JP6592300B2 - バイパス通路付きチェック弁を備えるソレノイドバルブ - Google Patents

Description

本発明は、バイパス通路付きチェック弁、及びそれを備えるソレノイドバルブに関するものである。

油圧によって作動するアクチュエータを備える建設機械や産業機械では、アクチュエータの作動速度を制限するために、作動流体の通路にバイパス通路付きチェック弁が設けられる。

特許文献１には、第１ポートから第２ポートへの作動流体の流通のみを許容する弁体と、弁体に形成されバイパス通路として機能するオリフィスと、を有するバイパス通路付きチェック弁が記載されている。このバイパス通路付きチェック弁では、第１ポートから第２ポートへ作動流体が流れる場合には、弁体が開弁し、作動流体は抵抗を付与されることなく流通する。一方、第２ポートから第１ポートへ作動流体が流れる場合には、弁体が閉弁し、作動流体はオリフィスのみを通じて流通する。このように、特許文献１に記載のバイパス通路付きチェック弁では、一方の方向に流れる作動流体に抵抗を付与することができる。

特開２００７−９２８０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたバイパス通路付きチェック弁では、バイパス通路として機能するオリフィスが固定オリフィスである。このため、作動流体に付与される抵抗を変更するには、オリフィスが形成される弁体を変更しなければならない。このように、特許文献１に開示されるバイパス通路付きチェック弁では、作動流体に付与される抵抗を変更ないし調整することが困難である。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、作動流体に付与される抵抗を容易に変更ないし調整可能なバイパス通路付きチェック弁を提供することを目的とする。

第１の発明は、メインポートとサブポートとの連通開度を変化させる主弁と、主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、メインポートと制御圧室とを連通させるメインポート連通路と、サブポートと制御圧室とを連通させるサブポート連通路と、を備えるソレノイドバルブのメインポート連通路とサブポート連通路との何れか一方または両方にバイパス通路付きチェック弁が設けられ、バイパス通路付きチェック弁は、第１ポートから第２ポートへの作動流体の流通のみを許容する第２弁体が内部に設けられる第１弁体と、第２弁体を迂回して第１ポートと第２ポートとを連通するバイパス通路と、第１弁体を弁体収容部内へ進退させることによりバイパス通路の流路面積を調整自在な流路面積調整機構と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、メインポート連通路とサブポート連通路との何れか一方または両方に設けられるバイパス通路付きチェック弁は、第１弁体と、第１弁体内に設けられる第２弁体と、を有する。このように、第１弁体が設けられる通路と、第２弁体が設けられる通路と、を別々に設ける必要がないため、ソレノイドバルブをコンパクト化することができる。また、バイパス通路付きチェック弁では、第２弁体が内部に設けられる第１弁体を弁体収容部内へ進退させることによってバイパス通路の流路面積が変更される。

第２の発明は、第１弁体が弁体収容部内へ最も進入したときにバイパス通路が閉塞されることを特徴とする。

第２の発明では、第１弁体を弁体収容部内へ最も進入させるとバイパス通路が閉塞される。このように、バイパス通路の最小流路面積が設定されないため、バイパス通路の流路面積の調整自由度を向上させることができる。

第３の発明は、バイパス通路が、第１弁体の弁部と、第１ポートの開口端に形成されるシート部とにより画定されることを特徴とする。

第３の発明では、弁部とシート部との間に形成される隙間がバイパス通路とされる。このように、弁部とシート部という簡素な構成により流路面積が調整可能なバイパス通路を画定することができる。

第４の発明は、第１ポートの圧力が第２ポートの圧力よりも高いとき、作動流体は、バイパス通路及び第２弁体を通じて第１ポートから第２ポートへ流通し、第２ポートの圧力が第１ポートの圧力よりも高いとき、作動流体は、バイパス通路のみを通じて第２ポートから第１ポートへ流通することを特徴とする。

第４の発明では、作動流体は、第１ポートから第２ポートへは、バイパス通路及び第２弁体を通じて流通し、第２ポートから第１ポートへは、バイパス通路のみを通じて流通する。このように、バイパス通路付きチェック弁は、流路面積が変更可能なバイパス通路によって、一方の方向に流れる作動流体に任意の抵抗を付与することができる。

本発明によれば、作動流体に付与される抵抗を容易に変更ないし調整可能なバイパス通路付きチェック弁を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るバイパス通路付きチェック弁の断面図である。 本発明の第１実施形態に係るバイパス通路付きチェック弁のバイパス通路を閉塞した状態を示す図面である。 本発明の第２実施形態に係るバイパス通路付きチェック弁が用いられるソレノイドバルブの断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態に係るバイパス通路付きチェック弁１００について説明する。本実施形態では、バイパス通路付きチェック弁１００を、建設機械や産業機械等に設けられるアクチュエータの作動速度を制限するスローリターンバルブとして用いた場合について説明する。

バイパス通路付きチェック弁１００は、バルブブロック１０１に形成される非貫通の弁体収容部としての第１弁体収容孔１０６と、第１弁体収容孔１０６内へ進退自在に設けられる第１弁体１１０と、第１弁体１１０内に摺動自在に設けられる第２弁体１２０と、一端が第１弁体収容孔１０６の底面に開口し、他端がバルブブロック１０１の外面に開口して図示しない切換弁を通じてポンプまたはタンクに選択的に接続される第１ポート１０３と、一端が第１弁体収容孔１０６の側面に開口し、他端がバルブブロック１０１の外面に開口して図示しない配管等を通じてアクチュエータに接続される第２ポート１０４と、を有する。

スローリターンバルブとして用いられるバイパス通路付きチェック弁１００では、作動流体として作動油が用いられる。作動流体は、作動油に限定されず、他の非圧縮性流体または圧縮性流体であってもよい。

第１弁体１１０は、第１弁体収容孔１０６に摺動自在に支持される摺動部１１０ａと、第１弁体収容孔１０６の開口端に形成される雌ねじ部１０６ｂに螺合される雄ねじ部１１０ｄと、雄ねじ部１１０ｄとは反対側に設けられ、摺動部１１０ａよりも外径が小さい小径部１１０ｂと、を有する円筒状部材である。

小径部１１０ｂの先端側には、第１ポート１０３の開口端に形成される円錐台状のシート部１０６ａに着座可能な弁部１１０ｃが形成され、弁部１１０ｃとシート部１０６ａとの間には、第２弁体１２０を迂回して第１ポート１０３と第２ポート１０４とを連通するバイパス通路１０８が画定される。

第１弁体１１０の雄ねじ部１１０ｄには、ロックナット１４０が螺合される。ロックナット１４０が締め付けられることによって第１弁体１１０は第１弁体収容孔１０６内に固定される。第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置は、ロックナット１４０を緩めて、第１弁体１１０を手動で何れかの方向へ回転させることによって、調整することができる。

ここで、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置が変更されると、弁部１１０ｃとシート部１０６ａとの間の隙間の大きさ、すなわちバイパス通路１０８の開口面積が変更される。換言すれば、バイパス通路１０８を流通する作動油の流量は、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置によって制御される。バイパス通路１０８の開口面積は、任意の大きさに設定され、例えば、図２に示されるように、第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６に対して最も進入させると、弁部１１０ｃがシート部１０６ａに当接し、バイパス通路１０８は閉塞される。このように、バイパス通路１０８の最小流路面積が設定されないため、バイパス通路１０８の流路面積を調整可能な範囲が広くなる。

このように、バイパス通路１０８の流路面積は、第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６内へ進退させることによって調整可能である。第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６内へ進退させる際に操作される雌ねじ部１０６ｂ及び雄ねじ部１１０ｄが流路面積調整機構に該当する。なお、流路面積調整機構は、ねじ部１０６ｂ，１１０ｄに限定されず、第１弁体収容孔１０６に対して第１弁体１１０の位置を調整することができる構造であればどのようなものであってもよい。例えば、ステッピングモータ等の電動機を用いて、第１弁体１１０を回転させてもよいし、ねじ部を設けることなく第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６に対して直接進退させてもよい。この場合、第１弁体１１０を変位させる電動機が流路面積調整機構に該当する。

第１弁体１１０は、雄ねじ部１１０ｄ側の端面に開口し、第１弁体１１０の軸心に沿って形成される非貫通の第２弁体摺動孔１１１と、一端が第２弁体摺動孔１１１の底面に開口し他端が小径部１１０ｂの先端面に開口する第１連通孔１１２と、一端が第２弁体摺動孔１１１の側面に開口し他端が小径部１１０ｂの外周面に開口する第２連通孔１１４と、をさらに有する。

第２弁体摺動孔１１１内には、第２弁体１２０が摺動自在に収容され、第２弁体摺動孔１１１の開口端にはプラグ１３０が螺着される。第２弁体１２０とプラグ１３０との間にはスプリング室１１５が区画され、スプリング室１１５内には、第２弁体１２０を閉弁させる方向へ付勢するスプリング１２５が圧縮して収装される。

第２弁体１２０は、第１連通孔１１２の開口端に形成される円錐台状のシート部１１１ａに着座する弁部１２０ａと、スプリング室１１５と第２連通孔１１４とを常時連通させる連通孔１２０ｂと、を有する。

ここで、第２連通孔１１４は、一端が小径部１１０ｂの外周面に開口しているため、小径部１１０ｂと第１弁体収容孔１０６との間の隙間を通じて第２ポート１０４と連通している。このように、スプリング室１１５は、連通孔１２０ｂ、第２連通孔１１４及び小径部１１０ｂと第１弁体収容孔１０６との間の隙間を通じて第２ポート１０４と常時連通するため、スプリング室１１５内の圧力は第２ポート１０４の圧力と同等となる。

このため、第２弁体１２０には、第１連通孔１１２を通じて第１ポート１０３の圧力が第２弁体１２０を開弁させる方向に作用し、スプリング室１１５内の圧力、すなわち第２ポート１０４の圧力とスプリング１２５の付勢力とが第２弁体１２０を閉弁させる方向へと作用する。

開弁方向への推力が閉弁方向への推力を上回ると第２弁体１２０は開弁し、第１ポート１０３と第２ポート１０４とは、第１連通孔１１２、シート部１１１ａと弁部１２０ａとの間の隙間、第２連通孔１１４及び小径部１１０ｂと第１弁体収容孔１０６との間の隙間を通じて連通される。一方、開弁方向への推力が閉弁方向への推力を下回ると第２弁体１２０は閉弁し、第１ポート１０３と第２ポート１０４との連通は遮断される。このように、第２弁体１２０は、第１ポート１０３から第２ポート１０４への作動油の流通のみを許容する逆止弁として機能する。

第１弁体１１０の摺動部１１０ａの外周にはＯリング１１６が配置される。第１弁体収容孔１０６と摺動部１１０ａとの間で圧縮されるＯリング１１６によって、第１弁体収容孔１０６内と外部との連通は遮断される。また、プラグ１３０の外周にはＯリング１３２が配置される。第２弁体摺動孔１１１とプラグ１３０との間で圧縮されるＯリング１３２によって、第２弁体摺動孔１１１内と外部との連通は遮断される。このため、第１弁体収容孔１０６及び第２弁体摺動孔１１１内の作動油が外部に漏れることが防止されるとともに、外部から水や粉塵等が第１弁体収容孔１０６及び第２弁体摺動孔１１１内に侵入することが防止される。内部と外部との連通を遮断する部材としては、Ｏリング１１６，１３２に限定されず、シールリングなどのように密封可能なシール部材であればどのようなものが用いられてもよい。

次に、スローリターンバルブとして機能するバイパス通路付きチェック弁１００の動作について説明する。

アクチュエータを伸張させるために、第１ポート１０３がポンプに接続され、第１ポート１０３に加圧された作動油が供給されると、第２弁体１２０を開弁させる方向への推力が閉弁させる方向への推力を上回り、第２弁体１２０が開弁する。このため、ポンプから第１ポート１０３へ供給された作動油は、バイパス通路１０８と、第１連通孔１１２と、の二つの流路を通じて第２ポート１０４へ至り、アクチュエータへと供給される。このように、ポンプから供給される作動油は、流路面積が制限されていない流路を流通し、アクチュエータへと供給されるため、アクチュエータは速やかに伸張作動する。

一方、アクチュエータを収縮させるために、第１ポート１０３がタンクに接続されると、第１ポート１０３の圧力が第２ポート１０４の圧力よりも低くなるため、第２弁体１２０を閉弁させる方向への推力が開弁させる方向への推力を上回り、第２弁体１２０は閉弁する。このため、アクチュエータから排出される作動油は、流路面積が制限されたバイパス通路１０８のみを通じて第１ポート１０３へ至り、タンクへと排出される。このように、アクチュエータから排出される作動油の流量はバイパス通路１０８によって制限される。つまり、バイパス通路１０８は絞りとして機能し、バイパス通路１０８を流れる作動油に抵抗が付与される。この結果、アクチュエータから作動油が排出されにくくなり、アクチュエータの収縮作動速度は緩やかになる。

アクチュエータの収縮作動速度は、作動油の流量を制限するバイパス通路１０８の開口面積によって決まる。上述のように、バイパス通路１０８の開口面積は、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置を調整することによって変更することができる。このように、アクチュエータの収縮作動速度は、任意の設定速度となるように容易に調整される。

また、図２に示すように、第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６に対して最も進入させてバイパス通路１０８を閉塞させると、第２ポート１０４の圧力が第１ポート１０３の圧力よりも高い状態にある限り、第１ポート１０３と第２ポート１０４との連通は完全に遮断される。このように、バイパス通路付きチェック弁１００は、アクチュエータが作動している状態でバイパス通路１０８が閉塞されることによって、アクチュエータからの作動油の流出を阻止することができるため、アクチュエータの作動状態を保持することもできる。

なお、バイパス通路付きチェック弁１００は、アクチュエータの収縮作動速度緩やかにするものに限定されず、アクチュエータを伸張させるときの伸張作動速度を緩やかにするものに適用してもよい。この場合、第１ポート１０３がアクチュエータに接続され、第２ポート１０４がポンプまたはタンクに選択的に接続される。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

バイパス通路付きチェック弁１００では、逆止弁として機能する第２弁体１２０が第１弁体１１０内に設けられ、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置を調整することによりバイパス通路１０８の流路面積が変更される。このため、第２弁体１２０の作動特性に影響を及ぼすことなく、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置を変更するだけで、バイパス通路付きチェック弁１００を流通する作動油に付与される抵抗を容易に変更ないし調整することができる。

＜第２実施形態＞
次に、図３を参照して、本発明の第２実施形態に係るバイパス通路付きチェック弁２００について説明する。本実施形態では、バイパス通路付きチェック弁２００をソレノイドバルブ１０の開放機能付きチェック弁として用いた場合について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付し説明を省略する。

図３に示されるソレノイドバルブ１０は、建設機械や産業機械等に設けられ、図示しない流体圧力源からアクチュエータ（負荷）に供給される作動流体の流量やアクチュエータからタンク等へ排出される作動流体の流量を制御する。このソレノイドバルブ１０は、メインポート８２からサブポート８３へ流れる作動流体の流量を制御する一方向流制御弁である。

ソレノイドバルブ１０は、バルブブロック８０に設けられる非貫通の挿入孔８１に挿入固定される。バルブブロック８０には、一端が挿入孔８１の底面に開口し、他端がバルブブロック８０の外面に開口して図示しない配管等を通じて流体圧力源であるポンプに接続されるメインポート８２と、一端が挿入孔８１の側面に開口し、他端がバルブブロック８０の外面に開口して図示しない配管等を通じてアクチュエータに接続されるサブポート８３と、を有する。

ソレノイドバルブ１０では、作動流体として作動油が用いられる。作動流体は、作動油に限定されず、他の非圧縮性流体または圧縮性流体であってもよい。

ソレノイドバルブ１０は、メインポート８２とサブポート８３との連通開度を変化させる主弁２２と、挿入孔８１内に固定され主弁２２が摺動自在に挿入される中空円筒状のスリーブ１２と、メインポート８２またはサブポート８３から作動油が導かれ、主弁２２を閉弁方向に付勢する制御圧室４２と、制御圧室４２とサブポート８３との連通開度を変化させる副弁２７と、供給される電流に応じて副弁２７を変位させるソレノイド部６０と、を備える。

スリーブ１２は、主弁２２の外周面を摺動自在に支持する摺動支持部１２ａと、主弁２２が着座するシート部１３と、を有する。

シート部１３の内周には、メインポート８２側から順に、円孔状の第１シート部１３ａと、円錐台状の第２シート部１３ｂと、の２つのシート部が形成される。第１シート部１３ａの中心軸と第２シート部１３ｂの中心軸とは、スリーブ１２の中心軸と一致している。

スリーブ１２には、第２シート部１３ｂと摺動支持部１２ａとの間に、スリーブ１２内の空間とサブポート８３とを連通するスリーブ連通孔１２ｂが周方向に間隔をあけて複数形成される。

シート部１３の外周と摺動支持部１２ａの外周とには、スリーブ連通孔１２ｂを挟むようにして、それぞれＯリング５１，５２が配置される。スリーブ連通孔１２ｂとサブポート８３との接続部は、スリーブ１２と挿入孔８１との間で圧縮されるこれら二つのＯリング５１，５２によって封止される。特にシート部１３の外周に設けられるＯリング５１によって、スリーブ１２と挿入孔８１との間の隙間を通じてメインポート８２とサブポート８３とが連通することが防止される。

主弁２２は、円柱状部材であり、一端面２２ｅがシート部１３側に位置し、摺動部２２ｃが摺動支持部１２ａに摺動支持されるようにスリーブ１２内に配置される。主弁２２の他端面２２ｆは、主弁２２と、スリーブ１２と、ソレノイド部６０と、により画定される制御圧室４２に臨んでいる。

主弁２２の一端面２２ｅ側には、第１シート部１３ａに摺動自在に挿入される円柱状のスプール弁２２ａが形成され、スプール弁２２ａと摺動部２２ｃとの間には、第２シート部１３ｂに着座する円錐台状のポペット弁２２ｂが形成される。また、主弁２２には、ポペット弁２２ｂと摺動部２２ｃとの間に、主弁２２の軸方向に対して垂直な面を有する段部２２ｈが形成される。段部２２ｈにはスリーブ連通孔１２ｂを通じてサブポート８３の圧力が作用する。

主弁２２の一端面２２ｅには、メインポート８２に連通する凹部２２ｇがスプール弁２２ａと同軸上に形成される。スプール弁２２ａには、一端が第１シート部１３ａと摺動する面に開口し、他端が凹部２２ｇの内周面に開口する貫通孔２２ｄが周方向に間隔をあけて複数形成される。

第１シート部１３ａにより閉塞される各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂと第２シート部１３ｂとが離れる方向にスプール弁２２ａが移動するのに伴って、徐々に開口する。つまり、第１シート部１３ａから露出する各貫通孔２２ｄの面積は、スプール弁２２ａの移動量に応じて変化する。このように、各貫通孔２２ｄの開口面積を変化させることによって、メインポート８２からサブポート８３へ流れる作動油の流量を制御することができる。

各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂに当接するときであっても、第１シート部１３ａによって完全に閉塞されないように配置される。つまり、各貫通孔２２ｄの開口面積は、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂに当接する閉弁位置において最小値となり、ポペット弁２２ｂが開弁方向に変位するにつれて漸次増大する。

なお、各貫通孔２２ｄは、ポペット弁２２ｂが第２シート部１３ｂからある程度離れるまで第１シート部１３ａによって閉塞されるように配置されてもよい。この場合、主弁２２がある程度変位するまで作動油の流量をほぼゼロに設定することができる。

バルブブロック８０には、メインポート８２と制御圧室４２とを接続するメインポート連通路としてのメインポート連通孔８４と、サブポート８３と制御圧室４２とを接続するサブポート連通路としての第１サブポート連通孔８５及び第２サブポート連通孔８６と、が形成される。メインポート連通孔８４及び第２サブポート連通孔８６は、スリーブ１２とバルブブロック８０との間に形成される環状空間４０と、スリーブ１２に形成されオリフィスとして機能する導入孔４１と、を通じて制御圧室４２に連通する。

メインポート連通孔８４には、メインポート８２から制御圧室４２への作動油の流れのみを許容する逆止弁７１が設けられる。第１サブポート連通孔８５と第２サブポート連通孔８６との接続部には、サブポート８３から制御圧室４２への作動油の流れのみを許容する機能と、サブポート８３と制御圧室４２とを連通させる機能と、を有するバイパス通路付きチェック弁２００が設けられる。

バイパス通路付きチェック弁２００は、図１及び図２に示されるバイパス通路付きチェック弁１００と同じ構成であるため、バイパス通路付きチェック弁２００の構成の説明は省略する。

バイパス通路付きチェック弁２００の第１ポート１０３は、サブポート８３と連通する第１サブポート連通孔８５に接続され、第２ポート１０４は、制御圧室４２と連通する第２サブポート連通孔８６に接続される。

ここで、バイパス通路付きチェック弁２００のスプリング室１１５は、連通孔１２０ｂ、第２連通孔１１４及び小径部１１０ｂと第１弁体収容孔１０６との間の隙間を通じて第２ポート１０４と常時連通するため、スプリング室１１５内の圧力は制御圧室４２の圧力と同等となる。このため、バイパス通路付きチェック弁２００の第２弁体１２０には、第１連通孔１１２を通じてサブポート８３の圧力が第２弁体１２０を開弁させる方向に作用し、スプリング室１１５内の圧力、すなわち制御圧室４２の圧力とスプリング１２５の付勢力とが第２弁体１２０を閉弁させる方向へと作用する。

また、バイパス通路付きチェック弁２００の第１弁体１１０は、通常、図２に示されるように、バイパス通路１０８を閉塞した状態で第１弁体収容孔１０６に固定される。

このため、メインポート８２の圧力がサブポート８３の圧力よりも高い場合には、メインポート８２の作動油がメインポート連通孔８４、逆止弁７１、環状空間４０及び導入孔４１を通じて制御圧室４２へと導かれる。このとき、制御圧室４２からサブポート８３への作動油の流れは、バイパス通路１０８が第１弁体１１０により閉塞されることと第２弁体１２０が閉弁することによって遮断される。

一方、サブポート８３の圧力がメインポート８２の圧力よりも高い場合には、サブポート８３の作動油が第１サブポート連通孔８５、第２弁体１２０、第２サブポート連通孔８６、環状空間４０及び導入孔４１を通じて制御圧室４２へと導かれる。このとき、制御圧室４２からメインポート８２への流れは逆止弁７１によって遮断される。なお、バイパス通路１０８は、第１弁体１１０によって閉塞されているため、作動油がバイパス通路１０８を流通することはない。

主弁２２の一端面２２ｅが臨む制御圧室４２内には、主弁２２とソレノイド部６０との間に、メインリターンスプリング２４が圧縮して設けられる。

メインリターンスプリング２４の付勢力は、主弁２２を閉弁させる方向に作用する。また、メインポート８２の圧力は、主弁２２の第２シート部１３ｂにおける断面に相当する開弁受圧面Ａ１に作用し、主弁２２を開弁させる方向に作用する。また、制御圧室４２内の圧力は、摺動部２２ｃにおける断面に相当する閉弁受圧面Ａ２に作用し、主弁２２を閉弁させる方向に作用する。このため、主弁２２は、開弁受圧面Ａ１に作用するメインポート８２の圧力による推力が、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力を上回ると開弁方向に変位し、下回ると閉弁方向に変位する。

主弁２２には、さらに、制御圧室４２とサブポート８３とを連通する第１連通路２３ａ及び第２連通路２３ｂと、制御圧室４２とサブポート８３との連通状態を調節することによって制御圧室４２内の圧力を制御するパイロット圧制御弁２５が設けられる。

第１連通路２３ａは、主弁２２の他端面２２ｆから主弁２２の軸心に沿って形成される非貫通孔であり、第２連通路２３ｂは、一端が第１連通路２３ａに開口し、他端が主弁２２の外周面に開口する貫通孔である。主弁２２の外周面に開口する第２連通路２３ｂの開口端は、主弁２２が軸方向に変位する範囲において、スリーブ連通孔１２ｂと常に連通するように設けられる。

パイロット圧制御弁２５は、サブシート部２６ｄが形成される中空円筒状の圧力補償スリーブ２６と、サブシート部２６ｄに着座するサブポペット弁２７ａが一端に設けられる円柱状の副弁２７と、を有する。

圧力補償スリーブ２６は、第１連通路２３ａ内に摺動自在に挿入される摺動部２６ａと、制御圧室４２に臨むように配置され、摺動部２６ａよりも外径が大きい鍔部２６ｂと、鍔部２６ｂから摺動部２６ａにかけて軸方向に貫通して形成されるスリーブ貫通孔２６ｃと、を有する。サブシート部２６ｄは、鍔部２６ｂに開口するスリーブ貫通孔２６ｃの開口端に形成される。このため、第１連通路２３ａと制御圧室４２とは、サブシート部２６ｄとスリーブ貫通孔２６ｃとを通じて連通する。

鍔部２６ｂと主弁２２の他端面２２ｆとの間には、複数の皿バネからなる圧力補償スプリング２８が介装される。圧力補償スリーブ２６は、圧力補償スプリング２８によって主弁２２から離れる方向へと付勢される。

サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとが当接すると、制御圧室４２と第１連通路２３ａとの連通は遮断された状態となる。一方、サブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄから離れ、サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間に隙間が形成されると、制御圧室４２と第１連通路２３ａとが連通される。このため、制御圧室４２内の作動油は、第１連通路２３ａ、第２連通路２３ｂ及びスリーブ連通孔１２ｂを通じてサブポート８３へと排出される。制御圧室４２には、メインポート連通孔８４を通じて作動油が導かれるが、導入孔４１によって制御圧室４２への作動油の流入が制限されるため、結果として、制御圧室４２内の圧力は低下する。

サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間の隙間の大きさは、圧力補償スリーブ２６に対する副弁２７の軸方向における位置を変更することによって調節される。副弁２７の軸方向の位置はソレノイド部６０によって制御されるので、この隙間の大きさはソレノイド部６０によって制御されることとなる。

ソレノイド部６０は、電流が供給されることにより磁気吸引力を生じるコイル６２と、コイル６２が外周に設けられる有底筒状のソレノイドチューブ１４と、ソレノイドチューブ１４とスリーブ１２とを連結する連結部材１６と、を有する。

ソレノイドチューブ１４内には、軸心に副弁２７が固定され、コイル６２が生じる磁気吸引力に吸引される円筒状のプランジャ３３と、軸方向に移動自在な円柱状のリテーナ３４と、プランジャ３３とリテーナ３４との間に圧縮して介装されるサブリターンスプリング３５と、が設けられる。プランジャ３３は、サブリターンスプリング３５によって、副弁２７の先端に形成されるサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座する方向へと付勢される。

プランジャ３３には、軸方向に貫通する複数の貫通孔３３ａが形成されており、サブリターンスプリング３５が配置されるスプリング室４４は貫通孔３３ａを通じて制御圧室４２と連通する。このため、スプリング室４４内の圧力は、制御圧室４２内の圧力と同等となり、サブリターンスプリング３５の付勢力とスプリング室４４内の圧力とは、サブポペット弁２７ａをサブシート部２６ｄへ押圧する方向へと作用する。

ソレノイドチューブ１４の端部１４ａには、調節ネジ３６が軸方向に貫通して螺着される。調節ネジ３６の一端は、スプリング室４４内のリテーナ３４に当接しており、調節ネジ３６が回転されるとリテーナ３４の軸方向における位置が変更され、サブリターンスプリング３５の付勢力が変化する。このように、調節ネジ３６を回転することによって、プランジャ３３に作用するサブリターンスプリング３５の初期荷重を変更することができる。ソレノイドチューブ１４から突出する調節ネジ３６の他端は、ソレノイドチューブ１４に取り付けられるカバー６３によって覆われる。

連結部材１６は、バルブブロック８０の挿入孔８１内に挿入される挿入部１６ａと、ソレノイドバルブ１０をバルブブロック８０に対して固定するためのフランジ部１６ｂと、を有する。連結部材１６は、フランジ部１６ｂの内周面にソレノイドチューブ１４が螺合され、挿入部１６ａにスリーブ１２が螺合されることでスリーブ１２とソレノイドチューブ１４とを連結する。

挿入部１６ａの外周には、シール部材としてのＯリング５３が配置される。連結部材１６と挿入孔８１との間で圧縮されるＯリング５３によって、挿入孔８１内と外部との連通は遮断される。このため、挿入孔８１内の作動油が外部に漏れることが防止されるとともに、外部から水や粉塵等が挿入孔８１内に侵入することが防止される。

フランジ部１６ｂにはボルト１５が挿通する図示しないボルト孔が複数形成されており、フランジ部１６ｂは、ボルト１５を介してバルブブロック８０に締結される。連結部材１６がバルブブロック８０に締結されることによって、ソレノイドバルブ１０は、バルブブロック８０に対して固定される。

次に、ソレノイドバルブ１０の動作について説明する。

コイル６２に電流が供給されていないときには、サブリターンスプリング３５の付勢力によって、プランジャ３３が押圧され、副弁２７のサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座し、制御圧室４２は閉塞された状態となる。この状態において、メインポート８２の圧力が制御圧室４２内の圧力よりも高いと、制御圧室４２内にはメインポート８２の作動油が導かれ、制御圧室４２内の圧力はメインポート８２の圧力と同等となる。この結果、閉弁受圧面Ａ２には、メインポート８２の圧力と同等の圧力が作用する。

ここで、閉弁受圧面Ａ２の面積は、開弁受圧面Ａ１の面積よりも大きく設定されるので、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力が、開弁受圧面Ａ１に作用するメインポート８２の圧力による推力を上回り、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向に付勢される。このように、コイル６２が非通電状態にあるときには、メインポート８２からサブポート８３への作動油の流れが遮断される。

一方、コイル６２に電流が供給されると、ソレノイド部６０が発生する推力によってプランジャ３３がサブリターンスプリング３５の付勢力に打ち勝ってコイル６２側へと吸引される。そして、プランジャ３３とともに副弁２７が変位することで、サブポペット弁２７ａはサブシート部２６ｄから離座し、サブポペット弁２７ａとサブシート部２６ｄとの間に隙間が形成される。制御圧室４２内の作動油は、この隙間を通じて、サブポート８３へと排出される。

メインポート８２から制御圧室４２への作動油の流入は、導入孔４１によって制限されるため、制御圧室４２内の圧力は、制御圧室４２とサブポート８３とが第１連通路２３ａ及び第２連通路２３ｂを通じて連通することによって低下する。そして、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力と、開弁受圧面Ａ１に作用するメインポート８２の圧力による推力と、がバランスするまで主弁２２はシート部１３を開放する方向へと変位する。この結果、作動油は、貫通孔２２ｄと第１シート部１３ａとの間、ポペット弁２２ｂと第２シート部１３ｂとの間及びスリーブ連通孔１２ｂを通じて、メインポート８２からサブポート８３へと流れる。

コイル６２に供給される電流が増加されると、サブポペット弁２７ａはサブシート部２６ｄからさらに離れる。この結果、制御圧室４２からサブポート８３へと排出される作動油の量が増加し、制御圧室４２内の圧力はさらに低下する。そして、制御圧室４２内の圧力の低下に応じて主弁２２がシート部１３を開放する方向へとさらに移動し、スプール弁２２ａの貫通孔２２ｄが第１シート部１３ａから露出される面積が大きくなる。この結果、メインポート８２からサブポート８３へと流れる作動油の流量が増加する。

このように、コイル６２に供給される電流を増減し、主弁２２の変位量を制御することによって、メインポート８２からサブポート８３へと流れる作動油の流量が制御される。

そして、コイル６２への通電が停止されると、プランジャ３３を吸引する推力が消失するため、プランジャ３３は、サブリターンスプリング３５の付勢力によってサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座する方向へと押圧される。そして、副弁２７のサブポペット弁２７ａがサブシート部２６ｄに着座すると、制御圧室４２内には導入孔４１を通じてメインポート８２の作動油が導かれ、制御圧室４２内の圧力は、メインポート８２の圧力と同等となるまで上昇する。

制御圧室４２内の圧力がメインポート８２の圧力と同等になると、上述のように、開弁受圧面Ａ１に作用するメインポート８２の圧力による推力が、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力を下回るため、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向に付勢される。この結果、主弁２２は、シート部１３を閉塞する方向へと変位し、メインポート８２からサブポート８３への作動油の流れが遮断される。

続いて、サブポート８３の圧力がメインポート８２の圧力よりも上昇する場合について説明する。

コイル６２への通電が停止され、アクチュエータへの作動油の供給が停止された後に、外部からアクチュエータに作用する負荷が増大するなどして、アクチュエータ内の圧力が上昇すると、アクチュエータと連通するサブポート８３の圧力も上昇する。ここで、サブポート８３の圧力は、図３に示されるように、主弁２２の段部２２ｈに主弁２２を開弁させる方向へと作用している。このため、サブポート８３の圧力が制御圧室４２内の圧力よりも上昇すると、開弁受圧面Ａ１に作用するメインポート８２の圧力による推力と段部２２ｈに作用するサブポート８３の圧力による推力との合力が、閉弁受圧面Ａ２に作用する制御圧室４２内の圧力による推力とメインリターンスプリング２４の付勢力との合力を上回って主弁２２が開弁し、作動油がサブポート８３からメインポート８２へと流出するおそれがある。

このソレノイドバルブ１０では、サブポート８３から制御圧室４２への作動油の流通のみを許容する第２弁体１２０が設けられることにより、このような現象を抑制することができる。

具体的には、サブポート８３の圧力がメインポート８２の圧力及び制御圧室４２内の圧力よりも高くなると、上述のように第２弁体１２０が開弁する。そして、制御圧室４２内には、サブポート８３の作動油が導かれ、制御圧室４２内の圧力はサブポート８３の圧力と同等となる。

このように制御圧室４２内の圧力はサブポート８３の圧力と同等となるので、サブポート８３の圧力が上昇したとしても、主弁２２を閉弁させる方向に作用する力は、主弁２２を開弁させる方向に作用する力を常に上回る。この結果、主弁２２は閉じられた状態に維持され、作動油がサブポート８３からメインポート８２へと流出することが防止される。

このように、バイパス通路付きチェック弁２００を設けることによって、アクチュエータに作用する負荷が増加するなどしてサブポート８３の圧力が制御圧室４２の圧力よりも高くなったとしても、アクチュエータの作動状態を保持することが可能となる。

次に、バイパス通路付きチェック弁２００によってサブポート８３と制御圧室４２とを連通させる際の操作について説明する。

バイパス通路付きチェック弁２００は、コイル６２への通電を行わずにアクチュエータへ作動油を供給し、アクチュエータを駆動させる場合やソレノイド部６０の故障によりコイル６２へ通電しても主弁２２が開弁しない場合などに操作される。

具体的には、メインポート８２にポンプから作動油が供給され、メインポート８２から制御圧室４２へ導かれる作動油の圧力によって主弁２２が閉じられている状態においてバイパス通路付きチェック弁２００の第１弁体１１０の開弁操作が行われる。

第１弁体１１０の開弁は、ロックナット１４０を緩め、弁部１１０ｃがシート部１０６ａから離座するように第１弁体１１０を手動で回転させることによって行われる。弁部１１０ｃとシート部１０６ａとの間にバイパス通路１０８が形成されると、このバイパス通路１０８を通じて第１サブポート連通孔８５と第２サブポート連通孔８６とは、常に連通された状態となる。

この結果、制御圧室４２とサブポート８３とは、導入孔４１、第２サブポート連通孔８６、バイパス通路１０８及び第１サブポート連通孔８５を通じて連通され、制御圧室４２内の作動油は、これらの通路を通じてサブポート８３へと排出される。制御圧室４２の圧力が低下すると、主弁２２はメインポート８２の圧力に押圧されて開弁し、作動油はメインポート８２及びサブポート８３を通じてアクチュエータへと供給される。

このように、第１弁体１１０内に設けられる第２弁体１２０の開閉動作に関わらず、第１弁体１１０を手動で開弁することによって、作動油をアクチュエータへ供給することができる。

なお、第２実施形態におけるソレノイドバルブ１０は、メインポート８２からサブポート８３へ流れる作動油の流量を制御する一方向流制御弁であるが、メインポート８２からサブポート８３へ流れる作動油の流量と、サブポート８３からメインポート８２へ流れる作動油の流量と、の双方を制御することが可能な双方向流制御弁であってもよい。この場合、メインポート８２と制御圧室４２とを連通させる通路と、サブポート８３と制御圧室４２とを連通させる通路と、の両方に開放機能付きチェック弁として機能するバイパス通路付きチェック弁２００を設けることによって、コイル６２へ通電を行わなくとも双方向へ作動油を供給することが可能となる。なお、ソレノイドバルブ１０を双方向流制御弁とする場合には、作動油が流れる方向に応じて制御圧室４２から排出される作動油の排出先をメインポート８２またはサブポート８３に切り換え可能な公知の切換弁がさらに設けられる。

以上の第２実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

ソレノイドバルブ１０では、メインポート連通孔８４とサブポート連通孔８５，８６との何れか一方または両方に設けられるバイパス通路付きチェック弁２００は、開放弁として機能する第１弁体１１０と、第１弁体１１０内に設けられ、逆止弁として機能する第２弁体１２０とを有する。このように、第１弁体１１０が設けられる通路と、第２弁体１２０が設けられる通路と、を別々に設ける必要がないため、ソレノイドバルブ１０をコンパクト化することができる。また、スローリターンバルブとしても機能するバイパス通路付きチェック弁２００を、ソレノイドバルブ１０の開放機能付きチェック弁として流用することができるため、ソレノイドバルブ１０の製造コストを低減することができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

バイパス通路付きチェック弁１００，２００は、第１ポート１０３と第２ポート１０４とを有する第１弁体収容孔１０６と、第１弁体収容孔１０６内へ進退自在に設けられる第１弁体１１０と、第１弁体１１０内に設けられ、第１ポート１０３から第２ポート１０４への作動油の流通のみを許容する第２弁体１２０と、第２弁体１２０を迂回して第１ポート１０３と第２ポート１０４とを連通するバイパス通路１０８と、第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６内へ進退させることによりバイパス通路１０８の流路面積を調整自在なねじ部１０６ｂ，１１０ｄと、を備えることを特徴とする。

この構成では、逆止弁として機能する第２弁体１２０が内部に設けられる第１弁体１１０の位置を第１弁体収容孔１０６に対して調整することによりバイパス通路１０８の流路面積が変更される。このため、第２弁体１２０の作動特性に影響を及ぼすことなく、第１弁体収容孔１０６に対する第１弁体１１０の位置を変更するだけで、バイパス通路付きチェック弁１００，２００を流通する作動油に付与される抵抗を容易に変更ないし調整することができる。また、第２弁体１２０が第１弁体１１０内に設けられているため、第１弁体１１０が設けられる通路と、第２弁体１２０が設けられる通路と、を別々に設ける必要がない。この結果、バイパス通路付きチェック弁１００，２００をコンパクト化することができる。

また、バイパス通路１０８は、第１弁体１１０が第１弁体収容孔１０６内へ最も進入したときに閉塞されることを特徴とする。

この構成では、第１弁体１１０を第１弁体収容孔１０６内へ最も進入させるとバイパス通路１０８が閉塞される。このように、バイパス通路１０８の最小流路面積が設定されないため、バイパス通路１０８の流路面積の調整自由度を向上させることができる。この結果、バイパス通路１０８の流路面積を、要求されるアクチュエータの作動速度等に応じた任意の大きさに設定することができる。また、バイパス通路１０８が閉塞されるため、スローリターンバルブとしても機能するバイパス通路付きチェック弁１００，２００を、ソレノイドバルブ１０の開放機能付きチェック弁として流用することができる。この結果、ソレノイドバルブ１０の製造コストを低減することができる。

また、第１弁体１１０は、第１ポート１０３の開口端に形成されるシート部１０６ａに着座可能な弁部１１０ｃを有し、バイパス通路１０８は、弁部１１０ｃとシート部１０６ａとにより画定されることを特徴とする。

この構成では、弁部１１０ｃとシート部１０６ａとの間に形成される隙間がバイパス通路１０８とされる。このように、弁部１１０ｃとシート部１０６ａという簡素な構成で流路面積が調整可能なバイパス通路１０８を画定することができる。

また、第１ポート１０３の圧力が第２ポート１０４の圧力よりも高いとき、作動油は、バイパス通路１０８及び第２弁体１２０を通じて第１ポート１０３から第２ポート１０４へ流通し、第２ポート１０４の圧力が第１ポート１０３の圧力よりも高いとき、作動油は、バイパス通路１０８のみを通じて第２ポート１０４から第１ポート１０３へ流通することを特徴とする。

この構成では、作動油は、第１ポート１０３から第２ポート１０４へは、バイパス通路１０８及び第２弁体１２０を通じて流通し、第２ポート１０４から第１ポート１０３へは、バイパス通路１０８のみを通じて流通する。このように、バイパス通路付きチェック弁１００，２００は、流路面積が変更可能なバイパス通路１０８によって、一方の方向に流れる作動油に任意の抵抗を付与することができる。

また、メインポート８２とサブポート８３との間を流れる作動油の流量を制御するソレノイドバルブ１０は、メインポート８２とサブポート８３との連通開度を変化させる主弁２２と、主弁２２を閉弁方向に付勢する制御圧室４２と、メインポート８２と制御圧室４２とを連通させるメインポート連通孔８４と、サブポート８３と制御圧室４２とを連通させるサブポート連通孔８５，８６と、制御圧室４２の圧力を制御するソレノイド部６０と、を備え、メインポート連通孔８４とサブポート連通孔８５，８６との何れか一方または両方には、上述のバイパス通路付きチェック弁１００，２００が設けられ、バイパス通路付きチェック弁１００，２００は、第１ポート１０３がメインポート８２またはサブポート８３に接続され、第２ポート１０４が制御圧室４２に接続されることを特徴とする。

この構成では、メインポート連通孔８４とサブポート連通孔８５，８６との何れか一方または両方に設けられるバイパス通路付きチェック弁１００，２００は、開放弁として機能する第１弁体１１０と、第１弁体１１０内に設けられ、逆止弁として機能する第２弁体１２０とを有する。このように、第１弁体１１０が設けられる通路と、第２弁体１２０が設けられる通路と、を別々に設ける必要がないため、ソレノイドバルブ１０をコンパクト化することができる。また、スローリターンバルブとしても機能するバイパス通路付きチェック弁１００，２００を、ソレノイドバルブ１０の開放機能付きチェック弁として流用することができるため、ソレノイドバルブ１０の製造コストを低減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

１００，２００・・・バイパス通路付きチェック弁、１０・・・ソレノイドバルブ、２２・・・主弁、４２・・・制御圧室、６０・・・ソレノイド部、８２・・・メインポート、８３・・・サブポート、８４・・・メインポート連通孔（メインポート連通路）、８５・・・第１サブポート連通孔（サブポート連通路）、８６・・・第２サブポート連通孔（サブポート連通路）、１０３・・・第１ポート、１０４・・・第２ポート、１０６・・・第１弁体収容孔、１０６ａ・・・シート部、１０６ｂ・・・雌ねじ部（流路面積調整機構）、１０８・・・バイパス通路、１１０・・・第１弁体、１１０ｃ・・・弁部、１１０ｄ・・・雄ねじ部（流路面積調整機構）、１１２・・・第１連通孔、１１４・・・第２連通孔、１２０・・・第２弁体、１３０・・・プラグ、１４０・・・ロックナット

Claims (4)

1. メインポートとサブポートとの間を流れる作動流体の流量を制御するソレノイドバルブであって、
   前記メインポートと前記サブポートとの連通開度を変化させる主弁と、
   前記主弁を閉弁方向に付勢する制御圧室と、
   前記メインポートと前記制御圧室とを連通させるメインポート連通路と、
   前記サブポートと前記制御圧室とを連通させるサブポート連通路と、
   前記制御圧室の圧力を制御するソレノイド部と、を備え、
   前記メインポート連通路と前記サブポート連通路との何れか一方または両方には、バイパス通路付きチェック弁が設けられ、
   前記バイパス通路付きチェック弁は、
   第１ポートと第２ポートとを有する弁体収容部と、
   前記弁体収容部内へ進退自在に設けられる第１弁体と、
   前記第１弁体内に設けられ、前記第１ポートから前記第２ポートへの作動流体の流通のみを許容する第２弁体と、
   前記第２弁体を迂回して前記第１ポートと前記第２ポートとを連通するバイパス通路と、
   前記第１弁体を前記弁体収容部内へ進退させることにより前記バイパス通路の流路面積を調整自在な流路面積調整機構と、を有し、
   前記第１ポートが前記メインポートまたは前記サブポートに接続され、前記第２ポートが前記制御圧室に接続されることを特徴とするソレノイドバルブ。
2. 前記バイパス通路は、前記第１弁体が前記弁体収容部内へ最も進入したときに閉塞されることを特徴とする請求項１に記載のソレノイドバルブ。
3. 前記第１弁体は、前記第１ポートの開口端に形成されるシート部に着座可能な弁部を有し、
   前記バイパス通路は、前記弁部と前記シート部とにより画定されることを特徴とする請求項１または２に記載のソレノイドバルブ。
4. 前記第１ポートの圧力が前記第２ポートの圧力よりも高いとき、作動流体は、前記バイパス通路及び前記第２弁体を通じて前記第１ポートから前記第２ポートへ流通し、
   前記第２ポートの圧力が前記第１ポートの圧力よりも高いとき、作動流体は、前記バイパス通路のみを通じて前記第２ポートから前記第１ポートへ流通することを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載のソレノイドバルブ。

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