(57)【要約】【課題】作動油の温度によらず、簡素な構造で確実に油圧を安定させることが出来るようにする。【解決手段】弁孔３内に油圧供給源からの油圧を供給する供給油路９と弁孔３内から油圧を排出する排出油路１１とが形成されたバルブボディ２と、弁孔３内に微小な隙間Ｇ１を存して摺動可能に挿入され、供給油路１１から油圧が供給される油圧室６と空間部７とを形成し、且つバルブボディ２より熱膨張率の低い材質で形成された弁体４と、弁体４を付勢する付勢部材５とを備え、供給油路９からの油圧による付勢力と付勢部材５による付勢力とのバランスにより供給油路９内の油圧を排出油路１１に排出し供給油路９の油圧を目標値に調整する油圧調整弁１において、空間部７を絞り部材を介して油溜めの貯留油内に連通し、弁体４に油圧室６と空間部７とを連通する連通路１６を形成した。【選択図】        図１
2004150535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁孔と、該弁孔内に油圧供給源からの油圧を供給する供給油路と、該弁孔内から油圧を排出する排出油路とが形成されたバルブボディと、
該弁孔内に微小な隙間を存して摺動可能に挿入されると共に該供給油路から油圧が供給される少なくとも１つの油圧室と空間部とを形成し、且つ該バルブボディより熱膨張率の低い材質で形成された弁体と、
該空間部に配設されて該弁体を一方向に付勢する付勢部材とを備え、
該弁体を他方向へ付勢する該供給油路からの油圧による付勢力と該付勢部材による付勢力とのバランスにより該供給油路の油圧を適宜該排出油路に排出して、該供給油路内の油圧を目標値に調整する油圧調整弁において、
該空間部を絞り部材を介して油溜の貯留油内に連通し、
該弁体に該油圧室と該空間部とを連通する連通路を形成した
ことを特徴とする、油圧調整弁。
【請求項２】
該隙間および該連通路から該空間部へ流入する油量は、油温の上昇に伴う該隙間の流路面積の増大に応じて、低油温では該絞り部材における流量より少なく、高油温では該絞り部材における流量より大きくなるように構成されている
ことを特徴とする、請求項１記載の油圧調整弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧機器への油圧を所定の目標値に調整するための油圧調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、油圧回路では調圧弁により油圧回路内の油圧を一定に保持するようになっており、このような油圧調圧弁の一例（例えば、特許文献１の技術）を図２を使って説明する。
一般的な油圧制御弁１００のスプール１００ｂは、図２中に示すスプール１００ｂの上半図のように、低圧状態では、ばね１００ａによって左方限界位置にあり、この時、ドレインポート１００ｆが遮断されているため作動油はドレインされず、また、入力ポート１００ｃと出力ポート１００ｄの連通により油路１１１からの作動油が油路１１２に供給される。一方、出力ポート１００ｄは油路１１２，１１３を介してポート１００ｅに連通しており、この出力圧がオリフィス１１４を経てポート１００ｅに臨むスプール受圧面に作用する。したがって、出力圧がスプール１００ｂをばね１００ａに抗して図中右方向へ摺動させることとなり、その圧力が必要以上となると図中スプール１００ｂの下半部に示すように、油路１１２（ポート１００ｄ）と油路１１１（ポート１００ｃ）とが遮断される一方で、出力ポート１００ｄがドレインポート１００ｆに通じる。これにより、油路１１２の圧力が低下し、この圧力低下がポート１００ｅへフィードバックされ、スプール１００ｂがばね１００ａにより押し戻され、再び入力ポート１００ｃと出力ポート１００ｄとが連通して油路１１２の圧力は上昇する。
【０００３】
かかる作用の繰り返しによるスプール１００ｂのストロークによって、油圧制御弁１００は油路１１２の出力圧をばね１００ａの付勢力に応じて調圧するようになっている。
しかし、油圧回路のポンプによって吐出される作動油の圧力（油圧）は一定ではなく脈動しており、この脈動（油圧変動）と上述のスプール１００ｂの固有振動数とが一致すると自励振動（共振）が発生する場合がある。
【０００４】
そこで、このようなスプール１００ｂの自励振動を抑制すべく、図２に示す特許文献１の技術においては、ポート１００ｅにオリフィス１１４を設けるようになっている。つまり、油路１１２からポート１００ｅへフィードバックされる油流量を制限することによってスプール１００ｂの自励振動を抑制する（ダンピングする）ことが出来るようになっている。
【０００５】
また、この油圧制御弁１００においては、前述のダンピング効果をさらに得るべく、スプール１００ｂの摺動により油が出入りする大気開放の油室１２１が形成され、油室１２１と連通した油路１２３には絞り要素（オリフィス）１２４が設けられている。つまり、スプール１００ｂの摺動により油室１２１へ流出入する油の流れが、オリフィス１２４で制限されることにより、スプール１００ｂの振動に対するダンピング効果が得られるようになっている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−１６４２２３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、油圧回路中に用いられる作動油は、油圧回路に接続された回転要素（例えば、自動変速機のトルクコンバータなど）によって攪拌されることにより温度が上昇し、作動油の粘度が低下する。このような場合、各油圧機器のシール部等において、作動油の漏れが生じ、油圧機器に供給する油圧の低下を招くという課題がある。さらに、油圧機器（例えば、オイルクーラー等）によっては、低油温では供給油圧を抑制し、高油温ほど供給油圧を上昇させたいという課題もある。
【０００８】
このような課題を解決するため、油圧回路内の油温が上昇した場合にはオイルポンプの吐出圧を上昇させる制御を実施することも考えられるが、このような対策ではポンプを駆動するエンジンの燃費悪化を招いてしまう。
更に、油温を検出してオイルポンプの吐出圧を制御するような場合には、油温センサなどを新たに追加する必要があり、部品増加によるコスト上昇などを招くこととなる。
【０００９】
また、従来技術の欄で説明した特許文献１の技術では、油圧制御弁の自励振動を抑制することは可能であっても、油温上昇に伴う油圧調整（温度補償）を行うことはできない。
したがって、油圧回路中の調圧弁においては、簡素な構造で、作動油の温度が高温となった場合に油圧機器に供給される油圧の圧力低下を抑制することや必要に応じて供給油圧を上昇させることが望まれている。
【００１０】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、作動油の温度によらず、簡素な構造で確実に油圧を安定させることができる、油圧調整弁を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の油圧調整弁は、弁孔と、該弁孔内に油圧供給源からの油圧を供給する供給油路と、該弁孔内から油圧を排出する排出油路とが形成されたバルブボディと、該弁孔内に微小な隙間を存して摺動可能に挿入されると共に該供給油路から油圧が供給される少なくとも１つの油圧室と空間部とを形成し、且つ該バルブボディより熱膨張率の低い材質で形成された弁体と、該空間部に配設されて該弁体を一方向に付勢する付勢部材とを備え、該弁体を他方向へ付勢する該供給油路からの油圧による付勢力と該付勢部材による付勢力とのバランスにより該供給油路の油圧を適宜該排出油路に排出して、該供給油路内の油圧を目標値に調整する油圧調整弁において、該空間部を絞り部材を介して油溜の貯留油内に連通し、該弁体に該油圧室と該空間部とを連通する連通路を形成したことを特徴としている。
【００１２】
これにより、弁体の自励振動を抑制するとともに、弁体を付勢する付勢部材が配設された空間部内に対する作動油の流量を作動油温上昇に伴って増大させて、空間部内の油圧を高めることが可能となり、空間部内の付勢部材による付勢力を作動油温上昇に伴って強めることが出来る。
また、請求項２記載の本発明の油圧調整弁は、上記請求項１記載の構成において、該隙間および該連通路から該空間部へ流入する油量は、油温の上昇に伴う該隙間の流路面積の増大に応じて、低油温では該絞り部材における流量より少なく、高油温では該絞り部材における流量より大きくなるように構成されていることを特徴としている。
【００１３】
これにより、油圧回路内の油圧低下が発生しないような作動油温度（低油温）である場合には、付勢部材による弁体を一方向へ付勢する付勢力と弁体を他方向へ付勢する供給油路からの油圧による付勢力とのバランスによって、油圧回路内の油圧を、本来、油圧機器で必要とする最適な目標値に保つことが可能となる。一方、油圧機器等からの油圧の漏洩により油圧回路内の油圧低下が生じるような作動油温度（高油温）である場合には、弁体への付勢部材による付勢力に加え、空間部内に発生する油圧によって弁体を付勢することで油圧調整弁の出力油圧を上記最適目標値より高圧の目標値（但し、該高圧目標値は油温の上昇に伴って増大する。）とし、作動油温上昇に伴う油圧回路の油圧低減に対する油圧補償及び必要に応じて油圧機器への供給油圧を上昇させることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態にかかる油圧調整弁について、その全体構成を示す模式的な断面図である図１を用いて説明する。
図１に示すように、油圧調整弁１は、アルミニウム製のバルブボディ２と、このバルブボディ２内部に円筒状に形成された弁孔３内に摺動可能に挿入されたスチール製の弁体４と、この弁体４を図中矢印Ｂ方向（一方向）へ付勢するバネ（付勢部材）５によって主に構成され、自動変速機の油圧回路に用いられている。
【００１５】
弁体４は、図１中、矢印ＡおよびＢの方向へ摺動可能に配設されており、また、この弁体４の中央近傍および一端に円柱状の第１大径部４ａおよび同第１大径部４ａと同径の第２大径部４ｂが形成されている。第１大径部４ａには、左方の空間部７内に向けて、第１大径部４ａよりも径の細い先端部４ｃが突設されると共に、第１大径部４ａと第２大径部４ｂとは、先端部４ｃと同径の中間部４ｄで連結されている。また、この第１大径部４ａと第２大径部４ｂとが弁孔３を区画することによって第１油圧室（油圧室）６、空間部７及び第２油圧室８が形成されている。
【００１６】
前記の油圧室６には、図示しないオイルポンプ（油圧供給源）から作動油が供給される供給油路９と接続された入力ポート６ａと、入力ポート６ａより入力された作動油を調圧した後に油圧作動クラッチやオイルクーラ等の油圧機器（図示略）へ出力する出力油路１０と接続された出力ポート６ｂと、第１油圧室６内の油圧（供給油路９及び出力油路１０の油圧と同一）が目標油圧値よりも高くなると第１油圧室６内の作動油を油溜め（図示略）へ排出（ドレイン）する排出油路１１に接続された調圧ポート６ｃとが形成されている。また、出力油路１０内の油圧は分岐油路１４を介して第２油圧室８へ供給され、この油圧が弁体４を図中矢印Ａ方向（他方向）へ付勢する。
【００１７】
つまり、油圧調整弁１は、油圧室８における油圧と、バネ５による付勢力とのバランスにより、油圧室６内の作動油を適宜排出油路１１に排出して、油圧室６内の油圧（即ち、供給油路９及び出力油路１０の油圧）を目標値（目標油圧）に調整するようになっている。
また、空間部７には、上記バネ５が配設されるとともに、空間部７内を油溜めの貯留油内へ連通する油路１２と接続されたポート７ａが設けられている。このポート７ａは、バルブボディ２がオイルパン（図示略）内の油内に浸漬されて空間部７内や油路１２内は作動油で充満されているため、弁体４が矢印Ａ方向へ摺動した場合には空間部７内の作動油を油路１２へ流出し、一方、弁体４が矢印Ｂ方向へ摺動した場合には、油路１２内の作動油を空間部７へ流入させるようになっている。
【００１８】
そして、このポート７ａには第１オリフィス（絞り部材）１３が設けられ、ポート７ａを通じて出入りする作動油の流量を適宜制限して、弁体４の自励振動を抑制するようになっている。
また、第２油圧室８に連通する分岐油路１４の途中には、第２オリフィス１５が形成されているが、このオリフィス１５も弁体４の自励振動を防ぐように作用するものである。
【００１９】
ところで、弁体４の第１大径部４ａとバルブボディ２の弁孔３内面との間には、弁体４の摺動を円滑にするための微細な隙間Ｇ１が形成されている。この隙間Ｇ１は、作動油の粘度が著しく低下するような高温時においては大きくなり、一方、作動油温の粘度がさほど低下しないような低温時においては微細なものとなる。これは、バルブボディ２はアルミニウム製であると共に、弁体４がスチール製であって、スチールはアルミニウムよりも熱膨張率が低いために発生する現象であって、この作動油温に応じて大きさが変化する隙間Ｇ１を通って第１油圧室６内の作動油が空間部７内に流入することとなる。
【００２０】
一方、弁体４の第１大径部４ａには第１油圧室６と空間部７とを連通する連通路１６が形成されており、上述の隙間Ｇ１に加え、第１油圧室６内の作動油を空間部７へ積極的に流入させるようになっている。そして、この連通路１６、隙間Ｇ１及びオリフィス１３の単位時間当たりの流量をそれぞれＦ１６、ＦＧ１、Ｆ１３とすると、同連通路１６の流量Ｆ１６は、低油温（１００℃前後以下）時では
Ｆ１３＞Ｆ１６＋ＦＧ１    （式１）
となり、高油温（１００℃前後以上）時では、
Ｆ１３＜Ｆ１６＋ＦＧ１    （式２）
となるように設定されている。
【００２１】
なお、上記オリフィス１３も弁体４と同様にスチールで形成されているので、オリフィス１３及び連通路１６の油温上昇に伴う流量変化は、隙間Ｇ１の流量変化に比較して極めて少ないものである。
ここで、第１油圧室６内の作動油を、上記流量特性をもって空間部７へ流入させる理由について説明する。
【００２２】
油圧回路内の作動油の温度が上昇すると、作動油粘性の低下に起因して、油圧調整弁１よりも下流の油圧機器及び同機器と油路との接続部分などから作動油がリークし、油圧機器に供給される油圧が低下してしまうという課題がある。そのため、作動油温が高い（１００℃前後以上）場合には、通常の目標油圧値よりも高い油圧を出力することによって、リークによって低下する油圧を前もって補償する必要がある。即ち、高油温時に油圧調整弁１で通常より高い油圧を出力油路１０に出力することにより、同弁１下流側で生じるリークの影響が相殺され、油圧機器には本来必要とする適正油圧（低油温時と略同等の油圧）が供給されることとなり、油圧機器において低油温から高油温まで安定した油圧特性を得ることが可能となる。
【００２３】
このため、本実施形態にかかる油圧調整弁１においては、油温の上昇に伴って、第１油圧室６の出力ポート６ｂから出力されるべき油圧（目標油圧）が通常よりも高くなるように構成されている。つまり、具体的には、作動油が油圧回路内でリークする程には粘度が低下しないような低油温（１００℃前後以下）である場合は、第１油圧室から空間部７へ流入する流量が上記式１のようにオリフィス１３の流量より少なく、同空間部７に油圧が発生しないため、出力ポート６ｂからの油圧は、本来、油圧機器が必要とする適正な目標値に調整される。
【００２４】
一方、作動油が油圧回路内でリークする程に粘度が低下する高油温（１００℃前後以上）である場合は、第１油圧室から空間部７へ流入する流量が上記式２のようにオリフィス１３の流量より多くなり、同空間部７に油圧が発生し同油圧がバネ５の付勢力を助勢するように作用するので、出力ポート６ｂからの油圧は上記適正な目標値よりも高い圧力に調整される。
【００２５】
このような特性を、一般的な技術思想で実現するには、油温に応じてバネ５のバネ力を増加させる工夫が必要となって、構成が複雑なものとなり、コストも上昇してしまうおそれがあるが、本実施形態によれば、簡素な構造で、確実に作動油温上昇に伴う油圧低減に対する油圧補償を行えるようになっている。
なお、低油温時における隙間Ｇ１の大きさを従来よりも大幅に広くなるように設計するという手法も考えられるが、極端に隙間Ｇ１を広くすると、弁体４が弁孔３に対して傾いて配設されてガタつくおそれがあり、弁体４を弁孔３に対して滑らかに摺動させることが困難となってしまう。このため、隙間Ｇ１の大きさには限界がある。また、オリフィス１３を隙間Ｇ１の温度変化に見合った極めて小さい径に設定すると、極低温（例えば０℃前後以下）の場合に作動油の粘度が増大し、空間部７からの油流出が阻害されて本来の調圧弁としての機能が失われる。そこで、本実施形態においては第１大径部４ａに連通路１６を設けることで、付勢部材５が配設された空間部７への作動油供給量を増大させているのである。
【００２６】
本発明の一実施形態としての変速機の油圧調整弁は上述のように構成されるので、以下のような作用・効果が得られる。
まず、オイルポンプより油圧調整弁１の第１油圧室６や第２油圧室８に作動油が入力されると、第２油圧室８内の油圧が弁体４を図１中矢印Ａ方向へ摺動させる。このとき、第２油圧室８内の油圧が、弁体４を矢印Ｂ方向へ付勢するバネ５のバネ力よりも小さい場合には、弁体４は摺動せず、第１油圧室６の入力ポート６ａと調圧ポート６ｃとの連通は遮断される。
【００２７】
一方、第２油圧室８の油圧がバネ１３のバネ力よりも大きくなると、弁体４が矢印Ａに示す方向に摺動され、入力ポート６ａと調圧ポート６ｃとが連通されて、第１油圧室６内の作動油が調圧ポート６ｃを介して油溜めへドレインされ、第１油圧室６内および第２油圧室８内の作動油圧力が低下し、同圧力の低下に伴って弁体４が、図１中矢印Ｂで示す方向に摺動し、入力ポート６ａと調圧ポート６ｃとの連通面積が縮小される。そして、第２油圧室８内の油圧による付勢力とバネ５による付勢力とがバランスする位置（入力ポート６ａと調圧ポート６ｃとの連通面積が適度な値となる位置）で弁体４が停止する。このようにして、出力ポート６ｂより油圧機器へ出力される油圧が一定となるように調圧される。
【００２８】
この時、分岐油路１４から第２油圧室８へ流入する作動油流量が、第２オリフィス１５によって規制されるので、オイルポンプによる吐出圧の変動（脈動）などに起因する第１油圧室６（供給油路１０）における油圧変動は、第２絞り１５によって抑制された状態で第２油圧室８に伝達されることとなる。また、第１オリフィス１３の作用により、弁体４の往復摺動に伴う空間部７への作動油の流出入に抵抗を与えることになり、弁体４の自励振動をダンピングすることが可能となる。
【００２９】
そして、本実施形態の油圧調整弁１によれば、作動油温が上昇した場合には、作動油温の上昇に伴って、第１油圧室６の出力ポート６ｂから出力されるべき油圧（目標油圧）が通常よりも高くなるように設定されている。つまり、作動油温が高温である場合には、第１オリフィス１３の流量が、上述の隙間Ｇ１と連通孔１６とによって第１油圧室６から空間部７へ流入する作動油の流量よりも少なくなるように設定する一方、作動油温が低温である場合には、オリフィス１３の流量が、隙間Ｇ１と連通孔１６とによって第１油圧室６から空間部７へ流入する作動油の流量よりも多くなるように設定している。
【００３０】
これにより、作動油温が高温である場合においては空間部７内に油圧を発生させ、一方、作動油温が低温である場合においては空間部７内に油圧を発生させない特性を得ることが可能となる。したがって、作動油温が高温である場合には空間部７内の油圧がバネ５のバネ力を助勢して、出力油路１０などの油圧回路内における油圧が通常より高圧となるように調圧を行い、一方、作動油温が低温である場合には、バネ５のバネ力のみで油圧回路内における油圧が通常の適正な油圧となるように調圧することが可能である。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態においては、連通路１６を第１大径部４ａにおいて第１油圧室６と空間部７とを連通させるように形成したが、弁体４の軸心に沿って、弁体４の先端部４ｃ前端と第２大径部４ｂ後端とを貫通する油路を第２油圧室８と空間部７とを連通させるように形成して、連通路１６と同様の機能を持たせる構成としてもよい。
【００３２】
また、上述の実施形態においては、バルブボディ２をアルミニウムで成型し、弁体４をスチールで成型したが、このような材質に限定するものではなく、弁体４の材質の熱膨張率が、バルブボディ２の材質の熱膨張率よりも低くなっていればよい。
また、上述の実施形態においては、出力油路１０を弁孔３に穿設した出力ポート６ｂに連通させた構成を開示したが、同出力油路１０は供給油路９の途中（入力ポート６ａの上流）から分岐させるようにしても良く、この場合出力ポート６ｂは不要となる。
【００３３】
また、本実施形態においては、自動変速機の油圧回路に適用される場合を例にとって説明したが、本願発明の油圧調整弁は、自動変速機の油圧回路に適用することに限定するものではなく、作動油温上昇に伴い圧力低下が生じる油圧回路に対して、広く適用することが可能である。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の油圧調整弁によれば、作動油の温度によらず、簡素な構造で、確実に油圧回路内の油圧（油圧機器に供給される油圧）を安定させることが出来、また必要に応じて作動油の温度上昇に応じて供給油圧を上昇させることも可能となる。
【００３５】
本発明によれば、作動油温上昇に伴って、弁孔内の油圧室から弁体を付勢する付勢部材が配設された空間部内に対して積極的に作動油を流入させて、付勢部材による付勢力を作動油温上昇に伴なって強めることが可能となり、作動油温上昇に伴う油圧回路の油圧低減に対する油圧補償や必要に応じて油圧機器への供給油圧を積極的に上昇させることを簡素な構造で確実に行うことが可能となる（請求項１）。
【００３６】
また、油圧回路内の油圧低下が発生しないような作動油温度（低油温）である場合には付勢部材による付勢力によってのみ弁体を付勢することで油圧回路内の油圧を、本来必要とする適正な目標値に保つことが可能となり、一方、油圧回路内の油圧低下が発生するような作動油温度（高油温）である場合には、弁体への付勢部材による付勢力に加え、空間部内に発生する油圧によって弁体を付勢することで油圧調整弁の出力油圧目標値を高め、作動油温上昇に伴う油圧機器への供給油圧低減に対する油圧補償、更には、必要に応じて油圧機器への供給油圧を上昇させることが可能となる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る変速機の油圧調整弁の模式的な断面図である。
【図２】従来の油圧調整弁を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１  油圧調整弁
２  バルブボディ
３  弁孔
４  弁体
５  バネ（付勢部材）
７  第１油圧室（油圧室）
８  第２油圧室（油圧室）
９  供給油路
１０  出力油路
１１  排出油路
１２  油路
１６  連通孔
【図１】
2004150535.tif 000003
【図２】
2004150535.tif 000004