JPH10252940A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流量の切換えが高速で行われないようにし
て、流量の切換えに起因したサージ圧の発生を防止す
る。 【解決手段】 本発明に係る流量制御弁１０は、ソレノ
イド１３による吸引力あるいはバネ力によりソレノイド
１３の可動鉄心１２と一体的に動作するスプール１２を
摺動させて、油路１１ｆを流れる油の流量を二段階に切
換える流量制御弁１０において、ソレノイド１３の可動
鉄心１２と固定鉄心１６との間に油室１９を形成すると
ともに、可動鉄心１２に油室１９と油路１１ｆを連通さ
せる連通孔１２ｄを設け、連通孔１２ｄにオリフィス１
２ｃを配設したことを特徴とする。このため、オリフィ
ス１２ｃによって油室１９からの時間当たりの油の流出
量や流入量が制限され、前記可動鉄心の移動速度が抑え
られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ソレノイドによる
吸引力あるいはバネ力によりソレノイドの可動鉄心と一
体的に動作するスプールを摺動させて、油路を流れる油
の流量を二段階に切り換える流量制御弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】これに関する従来の流量制御弁は、弁本
体の一側にソレノイドを備え、ソレノイドが励磁される
と、ソレノイドの可動鉄心が固定鉄心に吸引されて、可
動鉄心と一体的に動作するスプールを摺動させ、油路を
流れる油の流量の切換えを行うようになっている。な
お、ソレノイドの可動鉄心及びスプールはバネにより吸
引方向と反対方向に付勢されており、ソレノイドの励磁
を解除すると、バネ力により元の状態に復帰する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにソレノイドによる吸引力やバネ力でスプールを
摺動させる方法ではスプールの摺動速度が速くなり、流
路の切換えが高速で行われる。このため、例えば、前記
流量制御弁を油圧システム等に使用すると、配管内でサ
ージ圧が発生し易くなり、このサージ圧による衝撃で衝
撃音が発生したり、油圧装置の作動不良や故障の原因に
もなる。また、車両用リフト装置の油圧システムに適用
した場合には、プラットホームの昇降速度が急変するた
め、フィーリングが悪いとともに、プラットホームがば
たつく等の問題があった。そこで、本発明のうち請求項
１、請求項２に記載された発明は、ソレノイドによる吸
引力あるいはバネ力によるスプールの摺動速度を緩やか
にして、流量の切換えに起因したサージ圧の発生を防止
しようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する流量制御弁によって解決される。即ち、請
求項１に記載の流量制御弁は、ソレノイドによる吸引力
あるいはバネ力によりソレノイドの可動鉄心と一体的に
動作するスプールを摺動させて、油路を流れる油の流量
を二段階に切り換える流量制御弁において、前記ソレノ
イドの可動鉄心と固定鉄心との間に油室を形成するとと
もに、前記可動鉄心に油室と油路を連通させる連通孔を
設け、前記連通孔にオリフィスを配設したことを特徴と
する。

【０００５】請求項１に記載の発明によると、ソレノイ
ドによる吸引力あるいはバネ力により可動鉄心が移動す
ると可動鉄心と固定鉄心との間に形成された油室の容積
は変化する。例えば、前記可動鉄心が固定鉄心に吸引さ
れる方向に移動すれば、その油室内の油は室外に押し出
される。しかしながら、油室と油路とを連通させる連通
孔にはオリフィスが設けられているため、そのオリフィ
スによって油室からの時間当たりの油の流出量は制限さ
れる。即ち、前記可動鉄心の移動速度が抑えられる。同
様に、前記可動鉄心が吸引方向と反対方向に移動する場
合にも、前記オリフィスによって油室に供給される油の
時間当たりの供給量が制限されるため、前記可動鉄心の
移動速度は抑えられる。したがって、ソレノイドによる
吸引力あるいはバネ力を受けても前記可動鉄心と一体的
に動作するスプールはゆっくり摺動するようになり、油
路を流れる油の流量の切換えが高速で行われることがな
くなる。このため、流量の切換えに起因したサージ圧の
発生を防止することができる。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、ソレノイ
ドによる吸引力あるいはバネ力によりソレノイドの可動
鉄心と一体的に動作するスプールを摺動させて、油路を
流れる油の流量を二段階に切り換える流量制御弁におい
て、前記ソレノイドの可動鉄心と固定鉄心のいずれか一
方に凸部を、他方に前記凸部が嵌合する凹部とを設け
て、可動鉄心と固定鉄心との間に凸部と凹部の嵌合部で
二分された第一の油室と第二の油室を形成するととも
に、前記可動鉄心に前記第一及び第二の油室のいずれか
と油路を連通させる連通孔を設け、さらに、前記嵌合部
に第一の油室と第二の油室を連通させ、かつオリフィス
として機能する間隙を設定したことを特徴とする流量制
御弁。請求項２に記載の発明によると、請求項１に記載
の発明と同様の作用効果を奏するとともに、オリフィス
を特別に設ける必要がなく、コストの低減を図ることが
できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施の形態〕以下、図１〜図４に基づいて本発
明の第１の実施の形態に係る流量制御弁の説明を行う。
ここで、図１は本実施の形態に係る流量制御弁の全体縦
断面図、図２、図３は本実施の形態に係る流量制御弁の
要部縦断面図、図４は図１のIV部詳細図である。前記流
量制御弁１０は油圧機器に使用される電磁式の流量制御
弁であり、弁本体１１とスプール１２及びソレノイド１
３を備えている。前記弁本体１１には、入力ポート１１
ａと出力ポート１１ｂとが形成されており、両ポート１
１ａ，１１ｂの間に略Ｚ字形の油路１１ｆが形成されて
いる。また、前記弁本体１１の中央には縦に貫通孔１１
ｋが形成されており、この貫通孔１１ｋが油路１１ｆの
縦部を構成している。

【０００８】前記貫通孔１１ｋは下端部が栓材１５によ
って閉鎖されており、上端部に筒状のガイド部材１４が
同軸に固定されている。そして、前記貫通孔１１ｋとガ
イド部材１４の部分に前記スプール１２が上下に摺動可
能な状態で収納されている。前記スプール１２は略円柱
状の部材であり、下端面から上部近傍まで軸方向に大径
の深孔１２ｄが形成されている。さらに、その深孔１２
ｄの上にはオリフィス１２ｃを介してバネ１８を収納す
る凹部１２ｘが形成されている。

【０００９】また、前記スプール１２のほぼ中央は外周
面が切削されて一定範囲で小径化しており、その小径化
部分の下部に弁体１２ｂがリング状に形成されている。
また、前記スプール１２の小径化部分には前記深孔１２
ｄと連通する横貫通孔１２ｈが形成されている。一方、
前記弁本体１１には前記スプール１２の弁体１２ｂと対
向する位置に同じくリング状に弁座１１ｚが形成されて
いる。このため、前記スプール１２が上下に摺動するこ
とにより、弁体１２ｂが弁座１１ｚに対して接離する
と、主油路Ｘの開度が変化する。

【００１０】また、前記スプール１２の下端部は弁本体
１１のフランジ部１１ｄによって半径方向から支持され
ており、そのフランジ部１１ｄの下側に、図４に示され
るように、切換えリング２０が前記スプール１２に対し
て摺動できるように装着されている。前記切換えリング
２０は圧縮バネ２１によって前記フランジ部１１ｄに当
接する位置に保持されている。ここで、前記スプール１
２の外周面とフランジ部１１ｄ及び切換えリング２０と
の間には円環形状に副油路Ｙ，Ｚが形成されている。さ
らに、前記スプール１２が上動して栓材１５から離れる
と、そのスプール１２の下端面と栓材１５との間には副
油路Ｒが形成される。このため、前記スプール１２が上
動して弁体１２ｂが主油路Ｘの開度を小さくすると小量
の油は副油路Ｙ，Ｚ，Ｒを通過できるようになる。ま
た、前記出力ポート１１ｂ側の圧力が高くなると、前記
切換えリング２０が圧縮バネ２１の力に抗して押し下げ
られる。この結果、前記切換えリング２０がフランジ部
１１ｄの油路Ｙを遮らなくなるために副油路Ｙ，Ｚ，Ｒ
を通過する油量が増加する。

【００１１】前記弁本体１１の上部には、図２、図３に
示されるように、筒状のガイド部材１４とスプール１２
とを収納するように、ソレノイド１３が同軸に装着され
ており、そのソレノイド１３の固定鉄心１６がガイド部
材１４の上部を塞いでいる。本実施形態においては、ソ
レノイド１３の固定鉄心１６に吸引される可動鉄心とス
プール１２が一体に構成されている。また、前記固定鉄
心１６とスプール（可動鉄心）１２との間には両者１
６，１２を離す方向に付勢されたバネ１８が装着されて
いる。図中、１７はソレノイド１３の電磁コイルを示
す。この構造により、前記ソレノイド１３が励磁される
と、固定鉄心１６がスプール（可動鉄心）１２を吸引す
るため、そのスプール１２は前記バネ１８の力に抗して
上動し、前述のように弁体１２ｂが弁座１１ｚに接近す
る。これによって、主油路Ｘの開度が小さくなるととも
に、前記スプール１２の下端面と栓材１５との間に副油
路Ｒが開かれる。

【００１２】また、前記ソレノイド１３が消磁される
と、スプール（可動鉄心）１２はバネ１８の力により固
定鉄心１６から離れ、その下端面が栓材１５に当接する
まで下動する。これによって、前記スプール１２と栓材
１５との間の副油路Ｒが閉じられるとともに、前記弁体
１２ｂが弁座１１ｚから離れて主油路Ｘの開度が大きく
なる。ここで、前記スプール１２が固定鉄心１６から離
れると、固定鉄心１６、スプール１２及びガイド部材１
４とによって空間１９が画成される。前記空間１９はス
プール１２の凹部１２ｘ、オリフィス１２ｃ、深孔１２
ｄ及び横貫通孔１２ｈを介して油路１１ｆと連通してい
る。このため、前記空間１９内の圧力に応じ、前記油路
１１ｆの油が深孔１２ｄ等を介してその空間１９に導か
れたり、あるいはその空間１９内の油が深孔１２ｄ等を
介して油路１１ｆに戻されたりする。即ち、前記空間１
９が本発明の油室として機能し、スプール１２の凹部１
２ｘ、オリフィス１２ｃ、深孔１２ｄ及び横貫通孔１２
ｈが油室と油路とを連通させる連通孔として機能する。
なお、本実施の形態においては、オリフィス１２ｃをス
プール１２と一体に成形したが、深孔１２ｄに別体のオ
リフィスを装着することもできる。

【００１３】次に、本実施の形態に係る流量制御弁の動
作を説明する。先ず、ソレノイド１３が消磁されている
状態では、図１、図２に示されるように、スプール（可
動鉄心）１２はバネ１８の力により固定鉄心１６から離
れ、その下端面が栓材１５に当接する位置に保持されて
いる。このため、前記弁体１２ｂは弁座１１ｚから離れ
て主油路Ｘは大きく開かれており、前記スプール１２の
下端面と栓材１５との間の副油路Ｒは閉じられている。
したがって、入力ポート１１ａに供給された油は全て主
油路Ｘを通過して出力ポート１１ｂに流れる。

【００１４】この状態で、ソレノイド１３が励磁される
と、固定鉄心１６がスプール（可動鉄心）１２を吸引す
るため、そのスプール１２はバネ１８の力に抗して上動
する。前記スプール１２が上動するとそのスプール１２
と固定鉄心１６とから画成される空間１９は容積が減少
するため圧力が上昇し、その空間１９内の油はオリフィ
ス１２ｃによって絞られながら徐々に深孔１２ｄ、横貫
通孔１２ｈを介して油路１１ｆに戻される。この結果、
スプール１２に形成された弁体１２ｂは弁座１１ｚにゆ
っくりと接近しながら主油路Ｘの開度を小さくする。こ
のため、主油路Ｘの開度を小さくする際のサージ圧の発
生を防止できる。

【００１５】このようにして主油路Ｘの開度を小さくし
た状態が、図３に示されている。この状態では、前記ス
プール１２の下端面と栓材１５との間に副油路Ｒが開か
れるため（図４ 参照）、入力ポート１１ａに供給され
た油は主油路Ｘと、前記副油路Ｙ，Ｚ，Ｒの両方を少量
流れる。

【００１６】次に、前記ソレノイド１３が消磁される
と、固定鉄心１６への吸引力が解除されるためスプール
（可動鉄心）１２はバネ１８の力で下動する。前記スプ
ール１２が下動するとそのスプール１２と固定鉄心１６
とから画成される空間１９は容積が増加するため圧力が
低下し、油路１１ｆの油が横貫通孔１２ｈ、深孔１２ｄ
及びオリフィス１２ｃ等を介して空間１９内に吸引され
る。しかしながら、前記空間１９に吸引される油はオリ
フィス１２ｃで絞られるため、油の吸引は徐々に行われ
る。この結果、スプール１２に形成された弁体１２ｂは
弁座１１ｚからゆっくりと離れながら主油路Ｘの開度を
大きくする。このため、主油路Ｘの開度を大きくする際
のサージ圧の発生を防止できる。

【００１７】このように、本実施の形態に係る流量制御
弁１０によると、オリフィス１２ｃにより、前記スプー
ル１２は固定鉄心１６に対してゆっくり摺動し、弁体１
２ｂが主油路Ｘの開度を高速で切換えることはない。し
たがって、流量の切換えに起因したサージ圧の発生を防
止することができ、油圧配管における衝撃音の発生及び
油圧機器の故障等を防止することができる。

【００１８】〔第２の実施の形態〕以下、図５、図６に
基づいて本発明の第２の実施の形態に係る流量制御弁の
説明を行う。本実施の形態に係る流量制御弁５０は、第
１の実施の形態に係る流量制御弁１０のスプール（可動
鉄心）１２と固定鉄心１６との構造を改良したものであ
り、その他の構造は第１の実施の形態に係る流量制御弁
１０と同様である。前記流量制御弁５０のスプール（可
動鉄心）５２にはその上端面に凸部５２ｔが同軸に形成
されている。一方、前記固定鉄心５６の下端面には凹部
５６ｈが同軸に形成されている。そして、前記凹部５６
ｈにスプール５２の凸部５２ｔが軸方向に摺動可能な状
態で嵌合している。即ち、前記スプール５２はその凸部
５２ｔが固定鉄心５６の凹部５６ｈに嵌合した状態でガ
イド部材５４の内部を軸方向、即ち、上下方向に摺動す
る。これにより、スプール５２と固定鉄心５６との間に
凸部５２ｔと凹部５６ｈの嵌合部で二分された第一の油
室５９ａと第二の油室５９ｂが形成される。

【００１９】また、前記スプール５２の凸部５２ｔと固
定鉄心５６の凹部５６ｈとの嵌合部分には、図５（Ｂ）
に示されるように、第一の油室５９ａと第二の油室５９
ｂを連通させ、かつオリフィスとして機能する間隙Ｓが
形成されている。また、第二の油室５９ｂはスプール５
２の凹部５２ｘ、小径孔５２ｃ、深孔５２ｄ等と連通し
ている。なお、前記小径孔５２ｃはオリフィスとしては
機能していない。

【００２０】次に、本実施の形態に係る流量制御弁の動
作を説明する。先ず、ソレノイド５３が消磁されている
状態では、図５に示されるように、スプール（可動鉄
心）５２はバネ５８の力により固定鉄心５６から離れ、
その下端面が栓材（図示されていない）に当接する位置
に保持されている。また、第一の油室５９ａ及び第二の
油室５９ｂには油が満たされている。

【００２１】この状態で、ソレノイド５３が励磁される
と、固定鉄心５６がスプール（可動鉄心）５２を吸引す
るため、そのスプール５２はバネ５８の力に抗して上動
する。これによって、前記スプール５２の凸部５２ｔは
固定鉄心５６の凹部５６ｈに摺動しながら進入する。そ
して、前記スプール５２が上動することにより、スプー
ル５２と固定鉄心５６との間に形成された第一の油室５
９ａ及び第二の油室５９ｂの容積が減少して圧力が上昇
する。これによって、第一の油室５９ａ内の油は凸部５
２ｔと凹部５６ｈとの嵌合部分に形成された間隙Ｓで絞
られながら徐々に第二の油室５９ｂに流れ、第二の油室
５９ｂから深孔５２ｄ、横貫通孔５２ｈ等を介して油路
５１ｆに戻される。この結果、スプール５２に形成され
たスプール５２ｂは弁座５１ｚにゆっくりと接近しなが
ら主油路Ｘの開度を小さくする（図６参照）。このた
め、主油路Ｘの開度を小さくする際のサージ圧の発生を
防止できる。

【００２２】次に、前記ソレノイド５３が消磁される
と、固定鉄心５６への吸引力が解除されるためスプール
（可動鉄心）５２はバネ５８の力で下動する。前記スプ
ール５２が下動すると第一の油室５９ａ及び第二の油室
５９ｂの容積が増加するため圧力が低下し、油路５１ｆ
の油が横貫通孔５２ｈ、深孔５２ｄ等を介して第一の油
室５９ａ及び第二の油室５９ｂ内に吸引される。しかし
ながら、前記第二の油室５９ｂから第一の油室５９ａに
吸引される油は前記間隙Ｓで絞られるため、油の吸引は
徐々に行われる。この結果、前記スプール５２に形成さ
れたスプール５２ｂは弁座５１ｚからゆっくりと離れな
がら主油路Ｘの開度を大きくする。このため、主油路Ｘ
の開度を大きくする際のサージ圧の発生を防止できる。

【００２３】本第２の実施の形態によると、スプール５
２の凸部５２ｔと固定鉄心５６の凹部５６ｈとの嵌合部
分に形成された間隙Ｓがオリフィスとして機能するた
め、特別にオリフィスを設ける必要がなくなり、コスト
低減になる。なお、第１、第２の実施の形態において
は、ソレノイドの可動鉄心とスプールを一体構成とした
ものについて説明したが、これに限定されるわけではな
く、別体として相互に連結したものについても同様に利
用できることは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明に係る流量制御弁では、油路を流
れる油の流量の切換えが高速で行われることがないた
め、流量の切換えに起因したサージ圧の発生を防止する
ことができる。このため、サージ圧に起因した衝撃音や
装置の故障等も防止できる。また、車両用リフト装置の
油圧システムに適用された場合には、プラットホームの
昇降速度が急変することがないため、フィーリングが良
いとともに、プラットホームのばたつきもなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る流量制御弁の
全体縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る流量制御弁の
要部縦断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る流量制御弁の
要部縦断面図である。

【図４】図１のIV部詳細図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る流量制御弁の
要部縦断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る流量制御弁の
要部縦断面図である。

【符号の説明】

１１ 弁本体 １１ｚ 弁座 １１ｆ 油路 １２ スプール（可動鉄心） １２ｂ 弁体 １２ｃ オリフィス １２ｄ 深孔（連通孔） １３ ソレノイド １６ 固定鉄心 １８ バネ １９ 空間（油室） ５２ スプール（可動鉄心） ５２ｔ 凸部 ５６ 固定鉄心 ５６ｈ 凹部 ５９ａ 第一の油室 ５９ｂ 第二の油室 Ｓ 間隙

【手続補正書】

【提出日】平成９年３月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、ソレノイ
ドによる吸引力あるいはバネ力によりソレノイドの可動
鉄心と一体的に動作するスプールを摺動させて、油路を
流れる油の流量を二段階に切り換える流量制御弁におい
て、前記ソレノイドの可動鉄心と固定鉄心のいずれか一
方に凸部を、他方に前記凸部が嵌合する凹部とを設け
て、可動鉄心と固定鉄心との間に凸部と凹部の嵌合部で
二分された第一の油室と第二の油室を形成するととも
に、前記可動鉄心に前記第一及び第二の油室のいずれか
と油路を連通させる連通孔を設け、さらに、前記嵌合部
に第一の油室と第二の油室を連通させ、かつオリフィス
として機能する間隙を設定したことを特徴とする。請求
項２に記載の発明によると、請求項１に記載の発明と同
様の作用効果を奏するとともに、オリフィスを特別に設
ける必要がなく、コストの低減を図ることができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】図５（Ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係
る流量制御弁の要部縦断面図である。図５（Ｂ）は、図
５（Ａ）における第一の油室、第二の油室及び間隙の部
分の詳細図である。

【手続補正３】

【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】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソレノイドによる吸引力あるいはバネ力
   によりソレノイドの可動鉄心と一体的に動作するスプー
   ルを摺動させて、油路を流れる油の流量を二段階に切り
   換える流量制御弁において、 前記ソレノイドの可動鉄心と固定鉄心との間に油室を形
   成するとともに、前記可動鉄心に油室と油路を連通させ
   る連通孔を設け、前記連通孔にオリフィスを配設したこ
   とを特徴とする流量制御弁。
2. 【請求項２】 ソレノイドによる吸引力あるいはバネ力
   によりソレノイドの可動鉄心と一体的に動作するスプー
   ルを摺動させて、油路を流れる油の流量を二段階に切り
   換える流量制御弁において、 前記ソレノイドの可動鉄心と固定鉄心のいずれか一方に
   凸部を、他方に前記凸部が嵌合する凹部とを設けて、可
   動鉄心と固定鉄心との間に凸部と凹部の嵌合部で二分さ
   れた第一の油室と第二の油室を形成するとともに、前記
   可動鉄心に前記第一及び第二の油室のいずれかと油路を
   連通させる連通孔を設け、さらに、前記嵌合部に第一の
   油室と第二の油室を連通させ、かつオリフィスとして機
   能する間隙を設定したことを特徴とする流量制御弁。