JPH0716172Y2 - 電磁比例圧力制御弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は動作が円滑で制御精度が高く、電磁力に対応し
て出口の圧力をほぼ一定に保つ、電磁比例圧力制御弁に
関するものである。

［従来の技術］ 本出願人の先願である特願昭60−165086号（特開昭62−
28581号、特公平６−12495号）に係る電磁比例圧力制御
弁では、電磁アクチエータの励磁電流に比例して電磁ポ
ペツト弁が駆動され、電磁ポペツト弁によりパイロツト
圧室の圧力が制御され、圧力制御弁の段付スプールが操
作される。

上述の電磁比例圧力制御弁では、電磁ポペツト弁をON・
OFF制御して圧力制御弁を制御する場合に、パイロツト
圧室の油は電磁ポペツト弁の弁室を経て油槽へ排出され
るが、この時、油は電磁アクチエータのプランジヤ室な
いしプランジヤの摺動部へ洩れるので、プランジヤの摺
動部へ異物が浸入すると抜け難く、動作不良を起しやす
い。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は上述の問題に鑑み、電磁ポペツト弁と電
磁アクチエータのプランジヤ室とを隔離することによ
り、異物の噛み込みによるプランジヤの動作不良をなく
し、耐久性と制御性能を高めた電磁比例圧力制御弁を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成はハウジング
に大径円筒部と小径円筒部を有する段付弁室を形成し、
段付弁室の段部に出口に連なる環状溝を設け、大径円筒
部に入口を経て油圧源に連なる環状溝を、小径円筒部に
ドレンを経て油槽に連なる環状溝をそれぞれ設け、大径
部と小径部を有する段付スプール段付弁室に嵌装して段
付スプールの大径端側に内部の絞り通路を経て入口に連
なるパイロツト圧室を、段付スプールの小径端側に絞り
通路を経て油槽に連なる緩衝室をそれぞれ区画し、段付
スプールをパイロツト圧室側へ付勢するばねを緩衝室に
収容し、段付スプールの大径部の周面に入口と出口の間
を連通可能とする第１の環状溝を、小径部の周面にドレ
ンと出口の間を連通可能とする第２の環状溝をそれぞれ
設け、段付スプールの第1,第２の環状溝の間に入口と出
口の間とドレンと出口の間とをそれぞれ交互に遮断可能
とするランドを設け、パイロツト圧室と油槽を結ぶ通路
に常開型の電磁ポペツト弁を挿入接続し、電磁ポペツト
弁はハウジングの端部に接続したケースにダイヤフラム
の周縁部を結合して油槽に連通する弁室を区画し、弁室
の端部にパイロツト圧室に連通する弁座を設け、弁座に
離接する弁体をダイヤフラムに支持し、ダイヤフラムと
電磁アクチユエータのプランジヤとの間にばねを介装し
てなり、電磁ポペツト弁は電磁力に比例して前記通路を
絞るようにしたものである。

［作用］ 弁体を収容する電磁ポペツト弁のケースの内部と、電磁
アクチユエータのプランジヤを摺動可能に支持するプラ
ンジヤ室との間は、ダイヤフラムにより遮断されるの
で、電磁ポペツト弁の弁室から油槽へ流れる油がプラン
ジヤの摺動部へ洩れることはなく、プランジヤの摺動部
は清浄に保たれ、プランジヤは常に円滑に作動する。

［考案の実施例］ まず、本考案が適用されるべき電磁比例圧力制御弁につ
いて説明する。図２に示すように、電磁比例圧力制御弁
は、圧力制御弁１と、電磁ポペツト弁５と、電磁アクチ
ユエータ25とから構成される。圧力制御弁１はハウジン
グ２に下端側の小径円筒部22aと上端側の大径円筒部22
とからなる段付弁室を備えており、段付弁室へ段付スプ
ール３が摺動可能に嵌合される。段付弁室の小径円筒部
22aの下端部は蓋44を嵌合しかつ止め輪43を係止して閉
鎖し、緩衝室19を区画される。大径円筒部22の上端部
は、シール部材50を装着したケース９を嵌合して閉鎖さ
れる。

段付弁室の小径円筒部22aに設けた環状溝38は、ドレン4
9を経て油槽20へ連通される。大径円筒部22に設けた環
状溝14は、入口16を経て油圧ポンプＰの吐出口へ連通さ
れる。大径円筒部22と小径円筒部22aとの境界部に設け
た環状溝15は、出口17を経て油圧作動機器Ｍへ連通され
る。環状溝15の両側に大径円筒部22よりも僅かに大径で
軸方向寸法が短かい切欠15aが備えられる。同様に、環
状溝38の下側にも切欠38aが備えられる。

段付弁室の大径円筒部22に嵌合する段付スプール３の大
径部は外周面に、環状溝14と環状溝15の間を遮断・連通
可能とする幅が広い環状溝39を備えられる。段付スプー
ル３の小径部は外周面に、環状溝41と、環状溝15と環状
溝38の間を連通・遮断可能にする環状溝42とを備えられ
る。段付スプール３の下端面に設けた円筒部46は絞り通
路53を経て環状溝38へ連通され、円筒部46と蓋44との間
にばね45を介装される。段付スプール３が下方へ移動す
ると、段付スプール３は環状溝15を環状溝38へ連通する
状態から、環状溝15を環状溝14へ連通する状態へ切り換
わる。

電磁ポペツト弁５は中空のケース９を大径円筒部22の上
端部へ嵌合され、ケース９の端壁27を段付スプール３の
上端面に衝合可能とされる。ケース９の中間部は円錐形
とされ、大径の上端壁は割溝51を形成される。円筒形の
弁室10の内部に弁体８が収容され、かつばね28により開
方向へ付勢される。弁体８はば７を介し電磁アクチユエ
ータ25のプランジヤ34をストツパ33へ付勢する。パイロ
ツト圧室21は段付スプール３の上端部の円筒部26と径方
向の絞り通路40を経て環状溝14へ連通される。また、パ
イロツト圧室21は弁座21a,弁室10、割溝51を経て油槽20
へ連通される。

電磁アクチユエータ25はハウジング２の上端部に嵌合さ
れ、かつケース９の端部へ押し付けられた円筒形の鉄心
56と、鉄心56に対向する鉄心37とを備えている。鉄心5
6,37の円筒部は非磁性体からなる案内筒23を嵌合され、
案内筒23は絞り通路30を有する中空のプランジヤ34を嵌
合される。プランジヤ34とストツパ33との間にばね35が
介装される。

電磁コイル18は鉄心56,37へ外挿され、かつカツプ形の
キヤツプ32により覆われる。キヤツプ32は圧力制御弁１
のハウジング２の上端壁へボルト（図示せず）により結
合される。キヤツプ32の周壁に設けた開口から電磁コイ
ル18の端子導線を接続するコネクタ31が突出される。ば
ね35と絞り通路36はプランジヤ34のバタツキを抑える役
目を果す。

上述の電磁比例圧力制御弁において、電磁アクチユエー
タ25の電磁コイル18が消磁されている時、電磁ポペツト
弁５の弁体８は、ばね28の力により弁座21aから押し上
げられ、ばね７を介してプランジヤ34をストツパ33へ押
し付けている。入口16から圧力制御弁１の環状溝14へ入
つた圧油は、絞り通路40、円筒部26を経てパイロツト圧
室21へ入り、弁座21a、弁室10、割溝51を経て油槽20へ
戻る。

パイロツト圧室21から段付スプール３の上端面へ作用す
る圧力はごく低く、段付スプール３はばね45の力により
ケーブル９の端壁27へ押し付けられている。段付スプー
ル３の大径部（ランド）は環状溝14と環状溝15との間を
遮断しているので、入口16の圧油は出口17へ流れない。

電磁アクチユエータ25の電磁コイル18が励磁されると、
プランジヤ34が励磁電流に応じて押し下げられ、ばね７
を介して弁体８をパイロツト圧室21の弁座21aへ近づ
け、パイロツト圧室21を絞り、パイロツト圧力を高め
る。段付スプール３はパイロツト圧室21のパイロツト圧
力により、ばね45の力に抗して押し下げられ、環状溝14
は環状溝39を経て環状溝15へ連通される。同時に、段付
スプール３の小径部（ランド）は、環状溝15と環状溝38
との間を遮断する。こうして、入口16の圧油は環状溝1
4、環状溝39を経て切欠15aと段付スプール３の大径部
（ランド）の隙間に応じて減圧され、環状溝15、出口17
を経て油圧作動機器Ｍへ供給される。段付スプール３が
押し下げられると、緩衝室19の油は円筒部46、絞り通路
53、環状溝38、ドレン49を経て油槽20へ戻される。

本考案では上述のように、電磁ポペツト弁５は常開型の
電磁比例減圧弁として作用し、電磁アクチユエータ25の
励磁電流に応じて、プランジヤ34はばね７を介して弁体
８を押し下げ、パイロツト圧室21のパイロツト圧力を高
め、段付スプール３をパイロツト圧力とばね45の力とが
釣り合う位置へ変位させる。段付スプール３の変位量が
大きくなると、減圧比が小さくなり、出口17の圧力は比
例的に高くなり、入口16の圧力に近づく。

電磁アクチユエータ25の励磁電流に比例して、パイロツ
ト圧室21のパイロツト圧力が高くなり、圧力制御弁１の
段付スプール３は、大径端側のパイロツト圧力と小径端
側のばね45の力とが釣り合う位置へ変位し、段付スプー
ル３の変位量はパイロツト圧力に比例して増加するの
で、結局出口17の圧力は励磁電流に比例して０から連続
的に上昇する。

パイロツト圧力による段付スプール３の開弁方向の受圧
面積（大径端の面積）が、ばね45による閉弁方向の受圧
面積（小径端の面積）よりも広いので、パイロツト圧力
の変化に対する段付スプール３の変位量の割合（感度）
が大きく、したがって、電磁ポペツト弁５が小形にな
り、消費電力が節約される。

段付スプール３の段部（大径部と小径部の面積差）が、
常に弁室の出口17に連なる環状溝15に臨むので、入口16
の急激な圧力変化に対し、フイードバツク圧力（段付ス
プールを閉弁方向へ押す力）が段付スプール３の段部に
作用し、段付スプール３の急激な変位を抑え、出口17の
圧力を安定させる。

ハウジング２の緩衝室19と油槽20の間に絞り通路53が設
けられているので、電磁アクチユエータ25の励磁電流が
一定の場合に、パイロツト圧力の急激な変化による段付
スプール３の振動が抑えられ、入口16の圧力の脈動変化
に対する出口17の圧力の脈動が抑えられる。

さて、本考案は電磁ポペツト弁５と電磁アクチユエータ
25のプランジヤ34の摺動部とを流体的に隔離することに
より、異物の噛み込みによるプランジヤ34の動作不良を
なくし、耐久性と制御性能を高めるものである。このた
め、第１図に示すように、ケース９に対して弁体８の環
状のダイヤフラム13により支持し、弁室10とプランジヤ
34の摺動部との間を仕切る。詳しくは、ケース９の弁室
10の端部と鉄心56の端部との間に大径の円筒部４を形成
し、ケース９の端部に設けた環状溝６に、ダイヤフラム
13の外周縁部を係合し、鉄心56の端部により挟持する。
弁体８の外周面に設けた環状溝12へ、ダイヤフラム13の
内周縁部を係止する。弁室10は通路51aにより油槽20へ
連通される。他の構成については、第２図に示すものと
同様である。つまり、本考案による電磁比例圧力制御弁
は、第２図に示すに電磁比例圧力制御弁において、電磁
ポペツト弁５のケース９の代りに、第１図に示すケース
９を取り付けたものである。

本考案によれば、弁体８を収容する電磁ポペツト弁５の
ケース９の弁室10と、電磁アクチユエータ25のプランジ
ヤ34を摺動部可能に支持するプランジヤ室ないし案内筒
23との間が、ダイヤフラム13により遮断されるので、弁
室10から油槽20へ流れる油が、プランジヤ34の摺動部へ
洩れることはなく、したがつて、プランジヤ34の摺動部
は常に清浄に保たれ、プランジヤ34が円滑に作動する。

電磁アクチユエータ25が励磁されると、プランジヤ34は
第１図において下方へ移動し、ばね７を介して弁体８を
押し下げて弁座21aへ接近させ、パイロツト圧室21の圧
力を高める。電磁コイル18が消磁されると、プランジヤ
34はダイヤフラム13の復元力により戻される。ダイヤフ
ラム13はばね作用をし、かつ弁体８をケース９と同心に
保持する。

第１図に示す実施例では、弁体８はケース９の弁室10へ
嵌合されているが、嵌合しなくてもよく、その場合は弁
体８がダイヤフラム13により同心に保持され、摺動部が
なくなるので、弁体８を駆動するために電磁コイル18へ
加える励磁電流を節減できる。

［考案の効果］ 本考案によれば上述の構成により、次のような効果が得
られる。

（ａ）電磁アクチユエータの励磁電流に比例して、プラ
ンジヤにより押動される電磁ポペツト弁の弁体が、弁座
の方へ付勢され、パイロツト圧室の圧力すなわちパイロ
ツト圧力を高める。圧力制御弁の段付スプールは、大径
端側のパイロツト圧力と小径端側のばねの力とが釣り合
う位置へ変位し、段付スプールの変位量はパイロツト圧
力に比例して増加するので、結局出口の圧力は励磁電流
に比例して０から連続的に上昇する。

（ｂ）パイロツト圧力による段付スプールの開弁方向の
受圧面積（大径端の面積）が、ばねによる閉弁方向の受
圧面積（小径端の面積）よりも広いので、パイロツト圧
力の変化に対する段付スプールの変位量の割合（感度）
が大きく、したがつて、電磁ポペツト弁が小形になり、
消費電力が節約される。

（ｃ）段付スプールの段部（大径部と小径部の面積差）
が、常に弁室の出口に連なる環状溝に臨むので、入口の
急激な圧力変化に対し、フイードバツク圧力（段付スプ
ールを閉弁方向へ押す力）が段付スプールの段部に作用
し、段付スプールの急激な変位を抑え、出口の圧力を安
定させる。

（ｄ）ハウジングの緩衝室と油槽の間に絞り通路が設け
られているので、電磁アクチユエータの励磁電流が一定
の場合に、パイロツト圧力の急激な変化による段付スプ
ールの振動が抑えられ、入口の圧力の脈動変化に対する
出口の圧力の脈動が抑えられる。

（ｅ）特に、電磁ポペツト弁の弁体は、ダイヤフラムに
支持されるので、摺動抵抗が小さく、電磁アクチエータ
のプランジヤにより円滑かつ正確に駆動される。

（ｆ）電磁アクチユエータのプランジヤの摺動部と電磁
ポペツト弁の弁室との間がダイヤフラムにより隔絶され
るので、プランジヤの摺動部が油や異物で汚染され、プ
ランジヤの円滑な動作が損われる恐れがない。

（ｇ）電磁アクチエータの励磁電流に比例するプランジ
ヤの動作が、電磁ポペツト弁の弁体へ円滑に伝達される
ので、圧力制御弁の制御性能と信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る電磁比例圧力制御弁の要部を示す
平面断面図、第２図は同要部が適用されるべき電磁比例
圧力制御弁を示す平面断面図である。 2:ハウジング、3:段付スプール、5:電磁ポペツト弁、7:
ばね、8:弁体、9:ケース、10:弁室、13:ダイヤフラム、
14,15,38:環状溝、16:入口、17:出口、19:緩衝室、20:
油槽、21:パイロツト圧室、21a:弁座、22:大径円筒部、
22a:小径円筒部、25:電磁アクチユエータ、34:プランジ
ヤ、39,42:第1,第２の環状溝、40,53:絞り通路、45:ば
ね、49:ドレン、51a:通路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−133630（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−14679（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−35880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−153321（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−38034（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−21667（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−12495（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに大径円筒部と小径円筒部を有
   する段付弁室を形成し、段付弁室の段部に出口に連なる
   環状溝を設け、大径円筒部に入口を経て油圧源に連なる
   環状溝を、小径円筒部にドレンを経て油槽に連なる環状
   溝をそれぞれ設け、大径部と小径部を有する段付スプー
   ルを段付弁室に嵌装して段付スプールの大径端側に内部
   の絞り通路を経て入口に連なるパイロツト圧室を、段付
   スプールの小径端側に絞り通路を経て油槽に連なる緩衝
   室をそれぞれ区画し、段付スプールをパイロツト圧室側
   へ付勢するばねを緩衝室に収容し、段付スプールの大径
   部の周面に入口と出口の間を連通可能とする第１の環状
   溝を、小径部の周面にドレンと出口の間を連通可能とす
   る第２の環状溝をそれぞれ設け、段付スプールの第1,第
   ２の環状溝の間に入口と出口の間とドレンと出口の間と
   をそれぞれ交互に遮断可能とするランドを設け、パイロ
   ツト圧室と油槽を結ぶ通路に常開型の電磁ポペツト弁を
   挿入接続し、電磁ポペツト弁はハウジングの端部に接続
   したケースにダイヤフラムの周縁部を結合して油槽に連
   通する弁室を区画し、弁室の端部にパイロツト圧室に連
   通する弁座を設け、弁座に離接する弁体をダイヤフラム
   に支持し、ダイヤフラムと電磁アクチユエータのプラン
   ジヤとの間にばねを介装してなり、電磁ポペツト弁は電
   磁力に比例して前記通路を絞るようにしたことを特徴と
   する電磁比例圧力制御弁。