JP2015081680A - ストレーナの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ストレーナの機能を維持しながらも脱落を抑制できるストレーナの構造を提供する。
【解決手段】油圧制御弁の入力ポートを覆うように油圧制御弁の外周面に装着されるストレーナ４を、その長手方向の中央部に位置する第１領域４Ｉ、この第１領域４Ｉの両外側に位置する第２領域４II，４II、この第２領域４II，４IIの更に両外側に位置する第３領域４III，４IIIに区画する。各領域４Ｉ〜４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法を、第３領域４III、第２領域４II、第１領域４Ｉの順で大きく設定する。これにより、ストレーナ４全体としての開口率を十分に確保しながらも、第１領域４Ｉの剛性を特に高くする。その結果、オイルに対する流通抵抗の上昇を抑えながらも異物を捕捉するといったストレーナ４の機能を維持しつつ、スリーブからの脱落を抑制できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、油圧制御弁等に適用されるストレーナの構造に係る。特に、本発明は、ストレーナの脱落を防止するための対策に関する。

従来、例えば自動変速機の油圧回路には、油圧を制御する油圧制御弁や、流量を制御する流量制御弁等といった各種制御弁が配設されている。これら制御弁の動作により、所定の油圧サーボに油圧を供給してクラッチやブレーキを係合させ、これにより所定の変速段を成立させる。

前記各制御弁は、スリーブ、このスリーブ内に収容されて進退移動自在なスプール、このスプールを所定方向に付勢するスプリング、および、スプールを進退移動させるための電磁力を発生する電磁アクチュエータを備えている。また、前記スリーブには、オイルを導入するための入力ポート、オイルを排出するための出力ポート等の各種ポートが形成されている。そして、この制御弁をバルブボディに組み付けることによって、このバルブボディに形成されている油路と各ポートとが連通するようになっている。

ところで、前記制御弁は、前記油路に存在する鉄粉等の異物がスリーブ内に入り込むと、スプールの円滑な移動が阻害されて、適正な油圧制御を行うことが困難になる可能性がある。

特許文献１および特許文献２には、入力ポートにストレーナを設け、スリーブ内に異物が入り込むことを阻止する技術が開示されている。具体的には、図６（ストレーナｄの装着位置を制御弁の軸心に沿った方向から見た断面図）に示すように、スリーブａにおける入力ポートｂの形成位置に、周方向の所定角度範囲に亘って取り付け溝ｃを形成する。そして、この取り付け溝ｃに、円弧形状に成形された帯状のストレーナｄを嵌め込み、このストレーナｄによって入力ポートｂを覆う構成となっている。このストレーナｄには、スリーブａ内へのオイルの流入を許容するための複数の孔ｅ，ｅ，…が形成されている。

特開平５−３０６７８３号公報 特開２００６−２５８１６１号公報

しかしながら、スリーブａの外周面にストレーナｄを嵌め込んだ構成の場合、このストレーナｄがスリーブａから脱落してしまう可能性があった。例えば、工場での制御弁の運搬時における振動などによって、図６において矢印Ａで示す方向の外力がストレーナｄに作用した場合、ストレーナｄの両端部分が外側に広がりながら取り付け溝ｃの両側面を乗り越え、これにより、図中に仮想線で示すようにストレーナｄが脱落してしまう可能性があった。

本発明の発明者は、このストレーナの脱落を防止するための手段として、ストレーナの剛性を高めることに着目した。つまり、ストレーナの両端部分が外側に広がってスリーブから脱落してしまうといったことを抑制できるように、ストレーナの剛性を高めることに着目した。

このストレーナの剛性を高めるための手段としては、ストレーナの板厚を大きくしたり、ストレーナに形成されている孔の数を大幅に減らしたりすることが考えられる。

しかしながら、ストレーナの板厚を大きくすることは、製造コストの高騰に繋がってしまう。また、ストレーナに形成されている孔の数を大幅に減らすことは、入力ポートに流入するオイルに対する流通抵抗が大幅に上昇してしまう。これでは、流通抵抗の上昇を抑えながらも異物を捕捉するといったストレーナの本来の機能が維持できなくなる。このため、これらの手段を用いることなしにストレーナの剛性を高めることが求められる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ストレーナの機能を維持しながらも脱落を抑制できるストレーナの構造を提供することにある。

−発明の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、ストレーナに形成される複数の孔の形成位置として、脱落抑制のために高い剛性が要求される領域では、互いに隣り合う孔同士の間隔を大きくすることで、孔の形成されていない部分の面積比率を高めることである。一方、それ以外の領域では、互いに隣り合う孔同士の間隔を小さくして、ストレーナ全体としての孔の総開口面積を確保し、これにより、ストレーナの機能を維持させるようにしている。

−解決手段−
具体的に、本発明は、調圧弁に形成されたポートを覆うように調圧弁の周方向に沿って取り付けられたストレーナの構造を前提とする。このストレーナの構造に対し、前記ストレーナに複数の孔を形成し、前記調圧弁の周方向に沿うストレーナの長手方向の中央の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔を、前記中央の領域よりもストレーナの長手方向の外側の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔に比べて大きくした構成としている。

この特定事項により、ストレーナの長手方向の中央の領域では孔が形成されていない領域の面積比率が大きくなっており、この中央領域での剛性が特に高くなっている。このため、仮にストレーナに対して調圧弁から外れる方向の外力が作用したとしても、ストレーナの両端部分が外側に広がってしまうことが効果的に抑制されることになる。このため、ストレーナの脱落は抑制されることになる。また、ストレーナの長手方向の外側の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔は、前記中央の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔よりも小さくなっているので、この外側の領域での開口率が大きく確保されている。このため、ストレーナ全体としての開口率は十分に確保され、ストレーナに形成されている孔同士の間隔寸法が全領域に亘って均一とされた従来技術におけるストレーナ全体の開口率と同等の開口率を確保することが可能である。このため、調圧弁のポートに流れ込むオイルに対する流通抵抗が大幅に高くなってしまうことはなく、ストレーナの機能を維持できる。

本発明では、ストレーナの長手方向の中央の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔を大きくしたことにより、この領域の剛性を特に高くしている。これにより、ストレーナの両端部分が外側に広がってしまうことを効果的に抑制できて、ストレーナの脱落を抑制することができる。

実施形態に係る油圧制御弁の一部を破断して示す側面図である。 ストレーナの装着作業を説明するための斜視図である。 図１のIII−III線に対応した位置での油圧制御弁の断面図である。 実施形態に係るストレーナを展開して示す図である。 変形例に係るストレーナを展開して示す図である。 従来技術においてスリーブからのストレーナの脱落を説明するための図３相当図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、本発明に係るストレーナを、自動変速機の油圧回路を構成するバルブボディに組み付けられる油圧制御弁（調圧弁）に適用した場合について説明する。

−油圧制御弁の全体構成−
図１（油圧制御弁１の一部を破断して示す側面図）に示すように、油圧制御弁１は、スプール弁２と、このスプール弁２を駆動する電磁アクチュエータ３とを備えている。

スプール弁２は、スリーブ２１、スプール２２およびリターンスプリング２３を備えている。スリーブ２１には、オイルポンプ（図示省略）からバルブボディ内の油路を介してオイルの供給を受ける入力ポート２４、図示しない制御バルブの圧力制御室にバルブボディ内の油路を介して連通する出力ポート２５、オイルパンに連通するドレンポート２６、出力ポート２５に連通するフィードバックポート２８等が形成されている。そして、このスリーブ２１の内部に収容されたスプール２２の軸心に沿う方向の位置によって、入力ポート２４と出力ポート２５との連通度合いと、出力ポート２５とドレンポート２６との連通度合いとが調整されることにより、出力ポート２５に調圧された油圧が発生する構成となっている。

電磁アクチュエータ３は、例えば、内蔵するコイルが励磁されて電磁石を形成するリニアソレノイドで構成されている。この電磁アクチュエータ３により発生する磁力と前記リターンスプリング２３の付勢力とによってスプール２２の位置が調整され、これにより、前記出力ポート２５に発生する油圧が調整される。

図２（ストレーナ４の装着作業を説明するための斜視図）に示すように、スリーブ２１の外周面のうち、前記入力ポート２４が開口している部分には、その周方向に亘って凹陥する取り付け溝２７が形成されている。

この取り付け溝２７の幅方向（スリーブ２１の軸心に沿う方向）の寸法は、前記入力ポート２４の幅方向の寸法よりも僅かに大きくなっている。また、この取り付け溝２７の長手方向（スリーブ２１の周方向）の寸法は、前記入力ポート２４の長手方向（スリーブ２１の周方向）の寸法よりも大きく、スリーブ２１の全周囲のうちの所定範囲（例えば全周囲（３６０°）のうちの２５０°程度）の長さに設定されている。この値はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。

そして、図１および図３（図１のIII−III線に対応した位置での油圧制御弁１の断面図）に示すように、取り付け溝２７にはストレーナ４が装着されている。このストレーナ４は、入力ポート２４からスリーブ２１の内部に鉄粉等の異物が入り込むことを阻止するためのものである。このストレーナ４は、例えば、ステンレス等の耐蝕性を有する金属材料によって帯板状に形成され、前記取り付け溝２７に装着可能なように略円弧形状に湾曲された形状となっている。なお、このストレーナ４の長手方向の寸法（略円弧形状に湾曲された状態での周方向の寸法）は、前記取り付け溝２７の周方向の寸法に略一致している。さらに、このストレーナ４の長手方向の両端部分には、僅かに内側に湾曲する湾曲部４１，４１が形成されている。

また、このストレーナ４には、図４（ストレーナ４を展開して示す図）のように、複数の孔４２，４２，…が形成されている。これら孔４２，４２，…は、エッチング加工またはプレス加工等により形成され、その内径寸法は、全ての孔４２，４２，…が同一寸法であって、且つ想定される異物の寸法よりも小径に設定されている（各孔４２，４２，…の形成位置については後述する）。例えば、孔４２の内径寸法は「１．５ｍｍ」に設定されている。この値はこれに限定されるものではなく適宜設定される。これにより、バルブボディ内の油路から入力ポート２４に向かって流れるオイル中に存在する異物をストレーナ４によって捕捉し、この異物がスリーブ２１の内部に入り込むことを阻止してスプール２２の円滑な移動を保証している。

ストレーナ４を取り付け溝２７に嵌め込んで装着する際の作業としては、図２に示すように、ストレーナ４を、スリーブ２１の軸心に対して直交する方向から取り付け溝２７に向けて押圧する。これにより、ストレーナ４の両端部分が外側に広がるように弾性変形して取り付け溝２７の両側面を乗り越えた後、ストレーナ４が元の形状に復帰することによって取り付け溝２７に嵌め込まれる（図３に示す状態を参照）。この際、前記ストレーナ４の長手方向の両端部分に形成されている湾曲部４１，４１が取り付け溝２７の底面に摺接するため、この嵌め込み作業は容易であり、ストレーナ４の長手方向の両端縁によって取り付け溝２７の底面が傷付くといったこともない。

−孔の形成位置−
次に、本実施形態の特徴である前記孔４２，４２，…の形成位置について、ストレーナ４を展開して示す図４を用いて説明する。

ストレーナ４は、互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法が異なる領域４Ｉ〜４IIIに区画されている。ここでは、ストレーナ４の長手方向の中央部に位置する領域を第１領域４Ｉと呼び、この第１領域４Ｉの両側（長手方向の両外側）に位置する領域を第２領域４II，４IIと呼び、この第２領域４II，４IIの更に両側（長手方向の両外側）に位置する領域を第３領域４III，４IIIと呼ぶこととする。

各領域４Ｉ〜４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法としては、第３領域４III、第２領域４II、第１領域４Ｉの順で大きく設定されている。つまり、各領域４Ｉ〜４IIIに形成されている孔４２，４２，…の径は同一であるものの、それぞれの孔４２，４２，…の中心位置同士の間の距離が、第３領域４III、第２領域４II、第１領域４Ｉの順で大きく設定されている。このため、第１領域４Ｉにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の領域４II，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも大きくなっている。また、第３領域４III，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の領域４Ｉ，４II，４IIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも小さくなっている。

より具体的に、図４に示すものでは、ストレーナ４の長手方向（図４における左右方向）に亘って９５列の孔列が形成されている。また、これら孔４２，４２，…が形成されている９５列は、ストレーナ４の幅方向（図４における上下方向）に４個の孔４２，４２，…が形成されている列と、ストレーナ４の幅方向に３個の孔４２，４２，…が形成されている列とが交互に設けられている。ストレーナ４の長手方向の両端の各列が４個の孔４２，４２，…が形成された列となっており、これら列同士の間に、３個の孔４２，４２，…が形成されている列と４個の孔４２，４２，…が形成されている列とが交互に設けられている。これにより、孔４２，４２，…の総数としては３３３個に設定されている。孔列の数、各列の孔４２，４２，…の数、孔４２，４２，…の総数としては、これに限定されるものではなく、入力ポート２４に流入するオイルに対する流通抵抗が許容範囲内に抑えられるように実験やシミュレーションによって適宜設定される。

前記９５列のうちストレーナ４の長手方向の中央側の３３列が設けられている領域が前記第１領域４Ｉとなっている。つまり、この３３列において互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の列において互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも大きくなっている。また、前記第１領域４Ｉに形成されている３３列の孔４２，４２，…の外側の各１６列が設けられている領域が前記第２領域４II，４IIとなっている。つまり、これら１６列において互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、第１領域４Ｉにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも小さく、且つ第３領域４III，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも大きくなっている。また、前記第２領域４II，４IIに形成されている各１６列の孔４２，４２，…の更に外側の各１５列が設けられている領域が前記第３領域４III，４IIIとなっている。つまり、これら１５列において互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の列において互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも小さくなっている。

例えば、前記第３領域４III，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法（例えば０．５ｍｍ）に対して、前記第２領域４II，４IIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は「１．５倍」となっている。また、前記第３領域４III，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法に対して、前記第１領域４Ｉにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は「２．０倍」となっている。これら間隔寸法の比率はこれに限定されるものではなく適宜設定が可能である。

なお、各領域同士の境界部分における互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法として、第１領域４Ｉと第２領域４IIとの境界部分で互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、第２領域４IIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法と同一の寸法に設定されている。また、第２領域４IIと第３領域４IIIとの境界部分で互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、第３領域４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法と同一の寸法に設定されている。

このように各領域４Ｉ〜４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法を設定したことにより、特に、第１領域４Ｉにおける開口率（第１領域４Ｉの総面積に対する孔４２，４２，…の総開口面積の比率）が他の領域よりも小さくなる。つまり、この第１領域４Ｉでは、孔４２が形成されていない領域の面積比率が他の領域４II，４IIIにおいて孔４２が形成されていない領域の面積比率よりも大きくなっている。このため、この第１領域４Ｉの剛性が特に高くなっている。

ストレーナ４がスリーブ２１から脱落する要因の一つは、ストレーナ４に外力が作用した場合に、ストレーナ４の両端部分が外側に広がりながら取り付け溝２７の両側面を乗り越えてしまうことにある。そして、このストレーナ４の両端部分が外側に広がってしまうことを抑制するためには、ストレーナ４の長手方向の中央領域の剛性を高めることが効果的である。つまり、前記第１領域４Ｉの剛性を高めることが効果的である。

本実施形態では、前述したように、第１領域４Ｉにおける開口率が他の領域よりも小さく設定されている（孔４２が形成されていない領域の面積比率が他の領域において孔４２が形成されていない領域の面積比率よりも大きくなっている）ことにより、この第１領域４Ｉの剛性が特に高くなっている。つまり、ストレーナ４の板厚を大きくしたり、ストレーナ４の孔４２の数を大幅に減らしたりすることなしに、スリーブ２１からの脱落を効果的に抑制できる剛性を確保できている。このため、工場での油圧制御弁１の運搬時における振動などによってストレーナ４に外力が作用したとしても、ストレーナ４の両端部分が外側に広がってしまうことが効果的に抑制される。このため、ストレーナ４の脱落を抑制することができる。

この脱落抑制の効果を確認するために行った実験によれば、本実施形態に係るストレーナ４では、従来のストレーナに比べて、スリーブ２１からの脱落に要する外力としては数％高くなることが確認された。

また、第２領域４II，４IIおよび第３領域４III，４IIIにあっては、互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法が第１領域４Ｉにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも小さくなっている。つまり、これら第２領域４II，４IIおよび第３領域４III，４IIIでは開口率が第１領域４Ｉの開口率よりも大きくなっている。このため、ストレーナ４全体としての開口率は十分に確保されている。つまり、ストレーナに形成されている孔同士の間隔寸法が全領域に亘って均一とされた従来技術（例えば特開２００６−２５８１６１号公報；特許文献２）におけるストレーナ全体の開口率と同等の開口率を確保することが可能である。また、孔４２，４２，…の総数も従来技術におけるストレーナの孔の総数と同等に得ることが可能である。このため、入力ポート２４に流れ込むオイルに対する流通抵抗は殆ど変化しないことになり、ストレーナ４の機能を維持できる。

このように、本実施形態に係るストレーナ４は、オイルに対する流通抵抗の上昇を抑えながらも異物を捕捉するといった機能を維持しつつ、スリーブ２１からの脱落を抑制することができる。

（変形例）
次に、変形例について説明する。本変形例は、互いに隣り合う孔同士の間隔寸法が前記実施形態のものと異なっている。以下、具体的に説明する。

図５は、本変形例に係るストレーナ４を展開して示す図である。この図５に示すように、各領域４Ｉ〜４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法としては、第２領域４II、第３領域４III、第１領域４Ｉの順で大きく設定されている。つまり、各領域４Ｉ〜４IIIに形成されている孔４２，４２，…の径は同一であるものの、それぞれの孔４２，４２，…の中心位置同士の間の距離が、第２領域４II、第３領域４III、第１領域４Ｉの順で大きく設定されている。このため、第１領域４Ｉにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の領域４II，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも大きくなっている。また、第２領域４II，４IIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法は、他の領域４Ｉ，４III，４IIIにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法よりも小さくなっている。その他の構成は、前記実施形態のものと同様である。

本変形例の構成によっても、前述した実施形態の場合と同様に、第１領域４Ｉの剛性が特に高くなっている。このため、ストレーナ４に外力が作用したとしても、ストレーナ４の両端部分が外側に広がってしまうことが効果的に抑制され、ストレーナ４の脱落を抑制することができる。

（他の実施形態）
以上説明した実施形態および変形例は、自動変速機の油圧回路を構成するバルブボディに組み付けられる油圧制御弁１に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の用途に使用される制御弁に対しても適用することが可能である。また、前記実施形態および変形例では、入力ポート２４、出力ポート２５、ドレンポート２６をそれぞれ一つ備えた油圧制御弁１に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、他の構成の油圧制御弁に対しても適用が可能である。

また、前述した実施形態および変形例では、ストレーナ４を３つの領域４Ｉ〜４IIIに区画し、各領域それぞれにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法を領域毎に異なるものとしていた。本発明はこれに限らず、ストレーナ４を２つの領域に区画し、各領域それぞれにおいて互いに隣り合う孔４２，４２同士の間隔寸法を領域毎に異なるものとしてもよい。具体的には、ストレーナ４の長手方向の中央部に位置する領域を第１領域とし、この第１領域の両側（両外側）であってストレーナ４の長手方向の端部にまで至る領域を第２領域とし、第２領域において互いに隣り合う孔同士の間隔寸法よりも、第１領域において互いに隣り合う孔同士の間隔寸法を大きく設定するものである。また、ストレーナ４を４つ以上の領域に区画し、それぞれにおいて互いに隣り合う孔同士の間隔寸法を領域毎に異なるものとしてもよい。例えば、ストレーナ４の長手方向の外側に位置する領域ほど、互いに隣り合う孔同士の間隔寸法を小さくするものである。

また、互いに隣り合う孔同士の間隔寸法としては、ストレーナ４の長手方向の中央部での間隔寸法が最も大きく、ストレーナ４の長手方向の両端に向かうに従って、この間隔寸法が次第に小さくなっていく構成としてもよい。

また、ストレーナ４に形成される孔４２の形状としては、円形には限定されず、三角形、四角形等の多角形であってもよいし、楕円形等であってもよく、その形状は特に限定されるものではない。

さらに、前述した実施形態および変形例では、ストレーナ４に形成される孔４２，４２，…の全てが同一内径寸法であった。本発明は、これに限らず、ストレーナ４の長手方向の中央部に位置する孔の内径寸法を小さくし、ストレーナ４の長手方向の外側部に位置する孔の内径寸法を大きくすることで、互いに隣り合う孔同士の間隔寸法を領域毎に異なるものとしてもよい。この場合、ストレーナ４全体としての開口率が十分に確保されるように、各孔の内径寸法および孔の総個数を設定する必要がある。

本発明は、自動変速機の油圧回路に備えられる油圧制御弁のストレーナに適用可能である。

１ 油圧制御弁（調圧弁）
２４ 入力ポート
２７ 取り付け溝
４ ストレーナ
４２ 孔
４Ｉ 第１領域
４II 第２領域
４III 第３領域

Claims (1)

1. 調圧弁に形成されたポートを覆うように調圧弁の周方向に沿って取り付けられたストレーナの構造において、
   前記ストレーナには複数の孔が形成されており、前記調圧弁の周方向に沿うストレーナの長手方向の中央の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔が、前記中央の領域よりもストレーナの長手方向の外側の領域において互いに隣り合う孔同士の間隔に比べて大きくなっていることを特徴とするストレーナの構造。

Images