JP2002188748A - 油圧制御弁およびそれを用いた油圧装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧制御弁内および油圧機構の出力口内に残
留する気泡をソレノイドコイル非通電中に排出可能な構
成として、ソレノイドコイル通電直後の応答性悪化の無
い油圧制御弁およびそれを用いた油圧装置を提供する。 【解決手段】 油圧制御弁１の弁ハウジング２の外周面
に通路形成部２ａを設けて油圧機構２００と通路形成部
２ａとにより環状隙間Ｃ（通路）を形成した。これによ
り、ソレノイドコイル７非通電時に、入力口２０１から
環状隙間Ｃおよび油圧制御弁１内を経て排出口２０３に
到る作動油の流れを生じさせ、出力口２０２および油圧
制御弁１内に滞留している気泡を、この作動油の流れに
乗せて排出口２０３から排出できる。その結果、残留気
泡に起因するソレノイドコイル７通電開始時の応答性悪
化を解決できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧等の流体圧力
を制御する油圧制御弁およびそれを用いた油圧装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、往復移動する弁部材により流
体圧力を制御する油圧制御弁として図３に示すような構
成のものがある。この油圧制御弁１００の構成および作
動を簡単に説明する。

【０００３】従来の油圧制御弁１００は、弁ハウジング
１０２、ボール弁３（弁部材）、固定鉄心４、可動鉄心
５、シャフト６、ソレノイドコイル７、ヨーク８等から
構成されて、油圧装置の一部を成す油圧機構２００に取
付けられている。

【０００４】弁ハウジング１０２には、油圧機構２００
の入力口２０１からポンプ（図示せず）等により加圧さ
れた作動油が供給される入力ポート９、油圧機構２００
の出力口２０２へ作動油を送出する出力ポート１０およ
び油圧機構２００の排出口２０３へ作動油を排出する排
出ポート１１が設けられている。ここで、出力口２０２
は油圧装置の一部を成す制御機構（図示せず）に連通
し、排出口２０３は油圧機構２００のオイルパン（図示
せず、大気圧）に連通している。さらに、弁ハウジング
１０２は、ボール弁３を移動可能に収容すると共に、第
１の弁座１２および第２の弁座１３を有している。弁ハ
ウジング１０２の入力ポート９と反対側端部には、ソレ
ノイドコイル７が同軸上に配置され、ソレノイドコイル
７の内周には固定鉄心４が同軸上に固定されている。さ
らに、ソレノイドコイル７はヨーク８により弁ハウジン
グ１０２にカシメ固定されている。

【０００５】可動鉄心５は、固定鉄心４と対向してソレ
ノイドコイル７および弁ハウジング１０２に軸方向移動
可能に収容されている。可動鉄心５と固定鉄心４との間
にスプリング１４が圧縮状態で配設され、スプリング１
４の付勢力によって可動鉄心５は固定鉄心４から離れる
方向に付勢されている。可動鉄心５の入力ポート９側端
部には、シャフト６が圧入されている。また、可動鉄心
５、固定鉄心４、ヨーク８および弁ハウジング１０２は
磁性材料により形成されて磁気回路を構成している。

【０００６】次に、従来の油圧制御弁１００の作動につ
いて説明する。

【０００７】（１）ソレノイドコイル７非通電時。

【０００８】この時は、可動鉄心５は、スプリング１４
の付勢力により固定鉄心４から離れる方向に移動し、シ
ャフト６の先端がボール弁３に当接して、ボール弁３は
第１の弁座１２に着座している。これにより、入力ポー
ト９が遮断され、出力ポート１０と排出ポート１１とが
連通している。

【０００９】（２）ソレノイドコイル７通電時。

【００１０】この時は、ソレノイドコイル７が発生する
磁力により、可動鉄心５は固定鉄心４に吸引され、スプ
リング１４の付勢力に抗して固定鉄心４側に移動する。
その結果、ボール弁３は第１の弁座１２から離座し、入
力ポート９から流入する作動油の圧力を受けて図３の右
方向に移動して、第２の弁座１３に着座する。これによ
り、排出ポート１１が遮断され、入力ポート９と出力ポ
ート１０とが連通する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ここで、ソレノイドコ
イル７非通電時は、出力ポート１０と排出ポート１１が
連通している。従って、油圧機構２００の出力口２０２
と油圧機構２００のオイルパンとが連通し、出力口２０
２および油圧制御弁１００内部の圧力は大気圧となって
いる。このため、出力口２０２や制御機構内部の気泡が
移動して油圧制御弁１００内部に残留することがある。
一方、ソレノイドコイル７が通電されて、入力ポート９
と出力ポート１０が連通すると、この残留気泡は入力ポ
ート９から流入した作動油と共に出力口２０２から制御
機構に送られる。この残留気泡により油圧機構２００の
制御開始時の応答性が悪化する可能性がある。

【００１２】本発明は、以上の事情を考慮してなされた
ものであり、従って、その目的は、ソレノイドコイル非
通電時に、油圧制御弁内部に残留する気泡を速やかに排
出ポートから排出可能な油圧制御弁を実現して、油圧装
置に用いた場合には制御開始時の応答性を良好にできる
油圧制御弁およびそれを用いた油圧装置を提供すること
である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、以下の技術的手段を採用する。

【００１４】本発明の請求項１の油圧制御弁は、ソレノ
イドコイルの非通電時には、弁部材の移動により出力ポ
ートと排出ポートとが連通すると共に、ソレノイドコイ
ルの通電時には、弁部材の移動により前記入力ポートと
前記出力ポートとが連通するように構成し、且つ弁ハウ
ジングに通路形成部を設け、ソレノイドコイルの非通電
時には通路形成部を介して入力ポートと排出ポートとを
連通した。これにより、ソレノイドコイルの非通電時
に、入力ポートから排出ポートへ所定流量の作動油が流
れる。この結果、出力ポートおよび弁ハウジング内部に
残留する気泡を、この作動油の流れに乗せて排出ポート
から排出することができる。

【００１５】この場合、請求項２のように、ソレノイド
非通電時にのみ入力ポートから弁ハウジング内部を経由
して排出ポートへ所定流量の作動油が流れるような通路
形成部を設ければ、ソレノイドコイル通電時には入力ポ
ートから排出ポートへの作動油の流れは発生しないの
で、ポンプの無駄仕事を無くして省エネルギ化しつつ、
出力ポートおよび油圧制御弁内部に残留する気泡を、排
出ポートから排出することができる。

【００１６】さらに、請求項３のように、通路形成部を
弁ハウジングの外周面に形成すれば、所定流量の通路形
成部を容易に、コストを増大させずに設けることができ
る。

【００１７】本発明の請求項４の油圧装置は、請求項１
に記載の油圧制御弁を用いた油圧装置であって、加圧さ
れた作動油が供給される入力口、制御機構へ作動油を送
出する出力口、および余剰の作動油を排出する排出口を
有し、所定部位と作動油を送受する油圧機構を備え、入
力口と入力ポート、出力口と出力ポート、さらに排出口
と排出ポートとがそれぞれ連通するように、油圧機構に
対して油圧制御弁を取付け、油圧制御弁にて所定部位と
作動油の送受を制御するように構成し、且つ油圧制御弁
の非通電時には、通路形成部を介して入力口と排出口と
を連通させた。これにより、出力口および弁ハウジング
内部に残留する気泡をこの作動油の流れに乗せて排出口
から確実に排出できるので、ソレノイドコイル通電直後
の応答性を良好にできる。

【００１８】この場合、請求項５のように、使用時にお
いて、油圧機構の排出口が出力口より高い位置となるよ
うに構成することにより、出力口内の残留気泡を確実に
排出口へ流せるので、残留気泡の排出効果を一層高める
ことができる。

【００１９】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を図に基づ
いて説明する。各図において、同一部位には同一符号を
付してある。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態による油圧制
御弁１およびそれを用いた油圧機構２００の縦断面図で
ある。

【００２１】油圧制御弁１は、弁ハウジング２、ボール
弁３（弁部材）、固定鉄心４、可動鉄心５、シャフト
６、ソレノイドコイル７、ヨーク８等から構成されて、
油圧装置の一部を成す油圧機構２００に取付けられてい
る。

【００２２】弁ハウジング２は、略円筒状に形成され、
油圧機構２００の入力口２０１からポンプ（図示せず）
等により加圧された作動油が供給される入力ポート９、
油圧機構２００の出力口２０２へ作動油を送出する出力
ポート１０および油圧機構２００の排出口２０３へ作動
油を排出する排出ポート１１が設けられている。入力ポ
ート９は弁ハウジング２の一端面に開口して設けられ、
出力ポート１０およびは移出ポート１１は、弁ハウジン
グ２の外周面に開口して設けられている。これらの三つ
の各ポートは、軸方向に、入力ポート９、出力ポート１
０、排出ポート１１の順に並んでいる。入力ポート９の
入力口側にはフィルタ１５が設けられ、油圧制御弁１内
への異物侵入を防止している。ここで、出力口２０２は
油圧装置の一部を成す制御機構（図示せず）に連通し、
排出口２０３は油圧機構２００のオイルパン（図示せ
ず、大気圧）に連通している。さらに、弁ハウジング２
は、ボール弁３を移動可能に収容すると共に、第１の弁
座１２および第２の弁座１３を有している。また、弁ハ
ウジング２の入力ポート９〜出力ポート１０間の外周に
は通路形成部２ａが設けられている。油圧制御弁１が油
圧機構２００に取付けられると、この通路形成部２ａと
油圧機構２００との間に環状隙間Ｃ（通路）が形成され
る。この環状隙間Ｃを介して、入力ポート９と出力ポー
ト１０は連通する。また、弁ハウジング２の入力ポート
と反対側端部には、ソレノイドコイル７が同軸上に配置
されている。

【００２３】ソレノイドコイル７の内周には、固定鉄心
４が同軸上に固定されている。さらに、ソレノイドコイ
ル７は、ヨーク８により弁ハウジング２にカシメ固定さ
れている。

【００２４】可動鉄心５は、固定鉄心４と対向してソレ
ノイドコイル７および弁ハウジング２に軸方向移動可能
に収容されている。可動鉄心５と固定鉄心４との間には
スプリング１４が圧縮状態で配設され、スプリング１４
の付勢力によって可動鉄心５は固定鉄心４から離れる方
向（図１の左方向）に付勢されている。可動鉄心５の入
力ポート９側端部には、シャフト６が圧入されている。
このシャフト６は、弁ハウジング２に圧入固定されたガ
イド１６に摺動可能に嵌合している。従って、可動鉄心
５はシャフト６と一体に移動する。また、可動鉄心５、
固定鉄心４、ヨーク８および弁ハウジング２は磁性材料
により形成されて磁気回路を構成している。

【００２５】ここで、図１は、油圧機構２００の使用状
態における上方向を、図１の上方向と一致させて示して
いる。従って、排出口２０３は、出力口２０２よりも上
方に設けられている。

【００２６】次に、油圧制御弁１の作動について説明す
る。

【００２７】（１）ソレノイドコイル７通電時。

【００２８】ソレノイドコイル７が通電されると、ソレ
ノイドコイル７が発生する磁力により、可動鉄心５は固
定鉄心４に吸引され、スプリング１４の付勢力に抗して
固定鉄心４側に移動する。すると、シャフト６がボール
弁３から離れるので、ボール弁３は第１の弁座１２から
離座し、入力ポート９から流入する作動油の圧力を受け
て図１の右方向に移動して、第２の弁座１３に着座す
る。これにより、排出ポート１１が遮断され、入力ポー
ト９と出力ポート１０とが連通する。従って、加圧され
た作動油が入力口２０１から油圧制御弁１および出力口
２０２を経て油圧装置内の制御機構へ供給される。

【００２９】（２）ソレノイドコイル７非通電時。

【００３０】ソレノイドコイル７の通電が遮断される
と、ソレノイドコイル７が発生する磁力が消滅し、可動
鉄心５は、スプリング１４の付勢力により固定鉄心４か
ら離れる方向に移動し、シャフト６の先端がボール弁３
に当接して、ボール弁３を第１の弁座１２に着座せしめ
る。これにより、入力ポート９が遮断され、出力ポート
１０と排出ポート１１とが連通する。従って、入力口２
０１から油圧制御弁１および出力口２０２を経て油圧装
置内の制御機構への作動油の供給が遮断され、入力口２
０１内の作動油圧力は排出口２０３内の圧力レベルまで
低下する。従って、制御機構および出力口２０２内に存
在する気泡が図１の上方向に移動して、油圧制御弁１内
に滞留する。

【００３１】一方、前述の環状隙間Ｃにより、入力ポー
ト９と出力ポート１０は連通しているので、入力口２０
１から環状隙間Ｃ、出力ポート１０、ボール弁３および
第２の弁座１３（油圧制御弁１内部）を経て排出口２０
３へ向かって少量の作動油が流れる。つまり、ソレノイ
ドコイル７非通電時においてのみ、環状隙間Ｃを介して
入力ポート９と排出ポート１１とが連通する。油圧制御
弁１内に滞留している気泡は、この作動油の流れに乗っ
て排出口２０３から排出される。この作動油の流量は、
気泡を排出させるのに十分で、且つ制御機構に影響を及
ぼさない（制御機構が作動しない）ような流量に設定さ
れている。この流量設定は、環状隙間Ｃの大きさを最適
化する（たとえば、通路形成部２ａの直径を調整する）
ことにより容易に行うことができる。さらに、本実施形
態では、油圧機構２００の使用状態において、排出口２
０３が出力口２０２よりも上方になるように設けられて
いる。これにより、出力口２０２内の残留気泡が受ける
浮力の方向と出力口２０２から排出口２０３へ向かう方
向とをはぼ一致させたので、より効果的に気泡を排出す
ることができる。

【００３２】以上説明した、本発明の一実施形態による
油圧機構２００では、油圧制御弁１の弁ハウジング２外
周に通路形成部２ａを設けて油圧機構２００と通路形成
部２ａとにより環状隙間Ｃを形成した。これにより、ソ
レノイドコイル７非通電時に、入力口２０１から環状隙
間Ｃおよび油圧制御弁１内を経て排出口２０３に到る作
動油の流れを生じさせたので、出力口２０２および油圧
制御弁１内に滞留している気泡は、この作動油の流れに
乗って排出口２０３から排出される。その結果、出力口
２０２および油圧制御弁１内に滞留している気泡に起因
する、ソレノイドコイル７通電開始時における油圧装置
の応答性悪化を防止することができる。

【００３３】また、環状隙間Ｃは、ソレノイドコイル７
通電時には排出口２０３とは遮断されている。従って、
ソレノイドコイル７通電時には、入力口２０１から供給
された作動油はその全量が出力口２０２から制御機構へ
送られるので作動油を加圧する仕事を必要最小限とする
ことができる。

【００３４】さらに、この環状隙間Ｃの断面積は、弁ハ
ウジング２の外径を変えることで増減できるため、環状
隙間Ｃを流れる流量を容易に調整することができる。

【００３５】さらに、本発明の一実施形態による油圧機
構２００では、油圧機構２００の使用状態において、排
出口２０３位置を、出力口２０２位置よりも上方に設け
ている。これにより、出力口２０２内の残留気泡が受け
る浮力の方向と出力口２０２から排出口２０３への方向
とをはぼ一致させ、より効果的に気泡を排出することが
できる。

【００３６】図２には、上述の一実施形態による油圧制
御弁１の変形例を示す。この変形例では、環状隙間Ｃを
排出ポート１１まで延長している。この場合、前述の一
実施形態と同様に、ソレノイドコイル７非通電時におい
て、入力口２０１から排出口２０３に到る作動油の流れ
が生じる。作動油は油圧制御弁１内部および外周の両方
を経由して流れるので、図１の出力ポート１０上方に残
留する気泡を確実に排出することができる。

【００３７】以上説明した、本発明の一実施形態による
油圧制御弁１およびその変形例においては、弁ハウジン
グ２の外周面を通路形成部２ａとしたが、弁ハウジング
２の外周に凹部あるいは平面部を設けて、あるいは、弁
ハウジング２内に入力ポート９と出力ポート１０とを連
通する貫通孔を設けて通路形成部としてもよい。

【００３８】また、本発明の一実施形態による油圧制御
弁１およびその変形例においては、弁部材としてボール
弁３を使用しているが、スプール弁を用いた油圧制御弁
であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す油圧制御弁１および
それを用いた油圧機構２００のソレノイドコイル７非通
電時における全体断面図である。

【図２】本発明の一実施形態による油圧制御弁１の変形
例の、ソレノイドコイル７非通電時における部分断面図
である。

【図３】従来の油圧制御弁１００およびそれを用いた油
圧機構２００のソレノイドコイル７非通電時における全
体断面図である。

【符号の説明】

１ 油圧制御弁 ２ 弁ハウジング ３ ボール弁（弁部材） ４ 固定鉄心 ５ 可動鉄心 ６ シャフト ７ ソレノイドコイル ８ ヨーク ９ 入力ポート １０ 出力ポート １１ 排出ポート １２ 第１の弁座 １３ 第２の弁座 １４ スプリング １５ フィルタ １６ ガイド １００ 油圧制御弁 １０２ 弁ハウジング ２００ 油圧機構 ２０１ 入力口 ２０２ 出力口 ２０３ 排出口 Ｃ 環状隙間（通路）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁部材を移動可能に収容すると共に、入
   力ポート、出力ポートおよび排出ポートを有する筒状の
   弁ハウジングの一端側に同軸上にソレノイドコイルを配
   置し、 前記ソレノイドコイルへの通電制御により前記弁部材を
   移動させて前記入力ポートと前記出力ポートとの連通あ
   るいは前記出力ポートと前記排出ポートとの連通を切替
   える油圧制御弁において、 前記ソレノイドコイルの非通電時には、前記弁部材の移
   動により前記出力ポートと前記排出ポートとが連通する
   と共に、前記ソレノイドコイルの通電時には、前記弁部
   材の移動により前記入力ポートと前記出力ポートとが連
   通するように構成し、且つ前記弁ハウジングに通路形成
   部を設け、前記ソレノイドコイルの非通電時には前記通
   路形成部を介して前記入力ポートと前記排出ポートとを
   連通したことを特徴とする油圧制御弁。
2. 【請求項２】 前記通路形成部は、前記ソレノイドコイ
   ルの非通電時においてのみ前記入力ポートと前記排出ポ
   ートとを前記弁ハウジング内部を介して連通したことを
   特徴とする請求項１に記載の油圧制御弁。
3. 【請求項３】 前記通路形成部は、前記弁ハウジングの
   外周面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の
   油圧制御弁。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の油圧制御弁を用いた油
   圧装置であって、 加圧された作動油が供給される入力口、制御機構へ作動
   油を送出する出力口、および余剰の作動油を排出する排
   出口を有し、所定部位と作動油を送受する油圧機構を備
   え、 前記入力口と前記入力ポート、前記出力口と前記出力ポ
   ート、さらに前記排出口と前記排出ポートとがそれぞれ
   連通するように、前記油圧機構に対して前記油圧制御弁
   を取付け、前記油圧制御弁にて所定部位と作動油の送受
   を制御するように構成し、且つ前記油圧制御弁の非通電
   時には、前記通路形成部を介して前記入力口と前記排出
   口とが連通することを特徴とする油圧装置。
5. 【請求項５】 使用時において、前記油圧機構の前記排
   出口が前記出力口より高い位置となるように構成したこ
   とを特徴とする請求項４に記載の油圧装置。