JPS63195477A - スプ−ル弁 - 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） 本発明は作動油中に侵入したゴミ等夾雑物の集積やラン
ドと摺動面との閏の遊隙内への食い込みを防止するよう
にしたスプール弁に　−関する。

（従来の技術） 一般に油圧回路を流通する作動油には、ゴミ等の夾雑物
が外部から侵入したり回路自体内で発生したりして混入
し、これがスプール弁のランドや弁ボアの摺動面を損傷
したり、ランドに隣接する両側のパッセージ間における
圧力差によってパッセージの片隅に移動して集積し、更
にはこれがランドと上記摺動面間の遊隙内に食い込んで
、スプールの円滑な摺動を阻害する問題がある。

このため、上記夾雑物の集積や食い込み防止については
、従来より種々の提案がなされている０例えば特開昭６
１−２０１９０３号公報には、油圧アクチュエータに連
通ずる第１ボートを開閉するランドを略太鼓状に形成し
、その周面に形成した環状溝内に油中の夾雑物を一時的
に収容することで、上記問題を解決するようにしたスプ
ール弁が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この従来のスプール弁では環状溝を形成したラ
ンドを太鼓状に形成することで、加工作業が複雑かつ煩
雑化し、しかも上記うンドで第１ボートを開閉するよう
にしていたため、環状溝によって上記ボートの開閉時期
が変化し既設の油圧回路に即応し難いうえ、上記ランド
による第１ポートの閉塞直前に環状溝内に、渦流が発生
し、これが環状溝内に一坦滞留した夾雑物を巻き上げる
結果、却って夾雑物の食い込みが助長されるという問題
があった。

本発明はこのような従来の問題を解決し、簡単な構成に
よって弁ボア内での夾雑物の集積やランドと摺動面間の
遊隙内への食い込みを防止し、しかも既設の油圧回路に
即応できるようにしたスプール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） このため、本発明のスプール弁は、弁ボア内を摺動する
スプールに、ノーマル位置およびオフセット位置の双方
でボートを開口しない非制御ランドを設け、該ランドに
、スプールの移動方向側に位置する該ランドと隣接のパ
ッセージに連通可能な環状溝を設けることにより、作動
油中の夾雑物の集積と、弁ボアの摺動面とランドとの間
の遊隙内への夾雑物の食い込みを簡単な構成で防止する
とともに、既設の油圧回路に容易に対応できるようにし
たことを特徴にしている。

（実施例） 以下、本発明を３ボ一ト２位置スプール弁を備えた電磁
弁に適用した図示実施例について説明すると、第１図乃
至第４図において１は内部にソレノイド２−を収容し、
端部に弁ハウジング３を連結した管状のキャップで、そ
の内側には管状のブシュ４が収容されている。

ブシュ４の内側にはヨーク５に捲回された環状のコイル
６が配置され、該ヨーク５の内側に固定鉄心７の軸筒部
８が挿入されている。

軸筒部８内には固定鉄心７のフランジ９に開口したプラ
ンジャ室１０が設けられ、該室１０内に非磁性材からな
る有底管状のプランジャガイド１２が収容され、その底
縁１３がプランジャ室１０の底部に収容されている。

プランジャガイド１２の他端縁は外側に折曲されてプラ
ンジャ室１０の開口縁部と係合し、かつその折曲縁に弁
ハウジング３の端面を密着させることで、プランジャガ
イド１２を不動に保持させている。

上記プランジャガイド１２内には、該ガイド１２よりも
若干短小な筒状のプランジャ１４が摺動可能に収容され
、その内部に通孔１５と鎖孔１５に連通する大径の凹孔
１６が形成されている。この凹孔１６と相対するプラン
ジャ室１０の底部には凹部１７が形成され、これら凹孔
１６と凹部１７内にはプランジャスプリング１８が介挿
されていて、プランジャ１４を弁ハウジング３方向へ付
勢し、常時はプランジャ１４の端面とプランジャ室１０
の底部との間に令室１９を形成している。

上記プランジャ１４の周面には後述の弁ボアに連通する
油溝２０，２０が形成され、常時は令室１９を介して凹
孔１６と通孔１５とに連通している。図中、２１はキャ
ップ１の底縁２２と軸筒部８の端面との間に介挿された
シールキャップで、その外端面からコイル６に導通する
配線コード２３が引き出され、２４は前記゛フランジ９
と弁ハウジング３の外側接合端面間に装着されたＯリン
グ、２５は軸筒部８の中間部に配設された非磁性部、２
６は仕切片である。

一方、弁ハウジング３は鍔部２７を前記−フランジ９の
端面に接合し、かつその外周部をキャップ１の端縁の屈
曲部２８で抱持されて連結され、その軸筒部内に大径の
弁ボア２つが形成されている。弁ボア２９の一端は油タ
ンクに連通ずるタンクポート（共に図示略）に導通して
おり、その他端が前記通孔１５および油溝２０に連通し
ている。上記弁ハウジング３の軸筒部周面には、弁ボア
２９に連通ずる二つのボート３０．３１が離間して開口
され、このうち一方の供給ポート３０は油圧ポンプ（図
示略）の吐出口に連通しており、また他方のアクチュエ
ータボート３１は図示を省略した油圧アクチュエータに
連通し、該アクチュエータへの圧油の給排を可能にして
いる。

上記ボート３０．３１の弁ボア２９への開口部周辺には
、内側へ張り出した環状の摺動面３２，３３．３４が設
けられ、これらの内側にスプール３５が摺動可能に収容
されている。スプール３５の周面には、そのノーマル位
置およびオフセット位置の双方で供給ボート３０を開口
しない非制御ランド３６を、後述の環状溝を境に二つに
分割した分割ランド３７ａ、３７ｂと、上記各位置でア
クチュエータボート３１をタンクボートまたは供給ボー
ト３０に連通させる制御ランド３８が設けられている。

このうち、上記分割ランド３７ａ、３７ｂは摺動面３２
を摺動可能にされ、また制御ランド３８は摺動面３３．
３４に摺動可能にされていて、分割ランド３７ａ、３７
ｂ間に上述の環状溝３９が形成されている。上記非制御
ランド３６の両側には作動油の流路を形成するパッセー
ジ４０．４２が設けられ、また制御ランド３８の両側に
はパッセージ４１゜４２が設けられている。

これらのパッセージ４０，４１．４２はスプール３５の
ノーマル位置には、第２図に示すようにタンクボート（
図示略）に導通するパッセージ４０が環状溝３９と連通
し、該溝３９はパッセージ４２と遮断されていて、該パ
ッセージ４２に供給ボート３０が連通している。一方、
パッセージ４２はタンクボートに連通するパッセージ４
１と遮断され、該パッセージ４１にアクチュエータボー
ト３１が連通している。

スプール３５内には弁ボア２９とプランジャ１４の通孔
１５に連通する段付きの貫通孔４３が設けられ、また弁
ボア２９の一端には透孔４４，４５を形成したストッパ
４６とスペーサ４７が配設されていて、このスペーサ４
７と貫通孔４３内の奥壁との間にバルブスプリング４８
が介挿されている。このスプリング４８のセット力は、
前記プランジャスプリング１８のそれよりも大きく、そ
の復元力を介しスプール３５をソレノイドλ方向へ付勢
させて前記のノーマル位置を保持させ、かつスプール３
５の端面をプランジャ１４の端面に当接させている。

この他、図中４９はパッセージ４１に臨むスプール３５
の周面に開口しな導孔で、スプール３５内外の貫通孔４
３と弁ボア２９に連通しており、５０は弁ハウジング３
の周面に装着された０リング、５１は作動油に混入した
ゴミおよび切粉等の夾雑物である。

第５図および第６図は本発明を３ボ一ト２位置スプール
弁を備えた電磁弁に適用した他の実施例を示し、前述し
た構成と対応する部分には同一の符号を用いている。こ
のうち、第５図は本発明をノーマルオープン型のスプー
ル弁に適用した第二実施例を示し、この実施例ではスプ
ール３５の両側に非制御ランド５２．５３を設け、これ
らの間に制御ランド５４を設けるとともに、上記ランド
５２゜５３に環状溝５５．５６を形成し、該溝５５゜５
６を境に両側に分割ランド５７ａ、５７ｂと５８ａ、５
８ｂを設けている。

上記分割ランド５７ａ、５７ｂが摺動する摺動面５９の
両側には、タンクボートに連通する微少なパッセージ４
０と、ノーマル位置で供給ボート３０とアクチュエータ
ボート３１に連通ずるパッセージ６０が配設され、上記
環状溝５５はノーマル位置ではパッセージ４０と遮断し
、代わりにパッセージ６ｏと連通している。

また、分割ランド５８ａ、５８ｂが摺動する摺動面６１
の両側には、ノーマル位置でタンクボート６２に連通す
るパッセージ６３とパッセージ４１が配設され、スプー
ル３５がノーマル位置からオフセット位置へ移動する場
合は１、環状溝５５．５６が同図（ｂ）に示すように移
動方向側のパッセージ４０と６３に連通し、オフセット
位置からノーマル位置へ移行する場合は、スプール３５
が同図（ｂ）の矢視方向へ移動して、環状溝５５．５６
が上記移動側のパッセージ６０．４１と連通ずる。

すなわち、この実施例では二つの非制御ランド５２．５
３と一つの制御ランド５４を有するスプール３５に本発
明を適用した点を特徴としている。

一方、第６図は本発明をノーマルクローズ型のスプール
弁に適用した第三実施例を示し、この実施例ではスプー
ル３５の両側に大小異幅の非制御ランド５２．５３を設
け、該ランド５２．５３の内端に環状溝５５．５６を形
成し、この溝５５．５６を境に単一の分割ランド５７ａ
、５８ｂと制御ランド６４．６５を配設している。

そして、第６図（ａ）に示すスプール３５のノーマル位
置からオフセット位置へ移行する場合は、各環状溝５５
．５６が移動方向側のパッセージ４０と６６に連通し、
同図（ｂ）に示すオフセット位置からノーマル位置へ移
行する場合は、環状溝５５．５６はスプール３５の移動
方向側のパッセージ６７と４１に連通ずる。

すなわち、この実施例では二つの非制御ランド５２．５
３と二つの制御ランド６４゜６５を有するスプール３５
に本発明を適用し、かつ上記非制御ランド５２．５３の
内端に環状溝５５，５６を形成することで、該溝５５゜
５６の両側に分割ランド５７ａ、５８ｂと制御ランド６
４．６５を配設した点を特徴としている。

（作用） このように構成したスプール弁はスプール３５に設けた
ランド３６．３８のうち、そのノーマルおよびオフセッ
ト位置の双方で如何なるポートも開口させない非制御ラ
ンド３６に環状溝３９を形成するだけでよく、しかもこ
のランド３６は通常の円筒状周面で構成されているから
、従来のこの種スプール弁のような異形周面のものに比
べて、これを容易に製作し得ることとなる。

しかも、上記スプール弁は実質上、非制御ランドに環状
溝を形成すれば足り、弁ハウジング３の供給ポート３０
やアクチュエータポート３１、制御ランド３８や非制御
ランド３６等の設計変更を一切要せず、例えば既設の非
制御ランドに環状溝３９を設けることで達成されるから
、加工が頗る容易で既設のスプール弁の改変に容易に応
じられることになる。

このようなスプール弁を例えば弁ハウジング３の弁ボア
２９内に挿入し、その一端をストッパ４６とスペーサ４
７とで掛止するとともに、その他端側の弁ハウジング３
の端面を、キャップ１内に予め組み込んだソレノイド２
を構成する固定鉄心７の端面に押し当て、これらをキャ
ップ１の端縁を内側に折曲して連結することで、電磁弁
が組付けられる。

こうして組付けられた電磁弁は第１図に示すように、弁
ハウジング３の端面が固定鉄心７のフランジ９端面に密
着し、それらの間の油密が０リング２４で維持されると
ともに、弁ボア２９内に収容されたスプール３５の一端
が、プランジャガイド１２内のプランジャ１４の端面に
当接していて、それらはプランジャスプリング１７とバ
ルブスプリング４８のバランスした位置で静止している
。

この場合、実施例ではバルブスプリング４８のセット力
の方がプランジャスプリング１７のそれよりも大きいた
め、プランジャ１４とスプール３５が図示のような状態
に置かれ、プランジャガイド１２の奥部に形成された令
室１９が、油溝２０および凹孔１６と通孔１５と連通す
るとともに、弁ボア２９内においてスプール３５の各ラ
ンド３６゜３７ａ、３７ｂ、３８が、そのノーマル位置
に位置付けられている。

すなわち、スプール３５のノーマル位置は、第１図およ
び第２図に示すように分割ランド３７ｂが摺動面３２の
端面と係合して、パッセージ４０と供給ボート３０が遮
断され、また制御ランド３８が摺動面３３の端面と係合
して、供給ボート３０とアクチュエータボート３１が遮
断され、供給ボート３０のブロック状態が形成されてい
る。更に、上記制御ランド３８がアクチュエータボート
３１を開口し、該ボート３１がパッセージ４１と導孔４
９を介し貫通孔４３に連通ずることで、アクチュエータ
ボート３１とタンクボート（図示路）が連通している。

このような状況の下では、圧力ボートである供給ボート
３０に連通ずるパッセージ４２の圧力が、隣接する他の
パッセージ４１や環状溝３９のそれに比べて高く、その
圧力差によってパッセージ４２内の作動油の一部が、分
割ランド３７ｂと摺動面３２との遊隙および制御ランド
３８と摺動面３３との遊隙を経て、上記環状溝３９やパ
ッセージ４１内へ漏出し、その際漏出油に混入した夾雑
物５１が前記遊隙内に介入する。第２図はこのような状
況を示している。

こうした状態の下でコイル６を励磁させると、固定鉄心
７とプランジャ１４との間に磁気回路が形成され、その
磁力によってプランジャ１４がプランジャスプリング１
８に抗して第１図上右方へ吸引移動する。上記プランジ
ャ１４の移動に伴ない、スプール３５がバルブスプリン
グ４８に押されて第２図上矢視方向へ移動すると、前記
遊隙内に介入していた夾雑物５１のうち、摺動面３２と
制御ランド３７ｂ間の夾雑物５１は、スプール３５が同
図上矢視方向へ移動することで、その遊隙内から引き抜
かれてパッセージ４２内へ収容され、一方摺動面３３と
制御ランド３８間の夾雑物５１は、スプール３５の移動
によって当該遊隙内に進入しようとするが、制御ランド
３８の変位で上記遊隙が結果的に消失するため、結局パ
ッセージ４２内に落下して収容される。

これら夾雑物５１が介入していた遊隙は、その後スプー
ル３５の上記移動に伴なう分割ランド３７ｂと摺動面３
２、および制御ランド３８と摺動面３３との各係合解除
によって消失し、上記遊隙内に残留していた夾雑物５１
が、これらの環状溝３９やパッセージ４１．４２内に落
下して、完全に除去される。

こうして、プランジャ１４が吸引移動を続行し、その一
端がプランジャガイド１２の底縁１３に当接することで
、その移動が停止される。この状況は第３図および第４
図に示すように、分割ランド３７ａが摺動面３２と係合
して環状溝３９とパッセージ４０が遮断され、また制御
ランド３８が摺動面３４と係合してアクチュエータボー
ト３１とパッセージ４１が遮断され、代わりにパッセー
ジ４２が環状溝３９と供給ボート３０およびアクチュエ
ータボート３１に連通ずることでタンクボートがブロッ
クされ、供給ボート３０からアクチュエータボート３１
への圧油の供給が可能になる。

この場合には、圧力ボートである供給ボート３０に連通
ずる環状溝３９とパッセージ４２およびアクチュエータ
ボート３１の開口部周辺の圧力が、隣接するパッセージ
４０゜４１のそれに比べて高く、その圧力差によって環
状溝３９およびパッセージ４２内の作動油の一部が、分
割ランド３７ａと摺動面３２および制御ランド３８と摺
動面３４との各遊隙を経て、上記パッセージ４０．４１
へ漏出し、その際漏出油中の夾雑物５１が前記遊隙内に
介入する。第４図はこのような状況を示している。

このようなスプール弁のオフセット状態の下でコイル６
を消磁させると、プランジャ１４に作用する磁力が消失
することで、該プランジャ１４がプランジャスプリング
１８によって押し返され、プランジャ１４と当接下のス
プール３５がバルブスプリング４８に抗して、第３図上
左方へ押し動かされる。

そして、上記スプール３５の移動に伴ない、前記遊隙内
に介入していた夾雑物５１のうち、分割ランド３７ａと
摺動面３２間の夾雑物５１は、スプール３５が第４図上
矢視方向へ移動し当該遊隙が消失することで、環状溝３
９内に落下し、−力制御ランド３８と摺動面３４間の夾
雑物５１は、スプール３５と一緒に移動して遊隙から引
き抜かれ、パッセージ４２内に落下し収容される。

これらの遊隙は、その後のスプール３５の移動に伴なう
分割ランド３７ａと摺動面３２、および制御ランド３８
と摺動面３４との各係合解除によって消失し、遊隙内に
残留していた夾雑物５１が環状溝３９やパッセージ４２
゜４１内に落下して、完全に除去される。

すなわち、作動油中の夾雑物５１が、スプール３５のノ
ーマル状態やオフセット状態の各静止位置に、分割ラン
ド３７ａ、３７ｂと摺動面３２、および制御ランド３８
と摺動面３３．３４間の各遊隙内に一時的に介入しても
、これらの遊隙はスプール３５の移動時に環状溝３９と
制御ランド３８の変位を介して消失し、上記遊隙からの
脱落ないしは移動を余儀無くされて環状溝３９やパッセ
ージ４０゜４１．４２への落下を強いられるから、これ
が遊隙内に介入したまま排出困難になったり、遊隙内で
食い込みを生じさせたりすることがない。

こうして、プランジャ１４がプランジャスプリング１８
によって原位置を回復したところで、スプール３５が復
帰移動を停止し第１図に示すようなノーマル位置を回復
する。したがって、この場合には分割ランド３７ａが摺
動面３２との係合を解除し、代わりに分割ランド３７ｂ
が摺動面３２と係合する。また、制御ランド３８が摺動
面３４との係合を解除する代わりに摺動面３３と係合し
て、供給ポート３０がブロックされる一方、アクチュエ
ータボート３１が開口されてパッセージ４１と連通ずる
。

また、プランジャ１４の原位置復帰に伴なって、プラン
ジャガイド１２の奥部にはスプール３５のオフセット時
に消失していた全室１９が復旧され、該室１９に油溝２
０，２０を介してパッセージ４１が連通ずるとともに、
貫通孔４３が通孔１５および凹孔１６を介して全室１９
と連通ずる。

このため、油圧アクチュエータからの戻り油がアクチュ
エータボート３１を介してパッセージ４１内に流入し、
その一部は導孔４９から貫通孔４３内に分流し、一部は
第１図の矢視のように油溝２０．２０に導かれて宗家１
９内を高速に移動し、該室１９より凹孔１６および通孔
１５を介して貫通孔４３内を移動し油タンクに戻される
。

そして、この戻り油流によって、ソレノイド２−の励磁
時に作動油中を吸引移動し、全室１９や油溝２０，２０
および凹孔１６内等に滞留している切粉等の磁性材から
なる夾雑物５１を押し流して、これを−掃する。したが
って、これらの夾雑物５１によるプランジャ１４の作動
不良を未然に回避し得ることになる。

（発明の効果） 本発明のスプール弁は以上のように、弁ボア内を摺動す
るスプールに、ノーマル位置およびオフセット位置の双
方でボートを開口しない非制御ランドを設け、該ランド
に、スプールの移動方向側に位置する該ランドと隣接の
パッセージに連通可能な環状溝を設けたから、簡単な構
成によって作動油中の夾雑物の集積を防止し、これが弁
ボアの摺動面とスプールのランドとの遊隙内に介入して
引き起こす食い込みを防止できる効果がある。

また、本発明は非制御ランドに環状溝を形成したから、
該溝によってポートの開閉時期が変化したり油圧回路の
特性が変化したりすることがなく、既設の油圧回路に容
易に対応できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図で、そのノーマ
ル位置の状況を示しており、第２図は第１図の要部を拡
大して示す断面図、第３図は本発明の作動状態を示す断
面図で、そのオフセット位置の状況を示しており、第５
図は本発明の第二実施例の要部を示す断面図で、同図（
ａ）はそのノーマル位置の状況を、同図（ｂ）はそのオ
フセット位置の状況をそれぞれ示し、第６図は本発明の
第三実施例の要部を示す断面図で、同図（ａ）はそのノ
ーマル位置の状況を、同図（ｂ）はそのオフセット位置
の状況をそれぞれ示している。 ２つ・・・弁ボア、　３０，３１．６２・・・ボート３
５・・・スプール ３６．５２．５３・・・非制御ランド ３９．５５．５６・・・環状溝 ４０．４１，４２．６０．６Ｂ、６６．６７・・・パッ
セージ 第５図 手続補正書（方式） 特許庁長官　黒１）明線　殿　　　　　　　　　　　　
　昭和６２年５月２０日１、事件の表示 昭和６２年特許願第２７１９８号 ２、発明の名称 スプール弁 ３、補正をする者 本件との関係　　　　　　特許出願人 東京都渋谷区渋谷３丁目６番７号 （３３３）ヂーゼル機器株式会社 代表者板垣征夫 ４、代理人 東京都豊島区東池袋１丁目４８番ｌＯ号２５山京ビル３
１６号 ６、補正の対象　　　明細書の「図面の簡単な説明」の
欄補正の内容 本願明細書の第２３頁第７行目の「・・・示しており、
」と「第５」との間に、「第４図は第３図の要部を拡大
して示す断面図、」の文章を補充する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 弁ボア内を摺動するスプールに、ノーマル 位置およびオフセット位置の双方でポートを開口しない
   非制御ランドを設け、該ランドに、スプールの移動方向
   側に位置する該ランドと隣接のパッセージに連通可能な
   環状溝を設けたことを特徴とするスプール弁。