スプール弁
【課題】ハウジング内に少なくとも２つの接続孔が形成され、これらの接続孔がスライド通路内に開口し、該スライド通路内で軸方向に移動可能なスプールを有し、該スプールが少なくとも２つのガイド区分と、貫流横断面を開閉するための少なくとも１つの制御縁とを有しており、前記接続孔のうちの第１の接続孔が消費器に作用接続可能であり、第２の接続孔が圧力源に作用接続可能である形式の、オートマチックトランスミッションを制御するスプール弁を改良して、ハウジングの構成を簡単にする。
【解決手段】少なくとも１つの前記接続孔４が、スライド通路３を越えて延在する盲孔６として構成され前記ガイド区分のうちの、前記制御縁１４，２７を有する第１のガイド区分９が、前記盲孔６に配属され、前記第１のガイド区分９の外周面に少なくとも１つの環状溝１５が設けられている。
【解決手段】少なくとも１つの前記接続孔４が、スライド通路３を越えて延在する盲孔６として構成され前記ガイド区分のうちの、前記制御縁１４，２７を有する第１のガイド区分９が、前記盲孔６に配属され、前記第１のガイド区分９の外周面に少なくとも１つの環状溝１５が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車のオートマチックトランスミッションを制御するためのスプール弁であって、ハウジングを有しており、該ハウジング内に少なくとも２つの接続孔が形成されていて、これらの接続孔がスライド通路内に開口しており、スライド通路内で軸方向に移動可能なスプールを有しており、該スプールが少なくとも２つのガイド区分と、貫流横断面を開閉するための少なくとも１つの制御縁とを有しており、前記接続孔のうちの第１の接続孔が消費器に作用接続可能であり、第２の接続孔が圧力源に作用接続可能である形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた形式のスプール弁は、従来技術により公知である。スライド通路内でスプールを軸方向にスライドさせることによって、少なくとも１つの制御縁を用いて貫流横断面が開放又は閉鎖されるか、若しくは貫流横断面の大きさが規定される。この場合、スプールは、スライド通路内で少なくとも２つのガイド区分によってガイドされ、これらのガイド区分は同時に、スライド通路の内壁と気密に協働する。従って、スプールはピストンと同様に構成されていて、例えば直接的に電磁式に操作されるか、又は特に液圧式のパイロット制御圧力を介して操作される。貫流横断面を正確に調節するために、制御縁の精度が重要となる。さらに、スプールは小さい力でスライドさせることができ、しかも特に、全スライドストロークに亘って一様な摩擦を有していることが重要となる。スプールに半径方向に作用する液圧力によるスプールの傾き又は高い摩擦を避けるために、圧力補償を行うための様々な可能性が公知である。例えばドイツ連邦共和国特許公開第３５０５７７号明細書又はドイツ連邦共和国特許第４３２４５８９号明細書によれば、接続孔の領域内において、ケーシングの背後に環状の溝を形成し、各接続箇所のために互いに向き合い、かつ合致し合う孔を設け、同じ圧力で負荷し、それによって圧力が補償されるようになっていることが公知である。しかしながらこの場合、圧力若しくは液圧媒体を、相応の管路を介してすべての孔に供給しなければならないので、特にハウジングは、特に大きい構造スペースを必要とする複雑な形状のものになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第３５０５７７号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第４３２４５８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、以上のような従来技術における欠点を取り除いたスプール弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるスプール弁は、少なくとも１つの接続孔が、スライド通路を越えて延在する盲孔として構成されており、ガイド区分のうちの、制御縁を有する第１のガイド区分が、前記盲孔に配属されていて、前記第１のガイド区分の外周面に少なくとも１つの環状溝が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本明細書において盲孔とは、両側が開放しているのではなく、片側がハウジングの材料内で終わっている孔のことである。盲孔は、スライド通路の一方側からスライド通路を横切って延在していて、スライド通路の他方側のハウジング内で終わっている。これによって、接続側とは反対側の、スライド通路の側に室が形成される。盲孔に配属され、かつ有利な形式で少なくとも閉じた貫流横断面においてほぼこの盲孔内に位置する第１のガイド区分は、その外周面に環状溝を有している。環状溝は、構成部分の全外周、有利にはピストン状のスプールの第１のガイド区分の全外周に亘って延在している。ガイド区分がハウジングと気密に当接している間、環状溝は通路を提供し、この通路を通って、媒体有利には液圧媒体が、盲孔の接続側から、この盲孔とは反対側に位置する室に達する。これによって、接続側及び盲孔の室内に、同じ圧力が形成される。この圧力は、第１のガイド区分に互いに反対側から作用する。盲孔は、スライド通路の両側で有利には同じ直径を有しているので、半径方向圧力補償が得られる。何故ならば、スプールの両側に同じ圧力が作用するからである。このような有利な構成によって、小さい摩擦力を有し、スライド通路内におけるスプールの傾きを確実に阻止するスプール弁が得られる。
【０００７】
環状溝は、前記スプールの各位置、特にスプールの各シフト位置において少なくとも部分的に前記盲孔内、若しくは盲孔の領域内に位置している。これによって、スプールの各位置で前記半径方向補償が得られる。スプールの最大移動位置は、有利な形式で、ハウジングの軸方向ストッパによって形成されており、軸方向ストッパは、ハウジング自体によって形成されるか、又は例えばスライド通路内に挿入された固定リングによっても形成され得る。
【０００８】
有利な形式で、盲孔の直径は、スライダ通路の直径よりも大きい。これによって、盲孔の接続側において、流体を流入若しくは流出させるための大きい貫流横断面及び半径方向圧力補償が迅速に得られる。
【０００９】
また有利な形式で、スプール弁は圧力制御式のスプール弁として構成されている。このために、特に有利にはスプール内に圧力補償通路が形成されており、該圧力補償通路は、盲孔に配属され、かつ特に前記環状溝内に開口する少なくとも１つの半径方向孔と、前記スプールの軸方向若しくは端部側の端面から前記半径方向孔に通じる軸方向孔とを有している。スライダ通路は、スプールの移動運動を可能にするために、スプールよりも長く構成されている。またスプールの一端部に、スプールを操作するための手段が作用し、これに対してスプールの他方の端部は、スライダ通路内に自由に位置している。有利な形式でスプールの自由端部の端面に通じる圧力補償通路によって、スプールとハウジングとの間に形成された室（この室内に軸方向孔が開口している）と、盲孔の接続部との間の圧力補償が得られる。第１の接続孔が盲孔として構成されていれば、圧力制御弁若しくは圧力制御式のスプール弁が形成される。単に１つの半径方向孔だけが設けられている場合、この半径方向孔は、有利な形式で、スプール弁全体を貫通して延在している。選択的に、２つ又はそれ以上の半径方向孔が設けられていて、これらの半径方向孔が、互いに所定の角度を成して交差し合っていてもよい。例えば２つの半径方向孔が設けられている場合、これら２つの半径方向孔は、圧力補償通路を形成するために、互いに９０゜ずらされていて、軸方向孔内で交差し合っている。
【００１０】
選択的な実施例によれば、圧力補償通路の軸方向孔内にピンが軸方向に移動可能に配置されており、該ピンはその一端部がハウジングと協働するようになっている。このピンは、スプールのガイド区分のように、ハウジングの軸方向孔内に有利な形式で半径方向に気密に位置している。有利には、このスプール弁は、パイロット制御圧力を介して制御されるスプール弁である。従ってスプールは、室とは反対側が、特に液圧式のパイロット制御圧力によって、操作のために押圧される。この場合、有利には、軸方向孔内で移動可能なピンの横断面は、パイロット制御圧力によって押圧される、スプールの横断面よりも小さいので、スプールにおける力の釣合は、面比に反比例する圧力比によって得られ、これによって、盲孔内の圧力とパイロット制御圧力との間で液圧的な増圧が得られる。液圧式のパイロット制御圧力に対して選択的に、スプールは、例えば電磁式のアクチュエータによって直接操作される。この場合も、上記のような液圧式の増圧が可能である。特に有利には、ピンは、有利な形式でスプールの自由端部に被せ嵌め可能な組立補助エレメントによって、軸方向孔内で保持されるようになっているので、ピンのための紛失防止手段が提供され、この紛失防止手段によって、スプール弁の組立が容易に行われる。
【００１１】
有利な形式で、第１の接続孔は盲孔として構成されている。特に有利には、第１の接続孔は第１の制御縁と協働し、この際に、前述のように、第１の制御縁は第１のガイド区分に設けられている。これによって、消費器のための開放又は閉鎖される貫流横断面は、第１のガイド区分と第１の接続孔との交差位置によって規定される。
【００１２】
本発明の有利な実施態様によれば、ハウジングが第３の接続孔を有していて、該第３の接続孔は低圧部特に液圧タンクに作用接続可能であり、該第３の接続孔は、軸方向で見て、前記第１の接続孔の、前記第２の接続孔と反対側に位置している。これによって、ハウジング内に３つの接続孔が設けられており、これら３つの接続孔は、軸方向で見て相前後して位置していて、第１の接続孔が第２の接続孔と第３の接続孔との間に位置している。
【００１３】
有利な形式で、スプールの前記第１のガイド区分は、第２のガイド区分と第３のガイド区分との間に配置されていて、別の貫流横断面を開閉するための第２の制御縁を有しており、該第２の制御縁が前記第１の接続孔と協働する。これによって、ガイド区分は、それぞれ第１の接続孔と協働する、第１の制御縁も第２の制御も有している。第１のガイド区分がどの方向でスプールによって軸方向で移動せしめられるかに応じて、１つの貫流横断面又は別の貫流横断面が開放若しくは閉鎖される。残りのガイド区分は、ガイド及びシールのためだけに用いられ、特別な制御縁を有していなくてもよい。何故ならば、それぞれの貫流横断面は、第１のガイド区分若しくはその位置だけによって規定されるからである。これによって、スプール及びスプール弁の製造が簡略化され、製造コストが安価になる。
【００１４】
本発明によればさらに、スプールが前記ガイド区分間にそれぞれ１つの、直径の減径された接続部分を有しており、これらの接続区分がそれぞれ、スプールの各位置において第２の接続孔若しくは第３の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置している。スプールが２つのガイド区分だけを有している場合、これら２つのガイド区分を接続する接続区分が、スプールの各位置において、第２の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置するので、常に半径方向圧力補償が行われる。これと同じことは、３つのガイド区分を有する実施例のためにも当てはまる。この場合、常に半径方向圧力補償を保証するために、スプールの各位置において、一方の接続区分が第２の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置し、また他方の接続区分が第３の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置している。
【００１５】
これによって全体的に、シフト行程に亘ってスライダ通路内でのスプールの確実な移動若しくはシフトが、特に均一な小さい摩擦力によって可能であり、しかも小さい構造スペースしか必要としない、簡単かつ安価製造可能なスプール弁が得られる。半径方向圧力補償を確実に実施するために、互いに向き合う複数の孔を避けることによって、ハウジングは全体的に簡単に構成することができる。この場合、特にハウジングの一方側だけに、複数の接続孔の夫々に通じる複数の供給部を設ければよい。複数の接続孔を設けることによって、スプールの操作時にまず小さい貫流横断面だけが開放される微調整縁部が提供される。
【００１６】
以下に図面を用いて本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ異なる作動位置にある、第１実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ異なる作動位置にある、第２実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ異なる方向から見た、第３実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ異なる方向から見た、第４実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図５】第５実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ異なる作動状態における、第１実施例によるスプール弁１を示す。スプール弁１は、ハウジング２を有していて、該ハウジング２はスライド通路３を有している。スライド通路３は、１つの直径を有する簡単な孔として構成されているので、有利な形式で、小さい公差を有する、簡単かつ安価に製造可能なスライド通路３が得られる。スライド通路３内に、互いに相並んで配置された２つの接続孔４，５が、有利には半径方向に開口している。接続孔４は消費器に作用接続可能であり、接続孔５は液圧媒体のための圧力源に作用接続可能である。この場合、第１の接続孔４は、盲孔６として構成されていて、この盲孔６は、スライド通路３内を貫通してハウジング２の材料内で終わるように延在している。盲孔６若しくは第１の接続孔４は、スライド通路３の一方側で接続側を形成していて、スライド通路３の他方側で半径方向圧力補償室７を形成しており、該半径方向圧力補償室７の機能については後述されている。
【００１９】
スライド通路３内に、スプール８が軸方向摺動可能に配置されている。スプール８は、第１のガイド区分９と第２のガイド区分１０とを有しており、これらのガイド区分９，１０は、接続区分１１によって互いに堅固に結合されている。有利な形式で、ガイド区分９及び１０は、接続区分１１にそれぞれ一体的に構成されている。ガイド区分９及び１０の直径は、スライド通路３の内径にほぼ相当しているので、ガイド区分９及び１０は、スライド通路３内においてガイドされ、かつ半径方向でシールされている。接続孔４，５に関連して、ガイド区分９，１０は互いに、軸方向で見て、接続孔４，５間の間隔よりも大きい間隔を保って配置されている。スライダ通路３は、一端部が開放していて、他端部にスプール８のための軸方向ストッパを有している。この軸方向ストッパは、ハウジング２によって形成され、矢印１２方向におけるスプール８の最大ストロークを制限している。この軸方向ストッパに続いて、先細りした孔が設けられており、従ってスプール８とハウジング２との間に室２２が形成されている。スプール弁８が矢印１２方向でハウジング２の軸方向ストッパまでスライドされている、図１Ａに示した最大移動位置において、接続孔４及び５が互いに流体技術的に接続されている。接続区分１１は、ガイド区分９及び１０の直径よりも小さい直径を有しているので、ガイド区分９と１０との間に環状の室１３が形成されていて、この室１３は、図示の最大移動位置において２つの接続孔４及び５と接続している。
【００２０】
第１のガイド区分９に、第１の制御縁１４が設けられており、この第１の制御縁１４は、貫流横断面を開閉するために第１の接続孔４と協働する。図示されているように、接続孔４とスライド通路３との間の貫流横断面は、スプール８の軸方向位置に応じて、公知の形式で調節される。
【００２１】
ガイド区分９は、さらに環状溝１５を有しており、この環状溝１５の外周面は、スプール８の各位置において少なくとも部分的に盲孔６内若しくは第１の接続孔４内に位置するように、構成されている。これによって、盲孔６の接続側並びに半径方向圧力補償室７との間に常に流体技術的な接続が保証されるようになっている。環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、ガイド区分９は互いに反対側が同じ圧力で負荷される。言い換えれば、環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、スプール８特にガイド区分９のための半径方向圧力補償が得られる。
【００２２】
スプール８が矢印１２方向とは逆方向に移動すると、図１Ａに示した開放された貫流横断面は、図１Ｂに示したように縮小されるか、又はスプール８がさらに移動することによって閉鎖される。貫流横断面が閉じられた状態においても、環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、ガイド区分９のための半径方向圧力補償が得られる。スプール弁１の有利な実施態様によれば、特にスプール８がスライド通路３内で傾くことは、効果的に阻止される。さらにまた、スプール８が移動する際の摩擦力は、全シフト行程若しくは全ストロークに亘って小さく維持される。接続孔４を、スライド通路３を越えて延在する盲孔６として構成することによって、従来一般的である解決策とは異なり、スライド通路３の両側に互いに向き合う２つの孔を設ける必要はなく、またこれらの孔に通じるそれぞれ１つの供給管路を設ける必要もない。これによって、従来の解決策と比較して、存在するスプール弁１の取り付けスペース並びに製造費用は低減された。
【００２３】
図示の実施例では、スライド通路３は、室２２とは反対側で、栓１６によって気密に閉鎖されており、栓１６とスプール８との間に、この栓１６及びスプール８にプリロード（予備荷重）をかける押圧ばね１７が嵌め込まれており、この押圧ばね１７は、有利な形式でコイルばねとして構成されていて、スプール８を矢印１２方向でその最大移動位置に押し付けている。スライダ通路３は、押圧ばね１７の領域内で、孔、通路等によって公知の形式で無圧に保たれているか、若しくは無圧のレベル特にタンクに接続されているので、ガイド区分１０における漏れによって、スライダ通路３の押圧ばね１７の領域内で圧力が上昇することはない。選択的に、スプール８を磁気的又は液圧式のパイロット制御圧によって操作することも考えられる。
【００２４】
さらにスプール８内に圧力補償通路１８が設けられており、該圧力補償通路１８は、ガイド区分９を通る少なくとも１つの半径方向孔１９と、該半径方向孔１９内に開口する軸方向孔２０とから形成される。軸方向孔２０は、半径方向孔１９から、スプール８若しくはガイド区分９の一端部側の端面２１まで達していて、ここで、ハウジング２及びガイド区分９によって形成された室２２内に開口している。半径方向孔１９は、ガイド区分９の環状溝１５の領域内でスプール８全体を通って延在している。これによって、室２２は、圧力補償通路１８を介して常に接続孔４に接続されている。接続孔５から室１３を介して接続孔４に達する圧力は、圧力補償通路１８を介して室２２に達し、ここで、押圧ばね１７のばね力に抗する押圧力を生ぜしめる。この押圧力が、押圧ばね１７のばね力を越えると、ガイド区分９は制御縁１４で以て接続孔４を閉鎖する。例えば接続孔４における漏れによって圧力が低下すると、室２２内の圧力が低下し、それによって押圧力は減少され、スプール８は押圧ばね１７のばね力によって矢印１２方向に移動せしめられ、それによって制御縁１４において、接続孔４から接続孔５への接続が開放され、接続孔４内の圧力が再び上昇せしめられる。それによって圧力制御式のスプール弁１が提供される。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂは、スプール弁１の第２実施例を示す。この場合、以下では、前記実施例に記載された部材と同じ部材には同一の符号が付けられており、従って同一の符号が付けられた部材については、前記実施例が参照される。以下では、前記実施例との主な相違点について説明する。
【００２６】
図示の実施例では、ハウジング２が第３の接続孔２３を備えており、該第３の接続孔２３は、接続孔４の、接続孔５とは反対側に設けられており、従って接続孔４は、接続孔５と接続孔２３との間に配置されている。スプール８は第３のガイド区分２４を有しており、該第３のガイド区分２４は、接続区分２５を介して、ガイド区分９に特に一体的に接続されている。軸方向孔（圧力補償通路）１８は、少なくとも１つの半径方向孔１９から接続区分２５及びガイド区分２４を貫通して延在している。従って、接続孔４は、圧力補償通路１８を介して室２２に流体技術的に接続されている。この場合、端部側の端面２１は、ガイド区分２４に設けられている。接続区分１１と同様に、接続区分２５も、ガイド区分２４及び９と比較して縮小された直径を有しているので、ガイド区分２４とガイド区分９との間に環状の室２６が形成されている。スプール８の最大シフト行程は、前述のように、スライド通路３で一端部がハウジングのストッパによって制限されていて、他端部が固定リング２８によって制限されている。
【００２７】
ガイド区分９はさらに第２の制御縁２７を有しており、この第２の制御縁２７は、別の貫流横断面を開放又は閉鎖するために、盲孔６と協働する。スプール８及び特に環状溝１５は、環状溝１５が常に盲孔６の領域内に位置するように配置若しくは構成されているので、接続側から圧力室７への流体技術的な接続が常に保証される。ガイド区分１０及び２４は、スプール８の各運転位置において、室１３及び２６が、接続孔２３若しくは５と接続されるように、ガイド区分９から間隔を保って配置されている。
【００２８】
スプール８の、端面２１とは反対側に設けられた端部側の端面２９は常に室３０と接続されており、該室３０はパイロット制御圧力に調節され、このパイロット制御圧力は有利には電磁操作式の弁によって制御される。
【００２９】
図２Ａに示した運転位置において、接続孔４は液圧式に、室２６を介して接続孔２３と接続されていて、圧力補償通路１８を介して室２２と接続されている。接続孔２３は、低圧部特に液圧タンクに作用接続可能である。これによって、接続孔４と室２２とはタンク、つまり無圧に接続されている。この状態で、室３０内には周囲圧力が満たされている。接続孔５内及び室１３内に存在する、圧力源の圧力は、スライド通路３内でガイド区分９及び１０によってそれぞれギャップシールを用いてシールされている。ガイド区分９及び１０のギャップシールを介した漏れは、接続孔２３を介してタンクに達する。室１３内の面は液圧式に補償されているので、スプール８は圧力源の圧力によって動くことはない。
【００３０】
室３０内のパイロット制御圧力が、電磁操作式の弁を制御することによって高められると、発生した押圧力を介して、スプール８は矢印１２で左方向にシフトせしめられる。この際に、まずガイド区分９の制御縁２７によって、接続孔４が室２６から分離される。矢印１２方向でさらに移動せしめられると、ガイド区分９はその第１の制御縁１４が、接続孔４の領域内で移動し、それによって接続孔４を室１３に接続する（図２Ｂ参照）。これによって圧力源は消費器に接続され、接続孔４内の圧力は、圧力源による圧力に応じて上昇する。それと同時に、圧力は圧力補償通路１８を介して室２２内に伝達され、この室２２内で同様に圧力が形成される。室２２内の圧力は、ガイド区分２４の端面２１に作用し、室３０内のパイロット制御圧力によってガイド区分１０の端面２９において形成される圧力が前記室２２内の圧力よりも小さい場合に、スプール８を矢印１２方向に抗してシフトさせる。これによって、接続孔４と室１３との間の接続が再び遮断される。
【００３１】
例えば漏れ作用によって接続孔４内の圧力が低下すると、室２２内の圧力も低下せしめられ、これによってスプール８に過剰な力が作用し、スプール８を再び矢印１２方向に移動させる。これによって、接続孔４と室１３との間の貫流横断面は再び開放せしめられ、接続孔５若しくは圧力源との接続が得られ、接続孔４内の圧力は再び上昇する。これに対して室３０内のパイロット制御圧力が低下せしめられると、矢印１２の作用方向とは逆方向に過剰な力が作用し、それによって接続孔４と室２６との間の貫流横断面は開放され、接続孔４とタンクとの間で圧力補償が得られる。接続孔４と室２６との間の別の貫流横断面若しくは、接続孔４と室１３との間の貫流横断面の開閉は、接続孔４内の圧力を調整することによって得られる。これによって、接続孔４に、作業圧としての調整された圧力が提供される。
【００３２】
ガイド区分９並びに接続孔４は、スプール弁１の全制御縁１４，２７を形成する。これに対して、ガイド区分１０及び２４並びに接続孔５及び２３は、制御縁を備えていないので、製造時には、ガイド区分９における制御縁１４及び１７のための並びに接続孔４のための公差だけを考慮すればよい。これによって、製造は簡略化され、費用は安価になる。貫流横断面を開放する際には、接続孔４の円形の形状によって、まず小さい円形区分だけが開放され、より大きいストロークによって始めて貫流横断面は著しく大きくなるので、追加的な構造的手段又は製造技術的な手段を必要とすることなしに、微調整縁部の機能が得られる。
【００３３】
環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、接続孔４の圧力は常に補償される。この圧力補償によって、接続孔４内の圧力が一方側ではスプール８に作用することはなく、従って、発生した押圧力を介してスプール８に傾倒力若しくは垂直力が作用することなく、ひいては高い摩擦力が発生することもない。スプール８の各運転位置において盲孔６の領域内に位置する環状溝１５を備えた有利な構成によって、簡単かつ安価な圧力補償機能が確実に得られる。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂを用いて、環状溝１５の位置のための前提条件について説明する。図２Ａに示されているように、環状溝１５及びガイド区分９は、スプール８が固定リング２８に当接している時に接続孔４の縁部からの制御縁２７の間隔ｓ１がゼロより大きくなるように、寸法設計されなければならない。確実な圧力制御を保証するために、接続孔４と室２２との流体接続が常に確実に得られるようにする必要がある。このために、半径方向孔１９が有利な形式で環状溝１５内に開口している。特に、スプール８がハウジングのストッパに当接している他方の極端な位置（図２Ｂ参照）において、接続孔４の孔直径Ｄは、接続孔４と環状溝１５との間に形成された貫流横断面の幅ｓ２と、環状溝１５から制御縁１４までのガイド区分９の残りの領域の幅Ｉとの合計よりも大きくなるように、寸法設計されなければならない。従ってＤ＞Ｉ＋ｓ２が当てはまり、この場合、ｓ２＞０である。
【００３５】
別の実施態様は、図３Ａ〜図３Ｃに示されている。図３Ａはスプール弁１の概略的な縦断面図を示し、図３Ｂは接続孔４，５及び２３を上から見たハウジングの平面図を示し、図３Ｃは半径方向孔１９の領域内のスプール弁１の横断面図を示す。
【００３６】
第３実施例によれば、接続孔４の直径は、スライド通路３を形成する孔の直径よりも大きく選定されている。これによって、環状溝１５の領域内での圧力補償のためのスペース、及び流体を接続孔４に向かって流入若しくは流出させるために提供される貫流横断面も、図３Ｂの付加的なスペース領域３１ａ及び３１ｂに示したように、著しく増大される。これによって改善された圧力補償機能が得られる。接続孔４の充填又は排出、及び有利には接続孔４に接続された、自動車のクラッチの充填又は排出は、このような増大された貫流横断面によって改善され、特に促進される。接続孔４の迅速な充填及び排出、若しくは接続孔４内の迅速な増圧及び減圧は、特に自動車のためのオートマチックトランスミッションの制御装置内でのスプール弁の機能のために重要である。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、スプール弁１の別の実施例について記載されており、この実施例は前記実施例に対して、第３の接続孔２３は設けられているが、第３のガイド区分２４は設けられていない点で異なっている。図４Ａはスプール弁１の縦断面図を示し、図４Ｂは、Ｂ−Ｂ線に沿ったスプール弁１の横断面図を示す。さらに、圧力補償通路１８の軸方向孔２０内に、ピン３２が軸方向摺動可能に支承されており、該ピン３２は、軸方向孔２０と協働して、接続孔４と、接続孔２３が開口している室２２との間のギャップシールを形成する。室２２内のピン３２の一方の端面側は周囲圧力若しくはタンク圧力によって負荷され、かつ／またはハウジングに当接していて、ピン３２の他方の端面側は接続孔４内の圧力によって負荷されるので、スプール８に矢印１２とは逆方向の作用する押圧力が生ぜしめられる。この押圧力は、接続孔４内若しくは半径方向孔１９内の圧力に、ピン３２の横断面を掛け算して算出される。ピン３２の横断面は、スプール８のガイド区分１０の横断面よりも小さいので、スプール８における力の釣合は、面積比に逆比例した圧力比によって得られる。これによって、接続孔４内の圧力が室３０内の圧力に対して液圧的に増圧される。
【００３８】
この液圧的な増圧機能によって特に、スプール８を、電磁弁によって励磁された室３０内のパイロット制御圧力によって動かすか若しくは操作するだけではなく、スプールに直接作用する電磁操作式のアクチュエータによって操作することもできる。つまり、スプール８を直接制御することもできる。このために、有利な形式で端面２９に、マグネットアンカがパイロット制御圧の押圧力と同じ機械的な力を直接作用させる。この場合、ガイド区分１０における漏れによって、磁気力に対する妨害値を形成する圧力が室３０内に形成されることがないように、室３０は無圧のレベル（タンク）に接続されている。このような構成は、別の実施例において記載された、液圧式の増圧機能を有していないスプール弁のためにも適用することができる。
【００３９】
図５は、スプール弁１の第５実施例を示す。この第５実施例によるスプール弁１は、前記実施例のものとは異なり、組立補助部材３３が設けられている。組立補助部材３３は杯状に構成されていて、スプール８の自由端部３４に遊びを保って被せ嵌めることができる。このために、スプール８の自由端部は半径方向の係止突起３５を有していて、組立補助部材３３は、前記係止突起３５に対応する半径方向の対抗突起３６を有している。有利な形式で、組立補助部材３３は、少なくとも対抗突起３６の領域で以て弾性的に変形可能であるので、対抗突起３６は係止突起３５を越えてスライドせしめられ、係止突起３５の後ろの係止位置に達する。組立補助部材３３は、スプール８の取り付け前及び取り付け中における、ピン３２のための紛失防止機能を有している。スプール８とピン３２と組立補助部材３３とは、スライド通路３内に挿入される１つの仮組立群を形成している。組立補助部材３３は有利にはプラスチック射出成形部分として構成されている。スライド通路３内に挿入する際に、組立補助部材３３は、減径された孔直径を有する領域３７内に挿入され、スプール８の自由な端面を介して、図５に示したように、スライド通路３の底部までスライドせしめられ若しくは位置決めされる。組立補助部材３３並びに領域３７は、プレス嵌めを形成する直径を有しているので、組立補助部材３３は図示の位置で摩擦結合（摩擦による束縛）式に固定される。スプール８は、組立補助部材３３とスプール８との間の遊びに基づいて、組立補助部材３３とスプール８との間で摩擦力が発生することなしに、前記形式で軸方向にシフトすることができる。従って、組立補助部材３３の機能がスプール８に影響することはない。この場合、軸方向の遊びは、ガイド区分９から突き出す、スプール８の端部の長さによって、並びに杯状の組立補助部材３２の深さによって規定される。
【００４０】
前記スプール弁１は、種々異なる実施例、有利には自動車のオートマチックトランスミッション、特に電気油圧式の制御モジュールに使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ スプール弁、 ２ ハウジング、 ３ スライド通路、 ４ 第１の接続孔、 ５ （第２の）接続孔、 ６ 盲孔、 ７ 半径方向圧力補償室、 ８ スプール、 ９，１０ ガイド区分、 １１ 接続区分、 １２ 矢印、 １３ 環状の室、 １４ 第１の制御縁、 １５ 環状溝、 １６ 栓、 １７ 押圧ばね、 １８ 圧力補償通路（軸方向孔）、 １９ 半径方向孔、 ２０ 軸方向孔、 ２１ 端面、 ２２ 室、 ２３ 第３の接続孔、 ２４ 第３のガイド区分、 ２５ 接続区分、 ２６ 環状の室、 ２７ 第２の制御縁、 ２８ 固定リング、 ２９ 端面、 ３０ 室、 ３１ａ，３１ｂ 付加的なスペース領域、 ３２ ピン、 ３３ 組立補助部材、 ３４ 自由端部、 ３５ 係止突起、 ３６ 対抗突起、 ３７ 領域、
Ｄ 接続孔４の孔直径、 ｓ１ 接続孔４の縁部からの制御縁２７の間隔、
ｓ２ 接続孔４と環状溝１５との間に形成された貫流横断面の幅、
Ｉ 環状溝１５から制御縁１４までのガイド区分９の残りの領域の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に自動車のオートマチックトランスミッションを制御するためのスプール弁であって、ハウジングを有しており、該ハウジング内に少なくとも２つの接続孔が形成されていて、これらの接続孔がスライド通路内に開口しており、スライド通路内で軸方向に移動可能なスプールを有しており、該スプールが少なくとも２つのガイド区分と、貫流横断面を開閉するための少なくとも１つの制御縁とを有しており、前記接続孔のうちの第１の接続孔が消費器に作用接続可能であり、第２の接続孔が圧力源に作用接続可能である形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭に述べた形式のスプール弁は、従来技術により公知である。スライド通路内でスプールを軸方向にスライドさせることによって、少なくとも１つの制御縁を用いて貫流横断面が開放又は閉鎖されるか、若しくは貫流横断面の大きさが規定される。この場合、スプールは、スライド通路内で少なくとも２つのガイド区分によってガイドされ、これらのガイド区分は同時に、スライド通路の内壁と気密に協働する。従って、スプールはピストンと同様に構成されていて、例えば直接的に電磁式に操作されるか、又は特に液圧式のパイロット制御圧力を介して操作される。貫流横断面を正確に調節するために、制御縁の精度が重要となる。さらに、スプールは小さい力でスライドさせることができ、しかも特に、全スライドストロークに亘って一様な摩擦を有していることが重要となる。スプールに半径方向に作用する液圧力によるスプールの傾き又は高い摩擦を避けるために、圧力補償を行うための様々な可能性が公知である。例えばドイツ連邦共和国特許公開第３５０５７７号明細書又はドイツ連邦共和国特許第４３２４５８９号明細書によれば、接続孔の領域内において、ケーシングの背後に環状の溝を形成し、各接続箇所のために互いに向き合い、かつ合致し合う孔を設け、同じ圧力で負荷し、それによって圧力が補償されるようになっていることが公知である。しかしながらこの場合、圧力若しくは液圧媒体を、相応の管路を介してすべての孔に供給しなければならないので、特にハウジングは、特に大きい構造スペースを必要とする複雑な形状のものになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許公開第３５０５７７号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許第４３２４５８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、以上のような従来技術における欠点を取り除いたスプール弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるスプール弁は、少なくとも１つの接続孔が、スライド通路を越えて延在する盲孔として構成されており、ガイド区分のうちの、制御縁を有する第１のガイド区分が、前記盲孔に配属されていて、前記第１のガイド区分の外周面に少なくとも１つの環状溝が設けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本明細書において盲孔とは、両側が開放しているのではなく、片側がハウジングの材料内で終わっている孔のことである。盲孔は、スライド通路の一方側からスライド通路を横切って延在していて、スライド通路の他方側のハウジング内で終わっている。これによって、接続側とは反対側の、スライド通路の側に室が形成される。盲孔に配属され、かつ有利な形式で少なくとも閉じた貫流横断面においてほぼこの盲孔内に位置する第１のガイド区分は、その外周面に環状溝を有している。環状溝は、構成部分の全外周、有利にはピストン状のスプールの第１のガイド区分の全外周に亘って延在している。ガイド区分がハウジングと気密に当接している間、環状溝は通路を提供し、この通路を通って、媒体有利には液圧媒体が、盲孔の接続側から、この盲孔とは反対側に位置する室に達する。これによって、接続側及び盲孔の室内に、同じ圧力が形成される。この圧力は、第１のガイド区分に互いに反対側から作用する。盲孔は、スライド通路の両側で有利には同じ直径を有しているので、半径方向圧力補償が得られる。何故ならば、スプールの両側に同じ圧力が作用するからである。このような有利な構成によって、小さい摩擦力を有し、スライド通路内におけるスプールの傾きを確実に阻止するスプール弁が得られる。
【０００７】
環状溝は、前記スプールの各位置、特にスプールの各シフト位置において少なくとも部分的に前記盲孔内、若しくは盲孔の領域内に位置している。これによって、スプールの各位置で前記半径方向補償が得られる。スプールの最大移動位置は、有利な形式で、ハウジングの軸方向ストッパによって形成されており、軸方向ストッパは、ハウジング自体によって形成されるか、又は例えばスライド通路内に挿入された固定リングによっても形成され得る。
【０００８】
有利な形式で、盲孔の直径は、スライダ通路の直径よりも大きい。これによって、盲孔の接続側において、流体を流入若しくは流出させるための大きい貫流横断面及び半径方向圧力補償が迅速に得られる。
【０００９】
また有利な形式で、スプール弁は圧力制御式のスプール弁として構成されている。このために、特に有利にはスプール内に圧力補償通路が形成されており、該圧力補償通路は、盲孔に配属され、かつ特に前記環状溝内に開口する少なくとも１つの半径方向孔と、前記スプールの軸方向若しくは端部側の端面から前記半径方向孔に通じる軸方向孔とを有している。スライダ通路は、スプールの移動運動を可能にするために、スプールよりも長く構成されている。またスプールの一端部に、スプールを操作するための手段が作用し、これに対してスプールの他方の端部は、スライダ通路内に自由に位置している。有利な形式でスプールの自由端部の端面に通じる圧力補償通路によって、スプールとハウジングとの間に形成された室（この室内に軸方向孔が開口している）と、盲孔の接続部との間の圧力補償が得られる。第１の接続孔が盲孔として構成されていれば、圧力制御弁若しくは圧力制御式のスプール弁が形成される。単に１つの半径方向孔だけが設けられている場合、この半径方向孔は、有利な形式で、スプール弁全体を貫通して延在している。選択的に、２つ又はそれ以上の半径方向孔が設けられていて、これらの半径方向孔が、互いに所定の角度を成して交差し合っていてもよい。例えば２つの半径方向孔が設けられている場合、これら２つの半径方向孔は、圧力補償通路を形成するために、互いに９０゜ずらされていて、軸方向孔内で交差し合っている。
【００１０】
選択的な実施例によれば、圧力補償通路の軸方向孔内にピンが軸方向に移動可能に配置されており、該ピンはその一端部がハウジングと協働するようになっている。このピンは、スプールのガイド区分のように、ハウジングの軸方向孔内に有利な形式で半径方向に気密に位置している。有利には、このスプール弁は、パイロット制御圧力を介して制御されるスプール弁である。従ってスプールは、室とは反対側が、特に液圧式のパイロット制御圧力によって、操作のために押圧される。この場合、有利には、軸方向孔内で移動可能なピンの横断面は、パイロット制御圧力によって押圧される、スプールの横断面よりも小さいので、スプールにおける力の釣合は、面比に反比例する圧力比によって得られ、これによって、盲孔内の圧力とパイロット制御圧力との間で液圧的な増圧が得られる。液圧式のパイロット制御圧力に対して選択的に、スプールは、例えば電磁式のアクチュエータによって直接操作される。この場合も、上記のような液圧式の増圧が可能である。特に有利には、ピンは、有利な形式でスプールの自由端部に被せ嵌め可能な組立補助エレメントによって、軸方向孔内で保持されるようになっているので、ピンのための紛失防止手段が提供され、この紛失防止手段によって、スプール弁の組立が容易に行われる。
【００１１】
有利な形式で、第１の接続孔は盲孔として構成されている。特に有利には、第１の接続孔は第１の制御縁と協働し、この際に、前述のように、第１の制御縁は第１のガイド区分に設けられている。これによって、消費器のための開放又は閉鎖される貫流横断面は、第１のガイド区分と第１の接続孔との交差位置によって規定される。
【００１２】
本発明の有利な実施態様によれば、ハウジングが第３の接続孔を有していて、該第３の接続孔は低圧部特に液圧タンクに作用接続可能であり、該第３の接続孔は、軸方向で見て、前記第１の接続孔の、前記第２の接続孔と反対側に位置している。これによって、ハウジング内に３つの接続孔が設けられており、これら３つの接続孔は、軸方向で見て相前後して位置していて、第１の接続孔が第２の接続孔と第３の接続孔との間に位置している。
【００１３】
有利な形式で、スプールの前記第１のガイド区分は、第２のガイド区分と第３のガイド区分との間に配置されていて、別の貫流横断面を開閉するための第２の制御縁を有しており、該第２の制御縁が前記第１の接続孔と協働する。これによって、ガイド区分は、それぞれ第１の接続孔と協働する、第１の制御縁も第２の制御も有している。第１のガイド区分がどの方向でスプールによって軸方向で移動せしめられるかに応じて、１つの貫流横断面又は別の貫流横断面が開放若しくは閉鎖される。残りのガイド区分は、ガイド及びシールのためだけに用いられ、特別な制御縁を有していなくてもよい。何故ならば、それぞれの貫流横断面は、第１のガイド区分若しくはその位置だけによって規定されるからである。これによって、スプール及びスプール弁の製造が簡略化され、製造コストが安価になる。
【００１４】
本発明によればさらに、スプールが前記ガイド区分間にそれぞれ１つの、直径の減径された接続部分を有しており、これらの接続区分がそれぞれ、スプールの各位置において第２の接続孔若しくは第３の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置している。スプールが２つのガイド区分だけを有している場合、これら２つのガイド区分を接続する接続区分が、スプールの各位置において、第２の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置するので、常に半径方向圧力補償が行われる。これと同じことは、３つのガイド区分を有する実施例のためにも当てはまる。この場合、常に半径方向圧力補償を保証するために、スプールの各位置において、一方の接続区分が第２の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置し、また他方の接続区分が第３の接続孔の領域内に少なくとも部分的に位置している。
【００１５】
これによって全体的に、シフト行程に亘ってスライダ通路内でのスプールの確実な移動若しくはシフトが、特に均一な小さい摩擦力によって可能であり、しかも小さい構造スペースしか必要としない、簡単かつ安価製造可能なスプール弁が得られる。半径方向圧力補償を確実に実施するために、互いに向き合う複数の孔を避けることによって、ハウジングは全体的に簡単に構成することができる。この場合、特にハウジングの一方側だけに、複数の接続孔の夫々に通じる複数の供給部を設ければよい。複数の接続孔を設けることによって、スプールの操作時にまず小さい貫流横断面だけが開放される微調整縁部が提供される。
【００１６】
以下に図面を用いて本発明を詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ異なる作動位置にある、第１実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ異なる作動位置にある、第２実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ異なる方向から見た、第３実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ異なる方向から見た、第４実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【図５】第５実施例によるスプール弁の部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ異なる作動状態における、第１実施例によるスプール弁１を示す。スプール弁１は、ハウジング２を有していて、該ハウジング２はスライド通路３を有している。スライド通路３は、１つの直径を有する簡単な孔として構成されているので、有利な形式で、小さい公差を有する、簡単かつ安価に製造可能なスライド通路３が得られる。スライド通路３内に、互いに相並んで配置された２つの接続孔４，５が、有利には半径方向に開口している。接続孔４は消費器に作用接続可能であり、接続孔５は液圧媒体のための圧力源に作用接続可能である。この場合、第１の接続孔４は、盲孔６として構成されていて、この盲孔６は、スライド通路３内を貫通してハウジング２の材料内で終わるように延在している。盲孔６若しくは第１の接続孔４は、スライド通路３の一方側で接続側を形成していて、スライド通路３の他方側で半径方向圧力補償室７を形成しており、該半径方向圧力補償室７の機能については後述されている。
【００１９】
スライド通路３内に、スプール８が軸方向摺動可能に配置されている。スプール８は、第１のガイド区分９と第２のガイド区分１０とを有しており、これらのガイド区分９，１０は、接続区分１１によって互いに堅固に結合されている。有利な形式で、ガイド区分９及び１０は、接続区分１１にそれぞれ一体的に構成されている。ガイド区分９及び１０の直径は、スライド通路３の内径にほぼ相当しているので、ガイド区分９及び１０は、スライド通路３内においてガイドされ、かつ半径方向でシールされている。接続孔４，５に関連して、ガイド区分９，１０は互いに、軸方向で見て、接続孔４，５間の間隔よりも大きい間隔を保って配置されている。スライダ通路３は、一端部が開放していて、他端部にスプール８のための軸方向ストッパを有している。この軸方向ストッパは、ハウジング２によって形成され、矢印１２方向におけるスプール８の最大ストロークを制限している。この軸方向ストッパに続いて、先細りした孔が設けられており、従ってスプール８とハウジング２との間に室２２が形成されている。スプール弁８が矢印１２方向でハウジング２の軸方向ストッパまでスライドされている、図１Ａに示した最大移動位置において、接続孔４及び５が互いに流体技術的に接続されている。接続区分１１は、ガイド区分９及び１０の直径よりも小さい直径を有しているので、ガイド区分９と１０との間に環状の室１３が形成されていて、この室１３は、図示の最大移動位置において２つの接続孔４及び５と接続している。
【００２０】
第１のガイド区分９に、第１の制御縁１４が設けられており、この第１の制御縁１４は、貫流横断面を開閉するために第１の接続孔４と協働する。図示されているように、接続孔４とスライド通路３との間の貫流横断面は、スプール８の軸方向位置に応じて、公知の形式で調節される。
【００２１】
ガイド区分９は、さらに環状溝１５を有しており、この環状溝１５の外周面は、スプール８の各位置において少なくとも部分的に盲孔６内若しくは第１の接続孔４内に位置するように、構成されている。これによって、盲孔６の接続側並びに半径方向圧力補償室７との間に常に流体技術的な接続が保証されるようになっている。環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、ガイド区分９は互いに反対側が同じ圧力で負荷される。言い換えれば、環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、スプール８特にガイド区分９のための半径方向圧力補償が得られる。
【００２２】
スプール８が矢印１２方向とは逆方向に移動すると、図１Ａに示した開放された貫流横断面は、図１Ｂに示したように縮小されるか、又はスプール８がさらに移動することによって閉鎖される。貫流横断面が閉じられた状態においても、環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、ガイド区分９のための半径方向圧力補償が得られる。スプール弁１の有利な実施態様によれば、特にスプール８がスライド通路３内で傾くことは、効果的に阻止される。さらにまた、スプール８が移動する際の摩擦力は、全シフト行程若しくは全ストロークに亘って小さく維持される。接続孔４を、スライド通路３を越えて延在する盲孔６として構成することによって、従来一般的である解決策とは異なり、スライド通路３の両側に互いに向き合う２つの孔を設ける必要はなく、またこれらの孔に通じるそれぞれ１つの供給管路を設ける必要もない。これによって、従来の解決策と比較して、存在するスプール弁１の取り付けスペース並びに製造費用は低減された。
【００２３】
図示の実施例では、スライド通路３は、室２２とは反対側で、栓１６によって気密に閉鎖されており、栓１６とスプール８との間に、この栓１６及びスプール８にプリロード（予備荷重）をかける押圧ばね１７が嵌め込まれており、この押圧ばね１７は、有利な形式でコイルばねとして構成されていて、スプール８を矢印１２方向でその最大移動位置に押し付けている。スライダ通路３は、押圧ばね１７の領域内で、孔、通路等によって公知の形式で無圧に保たれているか、若しくは無圧のレベル特にタンクに接続されているので、ガイド区分１０における漏れによって、スライダ通路３の押圧ばね１７の領域内で圧力が上昇することはない。選択的に、スプール８を磁気的又は液圧式のパイロット制御圧によって操作することも考えられる。
【００２４】
さらにスプール８内に圧力補償通路１８が設けられており、該圧力補償通路１８は、ガイド区分９を通る少なくとも１つの半径方向孔１９と、該半径方向孔１９内に開口する軸方向孔２０とから形成される。軸方向孔２０は、半径方向孔１９から、スプール８若しくはガイド区分９の一端部側の端面２１まで達していて、ここで、ハウジング２及びガイド区分９によって形成された室２２内に開口している。半径方向孔１９は、ガイド区分９の環状溝１５の領域内でスプール８全体を通って延在している。これによって、室２２は、圧力補償通路１８を介して常に接続孔４に接続されている。接続孔５から室１３を介して接続孔４に達する圧力は、圧力補償通路１８を介して室２２に達し、ここで、押圧ばね１７のばね力に抗する押圧力を生ぜしめる。この押圧力が、押圧ばね１７のばね力を越えると、ガイド区分９は制御縁１４で以て接続孔４を閉鎖する。例えば接続孔４における漏れによって圧力が低下すると、室２２内の圧力が低下し、それによって押圧力は減少され、スプール８は押圧ばね１７のばね力によって矢印１２方向に移動せしめられ、それによって制御縁１４において、接続孔４から接続孔５への接続が開放され、接続孔４内の圧力が再び上昇せしめられる。それによって圧力制御式のスプール弁１が提供される。
【００２５】
図２Ａ及び図２Ｂは、スプール弁１の第２実施例を示す。この場合、以下では、前記実施例に記載された部材と同じ部材には同一の符号が付けられており、従って同一の符号が付けられた部材については、前記実施例が参照される。以下では、前記実施例との主な相違点について説明する。
【００２６】
図示の実施例では、ハウジング２が第３の接続孔２３を備えており、該第３の接続孔２３は、接続孔４の、接続孔５とは反対側に設けられており、従って接続孔４は、接続孔５と接続孔２３との間に配置されている。スプール８は第３のガイド区分２４を有しており、該第３のガイド区分２４は、接続区分２５を介して、ガイド区分９に特に一体的に接続されている。軸方向孔（圧力補償通路）１８は、少なくとも１つの半径方向孔１９から接続区分２５及びガイド区分２４を貫通して延在している。従って、接続孔４は、圧力補償通路１８を介して室２２に流体技術的に接続されている。この場合、端部側の端面２１は、ガイド区分２４に設けられている。接続区分１１と同様に、接続区分２５も、ガイド区分２４及び９と比較して縮小された直径を有しているので、ガイド区分２４とガイド区分９との間に環状の室２６が形成されている。スプール８の最大シフト行程は、前述のように、スライド通路３で一端部がハウジングのストッパによって制限されていて、他端部が固定リング２８によって制限されている。
【００２７】
ガイド区分９はさらに第２の制御縁２７を有しており、この第２の制御縁２７は、別の貫流横断面を開放又は閉鎖するために、盲孔６と協働する。スプール８及び特に環状溝１５は、環状溝１５が常に盲孔６の領域内に位置するように配置若しくは構成されているので、接続側から圧力室７への流体技術的な接続が常に保証される。ガイド区分１０及び２４は、スプール８の各運転位置において、室１３及び２６が、接続孔２３若しくは５と接続されるように、ガイド区分９から間隔を保って配置されている。
【００２８】
スプール８の、端面２１とは反対側に設けられた端部側の端面２９は常に室３０と接続されており、該室３０はパイロット制御圧力に調節され、このパイロット制御圧力は有利には電磁操作式の弁によって制御される。
【００２９】
図２Ａに示した運転位置において、接続孔４は液圧式に、室２６を介して接続孔２３と接続されていて、圧力補償通路１８を介して室２２と接続されている。接続孔２３は、低圧部特に液圧タンクに作用接続可能である。これによって、接続孔４と室２２とはタンク、つまり無圧に接続されている。この状態で、室３０内には周囲圧力が満たされている。接続孔５内及び室１３内に存在する、圧力源の圧力は、スライド通路３内でガイド区分９及び１０によってそれぞれギャップシールを用いてシールされている。ガイド区分９及び１０のギャップシールを介した漏れは、接続孔２３を介してタンクに達する。室１３内の面は液圧式に補償されているので、スプール８は圧力源の圧力によって動くことはない。
【００３０】
室３０内のパイロット制御圧力が、電磁操作式の弁を制御することによって高められると、発生した押圧力を介して、スプール８は矢印１２で左方向にシフトせしめられる。この際に、まずガイド区分９の制御縁２７によって、接続孔４が室２６から分離される。矢印１２方向でさらに移動せしめられると、ガイド区分９はその第１の制御縁１４が、接続孔４の領域内で移動し、それによって接続孔４を室１３に接続する（図２Ｂ参照）。これによって圧力源は消費器に接続され、接続孔４内の圧力は、圧力源による圧力に応じて上昇する。それと同時に、圧力は圧力補償通路１８を介して室２２内に伝達され、この室２２内で同様に圧力が形成される。室２２内の圧力は、ガイド区分２４の端面２１に作用し、室３０内のパイロット制御圧力によってガイド区分１０の端面２９において形成される圧力が前記室２２内の圧力よりも小さい場合に、スプール８を矢印１２方向に抗してシフトさせる。これによって、接続孔４と室１３との間の接続が再び遮断される。
【００３１】
例えば漏れ作用によって接続孔４内の圧力が低下すると、室２２内の圧力も低下せしめられ、これによってスプール８に過剰な力が作用し、スプール８を再び矢印１２方向に移動させる。これによって、接続孔４と室１３との間の貫流横断面は再び開放せしめられ、接続孔５若しくは圧力源との接続が得られ、接続孔４内の圧力は再び上昇する。これに対して室３０内のパイロット制御圧力が低下せしめられると、矢印１２の作用方向とは逆方向に過剰な力が作用し、それによって接続孔４と室２６との間の貫流横断面は開放され、接続孔４とタンクとの間で圧力補償が得られる。接続孔４と室２６との間の別の貫流横断面若しくは、接続孔４と室１３との間の貫流横断面の開閉は、接続孔４内の圧力を調整することによって得られる。これによって、接続孔４に、作業圧としての調整された圧力が提供される。
【００３２】
ガイド区分９並びに接続孔４は、スプール弁１の全制御縁１４，２７を形成する。これに対して、ガイド区分１０及び２４並びに接続孔５及び２３は、制御縁を備えていないので、製造時には、ガイド区分９における制御縁１４及び１７のための並びに接続孔４のための公差だけを考慮すればよい。これによって、製造は簡略化され、費用は安価になる。貫流横断面を開放する際には、接続孔４の円形の形状によって、まず小さい円形区分だけが開放され、より大きいストロークによって始めて貫流横断面は著しく大きくなるので、追加的な構造的手段又は製造技術的な手段を必要とすることなしに、微調整縁部の機能が得られる。
【００３３】
環状溝１５及び半径方向圧力補償室７によって、接続孔４の圧力は常に補償される。この圧力補償によって、接続孔４内の圧力が一方側ではスプール８に作用することはなく、従って、発生した押圧力を介してスプール８に傾倒力若しくは垂直力が作用することなく、ひいては高い摩擦力が発生することもない。スプール８の各運転位置において盲孔６の領域内に位置する環状溝１５を備えた有利な構成によって、簡単かつ安価な圧力補償機能が確実に得られる。
【００３４】
図２Ａ及び図２Ｂを用いて、環状溝１５の位置のための前提条件について説明する。図２Ａに示されているように、環状溝１５及びガイド区分９は、スプール８が固定リング２８に当接している時に接続孔４の縁部からの制御縁２７の間隔ｓ１がゼロより大きくなるように、寸法設計されなければならない。確実な圧力制御を保証するために、接続孔４と室２２との流体接続が常に確実に得られるようにする必要がある。このために、半径方向孔１９が有利な形式で環状溝１５内に開口している。特に、スプール８がハウジングのストッパに当接している他方の極端な位置（図２Ｂ参照）において、接続孔４の孔直径Ｄは、接続孔４と環状溝１５との間に形成された貫流横断面の幅ｓ２と、環状溝１５から制御縁１４までのガイド区分９の残りの領域の幅Ｉとの合計よりも大きくなるように、寸法設計されなければならない。従ってＤ＞Ｉ＋ｓ２が当てはまり、この場合、ｓ２＞０である。
【００３５】
別の実施態様は、図３Ａ〜図３Ｃに示されている。図３Ａはスプール弁１の概略的な縦断面図を示し、図３Ｂは接続孔４，５及び２３を上から見たハウジングの平面図を示し、図３Ｃは半径方向孔１９の領域内のスプール弁１の横断面図を示す。
【００３６】
第３実施例によれば、接続孔４の直径は、スライド通路３を形成する孔の直径よりも大きく選定されている。これによって、環状溝１５の領域内での圧力補償のためのスペース、及び流体を接続孔４に向かって流入若しくは流出させるために提供される貫流横断面も、図３Ｂの付加的なスペース領域３１ａ及び３１ｂに示したように、著しく増大される。これによって改善された圧力補償機能が得られる。接続孔４の充填又は排出、及び有利には接続孔４に接続された、自動車のクラッチの充填又は排出は、このような増大された貫流横断面によって改善され、特に促進される。接続孔４の迅速な充填及び排出、若しくは接続孔４内の迅速な増圧及び減圧は、特に自動車のためのオートマチックトランスミッションの制御装置内でのスプール弁の機能のために重要である。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、スプール弁１の別の実施例について記載されており、この実施例は前記実施例に対して、第３の接続孔２３は設けられているが、第３のガイド区分２４は設けられていない点で異なっている。図４Ａはスプール弁１の縦断面図を示し、図４Ｂは、Ｂ−Ｂ線に沿ったスプール弁１の横断面図を示す。さらに、圧力補償通路１８の軸方向孔２０内に、ピン３２が軸方向摺動可能に支承されており、該ピン３２は、軸方向孔２０と協働して、接続孔４と、接続孔２３が開口している室２２との間のギャップシールを形成する。室２２内のピン３２の一方の端面側は周囲圧力若しくはタンク圧力によって負荷され、かつ／またはハウジングに当接していて、ピン３２の他方の端面側は接続孔４内の圧力によって負荷されるので、スプール８に矢印１２とは逆方向の作用する押圧力が生ぜしめられる。この押圧力は、接続孔４内若しくは半径方向孔１９内の圧力に、ピン３２の横断面を掛け算して算出される。ピン３２の横断面は、スプール８のガイド区分１０の横断面よりも小さいので、スプール８における力の釣合は、面積比に逆比例した圧力比によって得られる。これによって、接続孔４内の圧力が室３０内の圧力に対して液圧的に増圧される。
【００３８】
この液圧的な増圧機能によって特に、スプール８を、電磁弁によって励磁された室３０内のパイロット制御圧力によって動かすか若しくは操作するだけではなく、スプールに直接作用する電磁操作式のアクチュエータによって操作することもできる。つまり、スプール８を直接制御することもできる。このために、有利な形式で端面２９に、マグネットアンカがパイロット制御圧の押圧力と同じ機械的な力を直接作用させる。この場合、ガイド区分１０における漏れによって、磁気力に対する妨害値を形成する圧力が室３０内に形成されることがないように、室３０は無圧のレベル（タンク）に接続されている。このような構成は、別の実施例において記載された、液圧式の増圧機能を有していないスプール弁のためにも適用することができる。
【００３９】
図５は、スプール弁１の第５実施例を示す。この第５実施例によるスプール弁１は、前記実施例のものとは異なり、組立補助部材３３が設けられている。組立補助部材３３は杯状に構成されていて、スプール８の自由端部３４に遊びを保って被せ嵌めることができる。このために、スプール８の自由端部は半径方向の係止突起３５を有していて、組立補助部材３３は、前記係止突起３５に対応する半径方向の対抗突起３６を有している。有利な形式で、組立補助部材３３は、少なくとも対抗突起３６の領域で以て弾性的に変形可能であるので、対抗突起３６は係止突起３５を越えてスライドせしめられ、係止突起３５の後ろの係止位置に達する。組立補助部材３３は、スプール８の取り付け前及び取り付け中における、ピン３２のための紛失防止機能を有している。スプール８とピン３２と組立補助部材３３とは、スライド通路３内に挿入される１つの仮組立群を形成している。組立補助部材３３は有利にはプラスチック射出成形部分として構成されている。スライド通路３内に挿入する際に、組立補助部材３３は、減径された孔直径を有する領域３７内に挿入され、スプール８の自由な端面を介して、図５に示したように、スライド通路３の底部までスライドせしめられ若しくは位置決めされる。組立補助部材３３並びに領域３７は、プレス嵌めを形成する直径を有しているので、組立補助部材３３は図示の位置で摩擦結合（摩擦による束縛）式に固定される。スプール８は、組立補助部材３３とスプール８との間の遊びに基づいて、組立補助部材３３とスプール８との間で摩擦力が発生することなしに、前記形式で軸方向にシフトすることができる。従って、組立補助部材３３の機能がスプール８に影響することはない。この場合、軸方向の遊びは、ガイド区分９から突き出す、スプール８の端部の長さによって、並びに杯状の組立補助部材３２の深さによって規定される。
【００４０】
前記スプール弁１は、種々異なる実施例、有利には自動車のオートマチックトランスミッション、特に電気油圧式の制御モジュールに使用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１ スプール弁、 ２ ハウジング、 ３ スライド通路、 ４ 第１の接続孔、 ５ （第２の）接続孔、 ６ 盲孔、 ７ 半径方向圧力補償室、 ８ スプール、 ９，１０ ガイド区分、 １１ 接続区分、 １２ 矢印、 １３ 環状の室、 １４ 第１の制御縁、 １５ 環状溝、 １６ 栓、 １７ 押圧ばね、 １８ 圧力補償通路（軸方向孔）、 １９ 半径方向孔、 ２０ 軸方向孔、 ２１ 端面、 ２２ 室、 ２３ 第３の接続孔、 ２４ 第３のガイド区分、 ２５ 接続区分、 ２６ 環状の室、 ２７ 第２の制御縁、 ２８ 固定リング、 ２９ 端面、 ３０ 室、 ３１ａ，３１ｂ 付加的なスペース領域、 ３２ ピン、 ３３ 組立補助部材、 ３４ 自由端部、 ３５ 係止突起、 ３６ 対抗突起、 ３７ 領域、
Ｄ 接続孔４の孔直径、 ｓ１ 接続孔４の縁部からの制御縁２７の間隔、
ｓ２ 接続孔４と環状溝１５との間に形成された貫流横断面の幅、
Ｉ 環状溝１５から制御縁１４までのガイド区分９の残りの領域の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に自動車のオートマチックトランスミッションを制御するためのスプール弁（１）であって、ハウジング（２）を有しており、該ハウジング（２）内に少なくとも２つの接続孔（４，５，２３）が形成されていて、これらの接続孔（４，５，２３）がスライド通路（３）内に開口しており、スライド通路（３）内で軸方向に移動可能なスプール（８）を有しており、該スプール（８）が少なくとも２つのガイド区分（９，１０，２４）と、貫流横断面を開閉するための少なくとも１つの制御縁（１４，２７）とを有しており、前記接続孔のうちの第１の接続孔（４）が消費器に作用接続可能であり、第２の接続孔（５）が圧力源に作用接続可能である形式のものにおいて、
少なくとも１つの前記接続孔（４）が、前記スライド通路（３）を越えて延在する盲孔（６）として構成されており、前記ガイド区分のうちの、前記制御縁（１４，２７）を有する第１のガイド区分（９）が、前記盲孔（６）に配属されていて、前記第１のガイド区分（９）の外周面に少なくとも１つの環状溝（１５）が設けられていることを特徴とする、スプール弁。
【請求項２】
前記環状溝（１５）が前記スプール（８）の各位置において少なくとも部分的に前記盲孔（６）内に位置している、請求項１記載のスプール弁。
【請求項３】
前記第１の接続孔（４）の直径（Ｄ）が前記スライド通路（３）の直径よりも大きい、請求項１記載のスプール弁。
【請求項４】
前記スプール（８）内に圧力補償通路（１８）が形成されており、該圧力補償通路（１８）は、前記第１の接続孔（４）に配属され、かつ特に前記環状溝（１５）内に開口する少なくとも１つの半径方向孔（１９）と、前記スプール（８）の端部側の端面（２１）から前記半径方向孔（１９）に通じる軸方向孔（２０）とを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項５】
前記スプール（８）の軸方向孔（２０）が、前記ハウジング（２）の、端面（２１）に配属された室（２２）内に開口している、請求項１から４までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項６】
前記軸方向孔（２０）内にピン（３２）が軸方向に移動可能に配置されていて、該ピン（３２）の一端部が前記ハウジング（２）と協働する、請求項１から５までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項７】
第１の接続孔（４）が盲孔（６）として構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項８】
前記ハウジング（２）が第３の接続孔（２３）を有していて、該第３の接続孔（２３）が低圧部特に液圧タンクに作用接続可能であり、該第３の接続孔（２３）が、軸方向で見て、前記第１の接続孔（４）の、前記第２の接続孔（５）と反対側に位置している、請求項１から７までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項９】
前記スプール（８）の第１のガイド区分（９）が、第２のガイド区分（１０）と第３のガイド区分（２４）との間に配置されていて、別の貫流横断面を開閉するための第２の制御縁（２７）を有しており、該第２の制御縁（２７）が第１の接続孔（４）と協働する、請求項１から８までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項１０】
前記スプール（８）が前記ガイド区分（９，１０，２４）間にそれぞれ１つの、直径の減径された接続区分（１１，２５）を有しており、これらの接続区分（１１，２５）がそれぞれ少なくとも部分的に、スプール（８）の各位置において第２の接続孔若しくは第３の接続孔（５，２３）の領域内に位置している、請求項１から９までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項１】
特に自動車のオートマチックトランスミッションを制御するためのスプール弁（１）であって、ハウジング（２）を有しており、該ハウジング（２）内に少なくとも２つの接続孔（４，５，２３）が形成されていて、これらの接続孔（４，５，２３）がスライド通路（３）内に開口しており、スライド通路（３）内で軸方向に移動可能なスプール（８）を有しており、該スプール（８）が少なくとも２つのガイド区分（９，１０，２４）と、貫流横断面を開閉するための少なくとも１つの制御縁（１４，２７）とを有しており、前記接続孔のうちの第１の接続孔（４）が消費器に作用接続可能であり、第２の接続孔（５）が圧力源に作用接続可能である形式のものにおいて、
少なくとも１つの前記接続孔（４）が、前記スライド通路（３）を越えて延在する盲孔（６）として構成されており、前記ガイド区分のうちの、前記制御縁（１４，２７）を有する第１のガイド区分（９）が、前記盲孔（６）に配属されていて、前記第１のガイド区分（９）の外周面に少なくとも１つの環状溝（１５）が設けられていることを特徴とする、スプール弁。
【請求項２】
前記環状溝（１５）が前記スプール（８）の各位置において少なくとも部分的に前記盲孔（６）内に位置している、請求項１記載のスプール弁。
【請求項３】
前記第１の接続孔（４）の直径（Ｄ）が前記スライド通路（３）の直径よりも大きい、請求項１記載のスプール弁。
【請求項４】
前記スプール（８）内に圧力補償通路（１８）が形成されており、該圧力補償通路（１８）は、前記第１の接続孔（４）に配属され、かつ特に前記環状溝（１５）内に開口する少なくとも１つの半径方向孔（１９）と、前記スプール（８）の端部側の端面（２１）から前記半径方向孔（１９）に通じる軸方向孔（２０）とを有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項５】
前記スプール（８）の軸方向孔（２０）が、前記ハウジング（２）の、端面（２１）に配属された室（２２）内に開口している、請求項１から４までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項６】
前記軸方向孔（２０）内にピン（３２）が軸方向に移動可能に配置されていて、該ピン（３２）の一端部が前記ハウジング（２）と協働する、請求項１から５までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項７】
第１の接続孔（４）が盲孔（６）として構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項８】
前記ハウジング（２）が第３の接続孔（２３）を有していて、該第３の接続孔（２３）が低圧部特に液圧タンクに作用接続可能であり、該第３の接続孔（２３）が、軸方向で見て、前記第１の接続孔（４）の、前記第２の接続孔（５）と反対側に位置している、請求項１から７までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項９】
前記スプール（８）の第１のガイド区分（９）が、第２のガイド区分（１０）と第３のガイド区分（２４）との間に配置されていて、別の貫流横断面を開閉するための第２の制御縁（２７）を有しており、該第２の制御縁（２７）が第１の接続孔（４）と協働する、請求項１から８までのいずれか１項記載のスプール弁。
【請求項１０】
前記スプール（８）が前記ガイド区分（９，１０，２４）間にそれぞれ１つの、直径の減径された接続区分（１１，２５）を有しており、これらの接続区分（１１，２５）がそれぞれ少なくとも部分的に、スプール（８）の各位置において第２の接続孔若しくは第３の接続孔（５，２３）の領域内に位置している、請求項１から９までのいずれか１項記載のスプール弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−６７９１６（Ｐ２０１２−６７９１６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４７５８（Ｐ２０１１−２０４７５８）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（３９００２３７１１）ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング (2,908)
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔｕｔｔｇａｒｔ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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