JPS60237252A - 比例式流体圧力調節弁組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は油圧流体調節器、特に、流体圧力作動装置に調
節圧力を供給する調節器に関する。

（従来の技術） 従来の技術には物に、燃料調節器およびスプール弁に関
連する幾多の調節器がある。

従来の技術の１つに、米国特許第３，９７７．３８８号
に示されたような、負荷発生装置と協働し、該負荷発生
装置から余剰燃料を再循環し、Ｂ−力と空燃比を一定に
保つ型式の燃料調節器がある。別の例でをち空燃比の空
気圧を変化させる電子制御による変換器が教示されてい
る。該変換器は電磁作動子を利用して、標準室への流量
を調節するものである。スプール弁の使用は弁関連技術
分野で公知である。これ＆！、１９６７年Ｈ，Ｅ、メリ
ット。

ジョンウイリーアンドサンズ（Ｍｅｒｒｉｔｔ、　Ｊｏ
ｈｎＷｉ　Ｉｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓ　）　＠行の「ハ
イトロリ・ソクコントロールシステムズ（Ｈｙｄｒａｕ
ｌｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓ−ｔｅｍｓ　Ｊ　３’
３１頁および３３２頁に図示されており、この場合、圧
力調節装置は圧力逃し用に設けである。具体的には、上
記文献はオリフィスおよびはね荷重案内弁を使用して、
圧力室内の圧力を逃がす様子を示したものである。

米国特許第４．４３６，４８９号＜　Ｚａｎｇｅｎｂｅ
ｒｙ　）は流体ポンプの調節装置に使用されるボアを設
けた弁手段を開示している。しかし、このＰｌ：置は流
体ではなく、ポンプ自体を調節するもので、流体に（菖
接、流惨モータに流れる。

自動勿速機用の圧力流体回路が米国特許第３，６７８．
９５２号（Ｎｉ　ｓｈ　ｉｍｕｒ　ａ　）に開示されて
いる。この発明はポンプの吐出圧力を監視する管路圧回
路を教示するものである。このポンプ吐出力は変速機軸
の出力速度に対応する遠心力によって２作動されろリー
ク弁ケ備え、調速機回路に接続された弁で調節される。

この弁は調速磯回路内の圧力の関数として、流体の流れ
に対する抵抗ケ作用させ。

変速機のクラッチ操作に必要な最小圧力を維持するもの
である。

自動車の圧力系統の油圧を調節する手段は当技術分野に
て、比例電磁式圧力制御弁（クラッチへの圧力を調節す
るＶＦＳ）として公知である。この制御弁にスプール弁
と接触した電磁式可動電機子を利用したものである。該
電機子はスプール弁の位置を制御することにより、吐出
圧力で作動機構への流体の流れを開放するものである。

この特別の制御弁は正確ではあるが、電機子とスプール
弁との位置公差ケ厳密にしなければならないので。

製造上、極度の性病が注意であり、また、１アンペア程
度の電流を利用して、スプール弁の作動ケ制御しなけれ
ばならない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明に吐出圧の変化する流体源に接続した流体作Ｗｔ
ｍ栴用の電磁流体圧力調゛節装置の改良を目的としてい
る。油圧流体用制御回路にお（・て。

流体圧力で駆動する装置の不作動時には、流体圧力源か
らの流体量を減少させることが望まし７い。

需要時、加圧流体ケ供給すると共に、流体源から作動装
置に供給されろ流体量を最小にり、　または減少しある
いは完全に遮断する装置または制御手段が必要である。

この制御手段は作動状態または需要の変化および流量、
圧力の変化に対する応答性を備えなければならない。

連続可変変速機、即ち、変速比を切換えろベルト手段お
よび可動シーブ、および流体駆動式クラッチを備えた変
速機のようか自動車用油圧流体駆動装置の場合、高圧、
即ち、約７ｋｑ／ｉ＜　１００ｐｓｉ　）程度の一般に
液体または油といった駆動用の流体が必要である。また
、かかる流体圧力の不需要時には、ポンプのような流体
圧力源から供給される流体量が最小になるようにするこ
とも望まし７い。

（間順点を解決するだめの手段） 上記に鑑み、高圧流体を正確に、あるいは割合正確に調
節すると共に９割合低圧でも作動可能な調節装置の開発
を行なった。さらに、この調節装＃はそれほど精密に製
造する必要がなく、また広範囲な圧力帥、囲に亘って９
作動可能である。

本発明は割合に高圧（例えば約２１　ｋｇ／ｃｒＩ（３
００ｐｓｉ））でも作動可能なポンプのような流体源か
ら供給される圧力の調節手段ヲ提供する。該圧力調節手
段は流体源の最高圧力を上限として、新体圧力を調節し
、その後、油溜めに至る流体の流れを遮断するか、また
は流体源からの流れを完全に閉塞呵ることができる。流
体はスプール弁を辿って。

流体作動機構まで供給される。同時に、流体は。

中間室または第１室および第２室の画室まで分流され、
この場合、流体はばねのような偏倚手段に抗して、スプ
ール弁を偏倚させ、油溜め彎梃絖口を開放し、余剰の流
体および圧力を分流させろ。

穿、１室に入った流体は先ず、絞りまたはオリフィス？
辿過し、圧力および流量を減少委せて、パイロット室と
して作用する第２室に流入する。この第２室に流入した
流体は標準的な無拘束状態にあり、調節管接続口を通っ
て、油溜めに戻る。しかし、スプール弁が作動して、油
溜め管接続口を開放し、流体源からの流＊を絞ると、調
節管接続口に設けられ、制御信号に応答する比例市、磁
Ｘ作動子が調節管接続口を閉じ、第２×室内に流体を閉
じ込める。この流体の圧力は流体源から供給された時点
の圧力より大幅に低下している。この第２室内の圧力は
ごく僅かであるため、スプール弁を調節する調節管接続
口を通る流体は比較的小型の電磁作動子で調節すること
ができる。従って、極く僅かな電流（ミリアンペア単位
）で上記１１ｊ磁作動子の電機子を作動させることがで
きる。

自動車に使用する巻付、この調節装置は、所要電流が少
なくて済むと同時に、高圧の流体源（例えば５作動圧力
約２１ゆ／ｃｒ＆　（３００ｐ’ｓ　ｉ　ｇ　）までの
）と高圧（例えば約７　ｋｇ／ｃＷ！（１００ｐｓｉｇ
　））を必要とする流体作動装置間で流体圧力の調節を
行ｊｘ　５点で、極めて望ましい装置といえる。また、
必要でない場合には、高圧流体源からの流体の供給を阻
止することができるので、自動車エンジンのような、駆
動手段に作用する機械的作用荷ｌが軽減される。

本発明による調節装置は多くの圧力関係の用途または制
御システムに特に有効であるかまたは使用可能であるが
、需要に応じ、ポンプからの圧力変化を調節すると共に
、ポンプからの流体を阻止し、あるいは迂回゛させ、エ
ンジンからの所要出力を小さくシ、燃料の消費ｔを最小
にすることができる。

（実施例） 添付図面９％に、第１図を参照しながら。

本発明について、さらに詳細に説明すると、空洞１４を
形成するハウジング１２を備えた通常は開放している比
例式流体圧力調節弁組立体１０が示しである。ハウジン
グ１２ハ標準流体圧力管接続口１６＋　ＦＦ。

体調節管接続口１８．流体源管接続ロ加、油溜め管接続
口２２およびサーボ機構管接続口２４′？形成する。

所定の表面積ケ備えたすなわちダイヤフラム作動子２６
が空洞１４内に位置決めされ、ハウジング１２と協働し
て、第１室２８および第２室、即ち標準室４８′？形成
する。第１室２８は中間流体室。

またはパイロット室として利用される。

所定表面積の暴露面ｉ１？備え、スプール弁として図示
した弁手段３０は溝３２およびランド部３４゜あを備え
るか、または形成する。スプール弁３０にさらに、オリ
フィス４０を備えたＩＩｌ、流路、または第１流路３８
．および上記第１流路３８と交差し、。

溝３２と流体連通する交差流路、即ち第２流路４２を形
成する。弁手段３０がハウジング１４と協働し。

流体保持容積を提供する第３室４４′？形成する。流体
は第１流路３８から第３室まで移動される。弁手段３０
の下降動作を制限、または穀小にする確拗停止具４６が
第３室内に設けである。該停止具４６を設けるか否かは
随意であり、上記弁組立体１ｏの作用上必須で＆丁な（
・。

積率流体圧管接続口１６は標準流体源と第２室４８を連
通させる。該標準流体源は第１図に大気とし愚図示し℃
ある。仕切板作動子２６とハウジング１２間の第２室４
８内には非線形はねとして図示した偏倚手段５０が設け
℃ある。

比例式市、磁作動子５２が電機子５４と共に、流体調節
管接続口１８に接続しである。該電磁Ｘ作動子５２にげ
流路５６が貫通し℃いる。流体調節管接続口１８は電磁
作動子５２の流路５６およびハウジング１２の第１室２
８を介し又、油溜め６２に連通している。伸長アーム５
８が仕切板作動子２６によって作動可能なようにハウジ
ング１２内に設は又ある。該伸長アーム５８は弁手段３
０の暴露面部分３１と接続する脚部または接触手段３０
をイρえ、偏倚手段５０の偏倚力によって、該弁手段３
０を動かす機械的接触を保つ。偏倚手段５０は弁手段３
０上で第３室４４内の所望の燈高流体圧力に相当する動
作に対する抵抗力を十分作用し得るものを選択しである
。上記第３室内の最高流体圧力に抗して、上記偏倚手段
は弁手段３０をその標準位置に保持する。標準位菅とは
、電磁Ｘ作動子５２がその開放位置にあり。

可変ポンプまたは圧力源５９のような流体圧力源５９か
らの流体が流体源の管接続ロ加、弁手段３０の溝３２、
サーボ機構の管接続口２４を介して、流体圧力作動装置
またはサーボ機構６０と連通する位置である。流体圧力
源５９の油溜め６２は空洞１４からの流体用の戻り導Ｗ
６３を備えている。

（作用） 本発明の作用につい又、実験結果が得られている。第１
図に示すように、流体源５９からスプール弁手段３０に
高圧の流体が供給されると、該流体は溝３２を通って、
流体圧力作動装置６ｏに連通し、さらに、弁手段３０の
流路４２および３８を通っ又、第３室４４に連通ずる。

流体作動装ｆ６０＆主一般に、流体圧力源５９より低い
所定圧力、即ち最高圧力以内の圧力で作動させることが
望ましい。従って、流体の作動圧力を調節することが必
要であり、さらに、流体圧力作動装置６０の不作動中、
流体圧力源５９からの流量を最小にすることが望ましい
。これを基本とし２図示した組立体の場合、流体は第３
室４４内部の圧力が偏倚手段５ｏに抗して。

弁手段３０を動かすのに必要な圧力以上となり、伸長ア
ーム５８およびｗ：Ｍ手段６１が弁手段３ｏに接触する
迄、第３室に連通し又いる。第３室内の圧力が偏倚手段
５０の偏倚力に打勝つのに必要な圧力まで増加すると、
弁手段３０が動き、ランド部３６を流体圧力源５９かも
の流体連通を密封する位置にし、油溜め管接続口２２を
介して油溜め６２との流体連通を開放する。さらに、流
体はオリフィス４０を通って、第１流路３８を流れ、第
１室２８に達する、しかし、オリフィス４０は流量を絞
る作用ヶするため、圧力変化が生じ、流体流量は極く少
量となる。電磁作動子５２を付勢させ、＠機子２８を引
き戻し、流路５６？密封すると、第１室２８から流路５
６′？通って、油溜め６２に達する流体の流れは閉塞さ
れる。電磁作動子５２が閉じた状態で、第１室２８に流
体が流入し続けると、第３室４４内の流体圧力が弁手段
３０を動かし、油溜め管＃読口２２を開放するのに十分
な圧力に達する迄、第１室２８内には流体圧力が生ずる
。弁手段３０が流体圧力源の管接続口かを開放させるほ
ど動かされなかった場合には、流体作動装置６９内の流
体圧力は第１室２８内とほぼ同一圧力に保持されること
が分かった。第１室２８内の圧力はＯないし約０３５Ｋ
Ｍ／　、ｉｃｏ〜５ｐｓｉｇ）程度であり、このことは
電磁作動子５２の流路５６を密封し、流体調節管接続口
１８を密封する位置に電機子５４を保持する力が小さく
て済むことを意味する。このため、弁手段３０の調節は
比較的正確に行なうことができろ。即ち。

流体作動装置６０内に過圧力状態が生ずると、弁手段３
０が勤いて、油溜め６２との流体連通を開放し、あるい
はオリフィス４０と流体調節管接続口１８ケ介して、油
溜めと連通ずるか、または上記両連通が行われろ。第３
室４４および従って、流体作動装置６０内の圧力が偏倚
手段５０に打勝つのに必要な圧力以下まで低下すると、
弁手段３０は動い又、流体源の管接続口２０を開放し、
油溜め管接続口２２を閉じる。このため、流体圧力は再
度、溝３２を介し℃、流流体圧力作製装置６０連通する
。

第３室内の流体圧力は電磁Ｘ作動子５２の作用によって
調節状態に保持される。これに、電磁作動子５２の流路
５６が開放している限り、流体は流体調節管接続口１８
を通って、自由に流れるからである。流路５６を通る流
量な調節することにより。

第１室２８内の流体圧力を加減し得るので、第３室４４
および流体作動８Ｊ置６０内の圧力も調節することがで
きる。従って、第３室４４内の圧力が弁手段３０を動が
し、流体圧力源管接続口２０を密封する圧力に達した後
、弁手段３０は圧力作動装置６ｏまたは第１室２８内何
れかの僅かな圧力変化に応答して、撮動または揺動し、
油溜め管接続口筒の開閉ケ行なうことができる。このた
め、電磁式作動子５２への電流は極く少なくてよい。こ
の効果は第２図に示してあり、ここでは、流体圧力源の
圧力バ市５磁作動子５２への供給電流（ミリアンペア単
位）の増加に伴なって減少する関数として示しである。

電磁Ｘ作動子５２の起動位置または起動時点は制御装置
（図示せず）が電磁作動子に電流を供給するために出力
する制御信号の作用により決まる。従来の技術で公知の
電磁Ｘ作動子は電流および磁界ケ提供する磁気巻線を備
えている。この磁界によって、電機子５４が吸引され、
流路５６を通る流体が密封される。

弁調節組立体１０の別の実施態様が第３図に示しである
にの場合、仕切板２６は流路３８と中心が一致した貞通
孔２７を形成している。伸長アーム５８が貫通ボア５′
！？形成し、弁手段３０および仕切板すなわちダイヤフ
ラム作動子２６の双方に結合されている。この形態では
、標準室４８は弁手段３０゜ハウジング１２および仕切
板作動子２６によって形成され、第１室２８はハウジン
グ１２と仕切板作動子２６間に形成され又いる。第１室
２８内には偏倚手段５０が設けてあり、第１実施態様と
同様の作用をする。この第２実施態様の場合、伸長アー
ム５８の貫通ボア５７は弁手段３０の第１室２８と流路
３８間を連通させると共に、第２室４８との流体連通ケ
活封している（漏れ防止密封ではない）。

この第２実施態様の塙合、第４図に示すように。

電磁作動子への供給電流（ミ・リアンペア単位）の関数
として、流体供給源からの圧力が増加する。

即ち、流路５６を閉じる電流が電磁※作動子５２に供給
され℃いないとき、諏４図の縦軸とした痙体源圧力との
交差が最低圧力２なる。この智、合、偏倚手段５０が弁
手段３０を勤かし、流体圧力源の管接続口筒を開放し、
溝３２を通って、サーボ管接続口２４および流体作動装
置６０への流体通過を許容する。流体圧力源５９からの
流体がサーボ機構６０に流入し絖げろ間に、流体は交差
路４２および流路３８を通って、第３室４４に導入され
る。流路３８のオリフィス４０は第３室４４に十分な圧
力が供給される迄、第１室２８への流量を絞る作用をす
る。第３室４４の圧力は増加してくると、油溜め管接続
口２２が開放する迄弁手段３０′８−動かす。

また、第１室２８内は低圧となり、この圧力は電磁作動
子５２に供給される電流の量によって調節される。この
電流が減少すると、第３室４４内に再び十分な圧力が生
じ、流体圧力源の管接続口２０′？閉じ、油溜め管接続
口２２を開放する迄、第１室２８、従って第３室４４内
の圧力が低下し、弁手段３０が動いて、流体圧力源の管
接続口２０を開放する。従っ又、弁手段３０が動き、第
１室２８内の圧力の関数としての圧力をサーボｐ＆ｍＧ
ｏ内に保持する。該圧力は電磁作動子５２に供給される
電流によっ℃調節され、第３室４４内の圧力と相関関係
し、流体圧力作動装置６０への供給圧力が調節される。

【図面の簡単な説明】

第１図は流体圧力源と調節圧力の作動林慣−間で作用す
る調節器の好適実施態様を示す図解図、第２図は比例式
電磁作動子に供給される電流の逆関数とし℃示した流体
圧力源の圧力シ化グラフ、第３１１￥１は第１図に示し
た流体圧力調節器の別の実＃態様を示す図解図、第４図
は第２実施態様の比例電磁作動子に供給される電流に正
比例する流体圧力源の圧力変化を示すグラフである。 １０：流体圧力調節弁組立体 １２：ハウジング　１４：窒洞 １６、１８．２０．２２．２４　：接続口２６：ダイヤ
フラム作動子 ２８：第１室　３０：弁手段 ３８：第１流路　４０ニオリフイス ４４：第３室　５０：第２室 ５２：比例式電磁作動子　６０：流体圧力作動装置特許
出願人　ボーク・ワーナー・コーポレーション（外５名
）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変流体圧力源（５９）と油溜め（６２）間の流体
   圧力を調節し、調節圧力が所定の下方限界値と前記流体
   源（５９）の最高圧力間の範囲内にあり、さらに前記調
   節圧力が調節された流体圧力作動装置（６のに供給され
   ろ比例式流体圧力調節弁組立体管接続口（１８）、流体
   源の管接続口（２０”ｌ、油溜め管接続口（２２）およ
   びサーボ機構管接続口（２４）を形成するハウジング（
   １２）と。 所定の表面積が前記空洞（１４）内にあり、且つ前記ハ
   ウジング０２）と協働して第１室（２８）を形成するダ
   イヤフラム作動子（２６）と。 所定の表面［（３１）が前記第１室（２８）内にあり。 且つ前記流体圧力源の管接続口（２０）と前記サーボ機
   構管接続口（２４）との間の流体連通と調節するように
   作動可能な弁手段（３０）と。 前記ダイヤフラム作動子（２６）から伸長し前記弁手段
   （３のに接触するアーム（５８）と。 前記ハウジング（１２）および前記ダイヤフラム作動子
   （２６）間に設けられ、標準位置にて前記弁手段を開放
   した状態に保持して前記流体源の管接続口（２０）およ
   び前記サーボ機構管接続口（２４）間を流体連通させ、
   流体圧力作動装置（６０）に供給する流体圧力を調節す
   るように作動可能な偏倚手段（５０）と。 前記流体調節管接続口（１８）に接続され、前記油溜め
   （６２）および流体調節管接続口（１８）間の流体連通
   を調節する比例式電磁作動子（５２）とを備え。 前記ハウジング（１２）およびダイヤフラム作動子（２
   ６）が協働し壬、第２室（４８）を形成し。 前記ハウジング（１２）および前記弁手段（３０）が第
   ３室（４４）を形成し。 前記弁手段（３０）が前記弁手段′？通る流体に連通ず
   るオリフィス（４０）を有する第１流路（３８）と、前
   記弁手段（３０）を介して、前記第１流路（３８）およ
   び前記ハウジングの空洞（１４）間を連通させる第２流
   路（４２）とを形成し。 前記ダイヤフラム作動子（２６）がダイヤフラムの表面
   積と前記弁手段の表面積（３１）の比の関数として機械
   的に作用して前記弁手段（３０）を勅かし、流体調節管
   接続口（１８）に連通する前記第１室（２８）および第
   ２室（４８）の１方の流体圧力が前記電磁石作動子（２
   ６）によって調節され、前記電磁作動子（５２）への電
   流入力の関数として前記所定の下方限界値と前記最富圧
   力間の任意の圧力を前記流体圧力作動装置（６０）に供
   給し、かつ前記流体源の管接続口（２０）を通る圧力源
   （５９）からの流体の流れケ阻止し得るようにしたこと
   を特徴とする比例式流体圧力調節弁組立体。 ２、前記第２室（４８）が標準圧力の流体を備えるよう
   にしたことを特徴とする特許請求の範、間第１項に記載
   した調節弁組立体。 ３、前記第２室（４８）が前記ハウジング（１２）内に
   て、前記弁手段と前記ダイヤフラム作動子間の所定方向
   に位置決めされたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載した調節弁組立体（１０）。 ４、前記第１室（２８）が前記ダイヤフラム作動子（２
   ６）と前記弁手段（３０）との間に形成され。 前記ダイヤフラム作動子（２６）が前記第１室（２８）
   と前記第２室（４８）間に貫通孔を形成し。 前記アームが縦貫通孔を形成し、前記弁手段（３０）の
   第１流路（３８）と前記ダイヤフラム作動子の貫通孔（
   ２７）との間を固定状態に接続し、前記第１通路（３８
   ）および前記第１室（２８）間を流体連通させると共に
   、前記第２室（４８）との連通な密封するようにしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲減１項に記載［７た調節
   弁組立体。 ５、前記偏倚手段（５０）がゲージ圧約７ｋｇ−／ｃＩ
   ｎ（１００ｐｓｉｇ）の流体圧力源の力まで前記弁手段
   を偏倚させるように作動可能であるようにし５たことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した調節弁組立
   体（１０）。 ６、前記弁手段（３０）が前記流体圧力源（５９）から
   の流体の流れを密封するとき、前記電磁作動子ご方間の
   圧力で前記流体圧力作動装置および前記第１室（２８）
   内の圧力？調節するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載した調節弁組立体。