JP5522277B2

JP5522277B2 - 油圧制御弁

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Publication number: JP5522277B2
Application number: JP2012556696A
Authority: JP
Inventors: 敏行小林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: JPWO2012108013A1; WO2012108013A1

Description

この発明は、バルブを開閉することによってアクチュエータの油圧を供給もしくは排出してアクチュエータの油圧を制御する油圧制御弁に関し、特にパイロット油圧を制御することによってアクチュエータの油圧を制御する油圧制御弁に関するものである。

従来、自動変速機の変速比を変化させるために油圧が利用されている。例えば、有段式自動変速機の場合は、要求された変速比のギア列によってトルクを伝達させるためにクラッチが使用されていて、そのクラッチの係合圧を得るためにクラッチに設けられた油圧室に圧油を供給あるいは排出して、油圧室の油圧を変化させることによりクラッチピストンを駆動させるように構成されている。また、無段式自動変速機は、入力回転部材と出力回転部材とそれらに挟まれた動力伝達部材とで構成されていて、その動力伝達部材を挟みつける挟圧力を得るためあるいは変速比を変えるために、入力回転部材と出力回転部材とのいずれかあるいは双方に設けられた油圧室に圧油を供給あるいは排出して挟圧力や変速比を変化させるように構成されている。

その無段変速機の回転部材に油圧を供給あるいは排出する油圧制御弁の一例が欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載されている。欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された油圧制御弁は、弁体を弁座に押し当てることによってポートを閉弁状態とするいわゆるポペット型の制御弁であり、一つのアクチュエータに対して供給用と排出用との二つの制御弁が設けられている。また、欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された油圧制御弁は、電流を流すことによってその電力に応じた電磁力を発生させるソレノイドが設けられ、アクチュエータの油圧がソレノイドに流す電力によって制御されるように構成されている。

上述した欧州特許第０９８５８５５号明細書に記載された油圧制御弁は、ソレノイドに流す電力によってアクチュエータの油圧を制御することができ、また、ソレノイドに電力を流していない状態では、弁体が弁座に押圧されていてアクチュエータの油圧が外部に漏洩することを抑制することができる。しかしながら、アクチュエータの容積が大きく、その油圧を制御するために多くの作動油を利用する場合あるいは高油圧で利用する場合には、発生させる電磁力を大きくするために、ソレノイドが不可避的に大きくなってしまう。そのため、油圧制御弁の搭載性が低下してしまう可能性がある。

一方、調圧されたパイロット油圧とアクチュエータの油圧とを受ける弁体が、それらの油圧に応じて動作することによって、ライン圧が供給されるポートとアクチュエータに連通したポートとが連通する油路と、アクチュエータの油圧を排出するポートとアクチュエータに連通したポートとが連通する油路とを切り替えるように構成された周知のスプール型の油圧制御弁は、パイロット油圧を調整することによってアクチュエータの油圧を制御することができるので、油圧制御弁の大型化を抑制することができる。しかしながら、スプール型の油圧制御弁は、弁体を効率よく駆動させるために少なからず弁体とケースとに隙間が形成されているので、不可避的な圧油の漏洩がある。そのため、油圧制御弁に圧油を供給するためのポンプの容量を大きくしなければならない。また、油圧制御弁から圧油が漏洩してしまうので、ポンプの消費エネルギーが大きく、アクチュエータの油圧の制御性や応答性が低下してしまう可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、高油圧あるいは多量の作動油を供給あるいは排出するアクチュエータの油圧を制御することができ、かつ搭載性を向上させることができる油圧制御弁を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、油圧源から油圧供給部に対して油圧を供給する状態と前記油圧供給部の油圧を排出する状態との少なくとも二つの状態に切り替えられる油圧制御弁において、前記油圧源と前記油圧供給部とを連通させる供給ポートと、その供給ポートを、第一弁体が第一弁座に押し付けられることにより閉じる供給弁と、前記油圧供給部をドレイン箇所に連通させる排出ポートと、その排出ポートを、第二弁体が第二弁座に押し付けられることにより閉じる排出弁と、前記油圧供給部の油圧と所定の圧力に調圧された制御油圧とが互いに対抗する方向に作用させられ、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より小さい場合に前記第一弁体を前記第一弁座から離隔させて前記供給弁を開き、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より大きい場合に前記第二弁体を前記第二弁座から離隔させて前記排出弁を開く可動部材とを備えていることを特徴とするものである。

また、この発明は、上記の発明において、前記可動部材は、前記油圧供給部の油圧を受ける第一受圧面と、前記制御油圧を受ける第二受圧面とを備え、前記第一受圧面の面積が前記第二受圧面の面積より小さいことを特徴とする油圧制御弁である。

さらに、この発明は、上記の発明において、前記第一弁体は、前記油圧源の油圧によって前記第一弁座に押し付けられて前記供給ポートを閉じるように構成され、前記第二弁体は、弾性部材の弾性力によって前記第二弁座に押し付けられて前記排出ポートを閉じるように構成され、前記可動部材は、前記油圧供給部の油圧と前記制御油圧とを受けるピストン部と、そのピストン部に一体化されて前記第一弁体を押し開く第一ロッド部と、前記ピストン部に一体化されて前記第二弁体を押し開く第二ロッド部とを備えていることを特徴とする油圧制御弁である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記第一ロッド部の先端と前記第二ロッドの先端との間隔が、それぞれ閉弁状態にある前記第一弁体と第二弁体との間隔より小さいことを特徴とする油圧制御弁である。

さらにまた、この発明は、上記の発明において、前記第一弁体は、前記油圧源の油圧によって前記第一弁座に押し付けられて前記供給ポートを閉じるように構成され、前記第二弁体は、弾性部材の弾性力によって前記第二弁座に押し付けられて前記排出ポートを閉じるように構成され、前記可動部材は、前記油圧供給部の油圧と前記制御油圧とを受ける他のピストン部と、該他のピストン部に一体化されて前記第一弁体を押し開く第三ロッド部とを備え、前記第二弁体と一体化され、かつ前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より大きい場合に、前記他のピストン部によって前記弾性部材の弾性力に対抗する方向に前記第二弁体に荷重を作用させる第四ロッド部を更に備えていることを特徴とする油圧制御弁である。

そして、この発明によれば、上記の発明において、前記第二弁体は、前記第一弁体が前記第一弁座に押し付けられる方向と平行でかつ同一方向に第二弁座に押し付けられるように構成され、前記他のピストン部は、前記第四ロッド部が貫通する貫通孔を備え、前記第四ロッド部の前記第二弁体が形成された端部とは反対側の端部の外径が、前記貫通孔の内径より大きく形成されていることを特徴とする油圧制御弁である。

この発明によれば、油圧源と油圧供給部とを連通させる供給ポートを第一弁体が第一弁座に押し付けられることにより閉じられ、油圧供給部をドレイン箇所に連通させる排出ポートを第二弁体が第二弁座に押し付けられることにより閉じられるので、各弁体がそれぞれ弁座に押し付けられている状態では、各弁からの油圧の漏洩を抑制もしくは防止することができる。また、油圧供給部の油圧と所定の圧力に調圧された制御油圧とが互いに対抗する方向に作用させられ、油圧供給部の油圧による荷重が制御油圧による荷重より小さい場合に第一弁体を第一弁座から離隔させて供給弁を開き、油圧供給部の油圧による荷重が制御油圧による荷重より大きい場合に第二弁体を第二弁座から離隔させて排出弁を開く可動部材を備えているので、制御油圧を制御することによって、油圧供給部の油圧を制御することができる。したがって、高油圧を制御する場合であっても、油圧制御弁が大型化することを抑制もしくは防止することができる。

また、この発明によれば、可動部材における油圧供給部の油圧を受ける第一受圧面の面積が、制御油圧の油圧を受ける第二受圧面の面積より小さいので、それらの受圧面積の差から制御油圧を低圧とすることができる。

さらに、この発明によれば、第一弁体は、油圧源の油圧によって第一弁座に押し付けられて供給ポートを閉じるように構成され、第二弁体は、弾性部材の弾性力によって第二弁座に押し付けられて排出ポートを閉じるように構成されていて、可動部材は、油圧供給部の油圧と制御油圧とを受けるピストン部と、そのピストン部に一体化されて第一弁体を押し開く第一ロッド部と、前記ピストン部に一体化されて第二弁体を押し開く第二ロッド部とを備えているので、ピストン部に作用する油圧の差圧が、油圧源の油圧もしくは弾性部材の弾性力より大きくなると、第一弁体もしくは第二弁体を押し開いて供給ポートもしくは排出ポートを開弁して油圧供給部の油圧を変化させることができる。つまり、制御油圧を制御することによって油圧供給部の油圧を制御することができる。

さらにまた、この発明によれば、第一ロッド部の先端と第二ロッド部の先端との間隔が、それぞれ閉弁状態にある第一弁体と第二弁体との間隔より小さいので、第一弁体と第二弁体とが第一弁座と第二弁座とに押し付けられている状態とすることができるので、油圧供給部の油圧を一定に保つ状態を維持することができる。

さらにまた、この発明によれば、第一弁体は、油圧源の油圧によって第一弁座に押し付けられて供給ポートを閉じるように構成され、第二弁体は、弾性部材の弾性力によって第二弁座に押し付けられて排出ポートを閉じるように構成されていて、可動部材は、油圧供給部の油圧と制御油圧とを受ける他のピストン部と、他のピストン部に一体化されて第一弁体を押し開く第三ロッド部とを備えているので、他のピストン部に作用する油圧の差圧が、油圧源の油圧より大きくなると、第一弁体を押し開いて供給ポートを開弁して油圧供給部の油圧を増圧させることができる。また、第二弁体と一体化され、かつ油圧供給部の油圧による荷重が制御油圧による荷重より大きい場合に、他のピストン部によって弾性部材の弾性力に対抗する方向に第二弁体に荷重を作用させる第四ロッド部とを備えているので、他のピストン部に作用する油圧の差圧が、弾性部材の弾性力より大きくなると、第二弁体を押し開いて排出ポートを開弁して油圧供給部の油圧を減圧させることができる。つまり、制御油圧を制御することによって油圧供給部の油圧を制御することができる。

そして、この発明によれば、第二弁体は、第一弁体が第一弁座に押し付けられる方向と平行でかつ同一方向に第二弁座に押し付けられるように構成され、他のピストン部は、第四ロッド部が貫通する貫通孔を備え、第四ロッド部の第二弁体が形成された端部とは反対側の端部の外径が、貫通孔の内径より大きく形成されているので、第一弁体を開弁する方向に他のピストン部が移動した場合に、第四ロッドおよび第二弁体によって他のピストン部の移動を規制もしくは制限することを防止できる。また、他のピストンに形成された貫通孔の内径より第四ロッド部の端部の外径が大きく形成されているので、第二弁体を開弁する方向に他のピストン部が移動した場合には、他のピストン部と第四ロッドの端部とが接触して第四ロッド部および第二弁体に荷重を作用させることができる。

この発明に係る油圧制御弁の構成例を説明するための図であり、アクチュエータの油圧を一定に保つ状態を示す図である。そのアクチュエータに油圧を供給している状態を示す図である。そのアクチュエータの油圧を排出している状態を示す図である。この発目に係る油圧制御弁の他の構成例を説明するための図である。この発明に係る油圧制御弁の更に他の構成例を説明するための図であり、アクチュエータの油圧を一定に保つ状態を示す図である。そのアクチュエータに油圧を供給している状態を示す図である。そのアクチュエータの油圧を排出している状態を示す図である。この発明に係る油圧制御弁にパイロット油圧を供給する手段の他の例を説明するための図である。その油圧制御弁の制御例を説明するためのフローチャートである。

つぎにこの発明に係る油圧制御弁の構成例を図を参照しつつ説明する。図１ないし３に示す油圧制御弁１は、車両に搭載されたベルト式無段変速機に油圧を供給もしくは排出するために設けられたものである。ここで、ベルト式無段変速機の構成について簡単に説明すると、ベルト式無段変速機は動力源から動力が伝達されて回転するプライマリープーリ２と、そのプライマリープーリ２の動力が伝達されて駆動輪に動力を伝達するセカンダリープーリ３と、それらのプーリ２，３に巻き掛けられることによって各プーリ２，３に動力を伝達するベルト４とで構成されている。それらのプーリ２，３は、回転軸５と一体に形成された固定シーブ６と、その固定シーブ６に対向して配置され回転軸５に沿って移動可能に保持された可動シーブ７とによって構成されている。また、可動シーブ７の背面、すなわち固定シーブ６と対向した面とは反対側の面にはアクチュエータ８が付設されている。したがって、アクチュエータ８の油圧を増減することによって可動シーブ７が回転軸５に沿って移動したりベルト４を挟み付ける荷重を変化させたりする。なお、各プーリ２，３の基本的な構成は略同一であるので、図には一方のプーリ２を示してある。

この発明に係る油圧制御弁１は、上述したように油圧を供給されあるいは排出されるように構成されたアクチュエータ８を対象として搭載することができ、以下にその油圧制御弁１を具体的に説明する。図１ないし３に示す油圧制御弁１は、ケース９の内部に３つの油圧室１０，１１，１２が形成され、それぞれの油圧室１０，１１，１２同士が供給弁１３と排出弁１４とによって区画されている。具体的には、油圧源であるオイルポンプ１５から油圧が供給される第１油圧室１０とアクチュエータ８に連通した第２油圧室１１とが供給弁１３によって区画され、他の部材やオイルパン（以下、単にオイルパン１６と記す。）と連通した第３油圧室１２と上記第２油圧室１１とが排出弁１４によって区画されている。

これらの各弁１３，１４は、弾性体の弾性力によって弁体を弁座に押し当てることによって各油圧室１０，１１，１２の油圧の往来を遮断するように構成されている。つまり、第１油圧室１０と第２油圧室１１とが連通する供給ポート１７の第１油圧室１０側に開口面積を大きく形成された弁座１８が設けられ、その弁座１８に一端をケース９の内面に連結し、かつ他端を弁体１９に連結したバネ２０によって弁体１９が弁座１８側に押圧されるように構成されている。したがって、他の力が弁体１９に作用しない限りは、弁体１９が弁座１８に押し当てられることによって第１油圧室１０と第２油圧室１１とが遮断された状態となる。

また、排出弁１４も供給弁１３の構成と同様に、第２油圧室１１と第３油圧室１２とに連通する排出ポート２１の第３油圧室１２側に開口面積を大きく形成された弁座２２が設けられ、その弁座２２に一端をケース９の内面に連結し、かつ他端を弁体２３に連結したバネ２４によって弁体２３が弁座２２側に押圧されるように構成されている。したがって、他の力が弁体２３に作用しない限りは、弁体２３が弁座２２に押し当てられることによって第２油圧室１１と第３油圧室１２とが遮断された状態となる。

そして、この発明に係る油圧制御弁１には、上述した各弁体１９，２３を弁座１８，２２から離隔させて開弁させるための開弁機構２５が第２油圧室１１に設けられている。この開弁機構２５は、アクチュエータ８の油圧と調圧されたパイロット油圧との差圧によってピストン２６を駆動させることで各弁体１９，２３を弁座１８，２２から離隔する方向に押圧するように構成されたものである。図に示す例では、第２油圧室１１の内部に下端部を閉じて形成された円筒部材２７がケース９と隙間を空けて配置されており、その円筒部材２７の内部を上下に区画するようにピストン２６が設けられている。なお、円筒部材２７とケース９とは図示しないスペーサや締結部材によって部分的に連結されている。つまり、円筒部材２７とケース９との隙間にはアクチュエータ８や第２油圧室１１の圧油が流入するように構成されている。また、円筒部材２７におけるピストン２６の下方部には、リニアソレノイドバルブ２８の出力ポート２９が連通しており、リニアソレノイドバルブ２８で調圧されたパイロット油圧が供給されるように構成されている。

上述した開弁機構２５は、円筒部材２７の上端部が開口して形成されているので、第２油圧室１１の油圧、すなわちアクチュエータ８の油圧が供給されるように構成されている。また、円筒部材２７におけるピストン２６の下方部はリニアソレノイドバルブ２８からパイロット油圧が供給されるように構成されている。したがって、ピストン２６には、アクチュエータ８の油圧に基づく荷重が上方から作用し、リニアソレノイドバルブ２８で調圧されたパイロット油圧に基づく荷重が下方から作用するように構成されている。

ここで、リニアソレノイドバルブ２８の構成について簡単に説明すると、図に示すリニアソレノイドバルブ２８は、油圧源１５から油圧が供給される入力ポート３０と、その油圧をアクチュエータ８に吐出する出力ポート２９と、その出力ポート２９から出力された油圧をフィードバックするフィードバックポート３１と、リニアソレノイドバルブ２８から油圧をオイルパン１６にドレインするドレインポート３２とを備えており、それらの各ポート２９，３０，３１，３２を選択的に連通させる弁体３３がリニアソレノイドバルブ２８の内部に配置され、その弁体３３に電磁力を作用させるソレノイド３４が設けられている。したがって、弁体３３には油圧源１５から供給される油圧とフィードバックされた油圧とソレノイド３４の電磁力とが作用するように構成されているので、ソレノイド３４に流す電力に応じて弁体３３を駆動させることができる。そのため、ソレノイド３４に流す電力を制御することによってリニアソレノイドバルブ２８から出力される油圧を制御することができる。

また、上記ピストン２６の上面及び下面には各弁体１９，２３を押圧するためのロッド３５，３６が一体に形成されている。つまり、ピストン２６が上下いずれかに駆動することによって、供給弁１３もしくは排出弁１４に設けられた弁体１９，２３をロッド３５，３６で押圧して開弁させるように構成されている。なお、図に示す例では、ピストン２６の下方部に形成されたロッド３６が円筒部材２７の下端部を貫通して形成されている。

上述したように油圧制御弁１を構成することよって、パイロット油圧を制御することにより、すなわちリニアソレノイドバルブ２８に設けられたソレノイド３４に流す電力を制御することによりアクチュエータ８の油圧を制御することができる。具体的には、アクチュエータ８の油圧とパイロット油圧とが釣り合っている状態では、ピストン２６が各弁１３，１４を押圧して開弁することがないので、アクチュエータ８の油圧が一定に保つことができる。

また、リニアソレノイドバルブ２８に設けられたソレノイド３４に流す電力を増加させることによって、ピストン２６の下方部に供給される油圧が増加するので、ピストン２６に作用するアクチュエータ８の油圧に基づく荷重よりパイロット油圧に基づく荷重が大きくなって、図２に示すようにピストン２６が供給弁１３側に移動する。さらに、そのピストン２６を移動させる力が、弁体１９を押圧するバネ力および油圧源１５の油圧に基づく荷重より大きいと、弁体１９が弁座１８から離隔して油圧源１５から油圧が第１油圧室１０および第２油圧室１１を介してアクチュエータ８に供給される。つまり、アクチュエータ８の油圧を増圧することができる。そして、アクチュエータ８の油圧が増圧されると、ピストン２６を供給弁１３側に移動させる力が低下するので、油圧源１５から供給される油圧に基づく荷重とバネ力とが相対的にピストン２６を供給弁１３側に移動させる力より大きくなり、その結果、弁体１９が弁座１８に押し当てられて供給弁１３が閉弁状態となる。

それとは反対に、リニアソレノイドバルブ２８に設けられたソレノイド３４に流す電力を減少させることによって、ピストン２６の下方部に供給される油圧が減少するので、ピストン２６に作用するアクチュエータ８の油圧に基づく荷重よりパイロット油圧に基づく荷重が小さくなって、図３に示すようにピストン２６が排出弁１４側に移動する。さらに、そのピストン２６を移動させる力が弁体２３を押圧するバネ力より大きいと、弁体２３が弁座２２から離隔してアクチュエータ８の油圧が第２油圧室１１および第３油圧室１２を介してオイルパン１６に排出される。つまり、アクチュエータ８の油圧を減圧することができる。そして、アクチュエータ８の油圧が減圧されると、ピストン２６を排出弁１４側に移動させる力が低下するので、バネ力が相対的にピストン２６を排出弁１４側に移動させる力より大きくなり、その結果、弁体２３が弁座２２に押し当てられて排出弁１４が閉弁状態となる。

上述したようにこの発明に係る油圧制御弁１は、パイロット油圧を利用することによってアクチュエータ８の油圧を制御することができるので、アクチュエータ８の油圧が多量の場合あるいは高油圧を要する場合であっても、その条件に応じたパイロット油圧とすることによりアクチュエータ８の油圧を制御することができ、油圧制御弁１の大型化を抑制もしくは防止することができる。また、各弁１３，１４は弁体１９，２３を弁座１８，２２に押し当てるように構成されているので、アクチュエータ８からの油圧の漏洩を抑制もしくは防止することができるので、油圧制御における制御性や応答性を向上させることができる。

さらに、この発明に係る油圧制御弁１をプライマリープーリ２側に搭載することによって、電子制御装置などが作動しない場合であってもアクチュエータ８内に油圧を保つことができる。そのため、車両の被牽引時に回転軸５が回転することによってアクチュエータ８内で遠心油圧が生じてベルト４の巻き掛け半径を増大させることができる。その結果、ベルト式無段変速機の入力側の回転数を低下させることができるので、各部材の摩耗や騒音を抑制もしくは防止することができる。

一方、上述した構成例では、リニアソレノイドバルブ２８を利用して油圧制御弁１にパイロット油圧を供給するように構成されているが、アクチュエータ８の油圧が大きい場合には、ピストン２６を駆動させるためにパイロット油圧を増加させることとなり、その結果、電磁力を増大させるためにリニアソレノイドバルブ２８に設けられたソレノイド３４が大きくなってしまい、リニアソレノイドバルブ２８が大型化してしまう。したがって、リニアソレノイドバルブ２８からの油圧の漏洩が相対的に多くなってしまう。そのため、リニアソレノイドバルブ２８を小型化することができる油圧制御弁１の構成例について説明する。

図４はその構成例を説明するための図であり、上述した構成例におけるピストン２６の形状を変更したものである。具体的には、ピストン２６の上面に油圧の受圧面積が小さい他のピストン３７を一体に形成し、円筒部材２７の開口部を他のピストン３７の外径と略等しい内径として他のピストン３７が円筒部材２７の開口部の内側を駆動するように構成されている。このように構成することによって、第２油圧室１１の油圧に基づく荷重が他のピストン３７の上面に作用し、パイロット油圧に基づく荷重がピストン２６の下面に作用するので、受圧面積の差からパイロット油圧を低く設定することができる。その結果、油圧制御弁１にパイロット油圧を供給するリニアソレノイドバルブ２８を小さくすることができる。

なお、リニアソレノイドバルブ２８を小さくすることに基づいてリニアソレノイドバルブ２８に供給する油圧を低下させるために、油圧源１５とリニアソレノイドバルブ２８との間に減圧弁３８を配置している。また、図におけるピストン２６の上面と円筒部材２７の開口部との間には油圧制御弁１の外部に連通したポート３９を形成してあるが、これは他のピストン３７と円筒部材２７とには少なからず隙間があることにより、ピストン２６と円筒部材２７の開口部との間に圧油が流入することがあるので、その圧油をオイルパン１６に排出するポート３９を設けることによって、ピストン２６が駆動した際に圧油を圧縮する動力損失を低減あるいは防止するためである。

この発明に係る油圧制御弁１は、要はパイロット油圧を制御することによってアクチュエータ８の油圧を制御することができ、かつ油圧の漏洩を少なくすることができればよいので、上述した構成に限定されず、図５ないし７に示すように構成されたものであってもよい。なお、図５はアクチュエータ８の油圧を一定に保つ状態を示し、図６はアクチュエータ８に油圧を供給している状態を示し、図７はアクチュエータ８の油圧を排出している状態を示す図である。ここで、図５ないし７に示す油圧制御弁４０の構成について説明する。上述した油圧制御弁１は、第１油圧室１０と第２油圧室１１および第３油圧室１２が直線的に配置されていたが、ここに示す油圧制御弁４０は、第１油圧室１０と第３油圧室１２とを左右にそれぞれ配置して、第１油圧室１０および第３油圧室１２の下方部にそれぞれの油圧室１０，１３と連通するように第２油圧室１１が配置されている。

また、第１油圧室１０には一端がケース９に連結され他端が弁体１９に連結されたバネ２０と弁体１９とで構成された供給弁１３が収納され、第１油圧室１０と第２油圧室１１とに連通する供給ポート１７の第１油圧室１０側に開口面積が大きく形成された弁座１８に、弁体１９がバネ２０によって押圧されるように構成されている。さらに、第３油圧室１２には供給弁１３と略同様に構成された排出弁１４が収納されている。この排出弁１４は、ドレインポート４１の第３油圧室１２側に開口面積を大きく形成した弁座２２に弁体２３がバネ２４によって押圧されるように構成されており、その弁体２３には、図に示す下方に延びるロッド４２が一体に形成されている。なお、排出弁１４に形成されたロッド４２の作用については後述する。このように供給弁１３および排出弁１４を設けることによって、各弁体１９，２３に他の力が作用しない限りは、アクチュエータ８の油圧が一定に保つこと、すなわち油圧の漏洩を抑制もしくは防止することができる。

そして、図に示す油圧制御弁４０は第２油圧室１１を上下に区画するようにピストン２６を備えており、ピストン２６の下方部にはパイロット油圧が供給されるように構成されている。また、図に示す左右方向におけるピストン２６の左側すなわち第１油圧室１０側には、図に示す上方に向かってロッド３５が一体に形成され、ピストン２６の右側すなわち第３油圧室１２側には、上述した排出弁１４に形成されたロッド４２が貫通する貫通孔４３が形成されている。なお、排出弁１４に形成されたロッド４２の下端部には、ピストン２６に形成された貫通孔４３からロッド４２が抜けることを防止するために、貫通孔４３の径より外径の大きい抜け止めが一体に形成されている。

このように油圧制御弁４０を形成することによって、ピストン２６の下方部からパイロット油圧に基づく荷重が作用し、上方部からアクチュエータ８の油圧に基づく荷重を作用させることができるので、パイロット油圧を制御することによってアクチュエータ８の油圧を制御することができる。つまり、アクチュエータ８の油圧を増圧する場合には、パイロット油圧を増圧することによって、図６に示すようにピストン２６が上方に移動してロッド３５が供給弁１３の弁体１９を弁座１８から離隔させることができ、その結果、油圧源１５から油圧が第１油圧室１０および第２油圧室１１を介してアクチュエータ８に供給される。なお、排出弁１４の弁体２３と一体に形成されたロッド４２は、ピストン２６に形成された貫通孔４３を貫通して配置されているので、ピストン２６が上方に駆動したときには、排出弁１４の弁体２３およびその弁体２３と一体に形成されたロッド４２には特に荷重が作用することがなく、ドレインポート４１を閉弁した状態を維持する。

また、アクチュエータ８の油圧を減少する場合には、パイロット油圧を減圧することによって、図７に示すようにピストン２６がアクチュエータ８の油圧に基づく荷重によって下方に押圧されて移動するので、ロッド４２の下端部に形成された抜け止め４４がピストン２６によって下方に移動させられる。その結果、排出弁１４の弁体２３がバネ力に抗して弁座２２から離隔するので、アクチュエータ２６の油圧は、第２油圧室１１および第３油圧室１２を介して排出される。なお、アクチュエータ８の増圧時もしくは減圧時に油圧が供給されもしくは排出されることによって、ピストン２６を移動させる力がバネ力あるいはバネ力と油圧源１５の油圧に基づく荷重との合力と釣り合うと各弁体１９，２３が閉弁状態となることは、上述した構成例と同様である。

したがって、図５ないし７に示す油圧制御弁４０のように構成することによって、上述した油圧制御弁１と同様にパイロット油圧に応じてアクチュエータ８の油圧を制御することができ、また、各弁１３，１４が弁体１９，２３を弁座１８，２２に押し当てることによって閉弁状態とするように構成されているので、油圧制御弁４０からの油圧の漏洩を抑制もしくは防止することができる。

なお、この発明に係る油圧制御弁１，４０は、パイロット油圧によってアクチュエータ８の油圧を制御することができればよいので、上述した各構成例のようにリニアソレノイドバルブ２８を利用したものでなく、図８に示すように油圧供給用ソレノイドバルブ４５と油圧排出用ソレノイドバルブ４６とを利用したものであってもよい。なお、図８に示す各ソレノイドバルブ４５，４６は、従来知られたいわゆるポペット型のソレノイドバルブであって、弁体４５ａ（４６ａ）とその弁体４５ａ（４６ａ）を入力ポート４５ｂ（４６ｂ）に押圧する弾性体４５ｃ（４６ｃ）と弁体４５ａ（４６ａ）を入力ポート４５ｂ（４６ｂ）から離隔させる方向に電磁力を作用させるソレノイド４５ｄ（４６ｄ）とによって構成されたものである。つまり、各ソレノイド４５ｄ（４６ｄ）に流す電力に応じた電磁力が弁体４５ａ（４６ａ）に作用することによって開弁するように構成されている。このように構成することによってリニアソレノイドバルブ２８を利用した場合よりもパイロット油圧の漏洩を抑制もしくは防止することができる。なお、各ソレノイドバルブ４５，４６はデューティソレノイドバルブであってもよく、より精密な制御をするために比例ソレノイドバルブであってもよい。

ここで、図８に示す油圧制御弁１および各ソレノイドバルブ４５，４６をプライマリープーリ２に搭載した場合の制御例を図９に示すフローチャートを参照して説明する。まず、アクセル開度と車速から目標エンジン出力を決定する（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１での車速とは、ドライブシャフトの回転数や駆動輪の回転数あるいは他の回転部材の回転数などを検出し、その検出された値から算出することによって求めることができる。ついで、ステップＳ１で決定された目標エンジン出力からプライマリープーリ２の目標回転数を決定する（ステップＳ２）。ステップＳ２でのプライマリープーリ２の目標回転数は、目標エンジン出力とアクセル開度とから実験などで予め定めたエンジンの最適燃費線を利用して決定することができる。さらに、ステップＳ２と同時もしくはステップＳ２の後にプライマリープーリ２の実際の回転数を測定し（ステップＳ３）、プライマリープーリ２の実際の回転数と目標回転数とからプライマリープーリ２の回転数の偏差を算出する（ステップＳ４）。

そして、ステップＳ４で算出された偏差が０（ゼロ）であるか否かを判断する（ステップＳ５）。ステップＳ５で肯定的に判断された場合、すなわち、偏差が０（ゼロ）である場合には、変速比を変化させる必要がないので、油圧制御弁１に油圧を変化させることなく、つまり、油圧供給用ソレノイドバルブ４５および油圧排出用ソレノイドバルブ４６に電力を流すことなく（ステップＳ６）、このルーチンを一旦終了する。

それとは反対に偏差が０（ゼロ）でなくステップＳ５で否定的に判断された場合は、その偏差が正であるか否かが判断される（ステップＳ７）。ステップＳ７で肯定的に判断された場合、すなわち実際の回転数が目標回転数より大きい場合には、アップシフトをしてプライマリープーリ２の回転数を低下させる。すなわち、プライマリープーリ２に付設されたアクチュエータ８の油圧を増圧することによって、プライマリープーリ２の回転数を低下させる。具体的には、所定の値αを偏差に積算した電力を油圧排出用ソレノイドバルブ４６に流して（ステップＳ８）、このルーチンを一旦終了する。なお、所定の値αとは、実験などで予め回転数の偏差に応じた電力を定め、その偏差から電力に変換する際の係数である。

また、ステップＳ７で否定的に判断された場合、すなわち実際の回転数が目標回転数より小さい場合には、ダウンシフトをしてプライマリープーリ２の回転数を増加させる。すなわち、プライマリープーリ２に付設されたアクチュエータ８の油圧を減圧することによって、プライマリープーリ２の回転数を増加させる。具体的には、所定の値αを偏差に積算した電力を油圧供給用ソレノイドバルブ４６に流して（ステップＳ９）、このルーチンを一旦終了する。

上述した制御例のように油圧供給用ソレノイドバルブ４５と油圧排出用ソレノイドバルブ４６とに流す電力を制御することによってパイロット油圧を制御することができ、その結果、アクチュエータ８の油圧を制御することができる。

なお、上述した構成例ではこの発明に係る油圧制御弁１，４０を車両に搭載した例を挙げて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、航空機や船舶あるいは産業機器などに利用することもできる。

Claims

油圧源から油圧供給部に対して油圧を供給する状態と前記油圧供給部の油圧を排出する状態との少なくとも二つの状態に切り替えられる油圧制御弁において、
前記油圧源と前記油圧供給部とを連通させる供給ポートと、
第一弁体が前記油圧源の油圧によって第一弁座に押し付けられることにより前記供給ポートを閉じる供給弁と、
前記油圧供給部をドレイン箇所に連通させる排出ポートと、
第二弁体が弾性部材の弾性力によって第二弁座に押し付けられることにより前記排出ポートを閉じる排出弁と、
前記油圧供給部の油圧と所定の圧力に調圧された制御油圧とが互いに対抗する方向に作用させられ、前記供給弁と前記排出弁との間に配置されたピストン部と、一方の端部を前記ピストン部に一体に形成され、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より小さい場合に、他方の端部が前記第一弁体を押し開く第一ロッド部と、一方の端部が前記ピストン部に一体に形成され、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より大きい場合に、他方の端部が前記第二弁体を前記第二弁座から離隔させて前記排出弁を開く第二ロッド部とを有する可動部材と
を備えていることを特徴とする油圧制御弁。
前記第一ロッド部の先端と前記第二ロッド部の先端との間隔が、それぞれ閉弁状態にある前記第一弁体と第二弁体との間隔より小さいことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
油圧源から油圧供給部に対して油圧を供給する状態と前記油圧供給部の油圧を排出する状態との少なくとも二つの状態に切り替えられる油圧制御弁において、
前記油圧源と前記油圧供給部とを連通させる供給ポートと、
その供給ポートを、第一弁体が第一弁座に押し付けられることにより閉じる供給弁と、
前記油圧供給部をドレイン箇所に連通させる排出ポートと、
その排出ポートを、第二弁体が第二弁座に押し付けられることにより閉じる排出弁と、
前記油圧供給部の油圧と所定の圧力に調圧された制御油圧とが互いに対抗する方向に作用させられ、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より小さい場合に前記第一弁体を前記第一弁座から離隔させて前記供給弁を開き、前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より大きい場合に前記第二弁体を前記第二弁座から離隔させて前記排出弁を開く可動部材とを備え、
前記第一弁体は、前記油圧源の油圧によって前記第一弁座に押し付けられて前記供給ポートを閉じるように構成され、
前記第二弁体は、弾性部材の弾性力によって前記第二弁座に押し付けられて前記排出ポートを閉じるように構成され、
前記可動部材は、前記油圧供給部の油圧と前記制御油圧とを受ける他のピストン部と、該他のピストン部に一体化されて前記第一弁体を押し開く第三ロッド部とを備え、
前記第二弁体と一体化され、かつ前記油圧供給部の油圧による荷重が前記制御油圧による荷重より大きい場合に、前記他のピストン部によって前記弾性部材の弾性力に対抗する方向に前記第二弁体に荷重を作用させる第四ロッド部を更に備えていることを特徴とする油圧制御弁。
前記第二弁体は、前記第一弁体が前記第一弁座に押し付けられる方向と平行でかつ反対方向に第二弁座に押し付けられるように構成され、
前記他のピストン部は、前記第四ロッド部が貫通する貫通孔を備え、
前記第四ロッド部の前記第二弁体が形成された端部とは反対側の端部の外径が、前記貫通孔の内径より大きく形成されていることを特徴とする請求項３に記載の油圧制御弁。
前記可動部材は、前記油圧供給部の油圧を受ける第一受圧面と、前記制御油圧を受ける第二受圧面とを備え、
前記第一受圧面の面積が前記第二受圧面の面積より小さいことを特徴とする請求項１ないしに４のいずれかに記載の油圧制御弁。