JP2008095813A - ブリード式バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 応答性の向上を図るとともに、オイルリーク量を抑えることのできるブリード式バルブ装置を提供する。
【解決手段】 スプール４のシート部材３１側には、離座力受圧面６５が設けられており、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２から供給される油圧を受けて、スプール４に離座方向の「プレ離座力α」を発生させる。これにより、スプール４を離座させる「離座油圧」を小さくでき、応答性を向上できる。また、スプール４が着座した状態でオイルをブリード室３４へ供給する手段として、スプール４とシート部材３１の着座面における微細な隙間６３のみを用いる。これにより、従来技術で用いていたオリフィスが不要となる。また、微細な隙間６３は、ブリード室３４に流入させるオイル流量が少なく、リーク量を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブリード室内の油圧によって可動バルブが駆動されるブリード式バルブ装置に関する。

ブリード室内の油圧によって可動バルブが駆動されるブリード式バルブ装置として、例えば、特許文献１に示された電磁油圧制御弁が知られている。
特許文献１に示された電磁油圧制御弁を、図５、図６を参照して説明する。なお、実施例１と同一機能物には、同一符号を付して説明する。
電磁油圧制御弁は、三方弁構造のスプール弁１におけるスプール４（可動バルブの一例）を、ブリード室３４の圧力によって軸方向に駆動するものであり、スプール４を摺動方向の一方（図示右側）へ付勢するスプール用リターンスプリング５と、ブリード室３４の圧力制御を行う電磁ブリード弁２とを備える。

電磁ブリード弁２は、スプール４との間に加圧されたオイルが供給されるブリード室３４を形成するとともに、ブリード室３４と低圧側を連通させるブリードポート３５が形成されたシート部材３１と、ブリードポート３５を開閉するための開閉弁３２と、この開閉弁３２を駆動する電磁アクチュエータ３３とを備えるものであり、スプール４がシート部材３１に着座（当接）することによって、ブリード室３４にオイルを供給する供給ポート１２とブリード室３４の連通がスプール４によって遮断され、スプール４がシート部材３１から離座することによって、供給ポート１２とブリード室３４が連通する構造を採用している。

シート部材３１は、略円筒形状を呈するものであり、その内部にブリード室３４が形成される。また、シート部材３１の端面には、スプール４と全周に亘って当接する環状シート６２が設けられる。
スプール４がシート部材３１（具体的には環状シート６２）に着座すると、上述したように、供給ポート１２とブリード室３４の連通がスプール４によって遮断される。
スプール４がシート部材３１に着座して、供給ポート１２とブリード室３４の連通が「完全に遮断」されてしまうと、ブリード室３４へのオイル供給ができなくなり、開閉弁３２によりブリードポート３５が閉塞されてもブリード室３４に油圧が発生しない。

そこで、スプール４が環状シート６２に着座した状態であっても、供給ポート１２のオイルをブリード室３４に導く微小連通手段を設けている。
シート部材３１に着座したスプール４を離座させるには、ブリードポート３５の開度を小さくし（例えば、ブリードポート３５の閉塞）、ブリードポート３５から排出されるオイル流量より、微小連通手段からブリード室３４に供給されるオイル流量を多くし、ブリード室３４の油圧を昇圧させ、スプール４をシート部材３１から離座させる油圧（以下、スプール４がシート部材３１から離座するブリード室３４の油圧を「離座油圧」と称す）をブリード室３４に発生させる必要がある。

ここで、微小連通手段として、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３のみを用いることが考えられる。
しかし、微細な隙間６３のみでは、微細な隙間６３からブリード室３４に流入するオイル流量が少なく、ブリード室３４の油圧が「離座油圧」に達するのに時間がかかる。この結果、図４（ａ）の実線Ａの左端（オリフィス無し）に示すように、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答時間が長くなってしまう。

そこで、特許文献１には、微小連通手段として、図６に示すように、環状シート６２の一部に、供給ポート１２とブリード室３４を連通させるオリフィス６４（環状シート６２に形成された小さな溝）を形成し、スプール４がシート部材３１に着座した状態であっても、供給ポート１２のオイルをオリフィス６４を介してブリード室３４に供給する技術が開示されている。

オリフィス６４の流路面積を大きくすることで、オリフィス６４からブリード室３４に流入するオイル流量が多くなり、ブリード室３４の油圧が「離座油圧」に達するまでの時間を短くできる。即ち、図４（ａ）の実線Ａに示すように、オリフィス６４の流路面積を大きくすることで、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答時間を短くできる。
しかし、スプール４がシート部材３１に着座している状態は、開閉弁３２がブリードポート３５を開いた状態であり、オリフィス６４の流路面積を大きくすると、オリフィス６４からブリード室３４を介して低圧側に排出されるオイル流量（リーク量）が多くなってしまう。即ち、図４（ａ）の実線Ｂに示すように、オリフィス６４の流路面積を大きくするほど、応答性を向上できるが、リーク量が多くなってしまう。

このように、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答性と、スプール４がシート部材３１に着座している状態のリーク量は、相反するものであり、応答性とリーク量を適切な範囲内で両立させるには、オリフィス６４の流路面積が、図４（ａ）の設定範囲Ｃに示す狭い範囲内となるように高い精度で管理する必要がある。即ち、従来技術では、オリフィス６４の加工性が極めて悪く、オリフィス６４の加工が困難なものであった。
特開２００２−３５７２８１号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、応答性に優れ、且つリーク量を抑えることのできるブリード式バルブ装置の提供にある。

〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のブリード式バルブ装置の可動バルブは、離座力受圧面を備え、可動バルブがシート部材に着座する状態であっても、供給ポートから供給された油圧を受けて、可動バルブにシート部材から離座する方向の「プレ離座力」を発生させる。
これにより、可動バルブをシート部材から離座させるのに必要なブリード室の「離座油圧」を小さくできる。

このように、小さな「離座油圧」で可動バルブをシート部材から離座させることができるため、ブリード室の圧力を「離座油圧」に昇圧させる時間を短くでき、可動バルブをシート部材から離座させる際の応答性を高めることができる。
また、小さな「離座油圧」で可動バルブをシート部材から離座させることができるため、可動バルブがシート部材に着座した状態において、供給ポートからブリード室へ供給するオイル流量（微小連通手段によるオイル流量）を少なくすることができ、可動バルブがシート部材に着座した状態におけるリーク量を抑えることができる。
即ち、応答性の向上を図り、且つリーク量を抑えることができる。

〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のブリード式バルブ装置の可動バルブは、バルブボディの内部において軸方向へ摺動自在に支持されたスプールである。
そして、離座力受圧面は、バルブボディの摺動穴に摺動する摺動ランドと、この摺動ランドより小径の小径部との段差によって形成されるものである。
これにより、摺動ランドと小径部との径差によって「プレ離座力」を設定できる。

〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のブリード式バルブ装置の微小連通手段は、シート部材と可動バルブの着座面の粗度による微細な隙間により形成されるものであり、従来技術のオリフィスを廃止したものである。
これにより、オリフィスの加工コストが不要となり、ブリード式バルブ装置を安価に提供できる。
また、シート部材と可動バルブの着座面の粗度による微細な隙間（微小連通手段）は、ブリード室に流入させるオイル流量が少ないが、上述したように「プレ離座力」によって、小さい「離座油圧」で可動バルブをシート部材から離座させることができるため、応答性の劣化を招かない。
さらに、微細な隙間を用いることで、可動バルブがシート部材に着座している状態においてブリード室に流入するオイル流量を少なくできるため、可動バルブがシート部材に着座した状態でのリーク量を極めて小さく抑えることができる。

〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のブリード式バルブ装置の微小連通手段は、従来技術と同様に、供給ポートとブリード室とを微細に連通させる溝状のオリフィスを備えるものである。
従来技術のオリフィスは、適切な応答性とリーク量の両立を図るために、オリフィスの流路面積を高い精度で管理する必要があった。これに対し、上記請求項１の手段と組み合わせることで「プレ離座力」により応答性の向上が計られるため、オリフィスの流路面積を主にリーク量で管理すれば済むようになり、オリフィスの加工精度を下げることができる。即ち、オリフィスの加工が容易になる。
また、オリフィスが設けられることで、ブリード室に流入するオイル流量を多くでき、ブリード室の油圧上昇を速めることができるため、「プレ離座力」と組み合わされて応答性を極めて高めることができる。

最良の形態のブリード式バルブ装置は、スリーブ（バルブボディの一例）内で変位可能に支持されたスプール（可動バルブの一例）と、このスプールとの間にブリード室を形成するとともに、このブリード室を低圧側に連通させるブリードポートを有するシート部材と、ブリードポートを開閉可能な電磁アクチュエータ（開閉手段の一例）とを具備する。 また、ブリード式バルブ装置は、スプールがシート部材に着座することで、ブリード室にオイルを供給する供給ポートとブリード室の連通状態をスプールによって遮断する構造を備えるとともに、スプールがシート部材に着座する状態であっても、供給ポートとブリード室とを微細に連通させる微小連通手段を備える。
そして、スプールは、スプールがシート部材に着座する状態であっても、供給ポートから供給される油圧によって、シート部材から離座する方向の「プレ離座力」をスプールに発生する離座力受圧面を備える。

このように、スプールがシート部材に着座する状態であっても、スプールは離座力受圧面によって「プレ離座力」を受けるため、ブリード室の「離座油圧」が小さくても、スプールをシート部材から離座させることができる。これにより、スプールをシート部材から離座させる際の応答時間を短縮できる。
また、ブリード室の「離座油圧」が小さくても、スプールをシート部材から離座するため、スプールがシート部材に着座した状態において、供給ポートからブリード室へ供給するオイル流量（微小連通手段によるオイル流量）を少なくでき、スプールがシート部材に着座した状態でのリーク量を抑えることができる。

本発明のブリード式バルブ装置を電磁油圧制御弁に適用した実施例１を説明する。なお、実施例１では、先ず「電磁油圧制御弁の基本構造」を説明し、その後で「実施例１の特徴」を説明する。

〔電磁油圧制御弁の基本構造〕
図１に示す電磁油圧制御弁は、例えば自動変速機の油圧制御装置に搭載されるものであり、油圧の切替あるいは油圧の調整を行う油圧制御弁を構成するスプール弁１と、このスプール弁１を駆動する電磁ブリード弁２とを組み合わせたものである。
なお、実施例１では、電磁ブリード弁２の一部を成す電磁アクチュエータ３３（後述する）がＯＦＦの状態で、ブリードポート３５（後述する）の開度が最大になるタイプであり、且つ、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの状態で、後述する入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉鎖）になるとともに、後述する出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になるタイプ｛電磁油圧制御弁全体で見ればＮ／Ｌ（ノーマリロー出力）タイプ｝の電磁油圧制御弁を示す。

（スプール弁１の説明）
スプール弁１は、スリーブ３、スプール４およびスプール用リターンスプリング５を備える。
スリーブ３は、図示しない油圧コントローラのケース内に挿入されるものであり、略円筒形状を呈する。
スリーブ３には、スプール４を軸方向へ摺動自在に支持する摺動穴６、オイルポンプ（油圧発生手段）のオイル吐出口に連通し、走行状態に応じた入力油圧（オイル）が供給される入力ポート７、スプール弁１で調圧された出力油圧が出力される出力ポート８、低圧側（オイルパン等）に連通する排出ポート９が形成されている。

スリーブ３の図１左端には、スリーブ３内にスプール用リターンスプリング５を組み入れるためのバネ挿入穴１１が形成されている。
入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９等のオイルポートは、スリーブ３の側面に形成された穴であり、スリーブ３の側面には図１左側から図１右側に向けて、入力ポート７、出力ポート８、排出ポート９、後述するブリード室３４にオイルを供給する供給ポート１２、ブリード室３４から排出されたオイルをスリーブ３の外部に排出するブリード排出ポート１３が形成されている。

ここで、供給ポート１２には、供給ポート１２を通過する最大のオイル流量を規制する制御オリフィス１２ａが設けられており、後述する開閉弁３２が開かれた際の消費流量を抑えるように設けられている。
なお、供給ポート１２は、スリーブ３の外部（油圧コントローラ内）で減圧弁を介して入力ポート７と連通し、排出ポート９とブリード排出ポート１３はスリーブ３の外部（油圧コントローラ内）で連通するものである。

スプール４は、スリーブ３内に摺動自在に配置され、入力ポート７をシールする入力シールランド１４、排出ポート９をシールする排出シールランド１５を有する。そして、入力シールランド１４と排出シールランド１５の間に分配室１６が形成される。
また、スプール４は、入力シールランド１４の図１左側に、入力シールランド１４より小径のＦ／Ｂ（フィード・バック）ランド１７を備え、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１７のランド差（径差）によってＦ／Ｂ室１８が形成される。
スプール４内には、分配室１６とＦ／Ｂ室１８を連通するＦ／Ｂポート１９が形成されており、出力圧に応じたＦ／Ｂ油圧をスプール４に発生させる。なお、Ｆ／Ｂポート１９には、Ｆ／Ｂオリフィス１９ａが設けられており、Ｆ／Ｂ室１８内に適切なＦ／Ｂ油圧が発生するように設けられている。

このため、Ｆ／Ｂ室１８に印加される油圧（出力圧）が大きくなるに従って入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１７のランド差による差圧により、スプール４には図１右側に変位する軸力が発生する。これによって、スプール４の変位が安定し、入力圧の変動により出力圧が変動するのを防ぐことができる。
なお、スプール４は、スプール用リターンスプリング５のバネ荷重と、ブリード室３４の圧力によるスプール４の駆動力と、入力シールランド１４とＦ／Ｂランド１７のランド差による軸力とが釣り合う位置で静止するものである。

スプール用リターンスプリング５は、スプール４を閉弁側（入力側シール長が長くなって出力圧が低下する側：この実施例では図１右側）に付勢する筒状に螺旋形成されたコイルスプリングであり、スリーブ３の図１左側のバネ室２１内に圧縮された状態で配置される。このスプール用リターンスプリング５は、一端がＦ／Ｂランド１７の内部に形成された凹部２２の底面に当接し、他端がスリーブ３の図１左端に溶接やカシメ等により固定されたバネ座２３の底面に当接した状態で保持される。
なお、バネ室２１内に形成された段差２１ａは、スプール４の図１左端が当接することによって、スプール４の「最大開弁位置（スプール最大リフト位置）」を決定するものである。

（電磁ブリード弁２の説明）
電磁ブリード弁２は、スプール４の図１右側に形成されるブリード室３４の圧力によってスプール４を図１左側へ駆動するものであり、シート部材３１と、開閉弁３２を備えた電磁アクチュエータ３３とからなる。
シート部材３１は、スリーブ３の図１右側の内部に固定された略リング形状を呈するものであり、スプール４との間にはスプール４を駆動するためのブリード室３４が形成される。また、シート部材３１の中心部には、ブリード室３４と低圧側（上述したブリード排出ポート１３）を連通させるブリードポート３５が形成されている。

このシート部材３１は、図１左側の端面にスプール４が着座して、スプール４の「最大閉弁位置（スプール着座位置）」を決定するものである。また、シート部材３１は、図１右側の端面に後述するシャフト４８の軸方向端に設けられた開閉弁３２が当接するものであり、開閉弁３２がシート部材３１の図１右側の端面に当接することでブリードポート３５が閉塞される。

電磁アクチュエータ３３は、コイル４１、可動子４２、可動子用リターンスプリング４３、ステータ４４、ヨーク４５、コネクタ４６を備え、開閉弁３２を駆動してブリードポート３５の開度を制御するものであり、開閉弁３２がブリードポート３５の開度を小さくすると、ブリード室３４の内圧が上昇してスプール４が開弁方向（図１左側）へ変位し、逆に開閉弁３２がブリードポート３５の開度を大きくすると、ブリード室３４の内圧が低下してスプール４が閉弁方向（図１右側）へ変位する。

コイル４１は、通電されると磁力を発生して、可動子４２（具体的には、後述するムービングコア４７）と磁気固定子（ステータ４４、ヨーク４５）を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂ボビンの周囲に絶縁被膜線を多数巻回したものである。
可動子４２は、コイル４１の発生する磁力により軸方向へ磁気吸引される筒形状を呈したムービングコア４７と、このムービングコア４７の筒内に圧入され、軸方向の端部に開閉弁３２が直接形成されたシャフト４８とからなる。
ムービングコア４７は、略円筒形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、ステータ４４の内周面と直接摺動する。
シャフト４８は、ムービングコア４７内に圧入固定された略棒形状を呈する高硬度の非磁性材料（例えば、ステンレス等）であり、図１左側の端部にブリードポート３５を開閉する開閉弁３２が形成されている。

可動子用リターンスプリング４３は、シャフト４８を閉弁側（開閉弁３２がブリードポート３５を閉じる側）に付勢する筒状に螺旋形成されたコイルスプリングであり、シャフト４８の図１右側の端部と、ヨーク４５の中心部に軸方向に螺合されたアジャスタ（調整ネジ）４９との間で圧縮された状態で配置される。
ここで、この実施例１における電磁ブリード弁２は、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの時（ムービングコア４７に図１左側に向かう磁力が作用していない時）に、ブリードポート３５内から開閉弁３２が受けるオイルの吐出圧によって、開閉弁３２が図１右側に移動してブリードポート３５を開くものである。
そして、可動子用リターンスプリング４３は、可動子４２に対して特性調整のための付勢力を与えるものであり、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの時に、ブリードポート３５内から開閉弁３２が受けるオイルの吐出圧によってシャフト４８が図１右側へ移動できるバネ力である。なお、可動子用リターンスプリング４３のバネ荷重は、アジャスタ４９の螺合量（ねじ込み量）によって調整される。

シャフト４８の図１右側端部には、可動子用リターンスプリング４３の内側において図１右側に伸びるシャフト端凸部４８ａが設けられており、アジャスタ４９の図１左側端部には、可動子用リターンスプリング４３の内側において図１左側に伸びるアジャスタ端凸部４９ａが設けられている。このシャフト端凸部４８ａおよびアジャスタ端凸部４９ａは、シャフト４８が図１右側に変位した際に当接する。

ステータ４４は、磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）よりなり、ムービングコア４７を軸方向（図１左側：開閉弁３２がブリードポート３５を閉じる方向）へ磁気吸引する吸引ステータ４４ａと、ムービングコア４７の周囲を覆ってムービングコア４７と径方向の磁束の受け渡しを行う摺動ステータ４４ｂと、吸引ステータ４４ａと摺動ステータ４４ｂの間を通る磁束量を抑制して吸引ステータ４４ａ→ムービングコア４７→摺動ステータ４４ｂへ磁束を通すための磁気飽和溝（磁気抵抗が大きくなる部分）４４ｃとを備える。
ステータ４４の内周には、ムービングコア４７を軸方向へ摺動自在に支持する軸方向穴４４ｄが形成されている。この軸方向穴４４ｄは、ステータ４４の一端から他端に向けて同径の貫通穴である。

吸引ステータ４４ａは、ヨーク４５とスリーブ３との間に軸方向に挟まれるフランジを介してヨーク４５と磁気的に結合されている。また、吸引ステータ４４ａは、ムービングコア４７を磁気吸引した際にムービングコア４７と軸方向に交差する筒部を備える。この筒部の外周面は、テーパ形状に設けられており、ムービングコア４７のストローク量に対して磁気吸引力が変化しないように設けられている。

摺動ステータ４４ｂは、ムービングコア４７の全周を覆う略円筒形状を呈し、摺動ステータ４４ｂの外周には、磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）よりなる磁気受渡しリング５１が配置され、摺動ステータ４４ｂとヨーク４５が磁気的に結合されている。また、摺動ステータ４４ｂは、軸方向穴４４ｄ内においてムービングコア４７と直接摺動してムービングコア４７を軸方向へ摺動自在に支持するとともに、ムービングコア４７と径方向の磁束の受け渡しを行うものである。
ヨーク４５は、コイル４１の周囲を覆って磁束を流す略カップ状に形成された磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、開口端部に形成された爪部をカシメることでスリーブ３と強固に結合される。

スリーブ３とヨーク４５の連結部分には、スリーブ３内と電磁アクチュエータ３３内を区画するダイアフラム５２が設けられている。ダイアフラム５２は、略リング形状のゴム製であり、外周部がスリーブ３とステータ４４の間に挟み付けられ、中心部がシャフト４８の外周に形成された溝に嵌め合わされてスリーブ３内（後述する排圧室５３内）のオイルや異物が電磁アクチュエータ３３の内部に浸入するのを防ぐものである。
スリーブ３の図１右側の内部には、シート部材３１とダイアフラム５２で区画され、ブリード排出ポート１３に連通する排圧室５３が形成されている。ダイアフラム５２の排圧室５３側に配置された略リング形状のプレートは防圧遮蔽板５４であり、排圧室５３の圧力が直接的にダイアフラム５２に加わるのを防いでいる。

コネクタ４６は、電磁油圧制御弁を制御する電子制御装置（図示しない）と接続線を介して電気的な接続を行う接続手段であり、その内部にはコイル４１の両端にそれぞれ接続される端子４６ａが配置されている。
なお、電子制御装置は、デューティ比制御によって電磁アクチュエータ３３のコイル４１へ供給する通電量（電流値）を制御するものであり、コイル４１への通電量を制御することによって、ブリードポート３５のオイルの吐出圧に抗して可動子４２（ムービングコア４７＋シャフト４８）の軸方向の位置をリニアに変位させ、可動子４２の軸方向位置を変化させることで開閉弁３２の軸方向位置を変化させて、ブリードポート３５の開度を制御して、ブリード室３４内の油圧をコントロールするものである。

このように、ブリード室３４内の油圧が電子制御装置によって制御されることで、スプール４の軸方向位置が制御される。これによって、入力シールランド１４による入力ポート７と分配室１６の入力側シール長と、排出シールランド１５による分配室１６と排出ポート９の排出側シール長との比率が制御され、その結果、出力ポート８の出力油圧が制御される。

〔実施例１の特徴〕
シート部材３１は、環状の部材であり、その内部にブリード室３４が形成される。シート部材３１の図１左側の端面には、スプール４の端部と全周に亘って着座する環状シート６２が設けられている。
そして、スプール４がシート部材３１の環状シート６２に着座することにより、供給ポート１２とブリード室３４の連通がスプール４により遮断されて、供給ポート１２→ブリード室３４→ブリードポート３５を介して排出されるオイルの消費流量を抑えるように設けられている。

スプール４がシート部材３１に着座して、供給ポート１２とブリード室３４の連通が「完全に遮断」されてしまうと、ブリード室３４へオイルの供給ができなくなり、開閉弁３２によりブリードポート３５が閉塞されてもブリード室３４に油圧が発生しない。
そこで、スプール４がシート部材３１に着座した状態であっても、供給ポート１２のオイルをブリード室３４に導く微小連通手段を設けている。

（実施例１の背景）
従来技術では、微小連通手段として、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度（細かい凹凸）による微細な隙間６３の他に、環状シート６２に形成されたオリフィス６４（符号、図６参照）を用いるものであり、微小連通手段の流路面積をオリフィス６４の溝幅および溝深さにより調整していた。

シート部材３１に着座したスプール４を離座させるには、ブリードポート３５の開度を小さくし、ブリードポート３５から排出されるオイル流量より、微小連通手段からブリード室３４に供給されるオイル流量を多くすることで、ブリード室３４の油圧を昇圧させ、ブリード室３４にスプール４をシート部材３１から離座させる「離座油圧」を発生させる必要がある。

ここで、微小連通手段として、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３のみを用いることが考えられる。
しかし、微細な隙間６３のみでは、微細な隙間６３からブリード室３４に流入するオイル流量が少なく、ブリード室３４の油圧が「離座油圧」に達するのに時間がかかり、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答時間が長くなってしまう。

そこで、従来技術では、上述したように微小連通手段として、シート部材３１にオリフィス６４を形成して、ブリード室３４の昇圧速度を速めていた。
オリフィス６４の流路面積を大きくすることで、オリフィス６４からブリード室３４に流入するオイル流量を多くすることができ、ブリード室３４の油圧が「離座油圧」に達する時間を短くできる。即ち、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答時間を短縮できる。

しかし、スプール４がシート部材３１に着座している状態は、開閉弁３２がブリードポート３５を開いた状態であって、オリフィス６４の流路面積を大きくすると、オリフィス６４からブリード室３４を介して低圧側に排出されるオイルのリーク量が多くなってしまう。即ち、オリフィス６４の流路面積を大きくするほど、応答性を向上できるが、リーク量が多くなってしまう。
このため、従来技術では、応答性とリーク量の両立を図る折衷的なオリフィス６４の流路面積を決定し、オリフィス６４の流路面積がその狭い設定範囲内となるように高い精度で管理する必要があった。

（上記の不具合を解決する第１の技術）
スプール４には、シート部材３１側に、シート部材３１側に向いた離座力受圧面６５が設けられている。この離座力受圧面６５は、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２から供給される油圧を受け、スプール４にシート部材３１から離座する方向の「プレ離座力α」を発生させるものである。
具体的に、スプール４における排出シールランド１５（スリーブ３の摺動穴６に摺動する摺動ランドの一例）の図１右側（シート部材３１側）には、この排出シールランド１５より小径の小径部１５ａが設けられ、排出シールランド１５と小径部１５ａの段差によって離座力受圧面６５が形成されている。なお、この実施例の離座力受圧面６５は、軸方向に対して垂直な段差面であるが、テーパ面であっても良い。

この小径部１５ａの外周と、スリーブ３の摺動穴６との間に形成される空間は、シート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２と連通する。このため、シート部材３１に着座する状態であっても、離座力受圧面６５には供給ポート１２から供給される油圧が印加され、スプール４に図１左向きの「プレ離座力α」が発生する。

この「プレ離座力α」は、（１）電磁アクチュエータ３３の通電停止状態（ブリードポート３５に加わるオイルの吐出圧によって開閉弁３２が図１右側に押されて、ブリードポート３５の開度が大きくなり、ブリード室３４が排圧の状態）において、スプール用リターンスプリング５の付勢力で、スプール４がシート部材３１に着座するとともに、（２）電磁アクチュエータ３３に微小の駆動電流が与えられた状態（ブリードポート３５の開度が小さくなって、ブリード室３４の圧力が排圧状態より上昇した状態）において、ブリード室３４の油圧によりスプール４に生じる図１左向きの「離座力β」と共動して、スプール４がシート部材３１から離座するように設定されている。
この「プレ離座力α」は、離座力受圧面６５に作用する油圧と、離座力受圧面６５の面積とで決定されるものであり、離座力受圧面６５の面積は排出シールランド１５と小径部１５ａの径差、即ち小径部１５ａの径によって設定される。

（上記の不具合を解決する第２の技術）
この実施例１の微小連通手段は、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３により形成されるものであり、従来技術のオリフィス６４を廃止したものである。
この微細な隙間６３は、スプール４の図１右端の金属表面における微細な凹凸と、シート部材３１の金属表面における微細な凹凸との当接箇所においてオイルが通過する隙間であって、スプール４がシート部材３１に着座している状態においてブリード室３４にオイルを供給する手段である。

〔実施例１の作動〕
具体的な電磁油圧制御弁の作動を説明する。
電磁アクチュエータ３３の通電が停止された状態では、ブリードポート３５に加わるオイルの吐出圧によって開閉弁３２が図１右側に押されて、可動子４２（ムービングコア４７＋シャフト４８）が図１右側に変位し、ブリードポート３５の開度が大きくなる。これによって、ブリード室３４が排圧状態となり、スプール４はシート部材３１に着座して「最大閉弁位置（スプール着座位置）」で停止する。このように、スプール４が「最大閉弁位置」で停止する状態では、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉鎖）になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になり、出力ポート８が排圧状態になる。

電磁アクチュエータ３３の通電停止状態から電磁アクチュエータ３３に駆動電流が与えられると、ムービングコア４７に図１左側に向かう磁気吸引力が与えられ、可動子４２（ムービングコア４７＋シャフト４８）が図１左側に変位して、ブリードポート３５の開度が小さくなる。
すると、ブリードポート３５から排出されるオイル流量より、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３（微小連通手段）を介してブリード室３４に供給されるオイル流量が上回り、ブリード室３４の油圧が上昇する。
スプール４には、離座力受圧面６５によってシート部材３１から離座する方向の「プレ離座力α」が作用しているため、ブリード室３４の油圧が少量上昇するだけで、スプール４はシート部材３１から離座する。
スプール４がシート部材３１から離座すると、供給ポート１２とブリード室３４が直接連通し、供給ポート１２からブリード室３４に流入するオイル流量が増える。

電磁アクチュエータ３３に与えられる駆動電流が増加するに従い、ブリードポート３５の開度が小さくなり、その結果、ブリード室３４の内圧が上昇して、スプール４がスプール用リターンスプリング５の付勢力に抗して図１左側へ移動する。即ち、電磁アクチュエータ３３に与えられる駆動電流が増加するに従い、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が大きくなるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が小さくなり、出力ポート８の出力圧が高まる。

電磁アクチュエータ３３に与えられる駆動電流がさらに増加し、開閉弁３２がシート部材３１に当接してブリードポート３５が閉塞されると、供給ポート１２からブリード室３４に供給されるオイルの圧力によってブリード室３４の内圧が最大となり、スプール４がスプール用リターンスプリング５の付勢力に抗して図１左側へさらに移動し、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最大になるとともに、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最小（閉鎖）になり、出力ポート８の出力圧が最大になる。

なお、スプール４は、この最大出力時において、ブリード室３４の圧力によるスプール４の図示右端面に発生する力と、スプール用リターンスプリング５のバネ荷重と、Ｆ／Ｂ室１８に最大出力圧（Ｆ／Ｂ室１８の入力圧）が加わった時に発生するＦ／Ｂによる軸力とが釣り合う位置で静止する。この最大出力時におけるスプール４の静止位置は、通常はスプール４の「最大開弁位置（スプール最大リフト位置）」よりも図示右側に設定されるものであり、バネ室２１内に形成された段差２１ａにスプール４が当接しないようになっている。

電磁アクチュエータ３３に与えられる駆動電流が減少することで、上記とは逆の作動を行う。そして、電磁アクチュエータ３３の通電が停止されることで、再びスプール４がシート部材３１に着座して「最大閉弁位置（スプール着座位置）」で停止する。

（実施例１の効果）
実施例１の電磁油圧制御弁は、スプール４に離座力受圧面６５が設けられており、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２から供給された油圧を受けて、スプール４にはシート部材３１から離座する方向の「プレ離座力α」が与えられる。
これにより、スプール４をシート部材３１から離座させるのに必要なブリード室３４の「離座油圧」を小さくでき、ブリード室３４の油圧を「離座油圧」に昇圧する時間を短縮できる。即ち、電磁アクチュエータ３３に駆動電流が与えられてから、スプール４がシート部材３１から離座するまでの応答時間が短くなる。

一方、この実施例１の電磁油圧制御弁は、スプール４がシート部材３１に着座した状態で供給ポート１２からブリード室３４へオイルを供給する微小連通手段として、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３のみを用いるものであり、従来技術のオリフィス６４を用いない。
これにより、オリフィス６４の加工コストが不要となり、電磁油圧制御弁の製造コストを抑えることができる。
また、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３は、ブリード室３４に流入させるオイル流量が少ない。このため、スプール４がシート部材３１に着座した状態におけるオイルのリーク量を小さく抑えることができる。しかし、上述したように、「プレ離座力α」によって、小さい「離座油圧」でスプール４をシート部材３１から離座させることができるため、微細な隙間６３のみを用いても従来技術の応答性を確保できる。

即ち、実施例１の電磁油圧制御弁は、オリフィス６４の加工を不要とし、電磁アクチュエータ３３に駆動電流が与えられてから、スプール４がシート部材３１から離座するまでの応答性の向上を図ることができ、さらにスプール４がシート部材３１に着座した状態でのリーク量を抑えることができる。

また、この実施例１は、離座力受圧面６５が排出シールランド１５と小径部１５ａの段差によって設けられる。このように、スプール４の図１右側（シール部材３１側）に小径部１５ａを設けるだけで、「プレ離座力α」を発生する離座力受圧面６５を設けることができる。
そして、「プレ離座力α」を発生させる離座力受圧面６５の面積は、排出シールランド１５と小径部１５ａの径差、即ち小径部１５ａの径によって設定される。これにより、小径部１５ａの外径寸法のみで「プレ離座力α」を設定できる。

図２を参照して実施例２を説明する。なお、上記実施例１と同一符号は同一機能物を示すものである。
上記の実施例１の電磁油圧制御弁は、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの状態で、ブリードポート３５の開度が最大になるタイプであり、且つ、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最小（閉鎖）になり、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最大になるタイプ｛電磁油圧制御弁全体で見ればＮ／Ｌ（ノーマリロー出力）タイプ｝を示した。

これに対し、この実施例２の電磁油圧制御弁は、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの状態で、ブリードポート３５が閉塞されるタイプであり、且つ、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの状態で、入力ポート７と出力ポート８の連通度合が最大になり、出力ポート８と排出ポート９の連通度合が最小（閉鎖）になるタイプ｛電磁油圧制御弁全体で見ればＮ／Ｈ（ノーマリハイ出力）タイプ｝である。

具体的に、実施例２の電磁油圧制御弁は、実施例１に対して、可動子用リターンスプリング４３、ステータ４４、および可動子４２が異なる。
可動子用リターンスプリング４３は、電磁アクチュエータ３３がＯＦＦの時に、ブリードポート３５内から開閉弁３２が受けるオイルの吐出圧に抗して、開閉弁３２をシート部材３１に押し付けてブリードポート３５を閉じるものである。
ステータ４４は、可動子用リターンスプリング４３の付勢力に抗して可動子４２を図示右側に磁気吸引するものであり、吸引ステータ４４ａが図示右側に設けられ、摺動ステータ４４ｂが図示左側に設けられる。
可動子４２は、吸引ステータ４４ａの位置の変更に伴ってシャフト４８の長さが変更されている。なお、詳細に見ればシャフト端凸部４８ａおよびアジャスタ端凸部４９ａの長さも変更されているが、アジャスタ端凸部４９ａを含むアジャスタ４９は実施例１と共通に設け、シャフト端凸部４８ａの長さを変えることで対処しても良い。

（実施例２の効果）
実施例２の電磁油圧制御弁は、実施例１と同様、スプール４に離座力受圧面６５が設けられるものであり、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２から供給された油圧を受けて、スプール４にはシート部材３１から離座する方向の「プレ離座力α」が作用するため、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図３、図４を参照して実施例３を説明する。
上記実施例１では、微小連通手段として、スプール４とシート部材３１の着座面の粗度による微細な隙間６３のみを用いて、オリフィス６４を用いない例を示した。
これに対し、この実施例３は、微小連通手段として、微細な隙間６３に加え、オリフィス６４を用いるものである。
即ち、この実施例３は、スプール４に離座力受圧面６５を設けて、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、スプール４にシート部材３１から離座する方向の「プレ離座力α」を作用させる技術に、従来技術と同様、ブリード室３４の昇圧速度を高めるオリフィス６４を設けたものである。
なお、オリフィス６４は、従来技術と同様、スプール４がシート部材３１に着座する状態であっても、供給ポート１２とブリード室３４とを微細に連通するものであり、環状シート６２に形成されて径方向に延びる細い溝状の通路である（図６参照）。

従来技術では、スプール４に「プレ離座力α」が作用しないため、スプール４をシート部材３１から離座させる際の応答性と、スプール４がシート部材３１に着座している状態のリーク量とを適切な範囲内で両立させるために、オリフィス６４の流路面積を図４（ａ）の設定範囲Ｃに示す狭い範囲内に高い精度で管理する必要があり、オリフィス６４の加工性が極めて悪く、オリフィス６４の加工が困難なものであった。
これに対し、この実施例３では、「プレ離座力α」により応答時間を図４（ｂ）の実線Ａ’に示すように向上させることができるため、オリフィス６４の流路面積を図４（ｂ）の実線Ｂに示すリーク量のみで管理すれば済む。即ち、オリフィス６４の流路面積を図４（ｂ）の設定範囲Ｃ’に示す広い範囲内に設定することで、リーク量を従来技術以下に抑えることができる。
このように、オリフィス６４の加工精度を下げることができるため、オリフィス６４の加工が容易になり、生産性を高めることができる。

また、オリフィス６４を設けることで、ブリード室３４に流入するオイル流量を多くでき、ブリード室３４の昇圧速度を高めることができるため、「プレ離座力α」と組み合わされて応答性を極めて高めることができる。
なお、この実施例３を上記実施例２と組み合わせても良い。即ち、離座力受圧面６５が設けられたＮ／Ｈタイプの電磁油圧制御弁にオリフィス６４を設けても良い。

〔変形例〕
上記の実施例では、スプール４に小径部１５ａを設けることで、離座力受圧面６５をリング状に形成する例を示したが、離座力受圧面６５は供給ポート１２から供給される油圧によりスプール４に「プレ離座力α」を発生するものであれば良く、部分的な段差部や、スプール４の端部の外周にテーパ面を設けるものであっても良い。
上記の実施例では、スプール弁１が三方弁を構成する例を示したが、スプール弁１は三方弁に限定されるものではなく、二方弁（開閉弁）、四方弁など、他の構成のスプール弁であっても良い。

上記の実施例では、可動バルブの一例としてスプール４を用いる例を示したが、可動バルブはスプール４に限定されるものではない。即ち、可動バルブは軸方向に変位するものに限定されるものではなく、可動バルブが回転方向に変位するバルブ装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、開閉手段の一例として電磁アクチュエータ３３を用いる例を示したが、電動モータ、ピエゾスタック等を用いたピエゾアクチュエータなど、他のアクチュエータを用いても良い。

上記の実施例では、自動変速機の油圧制御装置に用いられる油圧制御弁に本発明を適用する例を示したが、自動変速機以外の他の油圧制御弁に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、油圧制御を行う油圧制御弁に本発明を適用する例を示したが、オイル流量制御を行うＯＣＶ（オイル・フロー・コントロール・バルブの略）に本発明を適用しても良い。

電磁油圧制御弁（Ｎ／Ｌタイプ）の軸方向に沿う断面図、スプールの軸方向に沿う断面図、スプールを軸方向から見た図である（実施例１）。 電磁油圧制御弁（Ｎ／Ｈタイプ）の軸方向に沿う断面図である（実施例２）。 電磁油圧制御弁（Ｎ／Ｌタイプ）の軸方向に沿う断面図である（実施例３）。 オリフィスの流路面積に対する応答時間およびリーク量の関係を示すグラフである。 電磁油圧制御弁（Ｎ／Ｈタイプ）の軸方向に沿う断面図である（従来技術）。 シート部材を軸方向から見た図、および軸方向に沿う断面図である（従来技術）。

符号の説明

３ スリーブ（バルブボディ）
４ スプール（可動バルブ）
６ 摺動穴
１２ 供給ポート
１５ 排出シールランド（摺動ランド）
１５ａ 小径部
３１ シート部材
３３ 電磁アクチュエータ（開閉手段）
３４ ブリード室
３５ ブリードポート
６３ 着座面の粗度による微細な隙間（微小連通手段）
６４ オリフィス（微小連通手段）
６５ 離座力受圧面
α プレ離座力

Claims (4)

1. バルブボディ内で変位可能に支持された可動バルブと、
   この可動バルブとの間にブリード室を形成するとともに、このブリード室を低圧側に連通させるブリードポートを有するシート部材と、
   前記ブリードポートを開閉可能な開閉手段とを具備し、
   前記可動バルブが前記シート部材に着座することで、前記ブリード室にオイルを供給する供給ポートと前記ブリード室の連通状態を前記可動バルブによって遮断する構造を備えるとともに、
   前記可動バルブが前記シート部材に着座する状態であっても、前記供給ポートと前記ブリード室とを微細に連通させる微小連通手段を備えるブリード式バルブ装置において、
   前記可動バルブは、当該可動バルブが前記シート部材に着座する状態であっても、前記供給ポートから供給される油圧を受けて、前記シート部材から離座する方向のプレ離座力を発生する離座力受圧面を備えることを特徴とするブリード式バルブ装置。
2. 請求項１に記載のブリード式バルブ装置において、
   前記可動バルブは、前記バルブボディの内部において軸方向へ摺動自在に支持されるスプールであり、
   前記離座力受圧面は、前記バルブボディの摺動穴に摺動する摺動ランドと、この摺動ランドより小径の小径部との段差によって形成されることを特徴とするブリード式バルブ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のブリード式バルブ装置において、
   前記微小連通手段は、前記シート部材と前記可動バルブの着座面の粗度による微細な隙間により形成されることを特徴とするブリード式バルブ装置。
4. 請求項１または請求項２に記載のブリード式バルブ装置において、
   前記微小連通手段は、前記可動バルブが着座する前記シート部材に形成されて、前記可動バルブが前記シート部材に着座する状態であっても、前記供給ポートと前記ブリード室とを微細に連通させる溝状のオリフィスを備えることを特徴とするブリード式バルブ装置。
   

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