JP2018162859A

JP2018162859A - スプールバルブ

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Publication number: JP2018162859A
Application number: JP2017061331A
Authority: JP
Inventors: 邦男金原; Kunio Kanehara
Original assignee: Nidec Tosok Corp
Current assignee: Nidec Tosok Corp
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-10-18
Anticipated expiration: 2037-03-27
Also published as: CN207989420U; JP6972608B2; US10495119B2; US20190093678A1

Abstract

【課題】チャタリングを抑制できるスプールバルブを提供する。
【解決手段】スプールバルブに、入力ポートと出力ポートとの間を開閉する弁部４２を備え、弁部は、径方向外側面に設けられる径方向位置変化部４３を有し、第１接続油路が接続された部分における第２出力側油路内の第２出力油圧の値から、第１接続油路が接続された部分における第１出力側油路内の第１出力油圧の値を減じた第１値が、０よりも大きい閾値以上の場合に、入力ポートと出力ポートとの間を開いて、第１接続油路内における第２出力側油路から第１出力側油路へのオイルの流れを許容し、第１値が閾値よりも小さい場合に、入力ポートと出力ポートとの間を閉じて、第１接続油路内における第２出力側油路と第１出力側油路との間のオイルの流れを遮断する。径方向位置変化部は、軸方向に延び、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって、径方向位置が径方向内側に変化する。
【選択図】図３

Description

本発明は、スプールバルブに関する。

オイルポンプから供給される油圧を調整して吐出させるレギュレータバルブを有する油圧回路装置が知られる。例えば、特許文献１には、自動変速機のコントロールバルブボディに設けられた油圧回路装置が記載される。

特開２０１６−７０３３１号公報

上記のような油圧回路装置には、レギュレータバルブによって油圧が調整されるオイルが流れる油路に、２つのオイル供給源からのオイルが流れる全吐出状態と、当該油路にいずれか一方のオイル供給源からのオイルのみが流れる半吐出状態と、を切り換える弁装置が設けられる場合がある。弁装置によって全吐出状態と半吐出状態とが切り換えられる場合、レギュレータバルブによって油圧が調整されるオイルが流れる油路内のオイルの油圧が急激に変動して、レギュレータバルブが振動するチャタリングが生じる場合があった。そのため、レギュレータバルブによって油路内のオイルの油圧を安定して調整できない場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みて、チャタリングが生じることを抑制できるスプールバルブを提供することを目的の一つとする。

本発明のスプールバルブの一つの態様は、オイルを吸入し、第１のオイル流量特性を有するオイルを吐出する第１オイル供給源と、オイルを吸入し、第２のオイル流量特性を有するオイルを吐出する第２オイル供給源と、前記第１オイル供給源から吐出されたオイルが流入し、制御対象に油圧を供給する第１出力側油路と、前記第２オイル供給源から吐出されたオイルが流入する第２出力側油路と、前記第１出力側油路と前記第２出力側油路とを繋ぐ第１接続油路と、スプール穴部を有し、前記第１接続油路に設けられる弁装置と、を備え、前記スプール穴部は、前記第２出力側油路と繋がる入力ポートと、前記第１出力側油路と繋がる出力ポートと、を有する油圧制御装置において、前記弁装置に備えられ、かつ、軸方向に延びる中心軸を中心とし、前記スプール穴部内を軸方向に移動可能なスプールバルブであって、前記入力ポートと前記出力ポートとの間を開閉する弁部を備え、前記弁部は、前記弁部の径方向外側面に設けられる径方向位置変化部を有し、前記第１接続油路が接続された部分における前記第２出力側油路内の第２出力油圧の値から、前記第１接続油路が接続された部分における前記第１出力側油路内の第１出力油圧の値を減じた第１値が、０よりも大きい閾値以上の場合に、前記入力ポートと前記出力ポートとの間を開いて、前記第１接続油路内における前記第２出力側油路から前記第１出力側油路へのオイルの流れを許容し、前記第１値が前記閾値よりも小さい場合に、前記入力ポートと前記出力ポートとの間を閉じて、前記第１接続油路内における前記第２出力側油路と前記第１出力側油路との間のオイルの流れを遮断し、前記径方向位置変化部は、軸方向に延び、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって、径方向位置が径方向内側に変化する。

本発明の一つの態様によれば、チャタリングが生じることを抑制できるスプールバルブが提供される。

図１は、本実施形態の油圧制御装置を模式的に示す図である。図２は、本実施形態の油圧制御装置を模式的に示す図である。図３は、本実施形態のスプールバルブを示す斜視図である。図４は、本実施形態のスプールバルブの一部を示す図であって、図３におけるIV−IV断面図である。図５は、本実施形態のスプールバルブを示す図であって、図３におけるV−V断面図である。

図１および図２に示す本実施形態の油圧制御装置１０は、制御対象ＯＣを油圧により制御する。油圧制御装置１０は、例えば、車両に搭載される。制御対象ＯＣは、例えば、車両の自動変速機等である。油圧制御装置１０は、第１オイル供給源２１と、第２オイル供給源２２と、第１入力側油路３７と、第２入力側油路３８と、第１出力側油路３１と、第２出力側油路３２と、第１接続油路３３と、第２接続油路３４と、分岐油路３６と、調圧装置５０と、電磁弁６０と、弁装置４０と、を備える。

第１オイル供給源２１および第２オイル供給源２２は、例えば、車両のエンジンによって駆動されてオイルＯを送るポンプである。第１オイル供給源２１は、オイルタンクＯＴからオイルＯを吸入し、第１のオイル流量特性を有するオイルＯを吐出する。第２オイル供給源２２は、オイルタンクＯＴからオイルＯを吸入し、第２のオイル流量特性を有するオイルＯを吐出する。第２のオイル流量特性を有するオイルＯの油圧は、第１のオイル流量特性を有するオイルＯの油圧よりも大きい。

第１入力側油路３７は、オイルＯが貯留されるオイルタンクＯＴから第１オイル供給源２１に吸入されるオイルＯが通る油路である。第１入力側油路３７のオイルタンクＯＴ側の端部には、オイルタンクＯＴに貯留されるオイルＯ内に配置されるストレーナＳが接続される。第２入力側油路３８は、オイルＯが貯留されるオイルタンクＯＴから第２オイル供給源２２に吸入されるオイルＯが通る油路である。第２入力側油路３８のオイルタンクＯＴ側の端部には、オイルタンクＯＴに貯留されるオイルＯ内に配置されるストレーナＳが接続される。

第１出力側油路３１は、第１オイル供給源２１から吐出されたオイルＯが流入する油路である。第１出力側油路３１は、第１オイル供給源２１と制御対象ＯＣとを繋ぐ。第１出力側油路３１は、制御対象ＯＣにオイルＯの油圧を供給する。第２出力側油路３２は、第２オイル供給源２２から吐出されたオイルＯが流入する油路である。第１接続油路３３は、第１出力側油路３１と第２出力側油路３２とを繋ぐ油路である。第２接続油路３４は、第２出力側油路３２とオイルタンクＯＴとを繋ぐ油路である。分岐油路３６は、第１出力側油路３１のうち第１接続油路３３が接続された部分よりも第１オイル供給源２１側の部分と弁装置４０とを繋ぐ油路である。

調圧装置５０は、第１出力側油路３１における第１接続油路３３が接続された部分よりも制御対象ＯＣ側に接続される。調圧装置５０は、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧を所定の圧力に調整する。調圧装置５０は、例えば、レギュレータバルブである。

電磁弁６０は、第２接続油路３４に設けられる。電磁弁６０は、第２接続油路３４内のオイルＯの流れを許容と遮断との間で切り換える。図１においては、電磁弁６０によって第２接続油路３４内のオイルＯの流れが遮断された状態を示す。図２においては、電磁弁６０によって第２接続油路３４内のオイルＯの流れが許容された状態を示す。電磁弁６０によって許容される第２接続油路３４内のオイルＯの流れは、第２出力側油路３２からオイルタンクＯＴに向かうオイルＯの流れである。

弁装置４０は、第１接続油路３３に設けられる。弁装置４０が設けられることで、第１接続油路３３は、第１部分３３ａと、第２部分３３ｂとに分断される。第１部分３３ａは、第１出力側油路３１と弁装置４０とを繋ぐ油路である。第２部分３３ｂは、第２出力側油路３２と弁装置４０とを繋ぐ油路である。弁装置４０は、スプール穴部４０ａと、軸方向に延びる中心軸Ｊを中心とするスプールバルブ４０ｂと、弾性部材４０ｃと、を有する。

本実施形態において中心軸Ｊは、図１および図２における左右方向に延びる。以下の説明においては、中心軸Ｊの軸方向と平行な方向を単に「軸方向」と呼ぶ。また、軸方向における図１および図２の左側を単に「左側」と呼び、軸方向における図１および図２の右側を単に「右側」と呼ぶ。左側は、軸方向一方側に相当し、右側は、軸方向他方側に相当する。なお、左側および右側とは、単に各部の相対位置関係を説明するための名称であり、実際の配置関係等は、これらの名称で示される配置関係等以外の配置関係等であってもよい。

スプール穴部４０ａは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる。スプール穴部４０ａの軸方向両側の端部は、閉塞される。スプール穴部４０ａの軸方向と直交する断面形状は、円形状である。スプール穴部４０ａは、径方向内側面に、入力ポート４１ａと、出力ポート４１ｂと、第１接続ポート４１ｃと、第２接続ポート４１ｄと、を有する。

入力ポート４１ａは、第２部分３３ｂを介して第２出力側油路３２と繋がる。これにより、入力ポート４１ａを介して第２部分３３ｂからスプール穴部４０ａ内にオイルＯが流入する。出力ポート４１ｂは、第１部分３３ａを介して第１出力側油路３１と繋がる。これにより、出力ポート４１ｂを介してスプール穴部４０ａ内から第１部分３３ａにオイルＯが流出する。入力ポート４１ａは、出力ポート４１ｂよりも左側に配置される。入力ポート４１ａおよび出力ポート４１ｂは、それぞれ周方向の一周に亘って設けられる円環状である。入力ポート４１ａの軸方向の寸法および出力ポート４１ｂの軸方向の寸法は、後述する径方向位置変化部４３の軸方向の寸法よりも小さい。

第１接続ポート４１ｃは、入力ポート４１ａよりも左側に配置される。第１接続ポート４１ｃは、後述する弁部４２の左側の端面とスプール穴部４０ａの左側の端面との間の第１隙間４０ｄに開口する。第１接続ポート４１ｃには、分岐油路３６が接続される。これにより、第１隙間４０ｄには、分岐油路３６および第１接続ポート４１ｃを介して第１出力側油路３１内のオイルＯが流入する。第１接続ポート４１ｃは、周方向の一周に亘って設けられる円環状である。

第２接続ポート４１ｄは、スプール穴部４０ａにおける右側の端部に配置される。第２接続ポート４１ｄは、後述する摺動部４５の右側の端面とスプール穴部４０ａの右側の端面との間の第２隙間４０ｅに開口する。第２接続ポート４１ｄには、第２出力側油路３２の第２オイル供給源２２と逆側の端部が接続される。これにより、第２隙間４０ｅには、第２接続ポート４１ｄを介して第２出力側油路３２内のオイルＯが流入する。

スプールバルブ４０ｂは、スプール穴部４０ａ内を軸方向に移動可能である。図３に示すように、スプールバルブ４０ｂは、軸方向に延びる多段の円柱状である。スプールバルブ４０ｂは、左側から右側に向かって順に、第１支持部４７と、弁部４２と、油路構成部４４と、摺動部４５と、第２支持部４６と、を備える。

第１支持部４７は、右側から左側に向かうに従って外径が小さくなるテーパ部４７ａと、テーパ部４７ａの左側の端部に繋がる先端部４７ｂと、を有する。先端部４７ｂは、スプールバルブ４０ｂの左側の端部である。図１に示すように、先端部４７ｂの左側の端面は、スプール穴部４０ａの左側の端面に接触可能である。第１支持部４７の外径は、スプール穴部４０ａの内径よりも小さい。

弁部４２は、第１支持部４７の右側の端部に繋がる。弁部４２は、弁部４２の径方向外側面に設けられる径方向位置変化部４３を有する。径方向位置変化部４３は、軸方向に延び、左側から右側に向かって、径方向位置が径方向内側に変化する。径方向位置変化部４３は、弁部４２の右側の端部まで延びる。これにより、径方向位置変化部４３の右側の端部は、連結油路３５に繋がる。本実施形態において径方向位置変化部４３は、弁部４２の周方向の一部に設けられる。そのため、径方向位置変化部４３が設けられることで、弁部４２の周方向の一部が径方向内側に窪む。そして、上述したように、径方向位置変化部４３は、軸方向に延びる。そのため、本実施形態においては、径方向位置変化部４３が設けられることで、弁部４２の径方向外側面には、径方向内側に窪み軸方向に延びる溝４２ａが設けられる。溝４２ａの径方向の寸法は、左側から右側に向かって大きくなる。溝４２ａの内部は、径方向位置変化部４３とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間の径方向の隙間である。

図３から図５に示すように、径方向位置変化部４３は、周方向に沿って複数設けられる。これにより、弁部４２の径方向外側面には、周方向に沿って複数の溝４２ａが設けられる。複数の径方向位置変化部４３は、周方向に沿って等間隔に配置される。径方向位置変化部４３の数は、特に限定されず、本実施形態では例えば４つである。径方向位置変化部４３の形状の詳細については、後述する。

図１および図２に示すように、弁部４２における径方向位置変化部４３以外の部分において、弁部４２の外径は、スプール穴部４０ａの内径とほぼ同じである。弁部４２における径方向位置変化部４３以外の部分は、スプールバルブ４０ｂが軸方向に移動する際に、スプール穴部４０ａの径方向内側面に対して摺動する。

油路構成部４４は、弁部４２の右側の端部に繋がる。油路構成部４４の外径は、弁部４２の外径および第１支持部４７の外径よりも小さい。図３に示すように、油路構成部４４の径方向外側面は、径方向位置変化部４３の右側の端部よりも径方向内側に位置する。油路構成部４４の外径は、例えば、軸方向に沿って一様である。図１に示すように、油路構成部４４は、スプール穴部４０ａの径方向内側面との径方向の間に入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとを繋ぐ連結油路３５を構成する。連結油路３５は、油路構成部４４の径方向外側を囲む円環状である。なお、図１は、連結油路３５が入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとを繋ぐ状態を示す。図２は、連結油路３５が入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとを繋いでいない状態を示す。

摺動部４５は、油路構成部４４の右側の端部に繋がる。摺動部４５の外径は、スプール穴部４０ａの内径とほぼ同じである。摺動部４５は、スプールバルブ４０ｂが軸方向に移動する際に、スプール穴部４０ａの径方向内側面に対して摺動する。第２支持部４６は、摺動部４５の右側の端部に繋がる。第２支持部４６は、スプールバルブ４０ｂの右側の端部である。第２支持部４６の外径は、摺動部４５の外径よりも小さい。図３に示すように、第２支持部４６は、扁平の円柱状である。図２に示すように、第２支持部４６の右側の端面は、スプール穴部４０ａの右側の端面に接触可能である。

弾性部材４０ｃは、スプール穴部４０ａの内部のうち弁部４２の左側に位置する部分、すなわち第１隙間４０ｄに配置される。弾性部材４０ｃは、スプールバルブ４０ｂを左側から右側に押す。弾性部材４０ｃは、中心軸Ｊを中心として軸方向に延びる圧縮コイルバネである。弾性部材４０ｃの左側の端部は、スプール穴部４０ａの左側の端面に支持される。弾性部材４０ｃの右側の端部は、弁部４２の左側の端面に支持される。弾性部材４０ｃの右側の端部には、第１支持部４７が挿入される。弾性部材４０ｃは、スプールバルブ４０ｂに対して右向きに力を加える。

スプールバルブ４０ｂは、分岐油路３６から第１隙間４０ｄに流入する第１出力側油路３１内のオイルＯの第１出力油圧Ｐ１によって加えられる右向きの力と弾性部材４０ｃによる右向きの力とを足し合わせた力と、第２出力側油路３２から第２隙間４０ｅに流入する第２出力側油路３２内のオイルＯの第２出力油圧Ｐ２によって加えられる左向きの力との釣り合いに応じて軸方向に移動する。スプールバルブ４０ｂが軸方向に移動することで、弁部４２が軸方向に移動し、入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとの間を開閉する。

弁部４２が入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとの間を開いた状態とは、図１に示すように第１部分３３ａと第２部分３３ｂとが連結油路３５によって連結され、第１接続油路３３内における第２出力側油路３２から第１出力側油路３１へのオイルＯの流れを許容する開状態である。弁部４２が入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとの間を閉じた状態とは、図２に示すように弁部４２によって入力ポート４１ａが閉塞されて第１部分３３ａと第２部分３３ｂとが切断され、第１接続油路３３内における第２出力側油路３２と第１出力側油路３１との間のオイルＯの流れを遮断する閉状態である。このように、弁装置４０は、スプールバルブ４０ｂの軸方向の移動に伴って、開状態と閉状態との間で状態が変化する。

具体的に、例えば、図１に示す開状態において第２出力油圧Ｐ２が小さくなると、スプールバルブ４０ｂに加えられる左向きの力が、スプールバルブ４０ｂに加えられる右向きの力よりも小さくなり、スプールバルブ４０ｂが右向きに移動する。スプールバルブ４０ｂが右向きに移動すると弾性部材４０ｃの弾性力は小さくなるため、スプールバルブ４０ｂに加えられる右向きの力は小さくなる。スプールバルブ４０ｂは、右側への移動とともに小さくなる右向きの力が、小さくなった第２出力油圧Ｐ２による左向きの力と釣り合う位置まで、右向きに移動する。

第２出力油圧Ｐ２が小さくなって第２出力油圧Ｐ２の値から第１出力油圧Ｐ１の値を減じた第１値が閾値よりも小さくなると、弁部４２は、図２に示す位置まで右向きに移動し、入力ポート４１ａを閉塞して弁装置４０を閉状態とする。すなわち、弁部４２は、第１値が閾値よりも小さい場合に、入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとの間を閉じて、第１接続油路３３内における第２出力側油路３２と第１出力側油路３１との間のオイルＯの流れを遮断する。

一方、閉状態において第２出力油圧Ｐ２が大きくなって第１値が閾値以上となると、弁部４２は、図２に示す位置よりも左側に移動し、入力ポート４１ａの一部が径方向位置変化部４３と径方向に対向する。これにより、入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとが径方向位置変化部４３とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間の径方向の隙間、すなわち溝４２ａを介して繋がり、弁装置４０が開状態となる。すなわち、弁部４２は、第１値が閾値以上の場合に、入力ポート４１ａと出力ポート４１ｂとの間を開いて、第１接続油路３３内における第２出力側油路３２から第１出力側油路３１へのオイルＯの流れを許容する。閾値は、０よりも大きい。すなわち、弁装置４０が開状態である場合、第２出力油圧Ｐ２は、第１出力油圧Ｐ１よりも大きい。これにより、弁装置４０が開状態になることで、第１接続油路３３を介して、第２出力側油路３２から第１出力側油路３１にオイルＯが流入する。閾値は、弁装置４０が開状態にある場合に弾性部材４０ｃがスプールバルブ４０ｂに加える右向きの弾性力の値以下である。

第２出力油圧Ｐ２の変化は、電磁弁６０によって第２接続油路３４が開閉されることで生じる。すなわち、電磁弁６０によって、第２接続油路３４が図１に示す閉じられた状態から、図２に示す開かれた状態となると、第２接続油路３４を介して第２出力側油路３２内のオイルＯがオイルタンクＯＴに流れて第２出力側油路３２内のオイルＯの油圧が低下する。これにより、第２出力油圧Ｐ２が低下する。第２出力油圧Ｐ２の低下度合いは、第２接続油路３４の開口度が大きくなるほど、大きくなる。したがって、電磁弁６０に供給する電流値を調整することで、第２接続油路３４の開口度を調整して、第２出力油圧Ｐ２を制御することができる。これにより、電磁弁６０によって、弁装置４０の開閉状態を切り換えることができる。

弁装置４０が開状態の場合には、図１に示すように第２出力側油路３２内のオイルＯが第１接続油路３３を介して第１出力側油路３１に合流するため、油圧制御装置１０は、第１オイル供給源２１から吐出されたオイルＯと第２オイル供給源２２から吐出されたオイルＯとが制御対象ＯＣに供給される全吐出状態ＡＤとなる。

一方、弁装置４０が閉状態の場合には、図２に示すように第２出力側油路３２内のオイルＯが第１出力側油路３１に合流せず、第２接続油路３４からオイルタンクＯＴへと流れる。そのため、油圧制御装置１０は、第１オイル供給源２１から吐出されたオイルＯのみが制御対象ＯＣに供給される半吐出状態ＨＤとなる。

上述したように本実施形態では電磁弁６０によって弁装置４０の開閉状態を切り換えることができるため、電磁弁６０によって油圧制御装置１０の状態を全吐出状態ＡＤと半吐出状態ＨＤとの間で切り換えることができる。

油圧制御装置１０の状態が全吐出状態ＡＤから半吐出状態ＨＤに切り換わると、第１出力側油路３１内を流れるオイルＯの流量が急激に低下するため、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧が急激に低下しやすい。そのため、調圧装置５０は、例えば調圧装置５０内の弁体を急激に移動させて、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧を上昇させる。このとき、油圧を急激に変化させようとするため、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧が、調圧装置５０によって調圧する目標値よりも上昇しやすい。そして、調圧装置５０は、上昇し過ぎた油圧を低下させるために、再び弁体を急激に移動させる。これにより、再び第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧が目標値よりも低くなる場合がある。

このように、油圧制御装置１０の状態が全吐出状態ＡＤから半吐出状態ＨＤに切り換わると、調圧装置５０の弁体が、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧を上昇および低下させる向きに交互に移動することで振動するチャタリングが生じる場合がある。チャタリングが生じると、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧が上昇と低下とを繰り返して不安定になるため、制御対象ＯＣへの油圧の供給が不安定になる。

これに対して、本実施形態によれば、左側から右側に向かって径方向位置が径方向内側に変化する径方向位置変化部４３が設けられるため、弁装置４０の開閉状態が切り換わった際の第１出力側油路３１内のオイルＯの流量の変化を小さくできる。具体的には、弁装置４０が閉状態から開状態に切り換わる場合においては、入力ポート４１ａが弁部４２によって閉塞された状態から径方向位置変化部４３の左側の端部と対向する状態に変化する。径方向位置変化部４３の左側の端部は径方向位置が比較的径方向外側に位置するため、径方向位置変化部４３の左側の端部とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間の径方向の隙間は比較的小さい。したがって、入力ポート４１ａから径方向位置変化部４３の左側の端部を介してスプール穴部４０ａ内に流入するオイルＯの流量は比較的小さい。これにより、弁部４２が開状態に切り換わった直後において、入力ポート４１ａから出力ポート４１ｂへと流れるオイルＯの流量の増加量を小さくでき、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量変化を小さくできる。

そして、径方向位置変化部４３の径方向位置は左側から右側に向かって径方向内側となるため、弁部４２が右側に移動するのに従って、径方向位置変化部４３における入力ポート４１ａが対向する部分の径方向位置が径方向内側になる。これにより、径方向位置変化部４３とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間の径方向の隙間が徐々に大きくなる。すなわち、本実施形態では溝４２ａの径方向の寸法が大きくなる。したがって、入力ポート４１ａから溝４２ａを介して出力ポート４１ｂへと流れるオイルＯの流量を徐々に増加させることができ、第１出力側油路３１内の流量を徐々に増加させることができる。このようにして、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量が急激に変化することを抑制しつつ、油圧制御装置１０の状態を半吐出状態ＨＤから全吐出状態ＡＤへと切り換えることができる。

一方、弁部４２が左側に移動するのに従って、径方向位置変化部４３における入力ポート４１ａが対向する部分の径方向位置は径方向外側になる。これにより、本実施形態では溝４２ａの径方向の寸法が小さくなる。したがって、入力ポート４１ａから溝４２ａを介して出力ポート４１ｂへと流れるオイルＯの流量を徐々に減少させることができ、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を徐々に減少させることができる。

そして、弁装置４０が開状態から閉状態に切り換わる際には、入力ポート４１ａが径方向位置変化部４３の左側の端部と対向した状態から弁部４２によって閉塞される状態に変化する。上述したように入力ポート４１ａが径方向位置変化部４３の左側の端部と対向した状態では、入力ポート４１ａから出力ポート４１ｂへと流れるオイルＯの流量は小さい。そのため、弁装置４０が閉状態に切り換わって入力ポート４１ａから第１出力側油路３１にオイルＯが流れなくなっても、第１出力側油路３１内におけるオイルＯの流量の減少量を小さくできる。このようにして、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量が急激に変化することを抑制しつつ、油圧制御装置１０の状態を全吐出状態ＡＤから半吐出状態ＨＤへと切り換えることができる。

以上により、本実施形態によれば、半吐出状態ＨＤと全吐出状態ＡＤとを切り換える際に、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量が急激に変化することを抑制できるため、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧が急激に変化することを抑制できる。これにより、チャタリングが生じることを抑制できるスプールバルブ４０ｂが得られる。

本実施形態では、弁部４２の右側の端部に繋がる油路構成部４４が連結油路３５を構成するため、径方向位置変化部４３の右側の端部を連結油路３５に繋げて、入力ポート４１ａから溝４２ａに流入するオイルＯを連結油路３５内に流しやすい。これにより、入力ポート４１ａから径方向位置変化部４３を介してスプール穴部４０ａ内へオイルＯを流入させやすい。

また、本実施形態では、油路構成部４４の径方向外側面が径方向位置変化部４３の右側の端部よりも径方向内側に位置する。そのため、径方向位置変化部４３に沿って流れるオイルＯが、径方向位置変化部４３と油路構成部４４との接続部において阻害されることを抑制できる。これにより、径方向位置変化部４３に沿って流れるオイルＯを連結油路３５に滑らかに流入させることができる。したがって、入力ポート４１ａから径方向位置変化部４３を介してスプール穴部４０ａ内へオイルＯをより流入させやすい。

図１および図２に示すように、径方向位置変化部４３は、軸方向に沿って直線状に延びる。そのため、径方向位置変化部４３を作りやすい。本実施形態においては、弁部４２の径方向外側面に溝４２ａを作ることで、径方向位置変化部４３を作ることができる。また、入力ポート４１ａから径方向位置変化部４３を介してスプール穴部４０ａ内に流入するオイルＯを径方向位置変化部４３に沿って流しやすい。

図４に示すように、径方向位置変化部４３は、左側から右側に向かって順に連続して、第１平坦部４３ａと、第１傾斜部４３ｂと、第２平坦部４３ｃと、第２傾斜部４３ｄと、第３平坦部４３ｅと、を有する。第１平坦部４３ａ、第２平坦部４３ｃおよび第３平坦部４３ｅは、軸方向に平行な部分である。第１平坦部４３ａ、第２平坦部４３ｃおよび第３平坦部４３ｅの径方向外側面は、径方向と直交する平坦面である。

第１平坦部４３ａは、径方向位置変化部４３の左側の端部である。第３平坦部４３ｅは、径方向位置変化部４３の右側の端部である。第１平坦部４３ａの軸方向の寸法は、第２平坦部４３ｃの軸方向の寸法および第３平坦部４３ｅの軸方向の寸法よりも小さい。第２平坦部４３ｃの軸方向の寸法と第３平坦部４３ｅの軸方向の寸法とは、ほぼ同じである。第２平坦部４３ｃは、第１平坦部４３ａよりも径方向内側に位置する。第３平坦部４３ｅは、第２平坦部４３ｃよりも径方向内側に位置する。第１平坦部４３ａは、径方向位置変化部４３のうちで最も径方向外側に位置する部分である。第３平坦部４３ｅは、径方向位置変化部４３のうちで最も径方向内側に位置する部分である。

第１傾斜部４３ｂは、第１平坦部４３ａと第２平坦部４３ｃとを繋ぐ。第１傾斜部４３ｂは、左側から右側に向かって径方向内側に位置する向きに傾斜する。そのため、第１傾斜部４３ｂにおいては、左側から右側に向かって径方向位置変化部４３とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間の径方向の隙間が徐々に大きくなる。これにより、入力ポート４１ａと第１傾斜部４３ｂとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動することで、入力ポート４１ａから溝４２ａに流入するオイルＯの流量を滑らかに変化させることができる。したがって、第１出力側油路３１内の流量が急激に変化することをより抑制でき、チャタリングが生じることをより抑制できる。第１傾斜部４３ｂの径方向外側面は、左側から右側に向かうに従って径方向内側に位置する平坦な傾斜面である。第１傾斜部４３ｂの軸方向の寸法は、各平坦部の軸方向の寸法よりも大きい。

第２傾斜部４３ｄは、第２平坦部４３ｃと第３平坦部４３ｅとを繋ぐ。第２傾斜部４３ｄは、左側から右側に向かって径方向内側に位置する向きに傾斜する。第２傾斜部４３ｄの径方向外側面は、左側から右側に向かうに従って径方向内側に位置する平坦な傾斜面である。第２傾斜部４３ｄは、第１傾斜部４３ｂよりも右側に配置される。第２傾斜部４３ｄの軸方向の寸法は、第１傾斜部４３ｂの軸方向の寸法よりも大きい。第２傾斜部４３ｄの軸方向に対する傾きは、第１傾斜部４３ｂの軸方向に対する傾きよりも大きい。そのため、入力ポート４１ａと第２傾斜部４３ｄとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動する場合に、入力ポート４１ａと第１傾斜部４３ｂとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動する場合に比べて、溝４２ａに流入するオイルＯの流量変化の度合いを大きくできる。

これにより、弁装置４０が閉状態から開状態に切り換わった直後においては、第１傾斜部４３ｂによって比較的ゆっくりと第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を増加させつつ、弁装置４０が閉状態から開状態に切り換わって暫くした後には、第２傾斜部４３ｄによって比較的早く第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を増加させることができる。弁装置４０が閉状態から開状態に切り換わって暫くした後には、第１出力側油路３１内の油圧変化も安定しやすいため、比較的早く第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を増加させてもチャタリングが生じにくい。

したがって、本実施形態によれば、チャタリングが生じることを抑制しつつ、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を迅速に増加させることができる。また、弁装置４０が開状態から閉状態に切り換わる際には、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を迅速に減少させた後に、チャタリングが生じることを抑制しつつ弁装置４０を閉状態に切り換えることができる。

第２平坦部４３ｃは、第１傾斜部４３ｂと第２傾斜部４３ｄとを繋ぐ平坦部である。第２平坦部４３ｃは軸方向に沿って径方向位置が変化しない。そのため、入力ポート４１ａと第２平坦部４３ｃとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動する際には、入力ポート４１ａから溝４２ａ内に流入するオイルＯの流量が変化しない。これにより、第１傾斜部４３ｂによって第１出力側油路３１内のオイルＯの流量が増加して第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧変化が生じた場合であっても、入力ポート４１ａと第２平坦部４３ｃとが軸方向に相対移動する間に、第１出力側油路３１内のオイルＯの油圧を安定させることができる。したがって、第１出力側油路３１内の油圧が安定した状態で、第２傾斜部４３ｄによって迅速に第１出力側油路３１内のオイルＯの流量を増加させることができる。これにより、チャタリングが生じることをより抑制できる。

径方向位置変化部４３の左側の端部には、弁部４２の径方向外側面から右側に向かって径方向内側に窪む段差４３ｆが設けられる。そのため、入力ポート４１ａから溝４２ａに流入するオイルＯに金属片等が混入する場合に、段差４３ｆによって金属片等が弁部４２の径方向外側面とスプール穴部４０ａの径方向内側面との間に噛み込むことを抑制できる。段差４３ｆの径方向の寸法は、オイルＯに混入する金属片等の大きさよりも大きい。

図１および図２に示すように、径方向位置変化部４３の左側の端部における周方向の寸法は、右側に向かうに従って大きくなる。そのため、入力ポート４１ａと第１傾斜部４３ｂとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動する際に、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量変化をより緩やかにできる。本実施形態では、径方向位置変化部４３の左側の端部は、径方向外側から視て左側に凸となる円弧状である。そのため、入力ポート４１ａと第１傾斜部４３ｂとが互いに対向した状態で軸方向に相対移動する際に、第１出力側油路３１内のオイルＯの流量変化をさらに緩やかにできる。また、径方向位置変化部４３を切削加工によって作る場合に、径方向位置変化部４３を容易に作りやすい。

また、本実施形態によれば、径方向位置変化部４３が周方向に沿って複数設けられるため、オイルＯの流量を好適に変化させやすい。また、複数の径方向位置変化部４３が周方向に沿って等間隔に配置されるため、弁部４２の径方向外側面に周方向に沿って等間隔に溝４２ａが設けられる。これにより、溝４２ａに流入するオイルＯからスプールバルブ４０ｂに加えられる径方向の力を周方向に沿って均等に加えやすい。これにより、スプールバルブ４０ｂがスプール穴部４０ａの径方向内側面に径方向に押し付けられることを抑制でき、スプールバルブ４０ｂが軸方向に摺動しにくくなることを抑制できる。

本発明は上述の実施形態に限られず、他の構成を採用することもできる。径方向位置変化部４３は、弁部４２の周方向の一周に亘って設けられてもよい。この場合、弁部４２の径方向外側面に溝４２ａは設けられず、径方向位置変化部４３において弁部４２の外径が左側から右側に向かって小さくなる。径方向位置変化部４３は、左側から右側に向かって径方向位置が径方向内側に変化すれば、径方向位置の変化の仕方は特に限定されない。径方向位置変化部４３の径方向位置は、階段状に変化してもよい。径方向位置変化部４３は、各平坦部を有しなくてもよい。また、油路構成部４４の径方向外側面は、径方向位置変化部４３の右側の端部と径方向において同じ位置にあってもよい。この場合であっても、径方向位置変化部４３からのオイルＯを連結油路３５内に流しやすい。

また、上述した本実施形態の油圧制御装置および弁装置の用途は特に限定されない。また、上記の各構成は、相互に矛盾しない範囲内において、適宜組み合わせることができる。

１０…油圧制御装置、２１…第１オイル供給源、２２…第２オイル供給源、３１…第１出力側油路、３２…第２出力側油路、３３…第１接続油路、３５…連結油路、４０…弁装置、４０ａ…スプール穴部、４０ｂ…スプールバルブ、４１ａ…入力ポート、４１ｂ…出力ポート、４２…弁部、４３…径方向位置変化部、４３ｂ…第１傾斜部、４３ｃ…第２平坦部（平坦部）、４３ｄ…第２傾斜部、４３ｆ…段差、４４…油路構成部、Ｊ…中心軸、Ｏ…オイル、ＯＣ…制御対象、Ｐ１…第１出力油圧、Ｐ２…第２出力油圧

Claims

オイルを吸入し、第１のオイル流量特性を有するオイルを吐出する第１オイル供給源と、
オイルを吸入し、第２のオイル流量特性を有するオイルを吐出する第２オイル供給源と、
前記第１オイル供給源から吐出されたオイルが流入し、制御対象に油圧を供給する第１出力側油路と、
前記第２オイル供給源から吐出されたオイルが流入する第２出力側油路と、
前記第１出力側油路と前記第２出力側油路とを繋ぐ第１接続油路と、
スプール穴部を有し、前記第１接続油路に設けられる弁装置と、を備え、
前記スプール穴部は、前記第２出力側油路と繋がる入力ポートと、前記第１出力側油路と繋がる出力ポートと、を有する油圧制御装置において、
前記弁装置に備えられ、かつ、軸方向に延びる中心軸を中心とし、前記スプール穴部内を軸方向に移動可能なスプールバルブであって、
前記入力ポートと前記出力ポートとの間を開閉する弁部を備え、
前記弁部は、
前記弁部の径方向外側面に設けられる径方向位置変化部を有し、
前記第１接続油路が接続された部分における前記第２出力側油路内の第２出力油圧の値から、前記第１接続油路が接続された部分における前記第１出力側油路内の第１出力油圧の値を減じた第１値が、０よりも大きい閾値以上の場合に、前記入力ポートと前記出力ポートとの間を開いて、前記第１接続油路内における前記第２出力側油路から前記第１出力側油路へのオイルの流れを許容し、
前記第１値が前記閾値よりも小さい場合に、前記入力ポートと前記出力ポートとの間を閉じて、前記第１接続油路内における前記第２出力側油路と前記第１出力側油路との間のオイルの流れを遮断し、
前記径方向位置変化部は、軸方向に延び、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって、径方向位置が径方向内側に変化する、スプールバルブ。
前記弁部の軸方向他方側の端部に繋がる油路構成部をさらに備え、
前記油路構成部は、前記スプール穴部の径方向内側面との径方向の間に前記入力ポートと前記出力ポートとを繋ぐ連結油路を構成し、
前記径方向位置変化部の軸方向他方側の端部は、前記連結油路に繋がる、請求項１に記載のスプールバルブ。
前記油路構成部の径方向外側面は、前記径方向位置変化部の軸方向他方側の端部と径方向において同じ位置、または前記径方向位置変化部の軸方向他方側の端部よりも径方向内側に位置する、請求項２に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって径方向内側に位置する向きに傾斜する第１傾斜部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部は、前記第１傾斜部よりも軸方向他方側に配置される第２傾斜部を有し、
前記第２傾斜部は、軸方向一方側から軸方向他方側に向かって径方向内側に位置する向きに傾斜し、
前記第２傾斜部の軸方向に対する傾きは、前記第１傾斜部の軸方向に対する傾きよりも大きい、請求項４に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部は、軸方向に平行な平坦部を有し、
前記平坦部は、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを繋ぐ、請求項５に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部の軸方向一方側の端部には、前記弁部の径方向外側面から軸方向他方側に向かって径方向内側に窪む段差が設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部は、周方向に沿って複数設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のスプールバルブ。
前記複数の径方向位置変化部は、周方向沿って等間隔に配置される、請求項８に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部の軸方向一方側の端部における周方向の寸法は、軸方向他方側に向かうに従って大きくなる、請求項１から９のいずれか一項に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部の軸方向一方側の端部は、径方向外側から視て軸方向一方側に凸となる円弧状である、請求項１０に記載のスプールバルブ。
前記径方向位置変化部は、軸方向に沿って直線状に延びる、請求項１から１１のいずれか一項に記載のスプールバルブ。