JP2020159510A - バルブユニット - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性を上げることが可能なバルブユニットを提供する。【解決手段】バルブユニットは、流体機械の作動流体室と作動流体流路と開閉するバルブと、弁座および弁座に着座可能な弁体を有し、作動流体室と作動流体流路とを開閉することで、バルブが開閉可能に構成されるパイロットバルブと、電磁力により、第１の方向に移動する移動部材と、移動部材と弁体との間に介在する弾性部材と、を備え、移動部材は、第１の方向に移動して弾性部材が弾性変形することで、弾性部材から弁体に伝達される第１の方向の力が増大し、弁体が第１の方向に移動して弁体が弁座から離間可能に構成されている。【選択図】図２

Description

本開示は、バルブユニットに関する。

特許文献１には、ソレノイドに通電した場合、プランジャが固定子に吸引され、プッシュピンを押すことでプッシュピンをポペットに当接させて、バルブを開くように構成されたバルブユニットが開示されている。

特開２０１３−２４１９５６号公報

しかしながら、プッシュピンがポペットに当接するときに、ポペット等が衝撃荷重を受ける。衝撃荷重によって必要以上の荷重がポペット等にかかるため、耐久性が低下するという問題があった。
本開示の目的は、耐久性を上げることが可能なバルブユニットを提供することである。

上記の目的を達成するため、本開示におけるバルブユニットは、
流体機械の作動流体室と作動流体流路とを開閉するバルブと、
弁座および弁座に着座可能な弁体を有し、前記作動流体室と前記作動流体流路とを開閉することで、前記バルブが開閉可能に構成されるパイロットバルブと、
電磁力により、第１の方向に移動する移動部材と、
前記移動部材と前記弁体との間に介在する弾性部材と、
を備え、
前記移動部材は、第１の方向に移動して前記弾性部材が弾性変形することで、前記弾性部材から前記弁体に伝達される第１の方向の力が増大し、前記弁体が第１の方向に移動して前記弁体が前記弁座から離間可能に構成されている。

本開示によれば、耐久性を上げることができる。

図１は、実施形態に係るバルブユニットが組み込まれた油圧ポンプモータを示す模式図である。 図２は、実施形態に係るバルブユニットを示す模式的な断面図である。 図３は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図４は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図５は、アーマチャの移動と弁体が受ける力との関係を示す図である。 図６は、バルブユニットの動作を説明するための図である。 図７は、バルブユニットの動作を説明するための図である。

以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。

図１を参照して、本実施形態に係るバルブユニット１が組み込まれた油圧ポンプモータ２について説明する。以下の説明では、流体作動機械の一例として、油圧ポンプモータを例に説明を行うが、流体作動機械は油圧ポンプモータには限定されない。

油圧ポンプモータ２は、容量をゼロ容量から最大容量Ｑ１まで変化させることのできる可変容量型のポンプモータである。図１には、油圧ポンプモータ２における１つのシリンダ３が描かれている。シリンダ３は、高圧バルブ２０を介して高圧側油路４と接続されるとともに、低圧バルブ３０を介して低圧側油路５と接続されている。高圧バルブ２０および低圧バルブ３０はともに逆止弁である。

シリンダ３には、ピストン６が設けられており、ピストン６の下端付近は、リンク機構７を介してクランク軸８と接続されている。リンク機構７は、クランク軸８の回転運動をピストン６の往復運動に変換する。また、逆に、リンク機構７は、ピストン６の往復運動をクランク軸８の回転運動に変換する。ピストン６がシリンダ３内で往復運動することにより、シリンダ３の容積が周期的に変化する。

図１に示すように、バルブユニット１は、油圧ポンプモータ２のシリンダ３と、高圧側油路４および低圧側油路５との間に設けられている。バルブユニット１は、高圧バルブ２０および低圧バルブ３０を含んで構成される。

高圧バルブ２０は、弁座１５と、弁体２１と、弁体２１を弁座１５に着座させる方向に付勢するバネ２５とを有する。実施の形態では、高圧バルブ２０は、ポペット弁である。また、高圧バルブ２０は、所望のタイミングで開弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、高圧バルブ２０の弁体２１は、制御装置からの指示により所望のタイミングで、弁座１５から離間する方向へ付勢させられる。

低圧バルブ３０は、弁座１６と、弁体３１と、弁体３１を弁座１６から離間させる方向に付勢するバネ３５とを有する。実施の形態では、低圧バルブ３０は、ポペット弁である。また、低圧バルブ３０は、所望のタイミングで閉弁方向に付勢可能に構成されている。具体的には、低圧バルブ３０の弁体３１は、制御装置からの指示により所望のタイミングで、弁座１６に着座する方向へ移動させられる。

油圧ポンプモータ２は、クランク軸８の回転運動によって作動油を低圧側油路５からシリンダ３に吸入して高圧側油路４に吐出するポンプとしての機能と、作動油を高圧側油路４からシリンダ３に導入してクランク軸８を回転させ、クランク軸８の回転に用いた作動油をシリンダ３から低圧側油路５に導出するモータとしての機能と、を有する。

図２を参照して、実施形態に係るバルブユニット１について説明する。図２は、実施形態に係るバルブユニット１を示す模式的な断面図である。図２には、中心軸ＣＬが描かれている。以下の説明では、中心軸ＣＬに沿う方向を「軸方向」、中心軸ＣＬと直交する方向を「径方向」という。また、便宜上、図２における左方向を「第１の方向」または「左方向」といい、図２における右方向を「第２の方向」または「右方向」という。また、図２では、説明に関係のない一部の構成が省略されている。

バルブユニット１は、ケース１０に、高圧バルブ２０と、低圧バルブ３０と、パイロットバルブ４０とが一体化されたものである。

（ケース１０）
ケース１０は、鉄等の磁性材料からなる。ケース１０は概略円柱形状をなし、ケース１０の中心部には、右端から左方向に延びる穴１０ａが設けられている。換言すると、ケース１０は、円板部１０ｂと、円板部１０ｂから右方向に延びる円筒部１０ｃとを備える概略有底円筒形状をなす。

穴１０ａの奥端側（左端側）には第１空間１１が形成されている。第１空間１１は、右方を向く面１１ａと、面１１ａよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面１１ｂと、面１１ｂよりも右側に位置し、右方を向く円環状の面１１ｃと、面１１ｃよりも右側に位置し、左方を向く円環状の面１１ｄと、面１１ａと面１１ｂとを繋ぐ内周面１１ｅと、面１１ｂと面１１ｃとを繋ぐ内周面１１ｆと、面１１ｃと面１１ｄとを繋ぐ内周面１１ｇとにより画定される。

ケース１０内を径方向に延びる上述の高圧側油路４の内側端は、内周面１１ｇに開口している。ケース内を軸方向に延びる連通油路１０ｄの左端は、面１１ｄに開口している。第１空間１１には、高圧バルブ２０の弁体２１が配設される。

穴１０ａの軸方向中間部から径方向外向きに延在するようにして、第２空間１２が形成されている。第２空間１２における最外周部には、円環状のコイル７０が配設される。コイル７０は、非磁性材料からなる円環状のボビンの外周に、巻線が巻回されたものである。コイル７０の内周側は、非磁性材料からなる円筒部材７３により封止される。

ケース１０には、第１空間１１と第２空間１２とを区画する区画部１５が、径方向内側に延在するようにして設けられている。上述の連通油路１０ｄは、区画部１５を軸方向に貫通している。区画部１５の左端面は、上述の面１１ｄである。区画部１５の右端面は、右方に向かって縮径するテーパ面１５ａである。区画部１５の内周面１５ｂは、穴１０ａを画定する。

穴１０ａの開口端側（右端側）には、開口端に向かって拡径する拡径空間１３が形成されている。また、第２空間１２と拡径空間１３との間に、径方向外向きに延在するようにして、第３空間１４が形成されている。

第３空間１４は、右方を向く面１４ａと、面１４ａよりも右側に位置し、左方を向く面１４ｂと、面１４ｂよりも右側に位置し、左方を向く面１４ｃと、面１４ａと面１４ｃとを繋ぐ内周面１４ｄと、面１４ｂと面１４ｃとを繋ぐ外周面１４ｅとにより画定される。第３空間１４には、低圧バルブ３０の弁体３１が配設される。

ケース１０には、第２空間１２と第３空間１４とを区画する区画部１６が、径方向内側に延在するようにして設けられている。区画部１６の右端面は、上述の面１４ａである。区画部１６には、径方向に延びる油路と軸方向に延びる油路とを含む上述の低圧側油路５が形成されており、低圧側油路５の右端は、面１４ａに開口している。区画部１６の内周面１６ａは、後述するアーマチャ６０のフランジ部６２を案内する。

ケース１０には、第３空間１４と拡径空間１３とを区画する区画部１７が、径方向内側に延在するようにして設けられている。区画部１７の左端面は、上述の面１４ｂである。区画部１７の右端面は、右方に向かって拡径するテーパ面１７ａである。

以下の説明では、第２空間１２、第３空間１４および拡径空間１３をまとめて「シリンダ側空間１８」という場合がある。換言すると、ケース１０における区画部１５よりも右側に形成される空間を、シリンダ側空間１８という。

（高圧バルブ２０）
高圧バルブ２０は、弁体２１と、弁座として機能する区画部１５と、弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５と、を含む。

弁体２１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体２１は、非磁性材料でもよい。弁体２１は、円板部２２と、円筒部２３と、円筒部２４と、を有する。弁体２１は、軸方向に移動可能である。

円板部２２は、弁体２１の軸方向中間部において径方向に延在している。円板部２２の外周面は、左方に向かって縮径するテーパ面を含んで構成される。円板部２２の中心には、円板部２２を軸方向に貫通する穴２２ｄが設けられている。穴２２ｄは、内周円筒面と、内周円筒面の左端から左方に向かって拡径する凹曲面２２ｆによって画定される。

円筒部２３は、円板部２２から右方に延在している。円筒部２３の内周側には、後述する軸状体５０の本体部５２が収容される。円筒部２３の内周面は、本体部５２の外周面を案内する。円筒部２３の右端には、軸状体５０のフランジ部５５が当接可能である。円筒部２３の外周面は、区画部１５の内周面１５ｂに案内される。

円筒部２４は、円板部２２から左方に延在している。円筒部２４の内周側には、バネ２５および受け部材２６が収容される。円筒部２４の内周面は、バネ２５の外周面を案内する。円筒部２４の左端は、ケース１０の面１１ｂに当接可能である。

上述のとおり、高圧バルブ２０の弁座は、区画部１５によって構成される。弁体２１が着座するバルブシート部は、面１１ｄによって構成される。弁体２１の円板部２２の右方を向く面２２ｇと、面１１ｄとが接触することで、高圧バルブ２０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体２１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体２１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

バネ２５は、圧縮バネである。バネ２５は、例えばコイルばねである。図２に示す状態で、バネ２５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ２５の左端および右端は、ケース１０の面１１ａおよび受け部材２６に当接しており、バネ２５は、弁体２１を右方に向かって付勢している。バネ２５の外周面は、内周面１１ｅと、円筒部２４の内周面とに案内される。

高圧バルブ２０は、弁体２１が弁座としての区画部１５から離間し、高圧側油路４と連通油路１０ｄ（すなわちシリンダ側空間１８）との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体２１が弁座としての区画部１５に着座し、高圧側油路４と連通油路１０ｄとの間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（低圧バルブ）
低圧バルブ３０は、弁体３１と、弁座として機能する区画部１６と、弁体３１を開弁方向に付勢するバネ３５と、を含む。

弁体３１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体３１は、非磁性材料でもよい。弁体３１は、概略円環状をなし、内側円環部３２と、外側円環部３３と、連結部３４と、を有する。弁体３１は、軸方向に移動可能である。

内側円環部３２の右端面は、後述するバネ６５と当接可能である。図２に示す状態では、バネ６５は内側円環部３２に当接している。また、内側円環部３２の左端面は、後述するアーマチャ６０の本体部６１と当接可能である。内側円環部３２の中心に設けられた穴３２ａには、アーマチャ６０の軸部６４が挿通される。外側円環部３３の左方を向く面３３ａには、バネ３５が当接している。

連結部３４は、内側円環部３２の外周縁と外側円環部３３の内周縁とを連結している。連結部３４は、周方向に等間隔で複数設けられている。連結部３４のそれぞれは、ケース１０の区画部１７の面１４ｂと当接可能である。図２に示す状態では、連結部３４は、面１４ｂに当接している。連結部３４同士の隙間には、アーマチャ６０の間座６２ｃが挿通可能である。

上述のとおり、低圧バルブ３０の弁座は、ケース１０の区画部１６によって構成される。弁体３１が着座するバルブシート部は、面１４ａによって構成される。弁体３１の面３３ａと、面１４ａとが接触することで、低圧バルブ３０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体３１がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体３１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

バネ３５は、圧縮バネである。バネ３５は、例えばコイルばねである。図２に示す状態で、バネ３５は自然長よりも縮んだ状態である。すなわち、バネ３５の左端および右端は、ケース１０の面１４ａおよび外側円環部３３の面３３ａに当接しており、バネ３５は、弁体３１を右方に向かって付勢している。

低圧バルブ３０は、弁体３１が弁座としての区画部１６から離間し、低圧側油路５とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体３１が弁座としての区画部１６に着座し、低圧側油路５とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（パイロットバルブ４０）
パイロットバルブ４０は、弁体４１と、弁座と、弁体４１を閉弁方向に付勢するバネと、軸状体５０（本開示の「中継部材」に対応する）と、を含む。このうち、弁座は、高圧バルブ２０の弁体２１によって構成される。また、弁体４１を閉弁方向に付勢するバネは、高圧バルブ２０の弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５によって構成される。

弁体４１は、鉄等の磁性材料からなる。なお、弁体４１は、非磁性材料でもよい。弁体４１は、球体部４４を有する。球体部４４は、軸方向に移動可能である。

球体部４４は、弁体２１の凹曲面２２ｆと当接可能である。図２に示す状態では、球体部４４は凹曲面２２ｆに当接している。

軸状体５０は、本体部５２と、小径部５３と、フランジ部５５と、軸部５６と、を有する。軸状体５０は、軸方向に移動可能である。軸状体５０の左側に球体部４４が設けられている。軸状体５０は、鉄等の磁性材料からなる。なお、軸状体５０は、非磁性材料でもよい。

本体部５２は、軸方向に延在する概略円柱形状をなし、左側領域において徐々に縮径している。本体部５２は、弁体２１の円筒部２３の内周側に収容される。本体部５２の外周面は、円筒部２３の内周面に案内される。

小径部５３は、本体部５３の左端から左方に延在している。小径部５３は、弁体２１の穴２２ｄに挿通される。小径部５３は、弁体４１（球体部４４）に当接している。

フランジ部５５は、本体部５２から径方向外側に延在している。フランジ部５５の左方を向く面は、弁体２１の円筒部２３と当接可能である。フランジ部５５の右方を向く面には、アーマチャ６０との間に配設されるバネ６６（本開示の「弾性部材」に対応する）の左端が当接している。フランジ部５５の外周面は、ケース１０の区画部１５の内周面１５ｂに案内される。

軸部５６は、フランジ部５５から右方に延在している。軸部５６の右端は、アーマチャ６０の本体部６１の左端と隙間を介して対向している。軸部５６の外周面は、バネ６６の内周面を案内している。

上述のとおり、パイロットバルブ４０の弁座は、高圧バルブ２０の弁体２１によって構成される。弁体４１の球体部４４が着座するバルブシート部は、凹曲面２２ｆによって構成される。球体部４４の外周面４４ａと、弁体２１の凹曲面２２ｆとが接触することで、パイロットバルブ４０が閉じられる。なお、本実施形態では、弁体４１（球体部４４）がバルブシート部に面接触する態様について説明を行うが、これに限定されず、弁体４１がバルブシート部に線接触する態様でもよい。

上述のとおり、弁体４１を閉弁方向に付勢する機能は、高圧バルブ２０の弁体２１を閉弁方向に付勢するバネ２５により実現される。図２に示す状態で、バネ２５は、弁体４１を右方に向かって付勢している。

パイロットバルブ４０は、弁体４１が弁座としての弁体２１から離間し、高圧側油路４とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を許容する開位置（開弁状態）と、弁体４１が弁座としての弁体２１に着座し、高圧側油路４とシリンダ側空間１８との間の作動油の流通を阻止する閉位置（閉弁状態）とを取り得る。

（アーマチャ６０）
アーマチャ６０は、鉄等の磁性材料からなる。アーマチャ６０は、本体部６１と、フランジ部６２と、円筒部６３と、軸部６４と、を有する。アーマチャ６０は、軸方向に移動可能である。

フランジ部６２は、本体部６１から径方向外側に延在している。フランジ部６２の左端面は、左方に向かって拡径するテーパ面６２ａである。テーパ面６２ａは、ケース１０の区画部１５のテーパ面１５ａと当接可能である。フランジ部６２の外周面は、ケース１０の区画部１６の内周面１６ａに案内される。フランジ部６２には、フランジ部６２を軸方向に貫通する連通油路６２ｂが設けられている。

フランジ部６２には、非磁性材料からなる間座６２ｃが固定されている。間座６２ｃは、フランジ部６２から右方に突出している。間座６２ｃは、ケース１０の面１４ｂと当接可能である。図２に示す状態で、間座６２ｃは面１４ｂに当接している。

円筒部６３は、本体部６１から左方に延在している。円筒部６３の内周側には、上述のバネ６６が収容される。円筒部６３の内周面は、バネ６６の外周面を案内している。

軸部６４は、本体部６１から右方に延在している。軸部６４は、小径軸部６４ａと、小径軸部６４ａの軸方向中間部に設けられた大径軸部６４ｂとを有する。小径軸部６４ａは、弁体３１の内側円環部３２の穴３２ａに挿通されている。

上述のとおり、大径軸部６４ｂと、弁体３１の内側円環部３２との間には、バネ６５が配設されている。バネ６５は、圧縮バネである。図２に示す状態で、バネ６５は自然長の状態であり、バネ６５の左端および右端は、大径軸部６４ｂおよび内側円環部３２とそれぞれ当接している。

バネ６６の左端は、軸状体５０のフランジ部５５に当接している。バネ６６の右端は、本体部６１の左端に当接している。

（バルブユニット１の動作）
図２〜図７を参照して、バルブユニット１の動作について説明する。

コイル７０に対して通電が行われておらず、高圧バルブ２０がバネ２５によって閉位置（閉弁状態）とされ、低圧バルブ３０がバネ３５によって開位置（開弁状態）とされた状態（図２を参照）を、便宜上「初期状態」という。初期状態では、シリンダ３内の圧力は、低圧側油路５の圧力と等しい。

初期状態においてコイル７０に対して通電が行われると、ケース１０におけるコイル７０の右側領域、外側領域、および左側領域と、アーマチャ６０と、を通過する磁束が発生する（図３を参照）。これにより、アーマチャ６０を左方向に付勢する力Ｆ６１が発生する。

力Ｆ６１の大きさは、ケース１０の区画部１５のテーパ面１５ａと、アーマチャ６０のフランジ部６２のテーパ面６２ａとの隙間の大きさに応じて変化する。力Ｆ６１の大きさは、テーパ面１５ａとテーパ面６２ａとの距離が小さいほど、大きい。

アーマチャ６０が左方向へ移動する場合、弁体３１は、アーマチャ６０の大径軸部６４ｂと弁体３１の内側円環部３２との間に介在するバネ６５を介してアーマチャ６０に押圧され、アーマチャ６０と一体となって左方向へ移動する。

すなわち、コイル７０に対して通電が行われることによって、アーマチャ６０は、バネ３５の弾性力およびバネ６６の弾性力に抗して、弁体３１とともに、バネ３５およびバネ６６を圧縮させながら左方向へ移動する。図３は、低圧バルブ３０が閉弁状態となる直前の状態を示している。このとき、バネ６５は圧縮されていない。また、パイロットバルブ４０および高圧バルブ２０は閉弁状態である。

図３に示す状態で、弁体４１（球体部４４）には、第１空間１１とシリンダ室側空間１８との圧力差に起因して弁体４１を閉弁方向に付勢する力Ｆ４１と、バネ２５が弁体４１を閉弁方向に付勢する力Ｆ４２と、バネ６６が弁体４１を開弁方向に付勢する力Ｆ４３とが作用している。

また、図３に示す状態で、高圧バルブ２０の弁体２１には、第１空間１１とシリンダ室側空間１８との圧力差に起因して弁体２１を閉弁方向に付勢する力Ｆ２１と、バネ２５が弁体２１を閉弁方向に付勢する力Ｆ２２とが作用している。

アーマチャ６０が左方向に移動してバネ６６が圧縮されることで力Ｆ４３が増大し、Ｆ４１＋Ｆ４２＜Ｆ４３となった時点で、パイロットバルブ４０が開弁する（図４を参照）。図４では、パイロットバルブ４０が開弁状態、低圧バルブ３０が閉弁状態となっている。

図５を参照して、アーマチャ６０の左方向の移動と弁体４１（球体部４４）が受ける力との関係について説明する。図５の横軸にアーマチャ６０の左方向の移動量を示し、縦軸に弁体４１が受ける力を示す。図５に、バネ６６が圧縮されることで生じる力Ｆ４３で示す。

アーマチャ６０の左方向の移動に応じてバネ６６が徐々に圧縮され、バネ６６が軸状体５０を介して弁体４１を開弁方向に付勢する力Ｆ４３は、徐々に増大する。一方で、弁体４１を閉弁方向に付勢する力Ｆ４１，Ｆ４２が存在する。これにより、Ｆ４１＋Ｆ４２＞Ｆ４３である場合、弁体４１が左方向に移動しないため、パイロットバルブ４０は閉弁している。そして、Ｆ４１＋Ｆ４２＜Ｆ４３である場合、弁体４１が左方向に移動するため、パイロットバルブ４０は開弁する。

これに対して、例えば、アーマチャ６０と弁体４１の間にバネ６６が介在しない場合、コイル７０に対して通電が行われることで、アーマチャ６０は、左方向へ加速しながら移動し、弁体４１に直接当接する。アーマチャ６０と弁体４１の間に軸状体５０が介在する場合は、アーマチャ６０は、軸状体５０を介して間接的に弁体４１に当接して、弁体４１が左方向に移動する。このとき、弁体４１は衝撃荷重を受ける。つまり、単に、アーマチャ６０の移動に応じて弁体４１を移動する構造では、弁体４１が衝撃荷重を受けることとなるため、弁体４１の耐久性が問題となる。図５に、弁体４１が受ける衝撃荷重を破線で示す。本実施の形態では、バネ６６が圧縮されることで増大する力Ｆ４３によって弁体４１が左方向に移動するため、弁体４１は衝撃荷重を受けない。

高圧バルブ２０に関しては、パイロットバルブ４０が開弁することで、第１空間１１とシリンダ室側空間１８との圧力差が減少し、もって力Ｆ２１が減少する。また、弁体２１の円筒部２３と軸状体５０のフランジ部５５とが当接することで、弁体２１に、バネ６６が弁体２１を開弁方向に付勢する力２３が作用する。Ｆ２１＋Ｆ２２＜Ｆ２３となった時点で、高圧バルブ２０が開弁する（図６を参照）。高圧バルブ２０が開弁することで、高圧側油路４内の作動油がシリンダ３内に流入し、シリンダ３内の圧力が高圧側油路４内の圧力と等しくなる。

なお、本実施形態では、パイロットバルブ４０が開弁した状態では低圧バルブ３０は閉弁しているものを例に説明を行ったが、コイルに通電する電流の大きさ、または、第１空間１１とシリンダ室側空間１８との圧力差等によっては、低圧バルブ３０が閉弁する前にパイロットバルブ４０またはパイロットバルブ４０および高圧バルブ２０の両方が開弁することがある。なお、その場合であっても、低圧バルブ３０が閉弁するタイミングと、高圧バルブ２０が開弁するタイミングとは、ほぼ同時である。

低圧バルブ３０が閉弁状態とされ、かつ、高圧バルブ２０が開弁状態とされた状態で、コイル７０に対する通電を停止すると、低圧バルブ３０は、シリンダ３内の圧力が低圧側油路５内の圧力よりも高くなっているため、閉弁状態を維持する。一方、高圧バルブ２０およびパイロットバルブ４０は、アーマチャ６０を左方向へ付勢する力が消失するため、バネ２５によって閉弁方向へ付勢され、閉弁する。

アーマチャ６０も、バネ６６の弾性力により右方へ付勢され、右方に移動する（図７を参照）。なお、アーマチャ６０の間座６２が区画部１７の面１４ｂに当接した時点で、バネ６５は自然長の状態であり、バネ６５と弁体３１の内側円環部３２およびアーマチャ６０の大径軸部６４ｂの少なくとも一方との間には隙間が存在することになる。

この状態で、ピストン６（図２を参照）が下降する等などしてシリンダ３（図２を参照）内の圧力が低下すると、低圧バルブ３０が開弁し、初期状態となる。

以上説明したように、本実施形態に係るバルブユニット１は、油圧ポンプモータ２のシリンダ３と高圧側油路４とを開閉する高圧バルブ２０と、弁座および弁座に着座可能な弁体４１を有し、油圧ポンプモータ２のシリンダ３と高圧側油路４とを開閉することで、高圧バルブ２０が開閉可能に構成されるパイロットバルブ４０と、電磁力により、左方向に移動するアーマチャ６０と、アーマチャ６０と弁体４１との間に介在するバネ６６と、を備え、アーマチャ６０は、左方向に移動してバネ６６が圧縮されることで、バネ６６から弁体４１に伝達される左方向の力が増大し、弁体４１が左方向に移動して弁体４１が弁座から離間可能に構成されている。

これにより、アーマチャ６０がバネ６６を介して弁体４１を押すため、弁体４１が衝撃荷重を受けないため、耐久性を上げることが可能となる。

さらに、本実施形態によれば、軸状体５０がバネ６６と弁体４１との間に介在し、バネ６６の一端がアーマチャ６０に当接し、バネ６６の他端が軸状体５０に当接している。また、軸状体５０が弁体４１に当接している。これにより、電磁力により、アーマチャ６０が軸状体５０に衝突することもなく、また、軸状体５０が弁体４１に衝突することもなく、弁体４１が衝撃荷重を受けないため、耐久性を上げることが可能となる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

上述の実施形態では、電磁力により、アーマチャ６０がバネ６６および軸状体５０を介して弁体４１を移動する態様を例に説明を行ったが、これに限定されない。アーマチャ６０がバネ６６を介して弁体４１を移動する構造であれば、上記以外の態様でもよい。また、バネ６６は引張バネであってもよい。引張バネの場合、アーマチャ６０の左方向の移動で、引張バネが伸長されることで、引張バネから弁体４１に伝達される左方向の力が増大し、弁体４１が左方向に移動して弁体４１が弁座から離間可能に構成される。

本開示のバルブユニットによれば、耐久性を上げることができ、産業上の利用可能性は多大である。

１ バルブユニット
２ 油圧ポンプモータ
３ シリンダ
４ 高圧側油路
５ 低圧側油路
６ ピストン
７ リンク機構
８ クランク軸
１０ ケース
１０ａ 穴
１０ｂ 円板部
１０ｃ 円筒部
１０ｄ 連通油路
１１ 第１空間
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 面
１１ｅ、１１ｆ、１１ｇ 内周面
１２ 第２空間
１３ 拡径空間
１４ 第３空間
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 面
１４ｄ 内周面
１４ｅ 外周面
１５ 区画部（弁座）
１５ａ テーパ面
１５ｂ 内周面
１６ 区画部（弁座）
１６ａ 内周面
１７ 区画部
１７ａ テーパ面
１８ シリンダ側空間
２０ 高圧バルブ
２１ 弁体（弁座）
２２ 円板部
２２ｄ 穴
２２ｆ 凹曲面
２２ｇ 面
２３ 円筒部
２４ 円筒部
２５ バネ
２６ 受け部材
３０ 低圧バルブ
３１ 弁体
３２ 内側円環部
３２ａ 穴
３３ 外側円環部
３３ａ 面
３４ 連結部
３５ バネ
４０ パイロットバルブ
４１ 弁体
４４ 球体部
４４ａ 外周面
５０ 軸状体
５２ 本体部
５３ 小径部
５５ フランジ部
５６ 軸部
６０ アーマチャ
６１ 本体部
６２ フランジ部
６２ａ テーパ面
６２ｂ 連通油路
６２ｃ 間座
６３ 円筒部
６４ 軸部
６４ａ 小径軸部
６４ｂ 大径軸部
６５ バネ
６６ バネ
７０ コイル
７３ 円筒部材

Claims (5)

1. 流体機械の作動流体室と作動流体流路とを開閉するバルブと、
   弁座および弁座に着座可能な弁体を有し、前記作動流体室と前記作動流体流路とを開閉することで、前記バルブが開閉可能に構成されるパイロットバルブと、
   電磁力により、第１の方向に移動する移動部材と、
   前記移動部材と前記弁体との間に介在する弾性部材と、
   を備え、
   前記移動部材は、第１の方向に移動して前記弾性部材が弾性変形することで、前記弾性部材から前記弁体に伝達される第１の方向の力が増大し、前記弁体が第１の方向に移動して前記弁体が前記弁座から離間可能に構成されている、
   バルブユニット。
2. 前記弾性部材と前記弁体の間に介在する中継部材を備える、
   前記中継部材は、前記弁体に当接している、
   請求項１に記載のバルブユニット。
3. 前記弾性部材の一端は前記移動部材に当接し、かつ、前記弾性部材の他端は前記中継部材に当接している、
   請求項２に記載のバルブユニット。
4. 前記弁体を第１の方向とは反対の第２の方向に付勢する付勢部材を備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載のバルブユニット。
5. 前記バルブは、第２弁座および第２弁座に着座可能な第２弁体を有し、
   前記弁座は、第２弁体によって構成される、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブユニット。

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