JPS62215182A - 電磁式圧力制御弁 - 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、高圧通路と低圧通路とを結ぶ連通路に設けら
れ、この連通路を流れる流体の流量を多段に制御する電
磁式圧力制御弁に関する。本発明の電磁式圧力制御弁は
、例えば、油圧モータの制御回路途中に配設され、油圧
モータのバイパス通路を流れる油圧制御用に用いて有効
である。

〔従来の技術〕

従来、油圧通路内を流れる流体の圧力を可変制御するた
めに、電磁弁を用いることは知られていた。しかしなが
ら、従来の電磁弁では、油圧通路を流れる流体の圧力を
多段に制御することは困難であった。すなわち、１つの
電磁弁で、流体通路内の圧力を多段に制御することは電
磁弁の制御方式が複雑となり、正確な流量を常に保持す
ることは困難であった。そのため、流体通路途中に直列
に複数の電磁弁を配設することも考えられるが、その場
合、複数の電磁弁の配設位置が大きくなり、まだその配
管等が複雑となっていた。

〔発明が解決しようとする技術的課題〕本発明は、流体
通路内を流れる流体圧力を多段に、かつ正確に制御でき
るようにすることを目的とする。

〔発明の構成〕

本発明は、高圧通路と低圧通路とを結ぶ連通路を形成す
る連通路ハウジングを有し、この連通路ハウジング途中
に第１弁体と第２弁体とを直列に配設する。そして、そ
れぞれの弁体はその弁体の背面に形成された作動圧室の
圧力により切換制御されるようにする。更に、作動圧室
内の圧力はパイロット弁体がスピル通路を開閉すること
により、制御できるようにする。このようにすることに
より、スピル通路の開閉により、第１および第２弁体の
開閉制御が可能となる。すなわち、スピル通路の開閉に
は、比較的小さな作動圧力でよく、小さな作動圧力で第
１弁体および第２弁体の良好な作動制御が可能となる。

更に、本発明は、高圧通路と連通路の間に配設された第
１弁体の方に大きな受圧力を受けるようにしである。す
なわち、第１弁体前後の圧力差圧が、第２弁体前後の圧
力差圧よりも大きくなっている。したがって、第１弁体
通過後の流体は、第１弁体通過時に大幅に減圧される。

そのため、連通路ハウジング内には、大きな圧力が発生
せず、連通路ハウジングのシールが容易になるようにな
っている。

〔発明の効果〕

以上の構成を採用したため、本発明の制御弁では、第１
弁体、第２弁体をそれぞれ切換えることにより、連通路
を流れる流体の圧力を正確に、かつ応答性よく多段に切
換制御することが可能となる。更に、ハウジング内には
高圧が保持されないような構造となっているため、ハウ
ジング全体の薄肉軽量化が達せられる。

〔実施例〕

以・下本発明制御弁の一実施例を図に基づいて説明する
。

第２図は本発明制御弁の使用される油圧回路を示したも
のである。オイルポンプ３０１より吐出された高圧のオ
イルは高圧通路１７５へ流れる。

高圧通路１７５は途中で分岐しており、一方は高圧通路
として油圧モータ３０９側へ流れる。また他方は連通路
１７１として第１バルブ１０１、第２バルブ２０１側へ
流れる。油圧モータ３０９へ流入された高圧のオイルは
、油圧モータ３０９を駆動することにより消費され、油
圧モータ３０９通過後は、低圧のオイルとなる。低圧の
オイルは、低圧通路１７７を流れ、サージタンク３０３
側へ戻される。なお、連通路１７１は再び低圧通路と合
流する。

図に示すように、連通路１７１途中には、第１バルブ１
０１と第２バルブ２０１とが直列に配設されており、第
１バルブ１０１の方が高圧通路１７５側に位置している
。

油圧モータ３０９はシャフトを介しラジェータファン３
１１を駆動する。ラジェータファン３１１はラジェータ
３１３に導かれる冷却風を発生させるものである。ラジ
ェータ３１３は上部タンク、下部タンク、およびこの両
タンク間に配設されたコア部とから形成される。そして
、ラジェータ３１３、ラジェータファン３１１および油
圧モータ３０９は、自動車のエンジンルーム、すなわち
車速風を受ける位置に配設されている。

なお、オイルポンプ３０１は、同時にパワーステアリン
グ装置用油圧モータ３１５駆動用にも使用される。すな
わち、オイルポンプ３０１と油圧モータ３１５は、導入
通路３０７により連通されている。

次に、油圧モータ３０９の制御方法を第２図および第１
表に基づいて説明する。ラジェータファン３１１はラジ
ェータ３１３に要求される熱負荷に応じて、０回転、１
０００回転、および２０００回転の３通りにその回転数
が制御される。まずラジェータファン３１１の回転数が
０の場合、すなわちラジェータファン３１１が作動しな
い状態は次の状態である。この状態はエンジン冷却水の
水温が８５℃以下であること、すなわち、自動車走行用
エンジンがまだ充分に温まっていない状態であること。

および、エアコンスイッチ３３１がオフであること。こ
こで、エアコンスイッチ３３１がオフというのは、自動
車用空調装置に使用されるコンデンサ３４１がラジェー
タ３１３の後方に配設されているからである。すなわち
、エアコンスイッチ３３１がオフというのは、自動車用
空調装置が作動していない状態であり、コンデンサ３４
１にも冷却風が不要であるからである。

次に、ラジェータファン３１１が１０００回転で回転す
る状態を説明する。

この状態は、エンジン冷却水の水温が８５℃から９５℃
の間である状態、もしくはエアコンスイッチ３３１がオ
ンの状態である。すなわち、エンジン冷却水が８５℃か
ら９５℃というのは、エンジン冷却水に多少の冷却が必
要となる状態である。

またエアコンスイッチ３３１がオンというのは、上述し
たコンデンサ３４１に冷却風が必要となる状態である。

ただこの状態はいわゆる通常の冷却風が導入されておれ
ば良い。

ラジェータファンが２０００回転で回転する状態につき
、次に説明する。この状態とは、ラジェータ３１３もし
くはコンデンサ３４１に大幅な冷却能力が必要とされる
状態である。換言すれば、エンジン冷却水の水温が９５
℃以上となり、エンジン冷却水を良好に、かつ短期間で
冷却する必要がある状態、もしくは自動車空調装置の高
圧スイッチ３３３がオンとなった状態である。ここで、
高圧スイッチ３３３がオンとなった状態というのは、冷
房能力が要求負荷に対し、過小な状態を示しており、コ
ンデンサ３４１も良好に冷媒を凝縮する必要がある状態
である。

上述したような状態、すなわちエンジン冷却水の水温お
よびエアコンスイッチ３３１のオン、オフ、更に高圧ス
イッチ３３３のオン、オフはそれぞれ、温度センサ３３
７、エアコンスイッチ３３１および高圧スイッチ３３３
により検出される。

そしてこのように検出された信号は制御手段３３５北入
力され、制御手段３３５内において、その入力値に応じ
た信号を演算する。その演算結果はそれぞれ第１パルプ
１０１、第２バルブ２０１側へ出力される。

次に弁体の構造を第１図に基づいて説明する。

第１バルブ１０１は、起磁力を発生する第１コイル１０
５、この回りに配設された磁性材材料製の第１ハウジン
グ１０３、第１ヨーク１０７および第１コイル１会５の
内部に固定された第１ステータコア１０９、この第１ス
テータコア１０９に所定間隙を介して対向する第１ムー
ビングコア１１１を有する。第１ステータコア１０９は
、同じく磁性材材料製よりなり、第１ステータコア１０
９と第１コイル１０５との間は第１０リング１１３によ
りシールが行われている。第１コイル１０５の端面ば、
第１固定材１１５によりシールされている。

第１コイル１０５の第１リード部１１７は、その端部よ
り延出し、第１リード線１１９に接続する。第１リード
線１１９の端部には、第１コネクタ１３１が配設されて
おり、この第１コネクタ１３１を介して上述した制御手
段からの信号が入力されるようになっている。

第１ステータコア１０９は、円筒形状をしており、その
内部に第１シヤフト１３８が摺動自在に配設されている
。第１シヤフト１３３と第１ステータコア１０９との間
は第１ブツシユ１３７によりシールが行われ、かつ同時
に第１シヤフト１３３の中心軸線が保持されるようにな
っている。

第１ステータコア１０９の端部には、第１アジヤスタス
クリュー１４１がねじ止めされている。

第１アジヤスタスクリユー１４１と第１シヤフト１３３
との間には、第１スプリング１３９が配設されており、
この第１スプリング１３９により第１シヤフト１３３を
図中左方向へ押圧している。

第１アジヤスタスクリユー１４１は第１ステータコア１
０９回りに回転させることにより、第１スプリング１３
９の設定圧力を変化するものである。

上述したように、第１ムービングコア１１１は第１ステ
ータコア１０９と所定間隙を介して対抗しており、第１
コイル１０５が励磁した時には、第１ムービングコア１
１１は第１ステータコア１０９側へ吸引されるようにな
っている。

第１ムービングコア１１１と第１シヤフト１３３とは、
絞め結合等により一体に固定されており、第１ムービン
グコア１１１の動きは第１シヤフト１３３に伝えられる
。

第１シヤフト１３３の先端部は、第１パイロット弁体１
４７を形成しており、この第１パイロット弁体１４７は
第１パイロツト弁座ハウジング１４３に形成された第１
パイロツト弁座１４５を開閉するようになっている。第
１シヤフト１３３の移動を容易とするため、第１シヤフ
ト１３３の内部には第１連通通路１３５が形成されてお
り、この第１連通通路１３５は第１連通穴１３６に開口
している。なお、第１パイロツト弁座ハウジング１４３
は第１ハウジング１０３に連結されている。

第１パイロツト弁座ハウジング１４３は円筒形状をして
おり、その外周には同じく円筒形状をした第１弁体１５
１が摺動自在に配設されている。

そして、第１弁体１５１の内部と第１パイロツト弁座ハ
ウジング１４３の先端部との間に、第１作動圧室１５４
が形成されている。

第１作動圧室１５４はその内部圧力により第１弁体１５
１を駆動するものである。また、第１作動圧室１５４は
第１弁体に形成された第１絞り通路１５７を介して高圧
通路１７３と連通している。

同様に、第１作動圧室１５４は第１パイロツト弁座ハウ
ジング１４３に形成された第１パイロツト弁座１４５お
よび第１スピル通路１４９を介して連通路１７１に連通
している。

すなわち、第１作動圧室１５４は、第１絞り通路１５７
を介して高圧通路１７３内の高圧を導入し、第１パイロ
ツト弁座１４５および第１スピル通路１４９を介して、
その高圧を連通路１７１側へ逃がすようになっている。

そして、上述の第１パイロツト弁座１４５は第１パイロ
ット弁体１４７と当接することにより、第１作動圧室１
５４内の圧力を調整するものである。

第１弁体スプリング１５９は第１弁体１５１を第１弁座
１５５側へ押圧するものである。ただ、第１弁体１５１
は主に第１作動圧室内圧力と高圧通路内圧力との差圧に
より移動変位する。

第１弁座１５５は第１弁座ハウジング１５３内に形成さ
れている。第１弁座ハウジング１５３は、”　第１弁体
１５１を囲むようにして形成されており、その周囲には
複数の第１導出ロ１６１を形成している。第１導出ロ１
６１は第１弁座１５５を通過したオイルを連通路１７１
内へ導出するものである。したがって、第１ｓ出ロ１６
１の周囲には、第１環状通路１６３が形成されている。

なお、高圧通路１７３を形成する連通路ハウジング１７
４は、第１ボルト１６７により第１ハウジング１０３と
結合している。そして第１ハウジング１０３と連通路ハ
ウジング１７４との間は○リングによりそのシールが行
われている。

以上は第１パルプの構造につき説明したが、同様の構造
は第２ハウジングも有している。すなわち、第２コイル
２０５の起磁力により磁気回路が第２ヨーク２０７、第
２ハウジング２０３、第２ムービングコア２１１、第２
ステータコア２０９により形成される。そして、第２コ
イル２０５が励磁した状態では、第２ムービングコア２
１１が第２ステータコア２０９側へ引き寄せられる。そ
の際、同時に第２シヤフト２３３も移動する。また、第
２連通通路２３５が第２シヤフト２３３の中央部に形成
されている。

第２パイロット弁体２４７の設定圧力は第２アジヤスタ
スクリユー２４１を回転させることにより第２スプリン
グ２３９の設定圧力が可変され、それによって達成され
る。

第２パイロット弁体２４７は第２パイロツト弁座２４５
と当接することにより、第２作動圧室２５４内の圧力を
制御し、それにより第２弁体２５１を駆動する。第２弁
体２５１は、連通路１７１と第２導出ロ２６１との間を
連通遮断するものである。第２導出ロ２６１に導出され
たオイルは、第２環状通路２６３側へ流れ、次いで、第
３図および第４図に示すように、低圧通路側へ流れる。

どの際の第２コイル２０５の制御は、第２リード線２１
９を介して導入される制御信号によりコントロールされ
る。

第３図および第４図に示すように、連通路ハウジング１
７４には高圧通路１７５端部に高圧通路１７９および高
圧導出部１８１が形成されている。

また、低圧通路端部１７７には低圧導出部１８３および
低圧導入部１８５が形成されている。そしてこれら高圧
導入部１７９、高圧導出部１８１、低圧導出部１７７お
よび低圧導入部１８５を介して、連通路ハウジングは上
述の油圧回路と接続されている。

この第３図および第４図に示すように本例によれば、高
圧通路と低圧通路とを極めて近づけて配設することがで
きる。すなわち本例の制御弁によれば、油圧配管の排水
空間を極めて小さくすることが可能である。

特に本例によれば、連通路１７１はその管路長さを最小
のものとすることが可能となり、本例の制御弁を車両の
エンジンルーム内に配設した場合においても、その設置
空間は極めて小さなものとすることができる。

以上説明した制御弁は、制御部３３５からの信号に基づ
き、第１コイル１０５もしくは第２コイル２０５が励磁
することにより、連通路内を流れる流体圧力を多段に制
御することができる。

まず、第２コイル２０５のみ励磁し、第１コイル１０５
は励磁してない状態では、第１パイロット弁体１４７は
第１パイロツト弁座１４５を半開とする。即ち、第１パ
イロット弁体１４７は第１作動圧室１５４内圧力とスプ
リング１３９の設定圧とに基づいて第１パイロツト弁座
１４５を所定の開度に制御される。そのため、第１作動
圧室１５４の圧力は、第１絞り通路１５７を介して高圧
通路内圧力１７３とほぼ同圧となる。

したがって、この状態では、第１スプリング１３９によ
り設定される差圧が高圧通路１７３と連、通路１７１と
の間に形成されることになる。特に第１パイロツト弁１
４７は大きな差圧を発生させる設定となっているため、
高圧通路１７３と連通路１７′１との圧力差は大きなも
のとなる。例えば本例では、３０〜５０ｋｇ／ｃｎｆ程
度となっている。

この状態で、第２コイル２０５は制御手段からの信号に
基づき励磁し、第２パイロット弁体２４７は第２パイロ
ツト弁座２４５を開く。

逆に第２コイルに電流が流されていない状態では、第２
パイロット弁体は第２パイロツト弁座を半開とする。第
２パイロット弁体２４７は、第２スプリング２３９の設
定圧で弁座２４５の側に押圧され、第２スプリング２３
９設定圧と第２作動圧室２５４圧力とにより定められる
量、弁座２４５より開く。そしてこの状態では、第２作
動圧室内の圧力は第２絞り通路を介し、連通路とほぼ同
圧となっている。

したがってこの状態では、第２スプリング２３９により
設定される差圧が連通路１７１と第２導出ロ２６１との
間に発生する。ここで、弁体２５１による設定圧力は小
さなものとしである。例えば、本例では５〜１５ｋｇ／
ｃｎ程度である。

そして、第１弁体と第２弁体とが共に通路を半開として
いる状態では、高圧通路１７３内のオイルは低圧通路側
へ大きな流通抵抗を介して流れるようになっている。即
ち、高圧通路内の圧力が所定値以上の高圧となれば、そ
の圧力は第１弁体、第２弁体を押し開いて低圧通路側へ
逃がされることになる。

いずれにせよ、この状態（第１弁体と第２弁体が共に半
開の状態）は、高圧通路内のオイルはほとんど高圧通路
を介し、油圧モータ３０９へ導出される。したがって、
油圧モータ３０９はラジエ−タファン３・１１を高速回
転、すなわち約２０００回転で回転させる。

次に制御手段からの信号に基づき、第１コイル１０５が
励磁すれば、第１作動圧室１５４内の圧力が第１スピル
通路１４９を介して連通路１７１側へ逃がされる。した
がって、第１作動圧室１５４内の圧力は低減し、その結
果、第１作動圧室１５４と高圧通路１７３との差圧に基
づき、第１弁体１５１は第１弁座１５５を開く。

したがってこの状態では、高圧通路１７３と低圧通・路
１７７との間の差圧は第２弁体２５１によって制御され
る所定差圧となる。そしてこの所定差圧は第２スプリン
グ２３９により設定されるものであり、その差圧は比較
的小さなものとなっている。

換言すれば、この状態では比較的多くのオイルが高圧通
路１７３から連通路１７１を介し低圧通路１７７側へ逃
がされることになる。したがって、高圧通路１７３を介
し、油圧モータ３０９へ供給されるオイルの流量は減り
、この状態では油圧モータ３０９はラジェータファン３
１．１を低速で回転させる。すなわちラジェータファン
３１１は約１０００回転で回転する。

さらに制御手段３３５からの出力に基づき、第、　２コ
イル２０５が励磁すれば、第２作動圧室２５４内の圧力
も低下する。したがってこの状態では、第２弁体２５１
も第２弁座２５５を開く。

そのため、高圧通路１７３内のオイルは連通路１７１を
介しほぼ全量が低圧通路１７７側へ逃がされることにな
る。この状態では、油圧モータ３０９へはほとんどオイ
ルが供給されないことになり、ラジェータファン３１１
は回転しない。

以上説明したように、第１コイルおよび第２コイルの励
磁を制御することにより、連通路を流れるオイルの圧力
を制御することができる。換言すれば本例の制御弁では
、油圧モータへ流れるオイルの圧力を第１コイルおよび
第２コイルにより２段に制御することが可能である。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御弁の一例を示す断面図、第２図は第
１図図示制御弁の使用される油圧回路を示す説明図、第
３図は第１図図示制御弁の正面図、第４図は第１図図示
制御弁の側面図である。 １０１・・・第１パル７”、１０５・・・第１コイル、
１４５・・・第１パイロット弁座、１４７・・・第１パ
イロツト弁体、１４９・・・第１スピル通路、１５１・
・・第１弁体、１７１・・・連通路、１７３・・・高圧
通路、１７４・・・連通路ハウジング、１７５・・・高
圧通路、２０１・・・第２バルブ、２０３・・・第２ハ
ウジング、２４５・・・第２パイロット弁座、２４７・
・・第２パイロツト弁体、２４９・・・第２スピル通路
、２５１・・・第２弁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　高圧通路部と、低圧通路部と、この高圧通路部、低圧
   通路部を連通する通路部とを有する通路室ハウジングと
   、この通路室ハウジングのうち、前記通路部と前記高圧
   通路部との間に配設され、前記高圧通路部と前記連通路
   部との間の連通遮断を行う第１弁体と、この第１弁体の
   背面に配設され、第１弁体駆動用圧力を保持する第１作
   動圧室と、この第１作動圧室と、前記連通路部との間を
   連通する第１スピル通路と、この第１スピル通路を開閉
   する第１パイロット弁体と、この第１パイロット弁体を
   駆動する第１電磁バルブと、前記連通路部と、前記低圧
   通路部との間に配設され、前記連通路部と、前記低圧通
   路部との間を連通遮断切換する第２弁体と、この第２弁
   体の背面に形成され、前記第２弁体を駆動する作動圧を
   形成する第２作動圧室と、この第２作動圧室と、前記低
   圧通路部との間を連通する第２スピル通路と、この第２
   スピル通路を開閉する第２パイロット弁体と、この第２
   パイロット弁体を駆動する第２電磁弁とを備え、前記第
   １弁体前後の圧力差を、前記第２弁体前後の圧力差より
   大きくしたことを特徴とする電磁式圧力制御弁。