(57)【要約】【課題】  耐久性の高い流体制御弁を提供する。【解決手段】  本発明の流体制御弁１０は、第一ポート１４、第二ポート１６及び第三ポート１５を有するハウジング１２と、第一ポート１４と第三ポート１５とを連通可能な第一貫通孔４４を有し、第一貫通孔４４の第一ポート側周囲に第一弁座４６を有する第一弁座部材４０と、第二ポート１６と第三ポート１５とを連通可能な第二貫通孔５４を有し、第二貫通孔５４の第二ポート側周囲に第二弁座５６を有する第二弁座部材５０と、第一弁座４６に着座可能な第一弁部材６０と、第二弁座５６に着座可能な第二弁部材７０とを備えることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ポート、第二ポート及び第三ポートを有するハウジングと、
前記第一ポートと前記第三ポートとを連通可能な第一貫通孔を有し、前記第一貫通孔の第一ポート側周囲に第一弁座を有する第一弁座部材と、
前記第二ポートと前記第三ポートとを連通可能な第二貫通孔を有し、前記第二貫通孔の第二ポート側周囲に第二弁座を有する第二弁座部材と、
前記第一弁座に着座可能な第一弁部材と、
前記第二弁座に着座可能な第二弁部材と、
を備えることを特徴とする流体制御弁。
【請求項２】
前記第一弁座部材と前記第二弁座部材との間に、前記第三ポートに連通する流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の流体制御弁。
【請求項３】
前記第一弁部材は球状に形成されており、
前記第一弁座部材は、前記第一弁部材を所定方向にガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体制御弁。
【請求項４】
前記第一弁座部材は、前記第一弁部材を収容する有底筒状に形成され、底壁に前記第一貫通孔及び前記第一弁座を有し、周壁に前記ガイド部を有することを特徴とする請求項３に記載の流体制御弁。
【請求項５】
前記第二弁部材を駆動する電磁駆動手段を備えており、
前記第二弁部材は、前記第一弁部材に当接することにより前記第一弁部材を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の流体制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、三つのポートを有する流体制御弁（所謂三方弁）が知られている。
例えば特許文献１等に開示される流体制御弁では、図５に示すように、第一ポート１００と第二ポート１０２とを連通可能な貫通孔１０４、並びに貫通孔１０４と第三ポート１０６を連通する連通孔１０８を有する弁座部材１１０が設けられている。この弁座部材１１０には、弁部材１１２が着座可能な弁座１１４が貫通孔１０４の第一ポート側周囲に形成されている。また、弁座部材１１０には、電磁駆動され弁部材１１２に当接することにより弁部材１１２を駆動する弁部材１１６が着座可能な弁座１１８が貫通孔１０４の第二ポート側周囲に形成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、図５の流体制御弁では、二つの弁座１１４，１１８を同一の弁座部材１１０に形成しているため、弁部材１１２，１１６の各硬度等に応じて弁座１１４，１１８の各硬度を個別に設定することが難しい。そのため、耐久性が低下する。
また、図５の流体制御弁では、第一ポート１００と第三ポート１０６の間の流量ｆ１と、第二ポート１０２と第三ポート１０６の間の流量ｆ２とが共に、貫通孔１０４の大きさによって左右される。図５に示すように貫通孔１０４の径を軸方向で一定にした場合、流量ｆ１，ｆ２を個別に設定することが困難となるため、流体制御弁の流量制御性能が制限される。また一方、要求流量ｆ１，ｆ２に応じて貫通孔１０４の径を軸方向の第一ポート側と第二ポート側とで変化させた場合、弁座部材１１０の形状が複雑となる。それに加えて弁座部材１１０には、貫通孔１０４にほぼ垂直に繋がるように連通孔１０８が形成されているため、加工性の悪化とコストの高騰という問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、耐久性の高い流体制御弁を提供することにある。
また、本発明の目的は、流量制御性能の設定自由度が大きい流体制御弁を提供することにある。
またさらに、本発明の目的は、コストを低減する流体制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１〜５に記載の発明によると、第一弁部材の着座可能な第一弁座及び第二弁部材の着座可能な第二弁座が、各々別の弁座部材に設けられる。これにより、第一及び第二弁座の形状や第一及び第二弁部材の硬度等に応じて第一及び第二弁座の硬度を各々個別に設定することが容易となるため、耐久性を高めることができる。
【０００７】
また、請求項１〜５に記載の発明によると、第一ポートと第三ポートとを連通可能な第一貫通孔及び第二ポートと第三ポートとを連通可能な第二貫通孔が、各々別の弁座部材に設けられる。そのため、第一及び第二貫通孔の大きさを各々調整することで、第一貫通孔を通じた第一ポートと第三ポートの間の流量と、第二貫通孔を通じた第二ポートと第三ポートの間の流量とを個別に設定できる。しかも、第一及び第二貫通孔の大きさを各々調整するために、第一及び第二貫通孔の形状を複雑にする必要がない。以上より、第一及び第二貫通孔が設けられる第一及び第二弁座部材の加工性を高めてコストの低減を図りつつ、流量制御性能の設定自由度を大きくすることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によると、第一弁座部材と第二弁座部材との間に、第三ポートに連通する流路を形成できるので、図５の流体制御弁の如き第三ポート１０６に連通する連通孔１０８を第一及び／又は第二弁座部材に形成する必要がない。このことから、第一及び第二弁座部材の形状を簡素化できるので、コストの低減化が促進される。
【０００９】
請求項３に記載の発明によると、第一弁座部材のガイド部は球状の第一弁部材を所定方向にガイドするので、開閉弁には不要な第一弁部材の動きによって第一弁座等が摩耗することを防止できる。
請求項４に記載の発明によると、第一弁座部材は、第一弁部材を収容する有底筒状に形成され、底壁に第一貫通孔及び第一弁座を有し、周壁にガイド部を有する。このような構成の第一弁座部材によれば、加工性の悪化を招くことなく、第一貫通孔、第一弁座及びガイド部の各機能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態による流体制御弁を自動変速機の油圧制御弁に用いた例を図１に示す。図１の流体制御弁１０は、自動変速機の可動要素に供給する作動油の油圧を制御する電磁三方弁であり、油圧回路を形成する流路部材としてのバルブボディに取り付けられている。尚、自動変速機の可動要素としては、有段変速機のクラッチやブレーキ、ベルトドライブ式無段変速機のプーリ、トロイダル無段変速機のトラニオン等が挙げられる。
【００１１】
ハウジング１２は磁性材で円筒状に形成されている。ハウジング１２には、流入ポート１４、流出ポート１５及びドレインポート１６が形成されている。流入ポート１４はハウジング１２の一端部に開口しており、高圧の油圧供給源と接続されている。流出ポート１５はハウジング１２の側壁１７を貫通しており、油路を介して自動変速機の可動要素に接続されている。ドレインポート１６は側壁１７を貫通し、低圧のドレインに開口している。側壁１７の軸方向においてドレインポート１６は、流出ポート１５よりも流入ポート１４から離間している。
【００１２】
ヨーク２０は磁性材で二重円筒状に形成されている。アジャスタ２１は円筒状に形成され、ヨーク２０の内筒部２２に圧入されている。プレート２３は磁性材で円板状に形成され、外周縁部においてヨーク２０の外筒部２４にかしめ固定されている。プレート２３を貫通する固定孔２９には、圧入又はかしめ等によってハウジング１２が固定されている。可動コア２５は磁性材で円筒状に形成されており、ハウジング１２と同軸上に並ぶようにして内筒部２２に収容されている。これにより可動コア２５は、軸方向両側に往復移動可能となっている。可動コア２５の一端面からなる磁気吸引面２６は、ハウジング１２の反流入ポート側端面からなる磁気吸引面１８と軸方向において向き合っている。付勢部材としてのスプリング２７は可動コア２５とアジャスタ２１の間に介装され、ハウジング側に向かって可動コア２５を付勢している。
【００１３】
コイル３０はボビン３１の外周に巻回されている。コイル３０及びボビン３１は、ヨーク２０の内筒部２２と外筒部２４との間並びにハウジング１２の外周側に設置されている。ターミナル３２はコイル３０と電気的に接続されている。外部からターミナル３２を通じてコイル３０に電流が供給されるときには、ハウジング１２、ヨーク２０、プレート２３及び可動コア２５により磁気回路が形成され、可動コア２５の磁気吸引面２６とハウジング１２の磁気吸引面１８との間に磁気吸引力が発生する。
このように本実施形態では、ハウジング１２、ヨーク２０、プレート２３、可動コア２５及びコイル３０が共同して電磁駆動手段を構成している。
【００１４】
図１及び図２に示すように第一弁座部材４０は、周壁４１及び底壁４２からなる有底円筒状に形成され、ハウジング１２に同軸上に収容されている。周壁４１は、反底壁側に向かって拡径するテーパ状であり、反底壁側が流入ポート側（図１の下側）を向くようにして設置されている。ハウジング１２の側壁１７において流入ポート１４と流出ポート１５の間となる箇所に、周壁４１の反底壁側縁部４９が嵌合固定されている。円板状の底壁４２を第一貫通孔４４が同軸上に貫通している。第一貫通孔４４は、軸方向にほぼ一定径となる円筒孔状に形成されている。底壁４２において第一貫通孔４４の流入ポート側周囲には、第一弁座４６が形成されている。側壁１７及び周壁４１の内周側には、流入ポート１４と連通し第一貫通孔４４と連通可能な流入通路４８が形成されている。
【００１５】
図１及び図３に示すように第二弁座部材５０は円板状に形成され、ハウジング１２に同軸上に収容されている。ハウジング１２の側壁１７において流出ポート１５とドレインポート１６の間となる箇所に、第二弁座部材５０の外周縁部が嵌合固定されている。これにより第二弁座部材５０は、第一弁座部材４０の底壁４２と間隔をあけて正対している。第二弁座部材５０を第二貫通孔５４が同軸上に貫通している。第二貫通孔５４は、軸方向にほぼ一定径となる円筒孔状に形成されている。第二弁座部材５０において第二貫通孔５４の反第一弁座部材側周囲、即ちドレインポート側周囲には、第二弁座５６が形成されている。側壁１７の内周側であって第二弁座部材５０の反第一弁座部材側には、ドレインポート１６と連通し第二貫通孔５４と連通可能なドレイン通路５８が形成されている。側壁１７の内周側であって第二弁座部材５０と第一弁座部材４０との間には、流出ポート１５と第一貫通孔４４と第二貫通孔５４とに連通する流出通路５９が形成されている。
【００１６】
図１に示すように第一弁部材６０は、球状に形成されたボール弁である。第一弁部材６０は第一弁座部材４０に収容され、第一弁座部材４０の第一弁座４６に着座可能である。付勢部材としてのスプリング６２は第一弁部材６０とハウジング１２の間に介装され、第一弁座４６側に向かって第一弁部材６０を付勢している。
【００１７】
第二弁部材７０は棒状に形成され、ハウジング１２の側壁１７に同軸上に収容されている。第二弁部材７０の一端部は可動コア２５に圧入固定されており、可動コア２５と一体に往復移動可能である。第二弁部材７０の反可動コア側端部には、段付円柱状の当接部７２が形成されている。具体的に当接部７２は、最先端側を含む小径部７３と、小径部７３より拡径された大径部７４とを有している。小径部７３は第二貫通孔５４よりも小径に形成され、当該第二貫通孔５４に挿入されている。また、小径部７３は第一貫通孔４４よりも小径に形成されており、第一貫通孔４４に反第一弁座側から進入して第一弁部材６０に当接する。大径部７４は第二貫通孔５４よりも大径に形成されており、小径部側の端面において第二弁座５６に着座可能である。
【００１８】
次に、流体制御弁１０の作動について説明する。
コイル３０への通電遮断時には、流入ポート１４に供給される作動油の油圧による力とスプリング６２の付勢力との和がスプリング２７の付勢力よりも大きくなる。それにより、第一弁部材６０は第二弁部材７０を押圧して第一弁座４６に着座し、第一弁部材６０から押圧力を受ける第二弁部材７０は図１の上側に移動して第二弁座５６から離座する。このとき流出ポート１５は、流出通路５９、第二貫通孔５４及びドレイン通路５８を介してドレインポート１６に連通すると共に、流入ポート１４との連通を遮断される。そのため、流出ポート１５からドレインポート１６に作動油が流出して流出ポート１５の出力圧が低下する。また、コイル３０への通電遮断時には、第二弁部材７０が可動コア２５と一緒に図１の上側に移動するため、可動コア２５の磁気吸引面２６がハウジング１２の磁気吸引面１８から離間してエアギャップＧ（図１参照）を形成する。
【００１９】
コイル３０への通電時には、可動コア２５の磁気吸引面２６とハウジング１２の磁気吸引面１８との間に磁気吸引力が発生する。この磁気吸引力とスプリング２７の付勢力との和が流入ポート１４への供給油圧による力とスプリング６２の付勢力との和に打ち勝つと、可動コア２５が第二弁部材７０と一緒に図１の下側に移動する。それにより、第二弁部材７０が第一弁部材６０を押圧して第二弁座５６に着座し、第二弁部材７０から押圧力を受ける第一弁部材６０が図１の下側に移動して第一弁座４６から離座する。このとき流出ポート１５は、流出通路５９、第一貫通孔４４及び流入通路４８を介して流入ポート１４に連通すると共に、ドレインポート１６との連通を遮断される。そのため、流入ポート１４から流出ポート１５に作動油が供給されて流出ポート１５の出力圧が上昇する。
【００２０】
以上説明した第一実施形態によると、第一弁部材６０の着座可能な第一弁座４６及び第二弁部材７０の着座可能な第二弁座５６が、各々別の弁座部材４０，５０に設けられる。そのため、各弁座４６，５６の形状や各弁部材６０，７０の硬度等に応じて各弁座部材４０，５０の材質及び／又は各弁座部材４０，５０表面への硬化処理を適宜選択することが可能になる。これにより、弁座４６，５６の硬度を各々最適な硬度に設定し易くなるので、弁座部材４０，５０及び弁部材６０，７０の耐久性を高めることができる。
【００２１】
また、第一実施形態によると、流入ポート１４と流出ポート１５とを連通可能な第一貫通孔４４及びドレインポート１６と流出ポート１５とを連通可能な第二貫通孔５４が、各々別の弁座部材４０，５０に設けられる。そのため、各貫通孔４４，５４の大きさを調整することで、コイル３０への通電時における流入ポート１４と流出ポート１５の間の流量Ｆ１と、コイル３０への通電遮断時におけるドレインポート１６と流出ポート１５の間の流量Ｆ２とを個別に設定できる。しかも、各貫通孔４４，５４の径を軸方向では一定に保ったまま径方向に変化させることで、各貫通孔４４，５４の大きを個別に調整できる。したがって、各貫通孔４４，５４の形状を段付円筒孔状等の複雑な形状にすることなく、流量Ｆ１，Ｆ２を互いに独立して設定できる。以上より、弁座部材４０，５０の加工性が高くなるので例えばプレス加工を導入してコストの低減を図ることができ、また流量Ｆ１，Ｆ２の設定自由度を大きくすることもできる。
このように本実施形態では、流入ポート１４が第一ポートに相当し、ドレインポート１６が第二ポートに相当し、流出ポート１５が第三ポートに相当している。
【００２２】
またさらに、第一実施形態によると、第三ポートとしての流出ポート１５に連通する流出通路５９が第一弁座部材４０と第二弁座部材５０との間に形成される。そのため、図５に示す従来の流体制御弁の如き連通孔１０８を第一弁座部材４０及び／又は第二弁座部材５０に形成する必要がない。したがって、弁座部材４０，５０の形状が従来に比べて簡素化されるので、弁座部材４０，５０の加工に例えばプレス加工を導入してコストの低減化を促進することができる。
【００２３】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態による流体制御弁の第一弁座部材を図４に示す。第一実施形態と実質的に同一の構成部分には同一符号を付す。
第二実施形態の第一弁座部材８０には、ガイド部８２が追加されている。ガイド部８２は、第一弁座部材８０の周壁８４の一部が内周側に凹むことにより形成されている。ガイド部８２は、第一弁座部材８０の周方向に等間隔をあけた複数箇所（本実施形態では三箇所）に設けられている。第一弁座部材８０の軸方向において各ガイド部８２は、周壁８４と底壁４２との境界から周壁８４の反底壁側縁部８５の近傍まで延伸している。各ガイド部８２の突出先端面８６は、第一弁部材６０の球面に沿う曲面状に形成されている。
【００２４】
このような第二実施形態では、各ガイド部８２によって第一弁部材６０を第一弁座部材８０の軸方向両側にガイドすることができる。これにより第一弁部材６０の移動方向が、第一弁部材６０及び第一弁座４６からなる弁部の開閉弁に必要な方向に限定される。したがって、第一弁部材６０が接触する第一弁座４６や第二弁部材７０等が開閉弁には不要な第一弁部材６０の動きによって摩耗することを防止できる。
また、第二実施形態によれば、第一弁座部材８０の周壁８４にガイド部８２を軸方向に延伸する形態で設けているので、例えばプレス加工によって第一弁座部材８０を容易且つ低コストに形成できる。
【００２５】
尚、上述した複数の実施形態では、第一弁座部材を有底円筒状に形成し、その底壁に第一貫通孔を設けた。これに対し、第一弁座部材を円板状等の板状に形成し、板厚方向に貫通する第一貫通孔を第一弁座部材に設けるようにしてもよい。但し、第二実施形態のようにガイド部を第一弁座部材に設ける場合には、例えば板状の第一弁座部材の板面から所定高さ突出するガイド部を形成する。
また、上述した複数の実施形態では、第一弁部材として球状のボール弁を採用したが、例えば棒状の第一弁部材を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一実施形態による流体制御弁を示す断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態による第一弁座部材を示す断面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。
【図３】本発明の第一実施形態による第二弁座部材を示す断面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の第一実施形態による第一弁座部材を示す底面図（Ａ）及び（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図（Ｂ）である。
【図５】従来の流体制御弁を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  流体制御弁、１２  ハウジング（電磁駆動手段）、１４  流入ポート（第一ポート）、１５  流出ポート（第三ポート）、１６  ドレインポート（第二ポート）、２０  ヨーク（電磁駆動手段）、２３  プレート（電磁駆動手段）、２５  可動コア（電磁駆動手段）、３０  コイル（電磁駆動手段）、３１  ボビン、３２  ターミナル、４０，８０  第一弁座部材、４１，８４  周壁、４２  底壁、４４  第一貫通孔、４６  第一弁座、４８  流入通路、５０  第二弁座部材、５４  第二貫通孔、５６  第二弁座、５８  ドレイン通路、５９  流出通路、６０  第一弁部材  ７０  第二弁部材、７２  当接部、８２  ガイド部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005207545.tif 000006
【図５】
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