JPH0416669B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は作動油中に侵入したゴミ等夾雑物の集
積やランドと摺動面との間の遊隙内への食い込み
を防止するようにしたスプール弁に関する。

（従来の技術） 一般に油圧回路を流通する作動油には、ゴミ等
の夾雑物が外部から侵入したり回路自体内で発生
したりして混入し、これがスプール弁のランドや
弁ボアの摺動面を損傷したり、ランドに隣接する
両側のパツセージ間における圧力差によつてパツ
セージの片隅に移動して集積し、更にはこれがラ
ンドと上記摺動面間の遊隙内に食い込んで、スプ
ールの円滑な摺動を阻害する問題がある。

このため、上記夾雑物の集積や食い込み防止に
ついては、従来より種々の提案がなされている。
例えば特開昭61−201903号公報には、油圧アクチ
ユエータに連通する第１ポートを開閉するランド
を略太鼓状に形成し、その周面に形成した環状溝
内に油中の夾雑物を一時的に収容することで、上
記問題を解決するようにしたスプール弁が開示さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来のスプール弁では環状溝を形
成したランドを太鼓状に形成することで、加工作
業が複雑かつ煩雑化し、しかも上記ランドで第１
ポートを開閉するようにしていたため、環状溝に
よつて上記ポートの開閉時期が変化し既設の油圧
回路の即応し難いうえ、上記ランドによる第１ポ
ートの閉塞直前に環状溝内に渦流が発生し、これ
が環状溝内に一坦滞留した夾雑物を巻き上げる結
果、却つて夾雑物の食い込みが助長されるという
問題があつた。

本発明はこのような従来の問題を解決し、簡単
な構成によつて弁ボア内での夾雑物の集積やラン
ドと摺動面間の遊隙内への食い込みを防止し、し
かも既設の油圧回路に即応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。

（問題点を解決するための手段） このため、本発明のスプール弁は、弁ボア内を
摺動するスプールに、ノーマル位置およびオフセ
ツト位置の双方でポートを開口しない非制御ラン
ドを設け、該ランドに、スプールの移動方向側に
位置する該ランドと隣接のパツセージに連通可能
な環状溝を設けることにより、作動油中の夾雑物
の集積と、弁ボアの摺動面とランドとの間の遊隙
内への夾雑物の食い込みを簡単な構成で防止する
とともに、既設の油圧回路に容易に対応できるよ
うにしたことを特徴にしている。

（実施例） 以下、本発明を３ポート２位置スプール弁を備
えた電磁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は内部にソレ
ノイド２を収容し、端部に弁ハウジング３を連結
した管状のキヤツプで、その内側には管状のブシ
ユ４が収容されている。ブシユ４の内側にはヨー
ク５に捲回された環状のコイル６が配置され、該
ヨーク５の内側に固定鉄心７の軸筒部８が挿入さ
れている。

軸筒部８内には固定鉄心７のフランジ９に開口
したプランジヤ室１０が設けられ、該室１０内に
非磁性材からなる有底管状のプランジヤガイド１
２が収容され、その底縁１３がプランジヤ室１０
の底部に収容されている。プランジヤガイド１２
の他端縁は外側に折曲されてプランジヤ室１０の
開口縁部と係合し、かつその折曲縁に弁ハウジン
グ３の端面を密着させることで、プランジヤガイ
ド１２を不動に保持させている。

上記プランジヤガイド１２内には、該ガイド１
２よりも若干短小な筒状のプランジヤ１４が摺動
可能に収容され、その内部に通孔１５と該孔１５
に連通する大径の凹孔１６が形成されている。こ
の凹孔１６と相対するプランジヤ室１０の底部に
は凹部１７が形成され、これら凹孔１６と凹部１
７内にはプランジヤスプリング１８が介挿されて
いて、プランジヤ１４を弁ハウジング３方向へ付
勢し、常時はプランジヤ１４の端面とプランジヤ
室１０の底部との間に余室１９を形成している。

上記プランジヤ１４の周面には後述の弁ボアに
連通する油溝２０，２０が形成され、常時は余室
１９を介して凹孔１６と通孔１５とに連通してい
る。図中、２１はキヤツプ１の底縁２２と軸筒部
８の端面との間に介挿されたシールキヤツプで、
その外端面からコイル６に導通する配線コード２
３が引き出され、２４は前記フランジ９と弁ハウ
ジング３の外側接合端面間に装着されたＯリン
グ、２５は軸筒部８の中間部に配設された非磁性
部、２６は仕切片である。

一方、弁ハウジング３は鍔部２７を前記フラン
ジ９の端面に接合し、かつその外周部をキヤツプ
１の端縁の屈曲部２８で抱持されて連結され、そ
の軸筒部内に大径の弁ボア２９が形成されてい
る。弁ボア２９の一端は油タンクに連通するタン
クポート（共に図示略）に導通しており、その他
端が前記通孔１５および油溝２０に連通してい
る。上記弁ハウジング３の軸筒部周面には、弁ボ
ア２９に連通する二つのポート３０，３１が離間
して開口され、このうち一方の供給ポート３０は
油圧ポンプ（図示略）の吐出口に連通しており、
また他方のアクチユエータポート３１は図示を省
略した油圧アクチユエータに連通し、該アクチユ
エータへの圧油の給排を可能にしている。

上記ポート３０，３１の弁ボア２９への開口部
周辺には、内側へ張り出した環状の摺動面３２，
３３，３４が設けられ、これらの内側にスプール
３５が摺動可能に収容されている。スプール３５
の周面には、そのノーマル位置およびオフセツト
位置の双方で供給ポート３０を開口しない非制御
ランド３６を、後述の環状溝を境に二つに分割し
た分割ランド３７ａ，３７ｂと、上記各位置でア
クチユエータポート３１をタンクポートまたは供
給ポート３０に連通させる制御ランド３８が設け
られている。

このうち、上記分割ランド３７ａ，３７ｂは摺
動面３２を摺動可能にされ、また制御ランド３８
は摺動面３３，３４に摺動可能にされていて、分
割ランド３７ａ，３７ｂ間に上述の環状溝３９が
形成されている。上記非制御ランド３６の両側に
は作動油の流路を形成するパツセージ４０，４２
が設けられ、また制御ランド３８の両側にはパツ
セージ４１，４２が設けられている。

これらのパツセージ４０，４１，４２はスプー
ル３５のノーマル位置には、第２図に示すように
タンクポート（図示略）に導通するパツセージ４
０が環状溝３９と連通し、該溝３９はパツセージ
４２と遮断されていて、該パツセージ４２に供給
ポート３０が連通している。一方、パツセージ４
２はタンクポートに連通するパツセージ４１と遮
断され、該パツセージ４１にアクチユエータポー
ト３１が連通している。

スプール３５内には弁ボア２９とプランジヤ１
４の通孔１５に連通する段付きの貫通孔４３が設
けられ、また弁ボア２９の一端には透孔４４，４
５を形成したストツパ４６とスペーサ４７が配設
されていて、このスペーサ４７と貫通孔４３内の
奥壁との間にバルブスプリング４８が介挿されて
いる。このスプリング４８のセツト力は、前記プ
ランジヤスプリング１８のそれよりも大きく、そ
の復元力を介しスプール３５をソレノイド２方向
へ付勢させて前記のノーマル位置を保持させ、か
つスプール３５の端面をプランジヤ１４の端面に
当接させている。

この他、図中４９はパツセージ４１に臨むスプ
ール３５の周面に開口した導孔で、スプール３５
内外の貫通孔４３と弁ボア２９に連通しており、
５０は弁ハウジング３の周面に装着されたＯリン
グ、５１は作動油に混入したゴミおよび切紛等の
夾雑物である。

第５図および第６図は本発明を３ポート２位置
スプール弁を備えた電磁弁に適用した他の実施例
を示し、前述した構成と対応する部分には同一の
符号を用いている。このうち、第５図は本発明を
ノーマルオープン型のスプール弁に適用した第二
実施例を示し、この実施例ではスプール３５の両
側に非制御ランド５２，５３を設け、これらの間
に制御ランド５４を設けるとともに、上記ランド
５２，５３に環状溝５５，５６を形成し、該溝５
５，５６を境に両側に分割ランド５７ａ，５７ｂ
と５８ａ，５８ｂを設けている。

上記分割ランド５７ａ，５７ｂが摺動する摺動
面５９の両側には、タンクポートに連通する微少
なパツセージ４０と、ノーマル位置で供給ポート
３０とアクチユエータポート３１に連通するパツ
セージ６０が配設され、上記環状溝５５はノーマ
ル位置ではパツセージ４０と遮断し、代わりにパ
ツセージ６０と連通している。

また、分割ランド５８ａ，５８ｂが摺動する摺
動面６１の両側には、ノーマル位置でタンクポー
ト６２に連通するパツセージ６３とパツセージ４
１が配設され、スプール３５がノーマル位置から
オフセツト位置へ移動する場合は、環状溝５５，
５６が同図ｂに示すように移動方向側のパツセー
ジ４０と６３に連通し、オフセツト位置からノー
マル位置へ移行する場合は、スプール３５が同図
ｂの矢視方向へ移動して、環状溝５５，５６が上
記移動側のパツセージ６０，４１と連通する。

すなわち、この実施例では二つの非制御ランド
５２，５３と一つの制御ランド５４を有するスプ
ール３５に本発明を適用した点を特徴としてい
る。

一方、第６図は本発明をノーマルクローズ型の
スプール弁に適用した第三実施例を示し、この実
施例ではスプール３５の両側に大小異幅の非制御
ランド５２，５３を設け、該ランド５２，５３の
内端に環状溝５５，５６を形成し、この溝５５，
５６を境に単一の分割ランド５７ａ，５８ｂと制
御ランド６４，６５を配設している。

そして、第６図ａに示すスプール３５のノーマ
ル位置からオフセツト位置へ移行する場合は、各
環状溝５５，５６が移動方向側のパツセージ４０
と６６に連通し、同図ｂに示すオフセツト位置か
らノーマル位置へ移行する場合は、環状溝５５，
５６はスプール３５の移動方向側のパツセージ６
７と４１に連通する。

すなわち、この実施例では二つの非制御ランド
５２，５３と二つの制御ランド６４，６５を有す
るスプール３５に本発明を適用し、かつ上記非制
御ランド５２，５３の内端に環状溝５５，５６を
形成することで、該溝５５，５６の両側に分割ラ
ンド５７ａ，５８ｂと制御ランド６４，６５を配
設した点を特徴としている。

（作用） このように構成したスプール弁はスプール３５
に設けたランド３６，３８のうち、そのノーマル
およびオフセツト位置の双方で如何なるポートも
開口させない非制御ランド３６に環状溝３９を形
成するだけでよく、しかもこのランド３６は通常
の円筒状周面で構成されているから、従来のこの
種スプール弁のような異形周面のものに比べて、
これを容易に製作し得ることとなる。

しかも、上記スプール弁は実質上、非制御ラン
ドに環状溝を形成すれば足り、弁ハウジング３の
供給ポート３０やアクチユエータポート３１、制
御ランド３８や非制御ランド３６等の設計変更を
一切要せず、例えば既設の非制御ランドに環状溝
３９を設けることで達成されるから、加工が頗る
容易で既設のスプール弁の改変に容易に応じられ
ることになる。

このようなスプール弁を例えば弁ハウジング３
の弁ボア２９内に挿入し、その一端をストツパ４
６とスペーサ４７とで掛止するとともに、その他
端側の弁ハウジング３の端面を、キヤツプ１内に
予め組み込んだソレノイド２を構成する固定鉄心
７の端面に押し当て、これらキヤツプ１の端縁を
内側に折曲して連結することで、電磁弁が組付け
られる。

こうして組付けられた電磁弁は第１図に示すよ
うに、弁ハウジング３の端面が固定鉄心７のフラ
ンジ９端面に密着し、それらの間の油密がＯリン
グ２４で維持されるとともに、弁ボア２９内に収
容されたスプール３５の一端が、プランジヤガイ
ド１２内のプランジヤ１４の端面に当接してい
て、それらはプランジヤスプリング１７とバルブ
スプリング４８のバランスした位置で静止してい
る。

この場合、実施例ではバルブスプリング４８の
セツト力の方がプランジヤスプリング１７のそれ
よりも大きいため、プランジヤ１４とスプール３
５が図示のような状態に置かれ、プランジヤガイ
ド１２の奥部に形成された余室１９が、油溝２０
および凹孔１６と通孔１５と連通するとともに、
弁ボア２９内においてスプール３５の各ランド３
６，３７ａ，３７ｂ，３８が、そのノーマル位置
に位置付けられている。

すなわち、スプール３５のノーマル位置は、第
１図および第２図に示すように分割ランド３７ｂ
が摺動面３２の端面と係合して、パツセージ４０
と供給ポート３０が遮断され、また制御ランド３
８が摺動面３３の端面と係合して、供給ポート３
０とアクチユエータポート３１が遮断され、供給
ポート３０のブロツク状態が形成されている。更
に、上記制御ランド３８がアクチユエータポート
３１を開口し、該ポート３１がパツセージ４１と
導孔４９を介し貫通孔４３に連通することで、ア
クチユエータポート３１とタンクポート（図示
略）が連通している。

このような状況の下では、圧力ポートである供
給ポート３０に連通するパツセージ４２の圧力
が、隣接する他のパツセージ４１や環状溝３９の
それに比べて高く、その圧力差によつてパツセー
ジ４２内の作動油の一部が、分割ランド３７ｂと
摺動面３２との遊隙および制御ランド３８と摺動
面３３との遊隙を経て、上記環状溝３９やパツセ
ージ４１内へ漏出し、その際漏出油に混入した夾
雑物５１が前記遊隙内に介入する。第２図はこの
ような状況を示している。

こうした状態の下でコイル６を励磁させると、
固定鉄心７とプランジヤ１４との間に磁性回路が
形成され、その磁力によつてプランジヤ１４がプ
ランジヤスプリング１８に抗して第１図上右方へ
吸引移動する。上記プランジヤ１４の移動に伴な
い、スプール３５がバルブスプリング４８に押さ
れて第２図上矢視方向へ移動すると、前記遊隙内
に介入していた夾雑物５１のうち、摺動面３２と
制御ランド３７ｂ間の夾雑物５１は、スプール３
５が同図上矢視方向へ移動することで、その遊隙
内から引き抜かれてパツセージ４２内へ収容さ
れ、一方摺動面３３と制御ランド３８間の夾雑物
５１は、スプール３５の移動によつて当該遊隙内
に進入しようとするが、制御ランド３８の変位で
上記遊隙が結果的に消失するため、結局パツセー
ジ４２内に落下して収容される。

これら夾雑物５１が介入していた遊隙は、その
後スプール３５の上記移動に伴う分割ランド３７
ｂと摺動面３２、および制御ランド３８と摺動面
３３との各係合解除によつて消失し、上記遊隙内
に残留していた夾雑物５１が、これらの環状溝３
９やパツセージ４１，４２内に落下して、完全に
除去される。

こうして、プランジヤ１４が吸引移動を続行
し、その一端がプランジヤガイド１２の底縁１３
に当接することで、その移動が停止される。この
状況は第３図および第４図に示すように、分割ラ
ンド３７ａが摺動面３２と係合して環状溝３９と
パツセージ４０が遮断され、また制御ランド３８
が摺動面３４と係合してアクチユエータポート３
１とパツセージ４１が遮断され、代わりにパツセ
ージ４２が環状溝３９と供給ポート３０およびア
クチユエータポート３１に連通することでタンク
ポートがブロツクされ、供給ポート３０からアク
チユエータポート３１への圧油の供給が可能にな
る。

この場合には、圧力ポートである供給ポート３
０に連通する環状溝３９とパツセージ４２および
アクチユエータポート３１の開口部周辺の圧力
が、隣接するパツセージ４０，４１のそれに比べ
て高く、その圧力差によつて環状溝３９およびパ
ツセージ４２内の作動油の一部が、分割ランド３
７ａと摺動面３２および制御ランド３８と摺動面
３４との各遊隙を経て、上記パツセージ４０，４
１へ漏出し、その際漏出油中の夾雑物５１が前記
遊隙内に介入する。第４図はこのような状況を示
している。

このようなスプール弁のオフセツト状態の下で
コイル６を消磁させると、プランジヤ１４に作用
する磁力が消失することで、該プランジヤ１４が
プランジヤスプリング１８によつて押し返され、
プランジヤ１４と当接下のスプール３５がバルブ
スプリング４８に抗して、第３図上左方へ押し動
かされる。

そして、上記スプール３５の移動に伴ない、前
記遊隙内に介入していた夾雑物５１のうち、分割
ランド３７ａと摺動面３２間の夾雑物５１は、ス
プール３５が第４図上矢視方向へ移動し当該遊隙
が消失することで、環状溝３９内に落下し、一方
制御ランド３８と摺動面３４間の夾雑物５１は、
スプール３５と一緒に移動して遊隙から引き抜か
れ、パツセージ４２内に落下し収容される。

これらの遊隙は、その後のスプール３５の移動
に伴なう分割ランド３７ａと摺動面３２、および
制御ランド３８と摺動面３４との各係合解除によ
つて消失し、遊隙内に残留していた夾雑物５１が
環状溝３９やパツセージ４２，４１内に落下し
て、完全に除去される。

すなわち、作動油中の夾雑物５１が、スプール
３５のノーマル状態やオフセツト状態の各静止位
置に、分割ランド３７ａ，３７ｂと摺動面３２、
および制御ランド３８と摺動面３３，３４間の各
遊隙内に一時的に介入しても、これらの遊隙はス
プール３５の移動時に環状溝３９と制御ランド３
８の変位を介して消失し、上記遊隙から脱落ない
しは移動を余儀無くされて環状溝３９やパツセー
ジ４０，４１，４２への落下を強いられるから、
これが遊隙内に介入したまま排出困難になつた
り、遊隙内で食い込みを生じさせたりすることが
ない。

こうして、プランジヤ１４がプランジヤスプリ
ング１８によつて原位置を回復したところで、ス
プール３５が復帰移動を停止し第１図に示すよう
なノーマル位置を回復する。したがつて、この場
合には分割ランド３７ａが摺動面３２との係合を
解除し、代わりに分割ランド３７ｂが摺動面３２
と係合する。また、制御ランド３８が摺動面３４
との係合を解除する代わりに摺動面３３と係合し
て、供給ポート３０がブロツクされる一方、アク
チユエータポート３１が開口されてパツセージ４
１と連通する。

また、プランジヤ１４の原位置復帰に伴なつ
て、プランジヤガイド１２の奥部にはスプール３
５のオフセツト時に消失していた余室１９が復旧
され、該室１９に油溝２０，２０を介してパツセ
ージ４１が連通するとともに、貫通孔４３が通孔
１５および凹孔１６を介して余室１９と連通す
る。

このため、油圧アクチユエータからの戻り油が
アクチユエータポート３１を介してパツセージ４
１内に流入し、その一部は導孔４９から貫通孔４
３内に分流し、一部は第１図の矢視のように油溝
２０，２０に導かれて余室１９内を高速に移動
し、該室１９より凹孔１６および通孔１５を介し
て貫通孔４３内を移動し油タンクに戻される。

そして、この戻り油流によつて、ソレノイド２
の励磁時に作動油中を吸引移動し、余室１９や油
溝２０，２０および凹孔１６内等に滞留している
切紛等の磁性体からなる夾雑物５１を押し流し
て、これを一掃する。したがつて、これらの夾雑
物５１によるプランジヤ１４の作動不良を未然に
回避し得ることになる。

（発明の効果） 本発明のスプール弁は以上のように、弁ボア内
を摺動するスプールに、ノーマル位置およびオフ
セツト位置の双方でポートを開口しない非制御ラ
ンドを設け、該ランドに、スプールの移動方向側
に位置する該ランドと隣接のパツセージに連通可
能な環状溝を設けたから、簡単な構成によつて作
動油中の夾雑物の集積を防止し、これが弁ボアの
摺動面とスプールのランドとの遊隙内に介入して
引き起こる食い込みを防止できる効果がある。

また、本発明は非制御ランドに環状溝を形成し
たから、該溝によつてポートの開閉時期が変化し
たり油圧回路の特性が変化したりすることがな
く、既設の油圧回路に容易に対応できる効果があ
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で、そ
のノーマル位置の状況を示しており、第２図は第
１図の要部を拡大して示す断面図、第３図は本発
明の作動状態を示す断面図で、そのオフセツト位
置の状況を示しており、第４図は第３図の要部を
拡大して示す断面図、第５図は本発明の第二実施
例の要部を示す断面図で、同図ａはそのノーマル
位置の状況を、同図ｂはそのオフセツト位置の状
況をそれぞれ示し、第６図は本発明の第三実施例
の要部を示す断面図で、同図ａはそのノーマル位
置の状況を、同図ｂはそのオフセツト位置の状況
をそれぞれ示している。 ２９……弁ボア、３０，３１，６２……ポー
ト、３５……スプール、３６，５２，５３……非
制御ランド、３６，５５，５６……環状溝、４
０，４１，４２，６０，６３，６６，６７……パ
ツセージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁ボア内を摺動するスプールに、ノーマル位
   置およびオフセツト位置の双方でポートを開口し
   ない非制御ランドを設け、該ランドに、スプール
   の移動方向側に位置する該ランドと隣接のパツセ
   ージに連通可能な環状溝を設けたことを特徴とす
   るスプール弁。