JPS62147181A - 電磁比例式圧力制御弁 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧・空気回路等において、その通路途中を
流れる作動流体の圧力を制御する制御弁に関する。特に
本発明制御弁は、大流量、高圧力の作動流体の制御に適
する。

〔従来の技術〕

従来圧力を電気的に制御する手段として電磁比例式圧力
制御弁が用いられている。その中でもパイロット式の電
磁比例式圧力制御弁は、１￥、、こ高圧力の作す１流体
の制御に用いて有効である。ずなわち高圧力の作動流体
を制御する制御弁を、電磁弁で直接駆動したのでは、電
磁弁に多大な出力が要求される。このことは、制御弁の
体格が大きくなることを意味し、実用上不向きである。

そこで従来より作動流体を制御する制御弁部を、圧力室
の圧力に応して駆動するようにしており、圧力室内の圧
力を電磁弁で制御するような電磁比例式圧力制御弁は提
案されていた。

この電磁比例式圧力制御弁は、制御弁のハンチングの発
生原因となる圧力室内の圧力変動が問題となるため、圧
力室の容積を大きくして圧力変動を小さくしたり圧力室
の圧力変動を、スピル通路により逃がしていた。そして
このスピル通路途中には圧力室内の圧力ハンチング等を
減少させるための機構が設けられていた。

しかしながらこのような従来のものでは、体格が大きく
、また前述の通り制御弁部から別にスピル通路を形成す
る場合、その流路が複雑となるという問題があった。ま
た流路形成と共に圧力制御弁全体の体格も大きくなって
しまうという問題があった。

〔発明の解決しようとする技術的課題〕本発明は上記点
に鑑みて案出されたもので、体格が小さく形状が比較的
簡単な電磁比例式圧力制御弁を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため、制御弁部を有底円筒
形に形成する。そして有底円筒形制御弁部の内部に筒状
をしたロンドを、このロンドと制御弁部とが摺動可能と
なるようにして配設する。

すなわち本発明では有底円筒形状をした制御弁部の内部
と、ロンド頭部との間に第１圧力室を構成し、前記制御
弁部底部とロッド部スカート部の間に第２圧力室を構成
する。

〔作用〕

このように構成することにより、本発明電磁比例式圧力
制御弁によればスピル通路形成のため特別な空間を必要
としない。しかも、本発明制御弁によればロンド外面と
制御弁部内面との間の摺動面部分にスピル通路が形成さ
れるため、このスピル通路による流体の流入、流出制御
効果が極めて良好に発揮される。そしてそのことにより
第２圧力室にダンパ機能を持たせることができ、その結
果制御弁部のハンチングが良好に抑えられる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を図に基づいて説明する。

第１図は圧力制御弁を示す断面図で、図中１００は磁性
材料性のステータである。１０１はこのステータ１００
外面に形成されたコイル、１０４はこのコイルを覆うハ
ウジングである。１０２はコイルの端子でハウジングの
端部より外方に延出している。

ハウジング１０４内部には磁性材料性のアーマチャ１０
３が配設されている。アーマチャはハウジング１０４内
に図中左右方向に移動可能な状態で配設されており、ア
ーマチャ１０３ステータ１０４との間には微少間隙が形
成されている。１０５はステータ内に摺動自在に配設さ
れたピストンであり、このピストン１０５の端部はアー
マチャ１０３にナツト１０６等により固定されている。

従ってピストン１０５はアーマチャと一体に図中左右方
向に移動することになる。１０８はハウジング１０４の
端部を覆うめくら栓である。。

１１３はステータ１００端部に配設された非磁性材料性
の保持板である。そしてこの保持板１１３の中央部には
貫通穴が形成されており、この穴内にパイロット弁体１
１０が摺動自在に配設されている。パイロしト弁体１１
０はピストン１０５の図中左端に形成され、従ってピス
トン１０５が図中左方向に移動した時にはパイロ、ト弁
体１１０も同じく図中左方向に移動する。

ハウジング１０４はその外面にネジ部が形成されており
、このネジ部により作動流体通路２００に固定されてい
る。作動流体通路には流入通路２０２および流出通路２
０１が形成されている。ずなわら作動流体通路２００に
は通路２０２側より高圧の作動流体が流入し通路２０１
側より導出することになる。そして流体通路部には、弁
座部１２１を有する環状体１２０が配設されている。な
おこの環状体１２０の弁座部１２１は吸入通路２０２と
連通ずる。また環状体にはその外周に複数の流出穴１２
４が形成されており、この流出穴１２４は吐出通路２０
１と導通する。そして、流通通路部のうちこの環状部１
２０と対向する部分には環状の溝部２０３が形成されて
いる。従って前述の流出穴は具体的にはこの溝部２０３
に対向し流出穴より導出される流体は溝部２０３を介し
て吐出通路２０１側へ流れる。

環状体１２０の内部には制御弁部１２３が摺動自在に配
設されている。制？ＩＩＩ弁部は有底円筒形状をしてお
り、その頭部が環状体１２０の弁座部１２１に当接可能
となっている。また制御弁部の底部中央には絞り通路１
２８が貫通形成されている。また同しく制御弁部の底部
にはフィルター１２９が配設されている。

有底円筒形状をした制御部の内部には筒状のロッド１２
２が配設されている。そしてこのロッド頭部１２２ａと
有底円筒形状をした制御弁部の内部とにより第１圧力室
１６０ａが形成される。

また、制御弁部底部１２３ａとロソドス力−１一部１２
２ｂの間に第２圧力室１６０ｂが形成される。

この第１圧力室１６０ａは上述の絞り通路１２８を介し
て流体通路部の吸入通路２０２と連通している。またこ
の第１圧力室１６０ａ内にはスプリング１２６が配設さ
れている。スプリングはその一端がロッド１２２によっ
て支持され、またその他端は制御弁部゛１２３の底部に
支持されている。

そしてこのスプリングの付勢力により、制御弁部１２３
は弁座部１２１と当接する方向に押圧される。

ロッド１２２の中央部には逃がし通路１２５が形成され
ている。この逃がし通路は、前述したパイロットバルブ
と対向する。すなわち、逃がし通路にはパイロットシー
ト部１２７が形成されている。そしてパイロット弁の先
端テーバ部１１２がこのパイａ　ノドシート部１２７と
当接可能となっている。なお逃がし通路１２５はロッド
１２２と支持板１１３との間の隙間を介して流体通路部
２００の流出通路２０１に連通している。

また、流出通路２０１は０．７１”　１２２と支持板１
１３との間の隙間を介して、ステータ１００とピストン
１０５の隙間５０．アーマチャ１０３とめくら栓１０８
の隙間に導かれている。したがって、パイロットシート
部１２７がシートした場合、ピストン１０５とアーマチ
ャ１０３に作用する力は、上流圧力と下流圧力の差圧が
、パイロットシー）・面積に作用する力に相当すること
になる。

前述したとおり、ロッド１２２は制御弁部１２３の内部
に配設されているが、この制？′Ｉｌｌ弁部１２３とロ
ット１２２との間には微少間隙が形成されている。この
微少間隙はスピル通路１６３として働く。従って第１圧
力室１６０ａと第２圧力室＋６０ｂはこのスピル通路１
６３により連通している。

上述のとおり本例の圧力制御弁では２種類の弁座部を有
することになる。一方は環状体１２０の弁座部１２１で
あり、他方はロットの逃がし通路１２５端部に形成され
たパイロットシート部１２７である。図より明らかなよ
うに、後者のパイロットシート部１２７の受圧面積の方
が、前者の弁座部１２１の受圧面積に比べ数段小さくな
っている。換言すれば、制御弁部１２３の受圧面積に比
べ、パイロット弁１１０の受圧面積は極めて小さくなっ
ている。次に上記構成よりなる圧力制御弁の作動を説明
する。まずコイル１０１に電流が印加されている状態を
説明する。この場合にはコイル１０１の起磁力によりア
ーマチャ１０３はステータ１００側に吸引される。この
アーマチャ１０３の移動はピストン１０５とパイロット
弁１１０に伝えられる。すなわちコイル１０１が励磁し
た状態ではパイロット弁１１０は図中左側に押圧され、
パイロット弁１１０先端のテーパ部１１２はパイロット
シート部１２７を寒く。このことにより、逃がし通路１
２５が閉しられることになる。

従って第１圧力室１６０ａから逃がし通路１２５を介し
て吐出通路２０１側へ流れる通路が遮断される。そして
、第１圧力室１６０ａは絞り部１２８を介して吸入通路
２０２と連通しているため、次第に第１圧力室１６０ａ
内の圧力は吸入室２０２の圧力と等しくなる。なお吸入
室２０２内の作動流体が第１圧力室１６０ａに供給され
ることになるが、この際作動流体と共に粉塵等が圧力室
１６０に流入することはない。すなわち本例では絞り通
路１２８の開口部にフィルター１２９が配設されており
、このフィルターにより粉塵等が除去される。

また、第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂはスピ
ル通路１セ３により連通しているため、第１圧力室１６
０ａと第２圧力室１６０ｂの圧力は、次第に等しくなる
。

上述のように所定の時間遅れを伴って第１圧力室１６０
ａ内の圧力と第２圧力室１６０ｂ内の圧力は吸入通路２
０２内の圧力と等しくなる。そうすると、制御弁１２３
に油圧が作用する面積差により、制御弁１２３は図中左
側へ、油圧により押しつけられることになる。これが第
１図に示した状態であり、この状態では制御弁部先端は
弁座部１２１と当接し、吸入通路２０２を寒くことにな
る。

すなわちコイル１０１が励磁した状態では制御弁部１２
３は流体通路部２００を寒く。

また上述したように、パイロット弁体の受圧パイロット
弁１１０の受圧面積は制御弁部１２３の受圧面積に比べ
て極めて小さくなっている。そのためコイル１０１に要
求される電磁力は小さなものでよい。すなわち小さな電
磁力であってもパイロット弁部１１０によりパイロット
シート部１２７を閉じることは可能である。そしてこの
ようにパイロットシート部１２７を閉じれば、大きな受
圧面積を有する制御弁部１２３を閉しることが可能とな
るのである。

次にコイル１０１が励磁しない状態を説明する。

この状態ではアーマチャ１０６に吸引力は働かない。そ
のため、パイロット弁１１０にも図中左側への付勢力は
働かない。そしてパイロット弁１１０には逃がし通路１
２５を介して第１圧力室１６０ａ内の圧力が加えられて
いる。この第１圧力室１６０ａ内の圧力によりパイロッ
ト弁１１０は図中右方向に押圧される。そのためパイロ
ット弁１１０、ピストン１０５およびアーマチャは図中
右方向に移動する。

このようにしてパイロット弁１１０が図中右方向に移動
するとパイロットシート部１２７は開放される。そのた
め第１圧力室１６０ａ内は逃がし通路１２５を介して通
路部２００の吐出通路２゜１と連通ずることになる。こ
こで吐出２０１内の圧力はこの状態では第１圧力室１６
０ａ内の圧力より低圧となっている。従って圧力室１６
０内の圧力は吐出通路２０１例の低圧に近づくことにな
る。換言すれば逃がし通路１２５が開かれれば第１圧力
室１６０ａ内の圧力は低減する。それと同時に、第１圧
力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂはスピル通路１６３
により連通しているため、第２圧力室１６０ｂ内の圧力
も徐々に低減していく。

ここで、絞り通路１２８は、逃がし通路１２５よりも絞
られているため、第１圧力室に絞り通路１２８を通り流
入する油量は、逃がし通路１２５を通り流出する油量よ
りも少いため、第１圧力室１６０ａの内部の圧力は低減
するのである。

第１圧力室１６０ａ内の圧力が低減すると、制御弁部１
２３に油圧が図中左向きに作用していた面積が減少する
ため、制御弁部１２３は図中右側へ移動し、弁座１２１
から離脱する。

このようにして制御弁部１２３が弁座１２１から離脱す
れば、流入通路は開かれる。そして流入通路より流入し
た作動流体は環状体の流出穴１２４へ流れ、次いで通路
部２００に形成された溝部２０３へ向かう。溝２０３は
流出穴から流出した作動流体を集合し、次いで吐出通路
２０１へ作動流体を流す。すなわちこの状態では通路部
２００は開かれたことになる。

以上説明したように本例の圧力制御弁では、コイル１０
１に供給される電気信号を制御することにより、制御弁
部１２３を制御することが可能となる。すなわちコイル
を励ｆ〃させれば制御弁部１２３により通路部２００を
閉じることができ、またコイル１０１の励磁を解除すれ
ば、制御部１２３により通路部２００を開くことができ
る。

ここでアーマチャ１０３とピストン１０５には、起磁力
にもとづく吸引力と、パイロットシート部１２７の面積
に、上流側である第１圧力１６０ａと下流側である流出
通路２０１の圧力との差圧とが作用することになり、両
者がつりあったところで、パイロットシート部１２７は
開閉をくり返し、それにより制御弁部１２３も開閉をく
り返す。以上により、流入通路２０２と流出通路２０１
の差圧は一定にだもたれる。しかしながらこのようにコ
イル１０１の励磁、非励磁を繰り返した場合には、第１
圧力室１６０ａ内の圧力が大幅に圧力変動することにな
る。そしてこのことはひいては制御弁部１２３のハンチ
ングを引き起こすことになる。しかしながら本例の圧力
制御弁では、第１圧力室１６０ａと第２圧力室１６０ｂ
が形成され、かつ、第１圧力室と第２圧力室は所定の流
通抵抗をもつスピル通路１６３により連通しているため
、制御弁部１２３がハンチングを起こし、急激な移動を
しようとしても、スピル通路１６３により第２圧力室１
６０ｂがダンパ機能をもつことになるため、制御弁部１
２３の急激な移動は抑制され、ハンチングが防止できる
。

従って本例によればコイル１０１に印加される電気信号
を適宜制御することにより、制御弁部１２３を所定の時
間遅れを持って良好に駆動することが可能となる。この
ことはまたコイル１０１への印加される電気信号のオン
・オフ周期を適宜制御することにより、制御弁部１２３
を所定位置に保持することも可能となる。このようにし
て制御弁部１２３の弁座部１２１からのリフト量を制？
ＩＩＩすることにより、流体通路部２００内を流れる通
路を単にオン・オフ制御するのみならず、コイル１０１
にｉｌｌ電する電流を制御することにより、流入通路２
０２例の圧力を流出通路２０１の圧力の差圧を任意に設
定、制御することが可能となる。

第２図はこの圧力制御弁が使用される流体回路の一例を
示す。図中２５０は油圧ポンプで自動車走行用エンジン
の駆動力を受けて作動流体を吐出するものである。２５
１はこの作動流体の流体通路。

そして作動流体はこの流体通路２５１を介して油圧モー
タ２５２に供給される。

油圧モータは作動流体の運動エネルギーを受けて回転し
、その回転力をファン２５３に伝える。

ここでファン２５３は自動車用ラジェータおよび自動車
空調装置のコンデンサ２５４の冷却を行なう。このラジ
ェータ、コンデンサ２５４は自動車の車速風を受ける位
置に配設される。２５５は、バイパス通路で、前記油圧
モータと並列に配設されている。

このバイパス通路２５５途中に上述の圧力制御弁および
流体通路部２００が配設されている。

コイル１０１にはＥＣＵ２６０からの電気信号が供給さ
れることになる。またＥＣＵ２６０はラジェータに設置
された水温センサ２６１およびコンデンサに設置された
高圧スイッチ２６２からの信号を受ける。すなわち、水
温センサからの電気信号により、ラジェータ２５４が冷
却能力を要求されていると判断した時はその旨ＥＣＩＪ
より電気信号がコイル１０１に印加される。その電気信
号に応じてコイルは作動し制御弁部１２３が通路を閉じ
るようにする。従ってラジェータ２５４に冷却能力が要
求される状態では通路弁部２００は閉じることになり、
コイルＩＯ１に通電される電流により油圧モータ２５２
の上流、下流差圧は、任意に設定、制御でき、この差圧
により油圧モータ２５２の回転数を増減制御することが
できる。また同様に圧力スイツチ２６２がコンデンサ２
５４の冷房能力を必要とする旨の信号を発した場合には
、ＥＣＵは同一しくコイル１０１に電気信号を加え、Ｅ
ＣＵ２６０はコイル１００へ通路弁部２００が通路を開
くような電気信号を出力する。

第３図および第４図は本発明圧力制御弁の他の実施例の
要部を示すものである。すなわち上述の例ではスピル通
路１６３をロッド１２２と圧力制御弁１２３との間のク
リアランスとして形成したが、図に示すようにスピル通
路を溝として設けてもよい。第３図はこのスピル通路を
なす溝が直線上に形成された状態を示す。また第４図は
スピル通路をなす溝が螺旋状に形成された状態を示す。

いずれにしろこの溝はスピル通路１６３内を流れる流体
に所定の流通抵抗を与えるべく、その通路断面積は小さ
く形成されている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明圧力制御弁では、制御弁部１
２３内面とロッド１２２外面との間にスピル通路を形成
したため、スピル通路形成のために特別な流路を構成す
る必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧力制御弁の一実施例を示す断面図、第
２図は第１図図示圧力制御弁の使用例を示す回路図。第
３図および第４図は本発明圧力制御弁の他の例の要部を
示す斜視図である。 １２１・・・弁座、１２２・・・ロッド、１２３・・・
制御弁部、１６０ａ・・・第１圧力室、１６０ｂ・・・
第２圧力室、１２５・・・逃がし通路、１２７・・・パ
イロットシート部、１１０・・・バイコノ１−弁、１６
３・・・スピル通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体通路中に形成された弁座と、この弁座と対向配置さ
   れ、先端が前記弁座と当接した時には前記流体通路を閉
   じる有底円筒形状の制御弁部と、この制御弁部の内部に
   配設された筒状のロッド部と、前記円筒形状制御弁部内
   部およびロッド部頭部とにより形成される第１圧力室と
   、前記円筒形状制御弁部底部とロッド部スカート部とに
   より形成される第２圧力室と前記制御弁部底部に形成さ
   れ流体通路とこの第１圧力室とを結ぶ絞り通路と、前記
   ロッド部内部に形成され前記第１圧力室と前記流体通路
   の前記制御弁部下流とを結ぶ逃がし通路と、この逃がし
   通路途中に形成されその受圧面積が前記弁座部に対し微
   少となっているパイロットシート部と、このパイロット
   シート部と当接して前記逃がし通路を開閉するパイロッ
   ト弁部と、このパイロット弁部を駆動する電磁弁とを備
   え、かつ前記第１圧力室と前記第２圧力室とを結ぶスピ
   ル通路を、前記円筒状制御弁部内面と前記ロッドとの間
   に形成し、かつこのスピル通路に所定値以上の流通抵抗
   を持たせた電磁比例式圧力制御弁。