JP2560102B2 - 変調液圧制御弁とその組立方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般に液圧制御弁の技術とそれを組み立て
る方法とに係わる。特に本発明は、制御圧力を必要とす
る装置に関連して用いられる改良液圧変調圧制御弁にお
いて、制御機構のパルスを一層正確に制御圧力装置へ伝
達するように作動液の流入を変調する機構があるように
した制御弁に関するものである。更に、この改良弁のソ
レノイドは、様々な性能基準を備えるように調整可能で
ある。最後に、この改良弁を組み立てる方法を示してあ
る。

〔従来の技術〕

変調液圧制御弁は、液圧弁技術上では周知されてい
る。この種の弁の好例が、1985年９月３日付発行の、
「圧力調整器」と称する米国特許出願第4,538,644号に
示されている。その発明の好適な実施例においては、シ
リンダへの作動液の出入が変調器により制御される。プ
ランジャは、オリフィスを通じすきまを増減して、それ
により室内の圧力を制御する。別の同様な弁が、1986年
３月18日付発行の、「液圧低減制御弁」と称する米国特
許第4,576,200号に示されている。その発明にも、ポン
プからの作動液の流れを制御する変調器またはソレノイ
ドが利用されている。プランジャによって室へ送り込ま
れる液からの圧力により、制御圧力を必要とする装置へ
液を供給し得る位置までスリーブ弁が動かされる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記米国特許第4,538,644号および同第4,576,200号に
加えて、本発明の初期の型には類似の構成や作動が用い
られていた。その弁とその他の諸設計との間には、下記
に言及する幾つかの相違点が存在する。ばねまたはその
他の偏せ素子からの力に抗して、孔を被っているディス
クをその孔から遠方へ磁力で動かすことによって弁の開
閉を制御するためにソレノイド使用できることは、技術
上周知されている。この磁気吸引は、磁界を生成する固
定ソレノイドにより生成することができる。ソレノイド
の場が断たれた後の残留磁気のため、弁のディスク部分
の運動に対して諸問題が発生する。更にまた、固体の平
たん面と液との間に生ずる自然付着が、特に寒天の際
の、弁の理想的な作動を妨げる可能性がある。更に、上
記の如き以前の型の弁の場合、磁界の特性は変更するこ
とが不可能であったし、ディスクの運動の性能仕様や弁
の出力特性の調整は全く不可能であった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の目的は、弁の所望の出力特性に応じて調整で
きる改良液圧変調圧力制御弁を提供することにある。

本発明による変調液圧制御弁は中央柱を有するソレノ
イドを有する。そして、この中央柱は軸線方向に移動可
能であり、ソレノイドが励磁されたときに電機子とソレ
ノイドとの間の磁気抵抗を調節することが可能であり、
これによって中央柱の軸線方法の位置が調節されて固定
されると、複数個の液圧制御弁を全て同じ入力シグナル
（信号）で開くことが出来る。これは、制御弁を電子制
御装置を有する装置と共に使用するときに重要なことで
ある。

また、本発明による他の変調液圧制御弁においては、
その電機子のソレノイドの端部に接触する面に少なくと
も３個の離隔された凹み部分が設けられており、これに
よって、電機子が残留磁気や電機子とソレノイドとの間
の油等によってソレノイドの端部に付着することを防止
している。

また、本発明による変調液圧制御弁を組み立てるシス
テムおよび方法では、弁に空気圧を加え、ソレノイドと
このソレノイドに磁気的に引き付けられた電機子とを本
体部材に関して移動して弁の出口と入り口との距離を変
更し、若し弁の出口空気圧力が所望の程度であればソレ
ノイドと本体部材とを互いに締結してその距離を固定す
るようになっている。これにより、実際的であり且つ効
果的に弁を組み立てることが可能であり、同一の作動特
性を繰り返し利用することができる。

〔実施例〕

各図において、類似の構成諸要素は同様の参照数字で
示してある。

1.一般的構成 ここで第１図について説明する。同図には、本発明の
好適な実施例による液圧制御弁（以降、弁と称する）20
が示されている。それはソレノイド22と本体部材24とか
ら成っている。ソレノイド22と本体部材24との境界面に
は、先行技術にまさる改良された構造の波形ばね26と電
機子28とがある。ソレノイド22、本体部材24、波形ばね
26および電機子28は、外側の管すなわちスリーブ30によ
り、予め定められた相対的配置関係で保持される。

第１図では弁20が、中に本体部材24をねじ込み得る中
心の孔36を備えた主本体34を有する包括的な取付部32に
取り付けて示されている。弁20は、Ｏリング38により、
取付部32に対してシールされている。取付部32には、タ
ンク44からの液を送り出すように設計されたポンプ42へ
取り付けられる入口40がある。出口46は入口40と平行に
且つそれに近接して位置しているが、両ポートの相対位
置は設計上の選択および便宜上の問題である。出口46は
（下記に述べる若干の条件下にある）液を、弁20で制御
するよう、液圧装置48へ送り出すように設計される。最
後に、取付部32は、孔36と概ね同軸であり且つタンク44
へ戻る液の経路を提供する排出ポート50を備えている。

本体部材24は、予め選定された条件の下に出口46へ液
が送り出され得るような態様で取付部３へはめ込まれ
る。従って本体部材24は、主として、作り付けの制御ノ
ズルを備えた導管として役立つ。主本体52は概ね円筒状
であり、その全長にわたり中心と同軸な孔54が延在して
いる。孔54は、それが本体部材24の頂部で可成り狭くな
り、従って比較的小さいノズル56を形成している以外は
一様な直径から成っている。

本体部材24の上面60には、ノズル56を囲んではいる
が、該ノズル56からは半径方向に離隔された、同心の環
状空間58が形成されている。２本の通路62が、環状空間
58を第二環状空間64へ連結している。第１図でわかるよ
うに、弁20が取付部32へ取り付けられると、第二環状空
間64が、上方の環状空間58と入口40との間での液の連通
を可能にさせる。同様な態様で、本体部材24の中心の孔
54を貫いて横切る横断孔66により、ノズル56と出口46と
の間での液の連通が可能となる。

この好適な実施例においては、入口40と出口46との間
での液の連通（漏れ）が第三環状空間70内に位置し且
つ、適正にはめ込まれた時に孔36の表面と本体部材24と
をシールするＯリング68によって防止される。同様に、
出口46と排出ポート50との間での液の連通（漏れ）が別
のＯリング72によって防止される。本体部材24の底部傾
斜面74は、Ｏリング72により、取付部32の孔36に対しシ
ールされている。本体部材24の底面80と孔36の底部との
間に位置する座金76には縮小されたオリフィス78があ
り、従ってそれが孔54内の加圧状態の液用の可変なノズ
ル56と直列に固定絞り部として作用し、それにより液が
タンク44へ計量しながら戻される。オリフィス78は、弁
20の作動に要望される出力特性によって指示される予め
決められた寸法にできる。

ノズル56と上方の環状空間58との間の連通は、電機子
28により制御される。第１図でわかるように、電機子28
は、その閉鎖位置にある際、ノズル56と環状空間58との
間の何れかの連結部をもシールする。その高い位置にあ
る場合には、ポンプ42からの液が入口40を経由し、通路
62および電機子28の底面の下側に形成された空間を通
り、然る後ノズル56内へと流れる。電機子28の運動は、
弁20への給電を止める場合は波形ばね26、弁20をパルス
発生器90で励磁させる場合はソレノイド22、の双方によ
って交互に制御される。

一般にソレノイド22は、本体部材24の上方へ取り付け
られる。ソレノイド22は中央柱84から成り、その周りで
巻線（コイル）86が、中央柱84の長手方向中心の大部分
を囲む二部分のプラスチック製の環状ケーシング88内に
閉じ込められている。コイル86は、コイル86を交互に励
磁または非励磁させるように設計されたパルス発生器90
へ導線92で接続される。コイル86の上方には、管30と相
まって、後段で更に詳細に説明する圧縮された形態にソ
レノイド22を保持するエンド・プレート94がある。エン
ド・プレート94は、組立て中、中央柱84がそこを貫通し
且つそこを通して動き得るように、環状をなしている。
コイル86の直ぐ下には、環状の外柱96があり、その底面
が波形ばね26の上面を保持している。加圧された液から
コイル86とそのケーシング88とをシールし且つ保護する
ため、外柱96と中央柱84とケーシング88との間にＯリン
グ98が圧縮されている。このソレノイド22の中には中央
柱84が締めりばめで、しかも組立て中はそれを軸線方向
に調整できるように移動自在に、確実に保持されてい
る。

弁20とソレノイド22との全組立体は、外側の管30によ
り適切な配置方向に保持される。クリンプとは、密封ま
たは結合を行うために、特に管または円形形状のものを
はさんでつまむか締めつけることである。第一クリンプ
100が外柱96の環状空間102に当たって、それを機械的シ
ールによって動かぬようにさせている。ソレノイド22を
正しい圧縮配置方向に保持するため、第二クリンプ104
が段付き外面106に沿ってエンド・プレート９に当たり
且つそれを保持する。最後に、第三クリンプ108が主本
体52の外側環状空間110に当たる。弁20の残部に対する
本体部材24の配置方向は特に重要であり、後段に説明す
る方法により達成される。

2.作動および性能レベル設定のための中央柱調整 ここで、上記した一般的構成に関連した、弁の作動を
説明する。この説明の目的のため、弁20は、選択的に変
更できる制御圧力を必要とする液圧装置48を制御するた
めに使用されるものと仮定する。弁20は、この用途の場
合、液圧装置48に対す要求に応じた調整された流れを提
供するために使用される。

第１図に見られるその当初の位置、即ち変調された圧
力が全く存在しない場合には、電機子28の上面の液圧に
加えて波形ばね26により、電機子28がノズル56の方へ偏
倚され、ノズル56と環状空間58との間の液の連通が止め
られる。出口46は、横断孔66とオリフィス78とを通じて
画成された流路により、排出口50およびタンク44と連通
する。液圧装置48へ付加的な液圧を供給することが望ま
れる場合は、パルス発生器90がコイル86を周期的に励磁
し、これにより電機子28が磁気に引き付けられて持ち上
がる。電機子28が持ち上がった位置にある間、ノズル56
を通じて流出した液は出口46へ供給される。コイル86が
非励磁状態になると、このとき電機子28は波形ばね26の
ばね力を受けてその初期位置へ戻ることを許され、これ
により入口40を出口46からシールする。過去の経験で
は、電機子28がソレノイド22へ付着する諸問題に遭遇し
ている。特に、この付着は電機子28と外柱96との間の残
留磁気、および油の粘度が増大する際、電機子28と外柱
96との間に自然に発生する液体〜固体接着効果によるも
のである。現在までずっと、電機子28はこの付着問題を
回避するように改良されてきた。

第2A図に示されるように、電機子28は、該電機子28の
下部の周りに環状の棚23を備えた主要ディスク部分から
成る。この棚23の上には、より小径の円周面25がある
が、棚23および面25の目的は後段で説明する。電機子28
は、好適な実施例においては第2B図に見られる上側面
（第二面）27を有しており、この面27にはその直径上で
反対方向に位置する二つの孔29が形成され、これらの孔
29は電機子28を完全に貫いて延在し且つ面27に対して垂
直であり、面27の外周縁には複数の凹み部分112が隔置
されている。第2C図でわかるように、各凹み部分112に
は、凹所114と、その周囲を囲む高く縁取られた円周状
のリップ116とがある。好適な実施例においては、面27
の外周縁付近に三つの凹み部分112が等距離に隔置され
ている。

ソレノイド22に向かったり、該ソレノイド22から離れ
る軸線方向の移動中の電機子28の上反りを最小とするた
めには、少なくとも三つの凹み部分112が必要である。
各凹み部分112の凹所114やリップ116の特定の寸法は、
弁20の所望の出力特性によって指示される設計上の選択
の問題である。残留磁気、集積したほこり、および液体
と固体間に自然に発生する接着効果よる付着を最小とす
るために、ソレノイド22と電機子28との間に、凹み部分
が適切な隙間を維持する、ということに留意すれば充分
である。

電機子28の実際の作用（functioning）は、電機子28
とコイル86によって誘導される磁極との間の相互作用に
より、部分的に制御される。特定の性能特性は、意図す
る用途、パルス発生器90で用いられる入力信号の形式、
およびその他の選択された基準に応じて変動する。種々
の用途に応じて弁20をあつらえること（customizatio
n）を可能とするために、中央柱84は組立（即ち最終ク
リンプ作業）の後、軸線方向に移動することができる。

更に具体的に言えば、中央柱を軸線方向に移動するこ
とにより圧力利得（gain）を移動できるようになってい
る。仮にコイル86を励磁するために使用されるパルス発
生器90への入力信号の大きさが25％まで変わるとして
も、出口46から流出する液体の圧力は、所望の圧力特性
を達成するべく、調整または制御することができる。即
ち、中央柱84を弁20の長手軸線方向に沿って外柱96の底
面118の軸線方向水準（位置）により近く位置付けて電
機子28の最大軸線方向変位を限定することにより、上記
した25％の入力範囲内の入力信号に対しても一定の制御
圧力に調整することができる。ソレノイド22組立時、中
央柱84は外柱96の底面118の軸線方向位置から電機子28
とは反対方向にかなり離隔されて位置付けられる。この
ように中央柱84が外柱96の底面118の軸線方向位置より
もかなり離隔されて位置付けられたことにより、コイル
86が励磁される時に形成される回路により大きな磁気抵
抗（ギャップ83）が生じるので、電磁界がより弱くな
る。仮に、中央柱84を外柱96の底面118により近い軸線
方向位置へ移動すると、ギャップ83が減少するので、ソ
レノイド22が電機子28を引き付ける磁気力が増大する。
所与の入力信号のもとでは、磁気力が増大するにつれ
て、制御（出力）圧力も同様にして増大する。それ故、
固定周波数における所与のパルス幅信号のもと、ソレノ
イド22はその原型の組立中、中央柱84が電機子28へ向か
って移動するにつれて、電機子28をより迅速に吸引する
ようになる。ソレノイド22が電機子28をより迅速に吸引
するようになると、これにより圧力利得の移動が生じ、
その結果、入力信号のパルス幅を微小範囲内で変えるこ
とで新たな圧力利得を得ることができるようになる。し
たがって、一定のパルス幅信号のもと、多数の弁に対す
る制御圧力を同じレベルに調整することができる。これ
は、電子制御装置とインターフェースで接続することを
容易にするために、全てが同一入力信号で中立帯から離
脱しなければならない二段階制御弁に適用する時、特に
重要な特徴である。

3.組立て過程 一般的な組立て過程は、ソレノイド22の形成で始ま
る。コイル86は、コイル圧縮力が約1557N（350lb）とな
るように、この好適な実施例ではプラスチックのケーシ
ング88内に閉じ込められている。これは、弁20の正常な
作動中に遭遇する熱膨張や収縮に耐えることのできる何
れかの適当なプラスチック材料を用い、当業者には周知
の方法で達成することができる。この好適な実施例にお
いては、中央柱84の下端82が外柱96の下面118から軸線
方向へ約0.254mm（0.010in）移動するようにして、中央
柱84がエンド・プレート94へ押し入れられる。

ソレノイド22の反対側の端部では、エンド・プレート
94が、その周りの段付き面106により第一クリンプ104に
保持されている。この好適な実施例の場合継目なし鋼管
である外側の管30は、適切なプラスチック材料で作られ
たキャップ120を中央柱84およびエンド・プレート94の
上に置けるように、エンド・プレート94をわずかな距離
だけ超えて延在している。導線92はエンド・プレート94
とキャップ120とを貫き且つそこから延びている。ソレ
ノイド22の上端部が完成したら、外柱96を包含する下端
部を確実に締結しなければならない。

Ｏリング98は中央柱84の周りに置かれ、外柱96により
ケーシング88に向かい圧縮され、それによりケーシング
88およびコイル86用液密シールを生成する。これは、ソ
レノイド22の構成諸要素がエンド・プレート94に向かい
上方へ押圧される最終コイル圧縮段階中になされる。全
ての部分が圧縮を受けている間に外側の管30が外柱96へ
締結され、固定され、且つシールされる。この好適な実
施例の場合、このシールされたクリンプ100は、漏れる
ことなく20,585,000Pa（3000psi）の連続液圧に耐えな
ければならない。

最終的な弁組立て中に、主本体52を外側の管30へ締結
し、固定し且つシールしなければならず、結果として生
ずるクリンプ108もまた、なるべくなら、20,585,000Pa
（3000psi）の連続液圧に耐え得ることが望ましい。最
終組立て中、主本体52は、ギャップ83を設定できるよう
に、外柱96から離して位置決めしなければならない。こ
の好適な実施例の場合、電機子28は、波形ばね26によ
り、一方向に対向する平均0.203mm（0.08in）の行程で
主本体52と外柱96との間で軸線方向へ自由に動き得る。
組立て過程での改良は、この段階において、新しい方法
が更に迅速であり且つ、結果として生ずる作動の精度の
可成りの改善を伴った、単純化された諸部品を製造業者
が用い得るようにさせるという点で、最終的な弁組立
て、である。

三つのクリンプ100、104、108の全てが、三部分型に
より形成された単一クリンプである。この型は、外側の
管30の全周を囲んで連続的なクリンプを形成する。ソレ
ノイド22が作られた後、電機子28と波形ばね26とが加え
られ、その後、以下に説明する態様で主本体52が定位置
に置かれ且つシールされる。

第３図でわかるように、最終的な弁組立て中の弁20の
作動状態をシミュレートするために、別個の回路200が
設計されている。最初、第１図の取付部32に概ね類似し
た組立体取付部32′に本体部材24が取り付けられる。取
付部32′には主本体34′がある。本体部材24の中心の孔
54には供給ポート50′が連結される。更に、制御ポート
46′は横断孔66へ連結される。環状空間64は、排出空気
が流出するように、排出ポート47′を介して大気へ通気
される。弁とオリフィス・プレート76′との間のＯリン
グ72′は、制御ポート46′、供給ポート50′間の漏れを
防止する。別のＯリング68′は、ポート46′、排出ポー
ト47′間の漏れを防止する。

本体部材24は、斜めの内面204で本体部材24と係合す
るジョー202によって動かぬように保持され、かくして
最終的な弁組立て中の本体部材24の軸線方向の変位が防
止される。ジョー202に隣接してクリンプ型206がある
が、その明確な機能を後段で更に詳細に説明する。これ
らの型206は、本体部材24内の加工された環状空間110へ
外側の管30（およびソレノイド22）を保持する連続的な
クリンプ108を形成することができる。

回路200およびその他類似の構成図、空気圧および
（または）液圧管路が実線で、一方電気的な接続が一点
鎖線で示されていることは留意すべきである。制御ポー
ト46′は、感知された圧力を、線路220を経由してデジ
タル読出し216とアクチュエータ・サーボ制御素子218と
の双方へ送られる弁20からの圧力フィードバックを表わ
す比例電気信号に変換するエア・トランスデューサ214
へ、管路208を介して横断孔66を連結する。

供給ポート50′およびジョー202は、後段で説明する
条件の下にある空気弁224から管路222を経由して圧力を
受ける。圧力は、空気圧縮機226で生成され、複合され
た空気ろ過器、調整器ならびに潤滑装置228を経て送ら
れ、その後、管路230を経由して弁224に供給される。入
口ポート40からの空気は、組立て中に、排出ポート47′
を経て大気へ通気される。

クリンプ型206用の液圧は、ポンプ234から弁232を経
て供給される。ポンプ234はまた、管路236を経由してサ
ーボ弁244へも液圧を供給する。この好適な実施例の場
合、13,790,000Pa（2000psi）を解放できるリリーフ弁2
38は、管路236内の圧力の一部分を排出させるためにも
使用できる。また、回路200を交互に用いて予備のクリ
ンプ100、104や最終的なクリンプ108を形成することが
できるので、アクチュエータ・サーボ制御素子218へ供
給される圧力を選択的に変化させるために、レデューサ
（reducer）242と共に選択弁240を利用できる。

アクチュエータ・サーボ制御素子218は、比較器246で
制御される三位置の四方サーボ弁244で構成される。比
較器246は、そのフィードバック信号を線路220から、ま
たその参照信号、即ち設定値を線路248および設定値生
成器250から受ける。設定値生成器250は、選択弁240と
同様に、予備のコイル・クリンプ100、104または最終的
なクリンプ108の何れが形成されるかに従って交替する
調節点を備える。四方サーボ弁244はアクチュエータ254
内のピストン252の位置を変える。ピストン252には、コ
イル取付部258を取り付けたロッド256が連結される。取
付部258上のクランプ260は、ソレノイド22を定位置へ確
実に保持する。導線92は、切り換えられた電圧源262へ
つながれて、コイル86を選択的に励磁する。

最終的な弁の組立てを達成する際の回路200の作動を
ここで説明することができる。最初に、図示の如く、下
部の本体部材24が組立体の取付部32′に取り付けられ
る。同様に、ソレノイド22がコイル取付部258へ適正に
配置される。コイル86へ電圧が加えられ、波形ばね26が
その中心に整合される。この好適な実施例においては、
外柱96が内溝97を有し、その内径が波形ばね26の外周33
と密接に適合してそれを定位置に保持するので、心出し
は目視検査により達成することができる。同様な方法
で、電機子28と外柱96との間で圧縮された波形ばね26で
電機子28が外柱96へ磁気で締結される。電機子28は、波
形ばね26の内径31に密接に適合する外周面25を有し、従
って電機子28はばね26の内部に、且つそれに対して、保
持される。ソレノイド22、電機子28および波形ばね26
は、今度は第３図の第二位置にあり、従って弁の開閉状
態を反復している。

最終クリンプ作業については、最初、管路230に対し
て弁224が閉じ、一方それに対して弁210が開いて、エア
・トランスデューサ214が供給圧力の読みを得られるよ
うにされる。また、設定値生成器250および選択弁240は
最終クリンプ作業に対してセットされる。次いで、管路
230に対して弁210が閉じ、一方それに対して弁224が開
き、ジョー202をロックし、固定オリフィス78′（第３
図参照）を経て既知の圧力が供給ポート50′内に加えら
れる。供給ポート50′内の空気は中心の孔54に沿い、ノ
ズル56を通って流れ、一方、結果として生じた空気の圧
力は制御ポート46′、弁210および管路208、212を経由
してエア・トランスデューサ214に行く。この結果とし
て生じた圧力は、固定オリフィス78′とノズル56との間
で生成される。これが制御圧力である。

エア・トランスデューサ214によって測定される制御
圧力は、ノズル56で遭遇した抵抗の関数である。この抵
抗はまた、電機子28とノズル56との間の、それらが軸線
方向に極めて接近している際の間隙の関数である。ノズ
ル56からの過剰空気は、ノズル56と電機子28とのすきま
を通り、且つ排出ポート47′を通って吐出される。エア
・トランスデューサ214とデジタル読出し216とが、管路
212内のフィードバック圧力を、間隙のデジタル読出し
に変える。この電気信号はまた、比較器246に送られ、
そこでそれが設定値生成器250からの設定値と比較され
る。四方サーボ弁244は、ソレノイド22を近くや遠くへ
動かしたり、参照およびフィードバック信号が整合した
場合は、それを定位置に保持したりするように調整され
る。

二つの信号が整合すると、弁232が切り換わってクリ
ンプ型206を閉じ、ソレノイド22を本体部材24に対して
シールする。この好適な実施例の場合、外柱96からの電
機子28の平均変位は0.203mm（0.008in）である。上記の
組立て方法によれば、±0.005mm（0.0002in）の精度が
得られる。

第３図は一つの好適な回路を示しており、従って、こ
の組立て技法の目的が理解された後、当業者により、他
のものに置き換えることもできる。従って本発明は、特
定的に開示した好適な実施例によってではなく、特許請
求の範囲によってのみ限定されるものである。

〔発明の効果〕

以上の如く、本発明による変調液圧制御弁では、電機
子とソレノイドとの間の磁気抵抗を調節することが可能
であり、これによって中央柱の軸線方向の位置が調節さ
れて外柱に関してその軸線方向の位置が固定されるよう
になっており、これによって複数個の液圧制御弁の全て
を同じレベルの入力信号で開くように調節することが出
来る。

また、本発明による他の変調液圧制御弁においては、
電機子が残留磁気や油等によってソレノイドの端部に固
着することを防止している。

また、本発明による変調液圧制御弁の作動特性を設定
する方法によっても中央柱の軸線方向の位置が調節され
てその位置が固定されるので、上記の変調液圧制御弁に
おけると同様に、複数個の液圧制御弁の全てを同じレベ
ルの入力信号で開くように調節することが出来る。

また、本発明による変調液圧制御弁を組み立てる装置
および方法によると、弁に既知の空気圧を供給してその
圧力降下を測定し、この圧力降下の大きさに従ってソレ
ノイド22とこのソレノイドに磁気的に引き付けられた電
機子28とを本体部材24に関して動かしてこれらを所定の
間隔で固定するので、変調液圧制御弁を実際的であり且
つ効果的に組み立てることが可能であり、同一の作動特
性を繰り返し利用することができる。

また、本発明による変調液圧制御弁を組み立てる方法
によっても、弁に既知の空気圧を供給してその圧力降下
を測定し、この圧力降下の大きさに従ってソレノイド22
とこのソレノイドに磁気的に引き付けられた電機子28と
を本体部材24に関して動かしてこれらを所定の間隔で固
定するので、前述の変調液圧制御弁を組み立てる装置と
同様に変調液圧制御弁を実際的且つ効果的に組み立てる
ことが可能であり、更に同一の作動特性を繰り返して利
用することが出来る。

図面の簡単な説明 第１図は最終的に組み立てられた本発明の弁の平断面
図、第2A図は本発明の改良ディスク電機子の平面図、第
2B図は線2B−2Bについての第2A図のディスク電機子の断
面図、第2C図は線2C−2Cについての第2A図のディスク電
機子の凹所の断面図、第３図は本発明の弁を組み立てる
ために用いられた回路網および機構の構成図であり、第
３図においては液圧および空気圧の連結部や管路を実線
で示し、電気的な接続部や線路を一点鎖線で示してあ
る。

20……弁（変調液圧制御弁）、22……ソレノイド、26…
…波形ばね（偏倚装置）、27……第二面、28……電機
子、29……孔、30……スリーブ（管）、32′,202,258…
…保持装置、46′……制御ポート、52……本体部分、54
……出口ポート、58……室、60……上面、62……入口ポ
ート、78……排出ポート、78′……固定オリフィス、82
……下面、84……中央柱、86……巻線、88,98……シー
ル装置、90……電源、94……エンド・キャップ、96……
外柱、112……凹み部分、114……凹所、116……リッ
プ、200……変調液圧制御弁を組み立てる装置、206……
シール装置、214……測定装置、220……電気信号、222
……圧力供給装置、252……ピストン、254……移動装
置、256……ロッド、260……クランプ

フロントページの続き (72)発明者 コルツ，ロナルド チャールズ アメリカ合衆国53029 ウイスコンシン 州ハートランド，ピーターセン ロード ダブリュ ‐ 332 エヌ ‐ 7942 (56)参考文献 特開 昭60−1403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−248113（ＪＰ，Ａ) 米国特許3926405（ＵＳ，Ａ)

Claims (26)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変調液圧制御弁（20）において、 （ａ）円筒状のスリーブ（30）と、 （ｂ）該スリーブ（30）内に設けられたソレノイド（2
   2）であって、 中央柱（84）と、 該中央柱（84）の下部を囲む環状外柱（96）にして、前
   記ソレノイド（22）の作動時には前記中央柱（84）が前
   記環状外柱（96）に対して相対的にその位置が固定され
   る前記環状外柱（96）と、 前記外柱（96）より上位で前記中央柱（84）の部分を実
   質的に包囲する巻線（86）と、 該巻線（86）中の電流により前記中央柱（84）および前
   記外柱（96）に磁界が誘導されるように前記巻線（86）
   へ電流を供給できる、前記巻線（86）に連結された電源
   （90）と、 前記巻線（86）より上位にある環状の端部キャップ（9
   4）とを有するとともに、 その下面（82）が概ね平坦なソレノイド（22）と、 （ｃ）前記スリーブ（30）内に設けられ前記ソレノイド
   （22）から離隔された本体部材（24）であって、 前記ソレノイド（22）の前記下面（82）と共に室（58）
   を画成する概ね円形の上面（60）を有する概ね円筒状の
   本体部分（52）と、 該本体部分（52）を貫いて前記室（58）から延びる出口
   ポート（54）と、 前記本体部分（52）を貫き且つ前記出口ポート（54）に
   近接して前記室（58）へ延びて加圧された作動液を前記
   室（58）へ通す複数の入口ポート（62）と、 前記出口ポート（54）に連結された排出ポート（78）と
   を含む本体部材（24）と、 （ｄ）前記室（58）内の制御装置であって、 前記中央柱（84）および前記外柱（96）から独立して第
   一のシール位置と第二の開位置との間を移動できる電機
   子（28）にして、 該電機子（28）が前記第一のシール位置にある時は前記
   入口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の連通
   が妨げられて前記上面（60）と接触し、且つ 前記電機子（28）が前記第二の開位置にある時は前記入
   口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の連通が
   許されて前記上面（60）から離される電機子（28）と、 前記ソレノイド（22）が非励磁状態の時はいつでも、前
   記中央柱（84）および前記外柱（96）から離れるように
   前記第一のシール位置へ前記電機子（28）を付勢する付
   勢装置（26）とを含む制御装置と、 （ｅ）前記中央柱（84）および前記外柱（96）を装架す
   る装架装置（88、98）であって、 前記中央柱（84）が前記外柱（96）に対して相対的に軸
   線方向位置が調整可能であるようにすることにより、電
   流が前記巻線（86）を励磁する時に前記電機子（28）と
   前記ソレノイド（22）との間に生成される磁気抵抗が調
   整可能であるようにする装架装置（88、98）とを有する
   変調液圧制御弁。
2. 【請求項２】請求項１に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、前記電機子（28）は、該電機子（28）が
   前記第一のシール位置にある時に前記出口ポート（54）
   が前記上面（60）でシールされるように配向されたディ
   スク（28）である変調液圧制御弁。
3. 【請求項３】請求項２に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、前記付勢装置（26）が、前記電機子（2
   8）と前記外柱（96）との間の環状の波形ばね（26）で
   ある変調液圧制御弁。
4. 【請求項４】請求項１に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、該変調液圧制御弁（20）が、前記出口ポ
   ート（54）または入口ポート（62）内の液から前記巻線
   （86）をシールするシール装置（88、98）をさらに含む
   一方で、前記中央柱（84）が、該シール装置（88、98）
   を貫通することができるようになっている変調液圧制御
   弁。
5. 【請求項５】請求項２に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、前記室（58）内の流体が前記電機子（2
   8）を前記第一のシール位置に維持するのを助長するよ
   うに、前記電機子（28）が該電機子（28）を貫通する複
   数の孔（29）を有している変調液圧制御弁。
6. 【請求項６】変調液圧制御弁（20）において、 （ａ）円筒状のスリーブ（30）と、 （ｂ）該スリーブ（30）内に設けられたソレノイド（2
   2）であって、 中央柱（84）と、 環状外柱（96）と、 前記中央柱（84）を実質的に包囲する巻線（86）と、 該巻線（86）中の電流により前記中央柱（84）および前
   記外柱（96）に磁界が誘導されるように前記巻線（86）
   へ電流を供給できる、前記巻線（86）に連結された電源
   （90）とを有するとともに、 その下面（82）が概ね平坦なソレノイド（22）と、 （ｃ）前記ソレノイド（22）から離隔された本体部材
   （24）であって、 前記スリーブ（30）および前記ソレノイド（22）の前記
   下面（82）と共に室（58）を画成する概ね円形の上面
   （60）を有する概ね円筒状の本体部分（52）と、 該本体部分（52）を貫いて前記室（58）から延びる出口
   ポート（54）と、 前記本体部分（52）を貫き且つ前記出口ポート（54）に
   近接して前記室（58）へ延びて加圧された作動液を前記
   室（58）へ通す複数の入口ポート（62）と、 前記出口ポート（54）へ連結された排出ポート（78）と
   を含む本体部材（24）と、 （ｄ）前記室（58）内の制御装置であって、 第一のシール位置と第二の開位置との間を移動できるデ
   ィスク形状の電機子（28）にして、該電機子（28）が前
   記第一のシール位置にある時は前記入口ポート（62）と
   前記出口ポート（54）との間の連通が妨げられて前記上
   面（62）と接触し、且つ 前記電機子（28）が前記第二の開位置にある時は前記入
   口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の連通が
   許されて前記上面（60）から離隔され、 前記電機子（28）が前記第一のシール位置にある時は前
   記入口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の液
   体の連通が妨げるように設計された第一面と、 前記電機子（28）が前記第二の開位置にある時は前記外
   柱（96）のみに接触するように設計された第二面（27）
   にして、少なくとも三個の離隔された凹み部分（112）
   を有し、該凹み部分（112）が凹所（114）とその周りに
   高く縁取られた円周上のリップ（116）とを有する第二
   面（27）と、 前記ソレノイド（22）が非励磁状態の時はいつでも、前
   記第一のシール位置へ前記電機子（28）を付勢する付勢
   装置（26）とを有する電機子（28）を含む制御装置とを
   有する変調液圧制御弁。
7. 【請求項７】請求項６に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、前記電機子（28）が前記第一のシール位
   置にある時に前記出口ポート（54）が前記上面（60）で
   シールされるように、前記電機子（28）が配向された変
   調液圧制御弁。
8. 【請求項８】請求項６に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、前記付勢装置（26）が、前記電機子（2
   8）と前記外柱（96）との間の環状の波形ばね（26）で
   ある変調液圧制御弁。
9. 【請求項９】請求項６に記載された変調液圧制御弁（2
   0）において、該変調液圧制御弁（20）が前記室（58）
   内の液から前記巻線（86）をシールするシール装置（8
   8、98）を更に含む変調液圧制御弁。
10. 【請求項１０】請求項６に記載された変調液圧制御弁
    （20）において、前記電機子（28）が前記第一のシール
    位置にある時に、前記室（58）内の液が前記電機子（2
    8）へ均等に圧力を加えて、急速な動的運動中に圧力を
    平衡させるように、前記電機子（28）がそこを貫く孔
    （29）を有している変調液圧制御弁。
11. 【請求項１１】変調液圧制御弁（20）の作動特性を設定
    する方法において、 （ａ）円筒状スリーブ（30）と、 該スリーブ（30）内に設けられたソレノイド（22）にし
    て、中央柱（84）、該中央柱（84）の下部を囲む環状外
    柱（96）、該外柱（96）より上位で前記中央柱（84）の
    部分を実質的に包囲する巻線（86）、前記中央柱（84）
    および前記外柱（96）に磁界が誘導されるように電流を
    供給できる、前記ソレノイド（22）に連結された電源
    （90）を有するとともに、その下面（82）が概ね平坦で
    あり、前記ソレノイド（22）の作動時には前記中央柱
    （84）が該ソレノイド（22）に対して相対的にその位置
    が固定されるソレノイド（22）と、 前記スリーブ（30）内に設けられ前記ソレノイド（22）
    から離隔された本体部材（24）にして、前記ソレノイド
    （22）の前記下面（82）と共に室（58）を画成する概ね
    円形の上面（60）を有する概ね円筒状の本体部分（5
    2）、該本体部分（52）を貫いて前記室（58）から延び
    る出口ポート（54）、前記本体部分（52）を貫き且つ前
    記出口ポート（54）に近接して前記室（58）へ延びて加
    圧された作動液を前記室（58）へ通す複数の入口ポート
    （62）および前記出口ポート（54）に連結された排出ポ
    ート（78）を有する前記本体部材（24）と 第一のシール位置と第二の開位置との間を前記中央柱
    （84）から独立して移動できる前記室（58）内に設けら
    れた電機子（28）と、 前記ソレノイド（22）が非励磁状態の時はいつでも、前
    記中央柱（84）から離れるように前記第一のシール位置
    へ前記電機子（28）を付勢する付勢装置（26）とを含む
    変調液圧制御弁（20）を準備する段階と、 （ｂ）前記ソレノイド（22）を励磁する段階と、 （ｃ）前記ソレノイド（22）が励磁される時に前記ソレ
    ノイド（22）および前記電機子（28）間に予め選択され
    た磁気抵抗を得るように、前記中央柱（84）の軸線方向
    位置を前記外柱（96）に対して相対的に調節する段階と
    を含む変調液圧制御弁の作動特性を設定する方法。
12. 【請求項１２】変調液圧制御弁（20）において、 （ａ）円筒状のスリーブ（30）と、 （ｂ）該スリーブ（30）内に設けられたソレノイド（2
    2）であって、 中央柱（84）と、 該中央柱（84）の下部を囲む環状外柱（96）にして、前
    記ソレノイド（22）の作動時には前記中央柱（84）が前
    記環状外柱（96）に対して相対的にその位置が固定され
    る前記環状外柱（96）と、 前記外柱（96）より上位で前記中央柱（84）の部分を実
    質的に包囲する巻線（86）と、 該巻線（86）中の電流により前記中央柱（84）および前
    記外柱（96）に磁界が誘導されるように前記巻線（86）
    へ電流を供給できる、前記巻線（86）に連結された電源
    （90）と、 前記巻線（86）より上位にある環状の端部キャップ（9
    4）とを有するとともに、 その下面（82）が概ね平坦なソレノイド（22）と、 （ｃ）前記スリーブ（30）内に設けられ前記ソレノイド
    （22）から離隔された本体部材（24）であって、 前記ソレノイド（22）の前記下面（82）と共に室（58）
    を画成する前記本体部材（24）の上面（60）を有する概
    ね円筒状の本体部分（52）と、 該本体部分（52）を貫いて前記室（58）から延びる出口
    ポート（54）と、 前記本体部分（52）を貫き且つ前記出口ポート（54）に
    近接して前記室（58）へ延びて加圧された作動液を前記
    室（58）へ通す複数の入口ポート（62）と、 前記出口ポート（54）へ連結された排出ポート（78）と
    を含む本体部材（24）と、 （ｄ）前記室（58）内の制御装置であって、 第一のシール位置と第二の開位置との間を前記中央柱
    （84）および前記外柱（96）から独立して移動できるデ
    ィスク状の電機子（28）にして、該電機子（28）が前記
    第一のシール位置にある時は前記入口ポート（62）と前
    記出口ポート（54）との間の連通が妨げられて前記上面
    （60）と接触し、且つ 前記電機子（28）が前記第二の開位置にある時は前記入
    口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の連通が
    許されて前記上面（60）から離隔され、 前記電機子（28）が前記第一のシール位置にある時は前
    記入口ポート（62）と前記出口ポート（54）との間の液
    体の連通を妨げるように設計された第一面と、 該第一面と反対側の第二面（27）にして、少なくとも三
    個の凹み部分（112）を有し、該凹み部分（112）が凹所
    （114）とその周りに高く縁取られた円周状のリップ（1
    16）とを有する第二面（27）と、 前記ソレノイド（22）が非励磁状態の時はいつでも、前
    記第一のシール位置へ前記電機子（28）を付勢する付勢
    装置（26）とを有する電機子（28）を含む制御装置と、 （ｅ）前記中央柱（84）および前記外柱（96）を装架す
    る装架装置（88、98）であって、 前記中央柱（84）が前記外柱（96）に対して相対的に軸
    線方向位置が調整可能であるようにすることにより、電
    流が前記巻線（86）を励磁する時に前記電機子（28）と
    前記ソレノイド（22）との間に生成される磁気抵抗が調
    整可能であるようにする装架装置（88、98）とを有する
    変調液圧制御弁。
13. 【請求項１３】請求項12に記載された変調液圧制御弁
    （20）において、前記電機子（28）が前記第一のシール
    位置にある時に前記出口ポート（54）が前記上面（60）
    でシールされるように該電機子（28）が配向されている
    変調液圧制御弁。
14. 【請求項１４】請求項12に記載された変調液圧制御弁
    （20）において、前記付勢装置（26）が、前記電機子
    （28）と前記外柱（96）との間の環状の波形ばね（26）
    である変調液圧制御弁。
15. 【請求項１５】請求項12に記載された変調液圧制御弁
    （20）において、前記室（58）内の液から前記巻線（2
    8）をシールするシール装置（88、98）を含む変調液圧
    制御弁。
16. 【請求項１６】請求項12に記載された変調液圧制御弁
    （20）において、前記電機子（28）が前記第一のシール
    位置にある時、前記室（58）内の液が前記電機子へ圧力
    を加えて、前記第一のシール位置を維持することを助け
    るように、前記電機子（28）がそこを貫く孔（29）を有
    している変調液圧制御弁。
17. 【請求項１７】変調液圧制御弁（20）の構成諸要素を円
    筒状の管（30）内にシールして変調液圧制御弁（20）を
    組み立てる装置（200）であって、 （ａ）下面（82）と該下面に磁気で取り付けられた電機
    子（28）とを有するソレノイド（22）と、 第一端部および第二端部を有する中央長手方向通路（5
    4）と、該中央長手方向通路（54）の両端部の間にある
    ポート（46′）とを備えた概ね円筒状の本体部材（24）
    にして、前記第一端部が貫通する上面（60）を有する概
    ね円筒状の本体部材（24）とを含む液圧制御弁（20）
    と、 （ｂ）前記ソレノイド（22）および前記本体部材（24）
    を離隔した関係で前記管（30）内に保持する保持装置
    （32′、202、258）と、 （ｃ）前記本体部材（24）の前記中央長手方向通路（5
    4）の前記第二端部の固定オリフィス（78′）に既知の
    空気を付与するように設計された圧力供給装置（222）
    と、 （ｄ）前記ポート（46′）で発生した空気の圧力を測定
    する測定装置（214）であって、前記ポート（46′）で
    発生した圧力が、前記ソレノイド（22）に取り付けられ
    た前記電機子（28）の附近と比例的な、前記第一端部で
    生成された圧力降下を示す測定装置（214）と、 （ｅ）前記制御ポート（46′）で発生した圧力に基づい
    て前記ソレノイド（22）と前記本体部材（24）とを前記
    管（30）内で相対的に既知の距離だけ軸線方向へ移動さ
    せる移動装置（254）と、 （ｆ）前記ソレノイド（22）と前記電機子（28）と前記
    本体部材（24）とを前記管（30）内で既知の離隔した関
    係でシールし且つ締結するシール装置（206）とを有す
    る変調液圧制御弁を組み立てる装置。
18. 【請求項１８】請求項17に記載された変調液圧制御弁
    （20）を組み立てる装置において、前記シール装置（20
    6）が、前記管（30）をクリンプして前記ソレノイド（2
    2）と前記本体部材（24）とをシールし且つ締結係合す
    る複数の顎部材である、変調液圧制御弁を組み立てる装
    置。
19. 【請求項１９】請求項18に記載された変調液圧制御弁
    （20）を組み立てる装置において、前記シール装置（20
    6）が３個の前記顎部材を含んでいる、変調液圧制御弁
    を組み立てる装置。
20. 【請求項２０】請求項17に記載された変調液圧制御弁
    （20）を組み立てる装置において、前記測定装置（21
    4）が、前記ポート（46′）に生じた空気圧を測定して
    それに比例する電気信号（220）を生成するように設計
    されたエア・トランスデューサ（214）であり、前記電
    気信号（220）が前記移動装置（254）を制御するために
    用いられている、変調液圧制御弁を組み立てる装置。
21. 【請求項２１】請求項20に記載された変調液圧制御弁
    （20）を組み立てる装置において、前記移動装置（25
    4）はピストン（252）と該ピストン（252）に取り付け
    られた内端部を備えるロッド（256）とを有する液圧作
    動サーボ位置決めシリンダー（254）であり、クランプ
    （260）が前記ロッド（256）の外端部に固定されて前記
    ソレノイド（22）を保持し、前記測定装置（214）で測
    定された前記本体部材（24）からの前記ソレノイド（2
    2）の距離に応じて軸線方向へ前記ソレノイド（22）を
    移動させるようになっている、変調液圧制御弁を組み立
    てる装置。
22. 【請求項２２】変調液圧制御弁（20）をその構成諸要素
    を円筒状の管（30）内にシールし且つ固定して組み立て
    る方法にして、 （ａ）環状外柱（96）と該環状外柱（96）に向かって磁
    気で引き付けた電機子（28）とを有する励磁されたソレ
    ノイドと、 第一端部と第二端部を有する中央長手方向通路（54）お
    よび該中央長手方向通路（54）の両端部の間のポート
    （46′）とを含む概ね円筒状の本体部材（24）であっ
    て、前記中央長手方向通路（54）の前記第一端部に概ね
    円形の面（60）を有する概ね円筒状の本体部材（24）と
    を含む液圧制御弁（20）を準備する段階と、 （ｂ）前記ソレノイド（22）と前記本体部材（24）とを
    前記管（30）内で離隔した関係に保持する段階と、 （ｃ）前記本体部材（24）の前記中央長手方向通路（5
    4）の前記第二端部にある固定オリフィス（78′）へ既
    知の空気圧を供給する段階と、 （ｄ）前記ポート（46′）で発生した圧力を測定する段
    階であって、前記ポート（46′）で発生した圧力が、前
    記ソレノイド（22）に取り付けられた前記電機子（28）
    の附近と比例的な、前記第一端部で生成された圧力降下
    を示す段階と、 （ｅ）前記ポート（46′）で発生した圧力に基づいて前
    記ソレノイド（22）と前記本体部材（24）とを前記管
    （30）内で軸線方向へ移動させる段階と、 （ｆ）前記ソレノイド（22）と前記電機子（28）と前記
    本体部材（24）とを前記管（30）内で、既知の離隔した
    関係にシールし且つ固定する段階とを含む変調液圧制御
    弁を組み立てる方法。
23. 【請求項２３】請求項22に記載された変調液圧制御弁を
    組み立てる方法において、前記シールし且つ固定する段
    階が、前記管（30）をクリンプして前記ソレノイド（2
    2）および前記本体部材（24）とシール係合させる複数
    の顎部材（206）により達成される変調液圧制御弁を組
    み立てる方法。
24. 【請求項２４】請求項23に記載された変調液圧制御弁を
    組み立てる方法において、３個の前記顎部材（206）を
    シール作業に用いる変調液圧制御弁を組み立てる方法。
25. 【請求項２５】請求項22に記載された変調液圧制御弁を
    組み立てる方法において、前記制御ポート（46′）にお
    ける空気圧に比例する電気信号（220）を生成するエア
    ・トランスデューサ（214）によって前記測定が達成さ
    れ、前記ソレノイド（22）と前記本体部材（24）とを軸
    線方向に移動する段階が前記電気信号に応答して行われ
    る、変調液圧制御弁を組み立てる方法。
26. 【請求項２６】請求項25に記載された変調液圧制御弁を
    組み立てる方法において、前記移動はピストン（252）
    と該ピストン（252）に取り付けられた内端部を有する
    ロッド（256）とを有する液圧で作動される液圧作動サ
    ーボ位置決めシリンダー（254）により達成され、前記
    ロッド（256）の外端部にクランプ（260）を固定して前
    記ソレノイドを保持し、前記エア・トランスデューサ
    （214）により生成される電気信号に応答して前記ソレ
    ノイド（22）を軸線方向へ移動させる変調液圧制御弁を
    組み立てる方法。