JP3839562B2 - Spool valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプール弁に作用する流体力の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、スプール弁においてスプールに作用する流体力をバランスさせる構造(補償効果を持たせる構造)として、例えば、裳華房「油圧駆動とその制御」上巻第262頁〜第277頁に説明されているような4方向流量制御弁が知られている。
【0003】
図7に示すように、この4方向流量制御弁は、バルブボディ1に形成されたシリンダ部1A内に、スプール2を摺動自在に備えている。また、このシリンダ部1Aの内周には、複数の環状ポートが形成されており、作動流体が供給される中央の供給ポート3の左右両側には、一対の負荷ポート4、5が設けられ、これらの負荷ポート4、5の間に負荷6が介装される。さらに、これらの負荷ポート4、5の左右両外側には、一対の戻りポート7、8が形成され、これらの戻りポート7、8から作動流体がドレーン側に還流するようになっている。
【0004】
スプール2外周には、負荷ポート4、5の位置に対応して、シリンダ部1Aと略同径の一対の環状のランド部11、12が形成され、スプール2が中立位置にあるときには、これらのランド部11、12がちょうど負荷ポート4、5を閉鎖するようになっている。また、これらのランド部11、12の間と左右両外側には、小径部13とバケット部14、15が、それぞれ形成されている。これにより、スプール2が中立位置から左右にずれると、供給ポート3からの作動流体は、小径部13外周の隙間を通って負荷ポート4または5に流入するとともに、負荷ポート4または5からの作動流体は、バケット部14または15の外周を通って戻りポート7または8に還流するようになっている。
【0005】
この場合、ランド部11、12の両外側のバケット部14、15は、スプール2に作用する作動流体圧力のバランスをとるため、特有の形状となっている。すなわち、小径部13におけるスプール2は真っすぐな略円筒形状となっているのに対して、バケット部14、15には、その左右外側部分に、なだらかな傾斜部14A、15Aが形成されている。さらに、戻りポート7、8の内側(負荷ポート4、5側)側壁にも傾斜部7A、8Aが形成され、負荷ポート4、5から戻りポート7、8への流体通路の下流側が広げられている。
【0006】
このような構成により、スプール2作用する流体力は、以下に説明するようなものとなる。
【0007】
まず、供給ポート3から負荷ポート4、5に流れる流体がスプール2に及ぼす流体力について説明する。
【0008】
図7に示すように、ランド部11、12が負荷ポート4、5を閉鎖する中立の位置からスプール2が右方向に動いた場合には、供給ポート3と右側の負荷ポート5が連通し、供給ポート3からの作動流体が、図に矢印で示したように負荷ポート5を通って負荷6側に流れ込む。この場合、負荷ポート5とランド部12の間の開口により流体の流れが絞られ、作動流体の圧力が低下し、結果として、スプール2には図7の左方向に引き戻そうとする軸方向の流体力が作用する。そして、この流体力は、負荷ポート5とランド部12の間の流体通路が広がり、流量が大きくなるにしたがって大きな力となって行く。
【0009】
一方、スプール2が中立の位置から図7の左方向に動いた場合には、作動流体は供給ポート3から左側の負荷ポート4へと流れる。この場合には、作動流体が供給ポート3から負荷ポート5に流れる場合と同様の原理で、図7の右方向に引き戻そうとする流体力が、スプール2に作用する。
【0010】
このようにして、供給ポート3から負荷ポート4、5に流れる流体からスプール2に作用する流体力は、図8の特性図に一点鎖線で示すような特性となり、スプール2を中立位置側に引き戻そうとする(負荷ポート4、5の開口を狭めようとする)。なお、この図8では、図7の右方向を正方向としている。
【0011】
つぎに、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体がスプール2に及ぼす流体力について説明する。
【0012】
図7に示すように、スプール2が右方向(正方向)に動いた場合には、負荷6からの作動流体は、負荷ポート4から戻りポート7へと流れる。この場合、バケット部14側に流れ出た流体の一部は、バケット部14の傾斜部14Aから戻りポートの傾斜部7Aへと導かれ、図に矢印で示したように、渦を巻くように流れる。この結果、負荷ポート4から戻りポート7へと流れる流体のスプール軸方向の流出運動量は流入運動量を上回り、スプール2には、図8の右方向(正方向)に向かう軸方向の流体力が作用する。この流体力は、スプール2のストローク増大により、負荷ポート4または5が大きく広がり、戻りポート7または8に還流する流量が増大するにしたがって大きくなって行く。
【0013】
一方、これとは逆にスプール2が左方向(負方向)に動いた場合には、同様の原理により、傾斜部15Aから傾斜部8Aへと渦を巻くように流れる流体からの流体力は、スプール2を図の左方向(負方向)に押し出すように作用する。
【0014】
このように、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体がスプール2に及ぼす流体力は、図8の特性図に破線で示す特性となり、スプール2を中立位置側から押し出そうとする(負荷ポート4、5の開口を広げようとする)。
【0015】
そして、この4方向流量制御弁においては、バケット部14および戻りポート7の形状を適当なものとすることにより、供給ポート3から負荷ポート4、5に流れる流体がスプール2に及ぼす流体力と、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体がスプール2に及ぼす流体力を、ちょうど釣り合わせるようにしている。すなわち、スプール2に作用するトータルの流体力は、図8に実線で示したように、スプール2の変位によらずに略最小に押さえられるようになっている。
【0016】
さて、このような4方向流量制御弁には、図9に示すように、スプール2の左端から右方向(正方向)への力を及ぼすスプリング16と、通電によりスプール2の右端から左方向(負方向)への力を及ぼす比例ソレノイド17が備えられる。なお、この図9においては、バルブボディ1とスプール2の間にスリーブ20が介装されているが、4方向流量制御弁の本質的構造は、図7のものと変わりない。なお、このスリーブ20は、バルブボディ1に固定されており、供給ポート3、負荷ポート4、5、戻りポート7、8の位置に合わせて、作動流体を流通させるための開口が形成されている。
【0017】
スプール2の軸方向の変位は、これらスプリング16と比例ソレノイド17からの付勢力のバランスによって駆動される。すなわち、スプール2に作用する流体力とスプリング16からの力の総和は、図9にスプリング16からの力を重ね合わせた特性図である図10に実線で示すような特性となるが、比例ソレノイド17への通電量を制御することにより、比例ソレノイド17からの付勢力を適当に調節して、スプール2を所望の変位でバランスさせるようにしている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図7、図9に示す流量制御弁は、4方向弁として使用する限り、スプール2に作用する流体力はバランスしている。
【0019】
しかしながら、この4方向流量制御弁を、2方向弁または3方向弁として使用したいことがある。このような場合には、スプール2に作用する流体力はバランスすることはなく、最小に抑えられることがなくなる。このため、スプール2に作用する軸方向の流体力は、例えば図10に一点鎖線で示すような供給ポート3から負荷ポート4、5に流れる流体からの流体力とスプリング力を合わせたものとなり、スプール2の変位位置によっては大きな値となってしまう。
【0020】
また、図7、図9に示す流量制御弁を4方向弁として用いる場合でも、負荷6として片ロッドシリンダを用いた場合などには、供給ポート3から負荷ポート4または5に流入する流量と、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する流量が同じとならず、流体力のバランスが崩れ、スプール2に大きな軸方向の流体力が作用することがある。
【0021】
このような大きな流体力に対抗するためには、比例ソレノイド17を大型化する必要があり、これは、コストアップや、比例ソレノイド17の動特性の低下等の原因となってしまう。
【0022】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、スプールに作用する流体力を弁の使用状況によらずに低減させることができるスプール弁を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
第1の発明は、中立位置の左右で摺動可能なスプールと、供給ポートと、この供給ポートの左右両側に設けられた一対の負荷ポートと、これらの負荷ポートの両外側に設けられた一対の戻りポートと、前記スプールを左右いずれか一方向に付勢するバネ手段と、通電により前記スプールを左右いずれか他方向に付勢する比例ソレノイドとを備え、前記スプールが中立位置にあるときに前記スプールに形成された一対のランド部が前記一対の負荷ポートをブロックするとともに、前記スプールが中立位置の左右に摺動すると前記供給ポートと前記負荷ポートの一方および前記負荷ポートの他方と前記戻りポートとを連通するスプール弁において、前記スプールの一対のランド部の中間に、前記一対のランド部と略同径であって、前記スプールがストロークするのにしたがって前記供給ポートから流れ出す流体通路に絞りを与えていき、前記スプールが左右方向のうち一方に定格ストロークを超えて摺動した場合には前記供給ポートの該一方を閉鎖するつば状のランド部を設けるとともに、前記一対の負荷ポートの流体の流通は負荷ポートの左右の端部からスプール軸方向にスプールの定格ストロークとほぼ等しい長さで広がる複数の開口を介してなされるようにした。
【0024】
第2の発明は、前記複数の開口を、前記負荷ポートの内側に、該負荷ポートの左右の端辺に沿って形成した。
【0027】
【発明の作用および効果】
第1〜第2の発明では、スプール弁の作動時には、供給ポートから負荷ポートに流れる流体が負荷ポートで絞られてスプールに流体力を及ぼすが、負荷ポートに流れ出す流体には開口により大きな流出角度が与えられるので、この流体力が負荷ポートを閉じる方向にスプールを引き込む力は、スプールのストロークが進んでもあまり大きくならない。さらに、スプールのストロークがある程度進むと、つば状のランド部が供給ポートから流入する流体に与える絞りの効果が効いて来るので、この流体力が負荷ポートを開く方向にスプールを押し出す力により、負荷ポートを閉じる方向にスプールを引き込む流体力は頭打ちとなる。したがって、供給ポートから負荷ポートに流れる流体がスプールに及ぼす力の特性は、流体力ゼロの上下で波打つ形となり、流体力の絶対値は小さな値に抑制される。
また、定格ストロークを超えて、さらにスプールが摺動すると、つば状のランド部は、供給ポートの右側または左側をブロックする。このようにして、スプールの摺動が所定値を超えると、供給ポートの左右は、つば状のランド部と、一対のランド部の一方によってブロックされ、ポンプ側からの作動流体の流入が禁止されるフェールセーフ機能が働く。
【0028】
また、負荷ポートから戻りポート側に流れ出す流体にも開口により大きな流出角度が与えられるので、負荷ポートから戻りポートに流れる流体がスプールに及ぼす力も、スプールのストロークが進んでもあまり大きくならない。
【0029】
このように、本発明では、供給ポートから負荷ポートに流れる流体がスプールに及ぼす流体力も、負荷ポートから戻りポートに流れる流体がスプールに及ぼす流体力も、その絶対値が比較的小さな範囲に抑制されるので、スプール弁はいかなる使用方法がされた場合でも、流体力とバネ力の総和の絶対値が大きくなり過ぎることはない。したがって、この流体力とバネ力に対抗する付勢力を発生する比例ソレノイドの推力を大きくする必要もない。
【0030】
また、開口の長さをスプールの定格ストロークの長さと略等しくすれば、スプールが定格ストロークを超えて摺動した場合には、ランド部は開口の端部を超えたところまで動くことになり、負荷ポートの有効通路面積はそれ以上に広がることはない。したがって、スプールが定格ストロークを超えて摺動したとしても、流量が大きくなって制御不能の流体力がスプールに作用してしまうようなことはない。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【0033】
図1に示すように、本発明のスプール弁では、バルブボディ1に形成されたシリンダ部1Aにスリーブ20が固定されており、このスリーブ20内にスプール2が摺動自在に収容されている。
【0034】
シリンダ部1Aの内周には複数の環状ポートが形成され、これらのうち供給ポート3はポンプ9と連通している。この供給ポート3の左右両側には、一対の負荷ポート4、5が設けられ、これらの負荷ポート4、5の間に負荷6が介装される。さらに、これらの負荷ポート4、5の左右両外側には、一対の戻りポート7、8が形成され、これらの戻りポート7、8から作動流体がタンク10側に還流するようになっている。
【0035】
図2にも示すように、スプール2の外周には、スプール2が中立位置にあるときに負荷ポート4、5にちょうど対応する位置に、スリーブ20内径と略同径で、負荷ポート4、5の軸方向長さと略同長の一対の環状のランド部11、12が形成されている。また、これらのランド部11、12の間と左右両外側には、小径部13とバケット部14、15が、それぞれ形成されている。なお、バケット部14、15は、図7、図9に示した従来例と同様に、負荷ポート4、5から戻りポート7、8に流れる流体を導くために左右外側に傾斜部14A、15Aを備えている。
【0036】
さらに本発明の特徴となる構成として、小径部13の略中央には、軸方向長さが短く、スリーブ20内径と略同径のつば状のランド部19が設けられている。このランド部19は、スプール2がストロークするのにしたがって、供給ポート3から流れ出す流体通路に絞りを与えていくようになっている。
【0037】
図3、図4にも示すように、スリーブ20の供給ポート3、戻りポート7、8に対応する内周には、それぞれ、環状凹部21、22、23が形成される。そして、これらの環状凹部21、22、23には、それぞれ、複数の円形穴31、32、33が開口する。これらの円形穴31、32、33は、それぞれ環状凹部21、22、23に沿って並んで設けられており、作動流体はこれらの円形穴31、32、33を介して、供給ポート3、戻りポート7、8とスリーブ20内側との間で流通する。
【0038】
また、スリーブ20の負荷ポート4および5に対応する位置には、本発明の特徴となる構成として、それぞれ、複数の矩形穴24、25および矩形穴26、27が、スリーブ20の周方向に沿って並んで形成されている。
【0039】
この場合、矩形穴24、25および矩形穴26、27は、それぞれ負荷ポート4および5の左右の端辺に沿って、少なくとも各一対となるように対称的に、負荷ポート4および5の内側に形成される。そして、これらの矩形穴24〜27の長さ(軸方向に沿った幅)は、スプール2の定格ストロークと略同長か、定格ストロークよりわずかに長く設定されている。これにより、スプール2が定格ストローク内で摺動する間は、スプール2の右または左方向へのストロークにしたがって、ランド部11、12により閉鎖されていた矩形穴24、26または矩形穴25、27が開口し、供給ポート3から負荷ポート5または4への流体通路、および負荷ポート4または5から戻りポート7または8への流体通路が広がって行く。ところが、スプール2が定格ストロークを超えて摺動したとしても、ランド部11または12は矩形穴24、25または26、27の端部を超えて動くだけで、それ以上、これらの有効通路面積が広がることはないようになっている。
【0040】
なお、図1には示さないが、スプール2の左右両端には、図9と同様に、スプリング16および比例ソレノイド17が備えられ、スプール2の変位は、比例ソレノイド17への通電により比例ソレノイド17からの付勢力を調整することにより制御される。
【0041】
つぎに作用を説明する。
【0042】
スプール弁を使用するときには、例えばフィードバック制御により比例ソレノイド17へ適切な通電を行い、スプール2の変位量、すなわち弁開度を制御する。この場合、ポンプ9からの作動流体は、供給ポート3から負荷ポート4、5を通って負荷6に至り、戻りポート7または8を介してタンク10に還流して行くが、この作動流体の流れは、スプール2に流体力を及ぼす。
【0043】
まず、供給ポート3から負荷ポート4または5に流れる流体がスプール2に及ぼす流体力について説明する。
【0044】
ランド部11、12が負荷ポート4、5を閉鎖する中立位置から、スプール2が右方向(正方向)に動いた場合には、作動流体は、供給ポート3とランド部19の間の流体通路を通って、ランド部12により一部が閉鎖された矩形穴26から負荷ポート5に流れ込む。この場合、矩形穴26とランド部12の間の流体通路を通る流体の圧力低下により、スプール2には左方向(負方向)の流体力が作用し、図5の一点鎖線に示すように、この負方向の流体力はスプール2の正方向のストロークにしたがって増大して行く。この場合、本発明では、矩形穴26の存在により、負荷ポート5への流体の流出角度は大きくなり、この負方向の流体力の増大が抑制される。
【0045】
さらに、本発明では、このスプール2の正方向のストロークがある程度進むと、今度は供給ポート3とランド部19の間の流体通路で絞られた流体が、ランド部19(したがってスプール2)を右方向(正方向)に引き込もうとする力が効いてくる。この正方向の流体力は、スプール2の正方向のストロークが進み、供給ポート3とランド部19間の流体通路が狭められるほど優勢となって来るので、結局、供給ポート3から負荷ポート5に流れる流体がスプール2に及ぼすトータルの流体力は、図5の一点鎖線に示すように、負方向に頭打ちとなり、逆に減って行く。
【0046】
一方、スプール2が左方向(負方向)に動いた場合には、作動流体は供給ポート3とランド部19の間から、ランド部11と矩形穴25の間を通って、負荷ポート4に流入するが、このときにスプール2に作用する流体力は、スプール2が右方向(正方向)に動いたときと、左右(正負)に全く対称に発生する。
【0047】
このように、供給ポート3から負荷ポート4または5に流れる流体がスプール2に及ぼす流体力は、図5に一点鎖線で示したように波状になり、流体力ゼロの上下の比較的狭い範囲内に制限される。
【0048】
つぎに、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体がスプール2に及ぼす流体力について説明する。
【0049】
スプール2が右方向(正方向)に動いた場合には、負荷6からの作動流体は、負荷ポート4から矩形穴24を通って、戻りポート7へと流れる。この場合、本発明では、矩形穴24の存在により、負荷ポート4からの流体の流入角度を大きくすることができ、これにより、右方向(正方向)へ向かう流体力が、図7〜図10に示した従来例のようには増大しないようになっている。また、バケット部14の傾斜部14Aの形状を調整することにより、スプール2のストロークの初期においては、いったん負方向の流体力が生じるようにし、その後、流体力が正方向に転じるようにしてある。
【0050】
一方、スプール2が左方向(負方向)に動いた場合には、負荷6からの作動流体は、負荷ポート5から矩形穴27を通って、戻りポート8へと流れるが、この場合には、スプール2が右方向(正方向)に動いた場合と、左右(正負)全く対称に流体力が作用する。
【0051】
このように、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体がスプール2に及ぼす流体力も、図5に破線で示したように、流体力ゼロの上下の比較的狭い範囲に制限される。
【0052】
したがって、図5に実線で示したように、供給ポート3から負荷ポート4または5に流れる流体と、負荷ポート4または5から戻りポート7または8に還流する作動流体が、スプール2に及ぼすトータルの流体力も、流体力ゼロの上下の比較的狭い範囲に制限される。
【0053】
図6には、図5に示した3種類の流体力に、スプリング16のバネ力を加えた力の特性を示す。このように、流体力とバネ力の総和の絶対値は、3種類の流体力のいずれも、比較的小さな範囲に制限される。すなわち、供給ポート3から負荷ポート4または5にのみ流体が流れる場合(図6の一点鎖線の場合)、負荷ポート4または5から戻りポート7または8にのみ流体が流れる場合(図6の破線の場合)、供給ポート3から戻りポート7または8へと流体が流れる場合(図6の実線の場合)のいずれの場合でも、要するに、本発明のスプール弁はいかなる使用方法がされた場合でも、流体力とバネ力の総和の絶対値が大きくなり過ぎることはない。したがって、この流体力とバネ力に対抗する付勢力を発生する比例ソレノイド17を大型化する必要もない。
【0054】
さて、定格ストローク内でのスプール2の摺動に伴う動作は以上の通りであるが、本発明では、スプール2が定格ストロークを超えて摺動した場合には、ランド部11、12は矩形穴24〜27を超えたところまで動くことになり、負荷ポート4、5の開口は矩形穴24〜27で制限される以上に広がることはない。したがって、スプール2が定格ストロークを超えて摺動したとしても、流量が大きくなって制御不能の流体力がスプール2に作用してしまうようなことはない。
【0055】
定格ストロークを超えて、さらにスプール2が摺動すると、ランド部19は、環状凹部21の右または左の端部を超え、供給ポート3の右側または左側をブロックする。このようにして、スプール2の摺動が所定値を超えると、供給ポート3の左右は、ランド部19と、ランド部11または12によってブロックされ、ポンプ9側からの作動流体の流入が禁止されるフェールセーフ機能が働くようになっている。
【0056】
なお、本発明では、この実施の形態における矩形穴24〜27に代えて、異なる形状の穴(例えば円形穴)を用いる他の実施の形態を採ることもできる。この場合でも、これらの穴は、負荷ポート4および5の左右の端辺に沿って、負荷ポート4および5の内側に形成するようにするとともに、軸方向に沿った長さを、スプール2の定格ストロークと略同長か、定格ストロークよりわずかに長くなるように設定するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図2】同じくスプールを示す側面図である。
【図3】同じくスリーブを示す断面図である。
【図4】同じく図3のA−A断面図である。
【図5】同じくスプールに作用する流体力の特性を示す特性図である。
【図6】同じくスプールに作用する流体力とバネ力のトータルの特性を示す特性図である。
【図7】従来例を示す断面図である。
【図8】同じくスプールに作用する流体力の特性を示す特性図である。
【図9】従来例を示す断面図である。
【図10】同じくスプールに作用する流体力とバネ力のトータルの特性を示す特性図である。
【符号の説明】
1 バルブボディ
2 スプール
3 供給ポート
4 負荷ポート
5 負荷ポート
6 負荷
7 戻りポート
8 戻りポート
9 ポンプ
10 タンク
11 ランド部
12 ランド部
13 小径部
14 バケット部
15 バケット部
19 ランド部
20 スリーブ
21 環状凹部
22 環状凹部
23 環状凹部
24 矩形穴
25 矩形穴
26 矩形穴
27 矩形穴
31 円形穴
32 円形穴
33 円形穴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to reduction of fluid force acting on a spool valve.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a structure that balances the fluid force acting on the spool in the spool valve (a structure that provides a compensation effect), for example, the Hanwabo “Hydraulic Drive and Control”, Vol. Such four-way flow control valves are known.
[0003]
As shown in FIG. 7, the four-way flow control valve includes a
[0004]
A pair of
[0005]
In this case, the
[0006]
With such a configuration, the fluid force acting on the
[0007]
First, the fluid force exerted on the
[0008]
As shown in FIG. 7, when the
[0009]
On the other hand, when the
[0010]
In this way, the fluid force acting on the
[0011]
Next, the fluid force exerted on the
[0012]
As shown in FIG. 7, when the
[0013]
On the other hand, when the
[0014]
As described above, the fluid force exerted on the
[0015]
In the four-way flow control valve, the fluid force exerted on the
[0016]
As shown in FIG. 9, such a four-way flow control valve has a
[0017]
The axial displacement of the
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, as long as the flow control valve shown in FIGS. 7 and 9 is used as a four-way valve, the fluid force acting on the
[0019]
However, it may be desired to use this four-way flow control valve as a two-way valve or a three-way valve. In such a case, the fluid force acting on the
[0020]
Further, even when the flow control valve shown in FIGS. 7 and 9 is used as a four-way valve, when a single rod cylinder is used as the
[0021]
In order to counter such a large fluid force, it is necessary to enlarge the
[0022]
The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to provide a spool valve capable of reducing the fluid force acting on the spool regardless of the use state of the valve.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
The first invention includes a spool slidable on the left and right of the neutral position, a supply port, a pair of load ports provided on the left and right sides of the supply port, and a pair provided on both outer sides of the load ports. A return port, spring means for urging the spool in one of the left and right directions, and a proportional solenoid for urging the spool in either the left or right direction when energized, and when the spool is in a neutral position A pair of land portions formed on the spool block the pair of load ports, and when the spool slides to the left and right of the neutral position, the supply port, one of the load ports, the other of the load ports, and the return in the spool valve for communicating the port, intermediate the pair of the land portions of the spool, a the substantially the same diameter and a pair of land portions, said spool Will give throttle the fluid passage flowing from the supply port according to stroke, when said spool is slid beyond the rated stroke to one of the lateral direction closes one said of said supply port flanged In addition, the fluid flows through the pair of load ports through a plurality of openings that extend from the left and right ends of the load port in the spool axial direction with a length substantially equal to the rated stroke of the spool. did.
[0024]
In the second invention, the plurality of openings are formed inside the load port along the left and right edges of the load port .
[0027]
Operation and effect of the invention
In the first and second aspects of the invention, when the spool valve is operated, the fluid flowing from the supply port to the load port is throttled by the load port and exerts a fluid force on the spool. Therefore, the force by which the fluid force pulls the spool in the direction of closing the load port does not become so great even if the stroke of the spool advances. Further, when the stroke of the spool advances to some extent, the effect of the throttle that the brim-shaped land portion gives to the fluid flowing in from the supply port comes into effect, so this fluid force pushes the spool in the direction to open the load port, The fluid force that pulls the spool in the direction of closing the port reaches a peak. Therefore, the characteristics of the force exerted on the spool by the fluid flowing from the supply port to the load port are undulated above and below the fluid force zero, and the absolute value of the fluid force is suppressed to a small value.
When the spool further slides beyond the rated stroke, the collar-like land blocks the right or left side of the supply port. In this way, when the sliding of the spool exceeds a predetermined value, the left and right sides of the supply port are blocked by one of the collar-shaped land portion and the pair of land portions, and the inflow of working fluid from the pump side is prohibited. The fail-safe function works.
[0028]
Further, since a large outflow angle is given to the fluid flowing out from the load port to the return port side, the force exerted on the spool by the fluid flowing from the load port to the return port does not become so large even if the stroke of the spool advances.
[0029]
As described above, according to the present invention, both the fluid force exerted on the spool by the fluid flowing from the supply port to the load port and the fluid force exerted on the spool by the fluid flowing from the load port to the return port are suppressed within a relatively small range. Therefore, regardless of how the spool valve is used, the absolute value of the sum of the fluid force and the spring force does not become too large. Therefore, it is not necessary to increase the thrust of the proportional solenoid that generates an urging force that opposes the fluid force and the spring force.
[0030]
Further, if the length of apertures equal length and substantially the nominal stroke of the spool, when the spool is slid beyond the rated stroke, the land portion will be moved to beyond the end of the opening In addition, the effective passage area of the load port does not expand further. Therefore, even if the spool slides beyond the rated stroke, the flow rate does not increase and an uncontrollable fluid force does not act on the spool.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0033]
As shown in FIG. 1, in the spool valve of the present invention, a
[0034]
A plurality of annular ports are formed on the inner circumference of the cylinder portion 1A, and the
[0035]
As shown in FIG. 2, the outer periphery of the
[0036]
Further, as a feature of the present invention, a brim-shaped
[0037]
As shown in FIGS. 3 and 4,
[0038]
Further, at positions corresponding to the
[0039]
In this case, the
[0040]
Although not shown in FIG. 1, springs 16 and
[0041]
Next, the operation will be described.
[0042]
When the spool valve is used, the
[0043]
First, the fluid force exerted on the
[0044]
When the
[0045]
Further, in the present invention, when the forward stroke of the
[0046]
On the other hand, when the
[0047]
As described above, the fluid force exerted on the
[0048]
Next, the fluid force exerted on the
[0049]
When the
[0050]
On the other hand, when the
[0051]
As described above, the fluid force exerted on the
[0052]
Therefore, as indicated by a solid line in FIG. 5, the total amount of fluid exerted on the
[0053]
FIG. 6 shows the characteristics of the force obtained by adding the spring force of the
[0054]
The operation accompanying the sliding of the
[0055]
When the
[0056]
In addition, in this invention, it can replace with the rectangular holes 24-27 in this embodiment, and can also employ | adopt another embodiment using a hole (for example, circular hole) of a different shape. Even in this case, these holes are formed inside the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the spool.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a sleeve.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing characteristics of a fluid force acting on the spool in the same manner.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the total characteristics of fluid force and spring force acting on the spool.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional example.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing characteristics of a fluid force acting on the spool in the same manner.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a conventional example.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the total characteristics of the fluid force and the spring force acting on the spool.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
供給ポートと、
この供給ポートの左右両側に設けられた一対の負荷ポートと、
これらの負荷ポートの両外側に設けられた一対の戻りポートと、
前記スプールを左右いずれか一方向に付勢するバネ手段と、
通電により前記スプールを左右いずれか他方向に付勢する比例ソレノイドとを備え、
前記スプールが中立位置にあるときに前記スプールに形成された一対のランド部が前記一対の負荷ポートをブロックするとともに、前記スプールが中立位置の左右に摺動すると前記供給ポートと前記負荷ポートの一方および前記負荷ポートの他方と前記戻りポートとを連通するスプール弁において、
前記スプールの一対のランド部の中間に、前記一対のランド部と略同径であって、前記スプールがストロークするのにしたがって前記供給ポートから流れ出す流体通路に絞りを与えていき、前記スプールが左右方向のうち一方に定格ストロークを超えて摺動した場合には前記供給ポートの該一方を閉鎖するつば状のランド部を設けるとともに、前記一対の負荷ポートの流体の流通は負荷ポートの左右の端部からスプール軸方向にスプールの定格ストロークとほぼ等しい長さで広がる複数の開口を介してなされるようにしたことを特徴とするスプール弁。A spool that can slide on the left and right of the neutral position;
A supply port;
A pair of load ports provided on the left and right sides of the supply port;
A pair of return ports provided on both outer sides of these load ports;
Spring means for urging the spool in either the left or right direction;
A proportional solenoid that energizes the spool in either the left or right direction when energized;
When the spool is in the neutral position, a pair of land portions formed on the spool block the pair of load ports, and when the spool slides to the left or right of the neutral position, one of the supply port and the load port And a spool valve communicating the other of the load ports and the return port,
Between the pair of land portions of the spool, the diameter is substantially the same as that of the pair of land portions, and a throttle is given to a fluid passage that flows out from the supply port as the spool strokes. When one of the directions slides beyond the rated stroke, a flange-shaped land portion is provided for closing the one of the supply ports, and the fluid flow in the pair of load ports is at the left and right ends of the load ports. A spool valve characterized in that the spool valve is formed through a plurality of openings extending from the portion in the axial direction of the spool in a length substantially equal to the rated stroke of the spool.
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