JP2015001257A - Hydraulic control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば作動圧を所定の一定値に調圧するなどの制御に用いられる油圧制御弁に関する。 The present invention relates to a hydraulic control valve used for control, for example, adjusting an operating pressure to a predetermined constant value.
この種の油圧制御弁は、例えば図2に示すような構造を有している。
すなわち、油圧制御弁1’はバルブボディ2内にボア3を円筒状に形成して、このボア3にスプール4を軸方向移動可能に挿入配置して構成されている。
スプール4は、図中右端から順に大径の第1ランド5、小径部6、大径の第2ランド7、およびスプリングガイド8を有する。スプリングガイド8に沿って配置されたコイルスプリング9が第2ランド7を押してスプール4を右方向へ付勢するようになっている。
バルブボディ2には小径部6に関連させて、作動油が導入される入力ポート10と出力ポート12が設けられるとともに、第1ランド5にコイルスプリング9に対抗してパイロット圧を調圧したソレノイド圧を加えるソレノイド圧ポート14が設けられている。
This type of hydraulic control valve has a structure as shown in FIG. 2, for example.
That is, the
The
The
入力ポート10、出力ポート12およびソレノイド圧ポート14はボア3の周方向同一方向で軸方向に並んで開口しており、ボア3には各ポート10、12、14に連なってそれぞれ全周に延びるグルーブ11、13、15が形成されている。
バルブボディ2内のコイルスプリング9が配置された空間は大気に通じている。
なお、図中7’は第2ランド7とボア3の内壁面との間に入り込んだ作動油によりスプール4をセンタリングさせるように保持するため、第2ランド7の外周面に形成された微小溝である。
The
A space in the
In the figure,
ソレノイド圧による付勢力とコイルスプリング9による付勢力とのバランスによって、第2ランド7が出力ポートの開き量を変化させることにより作動圧が調整されることとなるが、作動圧を所定の一定値に調圧する場合には、ソレノイド圧として入力ポート10の作動圧が用いられる。
定常時は入力ポート10が開いて小径部6を囲む入力作動圧室R1に連通する一方、小径部6との間に段差を有する第2ランド7がグルーブ13を閉じることにより入力作動圧室R1と出力ポート12の間を遮断している。つぎにソレノイド圧が所定圧以上に高まると、スプール4がコイルスプリング9の付勢力に抗して図中左方向へ移動してグルーブ13と入力作動圧室R1間が開き、したがって出力ポート12と入力ポート10とが連通状態となる。これにより、入力ポート10の作動油が入力作動圧室R1を経て、グルーブ13の開口量に応じて出力ポート12へ流れ出て油圧が低減調整され、この結果作動油圧が低下するとソレノイド圧も低下してスプール4がコイルスプリング9により戻されて入力ポート10と出力ポート12との間がスプール4の第2ランド7によって遮断される。
このようにして、油圧回路内の作動油の圧力が一定の所定圧に制御される。
同様の油圧制御弁が例えば特開2004−293701号公報にも示されている。
The operating pressure is adjusted by changing the opening amount of the output port by the
Normally, the
In this way, the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic circuit is controlled to a constant predetermined pressure.
A similar hydraulic control valve is also disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-293701.
ところが上述の油圧制御弁1’の使用過程における点検において、ボア3の内壁面に摩耗が生じていることが発見された。
この摩耗は、ボア3の周方向において出力ポート12と同一方向で、出力ポート12を開閉する第2ランド7が摺接する部位に発生している。
この原因を探るため、出力ポート12が開く際のボア3内における作動油の流れを検討したところ、作動油の流路が狭いことにより流れの変化が激しく、このため高圧および低圧の領域が生じていることが判明した。
However, it has been discovered that the inner wall surface of the
This wear is generated in a portion where the
In order to investigate this cause, the flow of the hydraulic oil in the
すなわち、図3は出力ポート12のグルーブ13におけるボア3の軸に垂直な断面での作動油の流れを拡大して示す速度線図である。
出力ポート12(グルーブ13)の開き始めには、グルーブ13と第2ランド7間の開口から入力作動圧室R1の作動油がグルーブ13に流れ込む(図2における矢印参照)が、出力ポート12から離間したA部では行き止まり状のため作動油がグルーブ13の底壁に衝突して局所的に高圧となる。一方、出力ポート12に近いB部に入った作動油は障碍がなく高速になるため局所的に低圧となる。そして、B部に入った作動油の一部はグルーブ13内を周方向にも流れ、A部とB部の中間にあたるC部においてBからの流れと衝突して、ここでは高圧となる。
この結果、スプール4(第2ランド7)はB部とAおよびC部との圧力差により出力ポート12側(図中下方)に押されるので、ボア3の軸方向に出力ポート12と隣接する部位の内壁面が第2ランド7との摩擦で摩耗しているものと判断される。
That is, FIG. 3 is an enlarged velocity diagram showing the flow of hydraulic oil in a cross section perpendicular to the axis of the
At the beginning of the opening of the output port 12 (groove 13), the hydraulic oil in the input working pressure chamber R1 flows into the
As a result, the spool 4 (second land 7) is pushed to the
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑み、出力ポートのグルーブにおけるスプールまわりの圧力偏分布を抑えてボア内壁面の摩耗を防止した油圧制御弁を提供することを目的とする。 Accordingly, in view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a hydraulic control valve that suppresses pressure uneven distribution around a spool in a groove of an output port and prevents wear of a bore inner wall surface.
このため、本発明は、作動油の入力ポートと出力ポートを備えるバルブボディに形成されたボア内に軸方向移動可能にスプールを配置し、該スプールの軸方向の変位により入力ポートと出力ポート間の流量を制御する油圧制御弁において、
出力ポートはボアの内壁面に形成されたグルーブに接続しており、
スプールは軸方向に隣接する小径部との間に段差を有するランドを備え、軸方向の変位により該ランドがグルーブの軸方向一端側の開口量を変化させて上記の流量を制御するものであり、
ランドは、開口量を変化させる調整ランド部をグルーブの軸方向幅よりも小さい軸方向長さで残し、その隣接部位を切り欠いてグルーブと連通する空間を形成しているものとした。
Therefore, in the present invention, a spool is disposed in a bore formed in a valve body having a hydraulic oil input port and an output port so as to be movable in the axial direction, and the displacement between the input port and the output port is determined by the axial displacement of the spool. In the hydraulic control valve that controls the flow rate of
The output port is connected to the groove formed on the inner wall surface of the bore,
The spool is provided with a land having a step between adjacent small diameter portions in the axial direction, and the land controls the flow rate by changing the opening amount on one end side in the axial direction of the groove by the displacement in the axial direction. ,
In the land, the adjustment land portion for changing the opening amount is left with an axial length smaller than the axial width of the groove, and a space communicating with the groove is formed by notching an adjacent portion.
本発明によれば、調整ランド部の裏側に切り欠き空間とグルーブとからなる大容積の室が形成されて、グルーブと調整ランド部間の開口を通過して出力ポートへ向かう作動油は穏やかに流れるから、スプールまわりに圧力の偏分布が生じず、したがってこれによるボア内壁面の磨耗が防止される。 According to the present invention, a large volume chamber composed of a notch space and a groove is formed on the back side of the adjustment land portion, and the hydraulic oil that passes through the opening between the groove and the adjustment land portion toward the output port gently Since it flows, there is no uneven distribution of pressure around the spool, thus preventing wear on the bore inner wall surface.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は実施の形態を示す断面図である。実施の形態の油圧制御弁1は従来例に対してスプールのみが異なるので、他の構成については従来例と同じ参照番号を付して重複する説明は省略する。なお、図1は図中スプールが左方向へ移動して出力ポートが開き始める状態を示している。
バルブボディ2のボア3に軸方向移動可能に配置されるスプール20は、従来例と同様に一端から順次に第1ランド5、小径部6、第2ランド21およびスプリングガイド8を有するが、第2ランド21はその所定部位を周方向にリング状に切り欠いて小径部23を残し、その一端側を第1ランド5に対向して出力ポート12(グルーブ13)の開閉に直接関わる調整ランド部22とし、他端側を出力ポート12とコイルスプリング9が配置される大気側間を油密とするシールランド部24としている。調整ランド部22とシールランド部24は第1ランド5と同一の大径である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment. Since the
The
調整ランド部22の厚み(軸方向長さ)は出力ポート12のグルーブ13の幅(軸方向長さ)よりも小さく、したがって調整ランド部22とシールランド部24間の切り欠き空間rは、グルーブ13と重なり、協同して広い緩和室R2を形成する。
調整ランド部22とシールランド部24は同径であるから、その間の緩和室R2に油圧が導かれても両ランドに加わる力は釣り合ってスプール20に対する軸方向の力は生じない。
The thickness (axial length) of the adjustment land portion 22 is smaller than the width (axial length) of the
Since the adjustment land portion 22 and the
調整ランド部22の厚みは油圧に対する剛性が確保されれば薄くともよく、スプール20が金属製で例えば孔径が16mmのボア3に挿入される場合には2.5mmもあれば十分である。そして、緩和室R2の容積は大きいほど良く、したがって切り欠き空間rの軸方向長さは長いほど好ましいが、とくにグルーブ13の開き始めの時点において調整ランド部22(入力作動圧室R1と反対側の裏面)からグルーブ13の開口側と反対側の端までの距離以上として、図1に示すように、シールランド部24がグルーブ13の幅内に進入していないのが望ましい。また切り欠き空間rの径方向深さも大きい方が好ましいが、ここでは小径部23の径を小径部6と同一にしてあるので、細径部によるスプール全体の剛性に影響を与えない。
The adjustment land portion 22 may be thin as long as rigidity against hydraulic pressure is ensured. When the
入力作動圧室R1からグルーブ13と調整ランド部22間の開口を通過して出力ポートへ向かう作動油は、グルーブ13のみの場合に局所的に行き止まり状になるのとは異なり、調整ランド部22の裏側に大容積の緩和室R2があるので、全周にわたって均一かつ滑らかに流れ込み、緩和室R2内を穏やかに出力ポート12へ向かう。したがって、スプール20まわりに圧力の偏分布が生じ難い。
Unlike the case where only the
本実施の形態では、グルーブ13が発明におけるグルーブに該当し、第2ランド21がランドに、小径部6が第1の小径部に該当する。
また、切り欠き空間rがグルーブと連通する空間に該当し、小径部23が空間の軸心部に残された第2の小径部に該当する。
In the present embodiment, the
Further, the notch space r corresponds to a space communicating with the groove, and the
実施の形態は以上のように構成され、作動油の入力ポート10と出力ポート12を備えるバルブボディ2に形成されたボア3内に軸方向に移動可能に第2ランドを備えるスプール20を配置し、出力ポート12はボア3の内壁面に形成されたグルーブ13に接続しており、軸方向の変位によりスプール20の第2ランド21の一端側がグルーブ13の軸方向一端側で開口量を変化させて入力ポート10と出力ポート12間の流量を制御する油圧制御弁1であって、とくに第2ランド21は一端で上記開口量を変化させる調整ランド部22をグルーブ13の軸方向幅よりも小さい軸方向長さで残すように調整ランド部22の隣接部位をグルーブ13と連通する切り欠き空間rとしたので、調整ランド部22の裏側に切り欠き空間rとグルーブ13とからなる大容積の緩和室R2が形成されて、グルーブ13と調整ランド部22間の開口を通過して出力ポート12へ向かう作動油は穏やかに流れるから、スプール20まわりの圧力偏分布によるボア3内壁面の磨耗が防止される。(請求項1に対応する効果)
The embodiment is configured as described above, and a
とくに切り欠き空間rは、第2ランド21の全周にわたるリング状で、その軸方向長さはグルーブ13の開き始め状態における調整ランド部22の軸方向他端からグルーブ13の軸方向他端までの距離以上に設定されているので、シールランド部24がグルーブ13の幅内に突き出て作動油の流れに対する障碍となることなく、作動油が全周にわたって均一かつ滑らかに流れ込み、圧力偏分布の防止を確実なものとする。(請求項2に対応する効果)
なお、切り欠き空間rの軸心部に残された小径部23は、小径部6と同径としてあるので、スプールの他の部位に比較して特段に細径とならず、スプール全体の剛性が確保される。(請求項3に対応する効果)
In particular, the notch space r has a ring shape over the entire circumference of the
Since the
なお、実施の形態は、入力ポートからの作動油を出力ポートへ適宜排出して作動圧を所定の一定値に調圧する場合を使用例とした油圧制御弁を例として説明したが、本発明はこれに限定されず、作動油の供給を調整するなど各種目的の油圧制御弁に適用することができる。
また、実施の形態ではスプールをソレノイド圧で変位させたが、例えばソレノイドで駆動するものなど、駆動機構に制限はない。
The embodiment has been described by taking as an example a hydraulic control valve in which the operation oil is appropriately discharged from the input port to the output port and the operating pressure is adjusted to a predetermined constant value. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to hydraulic control valves for various purposes such as adjusting the supply of hydraulic oil.
Further, in the embodiment, the spool is displaced by the solenoid pressure, but there is no limitation on the drive mechanism such as one driven by a solenoid.
1 油圧制御弁
2 バルブボディ
3 ボア
5 第1ランド
6 小径部
8 スプリングガイド
9 コイルスプリング
10 入力ポート
11、13、15 グルーブ
12 出力ポート
14 ソレノイド圧ポート
20 スプール
21 第2ランド
22 調整ランド部
23 小径部
24 シールランド部
R1 入力作動圧室
R2 緩和室
r 切り欠き空間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記出力ポートは前記ボアの内壁面に形成されたグルーブに接続しており、
前記スプールは、軸方向の変位により前記ランドの一端側が前記グルーブの軸方向一端側で開口量を変化させて前記流量を制御するものであり、
前記ランドは、軸方向一端で前記開口量を変化させる調整ランド部を前記グルーブの軸方向幅よりも小さい軸方向長さで残すように当該調整ランド部の隣接部位を切り欠いて前記グルーブと連通する空間を形成していることを特徴とする油圧制御弁。 A spool having a land that is movable in the axial direction is arranged in a bore formed in a valve body having an input port and an output port for hydraulic oil, and the flow rate between the input port and the output port is reduced by the axial displacement of the spool. In the hydraulic control valve to control,
The output port is connected to a groove formed on the inner wall surface of the bore,
The spool is configured to control the flow rate by changing an opening amount of one end side of the land on one end side in the axial direction of the groove by an axial displacement.
The land communicates with the groove by notching an adjacent portion of the adjustment land portion so that an adjustment land portion that changes the opening amount at one end in the axial direction is left with an axial length smaller than the axial width of the groove. A hydraulic control valve characterized by forming a space to perform.
前記空間の軸心部に残された第2の小径部は、前記第1の小径部と同径であることを特徴とする請求項2に記載の油圧制御弁。 The spool has a first small diameter portion extending from the one end side of the land,
3. The hydraulic control valve according to claim 2, wherein the second small diameter portion left in the axial center portion of the space has the same diameter as the first small diameter portion.
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