CN110337555B - 电磁比例阀 - Google Patents

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Abstract

提供一种紧凑地构成的电磁比例阀。电磁比例阀(10)包括阀主体(11)、配置在阀主体(11)的阀孔(21)内的滑阀主体(12)、向顺方向(Dx1)推压滑阀主体(12)的驱动部(13)以及向反方向(Dx2)对滑阀主体(12)施力的施力部(14)。滑阀主体(12)的输出孔(45)与阀主体(11)的输出端口(34)连通。滑阀主体(12)的一端侧配置于阀孔(21)的大径孔部(22)，滑阀主体(12)的另一端侧配置于阀孔(21)的小径孔部(23)。大径孔部(22)以及小径孔部(23)与滑阀主体(12)所具有的滑阀孔(41)连通。滑阀主体(12)的自填充于阀孔(21)和滑阀孔(41)的液压油沿着顺方向(Dx1)受到力的表面积与滑阀主体(12)的自该液压油沿着反方向(Dx2)受到力的表面积不同。

Description

电磁比例阀
技术领域
本发明涉及一种电磁比例阀。
背景技术
作为能够根据励磁电流控制液压油的供给压力的电磁比例阀，公知有滑阀式电磁比例阀。在滑阀式电磁比例阀中，组合有滑动自如地配置在阀主体内的滑阀主体以及电磁驱动式柱塞。与励磁电流的施加相应地，柱塞推压滑阀主体，能够调整滑阀主体相对于阀主体的位置，控制液压油相对于形成于阀主体的各流路的供给及排出。因此，作用于滑阀主体的液压越大，就需要使自柱塞施加于滑阀主体的力越大。为了得到这样的较大的力，考虑使电磁驱动柱塞的螺线管驱动器大型化，但螺线管驱动器的大型化会导致制造成本增大、设置空间的扩大这样的不利影响。
另一方面，在专利文献1公开的电磁比例阀中，在滑阀设有受压面积差，出口侧的液压由受压面积差和比例螺线管的推力决定。因此，专利文献1的电磁比例阀能够抑制使液压增大所需要的比例螺线管的推力的增大，能够利用较小的比例螺线管得到高压的液压输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平2－163583号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上述那样，在专利文献1的电磁比例阀中，能够利用较小的螺线管得到高压的液压输出，但需要将入口端口、出口端口和排放端口沿着滑阀轴线方向排列配置。因此，专利文献1的电磁比例阀需要具有对于设置这些端口所足够的轴长，难以缩短轴向长度而紧凑地构成。
并且，在专利文献1的电磁比例阀中，需要将出口端口设在入口端口与排放端口之间，因此出口端口的轴向上的位置受到限制，并且出口端口必然向与轴向垂直的径向开口。因而，在使用专利文献1的电磁比例阀的情况下，需要在关于出口端口的设置的这些限制下配置与出口端口连通的液压驱动器，在装置布局方面不利。
本发明是鉴于上述情况而做成的，其目的在于提供一种紧凑地构成的电磁比例阀。并且另一目的在于提供一种在装置布局方面有利的电磁比例阀。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案涉及一种电磁比例阀，该电磁比例阀包括：阀主体，其具有沿着轴向延伸的阀孔、与供给液压油的液压源连通并且向阀孔开口的入口端口、与供液压油排出的排液部连通并且向阀孔开口的出口端口、以及与液压油的供给对象连通并且向阀孔开口的输出端口；滑阀主体，其能够沿着轴向滑动地配置在阀孔内，具有沿着轴向延伸的滑阀孔、向滑阀孔开口的连络孔、出口孔、入口孔和输出孔；驱动部，其用于向轴向的顺方向推压滑阀主体，根据施加的电流对滑阀主体的推压力可变；以及施力部，其用于向轴向的与顺方向相对的反方向对滑阀主体施力，输出孔与输出端口连通，阀孔包括在与轴向垂直的径向上具有第1直径的大径孔部和在径向上具有比第1直径小的第2直径的小径孔部，滑阀主体的一端侧配置于大径孔部，滑阀主体的另一端侧配置于小径孔部，大径孔部经由连络孔和输出孔中的一者与滑阀孔连通，小径孔部经由连络孔和输出孔中的另一者与滑阀孔连通，滑阀主体的自填充于阀孔和滑阀孔的液压油沿着顺方向受到力的表面积与滑阀主体的自该液压油沿着反方向受到力的表面积不同。
也可以是，滑阀主体的一端侧和另一端侧中的一者被驱动部推压，在一端侧和另一端侧中的另一者具有输出孔。
也可以是，输出孔向轴向开口。
也可以是，出口孔和入口孔在轴向上配置在连络孔与输出孔之间。
也可以是，在不对驱动部施加电流的情况或对驱动部施加第1电流的情况下，滑阀主体配置于滑阀孔经由出口孔与出口端口连通的第1滑动位置，在对驱动部施加比第1电流大的第2电流的情况下，滑阀主体配置于滑阀孔经由入口孔与入口端口连通的第2滑动位置。
也可以是，阀主体还具有与供液压油排出的排放部连通并且向阀孔开口的排放端口，大径孔部配置于比小径孔部靠轴向的顺方向侧的位置，滑阀主体具有：小径滑阀部，其具有与小径孔部相对应的外径，该小径滑阀部的至少一部分配置于小径孔部；以及大径滑阀部，其配置于比小径滑阀部靠顺方向侧的位置，具有与大径孔部相对应的外径，配置于大径孔部，大径孔部内的由小径滑阀部、大径滑阀部和阀主体包围的空间与排放端口连通。
也可以是，滑阀主体自填充于阀孔和滑阀孔内的液压油沿着轴向的反方向受到力，配置于第1滑动位置的滑阀主体位于比配置于第2滑动位置的滑阀主体靠轴向的反方向侧的位置。
也可以是，在不对驱动部施加电流的情况或对驱动部施加第1电流的情况下，滑阀主体配置于滑阀孔经由入口孔与入口端口连通的第1滑动位置，在对驱动部施加比第1电流大的第2电流的情况下，滑阀主体配置于滑阀孔经由出口孔与出口端口连通的第2滑动位置。
也可以是，阀主体还具有与供液压油排出的排放部连通并且向阀孔开口的排放端口，小径孔部配置于比大径孔部靠轴向的顺方向侧的位置，滑阀主体具有：大径滑阀部，其具有与大径孔部相对应的外径，配置于大径孔部；以及小径滑阀部，其与大径滑阀部相邻地配置在大径滑阀部的顺方向侧，并具有与小径孔部相对应的外径，该小径滑阀部的至少一部分配置于小径孔部，大径孔部内的由小径滑阀部、大径滑阀部和阀主体包围的空间与排放端口连通。
也可以是，滑阀主体自填充于阀孔和滑阀孔内的液压油沿着轴向的顺方向受到力，配置于第1滑动位置的滑阀主体位于比配置于第2滑动位置的滑阀主体靠轴向的反方向侧的位置。
也可以是，在对驱动部施加比第1电流大且比第2电流小的第3电流的情况下，滑阀主体配置于滑阀孔与入口端口及出口端口这两者之间被阻断的第3滑动位置。
发明的效果
根据本发明，大径孔部经由连络孔和输出孔中的一者与滑阀孔连通，小径孔部经由另一者与滑阀孔连通。由此，并非一定要使连络孔和输出孔向径向开口。并且，并非一定要使连络孔和输出孔沿着滑阀主体的轴线方向排列配置。因而，能够紧凑地构成电磁比例阀，并且在装置布局方面也是有利的。
附图说明
图1A是表示正型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图1B是表示正型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图1C是表示正型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图2是表示本发明的一实施方式的正型电磁比例阀的具体例的图。
图3A是表示负型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图3B是表示负型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图3C是表示负型电磁比例阀的概略结构的剖视图。
图4是表示本发明的一实施方式的负型电磁比例阀的具体例的图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式。
能够根据励磁电流控制液压油的供给压力的电磁比例阀与液压驱动器等液压设备连接，向该液压设备供给期望压力的液压油。另外，这里提到的液压油并不一定限定于矿物油等油，是可包括能够作为能量传递介质使用的所有流体(特别是液体)的概念。
通常，电磁比例阀存在正型电磁比例阀和负型电磁比例阀。随着励磁电流增大而输出的液压油的压力(即，液压)增大的电磁比例阀被分类为正型电磁比例阀，随着励磁电流增大而输出的液压油的压力降低的电磁比例阀被分类为负型电磁比例阀。
正型电磁比例阀和负型电磁比例阀都能够应用本发明。以下，首先说明正型电磁比例阀，之后说明负型电磁比例阀。
[正型电磁比例阀]
图1A～图1C是表示正型电磁比例阀10的概略结构的剖视图。图1A表示励磁电流未向由螺线管驱动器构成的驱动部13流动的非励磁状态。图1B表示比较小的励磁电流向驱动部13流动且滑阀主体12配置于中立位置的状态。图1C表示比较大的励磁电流向驱动部13流动的状态。
图1A～图1C所示的电磁比例阀10包括阀主体11、滑阀主体12、驱动部13和施力部14。
阀主体11具有沿着轴向Dx延伸的阀孔21、向该阀孔21开口的入口端口31、出口端口32、排放端口33和输出端口34。入口端口31与供给液压油的液压源P连通，出口端口32与供液压油排出的排液部T连通。排放端口33与供液压油排出的排放部连通。在图1A～图1C所示的电磁比例阀10中，排液部T作为排放部发挥作用，出口端口32以及排放端口33与共同的排液部T(即，排放部)连通。输出端口34与液压油的供给对象、即液压驱动器A连通。液压驱动器A的具体结构并不限定，比较有代表性的是，由液压缸、液压马达构成液压驱动器A。
阀孔21包括在与轴向Dx垂直的径向Dr上具有第1直径H1的大径孔部22和在径向Dr上具有比第1直径H1小的第2直径H2的小径孔部23。大径孔部22与小径孔部23相邻地设置，配置在比小径孔部23靠顺轴向Dx1侧的位置。滑阀主体12的一端侧配置于大径孔部22，滑阀主体12的另一端侧配置于小径孔部23。在图1A～图1C中没有明确地表示出来，但大径孔部22和小径孔部23均形成封闭的空间，被从液压源P供给来的液压油填满。另外，大径孔部22经由输出端口34(特别是向顺轴向Dx1开口的输出端口34)与外部(特别是本实施方式中的液压驱动器A)连通。
大径孔部22内的由小径滑阀部46、大径滑阀部47和阀主体11包围的空间、即排放空间24的容积根据滑阀主体12的轴向Dx上的位置变化，但无论滑阀主体12的轴向Dx上的位置如何排放空间24都与排放端口33连通。因此，无论滑阀主体12的轴向Dx上的位置如何，排放空间24内的液压油都会经由排放端口33向排液部T流出，阀主体11和滑阀主体12不会自排放空间24内的液压油受到压力。
滑阀主体12能够沿着轴向Dx滑动地配置于阀孔21。滑阀主体12的一端侧(图1A～图1C中的右侧)配置于大径孔部22，滑阀主体12的另一端侧(图1A～图1C中的左侧)配置于小径孔部23。在滑阀主体12的配置于大径孔部22的一端侧，设有外径与大径孔部22的直径相对应的大径滑阀部47。在滑阀主体12的配置于小径孔部23的另一端侧，设有外径与小径孔部23的直径相对应的小径滑阀部46。像这样，大径滑阀部47与小径滑阀部46相邻地配置在小径滑阀部46的顺轴向Dx1侧，并配置于大径孔部22。并且，小径滑阀部46的至少一部分配置于小径孔部23，与滑阀主体12的轴向Dx上的位置相应地，小径滑阀部46的一部分配置于大径孔部22。
大径滑阀部47以容许滑阀主体12沿着轴向Dx滑动移动的程度与阀主体11的内壁面(特别是形成大径孔部22的内壁面)密合。并且，小径滑阀部46以容许滑阀主体12沿着轴向Dx滑动移动的程度与阀主体11的内壁面(特别是形成小径孔部23的内壁面)密合。其中，阀孔21内的液压油基本上不通过大径滑阀部47与阀主体11之间以及小径滑阀部46与阀主体11之间。因此，液压油不会自小径孔部23流入排放空间24，或者仅极小量的液压油自小径孔部23流入排放空间24。同样地，液压油不会自大径孔部22流入排放空间24，或者仅极小量的液压油自大径孔部22流入排放空间24。
滑阀主体12具有沿着轴向Dx延伸的滑阀孔41、向滑阀孔41开口的连络孔42、出口孔43、入口孔44和输出孔45。在本实施方式中，连络孔42和输出孔45分别形成于滑阀主体12的两端部，出口孔43和入口孔44形成于滑阀主体12中的连络孔42与输出孔45之间的部分。即，在滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的一者(图1A～图1C中的大径滑阀部47侧)形成有输出孔45，在另一者(图1A～图1C中的小径滑阀部46侧)形成有连络孔42。并且，在滑阀主体12的大径滑阀部47形成有出口孔43和入口孔44，出口孔43和入口孔44在轴向Dx上配置在连络孔42与输出孔45之间。
连络孔42、出口孔43和入口孔44向径向Dr开口。特别是，连络孔42向小径孔部23开口，无论滑阀主体12的轴向Dx上的位置如何，都使小径孔部23与滑阀孔41相互连通。并且，与滑阀主体12的轴向Dx上的位置相应地，出口孔43朝向出口端口32或阀主体11的内壁面(特别是形成大径孔部22的内壁面)开口，入口孔44朝向入口端口31或阀主体11的内壁面(特别是形成大径孔部22的内壁面)开口。
另一方面，输出孔45向轴向Dx(图1A～图1C中的顺轴向Dx1)开口，经由阀孔21(特别是大径孔部22)与输出端口34连通。经由输出端口34与液压驱动器A连接的大径孔部22经由连络孔42和输出孔45中的一者(图1A～图1C中的“输出孔45”)与滑阀孔41连通。并且，小径孔部23经由连络孔42和输出孔45中的另一者(图1A～图1C中的“连络孔42”)与滑阀孔41连通。因而，阀孔21的大径孔部22和小径孔部23经由滑阀孔41、连络孔42和输出孔45相互连通，大径孔部22内的液压油的压力、小径孔部23内的液压油的压力以及滑阀孔41内的液压油的压力彼此相等。
驱动部13向轴向Dx的顺方向Dx1(以下也称作“顺轴向Dx1”)推压滑阀主体12，根据施加的电流(即，励磁电流)对滑阀主体12的推压力可变。本实施方式的驱动部13由组合有电磁体(未图示)和柱塞51而成的螺线管驱动器形成。该螺线管驱动器的具体的结构并不限定，能够利用根据励磁电流的大小决定自柱塞51施加于滑阀主体12的推压力的任意的螺线管驱动器来构成驱动部13。
施力部14向轴向Dx的与顺方向Dx1相对的反方向Dx2(以下也称作“反轴向Dx2”)对滑阀主体12(本实施方式中的大径滑阀部47)施力。自施力部14施加于滑阀主体12的力根据滑阀主体12的轴向Dx上的位置而变动，滑阀主体12越靠顺轴向Dx1侧配置，自施力部14施加于滑阀主体12的力就越大。这样的施力部14能够由弹性体形成，比较有代表性的是，由螺旋弹簧形成。螺旋弹簧能够通过呈螺旋状卷绕细长的线状的材料(即，线材)而构成。
像这样，滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的一者(图1A～图1C中的“小径滑阀部46”侧)被驱动部13的柱塞51推压，自驱动部13对滑阀主体12施加向顺轴向Dx1的力。并且，滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的另一者(图1A～图1C中的“大径滑阀部47”侧)设有输出孔45并且被施力部14施力，自施力部14对滑阀主体12施加向反轴向Dx2的力。
在具有上述结构的正型电磁比例阀10中，在滑阀主体12的两端部之间设有受压面积差，通过使因该受压面积差产生的液压、驱动部13的推动力和施力部14的施力相互平衡，能够自输出孔45朝向液压驱动器A送出期望压力的液压油。
即，滑阀主体12的自填充于阀孔21和滑阀孔41的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积与滑阀主体12的自该液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积不同。具体而言，滑阀主体12的自液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积比滑阀主体12的自液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积大。
因此，液压油沿着顺轴向Dx1对滑阀主体12施加的力F1(即，液压)与液压油沿着反轴向Dx2对滑阀主体12施加的力F2不同，在图1A～图1C所示的电磁比例阀10中“F1＜F2”的关系成立。因而，滑阀主体12自填充于阀孔21和滑阀孔41的液压油沿着反轴向Dx2受到力。具体而言，根据“F0＝F2－F1＝{(滑阀主体12的自液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积)－(滑阀主体12的自液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积)}×(液压油的压力)”推导出的力F0自液压油朝向反轴向Dx2作用于滑阀主体12。
滑阀主体12还自驱动部13的柱塞51和施力部14受到力。利用“Ph”表示阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力，利用“Up(＝S2－S1)”表示滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积S1与滑阀主体12的自该液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积S2的差，利用“Fd”表示驱动部13向顺轴向Dx1施加于滑阀主体12的力，利用“Fsp”表示施力部14向反轴向Dx2施加于滑阀主体12的力，在这样的情况下，以下的关系式1成立。
[关系式1]Fd＝Ph×Up+Fsp
在实际的电磁比例阀10中，上述的“Up”基本上被设定为固定值。并且，上述“Fsp”在根据滑阀主体12的轴向Dx上的位置相对于滑阀孔41和阀孔21供给和排出液压油的本实施方式的电磁比例阀10中为某一范围内的值。因此，根据上述关系式1也可知，随着自驱动部13施加于滑阀主体12的力“Fd”的增大，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力“Ph”也增大。因而，通过利用未图示的控制部控制施加于驱动部13的励磁电流值，调整驱动部13施加于滑阀主体12的力(Fd)，能够自输出孔45经由大径孔部22和输出端口34向液压驱动器A送出具有期望的压力的液压油。
接着，对上述的正型电磁比例阀10的动作进行说明。
在不对驱动部13施加电流的情况或对驱动部13施加第1电流的情况下，滑阀主体12配置于图1A所示的第1滑动位置。在该情况下，滑阀孔41经由出口孔43与出口端口32连通，滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力降低。
另外，在对驱动部13施加比第1电流大的第2电流的情况下，滑阀主体12被驱动部13的柱塞51向顺轴向Dx1推压，而配置于图1C所示的第2滑动位置。在该情况下，滑阀孔41经由入口孔44与入口端口31连通，来自液压源P的液压油向滑阀孔41供给，因此滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力增大。像这样，在本实施方式的电磁比例阀10中，配置于第1滑动位置的滑阀主体12(参照图1A)位于比配置于第2滑动位置的滑阀主体12(参照图1C)靠反轴向Dx2侧的位置。
另外，在对驱动部13施加比第1电流大且比第2电流小的第3电流的情况下，滑阀主体12配置于图1B所示的第3滑动位置(即，中立位置)。在该情况下，出口孔43不与出口端口32连通且入口孔44不与入口端口31连通。由此，滑阀孔41与入口端口31及出口端口32这两者之间被阻断，滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力基本维持既不降低也不增大。
像这样，在正型电磁比例阀10中，在施加于驱动部13的励磁电流较小而柱塞51的推力为零(0)或较弱的情况下，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油向排液部T排出的量增多，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力降低。另一方面，在施加于驱动部13的励磁电流较大而柱塞51的推力较强的情况下，自液压源P供给到阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的量增多，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力上升。并且，在施加于驱动部13的励磁电流在中间范围而滑阀主体12配置于图1B所示的中立位置的情况下，阀孔21及滑阀孔41与液压源P及排液部T之间的流路被阻断，液压油相对于阀孔21内及滑阀孔41内的供给和排出停止。
表现出上述动作的正型电磁比例阀10按照以下的机理从输出孔45送出期望压力的液压油。
即，利用未图示的控制部，对驱动部13施加根据液压油的期望压力预先设定的值的励磁电流。由此，驱动部13的柱塞51使滑阀主体12向顺轴向Dx1移动而配置于第2滑动位置(参照图1C)，出口孔43与出口端口32之间被阻断并且使入口孔44与入口端口31连通。因此，来自液压源P的液压油供给至滑阀孔41及阀孔21，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力上升。
并且，如果在维持施加于驱动部13的励磁电流的大小的状态下滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力比期望压力大，则滑阀主体12向反轴向Dx2滑动移动而配置于第1滑动位置(参照图1A)。由此，入口孔44与入口端口31之间被阻断并且出口孔43与出口端口32连通，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力降低。
并且，如果在维持施加于驱动部13的励磁电流的大小的状态下滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力比期望压力小，则滑阀主体12向顺轴向Dx1滑动移动，而再次配置于第2滑动位置(参照图1C)。由此，出口孔43与出口端口32之间被阻断并且入口孔44与入口端口31连通，滑阀孔41内的液压油的压力再次上升。
像这样，在对驱动部13连续地施加根据液压油的期望压力预先设定的值的励磁电流的状态下，滑阀主体12反复进行第2滑动位置(参照图1C)与第1滑动位置(参照图1A)之间的移动，从而反复进行液压油相对于滑阀孔41的供给和排出。由此，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力保持在期望压力，期望压力的液压油自输出孔45流出而向液压驱动器A供给。
如上述那样，根据本实施方式的电磁比例阀10，通过控制施加于驱动部13的励磁电流，能够调整阀孔21及滑阀孔41相对于液压源P及排液部T的开度，自输出孔45向液压驱动器A送出期望压力的液压油。另外，在不对驱动部13施加励磁电流且滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力较高的情况下，滑阀主体12配置于第1滑动位置(参照图1A)，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油经由出口孔43和出口端口32向排液部T排出。
图2是表示本发明的一实施方式的正型电磁比例阀10的具体例的图。另外，在图2所示的电磁比例阀10中，局部地示出了截面状态。
滑阀主体12具有相对于轴向Dx而言左右对称的结构，但示出了图2所示的滑阀主体12在左半部分和右半部分不同的状态。即，图2所示的滑阀主体12的左半部分表示滑阀主体12配置于中立位置(参照图1B)的状态。另一方面，图2所示的滑阀主体12的右半部分表示滑阀主体12配置于入口端口31与入口孔44之间被阻断且出口孔43与出口端口32相互连通的第1滑动位置(参照图1A)的状态。
另外，虽然图2中省略了图示，但在图2所示的电磁比例阀10中，也能够将滑阀主体12配置于入口端口31和入口孔44相互连通且出口孔43与出口端口32之间被阻断的第2滑动位置(参照图1C)。
图2所示的电磁比例阀10具有与图1A～图1C所示的电磁比例阀10基本同样的结构，表现出与上述图1A～图1C所示的电磁比例阀10同样的动作。
但是，图1A～图1C所示的电磁比例阀10的连络孔42向径向Dr开口，但图2所示的电磁比例阀10的连络孔42向轴向Dx(特别是反轴向Dx2)开口。并且，图1A～图1C所示的电磁比例阀10的输出端口34向轴向Dx(特别是顺轴向Dx1)开口，但图2所示的电磁比例阀10的输出端口34向径向Dr开口，来自输出孔45的液压油经由大径孔部22和输出端口34向径向Dr送出而供给至液压驱动器A。
如上所述，根据上述的正型电磁比例阀10，大径孔部22和小径孔部23经由滑阀孔41、连络孔42和输出孔45相互连通，大径孔部22内的液压油的压力、小径孔部23内的液压油的压力以及滑阀孔41内的液压油的压力彼此相等。因此，滑阀主体12实际自液压油受到的力为与滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内(具体而言小径孔部23内)的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积S1与滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内(具体而言大径孔部22内及滑阀孔41内)的液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积S2的差Up相对应的力。因而，与自输出孔45送出的液压油的压力的上升相比，液压油作用于滑阀主体12的力的实际的增大缓慢，能够利用较小的驱动部13(本实施方式中的螺线管驱动器)得到高压的液压输出。
另外，根据本实施方式的电磁比例阀10，输出孔45形成于滑阀主体12的端部，并且输出端口34形成于阀主体11的端部。由此，输出孔45和输出端口34的配置自由度较大。例如，能够使输出孔45和输出端口34分别向轴向Dx开口和径向Dr的任一者开口。
特别是，通过使输出孔45向轴向Dx开口，能够缩短滑阀主体12的轴长。并且，通过使输出端口34向轴向Dx开口，能够缩短阀主体11的轴长。由此，能够整体紧凑地构成电磁比例阀10。并且，通过根据液压驱动器A相对于电磁比例阀10的具体的配置位置调整输出孔45及输出端口34的开口方向，能够在相对于电磁比例阀10而言的各种位置配置液压驱动器A，因此在装置布局方面也是有利的。
[负型电磁比例阀]
在以下说明的负型电磁比例阀10中，对与上述正型电磁比例阀10(参照图1A～图1C和图2)相同或者相似的结构标注同一附图标记，省略详细的说明。
图3A～图3C是表示负型电磁比例阀10的概略结构的剖视图。图3A表示励磁电流未向驱动部13流动的非励磁状态，图3B表示滑阀主体12配置于中立位置的状态，图3C表示比较大的励磁电流向驱动部13流动的状态。
本实施方式的阀孔21的小径孔部23与大径孔部22相邻地设置，配置于比大径孔部22靠顺轴向Dx1侧的位置。在图3A～图3C中没有明确地表示出来，但大径孔部22和小径孔部23均形成封闭的空间，被从液压源P供给来的液压油填满。另外，小径孔部23经由输出端口34(特别是向顺轴向Dx1开口的输出端口34)与外部(特别是本实施方式中的液压驱动器A)连通。
滑阀主体12的一端侧(图3A～图3C中的左侧)配置于大径孔部22，滑阀主体12的另一端侧(图3A～图3C中的右侧)配置于小径孔部23。在滑阀主体12的配置于大径孔部22的一端侧设有外径与大径孔部22的直径相对应的大径滑阀部47。在滑阀主体12的配置于小径孔部23的另一端侧设有外径与小径孔部23的直径相对应的小径滑阀部46。像这样，大径滑阀部47与小径滑阀部46相邻地配置在小径滑阀部46的反轴向Dx2侧，并配置于大径孔部22。并且，小径滑阀部46的至少一部分配置于小径孔部23，与滑阀主体12的轴向Dx上的位置相应地，小径滑阀部46的一部分配置于大径孔部22。
在滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的一者(图3A～图3C中的小径滑阀部46侧)形成有输出孔45，在另一者(图3A～图3C中的大径滑阀部47侧)形成有连络孔42。并且，在滑阀主体12的小径滑阀部46形成有出口孔43和入口孔44。
连络孔42向大径孔部22开口，无论滑阀主体12的轴向Dx上的位置如何，都使大径孔部22与滑阀孔41相互连通。并且，与滑阀主体12的轴向Dx上的位置相应地，出口孔43朝向出口端口32或阀主体11的内壁面(特别是形成小径孔部23的内壁面)开口，入口孔44朝向入口端口31或阀主体11的内壁面(特别是形成小径孔部23的内壁面)开口。
输出孔45向轴向Dx(图3A～图3C中的顺轴向Dx1)开口，经由阀孔21(特别是小径孔部23)与输出端口34连通。像这样，经由输出端口34与液压驱动器A连接的小径孔部23经由连络孔42和输出孔45中的一者(图3A～图3C中的“输出孔45”)与滑阀孔41连通。并且，大径孔部22经由连络孔42和输出孔45中的另一者(图3A～图3C中的“连络孔42”)与滑阀孔41连通。因而，大径孔部22和小径孔部23经由滑阀孔41、连络孔42和输出孔45相互连通，大径孔部22内的液压油的压力、小径孔部23内的液压油的压力以及滑阀孔41内的液压油的压力彼此相等。
驱动部13向顺轴向Dx1推压滑阀主体12，根据励磁电流对滑阀主体12的推压力可变。施力部14向反轴向Dx2对滑阀主体12(本实施方式中的小径滑阀部46)施力。像这样，滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的一者(图3A～图3C中的“大径滑阀部47”侧)被驱动部13的柱塞51推压，自驱动部13对滑阀主体12施加朝向顺轴向Dx1的力。并且滑阀主体12的一端侧和另一端侧中的另一者(图3A～图3C中的“小径滑阀部46”侧)设有输出孔45并且被施力部14施力，自施力部14对滑阀主体12施加朝向反轴向Dx2的力。
在上述的负型电磁比例阀10中，也是在滑阀主体12的两端部之间设有受压面积差，通过使因该受压面积差产生的液压、驱动部13的推动力和施力部14的施力相互平衡，能够自输出孔45向液压驱动器A送出期望压力的液压油。
即，滑阀主体12的自填充于阀孔21和滑阀孔41的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积与滑阀主体12的自该液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积不同。具体而言，滑阀主体12的自液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积比滑阀主体12的自液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积大。
因此，液压油向顺轴向Dx1对滑阀主体12施加的力F1与液压油向反轴向Dx2对滑阀主体12施加的力F2不同，在图3A～图3C所示的电磁比例阀10中“F1＞F2”的关系成立。因而，滑阀主体12自填充于阀孔21和滑阀孔41的液压油沿着顺轴向Dx1受到力。具体而言，根据“F0＝F1－F2＝{(滑阀主体12的自液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积)－(滑阀主体12的自液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积)}×(液压油的压力)”推导出的力F0自液压油朝向顺轴向Dx1作用于滑阀主体12。
利用“Ph”表示阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力，利用“Un(＝S1－S2)”表示滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积S1与滑阀主体12的自该液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积S2的差，利用“Fd”表示驱动部13向顺轴向Dx1施加于滑阀主体12的力，利用“Fsp”表示施力部14向反轴向Dx2施加于滑阀主体12的力，在这样的情况下，以下的关系式2成立。
[关系式2]Fd＝Fsp－Ph×Un
在实际的电磁比例阀10中，上述的“Un”基本上被设定为固定值。并且，上述“Fsp”在根据滑阀主体12的轴向Dx上的位置相对于滑阀孔41和阀孔21供给和排出液压油的本实施方式的电磁比例阀10中为某一范围内的值。因此，根据上述关系式2也可知，随着自驱动部13施加于滑阀主体12的力“Fd”的增大，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力“Ph”降低。因而，通过利用未图示的控制部控制施加于驱动部13的励磁电流值，调整驱动部13施加于滑阀主体12的力(Fd)，能够自输出孔45经由小径孔部23和输出端口34向液压驱动器A送出具有期望的压力的液压油。
接着，对上述负型电磁比例阀10的动作进行说明。
在不对驱动部13施加电流的情况或对驱动部13施加第1电流的情况下，滑阀主体12配置于图3A所示的第1滑动位置。在该情况下，滑阀孔41经由入口孔44与入口端口31连通，滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力增大。
另外，在对驱动部13施加比第1电流大的第2电流的情况下，滑阀主体12被驱动部13的柱塞51向顺轴向Dx1推压，而配置于图3C所示的第2滑动位置。在该情况下，滑阀孔41经由出口孔43与出口端口32连通，滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力降低。另外，在本实施方式的电磁比例阀10中，配置于第1滑动位置的滑阀主体12(参照图3A)位于比配置于第2滑动位置的滑阀主体12(参照图3C)靠反轴向Dx2侧的位置。
另外，在对驱动部13施加比第1电流大且比第2电流小的第3电流的情况下，滑阀主体12配置于图3B所示的第3滑动位置。在该情况下，出口孔43不与出口端口32连通且入口孔44不与入口端口31连通，滑阀孔41内的液压油及阀孔21内的液压油的压力基本维持既不降低也不增大。
像这样，在负型电磁比例阀10中，在施加于驱动部13的励磁电流较小而柱塞51的推力为零(0)或较弱的情况下，自液压源P供给到阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的量增多，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力上升。另一方面，在施加于驱动部13的励磁电流较大而柱塞51的推力较强的情况下，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油向排液部T排出的量增多，阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力降低。并且，在施加于驱动部13的励磁电流在中间范围而滑阀主体12配置于图3B所示的中立位置的情况下，阀孔21及滑阀孔41与液压源P及排液部T之间的流路被阻断。由此，液压油相对于阀孔21内及滑阀孔41内的供给及排出停止，维持阀孔21内及滑阀孔41内的液压油的压力。
表现出上述动作的负型电磁比例阀10按照以下的机理从输出孔45送出期望压力的液压油。
即，在阀孔21内及滑阀孔41内填满液压油的状态下，对驱动部13施加根据液压油的期望压力预先设定的值的励磁电流。由此，驱动部13的柱塞51使滑阀主体12向顺轴向Dx1移动而配置于第2滑动位置(参照图3C)，入口孔44与入口端口31之间被阻断并且出口孔43与出口端口32连通。由此，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力降低。
另外，如果在维持施加于驱动部13的励磁电流的大小的状态下滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力比期望压力小，则滑阀主体12向反轴向Dx2滑动移动而配置于第1滑动位置(参照图3A)。由此，出口孔43与出口端口32之间被阻断并且入口孔44与入口端口31连通，来自液压源P的液压油供给至滑阀孔41和阀孔21，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力上升。
另外，如果在维持施加于驱动部13的励磁电流的大小的状态下滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力比期望压力大，则滑阀主体12向顺轴向Dx1滑动移动，入口孔44与入口端口31之间被阻断并且出口孔43与出口端口32连通。由此，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力再次降低。
像这样，在对驱动部13连续地施加根据液压油的期望压力预先设定的值的励磁电流的状态下，滑阀主体12反复进行第2滑动位置(参照图3C)与第1滑动位置(参照图3A)之间的移动，从而反复进行液压油相对于滑阀孔41的供给和排出。由此，滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力保持在期望压力，期望压力的液压油自输出孔45流出而供给至液压驱动器A。
另外，在不对驱动部13施加励磁电流且滑阀孔41内及阀孔21内的液压油的压力较高的情况下，滑阀主体12配置于第1滑动位置(参照图3A)，来自液压源P的液压油经由入口孔44和入口端口31供给至滑阀孔41和阀孔21。
图4是表示本发明的一实施方式的负型电磁比例阀10的具体例的图。另外，在图4所示的电磁比例阀10中，局部地示出了截面状态。
滑阀主体12具有相对于轴向Dx而言左右对称的结构，但示出了图4所示的滑阀主体12在左半部分和右半部分不同的状态。即，图4所示的滑阀主体12的左半部分表示滑阀主体12配置于中立位置(参照图3B)的状态。另一方面，图4所示的滑阀主体12的右半部分表示滑阀主体12配置于入口端口31和入口孔44相互连通且出口孔43与出口端口32之间被阻断的第1滑动位置(参照图3A)的状态。
另外，虽然省略了图示，但在图4所示的电磁比例阀10中，也能够将滑阀主体12配置于入口端口31与入口孔44之间被阻断且出口孔43与出口端口32相互连通的第2滑动位置(参照图3C)。
图4所示的电磁比例阀10具有与图3A～图3C所示的电磁比例阀10基本同样的结构，表现出与上述的图3A～图3C所示的电磁比例阀10同样的动作。
但是，图3A～图3C所示的电磁比例阀10的连络孔42向径向Dr开口，但图4所示的电磁比例阀10的连络孔42向轴向Dx(特别是反轴向Dx2)开口。并且，图3A～图3C所示的电磁比例阀10的输出端口34向轴向Dx(特别是顺轴向Dx1)开口，但图4所示的电磁比例阀10的输出端口34向径向Dr开口，来自输出孔45的液压油经由大径孔部22和输出端口34向径向Dr送出而供给至液压驱动器A。
如上所述，根据上述的负型电磁比例阀10，大径孔部22内的液压油的压力、小径孔部23内的液压油的压力以及滑阀孔41内的液压油的压力彼此相等。因此，滑阀主体12实际自液压油受到的力为与滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内(具体而言大径孔部22内)的液压油沿着顺轴向Dx1受到力的表面积S1与滑阀主体12的自阀孔21内及滑阀孔41内(具体而言小径孔部23内及滑阀孔41内)的液压油沿着反轴向Dx2受到力的表面积S2的差Un相对应的力。因而，与自输出孔45送出的液压油的压力的上升相比，液压油作用于滑阀主体12的力的实际的增大缓慢，能够利用较小的驱动部13得到高压的液压输出。
另外，根据本实施方式的电磁比例阀10，输出孔45形成于滑阀主体12的端部，并且输出端口34形成于阀主体11的端部，输出孔45及输出端口34的配置自由度较大。特别是，通过使输出孔45向轴向Dx开口，能够缩短滑阀主体12的轴长，并且，通过使输出端口34向轴向Dx开口，能够缩短阀主体11的轴长。由此，能够整体紧凑地构成电磁比例阀10，在装置布局方面也是有利的。
本发明并不限定于上述的实施方式及变形例。例如，也可以对上述的实施方式及变形例的各要素实施各种变形。并且，包括除上述的构成要素以外的构成要素的形态也包含于本发明的实施方式。并且，不包括上述的构成要素中的一部分要素的形态也包含于本发明的实施方式。并且，包括本发明的某一实施方式所包含的一部分构成要素和本发明的另一实施方式所包含的一部分构成要素的形态也包含于本发明的实施方式。因而，也可以使上述的实施方式及变形例以及上述以外的本发明的实施方式分别包括的构成要素彼此组合，这样的组合形态也包含于本发明的实施方式。并且，通过本发明取得的效果也不限定于上述的效果，也能够发挥与各实施方式的具体的结构相对应的特有的效果。像这样，能够在不脱离本发明的技术思想及主旨的范围内对权利要求书、说明书、摘要和附图中记载的各要素进行各种追加、变更及局部删除。

Claims (11)

1.一种电磁比例阀，其中，
该电磁比例阀包括：
阀主体，其具有沿着轴向延伸的阀孔、与供给液压油的液压源连通并且向所述阀孔开口的入口端口、与供所述液压油排出的排液部连通并且向所述阀孔开口的出口端口、以及与所述液压油的供给对象连通并且向所述阀孔开口的输出端口；
滑阀主体，其能够向所述轴向滑动地配置于所述阀孔，具有沿着所述轴向延伸的滑阀孔、向所述滑阀孔开口的连络孔、出口孔、入口孔和输出孔；
驱动部，其用于向所述轴向的顺方向推压所述滑阀主体，根据施加的电流对所述滑阀主体的推压力可变；以及
施力部，其用于向所述轴向的与所述顺方向相对的反方向对所述滑阀主体施力，
所述输出孔与所述输出端口连通，
所述阀孔包括在与所述轴向垂直的径向上具有第1直径的大径孔部和在所述径向上具有比所述第1直径小的第2直径的小径孔部，
所述输出端口向所述轴向开口，所述连络孔向所述径向开口，
所述滑阀主体的一端侧配置于所述大径孔部，所述滑阀主体的另一端侧配置于所述小径孔部，
所述大径孔部经由所述连络孔和所述输出孔中的一者与所述滑阀孔连通，所述小径孔部经由所述连络孔和所述输出孔中的另一者与所述滑阀孔连通，
所述滑阀主体的自填充于所述阀孔和所述滑阀孔的所述液压油沿着所述顺方向受到力的表面积与所述滑阀主体的自该液压油沿着所述反方向受到力的表面积不同。
2.根据权利要求1所述的电磁比例阀，其中，
所述滑阀主体的所述一端侧和所述另一端侧中的一者被所述驱动部推压，在所述一端侧和所述另一端侧中的另一者具有所述输出孔。
3.根据权利要求1或2所述的电磁比例阀，其中，
所述输出孔向所述轴向开口。
4.根据权利要求1或2所述的电磁比例阀，其中，
所述出口孔和所述入口孔在所述轴向上配置在所述连络孔与所述输出孔之间。
5.根据权利要求1或2所述的电磁比例阀，其中，
在不对所述驱动部施加电流的情况或对所述驱动部施加第1电流的情况下，所述滑阀主体配置于所述滑阀孔经由所述出口孔与所述出口端口连通的第1滑动位置，
在对所述驱动部施加比所述第1电流大的第2电流的情况下，所述滑阀主体配置于所述滑阀孔经由所述入口孔与所述入口端口连通的第2滑动位置。
6.根据权利要求5所述的电磁比例阀，其中，
所述阀主体还具有与供所述液压油排出的排放部连通并且向所述阀孔开口的排放端口，
所述大径孔部配置于比所述小径孔部靠所述轴向的所述顺方向侧的位置，
所述滑阀主体具有：小径滑阀部，其具有与所述小径孔部相对应的外径，该小径滑阀部的至少一部分配置于所述小径孔部；以及大径滑阀部，其配置于比所述小径滑阀部靠所述顺方向侧的位置，并具有与所述大径孔部相对应的外径，该大径滑阀部配置于所述大径孔部，
所述大径孔部内的由所述小径滑阀部、所述大径滑阀部和所述阀主体包围的空间与所述排放端口连通。
7.根据权利要求5所述的电磁比例阀，其中，
所述滑阀主体自填充于所述阀孔和所述滑阀孔的所述液压油沿着所述轴向的所述反方向受到力，
配置于所述第1滑动位置的滑阀主体位于比配置于所述第2滑动位置的滑阀主体靠所述轴向的所述反方向侧的位置。
8.根据权利要求1或2所述的电磁比例阀，其中，
在不对所述驱动部施加电流的情况或对所述驱动部施加第1电流的情况下，所述滑阀主体配置于所述滑阀孔经由所述入口孔与所述入口端口连通的第1滑动位置，
在对所述驱动部施加比所述第1电流大的第2电流的情况下，所述滑阀主体配置于所述滑阀孔经由所述出口孔与所述出口端口连通的第2滑动位置。
9.根据权利要求8所述的电磁比例阀，其中，
所述阀主体还具有与供所述液压油排出的排放部连通并且向所述阀孔开口的排放端口，
所述小径孔部配置于比所述大径孔部靠所述轴向的所述顺方向侧的位置，
所述滑阀主体具有：大径滑阀部，其具有与所述大径孔部相对应的外径，配置于所述大径孔部；以及小径滑阀部，其与所述大径滑阀部相邻地配置在所述大径滑阀部的所述顺方向侧，并具有与所述小径孔部相对应的外径，该小径滑阀部的至少一部分配置于所述小径孔部，
所述大径孔部内的由所述小径滑阀部、所述大径滑阀部和所述阀主体包围的空间与所述排放端口连通。
10.根据权利要求8所述的电磁比例阀，其中，
所述滑阀主体自填充于所述阀孔和所述滑阀孔的所述液压油沿着所述轴向的所述顺方向受到力，
配置于所述第1滑动位置的滑阀主体位于比配置于所述第2滑动位置的滑阀主体靠所述轴向的所述反方向侧的位置。
11.根据权利要求5所述的电磁比例阀，其中，
在对所述驱动部施加比所述第1电流大且比所述第2电流小的第3电流的情况下，所述滑阀主体配置于所述滑阀孔与所述入口端口及所述出口端口这两者之间被阻断的第3滑动位置。
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