JP2855545B2 - 流量制御弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、電磁比例制御弁と補助弁とから成る流量制
御弁装置に関するものである。

（従来の技術） 例えば、クラッチの接続操作を行なわせるのに好適な
流量制御弁装置として、電磁比例制御弁とクラッチパッ
クとの間に絞りを設けると共に、この絞りにより生じる
差圧に応答して作動する補助弁を上記電磁比例制御弁と
並列に接続し、電磁比例制御弁を開いて所要の加圧作動
流体をクラッチパックに流入させた場合、この加圧作動
流体が絞りを通過する場合にその前後に生じる差圧に応
答して補助弁をも開状態とし、これにより、大量の作動
流体をクラッチパックへ短時間のうちに流入せしめるよ
うにした流量制御弁装置が公知である（実開平１−1543
35号公報）。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く構成された流量制御弁装置においては、絞
りにより発生した差圧により開状態とされる補助弁によ
って供給される大流量の作動流体もまた、その絞りを通
って流れるので、補助弁により供給される作動流体の供
給量がこの絞りにより制限されてしまい、装置の効率を
大きく改善することが難しいという問題点を有してい
る。この問題点を解決するためには、絞りの径を大きく
することが考えられるが、絞りの径を大きくすると、電
磁比例制御弁を開いた場合に絞りの前後に生じる差圧が
小さくなり、補助弁の開弁が行なわれにくくなるという
別の問題を生じるものである。

本発明の目的は、従来技術における上述の問題点を解
決することができる、改善された流量制御弁装置を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の特徴は、作動流体
供給源に接続される流入ポートを有する電磁比例制御弁
と、該電磁比例制御弁の吐出ポートと流体圧アクチュエ
ータとを接続する回路内に設けられた絞りと、上記電磁
比例制御弁と並列に接続され該絞りを作動流体が通過す
ることによって該絞りの前後に生じる差圧によって開位
置に切り換えられる補助弁とを備えて成る流量制御弁装
置において、上記差圧の発生に応答して開かれるバイパ
ス通路手段を上記絞りと並列に接続した点にある。

（作 用） 適宜の制御信号等に応答して電磁比例制御弁が開く
と、作動流体供給源からの作動流体が電磁比例制御弁及
び絞りを通ってアクチュエータに流れる。このとき、絞
りの前後において圧力差が生じ、この圧力差に応答して
補助弁が開状態とされる。補助弁は電磁比例制御弁に並
列に接続されているので、補助弁が開くことにより、作
動流体供給源からの作動流体は補助弁を介してもアクチ
ュエータに流れ始める。これによりアクチュエータへの
作動流体供給量が増大する。このときバイパス通路手段
もこの圧力差に応答して開かれ、補助弁を介して供給さ
れる大量の作動流体を短時間のうちにアクチュエータに
送り込むことができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について
詳細に説明する。

第１図は、本発明による流量制御弁装置の一実施例を
示し、この流量制御弁装置Ａは、適宜の作動流体供給源
Ｂにより加圧作動流体の供給を受け、公知の構成の車輛
用クラッチＣのクラッチパックＤに供給される作動流体
の流量を制御するために用いられる。

流量制御弁装置Ａは、コントローラＥからの電気信号
Ｓに応答して作動する電磁比例制御弁１と、電磁比例制
御弁１と並列に接続されている補助弁２とを備えてい
る。

先ず、電磁比例制御弁１について説明すると、電磁比
例制御弁１は制御弁本体11を有し、制御弁本体11内には
その幅方向に沿って貫通するスプール孔12が形成されて
いる。スプール孔12の一端部には弁座部材13が嵌合固定
され、その他端部には栓体14が螺合固定されている。弁
座部材13と栓体14との間のスプール孔12には、弁座部材
13側から栓体14側へ向かって、流入ポート15、吐出ポー
ト16、およびタンクＴに接続されるタンクポート17がそ
れぞれ開口せしめられている。

スプール孔12内にはスプール18が摺動自在に挿入され
ており、スプール18の外周には、流入ポート15と吐出ポ
ート16との間を開閉する第１仕切り部19と、吐出ポート
16とタンクポート17との間を開閉する第２仕切り部20と
がそれぞれ形成されている。第１図から判るように第１
仕切り部19の側部の面積は、第２仕切り部20の側部の面
積より大きくなっており、吐出ポート16の圧力とこれら
の面積の差分に従う有効作用面積との積により表される
力がスプール18を第１図で右手方向に移動させる力とし
て働くことになる。

スプール18と栓体14との間には弾発ばね21が配設され
ており、スプール18は、この戻しばね21によって制御弁
本体11の一端側方向（以下閉方向と称し、その逆方向を
開方向と称する）へ向けて付勢されており、後述するソ
レノイド35に通電していない状態においては、弁座部材
13に突き当てられている。

スプール18が弁座部材13に突き当たった状態において
は、第１仕切り部19が流入ポート15と吐出ポート16との
間を閉じる一方、第２仕切り部20が吐出ポート16とタン
クポート17との間を開くようになっている。逆に、スプ
ール18が開方向へ移動して、第１仕切り部19が流入ポー
ト15と吐出ポート16との間を開くと、第２仕切り部20が
吐出ポート16とタンクポート17との間を閉じるようにな
っている。

スプール18の弁座部材13側の端面には、導入孔22が形
成されている。この導入孔22は、パイロット室24を介し
てスプール18の右端面と弁座部材13の左端面の間に形成
される室23に連通しており、パイロット室24には、連通
孔25を介して流入ポート15からパイロット圧が導入され
る。

弁座部材13の端面であってスプール18と反対側の端面
には、案内孔26が形成されている。案内孔26内には、ポ
ペット28が摺動自在に挿入されており、ポペット28は案
内孔26内に収納されているばね27によってスプール18と
反対の方向に付勢されている。案内孔26の底面は平面状
をなす弁座29とされており、弁座29に開口している弁孔
30は室23を介してパイロット室24に連通せしめられてい
る。なお、案内孔26は、横孔32およびタンクポート33を
介してタンクＴに接続されている。

制御弁本体11の一端部には、また、筒状のハウジング
34が螺合固定されている。ハウジング34の内部には、ソ
レノイド35が図示の如く配置固定されるとともに、可動
鉄芯36が、案内部材38内に、ハウジング34の軸に沿って
摺動自在に配置されている。この可動鉄芯36とポペット
28との間には、ばね定数の大きなばね37が介装されてお
り、ソレノイド35への通電量がコントローラＥからの信
号Ｓに従って制御され、これによりポペット28の位置が
制御されてポペット28が弁孔30の開度を調節する。この
結果、室23から弁孔30を介してポート23に逃げる圧力が
ソレノイド35への通電量に従って調節され、これによ
り、室23の圧力、すなわちスプール18の右端面に作用す
る圧力、を調節することができる、油圧パイロット式の
電磁比例制御弁が構成されている。

なお、ソレノイド35に流す電流に比例して吐出ポート
16の圧力を調節する作用は、従来の油圧パイロット式の
電磁比例制御弁の場合と同様であるから、その詳細な説
明は省略する。

次に、補助弁２について説明する。補助弁２は、制御
弁本体11にねじ止め等の適宜の手段で固定されている補
助弁本体41を有しており、制御弁本体11の軸線と補助弁
本体41の軸線とが平行となっている。補助弁本体41に
は、その軸線方向に沿って、制御弁本体11のスプール孔
12と平行に延びるスプール孔42が形成されるとともに、
タンクＴに接続されるタンクポート43、作動流体供給源
Ｂに接続される流入ポート44、およびクラッチＣのクラ
ッチパックＤに接続される吐出ポート45が形成されてい
る。これらのタンクポート43、流入ポート44および吐出
ポート45は、スプール孔42に夫々開口しており、これら
は、連通孔46、47、48を介して電磁比例制御弁１のタン
クポート33、流入ポート15、吐出ポート16にそれぞれ接
続されている。

スプール孔42内には、スプール49が摺動自在に挿入さ
れており、スプール49の外周には、その右端側から左端
側へ向かって順次、タンクポート43と流入ポート44との
間を常時遮断する第１ランド50、流入ポート44と吐出ポ
ート45との間を開閉する第２ランド51、及び連通孔48と
吐出ポート45との間を区画する第３ランド52が互いに離
間して形成されている。第１ランド50と第２ランド51と
は同径に形成されており、したがって、流入ポート44に
流入する作動流体の圧力によって、スプール49がその軸
線方向へ押圧され移動せしめられることはない。

第３ランド52は第２ランド51よりも大径に形成されて
おり、しかも、第３ランド52には、電磁比例制御弁１が
ほぼ全開となることによってその吐出ポート16からの吐
出作動流体が連通孔48を介して補助弁２内に導入された
とき、第３ランド52の連通孔48側の圧力をその吐出ポー
ト45側の圧力よりも高くするための絞り孔53と、第３ラ
ンド52を介して連通孔48から吐出ポート45へ流出する流
量の確保を行なうためのバイパス孔54とが形成されてい
る。

図示の実施例では、第２図に示されるように、絞り孔
53は第３ランド52の外周近くに90度間隔で４つ設けられ
ており、バイパス孔54はその内側に90度間隔で絞り孔53
より小孔の透孔として４つ設けられている。

第１図に示されるように、補助弁本体41の一端部に
は、スプール孔42の一端開口部を密閉する栓体55が固定
されている。この栓体55と第３ランド52との間に在るス
プール49の軸部49aには、弁部材56のスリーブ部57が摺
動自在に嵌め合わされており、弁部材56の円板部58と栓
体55との間には弾発ばね59が介装されている。弾発ばね
59はその弾発力により円板部58を第３ランド52の一側面
に圧接すると共に、弁部材56を介してスプール49を栓体
55から離す方向に押圧している。しかし、弾発ばね59の
力は、電磁比例制御弁１が開かれた場合に作動流体が第
３ランド52の絞り孔53から流出することにより生じる差
圧に起因する、スプール49を栓体55に向けて押す押圧力
よりは小さく、且つバイパス孔54を介して円板部58を作
動流体が押す力よりも小さく設定されている。

したがって、電磁比例制御弁１が開状態となってその
吐出ポート16から連通孔48へ作動流体が流入し、作動流
体が絞り孔53を通って吐出ポート45側へ流れると、絞り
孔53の前後に生じる差圧により、第３ランド52は栓体55
に向けて押され、これによりスプール49が栓体55に向け
て移動せしめられる。

この結果、第３図に示されるように、軸部49aの先端
が栓体55に当接した状態となると、第２ランド51がそれ
に対応するスプール孔42内の突壁51aから外れた状態と
なり、流入ポート44から流入作動体が第２ランド51と突
壁51aとの間を通って直接第３ランド52に作用し、より
大きな圧力がバイパス孔54を介して弁部材56の板部58に
作用することになる。この結果、弁部材56のみが栓体55
に向けて移動することになるので、第４図に示されるよ
うに、板部58が第３ランド52より離反し、作動流体は、
絞り孔53のみならずバイパス孔54を通って吐出ポート45
に流入するようになる。したがって、より短い時間でク
ラッチパックＤを作動流体で満たすことができるもので
ある。

補助弁本体41の他端部には、スプール孔42の他端開口
部を覆う接点支持具60が固定されている。この接点支持
具60のスプール49と対向する箇所には、金属製の軸体
（接点）61がゴム等の弾性を有する部材からなる絶縁部
材62を介して支持されている。この軸体61と対向するス
プール49の端面には、装着孔63が形成されている。この
装着孔63には、先端部が軸体61側へ向かうにしたがって
縮径されている金属製のコイルばね（接触部）64が装着
されている。なお、軸体61には、巻き線65、接続栓66を
介してコントローラＥに接続されている。

また、接点支持具60とスプール49との間には、スプー
ル49を栓体55へ向けて付勢するばね67が配置されてい
る。このばね67は、ばね受け68を介してスプール49に押
圧接触せしめられている。このばね受け68は、補助弁本
体41の段部69に係合すると、それ以上左方へは移動不可
能となっており、ばね受け68が段部69に係合すると、ば
ね67による付勢力がスプール49に作用しなくなり、スプ
ール49が停止する。スプール49の移動が停止した状態に
おいては、流入ポート44と吐出ポート45とが第２ランド
51によって閉じられ、またコイルばね64が軸体61と離間
せしめられている。

上記構成の流量制御弁装置において、電磁比例制御弁
１を全開すると、作動流体が補助弁２の流入ポート44お
よび連通孔46を介して電流比例制御弁１の流入ポート15
に流入し、吐出ポート16を経て連通孔48に流入する。連
通孔48に流入した作動流体は、絞り孔53を介して吐出ポ
ート45に流れ込み、そこからクラッチパックＤへ向か
う。このとき、第３ランドの上流側（連通孔48側）と下
流側（吐出ポート45側）との間に圧力差が生じ、この差
圧によって、スプール49が弾発ばね59の力に抗して栓体
55に突き当たるまで移動せしめられる。すると、第２ラ
ンド51が流入ポート44と吐出ポート45との間を開き、流
入ポート44からの作動流体が第２ランド51と突壁51aの
との間を通って流入し、この作動流体が、電磁比例制御
弁１を介して流入する作動流体とともに吐出ポート45か
ら吐出される。

このとき、作動流体による圧力がバイパス孔54を介し
て弁部材46の板部58に作用し、これにより弁部材56のみ
が弾発ばね59のばね力に抗して栓体55に向けて押圧さ
れ、弁部材56によるバイパス孔54の閉塞状態が解除され
る。この結果、作動流体は流入ポート44から直接絞り孔
53及びバイパス孔54を介して吐出ポート45へ流れるの
で、極めて短時間のうちにクラッチパクＤを作動流体で
満たすことができる。この状態になったならば、電磁比
例制御弁１のソレノイド36の励磁を停止してもよいこと
は上記説明から容易に理解されるところである。

上述の構成によれば、流量検出の精度を低下させるこ
となしに、電磁比例制御弁１によるトリガ動作後、極め
て多量の作動流体を短時間のうちに補助弁２からクラッ
チＣへ送ることが可能となる。

このようにして、吐出ポート45から吐出される作動流
体によってクラッチパックＤが充満され、クラッチＣが
半接続状態になると、吐出ポート45側の圧力が上昇す
る。この結果、第３ランド52の上流側と下流側との圧力
が略等しくなると、スプール49が、戻しばね55の付勢力
と、第２ランド51の吐出ポート45側の面に作用する作動
流体の押圧力とにより、ばね63の付勢力に抗して右方へ
移動せしめられる。

この状態においては、弁部材56が第３ランド52に圧接
されてバイパス孔54を閉塞しており、弁部材56とスプー
ル49とは一体に移動し、流入ポート44と吐出ポート45と
の間が閉じられる。それとともに、コイルバネ60が軸体
57に接触せしめられる。この接触をコントローラＥが検
知すると、コントローラＥはソレノイド35に流す電流を
徐々に大きくし、クラッチＣを接続状態にする。

なお、電流の大きさが徐々に大きくなる段階において
は、絞り孔53を流れる作動流体の流量が僅かであるか
ら、スプール49は軸体61に接触した状態を維持する。ま
た、ソレノイド35に対する通電を停止すると、電磁比例
制御弁１のアクチュエータポート16とタンクポート17と
が連通し、クラッチパックＤ内の作動流体が、吐出ポー
ト45、絞り孔53、連通孔48、吐出ポート16及びタンクポ
ート17を介してタンクＴへ戻される。この結果、流量制
御弁装置Ａは、第１図に示される状態に復帰せしめられ
る。

上記実施例では、電磁比例制御弁１によりトリガされ
た補助弁２を介しての作動流体供給量を絞り孔53の径を
大きくすることなく改善するためのバイパス通路手段の
一例として、バイパス孔54と弁部材56とを用いて成る構
成例を示したが、さらに改善された本発明による流量制
御弁装置の他の構成が可能である。

第５図及び第６図には、本発明による流量制御弁装置
の他の実施例の要部が示されている。第５図に示す構成
では、スプール49に設けられた第３ランド52′には、第
６図に示されるように、絞り孔53のほか、第１バイパス
孔101及び第２バイパス孔102が、夫々90度間隔４つ形成
されている。スプール49の軸部49aに摺動自在に嵌め合
わされた第１弁部材103は、栓体55と第１弁部材103との
間に介装された第１弾発ばね104により、第３ランド5
2′に向けて付勢されて圧接されており、これにより第
１バイパス孔101を閉塞している。

一方、第２ランド51と第３ランド52′との間の軸部49
bには、第２弁部材105が嵌め合わされており、第２ラン
ド51と第２弁部材105との間に介装された第２弾発ばね1
06によって、第２弁部材105は第３ランド52′に向けて
付勢され、圧接されている。第２弁部材105は、第５図
に示されるように、軸部49aに嵌め合わされたスリーブ
部107及び該スリーブ107に一体に形成され複数の透孔10
8を有するキャップ部109を有し、キャップ部109の周縁
に形成された環状押さえ部110が第２バイパス孔102を閉
塞しうる構成となっている。

このような構成によると、電磁比例制御弁１が開く
と、電磁比例制御弁１からの作動流体は第３ランド52′
の絞り孔53を介して吐出ポート45に流れ、このとき絞り
孔53の前後に生じる圧力差によりスプール49を栓体55に
向けて移動させ、補助弁２を開状態とする。スプール49
の先端が栓体55に当接すると、第１図の実施例の場合と
同様に、第１弁部材103が第１弾発ばね104の力に抗して
栓体55に向けて移動し、第１弁部材103による第１バイ
パス孔101の閉塞状態が解除される。したがって、作動
流体は、透孔108及び第１バイパス孔101を介して吐出ポ
ート45側に送られるので、短時間のうちにクラッチパッ
クＤ内に作動流体を満たすことができる。

次に、ソレノイド35に対する通電を停止した場合、ク
ラッチパックＤ内の作動流体が吐出ポート45から流入
し、絞り孔53を介して吐出ポート16に戻されるが、この
場合、スプール49が戻り終わると、第２バイパス孔102
を介して第２弁部材105に作用する作動流体力により、
第２弾発ばね106の力に抗して第２弁部材105がスプール
49より離され、第２バイパス孔102の閉状態が解除され
る。このため、作動流体は、絞り孔53のみならず、第２
バイパス孔102をも介しても吐出ポート16に送られるの
で、クラッチパックＤ内の作動流体を極めて迅速に排出
することができるという効果を得ることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、上述の如く、電磁比例制御弁が開か
れることによって、補助弁がトリガされ、開状態となる
と、絞りに並設されたバイパス通路手段が開かれ、これ
により、上記トリガ動作に悪影響を与えることなしに、
大量の作動流体を短時間のうちにアクチュエータに供給
することができる優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は第１
図に示される第３ランドを拡大して示す側面図、第３図
及び第４図は第１図の流量制御弁装置の作動を説明する
ための要部を拡大して示す作動説明図、第５図は本発明
の他の実施の要部を示す断面図、第６図は第５図に示さ
れる第３ランドを拡大して示す側面図である。 １……電磁比例制御弁、２……補助弁、 15,44……流入ポート、 16,45……吐出ポート、 52……第３ランド、53……絞り孔、 54……バイパス孔、56……弁部材、 59……弾発ばね、101……第１バイパス孔、 103……第１弁部材、104……第１弾発ばね、 Ａ……流量制御弁装置、Ｂ……作動流体供給源、 Ｃ……クラッチ、Ｄ……クラッチパック。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動流体供給源に接続される流入ポートを
   有する電磁比例制御弁と、該電磁比例制御弁の吐出ポー
   トと流体圧アクチュエータとを接続する回路内に設けら
   れた絞りと、前記電磁比例制御弁と並列に接続され該絞
   りを作動流体が通過することによって該絞りの前後に生
   じる差圧によって開位置に切り換えられる補助弁とを備
   えて成る流量制御弁装置において、前記差圧の発生に応
   答して開かれるバイパス通路手段を前記絞りと並列に接
   続したことを特徴とする流量制御弁装置。