JP2940944B2 - 流量制御弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流量制御弁装置、例えば自動車の油圧サ
スペンション用油圧シリンダに対する油の供給と排出と
を切換え、且つ流量制御を行うスプール弁装置に関す
る。

〔従来の技術〕 従来の技術による自動車の油圧サスペンション用油圧
シリンダに対する油の供給と排出とを切換え、且つ流量
制御を行うスプール弁装置においては、第３図に示すよ
うに、弁ハウジング１の中空孔２の右半分には、中空孔
２の約半分の長さの弁スリーブ３が嵌装固着され、更に
弁スリーブ３には、弁スプール４が軸線方向に滑動自在
に嵌挿されている。中空孔２の左端は、弁ハウジング１
に調節自在に螺着されたカップ状ねじ蓋５により、右端
は、弁ハウジング１に取付けられた蓋板６により夫々密
封閉塞されている。

弁スリーブ３の外周面には、軸線方向に間隔をおいて
３箇所に環状溝7,8,9が形成されており、各環状溝7,8,9
の底から弁スリーブ３の内周面に向って半径方向に貫通
した夫々複数（図の例では２個）のスリット10,10;11,1
1;12,12が円周等分に形成されている。

弁スプール４には、両端の第１ピストン部13,第２ピ
ストン部14及び第１ランド部15,第２ランド部16並びに
それらの中間の第１環状溝部17,第２環状溝部18が形成
されている。弁スプール４の第１ピストン部13側（第３
図において左側）の端部は、延長部19となつて、中空孔
２内に突出している。延長部19の先端には鍔付きナット
部20が螺着され、鍔付きナット部20の鍔の一面と弁スリ
ーブ３の端面及び鍔付きナット部20の鍔の他面とカップ
状ねじ蓋５の内面との間には、夫々圧縮コイルばね21,2
2が嵌装されている。

弁スリーブ３のスリット10,10;12,12と弁スプール４
の第１ランド部15及び第２ランド部16とは、中立時にお
いて零ラップになる関係に形成されている。即ち、中立
時においてスリット10,10とスリット12,12との対向縁が
第１ランド部15と第２ランド部16との対向周縁と一致す
るようになっている。

弁ハウジング１には、弁スリーブ３の環状溝7,8,9に
連通する夫々の通路23,24,25が形成され、通路23にはポ
ンプＰが、通路24には自動車のサスペンション用油圧シ
リンダＣが、夫々管路で接続され、通路25には、キャビ
テーション発生防止のために背圧をかけるべく固定絞り
（オリフィス絞り）25aが設けられ、排出管路で油タン
クＴが接続されている。

通路23は、更に、第１ピストン部13の外側の中空孔２
である第１油室26及び第２ピストン部14の外側の中空孔
２である第２油室27と弁ハウジング１内に設けられた夫
々のオリフィス絞り36、37が介在する通路で連通してい
る。

そうして、オリフィス絞り36の下流側通路は、第１電
磁圧力制御弁51を介して、オリフィス絞り37の下流側通
路は第２電磁圧力制御弁52を介いて夫々油タンクＴに連
通している。

上記の流量制御弁装置においては、第１電磁圧力制御
弁51及び第２電磁圧力制御弁52により制御される第１油
室26及び第２油室27への信号油圧によって弁スプール４
は変位して、第１ランド部15,第２ランド部16によりス
リット10,10,12,12の開口面積を変化させ、自動車のサ
スペンション用油圧シリンダＣに対する圧油の給排及び
その流量を制御する。

〔発明が解決しようとする課題〕

そうして、常に油圧が存在する部分である油圧シリン
ダＣから、油が上記の流量制御弁装置において流量制御
されて、通路25から固定絞り25aが介在する管路で無負
荷部分である油タンクＴへ流出される際、固定絞りであ
るために、低流量の場合には、背圧が十分に上昇しない
ので、キャビテーションの発生を防止することができ
ず、高流量の場合には、背圧が上昇し過ぎるので、特性
上必要な流量が確保できない。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による流量制御弁装置は、ポンプに接続され
た供給通路、油圧装置に接続された給排通路及びタンク
に接続された排出通路を備え、弁スプールの変位によっ
て供給通路及び排出通路と給排通路との連通を切り換え
る流量制御弁と、流量制御弁の排出通路に接続され、そ
の排出通路からの油圧の大きさに比例して開口度が変化
する可変絞りを備えたリリーフ弁とから構成されてい
る。

〔作 用〕

上記の流量制御弁装置は、制御信号、又は制御操作に
より例えば油圧シリンダのような油圧装置からタンクへ
の圧油の排出流量を制御する。そして、流量制御された
排出油は、リリーフ弁により排出流量の多少に拘らず所
定の背圧が維持される。

〔実 施 例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

流量制御弁装置の一例として、自動車の油圧サスペン
ション用シリンダに対する油の供給と排出とを切換え、
且つ流量制御を行う流量制御スプール弁装置（３ポート
２方向流量制御弁）が第１図及び第２図に図示されてい
る。

なお、以下の説明における上下左右は、第１図及び第
２図における方向である。

第１図において、弁ハウジング１の中空孔２の右半分
には、中空孔２の約半分の長さの弁スリーブ３が嵌装固
着され、更に弁スリーブ３には、弁スプール４が軸線方
向に滑動自在に嵌挿されている。中空孔２の左端は、弁
ハウジング１に調節自在に螺着されたカップ状ねじ蓋５
により、右端は、弁ハウジング１に取付けられた蓋板６
により夫々密封閉塞されている。

弁スリーブ３の外周面には、軸線方向に間隔をおいて
３箇所に環状溝7,8,9が形成されており、各環状溝7,8,9
の底から弁スリーブ３の内周面に向って半径方向に貫通
した夫々複数（図の例では２個）のスリット10,10;11,1
1;12,12が円周等分に形成されている。各スリット10,1
0;11,11;12,12は、その横断面が長方形である。

弁スプール４には、両端の第１ピストン部13,第２ピ
ストン部14及び第１ランド部15,第２ランド部16並びに
それらの中間の第１環状溝部17,第２環状溝部18が形成
されている。弁スプール４の第１ピストン部13側（第１
図において左側）の端部は、延長部19となつて、中空孔
２内に突出している。延長部19の先端には鍔付きナット
部20が螺着され、鍔付きナット部20の鍔の一面と弁スリ
ーブ３の端面及び鍔付きナット部20の鍔の他面とカップ
状ねじ蓋５の内面との間には、夫々圧縮コイルばね21,2
2が嵌装されている。

弁スリーブ３のスリット10,10;12,12と弁スプール４
の第１ランド部15及び第２ランド部16とは、中立時にお
いて零ラップになる関係に形成されている。即ち、中立
時においてスリット10,10とスリット12,12との対向縁が
第１ランド部15と第２ランド部16との対向周縁と一致す
るようになっている。

弁ハウジング１には、弁スリーブ３の環状溝7,8,9に
連通する夫々の通路23,24,25が形成され、通路23にはポ
ンプＰが、通路24には自動車のサスペンション用油圧シ
リンダＣが、夫々管路で接続され、通路25には第２図に
示すリリーフ弁40が介在する管路で油タンクＴが接続さ
れている。

通路23は、更に、第１ピストン部13の外側の中空孔２
である第１油室26及び第２ピストン部14の外側の中空孔
２である第２油室27と弁ハウジング１内に設けられた夫
々のオリフィス絞り28,29が介在する通路で連通してい
る。

上記のスプール弁装置は、自動車の油圧サスペンショ
ンの各車輪毎に設けられるが、ポンプＰ及油タンクＴは
共用であり、リリーフ弁40は、油タンクＴへの共用排油
管路中に介在する。

リリーフ弁40は、第２図に示すように、弁ハウジング
41には、中空孔42及び中空孔42に直角方向から貫通した
通路43が形成され、中空孔42には、弁スリーブ44が嵌装
固着され、更に弁スリーブ44には、弁スプール45が軸線
方向に滑動自在に嵌挿されている。弁スリーブ44の右端
には、ねじ蓋栓46が螺入されている。

弁スリーブ44の左端部には半径方向に貫通した夫々複
数（図の例では２個）のスリット44a,44aが円周等分に
形成され、スリット44a,44aは、中空孔42を介して通路4
3に連通している。

弁スプール45には、左端のランド部45aとそれに隣接
した環状溝45bとが形成され、弁スプール45の右側端と
蓋栓46の内面との間には、圧縮コイルばね47が嵌装され
ている。

弁ハウジング41の中空孔42の左端は、この流量制御ス
プール弁装置の弁ハウジング１の通路25に管路で接続さ
れ、通路43には、管路で油タンクＴが接続されいる。そ
うして、弁スプール45のランド部45aと弁スリーブ44の
スリット44a,44aとは、弁ハウジング41の中空孔42の左
端側と通路43との連通関係における可変絞りを形成して
いる。即ち、この流量制御スプール弁装置の通路25から
の油圧の大きさに比例してその絞りは変化する。

そうして、スプール弁装置の弁ハウジング１には、第
１電磁圧力制御弁51と第２電磁圧力制御弁52とが設けら
れ、オリフィス絞り28の下流側通路は第１電磁圧力制御
弁51を介して、オリフィス絞り29の下流側通路は第２電
磁圧力制御弁52を介いて夫々油タンクＴに連通してい
る。

第１電磁圧力制御弁51・第２電磁圧力制御弁52は、第
１図に示すように同一構成である。

第１電磁圧力制御弁51・第２電磁圧力制御弁52におい
て、弁ハウジング１に立設された弁本体53に形成された
中空孔54には、中空孔54の約半分の長さのスリーブ55が
嵌装固着され、更にスリーブ55には、弁棒56が軸線方向
に滑動自在に嵌挿され、弁棒56の下端にはニードル弁57
が固着されている。弁棒56の上下動によりニードル弁57
は絞り弁座58に接離するようになっている。

中空孔54の上端部は、段部59が形成されて小径孔とな
り、弁本体53に調整ナット60で取付られたねじ蓋栓61に
より閉塞されている。

弁棒56の突出上端部には中空孔54内を滑動し得るプラ
ンジャ62が固着されていると共に、弁棒56の上端とねじ
蓋栓61との間には、圧縮コイルばね63が嵌装されてい
る。

弁本体53の外周には、ソレノイド64が囲繞して取付け
られ、ソレノイド64の外周には、ソレノイドカバー65が
囲繞して取付けられている。ソレノイド64には、外部の
油圧サスペンションの状態に応じた励磁電流が供給され
るようになつている。

少なくとも弁本体53、スリーブ55、プランジャ62及び
ソレノイドカバー65は、磁性体であり、磁力線通路とな
っている。

上記の流量制御スプール弁装置の作用について説明す
る。

図示しない外部の制御装置から第１電磁圧力制御弁51
・第２電磁圧力制御弁52の各ソレノイド64に制御信号電
流が供給され、ソレノイド64が励磁されると、それに応
じて磁性体である弁本体53等の磁力線通路を通る磁力線
が形成され、弁本体53の段部59とプランジャ62の端面と
の間に制御信号電流の大きさに応じた吸引力が働く。即
ち、ニードル弁57は、初期設定リリーフ圧となる圧縮コ
イルばね63のばね力を制御信号電流の大きさに応じた吸
引力で減じた力をもって絞り弁座58に圧接されるので、
制御信号電流の大きさによるリリーフ圧が得られる。

第１電磁圧力制御弁51・第２電磁圧力制御弁52の夫々
の初期設定リリーフ圧は、調整ナット60の調整回動によ
るねじ蓋栓61の先端と弁棒56の突出上端部との間隔調
整、即ち圧縮コイルばね63の予圧の調整により調整され
る。

そこで、通路23及びオリフィス絞り28,29を通って第
１油室26及び第２油室27に供給されるポンプＰからの圧
油は、部分的に第１電磁圧力制御弁51・第２電磁圧力制
御弁52を通って油タンクＴに放出され、夫々の設定パイ
ロット圧に調整される。結局、第１電磁圧力制御弁51・
第２電磁圧力制御弁52への制御信号電流の大きさに応じ
て調整されたパイロット圧の圧油が第１油室26及び第２
油室27に供給されるので、両制御信号電流の差に応じ
て、弁スプール４は、軸線方向に変位する。

中立状態においては、圧縮コイルばね21,22は並衡状
態にあって、第１油室26の油圧と第２油室27の油圧とに
より、弁スプール４は、零ラップ状態で、スリット11,1
1を両側のスリット10,10;12,12と遮断した状態にあり、
油圧シリンダＣは、ポンプＰ及び油タンクＴの両者に遮
断された状態にある。

常に定圧が加わっている油圧シリンダＣに所定流量の
圧油を供給する場合は、外部の制御装置から第１電磁圧
力制御弁51・第２電磁圧力制御弁52のソレノイド63に必
要な制御信号電流が供給される結果、先ず、油圧が第２
油室27の方に高くなり、弁スプール４は、先ず鍔付きナ
ット部20の鍔の一面により圧縮コイルばね22を押圧して
左行する。

かくして、スリット10,10は、制御信号電流に応じた
開口面積に開口され、油ポンプＰからの圧油は、通路2
3、スリット10,10、スリット11,11及び通路24を通って
油圧シリンダＣに供給されると共に、スリット12,12は
閉塞されたままで、油タンクＴへの通路25も遮断された
ままである。

そうして、油圧シリンダＣが所定量作動した後、流量
制御スプール弁装置は中立状態に復位される。

油圧シリンダＣから所定流量の圧油を排出する場合
は、外部の制御装置から第１電磁圧力制御弁51・第２電
磁圧力制御弁52の各ソレノイド64に必要な制御信号電流
が供給される結果、第１油室26の油圧の方が高くなり、
弁スプール４は、先ず鍔付きナット部20の鍔の他面によ
り圧縮コイルばね21を押圧して右行する。

今度は、スリット12,12が制御信号電流に応じた開口
面積に開口され、油圧シリンダＣからの圧油は、通路2
4、スリット11,11、スリット12,12、通路25及びリリー
フ弁40を通ってに油タンクＴに排出されると共にスリッ
ト10,10が閉塞されたままで、油ポンプＰからの通路23
も遮断されたままである。そうして、油圧シリンダＣが
所定量逆方向に作動した後、流量制御スプール弁装置は
中立状態に復位される。

上記の流量制御スプール弁装置の作動において、通路
25からの圧油の排出流量が定流量の場合には、リリーフ
弁40の弁スプール45のランド部45aの左端面に加わる油
圧が小さく、圧縮コイルばね47のばね力により弁スプー
ル45が左方に変位し、弁スプール45のランド部45aによ
り弁スリーブ44のスリット44aの開口度が絞られる。圧
油の排出流量が高流量の場合には、弁スプール45のラン
ド部45aの左端面に加わる油圧が大きく、スプール45が
圧縮コイルばね47のばね力に抗して右方に変位し、弁ス
プール45のランド部45aにより弁スリーブ44のスリット4
4aの開口度が拡げられる。

その結果、上記の流量制御スプール弁装置の作動にお
いて、通路25からの圧油の排出流量が低流量の場合に
は、リリーフ弁40が絞られて、キャビテーション防止に
必要な背圧が確保され、高流量の場合には、リリーフ弁
40が開放され、背圧が高くなるのが防止される。即ち、
全油圧サスペンション用として油圧シリンダに対する油
の供給と排出とを切換え、且つ流量制御を行う流量制御
スプール弁装置において、通路25,25…からの圧油の排
出流量の多少に拘らず、共用のリリーフ弁40により背圧
が常に必要な一定に維持される。

〔発明の効果〕

この発明の流量制御弁装置によれば、圧力部分から無
負荷部分への圧油の流量制御排出において、排出流量の
多少に拘らず、背圧が常に必要な一定に維持される。従
って、ノイズ発生の原因となるキャビテーションを防止
することができると共に、背圧の過剰上昇を防止して特
性上必要な流量を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における流量制御スプール
弁装置の部分断面正面図、 第２図は、第１図におけるリリーフ弁の断面正面図、 第３図は、従来の技術における流量制御スプール弁装置
の部分断面正面図である。 1,41:弁ハウジング、2,42,54:中空孔 3,44:弁スリーブ、4,45:弁スプール 5:カップ状ねじ蓋、6:蓋板 7,8,9,45a:環状溝、10,11,12,44a:スリット 13:第１ピストン部、14:第２ピストン部 15:第１ランド部、16:第２ランド部 17:第１環状溝部、18:第２環状溝部 19:延長部、20:鍔付きナット部 21,22,47,63:圧縮コイルばね、23,24,25,43:通路 26:第１油室、27:第２油室 25a,28,29:オリフィス絞り、40:リリーフ弁 46,61:ねじ蓋栓、45a:ランド部 51:第１電磁圧力制御弁、52:第２電磁圧力制御弁 53:弁本体、55:スリーブ、56:弁棒、57:ニードル弁 58:弁座、59:段部、60:調整ナット、62:プランジャ 64:ソレノイド、65:ソレノイドカバー P:ポンプ、C:サスペンション用油圧シリンダ、T:油タン
ク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−165432（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−21607（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16K 47/02 F15B 11/00 - 11/22 F15B 13/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンプに接続された供給通路、油圧装置に
   接続された給排通路及びタンクに接続された排出通路を
   備え、弁スプールの変位によって前記供給通路及び前記
   排出通路と前記給排通路との連通を切り換える流量制御
   弁と、前記排出通路に接続され、該排出通路からの油圧
   の大きさに比例して開口度が変化する可変絞りを備えた
   リリーフ弁とから構成された流量制御弁装置。