(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力脈動を抑制できる、小型で安価な弁装置を提案する。【解決手段】弁装置１０の弁要素１４に圧力脈動減衰装置１６を組み込む。弁要素１４であるスプール弁体１４のパイロット制御接続口Ｐ１に連通する流体室６４に面する端部にガイド孔４８Ａを設け、ガイド孔４８Ａは、プランジャ５０を摺動自在に案内する。プランジャ５０を与圧装置５４により、流体室６４の方向へ付勢することにより、圧力脈動を減衰する構造とする。【選択図】図１
2017040370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁要素（１４）と、
流体領域（６６）での圧力脈動を減衰させるための圧力脈動減衰装置（１６）と、
を備えた弁装置（１０）であって、
前記圧力脈動減衰装置（１６）が前記弁要素（１４）に組み込まれていることを特徴とする、弁装置（１０）。
【請求項２】
前記圧力脈動減衰装置（１６）は、予圧が掛かった移動可能な壁（５８）であって、前記流体領域（６６）を画定する前記壁（５８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弁装置（１０）。
【請求項３】
前記圧力脈動減衰装置（１６）は、予圧装置（５４）により予圧が掛けられたプランジャ（５０）を含み、前記プランジャ（５０）に前記壁（５８）が存在することを特徴とする、請求項２に記載の弁装置（１０）。
【請求項４】
前記弁要素は、ガイド孔（４８Ａ）がその内部に存在するスプール弁体（１４）であり、前記ガイド孔（４８Ａ）内で前記プランジャ（５０）が摺動自在に案内されることを特徴とする、請求項３に記載の弁装置（１０）。
【請求項５】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記スプール弁体（１４）の長手軸（４７）に対して同軸に伸びていることを特徴とする、請求項４に記載の弁装置（１０）。
【請求項６】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、貫通孔（４８）の少なくとも構成要素であることを特徴とする、請求項５に記載の弁装置（１０）。
【請求項７】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記予圧装置（５４）を支える段差部（５２）を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【請求項８】
前記ガイド孔（４８Ａ）には、前記予圧装置（５４）の作用方向に抗して作用する、前記プランジャ（５０）のための端部支持部（５６）が存在することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【請求項９】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記端部支持部を形成するテンションリング（５６）が嵌め込まれる溝を含むことを特徴とする、請求項８に記載の弁装置。
【請求項１０】
前記流体領域（６６）を画定する前記プランジャ（５０）の前記壁（５８）とは反対方向を向いた前記ガイド孔（４８Ａ）の領域は、低圧接続口（Ｔ）と接続されることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部に記載の弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
独国特許出願公開第１０２０１１０８７５４６号明細書では、スプール弁が全く一般的に記載されている。米国特許出願公開第２００１／００２５６６２号明細書でも同様に、ダブルプランジャを備えたスプール弁が、全く一般的に開示されている。さらに、適切な対策により低減すべき、振動及びの衝撃の形態による圧力脈動が油圧系では発生しうることが知られている。このような圧力脈動を減衰させるために、大抵では、容積が変更可能な装置が使用され、例えば、伸縮ホース（Ｄｅｈｎｓｃｈｌａｅｕｃｈｅ）、ピストンアキュムレータ、ブラダ型アキュムレータ、ダイアフラム型アキュムレータ等が使用される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の根底にある問題は、請求項１の特徴を備えた弁装置によって解決される。本発明の有利な発展形態は、従属請求項において示される。さらに、本発明によって重要な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から分かり、この特徴は、単独でも、様々な組み合わせにおいても本発明にとって重要となりうるが、そのことについて再度明示的に言及しない。
【０００４】
本発明によれば、従来技術で公知の圧力脈動減衰装置（略して簡単に「圧力ダンパ」と呼ぶ）は、追加的な設置空間を必要とし、さらに、孔又はチャネルの形態による固有の流体線を介して、圧力脈動が発生する流体領域と接続される必要があることが確認された。弁装置に複数のバリエーションがあり、幾つかのバリエーションでは圧力ダンパが必要であり、他のバリエーションでは圧力ダンパが必要ではない場合には、バリエーションごとにハウジングをもう１つ設けなければならず、又は、圧力ダンパのための設置空間を無駄に確保しなければならない。
【０００５】
これら全てのことが、本発明に係る弁装置によって回避される。弁要素に圧力ダンパが組み込まれることによって、そうでなければ必要となる設置空間、例えば弁装置のハウジング内の設置空間が省略される。これにより、このようなハウジングは、より小さく、軽く、安価に製造されうる。さらに、弁装置の様々なバリエーションのために同一のハウジングを利用することが可能であり、これにより、個数が増えることによるシナジー効果及びコスト削減が得られる。圧力ダンパの実装は、弁装置の特定のバリエーションのためにのみ必要であることが多い。なぜならば、油圧系の振動挙動は、各システムの全く固有のパラメータに依存し、例えば、システム内に存在する流量絞りの直径、及び、例えば振幅及び／又はディザ周波数（Ｄｉｔｈｅｒｆｒｅｑｕｅｎｚ）への、様々なタイプの制御に依存するからである。さらに、本発明のお蔭で、追加的な孔又はチャネルを設けなくてもよい。なぜならば、減衰すべき圧力脈動が発生する流体領域と、圧力ダンパと、の間に固有の流体接続線を設ける必要がないからである。
【０００６】
本発明に係る弁装置は、圧力脈動、即ち、少なくとも或る程度の規模を超える圧力脈動から憂慮すべき影響を受ける全てのシステムにおいて使用することが可能である。ここでは、例えば、自動車のトランスミッションの油圧式モジュール、ガソリン車及びディーゼル車の燃料システム、ＡＢＳシステム（Ａｎｔｉｌｏｃｋ  Ｂｒａｋｅ  Ｓｙｓｔｅｍ、アンチロックブレーキシステム）及びＥＳＰシステム（ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｐｒｏｇｒａｍ、横滑り防止装置）、パワーステアリングシステム、及び、その他の定置型又は移動型の油圧系が関わっている。
【０００７】
その際に、圧力脈動減衰装置が、予圧が掛かった移動可能な壁であって、流体領域を画定する上記壁を含む場合には特に有利である。ここで、減衰すべき圧力脈動が発生する流体領域とは、予圧が掛かった移動可能な壁と直接的に境界を接する流体領域又は流体室というだけではなく、上記壁と直接的に境界を接する空間と流体的に接続している流体領域全体又は流体室全体であって、弁要素に組み込まれた圧力脈動防止装置によってそこに存在する圧力脈動が減衰されるように、上記壁と直接的に境界を接する空間と流体的に接続している上記流体領域全体又は上記流体室全体であると理解されたい。予圧が掛かった移動可能な壁は、構造的には特に簡単に、従って安価に実現されうる。
【０００８】
これに対する発展形態において、圧力脈動減衰装置が、予圧装置により予圧が掛けられたプランジャを含み、当該プランジャに上記壁が存在することが提案される。このようなプランジャは、非常に堅牢な、中空ではない部品又は中空の部品であり、このプランジャによって、振幅が大きな強い圧力脈動も良好に減衰させることが可能である。しかしながら基本的には、例えば気体圧力によって予圧が掛けられる膜を含む圧力脈動減衰装置も構想されうる。このような膜により減衰されうる圧力脈動は、非常に動的であってもよく、例えば周波数が高くてもよいが、振幅は高過ぎるべきではないであろう。
【０００９】
本発明に係る弁装置の特に有利な構成は、弁要素が、ガイド孔がその内部に存在するスプール弁体であり、ガイド孔内でプランジャが摺動自在に案内されることにより卓越している。即ち、本発明に係る弁装置はスプール弁である。従って、このようなスプール弁のスプール弁体に圧力脈動減衰装置を組み込むことは、特に有利である。なぜならば、このようなスプール弁体自体は大抵、運動ダイナミクスが大き過ぎることはなく、多くの駆動状況ではほぼ静止しており、又は少なくとも比較的ゆっくりと動くからである。このようなスプール弁体の場合、圧力脈動減衰装置の駆動は、スプール弁体自体の移動からは影響を受けず又は非常に小さな影響を受ける。
【００１０】
その際に、大抵は円筒形状の部品であるこのようなスプール弁体は、圧力脈動減衰装置のプランジャを摺動自在に案内する本発明に係るガイド孔を安価にかつ簡単に導入するために、特に良好に適している。その際、ガイド孔の導入のために必要な追加コストは僅かである。なぜならば、このようなスプール弁体は、いずれにせよ、所謂「きめ細かく仕上げられた」、旋盤細工が施された工作物（Ｄｒｅｈｔｅｉｌ）だからである。
【００１１】
このことは、ガイド孔がスプール弁体の長手軸に対して同軸に伸びている特に簡単である。ここで、ガイド孔の通常必要とされる堅い表面によって、導入時に追加コストが発生しないことに注意されたい。なぜならば、このようなスプール弁体では、摩耗という理由から、いずれにせよ大抵は焼入れされた（ｇｅｈａｅｒｔｅｔ）表面が必要なるからである。従って、このようなスプール弁体では、対応する表面加工が、場合によっては表面塗装も、いずれにせよほぼ常に実行される。
【００１２】
ガイド孔は、好適に、段差部（Ａｂｓａｔｚ）を有する段付き孔として構成され、減衰すべき振動が存在する流体領域に抗して移動可能な壁に対して負荷を加える予圧装置、即ち例えば螺旋ばねが、上記の段差部で支えられる。
【００１３】
さらに、ガイド孔には、予圧装置の作用方向に抗して作用する、プランジャのための端部支持部が存在することが提案される。
【００１４】
これに対する発展形態において、ガイド孔が、プランジャのための端部支持部として機能する溝であって、例えばＣ型のテンションリングがそこに嵌め込まれる上記溝を含むことが提案される。従って、組み立ての際には、最初に予圧装置がガイド孔に挿入され、その後にプランジャが挿入され、最後にテンションリングが上記溝に嵌め込まれ、これにより、スプール弁体は圧力脈動減衰装置と共に、予備組み立てされたコンパクトな部品となる。代替的に、プランジャのための端部支持部は、他の要素又は手段によるものであってもよく、例えば、プレスリング（Ｐｒｅｓｓｒｉｎｇ）、円板、又は、フランジによる支持（Ｖｅｒｂｏｅｒｄｅｌｕｎｇ）によるものであってもよい。
【００１５】
流体領域を画定するプランジャの壁とは反対方向を向いたガイド孔の領域は、低圧接続口と接続可能であり、これにより、例えばプランジャの周壁とガイド孔との間を通る漏れ流体が排出されうる。これにより、プランジャの機能が保証される。
【００１６】
以下では、本発明が、添付の図面を参照しながら例を挙げて解説される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】スプール弁体と、当該スプール弁体に組み込まれた圧力脈動減衰装置と、を備えた弁装置の概略的な断面図を示す。
【図２】図１のスプール弁体の部分的に断面が示された斜視図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
機能的に同等の構成要素及び領域では、全ての図面において同一の符号が利用される。
【００１９】
スプール弁の形状による弁装置は、図面では全体で符号１０が付いている。弁装置１０は、ハウジング１２と、スプール弁体１４の形状による弁要素と、スプール弁体１４に組み込まれた圧力脈動減衰装置１６であって、以下では略して「圧力ダンパ」と呼ばれる上記圧力脈動減衰装置１６と、を備える。弁装置１０にはさらに、他の構成要素及び部品、例えば図１には示されない接続口が属する。
【００２０】
ハウジング１２は、ここでは、その両側の端面が閉じたほぼ円筒形状のボディで実現され、その内部には、全体的に一定した直径を有する円筒形状の中空室１８を有する。ハウジング１２の周壁には、半径方向に伸びるチャネルにより形成される複数の孔が存在する。図１の右端に示される２つの孔２０及び２２は、弁装置１０の低圧接続口Ｔに通じており、この低圧接続口Ｔは、例えば、圧力が掛っていないタンクと接続されうる。
【００２１】
図１のほぼ中央の孔２４は、弁装置１０の作業接続口Ａと通じており、この作業接続口Ａは、例えば、制御すべき油圧アクチュエータと接続されうる。図１の孔２４の左側には、供給接続口Ｐに通じている孔２６が存在し、供給接続口Ｐは、例えば、油圧ポンプの出力口と接続されうる。最後に、図１の左端には、弁装置１０のパイロット制御接続口Ｐ１に通じる孔２８が示されており、パイロット制御接続口Ｐ１は、例えば対応する切替弁と接続されうる。
【００２２】
スプール弁体１４は、比較的幅の広い溝状の周回する２つの凹所３０及び凹所３２を有し、この２つの凹所３０と凹所３２との間には、段が付いた円筒形状の制御部３４が形成され、この制御部３４が、本来の制御すべり弁を形成する。制御部３４は、２つの制御縁端部３６Ａ及び３６Ｂを有し、この制御縁端部３６Ａ及び３６Ｂは、孔２４と相互作用する。即ち、スプール弁体１４の軸方向の位置に従って、制御縁端部３６Ａ及び３６Ｂは、多かれ少なかれ孔２４を覆い、これにより、流体が、多かれ少なかれ孔２６から孔２４へと達しうる。図では「右側の」制御縁端部３６Ｂが、孔２４と孔２２との間の断面を調整する。その際に、軸方向の位置は、孔２８へのパイロット制御圧力によって調整され、このパイロット制御圧力は、スプール弁体１４の図１の左側の第１のステップ形状の端面３８に対して流体力学的に作用し、これにより、スプール弁体１４に対して図１の右方向に負荷を加え、即ち、スプール弁体１４の図１の右側の第２のステップ形状の端面４０とハウジング１２との間の、予圧が掛かった弁ばね４２に抗して作用する。制御部３４の外被面のステップ部は、スプール弁体１４の感圧面として機能する軸方向の円環面を形成する。
【００２３】
図１の左側の凹所３０は、その左側が、スプール弁体１４の第１のガイド部４４によって画定され、図１の右側の凹所３２は、その右側が、スプール弁体１４の第２のガイド部４６によって画定される。特に上記２つのガイド部４４及び４６によって、スプール弁体１４が、ハウジング１２の中空室１８で軸方向に摺動自在に案内される。
【００２４】
冒頭で言及した圧力ダンパ１６は、詳細には以下のように構成される。即ち、スプール弁体１４は、当該スプール弁体１４の長手軸４７と同軸の貫通孔４８の軸方向に通っている。この貫通孔４８は、図の左側の末端に、比較的直径が大きな第１の区間４８Ａを有し、この第１の区間４８Ａには、第２の区間４８Ｂが、第１のガイド部４４の軸方向に見てほぼ中央のレベルにおいて連なり、この第２の区間４８Ｂは、第１の（左側の）凹所３０の軸方向に見てほぼ中央のレベルで、比較的直径が小さい第３の区間４８Ｃへと移行する。第２の区間４８Ｂの直径は、第１の区間４８Ａの直径と第３の区間４８Ｃの直径との間にある。
【００２５】
貫通孔４８の第１の区間４８Ａは、円筒形状のプランジャ５０のためのガイド孔を成し、その限りにおいて、プランジャ５０は、非常に液密な滑りばめによって区間４８Ａ内に収容されている。貫通孔４８の第２の区間４８Ｂと第３の区間４８Ｃとの間の移行部には、段差部５２が形成され、この段差部５２で、螺旋ばね５４の形状による予圧装置の一方の末端が支えられる。螺旋ばね５４の他方の末端は、図１の左方向にプランジャ５０に対して負荷を加える。貫通孔４８の区間４８Ａの図１では左側の末端の領域に、周回する溝（符号なし）が存在し、この溝にＣ型のテンションリング５６が嵌め込まれている。図１及び図２に示される、圧力ダンパ１６の静止ポジションにおいて、プランジャ５０の端面５８がテンションリング５６に接触する。即ち、テンションリング５６は、予圧装置５４の作用方向に抗して作用する、プランジャ５０のための端部支持部として機能する。
【００２６】
貫通孔４８の区間４８Ａと区間４８Ｂの間の移行部の近傍で、区間４８Ｂから、半径方向のチャネル６０が分岐しており、このチャネル６０は、第１のガイド部４４の外被面を周回する溝６２に通じている。
【００２７】
スプール弁体１４の図１では左側の末端とハウジング１２との間には、流体室６４が形成され、この流体室６４は、孔２８を介してパイロット制御接続口Ｐ１と接続されている。流体室６４全体が、減衰すべき圧力脈動が発生する流体領域６６に属している。この圧力脈動は、例えば、制御接続口Ｐ１での圧力を調整する図示されないパイロット弁によって引き起こされる。その限りにおいて、プランジャ５０の端面５８は、螺旋ばね５４により予圧が掛けられる移動可能な壁を成し、この移動可能な壁によって、流体室６４及び上記の流体領域６６が画定される。図１でプランジャ５０より右側に存在する貫通孔４８の領域、即ち、流体領域６６を画定するプランジャ５０の壁５８とは反対方向の領域は、スプール弁体１４の図１では右側の末端とハウジング１２との間に形成される流体室６８と、孔２０及び２２と、を介して低圧接続口Ｔ又はタンク接続口Ｔと接続されている。
【００２８】
圧力ダンパ１６は以下のように機能する。即ち、流体室６４でパルス状の圧力上昇が起きた際には、これにより生成される端面５８への追加的な流体力によって、プランジャ５０は、螺旋ばね５４の力に抗して、テンションリング５６から離れて動かされる。これにより、追加的な容積室（Ｖｏｌｕｍｅｎ）が提供されて、パルス状の圧力上昇が減衰する。プランジャ５０の質量はスプール弁体１４の質量よりも遥かに小さいため、このようなパルス状の圧力上昇によって、プランジャ５０のみが動き、スプール弁体１４は動かないことが保証される。貫通孔４８の、端面５８とは反対方向の領域は、流体室６８を介して低圧接続口Ｔと接続されているため、プランジャ５０と貫通孔４８の区間４８Ａとの間を通る漏れ流体が排出され、従って、プランジャ５０の移動が妨げられない。同じ方向に、半径方向のチャネル６０も作用する。
【００２９】
図１及び図２で示した圧力ダンパは、可能な実施形態の一例にすぎないと理解されたい。数多くの他の実施形態が構想可能である。例えば、圧力ダンパは、簡単に、スプール弁体の止まり穴の中に収容される気体容積室（Ｇａｓｖｏｌｕｍｅｎ）によって形成されうるであろう（「ブラダ型アキュムレータ」）。さらに、流体室とは反対を向いた側で、密封された気体容量室を画定する膜を、プランジャの代わりに挿入することも構想されうるであろう。
【００３０】
上述の圧力ダンパは、図１及び図２で示した油圧式に制御される弁装置でのみ使用可能なのではないと理解されたい。むしろ、圧力ダンパは、例えば電磁石により制御される弁装置でも使用されうる。さらに、圧力ダンパは、例えば、供給接続口に通じる流体領域内の圧力を均一化してもよい。さらに、複数の圧力ダンパが弁要素に組み込まれ、即ち、１の実施形態では、同一の流体領域での圧力脈動が減衰されるように、複数の圧力ダンパが弁要素に組み込まれ、他の実施形態では、様々な流体範囲での圧力脈動が減衰されるように、複数の圧力ダンパが弁要素に組み込まれることが構想されうる。
【図１】
2017040370.tif 000003
【図２】
2017040370.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月19日(2016.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁要素（１４）と、
流体領域（６６）での圧力脈動を減衰させるための圧力脈動減衰装置（１６）と、
を備えた弁装置（１０）であって、
前記圧力脈動減衰装置（１６）が前記弁要素（１４）に組み込まれていることを特徴とする、弁装置（１０）。
【請求項２】
前記圧力脈動減衰装置（１６）は、予圧が掛かった移動可能な壁（５８）であって、前記流体領域（６６）を画定する前記壁（５８）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の弁装置（１０）。
【請求項３】
前記圧力脈動減衰装置（１６）は、予圧装置（５４）により予圧が掛けられたプランジャ（５０）を含み、前記プランジャ（５０）に前記壁（５８）が存在することを特徴とする、請求項２に記載の弁装置（１０）。
【請求項４】
前記弁要素は、ガイド孔（４８Ａ）がその内部に存在するスプール弁体（１４）であり、前記ガイド孔（４８Ａ）内で前記プランジャ（５０）が摺動自在に案内されることを特徴とする、請求項３に記載の弁装置（１０）。
【請求項５】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記スプール弁体（１４）の長手軸（４７）に対して同軸に伸びていることを特徴とする、請求項４に記載の弁装置（１０）。
【請求項６】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、貫通孔（４８）の少なくとも構成要素であることを特徴とする、請求項５に記載の弁装置（１０）。
【請求項７】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記予圧装置（５４）を支える段差部（５２）を有することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【請求項８】
前記ガイド孔（４８Ａ）には、前記予圧装置（５４）の作用方向に抗して作用する、前記プランジャ（５０）のための端部支持部（５６）が存在することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【請求項９】
前記ガイド孔（４８Ａ）は、前記端部支持部を形成するテンションリング（５６）が嵌め込まれる溝を含むことを特徴とする、請求項８に記載の弁装置（１０）。
【請求項１０】
前記流体領域（６６）を画定する前記プランジャ（５０）の前記壁（５８）とは反対方向を向いた前記ガイド孔（４８Ａ）の領域は、低圧接続口（Ｔ）と接続されることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の弁装置（１０）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
スプール弁体１４の図１では左側の末端とハウジング１２との間には、流体室６４が形成され、この流体室６４は、孔２８を介してパイロット制御接続口Ｐ１と接続されている。流体室６４全体が、減衰すべき圧力脈動が発生する流体領域６６に属している。この圧力脈動は、例えば、パイロット制御接続口Ｐ１での圧力を調整する図示されないパイロット弁によって引き起こされる。その限りにおいて、プランジャ５０の端面５８は、螺旋ばね５４により予圧が掛けられる移動可能な壁を成し、この移動可能な壁によって、流体室６４及び上記の流体領域６６が画定される。図１でプランジャ５０より右側に存在する貫通孔４８の領域、即ち、流体領域６６を画定するプランジャ５０の壁５８とは反対方向の領域は、スプール弁体１４の図１では右側の末端とハウジング１２との間に形成される流体室６８と、孔２０及び２２と、を介して低圧接続口Ｔ又はタンク接続口Ｔと接続されている。
【外国語明細書】
2017040370000001.pdf