JP2005308090A - Solenoid valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ソレノイドバルブに関するものである。 The present invention relates to a solenoid valve.
一般的に、流量制御や流体圧力制御を行うために、ソレノイドバルブが広く用いられている。そして、ソレノイドバルブに、コイルへの通電量に応じてプランジャの吸引力を制御する、いわゆるリニアソレノイドを用いたものが知られている。このリニアソレノイドを用いたソレノイドバルブによれば、コイルへの通電量と流体圧力を比例させることができる。このようなソレノイドバルブは、例えば、電子制御自動変速機のクラッチ油圧制御に好適に利用することができる。 In general, a solenoid valve is widely used to perform flow rate control and fluid pressure control. A solenoid valve using a so-called linear solenoid that controls the attraction force of the plunger in accordance with the amount of current supplied to the coil is known. According to the solenoid valve using this linear solenoid, the energization amount to the coil and the fluid pressure can be made proportional. Such a solenoid valve can be suitably used, for example, for clutch hydraulic pressure control of an electronically controlled automatic transmission.
図11〜図15を参照して、従来例に係るソレノイドバルブについて説明する。図11は従来例に係るソレノイドバルブの模式的断面図である。図12〜図14は従来例に係るソレノイドバルブにおける弁の部分の駆動の様子を示す模式的断面図である。なお、図12は弁が完全に開いた状態を示し、図13は弁が少し開いた状態を示し、図14は弁が閉じた状態を示している。図15は従来例に係るソレノイドバルブの制御圧特性を示すグラフである。 A solenoid valve according to a conventional example will be described with reference to FIGS. FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a solenoid valve according to a conventional example. 12 to 14 are schematic cross-sectional views showing how the valve portion of the conventional solenoid valve is driven. 12 shows a state in which the valve is completely opened, FIG. 13 shows a state in which the valve is slightly opened, and FIG. 14 shows a state in which the valve is closed. FIG. 15 is a graph showing control pressure characteristics of a solenoid valve according to a conventional example.
この従来例に係るソレノイドバルブ100は、コイル101への通電・非通電に応じて移動するプランジャ102と、プランジャ102と共に移動するロッド103及びその先端に設けられたポペット弁103aと、ポペット弁103aの弁座104とを備えている。また、ソレノイドバルブ100は、入力ポートP1と、出力ポートP2と、ドレンポートP3,P4とを備えている。
The
以上のように構成されたソレノイドバルブ100においては、コイル101に通電していない状態では、ポペット弁103aは、弁座104から離れた位置にある(図12参照)。この場合、弁は完全に開いた状態にある。そのため、入力ポートP1から流入する流体は、出力ポートP2へ流れていくと共に、弁を通ってドレンポートP3,P4へも多く排出される。従って、出力ポートP2へ流れていく流体の流量は少なく、制御圧(出力ポートP2へ流れていく流体の圧力)も低い。
In the
次に、コイル101への通電量が低い状態では、プランジャ102がセンターポスト105側に移動して、ポペット弁103aは、弁座104に近づく(図13参照)。この場合、弁は少し開いた状態にある。そのため、入力ポートP1から流入する流体は、出力ポートP2へ流れていくと共に、弁を通ってドレンポートP3,P4へも少し排出される。従って、出力ポートP2へ流れていく流体の流量は多くなり、制御圧(出力ポートP2へ流れていく流体の圧力)も高くなる。
Next, in a state where the energization amount to the
そして、コイル101への通電量が一定以上の状態では、プランジャ102がセンターポスト105側に移動して、ポペット弁103aは、弁座104に着座する(図14参照)。この場合、弁は完全に閉じた状態にある。そのため、入力ポートP1から流入する流体は、出力ポートP2へのみ流れていく。従って、出力ポートP2へ流れていく流体の流量は入力ポートP1から流入する流体の流量と等しくなる。また、制御圧は、元圧(入力ポートP1から流入する流体の圧力)と等しくなる。
When the energization amount to the
以上のように、リニアソレノイドを利用したソレノイドバルブ100によれば、コイル101への通電量を調整することで、出力ポートP2から流出される流体の流量や圧力を
制御することができる。
As described above, according to the
このようなリニアソレノイドを利用したソレノイドバルブ100では、ドレン量が少ない状態(弁が僅かに開いた状態)において、制御圧が乱れる場合がある。図15は、上記のように構成されたソレノイドバルブ100の制御圧特性を示したものである。この図では、コイル101への通電量と制御圧(出力ポートP2から流出される流体(ここでは、油)の圧力)との関係を示している。図から分かるように、Pで示す部分に油振(制御圧(油圧)が乱れて振動する状態)が発生する場合がある。
In the
このような油振は、バルブ自体が自励振動を起こすことにより発生する。そして、この自励振動は、一般的に、ある力が加えられる(例えば、油圧振動やソレノイドバルブ自体の振動)ことにより引き起こされる。このような自励振動は、環境やソレノイドバルブの形状などの影響により、継続して発生したり、停止したりする。また、このような自励振動を起こしやすい環境としては、次の場合が挙げられる。すなわち、(1)制御流体が高温状態(制御流体の粘性が低下した状態)にある場合(2)元圧の脈動が大きい場合(3)バルブ(ポペット弁)の動きが大きい場合、である。なお、(3)は、(A)通常、ソレノイドバルブはパルス幅変調制御(PWM制御)により駆動されるが、その駆動周波数が低下した場合、(B)バルブの摺動抵抗が低減した場合、(C)バルブの共振周波数の影響など、により起こりやすい。 Such oil vibration occurs when the valve itself causes self-excited vibration. The self-excited vibration is generally caused by applying a certain force (for example, hydraulic vibration or vibration of the solenoid valve itself). Such self-excited vibration is continuously generated or stopped due to the influence of the environment and the shape of the solenoid valve. Moreover, the following cases are mentioned as an environment in which such self-excited vibration is likely to occur. That is, (1) when the control fluid is in a high temperature state (a state where the viscosity of the control fluid is lowered), (2) when the pulsation of the original pressure is large, and (3) when the movement of the valve (poppet valve) is large. (3) (A) Normally, the solenoid valve is driven by pulse width modulation control (PWM control). When the drive frequency is lowered, (B) when the sliding resistance of the valve is reduced, (C) It tends to occur due to the influence of the resonance frequency of the valve.
従来例に係るソレノイドバルブ100においては、弁が閉じた状態から弁が開いた状態に移行する場合における開口面積の変化が大きいことや、弁が少しだけ開いている場合に、弁を通ってドレンポートP3,P4へと排出されていく流体の流れがスムーズに行われないことが原因で、自励振動が収まりにくく、制御圧が大きく乱れるものと考えられる。
In the
なお、特許文献1には、弁体の先端に円錐台形状の部分を設けて、この部分を弁座の弁孔内部に入り込ませる構成が開示されている。しかし、この従来例の構成においても、弁座には弁体の平面部分を着座させる構成である。そのため、弁が少しだけ開いている状態においては、上記の従来例と同様に、流体の流れがスムーズに行われない。従って、弁が少しだけ開いている状態においては、弁体は流体圧力の影響を受けやすい(流体の流れを遮り、動圧を静圧に変えやすい)。以上のことから、特許文献1に開示された技術においても、制御圧の乱れを抑制するのは難しい。その他、関連する公知技術としては、特許文献2〜4に開示されたものが挙げられる。
本発明の目的の1つとして、流量の乱れや制御圧の乱れを抑制することが挙げられる。 One of the objects of the present invention is to suppress the disturbance of the flow rate and the disturbance of the control pressure.
また、本発明の目的の1つとして、装置の小型化を図ることが挙げられる。 Another object of the present invention is to reduce the size of the apparatus.
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
すなわち、本発明のソレノイドバルブは、
コイルへの通電量によって、プランジャのストロークを制御可能なソレノイドバルブにおいて、
プランジャと共に移動するポペット弁を備え、
該ポペット弁は、
弁座に対して着座することで弁を閉じ、または、弁座から離間することで弁を開く胴体部と、
該胴体部よりも先端側に設けられた先端部と、を有しており、
これら胴体部及び先端部は、いずれも先細りする外壁面を備え、かつ、先端部の方が、胴体部よりも先細りの度合いが大きいことを特徴とする。
That is, the solenoid valve of the present invention is
In a solenoid valve that can control the stroke of the plunger by the amount of current flowing to the coil,
With a poppet valve that moves with the plunger,
The poppet valve
A body part that closes the valve by sitting on the valve seat or opens the valve by separating from the valve seat;
A tip portion provided on the tip side of the body portion, and
Each of the body part and the tip part is provided with an outer wall surface that tapers, and the tip part is tapered more than the body part.
本発明の構成によれば、胴体部よりも先端側に、外壁面が先細りする先端部を設け、かつ、胴体部と先端部の外壁面を先細りする形状としたことによって、弁が少しだけ開いた状態においても、開いた弁に向かって流れていく流体の流れが整流される。また、当該先端部を設けたことによって、弁が閉じた状態から開いた状態に移行する際において、開口面積の変化を小さくすることができる。以上のことから、弁に向かって流れていく流体の流量の乱れを抑制することができ、また、制御圧の乱れを抑制することもできる。更に、先端部のほうが、胴体部よりも先細りの度合いが大きいことから、ポペット弁全体の全長はそれほど長くならない。従って、制御に必要なポペット弁のストロークはそれほど長くならず、ソレノイドバルブ全体を小型化することも可能である。更に、先端部のほうが、胴体部よりも先細りの度合いを大きくしたことから、以下のような使用態様により、入力側や制御側の流路内の流体圧力が過剰に高くなってしまうことを効果的に防止することが可能となる。すなわち、本発明のソレノイドバルブを用いて、胴体部が弁座に着座した状態から、胴体部と先端部との境界部分が弁座の開口端面に至るまでの範囲内で制御を行うようにする。そして、入力側や制御側の流路内の流体圧力が一定以上になった場合や制御を行っていない場合など、適時、胴体部と先端部との境界部分が弁座の開口端面を通り過ぎるようポペット弁を移動させる。これにより、先端部は胴体部に比べて先細りの度合いが大きなことから、弁の開口面積の増加率を上昇させることができる。従って、弁を通り抜けていく流体の流量の増加率を高めることができ、入力側や制御側の流路内の流体圧力を早期に減少させることができる。これにより、入力側や制御側の流路内の流体圧力が過剰に高くなってしまうことを防止できる。 According to the configuration of the present invention, the valve is slightly opened by providing the tip portion with the outer wall surface tapering on the tip side of the body portion and the shape of the body portion and the outer wall surface of the tip portion being tapered. Even in this state, the flow of fluid flowing toward the open valve is rectified. Further, by providing the tip portion, a change in the opening area can be reduced when the valve is shifted from the closed state to the open state. From the above, disturbance of the flow rate of the fluid flowing toward the valve can be suppressed, and disturbance of the control pressure can also be suppressed. Furthermore, since the tip portion has a greater degree of taper than the body portion, the entire length of the poppet valve is not so long. Therefore, the stroke of the poppet valve required for control is not so long, and the entire solenoid valve can be downsized. Furthermore, since the tip portion has a greater degree of taper than the body portion, the effect of the fluid pressure in the flow path on the input side and the control side becoming excessively high due to the following usage mode is effective. Can be prevented. That is, by using the solenoid valve of the present invention, the control is performed within the range from the state where the body portion is seated on the valve seat to the boundary portion between the body portion and the tip portion reaching the opening end surface of the valve seat. . And when the fluid pressure in the flow path on the input side or control side exceeds a certain level or when control is not performed, the boundary between the body and the tip will pass over the open end face of the valve seat at appropriate times. Move the poppet valve. Thereby, since the tip portion has a greater degree of taper than the body portion, the rate of increase in the opening area of the valve can be increased. Therefore, the rate of increase of the flow rate of the fluid passing through the valve can be increased, and the fluid pressure in the flow path on the input side or the control side can be reduced early. Thereby, it can prevent that the fluid pressure in the flow path of an input side or a control side becomes high too much.
ここで、胴体部と先端部は、外壁面同士が繋がっているとよい。 Here, the outer wall surfaces of the body portion and the tip portion are preferably connected to each other.
このように構成すれば、弁座の付近を胴体部と先端部との境界付近が通過する際に、開口面積が急激に変化することはない。 With this configuration, when the vicinity of the boundary between the body portion and the tip portion passes through the vicinity of the valve seat, the opening area does not change abruptly.
また、胴体部及び先端部の外壁面は、テーパ面または球状の面であるとよい。 Further, the outer wall surface of the body part and the tip part may be a tapered surface or a spherical surface.
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。 In addition, said each structure can be employ | adopted combining as much as possible.
以上説明したように、本発明によれば、流量の乱れや制御圧の乱れを抑制することができる。また、装置の小型化を図ることもできる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the disturbance of the flow rate and the disturbance of the control pressure. Further, the apparatus can be downsized.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
図1〜図8を参照して、本発明の実施例1に係るソレノイドバルブについて説明する。 With reference to FIGS. 1-8, the solenoid valve which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
<ソレノイドバルブの全体説明>
図1を参照して、本発明の実施例1に係るソレノイドバルブ全体について説明する。図1は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブの模式的断面図である。本実施例に係るソレノイドバルブ1は、通電により磁界を発生するコイル2と、コイル2によって発生した磁界により磁気回路が形成されることでセンターポスト4に磁気的に吸引されるプランジャ3と、プランジャ3に一体的に設けられ、プランジャ3と共に移動するロッド5と、ロッド5の先端に設けられるポペット弁とを備えている。また、ソレノイドバルブ1は、更に、ポペット弁の弁座6と、プランジャ3の周囲を取り囲むように設けられる磁性部材であるサイドリング7と、ボビン81を一体的に備えたバルブボディ8と、有底筒状のケース9とを備えている。ケース9の底には貫通孔91が設けられている。
<Overall description of solenoid valve>
With reference to FIG. 1, the whole solenoid valve based on Example 1 of this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solenoid valve according to
また、ソレノイドバルブ1は、その他にも、プランジャ3の位置を規制するスプリング10と、プランジャ3の軸受け11と、ロッド5の軸受け12と、サイドリング7とセンターポスト4との間に設けられ、磁路をプランジャ3側に迂回させるようにして、これらの間で直接磁路が繋がらないようにするスペーサ13と、磁気回路の一部を構成すると共に、ソレノイドバルブ1を所望の取り付け位置に取り付けるためのブラケット14と、流体が所定の流路から漏れないようにするシールリング15,16とを備えている。
In addition, the
プランジャ3,センターポスト4,ブラケット14,ケース9、及びサイドリング7は磁性体により構成されている。そして、コイル2への通電時には、これらによって、列挙した順序、あるいはその逆の順序の磁気回路が形成される。これにより、プランジャ3は、センターポスト4側に磁気的に吸引される。
The
また、バルブボディ8は、バルブ先端側が筒状部82により構成されており、この筒状部82における弁座6よりも先端側と他端側に、それぞれ筒の内部に連通する第1連通孔83及び第2連通孔84が設けられている。また、このバルブボディ8の内部に備えられた弁座6には、貫通孔61が設けられている。そして、上述のロッド5の先端に設けられたポペット弁の胴体部51が弁座6に着座すると、貫通孔61が塞がれるため弁が閉じた状態となり、胴体部51が弁座6から離れると、貫通孔61と第2連通孔84が通じ、弁が開いた状態となる。
Further, the
<ポペット弁の詳細>
ロッド5の先端に設けられるポペット弁は、胴体部51と先端部52から構成される。このポペット弁は、ロッド5の先端に一体的に形成することもできるし、別体の部品としてロッド5の先端に取り付けることもできる。そして、ポペット弁の胴体部51は、弁座6に着座することで弁を閉じ、弁座6から離間することで弁を開く機能を発揮する。一方、胴体部51よりも先端側に設けられる先端部52は、弁座6には当接することはない。この先端部52は、弁座6に設けられた貫通孔61の内部に入り込むことで、流体の流れを整流させる機能を発揮する。また、この先端部52は、ポペット弁の移動に対する開口面積の変化を小さくさせる機能も発揮する。
<Details of poppet valve>
The poppet valve provided at the tip of the
本実施例においては、胴体部51及び先端部52のいずれも、その外壁面はテーパ面で構成されており、先細りする形状である。そして、先端部52における外壁面のテーパ角度は、胴体部51における外壁面のテーパ角度よりも大きくなっており、前者の方が先細りの度合いが大きくなっている。また、胴体部51と先端部52は外壁面同士が繋がっており、段差が設けられていない。
In the present embodiment, the outer wall surface of each of the
<ソレノイドバルブの使用例>
上述のように構成されたソレノイドバルブ1の使用の一例を図1〜図4を参照して説明
する。図2〜図4は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブにおける弁の部分の駆動の様子を示す模式的断面図である。なお、図2は弁が完全に開いた状態を示し、図3は弁が少し開いた状態を示し、図4は弁が閉じた状態を示している。
<Examples of using solenoid valves>
An example of the use of the
このソレノイドバルブ1を利用して、例えば、筒状部82に設けられた第1連通孔83を入力ポートとして、筒状部82の先端の開口部を出力ポート(以下、適宜、制御ポートと称する)とし、制御ポートから出る流体の流量、あるいは流体圧力を制御することが可能である。なお、ケース9の底に設けた貫通孔91及びバルブボディ8の筒状部82に設けた第2連通孔84は、制御に寄与しない流体を排出するためのドレンポートとして機能する。
Using this
コイル2に対して通電していない状態では、ポペット弁の胴体部51は、弁座6から離れた位置にある(図2参照)。この場合、弁は完全に開いた状態にある。そのため、入力ポートから流入する流体は、出力ポートへと流れていくと共に、弁を通ってドレンポートへも多く排出される。従って、出力ポートへ流れていく流体の流量は少なく、制御圧(出力ポートへと流れていく流体の圧力)も低い。
When the
次に、コイル2への通電量が低い状態では、プランジャ3がセンターポスト4側に移動して、ポペット弁の先端部52は弁座6の貫通孔61の内部に入り込み、ポペット弁の胴体部51は、弁座6(の開口端部)に近づく(図3参照)。この場合、弁は少し開いた状態にある。そのため、入力ポートから流入する流体は、出力ポートへ流れていくと共に、弁を通ってドレンポートへも少し排出される。従って、出力ポートへ流れていく流体の流量は多くなり、制御圧(出力ポートへ流れていく流体の圧力)も高くなる。
Next, in a state where the amount of current supplied to the
そして、コイル2への通電量が一定以上の状態では、プランジャ3がセンターポスト4側に移動して、ポペット弁の胴体部51は、弁座6(の開口端部)に着座する(図4参照)。この場合、弁は完全に閉じた状態にある。そのため、入力ポートから流入する流体は、出力ポートへのみ流れていく。従って、出力ポートへ流れていく流体の流量は入力ポートから流入する流体の流量と等しくなる。また、制御圧は、元圧(入力ポートから流入する流体の圧力)と等しくなる。
When the energization amount to the
また、本実施例に係るソレノイドバルブ1においては、コイル2への通電量を調整することで、出力ポートから流出される流体の流量や圧力を制御することができる。すなわち、本実施例に係るソレノイドバルブ1におけるソレノイドは、いわゆるリニアソレノイドであり、コイル2への通電量に応じてプランジャ3のセンターポスト4に対する磁気吸引力をリニアに制御することができる。そして、プランジャ3は、入力ポートから流入する流体の圧力と、プランジャ3のセンターポスト4側への磁気吸引力と、スプリング10のバネ力のバランスによって、その位置が決まる。従って、コイル2への通電量を調整することによって、プランジャ3のストロークをリニアに制御することができる。これにより、出力ポートへ流れていく流体の流量や圧力(制御圧)もリニアに制御することができる。以上のように構成されるソレノイドバルブ1は、プリー圧制御、ライン圧制御、クラッチ圧制御などに利用することができ、より具体的な例としては、電子制御自動変速機のクラッチ油圧制御に好適に利用することができる。
Further, in the
<本実施例に係るソレノイドバルブの優れている点>
図5〜図8を参照して、本実施例に係るソレノイドバルブ1が優れている点について説明する。図5は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブにおけるポペット弁のストロークと弁の開口面積の関係を示すグラフである。図6は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブの制御圧特性を示すグラフである。図7は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブの弁部の簡略図である。図8はポペット弁のストロークとドレンポートへの排出流量との関係を示すグラフである。
<Advantages of the solenoid valve according to this embodiment>
With reference to FIGS. 5-8, the point which the
図5のグラフにおける横軸は、ポペット弁のストロークである。すなわち、当該横軸は、弁が閉じた状態を0として、ポペット弁が弁を開く方向に移動した移動距離である。また、縦軸は、弁の開口面積である。すなわち、当該縦軸は、ポペット弁と弁座との間に形成される流路の最小断面積である。 The horizontal axis in the graph of FIG. 5 is the stroke of the poppet valve. That is, the abscissa represents the movement distance that the poppet valve has moved in the direction of opening the valve, with the valve closed being zero. The vertical axis represents the opening area of the valve. That is, the vertical axis is the minimum cross-sectional area of the flow path formed between the poppet valve and the valve seat.
図5から分かるように、胴体部51と先端部52との境界部分が弁座6の開口端面を抜けるまで(ストロークが0〜0.25まで)は、開口面積はリニアに変化する。そして、胴体部51と先端部52との境界部分が弁座6の開口端面を抜けた後は、開口面積は緩やかに曲線状に変化する。ここで、本実施例においては、胴体部51よりも先端側に、更に、テーパ状の外壁面を有する先端部52を設けたことから、弁の開き始めからの開口面積の変化量は小さい。そのため、ドレンポートへ排出される流量や制御ポートに流れていく流量の変化量は小さい。従って、制御ポートに流れていく流体の流量や圧力が急激に変化してしまうことはない。また、胴体部51と先端部52の外壁面同士は繋がっていることから、開口面積がリニアに変化する部分と、曲線状に変化する部分との間にも段差は生じない。なお、仮に、胴体部51と先端部52の外壁面同士を繋がずに段差を設けた場合には、開口面積がリニアに変化する部分と曲線状に変化する部分との間に開口面積が急激に変化する段差が生じることになる。
As can be seen from FIG. 5, the opening area changes linearly until the boundary portion between the
図6は本実施例に係るソレノイドバルブ1の制御圧特性を示すもので、入力ポートから元圧が0.687MPaの流体を流入したときのコイル2への通電量と制御圧の関係を示している。図から分かるように、本実施例においては、制御圧が大きく乱れることはなく、安定した制御圧を実現できる。
FIG. 6 shows the control pressure characteristics of the
その理由としては、第一に、上記の通り、弁の開き始めから開口面積の変化量は小さく、制御圧が急激に変化することはないことが挙げられる。第二に、先端部52と胴体部51が弁座6の貫通孔61の内部に入り込んだ状態においては、入力ポート側からドレンポート側に弁を抜けていく流体が先端部52や胴体部51によって整流されるため、ポペット弁が、流体の流れにより、あまり悪影響を受けないことが挙げられる。また、本実施例においては、弁が開き始めた直後から、外壁面が先細りした胴体部51によって整流されるため、ポペット弁は、流体の流れにより、あまり悪影響を受けることはない。
The reason for this is that, as described above, as described above, the amount of change in the opening area from the beginning of opening of the valve is small, and the control pressure does not change rapidly. Second, in a state in which the
図7は本発明の実施例1に係るソレノイドバルブの弁部を簡略化して示したものである。また、図7には、点線により、ポペット弁を胴体部51のテーパ角度と同じ大きさの頂角を有する単一の円錐体で構成した場合の仮想ポペット弁53を示している。
FIG. 7 shows a simplified valve portion of the solenoid valve according to the first embodiment of the present invention. Further, in FIG. 7, a virtual poppet valve 53 in the case where the poppet valve is configured with a single cone having the same apex angle as the taper angle of the
また、図8はポペット弁のストロークとドレンポートへの排出流量との関係を示している。図中、Xは本実施例に係るソレノイドバルブの場合を示し、Yは本実施例に係るソレノイドバルブに対してポペット弁を上記仮想ポペット弁53に置換した場合を示し、Zは上記図11に示す従来例に係るソレノイドバルブの場合を示している。 FIG. 8 shows the relationship between the stroke of the poppet valve and the discharge flow rate to the drain port. In the figure, X represents the case of the solenoid valve according to the present embodiment, Y represents the case where the poppet valve is replaced with the virtual poppet valve 53 with respect to the solenoid valve according to the present embodiment, and Z represents the above-described FIG. The case of the solenoid valve which concerns on the prior art example shown is shown.
図8中、Zから分かるように、従来例に係るソレノイドバルブ100の場合には、ストロークが小さい段階、すなわち、弁の開き始めの段階において、ドレンポートへの排出流量に乱れが生じる。従って、出力ポートへ流れていく流体の流量にも同様に乱れが生じる。この乱れが生じる理由は、背景技術の説明の中で説明した通りである。
As can be seen from Z in FIG. 8, in the case of the
また、図8中、X,Yから、ポペット弁の先端に先細りの部分を設け、この部分を弁座6の貫通孔61の内部に入り込ませることで、ドレンポートへの排出流量の乱れを抑制できることが分かる。そして、ポペット弁を単一の円錐体で構成する場合と比べて、本実施例のように、胴体部51よりも先端側に、先細りの度合いが胴体部51よりも大きな先端
部52を設ける構成を採用した場合には、ストロークに対するドレンポートへの排出流量の変化が途中から大きくなる。これは、言うまでもなく、胴体部51と先端部52との境界部分が弁座6の開口端部を抜けた後に、図5に示すように、開口面積の増加率が大きくなるからである。以上のことから、ドレンポートへの排出流量を大きくして、出力ポートへ流れていく流量を少なくする(制御圧を小さくする)ためには、本実施例の構成を採用した方が、ポペット弁のストロークが小さくて済む。言い換えれば、所望の制御範囲を実現するためのポペット弁のストロークは、本実施例の構成を採用した方が小さくて済む。従って、本実施例に係るソレノイドバルブ1の場合には、その全長を長くすることなく所望の制御を行うことができるので、装置の小型化を図ることが可能である。更に、先端部52のほうが、胴体部51よりも先細りの度合いを大きくしたことから、以下のような使用態様により、入力側や制御側の流路内(油圧回路内)の流体圧力(油圧)が過剰に高くなってしまうことを効果的に防止することが可能となる。すなわち、本実施例に係るソレノイドバルブ1を用いて、胴体部51が弁座6に着座した状態から、胴体部51と先端部52との境界部分が弁座6の開口端面に至るまでの範囲内(図5において、ストロークが0〜0.25の範囲内)で制御を行うようにする。そして、入力側や制御側の流路内の流体圧力が一定以上になった場合や制御を行っていない場合など、適時、胴体部51と先端部52との境界部分が弁座6の開口端面を通り過ぎるようポペット弁を移動させる。これにより、先端部52は胴体部51に比べて先細りの度合いが大きなことから、弁の開口面積の増加率を上昇させることができる。従って、弁を通り抜けて、ドレンポートから排出される流体の流量の増加率を高めることができ、入力側や制御側の流路内の流体圧力を早期に減少させることができる。これにより、入力側や制御側の流路内の流体圧力が過剰に高くなってしまうことを防止できる。以上のように、ポペット弁を、先細りの度合いの異なる胴体部と先端部から構成したことにより、入力側や制御側の流体圧力を開放して、当該流体圧力が過剰に高くなることを防止できる。更に、ポペット弁を、上記の通り、先細りの度合いの異なる先端部52と胴体部51により構成し、弁を開いていく過程で、途中からドレンポートへの排出流量を増加させることで、入力側や制御側の流路内の流体圧力(油圧回路内の圧力)を一時的に下げて、0点合わせのレベリング調整を素早くできる。
In addition, in FIG. 8, a tapered portion is provided at the tip of the poppet valve from X and Y, and this portion enters the inside of the through
図9及び図10には、本発明の実施例2が示されている。本実施例では、実施例1の構成に対して、ポペット弁の先端部の形状を変更した例を示す。その他の構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。図9は本発明の実施例2に係るソレノイドバルブの弁部の簡略図である。図10は本発明の実施例2に係るソレノイドバルブにおけるポペット弁のストロークと弁の開口面積の関係を示すグラフである。 9 and 10 show a second embodiment of the present invention. In this embodiment, an example in which the shape of the tip portion of the poppet valve is changed with respect to the configuration of the first embodiment. Since other configurations and operations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG. 9 is a simplified diagram of the valve portion of the solenoid valve according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the stroke of the poppet valve and the opening area of the valve in the solenoid valve according to the second embodiment of the present invention.
本実施例においては、図示のように、先端部54の外壁面を球状の面とする構成を採用した。本実施例においても、先端部54の外壁面は先細りする形状であり、胴体部51よりも先端部54の方が先細りの度合いが大きくなっている。また、胴体部51と先端部54の外壁面同士は繋がっており、段差が設けられていない。そして、図10から分かるように、ストロークに対する開口面積も、途中で段差が生じることなく、緩やか、かつ滑らかに変化する。以上のことから、本実施例の場合にも、上記実施例1の場合と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, as shown in the figure, a configuration in which the outer wall surface of the
[その他]
これまで説明したように、ポペット弁は胴体部と先端部とから構成され、胴体部の外壁面の形状は、上記実施例1,2のいずれもテーパ面で構成され、先端部の外壁面の形状は、実施例1の場合には、テーパ面で構成され、実施例2の場合には球状の面で構成される場合を説明した。
[Others]
As explained so far, the poppet valve is composed of a body part and a tip part, and the shape of the outer wall surface of the body part is composed of a tapered surface in both of the first and second embodiments. In the case of the first embodiment, the shape is a tapered surface, and in the case of the second embodiment, the shape is a spherical surface.
しかしながら、要は、胴体部と先端部の外壁面はいずれも先細りする形状であり、かつ、後者の方が先細りの度合いが大きいという条件を満たせば、その形状は限定されるものではない。先細りする形状の代表例としては、上記各実施例の場合のように、テーパ面と球状の面がある。これらの組み合わせとしては、(1)胴体部と先端部の外壁面がいずれもテーパ面の場合、(2)両者の外壁面がいずれも球状の面の場合、(3)前者の外壁面がテーパ面で後者の外壁面が球状の面の場合、(4)前者の外壁面が球状の面で後者の外壁面がテーパ面の場合、の4種類がある。 However, the point is that the outer wall surfaces of the body part and the tip part are both tapered, and the shape is not limited as long as the latter satisfies the condition that the degree of taper is larger. Typical examples of the tapered shape include a tapered surface and a spherical surface as in the above embodiments. These combinations include: (1) when the outer wall surface of the body and the tip are both tapered surfaces; (2) when both outer wall surfaces are spherical surfaces; and (3) the former outer wall surface is tapered. In the case where the latter outer wall surface is a spherical surface, there are four types: (4) the former outer wall surface is a spherical surface and the latter outer wall surface is a tapered surface.
(1)は実施例1に相当する場合である。この場合、先端部のテーパ面のテーパ角度を、胴体部のそれよりも大きくすれば、上記条件を満たす。(2)の場合には、先端部の球状の面の曲率半径を、胴体部のそれよりも大きくし、かつ、これらの外壁面同士を滑らかに繋げるようにすれば、上記条件を満たす。(3)は実施例2に相当する場合である。この場合、胴体部のテーパ角度と同じ大きさの頂角を有する仮想円錐体よりも内側に球状の外壁面を有する先端部が設けられるようにし、かつ、これらの外壁面同士を滑らかに繋げるようにすれば、上記条件を満たす。(4)の場合には、次のようにすれば、上記条件を満たす。すなわち、胴体部と先端部との境界部分の円を底面とする円錐であって、母線が胴体部における球状の面の接線となる円錐を仮定する。そして、先端部のテーパ面のテーパ角度が、当該円錐の頂角よりも大きく、かつ、胴体部と先端部の外壁面同士を滑らかに繋げるようにすれば良い。 (1) is a case corresponding to the first embodiment. In this case, the above condition is satisfied if the taper angle of the tapered surface of the tip is made larger than that of the body. In the case of (2), the above condition is satisfied if the radius of curvature of the spherical surface of the tip portion is made larger than that of the body portion and these outer wall surfaces are smoothly connected. (3) is a case corresponding to the second embodiment. In this case, a tip portion having a spherical outer wall surface is provided on the inner side of the virtual cone having the same apex angle as the taper angle of the body portion, and the outer wall surfaces are smoothly connected to each other. If so, the above condition is satisfied. In the case of (4), the above condition is satisfied as follows. That is, it is assumed that the cone has a bottom surface that is a circle at the boundary between the body portion and the tip portion, and the generatrix is tangent to the spherical surface of the body portion. And the taper angle of the taper surface of a front-end | tip part is larger than the vertex angle of the said cone, and what is necessary is just to connect smoothly the outer wall surface of a trunk | drum and a front-end | tip part.
このように、各組み合わせを適宜用いることが可能である。勿論、先細りする形状として、テーパ面や球状の面以外の形状を適用することも考えられる。 Thus, each combination can be used as appropriate. Of course, it is also conceivable to apply a shape other than a tapered surface or a spherical surface as the tapered shape.
また、これまでの説明においては、胴体部と先端部の外壁面同士が繋がっており、段差が設けられていない構成を示した。その理由は、上記の通り、段差を設けるとストロークに対する開口面積の変化に段差が生じてしまうからである。しかしながら、制御に実質上の問題が発生しない程度であれば、胴体部と先端部の外壁面同士の間に僅かな段差を設けても構わない。 Moreover, in the description so far, the outer wall surface of the trunk | drum and the front-end | tip part was connected, and the structure in which the level | step difference was not provided was shown. This is because, as described above, when a step is provided, a step is generated in the change in the opening area with respect to the stroke. However, a slight step may be provided between the outer wall surfaces of the body portion and the tip portion as long as no substantial problem occurs in the control.
1 ソレノイドバルブ
2 コイル
3 プランジャ
4 センターポスト
5 ロッド
51 胴体部
52 先端部
53 仮想ポペット弁
54 先端部
6 弁座
61 貫通孔
7 サイドリング
8 バルブボディ
81 ボビン
82 筒状部
83 第1連通孔
84 第2連通孔
9 ケース
91 貫通孔
10 スプリング
11 軸受け
12 軸受け
13 スペーサ
14 ブラケット
15,16 シールリング
DESCRIPTION OF
Claims (3)
プランジャと共に移動するポペット弁を備え、
該ポペット弁は、
弁座に対して着座することで弁を閉じ、または、弁座から離間することで弁を開く胴体部と、
該胴体部よりも先端側に設けられた先端部と、を有しており、
これら胴体部及び先端部は、いずれも先細りする外壁面を備え、かつ、先端部の方が、胴体部よりも先細りの度合いが大きいことを特徴とするソレノイドバルブ。 In a solenoid valve that can control the stroke of the plunger by the amount of current flowing to the coil,
With a poppet valve that moves with the plunger,
The poppet valve
A body part that closes the valve by sitting on the valve seat or opens the valve by separating from the valve seat;
A tip portion provided on the tip side of the body portion, and
The body part and the tip part are both provided with a tapered outer wall surface, and the tip part has a greater degree of taper than the body part.
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