JPH0573955B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧・空気回路等において、その通
路途中を流れる作動流体の圧力を制御する制御弁
に関する。特に本発明制御弁は、大流量、高圧力
の作動流体の制御に適する。

〔従来の技術〕

従来圧力を電気的に制御する手段として電磁比
例式圧力制御弁が用いられている。その中でもパ
イロツト式の電磁比例式圧力制御弁は、特に高圧
力の作業流体の制御に用いて有効である。すなわ
ち高圧力の作動流体を制御する制御弁を、電磁弁
で直接駆動したのでは、電磁弁に多大な出力が要
求される。このことは、制御弁の体格が大きくな
ることを意味し、実用上不向きである。そこで従
来より作動流体を制御する制御弁部を、圧力室の
圧力に応じて駆動するようにしており、圧力室内
の圧力を電磁弁で制御するような電磁比例式圧力
制御弁は提案されていた。

この電磁比例式圧力制御弁は、制御弁のハンチ
ングの発生原因となる圧力室内の圧力変動が問題
となるため、圧力室の容積を大きくして圧力変動
を小さくしたり圧力室の圧力変動を、スピル通路
により逃がしていた。そしてこのスピル通路途中
には圧力室内の圧力ハンチング等を減少させるた
めの機構が設けられていた。

しかしながらこのような従来のものでは、体格
が大きく、また前述の通り制御弁部から別にスピ
ル通路を形成する場合、その流路が複雑となると
いう問題があつた。また流路形成と共に圧力制御
弁全体の体格も大きくなつてしまうという問題が
あつた。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕

本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、体
格が小さく形状が比較的簡単な電磁比例式圧力制
御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〕

本発明は上記課題を解決するため、制御弁部を
有底円筒形に形成する。そして有底円筒形制御弁
部の内部に筒状をしたロツドを、このロツドと制
御弁部とが摺動可能となるようにして配設する。
すなわち本発明では有底円筒形状をした制御弁部
の内部と、ロツド頭部との間に第１圧力室を構成
し、前記制御弁部底部とロツド部スカート部の間
に第２圧力室を構成する。

〔作 用〕

このように構成することにより、本発明電磁比
例式圧力制御弁によればスピル通路形成のため特
別な空間を必要としない。しかも、本発明制御弁
によればロツド外面と制御弁部内面との間の摺動
面部分にスピル通路が形成されるため、このスピ
ル通路による流体の流入、流出制御効果が極めて
良好に発揮される。そしてそのことにより第２圧
力室にダンパ機能を持たせることができ、その結
果制御弁部のハンチングが良好に抑えられる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図に基づいて説明す
る。第１図は圧力制御弁を示す断面図で、図中１
００は磁性材料性のステータである。１０１はこ
のステータ１００外面に形成されたコイル、１０
４はこのコイルを覆うハウジングである。１０２
はコイルの端子でハウジングの端部より外方に延
出している。

ハウジング１０４内部には磁性材料のアーマチ
ヤ１０３が配設されている。アーマチヤはハウジ
ング１０４内に図中左右方向に移動可能な状態で
配設されており、アーマチヤ１０３ステータ１０
４との間には微少間隙が形成されている。１０５
はステータ内に摺動自在に配設されたピストンで
あり、このピストン１０５の端部はアーマチヤ１
０３にナツト１０６等により固定されている。従
つてピストン１０５はアーマチヤと一体に図中左
右方向に移動することになる。１０８はハウジン
グ１０４の端部を覆うめくら栓である。

１１３はステータ１００端部に配設された非磁
性材料性の保持板である。そしてこの保持板１１
３の中央部には貫通穴が形成されており、この穴
内にパイロツト弁体１１０が摺動自在に配設され
ている。パイロツト弁体１１０はピストン１０５
の図中左端に形成され、従つてピストン１０５が
図中左方向に移動した時にはパイロツト弁体１１
０も同じく図中左方向に移動する。

ハウジング１０４はその外面にネジ部が形成さ
れており、このネジ部により作動流体通路２００
に固定されている。作動流体通路には流入通路２
０２および流出通路２０１が形成されている。す
なわち作動流体通路２００には通路２０２側より
高圧の作動流体が流入し通路２０１側より導出す
ることになる。そして流体通路部には、弁座部１
２１を有する環状体１２０が配設されている。な
おこの環状体１２０の弁座部１２１は吸入通路２
０２と連通する。また環状体にはその外周に複数
の流出穴１２４が形成されており、この流出穴１
２４は吐出通路２０１と導通する。そして、流通
通路部のうちこの環状部１２０と対向する部分に
は環状の溝部２０３が形成されている。従つて前
述の流出穴は具体的にはこの溝部２０３に対向し
流出穴より導出される流体は溝部２０３を介して
吐出通路２０１側へ流れる。

環状体１２０の内部には制御弁部１２３が摺動
自在に配設されている。制御弁部は有底円筒形状
をしており、その頭部が環状体１２０の弁座部１
２１に当接可能となつている。また制御弁部の底
部中央には絞り通路１２８が貫通形成されてい
る。また同じく制御弁部の底部にはフイルター１
２９が配設されている。

有底円筒形状をした制御部の内部には筒状のロ
ツド１２２が配設されている。そしてこのロツド
頭部１２２ａと有底円筒形状をした制御弁部の内
部とにより第１圧力室１６０ａが形成される。

また、制御弁部底部１２３ａとロツドスカート
部１２２ｂの間に第２圧力室１６０ｂが形成され
る。

この第１圧力室１６０ａは上述の絞り通路１２
８を介して流体通路部の吸入通路２０２と連通し
ている。またこの第１圧力室１６０ａ内にはスプ
リング１２６が配設されている。スプリングはそ
の一端がロツド１２２によつて支持され、またそ
の他端は制御弁部１２３の底部に支持されてい
る。そしてこのスプリングの付勢力により、制御
弁部１２３は弁座部１２１と当接する方向に押圧
される。

ロツド１２２の中央部には逃がし通路１２５が
形成されている。この逃がし通路は、前述したパ
イロツトバルブと対向する。すなわち、逃がし通
路にはパイロツトシート部１２７が形成されてい
る。そしてパイロツト弁の先端テーパ部１２２が
このパイロツトシート部１２７と当接可能となつ
ている。なお逃がし通路１２５はロツド１２２と
支持板１１３との間の隙間を介して流体通路部２
００の流出通路２０１に連通している。

また、流出通路２０１はロツド１２２と支持板
１１３との間の隙間を介して、ステータ１００と
ピストン１０５の隙間５０、アーマチヤ１０３と
めくら栓１０８の隙間に導かれている。したがつ
て、パイロツトシート部１２７がシートした場
合、ピストン１０５とアーマチヤ１０３に作用す
る力は、上流圧力と下流圧力の差圧が、パイロツ
トシート面積に作用する力に相当することにな
る。

前述したとおり、ロツド１２２は制御弁部１２
３の内部に配設されているが、この制御弁部１２
３とロツド１２２との間には微少間隙が形成され
ている。この微小間隙はスピル通路１６３として
働く。従つて第１圧力室１６０ａと第２圧力室１
６０ｂはこのスピル通路１６３により連通してい
る。

上述のとおり本例の圧力制御弁では２種類の弁
座部を有することになる。一方は環状体１２０の
弁座部１２１であり、他方はロツドの逃がし通路
１２５端部に形成されたパイロツトシート部１２
７である。図より明らかなように、後者のパイロ
ツトシート部１２７の受圧面積の方が、前者の弁
座部１２１の受圧面積に比べ数段小さくなつてい
る。換言すれば、制御弁部１２３の受圧面積に比
べ、パイロツト弁１１０の受圧面積は極めて小さ
くなつている。次に上記構成よりなる圧力制御弁
の作動を説明する。まずコイル１０１に電流が印
加されている状態を説明する。この場合にはコイ
ル１０１の起磁力によりアーマチヤ１０３はステ
ータ１００側に吸引される。このアーマチヤ１０
３の移動はピストン１０５とパイロツト弁１１０
に伝えられる。すなわちコイル１０１が励磁した
状態ではパイロツト弁１１０は図中左側に押圧さ
れ、パイロツト弁１１０先端のテーパ部１１２は
パイロツトシート部１２７を塞ぐ。このことによ
り、逃がし通路１２５が閉じられることになる。
従つて第１圧力室１６０ａから逃がし通路１２５
を介して吐出通路２０１側へ流れる通路が遮断さ
れる。そして、第１圧力室１６０ａは絞り部１２
８を介して吸入通路２０２を連通しているため、
次第に第１圧力室１６０ａ内の圧力は吸入室２０
２の圧力と等しくなる。なお吸入室２０２内の作
動流体が第１圧力室１６０ａに供給されることに
なるが、この際作動流体と共に粉塵等が圧力室１
６０に流入することはない。すなわち本例では絞
り通路１２８の開口部にフイルター１２９が配設
されており、このフイルターにより粉塵等が除去
される。

また、第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０
ｂはスピル通路１６３により連通しているため、
第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂの圧力
は、次第に等しくなる。

上述のような所定の時間遅れと伴つて第１圧力
室１６０ａ内の圧力と第２圧力室１６０ｂ内の圧
力は吸入通路２０２内の圧力と等しくなる。そう
すると、制御弁１２３に油圧が作用する面積差に
より、制御弁１２３は図中左側へ、油圧により押
しつけられることになる。これが第１図に示した
状態であり、この状態では制御弁部先端は弁座部
１２１と当接し、吸入通路２０２を塞ぐことにな
る。

すなわちコイル１０１が励磁した状態では制御
弁部１２３は液体通路部２００を塞ぐ。

また上述したように、パイロツト弁体の受圧パ
イロツト弁１１０の受圧面積は制御弁部１２３の
受圧面積に比べて極めて小さくなつている。その
ためコイル１０１に要求される電磁力は小さなも
のでよい。すなわち小さな電磁力であつてもパイ
ロツト弁部１１０によりパイロツトシート部１２
７を閉じることは可能である。そしてこのように
パイロツトシート部１２７を閉じれば、大きな受
圧面積を有する制御弁部１２３を閉じることが可
能となるのである。

次にコイル１０１が励磁しない状態を説明す
る。この状態ではアーマチヤ１０６に吸引力は働
かない。そのため、パイロツト弁１１０にも図中
左側への付勢力は働かない。そしてパイロツト弁
１１０には逃がし通路１２５を介して第１圧力室
１６０ａ内の圧力が加えられている。この第１圧
力室１６０ａ内の圧力によりパイロツト弁１１０
は図中右方向に押圧される。そのためパイロツト
弁１１０、ピストン１０５およびアーマチヤは図
中右方向に移動する。

このようにしてパイロツト弁１１０が図中右方
向に移動するとパイロツトシート部１２７は開放
される。そのため第１圧力室１６０ａ内は逃がし
通路１２５を介して通路部２００の吐出通路２０
１と連通することになる。ここで吐出２０１内の
圧力はこの状態では第１圧力室１６０ａ内の圧力
より低圧となつている。従つて圧力室１６０内の
圧力は吐出通路２０１側の低圧に近づくことにな
る。換言すれば逃がし通路１２５が開かれれば第
１圧力室１６０ａ内の圧力は低減する。それと同
時に、第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂ
はスピル通路１６３により連通しているため、第
２圧力室１６０内の圧力も徐々に低減していく。

ここで、絞り通路１２８は、逃がし通路１２５
よりも絞られているため、第１圧力室に絞り通路
１２８を通り流入する油量は、逃がし通路１２５
を通り流出する油量よりも少いため、第１圧力室
１６０ａの内部の圧力は低減するのである。

第１圧力室１６０ａ内の圧力が低減すると、制
御弁部１２３に油圧が図中左向きに作用していた
面積が減少するため、制御弁部１２３は図中右側
へ移動し、弁座１２１から離脱する。

このようにして制御弁部１２３が弁座１２１か
ら離脱すれば、流入通路は開かれる。そして流入
通路より流入した作動流体は環状体の流出穴１２
４へ流れ、次いで通路部２００に形成された溝部
２０３へ向かう。溝２０３は流出穴から流出した
作動流体を集合し、次いで吐出通路２０１へ作動
流体を流す。すなわちこの状態では通路部２００
は開かれたことになる。

以上説明したように本例の圧力制御弁では、コ
イル１０１に供給される電気信号を制御すること
により制御弁部１２３を制御することが可能とな
る。すなわちコイルを励磁させれば制御弁部１２
３により通路部２００を閉じることができ、また
コイル１０１の励磁を解除すれば、制御部１２３
により通路部２００を開くことができる。

ここでアーマチヤ１０３とピストン１０５に
は、起磁力にもとづく吸引力と、パイロツトシー
ト部１２７の面積に、上流側である第１圧力１６
０ａと下流側である流出通路２０１の圧力との差
圧とが作用することになり、両者がつりあつたと
ころで、パイロツトシート部１２７は開閉をくり
返し、それにより制御弁部１２３も開閉をくり返
す。以上により、流入通路２０２と流出通路２０
１の差圧は一定にたもたれる。しかしながらこの
ようにコイル１０１の励磁、非励磁を繰り返した
場合には、第１圧力室１６０ａ内の圧力が大幅に
圧力変動することになる。そしてこのことはひい
ては制御弁部１２３のハンチングを引き起こすこ
とになる。しかしながら本例の圧力制御弁では、
第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂが形成
され、かつ、第１圧力室と第２圧力室は所定の流
通抵抗をもつスピル通路１６３により連通してい
るため、制御弁部１２３がハンチングを起こし、
急激な移動をしようとしも、スピル通路１６３に
より第２圧力室１６０ｂがダンパ機能をもつこと
になるため、制御弁部１２３の急激な移動は抑制
され、ハンチングが防止できる。

従つて本例によればコイル１０１に印加される
電気信号を適宜制御することにより、制御弁部１
２３を所定の時間遅れを持つて良好に駆動するこ
とが可能となる。このことはまたコイル１０１へ
の印加される電気信号のオン・オフ周期を適宜制
御することにより、制御弁部１２３を所定位置に
保持することも可能となる。このようにして制御
弁部１２３の弁座部１２１からのリフト量を制御
することにより、液体通路部２００内を流れる通
路を単にオン・オフ制御するのみならず、コイル
１０１に通電する電流を制御することにより、流
入通路２０２側の圧力を流出通路２０１の圧力の
差圧を任意に設定、制御することが可能となる。
第２図はこの圧力制御弁が使用される流体回路の
一例を示す。図中２５０は油圧ポンプで自動車走
行用エンジンの駆動力を受けて作動流体を吐出す
るものである。２５１はこの作動流体の流体通
路。そして作動流体はこの流体通路２５１を介し
て油圧モータ２５２に供給される。

油圧モータは作動流体の運動エネルギーを受け
て回転し、その回転力をフアン２５３に伝える。
ここでフアン２５３は自動車用ラジエータおよび
自動車空調装置のコンデンサ２５４の冷却を行な
う。このラジエータ、コンデンサ２５４は自動車
の車速風を受ける位置に配設される。２５５は、
バイパス通路で前記油圧モータと並列に配設され
ている。

このバイパス通路２５５途中に上述の圧力制御
弁および流体通路部２００が配設されている。

コイル１０１にはECU２６０からの電気信号
が供給されることになる。またECU２６０はラ
ジエータに設置された水温センサ２６１およびコ
ンデンサに設置された高圧スイツチ２６２からの
信号を受ける。すなわち、水温センサからの電気
信号により、ラジエータ２５４が冷却能力を要求
されていると判断した時はその旨ECUより電気
信号がコイル１０１に印加される。その電気信号
に応じてコイルは作動し制御弁部１２３が通路を
閉じるようにする。従つてラジエータ２５４に冷
却能力が要求される状態では通路弁部２００は閉
じることになり、コイル１０１に通電される電流
により油圧モータ２５２の上流、下流差圧は、任
意に設定、制御でき、この差圧により油圧モータ
２５２の回転数を増減制御することができる。ま
た同様に圧力スイツチ２６２がコンデンサ２５４
の冷房能力を必要とする旨の信号を発した場合に
は、ECUは同じくコイル１０１に電気信号を加
え、ECU２６０はコイル１００へ通路弁部２０
０が通路を開くような電気信号を出力する。

第３図および第４図は本発明圧力制御弁の他の
実施例の要部を示すものである。すなわち上述の
例ではスピル通路１６３をロツド１２２と圧力制
御弁１２３との間のクリアランスとして形成した
が、図に示すようにスピル通路を溝として設けて
もよい。第３図はこのスピル通路をなす溝が直線
上に形成された状態を示す。また第４図はスピル
通路をなす溝が螺旋状に形成された状態を示す。
いずれにしろこの溝はスピル通路１６３内を流れ
る流体に所定の流通抵抗を与えるべく、その通路
断面積は小さく形成されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明圧力制御弁では、制
御弁部１２３内面とロツド１２２外面との間にス
ピル通路を形成したため、スピル通路形成のため
に特別な流路を構成する必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧力制御弁の一実施例を示す断
面図、第２図は第１図図示圧力制御弁の使用例を
示す回路図。第３図および第４図は本発明圧力制
御弁の他の例の要部を示す斜視図である。 １２１…弁座、１２２…ロツド、１２３…制御
弁部、１６０ａ…第１圧力室、１６０ｂ…第２圧
力室、１２５…逃がし通路、１２７…パイロツト
シート部、１１０…パイロツト弁、１６３…スピ
ル通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流体通路中に形成された弁座と、この弁座と
   対向配置され、先端が前記弁座と当接した時には
   前記流体通路を閉じる有底円筒形状の制御弁部
   と、この制御弁部の内部に配置された筒状のロツ
   ド部と、前記円筒形状制御弁部内部およびロツド
   部頭部とにより形成される第１圧力室と、前記円
   筒形状制御弁部底部とロツド部スカート部とによ
   り形成される第２圧力室と前記制御弁部底部に形
   成され流体通路とこの第１圧力室とを結ぶ絞り通
   路と、前記ロツド部内部に形成され前記第１圧力
   室と前記流体通路の前記制御弁部下流とを結ぶ逃
   がし通路と、この逃がし通路途中に形成されその
   受圧面積が前記弁座部に対し微少となつているパ
   イロツトシート部と、このパイロツトシート部と
   当接して前記逃がし通路を開閉するパイロツト弁
   部と、このパイロツト弁部を駆動する電磁弁とを
   備え、かつ前記第１圧力室と前記第２圧力室とを
   結ぶスピル通路を、前記円筒状制御弁部内面と前
   記ロツドとの間に形成し、かつこのスピル通路に
   所定値以上の流通抵抗を持たせた電磁比例圧力制
   御弁。 ２ 前記円筒状制御弁部内面と前記ロツドは微小
   な環状隔間で嵌合されており、前記スピル通路は
   前記環状隔間で形成されることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電磁比例式圧力制御弁。 ３ 前記スピル通路は、前記ロツドに設けられた
   溝であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の電磁比例式圧力制御弁。