WO2011040552A1 - 液体流量制御バルブ - Google Patents

Abstract

　第１駆動源（４６）でスリーブ（３７）に対してデストリビュータ（３８）を所定角度だけ相対回転させ、スリーブ（３７）の第１開口（３７ａ）とデストリビュータ（３８）の第２開口（３８ｃ）との重なり部分の総面積を変化させるとともに、第３開口（４２ｃ，４２ｄ）を有するロータ（４２）を第２駆動源（４７）で回転させることで、入力ポート（６１ｅ）から入力される液体をＰＷＭ制御して吐出ポート（６１ｆ）から出力することができる。このとき、径方向内側に配置されたロータ（４２）軸線（Ｌ）方向の一端を、第２駆動源（４７）に同軸に接続するとともに、径方向外側に配置されたデストリビュータ（３８）の軸線（Ｌ）方向の一端を、第１駆動源（４６）にギヤトレイン（６６，７３，７０）を介して接続したので、液体流量制御バルブ（２３）の軸線（Ｌ）方向の一端側に第１、第２駆動源（４６，４７）を集中配置してコンパクト化を図りながら、デストリビュータ（３８）およびロータ（４２）を個別に回転駆動することが可能となる。

Description

液体流量制御バルブ

　本発明は、バルブハウジングに固定した円筒状のスリーブの内部に円筒状のデストリビュータおよび円筒状のロータを軸線上に同軸に配置し、第１駆動源で前記スリーブに対して前記デストリビュータを所定角度だけ相対回転させることで、前記スリーブに形成した第１開口および前記デストリビュータに形成した第２開口が重なる重なり部分の面積を変化させるとともに、第２駆動源で前記スリーブおよび前記デストリビュータに対して前記ロータを所定速度で相対回転させることで、前記ロータに形成した第３開口が前記重なり部分を通過するときに前記第１開口および前記第２開口を連通させて所定のデューティ比の液圧を発生させる液体流量制御バルブに関する。

　液体の流量をＰＷＭ制御するための液体流量制御バルブが、下記特許文献１により公知である。この液体流量制御バルブは、１個の入力ポート１１および２個の第１、第２出力ポート１２，１３を有する外筒１０の内部に、波状に形成された左右の縁部を有する円筒状の弁板４０を駆動源により回転自在に配置し、この弁板４０の外周面と外筒１０の内周面との間に複数の第１、第２開口部群４１，４２を有する制御板５０を駆動源により軸線方向に移動可能に配置したもので、外筒１０の入力ポート１１から供給した液体を制御板５０の第１、第２開口部群４１，４２および弁板４０の波状の左右の縁部を通過させ、外筒１０の第１、第２出力ポート１２，１３から排出する。このとき、回転する弁板４０の波状の左右の縁部が制御板５０の第１、第２開口部群４１，４２を開放する期間と閉塞する期間とを制御板５０の軸方向位置に応じて変化させることで、第１、第２出力ポート１２，１３から排出される液体のデューティ比を任意に制御するとともに、弁板４０の回転数を変化させることで、第１、第２出力ポート１２，１３から排出される液体のデューティ周波数を任意に制御することができる。
日本特開２００９－６８５５３号公報

　しかしながら上記従来のものは、入力ポート１１の軸方向両側に離間して配置された第１、第２出力ポート１２，１３の一方が高圧になると他方が低圧になり、一方が低圧になると他方が高圧になるため、その度に弁板４０に軸線方向の大きなスラスト力が作用してしまい、その支持に大容量のスラストベアリングが必要になるという問題があった。

　そこで、円筒状のスリーブの内部にデストリビュータおよびロータを同軸に配置し、デストリビュータを第１駆動源で回転駆動するとともにロータを第２駆動源で回転駆動することで、軸線方向の大きなスラスト力を発生させることなく液体の流量をＰＷＭ制御することが考えられる。このような場合、第１駆動源を流量制御バルブの軸線方向一端に配置して第２駆動源を流量制御バルブの軸線方向他端に配置すると、流量制御バルブの軸線方向の寸法が大型化する問題がある。

　本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、液体の流量を任意のデューティ比および任意のデューティ周波数でＰＷＭ制御することが可能な液体流量制御バルブの軸線方向の寸法を小型化することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明によれば、バルブハウジングに固定した円筒状のスリーブの内部に円筒状のデストリビュータおよび円筒状のロータを軸線上に同軸に配置し、第１駆動源で前記スリーブに対して前記デストリビュータを所定角度だけ相対回転させることで、前記スリーブに形成した第１開口および前記デストリビュータに形成した第２開口が重なる重なり部分の面積を変化させるとともに、第２駆動源で前記スリーブおよび前記デストリビュータに対して前記ロータを所定速度で相対回転させることで、前記ロータに形成した第３開口が前記重なり部分を通過するときに前記第１開口および前記第２開口を連通させて所定のデューティ比の液圧を発生させる液体流量制御バルブであって、前記デストリビュータおよび前記ロータのうちの径方向内側に配置されたものの軸線方向の一端を、前記第１、第２駆動源の一方に同軸に接続するとともに、前記デストリビュータおよび前記ロータのうちの径方向外側に配置されたものの軸線方向の一端を、前記第１、第２駆動源の他方にギヤトレインを介して接続したことを特徴とする液体流量制御バルブが提案される。

　尚、実施の形態の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂは本発明の第１開口に対応し、実施の形態の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄは本発明の第２開口に対応し、実施の形態の第１、第２第１入口開口４２ｃ，４２ｄは本発明の第３開口に対応し、実施の形態の第１電動モータ４６は本発明の第１駆動源に対応し、実施の形態の第２電動モータ４７は本発明の第２駆動源に対応する。

　本発明の上記特徴によれば、第１駆動源でスリーブに対してデストリビュータを所定角度だけ相対回転させると、スリーブの第１開口とデストリビュータの第２開口との重なり部分の総面積が変化するため、第２駆動源でロータを回転させると、ロータの第３開口が前記重なり部分を通過するときにはデューティ波形がＯＮになり、ロータの第３開口が前記重なり部分を通過しないときにはデューティ波形がＯＦＦになることで、液体の流量をＰＷＭ制御することができる。このとき、第１駆動源でデストリビュータの回転位置を調整することでデューティ比を任意に制御することができ、第２駆動源でロータの回転数を調整することでデューティ周波数を任意に制御することができる。しかもデストリビュータおよびロータには軸線方向のスラスト荷重が作用しないので、デストリビュータおよびロータの支持が容易になってコストおよび重量を削減することができる。デストリビュータおよびロータのうちの径方向内側に配置されたものの軸線方向の一端を、第１、第２駆動源の一方に同軸に接続するとともに、径方向外側に配置されたものの軸線方向の一端を、第１、第２駆動源の他方にギヤトレインを介して接続したので、液体流量制御バルブの軸線方向の一端側に第１、第２駆動源を集中配置してコンパクト化を図りながら、デストリビュータおよびロータを個別に回転駆動することが可能となる。

図１は本発明の流量制御バルブが適用された液圧ハイブリッド車両の駆動力伝達系を示す図である。（第１の実施の形態） 図２は流量制御バルブの縦断面図である。（第１の実施の形態） 図３は図２の３－３線断面図である。（第１の実施の形態） 図４は図２の４－４線断面図である。（第１の実施の形態） 図５は図２の５－５線断面図である。（第１の実施の形態） 図６は図４の６－６線断面図である。（第１の実施の形態） 図７は図４の７－７線矢視図である。（第１の実施の形態） 図８はスリーブ、デストリビュータおよびロータの分解斜視図である。（第１の実施の形態） 図９はポンプ・モータの駆動回路の等価回路を示す図である。（第１の実施の形態） 図１０はポンプ・モータの駆動回路を示す図である。（第１の実施の形態）

３６　　　バルブハウジング
３７　　　スリーブ
３７ａ　　第１出口開口（第１開口）
３７ｂ　　第２出口開口（第１開口）
３８　　　デストリビュータ
３８ｃ　　第１連通孔群（第２開口）
３８ｄ　　第２連通孔群（第２開口）
４２　　　ロータ
４２ｃ　　第１入口開口（第３開口）
４２ｄ　　第２入口開口（第３開口）
４６　　　第１電動モータ（第１駆動源）
４７　　　第２電動モータ（第１駆動源）
６８　　　ドリブンギヤ（ギヤトレイン）
７０　　　ドライブギヤ（ギヤトレイン）
７３　　　アイドルギヤ（ギヤトレイン）
Ｌ　　　　　軸線

　以下、図１～図１０に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

　図１に示すように、液圧ハイブリッド車両は直列に接続されたポンプ・モータＭ、エンジンＥおよびトランスミッションＴを備える。例えばギヤモータで構成されるポンプ・モータＭおよびエンジンＥを接続する連結軸１１には第１ギヤ１２および第１クラッチ１３が設けられるとともに、トランスミッションＴおよび駆動輪Ｗを接続する出力軸１４には第２クラッチ１５および第２ギヤ１６が設けられる。エンジンＥおよびトランスミッションＴを迂回するバイパス軸１７には、第３クラッチ１８と、前記第１ギヤ１２に噛合する第３ギヤ１９と、前記第２ギヤ１６に噛合する第４ギヤ２０とが設けられる。

　ポンプ・モータＭと、タンク２１と、アキュムレータ２２と、流量制御バルブ２３とが切換制御バルブ２４を介して接続され、ポンプ・モータＭはアキュムレータ２２に蓄圧された液圧でモータとして作動する状態と、外部から駆動されてアキュムレータ２２を蓄圧するポンプとして作動する状態とが切り換えられる。タンク２１と切換制御バルブ２４との間には液体を冷却するラジエータ２５が設けられる。尚、ラジエータ２５はアキュムレータ２２と切換制御バルブ２４との間に設けても良い。

　従って、第１クラッチ１３を係合して第２クラッチ１５および第３クラッチ１８を係合解除した状態では、アキュムレータ２２に蓄圧された液圧でポンプ・モータＭをモータとして作動させてエンジンＥを始動することができ、エンジンＥを駆動してポンプ・モータＭをポンプとして作動させてアキュムレータ２２を蓄圧することができる。

　第３クラッチ１８を係合して第１クラッチ１３および第２クラッチ１５を係合解除した状態では、アキュムレータ２２に蓄圧された液圧でポンプ・モータＭを駆動すると、その駆動力は連結軸１１→第１ギヤ１２→第３ギヤ１９→第３クラッチ１８→バイパス軸１７→第４ギヤ２０→第２ギヤ１６→出力軸１４の経路で駆動輪Ｗに伝達され、車両をポンプ・モータＭの駆動力で発進あるいは走行させることができる。この状態でポンプ・モータＭを回生制動すれば、駆動輪Ｗ側から逆伝達される駆動力でポンプ・モータＭをポンプとして作動させ、アキュムレータ２２を蓄圧することで車両の運動エネルギーを液圧エネルギーとして回収することができる。

　第２クラッチ１５を係合して第１クラッチ１３および第３クラッチ１８を係合解除した状態では、エンジンＥの駆動力は第２クラッチ１５および出力軸１４を経て駆動輪Ｗに伝達され、車両をエンジンＥの駆動力で発進あるいは走行させることができる。この状態で更に第１クラッチ１３を係合すれば、ポンプ・モータＭをモータとして作動させてエンジンＥの駆動力をポンプ・モータＭの駆動力でアシストすることができ、ポンプ・モータＭをポンプとして作動させてアキュムレータ２２を蓄圧することができる。

　次に、前記流量制御バルブ２３の構造を図２～図８に基づいて説明する。流量制御バルブ２３は、ポンプ・モータＭがモータとして作動するときにアキュムレータ２２からポンプ・モータＭに供給される液体の流量を制御し、またポンプ・モータＭがポンプとして作動するときにポンプ・モータＭからアキュムレータ２２に供給される液体の流量を制御する。

　流量制御バルブ２３は、本体ハウジング６１と、本体ハウジング６１に隔壁板６２を挟んでボルト６３…で結合されたエンドハウジング６４とで構成されるバルブハウジング３６を備える。本体ハウジング６１の軸線Ｌ上には円形断面の大径孔６１ａおよび円形断面の小径孔６１ｂが同軸に形成されており、小径孔６１ｂの一部を囲むように弧状の入力液室６１ｃが形成されるとともに、大径孔６１ａの一部を囲むように弧状の出力液室６１ｄが形成される。本体ハウジング６１の一端面には、前記入力液室６１ｃに連通する入力ポート６１ｅが開口し、本体ハウジング６１の外周面には、前記出力液室６１ｄに連通する出力ポート６１ｆが開口する。

　本体ハウジング６１の大径孔６１ａに嵌合してピン６５で回り止めされた円筒状のスリーブ３７には、軸線Ｌを中心として各々９０°の中心角を有する第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂが、前記出力液室６１ｄに臨むように形成される。第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂはスリーブ３７を展開した状態で矩形状であり、その位相は相互に１８０°ずれ、かつ軸線Ｌ方向に重なる位置に配置される。

　スリーブ３７の内周に相対回転自在に嵌合するデストリビュータ３８には、スリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂに重なることが可能な第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄが形成される。第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄは千鳥状に配置された多数の円形の連通孔３８ｅ…で構成されるもので、各々が軸線Ｌを中心とする９０°の中心角を有するとともに位相が相互に１８０°ずれ、かつ軸線Ｌ方向に重なる位置に配置される。第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄの輪郭は第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂと同一形状であり、第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂにぴったりと重なることができる。

　ロータ４２は円筒部４２ａと軸部４２ｂとを備えており、開口端がプラグ４３で閉塞された円筒部４２ａはデストリビュータ３８の内周に相対回転自在に嵌合し、軸部４２ｂは隔壁板６２を貫通してエンドハウジング６４の内部に延出する。ロータ４２の円筒部４２ａの先端は、本体ハウジング６１の小径孔６１ｂの内周に軸受メタル６６を介して回転自在に支持される。ロータ４２の円筒部４２ａには、デストリビュータ３８の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄに連通可能な一対の第１入口開口４２ｃ，４２ｃが１８０°の位相差をもって形成されるとともに、前記一対の第１入口開口４２ｃ，４２ｃに対して位相が９０°ずれた一対の第２入口開口４２ｄ，４２ｄが１８０°の位相差をもって形成される。軸線Ｌ方向位置が揃った合計４個の第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄはスリット状に形成されており、その軸線Ｌ方向の幅は第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂおよび第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄの軸線Ｌ方向の幅に一致している。第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄに連通するロータ４２の内部空間４２ｅは、液孔４２ｆ…を介して本体ハウジング６１の入力液室６１ｃに連通する。

　エンドハウジング６４の内部に臨むデストリビュータ３８の端部にボルト６７…で固定されたドリブンギヤ６８と、エンドハウジング６４にボルト６９…で固定された第１電動モータ４６の回転軸４６ａに設けたドライブギヤ７０とが、隔壁板６２に固定されたアイドル軸７１にニードルベアリング７２を介して回転自在に支持されたアイドルギヤ７３に噛合する。ドライブギヤ７０の歯数はドリブンギヤ６８の歯数よりも小さく、よって第１電動モータ４６の回転は減速されてデストリビュータ３８に伝達され、デストリビュータ３８を９０°の角度範囲で回転させる。

　エンドハウジング６４にボルト７４…で固定された第２電動モータ４７の回転軸４７ａが、継手７５を介してロータ４２の軸部４２ａに同軸に結合される。よって、第２電動モータ４７によりロータ４２は任意の速度で回転可能である。

　図２において、デストリビュータ３８の図中右端は、本体ハウジング６１およびスリーブ３７を貫通する圧力平衡通路７６を介して大気に連通しており、大気圧であるデストリビュータ３８の図中左端の圧力と釣り合わせることで、デストリビュータ３８に軸線Ｌ方向の偏荷重が加わるのを防止している。同様に、ロータ４２の図中右端は、本体ハウジング６１を貫通する圧力平衡通路７７を介して大気に連通しており、大気圧であるロータ４２の図中左端の圧力と釣り合わせることで、ロータ４２に軸線Ｌ方向の偏荷重が加わるのを防止している。

　次に、上記構成を備えた流量制御バルブ２３の作用を説明する。

　図７（Ａ）～図７（Ｃ）は図４の７－７線展開図であって、バルブハウジング３６に固定されたスリーブ３７と、第１電動モータ４６によりスリーブ３７に対して０°～９０°の範囲で相対回転するデストリビュータ３８と、第２電動モータ４７によりスリーブ３７およびデストリビュータ３８に対して可変速度で相対回転するロータ４２とを３６０°に亙って円周方向に展開した状態を示している。

　図７（Ａ）はデューティ比が１００％の状態に対応するもので、スリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂは、スリーブ３７の中心角３６０°のうちの０°～９０°の範囲および１８０°～２７０°の範囲で開口しているが、デストリビュータ３８の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄは、その全領域でスリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂに重なるため、スリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂの実質開口範囲は０°～９０°および１８０°～２７０°となる。第２電動モータ４７でロータ４２をスリーブ３７およびデストリビュータ３８に対して回転させると、ロータ４２に９０°間隔で形成した４個の第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄが図中左側から右側に移動する。図７（Ａ）は、２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃが実質開口範囲に重なり、２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄが実質開口範囲に重ならない状態を示している。

　ポンプ・モータＭがモータとして作動するとき、本体ハウジング６１の入力ポート６１ｅはアキュムレータ２２に接続され、本体ハウジング６１の出力ポート６１ｆはタンク２１に接続される。よって、アキュムレータ２２の高圧の液体は、本体ハウジング６１の入力ポート６１ｅ→本体ハウジング６１の入力液室６１ｃ→ロータ４２の液孔４２ｆの経路でロータ４２の内部空間４２ｅに供給される。そしてロータ４２の内部空間４２ｅに臨む第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄが、デストリビュータ３８の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄおよびスリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂの実質開口範囲に重なると、デストリビュータ３８の内部空間４２ｅの液体はロータ４２の第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄ→デストリビュータ３８の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄ、→スリーブ３７の第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂ→本体ハウジング６１の出力液室６１ｄ→本体ハウジング６１の出力ポート６１ｆの経路でタンク２１に戻され、ポンプ・モータＭはモータとして作動する。

　デューティ比が１００％の状態では、スリーブ３７の０°～９０°の範囲および１８０°～２７０°の範囲が２個の実質開口範囲となり、ロータ４２の２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃにより発生するデューティ波形は、ロータ４２の３６０°の回転角のうち、０°～９０°の範囲および１８０°～２７０°の範囲でＯＮになる。一方、ロータ４２の２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄの位相は２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃの位相に対して９０°ずれているため、ロータ４２の２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄにより発生するデューティ波形は、ロータ４２の３６０°の回転角のうち、９０°～１８０°の範囲および２７０°～３６０°の範囲でＯＮになる。

　よって、２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃにより発生するデューティ波形と、２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄにより発生するデューティ波形とを重ね合わせるとデューティ比が１００％の波形が得られる。

　図７（Ｂ）はデューティ比が５０％に状態に対応する図であり、スリーブ４２の０°～４５°の範囲および１８０°～２２５°の範囲が２個の実質開口範囲となるため、ロータ４２の２個の第１連通孔４２ｃ，４２ｃにより発生するデューティ波形は、ロータ４２の３６０°の回転角のうち、０°～４５°の範囲および１８０°～２２５°の範囲でＯＮになる。一方、ロータ４２の２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄの位相は２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃの位相に対して９０°ずれているため、ロータ４２の２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄにより発生するデューティ波形は、ロータ４２の３６０°の回転角のうち、９０°～１３５°の範囲および２７０°～３１５°の範囲でＯＮになる。

　よって、２個の第１入口開口４２ｃ，４２ｃにより発生するデューティ波形と、２個の第２入口開口４２ｄ，４２ｄにより発生するデューティ波形とを重ね合わせるとデューティ比が５０％の波形が得られる。

　図７（Ｃ）に示すように、第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄおよび第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂが全く重ならない状態、つまり実質開口範囲が存在しない状態では、ロータ４２の第１、第２入口開口４２ｃ，４２ｃ；４２ｄ，４２ｄの位相の如何に関わらずに第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄおよび第１、第２出口開口３７ａ，３７ｂは相互に連通せず、デューティ比が０％になる。

　このように、流量制御バルブ２３はロータ４２の１回転につき４回のデューティ波形を出力する。よって第２電動モータ４７によるロータ４２の回転数をＮとすると、流量制御バルブ２３が出力するデューティ波形の周波数は４Ｎとなり、第２電動モータ４７の回転数を低く抑えながら高いデューティ周波数を得ることができる。

　またデストリビュータ３８の第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄは、軸線Ｌ方向の同じ位置に配置されており、かつ１８０°間隔で軸対称に配置されているため、第１、第２連通孔群３８ｃ，３８ｄを通過する液体からデストリビュータ３８に荷重が作用しても、その荷重はデストリビュータ３８を曲げ変形させることはなく、デストリビュータ３８を傾けることもない。よって、デストリビュータ３８とスリーブ３７およびロータ４２との間にコジリが発生することが防止され、第１、第２電動モータ４６，４７の駆動力を最小限に抑えることができる。

　以上のように本実施の形態によれば、アキュムレータ２２からポンプ・モータＭに供給する液体の流量を流量制御バルブ２３によってデューティ制御するので、液体の流量を絞り弁によって制御する場合に比べて、圧力損失に起因する熱損失を低減して高い効率を得ることができる。その際に、ロータ４２の回転数を調整して最適のデューティ周波数を選択することで、更に高い効率を得ることができる。しかも入力液室６１ｃおよび出力液室６１ｄの液圧はデストリビュータ３８およびロータ４２に軸線Ｌ方向のスラスト荷重を発生させないため、デストリビュータ３８およびロータ４２をスラスト荷重に耐えるように支持する必要がなくなり、構造を簡素化して重量およびコストを削減することができる。　　　

　次に、ポンプ・モータＭの作動をモータおよびポンプに切り換える液圧制御回路の構造を説明する。

　図９は液圧制御回路の等価回路を示すもので、切換制御バルブ２４は四つのポートＰａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄと、遮断弁２４ａと、切換弁２４ｂとを備える。ポートＰａはアキュムレータ２２に接続され、ポートＰｂはタンク２１に接続され、ポートＰｃはポンプ・モータＭに接続され、ポートＰｄはチェックバルブ４８の下流側に接続される。ポートＰａとポートＰｄとの間には前記遮断弁２４ａが配置され、ポートＰｃは前記切換弁２４ｂを介してポートＰａ，ＰｄまたはポートＰｂに選択的に接続される。またチェックバルブ４８の上流側は、ポンプ・モータＭに接続されるとともに、前記流量制御バルブ２３を介してポートＰｂおよびタンク２１に接続される。

　図１０は、前記図９の等価回路の切換制御バルブ２４を具体化した液圧回路であり、切換制御バルブ２４はバルブハウジング４９に摺動自在に嵌合するスプール５０と、このスプール５０を駆動する２個のソレノイド５１，５２と、スプール５０を中立位置に付勢するリターンスプリング５３，５４とで構成される。

　図９および図１０（Ａ）に示すように、ポンプ・モータＭをモータとして作動させるとき、ソレノイド５１が励磁してソレノイド５２が消磁することでスプール５０が図中上方に移動し、遮断弁２４ａが開弁して切換弁２４ｂが駆動・中立側に切り換えられる。その結果、流量制御バルブ２３のデューティ比が１００％のとき、アキュムレータ２２の液体はポートＰａ→遮断弁２４ａ→切換弁２４ｂ→ポートＰｃ→ポンプ・モータＭ→流量制御バルブ２３→タンク２１の経路で流れ、ポンプ・モータＭを駆動することができる。

　流量制御バルブ２３のデューティ比が０％のとき、ポンプ・モータＭを通過した液体は流量制御バルブ２３に阻止されてタンク２１に流入することができないため、アキュムレータ２２の液体はポートＰａ→遮断弁２４ａ→切換弁２４ｂ→ポートＰｃ→ポンプ・モータＭ→チェックバルブ４８→ポートＰｄ→切換弁２４ｂの経路で閉じたアンロード回路を循環する。このときアンロード回路を流れる液体はアキュムレータ２２の高圧液体であるため（高圧アンロード）、キャビテーションの発生を効果的に抑制することができる。

　流量制御バルブ２３のデューティ比が０％よりも大きく１００％よりも小さいとき、流量制御バルブ２３が開弁しているデューティＯＮ期間はポンプ・モータＭが駆動力を発生するロード状態になり、流量制御バルブ２３が閉弁しているデューティＯＦＦ期間はポンプ・モータＭが駆動力を発生しないアンロード状態になる。

　図９および図１０（Ｂ）に示すように、ポンプ・モータＭをモータとしてもポンプとしても作動させないとき（中立状態）、ソレノイド５１およびソレノイド５２が共に消磁することでスプール５０が中立位置となり、遮断弁２４ａが閉弁して切換弁２４ｂが駆動・中立側に切り換えられる。その結果、ポンプ・モータＭ→チェックバルブ４８→ポートＰｄ→切換弁２４ｂ→ポートＰｃ→ポンプ・モータＭの閉じたアンロード回路が構成され、ポンプ・モータＭは無負荷で回転する。

　図９および図１０（Ｃ）に示すように、ポンプ・モータＭをポンプとして作動させるとき、ソレノイド５１が消磁してソレノイド５２が励磁することでスプール５０が図中下方に移動し、遮断弁２４ａが開弁して切換弁２４ｂが回生側に切り換えられる。その結果、流量制御バルブ２３のデューティ比が０％のとき、ポンプ・モータＭで加圧された液体は流量制御バルブ２３を通過することができないため、タンク２１の液体はポートＰｂ→切換弁２４ｂ→ポートＰｃ→ポンプ・モータＭ→チェックバルブ４８→ポートＰｄ→遮断弁２４ａ→ポートＰａ→アキュムレータ２２の経路で流れ、アキュムレータ２２を蓄圧することができる。

　流量制御バルブ２３のデューティ比が１００％のとき、ポンプ・モータＭを通過した液体は流量制御バルブ２３を無負荷で通過できるため、タンク２１の液体はポートＰｂ→切換弁２４ｂ→ポートＰｃ→ポンプ・モータＭ→流量制御バルブ２３→ポートＰｂの経路で閉じたアンロード回路を循環する。このときアンロード回路を流れる液体はタンク２１の低圧液体であるため（低圧アンロード）、液体のリークを防止するとともに、ポンプ・モータＭおよび流量制御バルブ２３の動作抵抗を低減することができる。

　流量制御バルブ２３のデューティ比が０％よりも大きく１００％よりも小さいとき、流量制御バルブ２３が閉弁しているデューティＯＦＦ期間はポンプ・モータＭが液圧を発生するロード状態になり、流量制御バルブ２３が開弁しているデューティＯＮ期間はポンプ・モータＭが液圧を発生しないアンロード状態になる。

　本実施の形態では、ポンプ・モータＭを液圧ハイブリッド車両用の駆動源として用いているので、ポンプ・モータＭがモータとして作動するとき（駆動時）もポンプとして作動するとき（回生制動時）も回転方向は同一であるが、切換制御バルブ２４でタンク２１およびアキュムレータ２２の接続関係を反転することで、ポンプ・モータＭの回転方向を反転する機構を必要とせずに、ポンプ・モータＭの駆動および回生制動を支障なく行わせることができる。また１個の切換制御バルブ２４でポンプ・モータＭの駆動、回生、中立の切り換えを行うことができるだけでなく、ポンプ・モータＭの駆動時には高圧アンロード回路を自動的に構成し、ポンプ・モータＭの回生制動時には低圧アンロード回路を自動的に構成することができる。

　以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

　例えば、各実施の形態の流量制御バルブ２３は、液体の流れの方向を反対にしても、液体の流量を任意のデューティ比および任意のデューティ周波数でＰＷＭ制御するという機能を正常に発揮することができる。即ち、各実施の形態では入力ポート６１ｅ側から液体が流入して出力ポート６１ｆ側から液体が流出するようになっているが、出力ポート６１ｆ側から液体が流入して入力ポート６１ｅ側から液体が流出するようにポートの機能を入れ換えても良い。よって、実施の形態において、入力ポートおよび入口開口は液体が流出する機能を有するものを含み、出力ポートおよび出口開口は液体が流入する機能を有するものを含むものとする。

　また実施の形態では本発明の流量制御バルブ２３を液圧ハイブリッド車両に適用しているが、本発明の流量制御バルブ２３の用途は任意である。自動車等のための用途には以下のようなものが考えられる。
(1) 可変流量オイルポンプに流量制御バルブを適用すること
(2) 可変流量ウォータポンプに流量制御バルブを適用すること
(3) エンジンのインジェクタに流量制御バルブを適用すること
(4) エアコンの冷媒ポンプに流量制御バルブを適用すること
(5) エンジンのスロットルバルブに流量制御バルブを適用すること
(6) ターボ過給圧制御に流量制御バルブを適用すること
　また第１、第２電動モータ４６，４７は、電動モータ以外の任意の駆動源に置き換えることが可能である。

　また実施の形態では、流量制御バルブ２３の径方向外側から内側にスリーブ３７、デストリビュータ３８およびロータ４２を順番に配置しているが、デストリビュータ３８およびロータ４２の位置関係を入れ換え、流量制御バルブ２３の径方向外側から内側にスリーブ３７、ロータ４２およびデストリビュータ３８を順番に配置しても良い。

Claims (1)

1. 　バルブハウジング（３６）に固定した円筒状のスリーブ（３７）の内部に円筒状のデストリビュータ（３８）および円筒状のロータ（４２）を軸線（Ｌ）上に同軸に配置し、
   　第１駆動源（４６）で前記スリーブ（３７）に対して前記デストリビュータ（３８）を所定角度だけ相対回転させることで、前記スリーブ（３７）に形成した第１開口（３７ａ，３７ｂ）および前記デストリビュータ（３８）に形成した第２開口（３８ｃ，３８ｄ）が重なる重なり部分の面積を変化させるとともに、
   　第２駆動源（４７）で前記スリーブ（３７）および前記デストリビュータ（３８）に対して前記ロータ（４２）を所定速度で相対回転させることで、前記ロータ（４２）に形成した第３開口（４２ｃ，４２ｄ）が前記重なり部分を通過するときに前記第１開口（３７ａ，３７ｂ）および前記第２開口（３８ｃ，３８ｄ）を連通させて所定のデューティ比の液圧を発生させる液体流量制御バルブであって、
   　前記デストリビュータ（３８）および前記ロータ（４２）のうちの径方向内側に配置されたものの軸線（Ｌ）方向の一端を、前記第１、第２駆動源（４６，４７）の一方に同軸に接続するとともに、前記デストリビュータ（３８）および前記ロータ（４２）のうちの径方向外側に配置されたものの軸線（Ｌ）方向の一端を、前記第１、第２駆動源（４６，４７）の他方にギヤトレイン（６８，７０，７３）を介して接続したことを特徴とする液体流量制御バルブ。

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