(57)【要約】【課題】  簡単な構成で部品点数が少なく小型で安価な圧力制御弁およびそれを用いた自動変速機制御装置を提供する。【解決手段】  指令通路２３０の指令圧Ｐsolによりスプール２０が往復移動し、入力通路２００から出力通路２１０に流れる油量が調整され、出力通路２１０の油圧が制御される。出力通路２１０はクラッチ２に係合油圧を加える。フィードバック通路２２０は出力通路２１０と連通している。ダンパ室２５０は、スプール２０とピストン４０との間に形成されており、指令通路２３０と連通している。スプリング３０は、スプール２０に対してピストン４０と反対側に設置されている。ピストン４０は、スプール２０に向き合って同軸上に設置されている。ピストン４０は、段差１８に係止されることによりスプール２０側への移動を規制されている。スプール２０はピストン４０に係止されることによりピストン４０側への移動を規制されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力通路、出力通路および指令通路を有するハウジングと、
前記ハウジング内に往復移動自在に収容され、前記指令通路に加わる流体圧力により往復移動し、往復移動位置により前記入力通路から前記出力通路に流れる流体流量を調整するスプールと、
前記スプールの往復移動方向の一方に前記スプールと向き合って前記ハウジング内に収容され、前記スプールとの間にダンパ室を形成し、前記ダンパ室の流体圧力に応じて変位するダンパ部材と、
前記ダンパ部材側に前記スプールを付勢するスプール付勢部材と、
を備え、
前記ダンパ室は前記指令通路に連通しており、
前記スプール付勢部材は前記スプールに対して前記ダンパ部材と反対側に設置され、
前記ダンパ部材の前記スプール側への変位を規制するストッパを前記ハウジングの内壁面に形成していることを特徴とする圧力制御弁。
【請求項２】
前記ハウジングは前記出力通路と連通するフィードバック通路を有し、前記フィードバック通路の圧力は、前記スプールが前記ダンパ部材側に移動し、前記入力通路から前記出力通路に流れる流体流量を減少する方向に加わることを特徴とする請求項１記載の圧力制御弁。
【請求項３】
前記スプールは前記ダンパ部材に係止されることにより前記ダンパ部材側への移動を規制されることを特徴とする請求項１または２記載の圧力制御弁。
【請求項４】
前記スプールが前記スプール付勢部材の付勢力に抗して前記ダンパ部材から離れる方向に移動を開始する前記ダンパ室の圧力をＰ1、前記ダンパ部材が前記ストッパから離れる方向に変位を開始する前記ダンパ室の圧力をＰ2とすると、Ｐ1＜Ｐ2であることを特徴とする請求項３記載の圧力制御弁。
【請求項５】
前記ダンパ部材は前記ダンパ室の流体圧力により往復移動する可動部材であり、前記可動部材を前記スプール側に付勢するダンパ付勢部材をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の圧力制御弁。
【請求項６】
前記ダンパ部材は前記ダンパ室の流体圧力により伸縮する弾性部材であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の圧力制御弁。
【請求項７】
複数の摩擦要素の係合および解放を制御することにより変速を切り換える自動変速機制御装置において、
前記指令通路に加える圧力に応じて前記出力通路から前記摩擦要素に加わる圧力を制御する圧力制御弁として請求項１から６のいずれか一項記載の圧力制御弁を使用することを特徴とする自動変速機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプールの往復移動位置により入力通路から出力通路に流れる流体流量を調整する圧力制御弁およびそれを用いた自動変速機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バルブボディに往復移動自在に収容されたスプールを指令圧に基づいて往復移動させ、入力通路から出力通路に流れる流体流量を制御することにより出力通路の出力圧を調整する圧力制御弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１では、スプールと向き合ってピストンを設置し、スプールとピストンとの間に加わる圧力脈動に応じてピストンが往復移動することにより、指令圧の脈動を低減し、結果として出力圧の脈動を低減しようとしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１では、バルブボディ内に設置されたアキュームレータボディがピストンを往復移動自在に支持し、このアキュームレータボディが、スプールを往復移動方向の一方に付勢するスプリングを係止している。さらにアキュムレータボディは、スプール側へのピストンの移動を規制している。その結果、特許文献１では、圧力制御弁の部品点数が増加し構成が複雑になるので、圧力制御弁の製造コストが増加する。
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構成で部品点数が少なく小型で安価な圧力制御弁およびそれを用いた自動変速機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１から７記載の発明によると、スプールの往復移動位置により入力通路から出力通路に流れる流体流量を制御し、スプールの往復移動方向の一方にスプールと向き合ってダンパ部材が設置され、スプールとダンパ部材との間にダンパ室が形成されている。
この構成によれば、ダンパ室の圧力脈動に応じてダンパ部材が変位するので、ダンパ室の圧力脈動を低減できる。したがって、指令通路に加わる指令圧に脈動が生じても、指令通路に連通するダンパ室の圧力脈動に応じてダンパ部材が変位することにより、指令圧の圧力脈動を低減できる。これにより、出力通路の圧力脈動を低減できる。
【０００５】
また、スプールと向き合ってダンパ部材が設置されているので、スプールおよびダンパ部材の設置スペースを極力小さくし、圧力制御弁を小型化できる。さらに、圧力制御弁に接続する流体通路の構成を簡略化できるので、流体通路の加工が容易である。
さらに請求項１から７記載の発明によると、ダンパ部材側にスプールを付勢するスプール付勢部材をスプールに対してダンパ部材と反対側に設置している。その結果、ハウジングの内壁面でスプール付勢部材を係止できるので、部品点数が低減し、圧力制御弁の構成が簡単になる。したがって、圧力制御弁の製造コストを低減できる。
【０００６】
また、ハウジングの内壁面に形成したストッパによりダンパ部材のスプール側への変位を規制するので、ダンパ部材のスプール側への変位を規制するストッパを新たに設置する必要がない。その結果、部品点数の増加を防止し、圧力制御弁の構成が簡単になる。
請求項２記載の発明によると、出力通路側の圧力が急激に増加し、フィードバック通路の圧力がダンパ部材側に移動する方向にスプールに加わるときに、ダンパ室と連通する指令通路の圧力が速やかに低下できない場合でも、ダンパ室の圧力上昇によりダンパ部材がスプールから離れダンパ室の容積を増加する方向に移動するので、ダンパ部材の変位に合わせてスプールがダンパ部材側に速やかに移動する。そして、スプールがダンパ部材側に移動することにより、入力通路から出力通路に流れる流体流量が減少し、出力通路側の圧力上昇を速やかに抑制する。
【０００７】
請求項３記載の発明によると、ダンパ部材が前記スプールのストッパを兼ねているので、ダンパ部材側へのスプールの移動を規制するストッパを新たに設ける必要がない。したがって、部品点数が低減するとともに、圧力制御弁の構成が簡単になる。
請求項４記載の発明によると、請求項３記載の発明において、ダンパ室の圧力が増加すると、ダンパ部材がストッパから離れる方向に移動するよりも早く、スプールがダンパ部材から離れる。これにより、スプールがダンパ部材側に過度に移動することを防止し、スプールの往復移動範囲を所定の範囲内に限定できる。
【０００８】
請求項６記載の発明によると、ダンパ部材はダンパ室の流体圧力により伸縮する弾性部材であるから、スプール側にダンパ部材を付勢するスプリング等の付勢部材が不要になる。したがって、ダンパ部材側の部品点数を極力少なくすることができる。
請求項７記載の発明によると、複数の摩擦要素の係合および解放を制御することにより変速を切り換える自動変速機制御装置に請求項１から６の圧力制御弁を使用するので、自動変速機制御装置を小型化できる。
【０００９】
また、請求項７記載の発明において、請求項２記載の圧力制御弁を使用することにより、圧力制御弁の出力通路から摩擦要素に加える圧力を上昇し、摩擦要素が係合を開始するときに出力通路およびフィードバック通路の圧力が急激に上昇しようとすると、ダンパ部材側へのスプールの移動に合わせてダンパ部材がダンパ室の容積を増加させる方向に移動するので、ダンパ部材側、つまり入力通路から出力通路への流体流量が減少する方向にスプールが速やかに移動する。これにより、出力通路の急激な圧力上昇を抑制するので、摩擦要素の係合ショックを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による圧力制御弁を図１に示す。本実施形態において、圧力制御弁１０は、自動変速機の摩擦要素の係合および解放を制御する自動変速機制御装置に使用され、摩擦要素であるクラッチ２に加える油圧を制御する。
【００１１】
スプール２０およびピストン４０は、圧力制御弁１０のハウジング１２内に往復移動自在に収容されている。スプール２０を収容するハウジング１２の収容孔１４の径をＤ1、ピストン４０を収容するハウジング１２の収容孔１６の径をＤ2とすると、Ｄ1＜Ｄ2である。したがって、収容孔１４と収容孔１６との間には、径差による段差１８が形成されている。
【００１２】
ハウジング１２には、入力通路２００、出力通路２１０、フィードバック通路２２０、指令通路２３０、ドレイン通路２４０、２４２、２４４が形成されている。入力通路２００には、クラッチ２に加える係合圧を生成するために、ライン圧等の元圧Ｐinが加わっている。出力通路２１０はクラッチ２と接続しており、スプール２０の往復移動位置に応じた油圧をクラッチ２に加える。フィードバック通路２２０は出力通路２１０と連通している。指令通路２３０には、図示しない電磁弁からクラッチ２に加える油圧を支持する指令圧Ｐsolが加わっている。本実施形態では、指令圧を加える電磁弁として、リニアソレノイド弁を使用する。ドレイン通路２４０、２４２、２４４はオイルパン等に開放されている。ダンパ室２５０は、スプール２０とピストン４０との間に形成されており、指令通路２３０と連通している。
【００１３】
スプール２０には、収容孔１４の内周面と摺動するランド２２、２４、２６がこの順にピストン４０側から形成されている。ランド２２、２４、２６は、ランド２２、２４、２６よりも小径の軸により互いに連結されている。図１に示す左側のスプール２０の位置において、入力通路２００と出力通路２１０との間はランド２４によりシールされており、入力通路２００から出力通路２１０に作動油は殆ど流れない。一方、図１の右側に示すようにスプール２０が図１の下方に向けてピストン４０から離れる方向に移動すると、入力通路２００から出力通路２１０に流れる油量が増加し、出力通路２１０の圧力は上昇する。指令通路２３０の指令圧Ｐsolは、スプール２０を図１の下方、すなわち出力通路２１０の油圧が上昇する方向にスプール２０に加わる。また、フィードバック通路２２０の油圧は、スプール２０を図１の上方、すなわち出力通路２１０の油圧が低下する方向にスプール２０に加わる。
【００１４】
スプール付勢部材としてのスプリング３０は、スプール２０に対してピストン４０と反対側に設置されている。スプリング３０は、一端をスプール２０に係止され、他端を収容孔１４の底部内壁面に係止されている。スプリング３０の付勢力は、ピストン４０側に向けてスプール２０を付勢する方向に加わる。
ダンパ部材としてのピストン４０は、有底筒状に形成されており、底部をスプール２０側に向けている。ピストン４０は、ストッパとしての段差１８に係止されることにより、スプール２０側への変位である移動を規制されている。スプリング５０はスプリング座６０に一端を係止され、他端をピストン４０の底部内壁に係止されている。スプリング座６０は、板状に形成されており、収容孔１６に径方向に跨って取り付けられている。
【００１５】
ここで、収容孔１４の断面積をＳ1、収容孔１６の断面積をＳ2とすると、Ｓ1＝π（Ｄ1／２）2、Ｓ2＝π（Ｄ2／２）2である。そして、スプリング３０のスプリング荷重をＦ1、スプリング５０のスプリング荷重をＦ2とすると、（Ｆ1／Ｓ1）＜（Ｆ2／Ｓ2）となるように、スプリング荷重Ｆ1、Ｆ2、断面積Ｓ1、Ｓ2は設定されている
【００１６】
これにより、ダンパ室２５０の油圧が上昇し、スプール２０が図１の左側の状態においてピストン４０から離れる方向に移動を開始する油圧をＰ1、ピストン４０が図１の左側の状態において段差１８から離れる方向に移動を開始する油圧をＰ2とすると、Ｐ1＜Ｐ2である。したがって、図１の左側の状態において、ダンパ室２５０の油圧が上昇すると、ピストン４０よりも先にスプール２０が移動する。
【００１７】
次に、圧力制御弁１０の作動について説明する。
（１）クラッチ２の係合指示が出ておらず、指令圧Ｐsolが低圧の場合、スプール２０およびピストン４０はスプリング３０、５０の付勢力により図２の（Ａ）に示す位置にある。ピストン４０は段差１８に係止されており、スプール２０はピストン４０の底部外壁に係止されている。図２の（Ａ）に示す状態では、入力通路２００と出力通路２１０との間はランド２４によりシールされているので、入力通路２００に供給される作動油は出力通路２１０に殆ど流れない。したがって、出力通路２１０の油圧はほぼ大気圧である。
（２）次に、指令圧Ｐsolが上昇し、Ｐ1＜Ｐsol＜Ｐ2になると、スプール２０はスプリング３０の付勢力に抗して図２の（Ｂ）に示すようにピストン４０から離れる。しかし、Ｐsol＜Ｐ2であるから、ピストン４０はスプリング５０の付勢力により段差１８に係止されたままである。
【００１８】
このように、ダンパ室２５０の油圧の上昇に応じて、ピストン４０よりも先にスプール２０が移動するので、スプール２０がピストン４０側に過度に突出することを防止する。したがって、例えば、スプール２０がピストン４０側に過度に移動した結果、フィードバック通路２２０付近の段差に乗り上げ元の位置に復帰不能になることを防止できる。
図２の（Ｂ）の位置にスプール２０が移動すると、入力通路２００から出力通路２１０に作動油が供給され、出力通路２１０の油圧は大気圧から上昇する。
【００１９】
（３）指令圧Ｐsolがさらに上昇し、Ｐ1＜Ｐ2＜Ｐsolになると、ピストン４０はスプリング５０の付勢力に抗して段差１８から離れる。そして、スプール２０は図２の（Ｃ）に示すようにさらにスプリング３０側に移動するので、出力通路２１０の油圧Ｐoutが上昇し、ほぼ元圧Ｐinに等しくなる。
【００２０】
ここで、指令圧Ｐsolが上昇し、図２の（Ｂ）または図２の（Ｃ）に示す位置にスプール２０が移動するとクラッチ２に作動油が供給される。そして、クラッチ２内に作動油が満たされると、クラッチ２は係合を開始する。クラッチ２が係合を開始すると、出力通路２１０およびフィードバック通路２２０の油圧が上昇する。そしてスプール２０は、フィードバック通路２２０の油圧によりピストン４０側に向けて移動しようとする。これにより、ダンパ室２５０の油圧は上昇する。
【００２１】
ピストン４０は、ダンパ室２５０の油圧が上昇しスプリング５０の付勢力に打ち勝つと、スプール２０から離れる方向に移動する。その結果、出力通路２１０およびフィードバック通路２２０の油圧上昇に伴いスプール２０がピストン４０側に速やかに移動するので、入力通路２００から出力通路２１０に流れる油量が減少する。これにより、クラッチ２の係合力は緩やかに上昇する。したがって、クラッチ２に係合ショックが発生することを防止できる。
【００２２】
以上説明した第１実施形態の構成に対し、図３に示す比較形態では、スプール２０とピストン４０とを異なる軸上に離れて設置している。このように、スプール２０とピストン４０とを異なる軸上に設置すると、第１実施形態のように同軸上に設置する構成に比べ、圧力制御弁を構成にするために必要なスペースが大きくなる。また比較形態では、スプール２０およびピストン４０に接続する油路の構成が複雑になる。
【００２３】
また、比較形態の構成では、スプール２０をストッパ６２で係止している。そして、ストッパ６２の移動を規制するために、例えば第１実施形態で用いたスプリング座６０に相当する部材を用いている。ピストン４０側でも、ピストン４０をストッパ６２で係止し、ストッパ６２の移動を規制するために、第１実施形態で用いたスプリング座６０に相当する部材を用いている。
【００２４】
このような比較形態の圧力制御弁の構成では、圧力制御弁が大型化するとともに、圧力制御弁の部品点数が増加し、圧力制御弁の構成が複雑になる。
これに対し第１実施形態では、スプール２０の往復移動方向の一方にスプール２０と向き合ってスプール２０と同軸上にピストン４０が設置されているので、スプール２０およびピストン４０の設置スペースを極力小さくし、圧力制御弁１０を小型化できる。
【００２５】
また第１実施形態では、圧力制御弁１０に接続する油路の構成が簡単になるので、ハウジング１２に油路を容易に形成できる。
また第１実施形態では、スプール２０側へのピストン４０の移動をハウジング１２の段差１８で係止し、ピストン４０側へのスプール２０の移動をピストン４０で係止しているので、段差１８およびピストン４０に代えてスプール２０およびピストン４０のストッパを新たに設置する必要がない。したがって、部品点数が低減し、圧力制御弁１０の構成が簡単になる。したがって、圧力制御弁１０の製造コストを低減できる。
【００２６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に示す。尚、第１実施形態と実質的に同一構成部分には同一符号を付す。
第２実施形態の圧力制御弁では、第１実施形態のピストン４０、スプリング５０およびスプリング座６０に代えて、ゴム等の弾性部材８０がダンパ部材を構成している。弾性部材８０は、ある程度収縮された形状で、段差１８とハウジング１２の収容孔１６の底部内壁に係止され収容孔１６内に収容されている。弾性部材８０は、スプール２０の往復移動方向の一方にスプール２０と向き合ってスプール２０と同軸上に設置されている。第２実施形態の段差１８は、スプール２０に向けて縮径するテーパ状に形成されている。スプール２０は弾性部材８０に係止されることにより、弾性部材８０側への移動を規制される。
【００２７】
ダンパ室２５０の油圧が上昇し、図４の左側の状態においてスプール２０が弾性部材８０から離れる方向に移動を開始する油圧をＰ1、図４の左側の状態において弾性部材８０が段差１８から離れる方向に移動を開始する油圧をＰ2とすると、Ｐ1＜Ｐ2となるように、弾性部材８０の弾性係数、およびスプリング３０のスプリング荷重は設定されている。
第２実施形態では、ダンパ部材として弾性部材８０を用いているので、第１実施形態のようにピストン４０を付勢するスプリング５０が不要である。したがって、ダンパ部材側の部品点数を低減できる。
【００２８】
（他の実施形態）
上記複数の実施形態の構成に代えて、ダンパ部材側へのスプール２０の移動をハウジング１２の内壁面で係止してもよいし、新たに設置したストッパで係止してもよい。
また、ダンパ室２５０の油圧上昇に応じて、スプール２０と同時か、スプール２０よりも先にダンパ部材が変位してもよい。
【００２９】
また、指令通路２３０に指令圧を加える電磁弁をデューティ制御してもよい。この場合、指令圧に生じる圧力脈動を、ダンパ室２５０の圧力脈動に応じてダンパ部材が変位することにより低減できるので、出力通路２１０の圧力脈動を低減できる。
また上記複数の実施形態では、自動変速機制御装置の油圧制御弁として本発明の圧力制御弁を使用したが、他の装置に本発明の圧力制御弁を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態による圧力制御弁を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の圧力制御弁の作動を示す説明図である。
【図３】第１実施形態の比較形態を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態による圧力制御弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
２  クラッチ（摩擦要素）、１０  圧力制御弁、１２  ハウジング、１８  段差（ストッパ）、２０  スプール、３０  スプリング（スプール付勢部材）、４０  ピストン（ダンパ部材、可動部材）、５０  スプリング（ダンパ付勢部材）、８０  弾性部材（ダンパ部材）、２００  入力通路、２１０  出力通路、２３０  指令通路、２５０  ダンパ室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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