JPH0313009Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、比例ソレノイドが発生する電磁力
によりスプリングを介してポペツト弁を押圧して
油圧力を制御する電磁比例圧力制御弁に関する。

〔従来の技術〕

従来、このような電磁比例圧力制御弁として
は、例えば第８図に示すような電磁リリーフ弁が
ある。

これは、弁本体１のポペツト弁２を比例ソレノ
イド３の可動鉄心４に固着したプツシユロツド５
によりスプリング６を介して押圧して、シート７
から流出する油の圧力を制御するものである。

そして、このような電磁比例圧力制御弁におい
て、比例ソレノイド３の入力信号がステツプ状に
変化したような場合に出力油圧がアンダあるいは
オーバシユートしたり振動的に変化したりするの
を防止するため、可動鉄心４に設けた小孔Ａ及び
可動鉄心４と固定部８との間隙Ｂを通して左右の
油室ａ，ｂ間を流通する油の流量を規制して、可
動鉄心４自体にダンピング特性を持たせている。

同様に、例えば実開昭60−91866号公報や実開
昭56−174764号公報に見られるように、可動鉄心
内にオリフイスやチエツク弁を備えた油路を設
け、それを介して両側の油室を連通させることに
よりダンピング特性を持たせるようにしたもので
ある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の電磁比例圧力
制御弁にあつては、比例ソレノイドの可動鉄心自
体にダンピング特性を持たせて、弁としての振動
現象を防止したり応答時間を制御していたので、
圧力の増加・減少の応答時間を変更するには、精
密に製作されている比例ソレノイドを分解して、
第８図の小孔Ａ及び間隙Ｂあるいはオリフイスや
チエツク弁等を調整して再度組立てなければなら
ないので、専門メーカでなければできないという
問題点があつた。

また、上述のように部品精度が高く摺動部のク
リアランスが非常に少いために、異物の混入や組
付不良によりヒステリシスが増加する等のトラブ
ルが発生しやすいという問題点もあつた。

さらに、ソレノイドの可能鉄心は電磁気的には
磁路となつているため、その中にオリフイスやチ
エツク弁等を設けると、チエツク弁が磁化した
り、油中の鉄粉がオリフイスやチエツク弁のエツ
ジ部に集中堆積したり、磁気状態によつて弁の作
動が変わるなど、数々の不具合をもたらしてい
た。

この考案は、これらの問題点を解決することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため、この考案による電磁比例圧力制御弁
は、比例ソレノイドのポペツト弁と反対側に設け
たカバー内にダンピングピストンを摺動自在に設
け、このピストンによつてカバー内を２つの油室
に仕切に、その両油室間を流量を規制して連通す
るオリフイスを備えた油路をこのダンピングピス
トンに設け、該ダンピングピストンをスプリング
によつて押圧して、比例ソレノイドの可動鉄心に
固着されて上記カバー内に突出するプツシユロツ
ドの後端部に常時密接させるようにしたものであ
る。

さらに、上記オリフイスをダンピングピストン
の油路に着脱可能に設けるとよいし、上記ダンピ
ングピストンに、油圧力を増圧する方向に比例ソ
レノイドが作動する時にのみ開弁するチエツク弁
を備えた第２の油路を設けるとよい。

また、上記ダンピングピストンの外周に、カバ
ーと摺接する環状の凸部を設けるとよい。

〔作用〕

このように構成すれば、出力油圧を増加させる
時には比例ソレノイドの可動鉄心がポペツト弁に
近づく方向に移動しようとするが、ダンピングピ
ストンによつて仕切られたカバー内の可動鉄心側
の油室からスプリング側の油室へ流出する油量が
ダンピングピストンの油路によつて規制されるた
め、その流量に見合つた速度でダンピングピスト
ンがプツシユロツドと共にポペツト弁を閉鎖する
方向に移動するので、振動やオーバシユートを生
ずることなくスムーズに圧力が増加する。

また、出力油圧を減少させる時には、比例ソレ
ノイドの可動鉄心がポペツト弁から離れる方向に
移動しようとするため、カバー内の油がスプリン
グ側の油室から可動鉄心側の油室へダンピングピ
ストンの油路を通して規制されながら流出し、そ
の流量に見合つた速度でダンピングピストンがプ
ツシユロツドと共に移動するので、圧力や振動や
アンダシユートを生ずることなくスムーズに減少
する。

しかも、ダンピングピストンは比例ソレノイド
の可動鉄心とは別体であるから磁束の影響を殆ど
受けないので、前述した可動鉄心内にオリフイス
やチエツク弁を備えた油路を設けた場合の不具合
が生じない。

そして、弁の応答特性を変えたい場合には、比
例ソレノイド本体部分を分解せずに、カバーを取
りはずしてダンピングピストンを交換するかその
オリフイスのみを交換するだけで簡単に変更する
ことができ、用途に合わせた応答性の弁を容易に
得ることができる。

さらに、ダンピングピストンに上記第２の油路
を設けた場合には、増圧時にはダンピング作用が
減少して応答性が良くなる。

また、ダンピングピストンに上記環状の凸部を
設ければ、カバーとの摺動抵抗が少なくなるの
で、部品精度をそれほど上げなくても、小電流域
でもヒステリシスのない円滑な操作ができる。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

第１実施例 第１図は、この考案の第１実施例を示す電磁比
例圧力制御弁の縦断面図である。

まずその構成を説明すると、この電磁比例圧力
制御弁は、弁本体２０と比例ソレノイド３０と調
整部４０とからなる。

弁本体２０には油室２２が形成され、そこにポ
ペツト弁２３を収納し、その針状先端部をシート
２４の円錐状に開口する中心孔２４ａに挿入させ
ており、Ｐポートから流入する圧油がシート２４
の中心孔２４ａを通つてポペツト弁２３との間隙
から油室２２内へ噴出し、Ｔポートから流出して
図示しないタンクへ戻るようになつている。２５
はシート２４を挿入するための穴を閉鎖するプラ
グである。

弁本体２０の油室２２には、さらに後述する比
例ソレノイド３０のプツシユロツド３６を突出さ
せ、その先端部にスプリング受け２６を嵌入して
おり、シート２４とこのスプリング受け２６との
間にスプリング２７，２８によつてポペツト弁２
３を保持している。

次に、比例ソレノイド３０は、ソレノイドボデ
イ３１と、ソレノイドコイル３２と、固定鉄心３
３を固着したスリーブ３４と、その内部で摺動可
能であり中心にプツシユロツド３６を固着した可
動鉄心３５と、軸受板３７と、ソレノイドコイル
３２に通電するためのコードを接続するコネクタ
３８等からなり、固定鉄心３３の端面を弁本体２
０に密着固定してＯリング３９によつてシールし
ている。

なお、固定鉄心３３、可動鉄心３５及び軸受板
３７には、それぞれ比較的大径の慣通孔３３ａ，
３５ａ，３７ａが形成されている。

さらに、この比例ソレノイド３０のソレノイド
ボデイ３１に調整部４０のカバー４１がねじ４２
によつて固着されており、プツシユロツド３６の
後端部（第１図で右方）がこのカバー４１内に突
出し、その先端をカバー４１の摺動孔４１ｂの内
に摺動自在に設けたダンピングピストン４３の凹
部４３ｃに緩く嵌入させている。

このダンピングピストン４３は、カバー４１の
右端部に螺合してロツクナツト４４によつて固定
される最低圧力調整軸４５との間に介挿したスプ
リング４６によつてプツシユロツド３６側に付勢
され、常に凹部４３ｃの底面をプツシユロツド３
６の後端面３６ａに密接させている。

そして、このダンピングピストン４３は、摺動
孔４１ｂの内を左右の油室４８と油室４９に仕切
り、その両油室４８，４９間を、流量を規制する
オリフイス４３ａを備えた油路４３ｂで連通して
いる。

最低圧力調整軸４５は、比例ソレノイド３０を
通電しない時のポペツト弁２３の押圧力を調整で
きるようになつている。また、カバー４１にはエ
ア抜き孔４１ａが形成されており、そこにエア抜
きプラグ４７が螺着されている。

次に、この実施例の作用を説明する。

比例ソレノイド３０に通電しない非励磁状態
で、ポペツト弁２３とシート２４間のスプリング
２７の力と、比例ソレノイド３０のプツシユロツ
ド３６の後端にダンピングピストン４３を押し付
けるスプリング４６の力とを、充分な最低圧力を
確保できるところでバランスさせるように、最低
圧力調整軸４５の押し込み量を調整する。

この時、最低圧力確保のためスプリング４６の
力の方がスプリング２７の力よりも強くなつてい
る。

この状態で、Ｐポートより流入してシート２４
の中心孔２４ａから油室２２内へ噴出した油はＴ
ポートからタンクへ戻るが、Ｔポートの圧力は図
示しない戻り側管路の抵抗により大気圧より僅か
に高くなる。

そのため、油室２２に噴出した油は、比例ソレ
ノイド３０の比較的大径の貫通孔３３ａ，３５
ａ，３７ａを通してカバー４１内の油室４８から
油路４３ｂを通つて油室４９にも流入しようとす
る。

そこで、エア抜きプラグ４７を緩めると、油室
２２の圧力が大気圧より僅かでも高ければ、油が
流出してエアが簡単に抜ける。

このようにしてエア抜きを行なつた後、比例ソ
レノイド３０に通電して励磁すると、その励磁電
流に応じた力で可動鉄心３５が固定鉄心３３に吸
引されて図で左方へ移動し、プツシユロツド３６
がスプリング受け２６を押し、スプリング２８を
たわませてポペツト弁２３をシート２４側へ押し
付け、シート２４より噴出される油の圧力がスプ
リング２８の力と釣合つたところでＰポートの油
の圧力が設定される。

ここで、ソレノイドコイル３２に電流を流した
時、スプリング受け２６は瞬間的に左方へ動こう
とするが、この時油室４８内の油がダンピングピ
ストン４３のオリフイス４３ａを有する油路４３
ｂを通して油室４９への流れ込むので、ダンピン
グピストン４３はオリフイス４３ａによる規制流
量に見合つた速度でプツシユロツド３６と共に左
方へ移動し、それによつてプツシユロツド３６が
ポペツト弁２３を閉鎖方向に押して出力油圧を高
めるので、振動的な立上りになることなく、スム
ーズに設定圧力が上昇する。

設定圧力を高圧から低圧へ変化させる時には、
ソレノイドコイル３２に流す電流を減少させる
が、それによつてプツシユロツド３６の左方への
押圧力が弱まり、スプリング２８の反力により右
方へ押圧される。

この時、油室４８，４９内の油は前述の場合と
逆に油室４９側からダンピングピストン４３のオ
リフイス４３ａを有する油路４３ｂを通して油室
４８側へ流れ込むが、オリフイス４３ａの絞り作
用により、その流量が制限されるので、それに見
合つた速度でダンピングピストン４３がプツシユ
ロツド３６と共に右方へ移動し、それによつてプ
ツシユロツド３６にダンピング効果を持たせるの
で、それがスプリング受け２６及びスプリング２
８を介してポペツト弁２３に作用して、左方向
（シート２４側）への力を徐々に低下させるため、
急激な圧力の低下によるアンダーシユートの発生
を抑制する。

第２実施例 第２図はこの考案の第２実施例の要部のみを示
し、第１図に対応する部分には同一符号を付して
それらの説明は省略する。

この実施例において、第１図の第１実施例と異
なるのは、ダンピングピストン５３にオリフイス
５３ａを設けた油路５３ｂと並列に、チエツク弁
５３ｃを設けた第２の油路５３ｄを備えた点であ
る。

チエツク弁５３ｃは、ボールとそれをシート部
に押し付けるスプリングを有し、油室４８の圧力
の方が油室４９の圧力よりも高い時にのみ開き、
その時に油室４８内の油を第２の油路５３ｄを通
して油室４９へ殆んど抵抗なく流出させる。

この実施例によれば、可動鉄心３５及びプツシ
ユロツド３６が第２図で左側に移動する増圧時に
は、ダンピングピストン５３も応答遅れすること
なく速やかに追従して圧力増加作用をするので、
この考案による電磁比例圧力制御弁を主弁と組合
せて大型バルブとした場合にも良い応答波形が得
られる。

第３実施例 第３図はこの考案の第３実施例の要部のみを示
し、第１図及び第２図に対応する部分には同一符
号を付してその説明は省略する。

この実施例は、第２図の実施例と同様なオリフ
イス６３ａを設けた油路６３ｂとチエツク弁６３
ｃを設けた第２の油路６３ｄを有するダンピング
ピストン６３の外周に、摺動抵抗の少い球面形状
をなす環状の凸部６３ｅを設けたものである。

この実施例によれば、第２図の実施例と同様の
ダンピング効果を奏することができ、しかもダン
ピングピストン６３と摺動孔４１ｂとの摺動抵抗
が少なくなるので、各部品の精度をそれほど上げ
ることなしに小電流域においてもデイザ効果がピ
ストンに作用してヒステリシスのない円滑な操作
ができる。

ところが、例えば第１実施例においてもプツシ
ユロツド３６やダンピングピストン４３等の部品
を高精度に加工すれば、それを組み付けた時に第
４図に示すようにダンピングピストン４３が傾い
たとしてもその倒れはわずかであり、カバー４１
の摺動孔４１ｂとダンピングピストン４３との隙
間を予め大き目にしておけば、ダンピングピスト
ン４３は摺動孔４１ｂと非接触あるいは軽い接触
状態となり、その摩擦力も小さく、したがつて小
電流域においてもデイザ効果がピストンに作用し
て円滑な操作が行える。

しかしながら、部品精度を高めることはコスト
高となるために、それほど高い精度にせずに部品
を製造した場合には、第５図に示すようにプツシ
ユロツド３６の後端面３６ａの直角度が悪くな
り、ダンピングピストン４３の傾きが大きくなつ
てその両端が摺動孔４１ｂに２点ａ，ｂで接触
し、さらに比較的強いスプリング２８（第１図参
照）と４６の付勢力によつて回転トルクＴが生じ
てダンピングピストン４３を摺動孔４１ｂの周壁
に押しつけるため、摩擦力が増大する。

この時の力のつり合いの関係は、ダンピングピ
ストン４３に対するプツシユロツド３６の押圧力
をＦ、プツシユロツド３６の径をｄ，ａ点とｂ点
の反力をf₁，f₂とすると、 Ｔ＝Ｆ×ｄ／２＝（f₁＋f₂）×Ｌ となる。

そのため、小電流域ではヒステリシスが生じて
正常な応答が得られなくなる。

そこで、プツシユロツド３６の後端面３６ａと
ダンピングピストン４３との間に、第６図に示す
ように鋼球等を挾み込むことにより接触点をプツ
シユロツドの中心に変える方法も考えられるが、
この場合スプリング４６とダンピングピストン４
３との直角度の精度により、やはり回転トルク
T′が発生してダンピングピストン４３が傾き、
前述と同様に２点ａ，ｂで摩擦力が生じるため、
根本的な解決とはならない。

第３図の第３実施例によれば、このような問題
点を解決することができる。

第４実施例 第７図はこの考案の第４実施例の要部のみを示
し、第１図及び第３図に対応する部分には同一符
号を付してその説明は省略する。

この実施例は第３図は第３実施例におけるダン
ピングピストン６３と同様なダンピングピストン
７３の外周に軸線方向に平坦な環状の凸部７３ｅ
を設け、チエツク弁７３ｃをスプリングを使用し
ない別形式のものにした点が異なるだけであり、
第３実施例と同様な効果が得られる。さらに、チ
エツク弁７３ｃはスプリングを使用していないの
で、油室４８の方が油室４９よりも僅かでも圧力
が高くなると開く。

なお、これらの各実施例のダンピングピストン
は、オリフイスを設けずに油路４３ｂ等の径を細
くして流量を規制するようにしてもよい。また、
それぞれ径の異なる油路又はオリフイスを備えた
ものを予め用意してそれを交換するようにした
り、オリフイス自体を着脱自在なねじ込み式にす
るようにすれば、充分なダンピング効果が得られ
且つ動作速度があまり遅くならないように用途に
よつて最適性のものを選択することができる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案による電磁
比例圧力制御弁を用いれば、圧力の増減制御時に
は、油がダンピングピストン内のオリフイスを備
えた油路を通して流量を規制されながら左右の油
室間で移動し、その流量に見合つた速度でダンピ
ングピストンがプツシユロツドと共に移動してポ
ペツト弁を作動させるので、アンダシユートや振
動のないスムーズな応答特性が得られる。

また、ダンピングピストンは常に可動鉄心のプ
ツシユロツド端に密接しているので、速やかな圧
力上昇が得られるにもかかわらず可動鉄心の異常
振動を防止することができる。

しかも、ダンピングピストンは比例ソレノイド
の可動鉄心とは別体であるから磁束の影響を殆ん
ど受けないので、内部にオリフイスやチエツク弁
を設けても、油中の鉄粉がオリフイスやチエツク
弁のエツジ部に集中堆積したり、チエツク弁が磁
化したり、磁気状態によつて弁の作動が変わるな
どの不具合が生じることはない。

さらに、応答特性を変えたい場合にも、専門メ
ーカで精密に製作された比例ソレノイド本体部分
を分解せずに、カバーを取りはずしてダンピング
ピストンを交換するかオリフイスを交換するだけ
で簡単に変更することができ、用途に合わせた応
答特性の弁を容易に得ることができる。

また、ダンピングピストンには比例ソレノイド
が油圧力を増圧する方向に作動する時にのみ開弁
するチエツク弁を備えた第２の油路を設けた場合
には、増圧時にはダンピング作用が減少して応答
性が良くなるので、主弁と組み合わせて大型バル
ブとした場合にも良に応答波形が得られる。

また、ダンピングピストンの外周にカバーと摺
接する環状の凸部を設ければ、カバーとの摺動低
抗が少なくなるので、部品精度をそれほど上げな
くても、小電流域でもヒステリシスのない円滑な
操作ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の第１実施例を示した電磁比
例圧力制御弁の縦断面図、第２図及び第３図はそ
れぞれこの考案の第２実施例及び第３実施例の要
部のみを示す縦断面図、第４図乃至第６図はダン
ピングピストンの回りの部品精度と摺動抵抗の関
係を説明するための説明図、第７図はこの考案の
第４実施例の要部のみを示す縦断面図、第８図は
従来の電磁比例圧力制御弁の一例を示す縦断面図
である。 ２０……弁本体、２３……ポペツト弁、２７，
２８，４６……スプリング、３０……比例ソレノ
イド、３５……可動鉄心、３６……プツシユロツ
ド、４１……カバー、４３，５３，６３，７３…
…ダンピングピストン、４３ａ，５３ａ，６３ａ
……オリフイス、、４３ｂ，５３ｂ，６３ｂ……
油路、４８，４９……油室、５３ｃ，６３ｃ，７
３ｃ……チエツク弁、５３ｄ，６３ｄ……第２の
油路、６３ｅ，７３ｅ……環状の凸部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 比例ソレノイドが発生する電磁力により移動
   する可動鉄心に固着されたプツシユロツドでス
   プリングを介してポペツト弁を押圧して油圧力
   を制御する電磁比例圧力制御弁において、 前記比例ソレノイドのポペツト弁と反対側に
   設けたカバー内にダンピングピストンを摺動自
   在に設け、該ダンピングピストンによつて前記
   カバー内を２つの油室に仕切り、その両油室間
   を流量を規制して連通するオリフイスを備えた
   油路をこのダンピングピストンに設け、該ダン
   ピングピストンをスプリングによつて前記プツ
   シユロツドの前記カバー内に突出する部分の後
   端部に常時密接させるようにしたことを特徴と
   する電磁比例圧力制御弁。 ２ ダンピングピストンが、前記油路にダンピン
   グピストン用オリフイスを着脱可能に設けてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の電磁比
   例圧力制御弁。 ３ ダンピングピストンが前記油圧力を増圧する
   方向に比例ソレノイドが作動する時にのみ開弁
   するチエツク弁を備えた第２の油路を設けてい
   る実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記
   載の電磁比例圧力制御弁。 ４ ダンピングピストンが、その外周に前記カバ
   ーと摺接する環状の凸部を設けている実用新案
   登録請求の範囲第１項乃至第３項のいずれかに
   記載の電磁比例圧力制御弁。