JPH076568U - スプールバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒステリシスを小さくして制御性の向上を図
る。 【構成】 スプール６のランド部８を、スプール６のス
プール本体９，１０に対して軸方向に移動可能としたこ
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、例えば各種油，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６に示すようなものがある 。すなわち、１００は側面に、流出入ポートとしての供給ポート１０１，制御ポ ート１０２，ドレインポート１０３を有するバルブスリーブで、そのバルブスリ ーブ１００の内周に、第１，第２ランド部１０４，１０５を備えたスプール１０ ６がソレノイド本体（図示せず）等によって往復駆動させることにより、図６（ ａ）に示すように第１ランド部１０４でドレインポート１０３を閉じ、供給ポー ト１０１と制御ポート１０２をスプール１０６の第１ランド部１０４と第２ラン ド部１０５間に形成された流路１０７を介して連通させ（制御圧Ｐｃ＝Ｐ₀ ）、 または第２ランド部１０５で供給ポート１０２を閉じ、制御ポート１０２とドレ インポート１０３を上記流路１０７を介して連通させて（制御圧Ｐｃ＝０）制御 ポート１０２に出力させる制御圧Ｐｃを供給ポート１０１に供給される供給圧Ｐ
₀ から０の間にて制御させるものである。

【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、制御圧Ｐｃを図６に示すように スプール１０６を往復移動させＰ₀ →０→Ｐ₀ と動的に変化させたとき、制御圧 特性曲線においてＰｃ＝０の折り返し点（０→Ｐ₀ ）で流体圧としての油圧の立 上りの遅れＤによるヒステリシスが生じる（図６（ｃ）参照）。このヒステリシ スは、スプール１０６の移動速度が速くなる程大きくなる傾向がある。

【０００４】 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、ヒステリシスを小さくして制御性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。

【０００５】

【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、側面に流体の流出入ポートを 有するバルブスリーブと、該バルブスリーブ内に往復動自在に挿入されるランド 部を有するスプールと、を備えて成り、前記スプールの移動により前記ランド部 によって流出入ポートを開閉するスプールバルブにおいて、前記スプールのラン ド部を、前記スプールのスプール本体に対して軸方向に移動可能としたことを特 徴とする。

【０００６】

【作用】

上記構成のスプールバルブにあっては、流出入ポートを開閉するスプールのラ ンド部を、スプールのスプール本体に対して軸方向に移動可能としたことにより 、流出入ポートを開閉して圧力を制御する場合、その制御圧にしたがって各ラン ド部間の間隔が変化することになる。これにより、制御圧を動的に変化させる場 合、スプールのストローク量に対する制御圧特性のヒステリシスを小さくするこ とができる。

【０００７】

【実施例】

以下に本考案を図示の実施例に基づいて説明する。本考案の一実施例に係るス プールバルブを示す図１乃至図３において、１はスプールバルブを示しており、 このスプールバルブ１の概略構成は、流出入ポートとしての供給ポート２と制御 ポート３とドレイポート４を有するバルブスリーブ５と、バルブスリーブ５の内 周に往復動自在に挿入されたスプール６と、バルブスリーブ５と一体的に組み付 けられスプール６を駆動させるためのソレノイド７と、から成っている。

【０００８】 バルブスリーブ５は略円筒状で、側面に軸方向所定間隔だけ離間させてソレノ イド７側から順に供給ポート２、制御ポート３、ドレインポート４が設けられて いる。尚、この順番は仕様等により変わるものである。そして、バルブスリーブ ５の内周には、スプール６が往復動自在に挿入されている。

【０００９】 このスプール６は金属製（尚、金属製に限るものではない。）で、図１に示さ れるように軸方向所定間隔を有して第１ランド部８と第２ランド部９が設けられ 、その間を同軸的に棒部１０によって作動連結されている。第２ランド部９は、 ソレノイド本体７側で、第１ランド部８はその反対側となるように別体に配置さ れるようになっており、第２ランド部９と棒部１０がスプール本体となっている 。

【００１０】 スプール６の第２ランド部９は、円柱状で、その第１ランド部８側端面の径方 向中央部に棒部１０が一体的に固定されている。一方、第１ランド部８は環状部 材で、全周的に棒部１０に固定されている弾性体部材１１を介して同軸的に棒部 １０の外周に固定されている。この第１ランド部８の外周面と第２ランド部９の 外周面とはほぼ同一面になっている。

【００１１】 そして、第１ランド部８と第２ランド部９間と棒部１０により形成させる環状 の凹溝は、スプール６の移動によって制御ポート３と供給ポート２またはドレイ ポート４とを連通する流路１２となっている。

【００１２】 上記のように、スプール６の第１ランド部８が弾性体部材１１を介して棒部１ ０に固定されていることから、第１ランド部８は弾性体部材１１が軸方向に変形 することにより軸方向に移動することになる。これにより、第１ランド部８と第 ２ランド部９との間隔が変わるようになっている。

【００１３】 そして、バルブスリーブ５のスプール６の第１ランド８側の開口端部内周には 断面凹形状のアジャストウクリュー１３が螺合固定されており、その凹部内と第 １ランド部８間にスプリング１４が介装されている。このスプリング１４は、一 端がアジャススクリュー１８の凹部内の底面に当接し、他端がスプール６の棒部 １０の端面に当接してスプール６をソレノイド７側に付勢している。

【００１４】 ここで、スプール６を駆動させるためのソレノイド７について説明する。

【００１５】 このソレノイド７は、ケース１５内周に収納される筒状のコイル１６と、コイ ル１６の一方の開口端部の内周に嵌着固定される磁性体製の略筒状のセンタポス 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の開口端部を閉塞する部材であ る固定プレート１９と、上記閉塞部材１８を介してセンタポスト１７と同軸的で コイル１６の内周に往復動自在に挿入される磁性体製のプランジャ２０と、プラ ンジャ２０に作動連結されセンタポスト１７内を通ってスプール６側に突出する ロッド２１と、から構成されており、ケース１５の端面に設けられている環状突 出部２２を介してバルブスリーブ５とソレノイド本体７が同軸的に組み付けられ ている。そして、プランジャ２０の背面側に設けられているスプリング２３によ り、ロッド２１はスプール６の第２ランド部９の端面に当接するようになってい る。

【００１６】 次に、このスプールバルブ１の作用について説明する。

【００１７】 ソレノイド７オフ時においては、スプール６の第１ランド部８側に設けられて いるスプリング１４のスプリング力によって、スプール６はソレノイド７側にス トロークする。そのため、第１ランド部８がドレインポート４を閉じ、スプール ６に形成された流路１２により供給ポート２と制御ポート３とが連通する。した がって、供給ポート２に供給される供給圧Ｐｏが制御ポート３を介して出力され ることになり、Ｐｃ＝Ｐ₀ となる（図２（ａ）参照）。

【００１８】 また、ソレノイド７オン時においては、プランジャ２０がセンタポスト１７に 磁気吸引されるため、プランジャ２０に作動連結されているロッド２１を介して スプール６が、スプリング１４のスプリング力に抗してアジャストスクリュー１ ３側にストロークする。そのため、第２ランド部９が供給ポート２を閉じ、流路 １２により制御ポート３とドレインポート４が連通する。したがって、制御流体 がドレイポート４を介してドレインされ、制御圧Ｐｃ＝０となる（図２（ｂ）参 照）。

【００１９】 上記構成のスプールバルブにあっては、スプール６の第１ランド部８が棒部１ ０に弾性体部材１１を介して固定され、第１ランド部８と第２ランド部９の間隔 が変わるようになっていることから、次の特有な作用効果を成す。

【００２０】 まず、制御圧ＰｃをＰ₀ まで動的に変化させる場合、すなわちスプール６をス トロークさせ供給ポート２を開→閉，ドレインポート４を閉→開にする場合を考 える。この時、Ｐ₀ ←→０間のある圧力になるまでに要するスプール６のストロ ーク量は、その直前における第１，第２ランド部８，９の間隔が第１ランド部８ の端面に制御圧Ｐｃが加わっていることから、図２（ａ）に示すように弾性体部 材１１が変形して第１ランド部８が軸方向第２ランド部９側と反対側に移動する ことになり間隔が広いこと及び弾性体部材１１の変形の遅れを考えると、従来タ イプより流体圧としての油圧が早く低下するため、結果として少なくてすむ。ゆ えにこの場合には、制御圧特性曲線は従来タイプよりも左へ移る。

【００２１】 同様に、制御圧Ｐｃを０からＰ₀ まで動的に変化させる場合、すなわちスプー ル６をストロークさせドレインポート４を開→閉，供給ポート２を閉→開にする 場合を考えると、制御圧Ｐｃがある圧力になる直前で、第１，第２ランド部８， ９の間隔は第１ランド部８に加わる圧力が小さいことから弾性体部材１１が変形 しないため、自由状態時の間隔を従来タイプより狭く設定しておけば、従来タイ プより狭くなり、油がドレインポート４に流れにくくなるため、制御圧Ｐｃは従 来タイプよりも早く立上り、Ｐｃ＝０の折り返し点での遅れＤ（図２（ｃ）参照 ）が小さくなり、制御圧特性曲線は従来タイプに比べ右に寄る。

【００２２】 以上のことから本考案における制御圧特性曲線は図２（ｃ）となり、ヒステリ シスは小さくなる。この効果は、スプール６の移動速度を速くする程、大きくな ると考えられる。このように、ヒステリシスが小さくなることからスプールバル ブ自体の制御性も向上する。

【００２３】 図４には、本考案の第２実施例に係るスプールバルブのスプール６１の構造が 示されている。上記実施例では、第１ランド部８を弾性体部材１１を介してスプ ール本体の棒部１０の外周に固定し、弾性体部材１１が軸方向に変形することに より第１ランド部８が軸方向に移動して第２ランド部９との間隔を変えるように していたが、本実施例では第１ランド部８１を第２ランド部９と同様な円柱状と し、その第２ランド部９側端面の径方向中央部に棒部１０Ａを同軸的で一体的に 固定し、棒部１０Ａの軸方向中途部に弾性体部材１１Ａを一体的に固定し、第１ ，第２ランド部８１，９が弾性体部材１１Ａの伸縮によって軸方向に移動するこ とにより間隔を変える構造とした。その他の構成および作用については上記第１ 実施例と同一なので、その説明は省略する。

【００２４】 図５には、本考案の第３実施例に係るスプールバルブのスプール６２の構造が 示されている。本実施例のスプール６２は、第１ランド部８２を金属製の環状部 材とし、その第１ランド部８２の内周面を棒部１０Ｂの外周部に設けた第１ラン ド部８２の長さより長い環状の凹溝１０Ｃの外周面に摺接し往復動自在に装着し て、第１ランド部８２の第２ランド部９側端面と凹溝１０Ｃの壁面との隙間Ｇを 調節する隙間調整用スプリング２４を第１ランド部８２の反対側端面と凹溝１０ Ｃの壁面との間に介装して成る構造としている。

【００２５】 このような構造とすることにより、第１，第２ランド部８２，９間の流路１２ に制御圧Ｐｃが加わった場合、すなわち制御圧Ｐｃ＝Ｐ₀ の場合には、第１ラン ド部８２が隙間調整用スプリング２４のスプリング力に抗して軸方向第２ランド 部９から離れる方向に移動し、上記隙間Ｇが大きくなり（図５（ａ）参照）、ま た制御圧Ｐｃが加わっていない場合、すなわち制御圧Ｐｃ＝０の場合には、第１ ランド部８２は隙間調整用スプリング２４のスプリング力によって第２ランド部 ９側に移動し、上記隙間Ｇがなくなる（図５（ｂ）参照）。このようにして第１ ランド部８２が軸方向に移動することによって第１ランド部８２と第２ランド部 ９との間隔を変えている。その他の構成および作用については上記各実施例と同 一なので、その説明は省略する。

【００２６】 尚、上記第１，第３実施例ではスプール６，６２の第１ランド部８，８２を軸 方向に移動させる構造としたが、バルブスリーブに設けられる流出入ポートの配 置によっては第２ランド部９を軸方向に移動させる構造とする場合もある。

【００２７】 また、スプールを駆動させる手段としてソレノイド７を用いたものを例にとっ て説明したが、スプールを駆動させ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。

【００２８】

【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、流出入ポートを開閉するス プールのランド部を、スプールのスプール本体に対して軸方向に移動可能とした ので、流出入ポートを開閉して圧力を制御する場合、その制御圧にしたがって各 ランド部間の間隔が変化することになる。これにより、制御圧を動的に変化させ る場合、スプールのストローク量に対する制御圧特性のヒステリシスを小さくす ることができる。したがって、スプールバルブ自体の制御性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本考案の一実施例に係るスプールバルブ
のスプールの構造を示す図で、同図（ａ）は縦断面図で
あり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図であ
る。

【図２】図２（ａ）は制御圧Ｐｃ＝Ｐ₀ の状態を示す本
考案の一実施例に係るスプールバルブの要部縦断面図で
あり、同図（ｂ）は制御圧Ｐｃ＝０の状態を示すスプー
ルバルブの要部縦断面図であり、同図（ｃ）は制御圧特
性曲線を示す図である。

【図３】図３は図１のスプールを適用したスプールバル
ブの全体縦断面図である。

【図４】図４は本考案の第２実施例に係るスプールの縦
断面図である。

【図５】図５は本考案の第３実施例に係るスプールの縦
断面図であり、同図（ａ）は制御圧Ｐｃ＝Ｐ₀ の状態を
示し、同図（ｂ）は制御圧Ｐｃ＝０の状態を示してい
る。

【図６】図６（ａ）は制御圧Ｐｃ＝Ｐ₀ の状態を示す従
来のスプールバルブの要部縦断面図であり、同図（ｂ）
は制御圧Ｐｃ＝０の状態を示すスプールバルブの要部縦
断面図であり、同図（ｃ）は従来の制御圧特性曲線を示
す図である。

【符号の説明】

１ スプールバルブ ２ 供給ポート（流出入ポート） ３ 制御ポート（流出入ポート） ４ ドレイポート（流出入ポート） ５ バルブスリーブ ６，６１，６２ スプール ７ ソレノイド ８，８１，８２ 第１ランド部 ９ 第２ランド部（スプール本体） １０，１０Ａ，１０Ｂ 棒部（スプール本体） １０Ｃ 凹溝 １１，１１Ａ 弾性体部材 １２ 流路 １３ アジャストスクリュー １４，２３ スプリング １５ ケース １６ コイル １７ センタポスト １８ 閉塞部材 １９ 固定プレート ２０ プランジャ ２１ ロッド ２２ 環状突起 ２４ 隙間調整用スプリング

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 側面に流体の流出入ポートを有するバル
   ブスリーブと、 該バルブスリーブ内に往復動自在に挿入されるランド部
   を有するスプールと、を備えて成り、 前記スプールの移動により前記ランド部によって流出入
   ポートを開閉するスプールバルブにおいて、 前記スプールのランド部を、前記スプールのスプール本
   体に対して軸方向に移動可能としたことを特徴とするス
   プールバルブ。