JPH08226562A

JPH08226562A - 流量制御装置

Info

Publication number: JPH08226562A
Application number: JP7032014A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Suzuki; 鈴木昭広
Original assignee: JATCO Corp
Current assignee: JATCO Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】部品点数を減少させることにより構造を簡略
化することが出来る流量制御装置を提供する。【構成】移動により流体路を開閉可能な弁体２６と、
電圧の印加による伸縮で、弁体２６を開閉方向へ移動さ
せるように設けた圧電素子層２５とを有している。弁
体２６及び圧電素子層２５は、弁ケース１６内に摺動可
能に配設される摺動部材２４の一端に設けられると共
に、フランジ部２４ａと、弁ケース１６の蓋体２３との
間には、弁体２６が、流体路を形成する弁ケース１６の
一部に当接して流体路を閉塞した状態で、更に圧電素子
層２５が伸長しようとする際に作用する過剰圧力を吸収
するスプリング２８が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主に自動車用自動変
速機内に装着される流量制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、流量制御装置としては、図４に示
す実公平３−８８５０号公報に記載されているようなも
のが知られている。

【０００３】このようなものでは、電磁弁１とバルブボ
ディ２との間の油圧回路結合部ＡにＯリング３を配設し
ている。また、電磁弁１には、溶接等によって固着され
た取付板４が配設され、この取付板４に形成された円孔
５，５に、カラー６及びボルト７で固定される筒状の防
振ゴム８，８を嵌合している。

【０００４】前記電磁弁１には、シート面９に形成され
たオリフィス孔１０を開閉する弁体１１と、この弁体１
１を前記オリフィス孔１０閉塞方向へ付勢するスプリン
グ１２と、前記弁体１１の周囲に配設され、該弁体１１
を磁力により開閉方向へ移動させるコイル１３とが設け
られている。

【０００５】そして、このコイル１３に通電する事によ
り、前記弁体１１を図４中上下方向に数１０Ｈｚで往復
動させるいわゆるデューティ駆動を行って、油取入れ口
１４から流入して前記オリフィス孔１０を通過し、油孔
１５…から吐出される油の流量をコントロールするよう
に構成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の流量制御装置では、弁体１１をデューティ駆
動しているので、このデューティ駆動を行うためのコイ
ル１３を弁体１１の周囲に設けなければならないと共
に、このデューティ駆動によって発生する振動を吸収す
るため、前記防振ゴム８等からなる防振構造を必要とし
ていた。このため、構造が複雑化し、部品点数が増大す
るといった問題があった。

【０００７】そして、コイル１３の磁力で、鉄粉が引き
つけられて、前記オリフィス孔１０の開口周囲に付着し
てスティックする虞がある。このため、通常前記油取入
れ口１４にフィルタ等を配設してこれらの鉄粉を除去
し、スティックを防止しなければならず、この点におい
ても部品点数が増加するといった問題があった。

【０００８】そこで、この発明は、部品点数を減少させ
ることにより構造を簡略化して小型化することが出来る
流量制御装置を提供することを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１記載のものでは、移動により流体
路を開閉可能な弁体と、電圧の印加量に応じた伸縮で、
該弁体を開閉方向へ移動させるように設けた圧電素子と
を有する流量制御装置を特徴としている。

【００１０】また、請求項２に記載されたものでは、前
記弁体及び圧電素子は、弁ケース内に摺動可能に配設さ
れる摺動部材の一端に設けられると共に、該摺動部材の
他端と、前記弁ケースの該他端に対向する内壁との間に
は、前記弁体が、前記流体路を形成する弁ケースの一部
に当接して該流体路を閉塞した状態で、更に前記圧電素
子が伸長しようとする際に作用する過剰圧力を吸収する
弾性部材が設けられている請求項１記載の流量制御装置
を特徴としている。

【００１１】更に、請求項３に記載されたものでは、前
記弁体は、前記圧電素子の伸長によって、前記流体路の
一部に挿入されて該流体路を閉塞すると共に、前記圧電
素子の収縮によって抜き出されて該流体路を開放するよ
うに構成されている請求項１記載の流量制御装置を特徴
としている。

【００１２】また、請求項４に記載されたものでは、前
記弁体は、前記流体路の一部に挿入されて、前記圧電素
子の伸縮により摺動可能とすると共に、該弁体の摺動に
より前記流体路を開閉する連通路を弁体又は弁体の挿入
部分の周縁部に形成する請求項１記載の流量制御装置を
特徴としている。

【００１３】更に、請求項５に記載されたものでは、前
記圧電素子は、伸縮方向へ積層されて構成されている請
求項１乃至４のいずれか記載の流量制御装置を特徴とし
ている。

【００１４】

【作用】かかる構成の請求項１に記載されたものによ
れば、電圧の印加量に応じて、圧電素子が伸縮して、弁
体を開閉方向へ移動させる。弁体は移動により流体路を
開閉して、通過流量を制御する。

【００１５】このため、流量制御に伴う振動の発生量
が、従来のように弁体を往復動させてデューティ制御す
るものに比して減少して防振構造を省略出来、しかも、
コイル等が不要となるので部品点数を減少させることに
より構造を簡略化することが出来る。

【００１６】また、請求項２に記載されたものでは、前
記弁体が、流体路を形成する弁ケースの一部に当接して
該流体路を閉塞した状態で、更に前記圧電素子が伸長し
ようとする際に過剰圧力が作用すると、弾性部材が弾性
変形することにより、該過剰圧力を吸収して緩和する。

【００１７】このため、弁体や圧電素子に過剰圧力が加
わらず、破損等が防止される。

【００１８】更に、請求項３に記載されたものでは、前
記弁体が、前記圧電素子の伸長によって、前記流体路の
一部に挿入されて該流体路が閉塞されると共に、前記圧
電素子の収縮によって抜き出されて該流体路が開放され
る。

【００１９】このため、流体路を閉塞した状態で過剰圧
力が加わる虞がなく、この過剰圧力を逃がす機構も不要
となるので、更に、構造を簡略化することが出来る。

【００２０】また、請求項４に記載されたものでは、前
記弁体が、前記流体路の一部に挿入されて、前記圧電素
子の伸縮により摺動される。該弁体の摺動により、弁体
又は弁体の挿入部分の周縁部に形成された連通路が連通
又は非連通となり、前記流体路が開閉される。このた
め、流体の弁通過流量を高精度にコントロールすること
ができる。

【００２１】更に、請求項５に記載されたものでは、前
記圧電素子が、伸縮方向へ積層されているので、電圧の
印加による伸縮量を増大させることが出来る。このた
め、電圧の僅かな制御で、流体の弁通過流量の変化を大
きく設定することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しつつ説明する。

【００２３】図１は、この発明の第１実施例を示すもの
である。従来例と同一乃至均等な部分については同一符
号を付して説明する。

【００２４】まず構成を説明すると、図１中符号１６
は、この第１実施例の流量制御装置の弁ケースで、この
弁ケース１６の入力ポート１７側には、前記バルブボデ
ィ２に挿入されて固定される挿入筒部１８が、他の部分
よりも一段縮径されて形成されている。この挿入筒部１
８端部周縁には、Ｏリング３を配設するＯリング溝１９
が形成されている。

【００２５】この弁ケース１６内には、シート面９が形
成されている。このシート面９の略中央位置には、オリ
フィス孔１０が形成されていて、入力ポート１７から弁
ケース１６内に流入する油を挿通する様にしている。

【００２６】また、この弁ケース１６の側面には、前記
入力ポート１７側から弁ケース１６内に流入した油を吐
出する油孔としてのドレンポート２０…が、複数個形成
されている。

【００２７】この弁ケース１６内には、カラー部材２
１，ガイド部材２２，蓋体２３が、シート面９から後端
開口部１６ａ側に向けて順次、組み込まれて配設されて
いる。このうち、前記カラー部材２１には、前記ドレン
ポート２０…と連通する切欠き部２１ａが形成されてい
る。そして、ガイド部材２２には、ガイド孔２２ａが形
成されている。

【００２８】また、前記ガイド部材２２内には、摺動部
材２４が、このガイド部材２２内側面にガイドされて摺
動可能となるように配設されている。この摺動部材２４
の一端部には、小径円柱状の圧電素子層２５及び弁体２
６が設けられていて、前記ガイド孔２２ａに挿通されて
いる。

【００２９】このうち、圧電素子層２５は、圧電素子
が、電圧印加時における伸縮方向である図１中上下方向
へ複数層、積層されて構成されている。この圧電素子層
２５には、リード線２７，２７が接続されていて、この
リード線２７，２７を介して、０Ｖ〜数百Ｖの電圧を適
宜選択的に印加することにより、伸縮して前記弁体２６
先端部分を、図１中上下方向に移動させて前記シート面
９に形成されたオリフィス孔１０の周縁に当接させた
り、又は、離間させたりするように構成している。

【００３０】また、この摺動部材２４の他端部には、フ
ランジ部２４ａが形成されていて、前記オリフィス孔１
０の周縁に前記弁体２６が近接する方向へ移動する際の
抜け止めを、ガイド孔２２ａの周縁に当接する事により
行うように構成されている。

【００３１】そして、このフランジ部２４ａと、前記弁
ケース１６のこのフランジ部２４ａに対向する内壁の一
部を構成する前記蓋体２３との間には、前記弁体２６
が、前記流体路を形成する弁ケース１６の一部である前
記オリフィス孔１０の周縁に当接して、この流体路を閉
塞した状態で、更に、前記圧電素子層２５が、図１中上
下方向へ伸長しようとする際に作用する過剰圧力を緩和
する弾性部材としてのスプリング２８が設けられてい
る。

【００３２】次に、この第１実施例の作用について説明
する。

【００３３】前記リード線２７を介して電圧を印加する
ことにより、前記圧電素子層２５が伸縮して、弁体２６
先端部を、図１中上下方向へ移動させることにより、オ
リフィス孔１０の周縁に当接又は、離反させて、オリフ
ィス孔１０を開閉する。弁体２６は、この移動により発
生する間隙の大きさによって流体路を開閉して、前記入
力ポート１７から弁ケース１６内に流入してドレンポー
ト２０…へ流出する油の通過流量を制御する。

【００３４】このため、流量制御に伴う振動の発生量
が、従来のように弁体１１をコイル１３によって往復動
させるものに比して減少して防振構造を省略出来、しか
も、従来、弁体１１の周囲に設けられていたコイル１３
と、このコイル１３の磁力によって引きつけられる鉄粉
の除去のために設けられていたフィルタとが不要となる
分、部品点数を減少させることにより構造を簡略化する
ことが出来る。

【００３５】しかも、印加する電圧を変更することによ
り、流量を容易に調整出来、比例弁的な使用に用いる事
が出来る。また、この実施例では、デューティ制御を行
うもののように、弁を通過する油に脈動を生じることが
無いので、例えば、ライン圧の制御等、通過流体に脈動
が無いものが望ましい箇所に用いて好適である。

【００３６】また、前記弁体２６の先端部が、流体路を
形成するオリフィス孔１０の周縁に当接してこの流体路
を閉塞した状態で、更に、前記圧電素子層２５が伸長し
ようとする際に過剰圧力が作用すると、前記スプリング
２８が、収縮方向へ弾性変形することにより、この過剰
圧力を吸収して緩和する。

【００３７】このため、弁体２６や圧電素子層２５に寸
法バラツキが存在したり、熱膨張によるバラツキが発生
しても、弁体２６や圧電素子層２５に過剰圧力が加わら
ず、破損等を防止できる。

【００３８】また、前記圧電素子層２５が、伸縮方向へ
積層されているので、電圧の印加による伸縮量を増大さ
せることが出来る。このため、圧電素子層２５が収縮し
た際の弁体２６の先端部と、オリフィス孔１０の周縁と
の間隙を大きく設定することも出来、設計の自由度を増
大させることが出来る。

【００３９】そして、電圧の僅かな変更でも、流体の弁
通過流量を大きく変化させるように設定することができ
る。

【００４０】しかも、部品点数が減少して構造が簡略化
されることにより、全体が小型化出来ると共に、可動部
分が、従来のものに比して少なく、この点においても動
作信頼性が良好である。

【００４１】また、前記リード線２７を介してパルス電
圧を印加することにより、前記圧電素子層２５を短時間
内に伸縮させて、弁体２６先端部を、図１中上下方向へ
往復移動させることにより、オリフィス孔１０を開閉す
るように構成することもできる。この場合、圧電素子層
２５は、電圧の変化に対して早い反応速度で伸縮するの
で、高精度で微細な流体の流量制御を行うこともでき
る。

【００４２】しかも、可動部分が、弁体２６の先端部分
のみであるので、イナーシャが小さく、このような往復
動を行う制御を行っても、発生する振動は小さく、防振
構造を特に用いて構成しなくともよい。

【００４３】図２は、この発明の第２実施例の流量制御
装置を示すものである。なお、前記第１実施例の流量制
御装置と同一乃至均等な部分については同一符号を付し
て説明する。

【００４４】この第２実施例の流量制御装置では、弁体
２６が、前記圧電素子２５の伸長によって、図２中実線
に示すように流体路の一部であるオリフィス孔１０内に
挿入されて、この流体路を閉塞すると共に、前記圧電素
子２５の収縮によって、図２中二点鎖線に示す様に、抜
き出されてこの流体路を開放するように構成されてい
る。この弁体２６の先端部分外周縁には、テーパ部２６
ａが形成されて、挿抜を容易に行えるように構成されて
いる。

【００４５】また、圧電素子２５は、蓋体２３に小径円
柱状の固定部２９を介して固着されると共に、この蓋体
２３と前記カラー部材２１との間に挟持される円盤３０
の中央孔３０ａに挿通されて、前記オリフィス孔１０方
向へ突設されている。

【００４６】次に、この第２実施例の作用について説明
する。

【００４７】前記圧電素子２５に、リード線２７，２７
を介して電流を印加すると、前記弁体２６が、前記圧電
素子２５の伸長によって、図２中実線に示すように前記
流体路の一部であるオリフィス孔１０に挿入されて、こ
のオリフィス孔１０が閉塞される。

【００４８】電流の印加を停止すると、前記圧電素子２
５が収縮することによって、前記オリフィス孔１０から
弁体２６が抜き出されて、このオリフィス孔１０が開放
される。

【００４９】このため、前記第１実施例の流量制御装置
に比して、スプリング２８を省略出来る分、更に、構造
を簡略化することが出来る。

【００５０】他の構成及び作用については、前記第１実
施例の流量制御装置と略同様であるので、説明を省略す
る。

【００５１】図３は、第３実施例の流量制御装置を示す
ものである。なお、前記第２実施例の流量制御装置と同
一乃至均等な部分については、同一符号を付して説明す
る。

【００５２】この第３実施例の流量制御装置では、弁体
３１の先端部周縁に、溝状の連通路３２…が複数本、弁
体３１の移動方向に沿って形成されている。

【００５３】この弁体３１は、前記流体路の一部である
オリフィス孔１０に挿入されて、前記圧電素子層２５の
伸縮により摺動可能となるように設けられている。

【００５４】この弁体３１の摺動により、前記連通路３
２…が、入力ポート１７側とドレンポート２０側とを連
通又は閉塞して流体路を開閉するように構成されてい
る。

【００５５】次に、この第３実施例の作用について説明
する。

【００５６】この第３実施例の流量制御装置では、前記
弁体３１の先端部が、前記流体路の一部であるオリフィ
ス孔１０に挿入されて、前記圧電素子層２５の伸縮によ
り摺動される。この弁体３１の摺動により、弁体３１の
先端部周縁に形成された連通路３２…が、図３中二点鎖
線位置で示す位置まで移動すると、この連通路３２…に
より、入力ポート１７側とドレンポート２０側とが連通
して、前記流体路が開放される。又、図３中実線位置ま
で、連通路３２…が移動すると入力ポート１７側とドレ
ンポート２０側とが、非連通状態となり、前記流体路が
閉塞される。このため、流体の弁通過流量を高精度にコ
ントロールすることができる。

【００５７】しかも、この第３実施例では、連通路３２
…が、弁体３１移動方向に沿って溝状に形成されている
ので、特に流体のうち、粘性が高い油等を用いる場合に
は、通過抵抗が大きい。このため、図３中二点鎖線位置
で示すように、この連通路３２…を連通させたままで
も、前記圧電素子層２５への印加電圧を変化させて、図
中上下方向へ、この弁体３１先端部を微量でも摺動させ
れば、この連通路３２…内を通過する油の通過距離が変
化して、前記ドレンポート２０…から突出する流量を、
更に高精度に制御することが出来る。

【００５８】他の構成及び作用については、前記第２実
施例と略同様であるので、説明を省略する。

【００５９】以上、この発明の前記各実施例を図面によ
り詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施例に限
らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等
があってもこの発明に含まれる。

【００６０】例えば、前記各実施例では、圧電素子とし
て積層した圧電素子層２５を用いたものを示して説明し
てきたが、特にこれに限らず、例えば、単層の圧電素子
を用いる等、弁体２６，又は３１を開閉方向へ移動させ
るように設けた圧電素子であるならば、積層枚数及び形
状，配設位置等をどの様に構成してもよい。

【００６１】また、前記第３実施例では、連通路３２…
を弁体３１先端部周縁に形成したものを示して説明して
きたが、特にこれに限らず、例えば、この弁体３１先端
部が挿入されるオリフィス孔１０の周縁部に形成する
等、弁体３１又は弁体３１の挿入部分の周縁部のうち、
何れかの部分に形成されるものであるならば良く、形
状，数量，大きさも、前記第３実施例の連通路３２…に
特に限定されるものではない。

【００６２】

【発明の効果】以上説明してきたように、この発明の請
求項１に記載されたものによれば、電圧の印加量に応じ
て、圧電素子が伸縮して、弁体を開閉方向へ移動させ
る。弁体は移動により流体路を開閉して、通過流量を制
御する。

【００６３】このため、流量制御に伴う振動の発生量
が、従来のように弁体を往復動させてデューティ制御す
るものに比して減少して防振構造を省略出来、しかも、
コイル等が不要となるので部品点数を減少させることに
より構造を簡略化することが出来る。このため、全体と
して小型化を図ることが出来る。

【００６４】また、請求項２に記載されたものでは、前
記弁体が、流体路を形成する弁ケースの一部に当接して
該流体路を閉塞した状態で、更に前記圧電素子が伸長し
ようとする際に過剰圧力が作用すると、弾性部材が弾性
変形することにより、該過剰圧力を吸収して緩和する。

【００６５】このため、弁体や圧電素子に過剰圧力が加
わらず、破損等が防止される。

【００６６】更に、請求項３に記載されたものでは、前
記弁体が、前記圧電素子の伸長によって、前記流体路の
一部に挿入されて該流体路が閉塞されると共に、前記圧
電素子の収縮によって抜き出されて該流体路が開放され
る。

【００６７】このため、流体路を閉塞した状態で過剰圧
力が加わる虞がなく、この過剰圧力を逃がす機構も不要
となるので、更に、構造を簡略化することが出来る。

【００６８】また、請求項４に記載されたものでは、前
記弁体が、前記流体路の一部に挿入されて、前記圧電素
子の伸縮により摺動される。該弁体の摺動により、弁体
又は弁体の挿入部分の周縁部に形成された連通路が連通
又は非連通となり、前記流体路が開閉される。このた
め、流体の弁通過流量を高精度にコントロールすること
ができる。

【００６９】更に、請求項５に記載されたものでは、前
記圧電素子が、伸縮方向へ積層されているので、電圧の
印加による伸縮量を増大させることが出来る。このた
め、電圧の僅かな制御で、流体の弁通過流量の変化を大
きく設定することができる、という実用上有益な効果を
発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の流量制御装置を示し、全
体の構成を表す断面図である。

【図２】本発明の第２実施例の流量制御装置を示し、全
体の構成を表す断面図である。

【図３】本発明の第３実施例の流量制御装置を示し、全
体の構成を表す断面図である。

【図４】従来例の流量制御装置を示し、全体の構成を表
す断面図である。

【符号の説明】

１６弁ケース２０ドレンポート（油孔）２３蓋体（弁ケースの内壁）２４摺動部材２４ａフランジ部（摺動部材の他端）２５圧電素子層（圧電素子）２６，３１弁体２８スプリング（弾性体）３２連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動により流体路を開閉可能な弁体と、
電圧の印加量に応じた伸縮で、該弁体を開閉方向へ移動
させるように設けた圧電素子とを有することを特徴とす
る流量制御装置。
【請求項２】前記弁体及び圧電素子は、弁ケース内に
摺動可能に配設される摺動部材の一端に設けられると共
に、該摺動部材の他端と、前記弁ケースの該他端に対向
する内壁との間には、前記弁体が、前記流体路を形成す
る弁ケースの一部に当接して該流体路を閉塞した状態
で、更に前記圧電素子が伸長しようとする際に作用する
過剰圧力を吸収する弾性部材が設けられていることを特
徴とする請求項１記載の流量制御装置。
【請求項３】前記弁体は、前記圧電素子の伸長によっ
て、前記流体路の一部に挿入されて該流体路を閉塞する
と共に、前記圧電素子の収縮によって抜き出されて該流
体路を開放するように構成されていることを特徴とする
請求項１記載の流量制御装置。
【請求項４】前記弁体は、前記流体路の一部に挿入さ
れて、前記圧電素子の伸縮により摺動可能とすると共
に、該弁体の摺動により前記流体路を開閉する連通路を
弁体又は弁体の挿入部分の周縁部に形成することを特徴
とする請求項１記載の流量制御装置。
【請求項５】前記圧電素子は、伸縮方向へ積層されて
構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れか記載の流量制御装置。