JP2015110995A - バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブの外壁のシール性能低下を抑制し且つ製造コストの増加を抑制しつつ、フィルタの濾過性能を確保可能なバルブ装置を提供する。
【解決手段】フィルタ７２は、帯状部材の一端部７５と他端部７６とが重なるよう環状に巻かれてなる。フィルタ７２の他端部７６および中間部７７はメッシュ部７８を有する。一端部７５は、メッシュ部７８の目開きよりも大きな開口である通孔８０を有する。そのため、他端部７６のメッシュ部７８の目開きは、一端部７５の通孔８０により開放される。これによりフィルタ７２の両端部が重なる部分は、濾過機能の低下が抑制される。さらに、フィルタ７２がスリーブに対し相対回転しないようスリーブの凹部とフィルタの凸部からなる回り止めを設ける必要がない。そのため、上記凹部に起因するスリーブの外壁のシール性能低下を抑制可能である。また、上記凹部が不要なスリーブは旋盤加工のみで製作可能である。
【選択図】図５

Description

本発明は、バルブ装置に関する。

中空筒状のスリーブと、スリーブ内に設けられる弁体とを備え、弁体がスリーブのポートを開閉可能なよう構成されたバルブ装置が知られている。このバルブ装置は、例えば車両の自動変速機の油圧回路に設けられ、油圧式の摩擦係合装置に作動油を供給する油圧制御弁に用いられる。

このような型式のバルブ装置には、一般的に、外部から供給される作動油を濾過するためのフィルタが設けられる。フィルタは、帯状部材の一端部と他端部とが重なるようにスリーブの環状溝の底面に巻きつけられてなる。作動油は、フィルタに濾過されたのち、環状溝の底面に開口しているポートに導入される。

ところで、フィルタのうち一端部と他端部とが重なる部分は、目開きが塞がれるため、濾過機能が著しく低減する。これに対し、例えば特許文献１では、フィルタがスリーブに対し相対回転しないように回り止め手段を設けることによって、フィルタの両端部の重なる部分の周方向位置が環状溝の底面の開口位置と一致しないようにしている。回り止め手段は、スリーブの環状溝の側面から軸方向へ凹む凹部と、フィルタから凹部内に突き出す凸部とから構成されている。

特開２００５−３６９１２号公報

しかしながら、特許文献１では、スリーブの外壁のシール面のうち凹部が形成される箇所は、軸方向の長さが短くなり、スリーブが装着されるバルブボディとの間のシール性能が低下するという問題があった。
また、特許文献１では、スリーブは、従前のように旋盤加工のみで作ることができず、凹部の形成のためにフライス加工が必要となり、製造コストが増加するという問題があった。

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、スリーブの外壁におけるシール性能の低下を抑制し且つ製造コストの増加を抑制しつつ、フィルタの濾過性能を確保することができるバルブ装置を提供することである。

本発明によるバルブ装置は、中空筒状のスリーブと、スリーブの内部に設けられている弁体と、フィルタとを備えている。スリーブは、外壁に環状溝が形成され、当該環状溝の底面から内部まで貫通しているポートを有している。弁体は、ポートを開閉可能である。フィルタは、スリーブの環状溝の底面に巻きつけられている。

フィルタは、帯状部材の一端部と他端部とが重なるように環状に巻かれることによって作られている。フィルタのうち一端部以外の部分は、ポートを通過する流体を濾過するメッシュ部を有している。フィルタの一端部は、メッシュ部の目開きよりも大きな開口である開放部を有している。

このように構成することで、他端部のメッシュ部の目開きは、一端部の開放部によって開放される。これにより、フィルタの両端部が重なる部分は、濾過性能の低下が抑制される。そのため、本発明によれば、フィルタの両端部が重なる部分の周方向位置が環状溝の底面の開口位置と一致するようにフィルタがスプールに対し相対回転した場合であっても、濾過性能を確保することができる。

また、本発明によれば、フィルタがスリーブに対し相対回転しないように回り止め手段を設ける必要がない。つまり、スリーブの環状溝の側面から軸方向へ凹む凹部と、フィルタから凹部内に突き出す凸部とを形成する必要がない。そのため、本発明によれば、凹部に起因してスリーブとバルブボディとの間のシール性能が低下することを抑制することができる。また、本発明によれば、スリーブを旋盤加工のみで作ることができ、製造コストの増加を抑制することができる。

本発明の第１実施形態によるバルブ装置が適用された油圧制御弁の概略構成を説明する断面図である。 図１のＩＩ部分の拡大図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図３のＩＶ部分の拡大図である。 図４のフィルタをＶ矢印方向に見た図である。 図３のフィルタの基になる帯状部材を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるバルブ装置が備えるフィルタの外観図であって、第１実施形態における図５に対応する図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態によるバルブ装置は、図１に示す油圧制御弁に用いられている。油圧制御弁１０は、車両の自動変速機の油圧回路に設けられ、クラッチおよびブレーキなどの摩擦係合装置に作動油を供給する。

［全体構成］
先ず、油圧制御弁１０の全体構成について図１、図２を参照して説明する。
図１に示すように、油圧制御弁１０は、電磁駆動装置２０およびバルブ装置４０を備えている。
（電磁駆動装置）
電磁駆動装置２０は、良く知られたリニアソレノイドから構成されており、固定子２１および可動子３１を備えている。固定子２１は、環状のコイル２２と、コイル２２の内側に設けられた筒状の固定コア２３と、コイル２２の外側に設けられた有底筒状のヨーク２７とを有している。

固定コア２３は、ヨーク２７の底部２８側に位置する筒部２４と、ヨーク２７の開口部２９側に位置する筒部２５と、筒部２４と筒部２５とを接続している括れ部２６とを有している。可動子３１は、固定コア２３の筒部２４の内側に設けられ、軸方向へ往復移動可能である。

コイル２２が通電されると、当該コイル２２周辺に磁界が発生し、固定コア２３とヨーク２７とにより磁気回路が形成される。磁気回路において、固定コア２３の括れ部２６は磁束が流れにくくなっている。可動子３１は、固定コア２３の括れ部２６を跨ぐように軸方向へ移動することによって、筒部２４と筒部２５とを磁気的にバイパスすることができる。そのため、可動子３１には、ヨーク２７の開口部２９側へ向かう磁気吸引力が作用する。磁気回路に流れる磁束は、コイル２２に通電する電流が大きいほど多くなる。可動子３１は、磁気回路に流れる磁束が多いほど、ヨーク２７の開口部２９側への磁気吸引力が大きくなる。固定コア２３の筒部２５の内側に設けられたロッド３２は、可動子３１によって軸方向へ押圧されてバルブ装置４０を駆動する。

（バルブ装置）
バルブ装置４０は、スリーブ４１、スプール６１およびスプリング６８を備えている。
スリーブ４１は、中空円筒状であり、油圧回路を構成するバルブボディ１１のスリーブ挿入穴１２に挿入されることによってバルブボディ１１に取り付けられている。スリーブ４１のうち電磁駆動装置２０とは反対側の端部は、栓部材４２によって塞がれている。

スリーブ４１は、径方向へ貫通するポートとして、入力ポート４３、出力ポート４４、Ｆ／Ｂポート４５およびドレンポート４６を有している。入力ポート４３は、バルブボディ１１が有する入力通路１３に連通しており、入力通路１３を介して図示しないオイルポンプから作動油の供給を受ける。出力ポート４４は、バルブボディ１１が有する出力通路１４に連通しており、出力通路１４を介して図示しない摩擦係合装置に作動油を供給する。Ｆ／Ｂポート４５は、出力通路１４から分岐するＦ／Ｂ通路１５に連通しており、出力ポート４４から出力された作動油の一部の供給を受ける。ドレンポート４６は、バルブボディ１１が有するドレン通路１６に連通しており、ドレン通路１６を介してオイルパン等の油貯留部に作動油を排出可能である。Ｆ／Ｂポート４５、入力ポート４３、出力ポート４４およびドレンポート４６は、その順で栓部材４２側から軸方向へ並ぶように形成されている。

スリーブ４１の外壁には、環状溝４７、４８、４９が形成されている。図２に示すように、環状溝４８、４９の底面５２、５３は、段付き状に形成されている。つまり、底面５２、５３は、幅方向の中央部５５、５６が、幅方向の両方の端部５８、５９よりも径方向内側に凹んでいる。
Ｆ／Ｂポート４５は、環状溝４７の底面５１に開口している。入力ポート４３は、環状溝４８の底面５２の中央部５５に開口している。出力ポート４４は、環状溝４９の底面５３の中央部５６に開口している。

図１に示すように、スプール６１は、スリーブ４１の内部で軸方向へ往復移動可能であり、栓部材４２側から順に第１ランド６２と第２ランド６３と第３ランド６４とを形成している。
スリーブ４１内においてスプール６１の第１ランド６２と第２ランド６３との間に区画されているＦ／Ｂ室６５には、Ｆ／Ｂポート４５から作動油が導入される。Ｆ／Ｂ室６５の作動油は、出力ポート４４から出力される作動油の圧力である出力油圧に応じたＦ／Ｂ油圧をスプール６１に作用させる。

スリーブ４１内において第２ランド６３と第３ランド６４との間に区画されている連通室６６は、スプール６１の軸方向位置に応じて入力ポート４３と出力ポート４４とを連通可能であり、またスプール６１の軸方向位置に応じて出力ポート４４とドレンポート４６とを連通可能である。連通室６６が入力ポート４３と出力ポート４４とを連通させるとき、ドレンポート４６は、第３ランド６４によって塞がれる。一方、連通室６６が出力ポート４４とドレンポート４６とを連通させるとき、入力ポート４３は、第２ランド６３によって塞がれる。

スプール６１は、軸方向位置に応じてスリーブ４１の各ポートを開閉可能である。スプール６１は、特許請求の範囲に記載の「弁体」に相当する。
スプリング６８は、スリーブ４１内において栓部材４２とスプール６１との間に設けられており、スプール６１を電磁駆動装置２０側に付勢している。

スプール６１の軸方向位置は、スプリング６８による付勢力と、電磁駆動装置２０による押圧力とのバランスによって決まる。電磁駆動装置２０による押圧力が無いとき、スプール６１は、出力ポート４４とドレンポート４６とを連通させる。一方、電磁駆動装置２０による押圧力がスプリング６８による付勢力と比べて大きいとき、スプール６１は、栓部材４２側に移動して入力ポート４３と出力ポート４４とを連通させる。

［特徴構成］
次に、バルブ装置４０の特徴構成について図１〜図６を参照して説明する。
図３に示すように、入力ポート４３は、周方向で等間隔に４つ形成されている。図示しないが、出力ポート４４、Ｆ／Ｂポート４５も同様に周方向で等間隔に４つ形成されている。図１、図２に示すように、スリーブ４１のうち、ポート４５、４３、４４が開口する環状溝４７、４８、４９の底面５１、５２、５３には、フィルタ７１、７２、７３が巻きつけられている。特にフィルタ７２、７３は、底面５２、５３の端部５８、５９に巻きつけられている。

フィルタ７１、フィルタ７２およびフィルタ７３は、同様の構成をしている。以下、それらを代表してフィルタ７２について説明する。
図３、図４、図５に示すフィルタ７２は、図６に示す帯状部材７４の一端部７５と他端部７６とが重なるように環状に巻かれることによって作られている。図３、図４、図５に示すように、フィルタ７２の一端部７５は、他端部７６に対し径方向外側に重ねられたのち、幅方向の両側が例えばレーザ溶接によって他端部７６と固定されている。

図６に示すように、帯状部材７４は、例えば金属製であり、一端部７５以外の部分、すなわち他端部７６と中間部７７とにメッシュ部７８を有している。メッシュ部７８の目開きは、当該メッシュ部７８を通過する作動油に含まれる異物を捕捉可能なよう設定されている。

帯状部材７４の一端部７５は、メッシュ部７８の目開きよりも大きな開口である１つの通孔８０を有している。通孔８０は、特許請求の範囲に記載の「開放部」に相当する。本実施形態では、通孔８０は、帯状部材７４の幅方向に延びる一対の辺８１と当該一対の辺８１の一端同士および他端同士を繋ぐ一対の辺８２とから構成されている矩形状の孔である。帯状部材７４の一端部７５の通孔８０、および、メッシュ部７８の目開きは、エッチングによって同時に形成される。

図２に示すように、フィルタ７２は、環状溝４８に嵌合している。フィルタ７２の幅は、環状溝４８の幅とほぼ同じに設定されている。
図５に示すように、通孔８０は、フィルタ７２の幅方向の中央に形成されている。また、環状溝４８の底面５２（図２参照）の入力ポート４３の開口は、円形であり、幅方向の中央に形成されている。幅方向において通孔８０の開口幅Ｗ１は、入力ポート４３の開口幅Ｗ２よりも大きい。また、周方向において通孔８０の開口幅Ｗ３は、入力ポート４３の開口幅Ｗ４よりも大きい。したがって、通孔８０の開口面積は、入力ポート４３の開口面積よりも大きい。

［効果］
以上説明したように、第１実施形態では、フィルタ７２は、帯状部材７４の一端部７５と他端部７６とが重なるように環状に巻かれることによって作られている。フィルタ７２のうち一端部７５以外の部分は、メッシュ部７８を有している。フィルタ７２の一端部７５は、メッシュ部７８の目開きよりも大きな開口である通孔８０を有している。

このように構成することで、他端部７６のメッシュ部７８の目開きは、一端部７５の通孔８０によって開放される。これにより、フィルタ７２の両端部が重なる部分は、濾過機能の低下が抑制される。そのため、第１実施形態によれば、フィルタ７２の両端部が重なる部分の周方向位置が環状溝４７の底面５１の開口位置と一致するようにフィルタ７２がスプール６１に対し相対回転した場合であっても、濾過性能を確保することができる。

また、第１実施形態によれば、フィルタ７２がスリーブ４１に対し相対回転しないように回り止め手段を設ける必要がない。つまり、スリーブ４１の環状溝４８の側面から軸方向へ凹む凹部と、フィルタ７２から凹部内に突き出す凸部とを形成する必要がない。そのため、第１実施形態によれば、上記凹部に起因してスリーブ４１とバルブボディ１１との間のシール性能が低下することを抑制することができる。また、第１実施形態によれば、スリーブ４１を旋盤加工のみで作ることができ、製造コストの増加を抑制することができる。

また、第１実施形態では、通孔８０の開口面積は、環状溝４８の底面５２に開いている入力ポート４３の開口面積よりも大きい。
したがって、フィルタ７２の両端部が重なる部分は、濾過機能の低下が一層抑制される。

また、第１実施形態では、通孔８０は、帯状部材７４の幅方向に延びる一対の辺８１と当該一対の辺８１の一端同士および他端同士を繋ぐ一対の辺８２とから構成されている矩形状の孔である。
したがって、通孔８０の流通面積を可及的に大きくすることができ、フィルタ７２の両端部が重なる部分における濾過機能の低下が一層抑制される。

また、第１実施形態では、帯状部材７４の一端部７５の通孔８０は、メッシュ部７８の目開きと同時に形成される。
したがって、製造工程を増やすことなくフィルタ７２の一端部７５に通孔８０を形成することができる。

また、第１実施形態では、通孔８０およびメッシュ部７８の目開きは、エッチングにより形成されている。
したがって、通孔８０とメッシュ部７８の目開きとを比較的簡単に同時に形成することができる。

ここで、フィルタの一端部が他端部に対し径方向内側に重ねられる形態について考える。この形態の場合、フィルタ巻きつけ時のスプリングバックによって他端部が径方向外側に反り返ると、他端部と一端部との間に隙間が形成され、その隙間が一端部の通孔と連通してしまい、異物が上記隙間と通孔とを通ってスリーブ内に侵入するおそれがある。

これに対し、第１実施形態では、フィルタ７２の一端部７５は、他端部７６に対し径方向外側に重ねられている。
したがって、一端部７５が径方向外側に反り返って一端部７５と他端部７６との間に隙間が形成されたとしても、当該隙間は他端部７６のメッシュ部７８を介してスリーブ４１内に連通する。そのため、異物がスリーブ４１内に侵入することを回避することができる。

また、第１実施形態では、バルブ装置４０は、弁体として、スリーブ４１内で軸方向へ往復移動可能なスプール６１を備えている。
したがって、フィルタ７２の濾過性能を確保することによって、スプール式のバルブ装置４０において緻密な油圧制御が可能となる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態によるバルブ装置について図７を参照して説明する。
図７に示すように、フィルタ７２の一端部７５は、メッシュ部７８の目開きよりも大きな開口である１つの切欠き９０を有している。切欠き９０は、特許請求の範囲に記載の「開放部」に相当する。切欠き９０は、一端部７５の端から周方向へ延びるように形成されており、通孔８０と同様に矩形状である。切欠き９０およびメッシュ部７８の目開きは、エッチングによって同時に形成される。

切欠き９０は、フィルタ７２の幅方向の中央に形成されている。幅方向において、切欠き９０の開口幅Ｗ１は、入力ポート４３の開口幅Ｗ２よりも大きい。また、周方向において、切欠き９０の開口幅Ｗ５は、入力ポート４３の開口幅Ｗ４よりも大きい。したがって、切欠き９０の開口面積は、入力ポート４３の開口面積よりも大きい。
このようにフィルタ７２の一端部７５の「開放部」が切欠き９０から構成される第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部の開放部は、矩形状に限らず、例えば円形状、楕円形状、および多角形状などの他の形状であってもよい。
本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部の開放部の幅方向の開口幅は、環状溝の底面に開くポートの幅方向の開口幅よりも小さくてもよい。
本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部の開放部の周方向の開口幅は、環状溝の底面に開くポートの周方向の開口幅よりも小さくてもよい。
本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部の開放部は、幅方向の中央に位置していなくてもよい。

本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部の開放部は、当該一端部以外の部分のメッシュ部の目開きと同時に形成されなくてもよい。また、開放部は、エッチングに限らず、例えばプレス加工等によって形成されてもよい。
本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部は、複数の開放部を有していてもよい。その際、開放部の幅は、環状溝の底面に開くポートの開口幅よりも小さくてもよい。
本発明の他の実施形態では、フィルタは、金属製に限らず、例えば樹脂製であってもよい。

本発明の他の実施形態では、フィルタの一端部と他端部とは、レーザ溶接に限らず、例えば、抵抗溶接などの他の溶接、接着、および、リベットかしめ等によって固定されてもよい。また、フィルタが樹脂製である場合、一端部と他端部とは、溶着、および、突起嵌合によって固定されてもよい。
本発明の他の実施形態では、環状溝の底面に開くポートの開口は、円形に限らず、矩形状、楕円形状、および多角形状などの他の形状であってもよい。
本発明の他の実施形態では、環状溝の底面に開くポートの開口は、幅方向の中央に位置していなくてもよい。

本発明の他の実施形態では、バルブ装置の弁体は、スプールに限らず、他の形式の弁体であってもよい。要するに、弁体は、スリーブ内に設けられ、スリーブが有するポートを開閉可能であればよい。
本発明の他の実施形態では、バルブ装置は、車両の自動変速機の油圧回路に限らず、他の装置に用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

４０ ・・・バルブ装置 ４１ ・・・スリーブ
４３ ・・・Ｆ／Ｂポート ４４ ・・・入力ポート
４５ ・・・出力ポート ４７、４８、４９・・・環状溝
５１、５２、５３・・・底面 ６１ ・・・スプール（弁体）
７１、７２、７３・・・フィルタ ７４ ・・・帯状部材
７５ ・・・一端部 ７６ ・・・他端部
７７ ・・・メッシュ部 ８０ ・・・通孔（開放部）
９０ ・・・切欠き（開放部）

Claims (7)

1. 中空筒状であり、外壁に環状溝（４７、４８、４９）が形成され、当該環状溝の底面（５１、５２、５３）から内部まで貫通しているポート（４３、４４、４５）を有するスリーブ（４１）と、
   前記スリーブの内部に設けられ、前記ポートを開閉可能な弁体（６１）と、
   前記スリーブの前記環状溝の前記底面に巻きつけられているフィルタ（７１、７２、７３）と、
   を備え、
   前記フィルタは、帯状部材（７４）の一端部（７５）と他端部（７６）とが重なるように環状に巻かれており、
   前記フィルタのうち、前記他端部、および、前記一端部と前記他端部との間の中間部（７７）は、前記ポートを通過する流体を濾過するメッシュ部（７８）を有し、
   前記フィルタの前記一端部は、前記メッシュ部の目開きよりも大きな開口である開放部（８０、９０）を有していることを特徴とするバルブ装置（４０）。
2. 前記開放部の開口面積は、前記環状溝の前記底面に開いている前記ポートの開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
3. 前記開放部は、前記フィルタの幅方向へ延びる一対の辺（８１）と当該一対の辺の一端同士および他端同士を繋ぐ一対の辺（８２）とから構成されている矩形状の孔であることを特徴とする請求項１または２に記載のバルブ装置。
4. 前記開放部は、前記メッシュ部の目開きと同時に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ装置。
5. 前記開放部および前記メッシュ部の目開きは、エッチングにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載のバルブ装置。
6. 前記フィルタの前記一端部は、前記他端部に対し径方向外側に重ねられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ装置。
7. 前記弁体は、前記スリーブ内で軸方向へ往復移動可能なスプールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブ装置。

Images