JPH06331050A - 比例電磁式圧力制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最低制御圧力をより低くできるようにすると
共に、主弁がタンク側の背圧の影響を受けないようにし
て安定した圧力制御ができるようにする。 【構成】 主弁２４のプランジャ２０側に、ノズル部２
５と、シート２９の上流側からの圧力を絞り３５及び絞
り孔３４を介して作用させて主弁２４をシート２９側へ
移動させるための第１の受圧面３１とを形成すると共
に、その主弁２４のシート２９側に第２の受圧面３２を
形成し、その第１の受圧面３１の面積を第２の受圧面３
２の面積よりも大きくして、主弁２４の押圧に圧縮コイ
ルスプリングを使用せずに、上記第１と第２の受圧面に
それぞれ作用させた圧力とその受圧面の面積差によって
生じる力を利用して主弁を移動制御し、最低制御圧力を
より低くする。また、背圧遮断部２７を形成してタンク
側背圧の影響をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、比例ソレノイドのプ
ランジャによりパイロット圧力を制御し、弁ボディ内の
主弁を移動させて供給流体のタンクへの流出を調整する
ことにより回路圧力を制御するようにした比例電磁式圧
力制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような比例電磁式圧力制御弁
としては、例えば図２に示すような特公平３−５７３５
２号公報に記載されているものがある。この比例電磁式
圧力制御弁は、一端側（上側）にノズル部５を形成した
主弁４を弁ボディ１内に摺動自在に設け、その弁ボディ
１の上部に、主弁４の上部を摺動自在に嵌入させると共
にその上に一体に載置したパイロット部２のプランジャ
の軸部６の下端側を挿入させたカバー７を取り付け、そ
のカバー７がパイロット部２のボデイの一部も兼ねるよ
うにしている。

【０００３】そして、主弁４を圧縮コイルスプリング８
によってシート９側へ常時押圧付勢している。パイロッ
ト部２は、比例ソレノイド３に電流が供給されると、プ
ランジャの軸部６を下方へ突出させ、その軸部６の先端
に固定しているフラッパ１１をノズル部５に向けて移動
させる。

【０００４】このようにすると、回路圧力Ｐ1 が作用し
ているポートＰから、絞り孔１２、室１３を通ってノズ
ル部５から小径の孔４ａ、タンクに連通するポートＡへ
流出するパイロット流量が絞られることにより室１３の
圧力（ベント圧力）Ｐ2 が上昇し、それによって主弁４
が押し下げられ、プランジャの軸部６の推力と圧力Ｐ2
とノズル部５との面積による力とが等しくなると、ノズ
ル部５とフラッパ１１との間の隙間が比例ソレノイド３
に供給された電流の大きさに応じて一定に保持された状
態でバランスする。

【０００５】このバランスに伴って、シート９と主弁４
との間の開口もバランスした状態に絞られ、回路圧力Ｐ
1 が上記の比例ソレノイド３に供給された電流の大きさ
に応じて一定値となる。なお、図２はシート９と主弁４
との間の開口を閉じた位置で図示している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の比例電磁式圧力制御弁にあっては、圧縮コイ
ルスプリングの付勢力によって主弁がシート側に常時付
勢される構成であったため、圧力制御弁として制御可能
な最低制御圧力をその圧縮コイルスプリングのセット荷
重以下にすることができないという問題点があった。

【０００７】また、主弁が静的には釣り合うが動的には
タンク側の背圧の影響を受ける構成になっていたため、
そのタンク側の圧力が変動した場合にはその影響を受け
て安定した圧力制御ができにくいということもあった。

【０００８】この発明は、上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、圧力制御弁として制御可能な最低制御圧
力をより低くできるようにすると共に、主弁がタンク側
の背圧の影響を受けないようにして安定した圧力制御が
できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するため、上述したような比例電磁式圧力制御弁
において、主弁のプランジャ側に、回路圧力が作用する
シート上流側から絞りを介したパイロット作動流体をド
レーン又はタンクへ連通させるノズル部と、シート上流
側からの圧力をノズル部に連通する油路を通して作用さ
せて主弁をシート側へ移動させるための第１の受圧面と
を形成すると共に、その主弁のシート側に第１の受圧面
に作用する圧力に対抗して回路圧力を作用させるための
第２の受圧面を形成し、第１の受圧面の面積を第２の受
圧面の面積よりも大きくし、且つ弁ボディに主弁のシー
ト部径とほぼ等しい背圧遮断部を形成したものである。

【００１０】

【作用】このように構成した比例電磁式圧力制御弁によ
れば、比例ソレノイドに供給する電流が零であるときに
は、ノズル部を流れる作動流体のパイロット流量は絞り
によって絞られノズル部が全開のため主弁の第１の受圧
面に作用するシート上流側からの圧力が低いため、主弁
が第２の受圧面に作用する圧力によってタンクへの流出
流量を増大させる方向に移動する。

【００１１】そして、比例ソレノイドに電流を供給する
と、プランジャが移動してノズル部を通る作動流体を絞
るため、主弁の第１の受圧面に作用する圧力が高くな
り、その第１の受圧面の面積は第２の受圧面の面積より
も大きくしてあるので主弁がタンクへの流出流量を減少
させる方向に移動し、それが比例ソレノイドの出力（推
力）によって定まるパイロット圧力によって制御される
位置でバランスする。

【００１２】したがって、主弁のシート側への押圧に圧
縮コイルスプリングを使用せずに、主弁の第１の受圧面
と第２の受圧面とに作用させた圧力の受圧面積の差によ
って生じる押圧力を利用して主弁を移動させて回路圧力
を制御するので、圧力制御弁として制御可能な最低制御
圧力をより低くすることができる。また、弁ボディに
は、タンク側の背圧の影響を受けないための背圧遮断部
を形成しているので、主弁がタンク側の背圧が変化して
もその影響を受けないので安定した圧力制御ができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１はこの発明の一実施例を示す比例電磁式圧
力制御弁の構成図である。この比例電磁式圧力制御弁
は、弁ボディ２１内に矢示Ａ方向に摺動自在に設けられ
た主弁２４と、軸心部にプランジャ２０が配設された比
例ソレノイド２３と、その比例ソレノイド２３のプラン
ジャ２０の移動に伴ってパイロット圧力を変化させて主
弁２４の移動を制御するパイロット部２２とを備え、そ
のパイロット部を制御して主弁２４と弁ボディ２１のシ
ート２９との間の隙間を調整して供給流体である油のタ
ンクＴへの流出を調整することにより回路圧力Ｐ1 を制
御するようにしている。

【００１４】そして、その主弁２４のプランジャ２０側
に、回路圧力Ｐ1 が作用するシート２９の上流側（図１
で下方）から絞り３５を介したパイロット作動流体をド
レーンＤへ連通させるノズル部２５と、そのシート上流
側からの圧力をノズル部２５に連通する油路となる絞り
孔３４を通して作用させて主弁２４をシート２９側へ移
動させるための第１の受圧面３１とを形成している。

【００１５】また、その主弁２４のシート２９側に、第
１の受圧面３１に作用する圧力Ｐ2に対抗して回路圧力
Ｐ1 を作用させるための第２の受圧面３２を形成し、そ
の第１の受圧面３１の面積Ａ1 を第２の受圧面３２の面
積Ａ2 よりも大きくし、且つ弁ボディ２１に主弁２４の
シート部径ｄとほぼ等しい背圧遮断部２７を形成してい
る。

【００１６】主弁２４は、中心部に軸線方向に沿って中
央孔３３を形成しており、その中央孔３３の図１で下方
側に絞り３５を取り付けている。また、その中央孔３３
の図で上側を若干小径にして、そこにノズル部２５を同
一軸線上に形成している。主弁２４の中央孔３３は、そ
の主弁２４に径方向に形成した孔を介して中央孔３３に
平行な絞り孔３４に連通しており、その絞り孔３４が室
３６に連通していて、この室３６にシート２９の上流側
から絞り３５及び絞り孔３４を介した圧力（ベント圧
力）Ｐ2 が作用する。

【００１７】したがって、この比例電磁式圧力制御弁
は、主弁２４の下端面側の第２の受圧面３２（面積Ａ2
）に回路圧力Ｐ1 が作用し、それに対抗する方向に作
用する圧力として、室３６に面する環状の第１の受圧面
３１（面積Ａ1 ）に圧力Ｐ2 が作用するようになってお
り、その第１と第２の受圧面３１と３２の面積Ａ1 とＡ
2は、前述したようにＡ1 ＞Ａ2 の関係になるようにし
てある。

【００１８】一方、主弁２４の上部に一体的に形成した
ノズル部２５は、弁ボディ２１に嵌入させた有底円筒状
のガイド部材３８の底部に形成した摺動孔によって摺動
自在に支持され、そのガイド部材３８内に比例ソレノイ
ド２３のプランジャ２０の軸部３７をノズル部２５と同
一軸心上に挿入し、その軸部３７の先端にポペット弁３
９をノズル部２５に対応させて固定している。

【００１９】そして、プランジャ２０の軸部３７に固定
した鍔部を有するバネ受け部材４１とガイド部材３８の
底部との間に圧縮コイルスプリング(低圧達成用バネ)４
３を介装し、ポペット弁３９をノズル部２５の先端から
離す方向に付勢するようにしている。

【００２０】このようにして、主弁２４のノズル部２５
とポペット弁３９が構成され、そのノズル部２５とポペ
ット弁３９の間の隙間が所定の間隔に保たれた状態で、
主弁２４がプランジャ２０の移動に追従するようになっ
ている。なお、弁ボディ２１の背圧遮断部２７の図１で
上側には、主弁２４の中間部４５に形成した断部との間
の室４４が形成されドレーンＤに連通している。

【００２１】この比例電磁式圧力制御弁は、比例ソレノ
イド２３に供給される電流が零の時には、圧縮コイルス
プリング４３の付勢力によってポペット弁３９がノズル
部２５から最も離れた位置となり、油がそのノズル部２
５とポペット弁３９との間から噴き出してドレーンＤに
流出する。

【００２２】そのため、主弁２４の中央孔３３に油の流
れが生じ、その中央孔３３の入口（図で下端側）部分に
は絞り３５が設けられているため、中央孔３３内に圧力
降下が生じて、その中央孔３３に絞り孔３４を介して連
通している室３６内の圧力Ｐ2 が回路圧力Ｐ1 に比べて
低くなって、主弁２４の第１の受圧面３１と第２の受圧
面３２に作用する圧力のバランスが崩れ、主弁２４が押
し上げられて第２の受圧面３２が弁ボディ２１のシート
９から離れてアンロード状態となる。

【００２３】この状態で比例ソレノイド２３に電流を供
給すると、その供給された電流の大きさに応じた吸引力
がプランジャ２０に作用して軸部３７が図１で下方に移
動するため、ポペット弁３９が圧縮コイルスプリング４
３の付勢力に抗して押し下げられて、そのプランジャ２
０のポペット弁３９を押し下げる推力によって、そのポ
ペット弁３９とノズル部２５との間の隙間を通ってドレ
ーンＤへ流出するパイロット流量が絞られる。

【００２４】それによって、室３６の圧力Ｐ2 が上昇
し、その圧力が主弁２４の第１の受圧面３１に作用する
と共に、その第１の受圧面３１の面積Ａ1 は前述したよ
うに第２の受圧面３２の面積Ａ2 よりも大きくしてある
ので、主弁２４がその流体圧力と受圧面の面積の差によ
って生じる押し下げ力によって、図１で下方へ移動され
る。

【００２５】そして、この「プランジャ２０の推力」と
「圧力Ｐ2 ×ノズル部２５のシート径の面積によって決
まるポペット弁３９を押し上げようとする力」が等しく
なると、ノズル部２５とポペット弁３９との隙間が供給
された電流の大きさに応じて一定に保持されてバランス
する。このようにして、主弁２４が図１で下方へ移動す
ることにより、その下面とシート２９との間の開口部が
絞られ、回路圧力Ｐ1 が供給された電流の大きさに応じ
て一定値となる。

【００２６】この比例電磁式圧力制御弁によれば、図２
で説明した従来の比例電磁式圧力制御弁のように主弁を
閉じる方向に付勢する圧縮コイルスプリングを使用せず
に、第１と第２の受圧面３１と３２の面積Ａ1 とＡ2 に
面積差（Ａ1 ＞Ａ2 ）をつけて、その第１の受圧面３１
に作用する圧力Ｐ2 とそれに対抗する第２の受圧面３２
に作用する回路圧力Ｐ1 による流体の圧力と上記面積差
を利用して主弁２４を移動させて回路圧力Ｐ1 を制御す
るので、従来の圧縮コイルスプリングを使用する圧力制
御弁の場合に比べて制御可能な最低制御圧力をより低く
することができる。

【００２７】また、弁ボディ２１に背圧遮断部２７を形
成したので、主弁２４がタンクの背圧の影響を受けるよ
うなことがないので安定した圧力制御ができる。さら
に、設定圧力により主弁２４の絞り３５を通過する流量
は定まるが、供給流量がこの絞り３５を通過する流量以
下の場合は、圧力制御はポペット弁３９とノズル部２５
で行われ、主弁２４は閉じた状態（図１に示すようにシ
ート２９に密着する状態）になって直動型の圧力制御弁
となるので、小流量でも圧力制御が可能になる。

【００２８】なお、図１の実施例では、タンクＴとドレ
ーンＤを別々に設けた例を示したが、タンクＴとドレー
ンＤは弁ボディ２１内で合流させるようにしてもよい。
また、室４４をドレーンＤに接続したが、それをドレー
ンＤに接続せずに、背圧遮断部２７と中間部４５との間
の隙間を通してタンクＴに連通させるようにしてもよ
い。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、主弁の弁ボディのシート側への押圧に圧縮コイルス
プリングを使用せずに、主弁に形成した第１の受圧面と
それよりも面積の小さな第２の受圧面とにそれぞれ作用
させた圧力とその受圧面の面積差によって生じる力を利
用して主弁を移動制御するので、圧力制御弁として制御
可能な最低制御圧力をより低くすることができる。ま
た、弁ボディに背圧遮断部を設けたことによって、タン
ク側の背圧が変動してもその影響を受けないため、円滑
な圧力制御を行うことができる。

【００３０】さらに、パイロット部にポペット弁とノズ
ル部を設ければ、設定圧力により主弁の絞りを通過する
流量は定まるが、供給流量がこの絞りを通過する流量以
下の場合には、圧力制御は上記ポペット弁とノズル部で
行われ、主弁は閉じた状態になって直動型の圧力制御弁
となるので、小流量でも圧力制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す比例電磁式圧力制御
弁の構成図である。

【図２】従来の比例電磁式圧力制御弁の一例を断面状態
で示す構成図である。

【符号の説明】

２０ プランジャ ２１ 弁ボディ ２２ パイロット部 ２３ 比例ソレノイド ２４ 主弁 ２５ ノズル部 ２７ 背圧遮断部 ２９ シート ３１ 第１の受圧面 ３２ 第２の受圧面 ３５ 絞り ３９ ポペット弁 Ｄ ドレーン Ｔ タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁ボディ内に摺動自在に設けられた主弁
   と、比例ソレノイドと、該比例ソレノイドのプランジャ
   の移動に伴ってパイロット圧力を変化させて前記主弁の
   移動を制御するパイロット部とを備え、該パイロット部
   を制御して前記主弁と弁ボディのシートとの間の隙間を
   調整して供給流体のタンクへの流出を調整することによ
   り回路圧力を制御するようにした比例電磁式圧力制御弁
   において、 前記主弁の前記プランジャ側に、前記回路圧力が作用す
   る前記シート上流側から絞りを介したパイロット作動流
   体をドレーン又はタンクへ連通させるノズル部と、前記
   シート上流側からの圧力を前記ノズル部に連通する油路
   を通して作用させて前記主弁を前記シート側へ移動させ
   るための第１の受圧面とを形成すると共に、 その主弁の前記シート側に前記第１の受圧面に作用する
   圧力に対抗して前記回路圧力を作用させるための第２の
   受圧面を形成し、前記第１の受圧面の面積を第２の受圧
   面の面積よりも大きくし、且つ前記弁ボディに前記主弁
   のシート部径とほぼ等しい背圧遮断部を形成したことを
   特徴とする比例電磁式圧力制御弁。