JP6902437B2 - スプールバルブ - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の機器に使用され、流体回路における制御流体の圧力や流量を制御するスプールバルブに関する。

スプールバルブは、例えば、エア、油圧、モータ、ソレノイド等を用いた駆動部により軸方向に移動可能なスプールを用いて、流体回路における制御流体の圧力や流量を制御するものである。従来のスプールバルブとして、スリーブに収納されたスプールと、スプールの一端側に配置されソレノイドにより軸方向に動作する駆動部とを具備し、ポンプやアキュムレータ等の圧力源と負荷側との間に配置され、スプールの移動により圧力や流量が調整された制御流体を負荷側に供給するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなスプールバルブは、スプールの外周側における制御流体の漏れを極力無くすために、スリーブの内壁とスプールとの間の隙間が微小となっている。また、スプールの他端側には、スプールを駆動部側に付勢するスプリングが配置されており、駆動部によりスプールをスプリングの付勢力に抗して軸方向に移動させ、スリーブに対するスプールの相対位置を所定位置とすることにより、流路を所定の開度に調整できるようになっている。

特開２００９‐６３０２２号公報（第３頁、第９図）

しかしながら、特許文献１のようなスプールバルブにあっては、駆動部とスプールとが別体となっており、スプリングによりスプールが駆動部側に付勢されているため、スプールバルブが搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱によってスプール自体に振動が発生すると、特に共振が生じたりスプリングのセット荷重を超える力が作用すると、駆動部によりスプールを軸方向に移動させたときのスリーブに対するスプールの相対位置がずれることにより、流路の開度に誤差が生じてしまい、制御流体の制御の精度が低下するという問題がある。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、制御流体の制御における外乱による精度の低下を低減することができるスプールバルブを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のスプールバルブは、
スプールと、内部に前記スプールが軸方向に移動可能に配置されるスリーブと、
前記スプールの一端側に配置され、前記スプールとは別体に設けられ前記スプールを軸方向に移動させる駆動部と、
前記スプールの他端側に配置され、前記駆動部側に前記スプールを付勢するスプリングと、を備えるスプールバルブであって、
前記スプールの内部には空間が形成されており、該空間内には軸方向に移動可能な所定の固有振動数を有する振動体を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、外乱がスプールバルブに作用するとスプールの内部の空間において振動体が振動することにより、スプールの振動を減衰することができるため、制御流体の制御における外乱による精度の低下を低減することができる。

前記スプリングに係る固有振動数と前記振動体の固有振動数とが異なることを特徴としている。
この特徴によれば、スプリングに係る固有振動数と振動体の固有振動数とが異なることにより、スプールを外乱と共振し難く設定できるため、スプリングを介したスプール自体の振動を抑制することができる。

前記振動体は、前記空間における前記スプリング側に配置されることを特徴としている。
この特徴によれば、スプールの駆動部側を中実に構成することができるため、スプールにおいて駆動力の作用する駆動部側の強度を確保できる。

前記振動体は、質量体とバネとからなり、
前記空間は、前記スプリング側に開放していることを特徴としている。
この特徴によれば、スプールの内部の空間に配置される振動体を構成するバネとスプールの他端側に配置されるスプリングを同じ圧力環境下で動作させることができるため、振動体を構成するバネとスプリングの設定を行いやすい。

前記スプールの前記スプリング側への過剰な移動を規制する規制部を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、外乱によりスプールバルブに作用する初期の大きな振動によるスプールのスプリング側への過剰な移動を規制部により規制することができるため、スプール自体の振動を早く減衰することができる。

本発明の実施例１におけるスプールバルブのオフ状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例１におけるスプールバルブのオン状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例１におけるスプールの内部の空間に配置される振動体の構造を示す拡大断面図である。 本発明の実施例２におけるスプールバルブのオフ状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例２におけるスプールバルブのオン状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例３におけるスプールバルブのオフ状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例３におけるスプールバルブのオン状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例４におけるスプールバルブのオフ状態を示す一部切欠断面図である。 本発明の実施例４におけるスプールバルブのオン状態を示す一部切欠断面図である。

本発明に係るスプールバルブを実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係るスプールバルブにつき、図１から図３を参照して説明する。以下、スプールバルブを構成するバルブ部から見てソレノイド部側を左側、ソレノイド部から見てバルブ部側を右側として説明する。

スプールバルブ１は、例えば車両の自動変速機等の油圧により制御される機器に用いられ、流体回路における作動油等の制御流体の圧力や流量を制御するものである。

図１に示されるように、スプールバルブ１は、バルブとして流体の流量を調整するバルブ部２がソレノイドを用いた駆動部としてのソレノイド部３に一体に取り付けられて構成されている。尚、図１は、ソレノイド成形体３１のコイル３３に通電されていないスプールバルブ１のオフ状態を示すものである。

バルブ部２は、外周に図示しないバルブハウジング内に設けられた流路と接続される図示しない複数のポートの開口が設けられたスリーブ２１と、スリーブ２１の貫通孔２１ｂに液密に収容され軸方向に移動可能なスプール２２と、スプール２２の軸方向右端部に取付けられスプール２２を軸方向左方に付勢するコイル状のスプリング２３と、スリーブ２１の軸方向右端部にカシメ固定されスプリング２３を保持するハット形状のリテーナ２４と、から主に構成されている。尚、スリーブ２１、スプール２２、リテーナ２４は、アルミ、鉄、ステンレス、樹脂等の材料により形成されている。バルブ部２の構造については、後段にて詳述する。

ソレノイド部３は、鉄等の磁性を有する金属材料から形成されるカップ形状のソレノイドケース３０と、ソレノイドケース３０に収容されるソレノイド成形体３１と、ソレノイド成形体３１の内側に配置されるセンタポスト３２と、から主に構成されている。

ソレノイド成形体３１は、コイル３３を樹脂３４によってモールド成形することにより形成され、ソレノイドケース３０の径方向下方側に設けられる開口部３０ｂから外部に延び出ているコネクタ部３４ａのコネクタから制御電圧がコイル３３へ供給されるようになっている。

センタポスト３２は、フランジ付き円筒状に形成され、円筒部３２ａと、円筒部３２ａの軸方向右端部において径方向に延びるフランジ部３２ｂと、円筒部３２ａの径方向の中心にプランジャ４およびロッド５を収容可能な貫通孔３２ｃと、から主に構成されている。

センタポスト３２のフランジ部３２ｂには、軸方向右側の端面に軸方向左方に凹む環状凹部３２ｄが設けられ、スリーブ２１の軸方向左端部が挿嵌された状態で取付け固定されている。また、フランジ部３２ｂには、ソレノイドケース３０の円筒部３０ａの軸方向右端部がカシメられることにより、センタポスト３２とソレノイド成形体３１はソレノイドケース３０に軸方向に固定される。さらに、環状凹部３２ｄの内径側には、貫通孔３２ｃの内周面に沿って軸方向右方に突出する環状凸部３２ｈが設けられている。

センタポスト３２の貫通孔３２ｃは、軸方向左側にプランジャ４が配置される第１収容部３２ｅと、第１収容部３２ｅの軸方向右側において径方向の中心に小径に形成されロッド５が配置される第２収容部３２ｆと、から構成される段付き円筒状に構成されている。尚、第１収容部３２ｅの軸方向右側には径方向に延びる環状面部３２ｇが形成されており、この環状面部３２ｇは内径側において第２収容部３２ｆの内面に直交して連なっている。環状面部３２ｇには、第１収容部３２ｅ内を軸方向移動するプランジャ４の軸方向右端面の接触時の衝撃からプランジャ４を保護するための環状の保護部材３５が取付けられている。

プランジャ４は、円柱状に形成され、その外周面が第１収容部３２ｅの内周面に案内されて軸方向移動可能となっている。尚、プランジャ４の外周面と第１収容部３２ｅの内周面との間には、径方向に僅かなクリアランスが設けられており、プランジャ４は軸方向に円滑に移動できるようになっている。

ロッド５は、プランジャ４と略同軸すなわち径方向の中心の延長線上に配置され、第２収容部３２ｆの内部を軸方向移動可能となっている。尚、ロッド５の外周面と第２収容部３２ｆの内周面との間には、径方向に僅かなクリアランスが設けられており、ロッド５は軸方向に円滑に移動できるようになっている。

また、プランジャ４とロッド５とは、一体的に移動可能になっており、ロッド５の軸方向右側（バルブ部２側）の端面はスプール２２の軸方向左側（ソレノイド部３側）の環状面部２２ａの内径側から軸方向左方に突出する突出部２２ｂに当接している。尚、図２に示されるスプールバルブ１のオン状態においては、コイル３３への例えばPWM等のパルス的な入力電流によりプランジャ４が微小振動を起こしながら保持されているが、プランジャ４とロッド５とは別体に構成されるため、プランジャ４の微小振動がロッド５に対して影響を与え難くなっている。

次いで、バルブ部２の構造について詳しく説明する。スリーブ２１は、軸方向両端が開放する円筒状に形成され、図示しない入力ポート、出力ポート、フィードバックポートおよびドレインポートの開口が形成される円筒部２１ａと、円筒部２１ａにスプール２２を収容可能な貫通孔２１ｂと、から主に構成されている。

スリーブ２１の貫通孔２１ｂは、その内周面に軸方向左側（ソレノイド部３側）から軸方向右側（リテーナ２４側）に向かって順にフィードバックポートが開口する第１環状凹部２１ｃと、入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄと、出力ポートが開口する第３環状凹部２１ｅと、ドレインポートが開口する第４環状凹部２１ｆが設けられている。尚、貫通孔２１ｂの内周面において、第１環状凹部２１ｃ、第２環状凹部２１ｄ、第３環状凹部２１ｅ、および第４環状凹部２１ｆの軸方向両側にそれぞれ略同一径に構成される部分をまとめてガイド部２１ｇと呼ぶものとする。

スプール２２は、円柱状に形成され、軸方向左側から軸方向右側に向かって順にスプール２２の軸方向左側の環状面部２２ａを有する第１ランド部２２ｃと、第１ランド部２２ｃの径方向の中心に第１ランド部２２ｃよりも小径に形成される第１小径部２２ｄと、第１小径部２２ｄよりも大径に形成される第２ランド部２２ｅと、第２ランド部２２ｅよりも小径に形成される第２小径部２２ｆと、第２小径部２２ｆよりも大径に形成される第３ランド部２２ｇと、から主に構成されている。尚、第１ランド部２２ｃ、第２ランド部２２ｅおよび第３ランド部２２ｇは、略同一径に構成されるとともに、第１小径部２２ｄおよび第２小径部２２ｆは、略同一径に構成されている。

また、スプール２２は、第１ランド部２２ｃ、第２ランド部２２ｅおよび第３ランド部２２ｇの外周面がスリーブ２１のガイド部２１ｇの内周面に案内されて軸方向移動可能となっている。尚、スプール２２の第１ランド部２２ｃ、第２ランド部２２ｅおよび第３ランド部２２ｇの外周面とスリーブ２１のガイド部２１ｇの内周面との間には、径方向に僅かなクリアランスが設けられており、スプール２２は軸方向に円滑に移動できるようになっているとともに、各ポートを介して第１環状凹部２１ｃ、第２環状凹部２１ｄ、第３環状凹部２１ｅおよび第４環状凹部２１ｆに流出入する制御流体の軸方向の漏れが抑えられている。

スプール２２の軸方向左端部を構成する第１ランド部２２ｃには、軸方向左側の環状面部２２ａの径方向の中心に小径に形成され軸方向左方に突出する突出部２２ｂが形成され、突出部２２ｂは、その先端面がロッド５の軸方向右側の端面に当接している。尚、スプール２２は、プランジャ４およびロッド５と一体的に移動可能になっている。また、スプール２２とロッド５は別体に構成されるため、前述したスプールバルブ１のオン状態におけるプランジャ４の微小振動がロッド５を介してスプール２２にさらに影響を与え難くなっている。さらに、本実施例のスプールバルブ１は、ポペット弁タイプのバルブのように、弁体が弁座に着座すれば流路が閉じられるものではないことから、スリーブ２１の内部でスプール２２を軸方向に移動させながら制御流体の漏れを抑えるために、スリーブ２１とスプール２２との間に径方向の微小なクリアランスを設ける必要があるが、ソレノイド部３を構成するプランジャ４は、センタポスト３２内において軸方向だけでなく径方向にも変位するため、プランジャ４の駆動力が直接作用するロッド５とスプール２２とを別体に構成し、ロッド５によってプランジャ４の軸方向の変位のみをスプール２２へ伝達させることにより、スリーブ２１とスプール２２との間の径方向のクリアランスの精度を高い状態に維持できるようになっている。

スプール２２の軸方向右端部を構成する第３ランド部２２ｇには、軸方向右側の環状面部２２ｈの径方向の中心に小径に形成され軸方向右方に突出する突出部２２ｊが形成されている。スプール２２には、径方向中央に、軸方向右側の端面からスプール２２の軸方向略中央（第２小径部２２ｆ）の位置まで軸方向左方に円柱状に凹む凹部２２ｋが形成されている。凹部２２ｋの軸方向右側の開口には、凹部２２ｋと略同一径に構成される円柱状の栓部材２５が取付けられることにより、スプール２２の内部に空間Ｘ１が構成され、空間Ｘ１には振動体６が収容されている。振動体６の構造については、後段にて詳述する。

また、スプール２２の突出部２２ｊには、スプール２２の軸方向右端部に取付けられスプール２２を軸方向左方に付勢するコイル状のスプリング２３が外嵌されている。スプリング２３は、突出部２２ｊに外嵌された状態で、スプール２２（第３ランド部２２ｇ）の軸方向右側の環状面部２２ｈとスリーブ２１の軸方向右端部にカシメ固定されるリテーナ２４の後述する支持部２４ｂの軸方向左側の端面との間で圧縮保持されている。

リテーナ２４は、ハット形状に形成され、円筒部２４ａと、円筒部２４ａの軸方向右端部を構成する支持部２４ｂと、円筒部２４ａの軸方向左端部において径方向に延びるフランジ部２４ｃと、から構成され、支持部２４ｂの径方向の中心には、軸方向に貫通し、スプール２２の第３ランド部２２ｇの外周面とスリーブ２１の軸方向右側のガイド部２１ｇの内周面との間から漏れた制御流体をスプールバルブ１の外部に逃がすための貫通孔２４ｄが設けられている。また、スリーブ２１の軸方向右端には、リテーナ２４が取付けられることによりスプリング２３が配置される空間Ｘ２が形成され、空間Ｘ２とスプール２２の内部の空間Ｘ１とが栓部材２５に形成される貫通孔２５ａにより連通されているため、空間Ｘ１と空間Ｘ２は、同じ圧力（例えば大気圧）環境となっている。

次いで、スプールバルブ１の動作について説明する。図１に示されるように、先ず、スプールバルブ１のオフ状態においては、プランジャ４、ロッド５およびスプール２２は、スプール２２の軸方向右端部に配置されるスプリング２３の付勢力によって軸方向左方に移動した状態となっている。このとき、センタポスト３２の軸方向右側の環状凸部３２ｈにスプール２２の軸方向左側の環状面部２２ａが当接することにより、スプール２２の軸方向左方への移動が規制されている。

また、スプールバルブ１のオフ状態において、スリーブ２１とスプール２２との相対位置は、ドレインポートが開口する第４環状凹部２１ｆを介した流路をスプール２２の第３ランド部２２ｇが遮断し、スプール２２の第２小径部２２ｆの外周面とスリーブ２１のガイド部２１ｇの内周面との間に形成される流路を介して、入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄと出力ポートが開口する第３環状凹部２１ｅとが連通された状態となり、入力ポートから出力ポートへ制御流体が流動する流路が形成される。

次に、図２に示されるように、スプールバルブ１のオン状態においては、コイル３３への通電によりソレノイドケース３０、センタポスト３２、プランジャ４により磁気回路が形成され、センタポスト３２の環状面部３２ｇとプランジャ４との間に磁力を発生させることにより、プランジャ４を軸方向右方へ移動させることができる。このとき、プランジャ４の駆動力を利用してロッド５を一体的に軸方向右方へ移動させることにより、ロッド５の軸方向右側の端面がスプール２２の軸方向左側に形成される突出部２２ｂの先端面を押し、スプール２２をスプリング２３の付勢力に抗して軸方向右方に移動させる。さらに、このとき、スプール２２は、リテーナ２４の支持部２４ｂとの間に圧縮保持されるスプリング２３の付勢力と駆動力とが均衡する位置に移動する。また、プランジャ４が保護部材３５に当接する位置まで移動し、最大の駆動力がロッド５を介してスプール２２に作用すると、この駆動力はスプリング２３のセット荷重と釣り合い、スプール２２は最大限軸方向右側の位置まで移動する。尚、スプール２２は、その軸方向右端をスプリング２３により支持されているのみであるから、振動等の過大な外力が作用するとセット荷重を超えて軸方向右側に移動できるようになっている。

また、スプールバルブ１のオン状態において、スリーブ２１とスプール２２との相対位置は、入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄを介した流路をスプール２２の第２ランド部２２ｅが遮断し、スプール２２の第２小径部２２ｆの外周面とスリーブ２１のガイド部２１ｇの内周面との間に形成される流路を介して、出力ポートが開口する第３環状凹部２１ｅとドレインポートが開口する第４環状凹部２１ｆとが連通された状態となり、出力ポートからドレインポートへ制御流体が流動する流路が形成される。

このように、スプールバルブ１の動作によりスプール２２を軸方向に移動させ、スリーブ２１に対するスプール２２の相対位置を変化させて各種ポートの開閉を行うと同時に、流路を所定の開度に調整することにより、流路における制御流体の制御を行うことができるようになっている。

次いで、振動体６の構造について詳しく説明する。図１〜図３に示されるように、振動体６は、空間Ｘ１内を軸方向に移動可能な質量体６０と、質量体６０の軸方向両端部にそれぞれ接続される第１バネ６１（バネ）および第２バネ６２（バネ）と、から構成されている。

図３に示されるように、質量体６０は、円筒状に形成され、円筒部６０ａと、軸方向左側の端面の径方向の中心から軸方向右方に凹む第１凹部６０ｂと、軸方向右側の端面の径方向の中心から軸方向左方に凹む第２凹部６０ｃとが形成されることにより、質量体６０の軸方向に平行に切った断面が断面Ｈ字状を成している。

また、質量体６０は、円筒部６０ａの外周面が空間Ｘ１を構成するスプール２２の凹部２２ｋの内周面に案内されて軸方向移動可能となっている。尚、質量体６０の円筒部６０ａの外周面とスプール２２の凹部２２ｋの内周面との間には、径方向に僅かなクリアランスが設けられており、質量体６０は軸方向に円滑に移動できるようになっている

第１バネ６１は、コイル状の圧縮バネから構成され、軸方向右端部が質量体６０の軸方向左端部に形成される第１凹部６０ｂ内に挿入された状態で接続されるとともに、軸方向左端部がスプール２２の凹部２２ｋの底面の径方向の中心から軸方向左方に凹む凹部２２ｍ内に挿入された状態で接続されている。

第２バネ６２は、コイル状の圧縮バネから構成され、軸方向左端部が質量体６０の軸方向右端部に形成される第２凹部６０ｃ内に挿入された状態で接続されるとともに、軸方向右端部が栓部材２５の軸方向左側の端面の径方向の中心から軸方向右方に凹む凹部２５ｂ内に挿入された状態で接続されている。すなわち、質量体６０は、スプール２２の内部の空間Ｘ１において、第１バネ６１と第２バネ６２とが伸縮することにより、軸方向に移動可能に支持されている。

また、質量体６０の質量と第１バネ６１および第２バネ６２の固有振動数は、スプールバルブ１が搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱によりスプールバルブ１に作用する所定の振動数と略同一となるように構成されている。さらに、振動体６の固有振動数は、スプリング２３とスプール２２の固有振動数（スプリングに係る固有振動数）と異なるように構成されている。また、スプリング２３とスプール２２の固有振動数は外乱の振動数とは異なるように構成されるとよい。尚、第１バネ６１と第２バネ６２は、長さ、バネ定数等のバネ特性が略同一に構成されている。

これによれば、本実施例のスプールバルブ１は、スプール２２の内部に形成される空間Ｘ１内に軸方向に移動可能な所定の固有振動数を有する振動体６を備えており、スプールバルブ１が搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱がスプールバルブ１に作用するとスプール２２の内部の空間Ｘ１において振動体６が振動することにより、スプール２２の振動を減衰することができる。例えば、外乱によってスプリング２３のセット荷重を超える力が作用しても、振動体６を設けない構成に比較してスプール２２の振動を抑制できる。

具体的には、スプールバルブ１は、スプール２２の内部に形成される空間Ｘ１内に軸方向に移動可能な振動体６を備えており、振動体６の固有振動数は、スプールバルブ１が搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱によりスプールバルブ１に作用する所定の振動数と略同一となるように構成されているため、スプールバルブ１が搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱がスプールバルブ１に作用するとスプール２２の内部の空間Ｘ１において振動体６が共振することにより、スプール２２の振動を抑制することができるため、制御流体の制御における外乱による精度の低下を低減することができる。

また、振動体６の固有振動数は、スプリング２３およびスプール２２の固有振動数と異なるように構成されているため、スプリング２３およびスプール２２を外乱と共振し難く設定できるため、スプリング２３を介したスプール２２自体の振動を抑制することができる。

また、振動体６は、スプール２２の内部における軸方向右側（スプリング２３側）に配置されるため、スプール２２において駆動力の作用する軸方向左側（ロッド５側）を中実として強度を確保できる。

また、振動体６は、質量体６０と第１バネ６１および第２バネ６２とからなり、スプール２２の内部の空間Ｘ１は、栓部材２５の貫通孔２５ａを介して軸方向右側に開放しているため、スプール２２の内部の空間Ｘ１に配置される振動体６を構成する第１バネ６１および第２バネ６２とスプール２２の他端側に配置されるスプリング２３を同じ圧力環境下で動作させることができるため、振動体６を構成する第１バネ６１および第２バネ６２とスプリング２３の設定を行いやすく、振動体６とスプリング２３およびスプール２２との共振を防止しやすい。

また、振動体６は、質量体６０と第１バネ６１および第２バネ６２とから構成されているため、スプールバルブ１が搭載される機器の使用流体や使用環境に係らず、スプール２２の振動に対する減衰作用を略一定にすることができる。

次に、実施例２に係るスプールバルブにつき、図４および図５を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

実施例２におけるスプールバルブ１０１について説明する。図４に示されるように、スプール１２２の軸方向右端部に突出部１２２ｊが形成される。スプール１２２には、径方向中央に、軸方向右側の端面からスプール１２２の軸方向略中央（第２ランド部１２２ｅ）の位置まで軸方向左方に円柱状に凹む凹部１２２ｋが形成されている。凹部１２２ｋの軸方向右側の開口には、凹部１２２ｋと略同一径に構成される円柱状の栓部材１２５が取付けられることにより、スプール１２２の内部に空間Ｘ１が構成され、空間Ｘ１には振動体６が収容されている。尚、スプール１２２の内部の空間Ｘ１は、栓部材１２５により軸方向右側が閉塞されている。

スプール１２２の第２ランド部１２２ｅには、内部の空間Ｘ１とスリーブ２１の内部とを連通する複数の貫通孔１２２ｎが周方向に等配されて設けられている。また、貫通孔１２２ｎの開口の軸方向の形成位置は、スリーブ２１の入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄの形成位置と対応している。

そのため、図４に示されるスプールバルブ１０１のオフ状態において、入力ポートから出力ポートへ制御流体が流動する流路が形成された際には、該流路を流動する制御流体の一部がスプール１２２の内部の空間Ｘ１に貫通孔１２２ｎを介して流入可能となっている。また、図５に示されるスプールバルブ１０１のオン状態において、スプール１２２の第２ランド部１２２ｅにより入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄを介した流路が遮断され、出力ポートからドレインポートへ制御流体が流動する流路が形成された際には、入力ポートからスリーブ２１の内部（第２環状凹部２１ｄ）に流入する制御流体がスプール１２２の内部の空間Ｘ１に貫通孔１２２ｎを介して流入可能となっている。

これによれば、スプール１２２の内部の空間Ｘ１は、スプールバルブ１０１のオン・オフ状態に係らず、貫通孔１２２ｎを介してスリーブ２１の第２環状凹部２１ｄに開口する入力ポートと常に連通しており、入力ポートを介して圧力源からスリーブ２１の内部に伝達される制御流体の脈動を受けてスプール１２２の内部の空間Ｘ１に配置される振動体６を軸方向に移動させることによりダンパ効果を得ることができるため、制御流体の脈動に起因する外乱により発生するスプール１２２の振動を減衰することができ、制御流体の制御における外乱による精度の低下を低減することができる。

次に、実施例３に係るスプールバルブにつき、図６および図７を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

実施例３におけるスプールバルブ２０１について説明する。図６に示されるように、スプール２２２の軸方向右端部に突出部２２２ｊが形成される。スプール２２２には、径方向中央に、軸方向右側の端面からスプール２２２の軸方向略中央（第２小径部２２２ｆ）の位置まで軸方向左方に円柱状に凹む凹部２２２ｋが形成されている。凹部２２２ｋの軸方向右側の開口には、凹部２２２ｋと略同一径に構成される円柱状の栓部材２２５が取付けられることにより、スプール２２２の内部に空間Ｘ１が構成され、空間Ｘ１には振動体６が収容されている。尚、スプール２２２の内部の空間Ｘ１は、栓部材２２５により軸方向右側が閉塞されている。

スプール２２２の第２小径部２２２ｆには、内部の空間Ｘ１とスリーブ２１の内部とを連通する複数の貫通孔２２２ｎが周方向に等配されて設けられている。また、貫通孔２２２ｎの開口の軸方向の形成位置は、スリーブ２１の出力ポートが開口する第３環状凹部２１ｅの形成位置と対応している。

そのため、図６に示されるスプールバルブ２０１のオフ状態において、入力ポートから出力ポートへ制御流体が流動する流路が形成された際には、該流路を流動する制御流体の一部がスプール２２２の内部の空間Ｘ１に貫通孔２２２ｎを介して流入可能となっている。また、図７に示されるスプールバルブ２０１のオン状態において、スプール２２２の第２ランド部２２２ｅにより入力ポートが開口する第２環状凹部２１ｄを介した流路が遮断され、出力ポートからドレインポートへ制御流体が流動する流路が形成された際にも、該流路を流動する制御流体の一部がスプール２２２の内部の空間Ｘ１に貫通孔２２２ｎを介して流入可能となっている。

これによれば、スプール２２２の内部の空間Ｘ１は、スプールバルブ２０１のオフ状態においては、貫通孔２２２ｎを介してスリーブ２１の第２環状凹部２１ｄに開口する入力ポートと連通しており、入力ポートを介して圧力源からスリーブ２１の内部に伝達される制御流体の脈動を受けてスプール２２２の内部の空間Ｘ１に配置される振動体６を軸方向に移動させることによりダンパ効果を得ることができる。さらに、スプール２２２の内部の空間Ｘ１は、スプールバルブ２０１のオン状態においては、貫通孔２２２ｎを介してスリーブ２１の第３環状凹部２１ｅに開口する出力ポートと連通しており、出力ポートを介して負荷側からスリーブ２１の内部に伝達される制御流体の脈動を受けてスプール２２２の内部の空間Ｘ１に配置される振動体６を軸方向に移動させることによりダンパ効果を得ることができるため、制御流体の脈動に起因する外乱により発生するスプール２２２の振動を減衰することができ、制御流体の制御における外乱による精度の低下を低減することができる。

次に、実施例４に係るスプールバルブにつき、図８および図９を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

実施例４におけるスプールバルブ３０１について説明する。図８に示されるように、スプール３２２の軸方向右端部に突出部３２２ｊが形成される。スプール３２２には、径方向中央に、軸方向右側の端面からスプール３２２の軸方向略中央（第２小径部３２２ｆ）の位置まで軸方向左方に円柱状に凹む凹部３２２ｋが形成されている。凹部３２２ｋの軸方向右側の開口には、凹部３２２ｋと略同一径に構成される円柱状の栓部材３２５が取付けられることにより、スプール３２２の内部に空間Ｘ１が構成され、空間Ｘ１には振動体６が収容されている。尚、スプール３２２の内部の空間Ｘ１は、栓部材３２５により軸方向右側が閉塞されている。

また、栓部材３２５は、凹部３２２ｋの軸方向右側の開口に取付けられた状態で軸方向右端部がスプール３２２の突出部３２２ｊの軸方向右側の先端面よりも軸方向右方に突出する規制部３２５ｃが形成されている。

そのため、図９に示されるスプールバルブ３０１のオン状態において、スプール３２２が軸方向右方に移動した際に、栓部材３２５の規制部３２５ｃの軸方向右側の先端面がリテーナ２４の支持部２４ｂの軸方向左側の端面に当接するようになっている。

これによれば、スプールバルブ３０１が搭載される機器の振動や制御流体の脈動等に起因する外乱によってスプール３２２を軸方向右側への過剰に移動させる（図９に示されるスプールバルブ３０１のオン状態よりもスプール３２２を軸方向右方へ移動させる）振動が発生した場合、栓部材３２５の規制部３２５ｃの軸方向右側の先端面がリテーナ２４の支持部２４ｂの軸方向左側の端面に当接することによりスプール３２２の軸方向右方への移動を規制することができるため、スプール３２２自体の初期の振動を小さくするとともに、スプール３２２の内部の空間Ｘ１において振動体６が振動することにより、スプール３２２自体の振動を減衰することができるため、制御流体の制御における外乱による精度の低下を早く低減することができる。

尚、規制部は、スプール３２２の軸方向右方への過剰な移動を規制することができるものであれば自由に構成されてよく、例えば、スプールバルブ３０１のオン状態において、スプール３２２の軸方向右端部の突出部３２２ｊがリテーナ２４の支持部２４ｂの軸方向左側の端面に当接するように軸方向右方への突出量が大きく構成されるものでもよい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、スプールバルブ１，１０１，２０１，３０１の駆動部としてのソレノイドを用いたものについて説明したが、これに限らず、スプールバルブの駆動部は、エア、油圧、モータ等が選択されてもよい。

また、前記実施例では、振動体６は、質量体６０がコイル状の圧縮バネから形成される第１バネ６１および第２バネ６２により支持されるものとして説明したが、これに限らず、
振動体は、質量体が空気バネ等によって支持されるものであってもよい。

また、前記実施例では、振動体６は、スプール２２，１２２，２２２，３２２における軸方向右側（スプリング２３側）に配置される態様として説明したが、これに限らず、振動体６は、スプールの内部のどの位置に配置されていてもよい。さらに、振動体は、スプールの内部に複数配置されていてもよい。

また、スリーブ２１に形成される第１環状凹部２１ｃ、第２環状凹部２１ｄ、第３環状凹部２１ｅおよび第４環状凹部２１ｆと、入力ポート、出力ポート、フィードバックポートおよびドレインポートの開口の形成位置との対応関係は前記実施例のものに限らない。さらに、実施例２〜４に記載のスプールバルブ１０１，２０１，３０１のスプールに形成され、スプールの内部の空間Ｘ１と連通する貫通孔の形成位置は、スリーブにおける各ポートの形成位置と対応させて自由に選択されてよい。

また、実施例４における規制部３２５ｃを実施例１〜３における栓部材に採用してもよい。

１〜３０１ スプールバルブ
２ バルブ部
３ ソレノイド部（駆動部）
４ プランジャ
５ ロッド
６ 振動体
２１ スリーブ
２１ａ 円筒部
２１ｂ 貫通孔
２１ｃ 第１環状凹部
２１ｄ 第２環状凹部
２１ｅ 第３環状凹部
２１ｆ 第４環状凹部
２１ｇ ガイド部
２２ スプール
２２ａ 環状面部
２２ｂ 突出部
２２ｃ 第１ランド部
２２ｄ 第１小径部
２２ｅ 第２ランド部
２２ｆ 第２小径部
２２ｇ 第３ランド部
２２ｈ 環状面部
２２ｊ 突出部
２２ｋ 凹部
２３ スプリング
２４ リテーナ
２４ａ 円筒部
２４ｂ 支持部
２４ｃ フランジ部
２４ｄ 貫通孔
２５ 栓部材
２５ａ 貫通孔
２５ｂ 凹部
３０ ソレノイドケース
３１ ソレノイド成形体
３２ センタポスト
３３ コイル
６０ 質量体
６０ａ 円筒部
６０ｂ 第１凹部
６０ｃ 第２凹部
６１ 第１バネ（バネ）
６２ 第２バネ（バネ）
１２２ スプール
１２２ｎ 貫通孔
２２２ スプール
２２２ｎ 貫通孔
３２２ スプール
３２５ 栓部材
３２５ｃ 規制部
Ｘ１，Ｘ２ 空間

Claims (5)

1. スプールと、内部に前記スプールが軸方向に移動可能に配置されるスリーブと、
   前記スプールの一端側に配置され、前記スプールとは別体に設けられ前記スプールを軸方向に移動させる駆動部と、
   前記スプールの他端側に配置され、前記駆動部側に前記スプールを付勢するスプリングと、を備えるスプールバルブであって、
   前記スプールの内部には第１の空間が形成されており、該第１の空間内には軸方向に移動可能な所定の固有振動数を有する振動体が配置され、
   前記スプリングを支持するリテーナが、軸方向において前記スプリングを介して前記駆動部と対向するように、前記スリーブの端部に固定され、
   前記スプールの外周面と前記スリーブの内周面との間から、前記スプリングが配置された第２の空間に漏れた流体を、前記スプールバルブの外部に逃がすための貫通孔が、前記リテーナを貫通するように設けられていることを特徴とするスプールバルブ。
2. 前記スプリングに係る固有振動数と前記振動体の固有振動数とが異なることを特徴とする請求項１に記載のスプールバルブ。
3. 前記振動体は、前記第１の空間における前記スプリング側に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のスプールバルブ。
4. 前記振動体は、質量体とバネとからなり、
   前記第１の空間は、前記第２の空間に開放していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスプールバルブ。
5. 前記スプールの前記スプリング側への過剰な移動を規制する規制部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のスプールバルブ。

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