(57)【要約】【課題】  コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制可能な調圧装置を提供すること。【解決手段】  ランド外周に複数の切り欠きが形成されたスプールバルブと、高圧側ポートと低圧側ポートとを有し、スプールバルブの軸方向で高圧ポートの低圧側側壁に、スプールバルブの円周方向に沿って所定の幅をもって、切り欠かれた凹部を有するバルブボディーに備えた調圧装置において、前記切り欠きは、前記スプールバルブの周方向位置にかかわらず、前記所定の幅内に少なくとも１つは、存在するように形成されていることとした。【選択図】        図４
2007263337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランド外周に複数の切り欠きが形成されたスプールバルブと、高圧側ポートと低圧側ポートとを有し、スプールバルブの軸方向で高圧側ポートの低圧側側壁に、スプールバルブの円周方向に沿って所定の幅を持って、切り欠かれた凹部を有するバルブボディを備えた調圧装置において、
前記切り欠きは、前記スプールバルブの周方向位置にかかわらず、前記所定の幅内に少なくとも１つは存在するように形成されていることを特徴とする調圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の調圧装置において、
前記スプールバルブの軸心と、隣接する２つの前記切り欠きの中心とを結ぶ２本の線により形成される角度は、前記スプールバルブの軸心と前記ポート凹部の両端とを結ぶ２本の線により形成される角度より、小さくなるように配置されていることを特徴とする調圧装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の調圧装置において、
前記スプールバルブの軸心と隣接する２つの前記切り欠きの中心とを結ぶ２本の線により形成される角度をβ、前記ポート凹部の底部両端の長さをL、前記ランドの半径をrと定義したとき、隣接する前記切り欠きの間隔と、前記ポート凹部の底部両端の長さと、前記ランド半径の関係は、
β<２sin-1（L/2r）
を満たすように形成されていることを特徴とする調圧装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１つに記載の調圧装置において、
前記ポートは、入力圧ポートと排出ポートの中間に制御ポートが配置された回路構成であり、
前記切り欠きの軸方向長さは、前記制御ポート側の前記入力ポート凹部の最低部と、前記制御ポート側の前記排出ポート壁との間の距離と、前記制御ポートを挟む側のスプールランド側壁との間の距離の差と等しいか、又は小さいことを特徴とする調圧装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか１つに記載の調圧装置において、
前記切り欠きの断面積は、高圧側から低圧側に向けて徐々に増大していることを特徴とする調圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプールのランドとグルーブとの間の段部に切り欠きを設けたスプールバルブを備えた調圧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スプールバルブの自励振動等に起因する脈動を抑制する技術として特許文献１の技術が開示されている。この公報には、スプールバルブのランドとグルーブとの間の段部に切り欠きを設け、この切り欠きの溝深部の稜線が入力ポートに連通したときの連通部を通って軸線方向と所定角度を成すように形成することで、自励振動を防止しつつ、スプールバルブの安定した作動を可能としている。
【特許文献１】特開２００２−１２２２４９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そもそも、上記切り欠きを設ける理由は、ランドからグルーブに急激に油が供給されることを抑制し、徐々に供給することを目的としている。そこで、徐々に油が供給されるためには、切り欠きの軸方向長さを長くし、徐々に連通するように構成することで、自励振動等の抑制を狙うことが考えられる。しかしながら、スプールバルブのランドと、このスプールバルブを収装するバルブボディーとの隙間管理は数十ミクロン程度の精度で行われており、ランド外周に軸方向長さを持たせた溝を精度良く形成することは極めて困難である。また、スプールバルブが軸方向に長くなる虞があり、収装性の悪化を招く虞があった。
【０００４】
そこで、バルブボディー側のポートに、スプールの軸方向に所定の幅を持って切り欠かれた凹部を形成する技術が知られている。この場合、スプールバルブが連通方向に移動すると、まず最初に凹部の所定幅に存在する切り欠きのみがランドからグルーブへの連通路となり、その後、更にスプールが移動すると、ランドと凹部の隙間がグルーブへの連通路となり、更にスプールが移動すると、ポートとグルーブとが連通する構成となる。これにより、段階的に油が供給されることとなり、コストアップを招くことなく安定したスプールバルブの作動を確保している。しかしながら、スプールバルブの取り付け角度や、作動時の振動による自転が影響し、凹部の所定幅と切り欠きの形成箇所とが必ずしも対応する位置にくるとは限らないため、脈動の発生を抑制することができない虞があった。尚、奔出願人の鋭意研究により、切り欠きではなく、ランドとグルーブの段部を全周に亘ってテーパー形状に切り欠いた場合や、全周に亘って微少凹部とした場合には脈動の低減効果が望めないことが把握された。
【０００５】
本発明は、上記課題に着目してなされたもので、コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制可能な調圧装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の調圧装置では、ランド外周に複数の切り欠きが形成されたスプールバルブと、高圧側ポートと低圧側ポートとを有し、スプールバルブの軸方向で高圧側ポートの低圧側側壁に、スプールバルブの円周方向に沿って所定の幅を持って、切り欠かれた凹部を有するバルブボディを備えた調圧装置において、前記切り欠きは、前記スプールバルブの周方向位置にかかわらず、前記所定の幅内に少なくとも１つは存在するように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
よって、スプールバルブの周方向位置がいずれであったとしても、切り欠きが確実に所定の幅内に含まれることとなり、コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の調圧装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は調圧装置のIII-III断面図、図２はI-I断面図、及びII-II断面図を表す図である。バルブボディー３内には、スプールバルブ１が収装される円筒状のスプールバルブ収装孔４が形成されている。また、スプールバルブ収装孔４に油圧を供給する供給油路４ａと、調圧された油圧を吐出する吐出油路４ｂと、油をドレンするドレン油路４ｃと、が接続されている。
【００１０】
また、スプールバルブ収装孔４と供給油路４ａとの接続位置であって、スプールバルブ収装孔内周には、円周上に刳り抜かれた入力圧ポート２１（特許請求の範囲に記載の高圧側ポートに相当）が形成されている。この入力圧ポート２１の円周上の所定領域には、スプールバルブ１の円周方向に沿って所定の幅Lを持ってスプールバルブ１の軸方向に切り欠かれた凹部２４が形成されている。
【００１１】
スプールバルブ収装孔４と吐出油路４ｂとの接続位置であって、スプールバルブ収装孔内周には、円周上に刳り抜かれた制御ポート２２（特許請求の範囲に記載の低圧側ポートに相当）が形成されている。同様に、スプールバルブ収装孔４とドレン油路４ｃとの接続位置であって、スプールバルブ収装孔内周には、円周上に刳り抜かれた排出ポート２３（特許請求の範囲に記載の低圧側ポートに相当）が形成されている。
【００１２】
スプールバルブ収装孔４内には、スプールバルブ１が収装され、スプリング２により一方向に付勢されている。スプールバルブ１には、外径がスプールバルブ収装孔４の内径と略一致し、入力圧ポート２１とスプールバルブ収装孔４との連通・遮断を切り換える第１ランド１０が設けられている。
【００１３】
この第１ランド１０には、外径がスプールバルブ収装孔４の内径よりも小さなグルーブ１１が接続され、制御ポート２２とスプールバルブ収装孔４とを常に連通している。更に、このグルーブ１１には、外径がスプールバルブ収装孔４の内径と略一致し、排出ポート２３とスプールバルブ収装孔４との連通・遮断を切り換える第２ランド１２が接続されている。
【００１４】
第１ランド１０及び第２ランド１２とスプールバルブ収装孔４との間は数十ミクロンの精度で管理され、入力圧ポート２１と制御ポート２２の間の液密性及び制御ポート２２と排出ポート２３の間の液密性を確保している。
【００１５】
第１ランド１０とグルーブ１１との間の段部１０ａの第１ランド外周には、複数の切り欠き１３が形成されている。この切り欠き１３は軸方向長さAを持って円周上に等間隔に配置されている。尚、切り欠き１３の配置条件については後述する。
【００１６】
入力圧ポート２１と排出ポート２３とは、軸方向に最近接位置間、すなわち入力圧ポート２１に形成された凹部２４の図２中右端部と排出ポート２３の図２中左端部において距離L1を持って形成されている。また、第１ランド１０と第２ランド１２とがグルーブ１１を介して軸方向に距離L2を持って形成されている。このとき、切り欠きの軸方向長さAは、A≦（L1―L2）の関係を満たす長さに形成されている。言い換えると、切り欠き１３の軸方向長さAは、制御ポート２２側の凹部２４の最底部と、制御ポート２２側の前記排出ポート２３壁との間の距離と、制御ポート２２を挟む側のスプールランド側壁との間の距離の差以下に形成されている。
【００１７】
次に、上記スプールバルブ１の作用について説明する。図外の信号圧等によりスプールバルブ１がスプリング２に抗して軸方向に移動すると、制御ポート２２と排出ポート２３がグルーブ１１を介して連通され、吐出油路４ｂの油はドレン油路４ｃから排出される。一方、スプールバルブ１がスプリング２によって軸方向に移動すると、入力圧ポート２１と制御ポート２２がグルーブ１１を介して連通され、供給油路４ａの油は吐出油路４ｂに供給される。上記供給とドレンとを交互に繰り返すことにより、吐出油路４ｂの油圧を調圧する。
【００１８】
基本的に供給油路４ａは、吐出油路４ｂ及びドレン油路４ｃに比べて高い圧が常に作用しており、スプールバルブ１が図２中左方に移動すると、高圧の油が制御ポート２２に勢いよく流れ込む。このとき、油の流れ込み方によって脈動や、ホー音と呼ばれる高周波異音を発生する虞がある。
【００１９】
そこで、実施例１では、切り欠き１３及び凹部２４により油の流れ込み方を調整することとした。図３はスプールバルブ１が移動し、入力圧ポート２１と制御ポート２２とが連通する直前の状態を表す拡大図である。以下、スプールバルブ１の位置に応じて説明する。
【００２０】
〔第１フェーズ〕
スプールバルブ１が移動してくると、最初に凹部２４に位置する切り欠き１３が開口し、入力圧ポート２１から制御ポート２２側へ油が流入し始める。このとき、切り欠き１３は、徐々に開口面積が拡大する形状とされているため、徐々に油が流れることとなる。尚、上述したように、切り欠き１３の軸方向長さAは、A≦（L1―L2）の関係を満たす長さに形成されているため、制御ポート２２と排出ポート２３が連通状態から非連通状態に切り替わる位置にあっては、切り欠き１３が入力圧ポート２１の凹部２４と連通することがない。言い換えると、入力圧ポート２１と制御ポート２３とは常に非連通状態となるように切り欠き１３の長さが形成されている。よって、確実に制御ポート２２を閉回路構造とした状態で第１フェーズを開始することが可能となり、流入量の安定化を図っている。
【００２１】
〔第２フェーズ〕
更にスプールバルブ１が移動すると、段部１０ａと凹部２４との間に隙間が形成され、この隙間から油が流入する。
【００２２】
〔第３フェーズ〕
そして、最終的には第１ランド１０が全て入力圧ポート２１側に移動し、入力圧ポート２１とグルーブ１１との間から開口面積に応じて油が流入する。
【００２３】
上述したように、スプールバルブ１の移動によって、３つのフェーズを介して入力圧ポート２１から制御ポート２２に油を流入させることで、脈動やホー音等を抑制することができるものである。このとき、切り欠き１３が円周方向に離れて存在していた場合、スプールバルブ１の回転方向位置によっては、切り欠き１３が凹部２４の部分に位置しない虞がある。
【００２４】
図５，図６は切り欠き１３が凹部２４の部分に位置しない場合を表す比較例である。この場合、スプールバルブ１が移動したとしても、第１フェーズを経ることなく、いきなり第２フェーズ（図６参照）に移行することになり、所望の流量変化特性を得ることができない。
【００２５】
そこで、切り欠き１３を設ける際の条件として下記の条件を設定することとした。図４はその条件を説明する説明図である。
【００２６】
第１ランド１０の半径をr、スプールバルブ１の軸心と隣接する２つの切り欠き１３の中心とを結ぶ２本の線により形成される角度をβと定義する。次に、凹部２４の幅Lに対応する第１ランド１０外周上の２点と軸心との間の成す角を２αとすると、
sinα＝（L/2）/r＝L/2r
となる。よって、
α＝sin-1（L/2r）
となる。このとき、凹部２４の幅L内に、スプールバルブ１がどのように回転したとしても、最低１つは必ず切り欠き１３が存在する条件は、２つの切り欠き１３が幅L内に存在することとなるため、
β<２α
を満たす必要がある。
【００２７】
上記検討結果から、切り欠き１３は、β<２sin-1（L/2r）の関係を満たす位置に形成すればよいことが分かる。これにより、例えば図４に示すスプールバルブ１が若干時計回りに回転し、図４中の右側の切り欠き１３が所定幅Lを越えたとしても、左側の切り欠き１３は必ず幅L内に存在することになる。更に回転したとしても、この左側の切り欠き１３が幅Lを越える時には、次の切り欠き１３が凹部２４内に表れてくるため、問題はない。言い換えると、切り欠き１３は、スプールバルブ１の周方向位置にかかわらず、所定の幅L内に１つ以上存在する位置に形成されていることとなる。
【００２８】
よって、スプールバルブ１の周方向位置がいずれであったとしても、切り欠き１３が確実に所定の幅L内に最低１つ、多いときで２つ含まれることとなり、コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制することができる。
【００２９】
以上説明したように、実施例１の調圧装置にあっては、下記に列挙する作用効果を奏する。
【００３０】
(1)ランド１０の外周に複数の切り欠き１３が形成されたスプールバルブ１と、入力圧ポート２１（高圧側ポート）と制御ポート２２，排出ポート２３（低圧側ポート）とを有し、スプールバルブ１の軸方向で入力圧ポート２１の低圧側側壁に、スプールバルブ１の円周方向に沿って所定の幅をもって、切り欠かれた凹部２４を有するバルブボディー３を備えた調圧装置において、切り欠き１３は、スプールバルブ１の周方向位置にかかわらず、所定の幅内に少なくとも１つは、存在するように形成されている。
【００３１】
よって、スプールバルブ１の周方向位置がいずれであったとしても、切り欠き１３が確実に所定の幅L内に必ず１つ以上含まれるため、コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制することができる。
【００３２】
(2)スプールバルブ１の軸心と、隣接する２つの切り欠き１３の中心とを結ぶ２本の線により形成される角度は、スプールバルブ１の軸心とポート凹部２４の両端とを結ぶ２本の線により形成される角度より小さくなるように配置した。具体的には、スプールバルブ１の軸心と隣接する２つの切り欠き１３の中心とを結ぶ２本の線により形成される角度をβ、ポート凹部２４の底部両端の長さをL、ランドの半径をrと定義したとき、隣接する切り欠き１３の間隔と、ポート凹部２４の底部両端の長さと、ランド半径の関係は、β<２sin-1（L/2r）を満たすように形成されていることとした。
【００３３】
よって、スプールバルブ１の周方向位置がいずれであったとしても、切り欠き１３が確実に所定の幅L内に最低１つ、多いときで２つ含まれることとなり、コストアップを招くことなく、確実に脈動を抑制することができる。
【００３４】
(3)切り欠き１３の軸方向長さは、制御ポート側の入力ポート凹部の最低部と、制御ポート側の排出ポート壁との間の距離と、制御ポートを挟む側のスプールランド側壁との間の距離の差と等しいか、又は小さいこととした。具体的には、切り欠き１３の軸方向長さAは、A≦（L1―L2）の関係を満たす長さに形成されていることとした。
【００３５】
よって、制御ポート２２と排出ポート２３が連通状態から非連通状態に切り替わる位置にあっては、切り欠き１３が入力圧ポート２３の凹部２４と連通することがない。よって、確実に制御ポート２２を閉回路構造とした状態で第１フェーズを開始することが可能となり、流入量の安定化を図ることができる。
【００３６】
(4)切り欠き１３の断面積は、高圧側から低圧側に向けて徐々に増大するように形成されていることとした。よって、流入量を徐々に増大することができる。
【００３７】
尚、実施例１では、切り欠き１３の形状を、三角錐形状としたが、所定の流路断面積を確保できる形状であれば、他の形状、例えば立方体形状や、円錐形状等でもよい。また、実施例１では、入力圧ポート２１と制御ポート２２との連通状態を切り換える第１ランド１０にのみ切り欠き１３を形成したが、他のランドに形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１の調圧装置のIII-III断面図である。
【図２】実施例１のI-I断面図及びII-II断面図である。
【図３】実施例１のスプールバルブが移動し、入力圧ポートと制御ポートとが連通する直前の状態を表す拡大図である。
【図４】実施例１の切り欠きを設ける際の条件を説明する説明図である。
【図５】切り欠きが凹部の部分に位置しない場合を表す比較例である。
【図６】切り欠きが凹部の部分に位置しない場合を表す比較例である。
【符号の説明】
【００３９】
１    スプールバルブ
２    スプリング
３    バルブボディー
４    スプールバルブ収装孔
４ａ    供給油路
４ｂ    吐出油路
４ｂ    吐出油路
４ｃ    ドレン油路
１０    第１ランド
１０ａ    段部
１１    グルーブ
１２    第２ランド
２１    入力圧ポート（高圧側ポート）
２２    制御ポート（低圧側ポート）
２３    排出ポート（低圧側ポート）
２４    凹部
【図１】
2007263337.tif 000003
【図２】
2007263337.tif 000004
【図３】
2007263337.tif 000005
【図４】
2007263337.tif 000006
【図５】
2007263337.tif 000007
【図６】
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