バルブ装置
【課題】極めて簡単な構造で、従来構成と比較して大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることが可能なバルブ装置を提供する。
【解決手段】作動油が流通する油路２１と、該油路２１を開閉するためのボール弁３１と、複数の平板状の陰極板１１ａと複数のメッシュ状の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とを備え、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を伸縮変形させることでボール弁３１を駆動して油路２１の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置１において、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える各陰極板１１ａ及び各陽極板１３ａが帯状の配線部１１ｂ，１３ｂで連結されていることで、複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａのそれぞれが一体に形成されている。
【解決手段】作動油が流通する油路２１と、該油路２１を開閉するためのボール弁３１と、複数の平板状の陰極板１１ａと複数のメッシュ状の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とを備え、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を伸縮変形させることでボール弁３１を駆動して油路２１の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置１において、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える各陰極板１１ａ及び各陽極板１３ａが帯状の配線部１１ｂ，１３ｂで連結されていることで、複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａのそれぞれが一体に形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される自動変速機などの油圧機器の油圧制御に用いて好適なバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載した自動変速機において変速制御用の作動油の流通路を切り替えるためのバルブ装置として、ソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置が用いられている。この種のバルブ装置は、例えば、特許文献１に示すように、油路を開閉するための弁体と、プランジャを介して弁体を駆動するためのソレノイドとを備えており、ソレノイドの電磁力をオンオフすることにより、弁体を駆動して油路の開閉を切り替える構造である。すなわち、この種のバルブ装置では、電源オフ時には、スプリングで付勢されたプランジャによって弁体が着座面に押し付けられていることで油路が閉鎖している。一方、電源をオンすると、ソレノイドの電磁力によりスプリングの付勢力に抗してプランジャが退避する。これにより、作動油の油圧で弁体が着座面から離間して油路が開通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７４７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置では、金属製のソレノイドや磁石などの様々な部材を内蔵していることで、構造が複雑で部品点数も多く、外形寸法や重量が大きいという問題があった。また、部品コストも嵩むという問題がある。特に、車両用の自動変速機においては、一台の自動変速機に上記構成のバルブ装置を複数個（通常４〜６個程度）使用するため、上記のような重量や部品コストの影響が尚更大きくなってしまう。さらに、上記構成のバルブ装置では、ソレノイドの駆動音のため、油路を開閉する際の作動音が大きくなってしまうという課題もある。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のソレノイドを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができるバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、流体が流通する流体通路（２１）と、該流体通路（２２）を開閉するための弁体（３１）と、複数の平板状の陰極板（１１ａ）と複数のメッシュ状の陽極板（１３ａ）とを交互に積層し、各陰極板（１１ａ）と各陽極板（１３ａ）との間に高分子ゲル（１５）を挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）と、を備え、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）に印加する電圧を制御することによる伸縮変形で弁体（３１）を駆動して流体通路（２１）の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置（１）において、複数の陰極板（１１ａ）は、隣接する陰極板（１１ａ）同士が帯状の配線部（１１ｂ）で互いに連結されて一体に形成された陰極部材（１１）を構成しており、かつ、複数の陽極板（１３ａ）は、隣接する陽極板（１３ａ）同士が帯状の配線部（１３ｂ）で互いに連結されて一体に形成された陽極部材（１３）を構成していることを特徴とする。なお、上記の高分子ゲルとしては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲルを用いることができる。
【０００７】
本発明によれば、複数の平板状の陰極板と複数のメッシュ状の陽極板とを交互に積層し、各陰極板と各陽極板との間にＰＶＣゲルを挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたバルブ装置において、収縮型高分子ゲルアクチュエータが備える複数の陰極板と陽極板それぞれが配線部で連結されて一体に形成されているため、配線部で連結された複数の陰極板を含む陰極部材、及び配線部で連結された複数の陽極板を含む陽極部材をプレス加工で一体形成することが可能となる。したがって、複数の陰極板及び陽極板を有する収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたバルブ装置を簡単な工程で安価に製造することができる。また、本発明にかかるバルブ装置では、弁体を駆動するためのアクチュエータとして、上記構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたことで、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置の大幅な小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機には、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本発明にかかる上記構成のバルブ装置を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本発明にかかるバルブ装置では、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形によって弁体を駆動するので、流体通路の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済むため、動作時の静粛性を確保できる。
【０００８】
また、上記のバルブ装置では、配線部（１１ｂ，１３ｂ）は、隣接する陰極板（１１ａ）同士、及び隣接する陽極板（１３ａ）同士を撓んだ状態で接続しているとよい。この構成によれば、配線部が撓んだ状態になっていることで、配線部で接続された複数の陰極板及び複数の陽極板がジャバラ状になるため、陰極板及び陽極板をＰＶＣゲルの変形に追従させることが可能となる。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形がスムーズに行われるようになるので、動作性及び耐久性に優れたバルブ装置となる。また、配線部が撓んだ状態になっていることで、ＰＶＣゲルが変形する際に配線部が過度に引っ張られるおそれがない。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形によって配線部に断線などの不具合が生じることを防止できる。
【０００９】
また、上記のバルブ装置では、流体流路（２１）が形成されていると共に収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）が収容されたケース（５０）を備え、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）は、陰極板（１１ａ）及び陽極板（１３ａ）の積層方向を軸方向とする円柱状の外形を有しており、ケース（５０）には、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）を収容する円筒状の収容部（５６）と、該収容部（５６）の内側面における配線部（１１ｂ，１３ｂ）に対応する箇所に形成した溝部（５７）と、が設けられており、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）の配線部（１１ｂ，１３ｂ）が溝部（５７）に収納されているとよい。この構成によれば、ケースの溝部に収納された配線部が陰極板及び陽極板の回り止めとして機能することで、円筒状の収容部内で円柱状の収縮型高分子ゲルアクチュエータが回転することを防止できる。これにより、収縮型高分子ゲルアクチュエータが収容部内で回転して配線部が断線することを防止できる。
【００１０】
また、上記のバルブ装置では、溝部（５７）は、収容部（５６）内を移動する流体の流通路になっているとよい。この構成によれば、配線部が収納された溝部は、収容部内に流入した作動油や空気などの流体が収納部内を移動するための流通路として機能する。これにより、収縮型高分子ゲルアクチュエータが伸縮変形する際、収容部内の作動油や空気などの流体が円滑に移動することができる。また、溝部を通して作動油や空気を収容部内の全体に行き渡らせることも可能となる。これらによって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形をよりスムーズに行わせることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるバルブ装置によれば、従来のバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバルブ装置を示す図で、（ａ）は、側断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面を示す図、（ｃ）は、（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面を示す図である。
【図２】収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータを示す図で、（ａ）は、全体構成を示す斜視図、（ｂ）は、陰極部材及び陽極部材を示す図である。
【図３】収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータの動作を説明するための図で、（ａ），（ｃ）は、電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ），（ｄ）は、電圧印加時の状態を示す図である。
【図４】バルブ装置の動作を説明するための図で、（ａ）は、油路が閉じられた状態を示す図、（ｂ）は、油路が開かれた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるバルブ装置１を示す図で、（ａ）は、バルブ装置１の側断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面を示す図である。同図に示すバルブ装置１は、車両に搭載される自動変速機において変速制御用の作動油の流通を制御するために用いて好適なバルブ装置である。このバルブ装置１は、作動油が流通する油路２１と、該油路２１を開閉するためのボール弁（弁体）３１と、ボール弁３１を駆動するための収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ（収縮型高分子ゲルアクチュエータ）１０と、ボール弁３１及び収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容したケース（バルブボディ）５０とを備えて構成されている。
【００１４】
ケース５０は、略円筒状に形成された本体部５１と、該本体部５１の一端から突出する該本体部５１よりも小径の円柱状の軸部５２とを備えている。本体部５１及び軸部５２は一体に形成された外ケース５３で構成されており、本体部５１における外ケース５３の内周側には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための内ケース５５が嵌合している。一方、軸部５２の内部には、油路２１が形成されている。油路２１は、軸部５２の先端から本体部側５１に向かって軸方向に延びる流入ポート２２と、流入ポート２２の下流端から径方向の外側へ延びる流出ポート２３，２３とを備えている。流入ポート２２の下流端には、球状のボール弁３１が収容されており、ボール弁３１を着座させるための弁座部２４が設けられている。ボール弁３１は、油路２１内を移動することで弁座部２４に対して当接・離間するようになっている。これにより、油路２１の開閉が切り替えられる。
【００１５】
ケース５０の本体部５１は、外ケース５３と内ケース５５の二重構造になっており、内ケース５５の内部には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための円筒状の収容部５６が形成されている。収容部５６に収容された収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、全体が略円柱状の外形を有している。
【００１６】
収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とボール弁３１との間には、プランジャ３３が介在している。プランジャ３３は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の一端に当接する平板部３４と、該平板部３４からボール弁３１側に向かって突出形成された棒状のニードル部３５とを備えており、ニードル部３５の先端がボール弁３１に当接してこれを押圧するようになっている。また、軸部５２内のニードル部３５が収容された箇所には、油路２１からの余剰の作動油を流入させるためのドレン室２６が設けられている。また、ドレン室２６から軸部５２の径方向の両外側に向かってドレンポート２７，２７が開口している。
【００１７】
図２は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を示す図で、同図（ａ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の全体構成を示す概略の斜視図であり、同図（ｂ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える陰極部材１１と陽極部材１３の展開した状態を示す図である。収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲル（高分子ゲル）を備えた高分子ゲルアクチュエータであり、複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成である。各陰極板１１ａは、円形平板状に形成されている。一方、各陽極板１３ａは、外形が円形の平板状であって、その全体が縦横に交差する微細なメッシュ状に形成されている。なお、上記の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の基本的な構成及びその動作については、「山野美咲，小川尚希，橋本稔，高崎緑，平井利博：収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータの構造と駆動特性，日本ロボット学会誌 vol.27 No.7，pp.718〜724,2009」などに開示されている。
【００１８】
本実施形態のバルブ装置１が備える収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、上記の基本的な構成に加えて、下記の構成を具備している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、複数の陰極板１１ａは、隣接する陰極板１１ａ同士が帯状の配線部１１ｂで連結されていることで、全体として一枚の陰極部材１１を構成している。同様に、複数の陽極板１３ａは、隣接する陽極板１３ａ同士が帯状の配線部１３ｂで連結されていることで、全体として一枚の陽極部材１３を構成している。陰極部材１１及び陽極部材１３は、いずれも金属製の薄板状の部材であり、それぞれプレス加工によって一体に形成することが可能である。
【００１９】
また、本実施形態の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、図２（ａ）に示すように、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んで積層した構造において、陰極部材１１と陽極部材１３との間に電圧を印加していない状態で、隣接する陰極板１１ａを接続している配線部１１ｂと、隣接する陽極板１３ａを接続している配線部１３ｂとが収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外径側に若干撓んだ状態になっている。これにより、配線部１１ｂ，１３ｂで連結された複数の陰極板１１ａ及び複数の陽極板１３ａがジャバラ状になっている。また、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、配線部１１ｂと配線部１３ｂは、それぞれ陰極板１１と陽極板１３の外周方向において９０度間隔で配置されている。
【００２０】
また、図１に示すように、収容部５６内のＰＶＣゲルアクチュエータ１０のプランジャ３３と反対側の端部に対向する位置には、係止板５８が設置されている。係止板５８は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の端部と内ケース５５の底部５５ａとの間に介在している。係止板５８によって収容部５６内のＰＶＣゲルアクチュエータ１０一端が係止されている。これにより、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、軸方向が若干圧縮された状態で収容部５６内に設置されており、プランジャ３３及びボール弁３１に対して所定のプリセット荷重を付加した状態で組み付けられている。なお、内ケース５５の底部５５ａには、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に給電するための外部端子（図示せず）が接続される端子部５９が設けられている。
【００２１】
また、図１に示すように、収容部５６の内側面には、配線部１１ｂ，１３ｂを収納するための溝部５７が形成されている。溝部５７は、ＰＶＣゲル１５の積層方向に延びる直線状の細溝である。この溝部５７は、配線部１１ｂ，１３ｂに対応する箇所に形成されており、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外周側面から外径側に撓んだ配線部１１ｂ，１３ｂが溝部５７に収納されている。このように溝部５７に収納された配線部１１ｂ，１３ｂは、陰極板１１ａ及び陽極板１３ａの回り止めとして機能するので、円筒型の収容部５６の内部で円柱型の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が回転することを防止できる。
【００２２】
図３は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ）は、電圧印加時の状態を示す図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＡ部分を示す部分拡大図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＢ部分を示す部分拡大図である。上記構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、図３（ａ）及び（ｃ）に示す状態から、陰極部材１１と陽極部材１３との間に所定の電圧を印加すると、陰極板１１ａと陽極板１３ａとの間に挟み込まれたＰＶＣゲル１５が陽極板１３ａの方に移動する。その際、陽極板１３ａがメッシュ状になっていることで、図３（ｄ）に示すように、ＰＶＣゲル１５が変形してメッシュ状の隙間１３ｅに入り込む。これにより、図３（ｂ）に示すように、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が、電圧を印加していない状態と比較して小さく（薄く）なる。その一方で、電圧の印加を停止するとＰＶＣゲル１５が元の状態に復帰するので、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さが元の寸法に戻る。
【００２３】
本実施形態のバルブ装置１では、上記のような特性を有する収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を用いてボール弁３１を駆動することで、油路２１の開閉を切り替えるようになっている。図４は、バルブ装置１の動作を説明するための図で、同図（ａ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の非印加時に油路２１が閉じられた状態を示す図、同図（ｂ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加時に油路２１が開かれた状態を示す図である。
【００２４】
すなわち、図４（ａ）に示す収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の非印加時には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０からプランジャ３３及びボール弁３１にかかっているプリセット荷重によって、ボール弁３１が油路２１内の弁座部２４に着座している。これにより、油路２１が閉止された状態になっている。その一方で、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に電圧を印加すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が小さくなる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０からプランジャ３３及びボール弁３１に掛かっているプリセット荷重が解除されるので、流入ポート２２内の作動油の油圧で、ボール弁３１が弁座部２４から離間する方向に移動する。これにより、弁座部２４からボール弁３１が離間して油路２１が開かれる。なお、その状態で収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を停止すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が元の形状に復帰することで、図４（ａ）に示すように、プリセット荷重によってボール弁３１が弁座部２４に着座して油路２１が閉止される。このように、バルブ装置１に内蔵された収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が電圧の印加の有無に応じて伸縮することで、バルブ装置１内の油路２１の開閉が切り替えられる。
【００２５】
なお、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に印加する電圧の具体的な設定値は、ボール弁３１を駆動するために必要な発生力（荷重）を考慮して決定するとよい。また、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０におけるＰＶＣゲル１５の積層数は、油路２１を開閉するために必要なボール弁３１の変位量（移動量）を考慮して決定するとよい。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のバルブ装置１は、複数の平板状の陰極板１１ａと複数のメッシュ状の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えている。そして、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を伸縮変形させることによってボール弁３１を駆動して、油路２１の開閉を切り替えるように構成している。そのうえで、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える複数の陰極板１１ａは、隣接する陰極板１１ａ同士が配線部１１ｂで連結された陰極部材１１を構成しており、かつ、複数の陽極板１３ａは、隣接する陽極板１３ａ同士が配線部１３ｂで連結された陽極部材１３を構成している。
【００２７】
このように、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａがそれぞれ配線部１１ｂ，１３ｂで連結されて一体化されているため、各陰極板１１ａ及び各配線部１１ｂを含む陰極部材１１と、各陽極板１３ａ及び各配線部１３ｂを含む陽極部材１３のそれぞれをプレス加工で一体形成することが可能となる。したがって、複数の陰極板１１ａ及び陽極板１３ａを有する収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えたバルブ装置１を簡単な工程で安価に製造することができる。
【００２８】
また、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ソレノイドと比較して簡単な構成であり、小型かつ軽量である。したがって、本実施形態のバルブ装置１では、ボール弁３１を駆動するためのアクチュエータとして、上記構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えたことで、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置１の大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機では、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本実施形態にかかる上記構成のバルブ装置１を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形によってボール弁３１を駆動するので、油路２１の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済む。したがって、動作時の静粛性に優れたバルブ装置１となる。
【００２９】
また、本実施形態のバルブ装置１では、配線部１１ｂ，１３ｂが外径側に撓んだ状態となっていることで、配線部１１ｂ，１３ｂで接続された複数の陰極板１１ａ及び複数の陽極板１３ａがジャバラ状になっている。そのため、各陰極板１１ａ及び各陽極板１３ａをＰＶＣゲル１５の変形に追従させることが可能となる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形がスムーズに行われるようになるので、動作性及び耐久性に優れたバルブ装置１となる。また、配線部１１ｂ，１３ｂが撓んだ状態になっていることで、ＰＶＣゲル１５が変形する際に配線部１１ｂ，１３ｂが過度に引っ張られるおそれがない。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータ１０の伸縮変形によって配線部１１ｂ，１３ｂに断線などの不具合が生じることを防止できる。
【００３０】
また、本実施形態のバルブ装置１では、収容部５６の内側面における配線部１１ｂ，１３ｂに対応する箇所に溝部５７が設けられている。そして、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外周側面から外径側に撓んだ配線部１１ｂ，１３ｂが溝部５７に収納されている。この構成によって、溝部５７に収納された配線部１１ｂ，１３ｂが陰極板１１ａ及び陽極板１３ａの回り止めとして機能することで、円筒型の収容部５６の内部で円柱型の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が回転することを防止できる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が収容部５６の内部で回転して配線部１１ｂ，１３ｂの断線などの不具合が生じることを効果的に防止できる。
【００３１】
また、本実施形態のバルブ装置１では、配線部１１ｂ，１３ｂが収納された溝部５７は、収容部５６内に流入した作動油や空気などの流体の流通路としても機能するようになっている。これにより、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が伸縮変形する際、収容部５６内の作動油や空気などの流体が円滑に移動することができる。また、溝部５７を通して作動油や空気を収容部５６の全体に行き渡らせることも可能となる。これらによって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形をよりスムーズに行わせることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１ バルブ装置
１０ 収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ（収縮型高分子ゲルアクチュエータ）
１１ 陰極部材
１１ａ 陰極板
１１ｂ 配線部
１３ 陽極部材
１３ａ 陽極板
１３ｂ 配線部
１３ｅ メッシュ部
１５ ＰＶＣゲル（高分子ゲル）
２１ 油路（流体通路）
２２ 流入ポート
２３ 流出ポート
２４ 弁座部
２６ ドレン室
２７ ドレンポート
３１ ボール弁（弁体）
３３ プランジャ
３４ 平板部
３５ ニードル部
５０ ケース
５１ 本体部
５２ 軸部
５３ 外ケース
５５ 内ケース
５５ａ 底部
５６ 収容部
５７ 溝部
５８ 係止板
５９ 端子部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される自動変速機などの油圧機器の油圧制御に用いて好適なバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載した自動変速機において変速制御用の作動油の流通路を切り替えるためのバルブ装置として、ソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置が用いられている。この種のバルブ装置は、例えば、特許文献１に示すように、油路を開閉するための弁体と、プランジャを介して弁体を駆動するためのソレノイドとを備えており、ソレノイドの電磁力をオンオフすることにより、弁体を駆動して油路の開閉を切り替える構造である。すなわち、この種のバルブ装置では、電源オフ時には、スプリングで付勢されたプランジャによって弁体が着座面に押し付けられていることで油路が閉鎖している。一方、電源をオンすると、ソレノイドの電磁力によりスプリングの付勢力に抗してプランジャが退避する。これにより、作動油の油圧で弁体が着座面から離間して油路が開通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７４７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のようなソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置では、金属製のソレノイドや磁石などの様々な部材を内蔵していることで、構造が複雑で部品点数も多く、外形寸法や重量が大きいという問題があった。また、部品コストも嵩むという問題がある。特に、車両用の自動変速機においては、一台の自動変速機に上記構成のバルブ装置を複数個（通常４〜６個程度）使用するため、上記のような重量や部品コストの影響が尚更大きくなってしまう。さらに、上記構成のバルブ装置では、ソレノイドの駆動音のため、油路を開閉する際の作動音が大きくなってしまうという課題もある。
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のソレノイドを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができるバルブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明は、流体が流通する流体通路（２１）と、該流体通路（２２）を開閉するための弁体（３１）と、複数の平板状の陰極板（１１ａ）と複数のメッシュ状の陽極板（１３ａ）とを交互に積層し、各陰極板（１１ａ）と各陽極板（１３ａ）との間に高分子ゲル（１５）を挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）と、を備え、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）に印加する電圧を制御することによる伸縮変形で弁体（３１）を駆動して流体通路（２１）の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置（１）において、複数の陰極板（１１ａ）は、隣接する陰極板（１１ａ）同士が帯状の配線部（１１ｂ）で互いに連結されて一体に形成された陰極部材（１１）を構成しており、かつ、複数の陽極板（１３ａ）は、隣接する陽極板（１３ａ）同士が帯状の配線部（１３ｂ）で互いに連結されて一体に形成された陽極部材（１３）を構成していることを特徴とする。なお、上記の高分子ゲルとしては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲルを用いることができる。
【０００７】
本発明によれば、複数の平板状の陰極板と複数のメッシュ状の陽極板とを交互に積層し、各陰極板と各陽極板との間にＰＶＣゲルを挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたバルブ装置において、収縮型高分子ゲルアクチュエータが備える複数の陰極板と陽極板それぞれが配線部で連結されて一体に形成されているため、配線部で連結された複数の陰極板を含む陰極部材、及び配線部で連結された複数の陽極板を含む陽極部材をプレス加工で一体形成することが可能となる。したがって、複数の陰極板及び陽極板を有する収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたバルブ装置を簡単な工程で安価に製造することができる。また、本発明にかかるバルブ装置では、弁体を駆動するためのアクチュエータとして、上記構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータを備えたことで、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置の大幅な小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機には、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本発明にかかる上記構成のバルブ装置を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本発明にかかるバルブ装置では、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形によって弁体を駆動するので、流体通路の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済むため、動作時の静粛性を確保できる。
【０００８】
また、上記のバルブ装置では、配線部（１１ｂ，１３ｂ）は、隣接する陰極板（１１ａ）同士、及び隣接する陽極板（１３ａ）同士を撓んだ状態で接続しているとよい。この構成によれば、配線部が撓んだ状態になっていることで、配線部で接続された複数の陰極板及び複数の陽極板がジャバラ状になるため、陰極板及び陽極板をＰＶＣゲルの変形に追従させることが可能となる。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形がスムーズに行われるようになるので、動作性及び耐久性に優れたバルブ装置となる。また、配線部が撓んだ状態になっていることで、ＰＶＣゲルが変形する際に配線部が過度に引っ張られるおそれがない。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形によって配線部に断線などの不具合が生じることを防止できる。
【０００９】
また、上記のバルブ装置では、流体流路（２１）が形成されていると共に収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）が収容されたケース（５０）を備え、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）は、陰極板（１１ａ）及び陽極板（１３ａ）の積層方向を軸方向とする円柱状の外形を有しており、ケース（５０）には、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）を収容する円筒状の収容部（５６）と、該収容部（５６）の内側面における配線部（１１ｂ，１３ｂ）に対応する箇所に形成した溝部（５７）と、が設けられており、収縮型高分子ゲルアクチュエータ（１０）の配線部（１１ｂ，１３ｂ）が溝部（５７）に収納されているとよい。この構成によれば、ケースの溝部に収納された配線部が陰極板及び陽極板の回り止めとして機能することで、円筒状の収容部内で円柱状の収縮型高分子ゲルアクチュエータが回転することを防止できる。これにより、収縮型高分子ゲルアクチュエータが収容部内で回転して配線部が断線することを防止できる。
【００１０】
また、上記のバルブ装置では、溝部（５７）は、収容部（５６）内を移動する流体の流通路になっているとよい。この構成によれば、配線部が収納された溝部は、収容部内に流入した作動油や空気などの流体が収納部内を移動するための流通路として機能する。これにより、収縮型高分子ゲルアクチュエータが伸縮変形する際、収容部内の作動油や空気などの流体が円滑に移動することができる。また、溝部を通して作動油や空気を収容部内の全体に行き渡らせることも可能となる。これらによって、収縮型高分子ゲルアクチュエータの伸縮変形をよりスムーズに行わせることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかるバルブ装置によれば、従来のバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、大幅な小型化、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態にかかるバルブ装置を示す図で、（ａ）は、側断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面を示す図、（ｃ）は、（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面を示す図である。
【図２】収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータを示す図で、（ａ）は、全体構成を示す斜視図、（ｂ）は、陰極部材及び陽極部材を示す図である。
【図３】収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータの動作を説明するための図で、（ａ），（ｃ）は、電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ），（ｄ）は、電圧印加時の状態を示す図である。
【図４】バルブ装置の動作を説明するための図で、（ａ）は、油路が閉じられた状態を示す図、（ｂ）は、油路が開かれた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるバルブ装置１を示す図で、（ａ）は、バルブ装置１の側断面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ矢視断面を示す図であり、（ｃ）は、（ａ）のＹ−Ｙ矢視断面を示す図である。同図に示すバルブ装置１は、車両に搭載される自動変速機において変速制御用の作動油の流通を制御するために用いて好適なバルブ装置である。このバルブ装置１は、作動油が流通する油路２１と、該油路２１を開閉するためのボール弁（弁体）３１と、ボール弁３１を駆動するための収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ（収縮型高分子ゲルアクチュエータ）１０と、ボール弁３１及び収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容したケース（バルブボディ）５０とを備えて構成されている。
【００１４】
ケース５０は、略円筒状に形成された本体部５１と、該本体部５１の一端から突出する該本体部５１よりも小径の円柱状の軸部５２とを備えている。本体部５１及び軸部５２は一体に形成された外ケース５３で構成されており、本体部５１における外ケース５３の内周側には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための内ケース５５が嵌合している。一方、軸部５２の内部には、油路２１が形成されている。油路２１は、軸部５２の先端から本体部側５１に向かって軸方向に延びる流入ポート２２と、流入ポート２２の下流端から径方向の外側へ延びる流出ポート２３，２３とを備えている。流入ポート２２の下流端には、球状のボール弁３１が収容されており、ボール弁３１を着座させるための弁座部２４が設けられている。ボール弁３１は、油路２１内を移動することで弁座部２４に対して当接・離間するようになっている。これにより、油路２１の開閉が切り替えられる。
【００１５】
ケース５０の本体部５１は、外ケース５３と内ケース５５の二重構造になっており、内ケース５５の内部には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を収容するための円筒状の収容部５６が形成されている。収容部５６に収容された収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、全体が略円柱状の外形を有している。
【００１６】
収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０とボール弁３１との間には、プランジャ３３が介在している。プランジャ３３は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の一端に当接する平板部３４と、該平板部３４からボール弁３１側に向かって突出形成された棒状のニードル部３５とを備えており、ニードル部３５の先端がボール弁３１に当接してこれを押圧するようになっている。また、軸部５２内のニードル部３５が収容された箇所には、油路２１からの余剰の作動油を流入させるためのドレン室２６が設けられている。また、ドレン室２６から軸部５２の径方向の両外側に向かってドレンポート２７，２７が開口している。
【００１７】
図２は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を示す図で、同図（ａ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の全体構成を示す概略の斜視図であり、同図（ｂ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える陰極部材１１と陽極部材１３の展開した状態を示す図である。収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Polyvinyl Chloride）に可塑材を添加してなるＰＶＣゲル（高分子ゲル）を備えた高分子ゲルアクチュエータであり、複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成である。各陰極板１１ａは、円形平板状に形成されている。一方、各陽極板１３ａは、外形が円形の平板状であって、その全体が縦横に交差する微細なメッシュ状に形成されている。なお、上記の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の基本的な構成及びその動作については、「山野美咲，小川尚希，橋本稔，高崎緑，平井利博：収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータの構造と駆動特性，日本ロボット学会誌 vol.27 No.7，pp.718〜724,2009」などに開示されている。
【００１８】
本実施形態のバルブ装置１が備える収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、上記の基本的な構成に加えて、下記の構成を具備している。すなわち、図２（ｂ）に示すように、複数の陰極板１１ａは、隣接する陰極板１１ａ同士が帯状の配線部１１ｂで連結されていることで、全体として一枚の陰極部材１１を構成している。同様に、複数の陽極板１３ａは、隣接する陽極板１３ａ同士が帯状の配線部１３ｂで連結されていることで、全体として一枚の陽極部材１３を構成している。陰極部材１１及び陽極部材１３は、いずれも金属製の薄板状の部材であり、それぞれプレス加工によって一体に形成することが可能である。
【００１９】
また、本実施形態の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、図２（ａ）に示すように、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んで積層した構造において、陰極部材１１と陽極部材１３との間に電圧を印加していない状態で、隣接する陰極板１１ａを接続している配線部１１ｂと、隣接する陽極板１３ａを接続している配線部１３ｂとが収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外径側に若干撓んだ状態になっている。これにより、配線部１１ｂ，１３ｂで連結された複数の陰極板１１ａ及び複数の陽極板１３ａがジャバラ状になっている。また、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、配線部１１ｂと配線部１３ｂは、それぞれ陰極板１１と陽極板１３の外周方向において９０度間隔で配置されている。
【００２０】
また、図１に示すように、収容部５６内のＰＶＣゲルアクチュエータ１０のプランジャ３３と反対側の端部に対向する位置には、係止板５８が設置されている。係止板５８は、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の端部と内ケース５５の底部５５ａとの間に介在している。係止板５８によって収容部５６内のＰＶＣゲルアクチュエータ１０一端が係止されている。これにより、ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、軸方向が若干圧縮された状態で収容部５６内に設置されており、プランジャ３３及びボール弁３１に対して所定のプリセット荷重を付加した状態で組み付けられている。なお、内ケース５５の底部５５ａには、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に給電するための外部端子（図示せず）が接続される端子部５９が設けられている。
【００２１】
また、図１に示すように、収容部５６の内側面には、配線部１１ｂ，１３ｂを収納するための溝部５７が形成されている。溝部５７は、ＰＶＣゲル１５の積層方向に延びる直線状の細溝である。この溝部５７は、配線部１１ｂ，１３ｂに対応する箇所に形成されており、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外周側面から外径側に撓んだ配線部１１ｂ，１３ｂが溝部５７に収納されている。このように溝部５７に収納された配線部１１ｂ，１３ｂは、陰極板１１ａ及び陽極板１３ａの回り止めとして機能するので、円筒型の収容部５６の内部で円柱型の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が回転することを防止できる。
【００２２】
図３は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の動作を説明するための図で、（ａ）は、電圧非印加時の状態を示す図、（ｂ）は、電圧印加時の状態を示す図である。また、（ｃ）は、（ａ）のＡ部分を示す部分拡大図であり、（ｄ）は、（ｂ）のＢ部分を示す部分拡大図である。上記構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０では、図３（ａ）及び（ｃ）に示す状態から、陰極部材１１と陽極部材１３との間に所定の電圧を印加すると、陰極板１１ａと陽極板１３ａとの間に挟み込まれたＰＶＣゲル１５が陽極板１３ａの方に移動する。その際、陽極板１３ａがメッシュ状になっていることで、図３（ｄ）に示すように、ＰＶＣゲル１５が変形してメッシュ状の隙間１３ｅに入り込む。これにより、図３（ｂ）に示すように、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が、電圧を印加していない状態と比較して小さく（薄く）なる。その一方で、電圧の印加を停止するとＰＶＣゲル１５が元の状態に復帰するので、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さが元の寸法に戻る。
【００２３】
本実施形態のバルブ装置１では、上記のような特性を有する収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を用いてボール弁３１を駆動することで、油路２１の開閉を切り替えるようになっている。図４は、バルブ装置１の動作を説明するための図で、同図（ａ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の非印加時に油路２１が閉じられた状態を示す図、同図（ｂ）は、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加時に油路２１が開かれた状態を示す図である。
【００２４】
すなわち、図４（ａ）に示す収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の非印加時には、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０からプランジャ３３及びボール弁３１にかかっているプリセット荷重によって、ボール弁３１が油路２１内の弁座部２４に着座している。これにより、油路２１が閉止された状態になっている。その一方で、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に電圧を印加すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の積層方向の高さ寸法が小さくなる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０からプランジャ３３及びボール弁３１に掛かっているプリセット荷重が解除されるので、流入ポート２２内の作動油の油圧で、ボール弁３１が弁座部２４から離間する方向に移動する。これにより、弁座部２４からボール弁３１が離間して油路２１が開かれる。なお、その状態で収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０への電圧の印加を停止すると、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が元の形状に復帰することで、図４（ａ）に示すように、プリセット荷重によってボール弁３１が弁座部２４に着座して油路２１が閉止される。このように、バルブ装置１に内蔵された収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が電圧の印加の有無に応じて伸縮することで、バルブ装置１内の油路２１の開閉が切り替えられる。
【００２５】
なお、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０に印加する電圧の具体的な設定値は、ボール弁３１を駆動するために必要な発生力（荷重）を考慮して決定するとよい。また、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０におけるＰＶＣゲル１５の積層数は、油路２１を開閉するために必要なボール弁３１の変位量（移動量）を考慮して決定するとよい。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態のバルブ装置１は、複数の平板状の陰極板１１ａと複数のメッシュ状の陽極板１３ａとを交互に積層し、各陰極板１１ａと各陽極板１３ａとの間にＰＶＣゲル１５を挟み込んだ構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えている。そして、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を伸縮変形させることによってボール弁３１を駆動して、油路２１の開閉を切り替えるように構成している。そのうえで、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える複数の陰極板１１ａは、隣接する陰極板１１ａ同士が配線部１１ｂで連結された陰極部材１１を構成しており、かつ、複数の陽極板１３ａは、隣接する陽極板１３ａ同士が配線部１３ｂで連結された陽極部材１３を構成している。
【００２７】
このように、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が備える複数の陰極板１１ａと複数の陽極板１３ａがそれぞれ配線部１１ｂ，１３ｂで連結されて一体化されているため、各陰極板１１ａ及び各配線部１１ｂを含む陰極部材１１と、各陽極板１３ａ及び各配線部１３ｂを含む陽極部材１３のそれぞれをプレス加工で一体形成することが可能となる。したがって、複数の陰極板１１ａ及び陽極板１３ａを有する収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えたバルブ装置１を簡単な工程で安価に製造することができる。
【００２８】
また、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０は、ソレノイドと比較して簡単な構成であり、小型かつ軽量である。したがって、本実施形態のバルブ装置１では、ボール弁３１を駆動するためのアクチュエータとして、上記構成の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０を備えたことで、従来のソレノイドからなるアクチュエータを備えたバルブ装置と比較して、極めて簡単な構造で、バルブ装置１の大幅な小型化、軽量化、及び低コスト化を図ることができる。特に、車両に搭載する自動変速機では、油圧制御用のバルブ装置を複数使用するため、当該バルブ装置として本実施形態にかかる上記構成のバルブ装置１を用いれば、自動変速機及び車両の小型化、軽量化及びコスト低減に大きく寄与することができる。また、本実施形態のバルブ装置１では、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形によってボール弁３１を駆動するので、油路２１の開閉に伴う作動音が生じないか又は極めて小さくて済む。したがって、動作時の静粛性に優れたバルブ装置１となる。
【００２９】
また、本実施形態のバルブ装置１では、配線部１１ｂ，１３ｂが外径側に撓んだ状態となっていることで、配線部１１ｂ，１３ｂで接続された複数の陰極板１１ａ及び複数の陽極板１３ａがジャバラ状になっている。そのため、各陰極板１１ａ及び各陽極板１３ａをＰＶＣゲル１５の変形に追従させることが可能となる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形がスムーズに行われるようになるので、動作性及び耐久性に優れたバルブ装置１となる。また、配線部１１ｂ，１３ｂが撓んだ状態になっていることで、ＰＶＣゲル１５が変形する際に配線部１１ｂ，１３ｂが過度に引っ張られるおそれがない。したがって、収縮型高分子ゲルアクチュエータ１０の伸縮変形によって配線部１１ｂ，１３ｂに断線などの不具合が生じることを防止できる。
【００３０】
また、本実施形態のバルブ装置１では、収容部５６の内側面における配線部１１ｂ，１３ｂに対応する箇所に溝部５７が設けられている。そして、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の外周側面から外径側に撓んだ配線部１１ｂ，１３ｂが溝部５７に収納されている。この構成によって、溝部５７に収納された配線部１１ｂ，１３ｂが陰極板１１ａ及び陽極板１３ａの回り止めとして機能することで、円筒型の収容部５６の内部で円柱型の収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が回転することを防止できる。したがって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が収容部５６の内部で回転して配線部１１ｂ，１３ｂの断線などの不具合が生じることを効果的に防止できる。
【００３１】
また、本実施形態のバルブ装置１では、配線部１１ｂ，１３ｂが収納された溝部５７は、収容部５６内に流入した作動油や空気などの流体の流通路としても機能するようになっている。これにより、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０が伸縮変形する際、収容部５６内の作動油や空気などの流体が円滑に移動することができる。また、溝部５７を通して作動油や空気を収容部５６の全体に行き渡らせることも可能となる。これらによって、収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ１０の伸縮変形をよりスムーズに行わせることができる。
【００３２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１ バルブ装置
１０ 収縮型ＰＶＣゲルアクチュエータ（収縮型高分子ゲルアクチュエータ）
１１ 陰極部材
１１ａ 陰極板
１１ｂ 配線部
１３ 陽極部材
１３ａ 陽極板
１３ｂ 配線部
１３ｅ メッシュ部
１５ ＰＶＣゲル（高分子ゲル）
２１ 油路（流体通路）
２２ 流入ポート
２３ 流出ポート
２４ 弁座部
２６ ドレン室
２７ ドレンポート
３１ ボール弁（弁体）
３３ プランジャ
３４ 平板部
３５ ニードル部
５０ ケース
５１ 本体部
５２ 軸部
５３ 外ケース
５５ 内ケース
５５ａ 底部
５６ 収容部
５７ 溝部
５８ 係止板
５９ 端子部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する流体通路と、
該流体通路を開閉するための弁体と、
複数の平板状の陰極板と複数のメッシュ状の陽極板とを交互に積層し、各陰極板と各陽極板との間に高分子ゲルを挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータと、を備え、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータに印加する電圧を制御することによる伸縮変形で前記弁体を駆動して前記流体通路の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置において、
前記複数の陰極板は、隣接する陰極板同士が帯状の配線部で互いに連結されて一体に形成された陰極部材を構成しており、かつ、前記複数の陽極板は、隣接する陽極板同士が帯状の配線部で互いに連結されて一体に形成された陽極部材を構成している
ことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記陰極部材の配線部及び前記陽極部材の配線部は、前記隣接する陰極板同士及び前記隣接する陽極板同士を撓んだ状態で接続している
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記流体通路が形成されていると共に前記収縮型高分子ゲルアクチュエータが収容されたケースを備え、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータは、前記陰極板及び前記陽極板の積層方向を軸方向とする円柱状の外形を有しており、
前記ケースには、前記収縮型高分子ゲルアクチュエータを収容する円筒状の収容部と、該収容部の内側面における前記配線部に対応する箇所に形成した溝部とが設けられており、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータの前記配線部が前記溝部に収納されている
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置。
【請求項４】
前記溝部は、前記収容部内を移動する流体の流通路になっている
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブ装置。
【請求項１】
流体が流通する流体通路と、
該流体通路を開閉するための弁体と、
複数の平板状の陰極板と複数のメッシュ状の陽極板とを交互に積層し、各陰極板と各陽極板との間に高分子ゲルを挟み込んだ構成の収縮型高分子ゲルアクチュエータと、を備え、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータに印加する電圧を制御することによる伸縮変形で前記弁体を駆動して前記流体通路の開閉を切り替えるように構成したバルブ装置において、
前記複数の陰極板は、隣接する陰極板同士が帯状の配線部で互いに連結されて一体に形成された陰極部材を構成しており、かつ、前記複数の陽極板は、隣接する陽極板同士が帯状の配線部で互いに連結されて一体に形成された陽極部材を構成している
ことを特徴とするバルブ装置。
【請求項２】
前記陰極部材の配線部及び前記陽極部材の配線部は、前記隣接する陰極板同士及び前記隣接する陽極板同士を撓んだ状態で接続している
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置。
【請求項３】
前記流体通路が形成されていると共に前記収縮型高分子ゲルアクチュエータが収容されたケースを備え、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータは、前記陰極板及び前記陽極板の積層方向を軸方向とする円柱状の外形を有しており、
前記ケースには、前記収縮型高分子ゲルアクチュエータを収容する円筒状の収容部と、該収容部の内側面における前記配線部に対応する箇所に形成した溝部とが設けられており、
前記収縮型高分子ゲルアクチュエータの前記配線部が前記溝部に収納されている
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置。
【請求項４】
前記溝部は、前記収容部内を移動する流体の流通路になっている
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１５９０９９（Ｐ２０１２−１５９０９９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２６３（Ｐ２０１１−１７２６３）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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