JPH0623810Y2 - 電磁比例制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ソレノイドに流す電流によってパイロット
圧を制御し、このパイロット圧によってアクチュエータ
ポートから吐出される作動流体の圧力を制御するように
した電磁比例制御弁に関する。

［従来の技術］ 従来のこの種の電磁比例制御弁としては、特開昭６２−
２６１７８２号公報等に記載のものが知られており、そ
れらのものは第８図に示すように構成されている。

すなわち、第８図において符号１は弁本体であり、その
内部にはスプール孔２が形成されている。このスプール
孔２には、スプール３が摺動自在に設けられるととも
に、バルブシート４が固定されている。スプール３の外
周には、仕切り部３ａ，３ｂがそれぞれ形成されてい
る。そして、スプール３が矢印Ａ方向へ移動して、仕切
り部３ａがスプール孔２のランド２ａから離間すると、
ポンプポート１ａとアクチュエータポート１ｂとが連通
する。これとほぼ同時に、仕切り部３ｂがランド２ｂに
嵌合してアクチュエータポート１ｂとタンクポート（図
示せず）とが遮断されるようになっている。なお、スプ
ール３は図示しない戻しばねにより矢印Ｂ方向へ付勢さ
れている。

また、スプール３とバルブシート４との対向面間には、
パイロット室５が形成されている。このパイロット室５
は、スプール３に形成された連通路６を介してパイロッ
トポート１ａに連通せしめられており、連通路６には、
第１絞り孔６ａが形成されている。その一方、パイロッ
ト室５は、バルブシート４に形成された弁孔４ａ、案内
孔４ｂおよび横孔４ｃ、並びに弁本体１に形成されたド
レンポート１ｃを介してタンク（図示せず）に連通せし
められている。

また、バルブシート４の案内孔４ｂには、弁体７が摺動
自在に設けられている。この弁体７は、ソレノイド（図
示せず）に通電すると、その磁力によりばね８の付勢力
に抗して矢印Ａ方向へ移動するようになっている。

上記構成の電磁比例制御弁において、ソレノイドに電流
を流すと、弁体７がばね８の付勢力に抗して矢印Ａ方向
へ移動し、弁体７と弁孔４ａの開口部との間の流路面積
を狭める。すると、パイロット室５内に導入されるパイ
ロット圧が上昇し、このパイロット圧によってスプール
３が戻しばねの付勢力に抗して矢印Ａ方向へ移動せしめ
られる。スプール３の矢印Ａ方向への移動により、ポン
プポート１ａとアクチュエータポート１ｂとが連通せし
められるとともに、アクチュエータポート１ｂとタンク
ポートとが遮断される。この結果、アクチュエータポー
ト１ｂの圧力が上昇し、このアクチュエータポート１ｂ
の圧力および戻しばねによるスプール３に対する矢印Ｂ
方向への力が、パイロット圧によるスプール３に対する
矢印Ａ方向への力とバランスした位置でスプール３が停
止する。

逆に、ソレノイドに対する通電を減少または切断する
と、弁体７がばね８の付勢力によって矢印Ｂ方向へ移動
せしめられ、弁体７と弁孔４ａとの間の流路面積を広げ
る。この結果、パイロット圧が低下し、スプール３がア
クチュエータポート１ｂの圧力および戻しばねの付勢力
によって矢印Ｂ方向へ復帰移動せしめられる。これによ
って、ポンプポート１ａとアクチュエータポート１ｂと
が遮断されるとともに、アクチュエータポート１ｂとタ
ンクポートとが連通せしめられる。

ところで、上記構成の電磁比例制御弁において、仮に流
路面積の大きい弁孔４ａをパイロット室５に直接連通さ
せた場合には、ソレノイドに対する通電を切るとパイロ
ット室の圧力が急速に低下するため、スプール３がアク
チュエータポート１ｂの圧力および戻しばねの付勢力に
よって矢印Ｂ方向へ高速で移動せしめられ、バルブシー
ト４に高速で衝突するため、騒音が発生するという問題
を生じる。

そこで、従来の電磁比例制御弁においては、弁孔４ａと
パイロット室５との間に第２絞り孔４ｄを形成してい
る。第２絞り孔４ｄを形成すると、スプール３の復帰移
動によってパイロット室５内の作動流体が第２絞り孔４
ｄを通過する際に抵抗が生じる。しかも、この抵抗はス
プール３の移動速度が速くなるほど増大し、これによっ
ていわゆるダンパ効果が得られる。したがって、スプー
ル３が高速でバルブシート４に衝突するのを防止するこ
とができる。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、第２絞り孔４ｄを形成した従来の電磁比例制
御弁においては、応答性の悪化とスプールのハンチング
という問題のいずれかが発生し、両者を同時に解決する
のが困難であるという問題があった。

すなわち、第２絞り孔４ｄの直径を比較的小さくした場
合には、第２絞り孔４ｄの流通抵抗が大きいため、パイ
ロット室５内の作動油がドレンポート１ｃ側へ流出する
のに時間がかかり、スプール３の矢印Ｂ方向への移動速
度が遅くなる。このため、ソレノイドに対する通電を切
ったとしても、スプール３がアクチュエータポート１ｂ
とポンプポート１ａとの間を瞬時に遮断することができ
ず、アクチュエータポート１ｂの圧力が大気圧に低下す
るまでに時間がかかり、応答性を悪化させていた。

逆に、第２絞り孔４ｄを比較的大きくすると、第２絞り
孔４ｄの抵抗が小さくなるので、スプール３の矢印Ｂ方
向への移動速度が速くなる。したがって、スプール３の
応答性を向上させることができる。

しかしその反面、スプール３の移動速度が速いため、例
えばアクチュエータポート１ｂの圧力上昇によってスプ
ール３が矢印Ｂ方向へ移動する際に、スプール３はそれ
自体の慣性によって過剰に移動してしまい、アクチュエ
ータポート１ｂとタンクポートとを大きな流通面積で連
通させてしまう。この結果、アクチュエータポート１ｂ
の圧力が急激に低下するため、スプール３がパイロット
圧によって矢印Ａ方向へ移動せしめられる。すると今度
は、アクチュエータポート１ｂとタンクポートとが遮断
され、アクチュエータポート１ｂの圧力が再度上昇す
る。これが繰り返されることにより、いわゆるハンチン
グという事態を招来していたのである。

勿論、絞り孔部１ｄの直径を上記２つの問題が生じない
ように選択すればよいのであるが、上記の問題は作動流
体の圧力あるいは温度によっても異なるため、両者を同
時に解決するのが非常に困難であったのである。

この考案は、上記問題を解決するためになされたもの
で、応答性の向上とハンチングの防止とを同時に達成す
ることができる電磁比例制御弁を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この考案は、上記の目的を達成するために、スプールの
一端面にその軸線方向に延びる凹部を形成してその凹部
の内部をパイロット室とし、スプールと対向するバルブ
シートの端面に少なくとも先端部が凹部に摺動自在に嵌
合し、かつパイロット室に臨む面に前記弁孔が開口する
突出部を形成し、この突出部の凹部から突出した基端部
の外周面とスプールおよびバルブシートとの各対向面と
によって囲まれる空間をダンパ室とし、このダンパ室と
パイロット室とをオリフィスを介して連通させたことを
特徴とするものである。

［作用］ ソレノイドに通電して励磁すると、パイロット室内の圧
力が上昇し、スプールを開弁方向へ押圧移動させる。こ
れと同時に、パイロット室内の作動油はオリフィスを介
してダンパ室に流入し、ダンパ室の圧力を上昇させる。
このダンパ室の圧力によってもスプールが開弁方向へ移
動せしめられる。

この点から明らかなように、この考案の電磁比例制御弁
においては、パイロット室の圧力のみならずダンパ室の
圧力がパイロット圧としてスプールに作用する。いま、
パイロット室およびダンパ室の各室の圧力に対するスプ
ールの受圧面積を従来の電磁比例制御弁のパイロット圧
に対する受圧面積と同一にしたもとする。

ソレノイドに対する通電を切断すると、パイロット室内
の作動油は弁孔を介して流出し、ダンパ室内の作動油は
オリフィスおよび弁孔を介して流出する。パイロット室
の作動油は弁孔を流れるのであるから、抵抗なく流出す
る。したがって、パイロット室内の圧力は、通電切断と
ほとんど同時に低下する。この結果、スプールの受圧面
積は、あたかもダンパ室の圧力に対する受圧面積だけで
あるかのようになり、スプールの全受圧面積がパイロッ
ト室の圧力に対する受圧面積の分だけ減少する。受圧面
積の減少分だけスプールに対する押圧力が減少するの
で、スプールはアクチュエータポートの圧力によって速
やかに閉弁方向へ移動せしめられる。したがって、応答
性が向上する。

また、上記のように、パイロット圧によるスプールに対
する押圧力を減少させているから、その減少分だけオリ
フィスの流路面積を小さくして流通抵抗を大きくするこ
とができる。したがって、スプールが閉弁方向へ移動す
る際には、スプールが過剰に移動するのを防止すること
ができ、これによってハンチングの発生を防止すること
ができる。

［実施例］ 以下、この考案の一実施例について第１図ないし第７図
を参照して説明する。なお、第１図はこの考案に係る電
磁比例制御弁の縦断面図であり、第２図はその要部の拡
大図である。

第１図において、符号１１は弁本体である。この弁本体
１１の内部には、第１図の右端から左端（以下、左右は
第１図における左右を指すものとする。）まで貫通する
スプール孔１２が形成されるとともに、このスプール孔
１２に開口するドレンポート１３、ポンプポート１４、
アクチュエータポート１５およびタンクポート１６が右
側から左側に向かって順次形成されている。ドレンポー
ト１３およびタンクポート１６は、タンク（図示せず）
に接続されている。また、ポンプポート１４は、油圧ポ
ンプ等の流体圧供給源（図示せず）に接続され、アクチ
ュエータポート１５はクラッチのクラッチパック等のア
クチュエータに接続されている。

上記スプール孔１２内には、スプール１７が摺動自在に
設けられるとともに、スプール孔１３の右端部にバルブ
シート１８が固定されている。

スプール１７の外周には、ポンプポート１４とアクチュ
エータポート１５との間を開閉する第１仕切り部１７ａ
が形成されるとともに、アクチュエータポート１５とタ
ンクポート１６との間を開閉する第２仕切り部１７ｂが
形成されている。また、スプール１７は、戻しばね１９
によってバルブシート１８側に向かって付勢されてお
り、スプール１７がバルブシート１８に突き当たった状
態においては、第１仕切り部１７ａによってポンプポー
ト１４とアクチュエータポート１５とが遮断される一
方、アクチュエータポート１５とタンクポート１６とが
連通し、スプール１７が戻しばね１９の付勢力に抗して
移動した状態においては、ポンプポート１４とアクチュ
エータポート１５とが連通するとともに、第２の仕切り
部１７ｂによってアクチュエータポート１５とタンクポ
ート１６とが遮断されるようになっている。

ここで、第１の仕切り部１７ａの外径は第２の仕切り部
１７ｂの外径よりも大径になされている。したがって、
ポンプポート１４とアクチュエータポート１５とが連通
する一方、アクチュエータポート１５とタンクポート１
６とが遮断され、ポンプポート１４からアクチュエータ
ポート１５に作動油が流入してアクチュエータポート１
５の圧力が上昇すると、第１仕切り部１７ａと第２仕切
り部１７ｂとの外径差に基づく受圧面積の差により、ス
プール１７が右方へ押圧されることになる。

なお、戻しばね１９は、スプール１７の軸線方向へのガ
タつきを防止するためものであり、その付勢力は極めて
小さく設定されている。

また、スプール１７のバルブシート１８と対向する右端
面中央部には、その軸線方向に延びる凹部２０が形成さ
れている。この凹部２０の内部がパイロット室２１とさ
れている。このパイロット室２１は、スプール１７にそ
れぞれ形成された絞り孔２２および装着孔２３を介して
ポンプポート１４に連通せしめられる一方、バルブシー
ト１８にそれぞれ形成された弁孔２４、弁収納孔２５お
よび横孔２６を介してドレンポート１３に連通せしめら
れている。

上記バルブシート１８のスプール１７と対向する左端面
中央部には、凹部２０に相対摺動自在に嵌合する突出部
２７が形成されている。突出部２７は、この場合、凹部
２０に液密に嵌合しているが、厳密に液密にさせる必要
はない。なお、突出部２７の先端面には、上記弁孔２４
が開口せしめられている。

また、バルブシート１８とスプール１７との対向面間に
は、それらの対向面、突出部２７の外周面およびおよび
スプール孔１２の内周面によってダンパ室２８が区画形
成されている。このダンパ室２８は、オリフィス２９ａ
を有する連通路２９により、弁孔２４を介してパイロッ
ト室２１に常時連通せしめられている。なお、スプール
１７がバルブシート１８に突き当たった状態（第１図の
状態）においてもダンパ室２８の容積が零にならないよ
う、バルブシート１８の左端面周縁部には、環状の段差
部３０が形成されており、スプール１７がバルブシート
１８に突き当たった状態では、段差部３０、スプール１
７の右端面およびスプール孔１７の内周面によってダン
パ室２８が区画形成されている。

上記弁収納孔２５には、弁体３１が摺動自在に設けられ
ている。この弁体３１は、弁孔２４に対して接近・離間
移動することによって弁孔２４と弁装着孔２５との間の
連通面積を調整するためのものであり、ばね３２によっ
て弁孔２４から離間する方向に付勢される一方、ソレノ
イド３３の磁力により、可動鉄心３４およびばね３５を
介して弁孔２４に接近する方向へ押圧されるようになっ
ている。

また、上記スプール孔１２の左端部には、スプール１７
とばね押え３６とによって油室３７が区画形成されてい
る。この油室３７は、スプール１７にそれぞれ形成され
た絞り孔３８および連通孔３９を介してタンクポート１
６に連通せしめられている。絞り孔３８は、タンクポー
ト１６に常時連通しているが、連通孔３９は、スプール
１７の左方への移動時に、第２仕切り部１７ｂがアクチ
ュエータポート１５とタンクポート１６との間を遮断し
た後、さらに所定の微小距離だけ移動すると、スプール
孔１２の内周面によって遮蔽されるように配置されてい
る。したがって、連通孔３９が遮蔽された後、さらにス
プール１７が左方へ移動すると、油室３７内の作動油は
絞り孔３８を介して流出することになり、その際の抵抗
によってスプール１７の左方への移動速度が低速に抑え
られるようになっている。

また、上記装着孔２３には、フィルタ４０，４０が装着
されている。このフィルタ４０は、絞り孔２２およびオ
リフィス２９ａが詰まるのを防止するためのものであ
り、次のように構成されている。

すなわち、第３図ないし第７図に示すように、フィルタ
４０は、ボデイ４１とフィルタエレメント４２とを備え
ている。

ボデイ４１は、外径が装着孔２３とほぼ同径の円筒状を
なすもので、その内周面の上端部には凹部４３，４３が
形成されており、下端部には小径部４４が形成されてい
る。この小径部４４には、その外周面から内周面まで延
びる２つの切欠き４５，４５が周方向にほぼ１８０°離
間し、かつ凹部４２に対して周方向へほぼ９０°離間し
て形成されている。

一方、フィルタエレメント４２は、ナイロン繊維を網目
状に編んだものを円板状に形成したものであり、その外
周面がボデイ４１の内周面に接着等によって固定されて
いる。

上記のように構成された２つのフィルタ４０，４０は、
小径部４４どうしを突き合わせるとともに、切欠き４５
どうしを対向させた状態で装着孔２３に挿入されてい
る。この場合、各フィルタ４０，４０の切欠き４５，４
５によって形成される孔が絞り孔２２と対向するように
挿入されている。そして、第３図に示すように、２つの
フィルタ４０，４０は、スプール１７の一側部外周に装
着された止めピン４６の両端部によって互いに押し付け
られるとともに、止めピン４６の両端部が凹部４３，４
３にそれぞれ入り込むことによって周方向への回動が阻
止されており、これによって装着孔２３に挿入固定され
ている。

上記構成の電磁比例制御弁において、ソレノイド３３に
通電すると、可動鉄心３４がばね３５を介して弁体３１
を押圧し、ばね１９の付勢力に抗して弁孔２６に接近す
るように移動させる。すると、パイロット室２１内のパ
イロット圧が上昇し、これに伴ってダンパ室２８の圧力
（以下、ダンパ圧という。）が上昇する。このパイロッ
ト圧およびダンパ圧によってスプール１７がばね１９の
付勢力に抗して移動せしめられ、ポンプポート１４とア
クチュエータポート１５との間を連通させるとともに、
アクチュエータポート１５とタンクポート１６との間を
遮断する。したがって、ポンプポート１４からアクチュ
エータポート１５に作動油が流入し、これによってアク
チュエータポート１５の圧力が上昇する。アクチュエー
タポート１５の圧力上昇に伴ってスプール１７が押し戻
される。そして、アクチュエータポート１５の圧力およ
び戻しばね１９の付勢力とによるスプール１７に対する
押圧力とが、パイロット圧およびダンパ圧によるスプー
ル１７に対する押圧力との等しくなると、スプール１７
が停止する。スプール１７が停止した状態においては、
第１仕切り部１７ａの右端縁がポンプポート１４とアク
チュエータポート１５との間をほぼ閉じた状態とし、第
２仕切り部１７ｂの左端縁がアクチュエータポート１５
とタンクポート１６との間をほぼ閉じた状態とし、いわ
ゆる安定状態になる。

安定状態において、外乱が発生すると、例えばアクチュ
エータポート１５の圧力、あるいはポンプポート１４の
圧力が変化したり、あるいはソレノイド３３に対する通
電量が変化すると、それによってスプール１７が左右い
ずれかの方向へ移動せしめられる。

このとき、スプール１７の移動に応じてパイロット室２
１内の作動油がオリフィス２９ａを介してダンパ室２８
内に流入、流出する。作動油がオリフィス２９ａを流通
する際の抵抗により、スプール１７の移動速度が比較的
低速に抑えられる。したがって、スプール１７が過剰に
移動してハンチングが発生するのを防止することができ
る。

また、ソレノイド３３に対する通電を停止して非励磁状
態にすると、弁体３１がばね２６およびパイロット圧に
よって押し戻され、弁孔２４を全開状態にする。したが
って、パイロット圧はほとんど瞬時に大気圧にまで低下
する。勿論、ダンパ室２８の圧力低下はオリフィス２９
があるために遅いが、パイロット室２１の圧力が瞬時に
低下するので、その分だけスプール１７の戻り速度を速
めることができる。したがって、ソレノイド３３に対す
る通電停止時におけるスプール１７の応答性を向上させ
ることができ、これによってアクチュエータポート１５
の圧力を極めて短時間のうちに大気圧まで低下させるこ
とができる。

なお、この考案は上記の実施例に限定されるものでな
く、この考案の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更
可能である。

例えば、上記の実施例においては、バルブシート１８に
オリフィス２９ａを設け、しかもダンパ室２８を弁孔２
４を介してパイロット室２１に連通させているが、スプ
ール１７にオリフィスを設け、ダンパ室２８をパイロッ
ト室２１に直接連通させるようにしてもよい。

［考案の効果］ 以上説明したように、この考案の電磁比例制御弁によれ
ば、スプールの凹部にバルブシートに突出部を嵌合させ
てその内部をパイロット室とするとともに、スプールと
バルブシートとの対向面間にダンパ室を形成し、このダ
ンパ室をオリフィスを介してパイロット室に連通させた
ものであるから、スプールのハンチングを防止すること
ができ、しかも応答性の向上も同時に達成することがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの考案の一実施例を示すもの
で、第１図はその縦断面図、第２図は要部の拡大断面
図、第３図は第１図のIII-III矢視拡大断面図、第４図
はフィルタの縦断面図、第５図、第６図、第７図はそれ
ぞれ第４図のＶ矢視図、VI矢視図、VII矢視図、第８図
は従来の電磁比例制御弁の一例の要部を示す断面図であ
る。 １１……弁本体、１２……スプール孔、１４……ポンプ
ポート、１５……アクチュエータポート、１７……スプ
ール、１８……バルブシート、２０……凹部、２１……
パイロット室、２４……弁孔、２７……突出部、２８…
…ダンパ室、２９ａ……オリフィス、３１……弁体、３
３……ソレノイド。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体の内部に摺動自在に設けられたスプ
   ールと、このスプールの一端面に対向して配置され、前
   記弁本体に固定されたバルブシートとを備え、前記スプ
   ールと前記バルブシートとの間にポンプポートに連通す
   るパイロット室が形成され、前記バルブシートに前記パ
   イロット室に連通した弁孔が形成され、この弁孔の流通
   面積をソレノイドによって移動せしめられる弁体によっ
   て調節することにより、前記パイロット室のパイロット
   圧を制御するようにした電磁比例制御弁において、前記
   スプールの一端面にその軸線方向に延びる凹部を形成し
   てその凹部の内部をパイロット室とし、前記スプールと
   対向する前記バルブシートの端面に少なくとも先端部が
   前記凹部に摺動自在に嵌合し、かつ前記パイロット室に
   臨む面に前記弁孔が開口する突出部を形成し、この突出
   部の前記凹部から突出した基端部の外周面と前記スプー
   ルおよび前記バルブシートとの各対向面とによって囲ま
   れる空間をダンパ室とし、このダンパ室と前記パイロッ
   ト室とをオリフィスを介して連通させたことを特徴とす
   る電磁比例制御弁。