JP2007051753A - 三方制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力弁口と排出弁口が同時に開口している制御領域においてオイルの消費流量を抑える。
【解決手段】 排出側弁体６に、排出弁離座量Ｂが小さくなるに従って排出弁口１７内の開口面積を小さくし、逆に排出弁離座量Ｂが大きくなるに従って排出弁口１７内の開口面積を大きくする排出側テーパ４１を設ける。ロッド軸５に、入力弁離座量Ａが小さくなるに従って、入力弁口１６内の開口面積を小さくし、逆に入力弁離座量Ａが大きくなるに従って入力弁口１６内の開口面積を大きくする入力側テーパ４２を設ける。入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態では、入力側テーパ４２が入力弁口１６の開口面積を絞るとともに、排出側テーパ４１が排出弁口１７の開口面積を絞るため、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している制御領域においてオイルの消費流量を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、入力弁口と排出弁口を同時に開口している状態で出力流体（例えば、オイル等）の調圧あるいは調量を行う三方制御弁に関する。

（従来技術）
入力弁口と排出弁口を同時に開口している状態でオイル（出力流体の一例）の調圧あるいは調量を行う三方制御弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に開示される三方制御弁は、全開時（最大出力時）、排出側弁体（例えば、可動子と一体に設けられた段差部）が排出弁シートに着座することで、出力圧を極めて高圧に制御する際におけるオイルの消費流量を減少させている（図５参照）。
また、特許文献１に開示される三方制御弁は、全閉時（最低出力時）、入力側弁体（例えば、ボール弁）が入力弁シートに着座することで、出力圧を極めて低圧に制御する際におけるオイルの消費流量を減少させている（図５参照）。

（従来技術の問題点）
三方制御弁は、全開時のオイル流量（出力流量：排出弁口が閉じられて、入力ポート→入力室→入力弁口→出力室→出力ポートに至るオイル流量）を確保するために、入力弁口が開いている状態で、入力弁口の開口面積が大きく設定される。
また、三方制御弁は、全閉時のオイル流量（排出流量：入力弁口が閉じられて、出力ポート→出力室→排出弁口→排出室→排出ポートに至るオイル流量）を確保するために、排出弁口が開いている状態で、排出弁口の開口面積が大きく設定される。

ここで、三方制御弁によって、出力の調圧あるいは調量を行う際は、開口面積の大きい入力弁口と排出弁口を同時に開口し、入力弁離座量と排出弁離座量の比率を変化させることで、出力の調圧あるいは調量を行う。このため、入力弁口と排出弁口を同時に開口する制御領域では、入力ポートから供給されたオイルが出力されずに排出ポートから排出されるオイルの消費流量が多くなってしまう（図５中、破線Ｊ範囲参照）。
特開２００２−２８６１５２号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態における流体（例えば、オイル等）の消費流量を抑えることが可能な三方制御弁の提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の手段を採用する三方制御弁の排出側弁体には、排出弁離座量が小さくなるに従って、排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられている。
このため、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、全開時に近づくほど排出弁口の開口面積が小さくなり、出力室から排出室に至る流体流量が少なくなる。この結果、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、流体の消費流量を抑えることができる。
また、請求項１の手段を採用する三方制御弁のロッド軸には、入力弁離座量が小さくなるに従って、入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられている。
このため、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、全閉時に近づくほど入力弁口の開口面積が小さくなり、入力室から出力室に至る流体流量が少なくなる。この結果、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、流体の消費流量を抑えることができる。
このように、請求項１の三方制御弁は、排出側テーパおよび入力側テーパが設けられていることで、「全開時に近い側〜全閉時に近い側」の広い制御領域にわたって流体の消費流量を抑えることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の手段を採用する三方制御弁の排出側弁体には、排出弁離座量が小さくなるに従って、排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられている。
このため、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、全開時に近づくほど排出弁口の開口面積が小さくなり、出力室から排出室に至る流体流量が少なくなる。この結果、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、流体の消費流量を抑えることができる。
即ち、従来の三方制御弁に比較して、流体の消費流量を抑えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の手段を採用する三方制御弁のロッド軸には、入力弁離座量が小さくなるに従って、入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられている。
このため、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、全閉時に近づくほど入力弁口の開口面積が小さくなり、入力室から出力室に至る流体流量が少なくなる。この結果、入力弁口と排出弁口が同時に開口している状態であっても、流体の消費流量を抑えることができる。
即ち、従来の三方制御弁に比較して、流体の消費流量を抑えることができる。

［請求項４の手段］
請求項４の手段を採用する三方制御弁における入力側弁体は、入力室内の流体圧力によって入力弁口の入力弁シートに着座するボール弁である。
これによって、ボール弁を用いた三方制御弁において、流体の消費流量を抑えることができる。

［請求項５の手段］
請求項５の手段を採用する三方制御弁における入力側弁体は、ロッド軸と一体に設けられて、排出側弁体およびロッド軸とともに軸方向に移動するロッド一体弁である。
これによって、入力側弁体とロッド軸が１つの部品で済むため、製造コストを抑えるとともに、組み付け性を向上させることができる。

［請求項６の手段］
請求項６の手段を採用する三方制御弁における駆動手段は、通電により発生する磁力によって、磁性部材よりなる可動子を駆動する電磁アクチュエータである。
これによって、電磁アクチュエータを用いた三方制御弁において、流体の消費流量を抑えることができる。

三方制御弁は、軸方向に駆動される可動子を備えた駆動手段と、この可動子の軸方向の移動によって出力流体の調圧あるいは調量が成される流路切替部とを具備する。
この流路切替部は、（ａ）流体が入力される入力室、低圧側に連通する排出室、および入力室と排出室の間に配置される出力室が、可動子の軸線上に配置され、入力室と出力室を区画する入力側隔壁に形成された入力弁口と、出力室と排出室を区画する排出側隔壁に形成された排出弁口とが、可動子の軸線上に設けられたバルブハウジングと、（ｂ）入力室内に配置され、入力弁口の入力弁シートに着座可能な入力側弁体と、（ｃ）可動子によって駆動され、出力室内に配置されて排出弁口の排出弁シートに着座可能な排出側弁体と、（ｄ）排出側弁体と一体に移動し、出力室側から入力弁口の内側に挿入されて入力側弁体を入力室側に変位させることが可能なロッド軸とを備え、（ｅ）可動子の軸方向の移動位置を可変することで、入力側弁体が入力弁シートから離座する入力弁離座量と、排出側弁体が排出弁シートから離座する排出弁離座量とを可変して、出力流体の調圧あるいは調量が成される。

そして、最良の形態１の三方制御弁は、（ｆ）排出側弁体に、排出弁離座量が小さくなるに従って、排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられるとともに、（ｇ）ロッド軸に、入力弁離座量が小さくなるに従って、入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられるものである。
また、最良の形態２の三方制御弁は、（ｆ）排出側弁体に、排出弁離座量が小さくなるに従って、排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられるものである。
さらに、最良の形態３の三方制御弁は、（ｇ）ロッド軸に、入力弁離座量が小さくなるに従って、入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられるものである。

本発明の三方制御弁を、油圧あるいはオイル流量の制御を行う三方制御弁に適用した実施例１を説明する。この実施例１では、先ず「三方制御弁の基本構造」を説明し、その後で「実施例１の特徴」を説明する。

〔三方制御弁の基本構造〕
三方制御弁の基本構造を図１を参照して説明する。
三方制御弁は、例えば自動車の自動変速機において油圧制御を行う油圧コントローラのケースの内部に配置されるものであり、流路切替部１と、この流路切替部１を駆動する電磁アクチュエータ２（駆動手段の一例）とを備える。
なお、この実施例１では、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、後述する入力ポート２１と出力ポート２２の連通度合が最大（入力弁離座量Ａが最大）になるとともに、出力ポート２２と排出ポート２３の連通度合が最小（閉鎖：排出弁離座量Ｂが最小）になるノーマリオープン（Ｎ／Ｏ）型の三方制御弁を例示する。

（流路切替部１の説明）
流路切替部１は、バルブハウジング３、ボール弁（入力側弁体の一例）４、ロッド軸５および排出側弁体（ブリード弁体：この実施例１では後述する可動子３２と一体に設けられている）６を備える。
バルブハウジング３は、ボール弁ケース７と本体バルブケース８とを結合したものであり、その内部は、図１左側より右側に向かって入力室１１、出力室１２、排出室１３が形成されている。
入力室１１は、ボール弁ケース７の内部空間によって構成されている。出力室１２は、ボール弁ケース７と本体バルブケース８で囲まれた空間によって構成されている。排出室１３は、本体バルブケース８と、後述するダイアフラム３９とで囲まれた空間によって構成されている。

入力室１１と出力室１２は、ボール弁ケース７に設けられた入力側隔壁１４によって区画されるものであり、出力室１２と排出室１３は、本体バルブケース８に設けられた排出側隔壁１５によって区画されるものである。
入力側隔壁１４と排出側隔壁１５は、軸方向（ロッド軸５および可動子３２の移動方向）に対して垂直面を成して対向配置される。入力側隔壁１４の中心部には入力室１１と出力室１２を連通する入力弁口１６が設けられている。また、排出側隔壁１５の中心部にも、出力室１２と排出室１３を連通する排出弁口１７が設けられている。なお、入力弁口１６と排出弁口１７は、ともにロッド軸５および可動子３２の軸線上に設けられている。

ボール弁ケース７と本体バルブケース８よりなるバルブハウジング３には、図示しないオイルポンプから圧送されたオイル（流体の一例）が入力される入力ポート２１と、オイルを油圧作動部等に出力する出力ポート２２と、オイルをオイルパン等の低圧側へ排出する排出ポート（ドレインポート）２３とが設けられている。
入力ポート２１は、入力室１１と連通するものであり、ボール弁ケース７の先端（図１左端）に開口して設けられている。出力ポート２２は、出力室１２と連通するものであり、本体バルブケース８の径方向に開口して設けられている。排出ポート２３は、排出室１３と連通するものであり、本体バルブケース８の径方向に開口して設けられている。

ボール弁４は、円球形状を呈した金属ボールであり、入力室１１内に配置され、入力ポート２１から供給される油圧によって入力弁口１６の周囲の入力弁シート１６ａに着座する力が与えられる。このボール弁４が入力弁シート１６ａに着座することで、入力弁口１６が閉塞されて、入力室１１と出力室１２の連通が遮断される。

ロッド軸５は、排出側弁体６の軸中心に形成された穴６ａ内に圧入等により固着された棒形状を呈する金属シャフトであり、出力室１２側から入力弁口１６の内側に挿入されている。
このロッド軸５は、上述したように、可動子３２に結合されているため、可動子３２と一体に移動するものであり、電磁アクチュエータ２の通電量が所定値（可動子移動開始の電流値）を下回って可動子３２が図１左側に位置する時に、入力弁口１６から入力室１１内に突出するロッド軸５の突出量が最大となる。これにより、ボール弁４と入力弁シート１６ａの入力弁離座量Ａ（ボール弁４の離座距離）が最大になる。また、電磁アクチュエータ２の通電量が所定値（可動子移動終了の電流値）を上回って可動子３２が図１右側に位置する時に、ロッド軸５の先端が入力弁口１６内に埋没する。これにより、ボール弁４が入力弁シート１６ａに着座して、入力弁離座量Ａが最小になる。

排出側弁体６は、排出室１３内に配置され、略円柱形状を呈して可動子３２と一体に設けられており、可動子３２を付勢するリターンスプリング３３によって、排出弁口１７の周囲の排出弁シート１７ａに着座する力が与えられる。この排出側弁体６が排出弁シート１７ａに着座することで、排出弁口１７が閉塞されて、出力室１２と排出室１３の連通が遮断される。
この排出側弁体６は、上述したように、可動子３２と一体に移動するものであり、電磁アクチュエータ２の通電量が所定値（可動子移動開始の電流値）を下回って可動子３２が図１左側に位置する時に、排出側弁体６が排出弁シート１７ａに着座して、排出側弁体６と排出弁シート１７ａの排出弁離座量Ｂ（離座距離）が最小になる。また、電磁アクチュエータ２の通電量が所定値（可動子移動終了の電流値）を上回って可動子３２が図１右側に位置する時に、排出弁離座量Ｂが最大になる。

（電磁アクチュエータ２の説明）
電磁アクチュエータ２は、コイル３１、可動子３２、リターンスプリング３３、ヨーク３４、ステータ３５、コネクタ３６を備える。
コイル３１は、通電されると磁力を発生して、可動子３２と磁気固定子（ヨーク３４とステータ３５）を通る磁束ループを形成させるものであり、樹脂性のボビン３１ａの周囲に、絶縁被覆が施された導線（エナメル線等）を多数巻回したものである。

可動子３２は、略円柱形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）である。また、この可動子３２は、ステータ３５の内周面と直接摺動するものである。

リターンスプリング３３は、可動子３２を開弁方向（図１左方向）へ付勢する圧縮コイルスプリングであり、可動子３２の図１右側端面と、ヨーク３４の内側に固定されたバネ押え３７との間で圧縮された状態で配置される。このバネ押え３７の内部には、軸方向に貫通する呼吸孔３７ａが形成されている。なお、バネ押え３７を調整ネジに設け、ねじ込み量によりリターンスプリング３３のバネ荷重を調節できるように設けても良い。

ヨーク３４は、略二重円筒を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、開口端部に形成された爪部をカシメることで、バルブハウジング３（具体的には、本体バルブケース８）と強固に結合される。
具体的に、ヨーク３４は、コイル３１の外周を覆う外周ヨーク３４ａと、ステータ３５（具体的には、後述する磁気吸引側ステータ３５ｃ）の内側に挿入される内周ヨーク３４ｂと、コイル３１の図１右側において外周ヨーク３４ａと内周ヨーク３４ｂを磁気的に結合する環状ヨーク３４ｃとを一体に設けたものである。
なお、内周ヨーク３４ｂは、可動子３２と軸方向に対向して、可動子３２を磁気吸引する磁気吸引部であり、可動子３２と内周ヨーク３４ｂとの軸方向間には磁気吸引ギャップが形成される。なお、内周ヨーク３４ｂの軸方向端には、非磁性材料（例えば、黄銅）よりなる磁気遮断プレート３８が配置され、内周ヨーク３４ｂが可動子３２を磁気吸引した際に、可動子３２と内周ヨーク３４ｂが接触して磁気抵抗が喪失されるのを防ぐように設けられている。

ステータ３５は、略円筒形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄などの強磁性材料）であり、フランジ部３５ａ、摺動ステータ３５ｂおよび磁気吸引側ステータ３５ｃから構成される。
フランジ部３５ａは、バルブハウジング３（具体的には、本体バルブケース８）と、ヨーク３４（具体的には、外周ヨーク３４ａ）との間に挟まれるリング円盤形状を呈する。摺動ステータ３５ｂは、可動子３２の周囲を覆って可動子３２を軸方向に摺動自在に支持するとともに、可動子３２と径方向の磁気の受け渡しを行うものである。磁気吸引側ステータ３５ｃは、内周ヨーク３４ｂの周囲を覆って内周ヨーク３４ｂと磁気の受け渡しを行うものである。
フランジ部３５ａ、摺動ステータ３５ｂおよび磁気吸引側ステータ３５ｃは、一体に設けられたものであり、摺動ステータ３５ｂと磁気吸引側ステータ３５ｃは、磁気遮断溝（磁気抵抗が大きくなる部分）３５ｄによって磁気的に遮断されている。

流路切替部１と電磁アクチュエータ２の連結部分には、バルブハウジング３内（具体的には本体バルブケース８内）と、電磁アクチュエータ２内（具体的にはステータ３５内）を区画するダイアフラム３９が配置されている。ダイアフラム３９は、略リング形状を呈するゴム製であり、外周部が本体バルブケース８とステータ３５の間に挟み付けられ、排出室１３のオイルが外周側に漏れるのを防ぐとともに、中心部が排出側弁体６の外周に形成された溝６ｂに嵌め合わされて、排出室１３のオイルが電磁アクチュエータ２内に浸入するのを防ぐものである。
なお、ダイアフラム３９の排出室１３側に配置された略リング形状のプレート４０は、排出室１３の内圧が直接的にダイアフラム３９に加わるのを防ぎ、排出室１３内のオイルを排出ポート２３へ導く防圧遮蔽板であり、本体バルブケース８内に固定されている。

コネクタ３６は、三方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３１の両端にそれぞれ接続される端子３６ａ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２のコイル３１へ供給する通電量（電流値）を制御するものであり、コイル３１への通電量を制御することによって、リターンスプリング３３のバネ荷重に抗して可動子３２の軸方向の位置をリニアに変位させることで入力弁離座量Ａと排出弁離座量Ｂの比率を変化させて、出力ポート２２に発生する油圧あるいはオイル流量をコントロールするものである。

（実施例１の背景）
三方制御弁は、全開時（図１参照：最大出力時）、排出側弁体６が排出弁シート１７ａに着座することで、出力圧を極めて高圧に制御する際におけるオイルの消費流量を減少させている。また、三方制御弁は、全閉時（図２参照：最低出力時）、ボール弁４が入力弁シート１６ａに着座することで、出力圧を極めて低圧に制御する際におけるオイルの消費流量を減少させている。

一方、三方制御弁は、全開時のオイル流量（出力流量：排出弁口１７が閉じられて、入力ポート２１→入力室１１→入力弁口１６→出力室１２→出力ポート２２に至るオイル流量）を確保するために、入力弁口１６が大きく設定されている。また、三方制御弁は、全閉時のオイル流量（排出流量：入力弁口１６が閉じられて、出力ポート２２→出力室１２→排出弁口１７→排出室１３→排出ポート２３に至るオイル流量）を確保するために、排出弁口１７も大きく設定されている。

ここで、三方制御弁がオイルの調圧あるいは調量を行う際（図３参照）は、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口し、入力弁離座量Ａと排出弁離座量Ｂの比率を変化させて、出力ポート２２に発生する油圧あるいはオイル流量をコントロールする。このように、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口する状態では、入力ポート２１から供給されたオイルが出力ポート２２から出力されずに排出ポート２３から排出されるオイルの消費流量が多くなってしまう。
ここで、オイル流量をコントロールする三方制御弁において、入力ポート２１を通過するオイル流量（三方制御弁を通過する全オイル流量）を図４に示し、排出ポート２３から排出されるオイルの消費流量を図５に示す。なお、図４、図５において、従来の三方制御弁におけるオイルの流量特性を破線Ｊで示す。

〔実施例１の特徴〕
三方制御弁は、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口して出力を任意に制御している時のオイルの消費流量を抑えるために、次の２つの技術的手段を採用している。
（第１の技術）
排出側弁体６には、排出弁離座量Ｂが小さくなるに従って排出弁口１７内の開口面積を小さくし、逆に排出弁離座量Ｂが大きくなるに従って排出弁口１７内の開口面積を大きくする排出側テーパ４１が設けられている。
この排出側テーパ４１は、図６に示すように、排出弁シート１７ａの当接面の内側に設けられた円錐部であり、排出側弁体６と一体に設けられている。この排出側テーパ４１は、図２に示すように、全閉時（排出側弁体６は全開時）に排出弁口１７から抜け出るものであり、この全閉時の位置から排出側弁体６が図２左側に移動するに従って、排出側テーパ４１が排出弁口１７内に侵入するラップ量が増大するものである。
なお、この実施例１では、排出側テーパ４１を円錐形状に設ける例を示すが、排出特性に応じて排出側テーパ４１を曲面（内周方向に凹む曲面テーパ、あるいは外周方向に膨出する曲面テーパ）に設けても良い。

このように、排出側弁体６に排出側テーパ４１を設けることにより、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、全開時（図１参照）に近づくほど排出弁口１７の開口面積が小さくなり、出力室１２から排出室１３に至るオイル流量が少なくなる。この結果、図５の破線αに示すように、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、オイルの消費流量を抑えることができる。
また、排出側弁体６に設けた排出側テーパ４１は、全閉時（図２参照）あるいは全閉時に近い時に、排出弁口１７の開口面積を大きくするため、排出流量（出力ポート２２→出力室１２→排出弁口１７→排出室１３→排出ポート２３に至るオイル流量）を充分に確保することができる。

（第２の技術）
ロッド軸５には、入力弁離座量Ａが小さくなるに従って、入力弁口１６内の開口面積を小さくし、逆に入力弁離座量Ａが大きくなるに従って入力弁口１６内の開口面積を大きくする入力側テーパ４２が設けられている。
この入力側テーパ４２は、図７に示すように、ロッド軸５において入力弁口１６の内側を移動する部分に設けられた円錐部であり、ボール弁４を押圧する部分が太く、ボール弁４から離れるに従って細くなる形状に設けられている。この入力側テーパ４２は、図１に示すように、全開時に入力弁口１６から入力室１１側へ抜け出るものであり、この全開時の位置からロッド軸５が図１右側に移動するに従って、入力側テーパ４２が入力弁口１６内に侵入するラップ量が増大するものである。
なお、この実施例１では、入力側テーパ４２を円錐形状に設ける例を示すが、排出側テーパ４１と同様、入力特性に応じて入力側テーパ４２を曲面（内周方向に凹む曲面テーパ、あるいは外周方向に膨出する曲面テーパ）に設けても良い。

このように、ロッド軸５に入力側テーパ４２を設けることにより、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、全閉時（図２参照）に近づくほど入力弁口１６の開口面積が小さくなり、入力室１１から出力室１２に供給されるオイル流量が少なくなる。この結果、図５の破線βに示すように、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、オイルの消費流量を抑えることができる。
また、ロッド軸５に設けた入力側テーパ４２は、全開時（図１参照）あるいは全開時に近い時に、入力弁口１６の開口面積を大きくするため、出力流量（入力ポート２１→入力室１１→入力弁口１６→出力室１２→出力ポート２２に至るオイル流量）を充分に確保することができる。

（実施例１の効果）
実施例１の三方制御弁は、上述した第１の技術と、第２の技術とを採用しているため、次の３つの特徴的な効果を奏する。
（１）入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、全開時に近い側では、入力弁口１６の開口面積が大きく確保されて、出力流量を充分に確保することができる。また、全開時に近づくにつれて、排出側テーパ４１が排出弁口１７の開口面積を絞るため、オイルの消費流量を抑えることができる。

（２）入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、全閉時に近い側では、排出弁口１７の開口面積が大きく確保されて、排出流量を充分に確保することができる。また、全閉時に近づくにつれて、入力側テーパ４２が入力弁口１６の開口面積を絞るため、オイルの消費流量を抑えることができる。

（３）入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態で、且つ中間開度では、入力側テーパ４２が入力弁口１６の開口面積を絞るとともに、排出側テーパ４１が排出弁口１７の開口面積を絞るため、入力側テーパ４２と排出側テーパ４１の両方の絞り効果により、中間開度におけるオイルの消費流量がより効率的に抑えられる。

このように、実施例１の三方制御弁は、入力弁口１６と排出弁口１７が同時に開口している状態であっても、図４、図５の実線Ｈに示すように、「全開時に近い側〜全閉時に近い側」の全範囲に亘ってオイルの消費流量を抑えることができる。

実施例２の三方制御弁を、図８を参照して説明する。なお、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では、入力側弁体の一例として、ボール弁４を用いた例を示した。
これに対し、この実施例２は、入力側弁体の一例として、ロッド軸５と一体に設けられて、排出側弁体６およびロッド軸５とともに軸方向に移動するロッド一体弁４３を用いるものである。

ロッド一体弁４３は、全閉時に入力弁シート１６ａに着座して、入力弁口１６を閉塞可能なものであれば良く、図８には入力弁シート１６ａに対する着座面がフラット（平面）な例を示すが、円錐形状であったり、球状などの曲面形状であっても良い。また、入力側弁体としてロッド一体弁４３を採用する場合、入力側テーパ４２のテーパ面と、入力弁シート１６ａに着座する着座面とを、円錐面等で連続させても良い。
この実施例２に示すように、ロッド軸５とロッド一体弁４３が一体であるため、入力側弁体とロッド軸５が１つの部品で済む。このため、三方制御弁の製造コストを抑えるとともに、組み付け性を向上させることができる。

〔変形例〕
上記の実施例では、三方制御弁に、第１の技術と、第２の技術の両方を用いる例を示したが、三方制御弁に第１の技術だけを用いても良いし、三方制御弁に第２の技術だけを用いても良い。このように、第１の技術あるいは第２の技術の一方だけを用いても、オイルの消費流量を従来に比較して少なくすることができる。
上記の実施例では、ノーマリオープン（Ｎ／Ｏ）タイプの三方制御弁に本発明を適用する例を示したが、電磁アクチュエータ２がＯＦＦの状態で、入力ポート２１と出力ポート２２の連通度合が最小（閉鎖）になるとともに、出力ポート２２と排出ポート２３の連通度合が最大になるノーマリクローズ（Ｎ／Ｃ）タイプの三方制御弁に本発明を適用しても良い。

上記の実施例では、２つの部材（ボール弁ケース７と本体バルブケース８）を結合してバルブハウジング３を構成する例を示したが、１つの部材（例えば、スプール弁のスリーブ）によってバルブハウジング３を構成しても良い。
自動変速機の油圧制御装置に用いられる三方制御弁に本発明を適用する例を示したが、自動変速機以外において油圧やオイル流量を制御する三方制御弁に本発明を適用しても良い。

上記の実施例では、流体の一例として、オイルの油圧あるいはオイル流量を調整する三方制御弁に本発明を適用する例を示したが、オイルとは異なる液体や気体の調圧や調量を行う三方制御弁に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、駆動手段の一例として電磁アクチュエータ２を例に示したが、ピエゾスタックを用いたピエゾアクチュエータ、電動モータによる直線駆動、油圧、負圧等の流体アクチュエータなど、他の駆動手段を用いても良い。

全開時における三方制御弁の断面図である（実施例１）。 全閉時における三方制御弁の要部断面図である（実施例１）。 半開時における三方制御弁の要部断面図である（実施例１）。 可動子のストローク量に対する三方制御弁を通過するオイルの流量との関係を示すグラフである。 電磁アクチュエータの通電量とオイルの消費流量との関係を示すグラフである。 ブリード弁本体（排出側弁体＋可動子）の断面図である（実施例１）。 ロッド軸の側面図である（実施例１）。 全開時における三方制御弁の断面図である（実施例２）。

符号の説明

１ 流路切替部
２ 電磁アクチュエータ（駆動手段）
３ バルブハウジング
４ ボール弁（入力側弁体）
５ ロッド軸
６ 排出側弁体
１１ 入力室
１２ 出力室
１３ 排出室
１４ 入力側隔壁
１５ 排出側隔壁
１６ 入力弁口
１６ａ 入力弁シート
１７ 排出弁口
１７ａ 排出弁シート
３２ 可動子
４１ 排出側テーパ
４２ 入力側テーパ
４３ ロッド一体弁（入力側弁体）
Ａ 入力弁離座量
Ｂ 排出弁離座量

Claims (6)

1. 軸方向に駆動される可動子を備えた駆動手段と、この可動子の軸方向の移動によって出力流体の調圧あるいは調量が成される流路切替部とを具備する三方制御弁において、
   前記流路切替部は、
   （ａ）流体が入力される入力室、低圧側に連通する排出室、および前記入力室と前記排出室の間に配置される出力室が、前記可動子の軸線上に配置され、
   前記入力室と前記出力室を区画する入力側隔壁に形成された入力弁口と、前記出力室と前記排出室を区画する排出側隔壁に形成された排出弁口とが、前記可動子の軸線上に設けられたバルブハウジングと、
   （ｂ）前記入力室内に配置され、前記入力弁口の入力弁シートに着座可能な入力側弁体と、
   （ｃ）前記可動子によって駆動され、前記出力室内に配置されて、前記排出弁口の排出弁シートに着座可能な排出側弁体と、
   （ｄ）この排出側弁体と一体に移動し、前記出力室側から前記入力弁口の内側に挿入されて前記入力側弁体を前記入力室側に変位させることが可能なロッド軸とを備え、
   （ｅ）前記可動子の軸方向の移動位置を可変することで、前記入力側弁体が前記入力弁シートから離座する入力弁離座量と、前記排出側弁体が前記排出弁シートから離座する排出弁離座量とを可変して、出力流体の調圧あるいは調量が成されるものであり、
   （ｆ）前記排出側弁体には、前記排出弁離座量が小さくなるに従って、前記排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられ、
   （ｇ）前記ロッド軸には、前記入力弁離座量が小さくなるに従って、前記入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられていることを特徴とする三方制御弁。
2. 軸方向に駆動される可動子を備えた駆動手段と、この可動子の軸方向の移動によって出力流体の調圧あるいは調量が成される流路切替部とを具備する三方制御弁において、
   前記流路切替部は、
   （ａ）流体が入力される入力室、低圧側に連通する排出室、および前記入力室と前記排出室の間に配置される出力室が、前記可動子の軸線上に配置され、
   前記入力室と前記出力室を区画する入力側隔壁に形成された入力弁口と、前記出力室と前記排出室を区画する排出側隔壁に形成された排出弁口とが、前記可動子の軸線上に設けられたバルブハウジングと、
   （ｂ）前記入力室内に配置され、前記入力弁口の入力弁シートに着座可能な入力側弁体と、
   （ｃ）前記可動子によって駆動され、前記出力室内に配置されて、前記排出弁口の排出弁シートに着座可能な排出側弁体と、
   （ｄ）この排出側弁体と一体に移動し、前記出力室側から前記入力弁口の内側に挿入されて前記入力側弁体を前記入力室側に変位させることが可能なロッド軸とを備え、
   （ｅ）前記可動子の軸方向の移動位置を可変することで、前記入力側弁体が前記入力弁シートから離座する入力弁離座量と、前記排出側弁体が前記排出弁シートから離座する排出弁離座量とを可変して、出力流体の調圧あるいは調量が成されるものであり、
   （ｆ）前記排出側弁体には、前記排出弁離座量が小さくなるに従って、前記排出弁口内の開口面積を小さくする排出側テーパが設けられていることを特徴とする三方制御弁。
3. 軸方向に駆動される可動子を備えた駆動手段と、この可動子の軸方向の移動によって出力流体の調圧あるいは調量が成される流路切替部とを具備する三方制御弁において、
   前記流路切替部は、
   （ａ）流体が入力される入力室、低圧側に連通する排出室、および前記入力室と前記排出室の間に配置される出力室が、前記可動子の軸線上に配置され、
   前記入力室と前記出力室を区画する入力側隔壁に形成された入力弁口と、前記出力室と前記排出室を区画する排出側隔壁に形成された排出弁口とが、前記可動子の軸線上に設けられたバルブハウジングと、
   （ｂ）前記入力室内に配置され、前記入力弁口の入力弁シートに着座可能な入力側弁体と、
   （ｃ）前記可動子によって駆動され、前記出力室内に配置されて、前記排出弁口の排出弁シートに着座可能な排出側弁体と、
   （ｄ）この排出側弁体と一体に移動し、前記出力室側から前記入力弁口の内側に挿入されて前記入力側弁体を前記入力室側に変位させることが可能なロッド軸とを備え、
   （ｅ）前記可動子の軸方向の移動位置を可変することで、前記入力側弁体が前記入力弁シートから離座する入力弁離座量と、前記排出側弁体が前記排出弁シートから離座する排出弁離座量とを可変して、出力流体の調圧あるいは調量が成されるものであり、
   （ｇ）前記ロッド軸には、前記入力弁離座量が小さくなるに従って、前記入力弁口内の開口面積を小さくする入力側テーパが設けられていることを特徴とする三方制御弁。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の三方制御弁において、
   前記入力側弁体は、前記入力室内の流体圧力によって前記入力弁口の入力弁シートに着座するボール弁であることを特徴とする三方制御弁。
5. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の三方制御弁において、
   前記入力側弁体は、前記ロッド軸と一体に設けられて、前記排出側弁体および前記ロッド軸とともに軸方向に移動するロッド一体弁であることを特徴とする三方制御弁。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の三方制御弁において、
   前記駆動手段は、通電により発生する磁力によって、磁性部材よりなる前記可動子を駆動する電磁アクチュエータであることを特徴とする三方制御弁。
   

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