JPH08254277A

JPH08254277A - 圧力調整弁

Info

Publication number: JPH08254277A
Application number: JP5773395A
Authority: JP
Inventors: Takuya Ogino; 拓也荻野; Hiroyuki Sugiura; 博幸杉浦; Seiji Izumimoto; 清司泉本; Tomoyuki Yokada; 智幸与賀田; Tatsuo Kushima; 辰夫久嶋
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
Current assignee: Aisin AW Co Ltd
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-10-01

Abstract

(57)【要約】【目的】作動油の温度変化による調整油圧の変化を防
止する。【構成】このスロットル弁１は、弁本体２と、該弁本
体２内に移動可能に配置されたスプール３と、該スプー
ル３を一方向に付勢するスプリング４を備えている。ま
た、前記スプリング４とダウンシフトプラグ５との間
に、形状記憶スプリング１０を直列的に配設し、かつ前
記スプリング４と前記形状記憶スプリング１０との間
に、その移動量が所定範囲に規制されるＥ型止め輪９を
介在している。そして、高温時はスプリング４と形状記
憶スプリング１０の荷重差により、形状記憶スプリング
１０がＥ型止め輪９をスプリング４側に移動させ、スプ
リング４の作動高さを短くし、また、低温時はスプリン
グ４と形状記憶スプリング１０の荷重差により、スプリ
ング４がＥ型止め輪９を形状記憶スプリング１０側に移
動させるので、スプリング４はその分荷重が低くなり、
低温時における油圧の上昇が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧力調整弁に関し、特
に自動車に搭載される自動変速機の制御に用いられるス
ロットル弁に用いて好適であり、詳しくは、弁本体内に
移動可能に配置されたスプールを付勢するためのスプリ
ングを備えた圧力調整弁の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機に用いられる油圧制御装置内
の圧力調整弁、例えばスロットル弁は、図５に示すよう
に、弁本体１００内にスプール１０１がその左右両側を
スプリング１０２，１０３で挟まれた状態で移動可能に
配置されていて、スロットルカム１０４の回転による付
勢圧を前記スプリング１０２を介して前記スプール１０
１に伝達し、２つのスプリング１０２，１０３の荷重差
に応じて該スプール１０１を移動させることで、スロッ
トル圧を制御している。そして、このスロットル圧は、
車速と共に変速点を決める要素の１つとなっている。

【０００３】ところで、作動油は一般に低温時に粘性が
高くなり、また前記スプリング１０２の荷重も低温時に
高くなる為に、調圧される油圧は高温時と低温時とでは
変化してしまい、低温時の方が高くなるという不具合が
ある。

【０００４】そして、油圧式の自動変速機においては、
変速点（変速比が自動的に切り替えられる位置）が、ス
ロットル開度に対応したスロットル圧と、車速に対応し
たガバナ圧等とにより決定されるため、例えばスロット
ル弁の場合は、作動油が高温時と低温時とでスロットル
圧が変わり、変速点が変わってしまう。また、ライン圧
制御弁の場合には、作動油の低温時にライン圧が高くな
り、変速時に係合する摩擦係合装置に供給される油圧が
高温時に比べ高くなるため、変速ショックが悪化するお
それがある。

【０００５】このように、変速点が変わったり変速ショ
ックが悪化するのは、作動油の粘性や前記スプリング１
０２の荷重特性が温度に依存しているためであるが、こ
のような課題を解決するため、従来、例えば実開平１−
９４６５５号公報に記載の技術が提案されている。この
従来技術には、ライン圧制御弁に用いる前記スプリング
１０２として、低温時には荷重が低くなり、また、高温
時には荷重が高くなる形状記憶合金製のスプリングを用
いたものが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した形状
記憶合金製のスプリングは、低温時と高温時における荷
重変化率が激しく、このため低温時と高温時の油圧の変
化をなくすために要求される荷重変化率を大きく上回っ
てしまい、スプリング荷重の精度を確保することは困難
であった。すなわち、低温時に変速点を下げるために
は、比較的小さな荷重変化率で足りるのである。

【０００７】また、圧力調整弁の場合、油圧を調整する
のに前記スプリングを頻繁に伸縮作動させるため、十分
な耐久性を有することが要求されるが、形状記憶合金を
用いたスプリングの場合、その素材特性として耐久性に
乏しく、このため形状記憶合金製のスプリングそのもの
を圧力調整弁に用いるには問題があった。

【０００８】この発明は斯かる課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、作動油の温度
変化による調整油圧の変化を防止すると共に、高精度で
圧力制御を可能とし、かつ十分な耐久性を備えた圧力調
整弁を提供することにある。

【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、本発明は、入力ポート（２ａ）、出力ポート（２
ｂ）及びドレンポート（２ｄ）を有する弁本体（２）
と、軸部（３ａ）及びランド部（３ｂ）を有し前記弁本
体（２）内に移動可能に配置されたスプール（３）と、
該スプール（３）を一方向に付勢するスプリング（４）
と、を備えた圧力調整弁（１）において、前記スプール
（３）と反対側におけるスプリング（４）の端部とスプ
リング反力支持部材（５）との間に、温度によりバネ定
数が変化する形状記憶素材からなるスプリング（１０）
を直列的に配設し、かつ前記スプリング（４）と前記形
状記憶素材からなるスプリング（１０）との間に、その
移動量が所定範囲に規制される移動規制部材（９）を介
在してなる、ことを特徴とする。

【００１０】また、前記スプール（３）がスロットル弁
用スプールであり、かつ前記スプリング反力支持部材
（５）がダウンシフトプラグである、と好ましい。

【００１１】

【作用】本発明の圧力調整弁（１）は、作動油の高温時
はスプリング（４）と形状記憶素材からなるスプリング
（１０）の荷重の差により、形状記憶素材からなるスプ
リング（１０）が移動規制部材（９）をスプリング
（４）側に所定量移動させて、スプリング（４）の作動
高さを所定量だけ短くして調圧し、また、作動油の低温
時はスプリング（４）と形状記憶素材からなるスプリン
グ（１０）の荷重の差により、スプリング（４）が移動
規制部材（９）を形状記憶素材からなるスプリング（１
０）側に所定量移動させるので、スプリング（４）は移
動量の作動高さ分だけ荷重が低くなり、低温時において
オイルの粘性が高く、かつスプリング（４）の荷重が高
くなることによる調圧油圧の上昇を抑制することが可能
となる。

【００１２】よって、本発明をスロットル弁（１）に適
用した場合、作動油の高温時と低温時とでスロットル圧
が変わらないので、油温による変速点の変動を防止する
ことが可能となる。

【００１３】また、本発明の形状記憶素材からなるスプ
リング（１０）は、油温が低温時から高温時に変化する
時のみ作動して荷重を変化させることにより、移動規制
部材（９）を所定量移動させるだけなので、油圧を直接
調圧するために作動することはなく、よって十分な耐久
性が確保される。

【００１４】なお、上述したカッコ内の符号は図面を参
照するために示すものであって、本発明の構成を何ら限
定するものではない。

【００１５】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の実施例を説明す
る。

【００１６】図１は、本発明に係る圧力調整弁をスロッ
トル弁に適用した場合の概略構成を示す。同図におい
て、このスロットル弁１は、入力ポート２ａ、出力ポー
ト２ｂ及びドレンポート２ｃが形成された弁本体２と、
軸部３ａ及びランド部３ｂを有し前記弁本体２内に移動
可能に配置されたスプール３と、該スプール３を一方向
に付勢するスプリング４および反対方向に付勢するスプ
リング８とを備えている。また、前記スプリング４を挟
んで、前記スプール３と同軸上にスプリング反力支持部
材としてのダウンシフトプラグ５が移動可能に配置され
ていて、このダウンシフトプラグ５はローラ６を介して
スロットルカム７に当接されている。

【００１７】以上により、前記スプール３はスプリング
４により前記スロットルカム７と反対側に付勢され、か
つスプリング８により前記スロットルカム７側に付勢さ
れている。そして、前記スロットルカム７の回転による
付勢圧は、ダウンシフトプラグ５およびスプリング４を
介してスプール３に伝達され、該スプール３を軸方向に
移動させることで、スロットル圧が制御される。

【００１８】すなわち、アクセルペダルを踏み込むと、
スロットルケーブル（図示せず）とスロットルカム７を
介してダウンシフトプラグ５が図面左方向に押され、ス
プリング４を介してスプール３が同方向に移動する。こ
れにより、ライン圧のポート２ａから作動油が流れ込
み、その作動油の一部が出力ポート２ｂから流出してス
ロットル圧が生じる。一方、このスロットル圧はスプー
ル３の背後２ｃにも作用し、ポート２ｄのカットバック
圧と共にスプール３を図面右方向に押し戻し、２個のス
プリング４，８の張力と釣り合った状態で、ライン圧の
ポート２ａが閉ざされる。

【００１９】従って、スロットル圧は、スロットル弁の
開度に対応した油圧となると共に、アクセル開度が小さ
い時は低く、アクセル開度が大きくなると高くなる。こ
のスロットル圧は、ガバナー圧と共に変速点を決める要
素の１つとなっている。

【００２０】そして、このような変速点を決める技術に
関しては、本件出願人の出願に係る特開平４−１５１０
６０号公報に詳しく開示されている。

【００２１】ここで、本発明は、前記スプール３と反対
側におけるスプリング４の端部とスプリング反力支持部
材（ダウンシフトプラグ）５との間に、温度によりバネ
定数が変化する形状記憶素材からなるスプリングを直列
的に配設し、かつ前記スプリング４と前記形状記憶素材
からなるスプリングとの間に、その移動量が所定範囲に
規制される移動規制部材を介在してなることを特徴とし
ている。

【００２２】すなわち、図１において、前記ダウンシフ
トプラグ５にはスプリング支持軸５ａが設けられ、この
スプリング支持軸５ａの中途部には所定幅ｗの溝５ｂが
穿設されていて、この溝５ｂに前記所定幅ｗよりも小さ
い厚みｔの、移動規制部材としてのＥ型止め輪９が介在
されている。そして、前記スプリング４は、前記スプー
ル３とこのＥ型止め輪９との間に装着され、更に、この
Ｅ型止め輪９とダウンシフトプラグ５との間に、形状記
憶素材からなるスプリング（以下、形状記憶スプリング
という）１０が前記スプリング４と直列的に配設されて
いる。

【００２３】図２は、前記形状記憶スプリング１０の荷
重−温度特性を示す図であり、この形状記憶スプリング
１０は温度によりバネ定数が変化する特性を有する。同
図で明らかな通り、温度Ｔ₁ 〜Ｔ₂ の範囲で急激にスプ
リング荷重が変化することがわかる。このため、この形
状記憶スプリング１０を低温（Ｔ₁ 以下の温度）で使用
すれば、より低いスプリング荷重が得られるのに対し、
高温（Ｔ₂ 以上の温度）で使用すれば、より高いスプリ
ング荷重が得られることになる。

【００２４】また、この特性曲線を見ると、温度Ｔ₁ 〜
Ｔ₂ のみならず、その周辺においても、わずかな温度変
化により荷重が大きく変化すると共に、非直線的に荷重
が変化するため、形状記憶スプリング１０のみを用いる
ことにより、設計段階において高精度な荷重を設定する
ことは極めて困難であることがわかる。

【００２５】図１および図３は、このような特性を備え
た形状記憶スプリング１０をスプリング４と直列的に配
設したときのスロットル弁１の構成を示す図であって、
図１は高温時における状態を示す図、図３は低温時にお
ける状態を示す図である。

【００２６】すなわち、作動油が高温時においては、図
１に示すように、スプリング４の荷重よりも形状記憶ス
プリング１０の荷重が勝って、Ｅ型止め輪９を溝５ｂの
一端（図面左側）に押しつける。このとき、スプリング
４は圧縮されて長さＨ₁ となり、その圧縮した長さに相
当する荷重分だけ大きな付勢圧で前記スプール３を図面
左方向に押すことで、スロットル開度に対応したスロッ
トル圧が得られる。

【００２７】一方、低温時においては、図３に示すよう
に、形状記憶スプリング１０の付勢圧が小さくなるた
め、該形状記憶スプリング１０の荷重よりもスプリング
４の荷重が勝って、Ｅ型止め輪９を溝５ｂの他端（図面
右側）に押しつける。このとき、スプリング４は伸長し
て長さＨ₁ ＋ΔＨとなり、その伸長した長さΔＨに相当
する荷重分だけ小さな付勢圧で前記スプール３を図面左
方向に押す。

【００２８】本実施例によれば、低温時における作動油
の粘性が高く、またスプリング荷重が高くなっても、ス
プリング４の付勢圧を小さくしてスロットル圧が高くな
るのを抑制することができ、作動油の温度変化による変
速点の変動を防止することができる。

【００２９】また、形状記憶スプリング１０は、油温が
低温時から高温時に変化する時のみ作動して荷重を変化
させることにより、Ｅ型止め輪９を所定量移動させてい
るだけであり作動回数は少ないので、油圧を調圧するた
めに作動することはなく、従って形状記憶スプリング１
０を圧力調整弁に用いても十分な耐久性を得ることがで
きる。

【００３０】更に、本実施例では、スプリング荷重を直
接変化させるのではなく、スプリング４の作動高さをＥ
型止め輪９を所定量移動させることによって変化させて
スプリング４の荷重を変化させているため、指定荷重の
精度を高くすることができる。

【００３１】更にまた、本発明の圧力調整弁をライン圧
制御弁に用いた場合は、変速時に係合する摩擦係合装置
に供給する油圧が低温時に高くならないので、変速ショ
ックの悪化を防止することができる。

【００３２】図４は、装着状態における前記スプリング
４のスロットル開度とスプリング荷重との関係を示す図
である。

【００３３】すなわち、スロットル開度が０〜１００％
の範囲内では、高温時においては、形状記憶スプリング
１０の荷重が大きくなって、前記スプリング４を押しつ
けて圧縮するため、作動高さが短くなった分だけ該スプ
リング４の反発力は大きくなり、反対に低温時において
は、形状記憶スプリング１０の荷重が小さくなって、前
記スプリング４が形状記憶スプリング１０を押しつけて
伸長するため、その伸長した分だけ該スプリング４の反
発力は小さくなる。

【００３４】なお、同図で明らかなように、スプリング
４の反発力はスロットル開度が０〜１００％の範囲内で
リニアーに変化しているため、設計段階での指定荷重を
容易に決定することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、高
温時は形状記憶スプリングが移動規制部材をスプリング
側に所定量移動させて、スプリングの作動高さを短く
し、また、低温時はスプリングが移動規制部材を形状記
憶スプリング側に所定量移動させて、スプリングの作動
高さを長くするので、その分だけ荷重が低くなり、作動
油の低温時と高温時とで調圧する油圧の変化を防止する
ことができ、特に本発明をスロットル弁に用いた場合、
作動油の高温時と低温時とでスロットル圧が変化しない
ので、油温により変速点が変化するのを防止することが
できる。

【００３６】また、本発明の形状記憶スプリングは、油
温が低温時から高温時に変化する時のみ作用して移動規
制部材を所定量移動させているだけなので、油圧を調圧
するために作用することはなく、十分な耐久性が確保さ
れる。

【００３７】更に、本発明ではスプリング荷重を直接変
化させるのではなく、スプリングの作動高さを移動規制
部材を所定量移動させてスプリング荷重を変化させてい
るため、指定荷重の精度を高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る圧力調整弁を、スロットル弁に適
用した場合の高温時における概略構成を示す図である。

【図２】形状記憶スプリングの温度−荷重特性を示す図
である。

【図３】本発明に係る圧力調整弁を、スロットル弁に適
用した場合の低温時における概略構成を示す図である。

【図４】装着状態における前記スプリングのスロットル
開度とスプリング荷重との関係を示す図である。

【図５】従来のスロットル弁の概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１スロットル弁２弁本体２ａ入力ポート２ｂ出力ポート２ｄドレンポート３スプール３ａ軸部３ｂランド部４スプリング５ダウントフトプラグ５ａスプリング支持軸５ｂ溝８スプリング９Ｅ型止め輪１０形状記憶スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者与賀田智幸愛知県安城市藤井町高根10番地アイシン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者久嶋辰夫愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ポート、出力ポート及びドレンポー
トを有する弁本体と、軸部及びランド部を有し前記弁本
体内に移動可能に配置されたスプールと、該スプールを
一方向に付勢するスプリングと、を備えた圧力調整弁に
おいて、前記スプールと反対側におけるスプリングの端部とスプ
リング反力支持部材との間に、温度によりバネ定数が変
化する形状記憶素材からなるスプリングを直列的に配設
し、かつ前記スプリングと前記形状記憶素材からなるスプリ
ングとの間に、その移動量が所定範囲に規制される移動
規制部材を介在してなる、ことを特徴とする圧力調整弁。
【請求項２】前記スプールがスロットル弁用スプール
であり、かつ前記スプリング反力支持部材がダウンシフ
トプラグである、ことを特徴とする請求項１記載のスロットル弁。