JPS63298414A - 圧力調整弁 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、圧力調整弁、特に電気信号に応じて流体の圧
力を制御する電磁圧力調整弁に係る。そして、電磁圧力
調整弁は、代表的なものとして、フィードバック圧力を
グイヤフラム面に受けるダフイヤフラムタイプのものと
、フィードバック圧力をスプール端面に受けるスプール
タイプのものとがあるが、本発明はスプール型電磁圧力
調整弁に係り、詳しくはそのスプール構造に関する。

（ロ）従来の技術 スプール型電磁圧力調整弁は、一般に、両端部に等径の
ランド部を有し弁スリーブ内に摺動可能に配設されたス
プール弁を備え、該スプール弁の一方の端面にスプリン
グ荷重を加え、また他方の端面に出力圧をフィードバッ
クし、更に電磁石部により上記スプリング荷重を減する
ように構成し、スプール弁の一端に加わるスプリング荷
重と電磁石部により発生される荷重との差がスプール弁
の他端に加えられる出力圧フィードバック荷重とバラン
スするように、スプール弁のランド部で弁スリーブの周
部径方向に向けて開口された供給ボートおよび排出ボー
トを切換えろことにより、供給ポートからの供給圧を電
磁石部に入力される電気信号に対応した出力圧に調整し
て出力ポートから取出すようになっている（特開昭５９
−３７３０９号公報参照）。

（／→　発明が解決しようとする問題点従って、上述し
た両端部に等径のランド部を有するスプール弁を備えた
圧力調整弁では、スプリングを含めた電磁石部をそのま
ま使用してより大きな出力圧を得ようとする場合、 Ｐ”　（ＦＳＰ　　’ＳＱＬ　）　／　Ａ”’■（ただ
し、Ｐ：出力圧、 Ｆｓｐ’　スプリングの荷重 Ｆ９０Ｌ’電磁石部による荷重 Ａニスプール弁の端面面積） なる関係から、単にスプール弁の端面面積を小さくすれ
ば良いことが分かるが、極めて大きな出力圧を得るには
極めて小径のランド部を有するスプール弁を用いなけれ
ばならず、そのためスプール弁自体および弁スリーブの
加工が極めて難しくなるばかりか、電磁石部からスプー
ル弁の一端に荷重を伝えるための押し棒も小径にしなけ
ればならず、それに起因して電磁石部の関連各部品の寸
法等をも大幅に変更しなければならないという不都合が
あった。

また、上記不都合をなくすべく、たとえば実開昭６０−
５２５０９号公報に開示さねているように、スプール弁
の他端に該スプール弁のランド部より小径の受圧ピン部
材を設け、該受圧ピン部材の小径端面に出力圧をフィー
ドバックさせることにより該受圧ピン部材を介してスプ
ール弁にフィードバック荷重を与え、それにより大きな
出力圧を得るに際してスプール弁のランド部の外径等に
変更を加える必要のない圧力調整弁も開発されているが
、このものでは、小径の受圧ピン部材を設ける関係上、
弁構造がＷ、雑になるばかりか、受圧ピン部材の外周を
経てスプール弁の端部に洩出する流体圧を逃がすように
スプール弁の軸方向に貫通孔を設けろ必要があって、ス
プール弁自体の加工にも手間を有するという欠点があっ
た。

更に、上記従来の圧力調整弁では、上記０式に示したよ
うに、出力圧Ｐが電気信号の増加即ち電磁石部による荷
重の増加に伴って減少する特性を有していることから、
たとえば断線等によって電気信号がな（なったような場
合、出力ポートから突然最大出力Ｐ＝Ｆ、ｐ／Ａが出力
されることとなって、出力側に接続されている各種流体
圧ｍ器等に悪影響を及ぼす虞れがあり、そのため特性を
電気信号の増加に伴って出力圧Ｐが上昇するように変更
した方がフェールセーフ等の観点から都合の良い場合も
あるが、そのような場合上記従来の圧力調整弁では特性
の変更を単純な構成の変更で容易に達成し得ない構造上
の不都合があった。

そこで、本発明は、スプール弁を段付き構造とし、その
面積差部分に出力圧をフィードバックするように構成し
、もって簡単な構造で大きな調整出力圧を容易に得るこ
とができると共に、フィードバック圧の作用する方向を
変更し、電磁石部を変更することな（電流−圧力特性を
変更して、電磁石部の汎用性の向上を図った圧力調整弁
を得ることを目的とするものである。

（ハ）問題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図を参照して示すと、供給ポート１５、出力ポー
ト１３、フィードバックボート１６そして排出ボート１
２を有する弁スリーブ内を摺動するスプール弁６に、働
（電磁石部３による荷重とスプリング７による荷重と出
力圧フィードバック荷重とを作用して、これら荷重をバ
ランスさせることにより、供給圧を電磁石部３への入力
電気信号に対応した出力圧に調整して出力するように構
成された圧力調整弁１において、上記スプール弁６を二
つの等径のランド部１７．１９とそれらランド部１７，
１９のいずれか一方１９に隣接する異径のランド部２０
とを有する段付き構造とし、上記一方のランド部１９と
それに隣接する異径のランド部２０との間に上記フィー
ドバックボート１６を位置して、これら両ランド部の面
積差にて出力圧をフィードバックするように構成したこ
とを特徴とする。

（ホ）　作用 以上の構成に基づき、作動時ポンプ等からの供給圧は弁
スリーブ５とスプール弁６の一方の等径ランド部１９と
による供給ポート１５における開口を経て、等径のラン
ド部１７．１９間に位置して弁スリーブ５に常時開口す
る出力ポート１３から流体圧を必要とする夫々の機器に
向けて送り出される。その際、上記出力ポート１３から
の出力圧は一部フイードバックボード１６を経て異径ラ
ンド部２０とそれに隣接するランド部１９そして弁スリ
ーブ５とで形成される密閉空間２２に導入され、上記異
径ランド部２０とそれに隣接するランド部１９の面積差
に働く出力圧による荷重と電磁石部３による荷重とスプ
リング７による荷重とがバランスされ、そのバランス関
係により弁スリーブ５内にスプール弁６が摺動される。

その結果、スプール弁６の等径のランド部１７．１９に
より弁スリーブ５の供給ポート１５および排出ポート１
２が出力圧を常に電磁石部３に入力された電気信号に対
応した圧力値に保つべく所定割合にて開閉される。

（へ）実施例 以下、図面に沿って、本発明の実施例について説明する
。

圧力調整弁１は、第１図に示すように、調圧弁部２と電
磁石部３とから構成されている。

そして、上記調圧弁部２は、弁スリーブ５とスプール弁
６とから構成されていて、上記弁スリーブ５は、その内
部軸方向にスプリング７を収容する大径の孔９とそれに
続いて後述するスプール弁６を摺動案内する中径の案内
孔１０および小径の案内孔１１とが貫通して形成されて
いると共に、上記案内孔１０に対応する弁スリーブ５の
外周部半径方向に排出ポート１２、出力ポート１３、供
給ポート１５がその順に、そして上記案内孔１０と上記
案内孔１１との境界部分に対応する弁スリーブ５の外周
部半径方向にフィードバックポート１６が夫々開口形成
され、必要に応じて各ボートにおける流体の流れを円滑
にすべく瑚状切欠部１２　ａ、　　１５　ａ、　　１６
　ａが形成されている。また、スプール弁６は、上記中
径の案内孔１０に密に摺動案内される二つの外径の等し
いランド部１７゜１９と、その一方のランド部１９に隣
接して上記小径の案内孔１１に密に摺動案内される小径
のランド部２０とを備え、上記等径のランド部１７゜１
９の隣接する端部間の距離はスプール弁６が摺動するこ
とにより出力ポート１３が供給ポート１５と排出ポート
１２に所定割合にて交互に連通し得る寸法になされ、ま
た上記等径のランド部１７゜１９間の部分２１は常に出
力ポート１３に連絡され、更に、一方のランド部１９と
小径のランド部２０そして案内孔１０．１１とにより形
成される゛密閉空間２２が常にフィードバックポー１・
１６と連通ずるようになっている。なお、第１図におい
て、小径ランド部２０の端面中央に形成されている半球
状部分２３は、後述する電磁石部３の押し棒３６との当
接部であり、また、ランド部１７の端面中央から立設さ
れている棒状部分２５はスプリング７のガイド部材兼ス
プール弁６のストローク制限部材である。

そして、上記調圧弁部２は、弁スリーブ５の孔９を形成
した一方端側から棒状部分２５にワッシャ２６を装着し
たスプール弁６を小径ランド部２０を形成した他方端側
から挿入した後、ワッシャ２６にスプリング７を保持さ
せつつ雄ネジ部材２７を弁スリーブ５の酸ネジ部材２９
に螺合してスプリング７に所定の圧縮量を与え、その後
上記雄ネジ部材２７を弁スリーブ５にビン３０で封止す
ることによって組立てられ、このようにして組立てられ
た調圧弁部２は、その弁スリーブ５の小径案内孔１１側
の端部に形成されたフランジ部３１を後述する電磁石部
３のケース３２端部にてカシメ付けることによって、Ｔ
ｓ電磁石部と結合されるようになっている。

また、上記電磁石部３は、磁性材料製の円筒状ケース３
２と、該ケース３２の一方端内部においてその一端フラ
ンジ状部分３３ａが接触係合し該フラン・ジ状部分３３
ａから上記ケース３２内部他方側に向けて該ケース３２
と同心状に延在する同じく磁性材料製の肉厚の厚い円筒
状コア３３と、上記ケース３２とコア３３とで形成され
ろ円筒状空間内の奥に挟持固定されるコイル組立体３５
とからなる静止部と、上記コア３３の中空部３３ｂ内に
挿通配置される押し棒３６と、該押し棒３６の他端側に
固設され上記コイル組立体３５によって吸引される同じ
く磁性材料製のプランジャ３７と、上記押し棒３６を上
記コア３３の中空部３３ｂと接触しないように押し棒３
６両端部近傍で支持する薄い板バネ材から形成された円
盤状支持部材３９．３９と、該支持部材３９．３９の電
磁石部３の内面側に重畳された可撓性の円盤状シート部
材４０．４０とからなる可動部とで構成されている。そ
して、該可動部において、上記押し棒３６の他端側に固
設されたプランジャ３７は厚内の円盤状をなし、そのコ
ア３３に対面する側の中心部にはプランジャ３７の吸引
時上記静止部の一構成部材をなす円筒状のコア３３の端
部が微小間隔を隔てて嵌入する円筒状の凹部３７ａが形
成され、またその円周部３７ｂは同じく微小間隔を隔て
て上記ケース３２の内周面と対面するようになっている
。また、上記押し棒３６の両端部近傍を支持する円盤状
支持部材３９．３９は、第２図に示すように、外側リン
グ部３９ａ１中間リング部３９ｂそして内側リング部３
９ｃおよび上記外側リング部３９ａと中間リング部３９
ｂとを等間隔に連結する三つの半径方向接続部３９ｄ、
３９ｄ、３９ｄと、中間リング部３９ｂと内側リング部
３９Ｃとを上記接続部３９ｄ、３９ｄ間の円周位置で連
結する三つの半径方向接続部３９　ｅ、　３９　ｅ。

３’９ｅ、そして上記内側リング部３９ｃの中心部に開
口された押し棒３６の装着穴３９ｆとを備えていて、極
めて弱いバネ特性を有し、押し棒３６の軸方向の動きを
容易にすると共に押し棒３６の上記動きに無視し得る程
度の抵抗しか与えないように構成されている。更に、上
記支持部材３９゜３９に重畳される円盤状シート部材４
０．４０は、第３図に示すように、その外周部および内
周部に若干厚肉の補強リム部４０ａ、４０ｂを夫々備え
、それらの間に位置する環状部４０ｃが通気性でかっ液
密性の微小多孔質の薄膜からなり、また中心部に押し棒
３６の装着穴４０ｄを備え、全体として極めて撓み易い
部材から構成されている。

そして、上記電磁石部３は、ケース３２の一方端側から
コイル組立体３５を定着したコア３３を挿入し、そのフ
ランジ部３３ａをたとえばケース３２内面の一方端側に
形成した段部３２ｍを用いて位置決め固定して、静止部
を構成し、一方、たとえば押し棒３６の他方端側に形成
した小径段部３６ｂを利用し、コア３３端部とプランジ
ャ３７の凹部３７ａ内端との直接接触を防止するストッ
パ４１を介して上記小径段部３６ｂにプランジャ３７を
嵌入し、またその外側に円盤状シート部材４０および円
盤状支持部材３９を隣接して嵌入し、更にワッシャ４２
を嵌入してカシメることにより可動部の部分を構成した
後、該可動部の部分の押し棒３６の一方端側を上記静止
部を構成するケース３２の他方端側から挿入し、次でケ
ース３２の内面他方端側に形成した段部３２ｂに円盤状
シート部材４０の外周補強リム部４０ａおよび円盤状支
持部材３９の外側リング部３９ａを隣接して位置決めし
、更にその外側に環状のホルダー４３を挿入した後、ケ
ース３２の他方端部をカシメてケース３２の他方端側に
支持部材３９およびシート部材４０を介して押し棒３６
の他方端側を支持し、次で押し棒３６の一方端側に形成
した小径段部３６ａを利用してシート部材４０および支
持部材３９を押し棒３６に嵌入し、その外側から弾性体
からなるホルダ４５を嵌入し、押し棒３６に固定して可
動部全体をその他方端が上述した静止部に固定された状
態で構成して、組立てられる。

そして、前述した調圧弁部２の弁スリーブ５他万端側に
形成されたフランジ部３１を上述した電磁石部３の一方
端側のケース３２内に嵌入し、上記フランジ部３１と電
磁石部３の静止部におけるコア３３のフランジ部３３ａ
との間で押し棒３６の一方端側に重畳固定されたレート
部材４０の外周補強リム部４０ａと支持部材３９の外側
リング部３９ａとを挟持し、その後ケース３２の一方端
側を弁スリーブ５のフランジ部３１外周にカシメつける
ことによって、圧力ｙＡ整弁１の組立てが全て完了する
。

なお、上記電磁石部３の他方端側（第１図右側）におい
てシート部材４０と支持部材３９とをケース３２にカシ
メつけるに際して、上述したケース３２の段部３２ｂに
プランジャ３７の他方端側への変位を規制するリング状
ストッパ部材（図示せず）を挿入した後、ケース３２を
カシメると、作動時のプランジャ３７の初期位置の正確
な設定がきわめて容易に行うことができ、それにより電
磁石部３の作動ひいては圧力ｗＲ整弁１の入力電流に対
する調圧特性の精度を著しく向上させることが可能とな
る。

本実施例は以上のような構成よりなるので、弁スリーブ
５の供給ポート１５にポンプ等から圧力流体たとえば油
圧が供給されると、該圧油は供給ポート１５から弁スリ
ーブ５とスプール弁６のランド部１９とによる開口を経
てスプール弁６のランド部１７．１９間に至り、更に該
ランド部１７゜１９間と常に連通ずる弁スリーブ５の出
力ポート１３を経由して、たとえば自動変速機等の圧油
を必要とする油圧系統における各油圧機器へと供給され
ろ。そして、出力ポート１３から出力された圧油の圧力
Ｐは、同時にフィードバック路を介してフィードバック
ポート１６に帰還され、ランド部１９とそれに隣接する
小径のランド部２０そして弁スリーブ５とで形成される
密閉空間２２内に導かれ、ランド部１９の断面積Ａ、か
ら小径のランド部２０の断面積Ａ２を差し引いた面積差
Ａ、−Ａ２に印加され、電磁石部３によって発生される
力Ｆｓ。、に加えられてスプール弁６を第１図の左方向
に押圧し、それらの力（Ａ、　　Ａ２）　Ｐ　＋　ＦＳ
ＱＬとスプリング７によるスプール弁６を右方向へ押圧
する力Ｆｓｐとがバランスする位置に、スプール弁６が
弁スリーブ５内で摺動変位される。そして、上記スプー
ル弁６による摺動変位によ＾、スプール弁６のランド部
１７．１９によって弁スリーブ５の供給ポート１５と排
出ボート１２とが出力ポート１３に対して所定割合にて
開閉制御され、その結果、出力ポート１３における出力
圧Ｐが電磁石部３に入力された電磁信号に対応して ””　”ｐ−ＦＩＩＯＬ）　／　（Ａ、−Ａ２）、　　
、、、■になるように制御される。

なお、第１図に示した圧力制御弁において、ランド部２
０側の断面積Ａ２をランド部１９の断面積Ａ　よりも大
きく形成し、またスプリング７をスプール弁６を右方向
即ち電磁石部３の押し棒３６に単に当接させるだけの微
小な力のものとし、更に供給ポート１５と排出ボート１
２との位置を交換することにより、 Ｐ＝　（ＦＳＱＬ　　’ｓｐ）／　　（Ａ２　Ａ、）　
　　・・・■のように、出力圧Ｐを電磁石部３に入力さ
れた電気信号の増加に対応して増加する特性を有する圧
力調整弁を変更することができろ。また、上記特性の圧
力調整弁を得るべく、第１図におけるスプール弁６の小
径ランド部２０をランド部１７の左側に配置した構造と
し、対応するように各ポートを弁スリーブ５に形成する
ように構成しても良い。

次に、第４図に基づき、上記第１実施例の圧力調整弁１
の構成を一部変更した第２の実施例について説明する。

本実施例による圧力調整弁１′は、第１実施例に示した
円盤状支持部材３９．３９による押し棒３６の支持構造
に代えて、押し棒３６′の両端部近傍を夫々ブツシュ４
６．４６を介して円筒状コア３３′の中空部３３′ｂ内
に摺動自在に軸受する支持構造を採用し、また、第１実
施例における円盤状シート部材４０によるシール構造に
代えて、弁スリーブ５′の他方端側に形成されたフラン
ジ部３１′と円筒状コア３３′の一方端側に形成された
フランジ部３３′ａとの間に、微小異物を吸収する多孔
性かつ可撓性の腰の弱いたとえばフェルト状材料からな
り中心部に押し棒３６′を若干の締め代をもって嵌入し
得る穴４７ａを有する円盤状支持部材４７を半径方向に
ルーズに挟持したシール構造を採用し、更に電磁石部３
′のケース３２′の他方端側を円盤状プレート部材４９
で封止して、構成されている。

それにより、本実施例による圧力調整弁１′は円筒状コ
ア３３′の端部と押し棒３６′の他方端側に固定された
プランジャ３７′の円筒状凹部３７′ａとの同軸性が向
上され、作動時、電磁吸引力のバラツキが低減されて性
能が安定し、また、調圧弁部２′側から電磁石部３′側
への異物の侵入防止が簡単かつ押し捧３６′に対してあ
まり摺動抵抗を及ぼさない構造でかつ組付作業性良く達
成できる。

（ト）発明の詳細 な説明したように、本発明によると、圧力調整弁１，１
′の弁スリーブ５，５′内に摺動されるスプール弁６，
６′を、少なくとも互に径の異なる２個のランド部１９
　（１９’）　、　２０　（２０’）が隣接して位置す
る段付き構造とし、上記異径のランド部１９．２０とを
その間にフィードバックボーｌ−１６，１６’を位置し
て、これらランド部の面積差にて出力圧をフィードバッ
クするように構成したので、電磁石部３，３′の構造を
一切変更することなくまた調圧弁部２．２′もその弁ス
リーブ５゜５′とスプール弁６，６′との一部の構成を
変更するのみで、圧力調整範囲が異なりまた圧力調整特
性の異なる種々の圧力調整弁を極めて簡単にかつ低コス
トで得ることが可能となり、各種流体圧システムへの汎
用性の極めて高い圧力調整弁構造が得られる。

また、フィードバック荷重を電磁石部３．３′による荷
重と対向する方向に作用するように構成すると、電磁石
部が断線等により電気信号を出力しなくなった場合、出
力圧が０となって、フェールセーフとすることができる
。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る圧力調整弁の第１実施例を示す断
面図、第２図は上記圧力調整弁に用いる円盤状支持部材
の正面図、第３図は同じく上記圧力調整弁に用いる円盤
状シーｊ・部材の正面図、そして、第４図は本発明に係
る圧力調整弁の第２実施例を示す断面図である。 １．１′・圧力調整弁　、　５，５′・・弁スリーブ　
、６．６’・・スプール弁　、７．７’・・・スプリン
グ　、　　１２，１２’・・・排出ポート　、１３．１
３’・・・出力ポート　、　　１５，１５′・・・供給
ボート　、　　１６．１６’・・フィードバックボー１
−　　、１７，１７’、１９，１９’・・・（等径の）
ランド部　、　２０．２０’・・（異径の）ランド部　
。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）供給ポート、出力ポート、フィードバックポート
   そして排出ポートを有する弁スリーブ内を摺動するスプ
   ール弁に、電磁石部による荷重とスプリング荷重と出力
   圧フィードバック荷重とを作用して、これら荷重をバラ
   ンスさせることにより、供給圧を電磁石部への入力電気
   信号に対応した出力圧に調整して出力するように構成さ
   れた圧力調整弁において、 上記スプール弁を、隣接して位置しかつ径の異なる少な
   くとも２個のランド部を有する段付き構造とし、 上記隣接する異径のランド部の間に上記フィードバック
   ポートを位置して、これら両ランド部の面積差にて出力
   圧をフィードバックするように構成した圧力調整弁。
2. （２）上記電磁石部による荷重がスプール弁の一方の端
   部に加えられ、上記スプリング荷重がスプール弁の他方
   の端部に加えられ、更に上記出力圧フィードバック荷重
   が電磁石部による荷重に対向する方向に加えられるよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の圧力調整弁。