JP4987393B2 - Pressure control valve - Google Patents
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Description
本発明は、圧力制御弁の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a pressure control valve.
従来、この種圧力制御弁にあっては、たとえば、中空なハウジングと、ハウジング内に両端のランド部を摺接させて挿入されるスプールとを備え、ハウジングに設けられる供給ポートと排出ポートとがハウジングの内周とスプールのランド部間の外周との間の隙間を介して連通させて、スプールの一端のランド部外周を供給ポートに対向させて供給ポートを絞って圧力を制御する圧力制御弁がある。(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of pressure control valve includes, for example, a hollow housing and a spool that is inserted into the housing by sliding the land portions at both ends, and a supply port and a discharge port provided in the housing are provided. A pressure control valve that controls the pressure by restricting the supply port by communicating with a gap between the inner periphery of the housing and the outer periphery between the land portions of the spool so that the outer periphery of the land at one end of the spool faces the supply port. There is. (For example, refer to Patent Document 1).
詳しくは、スプールはバネで一方側に附勢されて、附勢された状態で供給ポートと排出ポートを連通するノーマルオープンタイプか、供給ポートをランド部で閉塞して供給ポートと排出ポートとの連通を遮断するノーマルクローズタイプに設定され、また、ソレノイドでスプールにバネに対抗する推力を与えて供給ポートとスプールのランド部とのラップ度合い(重なり度合い)を調節して圧力を制御するようになっている。
しかしながら、上述のような圧力制御弁では、以下の不具合があると指摘される可能性がある。 However, the pressure control valve as described above may be pointed out to have the following problems.
すなわち、上述のような圧力制御弁では、供給ポートをスプールのランド部で絞って圧力上昇させることにより圧力制御を行うようにしているので、スプールのランド部間の外周とハウジング内周との間の隙間を通過する作動油の流速が速くなり、作動油の流れがハウジングの内壁からはく離して、キャビテーションが発生し、異音が発生する不具合がある。 That is, in the pressure control valve as described above, the pressure is controlled by restricting the supply port at the land portion of the spool and increasing the pressure. Therefore, between the outer periphery between the land portions of the spool and the inner periphery of the housing. There is a problem that the flow rate of the hydraulic oil passing through the gap increases, the flow of the hydraulic oil peels off from the inner wall of the housing, cavitation occurs, and abnormal noise occurs.
そこで、本発明は、上記不具合を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、異音の発生を防止することができる圧力制御弁を提供することである。 Therefore, the present invention has been developed to improve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a pressure control valve that can prevent the generation of abnormal noise.
上記した目的を解決するために、本発明における課題解決手段は、中空なハウジングと、このハウジング内に両端のランド部を摺接させて挿入されるスプールとを備え、上記ハウジングに設けられる供給ポートと排出ポートとが上記ハウジングの内周と上記スプールの上記ランド部間の外周との間の隙間を介して連通させて、上記スプールの一端の上記ランド部外周を上記供給ポートに対向させてこの供給ポートを絞って圧力を制御する圧力制御弁において、上記スプールの上記ランド部間に上記ハウジングの内周との隙間を狭める大径部を設け、この大径部は、上記各ランド部よりも小径に形成されるとともに、上記ランド部間の中央に設けられることを特徴とする。
In order to solve the above-described object, the problem solving means in the present invention includes a hollow housing and a spool inserted into the housing by sliding the land portions at both ends into the housing, and the supply port provided in the housing And the discharge port communicate with each other via a gap between the inner periphery of the housing and the outer periphery between the land portions of the spool, and the land portion outer periphery of one end of the spool is opposed to the supply port. In the pressure control valve for controlling the pressure by restricting the supply port, a large-diameter portion is provided between the land portions of the spool to narrow a gap with the inner periphery of the housing, and the large-diameter portion is larger than each land portion. It is formed in a small diameter and is provided in the center between the land portions.
本発明の圧力制御弁にあっては、ランド部が供給ポートを開放しスプールの外周とハウジングの内周との間の隙間内に流入してきた流体の流れに対して大径部が抵抗を与える絞りとして機能し、上記隙間を通過する流体の流速を従来の圧力制御弁に比較して低下させることができ、流体が供給ポートを通過する時点で生じる圧力損失を小さくすることができる。 In the pressure control valve according to the present invention, the land portion opens the supply port, and the large-diameter portion provides resistance to the flow of the fluid flowing into the gap between the outer periphery of the spool and the inner periphery of the housing. It functions as a throttle, and the flow velocity of the fluid passing through the gap can be reduced as compared with the conventional pressure control valve, and the pressure loss generated when the fluid passes through the supply port can be reduced.
したがって、上記隙間を通過する流体の流れがハウジングの内壁からはく離してしまう事態が防止でき、これによってキャビテーションの発生を阻止でき、異音が発生する不具合が解消される。 Therefore, it is possible to prevent the flow of fluid passing through the gap from being peeled off from the inner wall of the housing, thereby preventing the occurrence of cavitation and eliminating the problem of generating abnormal noise.
また、上述のようにキャビテーションの発生が阻止できるので、スプールの外周やハウジングの内周を浸食してしまうエロージョンの発生をも阻止することが出来る。 Moreover, since the occurrence of cavitation can be prevented as described above, the occurrence of erosion that erodes the outer periphery of the spool and the inner periphery of the housing can also be prevented.
そして、隙間を通過する流体の流速を低下させることが可能となるので、スプールに作用してスプールをハウジングに対して位置決められている位置から変位させようとする流体力を低減させることが可能となり、制御性が向上し、精度良い圧力制御が可能となるばかりでなく、流体力の影響を低減することが可能となるので、スプールの駆動に必要なバネやソレノイドを小型にすることが可能となる。 Since the flow velocity of the fluid passing through the gap can be reduced, it is possible to reduce the fluid force that acts on the spool to displace the spool from the position positioned with respect to the housing. As a result, controllability is improved and accurate pressure control is possible, and the influence of fluid force can be reduced, so that the springs and solenoids required to drive the spool can be made smaller. Become.
さらに、このようにスプールの外周であってランド部間にハウジングの内周との間の隙間を狭める大径部を設けるのみであるので、加工も非常に簡易となり加工性も良く、排出ポートやその下流に流速を低下させるためのオリフィスを追加するような対策を講じる必要も無くなり、オリフィスを追加するための部品の組み付けを失念するような危惧も無くなる。 Furthermore, since only the large-diameter portion that narrows the clearance between the outer periphery of the spool and the land portion between the inner periphery of the housing is provided in this way, the processing is very simple and the workability is good. There is no need to take measures such as adding an orifice for reducing the flow velocity downstream, and there is no fear of forgetting to assemble parts for adding the orifice.
以下、本発明の圧力制御弁を図に基づいて説明する。図1は、参考の形態の圧力制御弁が供給ポートを開放している状態における縦断面図である。図2は、参考の形態の圧力制御弁が供給ポートを閉塞している状態における縦断面図である。図3は、一実施の形態における圧力制御弁の縦断面図である。 Hereinafter, the pressure control valve of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a pressure control valve according to a reference embodiment in a state where a supply port is opened. FIG. 2 is a longitudinal sectional view in a state where the pressure control valve of the reference form closes the supply port. Figure 3 is a longitudinal sectional view of a definitive pressure control valve in the form status of one embodiment.
参考の形態における圧力制御弁1は、図1に示すように、中空なハウジング2と、ハウジング2内に両端のランド部3a,3bを摺接させて挿入されるスプール3と、スプール3をハウジング2に対し図1中左方向に押す推力を発生可能なソレノイドSと、ハウジング2とスプール3の図1中左端との間に介装されてスプール3をハウジング2に対して図1中右方向へ付勢するバネ4とを備えて構成され、ハウジング2の側部に設けた供給ポート2aにランド部3aの外周面を対向させて当該供給ポート2aを絞る、すなわち、供給ポート2aの開口を部分的にランド部3aの外周面で塞いで流路面積を減じて、制御対象である供給ポート2aより上流側の流体圧力を制御するようになっている。
As shown in FIG. 1, the pressure control valve 1 in the reference embodiment includes a
以下、各部について詳細に説明すると、ハウジング2は、有底筒状に形成されて、側部には、供給ポート2aと、排出ポート2bとが設けられると共に、底部には孔2cが設けられている。また、供給ポート2aと排出ポート2bとの間および開口端側の側部は拡径されており、この拡径された部位の外周には環状溝2d,2eが設けられ、さらに、これら環状溝2d,2e内には環状のシール部材2f,2gが装着されている。
Hereinafter, each part will be described in detail. The
そして、このハウジング2は、たとえば、図1に示すように、ブロック10に設けたバルブ孔11内に挿入され、当該ブロック10に設けた図示しない流体を供給する圧力源とバルブ孔11とを連通する供給側流路12に供給ポート2aを、図示しないタンクとバルブ孔11とを連通する排出側流路13に排出ポート2bをそれぞれ対向させ、上記シール部材2fによって供給側流路12および供給ポート2aと、排出側流路13および排出ポート2bとの間がシールされ、さらに、シール部材2gによってバルブ孔11とハウジング2との間がシールされている。
For example, as shown in FIG. 1, the
つづいて、スプール3は、両端にハウジング2の内周に摺接する一対のランド部3a,3bが設けられており、ランド部3a,3b間には、ランド部3a,3bの外径より小径な小径部3cと、ランド部3a,3bの外径より小径であるが上記小径部3cの外径より大径な大径部3dが設けられている。また、小径部3cはランド部3bに連なり、大径部3dはランド部3aに連なっており、小径部3cとランド部3bとの間および小径部3cと大径部3dとの間はテーパ面5,6とされている。なお、このようにテーパ面5,6とされることによって流体の流れがスムーズとなるようになっている。
Subsequently, the
そして、図2に示すように、スプール3のランド部3aの外周が供給ポート2aの開口に完全に対向する状態では供給ポート2aが閉じられ、他方、供給ポート2aをランド部3aで完全には塞がずに当該供給ポート2aの開口をハウジング2内に通じさせるようにすると、供給ポート2aと排出ポート2bがハウジング2の内周とスプール3の小径部3cおよび大径部3dとの間の隙間Rを介して連通され、供給側流路12から供給される流体は上記隙間Rを介して排出側流路13へ排出される。
As shown in FIG. 2, the
また、供給ポート2aの開口がハウジング2内に通じる面積である流路面積を当該供給ポート2aの開口とランド部3aの外周面との重なり度合いによって調節することができる。すると、供給ポート2aを通過して隙間R内に流入する流体がこの供給ポート2aを通過する際に圧力損失を生じることになり、この圧力損失の大きさは流路面積の大きさに依存して変化することから、上記の流路面積の調節によって供給側流路12内の圧力を制御することができる。
Further, the flow passage area, which is the area where the opening of the
さらに、スプール3には、図1中左方から開口する孔3eと、図1中右端に設けた凸部3fの側部から開口して孔3eに連通される孔3gとが設けられており、ハウジング2内に底部に設けた孔2cを介してスプール3の図1中左端に作用する排出側流路13の圧力がスプール3の図1中右端にも作用する。そして、ランド部3a,3bは外径が同じに設定されてスプール3の両端における受圧面積が同一となるようになっており、スプール3に作用する圧力の影響によってスプール3がハウジング2に対して変位してしまうことが無いようになっている。
Further, the
また、このスプール3の孔3eの途中に設けた段部3hとハウジング2の底部との間には、スプール3をハウジング2に対して図1中右方へ附勢するバネ4が介装されており、後述するソレノイドSに電流供給が無い場合には、スプール3はバネ4によってハウジング2の右端へ配置されて、ランド部3aは供給ポート2aの開口に最も重ならない状態となって供給ポート2aを最大開放し、他方のランド部3bも排出ポート2bを開放していることから、圧力制御弁1は、この状態では最大開放状態となる。したがって、この参考の形態の場合、圧力制御弁1は、ノーマルオープンタイプとされている。
A
転じて、ブロック10の図1中右端には、ソレノイドSのケーシング20が連結されており、ソレノイドSは、ケーシング20内に図1中左右方向に移動可能なプランジャ21と、ケーシング20内に収容されてプランジャ21を吸引する図示しないステータとを備えて構成されている。
In turn, a
また、ステータは、図示はしないが、コイルと、コイルへの電流供給によって磁化してプランジャ21を吸引する鉄心と、プランジャ21を右方へ附勢するバネとを備えて構成され、ソレノイドSの図示しないコイルに電流供給すると、プランジャ21が上記鉄心に吸引されケーシング20から突出する方向に移動して、その先端が当接するスプール3に図1中左方向への推力を与えて、バネ4の附勢力に抗してスプール3を図1中左方へ移動させることができるようになっている。
Although not illustrated, the stator includes a coil, an iron core that is magnetized by supplying current to the coil and attracts the
そして、このソレノイドSがスプール3に与える図1中左方への推力とバネ4の附勢力との釣り合いによって、スプール3をハウジング2に対して可動範囲内で任意の位置に位置決めることができる。つまり、この圧力制御弁1では、ソレノイドSへ供給する電流を制御することによって、供給ポート2aの開口とランド部3aの外周面との重なり度合いを調節して流路面積を調節し、供給側流路12内の圧力を制御することができる。
Then, the
上述のように圧力制御弁1は構成され、供給側流路12内の圧力を制御することが可能であるが、この圧力制御弁1のスプール3のランド部3a,3b間には、ハウジング2の内周とスプール3の外周との間の隙間Rを狭める大径部3dが形成されている。
As described above, the pressure control valve 1 is configured and can control the pressure in the supply-
そして、参考の形態における圧力制御弁1にあっては、ランド部3aが供給ポート2aを開放し上記隙間R内に流入してきた流体の流れに対して上記大径部3dが抵抗を与える絞りとして機能し、スプール3のランド部3a,3b間の外周とハウジング2の内周との間の隙間Rを通過する流体の流速を従来の圧力制御弁に比較して低下させることができ、流体が供給ポート2aを通過する時点で生じる圧力損失を小さくすることができる。
In the pressure control valve 1 according to the reference embodiment, the land portion 3a opens the
したがって、スプール3のランド部3a,3b間の外周とハウジング2の内周との間の隙間Rを通過する流体の流れがハウジング2の内壁からはく離してしまう事態が防止でき、これによってキャビテーションの発生を阻止でき、異音が発生する不具合が解消される。
Therefore, it is possible to prevent a situation in which the flow of fluid passing through the gap R between the outer periphery between the
また、参考の形態における圧力制御弁1にあっては、キャビテーションの発生が阻止できるので、スプール3の外周やハウジング2の内周を浸食してしまうエロージョンの発生をも阻止することが出来る。
Further, in the pressure control valve 1 in the reference embodiment, the occurrence of cavitation can be prevented, so that the occurrence of erosion that erodes the outer periphery of the
そして、隙間Rを通過する流体の流速を低下させることが可能となるので、スプール3に作用してスプール3をハウジング2に対して位置決められている位置から変位させようとする流体力を低減させることが可能となり、制御性が向上し、精度良い圧力制御が可能となるばかりでなく、流体力の影響を低減することが可能となるので、バネ4やソレノイドSを小型にすることが可能となる。
Since the flow velocity of the fluid passing through the gap R can be reduced, the fluid force that acts on the
さらに、このようにスプール3の外周であってランド部3a,3b間にハウジング2の内周との間の隙間Rを狭める大径部3dを設けるのみであるので、加工も非常に簡易となり加工性も良く、排出ポート2bやその下流に流速を低下させるためのオリフィスを追加するような対策を講じる必要も無くなり、オリフィスを追加するための部品の組み付けを失念するような危惧も無くなる。
Furthermore, since the large-
つづいて、図3に示す一実施の形態における圧力制御弁30について説明する。この実施の形態における圧力制御弁30は、スプール31のランド部31a,31bにおける大径部31eの配置が上述の参考の形態の圧力制御弁1のスプール3と異なるのみである。したがって、参考の形態の圧力制御弁1と異なる部分について詳細に説明し、参考の形態と同様の部材については、説明が重複するので、同一の符号を付するのみとしてその詳しい説明を省略することとする。
Subsequently, a description will be given
この実施の形態における圧力制御弁30におけるスプール31は、図3に示すように、両端にハウジング2の内周に摺接する一対のランド部31a,31bが設けられており、ランド部31a,31b間には、ランド部31a,31bの外径より小径な小径部31c,31dと、小径部31c,31d間にランド部31a,31bの外径より小径であるが上記小径部31c,31dの外径より大径な大径部31eが設けられている。また、小径部31c,31dと大径部31eとの間はテーパ面32,33とされ、さらに、小径部31cとランド部31bとの間はテーパ面34とされている。
As shown in FIG. 3, the
そして、このスプール31にあっても、スプール31のランド部31aの外周が供給ポート2aの開口に完全に対向する状態では供給ポート2aが閉じられ、他方、供給ポート2aをランド部31aで完全には塞がずに当該供給ポート2aの開口をハウジング2内に通じさせるようにすると、供給ポート2aと排出ポート2bがハウジング2の内周とスプール31の小径部31c,31dおよび大径部31eとの間の隙間R2を介して連通され、供給側流路12から供給される流体は上記隙間R2を介して排出側流路13へ排出される。
Even in the
また、供給ポート2aの開口がハウジング2内に通じる面積である流路面積を当該供給ポート2aの開口とランド部31aの外周面との重なり度合いによって調節することができる。すると、供給ポート2aを通過して隙間R2内に流入する流体がこの供給ポート2aを通過する際に圧力損失を生じることになり、この圧力損失の大きさは流路面積の大きさに依存して変化することから、上記の流路面積の調節によって供給側流路12内の圧力を制御することができる。
Further, the flow passage area, which is the area where the opening of the
さらに、スプール31には、参考の形態におけるスプール3と同様に、図3中左方から開口する孔31fと、図3中右端に設けた凸部31gの側部から開口して孔31fに連通される孔31hとが設けられており、ハウジング2内に底部に設けた孔2cを介してスプール31の図3中左端に作用する排出側流路13の圧力がスプール31の図3中右端にも作用するようになっている。
Further, similar to the
そして、ランド部31a,31bは外径が同じに設定されてスプール31の両端における受圧面積が同一となるようになっており、スプール31に作用する圧力の影響によってスプール31がハウジング2に対して変位してしまうことが無いようになっている。
The
したがって、この圧力制御弁30にあっても、参考の形態における圧力制御弁1と同様に、ノーマルオープンタイプとされ、ソレノイドSへ供給する電流を制御することによって、供給ポート2aの開口とランド部31aの外周面との重なり度合いを調節して流路面積を調節し、供給側流路12内の圧力を制御することができる。
Therefore, this
そして、本実施の形態における圧力制御弁30も、ランド部31aが供給ポート2aを開放し上記隙間R2内に流入してきた流体の流れに対して上記大径部31eが抵抗を与える絞りとして機能し、スプール31のランド部31a,31b間の外周とハウジング2の内周との間の隙間R2を通過する流体の流速を従来の圧力制御弁に比較して低下させることができ、流体が供給ポート2aを通過する時点で生じる圧力損失を小さくすることができる。
The
したがって、スプール31のランド部31a,31b間の外周とハウジング2の内周との間の隙間R2を通過する流体の流れがハウジング2の内壁からはく離してしまう事態が防止でき、これによってキャビテーションの発生を阻止でき、異音が発生する不具合が解消される。
Therefore, it is possible to prevent a situation in which the flow of fluid passing through the gap R2 between the outer periphery between the
また、本実施の形態における圧力制御弁30にあっては、キャビテーションの発生が阻止できるので、スプール31の外周やハウジング2の内周を浸食してしまうエロージョンの発生をも阻止することがで出来る。
Further, in the
また、隙間R2を通過する流体の流速を低下させることが可能となるので、スプール31に作用してスプール31をハウジング2に対して位置決められている位置から変位させようとする流体力を低減させることが可能となり、制御性が向上し、精度良い圧力制御が可能となるばかりでなく、流体力の影響を低減することが可能となるので、バネ4やソレノイドSを小型にすることが可能となる。
Further, since the flow velocity of the fluid passing through the gap R2 can be reduced, the fluid force that acts on the
さらに、このようにスプール31の外周であってランド部31a,31b間にハウジング2の内周との間の隙間R2を狭める大径部31eを設けるのみであるので、加工も非常に簡易となり加工性も良く、排出ポート2bやその下流に流速を低下させるためのオリフィスを追加するような対策を講じる必要も無くなり、オリフィスを追加するための部品の組み付けを失念するような危惧も無くなる。
Furthermore, since only the large-
これで、一実施の形態における圧力制御弁1,30についての説明を終えるが、上述したところでは、各圧力制御弁1,30は、ソレノイドSの非通電時にはスプール3,31がバネ4で附勢されて供給ポート2aを最大開放するノーマルオープンタイプとされているが、逆に、ソレノイドSの非通電時にはスプール3,31のランド部3a,31aが供給ポート2aを閉塞するノーマルクローズタイプの圧力制御弁とされてもよい。
This concludes the description of the
また、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されない。 Also, the scope of the invention is not limited to the details shown or described.
1,30 圧力制御弁
2 ハウジング
2a 供給ポート
2b 排出ポート
2c 孔
2d,2e 環状溝
2f,2g シール部材
3,31 スプール
3a,3b,31a,31b ランド部
3c,31c,31d 小径部
3d,31e 大径部
3e,3g,31f,31h 孔
3f,31g 凸部
3h 段部
4 バネ
5,6,32,33 テーパ面
10 ブロック
11 バルブ孔
12 供給側流路
13 排出側流路
20 ケーシング
21 プランジャ
R,R2 隙間
S ソレノイド
1,30
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