JPH0647776U - スプールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作が容易で、応答性が良く、かつ制御圧の
安定化を図ることにより品質の向上を図る。 【構成】 スプール６の第１ランド部９の弁室１１側端
部にポート１２，１３を複数設け、前記スプール６の移
動によって前記複数のポート１２，１３により流入口２
を段階的に開閉することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、たとえば油，空圧機器の制御装置等に用いられるスプールバルブに 関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種のスプールバルブとして、たとえば図２に示すようなものがある 。すなわち、１００は側面に流入口１０１と流出口１０２とを備えた円筒状のバ ルブスリーブで、そのバルブスリーブ１００の内周にはスプール１０３を往復動 自在に設け、そしてスプール１０３をソレノイド本体１０４によって往復移動さ せることにより、スプール１０３の第１，第２ランド部１０５，１０６間に設け られた弁室１０７を流入口１０１と流出口１０２とを連通させると共に、スプー ル１０３の第１ランド部１０５によって流入口１０１を開閉させて流出口１０２ への流体圧を制御している。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記した従来技術の場合には、流入口１０１への流入流量が多 いため応答性は良いが、スプール１０３のストローク量に対する流入口１０１の 開口量も大きく制御特性がシビアになると共に、流体力の影響も受けやすく、ス プール１０３の発振等により制御圧も不安定になりやすい。

【０００４】 そこで、流入口１０１を絞り、且つ開口量をスプール１０３のストローク量に 合わせて変える形状として一般的に図３に示すスプール１０３Ａがある。このス プール１０３Ａは、第１ランド部１０５Ａの弁室１０７側に前記開口量に応じて オーバーラップ部１０８を設け、そのオーバーラップ部１０８に制御用ポート１ ０９を周方向に四等配に設けたものである。この場合、流体力の影響が減少して 制御圧は安定する変わりに初期流量も減少するため、応答性が悪化していた。

【０００５】 また、図３に示すスプール１０３Ａのオーバーラップ部１０８の量を減らして 初期流量を確保する手段もあるが、流入口１０１の開口量の管理が難しく、又オ ーバーラップ部１０８の量の減少に伴い制御流量も増加するため、制御圧が不安 定になりやすかった。

【０００６】 本考案は、上記した従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目 的とするところは、製作が容易で、応答性を良く、かつ制御圧の安定化を図るこ とにより品質の向上を図り得るスプールバルブを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案にあっては、側面に流入口と流出口とを備 えた筒状のバルブスリーブ内に、スプールを往復動自在に設け、該スプールの第 １，第２ランド部間に設けられた弁室をスプールの移動によって前記流入口，流 出口を連通させると共に、流入口を前記第１ランド部によって開閉させて流出口 への流体圧を制御するスプールバルブにおいて、前記スプールの第１ランド部の 弁室側端部にポートを複数設け、前記スプールの移動によって前記複数のポート により流入口を段階的に開閉することを特徴とする。

【０００８】

【作用】

上記構成のスプールバルブにあっては、バルブスリーブの流入口を開閉するス プールの第１ランド部の弁室側端部にポートを複数設け、スプールの移動によっ て、複数のポートにより流入口を段階的に開閉することとしたため、複数のポー トの開口量をそれぞれ設定することができる。

【０００９】 したがって、複数のポートのうち、あるポートはスプールの第１ランド部によ って流入口を閉じている状態から、開く場合に必要な初期流量を確保できる開口 量とすれば応答性が良くなり、他のポートは流入口開口時において制御に必要な 制御流量を確保できる開口量とすれば制御圧の安定化が図れる。

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の一実施例に係るスプールバルブを示す図１において、１はスプ ールバルブ全体を示しており、このスプールバルブ１の概略構成は、流入口であ る流入ポート２と流出口である流出ポート３とドレインポート４とを設けたバル ブスリーブ５と、バルブスリーブ５の内周に摺動自在に挿入されるスプール６と 、バルブスリーブ５と一体的に組付けられスプール６を駆動させるソレノイド本 体７と、から成っている。

【００１１】 バルブスリーブ５は円筒状で、軸方向に所定間隔だけ離間させて、ソレノイド 本体７側から順に流入ポート２、流出ポート３、ドレインポート４が設けられて いる。そして、バルブスリーブ５の内部には、ガイド穴８が設けられ、そのガイ ド穴８の内周に、スプール６が往復動自在に挿入されている。

【００１２】 スプール６は、第１ランド部９と、第２ランド部１０と、それら第１ランド部 ９と第２ランド部１０間に設けられる弁室１１と、から成っており、弁室１１は 環状の凹溝状で、スプール６の移動によって流入ポート２と流出ポート３とを連 通するようになっている。

【００１３】 そして、スプール６の第１ランド部９の弁室１１側端部には、周方向に複数の ポートが設けられている。これらポートは、スプール６の第１ランド部９によっ て流入ポート２を閉じている状態から、開く場合に必要な初期流量を確保するた めの初期流量確保用ポート１２と、流入ポート２の開口時において制御に必要な 制御流量を確保できる制御用ポート１３が設けられている。

【００１４】 この制御用ポート１３は、弁室１１側及び半径方向外側に開口する溝となって おり、周方向に四等配に設けられている。また初期流量確保用ポート１２は、制 御用ポート１３から周方向にずらして四等配に設けており、ほぼ各制御用ポート １３間の周方向中間の位置となっている。そして、この初期流量確保用ポート１ ２は、制御用ポート１３と同様に弁室１１側及び半径方向外側に開口する溝とな っており、溝の幅及び溝の長さ、すなわち開口量は制御用ポート１３より小さく なっている。そして、制御用ポート１３の開口端と初期流量確保用ポート１２の 開口端との距離は、スプール６のストローク量における流入ポート２の開口量に 応じたオーバーラップＯとなっている。

【００１５】 また、スプール６の第１ランド部９の外周には、環状の溝１４が設けられてお り、その溝１４と１つの制御用ポート１３とを連通する孔９１を有している。そ のため、流体圧制御時、制御圧が孔９１を介して溝１４とバルブスリーブ５のガ イド穴８の内周面間に導入され、その部分が制御圧導入室１４Ａとなっている。

【００１６】 一方、スプール６の第２ランド部１０は、スプール６の移動によってドレイン ポート４を開閉するようになっている。

【００１７】 ここで、スプール６を駆動させるためのソレノイド本体７について説明する。

【００１８】 このソレノイド本体７は、鉢状のケース１５内周に収納される筒状のコイル１ ６と、コイル１６の一方の開口端部内周に挿入され、嵌着固定される磁性体製の センタポスト１７と、コイル１６の他方の開口端部を閉塞する断面凹形状の閉塞 部材１８と、その閉塞部材１８を固定すると共に、ケース１５の一方の開口端部 を閉塞する固定プレート２０と、閉塞部材１８内周に設けられる軸受１９を介し てセンタポスト１７と同軸的で往復動自在に挿入されるプランジャ２１と、から 構成されており、ケース１５の他方の端面に設けられている環状突出部２２によ ってバルブスリーブ５とソレノイド本体７が同軸的に組付けられている。

【００１９】 また、センタポスト１７及びプランジャ２１の径方向ほぼ中央部には同軸的に 、それぞれ貫通孔１７Ａ，２１Ａが形成されており、プランジャ２１の貫通孔２ １Ａの方がセンタポスト１７の貫通孔１７Ａより小径となっている。そして、こ れら貫通孔１７Ａ，２１Ａ内に段付のロッド２３が挿入されている。この段付の ロッド２３の小径部２３Ａの端面がプランジャ２１より突出してプランジャ２１ の貫通孔２１Ａ内に挿入され、ロッド２３の大径部２３Ｂとの段差がプランジャ ２１の端面に当接し、シム２４によってロッド２３がプランジャ２１に作動連結 されている。また、ロッド２３の大径部２３Ｂは、その端面がセンタポスト１７ より突出するように往復動自在にセンタポスト１７の貫通孔１７Ａ内に挿入され ている。

【００２０】 さらに、プランジャ２１の閉塞部材１８の底面側には、プランジャ凹部２１Ｂ が設けられている。そして、そのプランジャ凹部２１Ｂ内で、ロッド２３の小径 部２３Ａの外周部にスプリングＡ２５が配設されている。このスプリングＡ２５ は、一端がプランジャ凹部２１Ｂの底面に、他端が閉塞部材１８の底面に当接し て設けられている。そのスプリングＡ２５のスプリング力によって、プランジャ ２１に作動連結されているロッド２３の大径部２３Ｂの端面をスプール６の第１ ランド部９の端面に当接させている。

【００２１】 一方、スプール６の第２ランド部１０の端面には、ソレノイド本体７と反対側 に開口する凹部１０Ａが設けられており、その内部にスプリングＢ２６が介装さ れている。このスプリングＢ２６は、一端が凹部１０Ａの底面に、他端がバルブ スリーブ５の開口端部を閉塞すると共に、スプリングＢ２６のスプリング力を調 整する断面凹形状のアジャストスクリュー２７の底面に当接して、スプール６を ソレノイド本体７側に付勢している。

【００２２】 そして、スプール６は、流体圧制御時、第１ランド部９の外周部に設けられて いる制御圧導入室１４Ａに孔９１を介して導入されている制御圧によって、バラ ンスされている。このスプール６のバランスの調整は、上記アジャストスクリュ ー２７によってスプリングＢ２６のスプリング力を調整することによって行われ る。

【００２３】 さらに、アジャストスクリュー２７とソレノイド本体７の閉塞部材１８には、 それぞれ大気開放の孔２７Ａ，１８Ａを有している。

【００２４】 そして、ソレノイド本体７オフ時は、スプール６の第２ランド部１０側に設け られるスプリングＢ２６のスプリング力によって、ソレノイド本体７側に移動す る。そのことにより、スプール６の弁室１１によって流入ポート２と流出ポート ３とが連通すると共に、第１ランド部９の制御用ポート１３によって流入ポート ２が開口される。したがって、流入ポート２から圧力源としてのポンプ（図示せ ず）のポンプ圧Ｐp が流出ポート３を介して出力され、ポンプ圧Ｐp が制御圧Ｐ c となる。

【００２５】 ソレノイド本体７オン時は、プランジャ２１がセンタポスト１７に磁気吸引さ れるため、プランジャ２１に作動連結されているロッド２３を介してスプール６ が、スプリングＢ２６のスプリング力に抗してアジャストスクリュー２７側に移 動する。そのため、流入ポート２がスプール６の第１ランド部９によって閉ざさ れ、ソレノイド本体７への印加電流が最大（Ｍａｘ）の時、全閉となり制御圧Ｐ c は０となる。

【００２６】 以上のことから、このスプールバルブの制御圧特性は図４に示すようになる。

【００２７】 上記構成のソレノイドバルブにあっては、スプール６の弁室１１側端部に初期 流量確保用ポート１２が設けてあるためソレノイド本体７への印加電流最大→０ へ瞬間的に変化させ制御圧Ｐc を０→ポンプ圧Ｐp にする際、流出ポート３から 流入する流量が確保され、応答性が向上する。

【００２８】 また、制御用ポート１３の最大開口量も図１に示すようにプランジャ２１に作 動連結されているロッド２３の小径部２３Ａの端面と閉塞部材１８の底面間のク リアランスＬとずらす量で調整できるため、初期流量を確保しても制御流量が増 加しないよう設定が可能になり、制御圧特性の安定化を図ることができる。

【００２９】 このように、応答性の向上と制御圧の安定化がスプール６の第１ランド部９の 弁室１１側端部に複数のポートを設けるだけで達成できることから、製作の容易 化をも図れる。

【００３０】 尚、上記実施例では、スプール６の駆動手段としてソレノイド本体７を用いた ものを例にとって説明したが、スプール６を駆動する手段としてはソレノイドに 限るものではなく、その他油圧等の流体圧を利用するものについても同様に適用 することができる。

【００３１】

【考案の効果】

本考案は、以上の構成および作用を有するもので、バルブスリーブの流入口を 開閉するスプールの第１ランド部の弁室側端部にポートを複数設け、スプールの 移動によって、複数のポートにより流入口を段階的に開閉することとしたので、 複数のポートの開口量をそれぞれ設定することができる。

【００３２】 したがって、複数のポートのうち、あるポートはスプールの第１ランド部によ って流入口を閉じている状態から、開く場合に必要な初期流量を確保できる開口 量とすれば応答性が良くなり、他のポートは流入口開口時において制御に必要な 制御流量を確保できる開口量とすれば制御圧の安定化が図れる。

【００３３】 このように、応答性を良くし、制御圧の安定化を複数のポートを設けるだけで 達成できることから、製作の容易化をも図れる。

【提出日】平成６年２月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】

従来のこの種のスプールバルブとして、たとえば図２に示すようなものがある 。すなわち、１００は側面に流入口１０１と流出口としての制御圧ポート１０２ とドレインポートＡとを備えた円筒状のバルブスリーブで、そのバルブスリーブ １００の内周にはスプール１０３を往復動自在に設け、そしてスプール１０３を ソレノイド本体１０４によって往復移動させることにより、スプール１０３の第 １，第２ランド部１０５，１０６間に設けられた弁室１０７を流入口１０１と制 御圧ポート １０２とを連通させると共に、スプール１０３の第１ランド部１０５ によって流入口１０１を開閉させ、第２ランド部１０６によってドレインポート Ａを開閉させて制御圧ポート １０２への流体圧を制御している。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【実施例】

以下に本考案の一実施例に係るスプールバルブを示す図１において、１はスプ ールバルブ全体を示しており、このスプールバルブ１の概略構成は、流入口であ る流入ポート２と流出口である制御圧ポート３とドレインポート４とを設けたバ ルブスリーブ５と、バルブスリーブ５の内周に摺動自在に挿入されるスプール６ と、バルブスリーブ５と一体的に組付けられスプール６を駆動させるソレノイド 本体７と、から成っている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 バルブスリーブ５は円筒状で、軸方向に所定間隔だけ離間させて、ソレノイド 本体７側から順に流入ポート２、制御圧ポート３、ドレインポート４が設けられ ている。そして、バルブスリーブ５の内部には、ガイド穴８が設けられ、そのガ イド穴８の内周に、スプール６が往復動自在に挿入されている。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 スプール６は、第１ランド部９と、第２ランド部１０と、それら第１ランド部 ９と第２ランド部１０間に設けられる弁室１１と、から成っており、弁室１１は 環状の凹溝状で、スプール６の移動によって流入ポート２と制御圧ポート３とを 連通するようになっている。

【手続補正５】

【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】 そして、ソレノイド本体７オフ時は、スプール６の第２ランド部１０側に設け られるスプリングＢ２６のスプリング力によって、ソレノイド本体７側に移動す る。そのことにより、スプール６の弁室１１によって流入ポート２と制御圧ポー ト３とが連通すると共に、第１ランド部９の制御用ポート１３によって流入ポー ト２が開口される。したがって、流入ポート２から圧力源としてのポンプ（図示 せず）のポンプ圧Ｐ_ｐが制御圧ポート３を介して出力され、ポンプ圧Ｐ_ｐが制御 圧Ｐ_ｃとなる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 上記構成のソレノイドバルブにあっては、スプール６の弁室１１側端部に初期 流量確保用ポート１２が設けてあるためソレノイド本体７への印加電流最大→０ へ瞬間的に変化させ制御圧Ｐ_ｃを０→ポンプ圧Ｐ_ｐにする際、制御圧ポート３か ら流入する流量が確保され、応答性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本考案の一実施例に係るスプール
バルブの全体縦断面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）
のＡ矢視図であり、同図（ｃ）は同図（ａ）のスプール
の平面図であり、同図（ｄ）は同図（ｃ）のＢ−Ｂ線断
面図である。

【図２】図２（ａ）は従来のスプールバルブの全体縦断
面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＣ矢視図であ
り、同図（ｃ）は同図（ａ）のスプールの平面図であ
る。

【図３】図３（ａ）は他の従来のスプールの平面図であ
り、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。

【図４】図４はスプールバルブの制御圧特性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ スプールバルブ ２ 流入ポート（流入口） ３ 流出ポート（流出口） ４ ドレインポート ５ バルブスリーブ ６ スプール ７ ソレノイド本体 ８ ガイド穴 ９ 第１ランド部 ９１ 孔 １０ 第２ランド部 １０Ａ 凹部 １１ 弁室 １２ 初期流量確保用ポート １３ 制御用ポート １４ 溝 １４Ａ 制御圧導入室 １５ ケース １６ コイル １７ センタポスト １７Ａ 貫通孔 １８ 閉塞部材 １８Ａ 孔 １９ 軸受 ２０ 固定プレート ２１ プランジャ ２１Ａ 貫通孔 ２１Ｂ プランジャ凹部 ２２ 環状突出部 ２３ ロッド ２３Ａ 小径部 ２３Ｂ 大径部 ２４ シム ２５ スプリングＡ ２６ スプリングＢ ２７ アジャストスクリュー ２７Ａ 孔

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【手続補正書】

【提出日】平成６年２月８日

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ スプールバルブ ２ 流入ポート（流入口） ３ 制御圧ポート（流出口） ４ ドレインポート ５ バルブスリーブ ６ スプール ７ ソレノイド本体 ８ ガイド穴 ９ 第１ランド部 ９１ 孔 １０ 第２ランド部 １０Ａ 凹部 １１ 弁室 １２ 初期流量確保用ポート １３ 制御用ポート １４ 溝 １４Ａ 制御圧導入室 １５ ケース １６ コイル １７ センタポスト １７Ａ 貫通孔 １８ 閉塞部材 １８Ａ 孔 １９ 軸受 ２０ 固定プレート ２１ プランジャ ２１Ａ 貫通孔 ２１Ｂ プランジャ凹部 ２２ 環状突出部 ２３ ロッド ２３Ａ 小径部 ２３Ｂ 大径部 ２４ シム ２５ スプリングＡ ２６ スプリングＢ ２７ アジャストスクリュー ２７Ａ 孔

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に流入口と流出口とを備えた筒状の
   バルブスリーブ内に、スプールを往復動自在に設け、該
   スプールの第１，第２ランド部間に設けられた弁室をス
   プールの移動によって前記流入口，流出口を連通させる
   と共に、流入口を前記第１ランド部によって開閉させて
   流出口への流体圧を制御するスプールバルブにおいて、 前記スプールの第１ランド部の弁室側端部にポートを複
   数設け、前記スプールの移動によって前記複数のポート
   により流入口を段階的に開閉することを特徴とするスプ
   ールバルブ。