JPH10184938A - スプール弁型油圧制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安定した油圧振動抑制効果の確保と加工性向
上とを図る。 【解決手段】 スプール３２を摺動可能に収納するスリ
ーブ３１の一方側にスプール３２を駆動するリニアソレ
ノイド１１を設け、スリーブ３１の他方側にスプール３
２をリニアソレノイド１１側に付勢するリターンスプリ
ング５１を収納する。このリターンスプリング５１のば
ね力を調整する調整ねじ４５をスリーブ３１の他方側端
部の内周に形成した雌ねじ４４に螺合し、該調整ねじ４
５の締め込み量によってスプール３２に付与するリター
ンスプリング５１のばね力を調整する。この調整ねじ４
５に、スプール３２の振動を抑制する制振オリフィス４
９を形成する。この調整ねじ４５は、鍛造という極めて
生産性に優れた加工法で製造され、調整ねじ４５の加工
と制振オリフィス４９の加工とが同時に行われる。但
し、制振オリフィス４９が細い場合は、これを孔あけ加
工しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧振動を抑制す
る機能を備えたスプール弁型油圧制御弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スプール弁型油圧制御弁は、
各種の油圧制御回路に組み込まれて使用されている。こ
のスプール弁型油圧制御弁は、スリーブ（円筒型の弁ハ
ウジング）内にスプール（弁体）を摺動可能に収納し、
該スプールをリニアソレノイド等の駆動源により駆動し
て該スプールの位置を調整することで、油圧（出力圧）
を制御するようになっている。このスプール弁型油圧制
御弁は、スプールを目標の油圧位置へ移動させる際に、
スプールが目標の油圧位置の近辺で振動して油圧を振動
させ、これが油圧制御の安定性を低下させる原因とな
る。

【０００３】そこで、この油圧振動の対策として、特開
平５−１６４２２３号公報や実開昭５６−１８４６９号
公報では、油圧制御回路又はドレンポート（油排出ポー
ト）に制振オリフィスを設け、この制振オリフィスによ
るダンピング効果によって油圧振動を抑制して、油圧制
御を安定させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、油圧制御回路
途中の油圧配管に制振オリフィスを設ける場合、油圧配
管とは別ピースで形成した絞り部材を油圧配管に打込み
（圧入）加工しなければならず、加工性が悪く、その
分、加工コストが高くついてしまう。しかも、油圧配管
は周囲の環境の温度によって油温が変化しやすく、その
油温の変化による作動油の粘度変化によって制振オリフ
ィスのダンピング効果が変化してしまい、安定した油圧
振動抑制効果が得られない。また、油圧配管には、形状
の良い制振オリフィスを設けることは困難であり、これ
も油温の変化による作動油の粘度変化の影響を受けやす
い原因となる。

【０００５】一方、ドレンポート（油排出ポート）に制
振オリフィスを設ける場合、鋳造後のスリーブ（円筒型
の弁ハウジング）の外周部に後加工で制振オリフィスを
孔あけ加工することになる。しかし、この加工方法で
は、スリーブ外周面の切削加工（旋盤加工）と制振オリ
フィスの孔あけ加工とは加工方向が異なるため、加工工
数がかかり、その分、加工コストが高くついてしまう。

【０００６】本発明はこのような事情を考慮してなされ
たものであり、従ってその目的は、安定した油圧振動抑
制効果を得ることができると共に、加工性を向上でき
て、加工コストを低減できるスプール弁型油圧制御弁を
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、本発明の請求項１のスプール弁型油圧制御弁は、ス
プールを摺動可能に収納するスリーブの一方側に、前記
スプールを駆動する駆動手段を設け、該スリーブの他方
側に、前記スプールを前記駆動手段側に付勢するばね部
材を収納すると共に、このばね部材のばね力を調整する
調整部材を前記スリーブの他方側端部に固定し、該調整
部材の固定位置の調整によってスプールに付与するばね
力を調整する。そして、この調整部材に、スプールの振
動を抑制する制振オリフィスを形成することで、スリー
ブに制振オリフィスを形成する場合と同様の安定した油
圧振動抑制効果を得ることができる。この理由は、周
囲環境の温度の影響を受けやすい油圧配管と比較して、
スリーブ内の油温は変化が少なく、作動油の粘度変化が
少ないため、制振オリフィスによるダンピング効果が安
定するためであり、更に、調整部材には、作動油の粘
度変化の影響が少ない良好な形状の制振オリフィスを形
成できるためである。また、スリーブの外周部に後加工
で制振オリフィスを孔あけ加工する場合と異なり、調整
部材に制振オリフィスを形成する加工は加工方向を軸方
向に統一することが可能であり、加工が容易で、加工コ
ストを低減することができる。

【０００８】この場合、請求項２のように、調整部材
を、鍛造により制振オリフィスを有する形状に成形する
ことが好ましい。このようにすれば、鍛造という極めて
生産性に優れた加工法で、調整部材の加工と制振オリフ
ィスの加工とを同時に行うことができ、制振オリフィス
を後加工する必要がなく、加工コストを更に低減するこ
とができる。

【０００９】ところで、調整部材とスリーブとの固定方
法は、種々の方法が考えられるが、請求項３のように、
調整部材に雄ねじを形成し、この雄ねじをスリーブに形
成した雌ねじに締め込むことで、該調整部材をスリーブ
に固定するようにしても良い。このようなねじ止め方式
では、調整部材の締め込み量（回動量）を調整すること
で、スプールに付与するばね力を調整することができ、
ばね力の調整が極めて容易である。

【００１０】或は、請求項４のように、制振オリフィス
を調整部材の外周部に溝状に形成し、該調整部材をスリ
ーブに圧入、かしめの少なくとも一方の方法で固定する
ようにしても良い。つまり、制振オリフィスを調整部材
の中心部に形成する場合、制振オリフィスの径が細くな
るに従って、これを鍛造することが困難となるが、請求
項４のように、制振オリフィスを調整部材の外周部に溝
状に形成する場合、制振オリフィスの径が細くても、容
易に鍛造することができる。この場合、調整部材とスリ
ーブとの固定方法が圧入やかしめであるため、調整部材
の外周部に溝状の制振オリフィスを形成しても、何等支
障なく調整部材をスリーブに安定的に固定することがで
きる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態（１）を
図１に基づいて説明する。まず、スプール弁型油圧制御
弁の駆動手段となるリニアソレノイド１１の構成を説明
する。リニアソレノイド１１のハウジング１２は、ヨー
クを兼ねるように磁性材料により形成され、その内側に
は、円筒形の固定鉄心１３が一体に形成され、この固定
鉄心１３の外周には、樹脂１４で円筒状にモールド成形
されたコイル１５が嵌合装着されている。固定鉄心１３
は、コイル１５のほぼ左半分を嵌合する長さに形成さ
れ、コイル１５の右側部分には、筒状のステータ１６が
嵌合され、このステータ１６がハウジング１２の右端部
にかしめ固定されている。

【００１２】この固定鉄心１３とステータ１６の中心部
には、シャフト１７が軸方向（左右方向）にスライド自
在に挿通され、このシャフト１７の右端部が板ばね１８
の中心に固定され、この板ばね１８の外周部がステータ
１６とカバー１９との間に挟み付けられた状態でハウジ
ング１２の右端部にかしめ固定されている。上記シャフ
ト１７には可動鉄心２０が圧入固定され、この可動鉄心
２０がステータ１６の内径空洞部に軸方向に移動自在に
収容されている。この可動鉄心２０の左端面には、真鍮
等の非磁性材料で形成された非磁性スペーサ２１が固着
されている。この非磁性スペーサ２１は、可動鉄心２０
の左方向への移動を規制するストッパとして機能すると
共に、可動鉄心２０の左端面が左側の固定鉄心１３に吸
着されることを防止する役割も果たす。

【００１３】尚、コイル１５のモールド樹脂１４には、
コネクタハウジング２２が一体成形され、このコネクタ
ハウジング２２にインサート成形されたターミナル２３
とコイル１５とが電気的に接続されている。

【００１４】以上のように構成されたリニアソレノイド
１１の左端面には、スプール弁３０が組み付けられてい
る。以下、このスプール弁３０の構成を説明する。スプ
ール弁３０は、アルミダイキャストにより円筒状に形成
されたスリーブ３１内にスプール３２を摺動可能に収納
して構成したものである。そして、スリーブ３１の右端
部がハウジング１２の左端部にかしめ固定され、スプー
ル３２の右端がリニアソレノイド１１のシャフト１７の
左端に当接している。スリーブ３１には、右側から順番
にフィードバックポート３３、入力ポート３４、出力ポ
ート３５、ドレンポート３６、エア抜きポート３７が形
成されている。

【００１５】一方、スプール３２には、第１乃至第３の
各大径部３８，３９，４０が形成され、各大径部３８，
３９，４０の外周面とスリーブ３１の内周面との間に微
小の環状隙間（クリアランス）が形成されている。そし
て、第１の大径部３８と第２の大径部３９との間には、
フィードバックポート３３に連通するフィードバック室
４１が形成され、出力ポート３５から流出する作動油の
出力圧Ｐout がフィードバック室４１内にも導かれる。
このフィードバック室４１内に導入された出力圧Ｐout
（フィードバック圧力）は、第１の大径部３８と第２の
大径部３９の双方の側面（受圧面）に作用するが、この
場合、第２の大径部３９の受圧面積が第１の大径部３８
の受圧面積よりも大きく形成されているため、フィード
バック圧力Ｐout によってスプール３２が左方向（後述
するリターンスプリング５１側）に付勢される。

【００１６】また、第２の大径部３９と第３の大径部４
０との間には、油圧源（図示せず）から入力ポート３４
に供給される作動油を出力ポート３５とドレンポート３
６とに分配するための分配室４２が形成されている。そ
して、スプール３２が軸方向に移動すると、油圧源から
供給される作動油が入力ポート３４から出力ポート３５
へ流れる環状隙間の長さ（ラップＡ）と、出力ポート３
５からドレンポート３６へ流れる環状隙間の長さ（ラッ
プＢ）との比率が変化し、その結果、出力ポート３５か
ら流出する作動油の出力圧Ｐout が変化する。

【００１７】一方、スリーブ３１の左端部には、ばね部
材であるリターンスプリング５１を収納するスプリング
収納室４３が左端面を開口するように形成され、このス
プリング収納室４３の開口側の内周面に形成した雌ねじ
４４に調整部材である調整ねじ４５外周の雄ねじを螺合
することで、スプリング収納室４３の左端面開口が封止
されている。この調整ねじ４５とスプール３２との間に
は、ばね部材であるリターンスプリング５１が装着さ
れ、このリターンスプリング５１の弾発力によってスプ
ール３２がリニアソレノイド１１側（右側）に付勢さ
れ、それによって該スプール３２の右端がシャフト１７
の左端に当接した状態に保持されている。尚、調整ねじ
４５の右側部とスプール３２の左端部には、それぞれリ
ターンスプリング５１の両端を嵌合保持するばね装着溝
４６と凸部４７が形成されている。

【００１８】また、調整ねじ４５の外側面には、プラス
ドライバ等の工具（図示せず）を嵌合する十字溝４８が
形成され、この十字溝４８に工具を嵌合して調整ねじ４
５の締め込み量を調整することで、リターンスプリング
５１の圧縮量を調整して、スプール３２に付与するリタ
ーンスプリング５１のばね力を調整する。尚、ばね力の
調整後は、かしめ等の手段により調整ねじ４５を回り止
め固定する。

【００１９】更に、調整ねじ４５の軸心部には、制振オ
リフィス４９が貫通するように形成されている。この場
合、制振オリフィス４９の厚みを薄くするために、調整
ねじ４５の軸心部には、制振オリフィス４９よりも径の
大きい穴部５０が制振オリフィス４９の左側に形成され
ている。このような形状の調整ねじ４５は、アルミニウ
ム等の金属材料を鍛造して形成され、該調整ねじ４５を
鍛造する工程で、該調整ねじ４５に、十字溝４８、穴部
５０、制振オリフィス４９及びばね装着溝４６が同時に
鍛造により形成される。

【００２０】前述したスプリング収納室４３内には、オ
イルパン（図示せず）内に貯留された作動油が制振オリ
フィス４９から流入し、スプリング収納室４３全体が作
動油で満たされている。このスプリング収納室４３内に
溜まったエアは、スプリング収納室４３の外周壁に形成
されたエア抜きポート３７からオイルパン側へ排出され
る。このエア抜きポート３７は、微小な隙間を介してシ
ール壁（図示せず）に対向し、上記微小な隙間を通して
エアのみを排出し、スプリング収納室４３からの作動油
の漏れを防ぐようになっている。これにより、スプリン
グ収納室４３内には、後述する制振オリフィス４９によ
る制振効果を働かせるのに必要な作動油（非圧縮性流
体）のみが満たされ、制振効果を低下させるエア（圧縮
性流体）が排除されるようになっている。

【００２１】以上のように構成されたスプール弁型油圧
制御弁は、リニアソレノイド１１のコイル１５に通電す
る電流値を制御することで、シャフト１７でスプール３
２を左方向に押す電磁力を調整し、この電磁力と、フィ
ードバック室４１内に導入された出力圧Ｐout でスプー
ル３２を左方向に押す力と、リターンスプリング５１が
スプール３２を右方向に押すばね力との３つの力が釣り
合う位置まで、スプール３２を軸方向に移動させ、それ
によって出力ポート３５の出力圧Ｐout を調整する。こ
の結果、リニアソレノイド１１のコイル１５に通電する
電流値に比例した出力圧Ｐout が得られる。

【００２２】このようにして出力圧Ｐout を調整する際
に、スプール３２が軸方向に移動すると、スプリング収
納室４３の容積が増加又は減少する。ここで、スプリン
グ収納室４３の容積が増加する場合には、オイルパンか
ら容積増加分に相当する量の作動油が制振オリフィス４
９を通してスプリング収納室４３内に吸入され、反対
に、スプリング収納室４３の容積が減少する場合には、
スプリング収納室４３内の容積減少分に相当する量の作
動油が制振オリフィス４９を通してオイルパン内に押し
出される。

【００２３】スプール３２が移動されると、前述した３
つの力が釣り合う位置の近辺で、スプール３２が振動
し、それに同期して制振オリフィス４９を作動油が頻繁
に出入りするようになる。この際、制振オリフィス４９
は、作動油の出入りを少なくするように働き、スプリン
グ収納室４３の内容積（作動油量）の増減振動を抑える
ダンピング効果が発生し、これによってスプール３２の
振動を速やかに抑える。このような制振オリフィス４９
による制振効果により、スプール３２の振動を抑えた応
答性の良い油圧制御が可能となる。

【００２４】以上説明した実施形態（１）によれば、調
整ねじ４５に制振オリフィス４９を形成したので、作動
油の粘度変化の影響が少ない良好な形状の制振オリフィ
ス４９を形成することができる。しかも、周囲環境の温
度の影響を受けやすい油圧配管と比較して、スリーブ３
１内の油温は変化が少なく、作動油の粘度変化が少ない
ため、制振オリフィス４９によるダンピング効果を安定
させることができ、スリーブ３１に制振オリフィスを形
成する場合と同様の安定した油圧振動抑制効果を得るこ
とができる。

【００２５】しかも、スリーブ３１の外周部に後加工で
制振オリフィス４９を孔あけ加工する場合と異なり、調
整ねじ４５に制振オリフィス４９を形成する加工は加工
方向を軸方向に統一することができる。これにより、調
整ねじ４５を、鍛造により制振オリフィス４９を有する
形状に成形することが可能となり、鍛造という極めて生
産性に優れた加工法で、調整ねじ４５の加工と制振オリ
フィス４９の加工とを同時に行うことができて、制振オ
リフィス４９を後加工する必要がなく、加工工数を削減
できて、加工コストを低減することができる。

【００２６】但し、本発明は、調整ねじ４５に後加工で
制振オリフィス４９を孔あけ加工するようにしても良
く、この場合でも、調整ねじ４５と制振オリフィス４９
との加工方向を軸方向に統一することができるので、ス
リーブ３１に制振オリフィスを孔あけ加工する場合と比
較して、加工が容易で、加工コストを低減することがで
きる。

【００２７】また、本実施形態（１）では、調整ねじ４
５に制振オリフィス４９を形成したので、スプール３２
の大径部３９の端縁部に、従来、油振対策上必要とされ
ていたノッチを形成する必要がなくなり、スプール３２
の加工工数も削減することができる。

【００２８】ところで、本実施形態（１）のように、調
整ねじ４５（調整部材）の中心部に制振オリフィス４９
を形成する場合、制振オリフィス４９の径が細くなるに
従って、これを鍛造することが困難となる。

【００２９】そこで、図２に示す本発明の実施形態
（２）では、リターンスプリング５１のばね力を調整す
る調整部材６１の外周部に、軸方向に延びる溝状の制振
オリフィス６２を形成している。そして、この調整部材
６１をスリーブ３１の先端部に嵌め込み、リターンスプ
リング５１の圧縮量（ばね力）を調整した状態でスリー
ブ３１の先端部の薄肉部６３を外側から内方にかしめる
ことで、調整部材６１をスリーブ３１の先端部にかしめ
固定している。これ以外の構成は、前記実施形態（１）
と同じであるので、説明を省略する。

【００３０】本実施形態（２）では、制振オリフィス６
２を調整部材６１の外周部に溝状に形成しているため、
制振オリフィス６２の径が細くても、容易に鍛造するこ
とができる。従って、制振オリフィス６２の径が細い場
合でも、鍛造という極めて生産性に優れた加工法で、調
整部材６１の加工と制振オリフィス６２の加工とを同時
に行うことができて、制振オリフィス６２を後加工する
必要がなく、加工工数を削減できて、加工コストを低減
することができる。

【００３１】この場合、調整部材６１とスリーブ３１と
の固定方法がかしめであるため、調整部材６１の外周部
に溝状の制振オリフィス６２を形成しても、何等支障な
く調整部材６１をスリーブ３１に安定的に固定すること
ができると共に、その固定によって溝状の制振オリフィ
ス６２が狭められたり塞がれたりすることがなく、前記
実施形態（１）の制振オリフィス４９と同様の安定した
油圧振動抑制効果を得ることができる。その他、本実施
形態（２）においても、前記実施形態（１）と同じ効果
を得ることができる。

【００３２】尚、本実施形態（２）では、調整部材６１
をスリーブ３１にかしめにより固定するようにしたが、
圧入により固定するようにしても良く、勿論、圧入とか
しめを併用し、圧入後にかしめて固定するようにしても
良い。

【００３３】その他、本発明は、各実施形態（１），
（２）の構成に限定されず、例えばスプール３２の構造
やリニアソレノイド１１の構造を適宜変更しても良い
等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態（１）を示すスプール弁型油
圧制御弁の縦断正面図

【図２】本発明の実施形態（２）を示すもので、（ａ）
はスプール弁型油圧制御弁の左端面図、（ｂ）は同縦断
正面図

【符号の説明】

１１…リニアソレノイド（駆動手段）、１２…ハウジン
グ、１３…固定鉄心、１５…コイル、１６…ステータ、
１７…シャフト、１８…板ばね、２０…可動鉄心、２１
…非磁性スペーサ、２２…コネクタハウジング、３０…
スプール弁、３１…スリーブ、３２…スプール、３３…
フィードバックポート、３４…入力ポート、３５…出力
ポート、３６…ドレンポート、３７…エア抜きポート、
３８…第１の大径部、３９…第２の大径部、４０…第３
の大径部、４１…フィードバック室、４２…分配室、４
３…スプリング収納室、４４…雌ねじ、４５…調整ねじ
（調整部材）、４８…十字溝、４９…制振オリフィス、
５０…穴部、５１…リターンスプリング（ばね部材）、
６１…調整部材、６２…制振オリフィス。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スリーブ内にスプールを摺動可能に収納
   し、前記スリーブの一方側に、前記スプールを駆動する
   駆動手段を設け、前記スリーブの他方側に、前記スプー
   ルを前記駆動手段側に付勢するばね部材を収納すると共
   に、このばね部材のばね力を調整する調整部材を前記ス
   リーブの他方側端部に固定したスプール弁型油圧制御弁
   において、 前記調整部材に、前記スプールの振動を抑制する制振オ
   リフィスを形成したことを特徴とするスプール弁型油圧
   制御弁。
2. 【請求項２】 前記調整部材は、鍛造により前記制振オ
   リフィスを有する形状に成形されていることを特徴とす
   る請求項１記載のスプール弁型油圧制御弁。
3. 【請求項３】 前記調整部材には、雄ねじが形成され、
   この雄ねじが前記スリーブの他方側端部に形成した雌ね
   じに締め込まれることで、該調整部材が前記スリーブの
   他方側端部に固定されていることを特徴とする請求項１
   又は２に記載のスプール弁型油圧制御弁。
4. 【請求項４】 前記制振オリフィスは、前記調整部材の
   外周部に溝状に形成され、該調整部材は、前記スリーブ
   の他方側端部に圧入、かしめの少なくとも一方の方法で
   固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載
   のスプール弁型油圧制御弁。