KR20120054534A

KR20120054534A - 유압 조정 밸브

Info

Publication number: KR20120054534A
Application number: KR1020110120206A
Authority: KR
Inventors: 히로시 야소시마; 아끼노리 히라노
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2012-05-30
Also published as: JP5293792B2; JP2012122609A; CN102537397A; CN102537397B; US20120126158A1; KR101328280B1; US8925585B2

Abstract

본 발명은 유압 조정 밸브에 관한 것으로, 상기 유압 조정 밸브는 축방향으로 활주 가능하게 슬리브(6)에 지지된 스풀(7)과, 스풀을 축방향 일단부측으로 구동시키기 위한 전자기력을 발생하는 솔레노이드 액츄에이터(8)와, 상기 스풀을 축방향 타단부로 편향시키도록 구성된 편향 부재를 포함한다. 상기 슬리브는 유압 입력 포트가 개방되는 입력실(11)과, 유압 출력 포트가 개방되는 출력실(12)을 구비한다. 상기 스풀은 출력실의 유압을 이용하여 축방향 일단부로 편향되도록 출력실에 노출된 랜드부(7a)를 포함하고, 상기 랜드부가 출력실의 유압을 이용하여 축방향 일단부측으로 편향될 때 상기 스풀은 축방향 일단부측으로 이동가능하다.

Description

유압 조정 밸브{OIL PRESSURE REGULATION VALVE}

본 발명은 유압 조정 밸브에 관한 것이다.

종래로부터, 유압 조정 밸브는 차량용 자동 변속기 등에 장착되어 변속 요소에 공급되는 유압을 제어하기 위해 사용된다. 유압 조정 밸브는 슬리브에 각종 포트를 구비하고 슬리브 내의 스풀을 구동하여 유압 입력 포트와 유압 출력 포트 사이의 연통 상태를 변경시킴으로써 입력된 유압을 목표 유압까지 조정한다.

스풀은 솔레노이드 엑츄에이터의 전자기력에 의해 스프링의 편향력에 저항하여 축방향으로 구동됨으로써 연통 상태를 변경시킨다. 또한, 출력된 유압의 일부는, 입력 포트 및 출력 포트와 별도로 제공된 피드백 포트(F/B 포트)로부터 슬리브로 도입되고, 연통 상태가 폐쇄측으로 변경되도록 스풀에 작용한다(예컨대, JP 2006-046640A, JP 2004-060806A 참조). 따라서, F/B 포트로부터 입력되어 스풀에 작용하는 유압의 F/B 력을 이용함으로써 연통 상태를 미소하게 수정할 수 있고, 따라서 유압은 목표 압력까지 정확하고 신속하게 조정될 수 있다.

또한, 슬리브에는 입력 포트, 출력 포트 및 F/B 포트 외에 대기압과 통하는 배출 포트가 제공된다. 따라서, 슬리브내에서 누설되는 작동유는 배출 포트를 통해 대기압에 노출된 오일 탱크로 배출될 수 있다.

슬리브에는 입력 포트, 출력 포트, F/B 포트 및 배출 포트가 제공되기 때문에, 유압 조정 밸브의 치수는 축방향으로 상대적으로 길다.

JP 2006-046640A에 개시된 유압 조정 밸브는, 연통 상태가 솔레노이드 엑츄에이터에서 전자기력이 발생되지 않도록 솔레노이드 엑츄에이터에 전력이 공급되지 않은 폐쇄 상태인, 상시 폐쇄형이다. 반대로, JP 2004-060806A에 개시된 유압 조정 밸브는, 연통 상태가 솔레노이드 엑츄에이터에 전력이 공급되지 않은 개방 상태인, 상시 개방형이다. 입력 포트, 출력 포트, F/B 포트 및 배출 포트의 축방향 배치 순서는 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브와 상시 개방형 유압 조정 밸브 간에 서로 상이하다.

따라서, 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브 및 상시 개방형 유압 조정 밸브가 조합되어 있는 자동 변속기의 밸브 몸체에서는, 출력 유로, 입력 유로 및 배출 유로 사이에 비틀림 배열을 할 필요가 있다.

전술한 문제의 관점에서, 본 발명의 목적은 유압 조정 밸브의 축방향 길이를 단축시키는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 새로운 구성의 유압 조정 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 입력 유로, 출력 유로 및 배출 유로들 사이에서 뒤틀림 없는 유로 배열을 갖는 유압 조정 밸브를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라, 유압 조정 밸브는, 유압 입력 포트 및 유압 출력 포트를 갖고, 축방향으로 연장되는 슬리브와, 상기 슬리브 내에서 축방향으로 활주가능하게 지지된 스풀과, 전력이 공급될 때 상기 스풀이 축방향 일단부측으로 구동되게 하는 전자기력을 발생하도록 배치된 솔레노이드 액츄에이터와, 상기 스풀을 축방향 타단부로 편향시키도록 구성된 편향 부재를 포함한다. 상기 슬리브는 상기 유압 입력 포트가 개방되는 입력실과, 상기 유압 출력 포트가 개방되는 출력실을 구비한다. 상기 스풀은 입력실과 출력실 사이의 연통 상태를 변경시키도록 슬리브 내에서 축방향으로 이동가능하다. 또한, 상기 스풀은, 솔레노이드 액츄에이터의 전자기력에 의해 축방향 일단부측으로 이동되는 경우 입력실과 출력실 사이의 연통을 형성하고, 상기 편향 부재의 편향력에 의해 축방향 타단부측으로 이동되는 경우 입력실과 출력실 사이의 연통을 차단하도록 구성된 랜드부를 구비한다. 또한, 상기 랜드부는 출력실의 유압을 사용하여 축방향 일단부측으로 편향되도록 출력실에 노출되고, 상기 스풀은 출력실의 유압을 사용하여 랜드부가 축방향 일단부측으로 편향될 때 축방향 일단부측으로 이동가능하다. 따라서, F/B 포트를 제공할 필요가 없어 유압 조정 밸브의 축방향 길이를 단축시킬 수 있다.

예로써, 상기 슬리브는 대기와 연통하는 작동유 배출 포트를 구비하여, 출력실로부터 누수된 슬리브의 작동유는 배출 포트를 통해 대기로 배출된다. 또한, 축방향으로, 입력 포트는 출력 포트의 축방향 일단부측에 구비되고, 배출 포트는 타단부측에 구비할 수 있다. 이러한 경우, 상시 개방형 유압 조정 밸브 및 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브가 자동 변속기의 밸브 몸체에 조합되는 경우에도 입력 유로, 출력 유로 및 배출 유로들 사이에 비틀림 없이 유로 배열을 용이하게 이룰 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 동일한 부품에는 동일한 도면 부호가 지정되어 있는 첨부의 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1a는 고압측 부감 영역에서의 본 발명의 실시예에 따른 밸브 몸체에 조립된 유압 조정 밸브의 상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 유압 조정 밸브의 밸브부를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 밸브부의 스풀을 나타내는 개략도이다.
도 2a는 고압측 임계치에서의 유압 조정 밸브를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2b는 저압측 임계치에서의 유압 조정 밸브를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 저압측 부감 영역에서의 본 발명의 실시예에 따른 유압 조정 밸브의 상태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유압 조정 밸브의 출력실의 유압과 스트로크량 사이의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 상시 폐쇄형 및 상시 개방형의 유압 조정 밸브에서의 유압 입력 포트, 유압 출력 포트 및 오일 배출 포트의 배치 위치를 설명하기 위한 개략도이다.

실시예에 따른 유압 조정 밸브(1)의 예시적인 구조를 도 1a 내지 도 5를 참조하여 설명한다. 예컨대, 유압 조정 밸브(1)는 차량에 장착된 자동 변속기의 밸브 몸체(2)에 조립되어 변속 부재(도시 생략)에 공급되는 유압을 제어한다.

유압 조정 밸브(1)는 원통형 슬리브(6), 스풀(7), 솔레노이드 엑츄에이터(8) 및 코일 스프링(9)을 포함한다. 슬리브(6)에는 유압 입력 포트(3), 유압 출력 포트(4) 및 작동유 배출 포트(5)가 제공된다. 스풀(7)은 슬리브(6)의 내측에서 축방향으로 활주가능하게 지지된다. 솔레노이드 엑츄에이터(8)에 전력이 공급되면, 솔레노이드 엑츄에이터(8)는 스풀(7)을 축방향 일단부측으로 구동시키는 전자기력을 발생시킨다. 코일 스프링(9)은 스풀(7)을 항상 축방향 타단부측으로 편향시키는 편향 부재의 일예로서 배치된다.

유압 조정 밸브(1)에는, 입력실(11) 및 출력실(12)이 슬리브(6) 내에 배치되어, 입력 포트(3)는 입력실(11)에서 개방되고 출력 포트(4)는 출력실(12)에서 개방된다. 스풀(7)이 축방향으로 이동되어, 슬리브(6) 내에서 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태가 변경됨으로써, 출력실(12)의 유압을 조정한다.

슬리브(6) 및 스풀(7)은 유압 조정 밸브(1)의 밸브부(13)를 구성하도록 제공되고, 밸브부(13)는 밸브 몸체(2)에 제공된 부착 구멍(14)에 삽입되어 조립된다. 밸브부(13)는 슬리브(6)의 외주에 적절하게 위치되는 O 링(15)을 통해 밸브 몸체(2)의 부착 구멍(14)에 삽입되어, 작동유의 밀봉성을 향상시킨다.

솔레노이드 엑츄에이터(8)는, 전류가 공급될 때 자속을 발생시키는 코일(17), 코일(17)로부터 발생된 자속이 통과하는 플런저(18), 스테이터(19) 및 요크(20)를 포함한다. 플런저(18)는 축방향 일단부측에 전자기적으로 끌어당겨져, 스풀(7)을 로드(21)를 통해 축방향 일단부측으로 구동시킨다. 솔레노이드 엑츄에이터(8)는 밸브부(13)의 축방향 타단부측에 배치된다. 요크(20)의 축방향 일단부는 슬리브(6)의 축방향 타단부에 체결되어, 일체로 밸브부(13)를 형성한다.

유압 조정 밸브(1)에는 대직경 랜드부(7a)가 제공된다. 대직경 랜드부(7a)는 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태를 변경시키도록 구성되어, 출력실(12)의 유압을 목표압까지 조정한다. 스풀(7)이 전자기 엑츄에이터(8)의 전자기력에 의해 축방향 일단부측으로 이동될 때, 대직경 랜드부(7a)는 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통을 폐쇄한다. 반대로, 스풀(7)이 코일 스프링(9)의 편향력(예컨대, 스프링력)에 의해 축방향 타단부측으로 이동될 때, 대직경 랜드부(7a)는 입력실(11)과 출력실(12)이 서로 연통하게 한다. 따라서, 유압 조정 밸브(1)는, 솔레노이드 엑츄에이터(8)가 비활성 상태에 있을 때 입력실(11)과 출력실(12)이 서로 연통하는 상시 개방형이다. 이 경우, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 "개방 상태"에 있다.

다음으로, 유압 조정 밸브(1)의 구조의 일부를 상세하게 설명한다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 관통 구멍(23)이 축방향으로 슬리브(6)를 관통하도록 슬리브(6)에 제공되어, 스풀(7)이 슬리브(6)의 관통 구멍(23)에서 활주가능하게 지지되고 수용된다. 관통 구멍(23)을 형성하는 슬리브(6)의 내주면은 축방향 위치에 따라 상이한 반경방향 치수 및 형상을 갖는다. 유사하게, 스풀(7)의 외주면은 축방향 위치에 따라 상이한 반경방향 치수 및 형상을 갖는다. 그러므로, 슬리브(6)의 내주면 및 스풀(7)의 외주면은 작동유가 흐르는 입력실(11) 또는 출력실(12)과 같은 공간을 형성하거나 서로 활주된다. 입력실(11) 또는 출력실(12)과 같은 공간은 슬리브(6)의 내주면과 스풀(7)의 외주면 사이의 반경방향 간극을 이용함으로써 형성된다.

구체적으로, 스풀(7)은 슬리브(6)의 내주면상에서 활주가능한 2개의 대직경 랜드부(7a, 7b), 대직경 랜드부(7a, 7b)를 축방향으로 연결하는 샤프트부(7c), 2개의 활주 샤프트부(7d), 및 활주 샤프트부(7d, 7c)를 축방향으로 연결하는 샤프트부(7f)를 포함한다. 샤프트부(7c)는 대직경 랜드부(7a)의 일단부측에 연결되고, 활주 샤프트부(7d)는 슬리브(6)의 내주면상에서 활주가능하도록 대직경 랜드부(7a)의 타단부측에 연결된다. 활주 샤프트부(7e)에 로드(21)가 접촉할 때 활주 샤프트부(7e)는 슬리브(6)의 내주면상에서 활주가능하여, 솔레노이드 엑츄에이터(8)의 전자기력이 활주 샤프트부(7e)에 공급된다.

도 1c에 도시된 바와 같이, 대직경 랜드부(7a, 7b), 활주 샤프트부(7d, 7c) 및 샤프트부(7c, 7f)는 동일 축 상에 배치된다. 대직경 랜드부(7a, 7b)는 동일한 직경을 갖고, 활주 샤프트부(7d, 7e)는 대직경 랜드부(7a, 7b)의 직경보다 작은 동일한 직경을 갖는다. 샤프트부(7c)는 활주 샤프트부(7d, 7e)보다 작은 직경을 갖고, 샤프트부(7f)는 샤프트부(7c)보다 작은 직경을 갖는다. 스풀(7)의 대직경 랜드부(7a, 7b) 및 활주 샤프트부(7d, 7e)가 슬리브(6)의 내주면과 활주가능하게 접촉하도록, 스풀(7)은 슬리브(6)의 관통 구멍(23)에 수용된다. 따라서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 스프링실(24), 입력실(11), 출력실(12) 및 배출실(25)은 이 순서로 축방향 일단부측으로부터 축방향 타단부측 쪽으로 형성된다.

스프링실(24)은 코일 스프링(9)이 신축되도록 배치되는 공간이며 관통 구멍(23)의 축방향 최단부측에 위치한다. 스프링실(24)의 축방향 일단부는 코일 스프링(9)의 축방향 일단부를 지지하고 코일 스프링(9)의 스프링력을 조정하는 스크류 조정장치(27)에 의해 폐쇄된다.

스프링실(24)의 축방향 타단부측에서 슬리브(6)의 내주면상에는 활주면(28)이 제공된다. 활주면(28)은 스프링실(24)의 반경방향 치수보다 작은 반경방향 치수를 가져, 대직경 랜드부(7b)의 외주면은 활주면(28)과 활주가능하게 접촉한다. 대직경 랜드부(7b)는 슬리브(6)의 활주면(28)과 활주가능하게 접촉하여, 스프링실(24)의 축방향 타단부측이 폐쇄된다. 코일 스프링(9)의 축방향 타단부는 스프링 시트(29)를 통해 대직경 랜드부(7b)의 축방향 일단부에 부착되고 보유된다.

입력실(11)은 관통 구멍(23)에서 샤프트부(7c)를 수용하기 위한 공간으로서 사용되고 입력 포트(3)를 통해 작동유를 유입시키도록 구성된다. 또한, 입력 포트(3)는, 슬리브(6)가 밸브 몸체(2)의 삽입 구멍(14)에 삽입될 때 밸브 몸체(2)의 입력 유로(31)가 입력실(11)과 연통하는 위치에 개방되어 있다.

대직경 랜드부(7b)가 항상 활주면(28)과 활주가능하게 접촉되어, 입력실(11)은 폐쇄되고 밀봉된다. 대직경 랜드부(7b)는 스풀(7)의 축방향 타단부측 쪽으로의 이동에 따라 입력실(11)로 돌출하고, 대직경 랜드부(7b)는 스풀(7)의 축방향 일단부측 쪽으로의 이동에 따라 입력실(11)로부터 이격된다.

입력실(11)에 공급되는 작동유는 유압 펌프에 의해 미리 결정된 공급압(Ps)으로 가압되고 입력 유로(31)를 통해 유압 조정 밸브(1)에 공급된다. 그러므로, 입력실(11)의 유압은 공급압(Ps)과 대략 동일한다. 필터(32)가 작동유에 포함된 이물질을 제거하기 위해 입력 포트(3)에 부착되어, 이물질이 슬리브(6)로 유입되는 것을 방지한다. 입력실(11)과 출력실(12)의 연통 상태는 대직경 랜드부(7a)의 축방향 타단부측에서 대직경 랜드부(7a)에 의해 변경된다.

출력실(12)은 관통 구멍(23)에서 대직경 랜드부(7a) 및 활주 샤프트부(7d)를 수용하기 위한 공간으로서 사용되고 입력실(11)로부터의 작동유를 유입하고 작동유를 유압 출력 포트(4)를 통해 배출시키도록 구성된다. 또한, 출력 포트(4)는, 슬리브(6)가 밸브 몸체(2)의 삽입 구멍(14)에 삽입될 때 밸브 몸체(2)의 출력 유로(33)가 출력실(12)과 연통되는 위치에 개방되어 있다. 출력실(12)과 입력실(11)의 연통 상태는 대직경 랜드부(7a)의 축방향 일단부측에서 대직경 랜드부(7a)에 의해 변경된다.

대직경 랜드부(7a)의 외주면은 입력실(11)의 축방향 타단부측에 형성되어 있는 활주면(34)에 대해 활주가능하다. 대직경 랜드부(7a)는 활주면(34)에 대해 활주되고 스풀(7)의 축방향 일단부측 쪽으로의 이동에 따라 활주면(34)과 축방향으로 중복된다. 따라서, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 중복된 부분에서, 대직경 랜드부(7a)의 외주면과 활주면(34) 사이에는 간극(C1)이 형성되어 있다. 따라서, 입력실(11)의 작동유는 작동유가 억제(throttling)되는 간극(C1)을 통해 출력실(12)로 흐른다. 그러므로, 입력실(11)의 작동유가 간극(C1)을 통과하면서 억제되기 때문에, 출력실(12)의 유압은 공급압(Ps)보다 낮다.

도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 활주면(34)과 중복된 대직경 랜드부(7a)의 축방향의 중복 길이(s1)에 따라 변경된다.

스풀(7)의 축방향 일단부측 쪽으로의 이동에 따라 중복 길이(s1)가 커짐에 따라, 간극(C1)에서의 작동유의 유동 저항은 커진다. 이 경우, 작동유가 입력실(11)로부터 출력실(12)로 흐르는 것은 어렵고, 따라서 간극(C1)에서의 유압의 저하량(ΔP1)은 커진다. 따라서, 중복 길이(s1)가 커짐에 따라, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 폐쇄측으로 변경된다.

스풀(7)의 축방향 타단부측 쪽으로의 이동에 따라 중복 길이(s1)가 작아짐에 따라, 간극(C1)에서의 작동유의 유동 저항은 작아진다. 이 경우, 작동유가 입력실(11)로부터 출력실(12)로 흐르는 것이 용이하고, 따라서 간극(C1)에서의 유압의 저하량(ΔP1)은 작아진다. 따라서, 중복 길이(s1)가 작아짐에 따라, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 개방측으로 변경된다.

도 1a 내지 도 1c 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 대직경 랜드부(7a)가 활주면(34)의 축방향 타단부측으로부터 이격되고 스풀(7)의 축방향 타단부측으로의 이동에 의해 활주면(34)과 중복되지 않을 때, 출력실(12)과 입력실(11)은 서로 연통한다(즉, 연통 상태는 개방 상태이다). 이때, 간극(C1)은 형성되지 않기 때문에, 유압의 저하는 발생하지 않는다. 따라서, 출력실(12)의 유압은 입력실(11)의 유압에 대략 대응하고, 따라서 출력실(12)의 유압은 공급압(Ps)과 같아진다.

대직경 랜드부(7a)의 타단면(36)은 출력실(12)의 유압에 의해 축방향 일단부측 쪽으로 가압되고 편향되도록 출력실(12)에 항상 노출된다. 타단면(36)은 출력실(12)에 노출되어 출력실(12)의 유압이 축방향 일단부측 쪽으로 타단면(36)에 항상 작용한다. 출력실(12)과 배출실(25)의 연통 상태는 활주 샤프트부(7d)의 축방향의 이동에 의해 변경될 수 있다.

배출실(25)은 관통 구멍(23)에서 샤프트부(7f)를 수용하기 위한 공간으로서 사용되어, 작동유가 출력실(12)로부터 배출실(25)로 흐르고 누설됨으로써, 작동유를 유압 배출 포트(5) 및 배출 유로(37)를 통해 배출시킨다. 배출 포트(5)는, 슬리브(6)가 밸브 몸체(2)의 삽입 구멍(14)에 삽입될 때 밸브 몸체(2)의 배출 유로(37)가 배출실(25)과 연통되는 위치에 개방되어 있다. 배출 유로(37)는 대기압에 노출되는 오일 팬(오일 탱크)과 연통하도록 이루어진다.

그러므로, 배출 포트(5) 밖으로 흐르는 작동유는 배출 유로(37)를 통해 오일 팬으로 복귀한다. 배출실(25)의 압력은 대기압(PO)에 대략 대응하고, 따라서 출력실(12)로부터 배출실(25)로 누설되는 작동유는 대기압(PO)에 대응하는 압력으로 저하될 수 있다. 배출실(25)은 활주 샤프트부(7d)에 의해 배출실(25)의 축방향 일단부측과 출력실(12)의 연통 상태를 변경하도록 형성된다.

활주 샤프트부(7d)의 외주면은 출력실(12)의 축방향 타단부측에서 슬리브(6)의 내주면상에 형성되어 있는 활주면(38)과 활주가능하게 접촉한다. 활주 샤프트부(7d)는 활주면(38)에 대해 활주되고 스풀(7)의 축방향 타단부측 쪽으로의 이동에 따라 활주면(38)과 축방향으로 중복된다. 따라서, 도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 중복된 부분에서, 활주 샤프트부(7d)의 외주면과 활주면(38) 사이에 간극(C2)이 형성된다. 그러므로, 출력실(12)의 작동유는 간극(C2)을 통과하면서 억제되어 작동유의 압력은 저하된 뒤 배출실(25)로 흐른다.

도 1a 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 출력실(12)과 배출실(25) 사이의 연통 상태는 활주면(38)과 중복된 활주 샤프트부(7d)의 축방향의 중복 길이(s2)에 따라 변경된다. 중복 길이(s2)가 스풀(7)의 축방향 타단부측 쪽으로의 이동에 따라 커져, 간극(C2)에서의 작동유의 유동 저항은 커진다. 이 경우, 작동유는 출력실(12)로부터 배출실(25)로 흐르는 것이 어렵고, 따라서 간극(C2)에서의 유압의 저하량(ΔP2)은 커진다. 따라서, 중복 길이(s2)가 커짐에 따라, 출력실(12)과 배출실(25) 사이의 연통 상태는 폐쇄측으로 변경된다.

중복 길이(s2)가 스풀(7)의 축방향 일단부측 쪽으로의 이동에 따라 작아지므로, 간극(C2)에서의 작동유의 유동 저항은 작아진다. 이 경우, 작동유는 입력실(11)로부터 배출실(25)로 흐르는 것이 용이하고, 따라서 간극(C2)에서의 유압의 저하량(ΔP2)은 작아진다. 따라서, 중복 길이(s2)가 작아짐에 따라, 출력실(12)과 배출실(25) 사이의 연통 상태는 개방측으로 변경된다.

도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 활주 샤프트부(7d)가 활주면(38)의 축방향 일단부측으로부터 이격되고 스풀(7)의 축방향 일단부측으로의 이동에 의해 활주면(38)과 중복되지 않을 때, 출력실(12)과 배출실(25)은 간극(C2)을 통하지 않고 서로 연통한다(즉, 연통 상태는 개방 상태이다). 이때, 간극(C2)은 형성되지 않고, 따라서 출력실(12)의 작동유의 거의 모든 양이 배출실(25) 및 배출 유로(37)를 통해 오일 팬으로 복귀한다. 이 경우, 출력실(12)은 배출실(25)과 마찬가지로 대기압(PO)에 대응한다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 제1 설정 길이(L1)는 제2 설정 길이(L2)보다 크게 설정된다. 여기서, 제1 설정 길이(L1)는 대직경 랜드부(7a)의 축방향 일단부와 활주 샤프트부(7d)의 축방향 타단부 사이의 축방향 거리이고, 제2 설정 길이(L2)는 활주면(34)의 축방향 타단부와 활주면(38)의 축방향 일단부 사이의 축방향 거리이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 대직경 랜드부(7a)의 축방향 일단부가 활주면(34)의 축방향 타단부에 대응하는 경우, 제1 설정 길이(L1)와 제2 설정 길이(L2) 사이의 차분(ΔL)은 중복 길이(s2)와 동일하다. 마찬가지로, 도 2b에 도시된 바와 같이, 활주 샤프트부(7d)의 축방향 타단부가 활주면(38)의 축방향 일단부에 대응하는 경우, 제1 설정 길이(L1)와 제2 설정 길이(L2) 사이의 차분(ΔL)은 중복 길이(s1)와 동일하다.

도 4의 그래프에서, 지점(A1)은 도 1a에 대응하고, 지점(A2)은 도 2a에 대응하고, 지점(A3)은 도 2b에 대응하고, 지점(A4)은 도 3에 대응한다. 대직경 랜드부(7a)가 활주면(34)과 활주가능하게 접촉할 때 그리고 활주 샤프트부(7d)가 활주면(38)과 활주가능하게 접촉할 때 두 개의 중복 길이(s1 및 s2)가 발생하는 경우, 제1 설정 길이(L1)와 제2 설정 길이(L2) 사이의 차분(ΔL)은 중복 길이(s1 및 s2)의 합(s1 + s2)과 동일하다. 즉, 슬리브(6)에 대한 스풀(7)의 스트로크량이 도 2a에 도시된 상태에 대응하는 지점(A2)과 도 2b에 도시된 상태에 대응하는 지점(A3) 사이의 도 4에 도시된 천이 영역에 있을 때, 제1 설정 길이(L1)와 제2 설정 길이(L2) 사이의 차분(ΔL)은 중복 길이(s1 및 s2)의 합(s1 + s2)과 동일하다.

제1 및 제2 설정 길이(L1, L2), 스프링력 및 엑츄에이터(8)의 전자기력은 간극(C1, C2)으로 인한 저하량(ΔP1, ΔP2)에 대해 다음과 같이 설정된다.

즉, 제1 설정 조건에서, 저하량(ΔP1, ΔP2)의 합(ΔP1+ΔP2)은 천이 영역의 공급압(Ps)과 대기압(PO) 사이의 차분인 값(Ps-PO)에 대략 대응하도록 설정된다. 또한, 제2 설정 조건에서, 저하량(ΔP1, ΔP2)은 각각 0에서 차분(ΔL)으로의 증가에 비례하여 0으로부터 값(Ps-PO)으로 증가되도록 설정된다.

따라서, 유압 조정 밸브(1)에 공급된 작동유는 간극(C1)을 통해 입력실(11)로부터 출력실(12)로 흐르고, 따라서 유압은 중복 길이(s1)에 따라 저하량(ΔP1)만큼 공급압(Ps)으로부터 저하된다. 출력실(12)의 작동유는 간극(C2)을 통과하여 배출실(25)로 흐른다. 이 경우, 유압은 대기압까지 급격하게 저하되지 않고 간극(C2)으로 흐르기 전의 간극(C2)의 상류측으로부터 배출실(25)로 바로 유입되는 위치까지의 중복 길이(s2)에 따라 저하량(ΔP2)만큼 연속적으로 그리고 점진적으로 저하된다.

중복 길이(s1)가 도 3에 도시된 바와 같이 차분(ΔL)보다 커지면, 중복 길이(s2)는 발생하지 않고 간극(C2)은 형성되지 않는다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 출력실(12)은 간극(C2)을 통하지 않고 배출실(25)로 개방된다. 이 경우, 적은 양의 작동유가 간극(C1)을 통해 입력실(11)로부터 출력실(12)로 흐르고, 따라서 출력실(12)로 흐르는 적은 양의 작동유가 배출실(25)로 흐른다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 중복 길이(s2)가 차분(ΔL)보다 커지면, 중복 길이(s1)는 발생하지 않고 간극(C1)은 형성되지 않는다. 이 경우, 도 1a에 도시된 바와 같이, 입력실(11)은 간극(C1)을 통하지 않고 출력실(12)로 개방되고, 출력실(12)의 유압은 공급압(Ps)과 대략 동일하다. 이 경우, 적은 양의 작동유가 간극(C2)을 통해 출력실(12)로부터 배출실(25)로 흐른다.

실시예에 따른 유압 조정 밸브(1)의 동작을 설명한다.

예로서, 유압 조정 밸브(1)에서, 스풀(7)의 스트로크량이 다음과 같이 설정된다. 즉, 전류가 솔레노이드 엑츄에이터(8)의 코일(17)에 공급되지 않고 스풀(7)이 스프링력에 의해 축방향 타단부의 최단부 위치까지 편향될 때, 스트로크량은 0이다. 전류가 코일(17)에 공급되는 경우, 스풀(7)이 축방향 타단부의 최단부 위치로부터 축방향 일단부측 쪽으로 이동할 때 스트로크량은 스풀(7)의 축방향 이동량이다.

도 4는 출력실(12)의 유압과 스트로크량 사이의 관계 특성(X)을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 관계 특성(X)은 슬리브(6)에 대한 스풀(7)의 위치 관계에 따라 고압측 부감 영역, 천이 영역 및 저압측 부감 영역의 3개의 영역으로 나뉠 수 있다.

고압측 부감 영역에서, 출력실(12)의 유압은 스트로크량에 관계없이 공급압(Ps)과 대략 동일하다. 천이 영역에서, 출력실(12)의 유압은 스트로크량의 증가에 따라 저하된다. 또한, 저압측 부감 영역에서, 출력실(12)의 유압은 스트로크량에 관계없이 대기압과 대략 동일하다. 도 4에 도시된 바와 같이, 고압측 부감 영역과 천이 영역 사이의 경계에서의 스트로크량은 고압측 임계치(HC)이고, 천이 영역과 저압측 부감 영역 사이의 경계에서의 스트로크량은 저압측 임계치(LC)이다.

고압측 부감 영역에서 스트로크량은 작고, 도 1a에 도시된 바와 같이 대직경 랜드부(7a)는 활주면(34)으로부터 축방향 타단부측 쪽으로 이격된다. 이 경우, 입력실(11)의 작동유는 유압이 공급압(Ps)으로부터 저하되지 않으면서 출력실(12)로 흐른다. 또한, 고압측 부감 영역에서, 활주 샤프트부(7d)는 중복 길이(s2)가 차분(ΔL)보다 크도록 활주면(38)과 크게 중복되어 간극(C2)을 형성한다. 그러므로, 적은 작동유가 간극(C2)을 통해 출력실(12)로부터 배출실(25)로 흐른다. 그러므로, 출력실(12)의 유압은 입력실(11)의 유압에 대응하는 공급압(Ps)과 대략 동일하다.

스트로크량이 고압측 임계치(HC)와 동일해질 때, 대직경 랜드부(7a)의 축방향 일단부는 활주면(34)의 축방향 타단부에 대응하고, 따라서 도 2a에 도시된 바와 같이 중복 길이(s2)는 차분(ΔL)과 동일해진다.

따라서, 스트로크량이 고압측 임계치(HC)보다 약간 커지면, 간극(C1)이 형성되고 중복 길이(s1)가 발생한다. 이 경우, 작동유는 간극(C1)을 통과하기 때문에, 출력실(12)의 유압은 공급압(Ps)보다 낮아진다. 따라서, 스트로크량이 고압측 임계치(HC)보다 약간 커지면, 간극(C2)의 중복 길이(s2)는 차분(ΔL)만큼 작아진다. 이 경우, 작동유는 간극(C2)에서 억제되면서 간극을 통해 배출실(25)로 흐른다.

천이 영역에서, 대직경 랜드부(7a)의 축방향 일단부는 활주면(34)의 축방향 타단부보다 더 축방향 일단부측에 위치되기 때문에, 간극(C1)이 형성되고 중복 길이(s1)가 발생한다. 이 경우, 간극(C2)에서 중복 길이(s2)는 차분(ΔL)만큼 더 작아진다.

따라서, 입력실(11)의 작동유는 중복 길이(s1)에 따라 설정된 저하량(△P1)만큼 공급압(Ps)으로부터 감압된다. 따라서, 출력실(12)의 작동유는 중복 길이(s2)에 따라 설정된 저하량(△P2)만큼 감압되고, 유압이 대기압이 된 상태에서 배출실(25)로 유입된다. 출력실(12)의 작동유는 간극(C2)을 통과하여 배출실(25)로 유입된다. 이러한 경우, 유압은 급속하게 대기압(PO)으로 저하되지 않고, 간극(C2)으로 유입되기 전의 간극(C2)의 상류측으로부터 배출실(25)로 바로 유입되는 위치까지의 중복 길이(s2)에 따라 저하량(△P2)만큼 연속적으로 그리고 점진적으로 저하된다.

천이 영역에서는, 스트로크량의 증가에 따라 중복 길이(s1)는 커지고 중복 길이(s2)는 작아진다. 따라서, 제1 및 제2 설정 조건에 따라, 고압측 임계치(HC)로부터 저압측 임계치(LC)까지 스트로크량이 증가될 때 배출실(12)의 유압은 공급압(Ps)에서부터 대기압(PO)까지 선형으로 감소된다.

도 2b에 도시한 바와 같이, 스트로크량이 저압측 임계치(LC)와 동일해질 때, 활주 샤프트부(7d)의 축방향 타단부는 활주면(38)의 축방향 일단부에 대응하여, 간극(C2)은 형성되지 않고 중복 길이(s1)는 간극(C1)의 차분(△L)이 된다. 또한, 출력실(12)의 유압은 대기압과 동일해진다.

따라서, 스트로크량이 저압측 임계치(LC)보다 약간 커질 때, 활주 샤프트부(7d)는 활주면(38)의 축방향 일단부로부터 이격되어, 활주면(38)과 축방향에서 중복되지 않는다. 따라서, 출력실(12)은 간극(C2)을 통하지 않고 배출실(25)로 개방되고, 출력실(12)의 작동유는 감압없이 배출실(25)로 유입된다. 또한, 스트로크량이 저압측 임계치(LC)보다 약간 크게되면, 간극(C1)에서의 중복 길이(s1)는 차분(△L)만큼 커진다. 이러한 경우, 작동유의 소량이 간극(C1)을 통해 입력실(11)로부터 출력실(12)로 유입된다.

스풀(7)의 스트로크량은 고압측 임계치(HC)로부터 저압측 임계치(LC)까지의 영역에서의 스풀(7)의 축이동량에 대응한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 천이 영역에서의 스트로크량의 범위는 차분(△L)과 동일해진다.

저압측 부감 영역에서, 스트로크량은 커지고, 대직경 랜드부(7a)가 활주면(34)와 크게 중복되도록 간극(C1)이 형성된다. 간극(C1)에서의 중복 길이(s1)가 차분(△L)보다 크기 때문에, 소량의 작동유가 간극(C1)을 통해 입력실(11)로부터 출력실(12)로 유입된다. 또한, 저압측 부감 영역에서, 활주 샤프트부(7d)는 활주면(38)의 축방향 일단부로부터 이격되어 출력실(12)의 거의 모든량의 작동유가 배출실(25) 및 배출 유로(37)를 통해 오일팬으로 복귀된다. 이러한 경우, 출력실(12)의 압력은 배출실(25)과 유사하게 대기압(PO)에 대응한다.

유압 조정 밸브(1)의 유압 제어에서, 공급압(Ps)은 주로 천이 영역에서의 관계 특성(X)을 사용하여 목표압까지 저하되도록 조정된다. 유압 제어에서, 스트로크량의 목표값은 관계 특성(X)에 따라 목표압을 기초로 연산된다. 이후, 솔레노이드 액츄에이터(8)에 인가된 목표 통전량이 스트로크량의 목표값에 따라 연산된다.

이후, 연산된 통전량의 목표값에 기초하여 솔레노이드 액츄에이터(8)가 통전되어, 솔레노이드 액츄에이터(8)는 연산된 통전량의 목표값에 대응하는 전자기력을 발생시킨다. 따라서, 스풀(7)은 솔레노이드 액츄에이터(8)의 전자기력을 사용하여 스프링력에 저항하는 스트로크량의 목표값만큼 축방향 일단부측을 향해 이동된다. 따라서, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 대직경 랜드부(7a)에 의해 변경되고, 이로써 공급압(Ps)은 목표압으로 조정된다.

유압 제어와 관련된 다양한 연산은 전자 제어 유닛(ECU)에 의해 수행되어, 솔레노이드 액츄에이터(8)로의 전기 공급은 전자 제어 유닛(ECU)으로부터 출력된 출력 신호에 기초하여 수행된다. 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 대직경 랜드부(7a)에 의해 변경된다. 대직경 랜드부(7a)는, 출력실(12)과 입력실(11) 사이의 연통 상태가 폐쇄측으로 변경되도록 출력실(12)의 유압을 사용하여 축방향 일단부측을 향해 편향된다.

도 1c에서, MF는 솔레노이드 액츄에이터(8)의 자기력을 나타내고, SF는 코일 스프링(9)의 스프링력을 나타내고, PF는 출력실(12)의 유압을 나타낸다. 도 1a 내지 도 1c에 도시한 바와 같이, 솔레노이드 액츄에이터(8)의 자기력(MF) 및 출력실(12)의 유압(PF)으로 인한 편향력은 축방향 일단부측(연통 상태의 폐쇄측)을 향해 스풀(7)에 인가되고, 코일 스프링(9)의 스프링력(SF)은 축방향 타단부측(연통 상태의 개방측)을 향해 스풀(7)에 인가된다. 따라서, 스풀(7)은 솔레노이드 액츄에이터(8)의 전자기력(MF), 출력실(12)의 유압(PF) 및 스프링력(SF)의 합력(밸런스)을 기초로 스트로크량의 목표값만큼 축방향 일단부측을 향해 이동된다.

스풀(7)이 배치되어, 출력실(12)의 유압은 축방향 일단부측을 향하는 방향으로 대직경 랜드부(7a)에 인가되고 출력실(12)의 유압은 약간 조정된다. 즉, 출력실(12)의 유압이 커질 때, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태는 개방측으로 변경된다. 이러한 경우, 스풀(7)에 인가된 전체 힘(MF+PF)은 스풀(7)에 인가된 스프링력(SF)보다 크기 때문에, 출력실(12)의 유압의 증가로 인해 상기 합력이 축방향 일단부측을 향해 스풀(7)에 인가된다. 따라서, 연통 상태가 폐쇄측으로 변경됨으로써, 출력실(12)의 유압을 저하시킨다.

이와 달리, 출력실(12)의 유압(PF)가 작아질 때, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태가 폐쇄측으로 변경된다. 이러한 경우, 일축방향으로 스풀(7)에 인가된 전체 힘(MF+PF)은 타축방향으로 스풀(7)에 인가된 스프링력(SF)보다 작기 때문에, 상기 합력은 출력실(12)의 유압의 감소로 인해 축방향 타단부측을 향해 스풀(7)에 인가된다. 따라서, 연통 상태는 개방측으로 변경되어 출력실(12)의 유압을 증가시킨다. 스풀(7)이 배치되어, 출력실(12)의 유압은 대직경 랜드부(7a)로 피드백되고 출력실(12)의 유압은 목표값으로 약간 조정된다.

본 실시예의 유압 조정 밸브(1)에 따라, 스풀(7)은, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통을 이루고 이들 사이의 연통을 차단하도록 슬리브(6)에 배치된 대직경 랜드부(7a)를 포함한다. 스풀(7)이 솔레노이드 액츄에이터(8)의 전자기력에 의해 축방향 일단부측을 향해 이동될 때, 대직경 랜드부(7a)는 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통을 차단한다. 이에 반해서, 스풀(7)이 스프링력에 의해 축방향 타단부측 방향으로 이동될 때, 입력실(11)과 출력실(12)은 서로 연통된다. 또한, 대직경 랜드부(7a)는 출력실(12)의 유압에 의해 축방향 일단부측을 향해 편향되도록 출력실(12)에 노출된다. 대직경 랜드부(7a)는 스풀(7)이 축방향 일단부측을 향해 이동가능하도록 출력실(12)의 유압에 의해 축방향 일단부측을 향해 편향된다.

따라서, 상시 개방형 유압 조정 밸브(1)에서, 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통 상태를 차단측으로 변경하도록 출력실(12)의 유압이 스풀(7)에 인가되기 때문에, 상기 연통 상태는 출력실(12)의 유압에 의해 약간 조정될 수 있다. 따라서, 상시 개방형 유압 조정 밸브(1)에서, 출력 포트(4)로부터 슬리브(6)의 외부로 인가된 유압이 슬리브(6)로 유입되지 않을 때에도, 상기 연통 상태는 약간 조정될 수 있어 F/B 포트를 제공할 필요가 없다. 따라서, 상시 개방형 유압 조정 밸브(1)에서 축방향 길이는 단축될 수 있다.

상시 개방형 유압 조정 밸브(1)에서, 입력 포트(3), 출력 포트(4) 및 배출 포트(5)는 이 순서대로 축방향 일단부로부터 축방향 타단부를 향해 배열된다. 도 5에서, 예로써, 상부측의 유압 조정 밸브(1A)는 F/B 포트, 입력 포트(3), 출력 포트(4) 및 배출 포트(5)가 이 순서대로 축방향 일단부측으로부터 축방향 타단부측으로 배열된 상시 폐쇄형이고, 저부측의 유압 조정 밸브(1A)는 F/B 포트, 입력 포트(3), 출력 포트(4) 및 배출 포트(5)가 이 순서대로 축방향 일단부측으로부터 축방향 타단부측으로 배열된 상시 개방형이다. 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브(1) 중 하나와 상시 개방형 유압 조정 밸브(1) 중 다른 하나는 유압 조정 밸브(1A)들 사이에 위치된다. 도 5에 도시한 바와 같이, 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브(1) 또는 상시 개방형 유압 조정 밸브(1)에서, 입력 포트(3), 출력 포트(4) 및 배출 포트(5)의 배열 위치는 각각 상시 폐쇄형 유압 조정 밸브(1A) 또는 상시 개방형 유압 조정 밸브(1A)에서의 것에 대응한다. 따라서, 자동 변속기의 밸브 몸체(2)에는 유로(31, 33, 37)의 배열을 비틀 필요가 없다.

유압 조정 밸브(1)의 구조는 상술한 예로 제한되는 것은 아니다. 예로써, 슬리브(6)에서의 입력실(11)과 출력실(12) 사이의 연통을 이루기 위한 구성, 출력실(12)의 유압을 스풀(7)에 인가하기 위한 구성 등은 적절히 변경될 수 있다.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 이루어진 상기 실시예와 관련지어 설명되었지만, 이 기술 분야의 숙련자에게 다양한 변경 및 수정이 가능하다는 점을 알 수 있다. 이러한 변경 및 수정은 첨부한 청구범위에서 한정한 바와 같이 본 발명의 기술 범위 내에 있다는 점을 알아야 한다.

Claims

축방향으로 연장되고, 유압 입력 포트 및 유압 출력 포트를 갖는 슬리브와,
상기 슬리브 내에서 축방향으로 활주가능하게 지지된 스풀과,
전력이 공급될 때, 상기 스풀이 축방향 일단부측으로 구동되게 하는 전자기력을 발생하도록 배치된 솔레노이드 액츄에이터와,
상기 스풀을 축방향 타단부측로 편향시키도록 구성된 편향 부재를 포함하는 유압 조정 밸브이며,
상기 슬리브는 상기 유압 입력 포트가 개방되는 입력실과, 상기 유압 출력 포트가 개방되는 출력실을 구비하고,
상기 스풀은 상기 입력실과 출력실 사이의 연통 상태를 변경하도록 상기 슬리브 내에서 축방향으로 이동가능하고,
상기 스풀은, 상기 솔레노이드 액츄에이터의 전자기력에 의해 상기 스풀이 축방향 일단부측으로 이동되는 경우 상기 입력실과 출력실 사이의 연통을 형성하고, 상기 편향 부재의 편향력에 의해 상기 스풀이 축방향 타단부측으로 이동되는 경우 입력실과 출력실 사이의 연통을 차단하도록 구성된 랜드부를 구비하고,
상기 랜드부는 상기 출력실의 유압을 사용하여 상기 축방향 일단부측으로 편향되도록 출력실에 노출되고,
상기 스풀은 출력실의 유압을 사용하여 상기 랜드부가 축방향 일단부측으로 편향될 때 축방향 일단부측으로 이동가능한, 유압 조정 밸브.
제1항에 있어서, 상기 슬리브는 대기와 연통하는 작동유 배출 포트를 구비하여, 상기 출력실로부터 누수된 슬리브의 작동유가 상기 배출 포트를 통해 대기로 배출되고,
축방향으로, 상기 입력 포트는 상기 출력 포트의 일단부측에 구비되고, 상기 배출 포트는 타단부측에 구비되는, 유압 조정 밸브.