JP2018123930A - Spool valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、調圧弁として用いて好適なスプールバルブに関するものである。 The present invention relates to a spool valve suitable for use as a pressure regulating valve.
スプールが軸方向に移動することによりポートを開閉し作動油の圧力を調整したり流量を調整したりするスプールバルブが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 A spool valve is known that opens and closes a port to adjust the pressure of hydraulic oil and adjust the flow rate by moving the spool in the axial direction (see, for example, Patent Document 1).
ところで、スプールバルブによる調圧時に油振(油圧振動)が生じる場合がある。油振はスプールバルブにより作動油の圧力や流量を調整される機器の作動に支障をきたす場合があるので回避したい。 Incidentally, oil vibration (hydraulic vibration) may occur during pressure adjustment by the spool valve. Oil vibration is a problem that may interfere with the operation of equipment that adjusts the pressure and flow rate of hydraulic oil using a spool valve.
このような油振は、調圧状態、即ち、バルブ開度が「小」の時に発生しやすい。
つまり、バルブ開度が小さいと、弁が閉じる方向へ流体力が働くためであり、流体力が発生しバルブが閉じ側へ動き、この結果流量が減って流体力が減るとバルブが開き側に動く。この動作を繰り返すから油振が生じる。
Such oil vibration is likely to occur when the pressure is adjusted, that is, when the valve opening is “small”.
In other words, when the valve opening is small, fluid force acts in the direction of closing the valve, and fluid force is generated and the valve moves to the closing side.As a result, when the flow rate decreases and the fluid force decreases, the valve opens to the opening side. Move. Since this operation is repeated, oil vibration occurs.
したがって、油振を減少するためには、流体力を減少させればよく、流体力を減少させるためには流量を減少させればよい。 Therefore, in order to reduce the oil vibration, the fluid force may be decreased, and in order to reduce the fluid force, the flow rate may be decreased.
そこで、油振低減策として、バルブのポートの上流の油路(管路)内に、ポートと直列に絞り(オリフィス)を設けて流体力(流量)を減少させる方法が考えられるが、絞りにより最大流量が減少するため、応答性の悪化につながる。 Therefore, as a measure to reduce oil vibration, a method of reducing the fluid force (flow rate) by providing a restriction (orifice) in series with the port in the oil passage (pipe) upstream of the port of the valve can be considered. Since the maximum flow rate is reduced, the responsiveness is deteriorated.
また、油振低減策として、バルブのリーク量を増やすことも考えられるが、オイルポンプの仕事量が増えるため、ポンプサイズが大きくなったり、ポンプの効率が低下したりする。 In addition, as a measure for reducing oil vibration, it is conceivable to increase the leak amount of the valve. However, since the work amount of the oil pump increases, the pump size increases or the pump efficiency decreases.
本発明は、このような課題を解決するために創案されたもので、バルブの応答性の悪化やポンプの負担増やポンプ性能の低下を招くことなくバルブ開度が小さい時に生じる油振を低減することができるようにしたスプールバルブを提供することを目的としている。 The present invention was devised to solve these problems, and reduces oil vibration that occurs when the valve opening is small without deteriorating the responsiveness of the valve, increasing the burden on the pump, or lowering the pump performance. It is an object of the present invention to provide a spool valve that can be used.
(1)上記の目的を達成するために、本発明のスプールバルブは、バルブボディに形成されたスプール室と、前記バルブボディに形成され前記スプール室に開口する第1ポート及び第2ポートと、前記スプール室内に装備され、前記第1ポートと第2ポートとの連通状態を調整するスプールと、を有し、前記スプールは、第1方向への移動により前記第1ポートの開口面積を増大させ、第2方向への移動により前記第1ポートの開口面積を減少させ、前記第1ポートの開口形状は、前記第1方向側よりも前記第2方向側の方が小さく絞られていることを特徴としている。 (1) In order to achieve the above object, a spool valve according to the present invention includes a spool chamber formed in the valve body, a first port and a second port formed in the valve body and opening to the spool chamber, A spool that is provided in the spool chamber and adjusts the communication state between the first port and the second port, and the spool increases the opening area of the first port by moving in the first direction. The opening area of the first port is reduced by movement in the second direction, and the opening shape of the first port is narrowed to be smaller on the second direction side than on the first direction side. It is a feature.
(2)前記スプールの周方向に沿う前記第1ポートの開口幅は、前記第2方向側端部において他部よりも小さく設定されていることが好ましい。
(3)前記第1ポートは、前記第1方向側に設けられた第1孔と、前記第2方向側に設けられた第2孔と、を有し、前記第2孔は、前記第1孔よりもの開口が小さく絞られていることが好ましい。
(2) It is preferable that the opening width of the first port along the circumferential direction of the spool is set to be smaller than the other portion at the end portion on the second direction side.
(3) The first port includes a first hole provided on the first direction side, and a second hole provided on the second direction side, and the second hole includes the first hole. It is preferable that the opening beyond the hole is narrowed down.
(4)前記バルブボディは、前記スプール室に隣接する第1ボディと、前記第1ボディの外側に配置された第2ボディとを有し、前記第1ポート及び前記第2ポートは、前記第1ボディと前記第2ボディとの双方にわたって形成され、前記第1孔及び前記第2孔は、前記第1ボディに形成され、前記第1孔と前記第2孔とを区画する壁部の外面は、前記第2ボディの内面から離隔するように前記第1ボディの外面よりも前記スプール室側に偏倚していることが好ましい。 (4) The valve body includes a first body adjacent to the spool chamber, and a second body disposed outside the first body, and the first port and the second port are the first port and the second body, respectively. 1 body and the 2nd body are formed over both, The 1st hole and the 2nd hole are formed in the 1st body, and the outer surface of the wall part which divides the 1st hole and the 2nd hole Is preferably biased to the spool chamber side with respect to the outer surface of the first body so as to be separated from the inner surface of the second body.
(5)前記第1ポート及び前記第2ポートのうち、一方は所定圧の作動油が供給される供給ポートであり、他方は調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートであって、調圧弁として構成されていることも好ましい。 (5) Of the first port and the second port, one is a supply port to which hydraulic oil having a predetermined pressure is supplied, and the other is an output port that outputs hydraulic oil having a regulated control pressure, It is also preferable to be configured as a pressure regulating valve.
本発明によれば、第1ポートの開口形状が、第1方向側よりも第2方向側の方が小さく絞られているので、スプールが、油振の発生し易い第2方向側(ポート全閉側)にあると、第1ポートの開口がスプールストロークによるもの以上に絞られるため、流量がより減少し、流体力を減少させることができ、油振の発生を抑制することができる。 According to the present invention, the opening shape of the first port is narrowed to be smaller in the second direction side than in the first direction side. On the closed side, the opening of the first port is narrowed more than that due to the spool stroke, so that the flow rate can be further reduced, the fluid force can be reduced, and the occurrence of oil vibration can be suppressed.
一方、スプールが、第1方向側(ポート全開側)にあると、この部分では第1ポートの開口が絞られてはいないため、最大流量を確保することができ、バルブの応答性の悪化を招くこともない。また、ポンプの負担増やポンプ性能の低下を招くこともない。 On the other hand, if the spool is on the first direction side (port full open side), the opening of the first port is not restricted in this portion, so the maximum flow rate can be secured and the responsiveness of the valve is deteriorated. There is no invitation. Further, there is no increase in the load on the pump and no deterioration in the pump performance.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described in the following embodiment. The configurations of the following embodiments can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.
〔スプールバルブの適用例〕
まず、本実施形態に係るスプールバルブ10が適用される油圧回路の一例を説明する。
図5に示すように、スプールバルブ10は、ライン圧を調圧する調圧弁(ライン圧ソレノイドバルブ)であって油圧回路内に装備される。
[Application example of spool valve]
First, an example of a hydraulic circuit to which the
As shown in FIG. 5, the
オイルポンプ1には、油路2を介してライン圧制御弁(プレッシャレギュレータバルブ)3が接続され、オイルポンプ1から吐出されたポンプ圧はライン圧制御弁3によって所定のライン圧に調整される。
A line pressure control valve (pressure regulator valve) 3 is connected to the oil pump 1 via an
ライン圧制御弁3によるライン圧のレベルを制御するために、ライン圧制御弁3には、油路4を介して、ライン圧調圧弁として本スプールバルブ10が接続されている。また、スプールバルブ10には、油路5を介してパイロットバルブ6が接続されている。
In order to control the level of the line pressure by the line
パイロットバルブ6は、油路7を介して油路2と接続され、パイロットバルブ6には、ライン圧制御弁3によって調整されたライン圧が導入される。パイロットバルブ6は、ライン圧から予め設定された所定圧を生成して油路5に出力する。これにより、本スプールバルブ(ソレノイドバルブ)10から出力される信号圧の元圧を生成する。
The
スプールバルブ10は、コントロールユニット(図示略)から送信された制御信号に基づいてソレノイドの通電状態を制御され、パイロット圧を元圧として信号圧をライン圧制御弁3に供給し、ライン圧の調圧状態を制御する。
The
なお、油圧回路の各流入部にはオリフィスが装備され、作動油の流入を絞って流入量を安定させているが、図示しているのは一例である。 In addition, each inflow part of the hydraulic circuit is equipped with an orifice, and the inflow amount is stabilized by restricting the inflow of hydraulic oil, but this is only an example.
〔スプールバルブの構成〕
スプールバルブ10は、図1(a),(c)に示すように、バルブボディ11に形成されたスプール室12と、バルブボディ11に形成されスプール室12に開口する第1ポート13A,第2ポート14,第3ポート15と、スプール室12内に装備されたスプール16と、を有している。なお、図1(a),(c)では、パイロット圧が導入されるポートを省略している。
[Configuration of spool valve]
As shown in FIGS. 1A and 1C, the
第1ポート13Aは供給圧(パイロットバルブ5で生成された所定圧)の作動油が供給される供給ポートであり、第2ポート14はスプールバルブ10で調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートである。また、第3ポート15は作動油を排出するドレンポートである。
The
スプール16には、ランド部16a,16bが互いに軸方向に離隔して形成され、ランド部16a,16bの相互間にランド部16a,16bよりも外径の小さい縮径部16cが形成されている。
The
スプール16は、軸方向に移動し、軸方向の第1方向(図1中、左方向)aに移動すると第1ポート13Aと第2ポート14とを連通する開度(即ち、第1ポート13Aの開口面積)を増大させ〔図1(a),(b)参照〕、軸方向の第2方向(図1中、右方向)bに移動すると第1ポート13Aと第2ポート14とを連通する開度(第1ポート13Aの開口面積)を減少させる〔図1(c),(d)参照〕。図1(b),(d)及び後述の図2(b),(d)では、開口部分にはドット模様を付けて他と区別できるようにしている。
The
第1ポート13Aの開口形状は、第1方向a側よりも第2方向b側の方が小さく絞られている。つまり、第1ポート13Aの開口幅を、当該開口のスプール16の移動方向と直交する方向(即ち、スプールバルブ10の周方向)の大きさと規定する〔図1(b),(d)中の符号Wを参照〕と、第1ポート13Aの開口幅は、第2方向b側の端部において他部(これよりも第1方向a側)よりも小さく設定されている。
The opening shape of the
本実施形態では、第1ポート13Aが第1孔13aと第2孔13bとに分割形成されており、第1孔13aは第1方向a側に設けられ、第2孔13bは第2方向b側に設けられている。そして、第2孔13bは、第1孔13aよりも開口が小さく絞られている。
In this embodiment, the
したがって、図1(a),(b)に示すように、スプール16が第1方向aに移動して第1ポート13Aと第2ポート14とを連通するバルブ開度が大きくなった場合(ポート全開を含む)には、第1孔13a及び第2孔13aBの両方を利用して作動油が供給されるので、ポート開口面積を大きくすることができる。
Accordingly, as shown in FIGS. 1A and 1B, when the
また、図1(c),(d)に示すように、スプール16が第2方向bに移動して第1ポート13Aと第2ポート14とを連通するバルブ開度が小さくなった場合には、開口幅が小さく開口面積が大幅に絞られた第2孔13bのみを利用して作動油が供給される。
Further, as shown in FIGS. 1C and 1D, when the
また、第1孔13aと第2孔13bとを区画する壁部13cの外面は、バルブボディ11の外面よりもスプール室側(つまり、奥の方に)に偏倚している。したがって、壁部13cよりも外側には、壁部13cで区画されない、つまり、第1孔13aと第2孔13bとを連通する空間13fが確保されている。
Further, the outer surface of the
〔作用及び効果〕
本実施形態に係るスプールバルブは上述のように構成されているので、以下のような作用及び効果を奏する。
[Action and effect]
Since the spool valve according to the present embodiment is configured as described above, the following operations and effects are achieved.
図1(c),(d)に示すように、スプール16が第2方向bに移動して第1ポート13Aと第2ポート14とを連通するバルブ開度が小さくなった場合には、開口幅が小さく開口面積が大幅に絞られた第2孔13bのみを利用して作動油が供給されるので、作動油の流入量がスプール16のストロークによる減少量以上に減少するため、油振の原因となる流体力が減少し、油振の発生を抑制することができる。
As shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d), when the
一方、図1(a),(b)に示すように、スプール16が第1方向aに移動して第1ポート13Aと第2ポート14とを連通するバルブ開度が大きくなった場合には、開口幅が広く開口面積が大きい第1孔13a第2孔13aBを利用して作動油が供給されるので、最大流量を確保することができる。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), when the
また、オリフィスを設けて流体力(流量)を減少させているのではないので、バルブの応答性の悪化を招くこともない。
さらに、バルブのリーク量を増やすことで流体力を減少させているのではないので、ポンプの負担増(ポンプ熔炉油を大きくする)やポンプ性能の低下を招くこともない。
Further, since the orifice is not provided to reduce the fluid force (flow rate), the responsiveness of the valve is not deteriorated.
Furthermore, since the fluid force is not reduced by increasing the leak amount of the valve, the burden on the pump (increasing the pump melt oil) and the pump performance are not reduced.
また、第1孔13aと第2孔13bとを区画する壁部13cの外面は、バルブボディ11の外面よりもスプール室側に偏倚し、壁部13cよりも外側には、第1孔13aと第2孔13bとを連通する空間13fが確保されているので、図3に示すように、バルブボディ11が、スプール室12に隣接する第1ボディ(インナボディ)11Aと、第1ボディ11Aの外側に配置された第2ボディ(アウタボディ)11Bとを有する二重構造の場合であっても、組み付け誤差を許容することができる。
Further, the outer surface of the
このような二重構造の場合、第1ポート13Aは第1ボディ11Aに形成された第1ポート内側部13inと第2ボディ11Bに形成された第1ポート外側部13outとから構成され、第2ポート14は第1ボディ11Aに形成された第2ポート内側部14inと第2ボディ11Bに形成された第2ポート外側部14outとから構成される。
In the case of such a double structure, the
壁部13cの外面がバルブボディ11の外面と同じ位置まで外側に張り出していて、空間13fが確保されていない場合には、第1ボディ11Aと第2ボディ11Bとが、図3(a)に示すように、軸方向にずれることなく組み付けられていれば、第1孔13a及び第2孔13bの両方を作動油の供給流路に確保できる。したがって、本スプールバルブが目的とする油圧制御を支障なく達成することができる。
When the outer surface of the
しかし、図3(b)に示すように、第1ボディ11Aと第2ボディ11Bとが軸方向にずれて組み付けられていると、第1ポート内側部13inと第1ポート外側部13outとがずれることから、第2孔13bが塞がって第2孔13bを利用できずに第1孔13aのみで作動油を供給される状況が発生する。したがって、本スプールバルブが目的とする油圧制御を支障なく達成することができなくなる。
However, as shown in FIG. 3B, when the
これに対して、本スプールバルブでは、壁部13cの外面はバルブボディ11の外面よりもスプール室側に偏倚し、壁部13cよりも外側に空間13fが確保されているので、図3(c)に示すように、第1ボディ11Aと第2ボディ11Bとが軸方向にずれて組み付けられていても、第2孔13bが第2ボディ11Bで塞がってしまうことがなく、第1孔13a及び第2孔13bの双方を利用して作動油が支障なく供給される。
On the other hand, in the present spool valve, the outer surface of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態を適宜変形して実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention can be implemented by appropriately modifying such embodiments.
例えば上記の実施形態では、第1ポート13Aが第1孔13aと第2孔13bとの2つの孔から構成されているが、例えば図4(a)に示すように、第1方向a側に相対的に大きな第1孔13d1,13d2を二つ幅方向に並べて配置し、第2方向b側に相対的に小さな第2孔13bを設けるなど、第1ポート13Aを複数の孔から構成ことも可能であり、ポートを構成する孔の数は限定されない。
For example, in the above embodiment, the
また、少なくとも、第1ポート13Aの開口幅は、第2方向b側の端部において他部(これよりも第1方向a側)よりも小さく設定されていることによって、第1ポート13Aの開口が第1方向a側よりも第2方向b側の方が小さく絞られていればよく、例えば第1ポート13Aを単一の孔から構成してもよい。
In addition, at least the opening width of the
図4(b)は、第1ポート13Aを単一の孔13eから構成した例であり、孔13eの第1方向a側13e1は開口幅Wが大きく、孔13eの第2方向b側13e2は開口幅Wが小さく形成されている。
FIG. 4B is an example in which the
この場合、上記実施形態及び第1変形例〔図4(a)参照〕に比べて、壁部13cがないため、その外面をバルブボディ11の外面よりもスプール室側に偏倚させるための加工工程が省略できる。また、第1ポート13Aの最大流量を増大させることができる。
In this case, since there is no
また、上記実施形態では、ポート開口が第1方向a側よりも第2方向b側の方が小さく絞られている油振を抑えるための構造を供給ポートに適用したが、出力ポートやドレンポートに油振が発生する課題があれば、これらに適用してもよい。
また、調圧弁は、ソレノイドバルブに限定されない。
Moreover, in the said embodiment, although the structure for suppressing the oil vibration by which the port opening was restrict | squeezed smaller in the 2nd direction b side than the 1st direction a side was applied to the supply port, an output port or a drain port If there is a problem in which oil vibration occurs, it may be applied to these.
Further, the pressure regulating valve is not limited to a solenoid valve.
1 オイルポンプ
2,4,5,7 油路
3 ライン圧制御弁(プレッシャレギュレータバルブ)
6 パイロットバルブ
10 スプールバルブ
11 バルブボディ
11A 第1ボディ
11B 第2ボディ
12 スプール室
13A 第1ポート(供給ポート)
13a,13d1,13d2 第1孔
13b 第2孔
13e 単一の孔
14 第2ポート(出力ポート)
15 第3ポート(ドレンポート)
16 スプール
1
6
13a, 13d1, 13d2
15 3rd port (drain port)
16 spools
Claims (5)
前記バルブボディに形成され前記スプール室に開口する第1ポート及び第2ポートと、
前記スプール室内に装備され、前記第1ポートと第2ポートとの連通状態を調整するスプールと、を有し、
前記スプールは、第1方向への移動により前記第1ポートの開口面積を増大させ、第2方向への移動により前記第1ポートの開口面積を減少させ、
前記第1ポートの開口形状は、前記第1方向側よりも前記第2方向側の方が小さく絞られている
ことを特徴とするスプールバルブ。 A spool chamber formed in the valve body;
A first port and a second port formed in the valve body and opening into the spool chamber;
A spool that is mounted in the spool chamber and adjusts the communication state between the first port and the second port;
The spool increases the opening area of the first port by moving in the first direction, and decreases the opening area of the first port by moving in the second direction;
The opening shape of the first port is squeezed smaller on the second direction side than on the first direction side.
A spool valve characterized by that.
前記スプールの周方向に沿う前記第1ポートの開口幅は、前記第2方向側端部において他部よりも小さく設定されている
ことを特徴とするスプールバルブ。 In claim 1,
The opening width of the first port along the circumferential direction of the spool is set smaller than the other portion at the end portion on the second direction side.
A spool valve characterized by that.
前記第1ポートは、前記第1方向側に設けられた第1孔と、前記第2方向側に設けられた第2孔と、を有し、
前記第2孔の開口は、前記第1孔の開口よりも小さく絞られている
ことを特徴とするスプールバルブ。 In claim 1,
The first port has a first hole provided on the first direction side, and a second hole provided on the second direction side,
The spool valve is characterized in that the opening of the second hole is narrowed to be smaller than the opening of the first hole.
前記バルブボディは、前記スプール室に隣接する第1ボディと、前記第1ボディの外側に配置された第2ボディとを有し、
前記第1ポート及び前記第2ポートは、前記第1ボディと前記第2ボディとの双方にわたって形成され、
前記第1孔及び前記第2孔は、前記第1ボディに形成され、
前記第1孔と前記第2孔とを区画する壁部の外面は、前記第2ボディの内面から離隔するように前記第1ボディの外面よりも前記スプール室側に偏倚している
ことを特徴とするスプールバルブ。 In claim 3,
The valve body has a first body adjacent to the spool chamber, and a second body disposed outside the first body,
The first port and the second port are formed over both the first body and the second body,
The first hole and the second hole are formed in the first body,
An outer surface of a wall portion that divides the first hole and the second hole is biased toward the spool chamber with respect to the outer surface of the first body so as to be separated from the inner surface of the second body. And spool valve.
前記第1ポート及び前記第2ポートのうち、一方は所定圧の作動油が供給される供給ポートであり、他方は調圧した制御圧の作動油を出力する出力ポートであって、
調圧弁として構成されている
ことを特徴とするスプールバルブ。 In any one of Claims 1-4,
One of the first port and the second port is a supply port to which hydraulic oil having a predetermined pressure is supplied, and the other is an output port that outputs hydraulic oil having a regulated control pressure,
A spool valve that is configured as a pressure regulating valve.
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