JPH01247876A - スプール弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は簡単な構成で加工の容易化を図れるようにした
スプール弁に関する。

（従来の技術） スプール弁は軸周面に作動油をシールするランド部と、
弁ボアとの間に作動油の通路を形成するパッセージ部を
備え、上記ボアに形成したポートの開口端をランド部で
開閉させることにより、作動油の流れを切換えるように
しているが、上記切換え時における作動油の過渡的な流
れを円滑に行なわせるために、スプール弁には特別な注
意が払われている。

例えば、実開昭６２−１９１９０３号公報には、スプー
ルのランド部の端部周面に三角形状の切欠を複数形成し
、該切欠を介しランド部と弁ボアとの間の圧油の通路面
積を可変にすることで、ポート開閉時の圧油の流量を漸
増または漸減させ、作動油の流れを円滑に行なうように
した油圧制御弁が示されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、この従来の方法では切欠の加工が複雑かつ困難
な上に、上記通路面積を実質的に決定する切欠の形状寸
法の管理が難しくて、コスト高になるという問題があっ
た。

本発明はこのような従来の問題を解決し、上記切欠の代
わりに弁ボアに簡単な加工を施すことで、切換え操作時
における作動油の過渡的な流れの円滑化を図り、しかも
これを容易に製作できるようにしたスプール弁を提供す
ることを目的とする（課題を解決するための手段） このため、本発明のスプール弁は、弁ハウジングにラン
ド部を備えたスプールを摺動可能に収容する弁ボアを形
成し、該ボアにポートに連通ずる環状溝を形成するとと
もに、上記ポートをランド部で開閉可能にしたスプール
弁において、上記ポートの一部を前記環状溝の軸方向へ
突出し、該ポートの上記突出側開口部の開口量を、前記
ランド部の端部位置により可変制御可能にすることで、
切換え操作時における過渡的な作動油流の円滑化を図れ
、しかもこれを簡単な構成で容易に製作できるようにし
たことを特徴としている。

（実施例） 以下、本発明を３ボ一ト２位置切換弁に適用した図示実
施例について説明すると、第１図乃至第４図において１
は弁ハウジングで、内部にはパイロット通路（図示略）
に連通ずる弁ボア２が設けられ、該ボア２内に３つのラ
ンド部３，４．５を形成したスプール６が、上記パイロ
ット圧を介して移動可能に収容されている。

上記弁ボア２内には、その内径よりも大径の環状溝７．
８．９が所定の間隔を置いて形成され、これらに円孔状
のタンクポートｌＯとアクチュエータポート１１．並び
ｉこポンプポート１２が開口されている。

このうち、実施例で作動油流の制御対象とするアクチュ
エータポート１１の内径Ｄ２は、該ポート１１と同軸位
置に形成した前記環状溝８の溝幅り、よりも大径に形成
されていて、図示の場合にはランド部４の正対時に閉塞
可能にされ、かつ該ランド部４の移動位置に応じて、上
記ポート１１の開口量を制御可能にしている。

すなわち、上記ポート１１は、ランド部４の７端がポー
ト１１の開口縁よりその半径内方向へ移動することで開
口され、その開口量はランド部４の一端が、ポー１−１
１の開口縁と環状溝８の片側側縁との間に位置するとき
は、比較的少量に抑制され、かつその位置に応じて略漸
増または漸減する一方、ランド部４の一端が上記環状溝
８内に位置するときは、当該位置に関係無く画一的に急
増し、かつその定量を維持するようにされている。

したがって、ポート１１内の環状溝８を除く領域、つま
りポー１−１１の内径Ｄ２と環状溝８の溝幅り、との差
の領域は、上述のようにランド部４の位置に応じてポー
ト１１の開口量を略漸増若しくは漸減し得ることで、作
動油通路面積の可変制御領域に相当し、従来の切欠に該
当する。

この場合、実施例では環状溝８をポー１−１１と同軸位
置に形成し、かつＤ　＝ｒ　＞　Ｄ　ｔとしていること
で、環状溝８の両側に等幅の上記可変制御領域Ａ、、Ａ
２を設けているが、該域の数や位置、並びに大きさ等は
必要に応じて適宜変更可能である例えば、環状溝８の位
置をポート１１の軸心から偏心させれば、上記制御領域
Ａ、、Ａ２の位置と大きさを変えることができ、また第
５図に示す第２実施例のように上記の偏心量を重に増大
させ、ポートｌｌを環状溝８の片側側縁に臨ませて形成
すれば、該側縁より突出するポート１１の開口端部が上
記可変制御領域に相当し、この場合にはランド部４の片
側だけに可変制御領域Ａ１が形成されることになる。

−そして、この第２実施例の場合にはポート１１の内径
Ｄ２を、環状溝８の溝幅Ｄ１よりも小径にし得ることで
、小型のスプール弁に好適なものとなる。

また、第６図に示す第３実施例のように環状溝８の両側
縁に臨ませて、複数のポート１１．１１を開口すれば、
上記溝８から突出するそれらの開口部が制御領域Ａ　１
．　Ａ　ａになり、この場合には左右のポート１１数と
その位置、およびそれらの内径Ｄ２を調整することによ
って、ポートｌｌの開口量を高精密に制御し得ることに
なる。

重に第７図に示す第４実施例のように、ポート１１を円
形断面の代わりに各種の多角形、例えば図示のように菱
形状に形成すれば、円孔とは別様の開口状況が得られる
。すなわち、円形断面の場合にはポート１１の開口面積
が、後述のようにランド部４の変位に対し略比例関係を
形成するが、菱形断面とすれば確実な比例関係が成立す
るため、作動油の制御が容易になる利点がある。

図中、１３は弁ボア２の閉塞端とスプール６の−ｉとの
間に介挿したセットスプリングである。

（作　用） このように構成したスプール弁を製作する場合は、例え
ば弁ハウジングｌを穴明は加工して弁ボア２を作製し、
その内周面を研磨加工して平滑面に仕上げ、一方、上記
ボア２の所定位置を中４１９加工して環状溝７，８．９
を作製し、これらの各を湾７．８．９に臨ませて、ポー
ト１０．１１．１２を穴明は加工する。

このうち、第１実施例の場合には、作動油の制御対象で
あるアクチュエータポー１−１１と対応する環状溝８と
を同軸位置に形成し、かつそれらの内径Ｄ２と溝幅り、
との関係を、Ｄ２＞Ｄ、とする。

したがって、上記の加工は前述の寸法規制な除けば、弁
ポア２やポートｔｏ、１１．１２の加工は従来と実質的
に同様であり、また上記寸法規制にしても、特に難しい
という程のものではないから、従来の加工技術と加工工
程で十分に対応し得、また既存のものに僅かな加工を施
すことによっても所期のものが得られる。

次にスプール６については、従来のこの種の構成と実質
的に同様であり、その加工もスプール用材を切削加工し
てランド部３．４．５を作製し。

このうちランド部４の幅は少なくともポート１１の開口
端部をシール可能な幅員に形成し、これらランド部３．
４．５の周面を研磨加工して平滑面に仕上げればよく、
これらは従来の加工技術と加工工程で十分に対応し得、
また既存のものをそのまま用いることによっても対応し
得る。

しかも、従来スプールに形成していた切欠に代わる前記
可変制御領域Ａ　１．　Ａ　２は、実質上アクチュエー
タポート１１と環状溝８によって形成され、これらは単
に穴明は加工によって得られるから、その製作ないし加
工は頗る容易であり、上記切欠のような複雑な加工を要
することはなく、それ故に厳格な寸法管理も要求される
こともない。

この場合、実施例では環状溝８を上記ポートｌｌと同軸
位置に形成していることで、ポート１１の開口端部に臨
む環状溝８の両側位置には１等幅の可変制御領域Ａ、、
Ａ２が形成される。

こうして加工した弁ハウジングｌとスプール６を組み付
けて構成したスプール弁は、常時は第１図のようにタン
クポートｌＯとアクチュエータポートｌｌが連通し、ポ
ンプポー１−１２がブロックされている。

このような状況の下でパイロット圧を介しスプール弁を
オフセット位置に切換え、アクチュエータポー１−１１
とポンプポート１２を連通させ、かつタンクポートｌＯ
をブロックさせた後、上記パイロット圧を解除し、スプ
ール弁が上記ノーマル位置を回復する場合に着目してみ
ると、この場合にはスプール６は、セットスプリング１
３によって弁ボア２の開口側へ移動し、その移動過程で
第３図（ａ）のように、ランド部４がアクチュエータポ
ート１１と正対し、上記ポート１１を閉塞する。したが
って、この場合はポートｌｌの開口量は零である。

そして、上記の状態からランド部４が同図上右方へ移動
し、その軸端部がアクチュエータポート１１の開口縁か
ら離れると、その移動量上記ポートｌｌが第３図（ｂ）
の故点部ように開口され、当該開口部を介して作動油が
ポート１１がらタンクポートｌＯ方向へ流れる。

こうして上記ポート１１が開口し、更にランド部４が同
方向へ移動すると、その移動量ポートｌｌの開口量、つ
まり開口面積が増加し作動油の流量が増量する。この場
合、ポー１−１１の開口形状は第３図（ｂ）および（Ｃ
）のように、ポートｌｌの内周面の一部とランド部４の
端面とで区画される略弓形を呈し、その開口面積は上記
開口形状に基いてランド部４の移動量、つまりスプール
６のストロークに略比例する。

したがって、スプール６のストロークを制御することで
上記の開口量を制御し得、その場合の開日持性は第４図
のように緩やかに上昇する曲線状を呈する。この場合、
上記開口特性はポートｌｌの開口面積とその形状に依存
しているから、その内径Ｄ１を加減することで上記特性
線の曲率ないしは傾きを変化させることができ、更にそ
の開口形状を変えることによっても、同様な効果が得ら
れる。

こうして、ランド部４の端部が次第に移動し、該端部が
第３図（ｃ）のように環状溝８の片側端部と重合したと
ころで、ボー）−１１がその可変制御域Ａ、内で最大開
口機を形成する。すなわち、この状況はランド部４の端
縁が環状溝８の端縁と重合することで、それらのシール
が保持される所謂ゼロラップ状態となり、ランド部４が
上記満８方向へ少しでも移動することで、上記シール作
用が失われ、上記作動油の制御が解かれる。

それ故、ランド部４の上記位置でのポート１１の開口量
ＡＭＡＭが、可変制御領域Ａ、内での最大値になり、そ
の場合のスプール６のストローク量、つまり作動油の制
御始めから制御路りに要するスプール６の変位、換言す
ればポートｌｌの内径Ｄ２と環状溝８の幅り、どの差の
１／２、すなわち上記制御領域Ａ、の区間がこれに相当
し、従来の切欠の長さに該当する。

したがって、上記制御領域Ａ、の区間を加減することに
よって、ポート１１の開口始期または閉塞終期における
作動油の過渡的な制御流量と制御時間を規定し得ること
になる。

こうして、第３図（Ｃ）の状態からランド部４が右方へ
移動すると、ランド部４と環状溝８とのゼロラップ状態
が解かれ、上記溝８が第３図（ｄ）のようにポートｔｔ
と連通ずる。

このため、上記ポート１１の開口量は自身の開口部に加
え、環状溝８の全スペースが相加することで、第４図に
示すように急激に増加し、アクチュエータポート１１か
らタンクポートｌＯへの作動油の定常流量が回復される
。。

（発明の効果） 本発明のスプール弁は以上のように、弁ハウジングにラ
ンド部を備えたスプールを摺動可能に収容する弁ボアを
形成し、該ボアにポートに連通ずる環状溝な形成すると
ともに、上記ポートをランド部で開閉可能にしたスプー
ル弁において、上記ポートの一部を前記環状溝の軸方向
へ突出し、該ポートの上記突出側開口部の開口量を、前
記ランド部の端部位置により可変制御可能にするように
したから、切換え操作時における過渡的な作動油流の円
滑化を図れるとともに、これをポートと環状溝に僅かな
改変を加えるだけの簡単な構成として、その加工並びに
製作の容易化を図れる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の要部を分解して示す切断端面斜視図、第３図（ａ）
乃至（ｄ）は本発明の要部の作動状態を示す断面図、第
４図は本発明の作動特性を示す特性図で、ポートの開口
量とスプールのストロークとの関係を示している、第５
図乃至第７図は本発明の第２乃至第４実施例を示す断面
図である。 ｌ・・・弁ハウジング、　　　　　２・・・弁ボア３．
４．５・−・ランド部、６・・・スプール？、８．９・
・−環状溝、 １０．１１．１２・・・ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁ハウジングにランド部を備えたスプールを摺動可能
   に収容する弁ボアを形成し、該ボアにポートに連通する
   環状溝を形成するとともに、上記ポートをランド部で開
   閉可能にしたスプール弁において、上記ポートの一部を
   前記環状溝の軸方向へ突出し、該ポートの上記突出側開
   口部の開口量を、前記ランド部の端部位置により可変制
   御可能にしたことを特徴とするスプール弁。