JP2021014875A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油が充填されている第１油圧室と第２油圧室がセパレータプレートで仕切られており、セパレータプレートの厚みを増すことなく、セパレータプレートに設けられたオリフィス孔でのキャビテーションを抑制する技術を提供する。【解決手段】油圧制御装置２は、油が充填されている第１油圧室３および第２油圧室４と、第１油圧室３と第２油圧室４を隔てているセパレータプレート７と、セパレータプレート７の貫通孔８に嵌合しているオリフィスプレート１０を備えている。オリフィスプレート１０は、セパレータプレート７に接している基部１２と、セパレータプレート７の厚みに等しい長さで基部１２から突出しているとともに貫通孔８に嵌合している突起部１３と、突起部１３と基部１２を貫通するオリフィス孔１４を備えている。【選択図】図１

Description

本明細書が開示する技術は、油が充填されている第１油圧室と第２油圧室がセパレータプレートで仕切られている油圧制御装置に関する。

油が充填されている第１油圧室と第２油圧室がセパレータプレートで仕切られている油圧制御装置が特許文献１に開示されている。セパレータプレートには貫通孔（オリフィス孔）が設けられており、第１油圧室と第２油圧室の一方から他方へオリフィス孔を通じて油が流れるようになっている。

特開２００９−１１５２６７号公報

オリフィス孔の長さが小さいと、オリフィス孔を通過中の油に気泡（キャビテーション）が発生するおそれがある。キャビテーションは、騒音の一因となったり、油圧制御の精度低下の一因になったりする。オリフィス孔の長さを長くすれば、キャビテーションは抑えることができる。特許文献１の油圧制御装置では、セパレータプレートに直接にオリフィス孔が設けられているので、オリフィス孔の長さを長くすることは、セパレータプレートの厚みを増加させなければならない。セパレータプレートの厚みの増加は、油圧制御装置の重量増加と、セパレータプレートの材料費の増加をもたらす。本明細書は、油が充填されている第１油圧室と第２油圧室がセパレータプレートで仕切られており、セパレータプレートの厚みを増すことなく、セパレータプレートに設けられたオリフィス孔でのキャビテーションの発生を抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する油圧制御装置は、油が充填されている第１油圧室および第２油圧室と、第１油圧室と第２油圧室を仕切っているセパレータプレートと、オリフィスプレートを備えている。セパレータプレートには、第１油圧室の内空間と第２油圧室の内空間を連通する貫通孔が設けられている。オリフィスプレートは、その貫通孔に嵌合している。オリフィスプレートは、セパレータプレートの一面に接している基部と、基部から突出している突起部と、オリフィス孔を有している。突起部は、セパレータプレートの厚みに等しい長さで基部から突出している。その突起部がセパレータプレートの貫通孔に嵌合している。オリフィス孔は、突起部と基部を貫通しており、第１油圧室の内空間と第２油圧室の内空間を連通する。

本明細書が開示する油圧制御装置では、オリフィスプレートを、セパレータプレートに重なる基部と、セパレータプレートの貫通孔に嵌合する突起部で構成する。それゆえ、基部の厚みの分だけオリフィス孔の長さをセパレータプレートの厚みよりも大きくすることができる。詳しくは実施例のなかで述べるが、オリフィス孔の長さが長くなるほど、オリフィス孔の内部における流体流速が遅くなる。キャビテーションは流速が遅いほど発生に難い。本明細書が開示する油圧制御装置は、セパレータプレートの厚みを大きくすることなく、オリフィス孔でのキャビテーションを抑制することができる。セパレータプレートの厚みを大きくする必要がないので、油圧制御装置の重量の増加、および、油圧制御装置の材料費の増加を抑えることができる。

なお、突起部の先端が、オリフィス孔における流体（油）の流れの下流側に位置しているとよい。オリフィス孔の流体出口付近でセパレータプレートに凹凸が存在すると流れが乱されるが、突起部の先端面はセパレータプレートと面一になるのでオリフィス孔を出た流れが乱されることがない。

本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。

実施例の油圧制御装置の部分断面図である。 比較例の油圧制御装置の部分断面図である。

図面を参照して実施例の油圧制御装置２を説明する。図１に、油圧制御装置２の部分断面図を示す。油圧制御装置２は、自動車のトランスミッションのバルブを制御するバルブボディである。

油圧制御装置２は、油で満たされている第１油圧室３および第２油圧室４と、第１油圧室３と第２油圧室４を隔てているセパレータプレート７を備えている。別言すれば、セパレータプレート７は、第１油圧室３と第２油圧室４を仕切っている。セパレータプレート７には、貫通孔８が設けられている。貫通孔８にはオリフィスプレート１０が嵌合している。

オリフィスプレート１０は、円板状の基部１２と、基部１２の一面から突出しており、基部１２よりも直径が小さい突起部１３で構成されている。基部１２は、セパレータプレート７の一方の面７ａ（第１油圧室３に面している面）に接しており、突起部１３は貫通孔８に嵌合している。なお、突起部１３は、圧入あるいは溶接により、セパレータプレート７に接合されている。突起部１３の厚みＴ１（突起部１３の長さＴ１）は、セパレータプレート７の厚みＴ１に等しい。それゆえ、突起部１３の先端面は、セパレータプレート７の他方の面７ｂ（第２油圧室４に面する面）と面一になる。

オリフィスプレート１０には、基部１２と突起部１３を貫通するオリフィス孔１４が設けられている。別言すれば、オリフィス孔１４は、第１油圧室３の内空間５と第２油圧室４の内空間６を連通する。第１油圧室３の油はオリフィス孔１４を通じて第２油圧室４へと流れる。すなわち、オリフィスプレート１０は、突起部１３の先端が、オリフィス孔１４における流体（油）の流れの下流側に位置するように配置されている。別言すれば、オリフィスプレート１０は、基部１２が、オリフィス孔１４における流体（油）の流れの上流側に位置するように配置されている。図１における太矢印線が流体（油）の流れの方向を示している。

図１において、オリフィス孔１４の直径は記号ｄで示されており、オリフィス孔１４の長さは記号Ｌで示されている。なお、オリフィス孔１４の長さＬは、突起部１３の長さＴ１（すなわち、セパレータプレート７の厚みＴ１）と基部１２の厚みＴ２の和に等しい。

オリフィスプレート１０を採用した利点を説明する。オリフィス孔１４を流れる流体（油）の流速が速いと、オリフィス孔１４の内部でキャビテーション（気泡）が生じることがある。キャビテーションは、セパレータプレート７の振動を誘起する。セパレータプレート７の振動は高周波の騒音の一因となる。また、キャビテーションは、油圧制御装置２の油圧制御の精度を低下させるおそれがある。キャビテーションは抑えられることが望ましい。オリフィスプレート１０を採用することで、オリフィス孔１４の長さＬを、セパレータプレート７の厚みＴ１よりも大きくできる。オリフィス孔１４の長さＬが長いほど、オリフィス孔１４の内部での油の流速が下がり、キャビテーションが生じ難くなる。このことを、次の（数１）を用いて説明する。（数式１）は、ダルシー・ワイズバッハの式として知られている。

（数式１）にて、圧力損失ｄＰ、摩擦係数λ、流体密度ρ、オリフィス孔直径ｄが一定と仮定すると、オリフィス孔長さＬと流速の二乗ｕ^２は反比例の関係を有することがわかる。すなわち、オリフィス孔長さＬが大きいほど、オリフィス孔１４における流体（油）の流速ｕが下がる。オリフィス孔１４における流体（油）の流速ｕが低いほど、キャビテーションが生じ難くなる。それゆえ、セパレータプレート７に重なる基部１２を有するオリフィスプレート１０は、基部１２の厚みＴ２によってオリフィス孔１４の長さＬを調整することができるので、キャビテーションの抑制に効果がある。

なお、基部１２の厚みＴ２を大きくすればするほど、オリフィス孔１４の内部での流体の流速ｕが下がり、キャビテーション抑制の効果が高まる。しかし、基部１２の厚みＴ２を大きくしすぎると、第１油圧室３の内空間５における流体（油）の流れが乱されるおそれがある。基部１２の厚みＴ２は、オリフィス孔１４におけるキャビテーション低減の効果と、第１油圧室３の内空間５における流れへの影響を勘案して定められる。

突起部１３の長さＴ１（突起部１３の高さ）を大きくすることでもオリフィス孔１４の長さＬを大きくすることはできる。しかし、実施例の油圧制御装置２の場合、突起部１３の長さＴ１は、セパレータプレート７の厚みＴ１に等しい。突起部１３の長さＴ１を制限することで、流体（油）の下流側である第２油圧室４の内空間６において、突起部１３の先端面とセパレータプレート７の他方の面７ｂとが面一になる。この構造によって、オリフィス孔１４から吹き出される流体（油）の流れが乱されることが抑制される。

以上のとおり、実施例の油圧制御装置２では、セパレータプレート７に基部１２と突起部１３を有するオリフィスプレート１０を組み込むことで、セパレータプレート７の厚みを大きくすることなく、オリフィス孔１４におけるキャビテーションの発生を抑えることができる。

なお、セパレータプレート７の厚みを大きくすることで、オリフィスプレート１０を採用することなく、オリフィス孔の長さＬを大きくすることはできる。しかしながら、セパレータプレート７の厚みを大きくすると、油圧制御装置の重量が増えるとともに、セパレータプレート７に要する材料も増える。実施例の油圧制御装置２は、重量の増加、および、セパレータプレート７に要する材料の増加を抑えつつ、キャビテーションの発生を抑えることができる。

（比較例)図２に、比較例の油圧制御装置１０２の部分断面図を示す。比較例の油圧制御装置１０２は、オリフィスプレートを採用することなく、セパレータプレート１０７にオリフィス孔１１４を設けている。オリフィス孔１１４は、第１油圧室３の内空間５と第２油圧室４の内空間６を連通する。オリフィス孔１１４では、流体（油）の流入側（すなわち、第１油圧室３の側）の開口に面取り１１５が設けられている。なお、「面取り」は、「チャンファ」あるいは「フィレット」と呼ばれることがある。発明者の解析によると、オリフィス孔１１４の流体流入側の開口縁に面取り１１５を設けることで、キャビテーションを抑えることができることが判明した。しかしながら、面取り１１５は加工コストが嵩む。実施例の油圧制御装置２のオリフィスプレート１０は、コストの観点において、面取り１１５を設けるよりも優れている。

また、オリフィスプレート１０の突起部１３の長さがセパレータプレート７の厚みＴ１に等しいこと、別言すれば、突起部１３の先端面とセパレータプレート７の一面７ｂが面一になることには、次の利点がある。第一に、突起部１３の先端面とともにセパレータプレート７の一面７ｂを研磨することで、両者を精密に面一にすることができる。すなわち、オリフィスプレート１０が組み込まれたセパレータプレート７の製造時の歩留まりを高めることができる。

また、図示は省略したが、セパレータプレート７には、オリフィスプレート１０が嵌合する貫通孔８のほかにも様々な貫通孔を有している。様々な貫通孔を成形したときに生じる廃材を、その厚みを変えずに突起部１３として有効活用することが可能となる。

実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示する技術は、トランスミッションのバルブボディ以外の油圧制御装置に適用することもできる。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２、１０２：油圧制御装置
３：第１油圧室
４：第２油圧室
５、６：内空間
７、１０７：セパレータプレート
８：貫通孔
１０：オリフィスプレート
１２：基部
１３：突起部
１４、１１４：オリフィス孔
１１５：面取り

Claims (2)

1. 油が充填されている第１油圧室および第２油圧室と、
   前記第１油圧室と前記第２油圧室を仕切っているとともに、前記第１油圧室の内空間と前記第２油圧室の内空間を連通する貫通孔を有しているセパレータプレートと、
   前記貫通孔に嵌合しているオリフィスプレートと、
   を備えており、
   前記オリフィスプレートは、
   前記セパレータプレートの一面に接している基部と、
   前記セパレータプレートの厚みに等しい長さで前記基部から突出しているとともに前記貫通孔に嵌合している突起部と、
   前記突起部と前記基部を貫通しているオリフィス孔と、
   を備えている、油圧制御装置。
2. 前記突起部の先端が、前記オリフィス孔における流体の流れの下流側に位置している、請求項１に記載の油圧制御装置。

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