JPH04300479A - 制御バルブ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、制御バルブに係り、特
に、ソレノイドを使用したものにおいて、ソレノイドを
はじめとして各部の構成を小型化させてコンパクトにす
るとともに、カートリッジ化を促進させ、かつ、漏れ特
性を向上させることができるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の制御バルブは、例えば、図４に示
すような構成になっている。まず、ソレノイド１０１が
あり、このソレノイド１０１は励磁されることにより、
プランジャ１０３を突出させ（図中左側に移動させる）
、又、非励磁となることにより、プランジャ１０３を、
図に示すような状態に復帰させるものである。

【０００３】上記ソレノイド１０１の図中左側には、ス
リーブ１０５が固定されている。このスリーブ１０５の
図中左端には、ストッパ１０７が固定されていて、この
ストッパ１０７にはポートＰＲｉが形成されている。又
、スリーブ１０５の円筒部には、図中左側よりポートＰ
ＲＯ、ＰＳ　が順次形成されている。スリーブ１０５内
には、スプール１０９が図中左右方向に移動可能に収容
されている。このスプール１０９は、圧縮コイルスプリ
ング１１１によって、図中左側に付勢されている。

【０００４】スプール１０９の図中左側には、鍔部１１
３が形成されていて、この鍔部１１３の図中右側の傾斜
面１１５がスリーブ１０５側に形成された段部１１７に
離接するようになっている。又、スプール１０９の図中
右側には大径部１１９が形成されており、この大径部１
１９とスリーブ１０５との間には、Ｏリング１２１が装
着されている。

【０００５】上記構成において、ソレノイド１０１が比
励磁のときには、図に示すような状態にある。すなわち
、プランジャ１０３は図中右側に引っ込んだ状態にある
ので、スプール１０９は圧縮コイルスプリング１１１に
よって図中右側に付勢されている。よって、傾斜面１１
５が段部１１７に着座していて、その部分はシールされ
ている。したがって、ポートＰＳ　より流入した作動油
がポートＰＲＯから流出していく。

【０００６】このときポートＰＲｉの圧力は鍔部１１３
に直接作用するとともに、スプール１０９に形成した伝
達通路１１０を介して鍔部とは反対端にも作用する。た
だし、段部１１７のシート部分の直径と上記反対端との
直径を等しくしているので、スプール両端の圧力がバラ
ンスする。したがって、スプール１０９は圧縮コイルス
プリング１１１のスプリング力で押され、傾斜面１１５
を段部１１７に圧接させることになる。このようにポー
トＰＲｉ側の圧力をスプール１０９の両端に作用させて
圧力をバランスさせるようにしたのは、次の理由からで
ある。もし、両者の圧力をバランスさせないと、ポート
ＰＲｉにシステム側の圧力が作用しているときに、ソレ
ノイド１０１を励磁してスプール１０９を移動しようと
すると、大きな推力を必要とすることになり、結局はソ
レノイド１０１を大型化せざるをえなくなる。このよう
なソレノイドの大型化を避けるためにポートＰＲｉの圧
力をスプール１０９の反対端にまで作用させるようにし
たものである。

【０００７】ソレノイド１０１が励磁された場合には、
まず、プランジャ１０３が図中左側に突出される。それ
によって、スプール１０９は圧縮コイルスプリング１１
１のスプリング力に抗して図中左側に移動する。それに
よって、傾斜面１１５が段部１１７より離脱しそのシー
ル部が開放される。一方、大径部１１９によってポート
ＰＳ　が閉塞される。よって、ポートＰＲｉより流入し
た作動油がポートＰＲＯに流入する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成による
と次のような問題があった。まず、スリーブ１０５を図
中一点鎖線ａで示す部分で左右に二分割しなければなら
ないという問題があった。これは、スプール１０９の大
径部１１９に装着されたＯリング１２１の損傷を防止す
るためである。すなわち、スリーブ１０５が一体物の場
合には、スプール１０９をスリーブ１０５の図中左端よ
り挿入することになる。その際、大径部１１９に装着さ
れているＯリング１２１がスリーブ１０５の段部１１７
の鋭利な角と摺接することになり、そのときＯリング１
２１が損傷するおそれがあるからである。又、挿入時に
は、図示しない特殊な治具（スプール１０９をスリーブ
１０５内に案内するための治具）が必要になってしまう
という問題もあった。

【０００９】この問題を解決するために、段部１１７の
直径を大きくし、Ｏリング１２１の通過を簡単にするこ
とも考えられる。しかし、このように段部１１７の直径
を大きくすると、ＰＳ　〜ＰＲＯ間に圧力が作用したと
き、その受圧面積の差によってスプール１０９が図面左
に動いてしまう。そのために段部１１７の直径とＯリン
グ１２１の外形部分とは同一径にしておかなければなら
ない。このような理由から、段部１１７の直径を大きく
することは問題の解決策になりえない。

【００１０】又、別の問題として傾斜面１１５と段部１
１７とによるシール部を介しての漏洩の問題があった。 これは、その部分の加工精度等が大きく原因するもので
ある。これを防止するためには、加工精度を高くするか
、あるいは圧縮コイルスプリング１１１によるセット荷
重を高くすることが考えられる。しかしながら、加工精
度を上げるためには、それだけ加工工数が多くなるとと
もに、その精度維持のためのメンテナンスに時間と費用
がかかるという問題があった。また、スプリングのセッ
ト荷重を高くすると、ソレノイド１０１による押圧力も
大きくしなければならず、ソレノイド１０１が大型化し
てしまうという問題があった。

【００１１】本発明はこのような点に基づいてなされた
ものでその目的とするところは、スリーブの一体化を図
ることにより、全体のカートリッジ化を促進させ、かつ
、ソレノイドを大型化させることなく、漏洩の問題を解
決することが可能な制御バルブを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願発明の制御バルブは、励磁・非励磁されることに
よりプランジャを出没させるソレノイドと、上記ソレノ
イドに連結され複数個のポートを備えたスリーブと、上
記スリーブ内に移動可能に収容されスリーブとによって
シート部を構成し圧縮コイルスプリングによって上記プ
ランジャ方向に付勢されているとともに上記ソレノイド
の励磁によるプランジャの突出により上記圧縮コイルス
プリングのスプリング力に抗して反プランジャ方向に移
動せられるスプールと、上記スプール内に移動可能に収
容されスプールとによってシート部を構成し別の圧縮コ
イルスプリングによって上記プランジャ方向に付勢され
ているとともに上記ソレノイドの励磁によるプランジャ
の突出により上記スプールより先に上記圧縮コイルスプ
リングのスプリング力に抗して反プランジャ方向に移動
せられるポペットと、を具備したことを特徴とするもの
である。

【００１３】

【作用】まず、ソレノイドが非励磁のときには、プラン
ジャが引っ込んでいるので、スプール及びポペットは共
に、それぞれの圧縮コイルスプリングによってプランジ
ャ方向に付勢されている。次に、ソレノイドが励磁され
ると、プランジャが突出し、それによって、まず、ポペ
ットが圧縮コイルスプリングのスプリング力に抗して反
プランジャ方向に移動せられる。よって、ポペットとス
プールとによるシート部が開放され、スプールの反プラ
ンジャ側の圧力がスプールの中空部を介してプランジャ
側に伝達され、スプールの両側は同圧状態となる。そし
て、プランジャがさらに突出することにより、スプール
が圧縮コイルスプリングのスプリング力に抗して反プラ
ンジャ側に移動せられ、それによって、スプールとスリ
ーブとによるシート部が適宜開閉され、各ポート間の連
通状態が制御される。

【００１４】

【実施例】以下、図１及び図２を参照して本発明の一実
施例を説明する。まず、ソレノイド１があり、このソレ
ノイド１は励磁されることにより、プランジャ３を突出
させ（図中左側に移動させる）、又、非励磁となること
により、プランジャ３を図に示すような状態に復帰させ
るものである。ソレノイド１の図中左側にはスリーブ５
が螺合構造によって連結・固定されている。このスリー
ブ５は、従来のそれと異なり一体物である。スリーブ５
の図中左端にはストッパ７が固定されていて、このスト
ッパ７にはポートＰＲｉが形成されている。又、スリー
ブ５の円筒部には、ポートＰＲＯ、ＰＳ　が図中左側か
ら順次形成されている。

【００１５】スリーブ５内には、スプール９が図中左右
方向に移動可能に収容されている。このスプール９の図
中左端にはキャップ１１が配置されている。このキャッ
プ１１にはオリフィス１２が形成されている。これらキ
ャップ１１とスプール９は、圧縮コイルスプリング１３
によって、図中右側に付勢されている。スプール９の図
中左端には鍔部１５が形成されており、この鍔部１５の
図中右側の傾斜面１７が、スリーブ５側に形成された段
部１９に離接する。

【００１６】上記スプール９内であって図中右側にはポ
ペット２１が収容されており、このポペット２１は、圧
縮コイルスプリング２３によって図中右側に付勢されて
いる。又、図２にも示すように、ポペット２１の図中右
側の傾斜面２５がスプール９側に形成された段部２７に
離接するようになっている。

【００１７】以上の構成を基にその作用を説明する。ま
ず、ソレノイド１が非励磁のときには図に示すような状
態となる。つまり、プランジャ３は図中右側に引っ込ん
でおり、スプール９は圧縮コイルスプリング１３によっ
て図中右側に付勢されている。よって、傾斜面１７が段
部１９に着座していて、その部分がシールされている。 又、ポペット２１は圧縮コイルスプリング２３によって
図中右側に付勢されていて、傾斜面２５が段部２７に着
座している。よって、その部分がシールされるので、ポ
ートＰＳ　より流入した作動油がポートＰＲＯから流出
していく。

【００１８】また、上記の状態でポートＰＲｉにシステ
ム側の圧力Ｐｃ　が作用していると、その圧力Ｐｃ　が
油室Ａ側におけるスプール９端の受圧面積（πｂ２　／
４）に作用し、それを図面右方向に押す。このときポペ
ット２１が閉じているので、ポートＰＲｉ側の圧力Ｐｃ
　が油室Ａとは反対側におけるスプール端に作用しない
。したがって、油室Ａ側の圧力作用及び圧縮コイルスプ
リング１３のスプリング力ＫＦＡによって、スプール９
が押されることになり、それだけ傾斜面１７が段部１９
に強く押される。そのために傾斜面１７と段部１９とに
よるシート性が向上する。なお、このときのスプール９
を押し付ける力は、次のとおりである。 Ｆ１　＝Ｐｃ　×（πｂ２　／４）＋ＫＦＡ・・・・・
（Ｉ）

【００１９】これに対して、ソレノイド１が励磁
された場合には次のようになる。まず、プランジャ３が
図中左側に押し出されていく。それによって、まず、ポ
ペット２１が圧縮コイルスプリング２３のスプリング力
に抗して図中左側に移動する。このときポペット２１を
押し開く力Ｆ２　は、圧縮コイルスプリング２３のスプ
リング力と油室Ａ側の圧力Ｐｃ　のポペットへの作用力
とに打ち勝つものとなる。しかし、ポペット２１の受圧
面積及びスプリング２３のスプリング力が小さいので、
このときの力Ｆ２　は、十分に小さなものとなる。言い
換えれば、このポペット２１を開く力は小さくてすむこ
とになる。上記のようにして小さな力でポペット２１が
押されると、傾斜面２５が段部２７より離脱してその部
分が開放され、油室Ａ側の作動油がキャップ１１、スプ
ール９内を通って油室Ｂ側に流入する。それによって、
スプール９の図中左右両側が同圧状態となる。

【００２０】このようにスプール９の両側が同圧状態と
なることにより、スプール９を図中右側に付勢する力は
、圧縮コイルスプリング１３のスプリング力だけとなる
。したがって、プランジャ３がさらに図中左側に押し出
されれば、スプール９が圧縮コイルスプリング１３のス
プリング力に抗して図中左側に移動する。それによって
、傾斜面１７が段部１９より離脱し、その部分が開放さ
れる。又、スプール９の移動によりポートＰＳ　が閉塞
される。よって、ポートＰＲｉより流入した作動油は、
ポートＰＲＯに流入していく。

【００２１】又、ポペット２１が一端移動されて開放さ
れた場合には、スプール９を移動させるために必要な力
Ｆ３　は、既に述べたようにシリンダ圧Ｐｃ　に関する
部分が帳消しとなるので、次のとおりである。 　　　　Ｆ３　＝（ｋＡ　×ｘ）＋ＫＦＡ＋（ｋＢ　×
ｘＢ　）＋ＫＦＢ…（ＩＩ）但し、ｋＡ　は圧縮コイル
スプリング１３のバネ定数、ｋＢ　は圧縮コイルスプリ
ング２３のバネ定数、ｘはスプール９の移動量、ｘＢは
ポペット２１が既に移動した量である。

【００２２】ここにおいて、圧縮コイルスプリング１３
のセット荷重ＫＦＡは、スプール９を図中右側に移動さ
せるだけの力でよいので、それほど大きなものを必要と
しない。又、圧縮コイルスプリング２３のセット荷重Ｋ
ＦＢもポペット２１を図中右側に移動させるだけの力で
よいので小さなものである。しかも、移動量ｘＢ　も小
さくてすむので、結局、力Ｆ３　も小さくてすむ。つま
り、ソレノイド１をそれ程大型にする必要はなく、従来
構成のそれより小さなもので事足りる。

【００２３】以上本実施例によると次のような効果を奏
することができる。まず、従来のように、スリーブ５を
二分割する必要はなく、一体物とすることができる。こ
れは、従来使用していたＯリング１２１（図４に示す）
を使用しない構成になっていて、スプール９を装着する
際のＯリング１２１の損傷を懸念する必要がないからで
ある。よって、制御バルブとしてカートリッジ化が促進
されることになる。

【００２４】又、ソレノイド１を大型化させることなく
、油室Ａ側の圧力作用でスプール９のスリーブ５に対す
る押し付け力を強くすることができるので、傾斜面１７
と段部１９とによるシール部からの漏洩量を減少させて
、漏洩特性を向上させることができる。又、キャップ１
１に形成されているオリフィス１２の作用によって、ス
プール９及びポペット２１の不必要な振動を防止するこ
とができる。

【００２５】尚、本発明は前記一実施例に限定されるも
のではない。例えば、図３に示すように、ポペット２１
とボールチェック３１とを組み合わせた構成とし、同時
にプランジャ３側の形状も図に示すように変更してもよ
い。このように構成しても前記一実施例と同様の効果を
奏することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように本発明による制御バ
ルブによると、スリーブの一体化が可能となり、それに
よって、カートリッジ化を促進させることができる。 又、ソレノイドの大型化を来すことなく、スプールのス
リーブに対する押し付け力を大きくすることができ、漏
洩特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す図で制御バルブの断面
図である。

【図２】本発明の一実施例を示す図で図１のＩＩ部を拡
大して示す断面図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す断面図である。

【図４】従来の制御弁の断面図である。

【符号の説明】

１　　ソレノイド ３　　プランジャ ５　　スリーブ ９　　スプール １３　　圧縮コイルスプリング ２１　　ポペット ２３　　圧縮コイルスプリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　励磁・非励磁されることによりプラン
   ジャを出没させるソレノイドと、上記ソレノイドに連結
   され複数個のポートを備えたスリーブと、上記スリーブ
   内に移動可能に収容されスリーブとによってシート部を
   構成し圧縮コイルスプリングによって上記プランジャ方
   向に付勢されているとともに上記ソレノイドの励磁によ
   るプランジャの突出により上記圧縮コイルスプリングの
   スプリング力に抗して反プランジャ方向に移動せられる
   スプールと、上記スプール内に移動可能に収容されたス
   プールとによってシート部を構成し別の圧縮コイルスプ
   リングによって上記プランジャ方向に付勢されていると
   ともに上記ソレノイドの励磁によるプランジャの突出に
   より上記スプールより先に上記圧縮コイルスプリングの
   スプリング力に抗して反プランジャ方向に移動せられる
   ポペットと、を具備したことを特徴とする制御バルブ。