JPH0569473U - 電磁スプール弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧力制御電磁スプール弁において構造を簡素
化し、部品数を減らして小型化を図ることを目的とす
る。 【構成】 電磁スプール弁においては、弁スリーブの制
御出力通路、ドレン通路及び供給通路が連通する滑動孔
に弁スプールが軸線方向滑動自在に嵌挿され、弁スプー
ルのランド部は、前記各通路に対応し、且つ弁スプール
の軸線方向位置により制御出力通路をドレン通路と供給
通路とに選択的に絞り開閉するように形成されている。
弁スプールを一方向に付勢する弾性部材と、弁スプール
の延長端部に形成されているプランジャ及び弁スリーブ
を囲繞して設けられ、プランジャに対し磁力を作用して
弾性部材に抗して弁スプールを他方向に付勢するソレノ
イドとが具備される。弁スリーブの各通路及びその通路
と前記滑動孔との連通部が弁スリーブの外周部に面して
いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、電磁スプール弁、例えば圧力制御電磁スプール弁や電磁開閉ス プール弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の技術による圧力制御電磁スプール弁は、例えば図４に示すようにスプー ル弁部とそれを作動するように同軸線関係にあるリニアソレノイド部とから構成 されている。

【０００３】 スプール弁部において、非磁性体からなるスプールハウジング50には、滑動孔 51が軸線方向に貫通して形成され、滑動孔51には、弁スプール52が軸線方向に滑 動自在に嵌挿されている。滑動孔51の後端（図面において右端）は、滑動孔51に 調節自在に螺着された蓋栓53により密封閉塞されている。 滑動孔51の内周面には、リニアソレノイド部側から順に間隔をあけて第１環状 溝54、第２環状溝55、第３環状溝56、第４環状溝57、第５環状溝58及び第６環状 溝59が形成されている。

【０００４】 第１環状溝54、第２環状溝55及び第６環状溝部59の内周面からドレン通路60a ,60b ,60c が、第３環状溝56の底から出力通路61が、第４環状溝57の底から供給 通路62が夫々スプールハウジング50の外周面に向って半径方向に形成されている 。更に第３環状溝56と第５環状溝58とは、絞り63を備えたフィードバック通路64 で連通しいる。

【０００５】 更に滑動孔51は、第５環状溝58と第６環状溝59との間においては、他の範囲に 比し縮径され、第５環状溝58の両側には段差が設けられている。 そして出力通路61は、油圧作動部Ａに、供給通路62はポンプＰに、ドレン通路 60a ,60b ,60c は、油タンクＴに夫々連通している。

【０００６】 弁スプール52には、左側から順次、第１ランド部65、第１環状溝部66、第２ラ ンド部67、第２環状溝部68、第３ランド部69及び後端小径部70が順次形成され、 第３ランド部69は、他のランド部より小径である。従って、第２環状溝部68の両 端面には、面積差が存在する。 第３ランド部69の外端面と蓋栓53の内端面に形成されたばね挿着穴との間には 後端小径部70を囲繞して圧縮コイルばね71が予圧をもって嵌装されている。

【０００７】 リニアソレノイド部において、基端側にフランジ部41が形成された円筒状部材 である磁性体からなる第１ソレノイドハウジング40の外周面には、ソレノイド42 が嵌装され、フランジ部41がスプールハウジング50の先端面（左側端面）に固着 されている。

【０００８】 内側に円筒状突出部43を備えたカップ状部材である磁性体からなる第２ソレノ イドハウジング44は、ソレノイド42の外周を覆い、その口縁部は、第１ソレノイ ドハウジング40のフランジ部41及びスプールハウジング50の先端面（左側端面） に固着され、円筒状突出部43は、第１ソレノイドハウジング40の左端のヨーク部 40a に適宜の間隔をあけて対向している。

【０００９】 第１ソレノイドハウジング40の中空孔内には、スリーブ45及び転がり軸受46， 46を介して非磁性体の弁棒47が軸線方向に滑動自在に嵌挿され、弁棒47の左端部 には、磁性体のプランジャ48が取付られ、プランジャ48は、円筒状突出部43の中 空穴49内に僅少な隙間をもって遊嵌されている。

【００１０】 蓋栓53は、調節された所定のねじ込み位置に捩じ込まれており、その結果、圧 縮コイルばね71は、所定の予圧の初期ばね力が与えられ、弁スプール52は、圧縮 コイルばね71の予圧の初期ばね力により付勢変位され、その先端が常時、弁棒47 の右端に当接され、延いては弁棒47は、その左端が第２ソレノイドハウジング44 の円筒状突出部43の中空穴49の底に向って付勢変位される。

【００１１】 その結果、ソレノイド42が励磁されていない場合は、弁棒47の左端は、円筒状 突出部43の中空孔底に当接され、プランジャ48の右端面は、第１ソレノイドハウ ジング40のヨーク部40a と適宜の間隔をあけて対向している。

【００１２】 図４の弁スプール52及び弁棒47の上半分ソレノイド42が励磁されていない状態 を示し、夫々の反対側半分は制御信号による励磁電流がソレノイド42に印加され ている状態を示す。

【００１３】 上記の圧力制御電磁スプール弁において、第５環状溝58、即ちフィードバック 通路64は、第２ランド部67により第４環状溝57、即ち供給通路62及び第３ランド 部69により第６環状溝59、即ちドレン通路60c と、ソレノイド42の如何に拘らず 常に遮断されている。第１環状溝54と第２環状溝55とが第１ランド部65によりソ レノイド42の如何に拘らず常に遮断されている。

【００１４】 ソレノイド42が励磁されていない状態では、蓋栓53の螺入調節で調節設定され た圧縮コイルばね71の初期ばね力が弁スプール52に作用し、弁スプール52は、（ 図４で左行し、）最左端位置になり、出力通路61、即ち第３環状溝56は、第１ラ ンド部65により最大開度で第２環状溝55、即ちドレン通路60b に連通すると共に 第２ランド部67により第４環状溝57、即ち供給通路62と遮断される（図４におけ る上半分状態）。 従って、油圧作動部Ａには、ポンプＰからの圧油が供給されないで、油圧作動 部Ａからの油がドレン通路60b を介して油槽に流出し、油圧作動部Ａの油圧は減 小する。

【００１５】 外部の制御装置からの制御された励磁電流がソレノイド42に印加されると、そ の励磁電流の大きさに応じた大きさの吸引力がプランジャ48に働き、弁棒47は、 弁スプール52を押圧し、圧縮コイルばね71を圧縮する。 その結果、弁スプール52は、図４で右行し、出力通路61、即ち第３環状溝56は 、第１ランド部65により第２環状溝55、即ちドレン通路60b と遮断されると共に 、第２ランド部67により絞られて第４環状溝57、即ち供給通路62と連通する（図 ４における下半分状態）。

【００１６】 従って、ポンプＰから供給通路62に供給される圧油は、第４環状溝57、環状溝 部66及び第３環状溝56を介して出力通路61へ、即ち油圧作動部Ａへ供給され、油 圧作動部Ａの油圧は増大する。 その際、フィードバック通路64から絞り63及び第５環状溝58を介して第２環状 溝部68にも油圧作動部Ａへの出力通路61から圧油が供給され、第２環状溝部68に おける両端面の面積差にフィードバック圧を乗じた油圧力がソレノイド42の吸引 力に抗して働く。

【００１７】 その結果、弁スプール52は、前記油圧力と圧縮コイルばね71のばね力との和と ソレノイド42による吸引力とが平衡する位置になり、供給通路62、即ち第４環状 溝57は、ソレノイド42による吸引力、即ち励磁電流の大きさにより設定される上 記の平衡位置に応じで第２ランド部67により絞られる。その結果、油圧作動部Ａ に対しては、出力通路61から供給される圧油により励磁電流の大きさで設定され る絞りに応じた油圧が加えられる。従って、その油圧は、励磁電流の増大に応じ て増大する。

【００１８】 励磁電流の大きさで設定される絞りに応じた油圧作動部Ａの油圧に変動が生じ ると、フイードバック圧が変動し、それにより弁スプール52が変位して、第２ラ ンド部67が、第４環状溝57と第３環状溝56との連通関係を、即ち供給通路62と出 力通路61との連通関係を変動したり遮断したりして油圧の変動を吸収して前記の 設定される油圧を維持するようにフィードバック制御が行われる。

【００１９】

【考案が解決しようとする課題】

上記の圧力制御電磁スプール弁においては、下記の点のため構造が大型化され 、延いてはコストアップにもなる。 （１）弁棒の動きの摩擦抵抗を小さくするためにソレノイド部にリニアベアリ ングが設けられている。 （２）夫れ夫れ別体に構成されたスプール弁部とソレノイド部とが組み立てら れ、スプールと弁棒とが個別に設けられている。 （３）弁内の容積変化閉塞部分が生じ、且そのためのドレン手段が必要となる 。

【００２０】 更に、ソレノイド部の発熱を冷却するために、通常は油中に浸漬した状態で使 用するが、設計上油中の使用が不可能の場合には、別途冷却構造が必要となる。 （例えば特開平３−６９８７７号公報参照） この考案は、上記の諸問題を解消した圧力制御電磁スプール弁を提供するもの である。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

この考案の電磁スプール弁は、制御出力通路、ドレン通路及び供給通路が連通 する弁スプール滑動孔が形成された弁スリーブと、弁スプール滑動孔に軸線方向 滑動自在に嵌挿されており、制御出力通路、ドレン通路及び供給通路に対応し、 且つ弁スプールの軸線方向位置により制御出力通路をドレン通路と供給通路とに 選択的に絞り開閉するように形成されたランド部を具備する弁スプールと、弁ス プールを一方向に付勢する弾性部材と、弁スプールの延長端部に形成されている プランジャ及び弁スリーブを囲繞して設けられ、プランジャに対し磁力を作用し て弾性部材に抗して弁スプールを他方向に付勢するソレノイドとから構成されて いる。

【００２２】 制御出力通路、ドレン通路及び供給通路が弁スリーブの外周部に設けられ、制 御出力通路、ドレン通路及び供給通路と弁スプール滑動孔との連通部である環状 溝が部分的に弁スリーブの外周部にまで達している。

【００２３】

【作用】 上記の電磁スプール弁において、ソレノイドが励磁されていない状態では、弾 性部材の初期ばね力が弁スプールに作用し、弁スプールは、最端位置になり、弁 スプールのランド部により、制御出力通路の連通部の環状溝は最大開度でドレン 通路の連通部の環状溝に連通すると共に供給通路の環状溝と遮断される。 従って、油圧作動部には、圧油が供給されないで、油圧作動部からの油がドレ ン通路を介して排出する。

【００２４】 外部の制御装置からの制御された励磁電流がソレノイドに印加されると、その 励磁電流の大きさに応じた大きさの吸引力がプランジャに働き、プランジャは、 吸引され、弁スプールは、弾性部材のばね力に抗して滑動して変位する。

【００２５】 その結果、制御出力通路の環状溝は、弁スプールのランド部によりドレン通路 の環状溝と遮断されると共に、絞られて供給通路の環状溝と連通する。 従って、供給通路に供給される圧油は、制御出力通路へ、即ち油圧作動部へ供 給される。

【００２６】

【実施例】

この考案による電磁スプール弁の一実施例として、圧力制御用の電磁スプール 弁について図面に従って説明する。 図１に示す第１実施例における圧力制御電磁スプール弁においては、スプール 弁部とそれを作動するように同軸線関係にあるリニアソレノイド部とが一体的に 構成されている。

【００２７】 非磁性体の円筒状ハウジング１と磁性体の深カップ状部材である第１ソレノイ ドハウジング２とは、円筒状ハウジング１の基端部に形成されたフランジ部１a が第１ソレノイドハウジング２の開口端部に形成されたフランジ部２a に突き合 わされて同軸線関係に結合されている。 円筒状ハウジング１の中空孔と第１ソレノイドハウジング２の中空孔とは、連 続した中空孔となり、その全長に亘る弁スリーブ３が嵌着されている。

【００２８】 第１ソレノイドハウジング２の外周面には、ソレノイド４が嵌装され、第１ソ レノイドハウジング２の外周面と同径の内径を持つ内向きのフランジ部５a が形 成された磁性体の円筒状部材である第２ソレノイドハウジング５は、ソレノイド ４の外周を覆い、その口縁部は、第１ソレノイドハウジング２のフランジ部２a 及び円筒状ハウジング１のフランジ部１a に固着されている。ソレノイド４は第 １ソレノイドハウジング２のフランジ部２a と第２ソレノイドハウジング５のフ ランジ部５a とにその両端が挟まれている。

【００２９】 弁スリーブ３の中空部は、リニアソレノイド部側から順に第１ランド部６、第 １環状溝７、第２ランド部８、第２環状溝９、第３ランド部10、第３環状溝11、 及び第４ランド部12が形成されたスプール滑動孔と、それに続くばね挿着孔13と なっており、開口端側に調節自在に螺着されたねじ栓14により密封閉塞されてい る。なお、第３環状溝11の第３ランド部10側には、小突起の凹欠部が形成されて いる。

【００３０】 第１環状溝７、第２環状溝９及び第３環状溝11は、夫れ夫れ部分円弧室７a ， ９a ，11a として弁スリーブ３の外周面に達すると共に、弁スリーブ３の外周面 の夫れ夫れ位相がずれた部分の円弧域に軸線方向に形成されたドレン通路15、制 御出力通路16及び供給通路17に夫れ夫れ適宜連通している。図示の例では、第１ 環状溝７及び第３環状溝11は直接、第２環状溝９は通孔18を介して連通している 。（図２参照）

【００３１】 ドレン通路15は第１ソレノイドハウジング２のフランジ部２a の接合面に形成 されたドレン孔19に、制御出力通路16は円筒状ハウジング１に形成された制御出 力孔24に、供給通路17は円筒状ハウジング１に形成された供給孔21に夫れ夫れ連 通している。更に、制御出力通路16はオリフィス20を介してばね挿着孔13に連通 している。 そしてドレン孔19は油タンクＴに、供給孔21はポンプＰに、制御出力孔24は油 圧作動部Ａに夫々接続されている。

【００３２】 弁スリーブ３のスプール滑動孔及び第１ソレノイドハウジング２の底に形成さ れた貫通孔26に非磁性体の弁スプール30が軸線方向に滑動自在に嵌挿され、ばね 挿着孔13に挿着された圧縮コイルばね31は、弁スプール30の内端とねじ栓14の内 端との間に挟まれ、予圧が与えられている。

【００３３】 第２ソレノイドハウジング５の内向きのフランジ部５a の外端面には、油の流 通を許容するが異物の侵入を阻止するフィルタ板33を中心孔に保持した蓋板32が 取り付けられており、弁スプール30は、フィルタ板33を貫通して蓋板32の外側ま で突出しており、弁スプール30には蓋板32の内側において第２ソレノイドハウジ ング５の内向きのフランジ部５a に僅少な隙間をもって遊嵌されている磁性体の プランジャ34が固着され、プランジャ34の内端部は、第１ソレノイドハウジング ２の底の外側に突出したヨーク部２b に適宜の間隔をあけて対向し、外端部は蓋 板32の内側面に当接し得るようになっている。

【００３４】 弁スリーブ３の弁スプール滑動孔における弁スプール30の外周面には、リニア ソレノイド部側から順に、第１ランド部35、環状溝部36及び第２ランド部37が順 次形成されており、第１ランド部35は、弁スリーブ３の第１ランド部６及び第２ ランド部８と共同して第１環状溝７とリニアソレノイド部とを遮断すると共に第 １環状溝７と第２環状溝９との連通を絞り乃至遮断し、第２ランド部37は、弁ス リーブ３の第３ランド部10及び第４ランド部12と共同して第３環状溝11とばね挿 着孔13とを遮断すると共に第３環状溝11と第２環状溝９との連通を絞り乃至遮断 する関係位置にある。

【００３５】 ねじ栓14は、調節された所定のねじ込み位置に捩じ込まれているので、その結 果、圧縮コイルばね31は、所定の予圧の初期ばね力が与えられ、弁スプール30は 、圧縮コイルばね31の予圧の初期ばね力により、常時、付勢変位されている。

【００３６】 その結果、ソレノイド４が励磁されていない場合は、、プランジャ34の外端部 は蓋板32の内側面に圧接されて、プランジャ34の内端部は、第１ソレノイドハウ ジング２の突出したヨーク部２b に適宜の間隔をあけて対向している。 図１の下半分は、ソレノイド４が励磁されていない状態を示し、上半分は制御 信号による励磁電流がソレノイド４に印加されている状態を示す。

【００３７】 上記の図１に示す圧力制御電磁スプール弁において、ソレノイド４が励磁され ていない状態では、ねじ栓14の螺入調節で調節設定された圧縮コイルばね31の初 期ばね力Ｆs₀（＝ｋｘ₀ ）が弁スプール30に作用し、弁スプール30は、（図１で 右行し、）最右端位置になり、制御出力通路16、即ち第２環状溝９は、第１ラン ド部35により最大開度で第１環状溝７、即ちドレン通路15に連通すると共に第２ ランド部37により第３環状溝11、即ち供給通路17と遮断される（図１における下 半分状態）。

【００３８】 従って、油圧作動部Ａには、ポンプＰからの圧油が供給されないで、油圧作動 部Ａからの油がドレン通路15を介して油槽Ｔに流出し、油圧作動部Ａの油圧は減 小する。

【００３９】 外部の制御装置からの制御された励磁電流がソレノイド４に印加されると、そ の励磁電流の大きさに応じた大きさの吸引力Ｆm がヨーク部２b とプランジャ34 との間に働き、プランジャ34は、ヨーク部２b に吸引され、弁スプール30は、図 １で左行し、圧縮コイルばね31を圧縮する。

【００４０】 その結果、制御出力通路16、即ち第２環状溝９は、第１ランド部35により第１ 環状溝７、即ちドレン通路15と遮断されると共に、第２ランド部37により絞られ て第３環状溝11、即ち供給通路17と連通する（図１における上半分状態）。 従って、ポンプＰから供給通路17に供給される圧油は、第３環状溝11、環状溝 部36及び第２環状溝９を介して制御出力通路16へ、即ち油圧作動部Ａへ供給され 、油圧作動部Ａの油圧は増大する。

【００４１】 その際、制御出力通路16からオリフィス20を介してばね挿着孔13にも圧油が供 給され、弁スプール30の先端面（面積Ｓ）にフィードバック圧ｐを乗じた油圧力 ｐ・Ｓがソレノイド４の吸引力Ｆm に抗して働く。

【００４２】 その結果、弁スプール30は、油圧力ｐ・Ｓと圧縮コイルばね31のばね力Ｆs （ ＝ｋ（ｘ₀ ＋ｘ））との和とソレノイド４による吸引力Ｆm とが平衡する位置に なり、供給通路17、即ち第３環状溝11は、ソレノイド４による吸引力Ｆm 、即ち 励磁電流の大きさにより設定される上記の平衡位置に応じで第２ランド部37によ り絞られる。その結果、油圧作動部Ａに対しては、制御出力通路16から供給され る圧油により励磁電流の大きさで設定される絞りに応じた油圧が加えられる。従 って、その油圧は、励磁電流の増大に応じて増大する。

【００４３】 励磁電流の大きさで設定される絞りに応じた油圧作動部Ａの油圧に変動が生じ ると、フイードバック圧ｐが変動し、それにより弁スプール30が変位して、第２ ランド部37が、第３環状溝11と第２環状溝９との連通関係を、即ち供給通路17と 制御出力通路16との連通関係を変動したり遮断したりして油圧の変動を吸収して 前記の設定される油圧を維持するようにフィードバック制御が行われる。

【００４４】 図３に示す第２実施例の圧力制御電磁スプール弁のように、制御出力孔24に関 して、制御出力通路16はオリフィス20を介してばね挿着孔13に連通し、ばね挿着 孔13に開口して弁スリーブ３に形成された通孔22と制御出力孔24とを通して短管 25が嵌着されており、短管25により円筒状ハウジング１と弁スリーブ３との軸線 周りの相対位置が位置決めされ、ドレン通路15・供給通路17とドレン孔19・供給 孔21との連通関係が維持される。

【００４５】 第２実施例の圧力制御電磁スプール弁においても、第１実施例の場合と同様の 作用が行われる。

【００４６】

【考案の効果】

この考案による電磁スプール弁においては、弁スプール自体が電磁作動手段の プランジャを備え、ソレノイドが弁スリーブを囲繞して設けられ、スプール弁部 とソレノイド部とが一体化されている上、プランジャを具備する弁棒が省かれ、 リニアベアリングも不要となる。そして、弁内の容積変化閉塞部分がなく、その ためのドレン手段も必要でない。

【００４７】 又、弁スリーブの環状溝の一部分が弁スリーブの外周面に達し、ドレン通路、 制御出力通路及び供給通路が弁スリーブの外周面に形成されているので、油がソ レノイド部に隣接して流れて冷却作用を行い、ソレノイド部のための冷却構造を 別途設ける必要がない。 従って、構造が小型化され、部品数も減り、延いてはコストダウンアップにも なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１実施例における油圧制御電磁ス
プール弁の断面図である。

【図２】図１の切断線における断面図である。

【図３】この考案の第２実施例における油圧制御電磁ス
プール弁の断面図である。

【図４】従来の技術における油圧制御電磁スプール弁の
断面図である。

【符号の説明】

１ 円筒状ハウジング ２ 第１ソレノイドハウジング １a ，２a ，５a フランジ部 ２b ヨーク部 ３ 弁スリーブ ４ ソレノイド ５ 第２ソレノイドハウジング ６ 第１ランド部 ７ 第１環状溝 ８ 第２ランド部 ９ 第２環状溝 10 第３ランド部 11 第３環状溝 ７a ，９a ，11a 部分円弧室 12 第４ランド部 13 ばね挿着孔 14 ねじ栓 15 ドレン通路 16 制御出力通路 17 供給通路 18，22 通孔 19 ドレン孔 20 オリフィス 21 供給孔 24 制御出力孔 25 短管 26 貫通孔 30 弁スプール 31 圧縮コイルばね 32 蓋板 33 フィルタ板 34 プランジャ 35 第１ランド部 36 環状溝部 37 第２ランド部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 制御出力通路、ドレン通路及び供給通路
   及びそれらと連通する弁スプール滑動孔が形成された弁
   スリーブと、弁スプール滑動孔に軸線方向滑動自在に嵌
   挿されており、制御出力通路、ドレン通路及び供給通路
   に対応し、且つ軸線方向位置により制御出力通路をドレ
   ン通路と供給通路とに選択的に絞り開閉するように形成
   されたランド部を具備する弁スプールと、弁スプールを
   一方向に付勢する弾性部材と、弁スプールの延長端部に
   形成されているプランジャ及び弁スリーブを囲繞して設
   けられ、プランジャに対し磁力を作用して弾性部材に抗
   して弁スプールを他方向に付勢するソレノイドとから構
   成された電磁スプール弁。
2. 【請求項２】 制御出力通路、ドレン通路及び供給通路
   が弁スリーブの外周部に設けられ、制御出力通路、ドレ
   ン通路及び供給通路と弁スプール滑動孔との連通部であ
   る環状溝が部分的に弁スリーブの外周部にまで達してい
   る請求項１に記載の電磁スプール弁