JP2017020541A - 電磁比例弁 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度な動作を安定して確保することができる簡易化された電磁比例弁を提供する。【解決手段】電磁比例弁１０は、スプール収容孔４１が形成された弁本体４０と、弁本体に対して動作可能にスプール収容孔に収容されたスプール７０と、スプール収容孔内に延び入り且つスプールに当接する駆動ロッド２５及び駆動ロッドを駆動する駆動体２２を有する駆動装置２０と、を有する。圧力源に連通する圧力源ポートｐｐと、タンクに連通するタンクポートｔｐと、制御圧が出力される制御ポートａｐとが弁本体に形成されている。スプール収容孔内におけるスプールの位置を制御することで、圧力源ポート又はタンクポートを制御ポートと連通させる。制御圧が、駆動ロッドからスプールへの推力とは逆向きに駆動ロッドに作用する。【選択図】図１

Description

本発明は、電磁比例弁に関する。

励磁電流に応じて圧力の制御を可能とする電磁比例弁が、例えば実用新案文献１により、公知となっている。実用新案文献１に開示された電磁比例弁では、スプールの位置が、ソレノイドアクチュエータからスプールに作用する推力と出力ポートから出力される制御圧力とに基づいて決定される。この結果、ソレノイドアクチュエータへの励磁電流に比例又は反比例した制御圧力が出力ポートから得られる。

実用新案文献１に開示された電磁比例弁では、スプール２９の軸方向に延びるピストン孔３３が当該スプールの一端に形成されている。この孔に反力ピストン３５が挿入され、且つ、このピストン孔は出力ポート４９に連通している。そして、反力ピストンは、バルブ本体Ｖに固定されている。したがって、孔と反力ピストンで区画される空間が、出力ポートに連通したフィードバック圧力室３９を形成する。このフィードバック圧力室３９に出力ポートの圧力を導入することで、スプールを駆動することが可能となる。また、スプールの一端には、キャップ３７が取り付けられ、ソレノイドアクチュエータは、このキャップを介してスプールを駆動する。なお、反力ピストンを保持するストッパピン４３がスプールの動作を干渉しないよう、ストッパピンとスプールとの相対移動を可能にするスリット状のストッパ孔４１がスプールに形成され、ストッパピンは当該ストッパ孔内に位置している。

実用新案登録第２６０２７４９号

実用新案文献１に開示された電磁比例弁は、電磁比例弁の構成を簡略化することを第１の目的としている。しかしながら、実用新案文献１の電磁比例弁では、各ポート間を連通させる流路とは別途にピストン孔を形成し、且つ、このピストン孔に対応して圧力ピストンやストッパピンを設ける必要がある。さらに、ソレノイドアクチュエータからの推力を受ける面を画成するため、キャップを設置しなければならない。また、安定した動作を確保する目的から、駆動圧が負荷される圧力ピストン、ストッパピン、キャップ等の剛性を高めようとすると、電磁比例弁が大型化してしまう。すなわち、従来の電磁比例弁は、十分に簡易化された構成で十分高精度に動作することができなかった。すなわち、本発明は、高精度な動作を安定して確保することができる簡易化された電磁比例弁を提供することを目的とする。

本発明による電磁比例弁は、
スプール収容孔が形成された弁本体と、
前記弁本体に対して動作可能に前記スプール収容孔に収容されたスプールと、
前記スプール収容孔内に延び入り且つ前記スプールに当接する駆動ロッドと、前記駆動ロッドを駆動する駆動体と、を有する駆動装置と、を備え、
圧力源に連通する圧力源ポートと、タンクに連通するタンクポートと、制御圧が出力される制御ポートと、が前記弁本体に形成され、
前記スプール収容孔内における前記スプールの位置を制御することで、前記圧力源ポートまたは前記タンクポートを前記制御ポートと連通させる、電磁比例弁において、
前記制御圧が、前記駆動ロッドから前記スプールへの推力とは逆向きに前記駆動ロッドに作用する。

本発明による電磁比例弁において、前記駆動体が、ソレノイドコイルを含み、前記駆動ロッドが、前記ソレノイドコイル内にその少なくとも一部分が位置するプランジャーと、前記プランジャーとともに動作して前記スプールに当接し且つ前記プランジャーよりも高い硬度を有する頭部ピンと、有するようにしてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記プランジャーと前記頭部ピンとが摩擦圧接されていてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記スプール収容孔の一方の端部を画成し且つ前記駆動ロッドが貫通した隔壁と、前記スプールの前記駆動ロッドが当接する端面を含む端部部分と、前記弁本体とによって、作用空間が区画され、前記作用空間は前記制御ポートと連通し、前記作用空間内において、前記制御圧が前記駆動ロットに作用するようにしてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記スプールは、前記端部部分において、細くなっており、前記スプール収容孔を画成する前記弁本体の内壁との間に前記作用空間の一部をなす隙間を形成していてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記スプールには、前記制御ポートに連通した主流路と、前記主流路に接続し且つ前記スプール収容孔内における前記スプールの位置に応じて前記主流路を前記圧力源ポートと連通させる第１分岐流路と、前記主流路に接続し且つ前記スプール収容孔内における前記スプールの位置に応じて前記主流路を前記タンクポートと連通させる第２分岐流路と、前記主流路と前記作用空間とを連通させる第３分岐流路と、が形成されていてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記隔壁によって区画される前記作用空間とは反対側の空間が、前記タンクポートに連通していてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記駆動ロッドの前記スプールに当接する先端部は、前記スプールに向けて先細りするテーパ形状となっていてもよい。

本発明による電磁比例弁において、前記駆動ロッドの前記スプールに当接する先端部は、球の一部分をなす形状となっていてもよい。

本発明による電磁比例弁が、前記駆動ロッドから前記スプールへの推力とは逆向きに前記スプールを付勢する付勢部材を、さらに備えるようにしてもよい。

本発明によれば、十分に簡易化された電磁比例弁が安定して高精度に動作することができる。

本発明の一実施の形態を説明するための図であって、電磁比例弁を示す縦断面図である。 図１の電磁比例弁の異なる状態を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１及び図２は、電磁比例弁を示す縦断面図である。図１及び図２では、同一の電磁比例弁を異なる状態にて示している。電磁比例弁は、流体源から流体圧機器への流体の導入、及び、流体圧機器から流体源への排出に用いられる。とりわけ、電磁比例弁は、流体圧機器への流体の導入圧力、すなわち制御圧を励磁電流に対応した圧力に調整することができる。

図示された電磁比例弁１０は、油圧機器に接続され当該油圧機器の油圧調整に用いられる。電磁比例弁１０は、油の供給源としての圧力源に油圧機器を連通させ圧力源から油圧機器に油を供給する供給位置と、油を貯留するタンクに油圧機器を連通させ油圧機器から油をタンクに排出する排出位置、及び、油圧機器を圧力源およびタンクから遮断する中立位置の三つの状態のいずれかに維持される。このうち、図１の左半分が、中立位置にある電磁比例弁１０を示し、図２の左半分が、供給位置にある電磁比例弁１０を示している。また、図１の右半分および図２の右半分が、排出位置にある電磁比例弁１０を示している。

図１及び図２に示すように、電磁比例弁１０は、主たる構成要素として、駆動装置２０及び弁３０を有している。弁３０は、供給位置、排出位置及び中立位置の間で流路を切り替える。駆動装置２０は、弁３０を駆動して弁３０の位置を制御する。駆動装置２０は、駆動ロッド２５と、駆動ロッド２５を保持する駆動体２２と、を有している。駆動ロッド２５は、その中心軸線に沿って駆動体２２に対して進退可能に保持されている。なお、駆動ロッド２５の軸線に沿って、駆動装置２０及び弁３０は並べられている。後述する弁３０のスプール７０の中心軸線は、駆動ロッド２５の中心軸線と同一線ａｌ上に位置している。以下において、駆動ロッド２５の軸線及びスプール７０の軸線と平行な方向を、電磁比例弁１０に関する軸方向ａｄと呼ぶ。

駆動ロッド２５の軸方向ａｄへの駆動は、駆動体２２によって制御される。図示された駆動装置２０は、ソレノイドアクチュエータとして構成されており、駆動体２２は、ソレノイドコイル２３を含んでいる。駆動ロッド２５は、ソレノイドコイル２３からの作用を受けるプランジャー２６と、プランジャー２６と軸方向ａｄに並べられた頭部ピン２７と、を有している。プランジャー２６は、少なくともその一部分がソレノイドコイル２３内に位置する。プランジャー２６の少なくとも一部分が、磁性体からなっている。この結果、ソレノイドコイル２３に励磁電流が流れてソレノイドコイル２３内に磁界が発生すると、プランジャー２６は軸方向ａｄに駆動される。

頭部ピン２７は、プランジャー２６よりも高い硬度を有している。硬度は、例えばロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）にて評価され得る。頭部ピン２７の軸方向ａｄにおける両端は、それぞれ、端に向けて先細りするテーパ状の形状となっている。とりわけ図示された例では、頭部ピン２７の両端は、球の一部分をなす形状となっている。頭部ピン２７の一方の先端が、駆動ロッド２５のスプール７０に当接する先端部２５ａを形成している。

以上の構成を有した駆動装置２０では、ソレノイドコイル２３に励磁電流を流すと、駆動ロッド２５が、弁３０のバネ８０の付勢力に抗して軸方向ａｄに移動する。駆動ロッド２５の移動量は、スプール７０からの反力が加えられていない場合、ソレノイドコイル２３の励磁電流の大きさに比例する。図示された例において、励磁電流の大きさに比例して、駆動ロッド２５が駆動体２２から突出する。

次に、弁３０について説明する。弁３０は、スプール収容孔４１が形成された弁本体４０と、スプール収容孔４１に保持されたスプール７０と、を有している。軸部材状のスプール７０は、その軸線と平行な軸方向ａｄにスプール収容孔４１内で移動可能となっている。スプール収容孔４１内には、駆動ロッド２５の先端部２５ａが延び入っている。また、弁３０は、弁本体４０内に配置された付勢部材８０を有している。付勢部材８０は、スプール７０を駆動ロッド２５に向けて付勢している。この結果、駆動ロッド２５の先端部２５ａは、スプール７０に当接している。付勢部材８０は、図示された例において圧縮ばねによって構成されている。この付勢部材８０は、駆動ロッド２５とスプール７０との接触状態を維持するためのものであり、付勢部材８０からの付勢力は、駆動ロッド２５からスプール７０への推力と比較して格段に小さく設定されていてもよい。

駆動ロッド２５が駆動体２２から進出すると、スプール７０は、駆動ロッド２５に押圧されて、弁本体４０に対して移動する。また、駆動ロッド２５が駆動体２２内に後退すると、スプール７０は、付勢部材８０に押圧されて、駆動ロッド２５との接触状態を維持するよう弁本体４０に対して移動する。弁本体４０には、圧力源ポートｐｐ、タンクポートｔｐ及び制御ポートａｐが形成されている。一方、スプール７０には、流路ｍｐ，１ｂｐ，２ｂｐが形成されている。スプール７０が、図１の左半分に示された中立位置に位置する場合、各ポートｐｐ，ｔｐ，ａｐは、互いから遮断される。スプール７０が、図２の左半分に示された供給位置に位置する場合、制御ポートａｐが圧力源ポートｐｐに連通し、タンクポートｔｐはその他のポートｐｐ，ａｐから遮断される。スプール７０が、図１の右半分及び図２の右半分に示された排出位置に位置する場合、制御ポートａｐがタンクポートｔｐに連通し、圧力源ポートｐｐはその他のポートｔｐ，ａｐから遮断される。

なお、制御ポートａｐは、スプール収容孔４１に開口し、且つ、制御圧が出力される。すなわち、制御ポートａｐは、制御対象となる油を供給される油圧機器に接続している。圧力源ポートｐｐは、スプール収容孔４１に開口し、且つ、圧力源、例えばポンプに連通する。タンクポートｔｐは、スプール収容孔４１に開口し、且つ、油を貯留するタンクに連通する。したがって、スプール７０が供給位置に位置する電磁比例弁１０では、圧力源から油圧機器へ油が供給され、スプール７０が排出位置に位置する電磁比例弁１０では、油圧機器からタンクへと油が排出される。また、スプール７０が中立位置に位置する電磁比例弁１０では、油圧機器内の油が維持される。

図示された例において、弁本体４０は、軸方向ａｄに延びる貫通孔４６を形成されたソケット４５と、貫通孔４６内に固定された第１コア５０と、貫通孔４６の駆動装置２０側の端部に固定された第２コア５５と、ソケット４５に固定されてフランジを形成するフランジ部材６０と、を有している。第１コア５０は、貫通孔４６を領域分割する第１隔壁５１として機能する。第１コア５０は、貫通孔４６内にスプール収容孔４１を区画している。一方、第２コア５５は、貫通孔４６を区画する第２隔壁５６として機能する。第１コア５０とソケット４５との間は、Ｏリング５３が設けられ、密封されている。また、第２コア５５とソケット４５との間は、Ｏリング５８が設けられ、密封されている。

第１コア５０には、駆動装置２０の駆動ロッド２５が進退可能に通過する貫通孔５２が形成されている。また、第２コア５５にも、駆動装置２０の駆動ロッド２５が進退可能に通過する貫通孔５７が形成されている。駆動ロッド２５は、第１コア５０及び第２コア５５にそれぞれ形成された貫通孔５２，５７を通過している。駆動ロッド２５の先端部２５ａはスプール収容孔４１内に位置している。また、駆動ロッド２５のプランジャー２６と頭部ピン２７との接合箇所は、第１コア５０、第２コア５５及びソケット４５で区画された予備室ｅｃ内に位置している。とりわけ、供給位置および排出位置の間に亘って、プランジャー２６と頭部ピン２７との接合箇所は、予備室ｅｃ内に位置し続ける。これにより、プランジャー２６と頭部ピン２７との接合箇所が、第１コア５０または第２コア５５と干渉することを防止し、駆動ロッド２５の円滑な動作を確保することができる。

なお、タンクポートｔｐと予備室ｅｃの間には、連結流路ｃｐが設けられている。連結流路ｃｐは、ソケット４５に形成されている。この連結流路ｃｐによって、予備室ｅｃは、タンクポートｔｐに連通している。

次に、スプール７０について説明する。スプール７０は、軸方向ａｄに沿った両端に基端部部分７０ａ及び先端部部分７０ｂを有している。スプール７０は、その先端部部分７０ｂを付勢部材８０によって押圧され、駆動ロッド２５に向けて付勢されている。スプール７０は、基端部部分７０ａの端面において、駆動ロッド２５の先端部２５ａに接触している。また、スプール７０は、基端部部分７０ａにおいて、縮径して細くなっている。第１コア５０によって形成された第１隔壁５１と、スプール７０の基端部部分７０ａと、スプール収容孔４１を画成するソケット４５の内面とによって、作用空間ａｓが区画される。駆動ロッド２５の先端部２５ａは、常時、作用空間ａｓ内に位置するようになる。

スプール７０には、その軸線ａｌ上を延びる主流路ｍｐが形成されている。主流路ｍｐは、スプール７０の先端部部分７０ｂから基端部部分７０ａに向けて形成されている。図示された例において、制御ポートａｐは、ソケット４５の貫通孔４６の一部分から形成されている。したがって、主流路ｍｐは、制御ポートａｐに向けて開口している。また、スプール７０には、主流路ｍｐに接続する第１分岐流路１ｂｐ及び第２分岐流路２ｂｐが、形成されている。第１分岐流路１ｂｐは、スプール７０が供給位置に配置されている場合に、圧力源ポートｐｐと主流路ｍｐとを連通させる。第２分岐流路２ｂｐは、スプール７０が排出位置に配置されている場合に、タンクポートｔｐと主流路ｍｐとを連通させる。

さらに、スプール７０には、主流路ｍｐと作用空間ａｓとを連通させる第３分岐流路３ｂｐが、形成されている。第３分岐流路３ｂｐは、その一端において主流路ｍｐに連通し、第３分岐流路３ｂｐの他端は、縮径された基端部部分７０ａに開口している。したがって、作用空間ａｓは、第３分岐流路３ｂｐ及び主流路ｍｐを介し、制御ポートａｐと連通している。そして、作用空間ａｓは、制御ポートａｐ内の油の圧力、すなわち制御圧に維持されるようになる。また、上述したように、駆動ロッド２５の先端部２５ａは、作用空間ａｓ内に位置し、且つ、スプール７０側に向けてテーパ状に先細りしている。したがって、軸方向ａｄに沿って駆動ロッド２５の先端部２５ａとスプール７０との間には隙間が形成される。言い換えると、駆動ロッド２５の先端部２５ａは、軸方向ａｄに沿ってスプール７０側に向けて露出している。この結果、制御圧が、常に、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用する。

次に、以上の構成からなる電磁比例弁１０の動作について説明する。

まず、駆動体２２のソレノイドコイル２３が励磁されていない場合、弁３０のバネ８０の付勢力によって、駆動ロッド２５は、駆動体２２内に後退する。付勢部材８０からの付勢力によって駆動ロッド２５に当接したスプール７０は、図１の右半分および図２の右半分に示された排出位置に位置する。このとき、スプール７０の主流路ｍｐ及び第２分岐流路２ｂｐを介して、制御ポートａｐはタンクポートｔｐに連通する。したがって、制御ポートａｐに接続された油圧機器からタンクポートｔｐに接続されたタンクに油が回収される。

この状態から、ソレノイドコイル２３が励磁されると、駆動ロッド２５は、駆動体２２に内蔵された付勢部材からの付勢力に抗して、駆動体２２から進み出て、スプール７０を駆動する。スプール７０は、まず排出位置から、図１の左半分に示された中立位置に到達する。スプール７０が中立位置に位置すると、第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとの連通が遮断されたまま、第２分岐流路２ｂｐとタンクポートｔｐとの連通も遮断される。このとき、制御ポートａｐは、圧力源ポートｐｐ及びタンクポートｔｐの両方から遮断される。したがって、制御ポートａｐに接続された圧力機器には、油の供給及び油の排出が実施されない。なお、応答性や漏れ性等を考慮して、中立位置では、第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとが連通し、第２分岐流路２ｂｐとタンクポートｔｐとが連通するように構成しても良い。

さらに大きな励磁電流がソレノイドコイル２３に流れると、駆動ロッド２５が、さらにスプール７０を推し進め、スプール７０の第１分岐流路１ｂｐが圧力源ポートｐｐと重なり始める。なお、応答性や漏れ性等を考慮して、スプール７０が中立位置から少し動いた後に、第１分岐流路１ｂｐが圧力源ポートｐｐと重なり始めるようにしてもよい。

図２の左半分に示された供給位置において、スプール７０の主流路ｍｐ及び第１分岐流路１ｂｐを介して、制御ポートａｐは圧力源ポートｐｐに連通する。したがって、圧力源ポートｐｐに接続されたポンプ等の圧力源から制御ポートａｐに接続された油圧機器へ油が供給される。スプール７０が供給位置に位置する場合における圧力源から油圧機器への油の供給量は、第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとが重なる面積、すなわち第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとのラップ量に応じて変化する。より具体的には、励磁電流流が大きい程、第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとのラップ量が大きくなり、圧力源ポートｐｐから制御ポートａｐへより多くの油が流れる。このとき、制御ポートａｐに出力される制御圧も、励磁電流流が大きい程、より大きくなる。

その一方で、スプール７０の主流路ｍｐ及び第３分岐流路３ｂｐを介して、制御ポートａｐと作用空間ａｓとが連通している。したがって、作用空間ａｓ内には、制御ポートａｐに出力される制御圧と同等の圧力が出力されることになる。そして、作用空間ａｓ内では、駆動ロッド２５の先端部２５ａが軸方向へ露出している。このため、制御圧が、常に、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用する。駆動ロッド２５に作用する制御圧の大きさは、第１分岐流路１ｂｐと圧力源ポートｐｐとのラップ量が大きくなる程、大きくなる。

したがって、ソレノイドコイル２３が励磁されて駆動ロッド２５が、ソレノイドコイル２３によって生成される磁界の大きさに対応した位置まで、駆動体２２から進み出たとしても、作用空間ａｓ内で駆動ロッド２５へ加えられる制御圧によって、駆動ロッド２５は駆動体２２の側へ向けていくらか後退する。最終的に、駆動装置２０による駆動ロッド２５を用いた駆動力と、制御圧が駆動ロッド２５を押圧する力および付勢部材８０の付勢力の合力とが、つり合う位置に、駆動ロッド２５が停止する。以上のようにして、制御ポートａｐに出力される制御圧の大きさは、ソレノイドコイル２３を流れる励磁電流の大きさに比例するようになる。

以上のような本実施の形態において、電磁比例弁１０は、スプール収容孔４１が形成された弁本体４０と、弁本体４０に対して動作可能にスプール収容孔４１に収容されたスプール７０と、スプール収容孔４１内に延び入り且つスプール７０に当接する駆動ロッド２５及び駆動ロッド２５を駆動する駆動体２２を有する駆動装置２０と、を有している。弁本体４０には、スプール収容孔４１に開口し且つ圧力源に連通する圧力源ポートｐｐと、スプール収容孔４１に開口し且つタンクに連通するタンクポートｔｐと、スプール収容孔４１に開口し且つ制御圧が出力される制御ポートａｐと、が形成されている。この電磁比例弁１０において、制御圧が、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に作用する。したがって、上述の実用新案文献１（実用新案登録第２６０２７４９号）等に開示された従来の電磁比例弁と比較して、制御圧によってスプール７０を駆動することを、簡易な構成によって実現することが可能となる。言い換えると、従来技術と比較して、制御圧によってスプール７０を駆動するための構成を大幅に簡略化することができる。これにより、電磁比例弁の大幅な簡易単純化を図ることができる。

また、本実施の形態において、駆動体２２が、ソレノイドコイル２３を含んでいる。また、駆動ロッド２５は、ソレノイドコイル２３内にその少なくとも一部分が位置するプランジャー２６と、プランジャー２６とともに動作する頭部ピン２７と、を有している。ソレノイドアクチュエータとして構成された駆動装置２０において、駆動体２２によって駆動されるプランジャー２６は、磁性体からなる必要があり、比較的制限された範囲から選択された材料により作製される。したがって、駆動ロッド２５が、プランジャー２６とともに、プランジャー２６よりも高い硬度を有し且つスプール７０に当接する頭部ピン２７を有することで、駆動ロッド２５の破損を効果的に防止することができる。これにより、電磁比例弁１０の耐久性を改善し、電磁比例弁１０の安定した動作を確保することができる。

さらに、本実施の形態において、プランジャー２６と頭部ピン２７とが摩擦圧接されている。摩擦圧接によれば、簡易な手法によりプランジャー２６と頭部ピン２７とを堅固に固定することができる。そして、プランジャー２６と頭部ピン２７とを堅固に固定することで、駆動ロッド２５が動作する際に、プランジャー２６と頭部ピン２７とが衝突してしまうことを効果的に防止することができる。これにより、プランジャー２６又は頭部ピン２７の破損を効果的に回避することができる。さらに、頭部ピン２７がプランジャー２６と同期して動作することにより、駆動装置２０の動作に応じてスプール７０を即時に動作させることができ、いわゆる制御遅れを回避することが可能となる。

さらに、本実施の形態では、スプール収容孔４１の一方の端部を画成し且つ駆動ロッド２５が貫通した第１隔壁５１と、スプール７０の駆動ロッド２５が当接する端面を含む端部部分７０ａと、弁本体４０と、によって区画される作用空間ａｓが、スプール収容孔４１内に形成される。作用空間ａｓは、スプール７０及び弁本体４０の少なくとも一方に形成された流路ｍｐ，３ｂｐを介し、制御ポートａｐと連通する。この作用空間ａｓ内において、制御圧が駆動ロット２５に作用している。このような本実施の形態によれば、制御圧が、常時、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用することを、極めて簡易な構成によって実現することができる。また、電磁比例弁１０の構成が簡易であることから、電磁比例弁１０をより安定してより高精度に動作させることができる。

さらに、本実施の形態では、スプール７０は、端部部分７０ａにおいて、その他の部分よりも細くなっている。そして、スプール７０は、当該端部部分７０ａにおいて、スプール収容孔４１を画成する弁本体４０の内壁との間に隙間を形成している。この隙間が、作用空間ａｓの一部を形成している。このような本実施の形態によれば、制御圧が、常時、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用する構成を、簡易単純化することができる。また、構成を簡易単純化することで、電磁比例弁１０の動作を安定かつ高精度とすることができる。

さらに、本実施の形態において、スプール７０には、制御ポートａｐに連通した主流路ｍｐと、主流路ｍｐに接続し且つスプール収容孔４１内におけるスプール７０の位置に応じて主流路ｍｐを圧力源ポートｐｐと連通させる第１分岐流路１ｂｐと、主流路ｍｐに接続し且つスプール収容孔４１内におけるスプール７０の位置に応じて主流路ｍｐをタンクポートｔｐと連通させる第２分岐流路２ｂｐと、主流路ｍｐと作用空間ａｓとを連通させる第３分岐流路３ｂｐと、が形成されている。このような本実施の形態によれば、制御圧が、常時、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用する構成を、簡易単純化することができる。また、構成を簡単純化することで、電磁比例弁１０の動作を安定かつ高精度とすることができる。

さらに、本実施の形態において、第１隔壁５１によって区画される作用空間ａｓとは反対側の空間（予備室）ｅｃが、タンクポートｔｐに連通している。とりわけ本実施の形態では、第１隔壁５１と、駆動体２２と第１隔壁５１との間に配置され且つ駆動ロッド２５が貫通した第２隔壁５６と、弁本体４０と、によって、タンクポートｔｐと連通した空間（予備室）ｅｃが形成されている。この構成によれば、駆動ロッド２５と、この駆動ロッド２５が貫通する第１隔壁５１と、の間の隙間に流入した制御流体（上述した例では、油）を、予備室ｅｃへ回収してタンクに戻すことができる。したがって、駆動ヘッド２５と第１隔壁５１との間をパッキン等で密封する必要はない。パッキン等を排除することにより、部品点数を削減して製造コストを低減することができるとともに、さらに、励磁電流に対応して、駆動ロッド２５が駆動体２２に対して精確且つ即時に動作することが可能となる。また、ヒステリシス特性を改善することもできる。

さらに、本実施の形態において、駆動ロッド２５のスプール７０に当接する先端部２５ａは、スプール７０に向けて先細りするテーパ形状となっている。このような本実施の形態によれば、制御圧が、常時、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用することを、簡易単純な構成で実現することができる。

さらに、本実施の形態において、駆動ロッド２５のスプール７０に当接する先端部２５ａは、球の一部分をなす形状となっている。このような本実施の形態によれば、制御圧が、常時、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用することを、簡易単純な構成で実現することができる。また、球状先端部２５ａを有する駆動ロッド２５は比較的高精度に作製することができる。さらに、球状先端部２５ａには等方的に制御流体が作用するため、制御圧によって、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッドを安定して押圧することができる。これにより、電磁比例弁１０の動作を安定かつ高精度とすることができる。

さらに、本実施の形態において、電磁比例弁１０は、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きにスプール７０を付勢する付勢部材８０を、さらに有している。このような本実施の形態によれば、駆動ロッド２５が動作する際に、駆動ロッド２５とスプール７０とが衝突してしまうことを効果的に防止することができる。これにより、駆動ロッド２５又はスプール７０の破損を効果的に回避することができる。さらに、スプール７０が駆動ロッド２５と同期して動作することが可能となり、いわゆる制御遅れを回避することが可能となる。

以上、本発明を図示する一実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、この他にも種々の態様で実施可能である。

例えば、上述した実施の形態において、駆動装置２０が、ソレノイドコイル２３に励磁電流を流した際に、駆動ロッド２５を押し出す例を示したが、これに限られない。駆動装置２０が、ソレノイドコイル２３に励磁電流を流した際に、励磁電流量に応じて駆動ロッド２５を引き込むようにしてもよい。上述した実施の形態において、この駆動装置２０を採用した電磁比例弁１０では、ソレノイドコイル２３に流す励磁電流の大きさに反比例して、制御ポートａｐに出力される制御圧が変化するようになる。すなわち、励磁電流が大きい程、制御ポートａｐに出力される制御圧が低下する。

また、上述した実施の形態において、駆動ロッド２５の先端部２５ａが、テーパ状に先細るように形成されている例を示したが、この例に限られない。例えば、スプール７０の駆動ロッド２５に対面する端部が、テーパ状に先細るように形成されるようにしてもよい。この例では、駆動ロッド２５の先端部２５ａが、軸方向ａｄに直交する平坦面であったとしても、当該先端部２５ａの端面の一部分が、スプール７０の端部から離間して、軸方向に露出する。この結果、作用空間ａｓ内に配置された駆動ロッド２５の先端部２５ａに対して、制御圧が、常に、駆動ロッド２５からスプール７０への推力とは逆向きに駆動ロッド２５に直接作用するようになり、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

１０ 電磁比例弁
２０ 駆動装置
２２ 駆動体
２３ ソレノイドコイル
２５ 駆動ロッド
２５ａ 先端部
２６ プランジャー
２７ 頭部ピン
３０ 弁
３４ 連結流路
４０ 弁本体
４１ スプール収容孔
４５ ソケット
４６ 貫通孔
５０ 第１コア
５１ 第１隔壁
５２ 貫通孔
５３ Ｏリング
５５ 第２コア
５６ 第２隔壁
５７ 貫通孔
５８ Ｏリング
６０ フランジ部材
ａｓ 作用空間
ｅｃ 予備室
７０ スプール
７０ａ 基端部部分
７０ｂ 先端部部分
８０ 付勢部材
ｐｐ 圧力源ポート
ｔｐ タンクポート
ａｐ 制御ポート
ｍｐ 主流路
１ｂｐ 第１分岐流路
２ｂｐ 第２分岐流路
３ｂｐ 第３分岐流路

Claims (10)

1. スプール収容孔が形成された弁本体と、
   前記弁本体に対して動作可能に前記スプール収容孔に収容されたスプールと、
   前記スプール収容孔内に延び入り且つ前記スプールに当接する駆動ロッドと、前記駆動ロッドを駆動する駆動体と、を有する駆動装置と、を備え、
   圧力源に連通する圧力源ポートと、タンクに連通するタンクポートと、制御圧が出力される制御ポートと、が前記弁本体に形成され、
   前記スプール収容孔内における前記スプールの位置を制御することで、前記圧力源ポートまたは前記タンクポートを前記制御ポートと連通させる、電磁比例弁において、
   前記制御圧が、前記駆動ロッドから前記スプールへの推力とは逆向きに前記駆動ロッドに作用する、電磁比例弁。
2. 前記駆動体が、ソレノイドコイルを含み、
   前記駆動ロッドが、前記ソレノイドコイル内にその少なくとも一部分が位置するプランジャーと、前記プランジャーとともに動作して前記スプールに当接し且つ前記プランジャーよりも高い硬度を有する頭部ピンと、有する、請求項１に記載の電磁比例弁。
3. 前記プランジャーと前記頭部ピンとが摩擦圧接されている、請求項２に記載の電磁比例弁。
4. 前記スプール収容孔の一方の端部を画成し且つ前記駆動ロッドが貫通した隔壁と、前記スプールの前記駆動ロッドが当接する端面を含む端部部分と、前記弁本体とによって、作用空間が区画され、
   前記作用空間は前記制御ポートと連通し、前記作用空間内において、前記制御圧が前記駆動ロットに作用している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁比例弁。
5. 前記スプールは、前記端部部分において、細くなっており、前記スプール収容孔を画成する前記弁本体の内壁との間に前記作用空間の一部をなす隙間を形成している、請求項４に記載の電磁比例弁。
6. 前記スプールには、前記制御ポートに連通した主流路と、前記主流路に接続し且つ前記スプール収容孔内における前記スプールの位置に応じて前記主流路を前記圧力源ポートと連通させる第１分岐流路と、前記主流路に接続し且つ前記スプール収容孔内における前記スプールの位置に応じて前記主流路を前記タンクポートと連通させる第２分岐流路と、前記主流路と前記作用空間とを連通させる第３分岐流路と、が形成されている、請求項４又は５に記載の電磁比例弁。
7. 前記隔壁によって区画される前記作用空間とは反対側の空間が、前記タンクポートに連通している、請求項４〜６のいずれか一項に記載の電磁比例弁。
8. 前記駆動ロッドの前記スプールに当接する先端部は、前記スプールに向けて先細りするテーパ形状となっている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電磁比例弁。
9. 前記駆動ロッドの前記スプールに当接する先端部は、球の一部分をなす形状となっている、請求項８に記載の電磁比例弁。
10. 前記駆動ロッドから前記スプールへの推力とは逆向きに前記スプールを付勢する付勢部材を、さらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電磁比例弁。

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