大きくなる。つまり、ダイアフラム１７はプランジャ１３を第１油圧室４側に押圧するように設けられているので、プランジャ１３が第３油圧室６側に移動するにつれてダイアフラム１７の変形量が大きくなり、その変形量に基づいて弾性力すなわちプランジャ１３を第１油圧室４側に押圧する力が大きくなる。これは、弁体１４ａを弁座１４ｂに押し付けるバネ力と弁体１４ａに作用する第２油圧室５の油圧との力が更に加わるためである。したがって、そのプランジャ１３が第３油圧室６側に移動し始めるときのソレノイド１６に流す電流値と弁体１４ａが開弁するときのソレノイド１６に流す電流値との差が、この油圧制御弁３の不感帯域となる。
【００２７】
一方、車両の走行状態などによって不感帯域が大きいことが要求される場合もあり、それとは反対に不感帯域が小さいことが要求される場合もある。そのため、上述した構成に加えて不感帯域を変更する機構を備えた他の構成例について説明する。図４ないし７は、他の構成例を説明するための断面図であり、上述した構成例との違いは、上述した構成例に加えてさらにソレノイド１９が設けられ、そのソレノイド１９の電磁力によって上述したロッド１８の位置を変更することができる点である。
【００２８】
ここで、上述した他の構成例について具体的に説明する。図４ないし図７に示す例では、上述した油圧制御弁３の下端部に、非磁性材料のストッパ２０を挟んで、他のソレノイド１９が設けられている。また、他のソレノイド１９で生じる電磁力によって動作し、上述したロッド１８と一体に形成された他のプランジャ２１が設けられ、他のプランジャ２１の下端部には、他のプランジャ２１をストッパ２０側に押し付けるバネ２２が設けられている。なお、図４は第１開閉機構１２が開弁しかつ他のプランジャ２１が上昇している状態、図５は第１開閉機構１２が開弁しかつ他のプランジャ２１が図４の状態に対して下降している状態、図６はプランジャ１３が下降して第１開閉機構１２を閉弁した状態、図７はさらにプランジャ１３が下降して第２開閉機構１４が開弁した状態を示す図である。
【００２９】
上述したように構成することによって、他のプランジャ２１には、常時、図に示す下方から上方にバネ力を作用させて、そのバネ力に対向する方向に他のソレノイド１９によって生じる電磁力を作用させることができる。そのため、他のソレノイド１９に流す電流値を制御することによって他のプランジャ２１およびロッド１８の位置を変更することができる。その結果、ロッド１８と第２開閉機構１４の弁体１４ａとが接触する位置を変更することができるので、アクチュエータ２の油圧制御における不感帯域を変化させることができる。つまり、油圧振動が多くある場合であっても、プランジャ１３とロッド１８とが接触するまでのプランジャ１３の移動量が多くなるようにすることによって、不感帯域を大きくすることができ、その結果、油圧振動によって頻繁に油圧を排出することがないので、油圧を供給するためのオイルポンプ７の駆動頻度を減らすことができ、ひいては車両の燃費を向上させることができる。
【００３０】
なお、上述したストッパ２０が非磁性材料であるのは、それぞれのソレノイド１６，１９で発生させた電磁力が干渉しないようにあるいは電磁力を作用させるプランジャ１３（２１）とは異なるプランジャ２１（１３）に電磁力を作用させないためである。さらに、ストッパ２０を非磁性材料とすることによって、ストッパ２０が着磁して他のプランジャ２１の制御性に影響を与えることを抑制もしくは防止することができる。
【００３１】
上述した各構成例では、プランジャ１３に作用させる押圧力は、ダイアフラム１７によって付与させるように構成されていたが、図８に示すように第３油圧室６の下方に形成された空間１５にプランジャ１３を上方に押し上げるようにバネ力を作用させるバネ２３を利用してプランジャ１３に押圧力を付与してもよい。その際には、第２油圧室５と第３油圧室６とが、プランジャ１３の外周側で連通してしまうので、第２油圧室５と第３油圧室６の間にシール材２４を設ければよい。
【００３２】
また、上述した構成例では、第１開閉機構１２側に入力ポート８を設け、第２開閉機構１４側にドレインポート１１を設けた構成としたが、第１開閉機構１２側にドレインポートを設け、第２開閉機構１４側に入力ポートを設けても良い。その場合には、ソレノイド１６に流す電流値を増大させると、プランジャ１３が下降し、それとは反対にソレノイド１６に流す電流値を減少させると、プランジャ１３が上昇するので、ソレノイド１６に流す電流値に対するアクチュエータ２の油圧の変化が、上述した構成と反対となる。
【符号の説明】
【００３３】
２…アクチュエータ、  ３…油圧制御弁、  ８…入力ポート、  ９…出力ポート、  １１…ドレインポート、  １２…第１開閉機構、  １３…プランジャ、  １４…第２開閉機構、  １６…ソレノイド、  １７…ダイアフラム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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