JP2009204043A - オリフィス機能付きシフトバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ形状の変更のみでオリフィスを設定でき、ダスト等が詰まることによる不具合を解消できるオリフィス機能付きシフトバルブを提供する。
【解決手段】信号ポート２３に入力される信号圧に応じてスプール２１が第１の流入ポート２４と流出ポート２６とを連通させる第１の位置と、第２の流入ポート２５と流出ポート２６とを連通させる第２の位置とに切り替わるシフトバルブである。スプール２１に、第２の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する主ランド部２１ａに隣接して、第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する追加ランド部２１ｂを形成し、追加ランド部の外周面に、第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとを連通させる軸方向の連通溝２１ｃを形成し、当該連通溝の通路面積を第１の流入ポートの通路面積より小さくした。
【選択図】図１

Description

本発明は二位置に切り替わり、２つの流入ポートに供給される２つの油圧を選択的に出力するシフトバルブに関し、特に一方の流入ポートへ供給される油圧をオリフィスを介して出力するためのオリフィス機能付きシフトバルブに関するものである。

特許文献１には、シフトレバーをＮ→Ｄ又はＮ→Ｒへ切り替えるガレージシフトを実施した場合、前進クラッチ又は後進クラッチへの供給油圧をソレノイドバルブによって制御して、クラッチの急係合を防止するとともに、通常時には前進クラッチ又は後進クラッチへ一定した係合保持圧を供給することで、安定した係合状態を保つように油路を切り替えるガレージシフトバルブが開示されている。

図７は、特許文献１に示された油圧制御装置の回路図である。クラッチの締結に必要な所定の油圧に調圧された係合保持圧Ｐｈが制御用ソレノイドバルブ１とガレージシフトバルブ２とに供給されている。制御用ソレノイドバルブ１は、入力される電流値に応じて比例的に変化する油圧Ｐｓを出力することができるリニアソレノイドバルブである。ガレージシフトバルブ２には、バルブボデー２０の中に軸方向に移動自在なスプール２１と、このスプール２１を一端側に向かって押すスプリング２２とが配置されている。バルブボデー２０には、スプール２１を他端側に向けて押すように信号圧が入力される信号ポート２３と、係合保持圧Ｐｈが供給される第１流入ポート２４と、制御用ソレノイドバルブ１の制御圧Ｐｓが供給される第２流入ポート２５と、油圧を出力する流出ポート２６とが設けられている。流出ポート２６は、第１流入ポート２４と第２流入ポート２５との中間位置に設けられている。信号ポート２３には図示しないソレノイドバルブから信号圧Ｐｃが入力され、その信号圧Ｐｃに応じてスプール２１が第１流入ポート２４と流出ポート２６とを連通させる第１の位置（保持位置）と第２流入ポート２５と流出ポート２６とを連通させる第２の位置（制御位置）とに切り替わる。ガレージシフトバルブ２の流出ポート２６は、マニュアルバルブ３の入力ポート３ａと接続されている。マニュアルバルブ３は、Ｐ，Ｒ，Ｎ，Ｄ，Ｓ，Ｂの各位置に手動で操作されるスプール３ｂを備えており、出力ポート３ｃが前進クラッチ４に接続され、出力ポート３ｄが後進クラッチ５に接続されている。

Ｎ→ＤあるいはＮ→Ｒへの切り替え時には、信号ポート２３に信号圧Ｐｃが入力されるため、スプール２１がスプリング２２に抗して下方（制御位置）へ移動し、制御圧Ｐｓが第２流入ポート２５から流出ポート２６を介して出力され、マニュアルバルブ３を介して何れかのクラッチ４，５に供給される。制御圧Ｐｓはソレノイドバルブ１によって緩やかに立ち上がるように制御されるので、クラッチ４，５の係合が円滑に行われ、係合ショックを防止できる。やがてクラッチ４，５の係合がほぼ完了すると、信号ポート２３に入力される信号圧Ｐｃが低下するので、スプール２１がスプリング２２によって上方（保持位置）へ移動し、係合保持圧Ｐｈが第１流入ポート２４から流出ポート２６を介して出力され、マニュアルバルブ３を介して何れかのクラッチ４，５に供給される。そのため、クラッチ４，５には安定した係合保持圧Ｐｈが供給され、係合状態を保持できる。

上記のような構成よりなる油圧制御装置において、Ｎ→ＤあるいはＮ→Ｒへの切り替え時に、信号圧Ｐｃの立ち上がりが遅れると、ガレージシフトバルブ２が制御位置へ切り替わらずに、前進クラッチ４又は後進クラッチ５に一気に係合保持圧Ｐｈが供給され、係合ショックが発生するという問題が発生する。図８はガレージシフトバルブ２を経由した前進クラッチ４への供給油圧の時間変化を示す。正常であれば、実線で示すように時刻ｔ１でガレージシフトバルブ２が制御位置へ切り替わり、制御圧Ｐｓが所定の勾配をもって上昇した後、時刻ｔ２でほぼ係合完了状態となってガレージシフトバルブ２が保持位置へ切り替わり、係合保持圧Ｐｈがクラッチに供給されて完全係合状態となる。これに対し、ガレージシフトバルブ２の制御位置への切り替わりが遅れると、破線で示すように一次的に大きな係合保持圧Ｐｈが前進クラッチ４へ供給され、ショックが発生する。その後、遅れてガレージシフトバルブ２が制御位置へ切り替わる。

このような問題を解決するため、係合保持圧Ｐｈをガレージシフトバルブ２の第１流入ポート２４へ導く油路の途中にオリフィス６（図７参照）を設けることが可能である。この場合には、Ｎ→ＤあるいはＮ→Ｒ時にガレージシフトバルブ２が速やかに制御位置へ切り替わらなくても、係合保持圧Ｐｈがオリフィス６を通って前進クラッチ４又は後進クラッチ５に緩やかに供給されるので、係合ショックの発生を抑制できる。

しかしながら、油路の途中に流量を制限するオリフィス６を設定する方法では、バルブボデープレートを跨ぐような油路構成が必要であり、バルブボデー自体の変更が必要になるとともに、オリフィスの下流側にはシフトバルブしか設定できない等の油路構成上の制約がある。また、油中に含まれるダスト等がオリフィスに詰まると、クラッチへ油圧供給できなくなり、走行不能に陥る可能性がある。
特開２００６−３１６８３２号公報

そこで、本発明の目的は、バルブ形状の変更のみでオリフィスを設定でき、ダスト等が詰まることによる不具合を解消できるオリフィス機能付きシフトバルブを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、軸方向に移動自在なスプールと、当該スプールを一端側に向かって押すスプリングと、上記スプールを他端側に向けて押すように信号圧が入力される信号ポートと、第１の油圧が供給される第１の流入ポートと、第２の油圧が供給される第２の流入ポートと、油圧を出力する流出ポートとを備え、上記信号ポートに入力される信号圧に応じて上記スプールが第１の流入ポートと流出ポートとを連通させる第１の位置と、第２の流入ポートと流出ポートとを連通させる第２の位置とに切り替わるシフトバルブにおいて、上記スプールに、上記第２の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する主ランド部に隣接して、上記第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する追加ランド部を形成し、当該追加ランド部の外周面に、第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとを連通させる軸方向の連通溝を形成し、当該連通溝の通路面積を第１の流入ポートの通路面積より小さくしたことを特徴とするオリフィス機能付きシフトバルブを提供する。

本発明では、第１の流入ポートと流出ポートとの間を連通／遮断するためのスプールの主ランド部に隣接して、追加ランド部を形成し、この追加ランド部に軸方向の連通溝を形成してある。連通溝とバルブボデーとの間に形成される油路の面積は、第１の流入ポートの通路面積より小さいので、オリフィスとして機能させることができる。シフトバルブが第１の位置にあるとき、第１の流入ポートから供給される第１の油圧は、オリフィスを介して流出ポートへと排出される。そのため、流出ポートの下流側に接続されるクラッチ等の油圧装置への油圧の急激な立ち上がりを抑制できる。油中に含まれるダスト等が連通溝部分に詰まる可能性があるが、スプールは第１の位置と第２の位置との間で軸方向に移動するので、この移動に伴って詰まったダストが流出ポートに向かって排出される。そのため、ダスト等が詰まることによる不具合を解消できる。

追加ランド部の形状としては、第１の流入ポートと流出ポートとの間を連通／遮断する主ランド部を流出ポート方向に軸方向に延長してもよいし、主ランド部に対して周溝をあけて別に形成してもよい。いずれの場合も、バルブボデーを変更せずにスプールの加工だけでオリフィスを設定できる。しかも、加工が容易であり、かつ連通溝の幅、本数、深さを調節するだけで、所望のオリフィス開度に設定でき、ダスト詰まりも有効に防止できるという利点がある。

本発明によれば、第１の流入ポートと流出ポートとの間を連通／遮断するスプールの主ランド部に隣接して追加ランド部を形成し、この追加ランド部にオリフィスを構成する連通溝を形成したので、第２の位置への切り替わりが遅れても、オリフィスを介して油圧を緩やかに供給することができ、流出ポートに接続された油圧装置への急激な油圧の立ち上がりを抑制できる。また、スプールを形状変更するだけでオリフィスを設定できるので、バルブボデーを変更する必要がなく、油路構成の自由度が高い。さらに、連通溝部分にダスト等が詰まっても、スプールが軸方向に移動することで詰まったダストが流出ポートに向かって排出されるため、ダスト等が詰まることによる不具合を解消できる。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１〜図４は本発明にかかるシフトバルブの一実施形態を示す。このシフトバルブ２Ａは、図７と同様に無段変速機のガレージシフトバルブとして用いられる例であり、図７と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。

スプール２１には、第１流入ポート２４と流出ポート２６との間を連通／遮断する主ランド部２１ａが設けられ、この主ランド部２１ａには、通常時（図１参照）においても第１流入ポート２４と流出ポート２６との間を塞ぐことができる追加ランド部２１ｂが軸方向に延長して設けられている。この追加ランド部２１ｂの外周面には、通常時において第１流入ポート２４と出力ポート２６とを連通させる軸方向の連通溝２１ｃが形成されている（図３，図４参照）。この例では、図１の（ｂ）に示すように、連通溝２１ｃは追加ランド部２１ｂの対称位置に２個形成されている。連通溝２１ｃの通路面積は、第１流入ポート２４の通路面積より小さく設定されている。つまり、シフトバルブ２Ａのバルブボデー２０と連通溝２１ｃとの間でオリフィスが形成される。

信号ポート２３に信号圧Ｐｃが入力されないとき、スプール２１は通常位置（図１，図４）にあり、第１流入ポート２４は連通溝（オリフィス）２１ｃを介して流出ポート２６と接続され、第２流入ポート２４と流出ポート２６との間は別のランド部２１ｄによって閉じられている。そのため、第１流入ポート２４から供給される係合保持圧Ｐｈは、連通溝（オリフィス）２１ｃを介して流出ポート２６へと排出され、流出ポート２６の下流側に接続されたクラッチ４又は５への油圧の急激な立ち上がりを抑制でき、係合ショックを軽減できる。クラッチ４又は５が係合した後は、オリフィス２１ｃを介して係合保持圧Ｐｈが供給されるので、クラッチ４又は５は安定した締結力を保持できる。

Ｎ→Ｄ又はＮ→Ｒへの切替に伴い信号ポート２３に信号圧Ｐｃが入力されると、スプール２１が係合制御位置（図２）に切り替わり、第２流入ポート２５と流出ポート２６とが連通し、第１流入ポート２４と流出ポート２６との間は主ランド部２１ａによって閉じられる。そのため、制御圧Ｐｓが第２流入ポート２５、流出ポート２６、マニュアルバルブ３を介して何れかのクラッチ４，５に供給される。制御圧Ｐｓはソレノイドバルブ１によって緩やかに立ち上がるように制御されるので、クラッチ４又は５は円滑に係合制御される。係合制御位置において、追加ランド部２１ｂは流出ポート２６と対応する位置にあり、第２の流出ポート２５と流出ポート２６との間の油の流れを阻害しない。そのため、係合制御中、追加ランド部２１ｂや連通溝２１ｃは何ら油圧制御に影響を及ぼさない。

油中に含まれるダスト等が連通溝２１ｃ部分に詰まる可能性があるが、スプール２１は通常位置と係合制御位置との間で軸方向に移動するので、連通溝２１ｃに詰まったダストは、可動部である連通溝２１ｃと静止部であるバルブボデー２０との間で相対変位し、詰まったダストがスプール２１の移動に伴って流出ポート２６へと排出される。そのため、ダスト等が詰まることによるオリフィス性能の低下を防止できる。

（第２実施形態）
図５は、本発明にかかるシフトバルブの第２実施形態を示す。このシフトバルブ２Ｂでは、スプール２１の主ランド部２１ａに対し、周溝２１ｅを隔てて追加ランド部２１ｆを形成し、この追加ランド部２１ｆの外周面に適数個の連通溝２１ｇを形成したものである。追加ランド部２１ｆは、通常位置において第１流入ポート２４と流出ポート２６との間を遮断する機能を有し、第１流入ポート２４から供給される係合保持圧Ｐｈは、連通溝（オリフィス）２１ｇを介して流出ポート２６へと排出されるので、流出ポート２６の下流側に接続されるクラッチ等への油圧の急激な立ち上がりを抑制できる。

図６の（ａ）及び（ｂ）は比較例である。図６の（ａ）は、スプール２１の主ランド部２１ａに隣接してやや小径な段差部２１ｘを形成し、バルブボデー２０との間にオリフィスを構成したものであり、図６の（ｂ）は、スプール２１に斜め方向のキリ孔２１ｙを設けたものである。いずれの構造もスプール２１の形状変更だけでオリフィスとして機能させることは可能であるが、段差部２１ｘは全周に亘って開口しているため、オリフィス開度を設定するために段差部２１ｘと主ランド部２１ａとの高さの差を極めて小さくする必要があり、オリフィス開度の設定が難しく、ダスト詰まりも発生しやすい。一方、キリ孔２１ｙはオリフィス開度の設定は容易であるが、加工が難しく、コスト高になるとともに、キリ孔２１ｙはダスト等で詰まりやすい欠点がある。これに対し、本発明のようにスプール２１の主ランド部２１ａに隣接した追加ランド部２１ｂ，２１ｆの外周面に連通溝２１ｃ，２１ｇを形成する方法では、加工が容易であり、かつ溝の幅、溝の本数、溝の深さを調節するだけで、所望のオリフィス開度に設定でき、ダスト詰まりも有効に防止できるという利点がある。

上記実施例では、本発明にかかるシフトバルブをＮ→Ｄ、Ｎ→Ｒへの切替時に前後進切替用クラッチへの油圧の立ち上がりを制御するガレージシフトバルブに適用した例を示したが、これに限るものではない。
また、信号ポートに信号圧が入力されない状態を第１の位置（通常時，保持位置）、信号ポートに信号圧が入力された状態を第２の位置（係合制御時，制御位置）としたが、これとは逆に、信号ポートに信号圧が入力されない状態を第２の位置とし、信号ポートに信号圧が入力された状態を第１の位置としてもよい。つまり、第１の位置においてオリフィス機能を発揮させる場合に代えて、第２の位置においてオリフィス機能を発揮させてもよい。

本発明にかかるシフトバルブの一例の通常時における断面図、およびＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すシフトバルブの係合制御時における断面図である。 図１に示すシフトバルブのスプールの正面図である。 図１に示すシフトバルブの通常時における拡大図である。 本発明にかかるシフトバルブの他の例の通常時における拡大図である。 本発明の比較例であるシフトバルブの通常時における拡大図である。 シフトバルブをガレージシフトバルブとして用いた油圧回路図である。 Ｎ→Ｄへの切替時におけるクラッチ供給油圧の時間変化図である。

符号の説明

２Ａ，２Ｂ シフトバルブ
２０ バルブボデー
２１ スプール
２１ａ 主ランド部
２１ｂ，２１ｆ 追加ランド部
２１ｃ，２１ｇ 連通溝
２１ｅ 周溝
２２ スプリング
２３ 信号ポート
２４ 第１流入ポート
２５ 第２流入ポート
２６ 流出ポート

Claims (1)

1. 軸方向に移動自在なスプールと、当該スプールを一端側に向かって押すスプリングと、上記スプールを他端側に向けて押すように信号圧が入力される信号ポートと、第１の油圧が供給される第１の流入ポートと、第２の油圧が供給される第２の流入ポートと、油圧を出力する流出ポートとを備え、上記信号ポートに入力される信号圧に応じて上記スプールが第１の流入ポートと流出ポートとを連通させる第１の位置と、第２の流入ポートと流出ポートとを連通させる第２の位置とに切り替わるシフトバルブにおいて、
   上記スプールに、上記第２の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する主ランド部に隣接して、上記第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとの間を遮断する追加ランド部を形成し、
   当該追加ランド部の外周面に、第１の位置において第１の流入ポートと流出ポートとを連通させる軸方向の連通溝を形成し、当該連通溝の通路面積を第１の流入ポートの通路面積より小さくしたことを特徴とするオリフィス機能付きシフトバルブ。

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