JP2001248753A - ソレノイドバルブ - Google Patents

ソレノイドバルブ

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JP2001248753A
JP2001248753A JP2000060417A JP2000060417A JP2001248753A JP 2001248753 A JP2001248753 A JP 2001248753A JP 2000060417 A JP2000060417 A JP 2000060417A JP 2000060417 A JP2000060417 A JP 2000060417A JP 2001248753 A JP2001248753 A JP 2001248753A
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JP
Japan
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valve
spool
pressure
solenoid
chamber
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Takuya Kudo
卓也 工藤
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Nok Corp
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Nok Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大流量を制御するソレノイドバルブのスプー
ルの作動性を向上させ、制御性能の向上を図るソレノイ
ドバルブを提供する。 【解決手段】 スプール3のフランジ部3e外周面に対
して排出された制御流体の圧力であるドレン圧を付与す
るように、流出ポート5又は流出ポート6と通じる圧力
付与ポート2cをバルブスリーブ2に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば大流量を制
御するソレノイドバルブに関し、制御特性を向上させる
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来技術のソレノイドバルブ1
01を説明する断面構成説明図である。ソレノイドバル
ブ101の概略構成としては、図において左側より、ス
プールバルブSV、パイロットバルブPV、ソレノイド
SLとから構成されている。
【0003】このソレノイドバルブ101は、電流が通
電されたソレノイドSLによって、パイロットバルブP
Vのニードルバルブ113がソレノイドSLに通電され
た電流値に応じて閉弁方向に移動し、オリフィス112
aからの制御流体の流出量が規制される。
【0004】この動作に伴い、スプールバルブSVのパ
イロット室103bの圧力が昇圧するので、パイロット
室103bと流体室103cとの圧力差がバランスする
位置までスプール103を軸方向に移動させて、流出ポ
ート105からの流出量を絞り、制御ポート102bに
流入する制御流体の圧力を昇圧させている。
【0005】この時のスプール103の軸方向移動を良
好に行なわせるために、一般に、スプール103のスプ
ールランド(外周面)に、圧力が加わった際にかかるス
プール103の自動調心作用を利用するグルーブ(溝)
103iを設けていた。
【0006】そして、このグルーブ103iによってス
プール103の作動性を向上させて、高圧制御時のヒス
テリシスを良好にする(小さくする)ようにしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スプー
ル103の自動調心作用は差圧が大きいほど効果を発揮
するが、図2のようなソレノイドバルブ101では、流
体室103cのスプールランドには同じ制御圧だけしか
かかっておらず差圧がなく、自動調心作用の有効が小さ
い。
【0008】このため、グルーブ103iを設けてもス
プール103の作動性を向上させることはできず、高圧
制御時のヒステリシスは大きいままで改善されないとい
う問題があった。
【0009】本発明は上記従来技術の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、大流量
を制御するソレノイドバルブのスプールの作動性を向上
させ、制御性能の向上を図るソレノイドバルブを提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、オリフィスの設けられた隔壁と、
該隔壁により分離され両端部を各々開口する、開弁時に
制御流体を流出可能な流体室及び該流体室に前記オリフ
ィスを介して連通するパイロット室と、を有するスプー
ルをバルブスリーブの内筒部に配置したスプールバルブ
と、前記バルブスリーブの前記パイロット室が開口した
側に配置された弁座と、該弁座を開閉するためにソレノ
イドにより駆動される弁体と、を有するパイロットバル
ブと、を備え、前記パイロットバルブにより前記パイロ
ット室の圧力を制御し、前記パイロット室と前記流体室
との圧力差により、前記スプールを軸方向に移動制御す
るソレノイドバルブにおいて、前記バルブスリーブに、
前記スプールの前記流体室側のスプールランドに対して
排出された制御流体の圧力を付与する圧力付与ポートを
設けたことを特徴とする。
【0011】したがって、排出された制御流体の圧力を
付与されたスプールランドとそれ以外のパイロット室側
の部分とでスプールに差圧を生じさせて、グルーブによ
るスプールの自動調心作用を高めるので、スプールラン
ドの油膜を安定に保持することができ、スプールバルブ
の作動性の向上を図り、ソレノイドバルブの制御特性を
向上させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態に係
るソレノイドバルブ1を説明する断面構成説明図であ
る。ソレノイドバルブ1の概略構成としては、図におい
て左側より、スプールバルブSV、パイロットバルブP
V、ソレノイドSLとから構成されており、以下各構成
について説明する。
【0013】スプールバルブSVは、円筒状のバルブス
リーブ2と、バルブスリーブ2の内筒部2aに装填され
て軸方向に移動可能とされたスプール3を備えている。
【0014】バルブスリーブ2のソレノイドSLと反対
側の端部(図において左側)は開口され、制御流体が導
入されると共に圧力が制御される制御ポート2bとされ
ている。
【0015】制御ポート2bにスプール3を内筒部2a
に保持するための環状の保持リング4がねじ込み固定さ
れている。また、バルブスリーブ2のソレノイドSL側
には、パイロットバルブPVのバルブハウジング11が
嵌合固定されている。
【0016】さらに、バルブスリーブ2の側壁面部に
は、圧力付与ポート2cとスプールバルブSVのドレン
となる流出ポート5とパイロットバルブPVのドレンと
なる流出ポート6を制御ポート2bから所定距離離れて
順に備えている。
【0017】スプール3は、一方の側をスプリング7に
よりソレノイドSL側から付勢され、かつ、他方の側を
開弁方向に付勢するスプリング8を備えた構成となって
いる。
【0018】このため、スプール3は2つのスプリング
7,8により閉弁側でバランスし、スプール3に作用す
る荷重は閉弁時にほぼ0となり、軸方向の移動がスムー
ズなものとなる。
【0019】したがって、低流量から高流量までの制御
特性をリニアで作動ヒステリシスの少ないものとするこ
とが可能となっている。
【0020】スプール3は、内周側の軸方向略中央部に
隔壁3aと、隔壁3aを挟むようにスプール3の両端部
に開口する、パイロット室3bと制御流体の流入する流
体室3cとを備えた略円筒形状を呈する部材である。
【0021】また、パイロット室3bと流体室3cの外
周側には、スプール3のスプールランド(外周面)を有
する両端部に拡径されたフランジ部3d,3eと、フラ
ンジ部3d,3eの間にくびれ部3fと、が備えられて
いる。
【0022】そして、隔壁3aにはオリフィス3gが設
けられ、パイロット室3bと流体室3cとを流体の通過
量を制限させながら接続している。
【0023】くびれ部3fには孔3hが複数箇所設けら
れ、スプール3が開弁している状態でくびれ部3fを介
して流体室3cから流出ポート5へと制御流体を流出可
能としている。
【0024】このスプール3の流体室3c側のスプール
ランドであるフランジ部3e外周面に対して排出された
制御流体の圧力であるドレン圧を付与するように、流出
ポート5又は流出ポート6と通じる圧力付与ポート2c
をバルブスリーブ2に設けている。
【0025】また、バルブスリーブ2の圧力付与ポート
2cを介してドレン圧が付与された外周面とそれ以外の
パイロット室側の部分との間のスプールランド(外周
面)に、自動調心作用を利用するグルーブ(溝)3iが
従来技術と同様に設けられている。
【0026】これにより、フランジ部3eでは、バルブ
スリーブ2の圧力付与ポート2cを介してドレン圧が付
与された外周面とそれ以外のパイロット室側の部分とで
差圧が生じ、スプール3の自動調心効果の向上を図って
いる。
【0027】即ち、図1に示すように、圧力付与ポート
2cにはP2cのドレン圧が付与され、圧力付与ポート
2cよりもパイロットバルブPV側のくびれ部3fには
圧P3fがかかり、流体室3cには圧P3cがかかって
おり、バルブスリーブ2の圧力付与ポート2cを介して
ドレン圧が付与された外周面とそれ以外のパイロット室
3b側の部分とで差圧が生じている(P3c>P2c>
P3f)。
【0028】これにより、バルブスリーブ2の圧力付与
ポート2cに対向する外周面とそれ以外のパイロット室
3b側の部分との間に設けられたグルーブ3iには大き
な差圧がかかるので、グルーブ3iは効果を発揮してス
プール3の自動調心作用が向上する。
【0029】パイロットバルブPVは、バルブスリーブ
2のソレノイドSL側に嵌合固定されるバルブハウジン
グ11の内筒部11aに、パイロット室3bに開口する
側に配置された弁座としてのバルブシート12と、内筒
部11aの軸方向中央部を弁室11bとして摺動する弁
体としてのニードルバルブ13とを備えた流量制御弁で
ある。バルブシート12にはニードルバルブ13の先端
が進入するオリフィス12aが形成されている。
【0030】ニードルバルブ13のソレノイドSL側は
拡径されたフランジ部13aとなっており、付勢手段と
してのスプリング14によってソレノイドSL側へと付
勢されている。また、プランジャ22には、付勢手段と
してのスプリング15がスプリング14と逆方向に付勢
されている。
【0031】したがって、ソレノイドSLが通電されて
いない状態では、ニードルバルブ13がバルブシート1
2から離間して開弁状態となっていると共に、プランジ
ャ22は、スプリング14,15による2つの付勢手段
によって、異なる軸方向(この実施の形態では向かい合
う方向)に付勢されることで付勢力のバランスがほぼ保
たれた状態にある。
【0032】これにより、印加される電流の大きさに比
例して発生するソレノイドSLの推力を効率良く使用す
ることができ、パイロットバルブPVのニードルバルブ
13をより比例的に移動させ流量制御を行なうことが可
能となっている。
【0033】これは、プランジャ22に働くばね定数K
がスプリング14とスプリング15とのばね定数Kaと
Kbの合わさったものKa+Kbとなり、系のばね定数
KとソレノイドSLの推力との関係でより比例的にニー
ドルバルブ13の位置を変化させることが可能となるか
らである。
【0034】バルブハウジング11には弁室11bと流
出ポート6を接続する孔11cが設けられている。そし
て、パイロットバルブPVは、パイロット室3bから制
御流体を所定量流出させてパイロット室3bの圧力を制
御することを可能としている。
【0035】ソレノイドSLは、コイル21に印加され
る電流の大きさによってプランジャ22の推力を変える
ことができる印加電流可変タイプのものであり、プラン
ジャ22とニードルバルブ13とをロッド23により接
続している。
【0036】ソレノイドSLに所定の値の電流をコイル
21に印加すると、スプリング14,15の付勢力によ
り釣り合う開弁位置にニードルバルブ13を位置させて
パイロット室3bからオリフィス12aを介して制御流
体の流出量を規制し、オリフィス3gからの制御流体の
流入量(及びオリフィス3gとの径寸法)の関係によっ
て、パイロット室3bの圧力が制御される。
【0037】次に、図1を参照しながら、ソレノイドバ
ルブ1の作動を説明する。
【0038】制御流体が、制御ポート2bから流体室3
cに導入されると、スプール3がソレノイドSL側に付
勢され、流体室3cから孔3hとくびれ部3fを通過し
て流出ポート5へと制御流体が流れるので、圧力の昇圧
はない。
【0039】この状態では、パイロットバルブPVは開
弁し、パイロット室3bの圧力も低く維持されている。
【0040】そして、ソレノイドSLに所定の値の電流
を通電すると、電流値に応じてパイロットバルブPVの
ニードルバルブ13が閉弁方向に移動し始め、オリフィ
ス12aからの制御流体の流出量を規制する。
【0041】この動作に伴い、パイロット室3bの圧力
が昇圧して流体室3cとの圧力差においてバランスの取
れた位置までスプール3を軸方向に移動させて、流出ポ
ート5からの流出量を絞り、制御ポート2bに流入する
制御流体の圧力を昇圧させることが可能となる。
【0042】したがって、ソレノイドSLによって制御
されたパイロットバルブPVによりスプール3の隔壁3
aの両側におけるパイロット室3bと流体室3cに圧力
差が生じ、スプール3が軸方向に移動してスプールバル
ブSVが駆動されるので、ソレノイドSLの力を実質的
に増幅することができ、ソレノイドバルブ1は小さなソ
レノイドSLでより大流量、高圧力な制御流体の制御が
可能となる。
【0043】そして、上記したように、本実施の形態の
ソレノイドバルブ1においては、圧力付与ポート2cを
バルブスリーブ2に設け、フランジ部3e外周面に対し
て排出された制御流体の圧力であるドレン圧を付与する
ようにしたことを特徴としている。
【0044】したがって、フランジ部3eには、バルブ
スリーブ2の圧力付与ポート2cを介してドレン圧が付
与された外周面とそれ以外のパイロット室側の部分とで
差圧が生じ(P3c>P2c>P3f)、この差圧がグ
ルーブ3iの両側で働き、差圧が大きいほどスプール3
の自動調心作用の効果があるので、この差圧によりグル
ーブ3iが効果的に働き、スプール3の自動調心作用を
高めることができる。
【0045】これにより、フランジ部3e外周面の油膜
を安定に保持することができ、スプールバルブSVの作
動性の向上が図れるので、高圧制御時のヒステリシスを
良好にする(小さくする)ことができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、バルブ
スリーブに、スプールの流体室側のスプールランドに対
して排出された制御流体の圧力を付与する圧力付与ポー
トを設けたことで、排出された制御流体の圧力を付与さ
れたスプールランドとそれ以外のパイロット室3b側の
部分とでスプールに差圧を生じさせて、グルーブによる
スプールの自動調心作用を高めるので、スプールランド
の油膜を安定に保持することができ、スプールバルブの
作動性の向上を図り、ソレノイドバルブの制御特性を向
上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る実施の形態のソレノイドバ
ルブを示す断面構成説明図である。
【図2】図2は従来のソレノイドバルブを示す断面構成
説明図である。
【符号の説明】
1 ソレノイドバルブ 2 バルブスリーブ 2a 内筒部 2b 制御ポート 2c 圧力付与ポート 3 スプール 3a 隔壁 3b パイロット室 3c 流体室 3d,3e フランジ部 3f くびれ部 3g オリフィス 3h 孔 3i グルーブ 4 保持リング 5,6 流出ポート 7,8 スプリング 11 バルブハウジング 11a 内筒部 11b 弁室 12 バルブシート(弁座) 12a オリフィス 13 ニードルバルブ(弁体) 13a フランジ部 14,15 スプリング 21 コイル 22 プランジャ 23 ロッド SV スプールバルブ PV パイロットバルブ SL ソレノイド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オリフィスの設けられた隔壁と、該隔壁に
    より分離され両端部を各々開口する、開弁時に制御流体
    を流出可能な流体室及び該流体室に前記オリフィスを介
    して連通するパイロット室と、を有するスプールをバル
    ブスリーブの内筒部に配置したスプールバルブと、 前記バルブスリーブの前記パイロット室が開口した側に
    配置された弁座と、該弁座を開閉するためにソレノイド
    により駆動される弁体と、を有するパイロットバルブ
    と、を備え、 前記パイロットバルブにより前記パイロット室の圧力を
    制御し、前記パイロット室と前記流体室との圧力差によ
    り、前記スプールを軸方向に移動制御するソレノイドバ
    ルブにおいて、 前記バルブスリーブに、前記スプールの前記流体室側の
    スプールランドに対して排出された制御流体の圧力を付
    与する圧力付与ポートを設けたことを特徴とするソレノ
    イドバルブ。
JP2000060417A 2000-03-01 2000-03-01 ソレノイドバルブ Withdrawn JP2001248753A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006526740A (ja) * 2003-06-04 2006-11-24 ハイダック フルイドテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 比例圧力制御弁
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KR20200017254A (ko) * 2018-08-08 2020-02-18 주식회사 유니크 솔레노이드 밸브

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Effective date: 20070501