JP2002206659A - スプール弁型油圧制御弁 - Google Patents

スプール弁型油圧制御弁

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JP2002206659A
JP2002206659A JP2001003849A JP2001003849A JP2002206659A JP 2002206659 A JP2002206659 A JP 2002206659A JP 2001003849 A JP2001003849 A JP 2001003849A JP 2001003849 A JP2001003849 A JP 2001003849A JP 2002206659 A JP2002206659 A JP 2002206659A
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control valve
sleeve
hydraulic control
type hydraulic
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Kenichi Oishi
健一 大石
Motoyoshi Ando
元良 安藤
Hiroyuki Nakane
浩幸 中根
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Denso Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプール弁型油圧制御弁1の作動油経路を簡
略化して、スプール弁型油圧制御弁1の全長を短縮、小
型化して、搭載性に優れるスプール弁型油圧制御弁1を
提供する。 【解決手段】 第1のドレンポート36をスプリング収
納室44(ばね室)室に開口させることにより、第1の
ドレンポート36に従来のスプール弁型油圧制御弁10
0が有している第2のドレンポート37の機能を兼用さ
せ、専用の第2のドレンポート37を廃止すると共に、
スプール32のスプリング収納室43側端面に凹部32
aを設けてリターンスプリング44を収容、当接させ
て、リターンスプリング44とスプール32との当接位
置をリニアソレノイド11側に寄せた。これにより、ス
プール弁型油圧制御弁1の全長を短縮することができ
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、ポンプから吐出さ
れる作動油の圧力を制御するスプール弁型油圧制御弁に
関するもので、車両のオートマチックトランスミッショ
ン(以下、ATと略す。)において、油圧制御に用いて
有効である。
【0002】
【従来の技術】従来より、作動油の圧力を制御する装置
として、たとえば、特開平10−122412号公報に
開示されるようなスプール弁型油圧制御弁があり、各種
の油圧装置に組み込まれて使用されている。図5に、従
来のスプール弁型油圧制御弁100を示す。このスプー
ル弁型油圧制御弁100は、スリーブ31(円筒型の弁
ハウジング)内にスプール32(弁体)を摺動可能に収
納し、スリーブ31の一方側に、スプール32を駆動す
るリニアソレノイド11(駆動手段)を設け、スリーブ
31の他方側にスプリング収納室43(ばね室)を設け
てスプール32をリニアソレノイド11側に付勢するリ
ターンスプリング44(付勢手段)を収納している。ス
プール32をリニアソレノイド11によりリターンスプ
リング44の付勢力に抗しつつ駆動してスプール32の
位置を調整することで、油圧(出力圧)を制御してい
る。
【0003】このスプール弁型油圧制御弁100の作動
を簡単に説明する。ポンプから吐出された作動油は、ス
プール32の大径部39とスリーブ31との間のシール
部(シール長さA)を経て分配室42へ流入する。分配
室42は、油圧装置500(図6参照)に連通する出力
ポート35が開口していると共に、スプール32の大径
部40とスリーブ32との間のシール部(シール長さ
B)を介して第1のドレンポート36に連通している。
従って、分配室42に流入した作動油は、出力ポート3
5と油圧装置500のオイルパン(図示せず、ほぼ大気
圧)に連通する第1のドレンポート36とから、それぞ
れ流出していく。出力ポート35から流出する作動油の
圧力はシール長さAとシール長さBとの比率によって決
まる。従って、リニアソレノイド11のコイル15への
通電によってスプール32を移動させると、この比率が
変化し、その結果、出力ポート35から流出する作動油
の圧力が変わる。言換えると、リニアソレノイド11の
コイル15に通電する電流値を変えてスプール32位置
を変えることにより、分配室42に流入する作動油流量
および第1のドレンポート36から排出される作動油流
量を同時に変化させて、出力ポート35から流出する作
動油の圧力を制御している。図5においては、スプール
32が左側に移動するにつれて出力ポート35から流出
する作動油の圧力は低くなる。
【0004】ところで、スプール32の移動に伴い、ス
プリング収納室43内の容積が増加あるいは減少する。
そこで、スリーブ31に第2のドレンポート37を設
け、スプリング収納室43と油圧装置500のオイルパ
ンとを連通させている。これにより、スプリング収納室
43内の容積の増加あるいは減少に応じて、スプリング
収納室43へ作動油を吸入、あるいは排出することがで
きるので、スプール32はスムーズに摺動することがで
きる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した、従来の
スプール弁型油圧制御弁100においては、図5に示す
ように、共にオイルパンに連通する2個のポート(第1
のドレンポート36および第2のドレンポート37)
が、軸方向に並んでスリーブ31に設けられているた
め、スプール弁型油圧制御弁100の全長が長くなって
しまう。このため、油圧装置500への搭載が困難にな
るという問題がある。
【0006】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、全長を短縮、小型化し
て搭載性に優れるスプール弁型油圧制御弁を提供するこ
とにある。
【0007】
【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。
【0008】本発明の請求項1のスプール弁型油圧制御
弁は、第1のドレンポートをばね室に開口させることに
より、第1のドレンポートに第2のドレンポートの機能
を兼用させた。これにより従来は専用に設けていた第2
のドレンポートを廃止して、スプール弁型油圧制御弁の
全長を短縮することができる。
【0009】この場合、請求項2のように、スプールの
ばね室側端面に凹部を設け、スプールを駆動手段側に付
勢する付勢手段をこの凹部に収容保持させると、この付
勢手段とスプールとの当接位置を駆動手段側に寄せられ
るので、さらに一層、スプール弁型油圧制御弁の全長を
短縮することができる。
【0010】また、請求項3のように、スプールの分配
室よりばね室に延びる外周部を、スリーブと常に摺動可
能に嵌合させることにより、スプールの軸方向支持長さ
を長くしてスプールの軸方向の傾斜を防止し、スプール
の円滑な摺動を維持することができる。
【0011】本発明の請求項4のスプール弁型油圧制御
弁は、スリーブに通路形成部を設けて、出力ポートとス
リーブのばね室側端面とを連通させた。これにより、出
力ポートをスプール弁型油圧制御弁の駆動手段と反対側
の端面に開口させられるので、スプール弁型油圧制御弁
の油圧装置への搭載適合性を向上することができる。
【0012】この場合、請求項5のように、スリーブ外
周に平面部あるいは凹部を設けることにより、容易に、
コストを増大させずに、スリーブに通路形成部を設ける
ことができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1に
基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態による
スプール弁型油圧制御弁1の縦断面図である。
【0014】まず、スプール弁型油圧制御弁1の駆動手
段となるリニアソレノイド11の構成を説明する。リニ
アソレノイド11のハウジング12は、ヨークを兼ねる
ように磁性材料により形成され、その内側には、円筒形
の固定鉄心13が収容され、この固定鉄心13の外周に
は、樹脂14で円筒状にモールド成形されたコイル15
が嵌合装着されている。固定鉄心13の内周には、可動
鉄心17が摺動自在に収容されている。この可動鉄心1
7の左端面には、真鍮等の非磁性材料で形成された非磁
性スペーサ16が固着されている。この非磁性スペーサ
16は、可動鉄心17の図1の左方向への移動を規制す
るストッパとして機能すると共に、可動鉄心17の左端
面が左側の固定鉄心13に吸着されることを防止する役
割も果たす。
【0015】尚、コイル15のモールド樹脂14には、
コネクタハウジング(図示せず)が一体成形され、この
コネクタハウジングにインサート成形されたターミナル
(図示せず)とコイル15とが電気的に接続されてい
る。
【0016】以上のように構成されたリニアソレノイド
11の左端面には、スプール弁30が組み付けられてい
る。
【0017】以下、このスプール弁30の構成を説明す
る。スプール弁30は、アルミダイキャストまたはアル
ミ材の切削加工により円筒状に形成されたスリーブ31
内にスプール32を摺動可能に収納して構成したもので
ある。そして、スリーブ31の右端部がハウジング12
の左端部にかしめ固定され、スプール32の右端がリニ
アソレノイド11の固定鉄心17の左端に当接してい
る。スリーブ31には、右側から順番にフィードバック
ポート33、入力ポート34、出力ポート35、第1の
ドレンポート36が形成されている。なお、フィードバ
ックポート33および出力ポート35は、図1に示すよ
うに、スリーブ31の上側に、また、入力ポート34お
よび第1のドレンポート36は、スリーブ31の下側に
形成されている。さらに、スリーブ31の外周上側に
は、図2に示すように、平面部46(通路形成部)が設
けられている。このスプール弁型油圧制御弁1が油圧装
置200(図4参照)に組付けられると、油圧装置20
0と通路形成部46とにより作動油の通路201(図4
参照)が形成さる。この通路201によって、出力ポー
ト35がスプール弁型油圧制御弁1の前端(図1の左
端)に連通、開口すると共に、出力ポート35とフィー
ドバックポート33とが連通する。
【0018】一方、スプール32には、第1〜第3の各
大径部38、39、40が形成され、各大径部38、3
9、40の外周面とスリーブ31の内周面との間に微小
の環状隙間が形成されている。そして、第1の大径部3
8と第2の大径部39との間には、フィードバックポー
ト33に連通するフィードバック室41が形成され、出
力ポート35から流出する作動油の出力圧Poutが、
前述の通路201を介して、フィードバック室41内に
も導かれる。このフィードバック室41内に導入された
出力圧Poutは、第1の大径部38と第2の大径部3
9の双方の側面(受圧面)に作用するが、この場合、第
2の大径部39の受圧面積が第1の大径部38の受圧面
積よりも大きく形成されているため、出力圧Poutに
よってスプール32が左方向(後述するリターンスプリ
ング44側)に付勢される。
【0019】また、第2の大径部39と第3の大径部4
0との間には、油圧源(たとえば、オイルポンプ30
0、図4参照)から入力ポート34に供給される作動油
を出力ポート35と、余剰の作動油を排出する第1のド
レンポート36とに分配するための分配室42が形成さ
れている。そして、入力ポート34から分配室42へ流
れる作動油量は、スリーブ31と第2の大径部39との
重なり部分(シール部)のシール長Aによって決定され
る。同様に、分配室42から第1のドレンポート36へ
流れる作動油量は、スリーブ31と第3の大径部40と
の重なり部分(シール部)のシール長Bによって決定さ
れる。リニアソレノイド11のコイルに通電してスプー
ル32の位置を変えると、上述のシール長Aおよびシー
ル長Bが共に変化する。その結果、出力ポート35から
流出する作動油の出力圧Poutが変化する。また、第
1のドレンポート36は、油圧装置のオイルパン(図示
せず)に連通している。
【0020】さらに、スプール32の第3の大径部40
のリニアソレノイド11と反対側端面には、リターンス
プリング44を収容しつつ当接する凹部32aが形成さ
れている。
【0021】一方、スリーブ31の左端部には、付勢手
段であるリターンスプリング44を収納するスプリング
収納室43(ばね室)が左端面を開口するように形成さ
れている。このスプリング収納室43の開口部は、スリ
ーブ31に圧入されたプラグ45により封止されてい
る。さらに、プラグ45圧入後スリーブ31端部をかし
めて、プラグ45の脱落を防止している。付勢手段であ
るリターンスプリング44が、その両端部が、プラグ4
5に形成された凹部45aとスプール32の凹部32a
とにそれぞれ収容され当接するように装着されている。
このリターンスプリング44は圧縮状態で装着されてい
るので、その弾性力によってスプール32がリニアソレ
ノイド11側(右側)に付勢され、それによって該スプ
ール32の右端が可動鉄心17の左端に当接した状態に
保持されている。
【0022】さらに、スリーブ31のスプリング収納室
43側内周部には、第3の大径部40を摺動可能に嵌合
保持するガイド部48が設けられている。このガイド部
48は、スプール32の作動範囲において、常に第3の
大径部40と嵌合している。
【0023】次に、本発明の一実施形態によるスプール
弁型油圧制御弁1の油圧制御原理について説明する。
【0024】スプール弁型油圧制御弁1作動中におい
て、スプール32は、リターンスプリング44の付勢力
と、コイル15に供給される電流により固定鉄心13が
発生する電磁吸引力より可動鉄心17がスプール32を
押す力と、フィードバック室41の作動油圧からスプー
ル32が受ける力とが釣合う位置で静止する。
【0025】入力ポート34から分配室42へ流通する
作動油の流量は、スリーブ31と第2の大径部39との
重なり部分の長さであるシール長Aによって決定され
る。シール長Aが短くなると入力ポート34から分配室
42へ流れる作動油量が増加し、シール長Aが長くなる
と入力ポート34から分配室42へ流れる作動油量が減
少する。同様に、分配室42から第1のドレンポート3
6へ流れる作動油量は、スリーブ31と第3の大径部4
0との重なり部分の長さであるシール長Bによって決定
される。
【0026】コイル15に電流が供給されることにより
スプール32をリターンスプリング44方向、つまり図
1の左方向へ移動させると、スリーブ31と第2の大径
部39とのシール長Aが長くなり、スリーブ31と第3
の大径部40とのシール長Bが短くなるため、入力ポー
ト34から分配室42へ流れる作動油量が減少すると共
に、分配室42から第1のドレンポート36へ流れる作
動油量が増加する。その結果、出力ポート35から流出
する作動油の油圧が減少する。
【0027】一方、スプール32がリニアソレノイド1
1の方向、つまり図1の右方向へ移動すると、スリーブ
31と第2の大径部39とのシール長Aが短くなり、ス
リーブ31と第3の大径部40とのシール長Bが長くな
るため、入力ポート34から分配室42へ流れる作動油
量が増加すると共に、分配室42から第1のドレンポー
ト36へ流れる作動油量が減少する。その結果、出力ポ
ート35から流出する作動油の油圧が増大する。
【0028】スプール弁型油圧制御弁1は、コイル15
に通電する電流値を制御することでリニアソレノイド2
0がスプール32をリターンスプリング44方向へ押す
力を調整し、出力ポート35から流出する作動油の油圧
を調整する。コイル15に通電する電流値を増大させる
と、電流値に比例して固定鉄心13の電磁吸引力が増大
し、可動鉄心17がスプール32をリターンスプリング
44側に押す力が増大する。この電磁力によりスプール
32に作用する力、リターンスプリング44の付勢力、
およびフィードバック室41に導入される作動油の圧力
によってスプール32をリターンスプリング44側に押
す力の、三つの力が釣合う位置でスプール32は静止す
る。従って、コイル15に通電する電流値に比例して出
力ポート35から送出される作動油の圧力が減少する。
【0029】次に、スプール弁型油圧制御弁1の作動に
ついて説明する。
【0030】(1)コイル非通電時 コイル15へ通電していない時は、スプール32は、図
1に示すように、リターンスプリング44の付勢力によ
ってリニアソレノイド11の可動鉄心17に当接すると
共に、可動鉄心17はハウジング12に当接している。
すると、スリーブ31と第2の大径部39とのシール長
Aが最小となると共に、スリーブ31と第3の大径部4
0とのシール長Bが最大となるため、出力ポート35に
おける作動油圧力は最大となる。
【0031】(2)コイル通電時(最大電流時) コイル15に供給される電流が最大になると、固定鉄心
13と可動鉄心17との間に発生する電磁吸引力が最大
となる。これにより、スプール32は図1の左方向に移
動し、その移動長さは最大となる。つまり、前述の、シ
ール長さAが最大に、また、シール長さBは最小にな
る。すると、入力ポート34から分配室42へ流れる作
動油量が減少すると共に、分配室42から第1のドレン
ポート36へ流れる作動油量は増加するので、出力ポー
ト35における作動油の圧力はゼロ(大気圧相当)とな
る。
【0032】(3)コイル通電時(中間電流時) 一方、コイル15に供給される電流が上記(2)の状態
よりも小さくなるように制御されている時は、固定鉄心
13と可動鉄心17との間に発生する電磁吸引力が小さ
くなり、可動鉄心17およびスプール32は、上記
(1)と(2)の中間位置に停止する。従って、出力ポ
ート35における作動油の圧力は上記(1)と(2)の
中間の値、すなわち、その時のシール長さAおよびシー
ル長さBによって決まる値となる。
【0033】ところで、スプール弁型油圧制御弁1の作
動中において、スプール32が軸方向に移動すると、ス
プリング収納室43の容積が増加又は減少する。ここ
で、スプリング収納室43の容積が増加する場合には、
オイルパンから容積増加分に相当する量の作動油が第1
のドレンポート36を通してスプリング収納室43内に
吸入され、反対に、スプリング収納室43の容積が減少
する場合には、スプリング収納室43内の容積減少分に
相当する量の作動油が第1のドレンポート36を通して
オイルパン内に押し出される。従来のスプール弁型油圧
制御弁100(図5参照)においては、スリーブ31
に、スプリング収納室43とオイルパンとを連通する第
2のドレンポート37を設け、この第2のドレンポート
37を介してスプリング収納室43へ作動油を供給ある
いは排出していた。すなわち、第2のドレンポート37
と第1のドレンポート36は、図5から明らかなように
従来のスプール弁型油圧制御弁100の軸方向に並んで
配置されるため、スプール弁型油圧制御弁100の全長
が大きくなっていた。本発明の一実施形態によるスプー
ル弁型油圧制御弁1では、第1のドレンポート36をス
プリング収納室43に開口さて第2のドレンポート37
の機能を兼用させることにより、第2のドレンポート3
7を廃止した。これによって、スプール弁型油圧制御弁
1の全長を短縮することができた。
【0034】また、以上説明した、本発明の一実施形態
によるスプール弁型油圧制御弁1では、スプール32の
スプリング収納室43側端部に凹部32aを設け、この
凹部32aにリターンスプリング44を収容保持した。
これによって、リターンスプリング44とスプール32
の当接位置をスプール32の内方、つまり、リニアソレ
ノイド11側に移動させてスプール弁型油圧制御弁1の
全長を短縮することができた。
【0035】さらに、スリーブ31のスプリング収納室
43側内周部にガイド部48を設け、スプール弁型油圧
制御弁1作動中におけるスプール32摺動範囲全域に亘
って、第3の大径部40がスリーブ31と嵌合するよう
にした。これにより、スプール32の軸方向の支持長さ
長くしスプール32の軸方向の傾斜を防止して、スプー
ル32の円滑な摺動を維持することができる。
【0036】次に、本発明の一実施形態によるスプール
弁型油圧制御弁1を搭載した油圧装置200について、
従来のスプール弁型油圧制御弁100を搭載した油圧装
置500と比較しつつ簡単に説明する。図4に、本発明
の一実施形態によるスプール弁型油圧制御弁1を搭載し
た油圧装置200を、図6に、従来のスプール弁型油圧
制御弁100を搭載した油圧装置500をそれぞれ示
す。
【0037】従来のスプール弁型油圧制御弁100にお
いては、出力ポート35がスリーブ31の径方向に形成
されているため、油圧装置500上では、制御弁510
と並列にスプール弁型油圧制御弁100が配置されてい
る。従って、油圧装置500が大型になるという問題が
ある。
【0038】一方、本発明のスプール弁型油圧制御弁1
は、油圧装置200に搭載すると、スリーブ31の平面
部46(通路形成部)と油圧装置200によって通路2
01が形成され、この通路201を介して出力ポート3
5がスプリング収納室43側端面に開口している。従っ
て、図4に示すように、制御弁210と直列にスプール
弁型油圧制御弁1を配置して、油圧装置200の小型化
に対応することができる。
【0039】以上説明した、本発明の一実施形態による
スプール弁型油圧制御弁1においては、スリーブ31に
通路形成部として平面部46を設けたが、この平面部4
6に代えて、図3に示すように、凹部47を設けても良
い。
【0040】また、以上説明した、本発明の一実施形態
によるスプール弁型油圧制御弁1においては、スリーブ
31に通路形成部(平面部46、あるいは凹部47)を
設けたが、通路形成部を設けなくても良い。つまり、従
来のスプール弁型油圧制御弁100と同様に、出力ポー
ト35をスリーブ31の径方向に開口させても良い。こ
の場合も、以上説明した、本発明の一実施形態同様に、
スプール弁型油圧制御弁1の全長を短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すスプール弁型油圧
制御弁1の非通電時における全体断面図である。
【図2】図1中における矢視図である。
【図3】本発明の一実施形態の通路形成部の変形例を示
す、図1中における矢視図である。
【図4】本発明の一実施の形態を示すスプール弁型油圧
制御弁1を搭載した油圧装置200のシステム図であ
る。
【図5】従来のスプール弁型油圧制御弁100の全体断
面図である。
【図6】従来のスプール弁型油圧制御弁100を搭載し
た油圧装置500のシステム図である。
【符号の説明】
1 スプール弁型油圧制御弁 11 リニアソレノイド(駆動手段) 12 ハウジング 13 固定鉄心 14 樹脂 15 コイル 16 非磁性スペーサ 17 可動鉄心 18 磁石 19 シャフト 30 スプール弁 31 スリーブ 32 スプール 32a 凹部 33 フィードバックポート 34 入力ポート 35 出力ポート 36 第1のドレンポート 37 第2のドレンポート 38 第1の大径部 39 第2の大径部 40 第3の大径部 41 フィードバック室 42 分配室 43 スプリング収納室(ばね室) 44 リターンスプリング(付勢手段) 45 プラグ 45a 凹部 46 平面部(通路形成部) 47 凹部(通路形成部) 48 ガイド部 100 スプール弁型油圧制御弁 200 油圧装置 201 通路 210 制御弁 300 ポンプ 400 アクチュエータ 500 油圧装置 510 制御弁 A シール長さ B シール長さ Pout 出力圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中根 浩幸 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 株式会 社デンソー内 Fターム(参考) 3H053 AA25 BA01 BB03 DA11 3H067 AA17 CC32 DD05 DD12 DD32 EA12 EC01 FF30 GG22 3H106 DA03 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DD09 EE34 GA23 GB06 KK03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スリーブと、 前記スリーブ内に摺動可能に収納されるスプールと、 前記スリーブの一方側に設けられて前記スプールを駆動
    する駆動手段と、 前記スリーブの他方側に設けられたばね室に収納され前
    記スプールを前記駆動手段側に付勢する付勢手段とを備
    え、 前記スリーブは、作動油が供給される入力ポートと、 所定圧力に調圧された作動油を送出する出力ポートと、 作動油を排出する第1のドレンポートと、 前記ばね室の作動油を排出させる第2のドレンポートと
    を有し、 前記スプールは、前記入力ポートに供給された作動油を
    出力ポートと第1のドレンポートとに分配する分配室を
    有するスプール弁型油圧制御弁において、 前記第1のドレンポートを前記ばね室に開口させて前記
    第1のドレンポートと前記第2のドレンポートとを兼用
    させたことを特徴とするスプール弁型油圧制御弁。
  2. 【請求項2】 前記スプールの前記ばね室側端面に凹部
    を設け、前記凹部に前記付勢手段を収容保持したことを
    特徴とする請求項1に記載のスプール弁型油圧制御弁。
  3. 【請求項3】 前記スプールの前記分配室より前記ばね
    室に延びる外周部は、前記スリーブと常に摺動可能に嵌
    合していることを特徴とする請求項1または請求項2に
    記載のスプール弁型油圧制御弁。
  4. 【請求項4】 前記スリーブに通路形成部を設け、前記
    出力ポートと前記スリーブの前記ばね室側端面とを連通
    させたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれ
    かに記載のスプール弁型油圧制御弁。
  5. 【請求項5】 前記通路形成部は、前記スリーブ外周に
    設けられた平面部あるいは凹部であることを特徴とする
    請求項4に記載のスプール弁型油圧制御弁。
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