JP2005526932A - 圧力調整弁 - Google Patents

Abstract

弁ハウジングと、スロットを開閉するための制御エッジを備えた制御素子とから成り、比例ソレノイドによって制御され、調整機能および保持機能を発生する圧力調整弁である。保持機能および調整機能の発生が、弁の調整圧力のフィードバックによって達成される。

Description

本発明は、特許請求の範囲請求項１の上位概念部分に詳細に規定した形式の圧力調整弁に関する。

圧力調整弁は、従来において多種多様に知られ、例えば、自動車の自動変速機におけるクラッチを操作するための直接制御弁として利用されている。切換過程中、その圧力調整弁によって、１０バールまでの圧力が調整されねばならない。しかし、自動変速機において、例えば切換要素における保持位置に対して、２４バールまでの圧力も必要とされる。その圧力調整弁は、発生最大圧力に関して設計されねばならない。これは、圧力調整精度（Druckauflosung）を低下させ、そのために、正確な調整ができなくなる。さらに、系統全体が最高圧力に対して設計されねばならない。そのために、圧力調整弁についての要件が追加変更された場合、その実施には非常に困難が伴う。

特許文献１に、圧力調整弁が記載されている。その圧力調整弁は、ソレノイド・アーマチャの保持位置において、ソレノイド・アーマチャおよびソレノイド鉄心の互いに対向して位置する端面間の軸方向最小間隔が、次のように寸法づけられるように、形成されている。即ち、その軸方向最小間隔は、保持位置におけるソレノイド・アーマチャとソレノイド鉄心との間における磁力が、比例ソレノイドの作動範囲における磁力より大きく、その大きな磁力によってソレノイド・アーマチャが保持位置に固定される、ように寸法づけられている。

その特許文献１に記載の圧力調整弁は、次の特性を利用している。即ち、比例ソレノイドがその作動範囲においてほぼ水平の力・行程・特性曲線を有し、所定の行程以下の範囲において、即ち、ソレノイド・アーマチャとソレノイド鉄心との或る間隔以下の範囲において、磁力が作動範囲における磁力に比べて飛躍的に上昇する、という特性を利用している。小さな空隙時に大きな磁力となるこのソレノイド特性により、ソレノイドの相応した設計によって、次のような電磁石コイル電流ないし「スナップ電流」が設定される。即ち、ソレノイドの作動範囲を越えて、ソレノイド・アーマチャが大きな磁力の範囲において保持される、ような「スナップ電流」が設定される。ソレノイド・アーマチャがロッドを介して制御素子に連結されていることによって、制御素子の保持力も増大され、詳しくは、制御素子が約２４バールの主液圧がかかっている場合も確実にその保持位置にとどまるように、増大される。その保持位置にとどまる理由は、制御素子に向けて作用する液圧力が、その反対に作用する磁力より小さいからである。

ソレノイド鉄心とソレノイド・アーマチャとの間の最小間隔を実現するために、ソレノイド鉄心とソレノイド・アーマチャとの間に、非磁性材料から成るスペーサ板が配置されている。ソレノイド・アーマチャがソレノイド鉄心に「磁性付着」することを防止するそのようなスペーサ板によれば、その厚さを種々に形成することによって、磁力を調整することができる。電磁石コイルは電気制御装置に接続されている。その制御装置は、ソレノイド・アーマチャの保持位置を保つために、電磁石コイルに所定の時間間隔で電流パルスを発する。これによって、ソレノイド・アーマチャがソレノイド鉄心に関するその保持位置を保ち、意図せずに保持位置から「離反」せず、制御素子が確実にその保持位置にとどまる、ことが保証される。その電流パルスは、スナップ電流に相当して電磁石コイルの保持電流より大きい電流強さを有している。それにもかかわらず、その弁は、意図しない（ソレノイド・アーマチャの）離反時に切換要素が係合されたままであるように、即ち、調整圧力が保たれるように、設計されている。

ソレノイド・アーマチャを保持位置から解放するために、電磁石コイルに電気操作信号が供給される。その電気操作信号は、例えば電磁石コイルの制御電流の低減と、それに続く上昇として生ずる。ソレノイド・アーマチャの保持位置からの解放は、圧力信号によっても行なえる。その圧力信号は、例えば、主液圧の保持圧力以上の値への増大として生じ、その圧力増大は、例えば、圧力フィードバックに作用し、特にスプール孔の端面に作用する。

特許文献１に記載された圧力調整弁は、電磁保持機能で作用している。その保持機能は、アーマチャ電流を検知し、アーマチャ運動に基づく相互誘導の診断によって監視される。その電磁保持機能は、発生する圧力脈動あるいは高い主圧力のために、ソレノイド・アーマチャがその保持位置から押し離され、そのために、作動配管内の圧力が低いレベルに低下する、という恐れがある。これはまた、クラッチに狂った作用を生じさせる。また、ソレノイド特性曲線の特性に関する行程依存保持機能の発生は、汚れのために、保持機能が害されるか、保持機能が全く発生されなくなる、という欠点を有する。また、その圧力調整弁が弁スプールを有していることは、不利な影響を及ぼす。即ち、弁スプールは、圧力に関係してその位置を変化し、制御エッジに接することによって、作動配管内の圧力を最大調整圧力に限定し、同時に漏れを増大する。
独国特許出願公開第１９９０４９０２号明細書

本発明の課題は、高められた圧力調整精度によって、正確な圧力調整が可能とされる圧力調整弁を提供することにある。さらに、連続接続された状態において、供給圧力が、アーマチャをその保持位置から押し離してしまうほどに高くする必要がないようにする。確実な機能を保証するために、高い供給圧力の連続接続が、常に、減少された少ない漏れで可能であるようにする。さらに、圧力調整弁が、頑丈性、振動安定性および減少された部品数によって特色づけられるようにする。

この本発明の課題は、請求項１に記載の特徴を有する圧力調整弁によって解決される。
圧力調整弁は、圧力調整が実際に必要な範囲でしか行われないように設計され、即ち、圧力調整弁は、調整すべき圧力の範囲でしか、調整弁の機能を有していない。この実際に必要な調整範囲の上側において、フィードバックされた調整圧力が、弁によって、最大調整圧力に制限されるか、あるいは完全にしゃ断される。圧力調整弁は、いまやスナップ弁として作動する。圧力調整弁は、かかっている供給圧力および作動圧力と無関係に開かれたままにされる。圧力調整弁の復帰は、ばね力と、フィードバックされた調整圧力から生ずる圧力とによって行われる。調整弁および切換弁の特性を組み合わせることによって、一方では、調整範囲が細かく分解され、それにより、良好な調整性が生じ、他方では、高い供給圧力が問題なしに連続接続される。流れが調整範囲を超えてさらに高められると、調整圧力は、例えば圧力制限弁を介して、あるいは減圧弁を介して、自動的に最大調整圧力に調整され、そこで保持される。この場合、過剰な磁力が生じ、そのために、弁スプールにおける供給圧制御エッジが開かれる。その弁スプールは終端位置を達する。供給圧力は作動配管全体にかかる。従って、供給圧力は、これが弁スプールの位置に影響を及ぼすことなしに、自由に変化させられる。弁スプールが制御エッジに接していないので、この方式によって、漏れが著しく減少される。

本発明の有利で目的に適った実施態様は、従属請求項に記載されている。しかし、本発明は、各請求項の特徴の組合せに限定されず、むしろ、当該技術者において、各請求項および個々の特徴事項は、目的に応じて、意にかなって種々に組み合わせることができる。

以下図に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
図には、本発明に基づく圧力調整弁の等価液圧回路図が示されている。この本発明に基づく圧力調整弁は、作動配管１を有している。この作動配管１を介して、圧力媒体がポンプ２から負荷３に搬送される。方向切換弁４は、ばね５の力に抗して切り換えられる。ポンプ２は、方向切換弁４が切り換えられたとき、圧力媒体を負荷３に搬送する。その調整圧力は、減圧弁６を介して方向切換弁４にフィードバックされる。調整圧力が許容最大調整圧力より低いとき、方向切換弁４はその位置を保つ。しかし、許容最大調整圧力値が超過されると、減圧弁６がばね７の力に抗して切り換えられ、方向切換弁４がばね５によって切り換えられる。

本発明に基づく圧力調整弁の等価液圧回路図。

符号の説明

１ 作動配管
２ ポンプ
３ 負荷
４ 方向切換弁
５ ばね
６ 減圧弁
７ ばね

Claims (5)

1. 弁ハウジングと、スロットを開閉するための制御エッジを備えた制御素子とから成り、比例ソレノイドによって制御され、調整機能および保持機能を発生する圧力調整弁において、保持機能および調整機能の発生が、弁の調整圧力のフィードバックによって達成される、ことを特徴とする圧力調整弁。
2. 圧力調整弁の保持機能から調整機能への復帰が、ばね（５）の力と、フィードバックされた調整圧力により生ずる圧力とによって行われる、ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁。
3. フィードバックされる調整圧力が、弁によって、最大調整圧力に制限され、そこで保持される、ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁。
4. 弁が減圧弁（６）である、ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁。
5. 弁が圧力制限弁（６）である、ことを特徴とする請求項１記載の圧力調整弁。

Images