JP5443391B2 - 圧力制御弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文で詳しく定義した種類の圧力制御弁装置に関する。

実務上公知の自動車自動変速機では、湿式多板クラッチまたは多板ブレーキとして構成された切換要素が、変速機入口と変速機出口との間でトルクを伝達するのに利用される。その際、動力伝達は切換要素の多板組立体の押付けによって摩擦接合式で行われる。多板組立体の押付けにその都度必要な押付け力は、大抵の場合、油圧操作式クラッチピストンを介して発生され、これらのクラッチピストンは圧力制御弁およびクラッチ弁によって作動される。減圧弁とも称されるこのようなクラッチ弁は直接、比例ソレノイドまたは他の圧力制限弁のいずれかを介して相応に操作され、これらの圧力制限弁によってパイロット圧力は制御電流に依存して設定される。

圧力制御弁を操作するための両方の処理方式では、それぞれ駆動電流に比例した磁力が発生され、この磁力に依存して油圧減圧弁もしくはクラッチ弁が操作される。クラッチ弁の作動圧力は、駆動電流に比例した磁力もしくは作動力とクラッチ弁の復帰力もしくは反発力との間の均衡条件からそれぞれ生じる。

特にパイロット圧力を介して操作される圧力制御弁はしばしば、油圧ハーフブリッジ回路内に配置される２つのシート弁を備えて形成されており、このシート弁はクローズドエンド型圧力調整器と称される。このようなクローズドエンド型圧力調整器は、末端位置のときシート弁の弁縁が交互に閉じるので、末端位置のときの僅かな漏れを特徴としている。こうして、自動変速機の油圧駆動されるべき切換要素の数が多いにもかかわらず、自動車自動変速機の油圧システムの作動流体容積需要を最小限に制限し、相応に小さく寸法設計された油圧ポンプを利用し得る。

クローズドエンド型圧力調整器の両方の弁座の間の領域内で圧力変動の作用を減らすために、この領域内に普通、導流要素と付加的外部減衰要素が設けられている。シート弁と負荷ポートとの間でベンチュリ効果を避けるために、導流要素は両方のシート弁の間を流れる作動流体を領域によって直接的流路から脇にそらし、規定されたこの導流は油圧抵抗を望ましくない程度に高め、弁ダイナミクスに不利に影響する。

減衰要素は、圧力変動を減衰するために、クローズドエンド型圧力調整器の最後に指摘した領域内に実際に存在する圧力値に依存して移動可能なピストン要素を有する。このピストン要素は、耐圧安定に構成した場合、シリンダハウジング内でばね機構に抗して長手移動可能に案内されており、クローズドエンド型圧力調整器内で、圧力ピークは圧力に依存して変化するピストン要素位置に依存して自動的に減じられる。

これに加えて、あるいはこれに代えて、減衰要素のピストン要素は圧力に依存して弾性変形可能に実施することができ、クローズドエンド型圧力調整器内に存在する圧力に依存して多かれ少なかれ強く変形し、クローズドエンド型圧力調整器内の圧力ピークは、圧力に依存した変形によって、および／または圧力に依存して変化するピストン要素位置に依存して、その都度希望する程度に減じる。

しかし減衰要素を備えて形成されたクローズドエンド型圧力調整器は、不利なことに高い構造支出を特徴としており、これによりその製造費は、減衰要素なしに形成される圧力調整器と比較して、望ましくない程度に上昇する。

上記クローズドエンド型圧力調整器を設計するとき、高い調節ダイナミクスと同時に漏れの少ないことに対する要求には矛盾があり、これは妥協を図ることによってのみ解決可能である。しばしば、円錐形弁座または平面弁座として実施される第２シート弁がかなり大きく寸法設計されている場合、球形弁座として実施される第１シート弁の幾何学的構成は最大漏れを確定し、もしくはクローズドエンド型圧力調整器を介して最大限案内可能な容積流を確定する。第１シート弁の主に球として実施される弁体は、プッシュロッドもしくはタペットによって操作される。このプッシュロッドもしくはタペットは、第１シート弁の開弁後、第１シート弁のチョークもしくは絞りとプッシュロッドとの間のスライダ位置にかかわりなく、クローズドエンド型圧力調整器の入口幾何学の開口横断面を開放する。

上記クローズドエンド型圧力調整器は、油温度が低い場合、その場合に高まる作動流体の粘度により入口容積流を強く低減し、こうして特に、パイロット制御クラッチ弁の弁ダイナミクスが低減する。温度に依存した弁ダイナミクスの低減をクローズドエンド型圧力調整器の大きな入口ジオメトリで補償することは意味がないか、あるいは部分的に意味があるにすぎない。というのもその場合クローズドエンド型圧力調整器は、作動流体の運転温度が高いとき、望ましくない高い漏れ流体容積流を有するからである。

そこで本発明の課題は、高い弁ダイナミクスと同時に漏れの少ないことを特徴とし、構造上容易に構成された圧力制御弁装置を提供することである。

本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴による圧力制御弁装置で解決される。

本発明に係る圧力制御弁装置は、少なくとも１つの入口領域と１つの第１出口領域と少なくとも１つの第２出口領域とを備えて形成されており、これらの領域は２つのシート弁を介して互いに結合可能である。第１出口領域と第２出口領域との間に配置される第２シート弁の上流側に設けられた導流機構は、１つの流入領域と、導流機構の軸線方向延長上でこれから離間し、入口領域から第２シート弁の方向に流れる流体を限定的に導流する１つの流出領域とを有する。

本発明によれば、導流機構の通路領域を通って第２シート弁の方向に流れる流体が流出領域の下流側で旋回させられるように、導流機構は相互に分離された複数の通路領域を備えている。その際、有利には、通路領域は第２シート弁の方向に流れる流体に対して、流出領域の下流側で、少なくともほぼ渦状の流れを印加することができる。

こうして、流れる流体が実務上公知の圧力制御弁と比較して一層安定した流れ特性を有することになるような旋回が、両方のシート弁の間で流体流れに印加される。これは、通路領域の湾曲および方向転換の領域において、流れエネルギーの主要部分が付加的に旋回エネルギーに変換されるという事実に起因する。こうして、流れる流体が主流れ方向で、すなわち第２シート弁の方向で、従来式に実施された圧力制御弁装置と比較して、流体の流体粒子の旋回運動を有し、そのことから反作用のない流れ特性が生じ、こうして従来の圧力制御弁装置におけるよりも大きな減衰が得られる。

それに加えて、入口領域および第１出口領域での圧力変動による励起および外乱は、旋回を伴う流れの導入に基づいて低減され、また導流機構の流通中は外乱エネルギー減成に基づいて低減され、第２シート弁領域において流れる作動流体の糸状流れの接線方向衝突角度では、流れ方向で間接的圧力伝播が達成され、こうして一層安定した特性が達成される。

本発明に係る圧力制御弁装置では、付加的に、例えばシート弁を操作する比例ソレノイドによる振動励起は、流れ方向での流体の流体粒子の旋回運動の結果、従来の弁装置と比較して一層良好に減衰され、入力信号と出力信号との間の障害は一層良好に抑制され、空気閉じ込め時に圧力制御弁装置の通気特性が改善される。

圧力制御弁装置を流通する作動流体容積流の渦流、もしくは作動流体に印加される旋回が基本的に提供する利点として、流体は、僅かな流動抵抗で第２シート弁の方向に案内され、第２シート弁の領域内で、第２シート弁の閉弁要素の密封面と第２弁座とに接線方向で衝突する。これにより圧力制御弁装置は、僅かな応答時間と高い弁ダイナミクスとで作動可能である。それに加えて、温度に依存した入口容積流の減少は、弁ダイナミクスに対する作用を、先行技術から公知の弁機構におけるそれよりも少なくし、こうして本発明に係る圧力制御弁装置の入口ジオメトリは所要の最小値に合わせて設計可能であり、また温度に依存した漏れ油容積流は容易に限定されている。

さらに、導流機構の領域で作動流体に印加される流れ旋回によって、圧力制御弁装置内の作動流体の対称流からの逸脱が減少し、閉弁要素と閉弁要素を操作するタペットに作用する流体横力は、値上昇に伴って圧力制御弁装置の機能性にますます不利に影響するが、構造上容易かつ安価に減少する。圧力制御弁装置の機能性が損なわれることは、横力に起因した摩擦力から帰結する。この摩擦力はタペットの支承領域で現れ、圧力制御弁装置のヒステリシスを増大させる。

本発明に係る圧力制御弁装置は、従来の弁装置と比較して、低運転温度においてステップ応答時間が短いことも特徴としている。安定性比較において、圧力制御弁装置は一層強い減衰、またこれにより標準ステップ時に一層迅速な減衰特性を特徴としており、圧力制御弁装置は製造費を高める個別の減衰機構なしでも作動可能であり、第２シート弁の領域で弁座衝突が防止されている。

荷重引受領域内で、基準周波数応答は温度に左右されない遮断周波数が高まることを特徴としている。付加的に、本発明に係る圧力制御弁装置では、減衰器が省かれているにもかかわらず荷重引受時に傾向的に改善された障害抑制が達成される。導流機構の内部、そして第２シート弁の領域内で、この圧力制御弁装置は従来の弁装置と比べてデッドゾーンの数が少なく、渦形成が低下していることを特徴としている。

通路領域が、少なくともほぼ螺旋状に、多条ねじに相応して形成されていると好ましい。その際、通路領域は流体の流れ方向に沿って同じ向きに曲げて実施しておくことができるし、あるいは導流機構の長手軸線に対して相対的な通路領域の整列と通路領域の長さとに依存して、多条ねじにごく近似して直線的に整列させておくことができる。

本発明に係る圧力制御弁装置の有利な一構成では、流体が実質層流で通路領域内を案内され、作動流体が流動抵抗を高める望ましくない渦化および逆流をしばしば有する公知圧力制御弁と比較して、圧力制御弁装置の流動抵抗は最小になる。

有利な一構成において、通路領域が腹部領域によって相互に分離されており、腹部領域の腹部厚が流入領域から流出領域にかけて恒常的に先細となっていることによって、圧力制御弁装置の流動抵抗は低減される。本発明に係る圧力制御弁装置の他の有利な一実施形態では、導流機構の流入領域内で作動流体の流動抵抗を高める渦化を小さく抑え、または防止するために、腹部領域の端面は流入領域内で丸く形成されている。

本発明に係る圧力制御弁装置の他の有利な１実施形態は、導流機構の流出領域と第２シート弁との間にノズル領域を備えて実施されており、このノズル領域によって、作動流体の渦流は薄膜流の態様でノズル外面領域において第２シート弁の弁座方向に限定的に案内可能である。圧力制御弁装置の一構成において、ノズル領域は流出領域から出発して第２弁座方向で円錐状に先細となっており、壁で案内される糸状流れは極力調和して導流機構の流出領域から第２シート弁の弁座方向に案内され、極力損失のない旋回印加が実現可能である。

本発明に係る圧力制御弁装置の他の有利な実施形態では、少なくともほぼ中空円筒状の移行領域がノズル領域の先細直径領域に続き、第２弁座に移行する選択的ディフューザ領域が中空円筒状移行領域に続いていることによって、圧力変動の十分な減衰と同時に低い流動抵抗が達成される。というのも、ノズル領域において壁で案内される作動流体の糸状流れに対して、旋回もしくは渦流にさして影響を及ぼすことなく他の穏やかな方向転換を印加することができ、こうして流動抵抗をさして高めることなく圧力変動をさらに減衰することができるからである。

圧力制御弁装置の製造技術的に容易かつ安価に製造可能な一実施形態において、ノズル領域と導流機構のうち通路領域を有する部分とが、異なる材料から製造されている。圧力制御弁装置の他の容易に組付け可能な一実施形態において、ノズル領域と、導流機構のうち通路領域を有する部分は、好ましくは嵌合部を介して互いに結合可能である。

本発明に係る圧力制御弁装置の有利な一構成では、閉弁要素の密封面のうち第２シート弁の弁座と協動する領域の少なくともほぼ接平面において、第２シート弁の弁座を流体が流通し、こうして第２シート弁の領域で弁座衝突の危険がかなり低減され、弁座領域で損失の少ない流出も、特に作動流体運転温度が低い場合、圧力制御弁装置の高いダイナミクス特性も達成される。

構造上容易な方法で機能性を保証する実施形態の圧力制御弁装置は、閉弁要素と作用結合されたタペットが、導流機構のうち通路領域を有する部分の領域で長手移動可能に案内されていることを特徴としている。というのも、タペットに作用する横力はこうして容易に、互いに離間した複数の支持箇所の領域で支持可能であり、タペットの運動性を損なうタペットの傾きおよび傾斜は防止されているからである。

本発明に係る圧力制御弁装置の他の有利な一構成では、第１シート弁が球形弁座を備えて形成されており、弁座を形成する絞りが０．４ｍｍ以下、好ましくは０．３ｍｍ以下の絞り厚で実施されており、こうして温度範囲にわたる容積流の広がりは、従来式に構成された圧力制御弁装置と比較して低減されており、弁特性の温度依存性は低減している。

第２弁座が円錐形弁座を備えて実施されている場合、弁座と協動する閉弁要素の同じ調整圧力において、球形弁座または平面弁座と比較して一層大きな開弁リフトが設けられており、これにより球形弁座または平面弁座と比較して作動流体の流れの、弁ダイナミクスを改善する旋回効果がさらに強まる。さらに、円錐形弁座を備えて実施されたシート弁が設けられている場合、作動流体の流れは僅かな流動抵抗で第２シート弁の弁座面に対して接線方向に案内可能である。

本発明に係る圧力制御弁装置の上記諸利点は、球形弁座または平面弁座付きで第２シート弁を実施した場合でも基本的に達成可能なことである。

本発明のその他の利点および有利な諸構成は、特許請求の範囲と図面を参考に原理的に述べられる実施例とから明らかとなる。理解を助けるために、実施例の説明において同じ構造および同じ機能の部材には同じ符号が使用されている。

圧力制御弁装置の略縦断面図である。 図１による圧力制御弁装置の導流機構の第１実施形態の単独図である。 図１による圧力制御弁装置の導流機構の第２実施形態の単独図である。 図３による導流機構の立体断面図である。 従来のクラッチ弁内の流量と図１による圧力制御弁装置内の流量とをクラッチ弁もしくは圧力制御弁装置のアクチュエータ機構の駆動電流にわたって比較したグラフである。

自動車自動変速機の要求された運転状態を設定するための油圧システムの圧力制御弁装置１が図１に略縦断面図で示してあり、この圧力制御弁装置は、弁機構２と後に述べる方法でこの弁機構２を操作するアクチュエータ機構３とを含む。図に示した圧力制御弁装置１は、油圧システムの他の圧力制御弁を介して設定されたパイロット圧力に依存して操作可能な圧力制限弁として実施されており、多板クラッチまたは多板ブレーキとして形成される切換要素用の操作圧力は、この圧力制限弁によって設定可能である。

圧力制御弁装置１のアクチュエータ機構３はハウジング４内に比例ソレノイド５を有し、比例ソレノイドのコイル６は通電状態のとき可動子７に磁力Ｆ₋ｍａｇを付加し、図１に示す位置からばね機構９のばね力に抗して止め８の方向に可動子を移動させる。

可動子７はタペット１０と作用結合されており、可動子７とタペット１０は比例ソレノイド５によって一緒に操作される。圧力制御弁装置１のハウジング固定部材内で長手移動可能に案内されたタペット１０の実際の位置に依存して、第１シート弁１１と第２シート弁１２は開弁または閉弁する。

ここでは第１シート弁１１が球形シート弁、第２シート弁１２が円錐形シート弁として実施されており、第１シート弁１１は圧力制御弁装置１の圧力供給領域となる入口領域１３を、閉弁状態のとき第１出口領域１４から分離し、開弁状態のとき入口領域１３から出発して第１出口領域１４への作動流体供給を可能とする。

第２シート弁１２を介した第１出口領域と第２出口領域との間の結合は、第１出口領域１４内で圧力ｐ₋ＶＳを設定できるようにするために分離可能である。ここでは第２出口領域１５が、自動変速機として形成される変速機機構の周囲圧力ｐ₋∞を有する領域と結合されており、こうして第１出口領域１４の圧力ｐ₋ＶＳは、第２シート弁１２の開弁時に開弁度に依存して低減される。

ここで第２シート弁１２の円錐形密封面を備えて実施された閉弁要素１６も、第１シート弁１１の球形閉弁要素１７も、弁機構２の軸線方向で移動可能に配置されるタペット１０もしくは可動子７を介して操作される。可動子７が図１に示す位置のとき第１シート弁１１は、絞り厚０．４ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下の絞り１９の領域に形成された第１弁座１８に完全に当接し、第１シート弁１１は閉弁している。

第２シート弁１２、もしくは第２シート弁１２の閉弁要素１６は、圧力制御弁装置１のこの運転状態のとき、第２弁座２０から最大行程だけ持ち上がっており、こうして第１出口領域１４は無圧であり、もしくは第１出口領域１４の圧力ｐ₋ＶＳは周囲圧力ｐ₋∞に一致している。

第１出口領域１４と第２出口領域１５との間に配置される第２シート弁１２の上流側に設けられた導流機構２１は、入口領域１３および／または第１出口領域１４から第２シート弁１２の方向に流れる流体の流れを限定的に案内するための流入領域２２および流出領域２３を備えている。

流体は流入領域２２と流出領域２３との間の導流機構２１内で、導流機構２１の周面に分散配置されて相互に分離された複数の通路領域２４内で案内され、通路領域は少なくともほぼ螺旋状に形成されており、第２シート弁１２の方向に流れる流体に対して、流出領域２３の下流側で少なくともほぼ渦流もしくは旋回が印加される。流体は実質層流で通路領域２４を流通し、この領域には弁機構２の極力損失の少ない流通が存在する。

導流機構２１の流出領域２３と第２シート弁１２との間に設けられるノズル領域２５は流出領域から出発して第２シート弁１２の方向で円錐状に先細となっており、導流機構２１の流出領域２３から流体の流出後に流体を渦状に流通させる。流体はノズル領域２５を、ノズル領域の内部空間２６を限定するノズル内面の領域で、薄膜流として流通する。少なくともほぼ中空円筒状の移行領域２７がノズル領域２５の先細直径領域に続いており、この移行領域はやはりノズル領域２５の先細直径領域と第２弁座２０に移行するディフューザ領域２８との間に配置されている。

導流機構２１の上記構成により、ノズル領域２５とこれに続く移行領域２７およびディフューザ領域２８と合わせて、流体の旋回流もしくは渦流は第２シート弁１２の開弁状態のとき、第２シート弁１２の閉弁要素１６の円錐面と弁座２０の密封面とに対して接線方向に第２弁座２０を僅かな流れ損失で流通することになる。

上記強制流によって入口領域１３内での圧力変動が減少し、もしくは圧力変動から帰結する振動が減衰される。というのも、導流機構２１の領域における障害エネルギーは旋回印加のゆえに、従来式に実施された弁装置もしくはクラッチ弁におけるよりも大きな規模で吸収されるからである。

図２が示す導流機構２１の第１実施例では、導流機構２１のうち通路領域２４を有する部分がノズル領域２５および第２シート弁１２の弁座２０と一体に形成されている。それとともに導流機構２１の第１部分は螺旋状切削加工部を有する。これらの切削加工部は導流機構２１の先端２９から導流機構の軸線方向でまず内側領域から外側へと延び、導流機構の壁を貫通し、導流機構２１の周囲とノズル内部空間２６との間に結合を実現する。通路領域２４のこの構成に基づいて、導流機構２１を流通する流体に対して希望する旋回もしくは渦流が印加される。

流れ旋回によって流体の対称流からの逸脱が減少し、第２シート弁１２の閉弁要素１６とタペット１０とに作用して圧力制御弁装置の機能性に不利に影響する横力が低減する。第２シート弁１２の閉弁過程中、または開弁過程中にタペット１０の滑り軸受領域と、第２シート弁１２の閉弁要素１６の円錐状密封面と弁座２０の間の領域とに発生する摩擦力から諸欠点が帰結する。これらの摩擦力は圧力制御弁装置１のヒステリシス増大に関与する。

圧力制御弁装置１において付加的に、導流機構２１の領域で発生される流れ旋回によってタペット１０の振動励起は、それぞれ減衰要素付きで形成される実務から公知の圧力制御弁と比較して、このような減衰要素なしでも一層迅速に減衰する。こうして、圧力制御弁装置を介して設定される第１出口領域１４の圧力ｐ₋ＶＳは、この圧力ｐ₋ＶＳを付加されるクラッチ弁の操作のために、従って自動変速機機構の切換要素を操作するために一層早く利用可能である。それに加えて、タペットの振動励起によって引き起こされる圧力振動は低減された規模で、もしくは一層短い時間内に発生し、それゆえに一層短い時間にわたってシステムに入り込むことにもなる。

圧力制御弁装置１の改善された振動安定性によって、第２シート弁１２の領域でいわゆる弁座衝突も減らされ、もしくはかなりの規模で低減され、こうして圧力制御弁装置１の寿命が公知クラッチ弁と比較して延長される。特にシート弁閉弁要素の開弁行程が小さいとき、従来のクラッチ弁もしくは弁装置において弁座衝突が起きるのは、開弁行程の領域内にその振幅がある閉弁要素およびそれと作用結合されたタペットの励起もしくは振動によって、短時間、減衰されることなく、それゆえ望ましくないことに閉弁要素が弁座に当接することになる場合であり、圧力制御弁のこのような運転状態のとき、弁座領域に現れる高い負荷はクラッチ弁の機能性、従って自動変速機の機能性に持続的に不利に影響する。

図３と図４に示す導流機構２１の第２実施例では、ノズル領域２５と導流機構２１のうち通路領域２４を有する部分とが、異なる材料から製造され、嵌合部３０を介して互いに結合されている。組付け中、ノズル領域２５は導流機構２１のうち通路領域２４を有する部分に摺着され、周方向環状溝で環状突部３２と嵌合する。ここで第２シート弁１２の第２弁座２０付きで実施されたノズル領域２５が金属、好ましくは黄銅から製造されているのに対して、導流機構２１のうち通路領域２４を有する部分はプラスチックから製造されている。

図３と図４に示す第２実施形態の導流機構２１は、図２に示した第１実施形態と比較して一層安価に製造可能であり、金属から形成されたノズル領域２５によって圧力制御弁装置１の長い寿命が達成される。

上記措置の他に、第２シート弁１２の第２弁座２０の領域における流体の旋回流もしくは渦流は、第２シート弁１２の閉弁要素１６の円錐状密封面の軸線方向長さに依存しても変更可能である。閉弁要素１６の円錐状密封面が長く実施されて、旋回して流れる作動流体容積用に大きな衝突面を有する場合、第２シート弁１２の流れは短く形成したのと比較してさらに改善され、圧力制御弁装置の応答特性が一層迅速であることを特徴としている。

図５には従来の圧力制御弁を介して案内可能な容積流Ｑ₋１とクラッチ弁を操作するアクチュエータ機構の駆動電流Ｉとの依存関係がグラフ曲線の形で示してある。この曲線に対比してある他の曲線は、図１の圧力制御弁装置１を介して案内可能な容積流Ｑ₋２と弁機構２を操作するアクチュエータ機構３の駆動電流Ｉとの依存関係を示す。実務から公知のクラッチ弁を介して案内可能な容積流Ｑ₋１の曲線が破線で示してあるのに対して、圧力制御弁装置１を介して案内可能な容積流Ｑ₋２の曲線は実線で示してある。

付加的に、第１出口領域１４の領域における圧力ｐ₋ＶＳ、および公知圧力制御弁装置を介してその都度流れる容積流Ｑ₋１もしくはＱ₋２と駆動電流Ｉとの依存関係も示してある。容積流Ｑ₋１もしくはＱ₋２の曲線と圧力ｐ₋ＶＳの曲線の根拠となっている温度は４５℃である。

容積流Ｑ₋１もしくはＱ₋２曲線のグラフ対比から明らかとなるのは、第１出口領域１４内でその都度同じ圧力値ｐ₋ＶＳを生成するために、圧力制御弁装置１を介して案内される容積流Ｑ₋２が、同じ駆動電流Ｉにおいて案内されることのできる容積流Ｑ₋１よりも少ないことである。その際、ΔＱは容積流Ｑ₋１、Ｑ₋２の極大の差を表し、明らかとする。

入口領域１３内に存在する供給圧力を提供する油圧ポンプは、従来のクラッチ弁におけるよりも低い吐出し量の圧力制御弁装置１と合わせて作動可能であり、こうして全体として必要となる油圧ポンプは一層小型、安価で、僅かな取付空間需要を有するものである。付加的に、圧力制御弁装置１の漏れ流体容積流は、公知の圧力制御弁と比較して、油圧ポンプの吐出し容積流低減のゆえに低下している。

さらにこの圧力制御弁装置１は４５℃の基準温度と低減した流量とにおいて、実務から公知の圧力制御弁と同じ応答特性を有する。一層低い温度範囲において、この圧力制御弁装置１は従来の弁装置よりも著しく改善された応答特性を示しさえする。特に、−１０℃または−２０℃の温度において圧力制御弁装置１の応答特性の著しい改善を認めることができる。

本発明に係る圧力制御弁装置において、自動変速機切換要素用の操作圧力の上記設定の他に、別の各種油圧負荷用の油圧作動圧力は僅かな構造支出、高ダイナミクス、高精度で設定可能である。

１ 圧力制御弁装置
２ 弁機構
３ アクチュエータ機構
４ ハウジング
５ 比例ソレノイド
６ コイル
７ 可動子
８ 止め
９ ばね機構
１０ タペット
１１ 第１シート弁
１２ 第２シート弁
１３ 入口領域
１４ 第１出口領域
１５ 第２出口領域
１６ 第２シート弁の閉弁要素
１７ 第１シート弁の閉弁要素
１８ 第１シート弁の弁座
１９ 絞り
２０ 第２シート弁の弁座
２１ 導流機構
２２ 流入領域
２３ 流出領域
２４ 通路領域
２５ ノズル領域
２６ ノズル内部空間
２７ 移行領域
２８ ディフューザ領域
２９ 導流機構の先端
３０ 嵌合部
３１ 環状溝
３２ 突部
Ｆ₋ｍａｇ 磁力
Ｉ 駆動電流
ｐ₋ＶＳ 第１出口領域の圧力
ｐ₋∞ 第２出口領域の圧力
Ｑ 容積流

Claims (18)

1. 少なくとも１つの入口領域（１３）と１つの第１出口領域（１４）と少なくとも１つの第２出口領域（１５）とを有する圧力制御弁装置（１）であって、前記入口領域（１３）と前記第１出口領域（１４）とが第１シート弁（１１）を介して互いに結合可能であり、前記第１出口領域（１４）と前記第２出口領域（１５）とが第２シート弁（１２）を介して互いに結合可能であり、前記第１出口領域（１４）と前記第２出口領域（１５）との間に配置される前記第２シート弁（１２）の上流側に設けられた１つの導流機構（２１）が、１つの流入領域（２２）と、前記導流機構（２１）の軸線方向延長上で前記流入領域（２２）から離間し、前記入口領域（１３）から前記第２シート弁（１２）の方向に流れる流体を限定的に導流する１つの流出領域（２３）と、を有するものにおいて、
   前記入口領域（１３）、前記第１出口領域（１４）及び前記第２出口領域（１５）が、前記第１シート弁（１１）と前記第２シート弁（１２）とを操作するアクチュエータ機構（３）のタペット（１０）に沿って直列に配置され、
   前記導流機構（２１）が相互に分離された複数の通路領域（２４）を備えており、前記導流機構（２１）の前記通路領域（２４）を通って前記第２シート弁（１２）の方向に流れる流体が前記流出領域（２３）の下流側で旋回させられるように構成されていることを特徴とする圧力制御弁装置。
2. 前記通路領域（２４）は、前記第２シート弁（１２）の方向に流れる前記流体に対して、前記流出領域（２３）の下流側で、少なくともほぼ渦状の流れを印加することを特徴とする、請求項１に記載の圧力制御弁装置。
3. 前記通路領域（２４）が少なくともほぼ螺旋状に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧力制御弁装置。
4. 前記流体が実質層流で前記通路領域（２４）内を流れることを特徴とする、請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
5. 複数の前記通路領域（２４）が隔壁部によって相互に分離されており、前記隔壁部の厚みが前記流入領域（２２）から前記流出領域（２３）にかけて先端に向かうほど薄くなっていることを特徴とする、請求項１から４のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
6. 前記隔壁部の端面が丸く形成されていることを特徴とする、請求項５に記載の圧力制御弁装置。
7. 前記導流機構（２１）の前記流出領域（２３）と前記第２シート弁（１２）との間に、ノズル領域（２５）が設けられていることを特徴とする、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
8. 前記ノズル領域（２５）が前記流出領域（２３）から出発して前記第２シート弁（１２）の方向で円錐状に先細となっていることを特徴とする、請求項７に記載の圧力制御弁装置。
9. 少なくともほぼ中空円筒状の移行領域（２７）が、前記ノズル領域（２５）の先細直径領域に続いていることを特徴とする、請求項８に記載の圧力制御弁装置。
10. 第２弁座（２０）に移行するディフューザ領域（２８）が、前記ノズル領域（２５）の前記中空円筒状の移行領域（２７）に続いていることを特徴とする、請求項９に記載の圧力制御弁装置。
11. 前記ノズル領域（２５）と前記導流機構（２１）のうち前記通路領域（２４）を有する部分とが、異なる材料から製造されていることを特徴とする、請求項７から１０のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
12. 前記ノズル領域（２５）と、前記導流機構（２１）のうち前記通路領域（２４）を有する部分が、嵌合部（３０）を介して互いに結合されていることを特徴とする、請求項７から１１のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
13. 閉弁要素（１６）の密封面のうち前記第２シート弁（１２）の前記第２弁座（２０）と協動する領域の少なくとも接平面において、前記第２シート弁（１２）の前記第２弁座（２０）を前記流体が流通することを特徴とする、請求項１から１２のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
14. 前記閉弁要素（１６）と作用結合された前記タペット（１０）が、前記導流機構（２１）のうち前記通路領域（２４）を有する部分の領域で長手移動可能に案内されていることを特徴とする、請求項１３記載の圧力制御弁装置。
15. 前記第１シート弁（１１）が球形シート弁として構成されており、第１弁座（１８）を形成する絞り（１９）が０．４ｍｍ以下、特に０．３ｍｍ以下の絞り厚で実施されていることを特徴とする、請求項１から１４のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
16. 前記第２シート弁（１２）が円錐形シート弁として構成されていることを特徴とする、請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
17. 前記第２シート弁（１２）が球形シート弁として構成されていることを特徴とする、請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。
18. 前記第２シート弁（１２）が平面シート弁として構成されていることを特徴とする、請求項１から１５のうちのいずれか一項に記載の圧力制御弁装置。

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