專利名稱：閥裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及適于對搭載在車輛中的自動變速器等油壓設備進行油壓控制的閥裝置。
背景技術：
以往，作為在搭載于車輛的自動變速器中用于切換變速控制用的工作油的流通路的閥裝置，采用具備由電磁線圈(solenoid)構成的致動器的閥裝置。該種閥裝置例如為如下構造如專利文獻I所示，具備用于開閉油路的閥芯和用于通過柱塞驅動閥芯的電磁線圈，通過接通和斷開電磁線圈的電磁力，從而驅動閥芯而切換油路的開閉。即，在該種閥裝置中，當電源斷開時，通過借助受到彈簧施力的柱塞將閥芯按壓于落座面，從而封閉油路。另一方面，當電源接通時，通過電磁線圈的電磁力克服彈簧的作用力，從而柱塞退避。由此，利用工作油的油壓使閥芯離開落座面來開通油路。專利文獻I :日本特開2003-74729號公報然而，在如上所述的具備由電磁線圈構成的致動器的閥裝置中，由于內置金屬制的電磁線圈、磁鐵等各種部件，因而存在結構復雜、部件數量也多、外形尺寸和重量大的問題。此外，還存在部件成本增加的問題。特別地，在車輛用的自動變速器中，一臺自動變速器使用多個(通常為4 6個左右)上述結構的閥裝置，因此如上所述的對重量和部件成本的影響變得更大。進而，在上述結構的閥裝置中，由于存在電磁線圈的驅動音，因此還存在著開閉油路時的工作音變大的課題。

發明內容
本發明正是鑒于上述點而作出的，其目的在于提供一種閥裝置，與現有的具備電磁線圈的閥裝置相比，能夠以極其簡單的構造實現大幅的小型化、輕量化和低成本化。用于解決上述課題的本發明為一種閥裝置(I)，該閥裝置(I)具備供流體流通的流體通路(21);閥芯(31)，所述閥芯(31)用于開閉該流體通路(21);以及收縮型高分子凝膠致動器(10)，所述收縮型高分子凝膠致動器(10)為交替地層疊多個平板狀的陰極板(Ila)和多個網狀的陽極板(13a)、并在各陰極板(Ila)和各陽極板(13a)之間夾入高分子凝膠(15)而成的結構，該閥裝置(I)構成為通過由控制施加于收縮型高分子凝膠致動器(10)的電壓而產生的伸縮變形來驅動閥芯(31)，從而切換流體通路(21)的開閉，其特征在于，多個陰極板(Ila)構成陰極部件(11)，該陰極部件(11)是用帶狀的配線部(Ilb)將相鄰的陰極板(Ila)彼此相互連結而一體形成的，并且，多個陽極板(13a)構成陽極部件
(13)，該陽極部件(13)是用帶狀的配線部(13b)將相鄰的陽極板(13a)彼此相互連結而一體形成的。另外，作為上述的高分子凝膠，可以采用向聚氯乙烯(PVC Polyvinyl Chloride)添加增塑劑而成的PVC凝膠。根據本發明，收縮型高分子凝膠致動器為交替地層疊多個平板狀的陰極板和多個網狀的陽極板、并在各陰極板和各陽極板之間夾入PVC凝膠而成的結構，在具備這樣的收縮型高分子凝膠致動器的閥裝置中，將收縮型高分子凝膠致動器所具備的多個陰極板和陽極板各自以配線部連接而一體地形成，因此,能夠通過沖壓加工一體形成包括由配線部連結的多個陰極板的陰極部件和包括由配線部連結的多個陽極板的陽極部件。因此，能夠以簡單的工序廉價地制造具備具有多個陰極板和陽極板的收縮型高分子凝膠致動器的閥裝置。此外，在本發明涉及的閥裝置中，作為用于驅動閥芯的致動器，具備上述結構的收縮型高分子凝膠致動器，因此，與以往的具備由電磁線圈構成的致動器的閥裝置相比，能夠以極其簡單的構造實現閥裝置的大幅的小型化、輕量化、 低成本化。特別地，在搭載于車輛的自動變速器中，由于使用多個油壓控制用的閥裝置，因此采用本發明涉及的上述結構的閥裝置作為所述閥裝置的話，能夠大大有助于自動變速器以及車輛的小型化、輕量化和成本降低。此外，在本發明涉及的閥裝置中，由于通過收縮型高分子凝膠致動器的伸縮變形來驅動閥芯，因此不會產生與流體通路的開閉相伴隨的工作音或者該工作音極小，因此能夠確保工作時的靜肅性。此外，也可以是，在上述閥裝置中，配線部(llb、13b)以撓曲狀態連接相鄰的陰極板(Ila)彼此、以及相鄰的陽極板(13a)彼此。根據該結構，由于配線部形成為撓曲狀態，因此由配線部連接的多個陰極板和多個陽極板形成為折皺狀，從而能夠使陰極板和陽極板追隨于PVC凝膠的變形。因此，由于能夠順暢地進行收縮型高分子凝膠致動器的伸縮變形，因此形成為工作性和耐久性優良的閥裝置。此外，由于配線部形成為撓曲狀態，因此不用擔心PVC凝膠變形時配線部被過度拉伸。因此，能夠防止因收縮型高分子凝膠致動器的伸縮變形而導致配線部發生斷線等不良情況。此外，也可以是，在上述閥裝置中，該閥裝置具備殼體(50)，該殼體(50)形成有流體流路(21)，并且收納收縮型高分子凝膠致動器(10)，收縮型高分子凝膠致動器(10)具有以陰極板(Ila)和陽極板(13a)的層疊方向為軸向的圓柱狀的外形，在殼體(50)設有圓筒狀的收納部(56)，該收納部(56)收納收縮型高分子凝膠致動器(10);以及槽部(57)，該槽部(57)形成于該收納部(56)的內側面的與配線部(llb、13b)對應的部位，收縮型高分子凝膠致動器(10)的配線部(llb、13b)被收納在槽部(57)。根據該結構，通過使收納在殼體的槽部的配線部作為陰極板和陽極板的止轉件發揮作用，從而能夠防止圓柱狀的收縮型高分子凝膠致動器在圓筒狀的收納部內旋轉。由此，能夠防止收縮型高分子凝膠致動器在收納部內旋轉而使配線部斷線。此外，也可以是，在上述閥裝置中，槽部(57)形成為在收納部(56)內移動的流體的流通路。根據該結構，收納配線部的槽部作為供流入收納部內的工作油、空氣等流體在收納部內移動的流通路發揮作用。由此，在收縮型高分子凝膠致動器伸縮變形時，收納部內的工作油、空氣等流體能夠順暢地移動。此外，還能夠使工作油、空氣通過槽部遍及整個收納部內。根據以上，能夠使收縮型高分子凝膠致動器的伸縮變形更為順暢地進行。另外，上述括號內的標號是作為本發明的一例示出后述的實施方式中的構成要素的標號。根據本發明涉及的閥裝置，與現有的閥裝置相比，能夠以極其簡單的結構實現大幅的小型化、輕量化以及低成本化。


圖I是示出本發明的一 個實施方式涉及的閥裝置的圖，(a)為側剖視圖，(b)為示出沿(a)的X-X箭頭觀察的剖面的圖，(c)為示出沿(a)的Y-Y箭頭觀察的剖面的圖。圖2是示出收縮型PVC凝膠致動器(Gel Actuator)的圖，(a)是示出整體結構的立體圖，(b)是示出陰極部件和陽極部件的圖。圖3是用于說明收縮型PVC凝膠致動器的動作的圖，(a)、(c)是示出未施加電壓時的狀態的圖，(b)、(d)是示出施加電壓時的狀態的圖。圖4是用于說明閥裝置的動作的圖，(a)是油路關閉的狀態的圖，(b)是油路打開的狀態的圖。標號說明I:閥裝置；10 :收縮型PVC凝膠致動器(收縮型高分子凝膠致動器);11:陰極部件；Ila:陰極板；lib:配線部；13:陽極部件；13a:陽極板；13b :配線部；13e:網狀部；15 PVC凝膠(高分子凝膠);21 :油路(流體通路)；22:流入口；23 :流出口 ；24:閥座部；26 :排泄室；27:排泄口；31 :球閥(閥芯);33 :柱塞；34 :平板部；35 :針狀部；50 :殼體；51 :主體部；52 :軸部；53 :外殼體；55:內殼體；55a :底部；56 :收納部；57 :槽部；58 :卡定板；59 :端子部。
具體實施例方式以下，參考附圖詳細地說明本發明的實施方式。圖I是示出本發明的一個實施方式涉及的閥裝置I的圖，(a)為閥裝置I的側剖視圖，(b)為示出沿(a)的X-X箭頭觀察的剖面的圖，(C)為示出沿(a)的Y-Y箭頭觀察的剖面的圖。該圖所示的閥裝置I是適于用于在搭載于車輛中的自動變速器中對變速控制用的工作油的流通進行控制的閥裝置。該閥裝置I構成為具備工作油流通的油路21 ;球閥(閥芯)31，其用于開閉該油路21 ;收縮型PVC凝膠致動器(收縮型高分子凝膠致動器)10，其用于驅動球閥31 ;以及殼體(閥體)50，其收納球閥31和收縮型PVC凝膠致動器10。殼體50具備主體部51，其形成為大致圓筒狀；以及圓柱狀的軸部52，其從該主體部51的一端突出且比該主體部51的直徑小。主體部51和軸部52由一體地形成的外殼體53構成,在主體部51部分的外殼體53的內周側嵌合有內殼體55,該內殼體55用于收納收縮型PVC凝膠致動器10。另一方面，在軸部52的內部形成油路21。油路21具備流入口 22，其從軸部52的末端朝向主體部51側沿軸向延伸；以及流出口 23、23，其從流入口22的下游端向徑向的外側延伸。在流入口 22的下游端收納有球狀的球閥31，還設有用于球閥31落座的閥座部24。球閥31形成為通過在油路21內移動而相對于閥座部24抵接或離開。由此，切換油路21的開閉。殼體50的主體部51形成為外殼體53和內殼體55的雙層構造，在內殼體55的內部形成有用于收納收縮型PVC凝膠致動器10的圓筒狀的收納部56。收納在收納部56中的收縮型PVC凝膠致動器10整體呈大致圓柱狀的外形。在收縮型PVC凝膠致動器10和球閥31之間夾設有柱塞33。柱塞33具備平板部34，其與收縮型PVC凝膠致動器10的一端抵接；以及桿狀的針狀部35，其從該平板部34向球閥31側突出形成，針狀部35的末端抵接于球閥31并對該球閥31進行按壓。此外，在軸部52內的收納針狀部35的部位設有排泄室26，該排泄室26用于使來自油路21的剩余的工作油流入。此外，從排泄室26朝向軸部52的徑向的兩外側開口形成排泄口 27、27。圖2是示出收縮型PVC凝膠致動器10的圖，該圖(a)是示出收縮型PVC凝膠致動器10的整體結構的概要的立體圖，該圖(b)是示出將收縮型PVC凝膠致動器10所具備的陰極部件11和陽極部件13展開的狀態的圖。收縮型PVC凝膠致動器10是具備向聚氯乙烯(PVC :Polyvinyl Chloride)添加增塑劑而成的PVC凝膠(高分子凝膠)的高分子凝膠致動器，收縮型PVC凝膠致動器10為交替地層疊多個陰極板Ila和多個陽極板13a、并且在各陰極板Ila和各陽極板13a之間夾入PVC凝膠15而成的結構。各陰極板Ila形成為圓形平板狀。另一方面，各陽極板13a外形為圓形的平板狀，且其整體形成為縱橫地交差的細微的網狀。另外，對于上述收縮型PVC凝膠致動器10的基本結構及其動作，在“山野美咲，小川尚希，橋本稔，高崎綠，平井利博収縮型PVC Y > 7々★二二一夕Θ構造i駆動特性(收縮型PVC凝膠致動器的構造和驅動特性)，日本口 # 卜學會誌vol. 27No. 7，pp. 718 724，2009”等中已被公開。在本實施方式的閥裝置I所具備的收縮型PVC凝膠致動器10中，除了上述的基本結構之外，還具備下述結構。即，如圖2(b)所示，通過由帶狀的配線部Ilb將相鄰的陰極板Ila彼此連結，從而使多個陰極板Ila整體構成為一張陰極部件11。同樣地，通過由帶狀的配線部13b將相鄰的陽極板13a彼此連結，從而使多個陽極板13a整體構成為一張陽極部件13。陰極部件11和陽極部件13均為金屬制的薄板狀的部件，它們能夠各自通過沖壓加工而一體地形成。
此外，如圖2(a)所示，在本實施方式的收縮型PVC凝膠致動器10中，在各陰極板Ila和各陽極板13a之間夾入PVC凝膠15地層疊的構造中，在陰極部件11與陽極部件13之間未施加電壓的狀態下，連接相鄰的陰極板Ila的配線部Ilb和連接相鄰的陽極板13a的配線部13b在收縮型PVC凝膠致動器10的外徑側形成為稍稍撓曲的狀態。由此，由配線部lib、13b連結的多個陰極板Ila和多個陽極板13a形成為折皺狀。此外,如圖1(b)和圖
2(a)所示，配線部Ilb和配線部13b分別在陰極板11和陽極板13的外周方向以90度間隔進行配置。此外，如圖I所示，在收納部56內的PVC凝膠致動器10的、與柱塞33相反側的端部對置的位置，設置有卡定板58。卡定板58夾設在PVC凝膠致動器10的端部與內殼體55的底部55a之間。通過卡定板58將收納部56內的PVC凝膠致動器10的一端卡定。由此，PVC凝膠致動器10以軸向被稍稍壓縮的狀態設置在收納部56內，并以對柱塞33和球閥31施加預定的預置載荷的狀態進行組裝。另外，在內殼體55的底部55a設有端子部59，該端子部59與用于向收縮型PVC凝膠致動器10供電的外部端子(未圖示)連接。此外，如圖I所示，在收納部56的內側面，形成有用于收納配線部I lb、13b的槽部57。槽部57是沿PVC凝膠15的層疊方向延伸的直線狀的細槽。該槽部57形成在與配線部lib、13b對應的部位，從收縮型PVC凝膠致動器10的外周側面向外徑側撓曲的配線部lib、13b收納在槽部57中。這樣，收納在槽部57的配線部llb、13b作為陰極板Ila和陽極板13a的止轉件發揮作用，因此能夠防止圓柱型的收縮型PVC凝膠致動器10在圓筒型的收納部56的內部旋轉。圖3是用于說明收縮型PVC凝膠致動器10的動作的圖，(a)是示出未施加電壓時的狀態的圖，(b)是示出施加電壓時的狀態的圖。此外，(C)是示出(a)的A部分的局部放大圖，(d)是示出(b)的B部分的局部放大圖。在上述結構的收縮型PVC凝膠致動器10中，當從圖3(a)和(c)所示的狀態起對陰極部件11和陽極部件13之間施加預定的電壓時，夾入在陰極板Ila和陽極板13a之間的PVC凝膠15向陽極板13a的那一側移動。此時，由于陽極板13a形成為網狀，因此，如圖3(d)所示，PVC凝膠15變形并進入網狀的間隙13e。由此，如圖3(b)所示，收縮型PVC凝膠致動器10的層疊方向的高度尺寸與未施加電壓的狀態相比變小(薄)。另一方面，由于停止施加電壓的話PVC凝膠15恢復至原來的狀態，因此收縮型PVC凝膠致動器10的層疊方向的高度回到原來的尺寸。在本實施方式的閥裝置I中，通過用具有如上所述的特性的收縮型PVC凝膠致動器10驅動球閥31，從而切換油路21的開閉。圖4是用于說明閥裝置I的動作的圖，該圖(a)是示出未對收縮型PVC凝膠致動器10施加電壓時油路21關閉的狀態的圖，該圖(b)是示出對收縮型PVC凝膠致動器10施加電壓時油路21打開的狀態的圖。S卩，在圖4(a)所示的未對收縮型PVC凝膠致動器10施加電壓時，在從收縮型PVC凝膠致動器10作用于柱塞33和球閥31的預置載荷的作用下，球閥31落座于油路21內的閥座部24。由此，形成油路21關閉的狀態。另一方面，當對收縮型PVC凝膠致動器10施加電壓時，收縮型PVC凝膠致動器10的層疊方向的高度尺寸變小。因此，解除了從收縮型PVC凝膠致動器10作用于柱塞33和球閥31的預置載荷，因此，在流入口 22內的工作油的油壓作用下，球閥31向離開閥座部24的方向移動。由此，球閥31離開閥座部24，油路21打開。另外，當在該狀態下停止對收縮型PVC凝膠致動器10施加電壓時，通過收縮型PVC凝膠致動器10恢復至原來的形狀，如圖4(a)所示，在預置載荷的作用下，球閥31落座于閥座部24，從而油路21關閉。這樣，通過內置在閥裝置I中的收縮型PVC凝膠致動器10隨有無施加電壓而伸縮，從而切換閥裝置I內的油路21的開閉。
另外，在本實施方式的閥裝置I中，施加于收縮型PVC凝膠致動器10的電壓的具體設定值可以考慮用于驅動球閥31所需的發生力(載荷)來確定。此外，收縮型PVC凝膠致動器10中的PVC凝膠15的層疊數量可以考慮用于開閉油路21所需的球閥31的移位量(移動量)來確定。如以上所說明的，本實施方式的閥裝置I具備收縮型PVC凝膠致動器10，該收縮型PVC凝膠致動器10為交替地層疊多個平板狀的陰極板Ila和多個網狀的陽極板13a、并在各陰極板Ila和各陽極板13a之間夾入PVC凝膠15而成的結構。并且，閥裝置I構成為通過使收縮型PVC凝膠致動器10伸縮變形來驅動球閥31，從而切換油路21的開閉。在此基礎上，收縮型PVC凝膠致動器10所具備的多個陰極板Ila構成陰極部件11，并且，多個陽極板13a構成陽極部件13，該陰極部件11是通過將相鄰的陰極板Ila彼此用配線部Ilb連結而形成的，該陽極部件13是通過將相鄰的陽極板13a彼此用配線部13b連結而形成的。這樣，在本實施方式的閥裝置I中，由于收縮型PVC凝膠致動器10所具備的多個陰極板Ila和多個陽極板13a分別由配線部llb、13b連接而一體化，因此能夠通過沖壓加工分別使包括各陰極板Ila和各配線部Ilb的陰極部件11、以及包括各陽極板13a和各配線部13b的陽極部件13 —體形成。因此，能夠以簡單的工序廉價地制造具備具有多個陰極板Ila和陽極板13a的收縮型高分子凝膠致動器10的閥裝置I。此外，收縮型PVC凝膠致動器10與電磁線圈相比結構簡單，小型且輕量。因此，在本實施方式的閥裝置I中，作為用于驅動閥芯31的致動器，具備上述結構的收縮型PVC凝膠致動器10，因此，與以往的具備由電磁線圈構成的致動器的閥裝置相比，能夠以極其簡單的構造實現閥裝置I的大幅的小型化、輕量化、以及低成本化。特別地，在搭載于車輛中的自動變速器中，由于使用多個油壓控制用的閥裝置，因此采用本實施方式的上述結構的閥裝置I作為所述閥裝置的話，能夠大大有助于自動變速器及車輛的小型化、輕量化和成本降低。此外，在本實施方式的閥裝置I中，由于通過收縮型PVC凝膠致動器10的伸縮變形來驅動閥芯31，因此不會產生與油路21的開閉相伴隨的工作音或者該工作音極其小。因此，形成工作時的靜肅性優良的閥裝置I。此外，在本實施方式的閥裝置I中，通過使配線部llb、13b形成為向外徑側撓曲的狀態，從而使由配線部llb、13b連接的多個陰極板Ila和多個陽極板13a形成為折皺狀。由此，能夠使各陰極板Ila和各陽極板13a追隨于PVC凝膠15的變形。因此，由于能夠順暢地進行收縮型PVC凝膠致動器10的伸縮變形，因此形成為工作性和耐久性優良的閥裝置I。此外，由于配線部lib、13b形成為撓曲狀態，因此不用擔心PVC凝膠15變形時配線部lib、13b被過度拉伸。因此，能夠防止因收縮型高分子凝膠致動器10的伸縮變形而導致配線部llb、13b發生斷線等不良情況。此外，在本實施方式的閥裝置I中，在收納部56的內側面的與配線部llb、13b對應的部位設有槽部57。并且，將從收縮型PVC凝膠致動器10的外周側面向外徑側撓曲的配線部lib、13b收納在槽部57中。通過該結構，收納在槽部57的配線部lib、13b作為陰極板Ila和陽極板13a的止轉件發揮作用，因此能夠防止圓柱型的收縮型PVC凝膠致動器10在圓筒型的收納部56的內部旋轉。因此，能夠有效地防止因收縮型PVC凝膠致動器10在收納部56的內部旋轉而產生配線部llb、13b的斷線等不良情況此外，在本實施方式的閥裝置I中，收納配線部llb、13b的槽部57也作為流入收納部56內的工作油、空氣等流體的流通路發揮作用。由此，在收縮型PVC凝膠致動器10伸縮變形時，收納部56內的工作油、空氣等流體能夠順暢地移動。此外，還能夠使工作油、空氣通過槽部57遍及整個收納部56。根據以上，能夠使收縮型PVC凝膠致動器10的伸縮變形更為順暢地進行。以上，說明了本發明的實施方式，然而本發明并不限定于上述實施方式，能夠在不脫離權利要求書以及說明書和附圖記載的技術思想的范圍內進行各種變形。
權利要求
1.一種閥裝置，所述閥裝置具備 供流體流通的流體通路； 閥芯，所述閥芯用于開閉該流體通路；以及 收縮型高分子凝膠致動器，所述收縮型高分子凝膠致動器為交替地層疊多個平板狀的陰極板和多個網狀的陽極板、并在各陰極板和各陽極板之間夾入高分子凝膠而成的結構， 所述閥裝置構成為通過由控制施加于所述收縮型高分子凝膠致動器的電壓而產生的伸縮變形來驅動所述閥芯，從而切換所述流體通路的開閉， 所述閥裝置的特征在于， 所述多個陰極板構成陰極部件，所述陰極部件是用帶狀的配線部將相鄰的陰極板彼此相互連結而一體形成的， 并且，所述多個陽極板構成陽極部件，所述陽極部件是用帶狀的配線部將相鄰的陽極板彼此相互連結而一體形成的。
2.根據權利要求I所述的閥裝置，其特征在于， 所述陰極部件的配線部和所述陽極部件的配線部在撓曲狀態下連接所述相鄰的陰極板彼此和所述相鄰的陽極板彼此。
3.根據權利要求2所述的閥裝置，其特征在于， 所述閥裝置具備殼體，所述殼體形成有所述流體流路、并且收納所述收縮型高分子凝膠致動器， 所述收縮型高分子凝膠致動器具有以所述陰極板和所述陽極板的層疊方向為軸向的圓柱狀的外形， 在所述殼體設有圓筒狀的收納部，所述收納部收納所述收縮型高分子凝膠致動器；以及槽部，所述槽部在該收納部的內側面的與所述配線部對應的部位形成， 所述收縮型高分子凝膠致動器的所述配線部被收納在所述槽部。
4.根據權利要求3所述的閥裝置，其特征在于， 所述槽部形成為在所述收納部內移動的流體的流通路。
全文摘要
本發明提供一種閥裝置，與以往的結構相比，能夠以極其簡單的構造實現大幅的小型化、輕量化以及低成本化。閥裝置(1)具備供工作油流通的油路(21)、用于開閉該油路的球閥(31)以及為交替地層疊多個平板狀的陰極板(11a)和多個網狀的陽極板(13a)并在各陰極板和各陽極板之間夾入PVC凝膠(15)而成的結構的收縮型PVC凝膠致動器(10)，并構成為通過使收縮型PVC凝膠致動器伸縮變形來驅動球閥從而切換油路的開閉，在該閥裝置中，通過以帶狀的配線部(11b、13b)連結收縮型PVC凝膠致動器所具備的各陰極板和各陽極板，從而將多個陰極板和多個陽極板分別一體地形成。
文檔編號F16K31/02GK102620026SQ20121000580
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月10日 優先權日2011年1月28日
發明者上野穰, 泊辰弘 申請人:本田技研工業株式會社