JPS5958285A - 比例電磁制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比例電磁制御弁に関し、詳しくは、流体ポンプ
と各種流体作動機器間の流体管路に介装されて、ソレノ
イドに印加される制御電流に応じて流体作動機器に対す
る圧力流体の給排を比例制御する比例電磁制御弁に関す
る。

この種比例電磁制御弁（以下単に制御弁ということがあ
る）は、例えば第１図に示すように、流体ポンプＰと各
種流体作動機器ＡのシリンダＣ間の流体管路中に介装し
て使用されるもので、かかる制御弁■は第２図に示すよ
うに、流体ポンプＰに接続される供給ポート１ａ、流体
タンクＴと共通のリザーバに接続される排出ポー）１ｂ
及び流体作動機器ＡのシリンダＣに接続される給排ポー
）１ｃを有しかつこれらポー）１ａ、１ｂ、１ｃが開口
する内孔１ｄを形成してなるバルブ本体１と、バルブ本
体１の内孔１ｄ内に摺動可能に嵌挿されて軸方向変位に
より給排ポートＩｃと供給ポー）１（Ｚ、排出ポー１１
’ｂとの連通を独立的に断続する２つのスプール’ｌａ
、２ｂと、印加される９− 制御電流に応じて両スプール２ａ、２ｂに独立的に軸方
向変位をもたらす２つのソレノイド６ａ、６ｂ等を主要
構成部材としている。かかる構成により、制御弁■にお
いては、一方のソレノイド３ａに制御電流が印加される
と、制御電流に応じた吸引力がソレノイド６ａに生じて
スプール２ａを吸引し、流体ポンプＰから供給ポート１
ａ及び給排ポート１ｃを経てシリンダＣへ供給される流
体の流量Ｑを第６図のグラフＩａのごとく比例制御し、
又他方のソレノイド６ｂに制御電流が印加されると、制
御電流に応じた吸引力がソレノイド６ｂに生じてスプー
ル２ｂを吸引し、シリンダＣから給排ポー）ＩＣ及び排
出ボー）１ｂ（ｉ７経てリザーバへ排出される流体の流
量Ｑを第６図のグラフｌｌｂのごとく比例制御する。

このように、かかる制御弁■においては、２つのソレノ
イド６ａ、６ｂは必須不可欠の構成部材であるため制御
弁は必然的に高価にならざるをえず、又各ソレノイド６
ａ、３ｂに制御電流を選択的に印加しなければならない
ために電流の制御が複雑にならざるをえなかった。

本発明は、このような実状に着目してなされたもので、
その主たる目的は、この種制御弁を流体作動機器に対す
る流体の給排を制御するメインバルブとこれに組付けら
れて１つのソレノイドによす駆動されるパイロットバル
ブとによって構成して、このパイロットバルブの作動に
応答して前記メインバルブが流体の給排を制御しうるよ
うにした制御弁を提供するにある。

しかして、本発明は上記目的を達成すべく、圧力流体の
供給ポート、排出ポート及びこれら両ポートの中間部に
位置する給排ポートを有しかつこれら３つのポートが開
口する内孔を形成してなるメインバルブ本体と、前記供
給ポートに連通ずる軸方向に延びる貫通孔を有し前記内
孔内に摺動可能に嵌挿されてその両端にて前記貫通孔に
連通ずる一対の圧力室を形成するとともにその軸方向変
位に応じて前記給排ポートを前記供給ポート又は排出ポ
ートに選択的に連通させるメインスプールと、前記給排
ポートと前記供給ポート及び排出ポートとの連通を遮断
すべく前記メインスプールを中立位置へ付勢するスプリ
ングと、軸方向変位により前記各圧力室を前記排出ポー
トに選択的に連通させるパイロットスプールと、印加電
流に応じて前記パイロットスプールを軸方向へ変位させ
るソレノイドとを備えてなる比例電磁制御弁にその要旨
がある。

これにより、本発明においては、１つのソレノイドヲ備
えたパイロットバルブの作動によりメインバルブの面圧
力室間にソレノイドに印加される制御電流に応じた差圧
を生じさせ、この差圧によりメインスプールに軸方向変
位をもたらすことができるため、メインバルブがパイロ
ットバルブの作動に応答して圧力流体の給排を制御し得
る比例電磁制御弁を提供することができる。従って、本
発明によれば、２つのソレノイドを必須不可欠とする従
来のこの種比例電磁制御弁に比しその価格が廉価になる
とともに、ソレノイドに印加される電流の制御が簡単に
なる。

以下、本発明を図面に基づいて説明するに、第一５＝ ４図には本発明に係る比例電磁制御弁の一例が示されて
いて、この制御弁はメインバルブ１０とこれに一体的に
組付けたパイロットバルブ２０とによって構成されてい
る。

メインバルブ１０を構成するパルプ本体は、段付内孔を
有するメインハウジング１１とその段付内孔の大径部１
１ａに液密的に嵌合固定したメインスリーブ１２とから
なるもので、メインハウジング１１は流体ポンプＰに接
続される供給ポート１１ｂ、’Ｊザーバに接続される排
出ポート１１Ｃ及びこれら両ポー）１１ｂ、１１ｃの中
間部に位置し流体作動機器のシリンダＣに接続される給
排ポート１１ｄを備えている。また、メインスリーブ１
２はメインハウジング１１０段付内孔と同軸の軸方向へ
延びる内孔１２ａを備えるとともに、メインハウジング
１１の各ポート１　ｌ　ｂ、　１１　ｃ。

１１ｄを内孔１２２内に開口させる６つのポート１２ｂ
、１２ｃ、１２ｄを備えていて、メインスリーブ１２の
内孔１２７１＋内にメインスプール１３が摺動可能に嵌
挿されている。メインスプール１３−武一 は、その軸方向に延びる貫通孔１３ａと、径方向に延び
てポート１２ｂに開口し貫通孔１３ａを供給ポー１−１
　ｌ　ｂに連通ずるポート１３ｂを備え、貫通孔１３１
７０両端部には絞り孔を有する絞り部材１４ａ、１４ｂ
が嵌合固定されている。このメインスプール１６は、メ
インスリーブ１２の内孔１２、ｆｆの両端に液密的に嵌
合して取付けた両プラグ１５２，１５ｂとメインスプー
ル１６の両端間に介装した一対の圧縮スプリング１６ａ
、１６ｂにて中立位置に付勢され、メインスプール１３
の両端にて一対の圧力室Ｒα、Ｒｂを形成している。

これら両圧力室Ｒｎ、Ｒｂは、メインスプール１６の貫
通孔１３ａを通して互に連通し、またメインスプール１
３のポート１３ｂ及びメインスリーブ１２のポー）１２
１）を通してメインハウジング１１の供給ボー）１１ｂ
に連通している。

かかるメインパルプ１０においては、両圧力室Ｒα、Ｒ
ｂ内に供給ポート１１ｂを通して圧力流体が付与されて
いて、両圧力室Ｒａ、Ｒｂが同圧の場合メインスプール
１６は中立位置にあって、給排ポー）１１ｄと供給ボー
）１１１）及び排出ポート１１Ｃとのいずれの連通をも
遮断している。

また、後述するパイロットバルブ２０の作動によυ両圧
力室Ｒα、Ｒｂ間に差圧が生じた場合、メインスプール
１３は差圧に応じて軸方向に変位し、メインスプール１
３の外周に設けた環状のスリット１３Ｃを通して給排ポ
ー）１１ｄを供給ポート１１１）又は排出ポー）１１ｃ
に連通させ、圧力流体の給排を面圧力室Ｒａ、Ｒｂ間の
差圧に応じて比例制御する。

一方、パイロットバルブ２０を構成するパルプ本体は、
段付内孔２１ａを有しメインハウジング１１と一体のパ
イロットハウジング２１と、段付内孔２１．１Ｚ内に嵌
合固定したパイロットスリーブ２２と、非磁性体からな
る筒状スリーブ２３１１＋を外端部に固着されパイロッ
トハウジング２１の開口端に液密的に嵌合固定した磁性
体からなるガイドスリーブ２６にて形成されている。パ
イロットスリーブ２２は、軸方向へ延びる内孔２２／Ｚ
とこの内孔２２１１＋内に開口する３つのポート２２ｂ
、２２Ｃ，２２ｄを備えており、第１ポート２２ｂと第
２ポー）２２ｃはメインバルブ１０の各圧力室ＨｔＬ、
Ｒｂにそれぞれ連通し、かつ第３ポート２２（１は排出
ポー）１１ｃに連通している。かがるパルプ本体には、
パイロットスリーブ２２の内孔２２ａ及びガイドスリー
ブ２６の内孔内にパイロットスプール２４が摺動可能に
嵌挿され、また筒状スリーブ２３ａの外周には非磁性体
からなるボビン２５ａに巻回したソレノイド２５が設け
られ、かつ筒状スリーブ２３ａの内部には磁性体からな
るヨーク２６が嵌合固定されている。このヨーク２６の
外端には、固定ボルト２６ａにて磁性体からなるカバー
２６ｂが固定されており、このカバー２６ｂはソレノイ
ド２５の外周を覆ってその開口端をガイドスリーブ２６
に当接させている。

しかして、パイロットスプール２４は軸方向に延びる貫
通孔２４ａと、外周に設けられ貫通孔２４ａに連通ずる
環状のスリツ）２４ｂを備え、パイロットハウジング２
１の段付内孔２１．ｆｆの底部とパイロットスプール２
４の一端間に介装した圧縮ス９− プリング２７ａと、パイロットスプール２４に嵌合固定
した座金２４０と調整ネジ２８ａに当接するリテーナ２
８間に介装した圧縮スプリング２７１）とにより付勢さ
れて組付けられている。

かかるパイロットバルブ２０においては、制御電流がソ
レノイド２５に印加されると、ソレノイド２５からカバ
ー２６ｂ１ガイドスリーブ２３、パイロットスプール２
４、ヨーク２６、カバー２６ｂ及びソレノイド２５を通
る磁束が形成され、パイロットスプール２４にはソレノ
イド２５に印加された電流に比例した矢印方向の吸引力
が作用する。

しかして、各圧縮スプリング２７ａ１２７ｂの付勢力は
、最大の制御電流■ｏの１４の制御電流１４工〇がソレ
ノイド２５に印加されたとき生じる吸引力とにより、パ
イロットスプール２４を中立位置に付勢するように設定
されている。パイロットスプール２４が中立位置にある
場合、パイロットスプール２４は第３ポート２２ｄと第
１ポート２２ｂ及び第２ポー）２２ｃとのいずれの連通
をも遮断しており、ソレノイド２５に印加される制御電
流１０− が騒工０から増減するとパイロットスプール２４が制御
電流に応じて軸方向に変位して、パイロットスプール２
４のスリット２４ｂを通して第６ボー）２２ｄを第１ポ
ート２２ｂ又は第２ボート２２ｃに連通させる。これに
より、メインパルプ１０のいずれか一方の圧力室Ｒａ又
はＲｂを排出ポート１１ｃに連通させて、両圧力室Ｒａ
Ｓ　Ｒｂ間に制御電流に応じた差圧を生じさせる。

このように構成した本実施例の制御弁においては、パイ
ロットバルブ２０のソレノイド２５に騒■ｏの制御電流
が印加されている場合には、ソレノイド２５に生じる吸
引力と両圧縮スプリング２７ａ１２７ｂとの付勢力にて
パイロットスプール２４は中立位置にある。このため、
パイロットスリーブ２２の第６ポート２２ｄは第１ポー
ト２２ｂとも又第２ポー）２２ｃとも連通を遮断されて
いて、メインパルプ１０の供給ポー）１１ｂを通して圧
力流体を付与される両圧力室Ｒα、Ｒｂは同圧に維持さ
れている。この結果、メインパルプ１０のメインスプー
ル１６も中立位置にあって、給排ポーＩ−１１ｄは供給
ポート１１ｂとも又排出ポート１１ｃとも連通を遮断さ
れている。従って、この状態において制御弁のメインバ
ルブ１０は非作動状態にあり、流体作動機器に対する流
体の給排制御は、第５図の’１２　Ｉｏ点にて示すよう
に全くなされていない。

しかして、パイロットバルブ２０のソレノイド２５へ印
加される制御電流が１４工０より小さくなると、ソレノ
イド２５の吸引力が漸次小さくなって中立位置にあるパ
イロットスプール２４Ｕ第４図の矢印Ｘ１方向へ変位す
る。このため、パイロットスプール２４はそのスリット
２４１）を介してパイロットスリーブ２２の第６ポート
２２ｄを第１ポート２２ｂに連通させるとともに、その
連通路の開口面積を制御電流の減少に応じて大きくする
。この結果、第１ボー）２２ｂ及び第６ポート２２（１
全通してメインバルブ１０の一方の圧力室Ｒαと排出ポ
ート１１Ｃとが連通して両圧力室Ｒα、Ｒ１）間に制御
電流に応じた差圧が生じ（Ｒα＜Ｒｂ）、この差圧によ
Ｖメインバルブ１０のメインスプール１６が第４図の矢
印ｘ２方向へ変位する。従って、メインスプール１６は
そのスリット１３Ｃを介して給排ポー）１１ｄを供給ポ
ート１１ｂに連通させるとともに、その連通路の開口面
積を両圧力室Ｒα、Ｒｂ間の差圧の増加すなわち制御電
流の減少に応じて大きくする。この結果、流体ポンプＰ
から供給ポー）１１ｂ及び給排ポート１１ｄを通して流
体作動機器のシリンダＣへ供給される流体の流量Ｑは、
第５図のグラフＶαに示すように比例制御される。

これとは逆に、パイロットパルプ２０のソレノイド２５
へ印加される制御電流が１４工０より大きくなると、ソ
レノイド２５の吸引力が漸次大きくなって中立位置にあ
るパイロットスプール２４は第４図の矢印ｘ３方向へ変
位する。このため、パイロットスプール２４はそのスリ
ット２４１）を介してパイロットスリーブ２２の第６ポ
ート２２ｄを第２ポート２２Ｃに連通させるとともに、
その連通路の開口面積を制御電流の増加に応じて大きく
する。この結果、第２ポート２２Ｃ及び第６ポ１３− −）２２ｄを通してメインバルブ１０の他方の圧力室Ｒ
ｂと排出ポート１１ｃとが連通して両圧力室Ｒａ、Ｒｂ
間に制御電流に応じた差圧（Ｒ（１，＞Ｒｂ　）が生じ
、この差圧によりメインパルプ１０のメインスプール１
３が第４図の矢印Ｘ４方向へ変位する。従って、メイン
スプール１３はそのスリブ）１３ｃを介して給排ポート
１１ｄを排出ポー）１１ｃに連通させるとともに、その
連通路の開口面積を両圧力室Ｒα、Ｒｂ間の差圧の増加
すなわち制御電流の増加に応じて大きくする。この結果
、流体作動機器のシリンダＣから給排ポート１１ａ及び
排出ポー）１１ｃを通ってリザーバへ排出される流体の
流量Ｑは、第５図のグラフＶｂに示すように比例制御さ
れる。

このように、本実施例の制御弁においては、１つのソレ
ノイド２５により駆動されるパイロットパルプ２０の作
動に応じて生じる両圧力室Ｒａ。

Ｒｈ間の差圧により、メインバルブ１０が流体作動機器
に対する圧力流体の給排を比例制御し得るように構成さ
れているため、従来のこの種制御弁１４− のごとく２つのソレノイドを必要としない。従って、本
実施例の制御弁は、従来のこの種制御弁に比しその価格
が廉価であり、又ソレノイドへ印加される制御電流の制
御が簡単になる。

なお、本実施例は本発明の一実施例を示すもので、本発
明はこれにのみ限定されるものではなく、流体ポンプと
各種流体作動機器間の流体管路に介装されソレノイドに
印加される制御電流に応じて流体作動機器に対する圧力
流体の給排を比例制御する各種型式の比例電磁制御弁に
適用し得るものであり、又適用するに際しては上記実施
例を適宜変更し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用対象とする制御弁の一使用例を示
す概略図、第２図は従来のこの種制御弁の一部縦断側面
図、第６図は同制御弁の作動特性を示すグラフ、第４図
は本発明に係る制御弁の一実施例を示す縦断面図、第５
図は同制御弁において電流ｌ−１４Ｉｏとして制御した
場合の作動特性を示すグラフである。 符号の説明 １０・・・メインパルプ、１１・・・メインハウジング
、１１ｂ・・・供給ポート、１１ｃ・・・排出ポート、
１１ｄ・・・給排ポート、１２・・・メインスリーブ、
１６・・・メインスプール、１３ａ・・・貫通孔、１６
１１１，１６ｂ・・・圧縮スプリング、２０・・・パイ
ロットバルブ、２１・・・パイロットハウジング、２２
・・・パイロットスリーブ、２２ｂ・・・第１ポート、
２２ｃ・・・第２ポート、２２ｄ・・・第３ポー）、２
４・・・パイロットスプール、２５・・・ソレノイド、
２６・・・ヨーク、２７１７１２７ｂ・・・圧縮スプリ
ング、Ｒα、Ｒｂ　・・・圧力室、■・・・従来の制御
弁。 出願人　豊田工機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 圧力流体の供給ポート、排出ポート及びこれら両ポート
   の中間部に位置する給排ポートを有しかつこれら３つの
   ポートが開口する内孔を形成してなるメインバルブ本体
   と、前記供給ポートに連通ずる軸方向に延びる貫通孔を
   有し前記内孔内に摺動可能に嵌挿されてその両端にて前
   記貫通孔に連通ずる一対の圧力室を形成するとともにそ
   の軸方向変位に応じて前記給排ポートを前記供給ポート
   又は排出ポートに選択的に連通させるメインスプールと
   、前記給排ポートと前記供給ポート及び排出ポートとの
   連通を遮断すべく前記メインスプールを中立位置へ付勢
   するスプリングと、軸方向変位により前記各圧力室を前
   記排出ポートに選択的に連通させるパイロットスプール
   と、印加電流に応じて前記パイロットスプールを軸方向
   へ変位させるソレノイドとを備えてなる比例電磁制御弁
   。 １−