JP2001349448A - Spool valve structure - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、油空圧等の流体制
御に用いられるスプール弁の構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a spool valve used for fluid control such as hydraulic and pneumatic pressure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バルブボディのスプールハウジング内に
摺動自在なスプールを有し、このスプールの移動を制御
することにより流体流路の切り替えを行い、あるいは流
量や圧力を制御するスプール弁は、油空圧を利用した機
器に広く用いられている。このようなスプール弁の一例
として、車両の自動変速機に用いられて自動変速時に変
速前の速度段のクラッチ油圧を急速に排出する残圧開放
弁がある。2. Description of the Related Art A spool valve which has a slidable spool in a spool housing of a valve body and controls the movement of the spool to switch a fluid flow path, or to control a flow rate and a pressure is an oil valve. Widely used for equipment that uses pneumatics. As an example of such a spool valve, there is a residual pressure release valve that is used in an automatic transmission of a vehicle and that rapidly discharges a clutch oil pressure at a speed stage before a gear shift during automatic gear shifting.
【０００３】図４は自動変速機における一つの変速段の
クラッチ油圧制御回路を簡略化して例示しており、この
油圧制御回路はポンプＰで発生されレギュレータバルブ
８１で調圧されてライン９１に供給される制御油圧を、
ソレノイドバルブ８３からの信号圧によってシフトバル
ブ８２の油路を切り替え、クラッチ８４の係脱を行う回
路である。例えば、シフトバルブ８２に信号圧を作用さ
せることによりライン９１とライン９２とを連通させて
制御油圧をクラッチ８４の油室に作用させてクラッチ８
４を摩擦係合させ、あるいは信号圧を解除することによ
りライン９１を遮断して制御油圧の供給を停止させると
ともにクラッチ油室内の残圧をライン９２からライン９
４を介してタンクＴにドレンさせてクラッチ８４の係合
解除を行う。FIG. 4 is a simplified illustration of a clutch hydraulic control circuit for one shift speed in an automatic transmission. This hydraulic control circuit is generated by a pump P, is regulated by a regulator valve 81, and is supplied to a line 91. Control hydraulic pressure,
This is a circuit for switching the oil path of the shift valve 82 by the signal pressure from the solenoid valve 83 and engaging and disengaging the clutch 84. For example, by applying a signal pressure to the shift valve 82, the line 91 and the line 92 are communicated with each other, and the control oil pressure is applied to the oil chamber of the clutch 84 to cause the clutch 8
4 is frictionally engaged or the signal pressure is released to shut off the line 91 to stop the supply of the control oil pressure and to reduce the residual pressure in the clutch oil chamber from the line 92 to the line 9.
The clutch 84 is disengaged by draining through the tank 4 through the tank 4.
【０００４】クラッチ油圧回路には、ドレン回路の背圧
等によってクラッチ８４の係合解除が遅れ、いわゆるク
ラッチプレートの引きずりを生じないように、クラッチ
油室や配管内に残留する残圧を早期に開放する残圧開放
回路（ライン１２２，残圧開放弁１０１，ライン１２
３）が設けられている。ライン１２２はシフトバルブ８
２への信号圧が解除されたときにライン９２と連通さ
れ、残圧開放弁１０１はソレノイドバルブ８６からライ
ン１２１を介して信号圧が作用したときにライン１２２
とライン１２３とを連通させて残圧をライン１２３を介
してタンクＴにドレンさせる。In the clutch hydraulic circuit, the residual pressure remaining in the clutch oil chamber and the piping is quickly reduced so that the disengagement of the clutch 84 is delayed due to the back pressure of the drain circuit or the like, so that the so-called clutch plate is not dragged. Residual pressure release circuit to be released (line 122, residual pressure release valve 101, line 12
3) is provided. Line 122 is shift valve 8
When the signal pressure to the valve 2 is released, the residual pressure release valve 101 communicates with the line 92 when the signal pressure is applied from the solenoid valve 86 via the line 121 to the line 122.
And the line 123 are communicated, and the residual pressure is drained to the tank T via the line 123.
【０００５】この残圧開放弁１０１に用いられるような
スプール弁には、バルブ動作の応答性及び作動確実性を
向上させるため、制御流体の流路部に受圧面積の差を設
けたいわゆる段付スプールを用いたものがある。図６及
び図７は段付スプール１３０を用いたスプール弁の断面
図を例示しており、このようなスプール弁では、図６に
示すようにライン１２２とライン１２３とが遮断された
状態から、ライン１２１に信号圧を作用させると、スプ
ール１３０に形成された第１ランド部１３１と第２ラン
ド部１３２との断面積差に比例した推力Ｆがスプール１
３０に作用し、スプール１３０はこの推力Ｆにより内部
に配設されたスプリング１５０の付勢力に抗して図にお
ける左方に摺動される（図６→図７）。The spool valve used in the residual pressure release valve 101 has a so-called stepped portion in which a difference in pressure receiving area is provided in a flow path portion of a control fluid in order to improve responsiveness and operation reliability of the valve operation. Some use spools. 6 and 7 illustrate cross-sectional views of a spool valve using the stepped spool 130. In such a spool valve, the line 122 and the line 123 are cut off as shown in FIG. When a signal pressure is applied to the line 121, a thrust F proportional to a cross-sectional area difference between the first land portion 131 and the second land portion 132 formed on the spool 130 is generated.
30, the spool 130 is slid to the left in the drawing by the thrust F against the urging force of the spring 150 disposed inside (FIG. 6 → FIG. 7).
【０００６】スプール１３０が左動すると第３ランド部
１３３のスイッチングコーナがライン１２２の油溝上を
通過し、ライン１２２に作用する制御油圧（残圧）が第
３ランド部１３３と第２ランド部１３２間のロッド部１
３５に形成された溝部１４１に作用するようになる。第
２ランド部１３２と第３ランド部１３３とは直径が異な
り油圧の受圧面積が異なっているため、スプール１３０
には受圧面積差に応じた制御油圧による推力(静圧)が付
加推力ｆとして作用する。When the spool 130 moves to the left, the switching corner of the third land 133 passes over the oil groove of the line 122, and the control oil pressure (residual pressure) acting on the line 122 is reduced by the third land 133 and the second land 132. Rod part 1 between
It acts on the groove 141 formed in the groove 35. Since the second land portion 132 and the third land portion 133 have different diameters and different hydraulic pressure receiving areas, the spool 130
The thrust (static pressure) by the control oil pressure according to the pressure receiving area difference acts as the additional thrust f.
【０００７】このためスプール１３０は一旦ライン１２
２と溝部１４１とが連通すると、信号圧による推力Ｆと
制御油圧による付加推力ｆとの合力で左方に付勢され、
図７に示すようにライン１２２とライン１２３とが速や
かにかつ完全に連通される。従って、上記のような残圧
開放回路を有するクラッチ油圧回路では、図５にクラッ
チ油圧の開放特性を示すように、残圧開放弁１０１の作
動点Ａを境に急速に油圧（残圧）が開放され、クラッチ
８４の引きずり等を生じることがない。なお、図中にＸ
で示すラインはドレンポートを示す。For this reason, the spool 130 is
2 and the groove 141 are urged to the left by the combined force of the thrust F by the signal pressure and the additional thrust f by the control oil pressure,
As shown in FIG. 7, the line 122 and the line 123 are quickly and completely communicated. Therefore, in the clutch hydraulic circuit having the above-described residual pressure release circuit, the hydraulic pressure (residual pressure) rapidly rises after the operating point A of the residual pressure release valve 101 as shown in FIG. The clutch 84 is released, and the clutch 84 is not dragged. Note that X in the figure
The line indicated by indicates a drain port.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のスプール弁では、作動確実性及び応答性を
向上させる手段として、流体流路となる溝部（ロッド
部）を挟む左右のランド部に受圧面積の差を設け、この
二つの受圧面に作用する流体の静圧差を利用して付加推
力を得る構成であるため、左右のランド部に得ようとす
る付加推力に対応した直径の差を設ける必要があった。However, in the conventional spool valve as described above, as means for improving the operation reliability and responsiveness, the left and right lands sandwiching a groove (rod portion) serving as a fluid flow path are used. Since the difference in pressure receiving area is provided and the additional thrust is obtained by using the static pressure difference of the fluid acting on these two pressure receiving surfaces, the difference in diameter corresponding to the additional thrust to be obtained in the left and right lands is calculated. It had to be provided.
【０００９】このため、弁が多段化してスプール及びス
プールハウジングともに形状が複雑化するうえ、バルブ
の良好な作動性を確保するためにスプール、スプールハ
ウジングともに各段間で形状精度や同軸度などについて
高い加工精度が必要とされ、コスト上昇の要因になると
いう課題があった。また、受圧面積差を設けるためにバ
ルブ直径を大径化させる必要があり、さらに制御油圧の
油路と排出油路との間を両油路間の配設ピッチに対応し
た長さの流体流路を移動させる構成であるために、信号
圧の油路との関係で一定のバルブ長さが必要であるなど
バルブが大型化するという課題があった。For this reason, the number of stages of the valve increases, and the shape of both the spool and the spool housing becomes complicated. In addition, in order to ensure good operability of the valve, the shape accuracy and coaxiality of the spool and the spool housing between each stage are improved. There has been a problem that high processing accuracy is required, which causes an increase in cost. In addition, it is necessary to increase the diameter of the valve in order to provide a pressure receiving area difference, and a fluid flow having a length corresponding to the arrangement pitch between the control oil pressure passage and the discharge oil passage is required. Since the configuration is such that the path is moved, there is a problem that the valve becomes large, for example, a certain valve length is required in relation to the signal pressure oil path.
【００１０】本発明は、上記のような課題に鑑みて成さ
れたものであり、作動確実性及び作動応答性を確保した
上で、弁を多段化することなく、さらに弁を小型化した
スプール弁構造を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in view of ensuring the operation reliability and operation responsiveness, and further reducing the size of the spool without multiplying the valve. It is intended to provide a valve structure.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、バルブボディと、このバルブボディに形成され
たスプールハウジング内に摺動自在に配設されたスプー
ルと、スプールに形成された溝部と、バルブボディに形
成されてスプールハウジングに連通する複数の流路とを
備え、スプールを摺動させることによりスプールハウジ
ング内における溝部の位置を移動させて複数の流路の連
通を切り替えるスプール弁の弁構造である。その上で、
このスプール弁におけるバルブボディには信号圧を作用
させてスプールを摺動させる第１流路（例えば実施形態
における信号ライン２１）と、信号圧が作用したときに
連通される第２流路（例えば実施形態における制御ライ
ン２２）及び第３流路（例えば実施形態におけるドレン
ライン２３）とを有し、スプールの外周には信号圧が第
１流路に作用してスプールが摺動軸方向に移動したとき
に第２流路と連通する溝部（例えば実施形態における油
溝４１）を有し、スプールの内部には上記溝部と連通す
るとともにスプールの摺動軸方向に延びてスプール端部
に解放され第３流路と連通する貫通流路を有してスプー
ル弁が構成され、第１流路に信号圧が作用してスプール
が摺動軸方向に移動したときに、スプール内の貫通流路
を通して第２流路と第３流路とが連通されるように作用
してスプール弁構造が構成される。In order to achieve the above object, the present invention provides a valve body, a spool slidably disposed in a spool housing formed in the valve body, and a spool formed in the spool. A spool valve provided with a groove portion and a plurality of flow passages formed in the valve body and communicating with the spool housing, and sliding the spool to move the position of the groove portion in the spool housing to switch the communication of the plurality of flow passages Valve structure. Moreover,
A first flow path (for example, the signal line 21 in the embodiment) that slides the spool by applying a signal pressure to a valve body of the spool valve, and a second flow path (for example, a communication path that is communicated when the signal pressure is applied). The control line 22 in the embodiment) and the third flow path (for example, the drain line 23 in the embodiment) are provided, and a signal pressure acts on the first flow path on the outer periphery of the spool to move the spool in the sliding axis direction. The groove has a groove (for example, the oil groove 41 in the embodiment) that communicates with the second flow path, and the inside of the spool communicates with the groove and extends in the sliding axis direction of the spool to be released to the spool end. A spool valve is formed having a through flow passage communicating with the third flow passage. When a signal pressure acts on the first flow passage and the spool moves in the sliding axis direction, the spool valve passes through the through flow passage in the spool. Second flow path Spool valve structure acts so that the third passage communicates is formed.
【００１２】上記構成によれば、スプール弁の第１流路
に信号圧が作用してスプールが摺動移動したときに、第
２流路はスプール外周の溝部と連通する。この溝部はス
プール内部を摺動軸方向にスプール端部に貫通する貫通
流路と連通しており、さらに貫通流路の解放部は第３流
路と連通している。このため、スプール弁の第１流路に
信号圧が作用してスプールが摺動移動すると、第２流路
と第３流路とが貫通流路を通して連通される。そして、
一旦スプールが移動して第２流路と第３流路とが連通さ
れると、貫通流路の解放端であるスプール端部には、そ
のスプール径の面積から貫通流路の開口面積を差し引い
た円環状の面積に応じた静圧が付加推力として作用し、
第２流路と第３流路とを速やかにかつ確実に連通させ
る。According to the above configuration, when a signal pressure acts on the first flow path of the spool valve and the spool slides, the second flow path communicates with the groove on the outer periphery of the spool. The groove communicates with a through flow passage that penetrates the inside of the spool in the sliding shaft direction to the end of the spool, and a release portion of the through flow passage communicates with the third flow passage. For this reason, when signal pressure acts on the first flow path of the spool valve and the spool slides, the second flow path and the third flow path are communicated through the through flow path. And
Once the spool moves and the second flow path and the third flow path communicate with each other, the opening area of the through flow path is subtracted from the area of the spool diameter at the spool end, which is the open end of the through flow path. The static pressure according to the area of the torus acts as an additional thrust,
The second flow path and the third flow path are quickly and reliably communicated.
【００１３】このような構成によれば、スプールに付加
推力を発生させるための段付部を設ける必要がなく、さ
らに、第２流路と第３流路とは、これ等流路間の配設ピ
ッチに対応した流体流路(溝部)を両流路間をまたぐよう
に移動させて連通されるわけではないため、溝部の摺動
軸方向長さは第２流路の開口幅と同一程度設ければ良
い。従って、弁を多段化することなく、さらに弁を小型
化したスプール弁構造を提供することができる。According to such a configuration, there is no need to provide a stepped portion for generating an additional thrust on the spool, and the second flow path and the third flow path are arranged between these flow paths. Since the fluid flow paths (grooves) corresponding to the set pitch are not moved by being moved across the two flow paths, the length of the grooves in the sliding axis direction is substantially the same as the opening width of the second flow path. It may be provided. Therefore, it is possible to provide a spool valve structure in which the valve is further reduced in size without increasing the number of stages of the valve.
【００１４】なお、上記第２流路には制御圧が作用して
おり、第１流路に信号圧が作用してスプールが摺動軸方
向に移動したときに、制御圧が貫通流路を通してスプー
ル端部から第３流路に解放されるようにスプール弁を構
成することが好ましい。このような構成によれば、第１
流路に信号圧が作用してスプールが摺動軸方向に移動し
第２流路とスプールの溝部とが連通すると、第２流路に
作用する制御圧は貫通流路を通してスプール端部から第
３流路に放出される。このときスプールには上述した静
圧に加えてスプール端部から放出される流体の噴射に伴
う推力(動圧)が作用し、バルブ作動時の付加推力をさら
に高めることができる。従って、上述した効果に加え
て、さらに作動確実性及び応答性を改善したスプール弁
構造を提供することができる。The control pressure acts on the second flow path, and when the signal pressure acts on the first flow path and the spool moves in the sliding axis direction, the control pressure passes through the through flow path. Preferably, the spool valve is configured to be released from the spool end to the third flow path. According to such a configuration, the first
When a signal pressure acts on the flow path and the spool moves in the sliding axis direction and the second flow path communicates with the groove of the spool, the control pressure acting on the second flow path passes through the through flow path from the end of the spool to the second end. Released into three channels. At this time, in addition to the above-described static pressure, a thrust (dynamic pressure) accompanying the ejection of the fluid discharged from the end of the spool acts on the spool, and the additional thrust at the time of valve operation can be further increased. Therefore, it is possible to provide a spool valve structure in which the operation reliability and responsiveness are further improved in addition to the effects described above.
【００１５】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
るスプール弁構造の好ましい実施形態について説明す
る。本実施例では本発明に係るスプール弁の一実施形態
として、既に図４から図６を用いて説明した車両用自動
変速機のクラッチ油圧制御回路における残圧開放弁(１
０１)として適用される場合について説明する。なお以
下の説明では、本発明に係るスプール弁１が接続される
各油路の番号を図４中の油路に付記して示し、クラッチ
油圧制御回路全体の重複説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a spool valve structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, as an embodiment of the spool valve according to the present invention, the residual pressure release valve (1) in the clutch hydraulic control circuit of the automatic transmission for a vehicle already described with reference to FIGS.
01) will be described. In the following description, the numbers of the respective oil passages to which the spool valve 1 according to the present invention is connected are added to the oil passages in FIG. 4 to omit redundant explanation of the entire clutch hydraulic control circuit.
【００１６】本発明に係るスプール弁１は、油路２１に
信号圧を作用させる以前のバルブ断面図を図１に、油路
２１に信号圧を作用させてスプールが移動した後の断面
図を図２に示すように、バルブボディ１０のスプールハ
ウジング１１内に摺動自在に配設されたスプール３０、
スプール３０を図における右方に付勢するスプリング５
０、スプリング５０を保持するとともにスプール３０の
逸脱を防止するプレート５５などから構成されている。FIG. 1 is a cross-sectional view of a spool valve 1 according to the present invention before a signal pressure is applied to an oil passage 21, and a cross-sectional view after a spool is moved by applying a signal pressure to an oil passage 21. As shown in FIG. 2, a spool 30 slidably disposed in the spool housing 11 of the valve body 10,
Spring 5 for urging spool 30 rightward in the figure
0, a plate 55 for holding the spring 50 and preventing the spool 30 from deviating.
【００１７】バルブボディ１０には、スプール３０に信
号圧を作用させる信号ライン２１、制御油圧が作用する
制御ライン２２、タンクＴに連通するドレンライン２３
などがスプールハウジング１１に向けて形成されるとと
もに、各ラインがスプールハウジング１１と連通するハ
ウジング内周部には信号圧や制御油圧がスプール全周に
作用するようにリング状の油溝２１ａ，２２ａ等が形成
されている。The valve body 10 has a signal line 21 for applying a signal pressure to the spool 30, a control line 22 for applying a control oil pressure, and a drain line 23 communicating with the tank T.
Are formed toward the spool housing 11, and ring-shaped oil grooves 21a, 22a are formed on the inner peripheral portion of the housing where each line communicates with the spool housing 11 so that signal pressure and control oil pressure act on the entire periphery of the spool. Etc. are formed.
【００１８】スプール３０は、信号圧の受圧面を有して
２段に形成され、縮径されて形成された第１ランド部３
１、第１ランド部と同軸上に形成された同一径の第２ラ
ンド部３２及び第３ランド部３３、第２ランド部３２と
第３ランド部３３との間に形成されたリング状の油溝４
１などを有して形成されている。油溝４１は、この溝底
面にスプールに直交して穿設された油路４２、及びスプ
ール３０の軸端部からスプール３０の軸心を通って穿設
され油路４２と連通する貫通油路４３，４４により、ス
プール３０の軸端部に解放されおり、この解放端部にお
いてドレンライン２３に接続されている。The spool 30 has a pressure receiving surface for signal pressure, is formed in two stages, and has a first land portion 3 formed with a reduced diameter.
1. A second land portion 32 and a third land portion 33 having the same diameter formed coaxially with the first land portion, and a ring-shaped oil formed between the second land portion 32 and the third land portion 33. Groove 4
1 and the like. The oil groove 41 has an oil passage 42 formed in the groove bottom surface at right angles to the spool, and a through oil passage formed from the shaft end of the spool 30 through the axis of the spool 30 and communicating with the oil passage 42. The spool 30 is released to the shaft end by 43 and 44, and is connected to the drain line 23 at this free end.
【００１９】上記貫通油路が穿設された解放端部と反対
側のスプール端部には、プレート５５に支持されたスプ
リング５０が配設されており、スプール３０はスプリン
グ５０の付勢力により図中右方に付勢されている。スプ
リングの配設されたスプリング室はドレンＸに接続され
ており、スプール３０が摺動移動するときに流体負荷が
背圧として作用しないように構成されている。A spring 50 supported by a plate 55 is provided at a spool end opposite to the release end where the through oil passage is formed. The spool 30 is driven by the urging force of the spring 50. It is biased to the middle right. The spring chamber in which the spring is disposed is connected to the drain X, so that the fluid load does not act as a back pressure when the spool 30 slides.
【００２０】以下、このように構成されたスプール弁１
の作用について説明する。まず、信号ライン２１に信号
圧が作用する以前においては、スプール３０はこのスプ
ールに作用するスプリング５０の付勢力により、図１に
示すようにスプールハウジング１１の右方に付勢支持さ
れている。このため、制御ライン２２に作用する制御油
圧はスプール３０の第３ランド部３３によって閉塞さ
れ、その制御油圧はライン２２内に保持されている。Hereinafter, the spool valve 1 configured as described above will be described.
The operation of will be described. First, before the signal pressure acts on the signal line 21, the spool 30 is urged and supported to the right of the spool housing 11 by the urging force of the spring 50 acting on the spool, as shown in FIG. Therefore, the control oil pressure acting on the control line 22 is closed by the third land portion 33 of the spool 30, and the control oil pressure is held in the line 22.
【００２１】この状態から信号ライン２１に信号圧が作
用すると、スプール３０にその信号圧及び受圧面積の大
きさに比例した軸方向推力が作用する。スプール３０に
は段差が設けられており、第２ランド部３２の受圧面積
の方が第１ランド部３１の受圧面積よりも大きい。この
ため、スプール３０はこの受圧面積の差に比例した推力
を受け、信号圧による推力Ｆがスプリング５０の付勢力
を超えるとスプール３０はスプリング５０の付勢力に抗
して図中左方に摺動移動される。When a signal pressure acts on the signal line 21 from this state, an axial thrust proportional to the signal pressure and the pressure receiving area acts on the spool 30. The spool 30 is provided with a step, and the pressure receiving area of the second land portion 32 is larger than the pressure receiving area of the first land portion 31. Therefore, the spool 30 receives a thrust proportional to the difference in the pressure receiving area, and when the thrust F due to the signal pressure exceeds the urging force of the spring 50, the spool 30 slides to the left in the drawing against the urging force of the spring 50. It is moved.
【００２２】スプール３０の移動が進行すると、第３ラ
ンド３３のスイッチングコーナが制御ライン２２の油溝
２２ａの右端を越え、スプールの油溝４１とスプールハ
ウジングの油溝２２ａとが連通するようになる。する
と、それまで閉塞されていた制御ライン２２の制御油圧
が油溝４１から油路４２を通して貫通油路４３，４４に
開放されるため、作動油は噴流Ｓとなって貫通油路４
３，４４からドレンライン２３に放出される。As the movement of the spool 30 progresses, the switching corner of the third land 33 crosses over the right end of the oil groove 22a of the control line 22, and the oil groove 41 of the spool communicates with the oil groove 22a of the spool housing. . Then, the control oil pressure of the control line 22 that has been closed is released from the oil groove 41 to the through oil passages 43 and 44 through the oil passage 42, so that the operating oil becomes the jet S and the through oil passage 4
3 and 44 are discharged to the drain line 23.
【００２３】このとき、スプール３０には、信号圧によ
る推力Ｆに加えて、二つの付加推力ｆ，ｆsが作用す
る。第１の付加推力ｆは静圧による付加推力であり、第
１ランド部３１の直径に相当する断面積から貫通油路４
３の開口面積を差し引いた円環状の受圧面積に、解放端
部の圧力(静圧)が作用することによってもたらされる付
加推力である。第２の付加推力ｆsは動圧による付加推
力であり、貫通油路４３，４４から放出される作動油の
流体噴射に伴う反力(動圧)による付加推力である。At this time, two additional thrusts f and fs act on the spool 30 in addition to the thrust F due to the signal pressure. The first additional thrust f is an additional thrust due to static pressure, and is calculated based on a cross-sectional area corresponding to the diameter of the first land portion 31 from the penetration oil passage 4.
This is an additional thrust caused by the pressure (static pressure) at the open end acting on the annular pressure receiving area obtained by subtracting the opening area of No. 3. The second additional thrust fs is an additional thrust due to the dynamic pressure, and is the additional thrust due to the reaction force (dynamic pressure) accompanying the fluid injection of the hydraulic oil discharged from the through oil passages 43 and 44.
【００２４】このため、一旦スプールの油溝４１とスプ
ールハウジングの油溝２２ａとが連通すると、スプール
３０には信号圧による推力Ｆに加えて上記二つの付加推
力ｆ及びｆsが作用して図中左方への付勢力が増加し、
スプール３０をより速やかに、かつ確実に移動させるよ
うに作用する。Therefore, once the oil groove 41 of the spool and the oil groove 22a of the spool housing communicate with each other, the two additional thrusts f and fs act on the spool 30 in addition to the thrust F by the signal pressure. The bias to the left increases,
It acts to move the spool 30 more quickly and reliably.
【００２５】ここで、上記効果を検証するために付加推
力の概略値を例示すれば、例えば上記付加推力ｆsは、
作動油の密度をρ[kg/m3]、作動油流量をＱ[m3/sec]、
流速をｖ[m/sec]としたときに、算出式ｆs＝ρＱｖ[N]
で表される。貫通油路４３の開口面積をＡとすれば流速
ｖ＝Ｑ／Ａであるから、算出式はｆs＝ρＱ2／Ａ[N]と
変形できる。ここで、例えば制御ライン２２に作用する
制御油圧（開放クラッチ圧）を３[kgf/cm2]、貫通油路
４３の開口直径を５[mm]、作動油の密度ρを0.875×103
[kg/m3]とすれば、作動油の流量ＱはＱ＝474.4×10-6[m
3/sec]と算出される。これ等の数値を上記算出式に代入
すると付加推力ｆsは、ｆs＝ρＱ2／Ａ≒10[N]と求めら
れる。Here, if an approximate value of the additional thrust is shown in order to verify the above effect, for example, the additional thrust fs is as follows.
The density of hydraulic oil is ρ [kg / m 3 ], the flow rate of hydraulic oil is Q [m 3 / sec],
Assuming that the flow velocity is v [m / sec], the calculation formula fs = ρQv [N]
It is represented by Assuming that the opening area of the through oil passage 43 is A, the flow velocity v = Q / A, so the calculation formula can be modified to fs = ρQ 2 / A [N]. Here, for example, the control oil pressure (opening clutch pressure) acting on the control line 22 is 3 [kgf / cm 2 ], the opening diameter of the through oil passage 43 is 5 [mm], and the density ρ of the working oil is 0.875 × 10 3.
[kg / m 3 ], the flow rate Q of hydraulic oil is Q = 474.4 × 10 -6 [m
3 / sec]. By substituting these numerical values into the above formula, the additional thrust fs can be obtained as fs = ρQ 2 / A ≒ 10 [N].
【００２６】一般に、残圧開放弁として用いられるスプ
ール弁におけるスプリング５０のバネ状数ｋはｋ＝1[N/
mm]程度であり、ｆs＝10[N]の付加推力があれば、この
付加推力ｆsのみでもスプール３０をフルストロークま
で作動させることができる。In general, the number k of springs of a spring 50 in a spool valve used as a residual pressure release valve is k = 1 [N /
mm], and if there is an additional thrust of fs = 10 [N], the spool 30 can be operated up to the full stroke only with this additional thrust fs.
【００２７】従って、このような構成のスプール弁１に
よれば、スプール３０を速やかに、かつ確実に摺動移動
させて制御ライン２２内の残圧を早期に開放させること
ができる。このため図４に示したような残圧開放回路を
有するクラッチ油圧回路では、図５にクラッチ油圧の開
放特性を示すように、スプール弁（残圧開放弁）１にお
けるスプールの油溝４１とスプールハウジングの油溝２
２ａとが連通する作動点Ａを境に急速にクラッチ油圧
（残圧）を開放させることができ、これによりクラッチ
８４に引きずり等を生じさせることがない。Therefore, according to the spool valve 1 having such a configuration, the spool 30 can be quickly and surely slidably moved to release the residual pressure in the control line 22 at an early stage. For this reason, in the clutch hydraulic circuit having the residual pressure release circuit as shown in FIG. 4, the oil groove 41 of the spool in the spool valve (residual pressure release valve) 1 Oil groove in housing 2
The clutch oil pressure (residual pressure) can be released rapidly at the boundary of the operating point A communicating with the clutch 2a, thereby preventing the clutch 84 from being dragged.
【００２８】図３はスプール弁の中心軸線を境に、上部
に従来のスプール弁１０１を示し、下部に本発明に係る
スプール弁１を示して両者を比較したものである。この
比較図から明らかなように、従来のスプール弁１０１は
段数が多くスプール１３０及びスプールハウジングとも
に形状が複雑であるのに比べ、本発明に係るスプール弁
１は段数が少なく形状がシンプルである。また、従来の
ように第３ランド部を大径化する必用がなくスプール弁
直径を第２ランドの直径に押さえることができるため、
従来の弁直径ｄOよりも小径のｄNとすることができる。
さらに、スプール弁の作動機構は従来のように制御油圧
の油路１２２と排出油路１２３との間をまたぐような長
さの流体流路１４１（ロッド部１３５）を移動させて連
通させる構成でなく、制御油圧の油路２２を貫通油路４
３，４４を通してスプール端部の排出油路２３に連通さ
せる構成であるため、バルブ全長をｌOからｌNに短縮化
することができる。従って、同一機能を持ちながら、バ
ルブ段数と形状構成を簡素化して加工コストを低減させ
るとともに、バルブ全体を小型化して軽量かつ低コスト
なスプール弁構造を提供することができる。FIG. 3 shows a conventional spool valve 101 at the upper part and a spool valve 1 according to the present invention at the lower part, with the center axis of the spool valve as a boundary, and compares the two. As is apparent from this comparative diagram, the spool valve 101 according to the present invention has a small number of stages and has a simple shape, whereas the conventional spool valve 101 has many stages and the shapes of both the spool 130 and the spool housing are complicated. In addition, since it is not necessary to increase the diameter of the third land portion as in the related art, the diameter of the spool valve can be suppressed to the diameter of the second land.
The diameter d N can be smaller than the conventional valve diameter d O.
Further, the operation mechanism of the spool valve is configured so as to move and communicate with a fluid flow path 141 (rod portion 135) having a length spanning between the control oil pressure oil passage 122 and the discharge oil passage 123 as in the related art. Without passing through the oil passage 22
3,44 for the discharge oil passage 23 of the spool end portion is configured to communicate through, it can be shortened to l N the valve full length from l O. Therefore, while having the same function, the number of valve stages and the configuration can be simplified to reduce the processing cost, and the entire valve can be downsized to provide a lightweight and low-cost spool valve structure.
【００２９】なお、以上ではスプール弁の一例として、
車両用変速機のクラッチ油圧を早期に開放する残圧開放
弁を例に採り説明したが、本発明のスプール弁はこのよ
うな用途に限定されるものではなく、信号圧の作用によ
って少なくとも二つの流路の連通を継断させるスプール
弁であればよい。また、作動流体は作動油等の油に限ら
ず、例えば水や圧縮空気等の流体であっても良い。さら
に、実施例では制御圧や信号圧として正の圧力を採り上
げたが、これ等は発明の構成を害さない限り負の圧力で
あっても良い（例えば、図１における信号ライン２１に
一定の負圧を与えておき、この圧力を上昇させて作動さ
せるものや、図１におけるドレンポートＸを信号ライン
としてこのラインの圧を加減圧させたりするものであっ
ても良い）。In the above, as an example of the spool valve,
The residual pressure release valve for releasing the clutch hydraulic pressure of the vehicle transmission early has been described as an example. However, the spool valve of the present invention is not limited to such an application, and at least two valves are operated by the action of signal pressure. Any spool valve may be used as long as it allows the communication of the flow path to be cut off. The working fluid is not limited to oil such as working oil, but may be a fluid such as water or compressed air. Further, in the embodiment, a positive pressure is adopted as the control pressure or the signal pressure, but these may be a negative pressure as long as the configuration of the present invention is not hindered (for example, a constant negative pressure is applied to the signal line 21 in FIG. 1). A pressure may be applied, and the pressure may be increased to operate, or the pressure in this line may be increased or decreased by using the drain port X in FIG. 1 as a signal line).
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バルブ
ボディのスプールハウジング内に摺動自在に配設された
スプールと、バルブボディに形成されてスプールハウジ
ングに連通する複数の流路とを備え、スプールを摺動さ
せることにより複数の流路の連通を切り替えるスプール
弁の弁構造において、バルブボディにはスプールに信号
圧を作用させてスプールを摺動させるための第１流路
と、この第１流路に信号圧が作用してスプールが移動し
たときに連通される第２流路及び第３流路とを有し、ス
プールの外周には信号圧が第１流路に作用してスプール
が移動したときに第２流路と連通する溝部を有し、スプ
ールの内部にはスプール外周の溝部と連通するとともに
スプールの摺動軸方向に延びてスプール端部に解放され
第３流路と連通する貫通流路を有してスプール弁が構成
され、第１流路に信号圧が作用してスプールが摺動軸方
向に移動したときに、スプール内の貫通流路を通して第
２流路と第３流路とが連通されるように作用してスプー
ル弁構造が構成される。As described above, according to the present invention, a spool slidably disposed in a spool housing of a valve body and a plurality of flow passages formed in the valve body and communicating with the spool housing. In a valve structure of a spool valve that switches communication of a plurality of flow paths by sliding a spool, a first flow path for applying a signal pressure to the spool to slide the spool in the valve body; A second flow path and a third flow path that are communicated when the signal pressure acts on the first flow path to move the spool; and the signal pressure acts on the first flow path on the outer periphery of the spool. When the spool moves, it has a groove communicating with the second flow path. Inside the spool, it communicates with a groove on the outer periphery of the spool and extends in the sliding axis direction of the spool to be released to the spool end. Communicate with A spool valve is formed having a flow passage, and when a signal pressure acts on the first flow passage and the spool moves in the sliding axis direction, the second flow passage and the third flow passage pass through the through flow passage in the spool. The spool valve structure operates by communicating with the flow path.
【００３１】このようなスプール弁構造によれば、第１
流路に信号圧が作用してスプールが摺動移動し、第２流
路と第３流路とが連通されると、貫通流路の解放端であ
るスプール端部には、そのスプール径の面積から貫通流
路の開口面積を差し引いた円環状の面積に応じた静圧が
付加推力として作用し、第２流路と第３流路とを速やか
にかつ確実に連通させる。また、このような構成によれ
ば、スプールに付加推力を発生させるために段付部を設
ける必要がなく、さらに、スプールに設ける溝部の長さ
は第２流路の開口幅と同一幅程度設ければ良い。従っ
て、弁を多段化することなく、さらに弁を小型化したス
プール弁構造を提供することができる。According to such a spool valve structure, the first
When the signal pressure acts on the flow path and the spool slides and the second flow path and the third flow path communicate with each other, the spool end, which is the open end of the through flow path, has the spool diameter The static pressure corresponding to the annular area obtained by subtracting the opening area of the through flow path from the area acts as an additional thrust, and quickly and reliably connects the second flow path and the third flow path. According to such a configuration, it is not necessary to provide a stepped portion for generating an additional thrust on the spool, and the length of the groove provided on the spool is set to be approximately the same as the opening width of the second flow path. Just do it. Therefore, it is possible to provide a spool valve structure in which the valve is further reduced in size without increasing the number of stages of the valve.
【００３２】なお、上記第２流路には制御圧が作用して
おり、第１流路に信号圧が作用してスプールが摺動軸方
向に移動したときに、制御圧が貫通流路を通してスプー
ル端部から第３流路に解放されるようにスプール弁を構
成することが好ましい。このような構成によれば、第１
流路に信号圧が作用してスプールが摺動軸方向に移動し
第２流路とスプールの溝部とが連通すると、第２流路に
作用する制御圧は貫通流路を通してスプール端部から噴
流となって第３流路に放出される。このときスプールに
は上記静圧に加えてスプール端部から放出される流体噴
射に伴う動圧が推力として作用し、バルブ作動時の付加
推力をさらに高めることができる。従って、上記効果に
加えて、さらに作動確実性及び応答性を改善したスプー
ル弁構造を提供することができる。The control pressure acts on the second flow path, and when the signal pressure acts on the first flow path and the spool moves in the sliding axis direction, the control pressure passes through the through flow path. Preferably, the spool valve is configured to be released from the spool end to the third flow path. According to such a configuration, the first
When the signal pressure acts on the flow path and the spool moves in the sliding axis direction and the second flow path and the groove of the spool communicate with each other, the control pressure acting on the second flow path jets from the spool end through the through flow path. And discharged into the third flow path. At this time, in addition to the static pressure, the dynamic pressure accompanying the fluid ejection discharged from the spool end acts as a thrust on the spool, and the additional thrust at the time of valve operation can be further increased. Therefore, in addition to the above effects, it is possible to provide a spool valve structure with further improved operation reliability and responsiveness.
【図１】本発明に係るスプール弁構造の一実施例を示す
断面図であり、スプールが摺動移動する以前の状態を示
す説明図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a spool valve structure according to the present invention, and is an explanatory view showing a state before a spool slides.
【図２】本発明に係るスプール弁構造の一実施例を示す
断面図であり、信号圧が作用してスプールが摺動移動し
た後の状態を示す説明図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the spool valve structure according to the present invention, and is an explanatory view showing a state after the spool slides and moves due to the action of a signal pressure.
【図３】本発明に係るスプール弁（中心線から下方側）
と、これと同一機能を有する従来のスプール弁（中心線
から上方側）とを比較して示すバルブ断面図である。FIG. 3 shows a spool valve according to the present invention (downward from the center line).
FIG. 4 is a valve cross-sectional view comparing a conventional spool valve (upper side from a center line) having the same function as the above.
【図４】本発明及び従来のスプール弁の一実施形態とし
て示す車両用自動変速機の一変速段のクラッチ油圧回路
構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a clutch hydraulic circuit configuration of one shift stage of a vehicle automatic transmission shown as one embodiment of the present invention and a conventional spool valve.
【図５】上記油圧回路におけるスプール弁（残圧開放
弁）のクラッチ油圧開放特性を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing clutch hydraulic pressure release characteristics of a spool valve (residual pressure release valve) in the hydraulic circuit.
【図６】従来のスプール弁構造を示す断面図であり、ス
プールが摺動移動する以前の状態を示す説明図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional spool valve structure, and is an explanatory view showing a state before the spool slides.
【図７】従来のスプール弁構造を示す断面図であり、信
号圧が作用してスプールが摺動移動した後の状態を示す
説明図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional spool valve structure, and is an explanatory view showing a state after a spool is slid and moved by a signal pressure.
１ スプール弁（残圧開放弁） １０ バルブボディ １１ スプールハウジング ３０ スプール ２１ 信号ライン（第１流路） ２２ 制御ライン（第２流路） ２３ ドレンライン（第３流路） ４１ スプールに形成された溝部 ４２，４３，４４ 貫通油路（貫通流路） REFERENCE SIGNS LIST 1 spool valve (residual pressure release valve) 10 valve body 11 spool housing 30 spool 21 signal line (first flow path) 22 control line (second flow path) 23 drain line (third flow path) 41 formed on spool Grooves 42, 43, 44 Through oil passage (through passage)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H053 AA25 AA35 BA02 DA11 3H067 AA17 CC32 CC42 DD05 DD12 DD33 EA06 EA17 FF09 FF11 GG22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H053 AA25 AA35 BA02 DA11 3H067 AA17 CC32 CC42 DD05 DD12 DD33 EA06 EA17 FF09 FF11 GG22
Claims (2)
成されたスプールハウジング内に摺動自在に配設された
スプールと、前記スプールに形成された溝部と、前記バ
ルブボディに形成されて前記スプールハウジングに連通
する複数の流路とを備え、前記スプールを摺動させるこ
とにより前記スプールハウジング内における前記溝部の
位置を移動させて前記複数の流路の連通を切り替えるス
プール弁において、 前記バルブボディには、信号圧を作用させて前記スプー
ルを摺動させる第１流路と、前記信号圧が作用したとき
に連通される第２流路及び第３流路とを有し、 前記スプールの外周には、前記信号圧が前記第１流路に
作用して前記スプールが摺動軸方向に移動したときに前
記第２流路と連通する溝部を有し、 前記スプールの内部には、前記溝部と連通するとともに
前記スプールの摺動軸方向に延びて前記スプール端部に
解放され、前記第３流路と連通する貫通流路を有し、 前記第１流路に前記信号圧が作用して前記スプールが摺
動軸方向に移動したときに、前記スプール内の前記貫通
流路を通して前記第２流路と前記第３流路とが連通され
ることを特徴とするスプール弁構造。A valve body; a spool slidably disposed in a spool housing formed in the valve body; a groove formed in the spool; and a spool housing formed in the valve body. A plurality of flow paths that communicate with the spool valve, and the spool valve slides the spool to move the position of the groove in the spool housing to switch the communication between the plurality of flow paths. A first flow path that slides the spool by applying a signal pressure; and a second flow path and a third flow path that communicate with each other when the signal pressure is applied. A groove that communicates with the second flow path when the signal pressure acts on the first flow path and the spool moves in the sliding axis direction. Inside the spool, A through flow passage communicating with the groove and extending in the sliding axis direction of the spool and being released to the end of the spool; and having a through flow passage communicating with the third flow passage, wherein the signal pressure acts on the first flow passage The spool valve structure wherein the second flow path and the third flow path communicate with each other through the through flow path in the spool when the spool moves in the sliding axis direction.
り、前記第１流路に前記信号圧が作用して前記スプール
が摺動軸方向に移動したときに、前記制御圧が前記貫通
流路を通して前記スプール端部から前記第３流路に解放
されることを特徴とする請求項１に記載のスプール弁構
造。2. The control pressure acts on the second flow path. When the signal pressure acts on the first flow path and the spool moves in the sliding axis direction, the control pressure is reduced. The spool valve structure according to claim 1, wherein the spool is released from the end of the spool to the third flow passage through the through flow passage.
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- 2000-06-05 JP JP2000167758A patent/JP4371540B2/en not_active Expired - Fee Related
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