JPH05150843A - 比例圧力制御弁 - Google Patents
比例圧力制御弁Info
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- JPH05150843A JPH05150843A JP3316751A JP31675191A JPH05150843A JP H05150843 A JPH05150843 A JP H05150843A JP 3316751 A JP3316751 A JP 3316751A JP 31675191 A JP31675191 A JP 31675191A JP H05150843 A JPH05150843 A JP H05150843A
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- source port
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
- B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
- B60T8/34—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition
- B60T8/36—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration having a fluid pressure regulator responsive to a speed condition including a pilot valve responding to an electromagnetic force
- B60T8/3615—Electromagnetic valves specially adapted for anti-lock brake and traction control systems
- B60T8/3655—Continuously controlled electromagnetic valves
- B60T8/366—Valve details
- B60T8/367—Seat valves, e.g. poppet valves
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2013—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
- G05D16/2024—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means the throttling means being a multiple-way valve
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T137/86815—Multiple inlet with single outlet
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 高圧力源ポート５と低圧力源ポート６と出力
ポート７を有するスリーブ１と、このスリーブ１内に摺
動自在に挿入したスプール２と、スリーブ１内に挿入し
た軟質弾性材料からなる複数の環状シール３、４と、上
記スプールを付勢する付勢手段８からなっている。 【効果】 小さい付勢力でスプール２を働かして高圧を
制御できる小型の比例圧力制御弁が極めて安価に得られ
る。
ポート７を有するスリーブ１と、このスリーブ１内に摺
動自在に挿入したスプール２と、スリーブ１内に挿入し
た軟質弾性材料からなる複数の環状シール３、４と、上
記スプールを付勢する付勢手段８からなっている。 【効果】 小さい付勢力でスプール２を働かして高圧を
制御できる小型の比例圧力制御弁が極めて安価に得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は油圧などの液圧回路に
用いる比例圧力制御弁に関する。
用いる比例圧力制御弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】高圧力源ポートと低圧力源ポートと出力
ポートとを持ち、出力ポートの圧力を高圧力源の圧力よ
り所定の圧力だけ低い圧力に制御するか、または低圧力
源の圧力より所定の圧力だけ高い圧力に制御するか、何
れかの機能を持つ比例圧力制御弁はスプールバルブを用
いた形式のものが広く知られている。
ポートとを持ち、出力ポートの圧力を高圧力源の圧力よ
り所定の圧力だけ低い圧力に制御するか、または低圧力
源の圧力より所定の圧力だけ高い圧力に制御するか、何
れかの機能を持つ比例圧力制御弁はスプールバルブを用
いた形式のものが広く知られている。
【０００３】また軟質弾性材料のシール肩部とスプール
外周肩部との間で開弁または閉弁する構造としては、自
動車の後輪用ブレーキ圧力を制御するいわゆるプロポー
ショニングバルブとして広く用いられているが、本発明
者による特願平１−３３３５８３号に示すものもある。
外周肩部との間で開弁または閉弁する構造としては、自
動車の後輪用ブレーキ圧力を制御するいわゆるプロポー
ショニングバルブとして広く用いられているが、本発明
者による特願平１−３３３５８３号に示すものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記のスプールバルブ
を用いた比例圧力制御弁では一般にスプール端面に加わ
る液圧力と付勢手段による付勢力とをバランスさせる形
となるので、スプール径が大きい場合には必要とされる
付勢力が極めて大きくなり、またスプール径が小さい場
合には必要とされる通過流量が確保できないという問題
があり、高圧力大流量の用途には多段スプール式とせざ
るを得ず、コスト高を招いていた。
を用いた比例圧力制御弁では一般にスプール端面に加わ
る液圧力と付勢手段による付勢力とをバランスさせる形
となるので、スプール径が大きい場合には必要とされる
付勢力が極めて大きくなり、またスプール径が小さい場
合には必要とされる通過流量が確保できないという問題
があり、高圧力大流量の用途には多段スプール式とせざ
るを得ず、コスト高を招いていた。
【０００５】また、段付きのスプールとして段差部分に
のみ液圧力が作用するような構成とすれば上記問題は解
決できるが高精度の比例圧力制御弁に必要とされるクリ
アランスをもつように穴と軸の同軸段付き加工を施すの
はかなり困難であり実用性に乏しいという問題があっ
た。
のみ液圧力が作用するような構成とすれば上記問題は解
決できるが高精度の比例圧力制御弁に必要とされるクリ
アランスをもつように穴と軸の同軸段付き加工を施すの
はかなり困難であり実用性に乏しいという問題があっ
た。
【０００６】上記の段付きスプールのかわりに摺動部分
と所定の径差をもつエッヂシールとすることも考えられ
るが、エッヂシールは押し付け力が無いとシール性を発
揮せず、また液封状態では弁体の軸方向に動きが拘束さ
れてしまうという問題があり、高圧力源側と低圧力源側
との両方の弁部を軸方向に並べて比例圧力弁を構成しよ
うとした場合、目標とする圧力にほぼ達した状態で出力
ポートを高圧力源とも低圧力源とも切り離された状態を
実現できる構造とすることは非常に困難であり実用性に
乏しいという問題があった。
と所定の径差をもつエッヂシールとすることも考えられ
るが、エッヂシールは押し付け力が無いとシール性を発
揮せず、また液封状態では弁体の軸方向に動きが拘束さ
れてしまうという問題があり、高圧力源側と低圧力源側
との両方の弁部を軸方向に並べて比例圧力弁を構成しよ
うとした場合、目標とする圧力にほぼ達した状態で出力
ポートを高圧力源とも低圧力源とも切り離された状態を
実現できる構造とすることは非常に困難であり実用性に
乏しいという問題があった。
【０００７】この発明の課題は、上記の従来技術の問題
点を解決して小さな付勢力で高圧を制御できる小型の比
例圧力制御弁を得ることである。
点を解決して小さな付勢力で高圧を制御できる小型の比
例圧力制御弁を得ることである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者は弾性材料で作られた環状シールと、金
属などの硬質材料でできた弁体との接触による液封部分
が良好な液封性を持つと共にそのシーリング径が弁体の
径にほぼ正確に等しくなり、しかも液封状態でも弁体の
軸方向の動きを許容できる性質に注目し、弾性材料で作
られた環状シールをもちいた弁構造を用いると段付きの
スプールと同等の機能がスプール側の段加工のみで実現
できることを見出し、これを比例圧力制御弁に応用し
た。
めに、本発明者は弾性材料で作られた環状シールと、金
属などの硬質材料でできた弁体との接触による液封部分
が良好な液封性を持つと共にそのシーリング径が弁体の
径にほぼ正確に等しくなり、しかも液封状態でも弁体の
軸方向の動きを許容できる性質に注目し、弾性材料で作
られた環状シールをもちいた弁構造を用いると段付きの
スプールと同等の機能がスプール側の段加工のみで実現
できることを見出し、これを比例圧力制御弁に応用し
た。
【０００９】すなわち、この発明は高圧力源ポートと低
圧力源ポートと出力ポートとを所定の個所に設けたスリ
ーブと、このスリーブ内にほぼ液密を保つ複数の摺動部
分を介して摺動自在に挿入したスプールと、上記スリー
ブの内面に設けた複数の環状溝に液密に挿入される弾性
材料で作られた複数の環状シールと、軸方向にスプール
を付勢する付勢手段とからなり、上記環状シール内周の
肩部とスプール外周の肩部とにより、スプールの移動に
伴いそれぞれ高圧力源ポートと出力ポートとの間、およ
び出力ポートと低圧力源ポートとの間を開弁または閉弁
するシール部を構成し、上記高圧力源ポートと出力ポー
トとの間を開弁させる上記スプールの移動方向が、出力
ポートと低圧力源ポートとの間を閉弁させる方向であ
り、上記複数のスプールとスリーブとの摺動部分、およ
び上記スプール外周肩部のうち少なくとも１つのものの
断面積が他のものより所定の量だけ異なっており、上記
付勢手段は上記所定の量の断面積差に由来するスプール
に加わる液圧力に対向する方向にスプールを付勢するよ
うに構成されており、上記出力ポートの圧力が上記付勢
手段の付勢力に相当する圧力差により定まる圧力より小
さい場合は上記高圧力源ポートと出力ポートとの間のシ
ール部を開き、大きい場合は出力ポートと低圧力源ポー
トとの間のシール部を開くことにより上記圧力差が上記
付勢力に相当する圧力に維持されるように構成した比例
圧力制御弁を提供する。
圧力源ポートと出力ポートとを所定の個所に設けたスリ
ーブと、このスリーブ内にほぼ液密を保つ複数の摺動部
分を介して摺動自在に挿入したスプールと、上記スリー
ブの内面に設けた複数の環状溝に液密に挿入される弾性
材料で作られた複数の環状シールと、軸方向にスプール
を付勢する付勢手段とからなり、上記環状シール内周の
肩部とスプール外周の肩部とにより、スプールの移動に
伴いそれぞれ高圧力源ポートと出力ポートとの間、およ
び出力ポートと低圧力源ポートとの間を開弁または閉弁
するシール部を構成し、上記高圧力源ポートと出力ポー
トとの間を開弁させる上記スプールの移動方向が、出力
ポートと低圧力源ポートとの間を閉弁させる方向であ
り、上記複数のスプールとスリーブとの摺動部分、およ
び上記スプール外周肩部のうち少なくとも１つのものの
断面積が他のものより所定の量だけ異なっており、上記
付勢手段は上記所定の量の断面積差に由来するスプール
に加わる液圧力に対向する方向にスプールを付勢するよ
うに構成されており、上記出力ポートの圧力が上記付勢
手段の付勢力に相当する圧力差により定まる圧力より小
さい場合は上記高圧力源ポートと出力ポートとの間のシ
ール部を開き、大きい場合は出力ポートと低圧力源ポー
トとの間のシール部を開くことにより上記圧力差が上記
付勢力に相当する圧力に維持されるように構成した比例
圧力制御弁を提供する。
【００１０】また、この発明ではさらにスプール両端に
高圧側ポートあるいは出力ポートの圧力を導くことで常
にスプールの軸方向に圧縮力が加わるようにすることに
より高圧側と低圧側のスリーブとスプールとをそれぞれ
別に製作することの出来る構造のものも提供する。
高圧側ポートあるいは出力ポートの圧力を導くことで常
にスプールの軸方向に圧縮力が加わるようにすることに
より高圧側と低圧側のスリーブとスプールとをそれぞれ
別に製作することの出来る構造のものも提供する。
【００１１】
【作用】作用を説明するにあたり出力ポートと低圧力源
ポートとの圧力差を制御する形の比例圧力制御弁につい
て述べるが、出力ポートと高圧力源ポートとの圧力差を
制御する形のものでもその作用は同様である。
ポートとの圧力差を制御する形の比例圧力制御弁につい
て述べるが、出力ポートと高圧力源ポートとの圧力差を
制御する形のものでもその作用は同様である。
【００１２】環状シール内周の肩部とスプール外周の肩
部とにより、スプールの移動に伴いそれぞれ高圧力源ポ
ートと出力ポートとの間、および出力ポートと低圧力源
ポートとの間を開弁または閉弁するシール部を構成し、
出力ポートと低圧力源ポートとの圧力差を制御するため
にスプールの摺動径に対して低圧力源ポート側弁部のス
プール肩部径を所定の量だけ大きくし、一方スプールの
摺動径と高圧力源ポート側弁部のスプール肩部径とを等
しくする。ここで摺動部の径と低圧力源ポート側弁部の
スプール肩部径との差による断面積の差をΔＡとする。
部とにより、スプールの移動に伴いそれぞれ高圧力源ポ
ートと出力ポートとの間、および出力ポートと低圧力源
ポートとの間を開弁または閉弁するシール部を構成し、
出力ポートと低圧力源ポートとの圧力差を制御するため
にスプールの摺動径に対して低圧力源ポート側弁部のス
プール肩部径を所定の量だけ大きくし、一方スプールの
摺動径と高圧力源ポート側弁部のスプール肩部径とを等
しくする。ここで摺動部の径と低圧力源ポート側弁部の
スプール肩部径との差による断面積の差をΔＡとする。
【００１３】スプールの摺動径と高圧力源ポート側弁部
のスプール肩部径とが等しいので、高圧力源ポートの圧
力に由来するスプールの軸力は作用せず、比例制御弁の
動作は高圧力源ポートと出力ポートとの圧力差に依存し
ない。
のスプール肩部径とが等しいので、高圧力源ポートの圧
力に由来するスプールの軸力は作用せず、比例制御弁の
動作は高圧力源ポートと出力ポートとの圧力差に依存し
ない。
【００１４】一方スプールの摺動径と低圧力源ポート側
弁部のスプール肩部径とが異なるので、出力ポートと低
圧力源ポートとの圧力差をΔＰとすると、ΔＰに由来す
るスプールの軸力は低圧力源ポート側弁部を開弁しよう
とする方向にΔＰ×ΔＡの大きさで作用する。
弁部のスプール肩部径とが異なるので、出力ポートと低
圧力源ポートとの圧力差をΔＰとすると、ΔＰに由来す
るスプールの軸力は低圧力源ポート側弁部を開弁しよう
とする方向にΔＰ×ΔＡの大きさで作用する。
【００１５】ここで付勢力をＦとすると、Ｆ＞ΔＰ×Δ
Ａであればスプールの移動により高圧力源ポート側弁部
が閉弁し、低圧力源ポート側弁部が開弁するので出力ポ
ートの圧力は低下し、Ｆ＜ΔＰ×ΔＡであればスプール
の移動により高圧力源ポート側弁部が開弁し、低圧力源
ポート側弁部が閉弁するので出力ポートの圧力は上昇す
る。
Ａであればスプールの移動により高圧力源ポート側弁部
が閉弁し、低圧力源ポート側弁部が開弁するので出力ポ
ートの圧力は低下し、Ｆ＜ΔＰ×ΔＡであればスプール
の移動により高圧力源ポート側弁部が開弁し、低圧力源
ポート側弁部が閉弁するので出力ポートの圧力は上昇す
る。
【００１６】ΔＰ×ΔＡ＝Ｆとなった場合、２つの弁部
がいずれも閉弁するような、スプールの２つの肩部の間
の長さとスリーブに設けた環状シール収容のための溝位
置との関係とするのが一般的には好適であると考えられ
るが、上記の関係を変えてΔＰ×ΔＡ＝Ｆの場合に高圧
力源ポート側弁部と低圧力源ポート側弁部との両方が開
弁した状態とすることもできる。
がいずれも閉弁するような、スプールの２つの肩部の間
の長さとスリーブに設けた環状シール収容のための溝位
置との関係とするのが一般的には好適であると考えられ
るが、上記の関係を変えてΔＰ×ΔＡ＝Ｆの場合に高圧
力源ポート側弁部と低圧力源ポート側弁部との両方が開
弁した状態とすることもできる。
【００１７】また、実用的な設計とするためには、摺動
部精密加工を容易にするため、また環状シールの組み付
けを容易にするため、高圧力源ポート側の弁部と低圧力
源ポート側の弁部とでスリーブとスプールとをそれぞれ
別体とすることが望ましく、またスプールの端面に弁部
を構成して構造の簡素化を図るのが望ましいが、スプー
ル両端面に高圧力源ポートの、あるいは出力ポートの圧
力を導くことによりスプールに引張り方向の軸力が作用
しないようにすることができるので、高圧力源ポート側
の弁部と低圧力源ポート側の弁部とでスリーブとスプー
ルとをそれぞれ別体とすることが可能になる。
部精密加工を容易にするため、また環状シールの組み付
けを容易にするため、高圧力源ポート側の弁部と低圧力
源ポート側の弁部とでスリーブとスプールとをそれぞれ
別体とすることが望ましく、またスプールの端面に弁部
を構成して構造の簡素化を図るのが望ましいが、スプー
ル両端面に高圧力源ポートの、あるいは出力ポートの圧
力を導くことによりスプールに引張り方向の軸力が作用
しないようにすることができるので、高圧力源ポート側
の弁部と低圧力源ポート側の弁部とでスリーブとスプー
ルとをそれぞれ別体とすることが可能になる。
【００１８】
【実施例】図１に示す実施例１において、１はスリー
ブ、２はスリーブ１内に摺動自在に挿入したスプール、
３、４はそれぞれスリーブ１の内面に設けた環状溝に液
密に挿入される軟質弾性材料で作られた環状シールであ
る。
ブ、２はスリーブ１内に摺動自在に挿入したスプール、
３、４はそれぞれスリーブ１の内面に設けた環状溝に液
密に挿入される軟質弾性材料で作られた環状シールであ
る。
【００１９】上記スリーブ１にはそれぞれ高圧力源ポー
ト５、低圧力源ポート６、出力ポート７を設け、それぞ
れに加わる圧力をＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 とする。
ト５、低圧力源ポート６、出力ポート７を設け、それぞ
れに加わる圧力をＰ1 、Ｐ2 、Ｐ3 とする。
【００２０】８は付勢手段であり、Ｆは電磁石などの付
勢手段８による付勢力を表している。また、Ａ1 は摺動
部分の断面積であり、シール３と接触したり、分離した
りする肩部まで同径となっており、Ａ2 はシール４と接
触したり分離したりするスプールの肩部の断面積であ
り、Ａ2 ＝Ａ1 ＋ΔＡ（ΔＡ≠０）となっている。
勢手段８による付勢力を表している。また、Ａ1 は摺動
部分の断面積であり、シール３と接触したり、分離した
りする肩部まで同径となっており、Ａ2 はシール４と接
触したり分離したりするスプールの肩部の断面積であ
り、Ａ2 ＝Ａ1 ＋ΔＡ（ΔＡ≠０）となっている。
【００２１】摺動部分の断面積が、シール３と接触した
り分離したりするスプールの肩部と等しいのでＰ1 とＰ
3 の差圧の大小はスプールに働く軸力に影響しないが、
Ａ2 ＝Ａ1 ＋ΔＡ（ΔＡ≠０）となっているのでＰ2 と
Ｐ3 との差圧とΔＡとの積がスプールに働く軸力とな
る。
り分離したりするスプールの肩部と等しいのでＰ1 とＰ
3 の差圧の大小はスプールに働く軸力に影響しないが、
Ａ2 ＝Ａ1 ＋ΔＡ（ΔＡ≠０）となっているのでＰ2 と
Ｐ3 との差圧とΔＡとの積がスプールに働く軸力とな
る。
【００２２】ここでＰ3 ＞Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡとすると、ス
プールに右向きの力が作用するので、スプールが移動
し、まずシール３の内径肩部とスプールの外径肩部とが
接触することにより高圧力源ポート側弁部が閉弁する。
プールに右向きの力が作用するので、スプールが移動
し、まずシール３の内径肩部とスプールの外径肩部とが
接触することにより高圧力源ポート側弁部が閉弁する。
【００２３】上記閉弁状態となってもシール３が軟質弾
性材料でできているので、スプールとシールとの接触に
よりスプールに働く軸力はほとんど発生せず、スプール
がさらに右向きに移動することを許容する。するとシー
ル４の内径肩部とスプールの外径肩部とが分離すること
により高圧力源ポート側弁部が開弁し、出力ポート７の
圧力Ｐ3 は下降する。
性材料でできているので、スプールとシールとの接触に
よりスプールに働く軸力はほとんど発生せず、スプール
がさらに右向きに移動することを許容する。するとシー
ル４の内径肩部とスプールの外径肩部とが分離すること
により高圧力源ポート側弁部が開弁し、出力ポート７の
圧力Ｐ3 は下降する。
【００２４】Ｐ3 が下降することによりＰ3 ＞Ｐ2 ＋Ｆ
／ΔＡとなるとスプールが左向きに移動し上記の場合と
反対の状態になりＰ3 は上昇する。そしてスプールの摺
動抵抗やスプールとシールとの接触によりスプールに働
く軸力に由来するわずかなヒステリシスがあるもののＰ
3 ＝Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡに極く近い状態で２つの弁部が閉弁
して平衡する。
／ΔＡとなるとスプールが左向きに移動し上記の場合と
反対の状態になりＰ3 は上昇する。そしてスプールの摺
動抵抗やスプールとシールとの接触によりスプールに働
く軸力に由来するわずかなヒステリシスがあるもののＰ
3 ＝Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡに極く近い状態で２つの弁部が閉弁
して平衡する。
【００２５】Ｆを変化させた場合もＰ3 ＝Ｐ2 ＋Ｆ／Δ
Ａを満足するように２つの弁部が開弁あるいは閉弁する
のでこの構成により比例圧力制御弁となる。
Ａを満足するように２つの弁部が開弁あるいは閉弁する
のでこの構成により比例圧力制御弁となる。
【００２６】図２は請求項２に相当する実施例２を示し
たもので、スプールとスリーブをそれぞれ２分割で製作
し、さらに高圧側スリーブ１２と低圧側スリーブ１３の
２つのスリーブを１つのハウジング１１に収納したもの
である。
たもので、スプールとスリーブをそれぞれ２分割で製作
し、さらに高圧側スリーブ１２と低圧側スリーブ１３の
２つのスリーブを１つのハウジング１１に収納したもの
である。
【００２７】上記スリーブ１２、１３内に挿入した高圧
側スプール１４、低圧側スプール１５の突き合わせ側端
面はハウジング１１に設けた低圧力源ポート１９につな
がっており、突き合わせと反対側端面は高圧力源ポート
１８につながっているので、突き合わせ部分には常に圧
縮方向の軸力が作用する。そのため高圧側スプール１４
と低圧側スプール１５とが分離することはない。
側スプール１４、低圧側スプール１５の突き合わせ側端
面はハウジング１１に設けた低圧力源ポート１９につな
がっており、突き合わせと反対側端面は高圧力源ポート
１８につながっているので、突き合わせ部分には常に圧
縮方向の軸力が作用する。そのため高圧側スプール１４
と低圧側スプール１５とが分離することはない。
【００２８】高圧力源ポート１８の圧力は２つのスプー
ル１４、１５の突き合わせと反対側端面に作用するが、
低圧側スプール１５の摺動部径と高圧側スプール１４の
肩部径を共通としているので、高圧力源ポート１８の圧
力の影響は相殺される。
ル１４、１５の突き合わせと反対側端面に作用するが、
低圧側スプール１５の摺動部径と高圧側スプール１４の
肩部径を共通としているので、高圧力源ポート１８の圧
力の影響は相殺される。
【００２９】ハウジング１１に設けた出力ポート２０の
圧力はスリーブ１２、１３に設けた連通路によりスプー
ル１４、１５の摺動部分と肩部との間に導かれ、高圧側
スプール１４では摺動径と肩部径とが相等しいが、低圧
側スプール１５では肩部径が摺動径より所定の量だけ大
きいので、出力ポート２０の圧力と低圧側スプール１５
の圧力との差圧と上記の径差による断面積差で決まる軸
力が作用する。
圧力はスリーブ１２、１３に設けた連通路によりスプー
ル１４、１５の摺動部分と肩部との間に導かれ、高圧側
スプール１４では摺動径と肩部径とが相等しいが、低圧
側スプール１５では肩部径が摺動径より所定の量だけ大
きいので、出力ポート２０の圧力と低圧側スプール１５
の圧力との差圧と上記の径差による断面積差で決まる軸
力が作用する。
【００３０】この軸力と付勢手段である電磁石２１によ
る電磁力Ｆとスプリング２２による力とが釣り合うよう
にスリーブ１４の肩部と接触する軟質弾性材料を用いた
環状シール１６と、スリーブ１５の肩部と接触する軟質
弾性材料を用いた環状シール１７からなる２つの弁部が
開閉するのでこの構造も第１の実施例と同じく比例圧力
制御弁となるのである。
る電磁力Ｆとスプリング２２による力とが釣り合うよう
にスリーブ１４の肩部と接触する軟質弾性材料を用いた
環状シール１６と、スリーブ１５の肩部と接触する軟質
弾性材料を用いた環状シール１７からなる２つの弁部が
開閉するのでこの構造も第１の実施例と同じく比例圧力
制御弁となるのである。
【００３１】なお、図２中の２４、２５は低圧側スリー
ブ１３とハウジング１１間をシールするＯリング、２
６、２７は高圧側スリーブ１２とハウジング１１間をシ
ールするＯリング、２８は電磁石２１とハウジング１１
間をシールするＯリングである。
ブ１３とハウジング１１間をシールするＯリング、２
６、２７は高圧側スリーブ１２とハウジング１１間をシ
ールするＯリング、２８は電磁石２１とハウジング１１
間をシールするＯリングである。
【００３２】図３は請求項３に相当する実施例３を示し
たもので図２と同じくスプールとスリーブとをそれぞれ
２分割で製作したものである。
たもので図２と同じくスプールとスリーブとをそれぞれ
２分割で製作したものである。
【００３３】この実施例において、３１はハウジングで
あり、このハウジング３１に、実施例２と同様に高圧側
スリーブ３２と低圧側スリーブ３３を収納し、このスリ
ーブ３２、３３内に連通穴を有する管状の高圧側スプー
ル３４と低圧側スプール３５を挿入する。
あり、このハウジング３１に、実施例２と同様に高圧側
スリーブ３２と低圧側スリーブ３３を収納し、このスリ
ーブ３２、３３内に連通穴を有する管状の高圧側スプー
ル３４と低圧側スプール３５を挿入する。
【００３４】上記高圧側スプール３４と低圧側スプール
３５の全ての端面はハウジング３１に設けた出力ポート
４０につながっているが、低圧側スプール３５の肩部径
が摺動径より所定の量だけ大きく、出力ポート４０の圧
力と低圧力源ポート３９の圧力との差圧と上記の径差に
よる断面積差で決まる軸力が作用し、この軸力が２つの
スプール３４、３５が分離することを防ぐとともに、付
勢手段としての電磁石４１による電磁力Ｆとスプリング
４２による力が釣り合うことにより比例圧力制御弁とな
る。
３５の全ての端面はハウジング３１に設けた出力ポート
４０につながっているが、低圧側スプール３５の肩部径
が摺動径より所定の量だけ大きく、出力ポート４０の圧
力と低圧力源ポート３９の圧力との差圧と上記の径差に
よる断面積差で決まる軸力が作用し、この軸力が２つの
スプール３４、３５が分離することを防ぐとともに、付
勢手段としての電磁石４１による電磁力Ｆとスプリング
４２による力が釣り合うことにより比例圧力制御弁とな
る。
【００３５】なお、図３中の３８は高圧力源ポート、３
６はスリーブ３４の肩部に接する軟質弾性材料を用いた
環状シール、３７はスリーブ３５の端部に接する軟質弾
性材料を用いた環状シール、４４、４５はスリーブ３３
とハウジング３１間をシールするＯリング、４６、４７
はスリーブ３２とハウジング３１間をシールするＯリン
グ、４８は電磁石４１とハウジング３１間をシールする
Ｏリングである。
６はスリーブ３４の肩部に接する軟質弾性材料を用いた
環状シール、３７はスリーブ３５の端部に接する軟質弾
性材料を用いた環状シール、４４、４５はスリーブ３３
とハウジング３１間をシールするＯリング、４６、４７
はスリーブ３２とハウジング３１間をシールするＯリン
グ、４８は電磁石４１とハウジング３１間をシールする
Ｏリングである。
【００３６】図３の実施例３に示す構造は２つのスプー
ルの分離を防ぐ軸力が前記図２の実施例２に示すものの
構造に比べ小さいため高速動作には適さないが、スプー
ルの全ての端面の圧力が等しいので連通穴をスプールに
設けることができ、図２の構造に比べハウジングの構造
が簡素にできるという利点もあり、図２の構造と図３の
構造を必要に応じて使い分けることが望ましい。
ルの分離を防ぐ軸力が前記図２の実施例２に示すものの
構造に比べ小さいため高速動作には適さないが、スプー
ルの全ての端面の圧力が等しいので連通穴をスプールに
設けることができ、図２の構造に比べハウジングの構造
が簡素にできるという利点もあり、図２の構造と図３の
構造を必要に応じて使い分けることが望ましい。
【００３７】なお以上の各実施例では、出力ポートと低
圧力源ポートとの圧力差を制御する形の比例圧力制御弁
であり、全ての摺動部径が同一であるものについて説明
したが、出力ポートと高圧力源ポートとの圧力差を制御
する形のもの、あるいは高圧側と低圧側とで摺動部径が
異なるものでも、上記各実施例の趣旨に従い、液圧差に
よる軸力と付勢力とを釣り合わせると共に、スプールを
２分割する場合には２つのスプールが分離しないように
構成することにより実現できることは明らかであるの
で、その詳細については説明を省略する。
圧力源ポートとの圧力差を制御する形の比例圧力制御弁
であり、全ての摺動部径が同一であるものについて説明
したが、出力ポートと高圧力源ポートとの圧力差を制御
する形のもの、あるいは高圧側と低圧側とで摺動部径が
異なるものでも、上記各実施例の趣旨に従い、液圧差に
よる軸力と付勢力とを釣り合わせると共に、スプールを
２分割する場合には２つのスプールが分離しないように
構成することにより実現できることは明らかであるの
で、その詳細については説明を省略する。
【００３８】
【効果】この発明は上記のように軟質弾性材料によるシ
ールを用いることにより、小さな付勢力で高圧を制御で
き、しかも大きな開口面積を取ることができる。従っ
て、精密な段付加工を施したスプール弁と同様の効果が
極めて安価に実現できるので、比例圧力制御弁の小型
化、低コスト化が図れる。
ールを用いることにより、小さな付勢力で高圧を制御で
き、しかも大きな開口面積を取ることができる。従っ
て、精密な段付加工を施したスプール弁と同様の効果が
極めて安価に実現できるので、比例圧力制御弁の小型
化、低コスト化が図れる。
【図１】実施例１の縦断側面図
【図２】実施例２の縦断側面図
【図３】実施例３の縦断側面図
１ スリーブ ２ スプール ３ 環状シール ４ 環状シール ５ 高圧力源ポート ６ 低圧力源ポート ７ 出力ポート ８ 付勢手段 １２ 高圧側スリーブ １３ 低圧側スリーブ １４ 高圧側スプール １５ 低圧側スプール １６ 環状シール １７ 環状シール ３２ 高圧側スリーブ ３３ 低圧側スリーブ ３４ 高圧側スプール ３５ 低圧側スプール ３６ 環状シール ３７ 環状シール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１０月２８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】ここで付勢力をＦとすると、Ｆ＞ΔＰ×Δ
Ａであればスプールの移動により高圧力源ポート側弁部
が開弁し、低圧力源ポート側弁部が閉弁するので出力ポ
ートの圧力は上昇し、Ｆ＜ΔＰ×ΔＡであればスプール
の移動により高圧力源ポート側弁部が閉弁し、低圧力源
ポート側弁部が開弁するので出力ポートの圧力は低下す
る。
Ａであればスプールの移動により高圧力源ポート側弁部
が開弁し、低圧力源ポート側弁部が閉弁するので出力ポ
ートの圧力は上昇し、Ｆ＜ΔＰ×ΔＡであればスプール
の移動により高圧力源ポート側弁部が閉弁し、低圧力源
ポート側弁部が開弁するので出力ポートの圧力は低下す
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】ここでＰ3 ＞Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡとすると、ス
プールに下向きの力が作用するので、スプールが移動
し、まずシール３の内径肩部とスプールの外径肩部とが
接触することにより高圧力源ポート側弁部が閉弁する。
プールに下向きの力が作用するので、スプールが移動
し、まずシール３の内径肩部とスプールの外径肩部とが
接触することにより高圧力源ポート側弁部が閉弁する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】上記閉弁状態となってもシール３が軟質弾
性材料でできているので、スプールとシールとの接触に
よりスプールに働く軸力はほとんど発生せず、スプール
がさらに下向きに移動することを許容する。するとシー
ル４の内径肩部とスプールの外径肩部とが分離すること
により低圧力源ポート側弁部が開弁し、出力ポート７の
圧力Ｐ3 は下降する。
性材料でできているので、スプールとシールとの接触に
よりスプールに働く軸力はほとんど発生せず、スプール
がさらに下向きに移動することを許容する。するとシー
ル４の内径肩部とスプールの外径肩部とが分離すること
により低圧力源ポート側弁部が開弁し、出力ポート７の
圧力Ｐ3 は下降する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】Ｐ3 が下降することによりＰ 3 ＜Ｐ2 ＋Ｆ
／ΔＡとなるとスプールが上向きに移動し上記の場合と
反対の状態になりＰ3 は上昇する。そしてスプールの摺
動抵抗やスプールとシールとの接触によりスプールに働
く軸力に由来するわずかなヒステリシスがあるもののＰ
3 ＝Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡに極く近い状態で２つの弁部が閉弁
して平衡する。
／ΔＡとなるとスプールが上向きに移動し上記の場合と
反対の状態になりＰ3 は上昇する。そしてスプールの摺
動抵抗やスプールとシールとの接触によりスプールに働
く軸力に由来するわずかなヒステリシスがあるもののＰ
3 ＝Ｐ2 ＋Ｆ／ΔＡに極く近い状態で２つの弁部が閉弁
して平衡する。
Claims (3)
- 【請求項１】 高圧力源ポートと低圧力源ポートと出力
ポートとを所定の個所に設けたスリーブと、このスリー
ブ内にほぼ液密を保つ複数の摺動部分を介して摺動自在
に挿入したスプールと、 上記スリーブの内面に設けた複数の環状溝に液密に挿入
される弾性材料で作られた複数の環状シールと、 軸方向にスプールを付勢する付勢手段とからなり、 上記環状シール内周の肩部とスプール外周の肩部とによ
り、スプールの移動に伴いそれぞれ高圧力源ポートと出
力ポートとの間、および出力ポートと低圧力源ポートと
の間を開弁または閉弁するシール部を構成し、 上記高圧力源ポートと出力ポートとの間を開弁させる上
記スプールの移動方向が、出力ポートと低圧力源ポート
との間を閉弁させる方向であり、 上記複数のスプールとスリーブとの摺動部分、および上
記スプール外周肩部のうち少なくとも１つのものの断面
積が他のものより所定の量だけ異なっており、 上記付勢手段は上記所定の量の断面積差に由来するスプ
ールに加わる液圧力に対向する方向にスプールを付勢す
るように構成されており、 上記出力ポートの圧力が上記付勢手段の付勢力に相当す
る圧力差により定まる圧力より小さい場合は上記高圧力
源ポートと出力ポートとの間のシール部を開き、大きい
場合は出力ポートと低圧力源ポートとの間のシール部を
開くことにより上記圧力差が上記付勢力に相当する圧力
に維持されるように構成したことを特徴とする比例圧力
制御弁。 - 【請求項２】 上記スプールの両端面と上記高圧力源ポ
ートとを連通し、スプールの一方の端面に高圧力源ポー
トと出力ポートとの間を開弁または閉弁させる上記肩部
を形成したことを特徴とする請求項１記載の比例圧力制
御弁。 - 【請求項３】 上記スプールの両端面と上記出力ポート
とを連通し、スプールの一方の端面に出力ポートと低圧
力源ポートとの間を開弁または閉弁させる上記肩部を形
成したことを特徴とする請求項１記載の比例圧力制御
弁。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316751A JPH05150843A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 比例圧力制御弁 |
| EP92119730A EP0545157B1 (en) | 1991-11-29 | 1992-11-19 | Proportional pressure control valve |
| DE69213176T DE69213176T2 (de) | 1991-11-29 | 1992-11-19 | Proportional-Drucksteuerventil |
| US07/980,926 US5238018A (en) | 1991-11-29 | 1992-11-24 | Proportional pressure control valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3316751A JPH05150843A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 比例圧力制御弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05150843A true JPH05150843A (ja) | 1993-06-18 |
Family
ID=18080514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316751A Pending JPH05150843A (ja) | 1991-11-29 | 1991-11-29 | 比例圧力制御弁 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5238018A (ja) |
| EP (1) | EP0545157B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05150843A (ja) |
| DE (1) | DE69213176T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6198369B1 (en) | 1998-12-04 | 2001-03-06 | Tlx Technologies | Proportional actuator for proportional control devices |
| US6392516B1 (en) | 1998-12-04 | 2002-05-21 | Tlx Technologies | Latching solenoid with improved pull force |
| US7201230B2 (en) * | 2003-05-15 | 2007-04-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hydraulic control and actuation system for downhole tools |
| US7552773B2 (en) * | 2005-08-08 | 2009-06-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multicycle hydraulic control valve |
| WO2015030907A1 (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable pressure air supply |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1849702A (en) * | 1920-07-31 | 1932-03-15 | Bard Francis Norwood | Fluid delivery |
| US2358228A (en) * | 1942-11-20 | 1944-09-12 | Addison C Hoof | Valve |
| US2549897A (en) * | 1945-10-18 | 1951-04-24 | Bolinder Munktell | Pressure operated valve means for hydrostatic power transmitting systems |
| BE625661A (ja) * | 1961-12-05 | 1900-01-01 | ||
| US4018244A (en) * | 1975-09-10 | 1977-04-19 | Airco, Inc. | Automatic switchover valve and system utilizing same |
| US4187871A (en) * | 1978-02-13 | 1980-02-12 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pressure-biased shuttle valve |
| JPS59217066A (ja) * | 1983-03-24 | 1984-12-07 | ハイドロマチツク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクタ−・ハフツング | 圧力アベレ−ジヤ− |
| DE3406794A1 (de) * | 1984-02-24 | 1985-09-05 | Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr | Druckregelventil |
| JP2836163B2 (ja) * | 1989-12-21 | 1998-12-14 | 住友電気工業株式会社 | 流量制御弁 |
| JP2782894B2 (ja) * | 1990-02-09 | 1998-08-06 | 住友電気工業株式会社 | 液圧制御装置 |
-
1991
- 1991-11-29 JP JP3316751A patent/JPH05150843A/ja active Pending
-
1992
- 1992-11-19 EP EP92119730A patent/EP0545157B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-11-19 DE DE69213176T patent/DE69213176T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-11-24 US US07/980,926 patent/US5238018A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5238018A (en) | 1993-08-24 |
| EP0545157A3 (ja) | 1994-04-06 |
| DE69213176D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0545157A2 (en) | 1993-06-09 |
| DE69213176T2 (de) | 1997-04-10 |
| EP0545157B1 (en) | 1996-08-28 |
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