JPS63211410A - 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、例えば車両の姿勢制御に用いて好適な圧力制
御弁に係り、特に、電流に比例して千カを制御できる圧
力制御弁に関する。 （従来の技術） 近時、自動車にも高レベルな好適性が要求される傾向に
あり、例えば車高調整、コーナリングやブレーキング時
における車体の姿勢制御等が行われている。 このような各種制御を油圧で行う場合、ソレノイドへの
電流値に比例した油圧を発生させるための圧力制御弁を
用いることが多く、従来のこの種の圧力制御弁としては
、例えば第６図に示すようなものがある。 同図において、ボディ１内に収納されたスプール弁２ば
ソレノイド３への通電をＯＮとすると、その電流値に応
じた電磁力でスプール弁２が図中右方向へ押されて供給
ボート４とシリンダポート５が連通し、油圧ポンプ６か
らシリンダ７に圧油が供給され、ピストン８が動いて車
高が変化する。 このとき、スプール弁２の右室（スプリング室）９には
油路１０を通してシリンダポート５の圧油が導かれ、ソ
レノイド３の電磁力に対してバランス力として作用する
。このバランス力がないと、ソレノイド３における電流
に応じた制御圧力（シリンダ７への圧力）を発生させる
ことができない。 すなわち、この第１図の圧力制御弁では、スプール弁２
の左右移動方向の受圧面積を同一とし、その右側にシリ
ンダ圧力を加えることで、電流−圧力の比例制御を行う
というメカニズムになっている。なお、スプール弁２の
左室１１は油路１２を通して排出ポート１３に連通して
おり、排出ボート工３はリザーバタンク１４に連通して
いる。そして、上記比例制御はソレノイド３への電流値
に応じてスプール弁２のバランスのもとで供給ボート４
とシリンダポート５との間の通路面積が変わることによ
り行われる。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の圧力制御弁にあっては
、電流比例制御を行うためにスプール弁２の右室９にシ
リンダ圧力を導く構成となっていることから、該シリン
ダ圧力に対向するような大きな電磁力がソレノイド３に
要求される。そのため、次のような問題点があった。 （１）ソレノイド３が大型化し、取付はスペースの制約
やコストが高い。このような圧力制御弁を車高調整装置
等に用いた場合、上記不具合は特に顕著なものとなる。 （ＴＩ）また、詳細は後述するが、圧油の流体力Ｒに伴
うスプール弁２の軸力の補償が考慮されておらず、目標
とする制御圧力が変動して応答性が悪化するという問題
点もある。 一方、上記口）の不具合を解決するものとしては、例え
ば第７図に示すような第２のものも提案されている。同
図において、スプール弁２１の内部にはピストン孔２２
が形成され、ここに小ピストン２３が収納される。スプ
ール弁２１の右室２４と左室２５は排出ボート２６に連
なる油路２７を通して連通している。なお、２８はボデ
ィ、２９は供給ボート、３０はシリンダポートである。 ここで、シリンダ圧力は小ピストン２３の端面およびそ
の反対側のスプール弁２１の内部にのみ作用し、スプー
ル弁２１を左側に押す力がソレノイド３１の電磁力に対
するバランス力となる。したがって、上述した第１の圧
力制御弁に比べて少ない電磁力で圧油の供給ができ、ソ
レノイド３１を小型化することが可能となる。 ところが、この第２の圧油制御弁にあっても上記（ｎ）
の不具合は解消されず、この点で改善が望まれる。次に
、その不具合を詳述する。 シリンダ７内のピストン８が作動しないとき、すなわち
、スプール弁２１を圧油が流れないときはスプール弁２
１は次式■によって平衡し、そのときの制御圧力Ｐｓに
シリンダ７が維持される。 Ｆｓ＝ＡＸＰｓ　　　　・・・・・・■但し、Ｆｓ：ソ
レノイド３１の電磁力 Ａ　ニスプール弁２１における小ピストン２３の受圧面
積 上記０式からソレノイド３１の電磁力を発生させる電流
の値に応じて制御圧力Ｐｓが決定され、いわゆる電流比
例制御が行われることになる。一方、シリンダ７内のピ
ストン８が作動するときはピストン８の移動速度に応じ
た流量の圧油がスプール弁２１を通過するため、スプー
ル弁２１に流体力Ｒが発生することはよく知られている
。ここに、流体力Ｒは次式■で表される。 Ｒ＋ρ・Ｑ・■・ＣＯ８ψ　　・・・・・・■但し、ρ
：作動油密度 Ｑ：流量 ■：流速 ψ：流れ角度 したがって、ピストン８が作動するときは上記０式に流
体力Ｒを加えた次式〇によってソレノイド３１の電磁力
が平衡する。 ＦｓミＡＸＰ　ｓ　ｆ：Ｒ・・・・・・■■式において
、Ｒの符号（＋）は圧油が供給ボート２９からシリンダ
ポート３０に流れる場合、符号（＝）はシリンダ７から
リザーバタンク１４に流れる場合である。 ０式から明らかであるように、圧油がスプール弁２１内
の端部（エツジ）を流れるときは流体力Ｒの発生により
制御圧力ｐｓが変化し、比例特性や応答性が阻害される
。 一方、このような流体力Ｒの影響を軽減するために、例
えばスプール弁２１の端部（エツジ）を加工することも
考えられる。しかし、この方法によると加工のためにコ
スト高となったり、あるいは所定の流量や圧力範囲内で
しか加工の効果が期待できないという新たな問題点かあ
り、有効な解決策となっていない。 これに対して、このような流体力の影響を電気的に打ち
消すため、第８図に示すようなものも提案されている。 このものはアクチュエータ４１に作用する圧油の圧力Ｐ
を検出し、フィードバック制御を行って、前述の比例制
御を行うものである。 アクチュエータ４１は車高調整装置４２と連結されてお
り、車高調整装置４２によって前述のような車両の姿勢
制御等が行われる。 いま、コーナリングやブレーキングによって車両にＧの
変化が発生するとＧセンサ４３によって検出され、電圧
Ｖｓがアンプ４４に入力される。一方、アンプ４４には
アクチュエータ４１に加わる圧力Ｐに基マいた電圧Ｖｐ
が圧力センサ４５から入力されるとともに、図示されて
いないコントローラ等からの制御電圧Ｖｃが入力され、
アンプ４４はこれらの各電圧Ｖｓ、Ｖｐ、Ｖｃに基づく
電流ｉを圧力制御弁４６のソレノイド（図示略）に供給
する。圧力制御弁４６は電流ｉに応じて圧油の圧力を制
御し、アクチュエータ４１に設定圧力Ｐを与える。この
とき、アクチュエータ４１に加わる圧力Ｐが圧力センサ
４５によって常に検出されてフィードバック制御に供さ
れるので、制御電圧Ｖｃに対する電流ｉが適切に補正さ
れる。すなわち、電圧Ｖｐは圧力制御弁４６に発生する
流体力Ｒを打ち消すように作用するので制御電圧Ｖｃに
対する目標圧力Ｐとの変動がなく応答性が向上する。 ところが、流体力Ｒの影響は打ち消されるものの、次の
ような新たな問題点を招来する。 （Ｉｆｆ）全体の構成すなわち、センサや電子回路等が
複雑であり、大幅なコストアップを招く。 なお、以上の問題点は圧力制御弁を車高調整装置等に適
用した場合等の例であるが、圧力制御弁は他の広範囲な
制御分野で適用されるため、上述の改善がなされること
か望ましい。特に、流体力Ｒは前記０式に示すように流
ｉ１Ｑ、流速Ｖ等によって決まるものであり、これらの
諸条件が変化すれば流体力Ｒも変化する。また、これら
の諸条件は制御圧力の増圧時と減圧時とでは異なるので
、流体力Ｒの影響が流体力Ｒの大きさに応じて適切に軽
減されることが望ましい。 （発明の目的） そこで本発明は、スプール弁とシリンダとを接続する油
路の途中に制御圧力の増減に応じて開口面積が変化する
絞りを圧油の通過方向毎に設け、絞りのスプール弁側圧
力をソレノイドの電磁力が作用する方向と同一方向に作
用するスプール弁の受圧面に作用させ、絞りのシリンダ
側圧力をスプール弁の他方の受圧面に作用させることに
より、流体力の大きさに応じた対抗する軸力をスプール
弁に発生させて流体力を補償し、ソレノイドの小型化を
維持しつつ簡単な構成で、かつ低コストにシリンダ制御
圧力の全制御範囲に亘る電流比例制御特性の性能向上を
図ることの、できる圧力制御弁を提供することを目的と
している。 （問題点を解決するための手段） 本発明による圧力制御弁は上記目的達成のため、作用力
が相反する方向でかつ受圧面積の異なる受圧部をもつス
プール弁を有し、該スプール弁の一の移動方向にソレノ
イドの電磁力を作用させ、電磁力の方向と逆の他の移動
方向に受圧面積の差にシリンダの制御圧力を作用させて
スプール弁を動かすことにより圧油の通過面積を変え、
シリンダポートからシリンダに供給する圧油の制御圧力
をソレノイド電流に応じて比例制御する圧力制御弁にお
いて、前記シリンダポートとシリンダを接続する油路の
途中に圧油の通過する方向で絞り量の異なる規制手段を
設け、該規制手段は、シリンダポートからシリンダへ向
かう流量を絞り、その絞り量をシリンダ制御圧力に応じ
て可変とする第１の絞り手段と、シリンダからシリンダ
ポートへ向かう流量を絞り、その絞り量をシリンダ制御
圧力に応じて可変とする第２の絞り手段により構成され
、前記規制手段よりスプール弁側の圧力をソレノイドの
電磁力が作用する方向と同一の方向に作用するスプール
弁の一の受圧面に導くとともに、該絞りよりシリンダ側
圧力をソレノイドの電磁力が作用する方向と逆の方向に
作用するスプール弁の他の受圧面に導き、スプール弁に
生じる油圧の流体力に抗して反対方向の軸力をスプール
弁に発生させて該流体力を補償するようにしている。 （作用） 本発明では、スプール弁とシリンダとを接続する油路の
途中に制御圧力の増減に応じて開口面積の変化する絞り
が圧油の通過方向毎に設けられ、絞りのスプール弁側圧
力がスプール弁のソレノイド電磁力の作用する方向に作
用し、絞りのシリンダ側圧力がスプール弁の反対の方向
に作用する。 したがって、圧油の通過方向に拘らず常に流体力の大き
さに応じた対抗する軸力がスプール弁に適切に発生して
流体力が補償され、ソレノイドの小型化が維持されつつ
、簡単な構成でかつ低コストにシリンダ制御圧力の全制
御範囲に亘る電流比例制御特性が得られ、かつ応答性が
著しく向上する。 （実施例） 以下、本考案を図面に基づいて説明する。 第１図は本発明に係る圧力制御弁の第１実施例を示す図
である。 まず、構成を説明する。同図において、５１は圧力制御
弁であり、圧力制御弁５１はソレノイド５２、スプール
弁５３、ボディ５４等で構成される。ソレノイド５２に
はプランジャ５５が嵌挿されており、プランジャ５５は
図示されていないソレノイドスプリングによって図中矢
印Ａ方向に付勢される。ソレノイド５２はボディ５４と
連結され、ボディ５４には略円筒形のスプール弁５３が
摺動自在に収納される。スプール弁５３は一端に大径部
５６、中央部に小径部５７をそれぞれ有し、大径部５６
は右室５８を画成するとともに、円環状の補助室５９を
画成する。また、スプール弁５３の他端はソレノイド５
２のプランジャ５５に当接するとともに、左室６０を画
成する。右室５８内にはスプリング６１が設けられ、ス
プリング６１はスプール弁５３を図中矢印Ｂ方向に付勢
する。すなわち、ソレノイド５２に通電されていないと
きは前述したソレノイド５２のスプリングとスプリング
６１の付勢力がバランスしてスプール弁５３は静止して
いる。スプール弁５３の小径部５７は円環状の中央室６
２を画成し、中央室６２の両端にはスプール弁５３の周
囲に接して開口する円環状の供給室６３および排出室６
４が設けられる。供給室６３には油路６５を介して油圧
ポンプ６６からの圧油が導かれ、排出室６４は油路６７
を介してリザーバタンク６８に連通する。排出室６４と
前記補助室５９との間には油路６９が設けられ、油路６
９は排出室６４と補助室５９を連通ずる。中央室６２に
はシリンダポート７０を介して油路７１が開口しており
、油路７１には油路７２、油路７３が連なる。 油路７２の途中にはチェック弁７４、絞り７５が設けら
れ、油路７３の途中にはチェック弁７６、絞り７７が設
けられる。絞り７５は第１の絞り手段としての機能を有
し、絞り７７は第２の絞り手段としての殿能を有するも
のであり、絞り７５、絞り７７は規制手段を構成する。 油路７２、油路７３は油路７８と連通し、油路７８は各
油路７１．７２．７３とともに、中央室６２とシリンダ
７９の作動室８０とを連通ずる。シリンダ７９はピスト
ン８１を有し、ピストン８１は作動室８０を画成すると
ともに、作動室８０内の圧力に応じて変位する。ピスト
ン８１にはピストンロッド８２が連結され、ピストンロ
ッド８２は例えば、車高調整装置等に連結される。チェ
ック弁７４はチェック弁７４の中央室６２側の圧力がシ
リンダ７９側圧力よりも高いときに油路７２を開いて中
央室６２からシリンダ７９の作動室８０に圧油を導く。 前記チェック弁７６はチェック弁７６のシリンダ７９側
圧力が中央室６２側圧力よりも高いときに油路７３を開
いてシリンダ７９の作動室８０から中央室６２に圧油を
導く。絞り７５、絞り７７には中央室６２の圧力が油路
７１を介し、油路８３、油路８４によってそれぞれ導か
れる。絞り７５は中央室６２の圧力が増加するとその開
口面積が大きくなり、絞り７７は中央室６２の圧力が増
加するとその開口面積が小さくなる。各絞り７５．７７
のスプール弁側圧力は油路８５を介して左室６０に導か
れ、シリンダ７９側圧力は流路８６を介して右室５８に
導かれる。 次に、作用を説明する。 シリンダ７９に対する圧力制御弁５１による油圧の制御
は次のようにして行われる。 ソレノイド５２に電流が供給されると、電流に応じた電
磁力が発生し、スプール弁５３は図中矢印Ｃ方向へ摺動
する。このとき、中央室６２と供給室６３が連通ずるの
で油圧ポンプ６６からの圧油は油路６５、供給室６３、
中央室６２、油路７１を通り、絞り７５、チェック弁７
４、油路７８を経てシリンダ７９に供給される。したが
って、油圧ポンプ６６からの圧油によってシリンダ７９
のピストン８１は図中矢印Ｃ方向に変位する。また、供
給室６３から中央室６２へ流れる圧油の流量に応じた流
体力が発生し、スプール弁５３に対して第１図中矢印Ｂ
方向に作用する。一方、油路７２に設けられた絞り７５
の前後には油路７２を流れる圧油の流量Ｑに応じた圧力
差ΔＰが発生する。 すなわち絞り７５の上流側の圧力は下流側の圧力よりも
ΔＰだけ高くなるので、絞り７５のスプール弁５３側の
圧力をＰＳＩ、絞り７５のシリンダ７９例の圧力をＰ≦
２とすれば圧力差ΔＰは次式■で表される。 ΔＰ”　Ｐ　ｓｌＰ　ｓ　ｚ　　　　−・−、、■ここ
で、絞り７５の前後の圧力Ｐ、いｐｓｚはそれぞれ油路
８５、油路８６によって左室６ｏおよび右室５８に導か
れており、スプール弁５３のソレノイド側端面の受圧面
積をＡ１、スプール弁５３の大径部５６側端面の受圧面
積をＡ２とすれは、スプール弁５３に作用する力は次式
〇で表される。 Ｆ　ｓ　＋Ｐｓ＋　ＨＡＩ　＝Ｐ、ｚ・Ａ２＋Ｒ・旧・
・■但し、ＦＳ：ソレノイドの電磁力 Ｒ：流体力 （スプリングによる力は省略する） 上記０式を電磁力Ｆｓについて整理して変形すると次式
〇が得られる。 Ｆｓ＝Ｐｓ＝・　（Ａｚ　　ＡＩ）＋　ＣＰｓｔ　　Ｐ
ｓｉ）・ＡＩ　　＋Ｒ・・・・・・■ 上記■に式において、右辺第２項のＣ（Ｐｓｔ−Ｐｓｉ
）　　・Ａ１〕は絞り７５０前後に発生する圧力差ΔＰ
がスプール弁５３に作用する軸力Ｆを表しており、ＰＳ
Ｉ＞ＦＳ２であるから、（（Ｐｓｉ　　Ｐｓｉ＞　　・
ＡＩ）＜０となる。したがって、この軸力Ｆは流体力Ｒ
に対して反対方向に作用することになり、流体力Ｒの打
ち消しを可能にしている。 ところで、流体力Ｒは前述の０式で示したように流ｉＱ
、流速Ｖ等によって変化するものであり、流ｉＱ、流速
Ｖとは比例関係にある。ここで、流但し、Ｐｐ：油圧ポ
ンプの供給圧力 ＰｓＩ：絞りのスプール弁側圧力 Ｃｖ：流量係数 ρ　：圧油の密度 したがって、（Ｐｐ　　ｐ＄１＝ΔＰｃ）とすれば、■
、■の両式から差圧ΔＰｃが大きい（すなわち、供給圧
力Ｐｐは一定であるから、制御圧力ｐｓ＋が小さい）と
流速Ｖが速くなり、流体力Ｒは太き（なる。また、差圧
ΔＰｃが小さい（制御圧Ｐｓｉが大きい）と流速Ｖが遅
くなり、流体力Ｒは小さくなる。これらをまとめたもの
が第２図中実線で示す流体力Ｒ＋　１Ｒｚ　、Ｒｓ　　
（図中では単にＲ，、Ｒ，、Ｒｚ　）であり、流ｉＱに
比例するとともに、それぞれ差圧ΔＰｃいΔＰｃ２、Δ
Ｐｃ５＜図中では単にΔＰＣいΔＰｃｔ、Δｐ　ｃ：＋
）に対応している。 このように、流体力Ｒは流ＭＱが一定であっても差圧Δ
Ｐｃによって変化する。 一方、絞り７５の前後に発生する圧力差ΔＰと絞り７５
を流れる圧油の流ＩＱとの間には次弐〇〇関但し、Ｃ：
流量係数 ａ；絞りの開口面積 このように、圧力差ΔＰは流ＩＩＱの２乗に比例するの
で、前述した軸力Ｆは流ｆｆ１Ｑの２乗に比例する。ま
た、流ＩＱが一定であっても絞り７５の開口面積を変え
ることで圧力差ΔＰは変化する。すなわち、前述した軸
力Ｆを絞り７５の開口面積を変えることで変化させるこ
とができる。したがって、差圧ΔＰｃが変化してスプー
ル弁５３に作用する流体力Ｒが変化した場合、差圧ΔＰ
ｃに応じて絞り７５の開口面積を変えることで流体力Ｒ
の補償が効果的に行われる。すなわち、絞り７５には油
路８３によって絞り７６のスプール弁５３側の圧力（制
御圧力Ｐ、１）が導かれており、制御圧力Ｐ！ｌに応じ
て絞り７５の開口面積が変化する。この場合、絞り７５
の開口面積ａと制御圧力ＰＳＩとの関係は第３図中直線
Ｔで示されるように制御圧力Ｐ□の増加に伴って開口面
積ａが増加する。このように、制御圧力ｐｓｔが増加す
ると制御圧力ｐ！＋に応じて開口面積ａが大きくなるの
で圧力差ΔＰ＝　（Ｐｓｉ−Ｐｓｉ）が小さくなる。一
方、流体力Ｒは制御圧力Ｐｆｆｌの増加に応じて前述の
ように小さくなるので、供給圧力ｐｐと制御圧力Ｐ３□
との差、すなわち差圧ΔＰｃの減少に伴って流体力Ｒが
減少すると差圧ΔＰｃに応じて軸力Ｆも減少する。この
ような両者の関係を示したものが第２図であり、差圧Δ
Ｐｃｔ、Δｐｃ！、ΔＰｃコにそれぞれ対応する軸力Ｆ
、　、　Ｆ２、Ｆ３（図中では単にＦＩ、Ｆｚ　、Ｆ：
＋　）はそれぞれ破線で示される。同図から明らかであ
るように、差圧ΔＰｃの変化に伴う流体力Ｒと軸力Ｆと
は両者が完全に一致するものではないが、流体力Ｒの変
化に応じた軸力Ｆが発生しており、近似している。した
がって、流体力Ｒは軸力Ｆによって大部分が打ち消され
、スプール弁５３に作用する実際の力゛は両凸線に挟ま
れた部分に相当する。すなわち、〔流体力Ｒ−軸力Ｆ〕
であり、この値は流体力Ｒに比べると極めて小さなもの
である。 したがって、前述の０式から次式■′式が近似式として
得られる。 ＦＳ＝Ｐｓｚ・　（ＡＩ　−ＡＩ　）　　　　・・・・
・・■′すなわち、シリンダ圧力ｐｓｉはソレノイドの
電磁力Ｆｓによって決まるものであり、流体力Ｒの影響
による目標制御圧力の変動を防止することができ、圧力
制御弁５１の応答性が大幅に向上する。 このようにして、ソレノイド５２に入力する電流に応じ
た制御圧力がシリンダ７９に与えられ、シリンダ７９の
ピストン８１を変位させ、ピストンロッド８２を介して
ピストン８１に作用する第１図中矢印り方向の力と、供
給された圧油によってピストン８１に作用する同図中矢
印、Ｃ方向の力が同一になるとピストン８１が静止する
。このとき、油路７１内の圧油の流ｉ１Ｑは

〔０〕にな
るので絞り７５の前後に発生していた圧力差へＰおよび
流体力Ｒは共に〔Ｏ〕になる。すなわち、右室５８と左
室６０にはシリンダ７９の作動室８０に作用する圧力Ｐ
ｓと同一の圧力が導かれており、スプール弁５３に作用
する力は前記０式においてＰｓｉ”　Ｐｓｚ＝　Ｐ　ｓ
　、　Ｒ＝　０として次式■を得る。 Ｆ　Ｓ　＋Ｐｓ＋　’　ＡＩ　＝Ｐｓｚ・Ａｘ、’、　
Ｆ　ｓ　＝　ｐ　ｓ・　（Ａｚ　　Ａｌ）　　　・・・
・・・■上記■式において、電磁力Ｆｓは電流に比例し
て発生するものであり、電磁力ＦＳと制御圧力Ｐｓか比
例することからソレノイド５２に供給する電流に比例し
た制御圧力Ｐｓが発生する。 以上はシリンダ制御圧力を増圧する場合を説明したもの
であるが、次に、減圧する場合を説明する。 所定のシリンダ制御圧力を得たソレノイド５２の電流を
所定値に減少させると、前記０式において電磁力Ｆｓが
減少する。したがって、スプール弁５３の電磁力と油圧
作用力とのバランスが崩れてスプール弁５３は第１図中
矢印Ｂ方向に摺動し、中央室６２と排出室６４が連通ず
る。このとき、シリンダ７９の作動室８０内に供給され
ていた圧油は絞り７７、チェック弁７６、油路７１を通
り、中央室６２、排出室６４、油路６７を経てリザーバ
タンク６８に排出されるので、絞り７７の前後に圧力差
ΔＰが発生する。また、中央室６２から排出室６４へ流
れる圧油の流量に応じた流体力Ｒが発生し、増圧時とは
逆にスプール弁５３に対して、第１図中矢印Ａ方向に作
用する。 したがって、スプール弁５３に作用する力は次式■で表
される。 Ｆ　Ｓ　＋　Ｐｓｉ　・Ａｚ　　＝　Ｐｓｚ　’　Ａ２
Ｒ・”・・・■上記■式を増圧時と同様に電磁力Ｆｓに
ついて整理して変形すると次式［相］が得られる。 Ｆｓ＝Ｐｓｚ・　（Ａｚ　　Ａｚ　）＋　（Ｐｓｚ　　
Ｐｓｉ）・Ａ、　−Ｒ・・・・・・［相］ 上記［相］式において、右辺第２項のＣＣＰｓｔ　　Ｐ
、１）・ＡＩ）は増圧時開様スプール弁５３に作用する
軸力Ｆを表しているが、絞り７７の前後に発生する圧力
はシリンダ７９側が上流となるのでｐｆｆｌ＜ｐ、２と
なる。したがって、（（Ｐｆｆｚ　　Ｐｓｉ）　　・Ａ
１〕〉０となり、この軸力Ｆは流体力Ｒに対して反対方
向に作用することになって、流体力Ｒの打ち消しが行わ
れる。 ところで、スプール弁５３の前後に発生する差圧ΔＰｃ
は、中央室６２は排出室６４が連通した当初は大きな値
であるが、圧油の排出に伴って制御圧力Ｐ、１が減少し
て差圧ΔＰｃも徐々に小さくなる。 したがって、スプール弁５３に作用する流体力も当初は
大きな値であるが、差圧ΔＰｃの減少に伴って徐々に小
さくなる。一方、絞り７７の開口面積は第３図中直線Ｒ
で示すように制御圧力ｐｆｆ＋の増加に伴って減少する
。すなわち、絞り７７の開口面積ａは制御圧力ＰＳ＋が
減少すると〔ａ１〕、〔ａ２〕を経て〔ａ３〕となり徐
々に大きくなる。したがって、絞り７７の前後に発生す
る圧力差ΔＰは制御圧力ＰＳ＋の減少に伴って減少し、
圧力差ΔＰによってスプール弁５３に作用する軸力Ｆも
゛減少する。 これらの結果、スプール弁５３に作用する流体力Ｒに対
して逆方向でかつほぼ大きさの等しい軸力Ｆが発生する
。すなわち、流体力Ｒと軸力Ｆの関係は前述したように
完全に一致するものではないが、流体力Ｒの影響は増圧
時と同様にほとんど打ち消される。したがって、シリン
ダ圧力は流体力Ｒによって変動することなく所定の圧力
まで減圧される。 以上のような圧力制御弁５１の作用から、従来の問題点
が次のように解決される。 （イ）効果１ スプール弁５３の両端面の受圧面積を異ならせ、両端面
に油路７１の圧力を導いているのでスプール弁５３を摺
動させるために必要な力は受圧面積の差と油路７１の圧
力との積で表される力に抗する程度で良い。したがって
、ソレノイド５２に要求される電磁力は小さなもので良
く、ソレノイド５２の小型化を図ることができるととも
にコストの低減を図ることができる。これは、従来の問
題点（Ｉ）を解決できることを意味している。 （ロ）効果２ 油路７１の途中に各絞り７５．７７を設け、その前後に
圧力差が発生すると、この圧力差に応じて、スプール弁
５３に作用する流体力に抗する軸力を発生させているの
で、流体力の影響を極めて小さなものとすることができ
る。したがって、圧力制御弁５１の応答性が大幅に向上
する（問題点Ｈの解決）。 （ハ）効果３ 流体力の打ち消しを絞り７５、絞り７７によって設ける
ことによって行っているので、構成が簡単である。した
がって、電流比例制御の特性を向上させつつ低コストの
圧力制御弁５１を提供することができる（問題点■の解
決）。 以上のような効果（問題点の解決）に加えて、次のよう
な効果もある。 （ニ）効果４ 各絞り７５．７７をスプール弁５３とシリンダ７９の間
に設けているので、油圧ポンプ６６から供給される圧油
の流量損失が全く発生しない。また、各絞り７５．７７
の前後に発生する圧力差もほとんど無視できる値（実用
的には３　ｋｇ　／　ｃｄ以下）である。したがって、
圧力損失の問題も無視できる。 （ホ）効果５ シリンダ圧力の増圧時および減圧時のそれぞれに応じた
絞り７５、絞り７７を設け、各校り７５．７７の開口面
積を制御圧力Ｐｆｆｌに応じて変えているので、制御圧
力ｐｓ＋の変化に伴う流体力Ｒに応じた軸力Ｆを発生さ
せることができる。したがって、シリンダ制御圧力の増
減に伴う全制御範囲に亘る流体力Ｒの影響を補償するこ
とができる。 以上の第１実施例では流体力を補償するための絞りを圧
力制御弁と一体に構成したが、次に、第２、第３実施例
として絞りとしての機能を有する絞り弁を圧力制御弁と
は別に設けた場合について説明する。なお、第１実施例
と同一構成部材には同一符号を付しその説明を省略する
。 第４図は本発明に係る圧力制御弁の第２実施例を示す図
である。同図において、９０は圧力制御弁、９１は絞り
弁であり、絞り弁９１はハウジング９２、ピストン９３
およびスプリング９４で構成される。ピストン９３はハ
ウジング９２内に摺動自在に収納され、供給室９５、主
室９６、補助室９７およびスプリング室９８をそれぞれ
画成する。スプリング室９８にはスプリング９４が収納
されており、スプリング９４はピストン９３を図中矢印
Ａ方向に付勢する。 増圧時、供給室９５には圧力制御弁５１によって制御さ
れた油圧ポンプ６６からの圧油が油路９９によって導か
れ、供給室９５に導かれた圧油は主室９６および油路１
００の途中に設けられたチェック弁１０１を介してシリ
ンダ７９の作動室８０に供給される。作動室８０に供給
された圧油はピストン８１を図中矢印Ｃ方向に変位させ
、ピストンロッド８２に連結された、例えば車高調整機
構に動力を与える。供給室９５と主室９６とは所定の連
通面積で連通しており、油路１０２によって導かれる絞
り弁９１の圧油制御弁５１側圧力が増加すると補助室９
７内の圧力が高まり、ピストン９３が図中矢印Ｂ方向に
摺動して両者間の連通面積が大きくなる。 一方、減圧時はピストンロッド８２に図中矢印り方向の
力が加わり、ピストン８１が変位すると、油路１０３を
介して絞り弁１０４に圧油が導かれ′る。絞り弁１０４
はハウジング１０５、ピストン１０６オヨＵスプリング
１０７で構成され、ハウジング１０５には補助室ＡｌＯ
３が形成される。ハウジング１０５にはピストン１０６
が摺動自在に収納され、ピストン１０６はその先端部が
補助室ＡｌＯ３内に突出するとともに、排出室１０９、
主室１１０、補助室Ｂ１１１およびスプリング室１１２
を画成する。スプリング室１１２にはスプリング１０７
が収納され、スプリング１０７はピストン１０６を図中
矢印Ｂ方向に付勢する。 油路１０３を介して絞り弁１０４に導かれた圧力は主室
１１０に導かれ、排出室１０９、油路１１３の途中に設
けられたチェック弁１１４および圧力制御弁９０を介し
てリザーバタンク６８に戻る。排出室１０９と主室１１
０とは所定の連通面積で連通しており、油路１１５によ
って導かれたチェック弁１１４の圧力制御弁９０側圧力
が増加すると補助室Ａ　１０８内の圧力が高まり、ピス
トン１０６が図中矢印Ａ方向に摺動して両者間の連通面
積が小さくなる。 なお、各絞り弁９１．１０４のシリンダ７９側圧力、す
なわち、シリンダ７９の作動室８０内の圧力は油路１１
６によって圧力制御弁９０の右室５８に導かれ、各絞り
弁９１、絞り弁１０４のスプリング室９８および補助室
Ｂ　１１１はそれぞれ油路１１７、油路１１Ｂを介して
リザーバタンク６８と連通する。 このように、シリンダ圧力の増圧時および減圧時に応じ
て開口面積が適時変化する絞り弁９１および絞り弁１０
４がそれぞれ独立に設けられ、各絞り弁９１．１０４の
前後の圧力差が圧力制御弁５１のスプール弁５３に作用
するので、スプール弁５３に作用する流体力の補償が行
われる。 したがって、第１実施例の効果の他に次のような効果が
得られる。すなわち、圧力制御弁９０とは別に流体力を
補償するための各絞り弁９１．１０４を設けているので
、圧力制御弁９０を小型化することができる。また、各
絞り弁９１、絞り弁１０４も小型なものであることから
、これらを装置に組付けるときの取り付は自由度を拡大
することができる。 さらに、流体力の補償という点においては、従来の圧力
制御弁に適用することも比較的容易である。 第５図は本発明に係る圧力制御弁の第３実施例を示す図
である。同図において、１２０は圧力制御弁、１２１は
絞り弁であり、絞り弁１２１はハウジング１２２、ピス
トン１２３、スプリング１２４等で構成される。ピスト
ン１２３はハウジング１２２内に摺動自在に収納され、
主室１２５およびスプリング室１２６を画成する。スプ
リング室１２６にはスプリング１２４が収納されており
、スプリング１２４はピストン１２３を図中矢印Ｃ方向
に付勢する。ピストン１２３の主室１２５側にはロッド
１２７が固着され、ロッド１２７の先端部には球形の弁
体１２８が固着される。 増圧時、主室１２５には圧力制御弁１２０によって制御
された油圧ポンプ６６からの圧油が油路１２９によって
導かれ、主室１２５に道かれた圧油はハウジング１２２
の弁体１２８が対向する位置に設けられたポート１３０
および油路１３１の途中に設けられたチェック弁１３２
を介してシリンダ７９の作動室８０に供給される。作動
室８０に供給されて圧油はピストン８１を図中矢印Ｃ方
向に変位させ、ピストンロッド８２に連結された車高調
整機構に動力を与える。ボーｌ−１３０の主室１２５に
対する開口面積は油路１２９によって導かれる絞り弁１
２１の圧油制御弁１２０側圧力が増加すると主室１２５
内の圧力が高まり、ピストン１２３が図中矢印り方向に
摺動して開口面積が大きくなる。 一方、減圧時はピストンロッド８２に図中矢印り方向の
力が加わり、ピストン８１が変位すると、油路１３３を
介して絞り弁１３４に圧油が導かれる。絞り弁１３４は
ハウジング１３５、ピストン１３６およびスプリング１
３７等で構成される。ハウジング１３５にはピストン１
３６が摺動自在に収納され、ピストン１３６は主室１３
８および補助室１３９を画成する。 主室１３８にはスプリング１３７が収納され、スプリン
グ１３７はピストン１３６を図中矢印り方向に付勢する
。ピストン１３６の主室１３８側先端部には球形の弁体
１４０が固着され、ハウジング１３５の弁体１４０と対
向する位置にはポート１４１が設けられる。 油路１３３によって絞り弁１３４に導かれた圧油はボー
）１４１、主室１３８、油路１４２の途中に設けられた
チェック弁１４３および圧力制御弁１２０を介してリザ
ーバタンク６８に戻る。ポート１４１の主室１３８に対
する開口面積（以下、有効開口面積という）は、油路１
４４によって導かれる絞り弁１３４の圧力制御弁１２０
側圧力が増加すると補助室１３９内の圧力が高まり、ピ
ストン１３６が図中矢印Ｃ方向に摺動して有効開口面積
が小さくなる。 なお、各絞り弁１２１．１３４のシリンダ７９側圧力、
すなわち、シリンダ７９の作動室８０内の圧力は油路１
４５によって圧力制御弁５１の右室５８に導かれ、絞り
弁１２１のスプリング室１２６は油路１４６を介してリ
ザーバタンク６８と連通する。 このように、シリンダ圧力の増圧時および減圧時に応じ
て開口面積か適時変化する絞り弁１２１および絞り弁１
３４がそれぞれ独立に設けられ、各絞り弁１２１．１３
４の前後の圧力差が圧力制御弁５１のスプール弁５３に
作用するのでスプール弁５３に作用する流体力の補償が
適切に行われる。また、絞りとしての機能を各弁体１２
８．１４０と各ボー）１３０゜１４１　とにより実現し
ているので、各ピストン１２３．１３６に作用する流体
力の影響が小さい。 したがって、第１、第２実施例の効果の他に次のような
効果が得られる。すなわち、流体力は流体の流れる流路
の面積が変化した場合に発生するものであり、各絞り弁
１２１．１３４のピストン１２３．１３６にも流体力が
作用する。ところが、各ポート１３０．１４１の有効開
口面積は各弁体１２８．１４０によって変化するもので
あり、各弁体１２８．１４０が球形であることから、流
体力の影響を小さくすることができる。したがって、各
絞り弁１２１．１３４の圧力制御弁５１側圧力に応じた
絞り面積を得ることができ、圧力制御弁５１のスプール
弁５３に作用する流体力の補償を適切なものとすること
ができる。 （効果） 本発明によれば、スプール弁とシリンダとを接続する油
路の途中に圧油の通過方向毎で制御圧力の増減に応じて
開口面積か変化する絞りを設け、絞りのスプール弁側圧
力をソレノイドの電磁力が作用する方向と同一方向に作
用するスプール弁の受圧面に作用させ、絞りのシリンダ
側圧力をスプール弁の他方の受圧面に作用させているの
で、圧油の通過方向に拘らず常に流体力の大きさに応じ
た対抗する軸力をスプール弁に適切に発生させて流体力
を補償することができる。その結果、ソレノイドの小型
化を維持しつつ筒車な構成でかつ低コストにシリンダ制
御圧力の全制御範囲に亘る電流比例制御特性の向上を図
った圧力制御弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る圧力制御弁の第１実施例を示
す図であり、第１図はその要部断面図、第２図はその流
量とスプール作用力の関係を示す図、第３図はその制御
圧力と各絞りの開口面積の関係を示す図、第４図は本発
明に係る圧力制御弁の第２実施例を示すその要部断面図
、第５図は本発明に係る圧力制御弁の第３実施例を示す
その要部断面図、第６〜８図は何れも従来の圧力制御弁
を示す図であり、第６図はその第１の圧力制御弁のスプ
ール弁に電磁力を対向するようにシリンダ圧力を作用さ
せた場合の要部断面図、第７図はその第２の圧力制御弁
のスプール弁を摺動させる電磁力を小さくした場合の要
部断面図、第８図はその第３の圧力制御弁のスプール弁
に作用する流体力を電気的に補償した場合のブロック図
である。 ５１．９０．１２０・・・・・・圧力制御弁、５２・・
・・・・ソレノイド、 ５３・・・・・・スプール弁、 ５６・・・・・・大径部、 ５８・・・・・・右室、 ６０・・・・・・左室、 ７０・・・・・・シリンダポート、 ７２．７３．８６．１１６．１４５・・・・・・油路、
７４．７６、１０１、１１４、１３２、１３４・・・・
・・チェック弁、 ７５．７７・・・・・・絞り、 ９１．１０４．１２１．１３４・・・・・・絞り弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　作用力が相反する方向でかつ受圧面積の異なる受圧部
   をもつスプール弁を有し、該スプール弁の一の移動方向
   にソレノイドの電磁力を作用させ、電磁力の方向と逆の
   他の移動方向に受圧面積の差にシリンダの制御圧力を作
   用させてスプール弁を動かすことにより圧油の通過面積
   を変え、シリンダポートからシリンダに供給する圧油の
   制御圧力をソレノイド電流に応じて比例制御する圧力制
   御弁において、前記シリンダポートとシリンダを接続す
   る油路の途中に圧油の通過する方向で絞り量の異なる規
   制手段を設け、該規制手段は、シリンダポートからシリ
   ンダへ向かう流量を絞り、その絞り量をシリンダ制御圧
   力に応じて可変とする第１の絞り手段と、シリンダから
   シリンダポートへ向かう流量を絞り、その絞り量をシリ
   ンダ制御圧力に応じて可変とする第２の絞り手段により
   構成され、前記規制手段よりスプール弁側の圧力をソレ
   ノイドの電磁力が作用する方向と同一の方向に作用する
   スプール弁の一の受圧面に導くとともに、該絞りよりシ
   リンダ側圧力をソレノイドの電磁力が作用する方向と逆
   の方向に作用するスプール弁の他の受圧面に導き、スプ
   ール弁に生じる油圧の流体力に抗して反対方向の軸力を
   スプール弁に発生させて該流体力を補償するようにした
   ことを特徴とする圧力制御弁。