JP2000097365A

JP2000097365A - スプール弁型油圧制御電磁弁

Info

Publication number: JP2000097365A
Application number: JP10268825A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Miyagawa; 浩宮川; Naoki Yamada; 直樹山田; Masaru Shimizu; 勝清水
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】出口油圧を急激にかつ大幅に上昇させても発
振が生じないスプール弁型油圧制御電磁弁を提供する。【解決手段】入口１３のシリンダボア１２への開口面
積および排出口１５のシリンダボア１２への開口面積を
それらの増減が反対となるように可変させるスプール１
６には、リニアソレノイド１９の出力とスプリング２０
の力のみを対抗するように加える。リニアソレノイド出
力が実質的にゼロのとき、入口１３のシリンダボア１２
への開口を全閉とさせる。排出口１５を全閉とにた状態
したで入口１３の開口面積を可変するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この出願の発明は、出口油圧
をリニアソレノイドに流す電流値に対応した値に制御す
るスプール型油圧制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスプール型油圧制御弁において
は、一般的に、圧油の入口、出口および排出口を有する
バルブボデーの内部に摺動自在に設置したスプールにリ
ニアソレノイド出力とスプリング力および出口油圧とを
互いに対抗するように加えるか、或いはリニアソレノイ
ド出力および出口油圧とスプリング力とを互いに対抗す
るように加えてスプールを駆動することにより出口油圧
をリニアソレノイドに流す電流値に対応した値に制御す
る（例えば、特開平２−１４２９８４号公報、特開平１
０−８６８１４号公報、特開平１０−１２２４１２号公
報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
プール型油圧制御弁は、出口油圧をスプールの駆動にフ
ィードバックさせているため、出口油圧を急激に且つ大
幅に上昇させた場合には発振を起こしてしまい、油圧制
御系に悪影響を与えると言う問題がある。

【０００４】この出願の発明は、出口油圧をリニアソレ
ノイドに流す電流値に対応した値に制御するスプール型
油圧制御弁であって、上記問題を解消したスプール型油
圧制御弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この出願の請求項１の発
明は、シリンダボアとこのシリンダボアにそれぞれ開口
する圧油の入口、出口および排出口を設けたバルブボデ
ーの前記シリンダ内に、前記入口の前記シリンダボアへ
の開口面積および前記排出口の前記シリンダボアへの開
口面積をそれらの増減が反対となるようにそれぞれ可変
させる入口側ランドおよび排出口側ランドを設けたスプ
ールを摺動自在に設置し、このスプールにはリニアソレ
ノイド出力とスプリング力のみを互いに対抗するように
加えるとともに前記スプリング力による前記スプールの
一方向へのストローク端を限定するストッパを設置し、
前記リニアソレノイド出力がゼロの状態では前記スプー
ルが前記入口の前記開口を全閉するように構成したこと
を特徴とするスプール型油圧制御弁である。

【０００６】この出願の請求項２の発明は、請求項１に
記載のスプール弁型油圧制御電磁弁であって、前記スプ
ールの前記排出口側ランドにより前記排出口の前記開口
を全閉とした状態下で前記入口側ランドにより前記入口
の前記開口面積を可変するように構成したことを特徴と
するスプール弁型油圧制御電磁弁である。

【０００７】この出願の請求項３の発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載のスプール弁型油圧制御電磁弁であ
って、前記スプールの前記入口側ランドにより前記入口
の前記開口を全閉とした状態下で前記排出口側ランドに
より前記排出口の前記開口面積を可変するように構成し
たことを特徴とするスプール弁型油圧制御電磁弁であ
る。

【０００８】この出願の請求項１〜請求項３の発明にお
いては、リニアソレノイドのコイルの電流値を所定の最
小値以下にした場合、リニアソレノイド出力がゼロとな
り、スプールがスプリングにより一方向へのストローク
端に位置決めされ、入口の開口が全閉となり、圧油の無
駄な消費が防止される。そして、リニアソレノイドのコ
イルの電流値を上記最小値以上にすると、リニアソレノ
イドがそのコイルの電流値に対応した出力を発生し、ス
プールがリニアソレノイド出力とスプリング力とがバラ
ンスする位置へ摺動し、入口のシリンダボアへの開口面
積と排出口のシリンダボアへの開口面積との比がリニア
ソレノイド出力に対応した値となり、出口の油圧がリニ
アソレノイド出力、つまりリニアソレノイドのコイルの
電流値に対応した値となる。このように、スプールをリ
ニアソレノイド出力とスプリング力のみによって駆動
し、出口油圧をスプールの駆動にフィードバックさせて
はいないので、リニアソレノイドへの供給電流値を急激
にかつ大幅に増大させて出口の油圧を急激にかつ大幅に
上昇させても発振は生じない。

【０００９】請求項２の発明においては、スプールの排
出口側ランドにより排出口の開口を全閉とした状態下で
入口側ランドにより入口のシリンダボアへの開口面積を
可変するように構成したので、リニアソレノイドへの電
流制御によって入口から出口へ流れる流量を制御するこ
とができる。

【００１０】請求項３の発明においては、スプールの入
口側ランドにより入口の開口を全閉とした状態下で排出
口側ランドにより排出口のシリンダボアへの開口面積を
可変するように構成したので、リニアソレノイドへの電
流制御によって出口から排出口へ流れる流量を制御する
ことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１から図３は、この出願の発明
に係るスプール弁型油圧制御電磁弁の構成を示す略図で
ある。図１〜図３に示すように、スプール弁型油圧制御
電磁弁１０は、シリンダボア１２とこのシリンダボア１
２にそれぞれ開口する圧油の入口１３、出口１４および
排出口１５を設けたバルブボデー１１と、入口側ランド
１７および排出口側ランド１８を有し、シリンダボア１
２内に摺動自在に嵌挿したスプール１６と、このスプー
ル１６を図１で左方向へ付勢する出力を発生するリニア
ソレノイド１９と、スプール１６を図１で右方向へ付勢
する力を発生するコイルスプリング２０と、スプリング
１６とスプール１６との間に介在させたリテーナ２１が
当接、離間するようにバルブボデー１１に設けられたス
トッパ２２とからなる。

【００１２】入口１３は所定圧力範囲の圧油を蓄積する
アキュームレータ２３と接続され、出口１４は油圧作動
のアクチュエータ２４と接続され、排出口１５はリザー
バ２５と接続される。

【００１３】コイルスプリング２０は線形特性を有する
ものである。また、リニアソレノイド１９はそのコイル
の電流を所定の最小値以下にした場合には実質的な出力
を発生せず、コイルの電流値を上記最小値以上にするこ
とにより電流値に対応した出力を発生するものである。
リニアソレノイド１９への電流を所定値以下にしている
場合、コイルスプリング２０がスプール１６を、図１に
示すようにリテーナ２１がストッパ２に当接した初期位
置に位置決めする。スプール１６は、コイルスプリング
２０の力とリニアソレノイド１９の出力とがバランスす
る位置へ摺動するので、スプール１６の初期位置からの
ストローク量はリニアソレノイド１９への電流値によっ
て制御できる。

【００１４】図１の状態では、入口１３の開口がスプー
ル１６の入口側ランド１７により全閉され、スプール１
６の排出口側ランド１８が排出口１５の開口を全開す
る。図３は、リニアソレノイド１９への電流値を最大値
にした状態を示しており、図３の状態では排出口１５の
開口がスプール１６の排出口側ランド１８により全閉さ
れ、スプール１６の入口側ランド１７が入口１３の開口
を全開する。図２の状態は、リニアソレノイド１９への
電流値を最小値と最大値の中間域にした場合を示してお
り、スプール１６の入口側ランド１７が入口１３の開口
を部分的に開くと共に排出口側ランド１８が排出口１５
の開口を部分的に開く。

【００１５】入口１３、出口１４及び排出口１５の開口
を図４に示す。出口１４の開口１４ａは円形であるが、
入口１３、排出口１５の開口は、それぞれ、２つの矩形
開口により構成される。入口１３の開口は、シリンダボ
ア１２の周方向に長くかつ出口開口に近い矩形開口１３
ａと、シリンダボア１２の軸方向に長くかつ出口開口か
ら遠い矩形開口１３ｂとからなる。尚、この場合、入口
１３はシリンダボア１２の軸心に関して対称に設けた２
つの孔で構成し、その一方を開口１３ａに、またその他
方を開口１３ｂに連通させるものである。同様に、排出
口１５もシリンダボア１２の軸心に関して対称に設けた
２つの孔で構成し、その一方を開口１５ａに、またその
他方を開口１５ｂに連通させる排出口１５の開口は、シ
リンダボア１２の周方向に長くかつ出口開口に近い矩形
開口１５ａと、シリンダボア１２の軸方向に長くかつ出
口開口から遠い矩形開口１５ｂとからなる。スプール１
６の初期位置からのストローク量と入口、排出口のそれ
ぞれのシリンダボアへの開口面積との関係を図５に示
す。図５に示されるように、入口１３の開口面積は、ス
プール１６のストローク量がＳ１を超えるまではゼロで
あり、スプール１６のストローク量がＳ１からＳ２に増
加する過程で傾きＡで増加し、スプール１６のストロー
ク量がＳ２からＳ４に増加する過程で傾きＢで増加し、
ストローク量Ｓ５にて最大になる。傾きＡ、Ｂは開口１
３ａ、１３ｂのシリンダボアの周方向長さに依存する。
また、排出口１５の開口面積は、スプール１６のストロ
ーク量がＳ０にて最大であり、スプール１６のストロー
ク量がＳ０からＳ３に増加する過程で傾きＣで減少し、
スプール１６のストローク量がＳ３からＳ５に増加する
過程で傾きＤで減少し、ストローク量Ｓ４にてゼロにな
る。

【００１６】図５に示されるように、ストローク量がＳ
０〜Ｓ１の範囲では、入口１３の開口面積がゼロであ
り、入口１３からシリンダボア１２への圧油流入が遮断
される、圧油の無駄な消費が防止される。そして、入口
１３の開口が全閉の状態下で排出口口１５の開口面積が
増減するので、リニアソレノイド１９への電流値を調節
することにより出口１４から排出口１５への流量を制御
することができる。

【００１７】また、図５に示されるように、ストローク
Ｓ１〜Ｓ４の範囲では、入口１３の開口と排出口１５の
開口が部分的に開くと共に、入口１３の開口面積と排出
口１５の開口面積がそれらの増減が反対となるようにそ
れぞれ可変して入口１３の開口面積と排出口１５の開口
面積の比が変化し、出口１４の油圧が入口１３の開口面
積と排出口１５の開口面積の比に対応した値となるの
で、リニアソレノイド１９への電流値を調節することに
より出口１４の油圧を制御することができる。

【００１８】更に、図５に示されるように、ストローク
量がＳ４〜Ｓ５の範囲では、排出口１５の開口が全閉の
状態下で入口１５の開口面積が増減するので、リニアソ
レノイド１９への電流値を調節することにより入口１３
から出口１４への流量を制御することができる。

【００１９】図６は、スプール１６のストローク量と入
口１３、排出口１５の開口面積との関係を図５に示す特
性とした場合のリニアソレノイド１９への電流値と出口
１４の油圧との関係を示す。

【００２０】リニアソレノイド１９への電流値と出口１
４の油圧との関係は、スプール１６のストローク量に対
する入口１３の開口面積および排出口１５の開口面積の
関係を図５の特性から変更することによって変更可能で
あり、これは入口１３、排出口１５の開口の形状を変更
することで可能である。例えば、開口を多数の小孔で構
成し、その分布を所望の特性となるように選定すればよ
い。

【００２１】

【発明の効果】以上に説明したように、この出願の請求
項１〜請求項３の発明によれば、スプールをリニアソレ
ノイド出力とスプリング力のみによって駆動し、出口油
圧をスプールの駆動にフィードバックさせてはいないの
で、リニアソレノイドへの供給電流値を急激にかつ大幅
に増大させて出口の油圧を急激にかつ大幅に上昇させて
も発振が生じず、油圧制御系への悪影響を解消すること
ができる。。

【００２２】また、この出願の請求項２、請求項３の発
明によれば、流量制御も行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この出願の発明に係るスプール弁型油圧制御電
磁弁の構成を示す概略図である。

【図２】図１の状態とは異なる状態を示す図である。

【図３】図１および図２の状態とは異なる状態を示す図
である。

【図４】入口、出口、排出口の開口を示す図である。

【図５】スプールのストローク量と入口、排出口の開口
面積の関係を示す図である。

【図６】リニアソレノイドへの電流値と出口の油圧との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１０・・・スプール弁型油圧制御電磁弁１１・・・バルブボデー１２・・・シリンダボア１３・・・入口１４・・・出口１５・・・排出口１６・・・スプール１７・・・入口側ランド１８・・・排出口側ランド１９・・・リニアソレノイド２０・・・コイルスプリング２２・・・ストッパ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダボアとこのシリンダボアにそれ
ぞれ開口する圧油の入口、出口および排出口を設けたバ
ルブボデーの前記シリンダ内に、前記入口の前記シリン
ダボアへの開口面積および前記排出口の前記シリンダボ
アへの開口面積をそれらの増減が反対となるようにそれ
ぞれ可変させる入口側ランドおよび排出口側ランドを設
けたスプールを摺動自在に設置し、このスプールにはリ
ニアソレノイド出力とスプリング力のみを互いに対抗す
るように加えるとともに前記スプリング力による前記ス
プールの一方向へのストローク端を限定するストッパを
設置し、前記リニアソレノイド出力がゼロの状態では前
記スプールが前記入口の前記開口を全閉するように構成
したことを特徴とするスプール弁型油圧制御電磁弁。
【請求項２】請求項１に記載のスプール弁型油圧制御
電磁弁であって、前記スプールの前記排出口側ランドに
より前記排出口の前記開口を全閉とした状態下で前記入
口側ランドにより前記入口の前記開口面積を可変するよ
うに構成したことを特徴とするスプール弁型油圧制御電
磁弁。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載のスプー
ル弁型油圧制御電磁弁油圧制御弁であって、前記スプー
ルの前記入口側ランドにより前記入口の前記開口を全閉
とした状態下で前記排出口側ランドにより前記排出口の
前記開口面積を可変するように構成したことを特徴とす
るスプール弁型油圧制御電磁弁。