JP2014211207A - 油圧制御バルブおよび油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成を簡素化、小型化でき、また三箇所を選択的に連通させ、またそれらを互いに閉止可能な三方弁として機能する油圧制御バルブを提供する。【解決手段】供給側弁機構３は、高圧部８の油圧が印加される第１ポート９と、中圧部２０に連通された第２ポート１０と、これら第１ポートおよび第２ポートを閉じる第１弁体１１とを有し、排出側弁機構４は、中圧部２０に連通された第３ポート１３と、低圧部１４に連通される第４ポート１５と、これら第３ポートおよび第４ポートを閉じる第２弁体１６とを有し、電磁ソレノイド２によって、第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を開弁位置に移動させる第１動作位置と、第１弁体および第２弁体を共に閉弁位置に移動させる第２動作位置と、第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を開弁位置に移動させる第３動作位置に選択的に動作させられる開閉操作機構２５を備えている。【選択図】図１

Description

この発明は、油圧を供給し、あるいは油圧を排出することにより制御対象箇所の油圧を制御するバルブおよび油圧制御装置に関し、特にソレノイドバルブおよびこれを用いた油圧制御装置に関するものである。

油圧は、ポンプで加圧した圧油を制御対象箇所に供給し、その制御対象箇所での圧油の流出の制限の度合いや供給箇所の容積の増大と圧油の供給量との相対関係などに応じた圧力となる。したがって、シリンダなどの閉じた油圧室に予め定めた量の圧油を供給し、あるいは排出することにより、その油圧室の油圧を制御することができる。すなわち、元圧を所定の圧力に調整して出力する調圧弁に替えて開閉式のバルブによって上記の油圧室などの制御対象箇所の油圧を制御することができる。

例えば特許文献１には、ベルト式無段変速機におけるプーリの油圧を、開閉弁（オン・オフ弁）からなる供給弁と排出弁とによって制御するように構成された油圧制御装置が記載されている。また、その供給弁や排出弁として使用することのできるバランスピストン式のバルブが特許文献１に記載されている。そのバランスピストン式バルブは、プーリの油圧室に連通している油路を開閉するメインバルブと、そのメインバルブを開閉動作させるためのパイロットバルブとを備えており、そのメインバルブは流出ポートを開閉する弁体がピストンと一体化されており、そのピストンを挟んだ両側の油圧室（正圧室と背圧室）がオリフィスによって連通されている。そして、パイロットバルブは、上記の流出ポートが形成されている正圧室とは反対側の背圧室に連通され、電磁コイルに通電されることにより開弁して背圧室を、正圧室より低圧の低圧部に連通させるように構成されている。

したがって、パイロットバルブをオフ状態に制御することにより、メインバルブの正圧室と背圧室とが等しい油圧になり、これに対して正圧室側でのピストンの受圧面積が、弁体が設けられていることにより、背圧室側の受圧面積より小さいために、ピストンが流出ポート側に押されて弁体が流出ポートを閉じる。その結果、プーリの油圧室に油圧が閉じ込められるので、油圧を殆ど漏洩させることなく、プーリの油圧を維持することができる。また、パイロットバルブをオン制御して背圧室を所定の低圧部に連通させることにより背圧室から圧油を流出させると、正圧室側から背圧室に向けた圧油の流れがオリフィスによって制限されているので、背圧室の油圧が正圧室より低くなる。その結果、ピストンが背圧室側に後退移動して流出ポートが開かれ、プーリの油圧室に油圧が供給され、あるいはその油圧室から油圧が排出される。そして、プーリの油圧室における目標油圧と実油圧との偏差に基づいて、供給弁あるいは排出弁の通電電流を制御することにより、プーリの油圧室の圧力を目標油圧に制御することができる。したがって、電磁力で動作させられるパイロットバルブには、制御対象箇所である油圧室の油圧や油圧室に供給される元圧が直接作用することがないので、パイロットバルブやその電磁コイルなどを小型化することができる。

特開２０１１−１６３５０８号公報

上述した調圧機能を備えていないいわゆる開閉弁によって油圧を制御する場合、制御対象箇所に対する油圧の供給と排出とを繰り返し行うことになる。そのため、上記の特許文献１に記載された油圧制御装置では、供給弁と排出弁とを設けている。装置の小型化などのためにこれらの供給弁と排出弁とのそれぞれをバランスピストン式のソレノイドバルブによって構成するとした場合、それぞれが電磁コイルを備えるから、その駆動回路も電磁コイルに応じて設けることになる。そのため、パイロットバルブやその電磁コイルを小型化できるとしても、供給弁と排出弁とをソレノイドバルブとすることに伴って必要部品が多くなるなど、装置の構成の簡素化や小型化の点では未だ改良の余地があった。

この発明は上述した技術的課題に着目したものであり、開閉状態を切り替えるための駆動手段の共用化などによって必要部品を削減でき、ひいては装置の全体としての構成を簡素化あるいは小型化することの可能な油圧制御バルブおよび油圧制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、高圧部とその高圧部より低圧の中圧部とを連通する油路を開閉する供給用開閉機構と、前記中圧部と前記中圧部より低圧の低圧部とを連通する油路を開閉する排出用開閉機構と、これらの開閉機構を電磁力によって動作させる電磁ソレノイドとを有する油圧制御バルブにおいて、前記供給用開閉機構は、前記高圧部に連通されて前記高圧部の油圧が印加される第１ポートと、前記中圧部に連通された第２ポートと、これら第１ポートおよび第２ポートを閉じる第１弁体とを有し、前記排出用開閉機構は、前記中圧部に連通された第３ポートと、前記低圧部に連通されて前記低圧部の油圧が印加される第４ポートと、これら第３ポートおよび第４ポートを閉じる第２弁体とを有し、前記電磁ソレノイドによって、前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を開弁位置に移動させる第１動作位置と、前記第１弁体および第２弁体を共に閉弁位置に移動させる第２動作位置と、前記第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を開弁位置に移動させる第３動作位置に選択的に動作させられる開閉操作機構を更に備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第２ポートおよび第３ポートが開口して連通している油室と、その油室に連通するとともに前記中圧部が連通される第５ポートとを更に備え、その第５ポートを介して前記中圧部に対して油圧を供給する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部から排圧する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部に対する油圧の供給および前記中圧部からの油圧の排出を遮断する状態とに切り替えられる三方弁として構成されていることを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記第１弁体および第２弁体は、それぞれ弾性部材によって閉弁位置に押圧されるように構成され、前記開閉操作機構は、前記電磁力によって直線的に前進もしくは後退させられかつ前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を前記弾性部材の弾性力に抗して開弁位置に押圧するプランジャと、そのプランジャに連結されかつそのプランジャが前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方から離隔する位置に後退した状態で第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を前記弾性体に抗して開弁位置に押圧する梃子部材とを有していることを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明において、前記高圧部は、油圧源を含み、前記中圧部は、前記油圧源から油圧が供給され、また前記低圧部に油圧を排出することにより所定の油圧に制御される制御対象部を含み、前記低圧部は、ドレイン箇所を含むことを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項５の発明は、請求項１の発明において、前記供給用開閉機構と排出用開閉機構との少なくともいずれか一方は、弁体と一体のピストンと、そのピストンによって区画された正圧室と閉弁状態での受圧面積がその正圧室より広い背圧室と、その正圧室と背圧室とを連通しているオリフィスとを備えたバランスピストン式バルブを更に有し、前記供給用開閉機構における前記第１ポートもしくは前記排出用開閉機構における前記第４ポートが前記背圧室に連通されていることを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記第２ポートおよび第３ポートが開口して連通している油室と、その油室に連通するとともに前記中圧部が連通される第５ポートとを更に備え、前記バランスピストン式バルブは、前記ピストンと一体の弁体によって開閉されるとともに前記油室に向けて開口している第６ポートを更に有し、前記第５ポートを介して前記中圧部に対して油圧を供給する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部から排圧する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部に対する油圧の供給および前記中圧部からの油圧の排出を遮断する状態とに切り替えられる三方弁として構成されていることを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項７の発明は、請求項５または６の発明において、前記第１弁体および第２弁体は、それぞれ弾性部材によって閉弁位置に押圧されるように構成され、前記開閉操作機構は、前記電磁力によって直線的に前進もしくは後退させられかつ前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を前記弾性部材の弾性力に抗して開弁位置に押圧するプランジャと、そのプランジャに連結されかつそのプランジャが前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方から離隔する位置に後退した状態で第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を前記弾性体に抗して開弁位置に押圧する梃子部材とを有していることを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項８の発明は、請求項５ないし７のいずれかの発明において、前記高圧部は、油圧源を含み、前記中圧部は、前記油圧源から油圧が供給され、また前記低圧部に油圧を排出することにより所定の油圧に制御される制御対象部を含み、前記低圧部は、ドレイン箇所を含むことを特徴とする油圧制御バルブである。

請求項９の発明は、ベルトが巻き掛けられているプーリの油圧室に対して油圧源から供給する油圧を制御する供給バルブと、その油圧室から排出する油圧を制御する排出バルブとを備えた油圧制御装置において、前記供給バルブと前記排出バルブとの少なくともいずれか一方が、請求項１ないし８のいずれかに記載の油圧制御バルブによって構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、電磁ソレノイドに通電する電流を制御してプランジャを第１動作位置に移動させれば、第１弁体と第２弁体とのいずれか一方が開弁位置に移動させられてこれが開弁し、同時に第１弁体と第２弁体とのいずれか他方が閉弁位置に移動してこれが閉弁する。また、プランジャを第２動作位置に移動させれば、第１弁体および第２弁体とのいずれも閉弁位置に移動させられて両者が閉弁する。さらに、プランジャを第３動作位置に移動させれば、第１弁体と第２弁体とのいずれか他方が開弁位置に移動させられてこれが開弁し、同時に第１弁体と第２弁体とのいずれか一方が閉弁位置に移動してこれが閉弁する。したがって、中圧部を高圧部に連通させた状態と、中圧部を高圧部および低圧部の両者に対して遮断した状態と、中圧部を低圧部に連通させた状態との３つの状態を１つの電磁ソレノイドによって切り替えることができる。すなわち、供給用開閉機構を供給弁とし、排出用開閉機構を排出弁とした場合、これらの弁を１つの電磁ソレノイドで切換動作させることができ、その結果、電磁ソレノイドを２つの弁で共用して部品点数を削減し、また装置の全体としての構成を簡素化、小型化することができる。

また、この発明によれば、上記の高圧部および中圧部ならびに低圧部を相互に遮断した状態を含む３つの状態に切り替えることのできる三方弁を得ることができる。

さらに、この発明によれば、２つのバランスピストン式バルブにおけるいわゆるパイロットバルブのそれぞれを１つの電磁ソレノイドで動作させるように構成することができ、その結果、制御するべき油圧が高圧であっても電磁ソレノイドを小型化することができることに加えて、電磁ソレノイドの数を半減できるので、より小型の油圧制御バルブや油圧制御装置を得ることができる。

そして、この発明の油圧制御装置によれば、ベルト式無段変速機の油圧を制御するにあたり必要とする電磁ソレノイドの数を少なくして、全体としての構成が簡素化され、あるいは小型化された装置を得ることができる。

この発明に係る油圧制御バルブおよび油圧制御装置の一例を示し、供給側の弁機構が開弁している状態の断面図である。 その供給側および排出側の両方の弁機構が閉弁している状態を示す断面図である。 その排出側の弁機構が開弁している状態を示す断面図である。 この発明に係る油圧制御バルブおよび油圧制御装置の他の例を示し、供給側の弁機構および供給用メインバルブが開弁している状態の断面図である。 その供給側および排出側の両方の弁機構およびメインバルブが閉弁している状態を示す断面図である。 その排出側の弁機構および排出用メインバルブが開弁している状態を示す断面図である。 この発明に係る油圧制御バルブおよび油圧制御装置の更に他の例を示し、供給側の弁機構および供給用メインバルブが開弁している状態の断面図である。

先ず、この発明に係る油圧制御バルブの基本的な構成を図１ないし図３を参照して説明する。この発明に係る油圧制御バルブ１は、１つの電磁ソレノイド２によって２つの弁機構３，４を開閉制御するように構成されている。図１ないし図３に示す例における２つの弁機構３，４は、弾性体の弾性力によって閉弁状態を維持するように構成されている。すなわち、ケーシング（筐体）５の内部に、中心軸線を互いに平行にした２つの中空部６，７が形成されており、一方の中空部６には、この発明における高圧部に相当する油圧源８に連通されてその油圧が印加される供給ポート９と、中心軸線に沿って形成された流出ポート１０とが形成されている。また、その中空部６の内部には、流出ポート１０の中空部６側の開口端であるシート部に押し付けられてその流出ポート１０を閉じる弁体１１と、その弁体１１をシート部に向けて押圧するスプリング１２とが収容されている。なお、その弁体１１は図に示す例では、鋼球などの球状体によって構成されている。また、供給ポート９がこの発明における第１ポートに相当し、流出ポート１０がこの発明における第２ポートに相当している。したがってこの中空部６および供給ポート９、流出ポート１０、弁体１１などがこの発明における供給用開閉機構を構成している。

他方の中空部７も同様の構成であって、その中空部７には、中心軸線に沿って形成された流入ポート１３と、この発明における低圧部に相当するドレイン箇所１４に連通されてその油圧が印加される排出ポート１５とが形成されている。また、その中空部７の内部には、流入ポート１３の中空部７側の開口端であるシート部に押し付けられてその流入ポート１３を閉じる弁体１６と、その弁体１６をシート部に向けて押圧するスプリング１７とが収容されている。なお、その弁体１６は図に示す例では、鋼球などの球状体によって構成されている。また、流入ポート１３がこの発明における第３ポートに相当し、排出ポート１５がこの発明における第４ポートに相当している。したがってこの中空部７および流入ポート１３、排出ポート１５、弁体１６などがこの発明における排出用開閉機構を構成している。

上記の流出ポート１０および流入ポート１３とは互いに隣接し、かつ同一方向に向いて開口しており、これらのポート１０，１３が開口している油室１８がケーシング５の内部に形成されている。この油室１８には、この発明における第５ポートに相当する制御ポート１９が形成されており、ここにこの発明における中圧部あるいは制御対象部に相当するプーリ２０の油圧室が連通されている。すなわち、図１ないし図３に示す油圧制御バルブは、制御ポート１９を流出ポート１０と流入ポート１３とに切り替えて連通させ、またそれらのポート１９，１０，１３の相互の連通を遮断する三方弁として構成されている。

上記の弁体１１，１６を開弁位置と閉弁位置とに動作させるための機構について説明すると、上記の弁機構３，４のうちのいずれか一方と同一の軸線上で、上記の油室１８の外側に電磁ソレノイド２が配置されている。その電磁ソレノイド２は、通電されることにより磁束を発生する電磁コイル２１と、その磁束を受けて軸線方向に移動するプランジャ２２と、そのプランジャ２２を電磁力とは反対の方向に押圧するスプリング２３とを備えている。図１ないし図３に示す例では、弁機構３と同一の軸線上に電磁ソレノイド２が配置され、そのプランジャ２２は前記油室１８内に突出させられるとともに、油室１８に対して液密状態を維持して、前後動するように保持されている。スプリング２３はそのプランジャ２２の後端側に配置されて、プランジャ２２を先端方向に押圧している。したがって、電磁コイル２１は、通電されることにより、プランジャ２２を後退移動させる方向の電磁力を生じるように構成されている。そして、そのプランジャ２２の先端部（油室１８内に突出している端部）には、弁機構３における弁体１１に突き当てられるプッシュピン２４が設けられている。

さらに、プランジャ２２によって揺動させられる梃子部材２５が油室１８の内部に設けられている。この梃子部材２５は、短い軸状もしくは棒状の部材であって、一端部が一方の弁機構３における中心軸線上に位置し、かつ他端部が他方の弁機構４における中心軸線上に位置するように配置され、その中間部で、それらの中心軸線に対して垂直な面の方向に沿った軸線を中心に揺動するようにピン止めされている。そして、この梃子部材２５の一方の端部が、プランジャ２２に相対回転可能に連結されている。また、梃子部材２５の他方の端部には、他方の弁機構４における弁体１６に突き当てられるプッシュピン２６が設けられている。なお、これらのプッシュピン２４，２６の長さ、各弁体１１，１６との間隔などは、後述する動作が生じる長さあるいは間隔に設定されている。

上記の電磁ソレノイド２は、前進位置および後退位置ならびにこれらの中間の中間位置の３ポジションにプランジャ２２を移動させて保持できるように構成されている。したがって、このプランジャ２２および梃子部材２５ならびにプッシュピン２４，２６などからなるこの発明における開閉操作機構は、一方のプッシュピン２４，２６が一方の弁体１１，１６を押しかつ他方のプッシュピン２６，２４が他方の弁体１６，１１から離れている状態、両方のプッシュピン２４，２６がそれぞれの弁体１１，１６から離れ、あるいは押圧していない状態、ならびに一方のプッシュピン２４，２６が一方の弁体１１，１６から離れ、かつ他方のプッシュピン２６，２４が他方の弁体１６，１１を押している状態の三つの状態となるように構成されている。

つぎに上記の油圧制御バルブ１の作用について説明する。図１は電磁コイル２１に対する電流を遮断して、プランジャ２２をスプリング２３によって前進位置に移動させた状態を示している。なお、スプリング２３によってプランジャ２２を後退移動させるように構成されている場合には、電磁コイル２１に対する電流を最大にしている状態である。この状態では、プランジャ２２がその先端のプッシュピン２４によっていわゆる供給側の弁機構３における弁体１１をスプリング１２の弾性力に抗して押し、そのシート部（弁座）から離隔させており、したがってこの弁機構３が開弁している。すなわち、油圧源８からプーリ２０の油圧室に到る油路が開かれ、プーリ２０の油圧室に油圧が供給される。

また、プランジャ２２が前進していることにより梃子部材２５が、図１ないし図３における時計方向に揺動し、その他方の端部に設けられているプッシュピン２６が、いわゆる排出側の弁機構４における弁体１６から離隔している。すなわち、プッシュピン２６は弁体１６を押していない。そのため、弁体１６はスプリング１７に押されてシート部（弁座）に密着し、弁機構４は閉弁している。すなわち、プーリ２０の油圧室からドレイン箇所１４に到る油路が閉じられている。

このようにしてプーリ２０の油圧室に圧油が供給されてその油圧が目標圧に達すると、電磁コイル２１の電流が所定値に増大させられ、プランジャ２２がスプリング２３の弾性力に抗して後退移動させられる。なお、スプリング２３によってプランジャ２２を後退移動させるように構成されている場合には、電流が低減させられる。その状態を図２に示してあり、プランジャ２２は前述した中間位置に移動して保持されている。この状態では、プランジャ２２の先端部に設けられたプッシュピン２４が弁体１１に接触するものの弁体１１を押しておらず、あるいはプッシュピン２４が弁体１１から離隔している。したがって供給側の弁機構３における弁体１１がスプリング１２の弾性力によってシート部に押し付けられ、その流出ポート１０が密閉される。すなわち、この弁機構３が閉弁し、プーリ２０の油圧室は油圧源１０に対して遮断され、プーリ２０の油圧室には油圧が供給されない。

また、プランジャ２２が上記のように後退移動すると、梃子部材２５がそのピン止めされている中間部を中心に図の反時計方向に揺動するから、その梃子部材２５の他方の端部に取り付けられているプッシュピン２６が排出側の弁機構４における弁体１６に向けて前進する。しかしながらこの状態ではそのプッシュピン２６の先端部が弁体１６にとどいておらず、あるいは接触する程度で弁体１６を押していない。したがって、排出側の弁機構４は閉弁状態に維持される。

結局、両方の弁機構３，４が閉弁状態になることにより、プーリ２０の油圧室は油圧源１０およびドレイン箇所１４のいずれに対しても遮断される。その結果、プーリ２０の油圧室に対しては油圧の供給および排出のいずれもが生じず、油圧がその油圧室に閉じ込められる。すなわち、圧油の漏洩を伴わずに、プーリ２０の油圧室の油圧を一定に維持することができる。ベルト式無段変速機においては、変速比が一定に維持され、あるいはベルト挟圧力が一定に維持される。

さらに、プーリ２０の油圧室の目標油圧が低くなるなどのことによりその油圧室の油圧を低下させる状態が生じると、電磁コイル２１の電流が更に増大させられ、プランジャ２２がスプリング２３の弾性力に抗して後退移動させられる。なお、スプリング２３によってプランジャ２２を後退移動させるように構成されている場合には、電流が低減させられる。その状態を図３に示してあり、プランジャ２２は前述した後退位置に移動して停止している。この状態では、プランジャ２２の先端部に設けられたプッシュピン２４が弁体１１から離隔している。したがって供給側の弁機構３における弁体１１がスプリング１２の弾性力によってシート部に押し付けられ、その流出ポート１０が密閉される。すなわち、この弁機構３が閉弁状態を維持し、プーリ２０の油圧室には油圧が供給されない。

また、プランジャ２２が上記のように後退移動すると、梃子部材２５がそのピン止めされている中間部を中心に図の反時計方向に更に揺動するから、その梃子部材２５の他方の端部に取り付けられているプッシュピン２６が排出側の弁機構４における弁体１６に向けて前進し、弁体１６をスプリング１７の弾性力に抗して押圧し、そのシート部から離隔させる。すなわち、油室１８に連通している流入ポート１３が開口し、排出側の弁機構４が開弁状態になる。このようにしてプーリ２０の油圧室が弁機構４を介してドレイン箇所１４に連通するので、プーリ２０の油圧室から排圧され、その油圧が低下する。

プーリ２０の油圧室の油圧が目標圧に達すると、電磁コイル２１に通電する電流が低減されてプランジャ２２が図２に示すいわゆる中間位置に移動させられる。すなわち各弁機構３，４が閉弁状態となり、プーリ２０の油圧室が目標圧に維持される。

なお、電磁コイル２１によって生じさせるプランジャ２２の推力は、電流値に応じた推力になる。これに対して前述した各スプリング１２，１７，２３が弁体１１，１６やプランジャ２２を押圧する弾性力はプランジャ２２や各弁体１１，１６の変位量に応じたものとなる。さらに、弁体１１，１６にはその上流側と下流側との圧力差あるいは受圧面積差に起因する推力が作用する。したがって、これらの各推力と弾性力とがバランスすることによりプランジャ２２や各弁体１１，１６の移動量が決まるから、電磁コイル２１に流す電流に応じて各弁機構３，４の開度を設定することができる。

図１ないし図３に示すこの発明に係る油圧制御バルブ１によれば、供給側の弁機構３と排出側の弁機構４とを１つの電磁ソレノイド２によって開閉動作させることができる。したがって、弁機構の数に対して電磁ソレノイドの数を半減させることができ、またその電磁ソレノイドを制御するための機器の数を半減できるので、油圧制御装置の全体としての構成を簡素化、小型化することができる。また、各弁機構３，４は、互いに独立して構成され、かつ配置されるので、いずれか一方を動作させた場合の油圧によって他方の動作状態が影響されたり、相互の間にシール機構を設けるなどのことがなく、この点でも構成を簡素化することができる。そして、上記の油圧制御バルブ１は、制御対象箇所であるプーリ２０の油圧室を、油圧源８とドレイン箇所１４とに選択的に連通させる三方弁として機能させることができ、しかもその油圧室に油圧を閉じ込めることのできる三方弁として機能させることができる。

この発明では、上述した弁機構３，４を、バランスピストン式バルブのパイロットバルブとして構成することができる。その例をつぎに説明する。図４ないし図６はその例を示しており、供給側の弁機構３に隣接して供給用メインバルブ２７が設けられ、また排出側の弁機構４に隣接して排出用メインバルブ２８が設けられている。その供給用メインバルブ２７は、前述したケーシング５に弁機構３における中空部６と平行に形成されたシリンダ部２９と、そのシリンダ部２９の内部に収容したピストン３０とを有している。そのシリンダ部２９は、流出ポート３１を介して、前述した油室１８に連通している。また、ピストン３０は、液密状態を維持して軸線方向に前後動するようにシリンダ部２９の内部に収容されており、したがってシリンダ部２９の内部は、流出ポート３１側の正圧室３２と背圧室３３とに区画されている。

そして、ピストン３０における正圧室３２側の端面に弁体３４が突出した設けられており、この弁体３４が上記の流出ポート３１の正圧室３２側の開口端に形成されているシート部（弁座）に突き当たることにより、流出ポート３１が密閉されるように構成されている。これに対して背圧室３３には、ピストン３０を正圧室３２側に押圧するスプリング３５が配置されている。

さらに、正圧室３２には、油圧ポンプあるいはアキュムレータあるいはライン圧油路などの油圧源８に連通された流入ポート３６が形成されている。また、背圧室３３には信号圧ポート３７が形成され、この信号圧ポート３７は正圧室３２に連通されている。この信号圧ポート３７は、閉弁状態では正圧室３２と背圧室３３との圧力をバランスさせ、また開弁状態では背圧室３３に正圧室３２もしくは油圧源８から圧油を流入させるためのものである。その流入量を制限するためにオリフィスが設けられており、図に示す例では、信号圧ポート３７の開口径をオリフィスとして機能する程度に小さくすることにより、信号圧ポート３７自体がオリフィスとなっている。さらに、前述した供給側の弁機構３における供給ポート９が上記の背圧室３３に連通されている。

つぎに排出用メインバルブ２８について説明すると、排出用メインバルブ２８は、前述したケーシング５に弁機構４における中空部７と平行に形成されたシリンダ部３８と、そのシリンダ部３８の内部に収容したピストン３９とを有している。そのシリンダ部３８の軸線方向での一方の端部（油室１８側の端部）に、油室１８に開口した流入ポート４０が形成されている。一方、ピストン３９は、図に示す例では、流入ポート４０側に開口した有底円筒状に形成されており、液密状態を維持して軸線方向に前後動するようにシリンダ部３８の内部に収容されている。したがってシリンダ部２９の内部は、流入ポート４０側の正圧室４１と背圧室４２とに区画されている。

そのピストン３９の正圧室４１側の側面中央部に弁体４３が設けられている。この弁体４３は、上記の流入ポート４０における前記油室１８側の開口端に形成されているシート部に密着させられる弁頭部４３ａと、この弁頭部４３ａをピストン３９に連結している軸部４３ｂとから構成されている。したがって、弁体４３はピストン３９が背圧室４２側に移動することにより、弁頭部４３ａが流入ポート４０の開口端に密着して流入ポート４０を閉じるように構成されている。そして、正圧室４１の内部には、ピストン３９を背圧室４２側に押圧するスプリング４４が配置されている。

さらに、正圧室４１には、前述したドレイン箇所１４に連通された流出ポート４５が形成されている。なお、ピストン３９の周壁部には、流出ポート４５を正圧室４１に連通させるための貫通孔が形成されている。また、背圧室４２には信号圧ポート４６が形成され、この信号圧ポート４６は正圧室４１に連通されている。より具体的には、信号圧ポート４６は上記の流出ポート４５に連通されている。この信号圧ポート４６は、閉弁状態では正圧室４１と背圧室４２との圧力をバランスさせ、また開弁状態では背圧室４２から圧油をドレイン箇所１４に流出させるためのものである。その流出量を制限するためにオリフィスが設けられており、図に示す例では、信号圧ポート４６の開口径をオリフィスとして機能する程度に小さくすることにより、信号圧ポート４６自体がオリフィスとなっている。さらに、前述した排出側の弁機構４における排出ポート１５が上記の背圧室４２に連通されている。

なお、図４ないし図６に示す構成のうち、図１ないし図３に示す構成と同じ構成の部分には、図１ないし図３に付した符号と同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図４は供給側を開弁し、かつ排出側を閉弁している状態を示しており、電磁ソレノイド２におけるプランジャ２２が前進している。これは、前述したように、電磁コイル２１に対する通電を止めて（オフ状態として）スプリング２３によってプランジャ２２を前進させ、あるいは反対に電磁コイル２１に通電してその電磁力によりプランジャ２２をスプリング２３の弾性力に抗して前進させている状態である。この状態では、プランジャ２２の先端部に設けてあるプッシュピン２４が弁機構３の弁体１１を押圧してそのシート部から離隔させているので、供給側の弁機構３は開弁している。

パイロットバルブとしての弁機構３が開弁すると、供給用メインバルブ２７における背圧室３３がこの弁機構３および油室１８ならびに制御ポート１９を介してプーリ２０の油圧室に連通することになる。この図４に示す状態は、油圧源８からプーリ２０の油圧室に油圧を供給する場合に設定される状態であるから、プーリ２０の油圧室の油圧は油圧源８の油圧より低圧であり、したがって正圧室３２の油圧に対して、背圧室３３の油圧が低くなる。なお、その圧力差は弁機構３の開度すなわち電磁ソレノイド２の制御量に応じた圧力差になる。このような圧力差に基づいてピストン３０に作用する推力がスプリング３５の弾性力より大きくなると、ピストン３０が後退移動して弁体３４が流出ポート３１の開口端に設けられているシート部から離れる。すなわち、供給用メインバルブ２７が開弁する。その結果、油圧源８の油圧が流入ポート３６から流出ポート３１および油室１８ならびに制御ポート１９を通ってプーリ２０の油圧室に供給される。

なお、この場合、梃子部材２５はその一端部を弁機構３側に押されていることにより、他方の端部が排出側の弁機構４から離隔する方向に揺動しており、したがって他方のプッシュピン２６は排出側の弁機構４における弁体１６から離れ、少なくとも弁体１６を押圧していない。すなわち、その弁体１６はスプリング１７によって流入ポート１３の開口端であるシート部に押し付けられ、流入ポート１３が閉じられている。したがって排出用メインバルブ２８における正圧室４１と背圧室４２とは共にドレイン箇所１４に連通されて等しい圧力になっているので、ピストン３９はスプリング４４によって背圧室４２側に押圧されている。そのため、弁頭部４２ａが流入ポート４０の開口端に形成されているシート部に密着し、排出用メインバルブ２８は閉じている。すなわち、プーリ２０の油圧室から排圧されることはない。

こうしてプーリ２０の油圧室における油圧が目標圧に達すると、その油圧室に対する油圧の供給が止められる。すなわち、プランジャ２２が前述したように中間位置に後退移動させられる。これは、電磁ソレノイド２の電流を制御することにより行われる。この状態を図５に示してあり、パイロットバルブを構成している各弁機構３，４が閉弁状態となる。したがって、供給用メインバルブ２７においては、その背圧室３３からの油圧の排出が止められることになるので、正圧室３２と背圧室３３との油圧が等しくなる。ピストン３０における正圧室３２側の受圧面積は、弁体３４が設けられていることにより、背圧室３３側の受圧面積より小さくなっている。そのため、正圧室３２と背圧室３３との油圧が等しくなると、受圧面積の差に応じた推力がピストン３０に作用し、ピストン３０が正圧室３２側すなわち流出ポート３６側に押圧される。その結果、弁体３４が流出ポート３１の開口端に形成されているシート部に当接して密着し、流出ポート３１が閉じられる。言い換えれば、供給用メインバルブ２７が閉弁し、プーリ２０の油圧室に対する油圧源８からの油圧の供給が止まる。

一方、排出用メインバルブ２８は閉弁状態に維持されている。したがって、プーリ２０の油圧室に対する油圧の供給およびその油圧室からの油圧の排出のいずれもが止められて、油圧室に油圧が閉じ込められる。こうして、圧油の漏洩、もしくは継続的な供給および排出などを伴うことなくプーリ２０の油圧室における油圧が維持される。

制御対象箇所であるプーリ２０の油圧室における油圧を低下させる場合には、プランジャ２２が更に後退移動させられる。これは、電磁ソレノイド２の電流を制御することにより行われる。その状態を図６に示してある。プランジャ２２が更に後退移動すると、その先端部に設けられているプッシュピン２４が供給側の弁機構３における弁体１１から離れる。これに対して、プランジャ２２の後退移動に伴って梃子部材２５が、ピン止めされているその中間部を中心にして図の反時計方向に回転する。そのため、梃子部材２５の他方の端部に設けられているプッシュピン２６が排出側の弁機構４における弁体１６を押圧し、そのシート部から弁体１６を離隔させる。すなわち、排出側の弁機構４が開弁する。

この弁機構４が開弁すると、排出用メインバルブ２８における背圧室４２が、弁機構４および油室１８を介してプーリ２０の油圧室に連通するので、その背圧室４２にプーリ２０の油圧室から油圧が流れ込む。この背圧室４２と正圧室４１もしくはドレイン箇所１４との間には、オリフィスとして機能する信号圧ポート４６が介在しているので、背圧室４２からの油圧の流出が制限されてその圧力が高くなる。その結果、背圧室４２の油圧が正圧室４１の油圧より高くなり、その圧力差に応じた推力がピストン３９に作用する。その推力がスプリング４４の弾性力より大きくなると、ピストン３９が正圧室４１側に移動し、それに伴って弁体４３が油室１８側に移動して弁頭部４２ａが流入ポート４０の開口端に設けられているシート部から離れ、排出用メインバルブ２８が開弁する。その結果、プーリ２０の油圧室が制御ポート１９および油室１８ならびに排出用メインバルブ２８を介してドレイン箇所１４に連通し、プーリ２０の油圧室から油圧が排出され、その油圧が低下する。

そして、プーリ２０の油圧室の油圧が目標圧にまで低下すると、プランジャ２２が前述した中間位置に移動させられる。その結果、パイロットバルブとして構成されている各弁機構３，４が閉弁するので、供給用および排出用の各メインバルブ２７，２８が閉じる。したがって、排出用メインバルブ２７においては、その背圧室４２にプーリ２０の油圧室から油圧が供給されず、正圧室４１と連通した状態になるので、これら背圧室４２と正圧室４１との油圧が等しくなる。そのため、ピストン３９およびこれと一体の弁体４３が、スプリング４４の弾性力によって背圧室４２側に移動させられて弁頭部４３ａが流入ポート４０の開口端に設けられているシート部に密着し、流入ポート４０が閉じられる。すなわち、排出用メインバルブ２８が閉弁する。こうして排出用および供給用のメインバルブ２７，２８が閉じることにより、プーリ２０の油圧室に油圧が閉じ込められて、所定の油圧に維持される。

したがって、図４ないし図６に示すように構成されたこの発明に係る油圧制御バルブによれば、バランスピストン式バルブとして構成された供給用および排出用のメインバルブ２７，２８を単一の電磁ソレノイド２によって制御することができる。すなわち、前述した具体例と同様に、電磁ソレノイド２の数を半減させて油圧制御バルブあるいはこれを用いた油圧制御装置の構成を簡素化あるいは小型化することができる。

上述した図４ないし図６に示す例は、パイロットバルブとして機能する弁機構３，４とメインバルブ２７，２８とを並列に配置した例であるが、その配置を変更して弁機構３，４とそれによって制御されるメインバルブ２７，２８とを直列に配置してもよい。その例を図７に示してある。ここに示す例は、各弁機構３，４が開口しかつ開閉操作機構が配置されている油室（以下、仮に第１油室と記す）１８とは別に、各メインバルブ２７，２８が開口しかつ制御ポート１９が設けられた他の油室（以下、仮に第２油室と記す）４７を設け、これらの油室１８，４７の間に、パイロットバルブとして機能する弁機構３，４とメインバルブ２７，２８とを直列に配置して構成されている。

具体的に説明すると、弁機構３，４、および梃子部材２５などの開閉操作機構、ならびに電磁ソレノイド２の構成は、前述した図１ないし図３に示す構成と同様であり、それぞれの弁機構３，４の後端側（第１油室１８とは反対側）にメインバルブ２７，２８が設けられている。すなわち、供給側の弁機構３における中空部６を形成している後端側の隔壁部を挟んで供給用メインバルブ２７のシリンダ部２９が形成され、その隔壁部に、弁機構３と供給用メインバルブ２７の背圧室３３とを連通させている供給ポート９が形成されている。また、供給用メインバルブ２７のシリンダ部２９は、弁機構３における中空部６の軸線方向に延びて形成されており、そのシリンダ部２９を形成している前記隔壁部とは反対側の隔壁部を挟んで、第２油室４７が形成され、かつ当該反対側の隔壁部に流出ポート３１が形成されている。そして、この第２油室４７に制御ポート１９が形成され、ここにプーリ２０の油圧室が連通されている。供給用メインバルブ２７についての他の構成は、前述した図４ないし図６に示す構成と同様であり、したがってこれら図４ないし図６に示す構成と同様の構成の部分には、図７に図４ないし図６と同様の符号を付してある。

また、排出側の弁機構４における中空部７を形成している後端側の隔壁部を挟んで排出用メインバルブ２８のシリンダ部３８が形成され、その隔壁部に、弁機構４と排出用メインバルブ２８の背圧室４２とを連通させている排出ポート１５が形成されている。また、排出用メインバルブ２８のシリンダ部３８は、弁機構４における中空部７の軸線方向に延びて形成されており、そのシリンダ部３８を形成している前記隔壁部とは反対側の隔壁部が第２油室４７との境界の隔壁となっており、かつ当該反対側の隔壁部に流入ポート４０が形成されている。供給用メインバルブ２８についての他の構成は、前述した図４ないし図６に示す構成と同様であり、したがってこれら図４ないし図６に示す構成と同様の構成の部分には、図７に図４ないし図６と同様の符号を付してある。

開閉操作機構が収容されている前記第１油室１８は、制御対象箇所もしくはこの発明の中圧部であるプーリ２０の油圧室に連通している必要がある。そのために図７に示す構成では、供給側の弁機構３およびメインバルブ２７と排出側の弁機構４およびメインバルブ２８との間の隔壁部を通って各油室１８，４７を連通する連通路４８が形成されている。したがって、プーリ２０の油圧室に油圧を供給する場合には、供給側の弁機構３が開弁して供給用メインバルブ２７の背圧室３３をその連通路４８を介して、油圧源８より低圧の第２油室４７に連通させるようになっている。また、プーリ２０の油圧室から排圧する場合には、排出側の弁機構４が開弁することにより、排出用メインバルブ２８の背圧室４２をその連通路４８を介して、ドレイン箇所１４より高圧の第２油室４７に連通させるようになっている。

図７に示すように構成した場合であっても、電磁ソレノイド２によってプランジャ２２を前進位置、中間位置、後退位置に移動させ、あるいは電流を制御することにより、前述した図４ないし図６に示す例と同様に動作させて、プーリ２０の油圧室に油圧を供給し、あるいは排出し、もしくは閉じ込めて、その油圧を適宜に制御することができる。そして、１つの電磁ソレノイド２によって供給側および排出側のバルブを制御できるから、油圧制御バルブの構成あるいはこれを用いた油圧制御装置の構成を簡素化、もしくは小型化することができる。

ここで上述した具体例における構成部材とこの発明における構成部材との対応関係を簡単に説明すると、前述した油圧源８がこの発明における高圧部に相当し、プーリ２０の油圧室あるいは油室１８がこの発明の中圧部に相当し、ドレイン箇所１４がこの発明の低圧部に相当する。また、供給側の弁機構３がこの発明の供給用開閉機構に相当し、排出側の弁機構４がこの発明の排出用開閉機構に相当する。さらに、供給側の弁機構３における供給ポート９がこの発明における第１ポートに相当し、その流出ポート１０がこの発明の第２ポートに相当し、さらにその弁体１１がこの発明の第１弁体に相当する。同様に、排出側の弁機構４における流入ポート１３がこの発明における第３ポートに相当し、その排出ポート１５がこの発明の第４ポートに相当し、その弁体１６がこの発明の第２弁体に相当する。そして、プランジャ２２および梃子部材２５ならびに各プッシュピン２４，２６がこの発明の開閉操作機構に相当する。またさらに、制御ポート１９がこの発明の第５ポートに相当し、信号圧ポート３７，４６がこの発明のオリフィスに相当する。そして、供給用メインバルブ２７における流出ポート３１や排出用メインバルブ２８における流入ポート４０がこの発明の第６ポートに相当する。

なお、この発明は、上述した具体例に限られないのであって、開閉操作機構は上記の梃子部材２５を主体にした構成とする替わりに、歯車やカムあるいはその他のリンクを使用した構成であってもよい。また、各弁機構３，４は互いに平行に配列せずに、それぞれの開閉動作の方向が直交する向きに配置してもよい。さらに、この発明における弁体の形状は、上述した具体例で挙げてある球状に限定されず、必要に応じて適宜の形状とすることができる。

１…油圧制御バルブ、 ２…電磁ソレノイド、 ３，４…弁機構、 ５…ケーシング（筐体）、 ６，７…中空部、 ８…油圧源、 ９…供給ポート、 １０…流出ポート、 １１…弁体、 １２…スプリング、 １３…流入ポート、 １４…ドレイン箇所、 １５…排出ポート、 １６…弁体、 １７…スプリング、 １８…油室、 １９…制御ポート、 ２０…プーリ、 ２１…電磁コイル、 ２２…プランジャ、 ２３…スプリング、 ２４，２６…プッシュピン、 ２５…梃子部材、 ２７…供給用メインバルブ、 ２８…排出用メインバルブ、 ２９…シリンダ部、 ３０…ピストン、 ３１…流出ポート、 ３２…正圧室、 ３３…背圧室、 ３４…弁体、 ３５…スプリング、 ３６…流入ポート、 ３７…信号圧ポート、 ３８…シリンダ部、 ３９…ピストン、 ４０…流入ポート、 ４１…正圧室、 ４２…背圧室、 ４３…弁体、 ４３ａ…弁頭部、 ４３ｂ…軸部、 ４４…スプリング、 ４５…流出ポート、 ４６…信号圧ポート、 ４７…他の油室、 ４８…連通路。

Claims (9)

1. 高圧部とその高圧部より低圧の中圧部とを連通する油路を開閉する供給用開閉機構と、前記中圧部と前記中圧部より低圧の低圧部とを連通する油路を開閉する排出用開閉機構と、これらの開閉機構を電磁力によって動作させる電磁ソレノイドとを有する油圧制御バルブにおいて、
   前記供給用開閉機構は、前記高圧部に連通されて前記高圧部の油圧が印加される第１ポートと、前記中圧部に連通された第２ポートと、これら第１ポートおよび第２ポートを閉じる第１弁体とを有し、
   前記排出用開閉機構は、前記中圧部に連通された第３ポートと、前記低圧部に連通されて前記低圧部の油圧が印加される第４ポートと、これら第３ポートおよび第４ポートを閉じる第２弁体とを有し、
   前記電磁ソレノイドによって、前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を開弁位置に移動させる第１動作位置と、前記第１弁体および第２弁体を共に閉弁位置に移動させる第２動作位置と、前記第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を開弁位置に移動させる第３動作位置に選択的に動作させられる開閉操作機構を更に備えている
   ことを特徴とする油圧制御バルブ。
2. 前記第２ポートおよび第３ポートが開口して連通している油室と、
   その油室に連通するとともに前記中圧部が連通される第５ポートとを更に備え、
   その第５ポートを介して前記中圧部に対して油圧を供給する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部から排圧する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部に対する油圧の供給および前記中圧部からの油圧の排出を遮断する状態とに切り替えられる三方弁として構成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブ。
3. 前記第１弁体および第２弁体は、それぞれ弾性部材によって閉弁位置に押圧されるように構成され、
   前記開閉操作機構は、前記電磁力によって直線的に前進もしくは後退させられかつ前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を前記弾性部材の弾性力に抗して開弁位置に押圧するプランジャと、そのプランジャに連結されかつそのプランジャが前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方から離隔する位置に後退した状態で第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を前記弾性体に抗して開弁位置に押圧する梃子部材とを有している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の油圧制御バルブ。
4. 前記高圧部は、油圧源を含み、
   前記中圧部は、前記油圧源から油圧が供給され、また前記低圧部に油圧を排出することにより所定の油圧に制御される制御対象部を含み、
   前記低圧部は、ドレイン箇所を含む
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の油圧制御バルブ。
5. 前記供給用開閉機構と排出用開閉機構との少なくともいずれか一方は、弁体と一体のピストンと、そのピストンによって区画された正圧室と閉弁状態での受圧面積がその正圧室より広い背圧室と、その正圧室と背圧室とを連通しているオリフィスとを備えたバランスピストン式バルブを更に有し、
   前記供給用開閉機構における前記第１ポートもしくは前記排出用開閉機構における前記第４ポートが前記背圧室に連通されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御バルブ。
6. 前記第２ポートおよび第３ポートが開口して連通している油室と、
   その油室に連通するとともに前記中圧部が連通される第５ポートとを更に備え、
   前記バランスピストン式バルブは、前記ピストンと一体の弁体によって開閉されるとともに前記油室に向けて開口している第６ポートを更に有し、
   前記第５ポートを介して前記中圧部に対して油圧を供給する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部から排圧する状態と、その第５ポートを介して前記中圧部に対する油圧の供給および前記中圧部からの油圧の排出を遮断する状態とに切り替えられる三方弁として構成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の油圧制御バルブ。
7. 前記第１弁体および第２弁体は、それぞれ弾性部材によって閉弁位置に押圧されるように構成され、
   前記開閉操作機構は、前記電磁力によって直線的に前進もしくは後退させられかつ前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方を前記弾性部材の弾性力に抗して開弁位置に押圧するプランジャと、そのプランジャに連結されかつそのプランジャが前記第１弁体と第２弁体とのいずれか一方から離隔する位置に後退した状態で第１弁体と第２弁体とのいずれか他方を前記弾性体に抗して開弁位置に押圧する梃子部材とを有している
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の油圧制御バルブ。
8. 前記高圧部は、油圧源を含み、
   前記中圧部は、前記油圧源から油圧が供給され、また前記低圧部に油圧を排出することにより所定の油圧に制御される制御対象部を含み、
   前記低圧部は、ドレイン箇所を含む
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の油圧制御バルブ。
9. ベルトが巻き掛けられているプーリの油圧室に対して油圧源から供給する油圧を制御する供給バルブと、その油圧室から排出する油圧を制御する排出バルブとを備えた油圧制御装置において、
   前記供給バルブと前記排出バルブとの少なくともいずれか一方が、請求項１ないし８のいずれかに記載の油圧制御バルブによって構成されていることを特徴とする油圧制御装置。

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