JPH0440055Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 この考案は、流体回路の圧力をソレノイドの励
磁電流に略比例して制御する比例ソレノイド形電
磁圧力制御弁に関する。

従来技術 比例ソレノイド形電磁圧力制御弁は、一般に流
体の流入口（Ｐポート）と流出口（Ｔポート）と
の間に流路に弁座とポペツトからなるポペツト弁
を介在させ、そのポペツトにソレノイドの電磁力
を作用させて、流入口側の圧力（例えばリリーフ
圧力）を電気的に制御するようになつている。

従来のこの種の圧力制御弁においては、このポ
ペツト弁のポペツトにソレノイドの電磁力を作用
させるための構造として、例えば特公昭49−2217
号公報に見られるように、ソレノイドの可動鉄心
に一体に設けたロツドとポペツトとの間に調圧ス
プリングを介装し、ソレノイドによつてこの調圧
スプリングの弾撥力を調整してポペツトを弁座へ
押し付ける力を制御するようになつているものが
ある。

しかしながら、このようにソレノイドの可動鉄
心の変位によつて調圧スプリングの弾撥力を調整
するようにしたのでは、ソレノイドの励磁電流が
変化して可動鉄心が移動してもポペツトに作用す
る押圧力は瞬間的には変わらないので、応答性が
悪い欠点があつた。

そこで、例えば実開昭53−90229号公報に見ら
れるが、第１図に示すように、ポペツト弁を構成
する弁座１とポペツト２との間にバネ定数の小さ
いスプリング３を介装してポペツト２を弁座１か
ら離れる方向に付勢し、ソレノイド４の可動鉄心
に設けたプツシユロツド５を直接ポペツト２の後
端に当接させて励磁電流に応じてポペツト２を弁
座１へ押し付けるようにすると共に、ポペツト２
の後端部とソレノイド４の固定部との間にバネ定
数の大きいスプリング６を介装して、ポペツトの
作動を安定させるようにしたものもある。

しかしながら、このようにしてもソレノイド４
のプツシユロツド５とポペツト２とが離れること
がるため、アンダシユートやピーク圧力が発生
し、さらに両者の接触状態が変わるために再現性
が悪くなるという問題が生ずる。

また、このような電磁圧力制御弁において、ソ
レノイド４に入力電流ｉを流した時に、流入口
（Ｐポート）から流出口（Ｔポート）へ流出する
油量を制御することによつて得られる回路圧力
（Ｐポート側の圧力）をＰ〔Kgｆ／cm²〕とすると、
次式が成立する状態でポペツト２に加わる力のバ
ランスが得られる。

Ｐ・Ａ＋K₁（x₀₁＋ｘ）＝K₂（x₀₂−ｘ）＋Ｆ（ｉ）
……(1) ここで、Ａはポペツト２の受圧面積〔cm²〕， K₁はスプリング３のバネ定数〔Kgｆ／cm〕， K₂はスプリング６のバネ定数〔Kgｆ／cm〕， x₀₁はスプリング３の初期たわみ量〔cm〕， x₀₂はスプリング６の初期たわみ量〔cm〕， ｘは回路圧力がＰの時のポペツト２の変位量
（スプリング３，６の変位量もこれに等しい）
〔cm〕，Ｆ（ｉ）は入力電流ｉに比例するソレノイ
ド４の吸引力（プツシユロツド５の押圧力）〔Kg
ｆ〕である。

(1)式を変形して、Ｐ・Ａは次式により求められ
る。

Ｐ・Ａ＝K₂（x₀₂−ｘ）＋Ｆ（ｉ）−K₁（x₀₁＋ｘ）
……(2) ここで、K₂（x₀₂−ｘ）＝ａ K₁（x₀₁＋ｘ）＝ｂ とすると、変位量ｘの増加量により、すなわち入
力電流ｉを大きくして回路圧力Ｐを高くする程、
ａは減少しｂは増加していく。

そして、K₂＞K₁であるから、ａの減少の方が
ｂの増加より大きく、その差分だけ（ａ−ｂ）は
減少することになる。これは入力電流ｉに対する
回路圧力Ｐの直線性が悪くなることであり、特に
スプリング３，６のバネ定数K₁，K₂が大きい程、
またポペツト２の変位量であるストロークが長い
程（ストロークはポペツト２の先端部の角度θに
よつて異なり、θが大きくなる程短かくなる）直
線性が悪くなる。

実際に弁（ポペツト）の安定性を増すためには
スプリング３，６のバネ定数K₁，K₂を上げなけ
ればならないし、ポペツト先端部のθも小さくし
なければならないため、従来のこの種の電磁圧力
制御弁の入力電流に対する圧力特性は、第２図に
一点鎖線で示すようになり、特に低圧域（ストロ
ーク変化量に対して圧力の変化が少ない所）にお
ける直線性が悪かつた。

目 的 この考案は、上記のような問題を解消するため
になされたもので、応答性がよく安定性もあり、
ピーク圧やアンダシユートを発生することがな
く、しかも入力電流に対する圧力特性の直線性が
よい比例ソレノイド形電磁圧力制御弁を提供する
ことを目的とする。

構 成 そのため、この考案による比例ソレノイド形電
磁圧力制御弁は、ポペツト弁に替えて同じ圧力を
設定するのに比較的小さいストロークで制御でき
るノズルフラツパ型の弁を開いて直線性の向上を
計ると共に、ソレノイドの可動鉄心をプツシユロ
ツドの反対側からプツシユロツドをフラツパ部材
に押し付ける方向に付勢するスプリングを設ける
ことにより、プツシユロツドを常にフラツパ部材
に当接させて、動作の安定性と応答性が得られる
ようにしたものである。

実施例 以下、この考案の実施例を添付図面を参照して
説明する。

第３図はこの考案による比例ソレノイド形電磁
圧力制御弁の縦断面を示し、弁本体７とソレノイ
ド本体８とソレノイドのカバー部９から構成され
ている。

弁本体７は、ハウジング１０に３段に径の異な
る中心孔を図で左右に貫通して形成してあり、そ
の中間の小径部にノズル（鋭端状の弁座）１１
を、右側の大径部にスリーブ１２をそれぞれ圧入
し、左側の中径部にプラグ１３を螺着している。

また、ノズル１１に対向する平坦面１５ａを有
する円柱状のフラツパ部材１５の後部１５ｂをス
リーブ１２の内周の小径部に圧入した軸受ガイド
１４に嵌入し、フラツパ部材１５を軸線方向に摺
動自在に軸受支持して設け、ノズル１１と共にノ
ズルフラツパ型の弁を構成している。

そして、この弁本体７におけるスリーブ１２の
内周の大径部内で、ハウジング１０の中心孔の大
径部の内端面とフラツパ部材１５のフランジ部１
５ｃとの間に、第１のスプリングである圧縮スプ
リング１６を介装して、フラツパ部材１５をノズ
ル１１から離す方向に付勢している。

なお、この弁本体７のプラグ１３とノズル１１
との間に形成される室は流体（加圧油）の流入口
（Ｐポート）１７に通じ、スリーブ１２の内周の
大径部に形成され、フラツパ部材１５が配設され
る室は流出口（Ｔポート）１８に通じており、こ
れらの室はノズル１１を貫通するノズル孔１１ａ
によつて連通されている。

ソレノイド本体８は、ケースを兼ねた案内筒２
０内に同心状に電磁コイル２１を内蔵し、その内
周孔の図で左側に固定鉄心２２を嵌入固定し、右
側にこの固定鉄心２２と間隔をあけて可動鉄心
（プランジヤ）２３を軸線方向に摺動可能に嵌装
している。

この可動鉄心２３の固定鉄心２２と対向する端
面の中心部に、固定鉄心２２の中心に形成した案
内孔２２ａを通して軸線方向に沿つて伸び、図で
左方に突出するプツシユロツド２４を固設してお
り、反対側の端面の中心部にも軸線方向に沿つて
右方に伸びる短いロツド２５を固設している。

２６は電磁コイル２１に通電するためのコード
を接続するコネクタである。

そして、このソレノイド本体８の案内筒２０と
弁本体７のハウジング１０とを図示のように中心
軸線を一致させて固着し、フラツパ部材１５の後
端面にプツシユロツド２４の先端を当接させる。

さらに、ソレノイド本体８の後端面に固設した
カバー部９内にも摺動孔３１が形成されており、
この摺動孔３１に調整軸３２を摺動可能に嵌装す
ると共に、可動鉄心２３に突設したロツド２５を
嵌入させて、その先端に固着したスプリング受３
３を案内している。

調整軸３２は、外部から手動で回転されてナツ
ト３４によつて固定される調整ねじ３５によつて
位置決めされる。

この調整軸３２とスプリング受３３との間に第
２のスプリングである圧縮スプリング３６を介装
して、可動鉄心２３をプツシユロツド２４をフラ
ツパ部材１５に押し付ける方向（図では左方）に
付勢している。

したがつて、弁本体７内の圧縮スプリング１６
とカバー部９内の圧縮スプリング３６とによつ
て、フラツパ部材１５と可動鉄心２３のプツシユ
ロツド２４とが常に接触状態を保つように押圧さ
れている。

ここで、ソレノイド本体８の電磁コイル２１に
通電すると、固定鉄心２２と可動鉄心２３との間
に吸引力が働いて、可動鉄心２３がプツシユロツ
ド２５を介してフラツパ部材１５をノズル１１の
先端に押し付ける方向に移動して、ノズル１１の
ノズル孔１１ａをフラツパ部材１５の平坦面１５
ａによつて閉鎖しようとするが、それによつて流
入口１７の流体圧力（油圧）が上昇してフラツパ
部材１５を押し戻そうとする力が作用する。

したがつて、この両者の力が平衡したところ
で、ソレノイドへの入力電流（ｉ）に比例した圧
力制御が行なわれる。

ここで、ポペツト弁とノズルフラツパ型の弁と
の弁体（ポペツト又はフラツパ部材）の閉弁状態
からのストローク（変位量）と設定圧力との関係
は、第４図に示すように相違し、ポペツト弁に比
べてノズルフラツパ型の弁の方が小さいストロー
クで大きな圧力変化を得ることができ、前述の(2)
式において、同じ圧力Ｐを設定するための変位量
ｘが小さくて済むことになる。

したがつて、本考案の電磁圧力制御弁による入
力電流ｉに対する圧力特性は第２図に実線で示す
ようになり、低圧域においても比較的直線性がよ
い。なお、第２図中の破線は理想的直線性を示
す。

そして、一般にはノズルフラツパ型の弁は、上
述のようにフラツパ部材の変位量に対する圧力変
化が大きい（ゲインが高い）ので、ポペツト弁に
比べて制御が難かしいが、この考案によれば一対
のスプリング１６と３６によつてフラツパ部材１
５と可動鉄心２３のプツシユロツド２４とが常時
接触するように付勢しているため応答性が良く、
しかも長期間にわたつてフラツパ部材１５とプツ
シユロツド２４の当り面の接触状態が変化しない
ので安定した再現性が得られる。また、可動鉄心
２３の慣性によつて高圧時や低圧時にピーク圧や
アンダシユートが発生するのも防止できる。

さらに、上記実施例によれば、フラツパ部材１
５の円柱状後部１５ｂがスリーブ１２に圧入され
た軸受ガイド１４によつて支持されているので、
調芯精度を向上させることができる。

また、一対のスプリング１６，３６によつてフ
ラツパ部材１５及び可動鉄心２３の位置が定ま
り、スプリング３６の弾撥力は調整ねじ３５によ
つて調整することができるので、ソレノイド本体
８に通電しない（励磁電流がゼロ）初期状態での
圧力調整が任意にできる。したがつてまた、マニ
ユアル操作による圧力制御も可能になる。

効 果 以上実施例について説明してきたように、この
考案による比例ソレノイド形電磁圧力制御弁は、
ノズルフラツパ型の弁を使用しているので入力電
流に対する圧力特性の直線性がよく、しかも、フ
ラツパ部材とソレノイドの可動鉄心に固設したプ
ツシユロツドとがスプリングの付勢力により常時
接しているので、応答性及び安定性が良く、高圧
時や低圧時にピーク圧やアンダシユートが発生す
ることも防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の比例ソレノイド形電磁圧力制
御弁の一例を示す要部縦断面説明図、第２図は、
従来弁と本考案の弁による入力電流に対する圧力
特性を比較して示す曲線図、第３図は、この考案
の一実施例を示す比例ソレノイド形電磁圧力制御
弁の縦断面図、第４図は、ポペツト弁とノズルフ
ラツパ型の弁の弁ストロークと設定圧力の関係を
比較して示す曲線図、 ７……弁本体、８……ソレノイド本体、９……
カバー部、１０……ハウジング、１１……ノズ
ル、１２……スリーブ、１４……軸受ガイド、１
５……フラツパ部材、１６……第１のスプリン
グ、１７……流入口、１８……流出口、２０……
案内筒、２１……電磁コイル、２２……固定鉄
心、２３……可動鉄心、２４……プツシユロツ
ド、２５……ロツド、３２……調整軸、３５……
調整ねじ、３６……第２のスプリング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 流体回路の圧力をソレノイドの励磁電流に略
   比例して制御する比例ソレノイド形電磁圧力制
   御弁において、 流体の流入口と流出口との間の流路に介装さ
   れたノズルと、該ノズルに対向する平坦面を有
   するフラツパ部材と、前記ソレノイドの可動鉄
   心に一体に突設され、先端を前記フラツパ部材
   の後端面に当接させるプツシユロツドと、前記
   フラツパ部材を前記ノズルから離す方向に付勢
   する第１のスプリングと、前記ソレノイドの可
   動鉄心を前記プツシユロツドと反対側から該プ
   ツシユロツドを前記フラツパ部材に押し付ける
   方向に付勢する第２のスプリングとを設けたこ
   とを特徴とする比例ソレノイド形電磁圧力制御
   弁。 ２ フラツパ部材が、円柱状の後部を固定部に摺
   動自在に軸受支持されている実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の比例ソレノイド型電磁圧力
   制御弁。 ３ 第２のスプリングが、可動鉄心の後端面に突
   設したロツドと手動で摺動可能な調整軸との間
   に介装された圧縮スプリングである実用新案登
   録請求の範囲第１項または第２項記載の比例ソ
   レノイド形電磁圧力制御弁。