JP2013185645A - バルブ装置、及び油圧回路の故障検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の油路の開閉を同一のタイミングで行うことができるバルブ装置を提供する。
【解決手段】一又は複数の平板状の陰極板（１１）と一又は複数のメッシュ状の陽極板（１３）とを交互に積層し、各陰極板（１１）と各陽極板（１３）との間に高分子ゲル（１５）を挟み込んでなる収縮型の高分子ゲルアクチュエータ（１０）と、該高分子ゲルアクチュエータ（１０）で駆動される第１、第２バルブ機構（２０−１，２０−２）とを備え、高分子ゲルアクチュエータ（１０）の伸縮変形方向は、第１バルブ機構（２０−１）の駆動方向と同一の方向、かつ、第２バルブ機構（２０−２）の駆動方向に対して直交する方向であり、高分子ゲルアクチュエータ（１０）に印加する電圧の制御による伸縮変形で、第１流体通路（２１−１）の開閉と第２流体通路（２１−２）の開閉を同時に切り替えられるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機などの油圧機器の油圧制御に用いて好適なバルブ装置、及び該バルブ装置を備えた油圧回路の故障検出装置に関する。

従来、車両に搭載した自動変速機において変速制御用の作動油の流通路を切り替えるためのバルブ装置として、ソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置が用いられている。この種のバルブ装置は、例えば、特許文献１に示すように、油路を開閉するための弁体と、プランジャを介して弁体を駆動するためのソレノイドとを備えており、ソレノイドの電磁力をオンオフすることにより、弁体を駆動して油路の開閉を切り替える構造である。すなわち、この種のバルブ装置では、電源オフ時には、スプリングで付勢されたプランジャによって弁体が着座面に押し付けられていることで油路が閉鎖している。一方、電源をオンすると、ソレノイドの電磁力によりスプリングの付勢力に抗してプランジャが退避する。これにより、作動油の油圧で弁体が着座面から離間して油路が開通する。

特開２００３−７４７２９号公報

ところで、上記のようなソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置では、金属製のソレノイドや磁石などの様々な部材を内蔵していることで、構造が複雑で部品点数も多く、外形寸法や重量が大きいという問題があった。また、部品コストも嵩むという問題がある。特に、車両用の自動変速機においては、一台の自動変速機に上記構成のバルブ装置を複数個（通常４〜６個程度）使用するため、上記のような重量や部品コストの影響が尚更大きくなってしまう。さらに、上記構成のバルブ装置では、ソレノイドの駆動音のため、油路を開閉する際の作動音が大きくなってしまうという課題もある。

また、上記のようなバルブ装置を備えた油圧回路の油圧制御には、下記のような課題がある。すなわち、複数の油路それぞれに上記のバルブ装置を設置している場合、当該複数の油路の開閉を同時に切り替えるには、各油路に設けた各バルブ装置に対する電圧印加の切り換えを同時に行うことで、各バルブ装置を同じタイミングで駆動するようにしている。しかしながら、各バルブ装置が備えるアクチュエータ構造は、物理的な寸法や構成が完全に同一ではなく、各バルブ装置で僅かな相違がある。そのため、各バルブ装置に対する電圧印加を同時に切り換えても、各バルブ装置による油路の開閉のタイミングが完全に同一とはならず、若干の時間差が生じてしまうという問題がある。このことは、油圧回路による油圧制御の精度を向上させる妨げになるおそれがある。

また、上記のようなバルブ装置を備えた油圧回路では、作動油の流通不良などの故障が生じた場合には、その原因を迅速に特定して適切なフェールセーフ措置を講じることが必要である。しかしながら、上記のようなバルブ装置を備えた油圧回路の故障には、油圧回路（油路）内の作動油に含まれる金属磨耗粉（コンタミネーション）などに起因する作動油の流通不良と、バルブ装置のソレノイドコイルの動作不良や通電不良などの電気的な故障とがある。そのため、油圧回路に故障が生じた場合には、これらの故障の種別を切り分けて判断することが必要であるうえ、複数のバルブ装置で開閉を制御する複数の油路を備えている場合には、いずれのバルブ装置又は油路に故障が発生しているかを特定しなければならない。そのため、従来の油圧回路の故障判定のための制御装置は、故障の種別などの判定に時間を要する複雑な制御仕様となっていた。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のソレノイドを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができるバルブ装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、複数の油路の開閉を同一のタイミングで行うことができるようにすることで、油圧制御の精度を向上させることができるバルブ装置を提供することにある。
また、本発明のさらに他の目的は、複数の油路の開閉を行う複数のバルブ機構を含む油圧回路において、簡単な制御で故障の種別を迅速に判定することができる故障検出装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかるバルブ装置は、一又は複数の平板状の陰極板（１１）と一又は複数のメッシュ状の陽極板（１３）とを交互に積層し、各陰極板（１１）と各陽極板（１３）との間に高分子ゲル（１５）を挟み込んでなる収縮型の高分子ゲルアクチュエータ（１０）と、流体が流通する第１流体通路（２１−１）と、第１流体通路（２１−１）を開閉する第１弁体（３１−１）と、高分子ゲルアクチュエータ（１０）と第１弁体（３１−１）との間で高分子ゲルアクチュエータ（１０）の伸縮変形に伴う駆動力を伝達する第１作動部材（３３−１）とからなる第１バルブ機構（２０−１）と、流体が流通する第２流体通路（２１−２）と、第２流体通路（２１−２）を開閉する第２弁体（３１−２）と、高分子ゲルアクチュエータ（１０）と第２弁体（３１−２）との間で高分子ゲルアクチュエータ（１０）の伸縮変形に伴う駆動力を伝達する第２作動部材（３３−２）とからなる第２バルブ機構（２０−２）と、を備え、高分子ゲルアクチュエータ（１０）の伸縮変形に伴う陰極板（１１）及び陽極板（１３）の移動方向は、第１バルブ機構（２０−１）の第１作動部材（３３−１）及び第１弁体（３１−１）の駆動方向と同一の方向、かつ、第２バルブ機構（２０−２）の第２作動部材（３３−２）及び第２弁体（３１−２）の駆動方向に対して直交する方向であり、高分子ゲルアクチュエータ（１０）に印加する電圧の制御による伸縮変形で、第１作動部材（３３−１）を介した第１弁体（３１−１）の駆動と、第２作動部材（３３−２）を介した第２弁体（３１−２）の駆動とを同時に行うことで、第１流体通路（２１−１）の開閉と第２流体通路（２１−２）の開閉を同時に切り替えるように構成したことを特徴とする。なお、上記の高分子ゲルとしては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲルを用いることができる。

本発明かかるバルブ装置によれば、弁体を駆動するためのアクチュエータとして、陰極板と陽極板との間に挟まれた高分子ゲルを備えた高分子ゲルアクチュエータを備えている。これにより、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置の大幅な小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機には、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本発明にかかる上記構成のバルブ装置を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本発明にかかるバルブ装置では、高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形によって弁体を駆動するので、流体通路の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済むため、動作時の静粛性を確保できる。

また、本発明にかかるバルブ装置では、高分子ゲルアクチュエータに印加する電圧の制御による伸縮変形で、第１作動部材を介した第１弁体の駆動と、第２作動部材を介した第２弁体の駆動とを同時に行うことで、第１流体通路の開閉と第２流体通路の開閉を同時に切り替えるように構成している。これにより、第１流体通路と第２流体通路の開閉を完全に同一のタイミングで行うことが可能となるので、複数の油路の開閉を切り換える油圧回路における油圧制御の精度を向上させることができる。

また、上記のバルブ装置では、第１バルブ機構（２０−１）の第１作動部材（３３−１）は、高分子ゲルアクチュエータ（１０）の陰極板（１１）又は陽極板（１３）から積層方向に荷重を受けて同方向に移動するように構成されている一方、第２バルブ機構（２０−２）の第２作動部材（３３−２）と高分子ゲルアクチュエータ（１０）の陰極板（１１）又は陽極板（１３）との間には、陰極板（１１）又は陽極板（１３）の進退移動を第２作動部材（３３−２）の進退移動に変換して伝達する動力伝達部（４１）が設けられており、高分子ゲルアクチュエータ（１０）への電圧の印加によって陰極板（１１）と陽極板（１３）が接近する方へ移動すると、動力伝達部（４１）を介して第２作動部材（３３−２）が第２弁体（３１−２）側へ移動するように構成されており、第１バルブ機構（２０−１）は、高分子ゲルアクチュエータ（１０）への電圧の非印加時に、第１弁体（３１−１）が第１流体通路（２１−１）を閉じるノーマルクローズ型のバルブ機構であり、第２バルブ機構（２０−２）は、高分子ゲルアクチュエータ（１０）への電圧の非印加時に、第２弁体（３１−２）が第２流体通路（２１−２）を開くノーマルオープン型のバルブ機構であってよい。この構成によれば、単一の高分子ゲルアクチュエータで二つのバルブ機構を同時に駆動することができるバルブ装置を、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で実現できる。

また、上記のバルブ装置では、収縮型の高分子ゲルアクチュエータを用いて第２弁体に押圧力を付与するための構成として、高分子ゲルアクチュエータの陰極板及び陽極板の進退移動を第２作動部材の進退移動に変換して伝達する動力伝達部を設けている。そして、高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加によって陰極板と陽極板が接近する方へ移動すると、当該動力伝達部を介して第２作動部材が第２弁体側へ移動するように構成している。これにより、簡単かつ安価な構成であって、かつ動作時の静寂性に優れた構成でありながら、高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加時に第２弁体が第２流体通路を閉じるノーマルオープン型のバルブ機構を実現することが可能となる。また、陰極板及び陽極板の移動を第２作動部材の移動に変換して第２弁体を駆動するように構成したことで、流体の流れの力を利用すること無く、第２弁体に適切な荷重を付与して流体通路を閉じることができるので、流路開閉動作の制御性にも優れたバルブ装置を構成できる。

上記の動力伝達部の一態様として、陰極板（１１）又は陽極板（１３）に設けたそれらの進退移動方向に対して傾斜する第１の傾斜面（１１ａ，１１ａ）と、第２作動部材（３３−２）に設けたその進退移動方向に対して傾斜する第２の傾斜面（３６ａ，３６ａ）とを備え、第１の傾斜面（１１ａ，１１ａ）と第２の傾斜面（３６ａ，３６ａ）とが面接触で当接するように構成できる。この場合、高分子ゲルアクチュエータ（１０）への電圧の印加によって陰極板（１１）と陽極板（１３）が接近する方へ移動すると、第１の傾斜面（１１ａ，１１ａ）で第２の傾斜面（３６ａ，３６ａ）が押圧されることで、第２作動部材（３３−２）が第２弁体（３１−２）側へ移動する。

この構成によれば、動力伝達部のための新規の部品などを必要とせず、部品点数を少なく抑えた簡単な構成で、陰極板及び陽極板の移動を第２作動部材の移動に変換して第２弁体を駆動することが可能となる。また、傾斜面同士が接触するだけの簡単な構成なので、バルブ装置に動作不良などの不具合が生じるおそれが少なくなる。したがって、信頼性及び耐久性に優れたバルブ装置となる。

また、上記のバルブ装置では、第２作動部材（３３−２）を第２弁体（３１−２）から離間する方へ付勢する付勢部材（１６）を備えるとよい。このような付勢部材を備えることで、高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加を解除したとき、初期位置へ戻る陰極板及び陽極板に第２作動部材を追従させることができる。したがって、第２作動部材及び第２弁体を確実に元の位置に戻すことができる。

あるいは、上記の付勢部材（１６）に代えて、陰極板（１１）又は陽極板（１３）と第２作動部材（３３−２）との間には、第１の傾斜面（１１ａ，１１ａ）と第２の傾斜面（３６ａ，３６ａ）との接触状態を保ちながら第２作動部材（３３−２）を進退移動させるためのガイド機構（１７，１７）を設けてもよい。このガイド機構（１７，１７）は、陰極板（１１）又は陽極板（１３）側に設けた突起（１１ｂ，１１ｂ）と第２作動部材（３３−２）側に設けた他の突起（３６ｂ，３６ｂ）とを第１の傾斜面（１１ａ，１１ａ）と第２の傾斜面（３６ａ，３６ａ）の摺動方向にのみ相対移動可能に係合させた構成とすることが望ましい。

このようなガイド機構を設けることによっても、高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加を解除したとき、初期位置へ戻る陰極板及び陽極板に第２作動部材を追従させることができるので、第２作動部材を確実に元の位置に戻すことができる。また、ガイド機構によって、陰極板及び陽極板と第２作動部材とを互いに接触状態を保ったまま相対移動させることができるので、第２作動部材の進退移動を安定的に行わせることが可能となる。また、上記のガイド機構を設けることで付勢部材を省略することができるので、バルブ機構の部品点数を少なく抑えて構成の簡素化を図ることも可能となる。

また、本発明にかかる油圧回路の故障検出装置は、上記のバルブ装置（１）が備える第１バルブ機構（２０−１）で油路（１０２−１）の開閉を切り替える第１油圧回路（１２０−１）と、第２バルブ機構（２０−２）で油路（１０２−２）の開閉を切り替える第２油圧回路（１２０−２）とを備える油圧回路（１００）において、第１油圧回路（１２０−１）の作動油の圧力を検出する第１圧力検出手段（１２２−１）と、第２油圧回路（１２０−２）の作動油の圧力を検出する第２圧力検出手段（１２２−２）と、第１、第２圧力検出手段（１２２−１，１２２−２）で検出した圧力に基づいて、バルブ装置（１）の高分子ゲルアクチュエータ（１０）を含む駆動源の故障及び第１、第２油圧回路（１２０−１，１２０−２）の故障を検出する故障検出手段（１５０）と、を備えた油圧回路の故障検出装置であって、故障検出手段（１５０）は、第１圧力検出手段（１２２−１）で検出した圧力に基づく値（ＰｘＡ）と第２圧力検出手段（１２２−２）で検出した圧力に基づく値（ＰｘＢ）とのいずれか一方のみが正常とみなす範囲外になった場合、バルブ装置（１）の駆動源が正常であり、かつ、第１、第２油圧回路（１２０−１，１２０−２）のいずれかに故障が発生していると判断することを特徴とする。

本発明にかかる油圧回路の故障検出装置によれば、第１圧力検出手段で検出した圧力に基づく値と第２圧力検出手段で検出した圧力に基づく値とのいずれか一方のみが正常とみなす範囲外になった場合に、バルブ装置の駆動源が正常であり、かつ、第１、第２油圧回路のいずれかに故障が発生していると判断する。これにより、油圧回路に故障が発生した場合、その原因がバルブ装置の駆動源の故障であるか第１、第２油圧回路の故障であるかを判断することができ、かつ、第１、第２油圧回路のいずれに故障が発生しているかを判断できる。したがって、油圧回路の故障原因を迅速かつ的確に特定することができるので、適切なフェールセーフ措置を講じることが可能となる。
また、上記の故障検出装置によれば、第１、第２圧力検出手段で検出した圧力に基づく値を用いて油圧回路の故障原因を特定できるので、故障検出装置の制御仕様の簡素化を図ることができ、装置の低コスト化に寄与できる。

また、上記の故障検出装置では、制御手段（１５０）は、第１、第２圧力検出手段（１２２−１，１２２−２）で検出した圧力の検出値と予め設定した圧力の指令値との差分（ＰｘＡ，ＰｘＢ）が所定の範囲を超え、かつ、その継続時間（ＴｘＡ、ＴｘＢ）が所定時間（Ｔｘ０）以上になった場合、第１又は第２圧力検出手段（１２２−１，１２２−２）で検出した圧力に基づく値（ＰｘＡ，ＰｘＢ）が正常とみなす範囲外になったと判断するとよい。これによれば、バルブ装置の駆動源又は第１、第２油圧回路の故障判定をより正確に行うことが可能となるので、油圧回路の故障の誤判定を防止できる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかるバルブ装置によれば、従来のバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
また、複数の油路の開閉を同一のタイミングで行うことができるので、油圧制御の精度を向上させることができる。
また、本発明にかかる油圧回路の故障検出装置によれば、複数の油路の開閉を行う複数のバルブ機構を含む油圧回路において、簡単な制御で故障の種別を迅速に判定することができる。

本発明の第１実施形態にかかるバルブ装置を示す側断面図である。 ＰＶＣゲルアクチュエータ及びバルブ装置の動作を説明するための図で、（ａ）は、電圧非印加時に油路が開かれた状態を示す図、（ｂ）は、電圧印加時に油路が閉じられた状態を示す図である。 バルブ装置を用いた油圧回路の構成例を示す図である。 バルブ装置の故障検出の手順を示すフローチャートである。 バルブ装置の故障検出に用いる油圧のタイミングチャートを示すグラフである。 本発明の第２実施形態にかかるバルブ装置を示す図で、同図（ａ）は、電圧非印加時に油路が開かれた状態を示す図、（ｂ）は、電圧印加時に油路が閉じられた状態を示す図である。 ガイド機構の詳細構成を示す図で、図６（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す部分拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態にかかるバルブ装置１を示す側断面図である。同図に示すバルブ装置１は、車両に搭載される自動変速機において変速制御用の作動油の流通を制御するために用いて好適なバルブ装置である。このバルブ装置１は、第１バルブ機構２０−１と第２バルブ機構２０−２の二組のバルブ機構と、該二組のバルブ機構２０−１，２０−２のボール弁（弁体）３１−１，３１−２を駆動する単一の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ（高分子ゲルアクチュエータ）１０とを備えている。バルブ装置１は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の作動で二組のバルブ機構２０−１，２０−２を同時に駆動して、異なる二つの油路２１−１，２１−２の開閉を同時に行えるように構成したものである。

バルブ装置１は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容した略立方体状の本体部（バルブボディ）５１と、該本体部５１の一の側面から突出する該本体部５１よりも断面積が小さい略円柱状の第１軸部５２−１と、本体部５１の当該一の側面に隣接する他の一の側面から突出する該本体部５１よりも断面積が小さい略円柱状の第２軸部５２−２とを備えている。第１、第２軸部５２−１，５２−２は、略同形状で互いの軸方向が本体部５１から直交する方向に延びている。第１軸部５２−１には、第１油路２１−１の開閉を行うための第１バルブ機構２０−１が設けられており、第２軸部５２−２には、第２油路２１−２の開閉を行うための第２バルブ機構２０−２が設けられている。ここで、第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２は、後述する第１、第２プランジャ３３−１，３３−２の基部３４−１，３４−２を除いて、第１、第２軸部５２−１，５２−２内の大部分の構造が共通である。そのため、以下では、第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２の共通部分の構成については、両者を一括して説明する。

バルブ装置１の本体部５１は、外ケース５３と内ケース５５の二重構造になっており、内ケース５５の内部には、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための収容部５６が形成されている。なお、内ケース５５の上端部には、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に給電するための外部端子（図示せず）が接続される端子部５９が設けられている。

収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲル（高分子ゲル）を備えた高分子ゲルアクチュエータであり、複数の陰極板１１と複数の陽極板１３とを交互に積層し、各陰極板１１と各陽極板１３との間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成である。各陰極板１１同士は、配線部１１ｃで一体に連結されており、各陽極板１３同士も配線部１３ｃで一体に連結されている。また、配線部１１ｃは、陰極板１１と端子部５９とを導通しており、配線部１３ｃは、陽極板１３と端子部５９とを導通している。陰極板１１及び陽極板１３は、いずれも内ケース５５の内形に沿う略四角形状の外形を有している。陰極板１１は、平板状に形成されている一方で、陽極板１３は、詳細な図示は省略するが、その面の全体が縦横に交差する微細なメッシュ（網目）状に形成されている。これにより、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、電圧の印加時にＰＶＣゲル１５が陽極板１３のメッシュ状の隙間に入り込むことで、積層方向が収縮する構成である。なお、上記の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の基本的な構成及びその動作については、「山野美咲，小川尚希，橋本稔，高崎緑，平井利博：収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータの構造と駆動特性，日本ロボット学会誌 vol.27 No.7，pp.718〜724,2009」などに開示されている。

ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の陰極板１１及び陽極板１３の積層方向（伸縮変形方向）は、第１バルブ機構２０−１の軸方向（第１プランジャ３３−１の進退移動方向及びボール弁３１−１の駆動方向）と同方向であり、かつ、第２バルブ機構２０−２の軸方向（第２プランジャ３３−２の進退移動方向及びボール弁３１−２の駆動方向）に対して直交する方向となっている。なお、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０における陰極板１１及び陽極板１３の積層数は、第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２の油路２１−１，２１−２を開閉するために必要なボール弁３１−１，３１−２の変位量（移動量）などを考慮して決定するとよい。

第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２は、第１、第２軸部５２−１，５２−２内に設けた作動油が流通する油路（流体通路）２１−１，２１−２と、該油路２１−１，２１−２を開閉するためのボール弁（弁体）３１−１，３１−２と、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の駆動力をボール弁３１−１，３１−２に伝達する第１、第２プランジャ（作動部材）３３−１，３３−２とを備えている。

本体部５１及び第１、第２軸部５２−１，５２−２は、一体に形成された外ケース５３で構成されており、本体部５１における外ケース５３の内周側には、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための内ケース５５が嵌合している。一方、第１、第２軸部５２−１，５２−２の内部には、油路２１−１，２１−２が形成されている。油路２１−１，２１−２は、第１、第２軸部５２−１，５２−２の先端から本体部５１側に向かって軸方向に延びる流入ポート２２−１，２２−２と、流入ポート２２−１，２２−２の下流端から径方向の外側へ延びる流出ポート２３−１，２３−２とを備えている。流入ポート２２−１，２２−２の下流端には、球状のボール弁３１−１，３１−２が収容されており、ボール弁３１−１，３１−２を着座させるための弁座部２４−１，２４−２が設けられている。ボール弁３１−１，３１−２は、油路２１−１，２１−２内を移動することで弁座部２４−１，２４−２に対して当接・離間するようになっている。これにより、油路２１−１，２１−２の開閉が切り替えられる。

第１バルブ機構２０−１の第１プランジャ３３−１は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とボール弁３１−１との間に介在している。この第１プランジャ３３−１は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の収縮方向の一端に当接する平板状の基部３４−１と、該基部３４−１からボール弁３１−１側に向かって突出形成された棒状のニードル部３５−１とを備えており、ニードル部３５−１の先端がボール弁３１−１に当接してこれを押圧するようになっている。第１プランジャ３３−１の基部３４−１は、陰極板１１の外面に面接触した状態で固定されており、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形に伴い当該伸縮変形方向に沿って陰極板１１と一体的に進退移動するようになっている。なお、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、積層方向が予め若干圧縮された状態で収容部５６内に設置されており、第１プランジャ３３−１及びボール弁３１−１に対して所定のプリセット荷重を付加した状態で組み付けられている。

また、第１プランジャ３３−１のニードル部３５−１は、その先端がボール弁３１−１に当接してこれを押圧するようになっている。また、第１軸部５２−１内のニードル部３５−１が収容された箇所には、油路２１−１からの余剰の作動油を流入させるためのドレン室２６−１が設けられている。また、ドレン室２６−１から第１軸部５２−１の径方向の両外側に向かってドレンポート２７−１，２７−１が開口している。

一方、第２バルブ機構２０−２の第２プランジャ３３−２は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とボール弁３１−２との間に介在している。第２プランジャ３３−２は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０における収縮方向に対して直交する方向の一端に当接する基部３４−２と、該基部３４−２からボール弁３１−２側に向かって突出形成された棒状のニードル部３５−２とを備えている。基部３４−２は、プランジャ３３−２の根元部分から該プランジャ３３−２の軸方向に対して直交する方向へ広がる平板状であって、その両端辺それぞれには、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０側（上側）へ突出する一対の突出部３６，３６が設けられている。突出部３６，３６の内側には、ＰＶＣゲル１５の一部が充填されている。突出部３６，３６の先端（上端）は、プランジャ３３の進退移動方向（上下方向）に対して傾斜する傾斜面（第２の傾斜面）３６ａ，３６ａになっている。両側の傾斜面３６ａ，３６ａは、互いが対称であり、第２プランジャ３３−２の外径側から中心側に向かって次第に上昇する向きで傾斜している。本実施形態では、傾斜面３６ａ，３６ａは、第２プランジャ３３−２の進退移動方向と陰極板１１及び陽極板１３の進退移動方向との両方に対して４５度の角度で傾斜している。

一方、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える両外側の陰極板１１，１１の下側（第２プランジャ３３−２側）の端部には、陰極板１１，１１の進退移動方向（横方向）に対して傾斜する傾斜面（第１の傾斜面）１１ａ，１１ａが設けられている。傾斜面１１ａ，１１ａは、互いが第２プランジャ３３−２の外径側から中心側に向かって次第に上昇する向きで傾斜している。両側の傾斜面１１ａ，１１ａは互いに対称であり、陰極板１１及び陽極板１３の進退移動方向と第２プランジャ３３−２の進退移動方向との両方に対して４５度の角度で傾斜している。

また、第２プランジャ３３−２の基部３４−２の外面（下面）とそれに対向する外ケース５３の内面との間には、コイルスプリング（付勢手段）１６，１６が介在している。コイルスプリング１６，１６は、ニードル部３５−２の両側それぞれに設置されており、軸方向が上下方向を向いて配置されていることで、第２プランジャ３３−２をＰＶＣゲルアクチュエータ１０側（上側）に向けて付勢している。

そして、第２プランジャ３３−２がコイルスプリング１６の付勢力でＰＶＣゲルアクチュエータ１０側へ付勢されていることで、第２プランジャ３３−２の突出部３６，３６の傾斜面３６ａ，３６ａが陰極板１１，１１の傾斜面１１ａ、１１ａに面接触状態で当接している。したがって、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加によって両側の陰極板１１，１１が接近する方へ移動すると、陰極板１１，１１の傾斜面１１ａ，１１ａから第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａ，３６ａへ押圧力が作用することで、当該押圧力によって第２プランジャ３３−２がボール弁３１−２側（下側）へ移動するようになっている。

陰極板１１，１１の傾斜面１１ａ，１１ａと第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａ，３６ａとによって、陰極板１１，１１の進退移動を第２プランジャ３３−２の進退移動に変換して伝達する動力伝達部４１が構成されている。これにより、収縮型のＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加時に第２バルブ機構２０−２に対して押圧力を付与できるアクチュエータ機構が構成されている。

図２は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０及びバルブ装置１の動作を説明するための図で、（ａ）は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ）は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧印加時の状態を示す図である。

上記構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、図２（ａ）に示す状態から、陰極板１１と陽極板１３との間に所定の電圧を印加すると、各陰極板１１と各陽極板１３との間に挟み込まれたＰＶＣゲル１５が陽極板１３の方に移動する。その際、陽極板１３がメッシュ状になっていることで、ＰＶＣゲル１５が変形してメッシュ状の隙間に入り込む。これにより、図２（ｂ）に示すように、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が、電圧を印加していない状態と比較して小さく（薄く）なる。その一方で、電圧の印加を停止するとＰＶＣゲル１５が元の状態に復帰するので、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さが元の寸法に戻る。

以下、上記のＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形に伴うバルブ装置１の動作ついて説明する。ここでは、第１バルブ機構２０−１及び第２バルブ機構２０−２の動作をそれぞれ順に説明する。まず、第１バルブ機構２０−１では、図２（ａ）に示す収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の非印加時には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０から第１プランジャ３３−１及びボール弁３１−１にかかっているプリセット荷重によって、ボール弁３１−１が油路２１−１内の弁座部２４−１に着座している。これにより、油路２１−１が閉止された状態になっている。その一方で、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に電圧を印加すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が小さくなる。これにより、第１プランジャ３３−１が収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０側へ移動して（移動量ΔＬ１）、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０からボール弁３１−１に掛かっているプリセット荷重が解除される。そうすると、流入ポート２２−１内の作動油の油圧で弁座部２４−１からボール弁３１−１が離間して油路２１−１が開かれる。

一方、その状態で収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を停止すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が元の形状に復帰することで、図２（ａ）に示すように、プリセット荷重によってボール弁３１−１が弁座部２４−１に着座して油路２１−１が閉止される。

一方、第２バルブ機構２０−２では、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に電圧を印加していない状態では、図２（ａ）に示すように、陰極板１１と陽極板１３が収容部５６内の両側に離間していることで、陰極板１１の傾斜面１１ａ，１１ａが第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａ，３６ａを押し下げておらず、第２プランジャ３３−２が上方に退避した位置にある。この状態では、流入ポート２２−２内の作動油の油圧でボール弁３１−２が弁座部２４−２から離間する方向に付勢されている。これにより油路２１−２が開かれている。

図２（ａ）に示す状態から、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の陰極板１１と陽極板１３との間に所定の電圧を印加すると、両側の陰極板１１，１１の間隔が狭まる。すると、陰極板１１，１１の傾斜面１１ａ，１１ａから第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａ，３６ａへ押圧力が作用することで、当該押圧力によって第２プランジャ３３−２がコイルスプリング１６の付勢力に抗してボール弁３１−２側（下側）へ移動する。このようにＰＶＣゲルアクチュエータ１０の陰極板１１，１１から第２プランジャ３３−２に掛かる荷重によって、第２プランジャ３３−２が下方に移動して（移動量ΔＬ２）、第２プランジャ３３−２で押されたボール弁３１−２が油路２１−２の弁座部２４−２に着座する。これにより、油路２１−２が閉止される。

その一方で、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を停止すると、陰極板１１，１１の間隔が元の位置まで広がる。これにより、陰極板１１，１１で押し下げられていた第２プランジャ３３−２がコイルスプリング１６の付勢力とボール弁３１−２にかかる流入ポート２２−２内の作動油の油圧とにより上昇し、ボール弁３１−２が弁座部２４−２から離間して油路２１−２が開かれる。

このように、本実施形態のバルブ装置１では、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が電圧の印加の有無に応じて変形することで、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１の開閉と第２バルブ機構２０−２の油路２１−２の開閉とが同時に行われる。そして、第１バルブ機構２０−１は、電圧の非印加時に油路２１−１が閉じられている一方で、電圧の印加時にボール弁３１−１が退避して油路２１−２が開かれるノーマルクローズ型のバルブ機構であり、第２バルブ機構２０−２は、電圧非印加時に油路２１−２が開かれており、電圧印加時に油路２１−２が閉じられるように構成したいわゆるノーマルオープン型のバルブ機構である。

したがって、バルブ装置１に電圧を印加していない状態では、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１が閉じられ、第２バルブ機構２０−２の油路２１−２が開かれた状態となる。その一方で、バルブ装置１に電圧を印加した状態では、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１が開かれ、第２バルブ機構２０−２の油路２１−２が閉じられた状態となる。

上記のように、本実施形態のバルブ装置１では、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に印加する電圧の制御による伸縮変形で、第１プランジャ３３−１を介したボール弁３１−１の駆動と、第２プランジャ３３−２を介したボール弁３１−２の駆動とを同時に行うことで、油路２１−１，２１−２の開閉を同時に切り替えるように構成している。これにより、油路２１−１，２１−２の開閉を完全に同一のタイミングで行うことが可能となるので、複数の油路の開閉を行う油圧回路における油圧制御の精度を向上させることができる。

また、上記のＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ソレノイドと比較して簡単な構成であり、小型かつ軽量である。したがって、本実施形態のバルブ装置１では、ボール弁３１を駆動するためのアクチュエータとして、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えたことで、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置１の大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機では、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本実施形態にかかる上記構成のバルブ装置１を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本実施形態のバルブ装置１では、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形によってボール弁３１を駆動するので、油路２１の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済む。したがって、動作時の静粛性に優れたバルブ装置１となる。

次に、上記のバルブ装置１を備えた油圧回路における作動油の流通制御について説明する。図３は、バルブ装置１を備えた油圧回路１００を示す図である。同図に示す油圧回路１００は、車両用の自動変速機が備える変速制御用の油圧回路の一部である。この油圧回路１００では、リニアソレノイドバルブ１０１の下流側の油路１０２は、分岐部１０２ａにおいて、第１クラッチ１１０−１に連通する第１油路１０２−１と第２クラッチ１１０−２に連通する第２油路１０２−２とに分岐している。第１油路１０２−１は、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１を通過しており、第２油路１０２−２は、第２バルブ機構２０−２の油路２１−２を通過している。これにより、第１バルブ機構２０−１による油路２１−１の開閉制御で、第１油路１０２−１による第１クラッチ１１０−１への作動油の供給が制御されると共に、第２バルブ機構２０−２による油路２１−２の開閉制御で、第２油路１０２−２による第２クラッチ１１０−２への作動油の供給が制御される。以下では、上記の第１油路１０２−１を含む第１クラッチ１１０−１に通じる回路を第１油圧回路１２０−１と称し、第２油路１０２−２を含む第２クラッチ１１０−２に通じる回路を第２油圧回路１２０−２と称す。

第１油圧回路１２０−１には、第１油路１０２−１を流通する作動油の温度を検出する第１油温センサ１２１−１と、該第１油路１０２−１を流通する作動油の圧力を検出する第１油圧センサ（第１圧力検出手段）１２２−１とが設けられている。一方、第２油圧回路１２０−２には、第２油路１０２−２を流通する作動油の温度を検出する第２油温センサ１２１−２と、該第２油路１０２−２を流通する作動油の圧力を検出する第２油圧センサ（第２圧力検出手段）１２２−２とが設けられている。

第１、第２油温センサ１２１−１，１２１−２で検出した作動油の温度、及び第１、第２油圧センサ１２２−１，１２２−２で検出した作動油の圧力は、コントローラ（故障検出手段）１５０へ出力される。コントローラ１５０は、第１、第２油温センサ１２１−１，１２１−２による温度の検出値と、第１、第２油圧センサ１２２−１，１２２−２による圧力の検出値との少なくともいずれかに基づいて、バルブ装置１のＰＶＣゲルアクチュエータ１０に印加する電圧を制御することができる。

上記構成の油圧回路１００では、リザーバタンク１３１からオイルストレーナ１３２を介してオイルポンプ（油圧ポンプ）１３３によって汲み上げられた作動油は、レギュレータバルブ１３４によりライン圧に調圧される。レギュレータバルブ１３４には、ライン圧の低下時の補償用にアキュムレータ１３５が接続されている。ライン圧の作動油は、リニアソレノイドバルブ１０１によって調圧された後、バルブ装置（シフトバルブ）１を介して変速機構の第１、第２クラッチ１１０−１，１１０−２に供給される。すなわち、リニアソレノイドバルブ１０１を出た作動油がバルブ装置１の第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２を経由して第１、第２クラッチ１１０−１，１１０−２に供給される。バルブ装置１が備える第１、第２バルブ機構２０−１，２０−２の駆動制御によって第１、第２油路１０２−１，１０２−２の開閉が切り替えられることで、第１、第２クラッチ１１０−１，１１０−２への作動油の供給が制御される。

すなわち、バルブ装置１に電圧を印加していない状態では、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１が閉じられ、第２バルブ機構２０−２の油路２１−２が開かれる。したがって、リニアソレノイドバルブ１０１からの作動油は、第２油圧回路１２０−２を通って第２クラッチ１１０−２のみに供給され、第２クラッチ１１０−２が作動（締結）する。その一方で、バルブ装置１に電圧を印加すると、第１バルブ機構２０−１の油路２１−１が開かれ、第２バルブ機構２０−２の油路２１−２が閉じられる。したがって、リニアソレノイドバルブ１０１からの作動油は、第１油圧回路１２０−１を通って第１クラッチ１１０−１のみに供給され、第１クラッチ１１０−１が作動（締結）する。このように、バルブ装置１に対する電圧印加の有無を切り替えることで、第１バルブ機構２０−１による油路２１−１の開閉動作と、第２バルブ機構２０−２による油路２１−２の開閉動作とを同時に行うことができるので、第１、第２クラッチ１１０−１，１１０−２の作動（締結）の切り替えをタイムラグ無く行うことができる。

次に、上記の油圧回路１００におけるバルブ装置１及び第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２の故障検出について説明する。図４は、バルブ装置１及び第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２の故障検出の手順を示すフローチャートである。また、図５は、バルブ装置１及び第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２の故障検出に用いる油圧のタイミングチャートを示すグラフである。図４のフローチャートに示すように、ここではまず、第１油圧センサ１２２−１による第１油圧回路１２０−１の油圧検出値（実値）と、第１油圧回路１２０−１に対する油圧指令値との差分（以下、この値を「油圧Ａ」と称す。）を監視する（ステップＳＴ１）。また、第２油圧センサ１２２−２による第２油圧回路１２０−２の油圧検出値（実値）と、第２油圧回路１２０−２に対する油圧指令値との差分（以下、この値を「油圧Ｂ」と称す。）を監視する（ステップＳＴ２）。そして、油圧Ａが異常であるか否かを判断する（ステップＳＴ３）。油圧Ａの異常判断は、図５（ａ）（ｉ）及び（ｂ）（ｉ）のグラフに示すように、油圧Ａの値ＰｘＡを遂次算出し、当該値ＰｘＡが上限閾値ＰｘＡ１と下限閾値ＰｘＡ２の範囲内（すなわち、ＰｘＡ１≧ＰｘＡ≧ＰｘＡ２）であるかを監視する。そして、図５（ｂ）（ｉ）のグラフに示すように、油圧Ａの値ＰｘＡが上限閾値ＰｘＡ１と下限閾値ＰｘＡ２の間を超えて範囲外になった場合、その継続時間ＴｘＡが所定時間Ｔｘ０を越えたら、油圧Ａの異常を確定する。

同様に、油圧Ｂが異常であるか否かを判断する（ステップＳＴ４）。油圧Ｂの異常判断は、図５（ａ）（ｉｉ），及び図５（ｂ）（ｉｉ）のグラフに示すように、油圧Ｂの値ＰｘＢを遂次算出し、当該値ＰｘＢが上限閾値ＰｘＢ１と下限閾値ＰｘＢ２の範囲内（すなわち、ＰｘＢ１≧ＰｘＢ≧ＰｘＢ２）であるかを監視する。そして、図５（ａ）（ｉｉ）のグラフに示すように、油圧Ｂの値ＰｘＢが上限閾値ＰｘＢ１と下限閾値ＰｘＢ２の間を超えて範囲外になった場合、その継続時間ＴｘＢが所定時間Ｔｘ０を越えたら、油圧Ｂの異常を確定する。

その結果、油圧Ａに異常があり（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、かつ、油圧Ｂに異常がある（ステップＳＴ５でＹＥＳ）場合には、バルブ装置１の動力源（ＰＶＣゲルアクチュエータ１０及びその駆動用の電源系統などを指す、以下同じ。）、第１油圧回路１２０−１、第２油圧回路１２０−２の少なくともいずれかに故障などの異常が発生していると判断する（ステップＳＴ６）。また、油圧Ａに異常があり（ステップＳＴ３でＹＥＳ）、かつ、油圧Ｂに異常が無い（ステップＳＴ５でＮＯ）場合には、バルブ装置１の動力源及び第２油圧回路１２０−２は正常であるが、第１油圧回路１２０−１に故障などの異常が発生していると判断する（ステップＳＴ７）。また、油圧Ａに異常が無く（ステップＳＴ３でＮＯ）、かつ、油圧Ｂに異常がある（ステップＳＴ４でＹＥＳ）場合には、バルブ装置１の動力源及び第１油圧回路１２０−１は正常であるが、第２油圧回路１２０−２に故障などの異常が発生していると判断する（ステップＳＴ８）。また、油圧Ａと油圧Ｂの両方に異常が無い（ステップＳＴ３、ステップＳＴ４のいずれもＮＯ）場合には、バルブ装置１の動力源に異常が無く、かつ、第１油圧回路１２０−１と第２油圧回路１２０−２にも異常が無く、それらすべてが正常であると判断する（ステップＳＴ９）。

ここで、第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２の油圧Ａ，Ｂに基づく故障判定の具体例について説明する。まず、油圧Ａと油圧Ｂの値がそれぞれ図５（ａ）（ｉ），（ｉｉ）のグラフに示すようになった場合（ケース１）を説明する。この場合、油圧Ａの値ＰｘＡは、上限閾値ＰｘＡ１と下限閾値ＰｘＡ２の間の範囲内である。その一方で、油圧Ｂの値ＰｘＢは、上限閾値ＰｘＢ１と下限閾値ＰｘＢ２の範囲外になり、かつ、その継続時間ＴｘＢが所定時間Ｔｘ０を越えている。このケース２では、ステップＳＴ８で第２油圧回路１２０−２に故障があると判断される。なお、油圧Ａに異常が無いと判断されるパターンとしては、図５（ａ）（ｉ）のグラフに示す場合のほか、図示は省略するが、油圧Ａの値ＰｘＡが上限閾値ＰｘＡ１と下限閾値ＰｘＡ２の間の範囲を一時的に超えても、その継続時間ＴｘＡが所定時間Ｔｘ０以内である場合が含まれる。

次に、油圧Ａの値と油圧Ｂの値がそれぞれ図５（ｂ）（ｉ），（ｉｉ）のグラフに示すようになった場合（ケース２）を説明する。この場合、油圧Ａの値ＰｘＡが上限閾値ＰｘＡ１と下限閾値ＰｘＡ２の範囲外になり、かつ、その継続時間ＴｘＡが所定時間Ｔｘ０を越えている。その一方で、油圧Ｂの値ＰｘＢは、上限閾値ＰｘＢ１と下限閾値ＰｘＢ２の間の範囲を一時的に超えているが、その継続時間ＴｘＢが所定時間Ｔｘ０以内である。このケース２では、ステップＳＴ７で第１油圧回路１２０−１に故障があると判断される。なお、油圧Ｂに異常が無いと判断されるパターンとしては、図５（ｂ）（ｉｉ）のグラフに示す場合のほか、図示は省略するが、油圧Ｂの値ＰｘＢが上限閾値ＰｘＢ１と下限閾値Ｐｘｂ２の間の範囲を越えない場合が含まれる。

上記のように、バルブ装置１の動力源と第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２とのいずれかに故障が発生しているかの判定を行う場合、第１油圧回路１２０−１の油圧値Ａが正常（指令値通り）で、第２油圧回路１２０−２の油圧値Ｂが異常（指令値通りでない）の場合、正常である第１油圧回路１２０−１の油圧値Ａによってバルブ装置１の動力源が正常であると判定することができる。そのうえで、油圧値Ａ，Ｂに基づいて、第１油圧回路１２０−１は正常であり、第２油圧回路１２０−２に故障が発生していることを迅速に判定できる。

このように、本実施形態の油圧回路１００の故障検出装置によれば、第１油圧センサ１２２−１で検出した圧力に基づく値（ＰｘＡ）と第２油圧センサ１２２−２で検出した圧力に基づく値（ＰｘＢ）とのいずれか一方のみが正常とみなす範囲外になった場合に、バルブ装置１の駆動源が正常であり、かつ、第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２のいずれかに故障が発生していると判断する。これにより、油圧回路１００に故障が発生した場合、その原因がバルブ装置１の駆動源の故障であるか第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２の故障であるかを判断することができ、かつ、第１、第２油圧回路１２０−１，１２０−２のどちらに故障が発生しているかを判断できる。したがって、油圧回路１００の故障原因を迅速かつ的確に特定することができ、適切なフェールセーフ措置を講じることが可能となる。

また、本実施形態の故障検出装置によれば、第１、第２油圧センサ１２２−１，１２２−２で検出した圧力に基づく値を用いて油圧回路１００の故障原因を特定できるので、故障検出装置の制御仕様の簡素化を図ることができ、装置の低コスト化に寄与できる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明及び対応する図面においては、第１実施形態と同一又は相当する構成部分には同一の符号を付し、以下ではその部分の詳細な説明は省略する。また、以下で説明する事項以外の事項については、第１実施形態と同じである。この点は、他の実施形態においても同様である。

図６は、第２実施形態のバルブ装置１−２を示す図で、同図（ａ）は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０−２への電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ）は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧印加時の状態を示す図である。本実施形態のバルブ装置１−２は、第１実施形態のバルブ装置１と比較して、第２プランジャ３３−２を上方へ付勢するコイルスプリング１６を省略し、その代替として、陰極板１１と第２プランジャ３３−２との間にそれらの相対移動をガイドするガイド機構１７，１７を設けている。

図７は、ガイド機構１７，１７の詳細構成を示す図で、（ａ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ矢視断面を示す部分拡大断面図、（ｂ）は、図６（ｂ）のＢ部分の部分拡大図である。両方のガイド機構１７，１７は、互いが左右対称で同形状である。図６及び図７に示すように、陰極板１１とプランジャ３３との間に設けたガイド機構１７は、陰極板１１の傾斜面１１ａに沿って形成した突起１１ｂと、プランジャ３３の突出部３６の傾斜面３６ａに沿って形成した突起３６ｂとを互いに係合させた構成である。各突起１１ｂ，３６ｂは、陰極板１１とプランジャ３３との相対移動によって傾斜面１１ａ，３６ａ同士が摺接する方向に沿って延伸しており、それらの長手方向の両側面には、断面が略クサビ型の突出部が形成されている。ガイド機構１７は、突起１１ｂのクサビ型の突出部とそれに隣接する突起３６ｂのクサビ型の突出部とを互いに噛み合った状態で係合させていることで、陰極板１１とプランジャ３３とを互いに接触した状態で外れないように設置していると共に、傾斜面１１ａと傾斜面３６ａがそれらの摺接方向に相対移動することをガイドするように構成されている。

本実施形態のバルブ装置１−２では、第１実施形態のバルブ装置１と同様、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に電圧を印加することで、両側の陰極板１１，１１の間隔が狭まる。これにより、図６（ｂ）に示すように、陰極板１１，１１が第２プランジャ３３−２の基部３４−２を押し下げることで、ニードル部３５−２の先端がボール弁３１−２に当接してこれを押圧する。このとき、第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａは、ガイド機構１７によって陰極板１１の傾斜面１１ａに面接触した状態を保ちつつ相対移動（スライド移動）する。これにより、第２プランジャ３３−２は、その傾斜面３６ａ，３６ａが陰極板１１，１１の傾斜面１１ａ，１１ａに面接触した状態を保ちながら下側へ移動する。

その一方で、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を停止すると、陰極板１１，１１の間隔が元の位置まで広がる。このとき、ガイド機構１７によって陰極板１１の傾斜面１１ａと第２プランジャ３３−２の傾斜面３６ａとが面接触した状態を保ちながら摺動することで、陰極板１１，１１が離間するにつれて第２プランジャ３３−２が上方へ引き上げられてゆく。これにより、ボール弁３１−２が流入ポート２２内の作動油の油圧で上昇し、弁座部２４−２から離間して油路２１−２が開かれる。

本実施形態のバルブ装置１−２及びＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、上記のガイド機構１７，１７を設けたことで、コイルスプリング１６を設けていなくても、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を解除したときに、両外側の初期位置へ戻る陰極板１１，１１に追従させて第２バルブ機構２０−２の第２プランジャ３３−２を元の位置に戻すことができる。したがって、コイルスプリング１６を省略することで、バルブ装置１−２の部品点数を少なく抑えることができ、バルブ装置１−２の軽量化、低コスト化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の両外側共に陰極板１１を配置した場合を示したが、本発明にかかるバルブ装置１に用いる高分子ゲルアクチュエータは、積層方向の一端に陰極板を配置し、他方に陽極板を配置することも可能である。なおその場合は、本発明にかかる傾斜面によって構成された動力伝達部は、ＰＶＣゲルアクチュエータの両側の陰極板及び陽極板それぞれと第２作動部材（第２プランジャ）との間に設けるようにする。

また、上記実施形態に示す動力伝達部の構成は一例であり、本発明にかかる動力伝達部は、高分子ゲルアクチュエータの駆動力を第２バルブ機構の第２作動部材へ伝達可能な構成であれば、上記実施形態に示す傾斜面１１ａ，３６ａ同士の当接によるもの以外の構成であってもよい。

１，１−２ バルブ装置
１０ ＰＶＣゲルアクチュエータ（高分子ゲルアクチュエータ）
１１ 陰極板
１１ａ 傾斜面（第１の傾斜面）
１３ 陽極板
１５ ＰＶＣゲル（高分子ゲル）
１６ コイルスプリング（付勢部材）
１７ ガイド機構
２０−１，２０−２ 第１、第２バルブ機構
２１−１，２１−２ 第１、第２油路（第１、第２流体通路）
２４−１，２４−２ 弁座部
３１−１，３１−２ ボール弁（弁体）
３３−１，３３−２ 第１、第２プランジャ（第１、第２作動部材）
３４−１，３４−２ 基部
３５−１，３５−２ ニードル部
３６ 突出部
３６ａ 傾斜面（第２の傾斜面）
４１ 動力伝達部
５０ ケース
５１ 本体部
５６ 収容部
５８ 係止板
１００ 油圧回路
１０１ リニアソレノイドバルブ
１０２−１，１０２−２ 第１、第２油路
１１０−１，１１０−２ 第１、第２クラッチ
１２０−１，１２０−２ 第１、第２油圧回路
１２１−１，１２１−２ 第１、第２油温センサ
１２２−１，１２２−２ 第１、第２油圧センサ（第１、第２圧力検出手段）
１３１ リザーバタンク
１３２ オイルストレーナ
１３４ レギュレータバルブ
１５０ コントローラ（故障検出手段）

Claims (7)

1. 一又は複数の平板状の陰極板と一又は複数のメッシュ状の陽極板とを交互に積層し、各陰極板と各陽極板との間に高分子ゲルを挟み込んでなる収縮型の高分子ゲルアクチュエータと、
   流体が流通する第１流体通路と、前記第１流体通路を開閉する第１弁体と、前記高分子ゲルアクチュエータと前記第１弁体との間で前記高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形に伴う駆動力を伝達する第１作動部材とからなる第１バルブ機構と、
   流体が流通する第２流体通路と、前記第２流体通路を開閉する第２弁体と、前記高分子ゲルアクチュエータと前記第２弁体との間で前記ゲルアクチュエータの伸縮変形に伴う駆動力を伝達する第２作動部材とからなる第２バルブ機構と、を備え、
   前記高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形に伴う前記陰極板及び前記陽極板の移動方向は、前記第１バルブ機構の前記第１作動部材及び前記第１弁体の駆動方向と同一の方向、かつ、前記第２バルブ機構の前記第２作動部材及び前記第２弁体の駆動方向に対して直交する方向であり、
   前記高分子ゲルアクチュエータに印加する電圧の制御による伸縮変形で、前記第１作動部材を介した前記第１弁体の駆動と、前記第２作動部材を介した前記第２弁体の駆動とを同時に行うことで、前記第１流体通路の開閉と前記第２流体通路の開閉を同時に切り替えるように構成した
   ことを特徴とするバルブ装置。
2. 前記第１バルブ機構の前記第１作動部材は、前記高分子ゲルアクチュエータの前記陰極板又は前記陽極板から前記積層方向に荷重を受けて同方向に移動するように構成されている一方、
   前記第２バルブ機構の前記第２作動部材と前記高分子ゲルアクチュエータの前記陰極板又は前記陽極板との間には、前記陰極板又は前記陽極板の進退移動を前記第２作動部材の進退移動に変換して伝達する動力伝達部が設けられており、前記高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加によって前記陰極板と前記陽極板が接近する方へ移動すると、前記動力伝達部を介して前記第２作動部材が前記第２弁体側へ移動するように構成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記動力伝達部は、
   前記陰極板又は前記陽極板に設けたそれらの進退移動方向に対して傾斜する第１の傾斜面と、前記第２作動部材に設けたその進退移動方向に対して傾斜する第２の傾斜面とを備え、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とが面接触で当接しており、
   前記高分子ゲルアクチュエータへの電圧の印加によって前記陰極板と前記陽極板が接近する方へ移動すると、前記第１の傾斜面で前記第２の傾斜面が押圧されることで、前記第２作動部材が前記第２弁体側へ移動するように構成した
   ことを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置。
4. 前記第２作動部材を前記第２弁体から離間する方へ付勢する付勢部材を備える
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のバルブ装置。
5. 前記陰極板又は前記陽極板と前記第２作動部材との間には、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との接触状態を保ちながら前記第２作動部材を進退移動させるためのガイド機構が設けられており、
   前記ガイド機構は、前記陰極板又は前記陽極板側に設けた突起と前記第２作動部材側に設けた他の突起とを前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面の摺動方向にのみ相対移動可能に係合させた構成である
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のバルブ装置。
6. 前記バルブ装置の前記第１バルブ機構で油路の開閉を切り替える第１油圧回路と、前記第２バルブ機構で油路の開閉を切り替える第２油圧回路と、を備える油圧回路において、
   前記第１油圧回路の作動油の圧力を検出する第１圧力検出手段と、前記第２油圧回路の作動油の圧力を検出する第２圧力検出手段と、前記第１、第２圧力検出手段で検出した圧力に基づいて、前記バルブ装置の前記高分子ゲルアクチュエータを含む駆動源の故障、及び前記第１、第２油圧回路の故障を検出する故障検出手段と、を備えた油圧回路の故障検出装置であって、
   前記故障検出手段は、前記第１圧力検出手段で検出した圧力に基づく値と前記第２圧力検出手段で検出した圧力に基づく値とのいずれか一方のみが正常とみなす範囲外になった場合、前記バルブ装置の駆動源が正常であり、かつ、前記第１、第２油圧回路のいずれかに故障が発生していると判断する
   ことを特徴とする油圧回路の故障検出装置。
7. 前記制御手段は、前記第１、第２圧力検出手段で検出した圧力の検出値と予め設定した圧力の指令値との差分が所定の範囲を超え、かつ、その継続時間が所定時間以上になった場合、前記第１又は第２圧力検出手段で検出した圧力に基づく値が正常とみなす範囲外になったと判断する
   ことを特徴とする請求項６に記載の油圧制御装置の故障検出装置。

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