JP2008298159A - 流量制御構造および弁体 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧回路の油路を複雑にすることなく、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができるようにする。
【解決手段】第１油路１０と第２油路２０との間を仕切るセパレートプレート３０に形成した連通穴３０ａに挿通した弁体１により、連通穴３０ａを通過する油の流量を制御する流量制御構造であって、一端側に底部３が設けられた本体部２と、本体部２の一端側の外周面で延出形成された鍔部４と、本体部２の他端側の外周面で延出形成された係止部７と、底部３に形成され本体部２の内部と外部とを連通するオリフィス孔３ａと、本体部２の他端側に形成されて弁体１の内側と外側とを連通させるスリット６とを備える弁体１を採用し、オリフィス孔３ａの径とスリットの６の面積を変更することで、連通穴３０ａを通過する油の量を調整できるようにして、油の供給対象の種類に応じて通過させる油の量を変更できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧を供給する油路に設けられて通過する油の流量を制御する流量制御構造、および流量制御構造に用いられる弁体に関するものである。

流量制御構造は、油路を流れる油の量を調節するものであり、例えば自動変速機の摩擦・締結要素に油圧を供給する油圧回路の流量制御構造は、作動圧の調節や油圧回路の切り替えなどに用いられる。
このような流量制御構造として、特許文献１に開示されたものがある。
実開昭６３−２７７５２号公報

特許文献１に開示された流量制御構造は、図３に示すように、第１油路１００と第２油路１０１とを区画するセパレートプレート１０２に設けられたオリフィス１０３と、弁穴１０４を開閉するワンウェイボール１０５とから構成され、油路を通過する油の流通方向に応じて、ワンウェイボール１０５が弁穴１０４を開閉することで、通過する油の量を調節する。

図３の（ａ）に示すように、油の流通方向が第２油路１０１から第１油路１００に向かう方向の場合、ワンウェイボール１０５は、油により押圧されてボール溝１０６に沿って図中上方向に移動して、弁穴１０４を解放するので、オリフィス１０３と弁穴１０４の両方を通って油が第１油路１００内に進入する。
一方、図３の（ｂ）に示すように、油の流通方向が第１油路１００から第２油路１０１に向かう方向の場合、ワンウェイボール１０５は、油により押圧されて図中下方向に移動して、弁穴１０４を閉鎖するので、オリフィス１０３のみを通って油が第２油路１０１内に進入する。
これにより、例えば、締結要素を締結するときには、オリフィスのみを油が通るようにして締結要素が急激に締結されないようにすると共に、締結要素を解放するときには、オリフィスと弁穴の両方を油が通るようにして、迅速に締結要素が解放されるようにすることができる。

ここで、流量制御弁が通過させるべき油の量は、締結・解放対象の締結要素毎に異なる。
しかし、ワンウェイボールのサイズは統一されて同じ大きさを有しており、必然的に弁穴のサイズも常に同じになるので、弁穴を通過できる油の量は常に同じとなる。
そのため、所望の油量を供給できるようにするために、複数の油路を必要とする場合もあり、この場合、油圧回路の油路が複雑となり、また油圧回路の設計の自由度が狭まるという問題がある。
ここで、オリフィス穴の径の大きさを変更することで、ある程度の油量の調整は可能となるが、この場合は、油圧回路に径の異なるオリフィス穴が複数存在することになり、オリフィス穴の径の管理が煩雑になる。

また、自動変速機の摩擦・締結要素に油圧を供給する油圧回路の場合、溝が形成された上部ボディと下部ボディとを、穴が形成されたセパレートプレートを間に挟んで接合することで油路を形成する。この油圧回路ではセパレートプレートに形成された穴がオリフィス穴に相当するため、油圧回路のオリフィス穴の径を変更する場合、セパレートプレート自体を取り替える必要がある。そのため、オリフィス穴の径の大きさを変更することで油量を調整しようとした場合、油圧の供給対象毎にセパレートプレートを用意する必要があり、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することは困難であった。

よって、本発明は、油路を流れる油の流通方向に応じて通過させる油の量を調整する流量制御構造であって、油圧回路の油路を複雑にすることなく、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができる流量制御構造を提供することを目的とする。

本発明は、第１流路と第２流路との間を仕切る仕切板に、第１流路と第２流路とを連通する連通穴を形成し、当該連通穴に挿通した弁体により、連通穴を通過する流体の流量を制御する流量制御構造であって、弁体の軸方向への移動を自在にしつつ連通穴に挿通されると共に、一端側に底部が設けられた筒状部と、筒状部の一端側の外周面で延出形成され第１流路内に位置する鍔部と、筒状部の他端側の外周面で延出形成され第２流路内に位置する係止部と、底部に形成され筒状部の内部と外部とを連通する連通孔と、筒状部の外周部に形成され筒状部の内側と外側とを連通するスリットとを備える構成の弁体を採用した流量制御構造とした。

本発明によれば、第１流路から第２流路に向けて流体が流れる場合、鍔部が仕切り板の第１流路側の面に当接するまで筒状部は第２油路側に移動する。この場合、鍔部は筒状体の外周面で延出形成されており、鍔部が仕切り板の第１流路側の面に当接すると、鍔部により筒状部と連通穴との間の隙間が閉鎖されるので、第１流路と第２流路とは筒状部の底部に形成された連通孔を介してのみ連通し、連通孔の径に応じて決まる流量の流体が第１流路から第２流路に向けて通過する。
一方、第２流路から第１流路に向けて流体が流れる場合、係止部が仕切り板の第２流路側の面に当接するまで筒状部は第１油路側に移動する。この場合、第１流路と第２流路とは、筒状体の底部に形成された連通孔と周壁に形成されたスリットとを介して連通し、連通孔の径とスリットの面積に応じて決まる流量の流体が、第２流路から第１流路に向けて通過する。

よって、かかる構成の流量制御構造は、流体の流通方向に応じて異なる量の流体を通過させることができる。また、通過させる流体の量は連通孔の径とスリットの面積とにより決まるので、連通孔の径とスリットの面積を調整するだけで、所望の量の流体を通過させることができる。よって、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができるので、油圧回路の油路を複雑にすることがない。

以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施例に係る流量制御構造において採用される弁体を説明する説明図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）において仮想線で示す面Ａで弁体を切断した面断面図である。図２には、本実施例にかかる流量制御構造を説明する説明図である。

図１および図２に示すように、実施例にかかる流量制御構造は、第１油路１０と第２油路２０とを仕切るセパレートプレート３０に形成した連通穴３０ａに弁体１を挿通し、油の流通方向に応じて弁体１が当該弁体１の軸方向に移動することで、第１油路１０と第２油路２０とを連通する連通穴３０ａを通過する油の量を調整する。
弁体１の本体部２は、一端側が底部３により閉じられた筒状体であり、セパレートプレート３０（図２参照）の連通穴３０ａに挿通した際に、弁体１の軸方向に移動自在になるように、連通穴３０ａと整合する断面形状を有している。ここでは、連通穴３０ａが円形形状を有しているので、本体部２は円筒形状を有している。

底部３には、円筒形状の本体部２の内部と外部とを連通するオリフィス孔３ａが形成されている。オリフィス孔３ａの径は、弁体１が、第１油路と第２油路とがオリフィス孔３ａを介してのみ連通する位置に移動した際に、第１油路１０から第２油路２０に通過させる油の流量に応じて、本体部２の内径を超えない範囲で、適宜決定される。

本体部２の一端２ａには所定数の切欠き２ｂが設けられている。この切欠き２ｂは、弁体１が第１油路１０側へ移動して本体部２が第１油路１０の側壁に当接した際に、第２油路２０側から進入してオリフィス孔３ａを通過した油を、第１油路１０内へ通過させるために設けられている。

本体部２の一端側の外周面であって、本体部２の周壁２ｃを挟んで底部３に対向する位置には、径方向における外側に延出する鍔部４が本体部２の外周面の全周に亘って設けられており、鍔部４の面４ａには、本体部２に外嵌されたゴムなどの弾性材料からなるＯ−リング５が位置している。

鍔部４とＯ−リング５とは、第１油路１０側から第２油路２０側に向かう油の流れにより、弁体１が第１油路１０側から第２油路２０側に移動した際に、セパレートプレート３０の第１油路１０側の面３０ｂに当接して、弁体１の第２油路２０側へのさらなる移動を規制する。
この際、Ｏ−リング５は、セパレートプレート３０に押圧されて、弁体１と連通穴３０ａとの隙間への油の流入を防ぐので、第１油路１０内の油が、隙間を介して第２油路２０側へ移動することを防止する。

本体部２の他端側には、円筒形状の本体部２の径方向における内側と外側とを連通するスリット６が、本体部２の他端側から本体部２の長手方向における略中央部に及んで形成されており、このスリット６は、本体部２の周方向に沿って、所定間隔で複数設けられている。
これにより、本体部２の他端側の周壁２ｃの径方向における内側への弾性変形が可能となるので、本体部２の他端側を径方向における内側に撓ませるだけで、弁体１の連通穴３０ａへの着脱を容易に行うことができる。

なお、弾性変形をより確実にするために、少なくとも本体部２は、樹脂などの弾性材料から構成される。
ここで、スリットの数と面積は、弁体１が、第１油路と第２油路とがオリフィス孔３ａとスリット６とを介して連通する位置に移動した際に、第２油路２０から第１油路１０に向けて通過させる油の流量に応じて適宜決定される。

本体部２の他端２ｄの外周面には、径方向における外側に延出する係止部７が設けられている。
係止部７は、第２油路２０側から第１油路１０側に向かう油の流れにより、弁体１が第２油路２０側から第１油路１０側に移動した際に、セパレートプレート３０の第２油路２０側の面３０ｃに当接して、弁体１の第１油路１０側へのさらなる移動を規制する。
係止部７にはテーパ部７ａが設けられており、テーパ部７ａは、本体部２の径方向における外側に向かうに従って厚みが薄くなるように形成されている。
これにより、テーパ部７ａが、弁体１の他端側を連通穴３０ａに挿入する際のガイドとして機能するので、弁体１の連通穴３０ａへの取り付けが容易になる。

かかる構成の弁体１によると、第１油路１０から第２油路２０に向けて油が流れる場合、鍔部４に設けたＯ−リング５がセパレートプレート３０の第１油路側の面３０ｂに当接するまで、弁体１は連通穴３０ａに沿って第１油路１０側から第２油路２０側に移動して、第１油路１０と第２油路２０とを底部３のオリフィス孔３ａを介してのみ連通させる。
一方、第２油路２０から第１油路に向けて油が流れる場合、係止部７がセパレートプレート３０の第２油路側の面３０ｃに当接するまで、弁体１は連通穴３０ａに沿って第２油路２０側から第１油路１０側に移動して、第１油路１０と第２油路２０とを底部３のオリフィス孔３ａと周壁２ｃのスリット６とを介して連通させる。

以上の通り、本実施形態では、第１油路１０と第２油路２０との間を仕切るセパレートプレート３０に、第１油路１０と第２油路２０とを連通する連通穴３０ａを形成し、連通穴３０ａに挿通した弁体１により、連通穴３０ａを通過する油の流量を制御する流量制御構造であって、弁体１の軸方向への移動を自在にしつつ連通穴３０ａに挿通されると共に一端側に底部３が設けられた本体部２と、本体部２の一端側の外周面で径方向に延出形成され第１油路１０内に位置する鍔部４と、本体部２の他端側の外周面で延出形成され第２油路２０内に位置する係止部７と、底部３に形成され本体部２の内部と外部とを連通するオリフィス孔３ａと、本体部２の他端側に形成されて本体部２の内側と外側とを連通させるスリット６とを備える構成の弁体１を採用し、セパレートプレート３０が鍔部４と係止部７との間に位置するように、弁体１を連通穴３０ａに挿通し配置する構成とした。

かかる構成の制御弁によると、第１油路１０から第２油路２０に向けて油が流れる場合、鍔部４がセパレートプレート３０の第１油路側の面３０ｂに当接するまで、弁体１は連通穴３０ａに沿って、第１油路１０側から第２油路２０側に移動する。
弁体１の第２油路２０側への移動が完了すると、第１油路１０と第２油路２０とは、弁体１の底部３のオリフィス孔３ａを介してのみ連通しているので、オリフィス孔３ａの径に応じて決まる流量のオイルが、第１油路１０側から第２油路２０側へと供給される。

一方、第２油路２０から第１油路１０に向けて油が流れる場合、係止部７がセパレートプレート３０の第２油路側の面３０ｃに当接するまで、弁体１は連通穴３０ａに沿って、第２油路２０側から第１油路１０側に移動する。
弁体１の第１油路１０側への移動が完了すると、第１油路１０と第２油路２０とは、弁体１の底部３のオリフィス孔３ａと、周壁２ｃのスリット６とを介して連通しているので、オリフィス孔３ａの径とスリット６の面積とに応じて決まる流量のオイルが、第２油路２０側から第１油路１０側へと供給される。

よって、油の流通方向に応じて異なる量の油を通過させることのできる流量制御構造となる。
また、通過させる油の量はオリフィス孔３ａの径とスリット６の面積とにより決まるので、オリフィス孔３ａの径とスリット６の面積を調整するだけで、通過させる油の量を所望の流量にすることができ、通過させる油の量を、油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができる。
よって、従来のオリフィスとワンウェイボールを採用する流量制御構造の場合のように、油の流量を調整するために油圧回路を複雑にする必要がないので、油圧回路の設計の自由度が向上する。

さらに、弁体１において、スリット６が、本体部２の他端側から本体部２の長手方向に沿って形成されており、当該スリット６は本体部２の周方向に沿って所定間隔で複数形成されている構成としたので、本体部２の周壁２ｃの他端側の部分は、本体部２の径方向における内側に弾性的に変形可能となる。
よって、本体部２の周壁２ｃの他端側を径方向における内側に変形させることで、弁体１を連通穴３０ａに簡単に着脱することができる。
この場合、弁体１の少なくとも本体部２を樹脂などの弾性材料で形成することで、弁体１の連通穴３０ａへの着脱をいっそう簡単に行うことができる。

従って、オリフィス孔３ａの径やスリット６の開口面積の異なる弁体１を複数用意しておき、連通穴３０ａを通過させたい油の量に応じて適切な制御弁を選択して、連通穴３０ａに取り付けるだけで、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができ、油圧回路を形成した後でも、回路を流れる油の量を適宜調整することができる。
これにより、流量の調整に際して、セパレートプレートに形成する連通穴の径の大きさを変更する必要も生じないので、従来の流量制御構造の場合のように油圧の供給対象毎にセパレートプレートを用意する必要がない。よって、通過させる油の量を油の供給対象の種類に応じて簡単に変更することができる。

また、従来のワンウェイボールを採用する流量制御弁の場合、ワンウェイボールによる弁穴の閉塞を確実にするために、セパレートプレートの弁穴に複雑な形状のボール座を設けるが、かかるボール座を精度良く形成する必要があるために鋳造性が悪化するという問題があったが、本発明に係る制御弁を採用すると、弁体１のサイズは、通過させる油の量に拘わらず同じであり、セパレートプレートには、弁体１を挿通できる同一サイズの穴を形成するだけで良く、複雑な形状のボール座を設ける必要がないので、鋳造性が悪化するという問題を生じることがない。

さらに、鍔部４の本体部２の他端側の面４ａには、本体部２に外嵌するＯ−リング５が位置する構成としたので、第１油路１０から第２油路２０に向けて油が流れる場合、鍔部４に設けたＯ−リング５がセパレートプレート３０の第１油路１０側の面３０ｂに当接して、本体部２と連通穴３０ａとの間の隙間を介して、油が第２油路２０側に通過しないようにする。よって、第１流路と第２流路とを本体部２の底部３に形成されたオリフィス孔３ａを介してのみ油が移動することになるので、連通孔の径に応じて決まる流量の油を、第１流路から第２流路に向けて確実に通過させることができる。

上記した実施例では、スリット６が、本体部２の他端から本体部２の長手方向における略中央部に及んで形成される場合を例に挙げて説明をしたが、スリットの及ぶ範囲は、この範囲に限定されるものではなく、スリットを通過させる油の量に応じて適宜変更可能である。よって、スリットが底部３の近傍に及んで形成された弁体としても良い。
また、本体部２の一端２ａに形成された切欠き２ｂの位置、数、範囲も上記した実施例のものに限定されることなく、オリフィス穴３ａを通過させる油の量に応じて適宜変更可能である。

実施例に係る流量制御構造の弁体を説明する説明図である。 実施例に係る流量制御構造を説明する説明図である。 ワンウェイボールを使用した従来の流量制御構造を説明する説明図である。

符号の説明

１ 弁体
２ 本体部（筒状部）
２ａ 一端
２ｂ 切欠き
２ｃ 周壁
２ｄ 他端
３ 底部
３ａ オリフィス孔（連通孔）
４ 鍔部
４ａ 面
５ Ｏ−リング
６ スリット
７ 係止部
７ａ テーパ部
１０ 第１油路（第１流路）
２０ 第２油路（第２流路）
３０ セパレートプレート（仕切板）
３０ａ 連通穴

Claims (5)

1. 第１流路と第２流路との間を仕切る仕切板に、前記第１流路と前記第２流路とを連通する連通穴を形成し、当該連通穴に挿通した弁体により、前記連通穴を通過する流体の流量を制御する流量制御構造であって、
   前記弁体は、
   弁体の軸方向への移動を自在にしつつ前記連通穴に挿通されると共に、一端側に底部が設けられた筒状部と、
   前記筒状部の一端側の外周面で径方向に延出形成され前記第１流路内に位置する鍔部と、
   前記筒状部の他端側の外周面で径方向に延出形成され前記第２流路内に位置する係止部と、
   前記底部に形成され前記筒状部の内部と外部とを連通する連通孔と、
   前記筒状部の外周部に形成され、前記筒状部の内側と外側とを連通するスリットとを
   備えることを特徴とする流量制御構造。
2. 前記スリットは、前記筒状部の他端側から前記筒状部の長手方向に沿って形成されていると共に、前記筒状部の周方向に沿って所定間隔で複数設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の流量制御構造。
3. 前記筒状部は、弾性部材により形成されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流量制御構造。
4. 前記鍔部の前記仕切板側の面には、弾性部材が設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れか一項に記載の流量制御構造。
5. 第１流路と第２流路との間を仕切る仕切板に設けられた連通穴に挿通されて、前記連通穴を通過する流体の流量を制御するための弁体であって、
   弁体の軸方向への移動を自在にしつつ前記連通穴に挿通されると共に、一端側に底部が設けられた筒状部と、
   前記筒状部の一端側の外周面で径方向に延出形成された鍔部と、
   前記筒状部の他端側の外周面で径方向に延出形成された係止部と、
   前記底部に形成され前記筒状部の内部と外部とを連通する連通孔と、
   前記筒状部の外周部に形成され、前記筒状部の内側と外側とを連通するスリットとを備える弁体。

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