JP7007970B2 - 電磁比例制御弁 - Google Patents

Description

本発明は、電磁比例制御弁に関する。

特許文献１には、電磁アクチュエータに制御電流を供給することにより、ばねにより発生する荷重（付勢力）に抗してスプールを駆動し、制御対象となる機器へ出力する圧力を制御する電磁比例制御弁が開示されている。

特開２０１７－１８０６４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電磁比例制御弁では、スプールに対するばねの初期荷重が、ばねの製造のばらつきに加え、ばねのセット長のばらつきの影響を受ける。また、出力する圧力（二次圧）を保持しているときのスプールに対するばねの荷重は、上記ばらつきに加え、スプールのストローク量のばらつきの影響を受ける。このため、特許文献１に記載の電磁比例制御弁では、保持する二次圧の公差を大きくとる必要があり、精度を要する機器に対して対応することができないという問題がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電磁比例制御弁が保持する二次圧（制御圧）の精度を向上することを目的とする。

第１の発明は、電磁比例制御弁であって、ハウジングの収容孔に収容されるスリーブと、スリーブ内に摺動自在に設けられ、二次圧ポートの圧力による推力が軸方向に作用するスプールと、ハウジングの一端面側に設けられ、スプールの一端部に推力を与えるソレノイドと、ハウジングの他端面側に設けられ、スプールの他端部にソレノイドによる推力に抗した付勢力を与える付勢部材と、ハウジングの他端面側に設けられ、スプールに対する付勢部材の付勢力を調整する調整機構と、を備え、一次圧ポート及びタンクポートは、ハウジングにおけるスプールの両端側のそれぞれに設けられ、二次圧ポートは、一次圧ポートとタンクポートとの間に設けられ、スリーブは、一次圧ポートと連通する第１連通孔と、二次圧ポートと連通する第２連通孔と、タンクポートと連通する第３連通孔と、を有し、スプールには、調整機構との間に付勢部材が設けられる第１ランド部と、第１連通孔と第２連通孔との連通を制御する第２ランド部と、第２連通孔と第３連通孔との連通を制御する第３ランド部と、が設けられ、二次圧ポートの圧力は、スプールに対するソレノイドによる推力、付勢部材による付勢力及び二次圧ポートの圧力による推力のバランスによって、一次圧ポート及びタンクポートに対する二次圧ポートの連通を調整することにより制御され、調整機構は、スプールの他端部との間で付勢部材を挟持する支持部を有し、支持部の位置を変化させることにより、付勢部材の付勢力を調整し、電磁比例制御弁は、ソレノイドに供給される電流が高くなるほど二次圧ポートの圧力を上昇させる正比例型の制御弁である場合は、ソレノイドに電流が流れていない初期位置において、第２ランド部が第１連通孔と第２連通孔との連通を遮断し第２連通孔と第３連通孔とが連通し、電磁比例制御弁は、ソレノイドに供給される電流が高くなるほど二次圧ポートの圧力を低下させる逆比例型の制御弁である場合は、初期位置において、第３ランド部が第２連通孔と第３連通孔との連通を遮断し第１連通孔と第２連通孔とが連通することを特徴とする。

第１の発明では、ソレノイドの推力に抗してスプールを付勢する付勢部材の付勢力を調
整することができる。さらに、ハウジングが、ソレノイドに供給される電流が高くなるほど、二次圧を上昇させる正比例型の電磁比例制御弁、及び、ソレノイドに供給される電流が高くなるほど、二次圧を低下させる逆比例型の電磁比例制御弁のいずれにも対応が可能であり、電磁比例制御弁の設計自由度を向上することができる。

本発明によれば、電磁比例制御弁が保持する二次圧（制御圧）の精度を向上することができる。

図１は、電磁比例制御弁の断面図である。 図２は、電磁比例制御弁の第１減圧弁部のスプール、スリーブ及びハウジングを拡大して示す電磁比例制御弁の拡大断面図である。 図３は、逆比例型の第２減圧弁部の制御電流に対する二次圧（制御圧）の特性を示す図である。

図１～図３を参照して、本発明の実施形態に係る電磁比例制御弁１００について説明する。

電磁比例制御弁１００は、ソレノイド７に供給される制御電流に応じて、制御対象となる機器へ出力する圧力を制御する。電磁比例制御弁１００から出力される制御圧は、機器の圧力室１１２に供給され、当該機器の動作が制御される。以下では、作動流体として作動油を用いる例について説明するが、作動水等の他の流体を作動流体として用いてもよい。

図１及び図２に示すように、電磁比例制御弁１００は、一次圧が供給される一次圧ポート１１、制御対象に制御圧としての二次圧を出力する二次圧ポート１２及びタンク１１３に接続されるタンクポート１３を有するハウジング１と、ハウジング１の収容孔２に収容されるスリーブ３と、スリーブ３内に摺動自在に設けられるスプール５と、ハウジング１の一端面（図示下端面）１ａ側に設けられ、スプール５の一端部（図示下端部）に推力Ｆｓを与えるソレノイド７と、ハウジング１の他端面（図示上端面）１ｂ側に設けられ、スプール５の他端部（図示上端部）にソレノイド７による推力Ｆｓに抗した付勢力Ｆｋを与える付勢部材としてのばね４と、ハウジング１の他端面（図示上端面）１ｂ側に設けられ、スプール５に対するばね４の付勢力Ｆｋを調整する調整部材としてのボルト８を含む調整機構９と、を備える。

本実施形態に係る電磁比例制御弁１００は、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を上昇させる正比例型の制御弁を構成する第１減圧弁部１０１と、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を低下させる逆比例型の制御弁を構成する第２減圧弁部１０２と、を備えている。第１減圧弁部１０１及び第２減圧弁部１０２は、それぞれ、スリーブ３と、スプール５と、ソレノイド７と、ばね４と、調整機構９と、を備える。第１減圧弁部１０１と、第２減圧弁部１０２とは、スリーブ３、スプール５、ボルト８等の形状が一部異なっているが、同様の構成を有しているので、同じ符号を付して各部の構成について説明する。

ソレノイド７は、外部装置から供給される制御電流に応じて磁力を発生するコイル７１と、コイル７１の磁力によって励磁される固定鉄心（固定コア）７３と、励磁された固定鉄心７３に吸引され軸方向に移動する可動鉄心（プランジャ）７２と、可動鉄心７２に固着され可動鉄心７２とともに軸方向に移動するプッシュロッド７４と、を備える。ソレノイド７のケース７６内には、可動鉄心７２を貫通するプッシュロッド７４の一端が当接するストッパ部７５が設けられる。

一次圧ポート１１は、流体圧供給源としての油圧ポンプ１１１からの供給圧が一次圧として入力される。二次圧ポート１２は、制御対象となる機器の圧力室１１２に制御圧としての二次圧を出力する。タンクポート１３は、作動油が貯留されるタンク１１３に接続される。タンク１１３に貯留される作動油は、油圧ポンプ１１１によって吸い上げられ、電磁比例制御弁１００に供給され、電磁比例制御弁１００を通じて制御対象となる機器の圧力室１１２に導かれる。

一次圧ポート１１及びタンクポート１３は、ハウジング１におけるスプール５の両端側のそれぞれに設けられる。本実施形態では、タンクポート１３がスプール５の一端側（図示下端側）、すなわちソレノイド７側に設けられ、一次圧ポート１１がスプール５の他端側（図示上端側）、すなわち調整機構９側に設けられる。二次圧ポート１２は、一次圧ポート１１とタンクポート１３との間に設けられる。

スリーブ３は、略円筒状の部材であり、軸方向に貫通する摺動孔４０と、径方向に貫通する第１連通孔３１、第２連通孔３２及び第３連通孔３３と、を有する。なお、軸方向とは、スリーブ３及びスリーブ３内を摺動するスプール５の中心軸方向である。第１連通孔３１は一次圧ポート１１とスリーブ３内とを連通し、第２連通孔３２は二次圧ポート１２とスリーブ３内とを連通し、第３連通孔３３はタンクポート１３とスリーブ３内とを連通する。

各連通孔３１，３２，３３は、スリーブ３の他端側（図示上端側）から一端側（図示下端側）に向かって、第１連通孔３１、第２連通孔３２、第３連通孔３３の順に設けられる。各連通孔３１，３２，３３は、それぞれ一個ずつ設けてもよいし、図示するように、周方向に沿って複数個ずつ設けてもよい。

摺動孔４０は、第１摺動部４１、第２摺動部４２、第３摺動部４３及び第４摺動部４４を有する。各摺動部４１，４２，４３，４４は、その断面がスリーブ３の中心軸を中心とする円形状の開口とされ、後述する各ランド部５１，５２，５３，５４に対応して設けられる。各摺動部４１，４２，４３，４４は、スリーブ３の他端側（図示上端側）から一端側（図示下端側）に向かって、第１摺動部４１、第２摺動部４２、第３摺動部４３、第４摺動部４４の順に設けられる。各摺動部４１，４２，４３，４４は、軸方向に互いに離間して設けられる。各摺動部４１，４２，４３，４４間は、径方向外方に窪む環状溝とされる。

第１摺動部４１の内径と第２摺動部４２の内径は同一であり、第３摺動部４３の内径と第４摺動部４４の内径は同一である。第１減圧弁部１０１では、第３摺動部４３の内径は、第２摺動部４２の内径よりも大きい。第２減圧弁部１０２では、第３摺動部４３の内径は、第２摺動部４２の内径よりも小さい。

第１摺動部４１と第２摺動部４２との間の環状溝には、第１連通孔３１が設けられる。第２摺動部４２と第３摺動部４３との間の環状溝には、第２連通孔３２が設けられる。第３摺動部４３と第４摺動部４４との間の環状溝には、第３連通孔３３が設けられる。

スプール５は、一端部（図示下端部）がソレノイド７のプッシュロッド７４に固定される軸状部材である。スプール５には、第１ランド部５１、第２ランド部５２、第３ランド部５３、第４ランド部５４がスプール５の他端側（図示上端側）から一端側（図示下端側）に向かって、この順に設けられる。各ランド部５１，５２，５３，５４は、径方向外方に突出する。各ランド部５１，５２，５３，５４は、その断面がスプール５の中心軸を中心とする円形状である。各ランド部５１，５２，５３，５４は、軸方向に互いに離間して設けられる。各ランド部５１，５２，５３，５４間は、径方向内方に窪む環状溝とされる。

第１ランド部５１は、スリーブ３の第１摺動部４１に沿って摺動し、第２ランド部５２は、スリーブ３の第２摺動部４２に沿って摺動する。第３ランド部５３は、スリーブ３の第３摺動部４３に沿って摺動し、第４ランド部５４は、スリーブ３の第４摺動部４４に沿って摺動する。第１ランド部５１の外径と第２ランド部５２の外径は同一であり、第３ランド部５３の外径と第４ランド部５４の外径は同一である。第１減圧弁部１０１では、第３ランド部５３の外径は、第２ランド部５２の外径よりも大きい。第２減圧弁部１０２では、第３ランド部５３の外径は、第２ランド部５２の外径よりも小さい。

第１減圧弁部１０１の第３ランド部５３は、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）が軸方向一方（矢印Ａの方向）に作用する受圧部を構成する。軸方向一方（矢印Ａの方向）とは、ばね４がスプール５を付勢する方向であって、ソレノイド７の推力に抗する方向（ハウジング１の他端面１ｂ側から一端面１ａ側に向かう方向）である。同様に、第２減圧弁部１０２の第２ランド部５２は、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）が軸方向他方（矢印Ｂの方向）に作用する受圧部を構成する。軸方向他方（矢印Ｂの方向）とは、ソレノイド７の推力の方向であって、ばね４の付勢力に抗する方向（ハウジング１の一端面１ａ側から他端面１ｂ側に向かう方向）である。

第１減圧弁部１０１では、大径の第３ランド部５３の受圧面積が小径の第２ランド部５２の受圧面積よりも大きい。このため、第１減圧弁部１０１のスプール５には、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）による推力Ｆａ、すなわち大径の第３ランド部５３と小径の第２ランド部５２の受圧面積差分の推力Ｆａが、軸方向一方（矢印Ａの方向）に向かって作用する。一方、第２減圧弁部１０２では、大径の第２ランド部５２の受圧面積が小径の第３ランド部５３の受圧面積よりも大きい。このため、第２減圧弁部１０２のスプール５には、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）による推力Ｆａ、すなわち大径の第２ランド部５２と小径の第３ランド部５３の受圧面積差分の推力Ｆａが、軸方向他方（矢印Ｂの方向）に向かって作用する。

スリーブ３の一端面（図示下端面）には、第４摺動部４４の開口が設けられる。スリーブ３の一端面（図示下端面）とソレノイド７の固定鉄心７３との間には、プッシュロッド７４が出入りするロッド室２１が画成される。スリーブ３の他端側（図示上端側）では、第１ランド部５１と摺動孔４０の内周面と調整機構９を構成するボルト８とにより、ばね４を収容するばね室２２が画成される。ばね４は、ボルト８と第１ランド部５１との間に圧縮した状態で介装され、スプール５をソレノイド７に向けて軸方向一方（矢印Ａの方向）に付勢する。このため、スプール５には、ばね４の弾性変形量（圧縮量）に応じた弾性力が付勢力として軸方向に作用する。

スプール５には、ソレノイド７による推力Ｆｓが軸方向他方（矢印Ｂの方向）に作用し、ばね４による付勢力Ｆｋが軸方向一方（矢印Ａの方向）に作用する。さらに、第１減圧弁部１０１では、スプール５に対し、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）による推力Ｆａが軸方向一方（矢印Ａの方向）に作用し、第２減圧弁部１０２では、スプール５に対し、二次圧ポート１２の圧力（二次圧）による推力Ｆａが軸方向他方（矢印Ｂの方向）に作用する。

第１減圧弁部１０１及び第２減圧弁部１０２は、それぞれ、スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓ、ばね４による付勢力Ｆｋ及び二次圧による推力Ｆａのバランス（釣り合い）によって、一次圧ポート１１及びタンクポート１３に対する二次圧ポート１２の連通を調整することにより、二次圧ポート１２の圧力、すなわち圧力室１１２に出力する二次圧（制御圧）を制御する。

電磁比例制御弁１００に作動油が供給されておらず、かつ、ソレノイド７に電流が流れていない非通電状態のときには、ばね４の付勢力によってスプール５が初期位置に配置される。スプール５の初期位置は、プッシュロッド７４がソレノイド７のケース７６内のストッパ部７５に当接している位置である。初期位置では、ばね４のセット長に応じた初期荷重がスプール５に作用する。

第１減圧弁部１０１では、スプール５が初期位置に配置されているとき、第２ランド部５２が第２摺動部４２内に位置し、第１連通孔３１と第２連通孔３２との連通を遮断する。このとき、第１減圧弁部１０１では、第３ランド部５３が第３摺動部４３外に位置し、第２連通孔３２と第３連通孔３３とが連通する。第１減圧弁部１０１では、スプール５が初期位置から所定量図示上方に移動した状態では、第２ランド部５２が第２摺動部４２外に位置し、第１連通孔３１と第２連通孔３２とが連通する。このとき、第１減圧弁部１０１では、第３ランド部５３が第３摺動部４３内に位置し、第２連通孔３２と第３連通孔３３との連通を遮断する。

第２減圧弁部１０２では、スプール５が初期位置に配置されているとき、第３ランド部５３が第３摺動部４３内に位置し、第２連通孔３２と第３連通孔３３との連通を遮断する。このとき、第２減圧弁部１０２では、第２ランド部５２が第２摺動部４２外に位置し、第１連通孔３１と第２連通孔３２とが連通する。第２減圧弁部１０２では、スプール５が初期位置から所定量図示上方に移動した状態では、第３ランド部５３が第３摺動部４３外に位置し、第２連通孔３２と第３連通孔３３とが連通する。このとき、第２減圧弁部１０２では、第２ランド部５２が第２摺動部４２内に位置し、第１連通孔３１と第２連通孔３２との連通を遮断する。

つまり、第２ランド部５２は、一次圧ポート１１から二次圧ポート１２への作動油の流れを許容する位置と、一次圧ポート１１から二次圧ポート１２への作動油の流れを禁止する位置との間で移動する。また、第３ランド部５３は、二次圧ポート１２からタンクポート１３への作動油の流れを許容する位置と、二次圧ポート１２からタンクポート１３への作動油の流れを禁止する位置との間で移動する。

スプール５には、軸方向に貫通する縦孔３５が設けられる。縦孔３５は、一端側（図示下端側）がロッド室２１に開口し、他端側（図示上端側）がばね室２２に開口する。また、縦孔３５には、径方向に貫通する横孔３６が設けられる。横孔３６は、スプール５の移動量にかかわらず、縦孔３５とタンクポート１３とを連通する。このため、ばね室２２及びロッド室２１は、それぞれタンクポート１３に常時連通する。

電磁比例制御弁１００の第１減圧弁部１０１の動作について説明する。

ソレノイド７のコイル７１に電流が通電されていない状態では、スプール５は、ばね４による付勢力によって軸方向一方（矢印Ａの方向）に付勢され、初期位置に位置する。初期位置では、第３ランド部５３が、第３摺動部４３と第４摺動部４４との間に配置され、第２連通孔３２と第３連通孔３３とが連通している。つまり、第２連通孔３２及び第３連通孔３３を通じて、二次圧ポート１２とタンクポート１３とが連通している。一方、第２ランド部５２は、第２摺動部４２内に配置されており、第１連通孔３１と第２連通孔３２との連通は遮断されている。つまり、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２との連通が遮断されている。したがって、二次圧ポート１２に接続される圧力室１１２の圧力（二次圧）は、タンク圧Ｐ０となっている。

ソレノイド７のコイル７１に制御電流が供給されると、コイル７１の周囲に発生した磁界によって固定鉄心７３が励磁され、可動鉄心７２は固定鉄心７３に向けて軸方向に引き寄せられる。ソレノイド７は、コイル７１を流れる電流値に応じた電磁力により、プッシュロッド７４を介してスプール５に対して推力Ｆｓを与える。スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓが、ばね４による付勢力Ｆｋを上回ると、スプール５が軸方向他方（矢印Ｂの方向）へと移動する。

これにより、第２ランド部５２が、第１摺動部４１と第２摺動部４２との間に配置され、第１連通孔３１と第２連通孔３２とが連通する。つまり、第１連通孔３１及び第２連通孔３２を通じて、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２とが連通する。一方、第３ランド部５３が、第３摺動部４３内に配置され、第２連通孔３２と第３連通孔３３との連通が遮断される。つまり、二次圧ポート１２とタンクポート１３との連通が遮断される。

したがって、一次圧ポート１１に供給される作動油は、第１連通孔３１を通じてスリーブ３とスプール５との間に導かれ、第２連通孔３２を通じて二次圧ポート１２から排出され、圧力室１１２へと導かれる。圧力室１１２に作動油が供給されることにより、圧力室１１２内の圧力、すなわち二次圧が上昇する。

スプール５には、二次圧によって、第３ランド部５３と第２ランド部５２の受圧面積差分の油圧力が、スプール５を軸方向一方（矢印Ａの方向）に押圧する推力Ｆａとして作用する。二次圧による推力Ｆａとばね４による付勢力Ｆｋとの和が、ソレノイド７による推力Ｆｓよりも小さい間は、スプール５は軸方向他方（矢印Ｂの方向）へと移動する。つまり、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２との間の開口面積が増加し、二次圧が上昇する。

二次圧が上昇し、二次圧による推力Ｆａとばね４による付勢力Ｆｋとの和が、ソレノイド７による推力Ｆｓよりも大きくなると、スプール５は軸方向一方（矢印Ａの方向）に押し戻される。これにより、第２ランド部５２が第２摺動部４２内に戻るとともに、第３ランド部５３が第３摺動部４３と第４摺動部４４との間に戻る。これにより、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２との連通が遮断され、二次圧ポート１２とタンクポート１３とが再び連通する。したがって、圧力室１１２の作動油は、二次圧ポート１２及びタンクポート１３を通じてタンク１１３に排出され、二次圧が低下する。

スプール５は、スリーブ３内を軸方向に往復するような動作を繰り返し、圧力室１１２内には作動油の流入、排出が繰り返される。このため、二次圧は、スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓと、スプール５に対するばね４による付勢力Ｆｋ及び二次圧による推力Ｆａと、が釣り合うように制御される。つまり、一次圧ポート１１から二次圧ポート１２への作動油の漏れ量と、二次圧ポート１２からタンクポート１３への作動油の漏れ量とがバランスして二次圧が保持される。

ソレノイド７への制御電流の供給が停止すると、ソレノイド７が消磁され、ソレノイド７による推力Ｆｓが無くなる。このため、スプール５は、ばね４の付勢力Ｆｋ及び二次圧による推力Ｆａによって軸方向一方（矢印Ａの方向）へと移動し、プッシュロッド７４がストッパ部７５に当接した状態の初期位置へ戻る。初期位置では、二次圧ポート１２とタンクポート１３とが連通するので、圧力室１１２の圧力（二次圧）はタンク圧Ｐ０まで低下する。

電磁比例制御弁１００の第２減圧弁部１０２の動作について説明する。

ソレノイド７のコイル７１に電流が通電されていない状態では、スプール５に対して、ばね４による付勢力Ｆｋが軸方向一方（矢印Ａの方向）に向かって作用し、かつ、二次圧による推力Ｆａが軸方向他方（矢印Ｂの方向）に向かって作用している。したがって、二次圧ポート１２に接続される圧力室１１２の圧力（二次圧）は、スプール５に対する二次圧による推力Ｆａとスプール５に対する付勢力Ｆｋとが釣り合う最高圧Ｐｍａｘとなっている。

ソレノイド７のコイル７１に制御電流が供給されると、ソレノイド７による推力Ｆｓが発生する。これにより、ソレノイド７による推力Ｆｓと二次圧による推力Ｆａとの和が、ばね４による付勢力Ｆｋを上回り、スプール５が軸方向他方（矢印Ｂの方向）へと移動する。

これにより、第３ランド部５３が、第２摺動部４２と第３摺動部４３との間に配置され、第２連通孔３２と第３連通孔３３とが連通する。つまり、第２連通孔３２及び第３連通孔３３を通じて、二次圧ポート１２とタンクポート１３とが連通する。一方、第２ランド部５２が、第２摺動部４２内に配置され、第１連通孔３１と第２連通孔３２との連通が遮断される。つまり、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２との連通が遮断される。

したがって、圧力室１１２からの作動油が、第２連通孔３２を通じてスリーブ３とスプール５との間に導かれ、第３連通孔３３を通じてタンクポート１３から排出される。圧力室１１２の作動油が排出されることにより、圧力室１１２内の圧力、すなわち二次圧が低下する。

二次圧による推力Ｆａとソレノイド７による推力Ｆｓとの和が、ばね４による付勢力Ｆｋよりも大きい間は、スプール５は軸方向他方（矢印Ｂの方向）へと移動する。つまり、二次圧ポート１２とタンクポート１３との間の開口面積が増加し、二次圧が低下する。

二次圧が低下し、二次圧による推力Ｆａとソレノイドによる推力Ｆｓとの和が、ばね４による付勢力Ｆｋよりも小さくなると、スプール５は軸方向一方（矢印Ａの方向）に押し戻される。これにより、第３ランド部５３が第３摺動部４３内に配置されるとともに、第２ランド部５２が第２摺動部４２と第３摺動部４３との間に配置される。これにより、二次圧ポート１２とタンクポート１３との連通が遮断され、一次圧ポート１１と二次圧ポート１２とが連通する。したがって、油圧ポンプ１１１から一次圧ポート１１及び二次圧ポート１２を通じて導かれる作動油が、圧力室１１２に供給され、二次圧が上昇する。

スプール５は、スリーブ３内を軸方向に往復するような動作を繰り返し、圧力室１１２内には作動油の流入、排出が繰り返される。このため、二次圧は、スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓ及び二次圧による推力Ｆａと、スプール５に対するばね４による付勢力Ｆｋと、が釣り合うように制御される。つまり、一次圧ポート１１から二次圧ポート１２への作動油の漏れ量と、二次圧ポート１２からタンクポート１３への作動油の漏れ量とがバランスして二次圧が保持される。

ソレノイド７への制御電流の供給が停止すると、ソレノイド７が消磁され、ソレノイド７による推力Ｆｓが無くなる。このため、二次圧は、スプール５に対する二次圧による推力Ｆａと、スプール５に対するばね４による付勢力Ｆｋと、が釣り合うように制御され、最高圧Ｐｍａｘまで上昇する。

以上のとおり、第１減圧弁部１０１及び第２減圧弁部１０２において、ソレノイド７による推力Ｆｓは、ソレノイド７へ供給する制御電流の値によって調整される。つまり、圧力室１１２へ出力する二次圧（制御圧）は、ソレノイド７への制御電流の値によって制御される。

このように、第１減圧弁部１０１及び第２減圧弁部１０２の収容孔２には、軸方向に沿って、一次圧ポート１１、二次圧ポート１２、タンクポート１３が設けられ、二次圧ポート１２が、一次圧ポート１１とタンクポート１３との間に設けられている。したがって、正比例型の第１減圧弁部１０１及び逆比例型の第２減圧弁部１０２のいずれの場合であっても、スプール５の軸方向の移動量に応じて、一次圧ポート１１及びタンクポート１３のいずれか一方のポートを二次圧ポート１２に連通させ、他方のポートと二次圧ポート１２との連通を遮断する構成とすることができる。つまり、ハウジング１の収容孔２には、第１減圧弁部１０１を構成する各部材（スリーブ３、スプール５、ボルト８、ソレノイド７）及び第２減圧弁部１０２を構成する各部材（スリーブ３、スプール５、ボルト８、ソレノイド７）のいずれも装着することが可能である。

つまり、本実施形態に係るハウジング１は、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を上昇させる正比例型の電磁比例制御弁のハウジングとして用いることができるとともに、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を低下させる逆比例型の電磁比例制御弁のハウジングとして用いることもできる。このように、本実施形態に係るハウジング１は、正比例型の電磁比例制御弁及び逆比例型の電磁比例制御弁のいずれにも対応が可能であるので、電磁比例制御弁１００の設計自由度を向上することができる。なお、収容孔２に組み込む各部材（スリーブ３、スプール５、ソレノイド７）は、予め組み立てておくことができるカートリッジタイプの減圧弁部とすることにより、収容孔２の組み込みが容易となる。

スプール５に対するばね４の初期荷重は、ばね４の製造のばらつきに加え、ばね４のセット長のばらつきの影響を受ける。また、圧力室１１２へ出力する圧力、すなわち制御電流に応じた二次圧を保持しているときのスプール５に対するばね４の荷重は、上記ばらつきに加え、スプール５のストローク量のばらつきの影響を受ける。

そこで、本実施形態では、ハウジング１の他端面（図示上端面）１ｂ側に、ばね４の付勢力Ｆｋを調整する調整機構９を備えている。図２に示すように、調整機構９は、調整部材としてのボルト８と、ナット９０と、ワッシャ９５と、ばね受け部８４と、を含む。ボルト８は、ナット９０のめねじ部が螺合する第１おねじ部８１と、収容孔２の内周に設けられためねじ部に螺合する第２おねじ部８２と、を有する。

ハウジング１の他端面１ｂには、ワッシャ９５が配置される段部が設けられる。ワッシャ９５は、ハウジング１の段部とナット９０との間で挟まれることにより、ハウジング１に固定される。ワッシャ９５と収容孔２とボルト８とによって画成される空間には、ボルト８と収容孔２との間をシールするシール部材８３が設けられる。つまり、ボルト８、ナット９０、ワッシャ９５及びシール部材８３は、収容孔２の開口を塞ぐ閉塞部材として機能する。

ボルト８の一端部（図示下端部）には、スプール５の他端部（図示上端部）との間でばね４を挟持する支持部としてのばね受け部８４が取り付けられる。ばね受け部８４は、円筒状の筒部８４ａと、筒部８４ａの一端から径方向外方に延在する円環状の鍔部８４ｂと、を有する。ばね４は、ばね受け部８４とスプール５との間の距離に応じて、弾性変形量（自然長からの圧縮量）が定まるので、ばね受け部８４の軸方向の位置によって、ばね４の付勢力（ばね荷重）が変化する。本実施形態では、ボルト８をスプール５の軸方向に移動させ、ばね受け部８４の位置を変化させることにより、ばね受け部８４とスプール５の他端部（図示上端部）との間に設けられるばね４の付勢力Ｆｋを調整する。

第１おねじ部８１は、ボルト８の他端部（図示上端部）に設けられ、第２おねじ部８２は、第１おねじ部８１とばね受け部８４との間に設けられる。ボルト８は、他端部（図示上端部）が収容孔２から露出し、ハウジング１の外部から操作可能とされている。ボルト８の他端面（図示上端面）には六角穴が設けられている。

本実施形態では、ナット９０を緩めた状態で、ボルト８の六角穴に六角棒スパナ等の工具を差し込み、ボルト８を回転することで、ボルト８の軸方向の移動量の調整が可能である。例えば、ボルト８を一方に回転することでボルト８を軸方向一方（矢印Ａの方向）に移動させることができ、ボルト８を他方に回転することでボルト８を軸方向他方（矢印Ｂの方向）に移動させることができる。さらに、スパナ等の工具により、ナット９０を一方に回転し、ワッシャ９５上に締め付けることでボルト８の軸方向位置を固定することができる。

図３を参照して、ばね４の付勢力Ｆｋの調整方法について説明する。

図３は、逆比例型の第２減圧弁部１０２の制御電流に対する二次圧（制御圧）の特性を示す図であり、横軸がコイル７１に供給される制御電流、縦軸が二次圧を表している。図中、目標とする特性を実線で示し、制御電流に対する二次圧のばらつきの上限及び下限を破線で示している。上限及び下限は、上述したように、ばね４の製造のばらつき、ばね４のセット長のばらつき、スプール５のストローク量のばらつき、及び、ソレノイド７の吸引力特性のばらつきによって定まる。

制御電流に対する二次圧が、目標とする特性に対して大きい場合、ボルト８を軸方向他方（矢印Ｂの方向）に移動させることにより、ばね４のセット荷重を小さくする方向に付勢力を調整する。一方、制御電流に対する二次圧が、目標とする特性に対して小さい場合、ボルト８を軸方向一方（矢印Ａの方向）に移動させることにより、ばね４のセット荷重を大きくする方向に付勢力を調整する。

これにより、制御電流に対する二次圧を、目標とする特性に近づけることができる。例えば、制御電流がＩ１であるときの二次圧の目標値がＰ１である場合であって、全測定範囲が数ＭＰａ程度であるとき、目標値（仕様値）Ｐ１に対して±５％Ｆ．Ｓ．（Full Scale）の範囲に収めることが容易となる。したがって、本実施形態によれば、制御電流に応じて保持される二次圧の精度を向上することができる。

特に、逆比例型の第２減圧弁部１０２のばね４は、正比例型の第１減圧弁部１０１のばね４に対して、特性上、ばね定数が大きくなる。つまり、逆比例型の第２減圧弁部１０２により制御する二次圧は、正比例型の第１減圧弁部１０１により制御する二次圧に比べて、ばね４の付勢力Ｆｋのばらつきによる影響が大きくなる。このため、調整機構９による付勢力Ｆｋの調整は、特に、逆比例型の第２減圧弁部１０２による二次圧の精度の向上に大きく寄与する。

上記ばね４に代えて、ソレノイド７のプッシュロッド７４を付勢するばねと、このばねの付勢力を調整する調整機構と、を設ける場合、ソレノイドのコネクタをケースの側部に設ける必要がある。これに対して、本実施形態では、図１に示すように、ばね４及びばね４の付勢力Ｆｋを調整する調整機構９が、スプール５の軸方向他端側（図示上端側）に設けられる。したがって、ソレノイド７のコネクタ７７をケース７６の軸方向端部に設けることができる。本実施形態では、ソレノイド７のコネクタ７７をケース７６の側部及び軸方向端部のいずれにも設けることができ、コネクタ７７の配置の自由度が高い。

特許文献１に記載の電磁弁装置では、スプールを付勢するばねが、スリーブのソレノイド側の端部に設けられるばね収容穴部に設けられている。このため、特許文献１に記載の電磁弁装置において、制御電流に対する制御圧のばらつきを小さくするためには、例えば、ソレノイドのプッシュロッドを付勢するばねを新たに追加し、この新たに追加したばねの付勢力を調整する調整機構を設ける。この場合、ばねを新たに追加する必要があり、部品点数が増加し、製造コストの増加を招いてしまう。これに対して、本実施形態では、調整機構９により、ソレノイド７の推力Ｆｓに抗する付勢力Ｆｋを発生させるばね４のセット長を調整することができるので、ばね４とは別のばねを新たに追加する必要がなく、ばねの追加に起因する製造コストの増加を防止することができる。

上述した実施形態によれば、次の作用効果を奏する。

二次圧ポート１２の圧力（二次圧）は、スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓ、ばね４による付勢力Ｆｋ及び二次圧ポート１２の圧力（二次圧）による推力Ｆａのバランスによって、一次圧ポート１１及びタンクポート１３に対する二次圧ポート１２の連通を調整することにより制御される。調整機構９は、ハウジング１におけるソレノイド７の取付面とは反対側の面（他端面１ｂ）に設けられる。調整機構９を構成するボルト８の先端部には、スプール５との間でばね４を挟持するばね受け部８４が取り付けられ、ばね受け部８４の位置を変化させることにより、ばね４の付勢力Ｆｋを調整する。調整機構９によって、ソレノイド７の推力Ｆｓに抗してスプール５を付勢するばね４の付勢力Ｆｋを調整することができ、ソレノイド７の吸引力のばらつきも含めた調整ができるので、電磁比例制御弁１００が保持する二次圧の精度を向上することができる。

ハウジング１が、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を上昇させる正比例型の電磁比例制御弁、及び、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を低下させる逆比例型の電磁比例制御弁のいずれにも対応が可能であるので、電磁比例制御弁１００の設計自由度を向上することができる。

このように、本実施形態では、ハウジング１に組み付けられるカートリッジ式の減圧弁部としては、正比例型及び逆比例型のどちらでも対応が可能であり、かつ、ばね４の付勢力Ｆｋの調整により、どちらも特性の高精度設定が可能となる。

次のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

＜変形例１＞
調整機構９は、上記実施形態で説明したものに限定されず、ばね４の付勢力Ｆｋを外部からの操作により調整可能な種々の形態を採用することができる。例えば、上記実施形態では、ばね受け部８４がボルト８の先端部に取り付けられる例について説明したが、ボルト８の先端部にばね４を直接接触させる構成としてもよい、すなわちボルト８とばね受け部８４とを一体に成形してもよい。この場合、ボルト８の先端部が、スプール５の端部との間でばね４を挟持する支持部として機能する。

＜変形例２＞
上記実施形態では、ハウジング１の一端面１ａ側から他端面１ｂ側に向かって、タンクポート１３、二次圧ポート１２、一次圧ポート１１の順に各ポートが設けられる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ハウジング１の一端面１ａ側から他端面１ｂ側に向かって、一次圧ポート１１、二次圧ポート１２、タンクポート１３の順に各ポートを設けてもよい。

＜変形例３＞
上記実施形態では、ハウジング１に正比例型の第１減圧弁部１０１と逆比例型の第２減圧弁部１０２とを一つずつ設ける例について説明したが、本発明はこれに限定されない。ハウジング１に正比例型の第１減圧弁部１０１を２つ設けてもよいし、逆比例型の第２減圧弁部１０２を２つ設けてもよい。いずれの場合であってもハウジング１の構成は、上記実施形態と同じである。

＜変形例４＞
ハウジング１に設けられる減圧弁部１０１，１０２の数は、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

＜変形例５＞
図１に示す第２減圧弁部１０２のばね受け部８４の筒部８４ａ及び鍔部８４ｂの内径を小さくすることで、第１減圧弁部１０１のボルト８を、第２減圧弁部１０２のボルト８として使用することもできる。

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、および効果をまとめて説明する。

電磁比例制御弁１００は、一次圧ポート１１、二次圧ポート１２及びタンクポート１３を有するハウジング１と、ハウジング１の収容孔２に収容されるスリーブ３と、スリーブ３内に摺動自在に設けられ、二次圧ポート１２の圧力による推力Ｆａが軸方向に作用するスプール５と、ハウジング１の一端面１ａ側に設けられ、スプール５の一端部に推力Ｆｓを与えるソレノイド７と、ハウジング１の他端面１ｂ側に設けられ、スプール５の他端部にソレノイド７による推力Ｆｓに抗した付勢力Ｆｋを与える付勢部材としてのばね４と、ハウジング１の他端面１ｂ側に設けられ、スプール５に対するばね４の付勢力Ｆｋを調整する調整機構９と、を備え、二次圧ポート１２の圧力は、スプール５に対するソレノイド７による推力Ｆｓ、ばね４による付勢力Ｆｋ及び二次圧ポート１２の圧力による推力Ｆａのバランスによって、一次圧ポート１１及びタンクポート１３に対する二次圧ポート１２の連通を調整することにより制御され、調整機構９は、スプール５の他端部との間でばね４を挟持する支持部としてのばね受け部８４を有し、ばね受け部８４の位置を変化させることにより、ばね４の付勢力を調整する。

この構成では、ソレノイド７の推力に抗してスプール５を付勢するばね４の付勢力を調整することができる。その結果、電磁比例制御弁１００が保持する二次圧（制御圧）の精度を向上することができる。

電磁比例制御弁１００は、一次圧ポート１１及びタンクポート１３が、ハウジング１におけるスプール５の両端側のそれぞれに設けられ、二次圧ポート１２が、一次圧ポート１１とタンクポート１３との間に設けられることを特徴とする。

この構成では、ハウジング１が、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を上昇させる正比例型の電磁比例制御弁、及び、ソレノイド７に供給される電流が高くなるほど、二次圧を低下させる逆比例型の電磁比例制御弁のいずれにも対応が可能であり、電磁比例制御弁１００の設計自由度を向上することができる。

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。

１・・・ハウジング、１ａ・・・一端面、１ｂ・・・他端面、２・・・収容孔、３・・・スリーブ、４・・・ばね（付勢部材）、５・・・スプール、７・・・ソレノイド、８・・・ボルト（調整部材）、９・・・調整機構、１１・・・一次圧ポート、１２・・・二次圧ポート、１３・・・タンクポート、８４・・・ばね受け部（支持部）、１００・・・電磁比例制御弁、Ｆａ・・・二次圧による推力、Ｆｋ・・・付勢力、Ｆｓ・・・ソレノイドによる推力

Claims (1)

1. 電磁比例制御弁であって、
   一次圧ポート、二次圧ポート及びタンクポートを有するハウジングと、
   前記ハウジングの収容孔に収容されるスリーブと、
   前記スリーブ内に摺動自在に設けられ、前記二次圧ポートの圧力による推力が軸方向に作用するスプールと、
   前記ハウジングの一端面側に設けられ、前記スプールの一端部に推力を与えるソレノイドと、
   前記ハウジングの他端面側に設けられ、前記スプールの他端部に前記ソレノイドによる推力に抗した付勢力を与える付勢部材と、
   前記ハウジングの他端面側に設けられ、前記スプールに対する前記付勢部材の付勢力を調整する調整機構と、を備え、
   前記一次圧ポート及び前記タンクポートは、前記ハウジングにおける前記スプールの両端側のそれぞれに設けられ、
   前記二次圧ポートは、前記一次圧ポートと前記タンクポートとの間に設けられ、
   前記スリーブは、前記一次圧ポートと連通する第１連通孔と、前記二次圧ポートと連通する第２連通孔と、前記タンクポートと連通する第３連通孔と、を有し、
   前記スプールには、前記調整機構との間に前記付勢部材が設けられる第１ランド部と、前記第１連通孔と前記第２連通孔との連通を制御する第２ランド部と、前記第２連通孔と前記第３連通孔との連通を制御する第３ランド部と、が設けられ、
   前記二次圧ポートの圧力は、前記スプールに対する前記ソレノイドによる推力、前記付勢部材による付勢力及び前記二次圧ポートの圧力による推力のバランスによって、前記一次圧ポート及び前記タンクポートに対する前記二次圧ポートの連通を調整することにより制御され、
   前記調整機構は、前記スプールの他端部との間で前記付勢部材を挟持する支持部を有し、前記支持部の位置を変化させることにより、前記付勢部材の付勢力を調整し、
   前記電磁比例制御弁は、前記ソレノイドに供給される電流が高くなるほど前記二次圧ポートの圧力を上昇させる正比例型の制御弁である場合は、前記ソレノイドに電流が流れていない初期位置において、前記第２ランド部が前記第１連通孔と前記第２連通孔との連通を遮断し前記第２連通孔と前記第３連通孔とが連通し、
   前記電磁比例制御弁は、前記ソレノイドに供給される電流が高くなるほど前記二次圧ポートの圧力を低下させる逆比例型の制御弁である場合は、前記初期位置において、前記第３ランド部が前記第２連通孔と前記第３連通孔との連通を遮断し前記第１連通孔と前記第２連通孔とが連通する
   ことを特徴とする電磁比例制御弁。

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